JPH0624119B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
- Publication number
- JPH0624119B2 JPH0624119B2 JP61105451A JP10545186A JPH0624119B2 JP H0624119 B2 JPH0624119 B2 JP H0624119B2 JP 61105451 A JP61105451 A JP 61105451A JP 10545186 A JP10545186 A JP 10545186A JP H0624119 B2 JPH0624119 B2 JP H0624119B2
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- JP
- Japan
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- positive electrode
- battery
- weight
- aqueous electrolyte
- titanium
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/669—Steels
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明はリチウム、ナトリウムなどの軽金属を活物質と
する負極と、金属の酸化物、硫化物、ハロゲン化物など
を活物質とする正極と、非水電解液とを備えた一次或い
は二次電池に関するものである。
する負極と、金属の酸化物、硫化物、ハロゲン化物など
を活物質とする正極と、非水電解液とを備えた一次或い
は二次電池に関するものである。
ロ．従来の技術 この種の電池において正極活物質と直接或いは間接的に
接する正極構成部材、例えば正極缶や正極集電体の材料
としてはニッケル含有量が約３〜20重量％の所謂オース
テナイト系ステンレス鋼が一般に用いられているが、電
池の保存中に特に正極に電気接続された正極缶や正極集
電体はその構成金属が電解液中に溶解し、負極上に析出
して内部抵抗を増大させ、又極端な場合には穴あき現象
を生じることがある。この原因はステンレス鋼を含まれ
るニッケル量に依存すると考えられニッケル量が大なる
ほど顕著であった。
接する正極構成部材、例えば正極缶や正極集電体の材料
としてはニッケル含有量が約３〜20重量％の所謂オース
テナイト系ステンレス鋼が一般に用いられているが、電
池の保存中に特に正極に電気接続された正極缶や正極集
電体はその構成金属が電解液中に溶解し、負極上に析出
して内部抵抗を増大させ、又極端な場合には穴あき現象
を生じることがある。この原因はステンレス鋼を含まれ
るニッケル量に依存すると考えられニッケル量が大なる
ほど顕著であった。
そこで、例えば特公昭55-15067号公報に開示されている
ように正極構成部材としてニッケルをほとんど含まず、
応力下での割れ感受性の少ないフェライト系ステンレス
鋼を用いることが提案されたが、この場合にも高温で長
期間保存すると正極構成部材の溶解現象が認められた。
ように正極構成部材としてニッケルをほとんど含まず、
応力下での割れ感受性の少ないフェライト系ステンレス
鋼を用いることが提案されたが、この場合にも高温で長
期間保存すると正極構成部材の溶解現象が認められた。
さて、この種電池は従来の銀電池、アルカリ電池に比し
て自己放電が小さいため長期間の使用に耐えうるもので
あり、そのため最近では使用機器側のエレクトロニクス
の発展と相俟つて微少電流による長期に亘る放電特性の
安定性が求められるようになってきた。ここで述べる微
少電流とは高々数μＡであるが、このような微少電流放
電下において長期間安定した放電特性を得るためには電
池自身の高信頼性が要求される。
て自己放電が小さいため長期間の使用に耐えうるもので
あり、そのため最近では使用機器側のエレクトロニクス
の発展と相俟つて微少電流による長期に亘る放電特性の
安定性が求められるようになってきた。ここで述べる微
少電流とは高々数μＡであるが、このような微少電流放
電下において長期間安定した放電特性を得るためには電
池自身の高信頼性が要求される。
又、近年においては非水電解液電池の二次系も開発が活
発化しており、充電時に正極構成部材が溶解し正極構成
金属イオンが負極に析出して不働態膜を形成すると負極
の充放電効率が低下しサイクル特性が劣化することにな
るため、溶解し難い、云い換えれば耐蝕性に優れた正極
構成部材が求められている。
発化しており、充電時に正極構成部材が溶解し正極構成
金属イオンが負極に析出して不働態膜を形成すると負極
の充放電効率が低下しサイクル特性が劣化することにな
るため、溶解し難い、云い換えれば耐蝕性に優れた正極
構成部材が求められている。
ハ．発明が解決しようとする問題点 非水電解液を備えた一次或いは二次電池において、高温
保存時或いは充電時における正極構成部材の溶解を因と
する電池特性の劣化を抑制しようとするものである。
保存時或いは充電時における正極構成部材の溶解を因と
する電池特性の劣化を抑制しようとするものである。
ニ．問題点を解決するための手段 正極構成部材としてアルミニウムを0.5〜10.0重量％、
チタンを0.1〜10.0重量％含有するステンレス鋼を用い
ることを特徴とする。
チタンを0.1〜10.0重量％含有するステンレス鋼を用い
ることを特徴とする。
ここでステンレス鋼とは、Ｆｅ−Ｃｒ、またはＦｅ−Ｃ
ｒ−Ｎｉを主体とする合金であり、組成的には、Ｆｅ−
Ｃｒ系ではＣｒを１１〜３０％含有し、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎ
ｉ系ではＣｒを９〜２６％、Ｎｉを４〜２６％含有す
る。
ｒ−Ｎｉを主体とする合金であり、組成的には、Ｆｅ−
Ｃｒ系ではＣｒを１１〜３０％含有し、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎ
ｉ系ではＣｒを９〜２６％、Ｎｉを４〜２６％含有す
る。
ホ．作用 本発明によれば、アルミニウムは貴な電位でも不活性な
金属であり電位的に溶解（腐蝕）現象を抑制することが
でき、またチタンは非常に不働態化しやすい金属であり
チタンが不働態化してステンレスの溶解を抑制すること
ができ、これらアルミニウム及びチタンの相乗効果によ
ってステンレス鋼の耐蝕性が向上する。
金属であり電位的に溶解（腐蝕）現象を抑制することが
でき、またチタンは非常に不働態化しやすい金属であり
チタンが不働態化してステンレスの溶解を抑制すること
ができ、これらアルミニウム及びチタンの相乗効果によ
ってステンレス鋼の耐蝕性が向上する。
尚、含有量についてはアルミニウムの場合には0.5〜10.
0重量％、チタンの場合には0.1〜10.0重量％の範囲にお
いてその効果は顕著である。
0重量％、チタンの場合には0.1〜10.0重量％の範囲にお
いてその効果は顕著である。
ヘ．実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
第１図は電池の半断面図を示し、(１)はリチウム圧延板
を所定形状に打抜いた負極であって、オーステナイト系
ステンレス鋼(SUS304)よりなる負極缶(２)の内面に固着
せる負極集電体(３)に圧着されている。(４)は活物質と
しての二酸化マンガンに、導電剤としてのカーボン粉末
及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末を85：10：5の重量
比で混合し、この混合物を成型して得た正極であって正
極缶(５)の内面に固着せる正極集電体(６)に圧接されて
いる。
を所定形状に打抜いた負極であって、オーステナイト系
ステンレス鋼(SUS304)よりなる負極缶(２)の内面に固着
せる負極集電体(３)に圧着されている。(４)は活物質と
しての二酸化マンガンに、導電剤としてのカーボン粉末
及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末を85：10：5の重量
比で混合し、この混合物を成型して得た正極であって正
極缶(５)の内面に固着せる正極集電体(６)に圧接されて
いる。
ここで正極缶(５)及び正極集電体(６)はアルミニウムを
2.0重量％、チタンを2.0重量％含有するステンレス鋼で
構成されている。
2.0重量％、チタンを2.0重量％含有するステンレス鋼で
構成されている。
尚、(７)は非水電解液を含浸せるセパレータ、(８)は絶
縁パッキングである。
縁パッキングである。
下表は各種ステンレス鋼を正極缶及び正極集電体として
用いた電池を60℃において３ケ月保存後、周波数１ＫＨ
ｚで測定した内部インピーダンスを比較したものであ
り、(Ａ)は本発明電池、(Ｂ)はアルミニウムおよびチタ
ンをほとんど含まないフェライト系ステンレス鋼(SUS43
0)を用いた第１の比較電池、(Ｃ)はオーステナイト系ス
テンレス鋼(SUS304)を用いた第２の比較電池の場合を夫
々示す。
用いた電池を60℃において３ケ月保存後、周波数１ＫＨ
ｚで測定した内部インピーダンスを比較したものであ
り、(Ａ)は本発明電池、(Ｂ)はアルミニウムおよびチタ
ンをほとんど含まないフェライト系ステンレス鋼(SUS43
0)を用いた第１の比較電池、(Ｃ)はオーステナイト系ス
テンレス鋼(SUS304)を用いた第２の比較電池の場合を夫
々示す。
上表より本発明電池によると高温、保存後の内部インピ
ーダンスを低く、且バラツキも小さいことがわかる。
尚、測定後各電池の正極缶を走査型電子顕微鏡で観察し
たところ、比較電池(Ｂ)(Ｃ)の正極缶では腐蝕が見られ
たが、本発明電池(Ａ)の正極缶では腐蝕現象は認められ
なかった。
ーダンスを低く、且バラツキも小さいことがわかる。
尚、測定後各電池の正極缶を走査型電子顕微鏡で観察し
たところ、比較電池(Ｂ)(Ｃ)の正極缶では腐蝕が見られ
たが、本発明電池(Ａ)の正極缶では腐蝕現象は認められ
なかった。
第２図はアルミニウムの含有量を0.2重量％、0.5重量
％、2.0重量％、10.0重量％及び15.0重量％とした時
の、チタンの含有量と、60℃で３ケ月保存後の電池を周
波数１ＫＨｚで測定した時の内部インピーダンスの平均
値との関係を示す。第２図からチタンの含有量が0.1〜1
0.0重量％、アルミニウムの含有量が0.5〜10.0重量％の
範囲の時に高温保存時における内部インピーダンスは低
いことがわかる。
％、2.0重量％、10.0重量％及び15.0重量％とした時
の、チタンの含有量と、60℃で３ケ月保存後の電池を周
波数１ＫＨｚで測定した時の内部インピーダンスの平均
値との関係を示す。第２図からチタンの含有量が0.1〜1
0.0重量％、アルミニウムの含有量が0.5〜10.0重量％の
範囲の時に高温保存時における内部インピーダンスは低
いことがわかる。
次に、作成直後のこれら電池(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)の充放電試験
を行なった。
を行なった。
充放電条件は充電；3.6ｍＡ×４Ｈｒ、終止電圧；4.0
Ｖ、放電；3.0ｍＡ終止電圧；2.0Ｖとした。
Ｖ、放電；3.0ｍＡ終止電圧；2.0Ｖとした。
第３図に示す結果をみると本発明電池(Ａ)のサイクル寿
命は著しく向上していることがわかる。充放電試験終了
後の電池を分解し、内部を観察したところ比較電池(Ｂ)
(Ｃ)ではセパレータに褐色の付着物が見られ分析の結
果、ステンレスの成分が認められたが本発明電池では付
着物が認められなかった。
命は著しく向上していることがわかる。充放電試験終了
後の電池を分解し、内部を観察したところ比較電池(Ｂ)
(Ｃ)ではセパレータに褐色の付着物が見られ分析の結
果、ステンレスの成分が認められたが本発明電池では付
着物が認められなかった。
第４図はアルミニウムの含有量を0.2重量％、0.5重量
％、2.0重量％、10.0重量％及び15.0重量％とした時の
チタンの含有量と、充放電試験におけるサイクル寿命の
平均値との関係を示す。第４図からチタンの含有量が0.
1〜10.0重量％、アルミニウムの含有量が0.5〜10.0重量
％の範囲の時に優れたサイクル特性を示すことがわか
り、チタン及びアルミニウムの含有量としては第２図に
おける高温保存時の内部インピーダンスの場合と同じ結
果が得られた。
％、2.0重量％、10.0重量％及び15.0重量％とした時の
チタンの含有量と、充放電試験におけるサイクル寿命の
平均値との関係を示す。第４図からチタンの含有量が0.
1〜10.0重量％、アルミニウムの含有量が0.5〜10.0重量
％の範囲の時に優れたサイクル特性を示すことがわか
り、チタン及びアルミニウムの含有量としては第２図に
おける高温保存時の内部インピーダンスの場合と同じ結
果が得られた。
ト．発明の効果 上述した如く、正極構成部材としてアルミニウムを0.5
〜10.0重量％、チタンを0.1〜10.0重量％含有したステ
ンレス鋼を用いることにより、非水電解液中で貴な電位
に対して安定なアルミニウムと、不働態化しやすいチタ
ンとの相乗効果によって正極構成部材の溶解を有効に抑
制することができるので、高温保存特性に加えて、二次
電池系についてはサイクル特性に優れた非水電解液電池
を得ることができるものであり、その工業的価値は極め
て大である。
〜10.0重量％、チタンを0.1〜10.0重量％含有したステ
ンレス鋼を用いることにより、非水電解液中で貴な電位
に対して安定なアルミニウムと、不働態化しやすいチタ
ンとの相乗効果によって正極構成部材の溶解を有効に抑
制することができるので、高温保存特性に加えて、二次
電池系についてはサイクル特性に優れた非水電解液電池
を得ることができるものであり、その工業的価値は極め
て大である。
第１図は本発明電池の半断面図、第２図はアルミニウム
の含有量を変化させた時のチタン含有量と電池の内部イ
ンピーダンスとの関係を示す図、第３図は電池のサイク
ル特性比較図、第４図はアルミニウムの含有量を変化さ
せた時のチタン含有量と電池のサイクル数との関係を示
す図である。 (１)……負極、(２)……負極缶、(３)……負極集電体、
(４)……正極、(５)……正極缶、(６)……正極集電体、
(７)……セパレータ、(８)……絶縁パッキング。
の含有量を変化させた時のチタン含有量と電池の内部イ
ンピーダンスとの関係を示す図、第３図は電池のサイク
ル特性比較図、第４図はアルミニウムの含有量を変化さ
せた時のチタン含有量と電池のサイクル数との関係を示
す図である。 (１)……負極、(２)……負極缶、(３)……負極集電体、
(４)……正極、(５)……正極缶、(６)……正極集電体、
(７)……セパレータ、(８)……絶縁パッキング。
Claims (1)
- 【請求項１】リチウム、ナトリウムなどの軽金属を活物
質とする負極と、非水電解液と、正極とを備え、正極活
物質と直接或いは間接的に接する正極構成部材としてア
ルミニウムを0.5〜10.0重量％、チタンを0.1〜10.0重量
％含有するステンレス鋼を用いることを特徴とする非水
電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61105451A JPH0624119B2 (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61105451A JPH0624119B2 (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62262368A JPS62262368A (ja) | 1987-11-14 |
| JPH0624119B2 true JPH0624119B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=14407950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61105451A Expired - Fee Related JPH0624119B2 (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624119B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4877678B2 (ja) * | 2000-08-16 | 2012-02-15 | 日立マクセルエナジー株式会社 | 扁平形非水電解質二次電池 |
-
1986
- 1986-05-08 JP JP61105451A patent/JPH0624119B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62262368A (ja) | 1987-11-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |