KR800001572B1 - 고 전류밀도 전지 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고 전류밀도 전지

제1도는 본 발명에 의해 구체화된 2개의 전지와 종래의 전지 1개의 방전 곡선을 나타낸 것이다.

제2도는 본 발명에 의해 구체화된 종래의 다른 1개의 전지의 방전곡선을 나타낸 것이다.

제3도는 본 발명에 의한 5개의 전지와 1개의 종래 전지의 1시간동안의 방전곡선을 나타낸 것이다.

제4도는 고 전류 밀도에서 제3도의 전지의 1시간 동안의 방전 곡선을 나타낸 것이다.

본 발명은 높은 전류 밀도를 발생하게 하는 전지에 관한 것으로서, 음극활성 물질로서는 리튬을 사용하고, 양극의 활성물질로서는 은의 염이나 또는 산화물을 사용한다.

이와같은 전지로서는 이미 불란서 특허 제25110,765호의 명세서와 이의 관련 특허 제2,122,01(이 두 개의 특허는 영구 특허, 1971년 10월 28일, 제7528230속에 설명되고 있다)에서 설명되어 있으며 또 불란서 특허출원 제1,357,397(1976년 9월 14일의 영국 특허출원 제38 091/76호 속에 설명되고 있다)에서도 설명되고 있다.

그러나, 이들에서는 전해액속에서의 은의 염의 불용성으로 인해(특히 탄산염에서나 황산염과 같은 에스테르인 경우) 방전하는 동안에 양극이 어느정도 분극작용을 일으켜서, 방전의 종말기에서는 전지의 임피던스가 증가되었던 것이다.

본 발명의 바람직한 구체형은 이러한 결점을 제거한 것이다.

본 발명의 전지에서는 음극의 활성물질로서 리튬을 사용하며, 양극의 활성물질로서는 은의 염류나 산화물을 사용하고, 또한, 전해액으로서는 한가지의 용질과 2가지 용매를 사용하게 하는데, 첫 번째의 용매로서는 에스테르의 무리로부터 선택되며, 전해액의 두 번째 용매로서는 방향족 탄화수소가 사용된다.

이와같은 전지에 있어서는 양극에서의 분극작용이 대단히 감소되고 또한 방전 전압이 종래 기술에 의한 전지들보다도 대단히 일정하게 되는 것이다.

토루엔이나 또는 올소-메타-, 또는 파라- 키시렌은 성공적으로 사용되는 유도체(誘導體)이다.

본 발명의 한가지 구체형에 의하면 에스테르는 탄산물이다. 예를 들면 탄산 플로페렌, 탄산에틸렌 또는 탄산 디메틸 등이며, 이 경우 용질은 리듐-퍼어클로 레이트이다.

또 다른 구체형에 의하면, 에스테르는 황산물(Sulphite)이다. 예를 들면 디메틸슬파이트, 프로필렌슬파이트, 프로필렌글리콜 슬파이트, 에틸렌 글리콜 슬파이트와 비닐렌슬파이트 등이다. 이 경우 리듐 헥사플로르 아세네이트가 용질로서 사용될 수 있다.

본 발명을 더욱 잘 이해하기 위해 아래의 도면에 따라 예를들어서 설명하며는 다음과 같다.

[실시예 1(종래기술)]

펠로시아나이드는 Fe(CN)₆Ag₄의 알맹이를 얻기 위해서, 펠로 시나이드온과 흑연의 혼합물에 폴리테트라플루오로 에틸렌(PTEE)을 71.4%, 14.3% 및 14.3%를 혼합해서 얻는다.

이 혼합물 2그램을 양극을 만들기 위한 편편한 은판으로 된 콜렉터 주위에서 약 0.6ton/㎠의 압력으로 압축시킨다.

이 전극의 하나의 원판의 면적은 약 5㎠이다. 그 지름이 3.2센티미터(양극보다 약 1/2센티미터가 크다)이고 그 두께는 0.6센티미터인 두 개의 리듐 와셔(washer)는 그 사이에 세퍼레이터(separator)가 삽입되어서 양극의 다른 면에 배열된다.

각 분리기는 양극과의 접촉면에는 거친 종이판이고, 음극 접촉면에는 무명 섬유로 이루어져 있다. 전극 사이의 거리는 5밀리미터며, 그 전체는 전해액속에 침전된다. 이때 전해액은 1몰의 리튬-퍼어클로 레이트를 플로피렌카아보네이트 속에 녹인 것이다.

이 전지는 1밀리암페어의 전류를 방전하며, 음극의 펠렛의 작용이 그의 양쪽면에서 다같이 작용될 시는 0.1밀리암페어/센티미터 평방의 전류 밀도를 나타낸다.

제1도의 곡선 A에서는(횡축에는 방전용량, 종축에는 전압) 방전되는 용량(mah)의 함수로서 전압(V)의 변화를 나타낸 것이다.

[실시예 2]

본 발명의 구체형으로서, 같은 배치와 같은 활성물질들을 사용한다. 전해액으로서 85%의 플로피렌카아보네이트와 15%의 토루엔(부피의 비)을 혼합하여서 되는 것이다.

용질은 1리터당 1몰의 농도로 되는 리튬 퍼클로레이트이다. 실시예 1에서와 같은 조건하에서 이러한 전지의 방전은 같은 도표의 곡선 B로 나타난다. 이 곡선은 곡선 A위에 있으며, 곡선 A보다 기울기가 완만하다.

[실시예 3]

앞 실시예와 같은 배치로서 본 발명에 의한 전지는 실시예 2와 유사하지만, 톨루엔 대신 같은 비율의 벤젠을 사용하였다. 같은 조건하에서 이 전지의 방전은 곡선 B와 같은 경로로 출발하는 곡선 C로 주어지며, 곡선 B보다 아래에 있지만 비교적 오랜 시간동안 수평을 유지하고 있다.

실시예 2와 3의 전지(본 발명의 구체형)은 도면 1에서 보는 바와 같이 전압의 지속성과 방전시간면에서 모두 종래 전지인 실시예 1보다 우수하다.

[실시예 4(종래기술)]

실시예 1에서와 같은 모양으로 만들고 또 전극도 같은 것을 사용한다. 전해액은 디메틸 슬파이트 속에 헥사플루오로 알세니에이트의 1몰 용액을 사용한다. 이 실시예에서는 같은 조건으로 방전시켜 그 방전곡선은 제2도의 커어브 D와 같다.

[실시예 5]

본 실시예에서의 전리는 실시예 4에서의 전지와 같은 것이나, 전해액을 순수한 디메틸슬파이트 대신에 85%의 디메틸슬파이트와 15%의 토루엔(부피의 비)로 한다. 방전은 같은 조건으로서 행하며 이는 제2도의 곡선 E로서 표시하였다.

본 발명에 의한 전지의 잇점은 도면 2에서 보는 것과 같이 곡선 E가 곡선 D에 비해 기울기가 완만하기 때문에 명백하다.

본 발명에서와 같은 전해액의 방전 시험법에 따르는 화합물의 첨가로서 생기게 되는 전지들의 분극작용에 대한 조속한 효과들은 위에서 설명한 전지들로부터 여러 가지의 다른 시험 방법에서도 실시한 바 있는 것이다.

[실시예 6(종래기술)]

소량의 펠로 시아나이트 은과 흑연을 혼합한 것을 1센티미터 평방에 1톤 이상의 압력을 가해서 금속의 캡으로 하여 전극으로 만들고, 이를 1리터당 1몰의 농도가 되게한 폴리프로 페렌 카아보네이트속에 용해시킨 전해핵인 리튬 퍼어클로 라이드속의 리튬 전극에 마주 위치하게 한다. 이 전지의 시험 결과는 그 방전이 1시간동안 0.163mA/㎠의 전류밀도로서 방전하고, 시간 T의 함수로서 이 전지의 전압 V의 변화는 도면 3의 곡선 F로 나타나 있다.

[실시예 7에서 실시예 11]

이 실시예들에서는 전해액을 제거하고서는 실시예 6에서와 같이 만들고, 용매는 본 발명의 방법에 의해서 플로피렌 카아보네이트 85%(부피의 비)에 타 물질을 15%혼합시켜서 되는데, 여기에 가해지는 타물질로서는 실시예 7에서는 벤젠, 실시예 8에서는 토루엔, 실시예 9에서는 옥실렌, 실시예 10에서는 메타 키시렌을 사용하며, 실시예 11에서는 파라 키시렌을 사용한다. 방전곡선은 특히 제3도 속의 G와 H로써 표시한다. 이들의 커어브는 커어브 F위에 위치한다(여기서 표시되는 번호는 실시예의 번호이다).

[실시예 12(종래기술)]

실시예 6에서와 같은 전지에 있어서, 1시간동안 0.814mA/㎠의 전류 밀도로 방전하게 한다.(실시예 6에서 11까지의 전류밀도의 5배로 한다.) 시간의 함수로서 전압의 변화는 도면 4에서 곡선 I로 표시된다.

[실시예 13]

전해액의 용매로서 85%의 플로피렌 카아보네이트와 15%의 토루엔을 위에서와 같이하여, 그 이외의 것은 모든 것을 실시예 12에서와 같이 하고, 실시예 12에서와 같은 방법으로서 처리한다. 시간의 함수로서 전압의 변화는 도면 4의 곡선 J로 표시된다.

[실시예 14]

실시예 13에서와 같이 1시간동안의 전형적인 방전을 하는 전지에 있어서, 다만 톨루엔 대신에 벤젠으로서 대체한다. 전류밀도도 역시 같고, 그에 해당하는 곡선은 K이다.

[실시예 15에서 17]

전지를 실시예 13과 같은 방전을 하고, 다만 톨루엔 대신에 옥실렌과 베타키시렌 및 파라 키시렌을 각각 대체해서 사용한다. 이 3가지 실시예의 방전 커어브는 제4도의 커어브 L로써 표시되어 있다.

이들 마지막 실시예들은 실시예 6에서 11까지의 것들보다 더 높은 전류 밀도하에서, 이들 본 발명의 방법에 따르는 전지들(실시예 13에서 실시예 17까지)은 종래 기술의 실시예 12에서의 것보다 월등하게 양호한 방전효과를 가진다.

본 발명은 여기에서 예거한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를들며는 크롬산은에 의한 실시예 본 발명의 발전된 형식의 하나임을 인식하여야 할 것이며, 본 발명에서의 전지의 방전의 말기의 임피던스는 벤젠이나 벤젠의 유도체를 포함하지 않는 전해액을 사용하는 종래기술의 전지보다 낮다.

Claims (1)

1. 음극의 활성물질로서 리튬을 사용하며, 양극의 활성물질로서 은의 염류 또는 은의 산화물을 사용하는 전지에 있어서, 전해질로서 하나의 용질을 2개 이상의 용매에 용해시킨 용액을 사용하는데, 1차의 용매는 탄산염과 황산염으로 이루어진 에스테르류중에서 선택되고 2차의 용매는 전해액으로서 방향족 탄화수소류 중에서 선택하되, 방향족 탄화수소로서는 벤젠, 토루엔 및 키시렌들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 고 전류 밀도 전지.

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