在具有以二硫化铁作为正极活性物质的正极(1)的锂一次电池中，正极(1)形成为含有包含二硫化铁的正极活性物质和导电剂的正极合剂填充到由金属多孔体构成的正极芯材中的构成，二硫化铁的平均粒径在20～50μm的范围，导电剂的比表面积为300m2/g以上，正极合剂中的二硫化铁与导电剂的质量混合比在97∶3～93∶7的范围。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将二硫化铁用于正极活性物质的锂一次电池。
技术介绍
将二硫化铁用于正极活性物质的锂一次电池(以下，简称为“锂一次电池”)中，由于正极活性物质的二硫化铁为约894mAh/g、负极活性物质的锂为约3863mAh/g，由具有非常高的理论容量的正 负极材料构成，所以作为高容量且轻量的电池的实用价值高。此外， 该锂一次电池由于初期的开路电压(0CV;0pen circuit voltage)为1. 7 1. 8V、平均放电电压为1.5V附近，所以与其它1.5V级一次电池、例如锰电池、碱锰电池、氧化银电池、空气电池等具有互换性，从这一点来看，其实用价值也高。实用化的圆筒型的锂一次电池形成为正极和负极隔着隔膜卷绕而成的电极组收纳在中空圆柱状的电池壳中的构成。因此，与其它的1.5V级一次电池相比，正极与负极的电极相对面积大，所以高率放电特性优异。专利文献1中记载了通过将正极活性物质的二硫化铁微粉化至其平均粒径为1 19 μ m为止，从而提高反应性，进一步提高高率放电特性的技术(专利文献1)。另一方面，已知当将锂电池在高温下长期保存时，OCV上升，若OCV上升至2V左右， 则存在丧失与其它1. 5V级一次电池的互换性的问题。专利文献2中记载了这样的OCV上升的一个原因是吸附在正极中的导电剂表面的氧等活性种产生了影响，通过将导电剂的比表面积减小至250m2/g以下，从而降低其影响， 抑制OCV上升的技术。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特表2008-525960号公报专利文献2 日本特开2006-100164号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题专利文献2中记载的技术中，由于将导电剂的比表面积限制在小范围内，所以电解液向正极内的浸渍性降低，其结果是，存在锂一次电池的优异特性即高率放电特性降低这样的问题。本专利技术是鉴于上述问题而进行的，其主要目的在于提供维持高率放电特性、同时抑制了长期高温保存时的OCV上升的锂一次电池。用于解决问题的手段为了解决上述课题，本专利技术的特征在于，将正极制成在由金属多孔体构成的正极芯材中填充正极合剂的构成，并且对于正极合剂，将经粗粉化的二硫化铁与增大了比表面积的导电剂以导电剂的混合比高的状态分配。即，本专利技术的一个方面的锂一次电池是具有以二硫化铁作为正极活性物质的正极的锂一次电池，正极形成为包含正极活性物质和导电剂的正极合剂填充在由金属多孔体构成的正极芯材中的构成，二硫化铁的平均粒径在20 50μπι的范围内，导电剂的比表面积为300m2/g以上，正极合剂中的二硫化铁与导电剂的质量混合比在97 3 93 7的范围内。某种优选的实施方式中，上述金属多孔体的孔径在0. 1 2. Omm的范围内。某种优选的实施方式中，上述二硫化铁的平均粒径在30 40 μ m的范围内，而且二硫化铁的累积体积分率为10%时的粒径优选为10 μ m以上。某种优选的实施方式中，上述导电剂的比表面积为1200m2/g以下，导电剂优选包含科琴黑。专利技术的效果根据本专利技术，能够实现维持高率放电特性、同时抑制长期高温保存时的OCV上升的锂一次电池。附图说明图1是示意性表示本专利技术的一个实施方式中的锂一次电池10的构成的半剖视图。 具体实施例方式在对本专利技术进行说明之前，对想到本专利技术的原委进行说明。本申请专利技术者们推测，长期高温保存时的OCV上升的原因之一是微量的硫从正极活性物质的二硫化铁(平衡电位约1.8V)中游离出来，基于该游离的硫(平衡电位约 2.5V)的氧化还原反应(S/S2—)而表现出高电位。从这样的观点出发，本申请专利技术者们认为，为了抑制OCV上升，只要抑制硫从二硫化铁中的游离即可，因此认为，通过减小二硫化铁的粒子的表面积、换而言之增大二硫化铁的粒径(粗粉化)，能够抑制OCV上升。因此，为了验证该推测，制作将粒径不同的二硫化铁用于正极活性物质的单3形的锂一次电池，测定各锂一次电池的OCV上升。另外，锂一次电池如下所述来制作。将二硫化铁和导电剂(乙炔黑)以97质量份3质量份的混合比混合而制作正极合剂，将其涂布到由铝箔形成的正极芯材的两面后，进行干燥并压延而制作了正极。这里， 二硫化铁使用平均粒径为15μπι、35μπι的二硫化铁。另外，本说明书中，将“平均粒径”定义为二硫化铁的累积体积分率为50%时的粒径(D5tl)。此外，平均粒径可以使用粒度分布测定装置(例如日机装制的^夕π卜，7卜FRA)来进行测定。将所制作的正极和由金属锂形成的负极隔着隔膜(聚烯烃微多孔膜)卷绕而制作电极组，将其与以碘化锂作为电解质的非水电解液一起收纳到圆筒状的电池壳中，制作了锂一次电池。对于这样制作的电池1、2(平均粒径分别为15μπι、35μπι)，测定以下的(1) (3) 这3个特性。另外，所有特性均对各电池1、2测定5个，求出其平均值。此外，锂一次电池由于在刚组装后因吸收在正极中的导电剂中的氧等残留活性种的影响，导致OCV比实用电压高，因此组装后在45°C的气氛下进行3天熟化，然后，进行相当于正极理论容量(将二硫化铁的放电容量假设为894mAh/g而算出的容量)的5%的预放电。(1) IOOmA的连续放电特性将所制作的电池1、2分别在21°C的气氛下、以IOOmA的恒定电流放电，测定闭路电压达到0. 9V为止的时间。该测定相当于低倍率放电试验，是测定电池的绝对电容量的试验模式。O) DSC脉冲放电特性以将所制作的电池1、2分别在21°C的气氛下以1. 5W进行2秒钟放电、然后以 0.65W进行观秒放电的工序(脉冲放电)作为1个循环，每1小时进行10个循环的脉冲放电，测定闭路电压达到1.05V为止的时间。另外，该测定援用美国国家标准学会(ANSI ； American National Standards hstitute)的C18. IM中规定的放电试验的方法，是假定了在数字静态照相机(DSC)中的用法的试验模式。(3) 60 V保存后的OCV上升将所制作的电池1、2分别在21°C的气氛下测定0CV，然后，在60°C的气氛下进行2 个月的保存。将保存后的电池放冷后，再次在21°C的气氛下测定0CV，算出自保存前的OCV 起的上升电压。表1是表示对制作的电池1、2测定上述3个特性的结果的表。另外，表1中，IOOmA 的连续放电特性、DSC脉冲放电特性以电池1( 二硫化铁的平均粒径(D5tl)为15μπι)的测定值作为100(基准)进行指数化。权利要求1.一种锂一次电池，其是具有以二硫化铁作为正极活性物质的正极的锂一次电池， 所述正极形成为含有所述正极活性物质和导电剂的正极合剂填充在由金属多孔体构成的正极芯材中的构成，所述二硫化铁的平均粒径在20 50 μ m的范围， 所述导电剂的比表面积为300m2/g以上，所述正极合剂中的所述二硫化铁与所述导电剂的质量混合比在97 3 93 7的范围。2.根据权利要求1所述的锂一次电池，其中，所述金属多孔体的孔径为0.1 2. Omm的范围。3.根据权利要求1所述的锂一次电池，其中，所述二硫化铁的平均粒径在30 40μπι 的范围。4.根据权利要求1所述的锂一次电池，其中，所述二硫化铁的累积体积分率为10%时的粒径为IOym以上。5.根据权利要求1所述的锂一次电池，其中，所述导电剂的比表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：加藤文生，布目润，福原佳树，清水敏之，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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