JPH07105940A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH07105940A JPH07105940A JP5246539A JP24653993A JPH07105940A JP H07105940 A JPH07105940 A JP H07105940A JP 5246539 A JP5246539 A JP 5246539A JP 24653993 A JP24653993 A JP 24653993A JP H07105940 A JPH07105940 A JP H07105940A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は正極に予め高沸点のエステル系溶媒
を含ませることにより、正極の濡れ性を向上させ、電池
内に重負荷放電に必要な電解液を確保し、重負荷放電特
性を向上させることを目的とする。 【構成】 非水電解液電池の正極５として正極活物質、
導電剤、結着剤からなる正極合剤に予め高沸点のエステ
ル系溶媒を含ませたもの。
を含ませることにより、正極の濡れ性を向上させ、電池
内に重負荷放電に必要な電解液を確保し、重負荷放電特
性を向上させることを目的とする。 【構成】 非水電解液電池の正極５として正極活物質、
導電剤、結着剤からなる正極合剤に予め高沸点のエステ
ル系溶媒を含ませたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非水電解液電池の重負荷
放電特性の向上に関するものである。
放電特性の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、負極活物質にリチウム金属やリチ
ウムアルミ合金、正極活物質に遷移金属の酸化物、硫化
物、例えば二酸化マンガン（ＭｎＯ2），二硫化モリブ
デン（ＭｏＳ2）などを用いる非水電解液電池が、エネ
ルギー密度が高く、耐漏液性に優れているため、コンピ
ュ−タのメモリバックアップや小型電子機器の電源とし
て多用され、その性能の一層の向上が期待されている。
ウムアルミ合金、正極活物質に遷移金属の酸化物、硫化
物、例えば二酸化マンガン（ＭｎＯ2），二硫化モリブ
デン（ＭｏＳ2）などを用いる非水電解液電池が、エネ
ルギー密度が高く、耐漏液性に優れているため、コンピ
ュ−タのメモリバックアップや小型電子機器の電源とし
て多用され、その性能の一層の向上が期待されている。
【０００３】従来のこの種の電池の一般的構成を図１に
示す。図１において１は負極端子を兼ねる封口板、２は
正極端子を兼ねる正極ケ−ス、３は樹脂よりなるガスケ
ット、４はポリプロピレン不織布からなるセパレ−タ、
５は遷移金属の酸化物、硫化物に導電剤、結着剤を加え
成型された正極、６はリチウム金属やリチウムアルミ合
金を活物質とする負極である。電池組立は負極６、セパ
レ−タ４、正極５および非水電解液を電池内部に充填
し、正極ケ−ス２の開口部を正極ケ−ス２と封口板１の
両者間絶縁物として介在するガスケット３を介して内側
にかしめて封口することにより行われる。
示す。図１において１は負極端子を兼ねる封口板、２は
正極端子を兼ねる正極ケ−ス、３は樹脂よりなるガスケ
ット、４はポリプロピレン不織布からなるセパレ−タ、
５は遷移金属の酸化物、硫化物に導電剤、結着剤を加え
成型された正極、６はリチウム金属やリチウムアルミ合
金を活物質とする負極である。電池組立は負極６、セパ
レ−タ４、正極５および非水電解液を電池内部に充填
し、正極ケ−ス２の開口部を正極ケ−ス２と封口板１の
両者間絶縁物として介在するガスケット３を介して内側
にかしめて封口することにより行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】正極は特開昭５４−１
０３５１３号公報記載のように正極活物質、導電剤、結
着剤（例えばテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロ
プロピレンの共重合体やテトラフルオロエチレンなど）
を混合した正極合剤を成型して得られる。これらの結着
剤は高温で加熱されると結着効果が得られるため、正極
成型体は高温（１５０℃以上）で加熱される。加熱され
た結着剤は結着効果がある一方、正極の濡れ性の低下を
引き起こす。このため正極への電解液の含浸が速やかに
行われず、電池封口時に注液した電解液がこぼれ、電池
内に重負荷放電に必要な電解液を保てないという問題点
があった。
０３５１３号公報記載のように正極活物質、導電剤、結
着剤（例えばテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロ
プロピレンの共重合体やテトラフルオロエチレンなど）
を混合した正極合剤を成型して得られる。これらの結着
剤は高温で加熱されると結着効果が得られるため、正極
成型体は高温（１５０℃以上）で加熱される。加熱され
た結着剤は結着効果がある一方、正極の濡れ性の低下を
引き起こす。このため正極への電解液の含浸が速やかに
行われず、電池封口時に注液した電解液がこぼれ、電池
内に重負荷放電に必要な電解液を保てないという問題点
があった。
【０００５】本発明は正極の濡れ性を向上させることに
より正極への電解液の含浸を速やかに行わせ、電池内に
重負荷放電に必要な電解液を確保し、重負荷放電特性の
向上を目的とするものである。
より正極への電解液の含浸を速やかに行わせ、電池内に
重負荷放電に必要な電解液を確保し、重負荷放電特性の
向上を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために、本発明の非水電解液電池の正極は正極活物質、
導電剤、結着剤からなる正極合剤に高沸点のエステル系
溶媒を加え混合し成型したものである。
ために、本発明の非水電解液電池の正極は正極活物質、
導電剤、結着剤からなる正極合剤に高沸点のエステル系
溶媒を加え混合し成型したものである。
【０００７】
【作用】前述のように、正極中の結着剤は結着効果を向
上させるために高温で加熱されるが、この加熱により正
極の濡れ性を低下させ、吸液量が少なくなる。正極の濡
れ性を向上させるために電解液成分である溶媒を正極合
剤に予め添加することにより、正極の濡れ性を向上さ
せ、吸液量を大きくすることができる。つまり、電解液
との接触面積を大きくすることで電解液の正極成型体へ
の電解液の拡散が速くなり、短時間で電解液の吸液が完
了する。これにより、電池封口時に注液した電解液がこ
ぼれることがなく、重負荷放電に必要な電解液を電池内
に確保できる。重負荷放電では電解液が不足することに
よるリチウムイオンの正極への移動が妨げられることが
なく、重負荷放電特性が向上する。また、一般的に非水
電解液電池の電解液の溶媒には、高沸点溶媒と低沸点溶
媒との混合系が用いられるが、低沸点溶媒では、正極成
型体を高温で加熱するため溶媒の蒸発が著しく溶媒添加
の効果が得られない。このため、高沸点の溶媒を用いる
必要がある。なお、正極合剤に含有させるエステル系溶
媒の含有量を正極合剤に対して２５％以上にすると正極
成型体の強度を著しく低下させ、極板の割れや正極合剤
の脱落が起こり、電池を構成することが不可能である。
上させるために高温で加熱されるが、この加熱により正
極の濡れ性を低下させ、吸液量が少なくなる。正極の濡
れ性を向上させるために電解液成分である溶媒を正極合
剤に予め添加することにより、正極の濡れ性を向上さ
せ、吸液量を大きくすることができる。つまり、電解液
との接触面積を大きくすることで電解液の正極成型体へ
の電解液の拡散が速くなり、短時間で電解液の吸液が完
了する。これにより、電池封口時に注液した電解液がこ
ぼれることがなく、重負荷放電に必要な電解液を電池内
に確保できる。重負荷放電では電解液が不足することに
よるリチウムイオンの正極への移動が妨げられることが
なく、重負荷放電特性が向上する。また、一般的に非水
電解液電池の電解液の溶媒には、高沸点溶媒と低沸点溶
媒との混合系が用いられるが、低沸点溶媒では、正極成
型体を高温で加熱するため溶媒の蒸発が著しく溶媒添加
の効果が得られない。このため、高沸点の溶媒を用いる
必要がある。なお、正極合剤に含有させるエステル系溶
媒の含有量を正極合剤に対して２５％以上にすると正極
成型体の強度を著しく低下させ、極板の割れや正極合剤
の脱落が起こり、電池を構成することが不可能である。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図１に示すコイン
形非水電解液二次電池を用いて説明する。図１において
１は負極端子を兼ねる封口板、２は正極端子を兼ねる正
極ケ−ス、３は正極ケ−スと封口板とを絶縁するポリプ
ロピレン製ガスケット、４はポリプロピレンからなるセ
パレ−タである。５は正極であり五酸化バナジウム、導
電剤（カ−ボンブラック）、結着剤（テトラフルオロエ
チレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体）を重量
比（１００：４：８）になるよう混合した正極合剤に高
沸点のエステル系溶媒であるプロピレンカ−ボネ−ト
（ＰＣ）を加え混練し、乾燥した後粉砕し、活物質であ
る五酸化バナジウムが２８０mgになるように秤量し、直
径１８．０mm，厚み０．７５mmのペレット状に加圧成型
したものである。６はリチウム金属よりなる負極で、直
径１８．０mmで重量が１４mgとなるようにした。電解液
はプロピレンカ−ボネ−ト（ＰＣ）と１，２−ジメトキ
シエタン（ＤＭＥ）の体積比で１：１の混合物に過塩素
酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）を１モル／ｌ溶解させたも
のを用いた。
形非水電解液二次電池を用いて説明する。図１において
１は負極端子を兼ねる封口板、２は正極端子を兼ねる正
極ケ−ス、３は正極ケ−スと封口板とを絶縁するポリプ
ロピレン製ガスケット、４はポリプロピレンからなるセ
パレ−タである。５は正極であり五酸化バナジウム、導
電剤（カ−ボンブラック）、結着剤（テトラフルオロエ
チレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体）を重量
比（１００：４：８）になるよう混合した正極合剤に高
沸点のエステル系溶媒であるプロピレンカ−ボネ−ト
（ＰＣ）を加え混練し、乾燥した後粉砕し、活物質であ
る五酸化バナジウムが２８０mgになるように秤量し、直
径１８．０mm，厚み０．７５mmのペレット状に加圧成型
したものである。６はリチウム金属よりなる負極で、直
径１８．０mmで重量が１４mgとなるようにした。電解液
はプロピレンカ−ボネ−ト（ＰＣ）と１，２−ジメトキ
シエタン（ＤＭＥ）の体積比で１：１の混合物に過塩素
酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）を１モル／ｌ溶解させたも
のを用いた。
【０００９】正極合剤に予め含ませるＰＣ量は（表１）
のように調整した。これらの正極合剤を用いて、直径２
３mm，厚さ２．０mmの電池を試作した。しかし、正極合
剤に予めＰＣを正極合剤の重量に対して２５％含ませた
ものについては成型時に正極成型体が割れてペレット状
にできなかった。
のように調整した。これらの正極合剤を用いて、直径２
３mm，厚さ２．０mmの電池を試作した。しかし、正極合
剤に予めＰＣを正極合剤の重量に対して２５％含ませた
ものについては成型時に正極成型体が割れてペレット状
にできなかった。
【００１０】
【表１】
【００１１】これらの電池について２０℃で１ｍＡ，１
０ｍＡ，２０ｍＡの定電流負荷で電池電圧が２．０Ｖに
なるまで放電した。
０ｍＡ，２０ｍＡの定電流負荷で電池電圧が２．０Ｖに
なるまで放電した。
【００１２】図２は正極合剤に予め含ませる正極合剤の
重量に対するＰＣ量（％）と正極の電解液の吸液量の関
係を示したものである。（表１）のように調整した正極
合剤を用い電解液の吸液を重量差から求めたものであ
る。電解液はプロピレンカ−ボネ−ト（ＰＣ）と１，２
−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）の体積比で１：１の混合
物に過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）を１モル／ｌ溶
解させたものを用いた。従来例Ａの吸液量が約６０mgで
あるのに比べて正極合剤にＰＣを正極合剤の重量に対し
て１％〜２０％にしたＣ〜Ｇでは吸液量が９５mg〜１１
０mgとなり、吸液量が約２倍になるのがわかる。
重量に対するＰＣ量（％）と正極の電解液の吸液量の関
係を示したものである。（表１）のように調整した正極
合剤を用い電解液の吸液を重量差から求めたものであ
る。電解液はプロピレンカ−ボネ−ト（ＰＣ）と１，２
−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）の体積比で１：１の混合
物に過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）を１モル／ｌ溶
解させたものを用いた。従来例Ａの吸液量が約６０mgで
あるのに比べて正極合剤にＰＣを正極合剤の重量に対し
て１％〜２０％にしたＣ〜Ｇでは吸液量が９５mg〜１１
０mgとなり、吸液量が約２倍になるのがわかる。
【００１３】図３は正極合剤に予め含ませる正極合剤の
重量に対するＰＣ量（％）と放電電流１ｍＡ，１０ｍ
Ａ，２０ｍＡにおける放電容量の関係を示したものであ
る。正極合剤にＰＣを添加しないものでは放電電流が大
きくなるほど放電容量の低下が著しくなる。これは重負
荷放電に必要な電解液が電池内に確保されていないた
め、リチウムイオンの正極への移動が妨げられ、リチウ
ムイオンの正極への移動のしにくさによる電圧降下が大
きくなり、放電終止電圧に達するまでの時間が早くな
り、放電容量が少なくなると考えられる。一方、正極合
剤に予め正極合剤の重量に対して１％〜２０％のＰＣを
含ませたものでは、正極の濡れ性向上により、電池内に
重負荷放電に必要な電解液が確保されているため、リチ
ウムイオンの正極への移動が妨げられることがなく、リ
チウムイオンの移動のしにくさによる電圧降下もないた
めに重負荷放電における放電容量が大きくなると考えら
れる。
重量に対するＰＣ量（％）と放電電流１ｍＡ，１０ｍ
Ａ，２０ｍＡにおける放電容量の関係を示したものであ
る。正極合剤にＰＣを添加しないものでは放電電流が大
きくなるほど放電容量の低下が著しくなる。これは重負
荷放電に必要な電解液が電池内に確保されていないた
め、リチウムイオンの正極への移動が妨げられ、リチウ
ムイオンの正極への移動のしにくさによる電圧降下が大
きくなり、放電終止電圧に達するまでの時間が早くな
り、放電容量が少なくなると考えられる。一方、正極合
剤に予め正極合剤の重量に対して１％〜２０％のＰＣを
含ませたものでは、正極の濡れ性向上により、電池内に
重負荷放電に必要な電解液が確保されているため、リチ
ウムイオンの正極への移動が妨げられることがなく、リ
チウムイオンの移動のしにくさによる電圧降下もないた
めに重負荷放電における放電容量が大きくなると考えら
れる。
【００１４】本実施例では正極合剤に含ませる高沸点の
エステル系溶媒にプロピレンカ−ボネ−ト（ＰＣ）を用
いたが、他の高沸点溶媒、エチレンカ−ボネ−ト（Ｅ
Ｃ），ブチレンカ−ボネ−ト（ＢＣ），γ−ブチルラク
トン（γ−ＢＬ）などを単独あるいはこれらを混合して
用いた場合も同様の効果が得られた。
エステル系溶媒にプロピレンカ−ボネ−ト（ＰＣ）を用
いたが、他の高沸点溶媒、エチレンカ−ボネ−ト（Ｅ
Ｃ），ブチレンカ−ボネ−ト（ＢＣ），γ−ブチルラク
トン（γ−ＢＬ）などを単独あるいはこれらを混合して
用いた場合も同様の効果が得られた。
【００１５】さらに、本発明は一次、二次を問わず、非
水電解液電池で正極に合剤を用いるものであればすべて
適用することができる。
水電解液電池で正極に合剤を用いるものであればすべて
適用することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、正極合剤
に予め高沸点のエステル系溶媒を含ませることにより、
正極の濡れ性を向上させ正極への電解液の含浸を速やか
に行わせることができる。これにより電池封口時に注液
した電解液がこぼれることがなく、電池内に重負荷放電
に必要な電解液を電池内に確保することができる。
に予め高沸点のエステル系溶媒を含ませることにより、
正極の濡れ性を向上させ正極への電解液の含浸を速やか
に行わせることができる。これにより電池封口時に注液
した電解液がこぼれることがなく、電池内に重負荷放電
に必要な電解液を電池内に確保することができる。
【図１】コイン形非水電解液電池の断面図
【図２】正極合剤の重量に対するＰＣ量（％）と電解液
の吸液量の関係図
の吸液量の関係図
【図３】正極合剤の重量に対するＰＣ量（％）と放電容
量との関係図
量との関係図
１ 封口板 ２ 正極ケ−ス ３ ガスケット ４ セパレ−タ ５ 正極 ６ 負極
Claims (3)
- 【請求項１】負極、セパレ−タ、正極、および非水電解
液よりなる発電要素を電池内部に充填し、正極端子と負
極端子の両者間に絶縁物として介在するガスケットによ
り密封する非水電解液電池において、成型する前の正極
合剤に予め高沸点のエステル系溶媒が含有されているこ
とを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】正極合剤に含まれる高沸点のエステル系溶
媒はエチレンカ−ボネ−ト（ＥＣ）、プロピレンカ−ボ
ネ−ト（ＰＣ）、ブチレンカ−ボネ−ト(ＢＣ)、γ−ブ
チルラクトン（γ−ＢＬ）のうち少なくとも一種類を使
用したものである請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項３】正極合剤に含有させる高沸点のエステル系
溶媒の含有量は正極合剤の重量に対して１％〜２０％で
ある請求項１記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246539A JPH07105940A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246539A JPH07105940A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105940A true JPH07105940A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17149919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5246539A Pending JPH07105940A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105940A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001880A1 (ja) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | Sony Corporation | 電極およびそれを用いた電池 |
| JP2013545234A (ja) * | 2010-10-28 | 2013-12-19 | ミルヨビル グレンランド エーエス | フィルム状電池製造のためのスラリーの製造方法 |
| US11355744B2 (en) | 2010-10-28 | 2022-06-07 | Electrovaya Inc. | Lithium ion battery electrode with uniformly dispersed electrode binder and conductive additive |
-
1993
- 1993-10-01 JP JP5246539A patent/JPH07105940A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001880A1 (ja) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | Sony Corporation | 電極およびそれを用いた電池 |
| US7229713B2 (en) | 2002-06-20 | 2007-06-12 | Sony Corporation | Electrode and battery using the same |
| JP2013545234A (ja) * | 2010-10-28 | 2013-12-19 | ミルヨビル グレンランド エーエス | フィルム状電池製造のためのスラリーの製造方法 |
| US10153482B2 (en) | 2010-10-28 | 2018-12-11 | Electrovaya Inc. | Method for manufacturing of slurry for production of battery film |
| US11355744B2 (en) | 2010-10-28 | 2022-06-07 | Electrovaya Inc. | Lithium ion battery electrode with uniformly dispersed electrode binder and conductive additive |
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