[发明专利]锂一次电池

说明书

技术领域

本发明涉及正极活性物质中使用了二硫化铁的锂一次电池。

背景技术

正极活性物质中使用了二硫化铁的锂一次电池(以下简称为“锂一次电池”)由具有非常高的理论容量的正极·负极材料构成，其中正极活性物质的二硫化铁的理论容量高至约894mAh/g，负极活性物质的锂的理论容量高至约3863mAh/g，因此，作为高容量且轻量的电池，实用价值高。此外，该锂一次电池由于初期的开路电压(OCV；Open circuitvoltage)为1.7～1.8V、平均放电电压为1.5V附近，所以从与其它的1.5V级一次电池、例如锰电池、碱性锰电池具有互换性的方面出发，其实用价值高。

正被实际应用的圆筒型的锂一次电池形成如下构成：正极与负极介由隔膜卷绕而得到的电极组被收纳到中空圆柱状的电池壳中。因此，与其它的1.5V级一次电池相比由于正极和负极的电极对置面积较大，所以强负荷放电特性优异。

然而，由于作为正极活性物质的二硫化铁具有因放电反应而发生体积膨胀的性质，所以需要在电池内设置用于吸收该体积膨胀的空隙。假如没有在电池内设置充分大小的空隙，则例如隔膜因二硫化铁的体积膨胀而被压缩，含浸在隔膜内的电解液被挤出，其结果是，产生如下问题：正极和负极间的电解液枯竭，或者因正极合剂内的空隙极端减少而妨碍离子的移动，从而导致放电极化增大，无法显示良好的放电性能。

针对这样的问题，专利文献1中记载了如下技术：通过在隔膜与电极之间设置电解液层，从而利用电解液层吸收二硫化铁的体积膨胀，由此来防止内部电阻的增大。

然而，在收纳有卷绕而成的电极组的圆筒型的锂一次电池中，在隔膜与电极之间设置这样的电解液层在现实上很困难。

此外，专利文献2中记载了通过使正极的容量大于负极的容量，从而抑制二硫化铁的体积膨胀的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-8852号公报

专利文献2：日本特表2005-529467号公报

发明内容

本发明要解决的课题

收纳有卷绕而成的电极组的圆筒型的锂一次电池的强负荷放电特性优异。另一方面，为了相对于碱性电池等在低负荷放电特性或中负荷放电特性方面也获得优越性，需要提高正极活性物质的密度。

然而，如果提高正极活性物质的密度，则产生如下问题。

表1是表示在提高了正极活性物质(二硫化铁)的密度时低负荷放电时的放电容量和强负荷放电时的放电容量的测定结果的表。如表1所示，可知与正极活性物质的密度小的电池A1相比，正极活性物质的密度大的电池A2在低负荷放电时的放电容量增加，但，强负荷放电时的放电容量反而降低。

[表1]

可以认为这是由于如果正极活性物质的密度提高，则放电时的正极活性物质的体积膨胀变得更显著，由此，卷绕而成的电极组受到压迫，正极合剂层内的空隙减少，其结果是，离子(电解液)的移动受到阻碍，放电末期的极化变大，强负荷放电时的放电容量未充分增加。

本发明的目的在于提供一种高容量的锂一次电池，即使将正极活性物质高密度化，其强负荷放电特性也不会降低。

用于解决课题的手段

本发明的一个方面的锂一次电池的特征在于，其是具备将以二硫化铁作为正极活性物质的正极和以锂作为负极活性物质的负极介由隔膜卷绕而成的电极组的锂一次电池，包含正极活性物质的正极合剂中的二硫化铁的密度为2.2～2.9g/cm³的范围，隔膜由具有6～30N/mm²的范围的抗拉强度的无纺布构成。

发明的效果

根据本发明，能够实现高容量且强负荷放电特性优异的锂一次电池。

附图说明

图1是示意性表示本发明的一个实施方式的锂一次电池的构成的半剖视图。

具体实施方式

如上所述，可以认为，将正极活性物质(二硫化铁)高密度化时的强负荷放电特性的降低是由于放电时的正极活性物质的体积膨胀变得更显著，由此，卷绕而成的电极组受到压迫，正极合剂层内的间隙减少，其结果是，离子(电解液)的移动受到阻碍，放电末期的极化变大。

因此，本申请发明者等认为，如果能够缓和因正极活性物质的体积膨胀而导致的卷绕而成的电极组的压迫，则能够抑制正极合剂层内的空隙的减少，由此，即使将正极活性物质高密度化，也能够抑制强负荷放电特性的降低。