JPS6334591B2 - - Google Patents
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- JPS6334591B2 JPS6334591B2 JP6973479A JP6973479A JPS6334591B2 JP S6334591 B2 JPS6334591 B2 JP S6334591B2 JP 6973479 A JP6973479 A JP 6973479A JP 6973479 A JP6973479 A JP 6973479A JP S6334591 B2 JPS6334591 B2 JP S6334591B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は電池に関し、とくに有機物を陽極活物
質とする電池に関する。 従来の電池は、陽極活物質の材料として、Ag、
Hg等が用いられていた。従つてAgを素材として
AgOを陽極活物質とした酸化銀電池は、Agが希
少金属であり資源に限りがあるので、非常に高価
で工業的に将来性が憂慮されている。また資源上
から比較的に入手し易いHgの化合物であるHgO
を陽極活物質とした水銀電池は、使用後に廃棄す
る場合に公害問題がある。従つて広く民生電子機
器に使用した場合、回収する困難さのために、工
業的に将来好ましくない電池である。また、蓄積
エネルギー密度に関しても酸化銀電池、水銀電池
では、電子機器の小型・薄型軽量化の要求を満せ
ない。さらに高エネルギー密度の電池が要望され
ている。 本発明の目的は、上記欠点を除き、資源が充分
にあり将来枯渇の心配および価格上昇の心配が少
く、かつ公害問題の心配がなく、さらにエネルギ
ー密度の大きい陽極活物質を有する新規な電池を
提供することにある。 本発明によれば、アルカリ金属若しくはアルカ
リ土類金属又はこれらの金属を含む合金を陰極活
物質とし、一般式 （式中のR1、R2は同一もしくは異なり、水素、
ニトロ基、ハロゲン、シアノ基、アルキル基、ア
ルコオキシル基、フエニル基、アミノ基、水酸基
のいずれかを表わす）で示されるシクロブテン
1.2−ジオン、又はその誘導体を陽極活物質とし、
電解質溶液を前記陰極活物質と陽極活物質との間
に介在させたことを特徴とする電池が得られる。 さらに発明によればアルカリ金属を陰極活物質
とし、上記一般式で示されるシクロブテン1.2−
ジオン又はその誘導体を陽極活物質とし、前記陰
極活物質と陽極活物質との間に、固体電解質又は
前記陰極活物質と陽極活物質との反応によつて生
成したシクロブテン1.2ジオン又はその誘導体の
アルカリ金属塩を固体電解質として介在させたこ
とを特徴とする固体電池が得られる。 以下、本発明の電池の構成を図面を用いて説明
する。 第１図は本発明の電池の基本的構成を示す断面
図である。セラミツク製リング１の底面に陰極と
なるステンレス鋼製底板３をコバール製リング２
を介して溶着する。このようにして形成された容
器内のステンレス鋼製底板３の上に陰極活物質４
を充填する。この陰極活物質４上には電解質層５
を介して陽極活性物質が設けられる。以下では、
電解質層５として電解質溶液を採用する場合
（）と、固体電解質を採用する場合（）と、
陰極活物質４と陽極活物質６との反応で生成した
固体電解質を採用する場合（）との３通りにつ
いてそれぞれ実施例で説明する。なお、陰極活物
質４としては、上記（）（）の場合にはアル
カリ金属が選ばれ、（）の場合にはアルカリ金
属、アルカリ土類金属あるいはこれら金属を含む
合金のなかから選ばれる。充填される陰極活物質
の形状は紛末状でも板状でもさしつかえない。 また、陽極活物質６の代表例は第１表の通りで
ある。
質とする電池に関する。 従来の電池は、陽極活物質の材料として、Ag、
Hg等が用いられていた。従つてAgを素材として
AgOを陽極活物質とした酸化銀電池は、Agが希
少金属であり資源に限りがあるので、非常に高価
で工業的に将来性が憂慮されている。また資源上
から比較的に入手し易いHgの化合物であるHgO
を陽極活物質とした水銀電池は、使用後に廃棄す
る場合に公害問題がある。従つて広く民生電子機
器に使用した場合、回収する困難さのために、工
業的に将来好ましくない電池である。また、蓄積
エネルギー密度に関しても酸化銀電池、水銀電池
では、電子機器の小型・薄型軽量化の要求を満せ
ない。さらに高エネルギー密度の電池が要望され
ている。 本発明の目的は、上記欠点を除き、資源が充分
にあり将来枯渇の心配および価格上昇の心配が少
く、かつ公害問題の心配がなく、さらにエネルギ
ー密度の大きい陽極活物質を有する新規な電池を
提供することにある。 本発明によれば、アルカリ金属若しくはアルカ
リ土類金属又はこれらの金属を含む合金を陰極活
物質とし、一般式 （式中のR1、R2は同一もしくは異なり、水素、
ニトロ基、ハロゲン、シアノ基、アルキル基、ア
ルコオキシル基、フエニル基、アミノ基、水酸基
のいずれかを表わす）で示されるシクロブテン
1.2−ジオン、又はその誘導体を陽極活物質とし、
電解質溶液を前記陰極活物質と陽極活物質との間
に介在させたことを特徴とする電池が得られる。 さらに発明によればアルカリ金属を陰極活物質
とし、上記一般式で示されるシクロブテン1.2−
ジオン又はその誘導体を陽極活物質とし、前記陰
極活物質と陽極活物質との間に、固体電解質又は
前記陰極活物質と陽極活物質との反応によつて生
成したシクロブテン1.2ジオン又はその誘導体の
アルカリ金属塩を固体電解質として介在させたこ
とを特徴とする固体電池が得られる。 以下、本発明の電池の構成を図面を用いて説明
する。 第１図は本発明の電池の基本的構成を示す断面
図である。セラミツク製リング１の底面に陰極と
なるステンレス鋼製底板３をコバール製リング２
を介して溶着する。このようにして形成された容
器内のステンレス鋼製底板３の上に陰極活物質４
を充填する。この陰極活物質４上には電解質層５
を介して陽極活性物質が設けられる。以下では、
電解質層５として電解質溶液を採用する場合
（）と、固体電解質を採用する場合（）と、
陰極活物質４と陽極活物質６との反応で生成した
固体電解質を採用する場合（）との３通りにつ
いてそれぞれ実施例で説明する。なお、陰極活物
質４としては、上記（）（）の場合にはアル
カリ金属が選ばれ、（）の場合にはアルカリ金
属、アルカリ土類金属あるいはこれら金属を含む
合金のなかから選ばれる。充填される陰極活物質
の形状は紛末状でも板状でもさしつかえない。 また、陽極活物質６の代表例は第１表の通りで
ある。
【表】
まず、電解質層５として電解質溶液を用いる場
合の実施例を説明する。 直径23mm、厚さ0.2mmの円板状ステンレス鋼製
底板３の周縁の封止部分に無電解ニツケルめつき
を施しておき、また外径24.0mm、内径23.6mm、厚
さ0.2mmのカツプ状ステンレス鋼製蓋７の内側周
縁の封止部分にも無電解ニツケルめつきを施して
おく。 外径23mm、内径20mm、高さ1.2mmのセラミツク
製リングの両周端部にメタライズしてコバール製
リング２，２′をろう付したものを用意し、コバ
ール製リング２とステンレス鋼製底板３をシーム
溶接する。 上述のように形成した容器内に外径20mm、厚さ
0.2mmの陰極活物質４（Li、Zn、Mg）を充填す
る。 次に、多孔質ポリプロピレン不織布（外径20
mm、厚さ0.2mm）のセパレータ５を陰極活物質４
の上に設ける。このセパレータ５に電解質の溶液
を含浸させる。本実施例では陰極活物質４とし
て、Li、Zn、Mgを用いているので、電解質とし
ては、各々濃度１セル／のLiclo4−炭酸プロピ
レン溶液、NH4Cl飽和水溶液、濃度１セル／
のMg（clo4）2−炭酸プロピレン溶液を使用した。 陽極活物質６は、前述の通り、シクロブテン
１，２−ジオン又はその誘導体を用いる。陽極活
物質６の粉末に10wt％のカーボンブラツクを混
合し、その250mgに全圧約５トンのプレス圧で加
圧成形して直径19.8mm、の円板状のタブレツト形
状にし、これをセパレータ５の上に充填する。そ
してステンレス鋼製蓋７を陽極活物質６の上にの
せ、全圧約10Kgの圧力をかけながら、ステンレス
鋼製蓋７と、コバール製リング２′をシーム溶接
し、気密封止する。なお、製作工程中、リチウム
を取り扱かう作業はすべて乾燥アルゴン雰囲気中
で行なつた。このように形成した電池の結果を第
−１表に示す。なお、以下に示す各表中の陽極
活性物質番号は第１表の番号と対応している。
合の実施例を説明する。 直径23mm、厚さ0.2mmの円板状ステンレス鋼製
底板３の周縁の封止部分に無電解ニツケルめつき
を施しておき、また外径24.0mm、内径23.6mm、厚
さ0.2mmのカツプ状ステンレス鋼製蓋７の内側周
縁の封止部分にも無電解ニツケルめつきを施して
おく。 外径23mm、内径20mm、高さ1.2mmのセラミツク
製リングの両周端部にメタライズしてコバール製
リング２，２′をろう付したものを用意し、コバ
ール製リング２とステンレス鋼製底板３をシーム
溶接する。 上述のように形成した容器内に外径20mm、厚さ
0.2mmの陰極活物質４（Li、Zn、Mg）を充填す
る。 次に、多孔質ポリプロピレン不織布（外径20
mm、厚さ0.2mm）のセパレータ５を陰極活物質４
の上に設ける。このセパレータ５に電解質の溶液
を含浸させる。本実施例では陰極活物質４とし
て、Li、Zn、Mgを用いているので、電解質とし
ては、各々濃度１セル／のLiclo4−炭酸プロピ
レン溶液、NH4Cl飽和水溶液、濃度１セル／
のMg（clo4）2−炭酸プロピレン溶液を使用した。 陽極活物質６は、前述の通り、シクロブテン
１，２−ジオン又はその誘導体を用いる。陽極活
物質６の粉末に10wt％のカーボンブラツクを混
合し、その250mgに全圧約５トンのプレス圧で加
圧成形して直径19.8mm、の円板状のタブレツト形
状にし、これをセパレータ５の上に充填する。そ
してステンレス鋼製蓋７を陽極活物質６の上にの
せ、全圧約10Kgの圧力をかけながら、ステンレス
鋼製蓋７と、コバール製リング２′をシーム溶接
し、気密封止する。なお、製作工程中、リチウム
を取り扱かう作業はすべて乾燥アルゴン雰囲気中
で行なつた。このように形成した電池の結果を第
−１表に示す。なお、以下に示す各表中の陽極
活性物質番号は第１表の番号と対応している。
次に電解質層５として固体電解質を用いた場合
の一実施例を説明する。 まず、コバール製リング２とステンレス鋼製底
板３をシーム溶接する工程までは実施例〔−
Ａ〕と同様である。次に露点60℃のAr雰囲気中
で活物質と固体電解質の積層プレス体を次のよう
にして作る。 厚さ0.2mmのリチウムシートを20mmφに打抜き
陰極活物質４とする。次に約100mgのLiIを外径20
mmのペレツト形状にプレス成形し固体電解質５と
する。次に、前述のシクロブテン１，２−ジオン
又は、その誘導体の粉末に10wt％のカーボンブ
ラツクを混合し、その250mgを全圧約５トンのプ
レス圧で加圧成形して直径19.8mmの円板状のタブ
レツト形状にし、これを陽極活物質６とする。 次に、分割ダイスの中に陰極活物質４、固体電
解質５、陽極活物質６を順次積層して全圧約100
Kgの圧力をかけ、ペレツト形状にし、これら３者
を充分に接触させた後、分割ダイスを取り去る。 次に上述の積層体を、前もつてシーム溶接され
たステンレス鋼製底板３の内底に陽極活物質６を
上面にして充填する。その後の気密封止工程は実
施例〔−Ａ〕と同様である。このように形成し
た電池の結果を第−１表に示す。
の一実施例を説明する。 まず、コバール製リング２とステンレス鋼製底
板３をシーム溶接する工程までは実施例〔−
Ａ〕と同様である。次に露点60℃のAr雰囲気中
で活物質と固体電解質の積層プレス体を次のよう
にして作る。 厚さ0.2mmのリチウムシートを20mmφに打抜き
陰極活物質４とする。次に約100mgのLiIを外径20
mmのペレツト形状にプレス成形し固体電解質５と
する。次に、前述のシクロブテン１，２−ジオン
又は、その誘導体の粉末に10wt％のカーボンブ
ラツクを混合し、その250mgを全圧約５トンのプ
レス圧で加圧成形して直径19.8mmの円板状のタブ
レツト形状にし、これを陽極活物質６とする。 次に、分割ダイスの中に陰極活物質４、固体電
解質５、陽極活物質６を順次積層して全圧約100
Kgの圧力をかけ、ペレツト形状にし、これら３者
を充分に接触させた後、分割ダイスを取り去る。 次に上述の積層体を、前もつてシーム溶接され
たステンレス鋼製底板３の内底に陽極活物質６を
上面にして充填する。その後の気密封止工程は実
施例〔−Ａ〕と同様である。このように形成し
た電池の結果を第−１表に示す。
また、電解質層５として反応生成物を利用する
場合の一実施例を以下に説明する。 まず、陰極活物質４は、厚さ0.2mmのリチウム
シートより、20mmφの円板を打抜いて作る工程ま
では実施例〔−Ａ〕と同様である。 陽極活物質６は、前述のシクロブテン１，２−
ジオン又は、その誘導体の紛末250mgに約５トン
のプレス圧で加圧成形して直径19.8mmの円板状の
タブレツト形状とする。 次に、分割ダンスの中に前述の陰極活物質４と
陽極活物質６を順次積層して、全圧約100Kgの圧
力をかけ両者を充分に接触させ、その接合面に陰
極活物質４のアルカリ金属と陽極活物質６の反応
によつて陽極活物質のアルカリ金属塩からなる固
体電解質５の層を生成させた後、ペレツト形状の
積層体を取り出す。 次に上述の積層体を、前もつてシーム溶接され
たステンレス鋼製底板３の内底に、陽極活物質６
を上面にして充填する。その値の気密封止工程は
実施例〔−Ａ〕と同様である。なお、これらの
製作工程はすべて露点−60℃のアルゴン雰囲気中
で行つた。このように形成した電池の初期の開路
電圧と閉路電流値の結果を第−１表に示す。
場合の一実施例を以下に説明する。 まず、陰極活物質４は、厚さ0.2mmのリチウム
シートより、20mmφの円板を打抜いて作る工程ま
では実施例〔−Ａ〕と同様である。 陽極活物質６は、前述のシクロブテン１，２−
ジオン又は、その誘導体の紛末250mgに約５トン
のプレス圧で加圧成形して直径19.8mmの円板状の
タブレツト形状とする。 次に、分割ダンスの中に前述の陰極活物質４と
陽極活物質６を順次積層して、全圧約100Kgの圧
力をかけ両者を充分に接触させ、その接合面に陰
極活物質４のアルカリ金属と陽極活物質６の反応
によつて陽極活物質のアルカリ金属塩からなる固
体電解質５の層を生成させた後、ペレツト形状の
積層体を取り出す。 次に上述の積層体を、前もつてシーム溶接され
たステンレス鋼製底板３の内底に、陽極活物質６
を上面にして充填する。その値の気密封止工程は
実施例〔−Ａ〕と同様である。なお、これらの
製作工程はすべて露点−60℃のアルゴン雰囲気中
で行つた。このように形成した電池の初期の開路
電圧と閉路電流値の結果を第−１表に示す。
【表】
上記各表の電圧は初期の開路電圧を示し、電流
は、初期の閉路電流を示す。 本発明の電池は、下記のような優れた効果を有
する。 (1) エネルギー密度は、200wh／Kgと通常のマン
ガン乾電池にくらべ３倍程度大きい。 (2) 小型・薄型・軽量化が実現できる。 (3) 実施例〔−Ａ〕、〔−Ａ〕では、電解質の
漏液という懸念もなく、長寿命が期待できる。
は、初期の閉路電流を示す。 本発明の電池は、下記のような優れた効果を有
する。 (1) エネルギー密度は、200wh／Kgと通常のマン
ガン乾電池にくらべ３倍程度大きい。 (2) 小型・薄型・軽量化が実現できる。 (3) 実施例〔−Ａ〕、〔−Ａ〕では、電解質の
漏液という懸念もなく、長寿命が期待できる。
第１図は本発明による電池の実施例を説明する
ための断面図。 １……セラミツク製リング、２，２′……コバ
ール製リング、３……ステンレス鋼製底板、４…
…陰極活物質、５……電解質層（セパレータ）、
６……陽極活物質、７……ステンレス鋼製蓋。
ための断面図。 １……セラミツク製リング、２，２′……コバ
ール製リング、３……ステンレス鋼製底板、４…
…陰極活物質、５……電解質層（セパレータ）、
６……陽極活物質、７……ステンレス鋼製蓋。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属又は
これらの金属を含む合金を陰極活物質とし、陽極
活物質と前記陰極活物質との間に電解質溶液を介
在させた電池において、前記陽極活物質としてシ
クロブテン1.2−ジオン又はその誘導体を用いた
ことを特徴とする電池。 ２ アルカリ金属を陰極活物質とし、陽極活物質
と前記陰極活物質との間に固体電解質を介在させ
た電池において、前記陽極活物質としてシクロブ
テン1.2−ジオン又はその誘導体を用いたことを
特徴とする電池。 ３ アルカリ金属を陰極活物質とし、陽極活物質
と前記陰極活物質との間に前記陰極物質と陽極活
物質との反応によつて生成したアルカリ金属塩を
固体電解質として介在させた電池において、前記
陽極活物質としてシクロブテン1.2−ジオン、又
はその誘導体を用いたことを特徴とする電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6973479A JPS55161377A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6973479A JPS55161377A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55161377A JPS55161377A (en) | 1980-12-15 |
| JPS6334591B2 true JPS6334591B2 (ja) | 1988-07-11 |
Family
ID=13411335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6973479A Granted JPS55161377A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55161377A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2223562A1 (fr) | 1997-12-02 | 1999-06-02 | Hydro-Quebec | Nouveaux materiau d'electrodes derives de composes ioniques poly uinoniques, leurs utilisations comme dans les generateurs electrochimiques |
| JP4935079B2 (ja) * | 2005-01-12 | 2012-05-23 | 住友化学株式会社 | オキソカーボン類を含有する高分子組成物及びその用途 |
| KR20070097569A (ko) | 2005-01-12 | 2007-10-04 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 옥소카본류를 함유하는 조성물 및 그의 용도 |
| JP5112885B2 (ja) * | 2006-01-30 | 2013-01-09 | 京セラ株式会社 | 蓄電体用容器ならびにそれを用いた電池および電気二重層キャパシタ |
| JP5679448B2 (ja) * | 2011-07-08 | 2015-03-04 | 国立大学法人九州大学 | 電荷貯蔵材料、電極活物質、電極及び電池 |
| CN104641504A (zh) * | 2012-07-18 | 2015-05-20 | 株式会社村田制作所 | 二次电池 |
-
1979
- 1979-06-04 JP JP6973479A patent/JPS55161377A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55161377A (en) | 1980-12-15 |
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