JPS61294757A - 電池 - Google Patents
電池Info
- Publication number
- JPS61294757A JPS61294757A JP60137220A JP13722085A JPS61294757A JP S61294757 A JPS61294757 A JP S61294757A JP 60137220 A JP60137220 A JP 60137220A JP 13722085 A JP13722085 A JP 13722085A JP S61294757 A JPS61294757 A JP S61294757A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- battery
- case
- active material
- microporous film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/426—Fluorocarbon polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電池、とくにそのセパレータに関する０従米の
技術 従来電池用のセパレータは、合成樹脂繊維の織布、不織
布などから微孔性フィルム、さらにはクラフト紙などの
材料が広く使用されている。
技術 従来電池用のセパレータは、合成樹脂繊維の織布、不織
布などから微孔性フィルム、さらにはクラフト紙などの
材料が広く使用されている。
一般的には、各種電池の電気化学系によりその材料を使
い分けることがなされている。
い分けることがなされている。
例えば、中性塩電解液のルクランシェ電池では、クラフ
ト紙を、水銀電池、酸化銀電池、アルカリマンガン電池
な′どのアルカリ電解液系の電池ではセロハン、ビニロ
ン、ポリエチレン微孔１［、ポリプロピレン微孔膜がセ
パレータとして使用されている。
ト紙を、水銀電池、酸化銀電池、アルカリマンガン電池
な′どのアルカリ電解液系の電池ではセロハン、ビニロ
ン、ポリエチレン微孔１［、ポリプロピレン微孔膜がセ
パレータとして使用されている。
またリチウム電池などの非水溶液系電池においては、ポ
リプロピレン等の不織布が一般的にセパレータとして採
用されている０ そして、最近では、リチウムを負極活物質とした、電池
がその高エネルギー密度、軽量等の利点を活かして広く
開発されており、中でも正極活物質に酸化銅を使用した
電池が、時計等の小型電子機器の電源として注目されて
きている。
リプロピレン等の不織布が一般的にセパレータとして採
用されている０ そして、最近では、リチウムを負極活物質とした、電池
がその高エネルギー密度、軽量等の利点を活かして広く
開発されており、中でも正極活物質に酸化銅を使用した
電池が、時計等の小型電子機器の電源として注目されて
きている。
酸化銅−リチウム系の非水溶液系電池は、電圧の面から
も、酸化銀電池と類似して互換を有しているため、その
性能が期待されている。
も、酸化銀電池と類似して互換を有しているため、その
性能が期待されている。
発明が解決しようとする問題点
しかし酸化銅−リチウム電池は、電池放電が進むにつれ
て、金属リチウムのベレーットである負極は、消耗して
無くなっていくとともに、正極活物質である酸化銅主体
の正極合剤は、膨張していくという現象がある。
て、金属リチウムのベレーットである負極は、消耗して
無くなっていくとともに、正極活物質である酸化銅主体
の正極合剤は、膨張していくという現象がある。
酸化銅−リチウム電池は、その構成上セパレータは、負
極リチウムを内面に圧着した負極ケース周縁部と嵌着し
ている封口リングと、正極ケース内に・充てんされ加圧
成型された正極活物質層の周囲部との間で固定されてい
るため、電池放電の進行と共に体積の変化する正、負両
極の間をセパレータとして追随していかなくてはならな
い。
極リチウムを内面に圧着した負極ケース周縁部と嵌着し
ている封口リングと、正極ケース内に・充てんされ加圧
成型された正極活物質層の周囲部との間で固定されてい
るため、電池放電の進行と共に体積の変化する正、負両
極の間をセパレータとして追随していかなくてはならな
い。
このように放電と共に正極、負極の体積バランスの変化
する電池のセパレータとして、過去からいろいろ検討さ
れてき友が、前述した材質のセパレータでは、放電反応
と共に体積が変化する正。
する電池のセパレータとして、過去からいろいろ検討さ
れてき友が、前述した材質のセパレータでは、放電反応
と共に体積が変化する正。
負両極に十分追随することができなく、放電途中でセパ
レータに亀裂が入り、放電途中で短絡してしまう電池が
続出した。
レータに亀裂が入り、放電途中で短絡してしまう電池が
続出した。
本発明者らは、この現象を解決するために、前記の各種
セパレータ材料を複数枚使用し、セパレータの強度的強
化をはかるなどの努力をしてき友が、完全に良品と判定
される酸化銅−リチウム電池を得ることはできなかった
。
セパレータ材料を複数枚使用し、セパレータの強度的強
化をはかるなどの努力をしてき友が、完全に良品と判定
される酸化銅−リチウム電池を得ることはできなかった
。
本発明は上記の問題点の解決のため、セパレータ材料を
探索し、放電によって正、負両極の体積変化が生じても
これに追随可能なセパレータを用いることで電池放電途
中での内部短絡現象を解決することを目的としている。
探索し、放電によって正、負両極の体積変化が生じても
これに追随可能なセパレータを用いることで電池放電途
中での内部短絡現象を解決することを目的としている。
問題点を解決するための手段
本発明は上記の問題点を解決するために、引っ張り強度
がすぐれ、かつ化学的に非常に安定であるポリテトラフ
ルオロエチレン（ＦＴＦＫｋいう）の微孔性フィルムを
セパレータとして用いたものである。
がすぐれ、かつ化学的に非常に安定であるポリテトラフ
ルオロエチレン（ＦＴＦＫｋいう）の微孔性フィルムを
セパレータとして用いたものである。
作用
ＰＴＦＫの微孔性フィルムは、引きのばされてその面積
が２倍以上になり念場合で敷亀裂が発生することがない
。
が２倍以上になり念場合で敷亀裂が発生することがない
。
従って電池のセパレータとして採用するに、放電の進行
とともに正極活物質層ン ても充分追随可能であり、放電末期においても、Ｐ Ｔ
Ｆ Ｋ微孔性フィルムはセパレータの役割を損なうこ
とがなくできる。
とともに正極活物質層ン ても充分追随可能であり、放電末期においても、Ｐ Ｔ
Ｆ Ｋ微孔性フィルムはセパレータの役割を損なうこ
とがなくできる。
実施例
以下、本発明の実施例を第１図、第２因で説明する。
第１図中の１は負極ケースであり、その周縁部にはポリ
プロピレン製の封口リング２が嵌着されている。
プロピレン製の封口リング２が嵌着されている。
負極ケース１の内側頂部には、負極活物質となる金属リ
チウム３が圧着されている０ ４は正極ケースであり、その内底部には正極活物質層６
が固く加圧成型されている０ 正極活物質層６は、酸化銅を主体とし、これに導電材と
して２０重量％程度のアセチレンブラック全混入したも
のを加圧成型したベレット状のものである。
チウム３が圧着されている０ ４は正極ケースであり、その内底部には正極活物質層６
が固く加圧成型されている０ 正極活物質層６は、酸化銅を主体とし、これに導電材と
して２０重量％程度のアセチレンブラック全混入したも
のを加圧成型したベレット状のものである。
この両者の部品の間にセパレータ６として厚さ０．０５
〜（ＬｌｍｍのＰＴＦＫ微孔性７４ ｋ ムｆ介在させ
、グロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等の電
解液を注入し、負極ケース１．正極ケース４０両者を嵌
合して、正極ケース４の開口部を負極ケース１側へ屈曲
することで１個のボタン型電池が完成する。
〜（ＬｌｍｍのＰＴＦＫ微孔性７４ ｋ ムｆ介在させ
、グロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等の電
解液を注入し、負極ケース１．正極ケース４０両者を嵌
合して、正極ケース４の開口部を負極ケース１側へ屈曲
することで１個のボタン型電池が完成する。
このようにして構成した電池全放電すると、放電反応と
ともに正極活物質層６は、負極ケース１内部に向かって
膨張し、負極ケース１内の金属リチウム４は次第に減少
してい〈０ 第２図はこの電池の放電末期の断面の一例である。放電
末期においては、正・極活物質層６が膨張するため、セ
パレータ６は、非常に強く引き伸ばされる。
ともに正極活物質層６は、負極ケース１内部に向かって
膨張し、負極ケース１内の金属リチウム４は次第に減少
してい〈０ 第２図はこの電池の放電末期の断面の一例である。放電
末期においては、正・極活物質層６が膨張するため、セ
パレータ６は、非常に強く引き伸ばされる。
通常のセパレータは、この際に亀裂が入り、正。
負極の内部短絡を発生するが、本発明で使用したＰＴＦ
Ｋの微孔性フィルムは、その優れた延性のため亀裂が発
生することはない。
Ｋの微孔性フィルムは、その優れた延性のため亀裂が発
生することはない。
電池セパレータ用として使用するＰＴＦＩ！の微孔性フ
ィルムは厚さ○・０１〜０・２ｍｍ程度まで自由に加工
することができると共に、その孔径は０・１〜０・６μ
ｍ程度に加工することができる。またその空孔率も２０
〜ｅｏ％の幅広い範囲で製造可能であることから、その
電池の要求さｎるセパレータ特性については、充分適切
な物性値を持つセパレータを選択することが可能である
。
ィルムは厚さ○・０１〜０・２ｍｍ程度まで自由に加工
することができると共に、その孔径は０・１〜０・６μ
ｍ程度に加工することができる。またその空孔率も２０
〜ｅｏ％の幅広い範囲で製造可能であることから、その
電池の要求さｎるセパレータ特性については、充分適切
な物性値を持つセパレータを選択することが可能である
。
またＰＴＦＫは、一般的にその製造工程で、未焼結タイ
プと焼結タイプとに分類することができる０ 焼結タイプは、ＰＴＦＸの融点である３２７℃以上の温
度を経文加熱処理工程を通って製造されたものであり、
このような焼結タイプは未焼結タイプのＰＴＦＫフィル
ムに比較して、その機械的強度は、著しく増大する。
プと焼結タイプとに分類することができる０ 焼結タイプは、ＰＴＦＸの融点である３２７℃以上の温
度を経文加熱処理工程を通って製造されたものであり、
このような焼結タイプは未焼結タイプのＰＴＦＫフィル
ムに比較して、その機械的強度は、著しく増大する。
特に、電池放電反応の過程において、正、負両活物質の
体積変化の著しい電池の場合は、焼結タイプのＰＴＦＩ
Ｃ微孔性フィルムが好適である０本発明者らは、従来の
セパレータであるポリプロピレンの微孔膜を使用し吹型
池（ム）と、本発明の焼結し２ Ｐ Ｔ Ｆ Ｘ微孔性
フィルムを使用した電池（Ｂ）と全酸化銅−リチウム系
電池として外径７・ｇ ｍｍ。
体積変化の著しい電池の場合は、焼結タイプのＰＴＦＩ
Ｃ微孔性フィルムが好適である０本発明者らは、従来の
セパレータであるポリプロピレンの微孔膜を使用し吹型
池（ム）と、本発明の焼結し２ Ｐ Ｔ Ｆ Ｘ微孔性
フィルムを使用した電池（Ｂ）と全酸化銅−リチウム系
電池として外径７・ｇ ｍｍ。
総高３．８ｍｍノＲ４１サイズ、理論容量２０ｍＡｈの
電池を試作しその特性を比較した。その結果を次表に示
す。
電池を試作しその特性を比較した。その結果を次表に示
す。
米 試作電池２０個の平均値
Ｘ米１８ｍムｈ以上の電池数／放電・電池数発明の効果
表の結果かられかるように、ＰＴＦＫ微孔性フィルムよ
りなるセパレータは、電池容量を、理論容量の９０係以
上引き出させるとともに、電池内部抵抗も、従来のポリ
プロピレン微孔膜と比較して、約４０チ低くなる結果を
得た。
りなるセパレータは、電池容量を、理論容量の９０係以
上引き出させるとともに、電池内部抵抗も、従来のポリ
プロピレン微孔膜と比較して、約４０チ低くなる結果を
得た。
ま７′２：Ｐ Ｔ Ｆ Ｘは電池の様々な活物質、様々
な電解液に対してその物性が劣化することは少なく、半
永久的にその特性を持続することが可能であるため、性
能的に優れた電池を提供できる０
な電解液に対してその物性が劣化することは少なく、半
永久的にその特性を持続することが可能であるため、性
能的に優れた電池を提供できる０
第１図は本発明の実施例による電池の半断面図、第２図
は同電池の放電末期の半断面図である０１・・・・・・
負極ケース、２・・・・・・封口リング、３・・・・・
・負極活物質、４・・・・・・正極ケース、６・・・・
・・正極活物質／Ｌ ８・・・・・・セパレータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
は同電池の放電末期の半断面図である０１・・・・・・
負極ケース、２・・・・・・封口リング、３・・・・・
・負極活物質、４・・・・・・正極ケース、６・・・・
・・正極活物質／Ｌ ８・・・・・・セパレータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (3)
- （１）放電の進行と共に、正極活物質又は負極活物質の
少なくとも一方の体積が変化する電池であって、セパレ
ータがポリテトラフルオロエチレンの微孔性フィルムか
らなることを特徴とする電池。 - （２）セパレータがポリテトラフルオロエチレンの融点
以上の加熱工程で処理された微孔性フィルムである特許
請求の範囲第１項記載の電池。 - （３）セパレータの空孔率が５０％以上である特許請求
の範囲第１項、または第２項記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60137220A JPS61294757A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60137220A JPS61294757A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | 電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61294757A true JPS61294757A (ja) | 1986-12-25 |
Family
ID=15193590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60137220A Pending JPS61294757A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61294757A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6320365U (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-10 | ||
| JPH01186751A (ja) * | 1988-01-16 | 1989-07-26 | Nitto Denko Corp | 電池用セパレータ |
| JPH0246649A (ja) * | 1988-08-09 | 1990-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
| EP0739046A1 (en) * | 1995-03-20 | 1996-10-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Organic electrolyte batteries |
-
1985
- 1985-06-24 JP JP60137220A patent/JPS61294757A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6320365U (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-10 | ||
| JPH01186751A (ja) * | 1988-01-16 | 1989-07-26 | Nitto Denko Corp | 電池用セパレータ |
| JPH0246649A (ja) * | 1988-08-09 | 1990-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
| EP0739046A1 (en) * | 1995-03-20 | 1996-10-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Organic electrolyte batteries |
| US5656392A (en) * | 1995-03-20 | 1997-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Organic electrolyte batteries |
| US5851693A (en) * | 1995-03-20 | 1998-12-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Organic electrolyte batteries |
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