JP5211775B2 - スラリー利用型二次電池 - Google Patents
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Description
ケースの内部を正極室と負極室とに分離するリチウムイオン伝導性固体電解質膜と、
前記正極室に収容され、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質がイオン伝導性を有する非水系電解液に分散された正極スラリーと、
前記正極室に配置され、前記正極活物質と電子の授受が可能な正極集電体と、
前記負極室に収容され、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質がイオン伝導性を有する非水系電解液に分散された負極スラリーと、
前記負極室に配置され、前記負極活物質と電子の授受が可能な負極集電体と、
を備えたものである。
正極スラリーは、以下のようにして調製した。すなわち、正極活物質として市販のニッケル酸リチウム(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2:平均粒径3μm)を、正極用導電材としてカーボンブラック(平均粒径20nm)を、正極用電解液として1M LiPF6 in 30%EC+70%DECを用いた。この正極活物質/導電材/電解液をArガスグローブボックス中で20/5/75wt%の割合で混合し、正極スラリーを得た。この正極スラリーの体積抵抗率は直流の場合、103Ωcmで、交流1kHzの場合102Ωcmであり、電気伝導性とイオン伝導性が確認できた。
実施例1で正極側及び負極側循環ポンプ28,34を停止した以外は、実施例1と同様にして充放電試験を行った。その結果を表1に示す。
実施例1で正極及び負極集電板20,22の代わりに図2に示す正極及び負極集電板60,62をセパレータ18に密着するように配置したスラリー利用型二次電池50を用いた以外は、実施例1と同様にして充放電試験を行った。その結果を表1に示す。なお、正極及び負極集電板60,62は、それぞれφ0.5mmの孔60a,62aが開口率60%となるように設けられたものである。正極スラリーは正極集電板60の孔60aを透過可能であり、負極スラリーは負極集電板62の孔62aを透過可能である。
実施例3で正極スラリー、負極スラリーに導電材を添加しなかった以外は、実施例3と同様にして充放電試験を行った。その結果を表1に示す。なお、各スラリーの体積抵抗率は直流の場合、∞Ωcmで、交流1kHzの場合、3×102Ωcmであり、イオン伝導性はあるが電気伝導性はほとんどないことを確認した。
表1から明らかなように、比較例1ではほとんど充放電しなかったが、実施例1〜4では充放電が可能であった。比較例1で充放電できなかった理由は、各スラリーはイオン伝導性を有するものの、電気伝導性を有しないため、各集電板と各活物質との間の電子の授受ができなかったことに起因すると考えられる。
Claims (6)
- ケースの内部を正極室と負極室とに分離するリチウムイオン伝導性固体電解質膜と、
前記正極室に収容され、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質がイオン伝導性を有する非水系電解液に分散された正極スラリーと、
前記正極室に配置され、前記正極活物質と電子の授受が可能な正極集電体と、
前記負極室に収容され、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質がイオン伝導性を有する非水系電解液に分散された負極スラリーと、
前記負極室に配置され、前記負極活物質と電子の授受が可能な負極集電体と、
を備え、
前記正極スラリー及び前記負極スラリーには、導電材が添加され、
前記正極スラリーの体積抵抗率及び前記負極スラリーの体積抵抗率は、直流の場合、10 3 Ωcm以下である、
スラリー利用型二次電池。 - 請求項1に記載のスラリー利用型二次電池であって、
前記正極室に設けられた正極側循環経路と、
前記正極室に収容された前記正極スラリーを前記正極側循環経路を通して循環させる正極側循環ポンプと、
前記負極室に設けられた負極側循環経路と、
前記負極室に収容された前記負極スラリーを前記負極側循環経路を通して循環させる負極側循環ポンプと、
を備えたスラリー利用型二次電池。 - 請求項2に記載のスラリー利用型二次電池であって、
前記正極側循環経路の途中に設けられ、前記正極スラリーを貯蔵する正極スラリータンクと、
前記負極側循環経路の途中に設けられ、前記負極スラリーを貯蔵する負極スラリータンクと、
を備えたスラリー利用型二次電池。 - 前記正極集電体及び前記負極集電体は、それぞれ前記正極スラリー及び前記負極スラリーを透過可能な孔を有している、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のスラリー利用型二次電池。 - 前記正極集電体及び前記負極集電体は、前記リチウムイオン伝導性固体電解質膜に密着されている、
請求項4に記載のスラリー利用型二次電池。 - ケースの内部を正極室と負極室とに分離するリチウムイオン伝導性固体電解質膜と、
前記正極室に収容され、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質がイオン伝導性を有する非水系電解液に分散された正極スラリーと、
前記正極室に配置され、前記正極活物質と電子の授受が可能な正極集電体と、
前記負極室に収容され、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質がイオン伝導性を有する非水系電解液に分散された負極スラリーと、
前記負極室に配置され、前記負極活物質と電子の授受が可能な負極集電体と、
を備え、
前記正極集電体及び前記負極集電体は、それぞれ前記正極スラリー及び前記負極スラリーを透過可能な孔を有し、前記リチウムイオン伝導性固体電解質膜に密着されている、
スラリー利用型二次電池。
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