JP2000340255A - リチウム電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無機固体電解質を用いたリチウム電池では、
安全性、信頼性が劣り、作動温度範囲が狭いという問題
があった。 【解決手段】 活物質を酸化物ガラスで結着して成る正
極１と負極２との間に固体電解質層２を介在させて成る
リチウム電池であって、上記電解質層２を熱膨張係数が
異なる２層以上のガラス状無機電解質層２ａ、２ｂで形
成すると共に、この隣接する電解質層２ａ、２ｂ同士な
らびにこれら電解質層２ａ、２ｂと上記正極１および負
極３との熱膨張係数の差を８×１０^-7Ｋ^-1以内に設定し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリチウム電池に関
し、特に電解質層に固体電解質を用いたリチウム電池に
関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】携帯
電話やパーソナルコンピュータに代表される携帯機器の
近年の目覚しい発達に伴い、その電源としての電池の需
要も急速に増加している。特に、リチウム電池は原子量
が小さく、かつイオン化エネルギーが大きなリチウムを
使う電池であることから、高エネルギー密度を得ること
ができる電池として盛んに研究され、現在では携帯機器
の電源をはじめとして広範囲に用いられるに至ってい
る。

【０００３】これらのリチウム電池には、大きく分けて
円筒型と角型があるが、いずれも正極と負極がセパレー
タを介して捲回された極群（正極と負極との間に電解質
層を介在させたもの）を電槽缶内に挿入し、そこに有機
電解液を注入して封口した構造となっている。そのた
め、有機電解液に起因する漏液や作動温度範囲が狭いと
いった問題があった。

【０００４】また、リチウム電池では、正極活物質とし
てコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂ ）やマンガン酸リ
チウム（ＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ ）が一般的に用いられ、負極活
物質には、コークスや炭素繊維などの炭素材料が用いら
れている。結果としてこれらの正極活物質と負極活物質
を組み合わせることでリチウム電池は約３．５Ｖの高電
圧を達成している。

【０００５】しかしながら、負極活物質に炭素材料を用
いるリチウム電池は炭素材料の充放電電圧が０Ｖ付近で
あることから、電池の充電過程でリチウム金属が負極表
面に析出して内部短絡を引き起こす可能性があり、十分
な信頼性を有しているとはいえない。

【０００６】かかる問題を解決する方法として、例えば
特開平７−２９６８５０号公報では負極活物質にＮｂ₂
Ｏ₅ を用いると共に、正極活物質にＬｉ₂ ＭｎＯ₃ を用
いた電池が提案されており、また特開平８−２２８４１
号公報では正極および負極活物質にスピネル系リチウム
含有金属酸化物を用いた電池が提案されている。

【０００７】このように、正極および負極活物質に酸化
物を用いるとサイクル寿命や耐過放電特性が改善され、
高信頼性を有するリチウム電池となるが、電解質に有機
電解液を用いるため、やはり漏液や作動温度範囲が狭い
といった電解液に起因する問題を解決することはできな
い。

【０００８】一方、電解質に固体電解質、特に無機固体
電解質を用いることで有機電解液に起因する問題を解決
する方法がいくつか提案されているが、無機固体電解質
を用いた場合には活物質と電解質がいずれも堅い固体か
らなるため、活物質粒子間の接合が悪く、イオンおよび
電子の伝導経路を十分確保できなかったり、充放電サイ
クルの進行に伴って活物質粒子間の接合が弛緩して充放
電容量が低下するといった問題がある。

【０００９】そこで、例えば特開平１０−３９４３号公
報では有機バインダーと活物質とを化学的に結合させる
ことによって、また特開平１１−７９４２号公報では活
物質表面にイオン伝導性ポリマーを配置することによっ
て、電極あるいは電解質に柔軟性を付与し、充放電サイ
クルの進行に伴って接合状態が悪化するのを防いでい
る。

【００１０】しかしながら、有機バインダーで粒子を結
着して電池を形成した場合、有機電解液よりも耐熱性は
向上するものの、有機物の耐熱性は一般的に低く、十分
広い作動温度範囲を確保することはできない。

【００１１】上述のような従来のリチウム電池の問題点
に鑑み、本発明者らが鋭意研究をおこなった結果、イオ
ン伝導性を有する酸化物ガラスを用いて活物質の粒子を
結着し、さらに電極間にガラス状無機固体電解質を配し
て正極と負極を接合することで上述の問題点を解決でき
るが、電池に−５０℃から＋１５０℃の範囲で熱衝撃を
加えると、正極と電解質層さらには負極と電解質層との
熱膨張係数の違いに起因する亀裂が生じ、電池として作
動しなくなるという問題があることを知見した。

【００１２】本発明は、このような安全性、信頼性に劣
り、作動温度範囲が狭いという従来の無機固体電解質を
用いたリチウム電池の問題点を解消したリチウム電池を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のリチウム電池は、活物質を酸化物ガラス
で結着して成る正極と負極との間に固体電解質層を介在
させて成るリチウム電池において、前記電解質層を熱膨
張係数が異なる２層以上のガラス状無機固体電解質層で
形成すると共に、この隣接する電解質層同士ならびにこ
れら電解質層と前記正極および負極との熱膨張係数の差
が８×１０^-7Ｋ^-1以内であることを特徴とする。

【００１４】また、上記リチウム電池では、前記電解質
層にフィラーとして酸化物粒子が添加されていることが
望ましい。

【００１５】また、リチウム電池では、前記酸化物粒子
がイオン伝導性を有する結晶化ガラスであることが望ま
しい。

【００１６】また、上記リチウム電池では、前記正極と
負極の活物質がリチウム含有遷移金属酸化物から成るこ
とが望ましい。

【００１７】さらに、上記リチウム電池では、前記リチ
ウム含有遷移金属酸化物がＬｉ_1+xＭｎ_2-x Ｏ₄ （０≦
Ｘ≦０．２）、ＬｉＭｎ_2-Y Ｍｅ_Y Ｏ₄ （Ｍｅ＝Ｎｉ、
Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ，０＜Ｙ≦０．６）、Ｌｉ₄ Ｔｉ₅ Ｏ
₁₂およびＬｉ₄ Ｍｎ₅ Ｏ₁₂のうちのいずれかから成るこ
とが望ましい。

【００１８】

【作用】複数の電解質層のうちの隣接する電解質層同士
ならびに電解質層と電極との熱膨張係数の差が８×１０
^-7Ｋ^-1以内となるように、電解質層を熱膨張係数の異な
る複数のガラス状無機固体電解質の積層体として構成す
ると、熱衝撃が加えられたときに、正極と負極の熱膨張
係数の差によって生じる電解質層中の応力が緩和され、
電解質層に亀裂が生じることを防止できる。

【００１９】また、一般的に酸化物の充放電電圧は炭素
材料の充放電電圧よりも貴な電位を示すことから、活物
質、特に負極活物質にリチウム含有遷移金属酸化物を用
いると、原理的にリチウムの析出反応が起こらず、電池
の信頼性が向上する。

【００２０】さらに、ガラス状無機固体電解質中に酸化
物粒子、特にイオン伝導性結晶化ガラスを添加すると、
電解質層のイオン伝導性を損なうことなく、ガラス状無
機固体電解質の熱膨張係数を連続的に変化させることが
でき、また添加物が柱の役割を果たすため、電池製造過
程での熱処理による短絡を効果的に防止できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のリチウム電池の実
施形態について説明する。図１は、本発明に係るリチウ
ム電池の構成例を示す断面図である。図１において、１
は正極、２は電解質層、３は負極、４は正極集電層、５
は負極集電層、６は正極電槽、７は負極電槽、８は封口
材である。

【００２２】正極１は活物質と酸化物ガラスと必要に応
じて添加される導電剤に成形助剤を加えて加圧成形して
熱処理した多孔質体から成り、負極３は正極１中の正極
活物質の充放電電位よりも卑な充放電電位を有する酸化
物を活物質とした多孔質体からなる。

【００２３】正極１と負極３の活物質にはリチウム含有
遷移金属酸化物を用いることが望ましい。このようなリ
チウム含有遷移金属酸化物には、Ｌｉ_1+x Ｍｎ_2-x Ｏ₄
（０≦Ｘ≦０．２）、ＬｉＭｎ_2-Y Ｍｅ_Y Ｏ₄ （Ｍｅ＝
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ，０＜Ｙ≦０．６）、Ｌｉ₄ Ｔ
ｉ₅ Ｏ₁₂およびＬｉ₄ Ｍｎ₅ Ｏ₁₂などがある。これらの
リチウム含有遷移金属酸化物は、リチウム電池の活物質
材料としては既知の材料であり、比較的充放電中の体積
変化が小さい三次元トンネル構造を有するスピネル系材
料で、一般的にリチウム塩と各種金属塩を所定比で混合
して、５００〜９００℃で焼成することで得られる。

【００２４】活物質は粒子状であり、この粒子を結着す
るための酸化物ガラスとしては、リン酸塩ガラスやホウ
酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラスを中
心とした多成分系酸化物ガラスがある。また、アルカリ
金属元素の添加は体積抵抗を低減でき、特にリチウムを
添加した場合にはリチウムイオン伝導性が期待されるの
で好ましい。さらに、Ｖ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｍｎなど
の遷移金属元素の添加はガラスに電子伝導性を付与する
ことができるので好ましい。

【００２５】酸化物ガラスの組成は特に限定されない
が、活物質粒子を結着するための熱処理は酸化物ガラス
のガラス転移点以上、活物質の合成温度以下で行われる
ため、この温度範囲において流動性を示す酸化物ガラス
を選定するのが好ましい。

【００２６】酸化物ガラスの添加量は、活物質と酸化物
ガラスの組み合わせによって最適値が異なるが、概して
３０重量％以下が好ましい。３０重量％を超えると電極
体積中に占める酸化物ガラスの体積が大きくなって活物
質の充填率を下げることになり、結果としてリチウム電
池のエネルギー密度の低下を招くことになる。

【００２７】また、正極１または負極３中に導電剤を必
要とする場合は、熱処理温度や雰囲気などに対して安定
な黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなど
の炭素材料、あるいは金、銀、銅、ニッケル、アルミニ
ウム、チタンなどの金属粉、Ｔｉ_n Ｏ_2n-1、Ｓ
_n Ｏ_2-n 、ＷＯ₂ などの導電性酸化物などから１種類以
上を選択して添加するのが好ましい。

【００２８】正極１および負極３を作製するには、
（１）活物質と酸化物ガラスと必要に応じて導電剤とを
成形助剤を溶解させた水もしくは溶剤に分散させてスラ
リーを調製し、このスラリーを基材フィルム上に塗布し
て乾燥した後、加圧成形して裁断したものを熱処理する
方法、あるいは（２）活物質と酸化物ガラスと導電剤の
混合物を直接あるいは成形助剤を加えて造粒して金型に
投入し、プレス機で加圧成形した後、熱処理する方法、
（３）造粒した混合物をロールプレス機で加圧成形して
シート状に加工した後、そのシートを裁断して熱処理す
る方法などが用いられる。（２）、（３）の造粒は、
（１）の方法で述べたスラリーから造粒する湿式造粒で
あっても溶剤を用いない乾式造粒であっても構わない。

【００２９】ここで使用可能な成形助剤としては、例え
ばポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリル酸、カル
ボキシメチルセルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリ
ビニルアルコール、ジアセチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース、ポリブチラール、ポリビニルクロ
ライド、ポリビニルピロリドンなどの１種もしくは２種
以上の混合物が挙げられる。

【００３０】基材フィルムとしては、例えばポリエチレ
ンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポ
リテトラフルオロエチレンなどの樹脂フィルム、アルミ
ニウム、ステンレス、銅などの金属箔などが使用可能で
ある。

【００３１】本発明では、電解質層２（２ａ、２ｂ）を
２層以上形成する。電解質層２を構成するガラス状無機
固体電解質には、Ｌｉ₂ ＯやＬｉＩを構成成分として含
有するリン酸塩ガラスやホウ酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラ
ス、ホウケイ酸塩ガラスを中心とした多成分系酸化物ガ
ラスを挙げることができる。具体的には、３０ＬｉＩ−
４１Ｌｉ₂ Ｏ−２９Ｐ₂ Ｏ₅ や４０Ｌｉ₂ Ｏ−３５Ｂ₂
Ｏ₃-２５ＬｉＮｂＯ₃、５ＬｉＩ−３５Ｌｉ₂ Ｏ−６０
Ｂ₂ Ｏ₃ などのガラス状無機固体電解質を用いることが
できる。熱膨張係数は、ガラス状無機固体電解質の種類
によって違うのはもちろん、僅かな組成の変更や添加物
によっても制御することが可能である。例えばケイ酸塩
ガラスにおいては熱膨張係数に対して構成成分による加
成性が近似的に成り立つので、計算によって熱膨張係数
を知ることもできる。したがって、２層の電解質２ａ、
２ｂの熱膨張係数の差を異ならしめると共に、その差を
８×１０^-7Ｋ^-1以内とする。このように構成すると、熱
衝撃が加えられたときに、正極と負極の熱膨張係数の差
によって生じる電解質層中の応力が緩和され、電解質層
に亀裂が生じることを防止できる。

【００３２】また、上述のように電解質層２を構成する
ガラス状無機固体電解質の熱膨張係数を制御する目的で
酸化物のフィラーを添加してもよい。このような酸化物
のフィラーとしては、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＺｒＯ₂
などがある。しかし、電解質層のイオン伝導性の観点か
ら、好ましくはＬｉ_1.3 Ａｌ_0.3 Ｔｉ_1.7 （ＰＯ₄ ）₃
やＬｉ_3.6 Ｇｅ_0.6 Ｖ_0.4 Ｏ₄ などの高いイオン伝導性
を有する結晶化ガラスを用いるべきである。

【００３３】電解質層２の作成は、上述の正極１および
負極３と同様に行う。例えばガラス状無機固体電解質と
酸化物フィラーとを成形助剤を溶解させた溶剤に分散さ
せてスラリーを調製し、このスラリーを基材フィルム状
に塗布して乾燥したのち、裁断したものをそのままある
いは加熱処理して使用する。

【００３４】電解質の熱膨張係数を調節するための酸化
物フィラーの種類および添加量は、次のようにして求め
ることができる。熱処理後の正極ならびに負極の熱膨張
曲線から熱膨張係数を算出し、正極と負極の熱膨張係数
の差から各電極ならびに電解質層の熱膨張係数の差が８
×１０^-7Ｋ^-1以下とするために必要な電解質層の層数と
電解質各層に求められる熱膨張係数を求める。次に、使
用するガラス状無機固体電解質単体での熱膨張係数を測
定し、この値が先に求めた電解質に求められる熱膨張係
数よりも大きい場合は電極よりも熱膨張係数の小さい酸
化物を、一方小さい場合には熱膨張係数の大きい酸化物
を適量フィラーとして添加してガラス状無機固体電解質
の熱膨張係数を調節することができる。

【００３５】正極集電層４および負極集電層５は、正極
電槽６あるいは負極電槽７と正極１あるいは負極３のそ
れぞれの集電のために設けられ、例えば２００℃以上の
常用耐熱温度を有する炭素材料を含んだ熱硬化性接着剤
などで構成される。

【００３６】正極電槽６および負極電槽７には、例えば
ピンホールのないアルミ箔やコバール箔を用いることが
できる。また封口材８は、例えばコバール箔に対して接
着性を有する封着用低融点ガラスを用いることができ
る。

【００３７】本発明のリチウム電池は、正極１および負
極３が熱膨張係数の異なる２層以上のガラス状無機固体
電解質を介在して積層されていることを特徴とするもの
で、一次電池であっても二次電池であってもよい。ま
た、電池形状は角型、ボタン型、コイン型および扁平型
などのいずれでもよい。

【００３８】

【実施例】［実施例１］水酸化リチウムと二酸化マンガ
ンをＬｉとＭｎのモル比が１：２となるように混合し、
この混合物を大気中、７００℃で１５時間加熱焼成する
ことにより、リチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ₂
Ｏ₄ ）を調製し、これを正極活物質とした。次に、水酸
化リチウムと二酸化チタンをＬｉとＴｉのモル比が４：
５となるように混合し、この混合物を大気中、８００℃
で１５時間加熱焼成することにより、リチウムチタン複
合酸化物（Ｌｉ₄ Ｔｉ₅ Ｏ₁₂）を調製して負極活物質と
した。

【００３９】このＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ とＬｉ₄ Ｔｉ₅ Ｏ₁₂の
それぞれと導電剤のＳ_n Ｏ_2-n と酸化物ガラス、ここで
は５０Ｐ₂ Ｏ₅ −３０ＰｂＯ−２０ＺｎＯとを重量比８
０：１０：１０で乾式混合して混合粉とした。この混合
粉１００に対して成形助剤のポリビニルブチラールが重
量比で１０となるように加え、さらにトルエンを加えて
スラリーを調製した。このスラリーをポリエチレンテレ
フタレートフィルム上に塗布して乾燥させてシート状に
成形した。正極は厚み０．９ｍｍ、負極は厚み０．８ｍ
ｍのシートとした。それぞれのシートを金型で打ち抜
き、縦４０ｍｍ、横３０ｍｍの短冊状の正極および負極
成形体を得た。これら成形体を大気中５５０℃で熱処理
して、酸化物ガラスで結着した正極と負極を得た。

【００４０】一方、正極側の電解質層２ａはガラス状酸
化物系無機固体電解質、ここでは５ＬｉＩ−３５Ｌｉ₂
Ｏ−６０Ｂ₂ Ｏ₃ とＡｌ₂ Ｏ₃ フィラーとを重量比７
０：３０で混合した混合粉体１００に対して、成形助剤
のポリビニルブチラールが重量比で１０となるように加
え、さらにトルエンを加えてスラリーを調製し、このス
ラリーをポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布
して乾燥することでシート状に成形した。負極側の電解
質層２ｂは、５ＬｉＩ−３５Ｌｉ₂ Ｏ−６０Ｂ₂Ｏ₃ と
Ａｌ₂ Ｏ₃ フィラーの重量比を５０：５０としたこと以
外は正極側の電解質層２ａと同様にしてシート状に成形
した。このときの電解質層２ａ、２ｂの厚みはいずれも
２５μｍであった。

【００４１】次に、成形した電解質層２ａ、２ｂを積層
し、電解質層２ａ側に正極１を、電解質層２ｂ側に負極
３を配した積層体を大気中５５０℃で熱処理することで
図１に示したカード形電池の発電要素を作製した。

【００４２】作製した発電要素を予め正極集電層４をス
クリーン印刷したコバール製正極電槽６と、同じく予め
負極集電層５をスクリーン印刷したコバール製負極電槽
７の間に挟みコバール製電槽と接着性を有する封着用ガ
ラスからなる封口材８を介して減圧下で周縁部を加圧加
熱封口してカード形リチウム電池を作製した。

【００４３】［実施例２］電解質層２をＡｌ₂ Ｏ₃ の添
加量を２０重量％、４０重量％、６０重量％とした３層
からなる電解質層としたこと以外は実施例１と同様にし
てカード形リチウム電池を作製した。

【００４４】［実施例３］電解質層２ａ、２ｂに添加す
るフィラーをイオン伝導性結晶化ガラスＬｉ_1.3Ａｌ
_0.3 Ｔｉ_1.7 （ＰＯ₄ ）₃ としたこと以外は実施例１と
同様にしてカード形リチウム電池を作製した。

【００４５】［実施例４］水酸化リチウムと二酸化マン
ガンと水酸化ニッケルをＬｉとＭｎとＮｉのモル比が
１：１．５：０．５となるように混合し、この混合物を
大気中、７００℃で１５時間加熱焼成することにより、
リチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ_1.5Ｎｉ_0.5 Ｏ
₄ ）を調製し、これを正極活物質としたこと以外は実施
例１と同様にしてカード形リチウム電池を作製した。

【００４６】［比較例１］電解質層２をフィラー無添加
の５ＬｉＩ−３５Ｌｉ₂ Ｏ−６０Ｂ₂ Ｏ₃ の一層とした
こと以外は実施例１と同様にしてカード形リチウム電池
を作製した。

【００４７】［比較例２］電解質層２をＡｌ₂ Ｏ₃ フィ
ラーを４０重量％添加した５ＬｉＩ−３５Ｌｉ₂Ｏ−６
０Ｂ₂ Ｏ₃ の一層としたこと以外は実施例１と同様にし
てカード形リチウム電池を作製した。

【００４８】上記実施例１から４および比較例１、２で
作製したリチウム電池の作動温度範囲を評価する目的で
−５０から＋１５０℃の熱衝撃を２サイクル加えた後、
解体して発電要素の亀裂の有無を調査した。

【００４９】その結果、比較例１と２のリチウム電池に
おいて電解質層に亀裂が発生していることを確認した。
これに対して、実施例１から４のリチウム電池では亀裂
は確認されなかった。そこで、実施例１から４および比
較例１、２の電池の電解質層同士あるいは電解質層と電
極との熱膨張係数の差を熱機械分析によって測定したと
ころ、実施例１では差の最大値が８×１０^-7Ｋ^-1、実施
例２では５×１０^-7Ｋ^-1、実施例３では４×１０
^-7Ｋ^-1、実施例４では５×１０^-7Ｋ^-1、比較例１では１
８×１０^-7Ｋ^-1、そして比較例２では９×１０^-7Ｋ^-1で
あることがわかった。

【００５０】また、別途作製した実施例１から４と比較
例１、２のリチウム電池に上述と同じ熱衝撃を加えた
後、１０時間率の電流値で充放電したところ、実施例１
から４のリチウム電池は通常の充放電が可能であった。
これに対して解体調査で電解質層に亀裂が確認された比
較例１、２のリチウム電池は充放電不可能であった。

【００５１】以上の結果をまとめて表１に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１から明らかなように、ガラス状無機固
体電解質同士ならびに電極とこれに接する電解質の熱膨
張係数の差が９×１０^-7Ｋ^-1以上のものでは耐熱衝撃試
験後に亀裂が発生したのに対し、ガラス状無機固体電解
質同士ならびに電極とこれに接する電解質の熱膨張係数
の差が８×１０^-7Ｋ^-1以内のものでは耐熱衝撃試験後に
亀裂が発生しないことが判明した。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るリチウム電
池では、複数層形成した電解質そうのうちの隣接する電
解質層同士ならびに電解質層と電極との熱膨張係数の差
が８×１０^-7Ｋ^-1以内となるように形成したことから、
熱衝撃が加えられたときに正極と負極の熱膨張係数の差
によって生じる電解質層中の応力が緩和され、電解質層
に亀裂が生じることを防ぐことができ、安全性、信頼性
に優れ、作動温度範囲の広いリチウム電池となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリチウム電池の一実施形態を示す
断面図である。

【符号の説明】

１…正極、２…電解質層、３…負極、４…正極集電層、
５…負極集電層、６…正極電槽、７…負極電槽、８…封
口材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北原 暢之 京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地 京 セラ株式会社中央研究所内 (72)発明者 原 亨 京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地 京 セラ株式会社中央研究所内 (72)発明者 大崎 誠 京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地 京 セラ株式会社中央研究所内 (72)発明者 樋口 永 京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地 京 セラ株式会社中央研究所内 Ｆターム(参考） 5H003 AA01 BB05 BC01 BD00 5H014 AA01 AA06 EE10 HH00 5H029 AJ01 AK03 AL03 AM11 BJ04 DJ11 HJ02 HJ14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活物質を酸化物ガラスで結着して成る正
   極と負極との間に固体電解質層を介在させて成るリチウ
   ム電池において、前記電解質層を熱膨張係数が異なる２
   層以上のガラス状無機固体電解質層で形成すると共に、
   この隣接する電解質層同士ならびにこれら電解質層と前
   記正極および負極との熱膨張係数の差が８×１０^-7Ｋ^-1
   以内であることを特徴とするリチウム電池。
2. 【請求項２】 前記電解質層にフィラーとして酸化物粒
   子が添加されていることを特徴とする請求項１に記載の
   リチウム電池。
3. 【請求項３】 前記酸化物粒子がイオン伝導性を有する
   結晶化ガラスであることを特徴とする請求項２に記載の
   リチウム電池。
4. 【請求項４】 前記正極と負極の活物質がリチウム含有
   遷移金属酸化物から成ることを特徴とする請求項１に記
   載のリチウム電池。
5. 【請求項５】 前記リチウム含有遷移金属酸化物がＬｉ
   _1+x Ｍｎ_2-x Ｏ₄ （０≦Ｘ≦０．２）、ＬｉＭｎ_2-Y Ｍ
   ｅ_Y Ｏ₄ （Ｍｅ＝Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ，０＜Ｙ≦
   ０．６）、Ｌｉ₄ Ｔｉ₅ Ｏ₁₂およびＬｉ₄ Ｍｎ₅ Ｏ₁₂の
   うちのいずれかから成ることを特徴とする請求項４に記
   載のリチウム電池。