JPH03129603A - 固体電解質 - Google Patents
固体電解質Info
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- JPH03129603A JPH03129603A JP1266434A JP26643489A JPH03129603A JP H03129603 A JPH03129603 A JP H03129603A JP 1266434 A JP1266434 A JP 1266434A JP 26643489 A JP26643489 A JP 26643489A JP H03129603 A JPH03129603 A JP H03129603A
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Classifications
-
- 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
- Conductive Materials (AREA)
- Secondary Cells (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
本発明は固体電池をはじめとする固体電気化学素子に使
用される固体電解質に関する。
用される固体電解質に関する。
従来の技術
構成材料がすべて固体物質である固体電解質電池(上
一定の大きさが必要な液体電解質を用いる電池に比べ
漏液やガス発生の心配がなく、高い信頼性を期待できも
また一定の大きさの容器が不要なことから形状も任意
に選べ 小型イ1ヨ 薄型化が極めて容易であり、コ
ンデンサ、 IC1抵抗体等の電子部品と同一のパッケ
ージ内に一体化できるなど、従来にはない数多くの利点
を有している。
一定の大きさが必要な液体電解質を用いる電池に比べ
漏液やガス発生の心配がなく、高い信頼性を期待できも
また一定の大きさの容器が不要なことから形状も任意
に選べ 小型イ1ヨ 薄型化が極めて容易であり、コ
ンデンサ、 IC1抵抗体等の電子部品と同一のパッケ
ージ内に一体化できるなど、従来にはない数多くの利点
を有している。
このように液体電解質に代わって固体電解質を用(\
素子を固体化する試みが各方面でなされている。例えば
固体電解質としてLiイオン伝導性固体電解質を用℃
\ 電極としてLlの可逆性電極を用いた固体二次電池
がその一例である。
素子を固体化する試みが各方面でなされている。例えば
固体電解質としてLiイオン伝導性固体電解質を用℃
\ 電極としてLlの可逆性電極を用いた固体二次電池
がその一例である。
固体電解質(上 はとんどの場合粉末状であり、その応
用の際には加圧成形によるペレット状かあるいは蒸着な
どの方法による薄膜として用いられてい九 しかしなが
ぺ 加圧成形したペレットは脆く割れ易いものであり加
工性に難があり、また蒸着による薄膜化は その製造プ
ロセスが複雑になるといった理由から、固体電解質を用
いた固体電気化学素子は殆ど実用に供されていないのが
現状である。そこで柔軟性に優れ 加工性に富んだ高分
子錯体固体電解質を応用した固体電気化学素子の開発が
行なわれている。特にイオン導電率の高いLiイオン伝
導性高分子錯体固体電解質(よ柔軟性が重視される固体
電気化学素子、例えば薄型全固体電池の分野において注
目を集めている。
用の際には加圧成形によるペレット状かあるいは蒸着な
どの方法による薄膜として用いられてい九 しかしなが
ぺ 加圧成形したペレットは脆く割れ易いものであり加
工性に難があり、また蒸着による薄膜化は その製造プ
ロセスが複雑になるといった理由から、固体電解質を用
いた固体電気化学素子は殆ど実用に供されていないのが
現状である。そこで柔軟性に優れ 加工性に富んだ高分
子錯体固体電解質を応用した固体電気化学素子の開発が
行なわれている。特にイオン導電率の高いLiイオン伝
導性高分子錯体固体電解質(よ柔軟性が重視される固体
電気化学素子、例えば薄型全固体電池の分野において注
目を集めている。
このように 固体電解質を用いた固体電気化学素子につ
いて(よ 固体電解質と電極との接合が重要な課題とな
っている。即ち充放電などの電気化学反応に伴う電極の
体積変化等により、固体電解質と電極の接合性が損なわ
れるのである。元来の液体電解質を用いた素子の場合、
電極に体積変化か生じた場合にも電解質が液体であるた
△ 接合性が損なわれるようなことがなかったもの力文
電解質を固体するたためにこのような問題が生じたも
のである。この点においては固体電解質として柔らかい
高分子錯体固体電解質を用いた固体電気化学素子もこの
例外ではな鶏 そこで、電極と固体電解質を圧力を加え接合し場合によ
っては加圧状態で素子を作動させるという方法がとられ
ている。しか改 高分子錯体固体電解質はイオン導電率
が低いという欠点を有しているたム その欠点を補うた
め固体電解質を薄膜化し 固体電解質を介して配される
両極間の距離を近づけることが必要となっている。この
場合、固体電解質を薄膜化し圧力を加えるたべ 接合す
る際に電極の固体電解質に接する面の荒さあるいは電極
の端面等の問題により、接合条件によっては両極が部分
的な微少短絡状態になってしま八特に自己放電特性が低
下するといった問題が生じる。このため電子絶縁性材料
よりなる構造線 例えば有機あるいは無機高分子材料よ
りなる織布あるいは不織布さらに粒状の形状を有する構
造材、例えばAl2O5,5i02等を高分子錯体固体
電解質に加えて正極と負極間のスペーサとして働かせ、
微少短絡を防ぐことが行われている。
いて(よ 固体電解質と電極との接合が重要な課題とな
っている。即ち充放電などの電気化学反応に伴う電極の
体積変化等により、固体電解質と電極の接合性が損なわ
れるのである。元来の液体電解質を用いた素子の場合、
電極に体積変化か生じた場合にも電解質が液体であるた
△ 接合性が損なわれるようなことがなかったもの力文
電解質を固体するたためにこのような問題が生じたも
のである。この点においては固体電解質として柔らかい
高分子錯体固体電解質を用いた固体電気化学素子もこの
例外ではな鶏 そこで、電極と固体電解質を圧力を加え接合し場合によ
っては加圧状態で素子を作動させるという方法がとられ
ている。しか改 高分子錯体固体電解質はイオン導電率
が低いという欠点を有しているたム その欠点を補うた
め固体電解質を薄膜化し 固体電解質を介して配される
両極間の距離を近づけることが必要となっている。この
場合、固体電解質を薄膜化し圧力を加えるたべ 接合す
る際に電極の固体電解質に接する面の荒さあるいは電極
の端面等の問題により、接合条件によっては両極が部分
的な微少短絡状態になってしま八特に自己放電特性が低
下するといった問題が生じる。このため電子絶縁性材料
よりなる構造線 例えば有機あるいは無機高分子材料よ
りなる織布あるいは不織布さらに粒状の形状を有する構
造材、例えばAl2O5,5i02等を高分子錯体固体
電解質に加えて正極と負極間のスペーサとして働かせ、
微少短絡を防ぐことが行われている。
発明が解決しようとする課題
このように電子絶縁性材料を高分子錯体固体電解質に混
合した場合、電子絶縁性材料により両極の微少短絡は防
げるものQ イオンの導電経路が妨げられることにより
、固体電解質としてのイオン導電率が実質的に低下して
しまう。その結電素子の内部抵抗が増加し 出力電流が
低下するといった課題を有している。
合した場合、電子絶縁性材料により両極の微少短絡は防
げるものQ イオンの導電経路が妨げられることにより
、固体電解質としてのイオン導電率が実質的に低下して
しまう。その結電素子の内部抵抗が増加し 出力電流が
低下するといった課題を有している。
本発明は上記問題点に鑑ム 特定の固体電解質を用いる
ことにより、素子の内部抵抗を増加することなく自己放
電特性の向上をはかることを目的とするものである。
ことにより、素子の内部抵抗を増加することなく自己放
電特性の向上をはかることを目的とするものである。
課題を解決するための手段
Liイオン伝導性高分子錯体固体電解質にLiイオン伝
導性無機固体電解質を加える。ここ弘Liイオン伝導性
高分子錯体固体電解質としてはポリエチレンオキシド、
ポリエチレングリコ−/lz。
導性無機固体電解質を加える。ここ弘Liイオン伝導性
高分子錯体固体電解質としてはポリエチレンオキシド、
ポリエチレングリコ−/lz。
ポリプロピレンオキシド、ポリプロピレングリコより選
ばれる少なくとも1種類の高分子材料にLi塩を溶解さ
せた固体電解質を用L\ Liイオン伝導性無機固体電
解質としてはLilあるいは高表面積Al2O3を分散
させたLiIを用いる。
ばれる少なくとも1種類の高分子材料にLi塩を溶解さ
せた固体電解質を用L\ Liイオン伝導性無機固体電
解質としてはLilあるいは高表面積Al2O3を分散
させたLiIを用いる。
作用
Liイオン伝導性無機固体電解質はLiイオン伝導性高
分子錯体固体電解質と比較してそのLiイオン導電率お
よび電子伝導率がほぼ同程度である。そこで、Liイオ
ン伝導性高分子錯体固体電解質にLiイオン伝導性無機
固体電解質を加えることにより、該無機固体電解質が正
極と負極間のスペーサとして働き、その結東 加圧時に
おいても固体電解質を介して配される両極の微少短絡を
防止することが可能で、さらに固体電解質の電子絶縁性
を低下させることが無いので、素子の自己放電特性が向
上する。
分子錯体固体電解質と比較してそのLiイオン導電率お
よび電子伝導率がほぼ同程度である。そこで、Liイオ
ン伝導性高分子錯体固体電解質にLiイオン伝導性無機
固体電解質を加えることにより、該無機固体電解質が正
極と負極間のスペーサとして働き、その結東 加圧時に
おいても固体電解質を介して配される両極の微少短絡を
防止することが可能で、さらに固体電解質の電子絶縁性
を低下させることが無いので、素子の自己放電特性が向
上する。
しか転 電子絶縁性材料を高分子錯体固体電解質に混合
した場合に比べて、該固体電解質のLiイオン導電率を
保つことができるた吹 素子の内部抵抗を上げることが
無く出力電流の低下を防ぐことかできる。
した場合に比べて、該固体電解質のLiイオン導電率を
保つことができるた吹 素子の内部抵抗を上げることが
無く出力電流の低下を防ぐことかできる。
以上のように本発明によると両極の微少短絡を防ぎミ
出力電流を低下させることなく自己放電特性に優れた固
体電気化学素子を容易に構成することが可能となる固体
電解質を得ることができる。
出力電流を低下させることなく自己放電特性に優れた固
体電気化学素子を容易に構成することが可能となる固体
電解質を得ることができる。
実施例
以下、固体電気化学素子の例として固体電池を構成した
実施例を用いて説明を行なう力文 本発明による固体電
解質は固体電池のみに応用されるものではなく、その他
の電気化学素子、例えば電気二重層キャパシ久 あるい
はエレクトロクロミックデイスプレィを固体化するなど
の用途にも応用されるものである。
実施例を用いて説明を行なう力文 本発明による固体電
解質は固体電池のみに応用されるものではなく、その他
の電気化学素子、例えば電気二重層キャパシ久 あるい
はエレクトロクロミックデイスプレィを固体化するなど
の用途にも応用されるものである。
(実施例1)
高分子固体電解質を生成する塩としてLiCFsSOs
で表わされるリチウム塩と、高分子として(CHa−C
H2−0)nで表わされるポリエチレンオキシド(平均
分子量2X10’、以下PE○と表わす)500gを[
L iCF−8ow] / [PE0u n i t]
=0.04の比になるよう混合し この混合物にアセ
トニトリル800ccを加え乾燥窒素ガス中にて20時
間混合し溶解させ、高分子錯体固体電解質の溶液を得た この溶液にLiイオン伝導性無機固体電解質としてLi
I粉末50gを加九 分散させ充分撹拌してペーストを
得も これを公知のドクターブレード法により平滑な基
板上に塗布し 60℃で24時抵 真空乾燥し溶媒を蒸
発させ固体電解質の薄膜を得た この固体電解質の厚み
はバネ式の厚みゲージを用いて測定したところ110μ
mであっfン この固体電解質をAとする。
で表わされるリチウム塩と、高分子として(CHa−C
H2−0)nで表わされるポリエチレンオキシド(平均
分子量2X10’、以下PE○と表わす)500gを[
L iCF−8ow] / [PE0u n i t]
=0.04の比になるよう混合し この混合物にアセ
トニトリル800ccを加え乾燥窒素ガス中にて20時
間混合し溶解させ、高分子錯体固体電解質の溶液を得た この溶液にLiイオン伝導性無機固体電解質としてLi
I粉末50gを加九 分散させ充分撹拌してペーストを
得も これを公知のドクターブレード法により平滑な基
板上に塗布し 60℃で24時抵 真空乾燥し溶媒を蒸
発させ固体電解質の薄膜を得た この固体電解質の厚み
はバネ式の厚みゲージを用いて測定したところ110μ
mであっfン この固体電解質をAとする。
第1の比較例としてLiI粉末を加えていない固体電解
質を同様な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸
発させ、厚さ110μmの固体電解質を得f:o こ
の固体電解質をBとする。
質を同様な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸
発させ、厚さ110μmの固体電解質を得f:o こ
の固体電解質をBとする。
第2の比較例としてLiI粉末の代わりに電子絶縁性材
料としてAl2O3粉末50gを加えた固体電解質を同
様な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ
、厚さ110μmの固体電解質の薄膜を得九 この固体
電解質をCとする。
料としてAl2O3粉末50gを加えた固体電解質を同
様な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ
、厚さ110μmの固体電解質の薄膜を得九 この固体
電解質をCとする。
このようにして得られた固体電解質を用いた固体リチウ
ム二次電池の正極としては 厚さ50μmのチタン箔と
硫黄を石英管中に真空封入し加熱し 表面を二硫化チタ
ンとしたものを用い丸 また負極としては 厚さ30μ
mのステンレス浴上に真空蒸着された金属リチウム薄膜
を用いt4 次いで、圧機 固体電解質AとBおよび
C1負極を各々10cmxlOcmに切断し 平板プレ
スによって3ton/Cm2で加圧接合し九以上の方法
で圧接したものを、裁断機により1cmX 1 amの
大きさに切断し固体電池を得氾ここで固体電解質Aを用
いた固体電池をA、 固体電解質Bを用いた固体電池を
B、固体電解質Cを用いた固体電池をCとする。
ム二次電池の正極としては 厚さ50μmのチタン箔と
硫黄を石英管中に真空封入し加熱し 表面を二硫化チタ
ンとしたものを用い丸 また負極としては 厚さ30μ
mのステンレス浴上に真空蒸着された金属リチウム薄膜
を用いt4 次いで、圧機 固体電解質AとBおよび
C1負極を各々10cmxlOcmに切断し 平板プレ
スによって3ton/Cm2で加圧接合し九以上の方法
で圧接したものを、裁断機により1cmX 1 amの
大きさに切断し固体電池を得氾ここで固体電解質Aを用
いた固体電池をA、 固体電解質Bを用いた固体電池を
B、固体電解質Cを用いた固体電池をCとする。
本実施例における固体電池Aの構成断面図を第1図に示
した 図+ 1はLiイオン伝導性高分子錯体固体電解
質、 2はLiイオン伝導性無機固体電解質、3は負極
Li、4は正極二硫化チタン、5は負極集電体としての
ステンレス息 6は正極集電体としてのチタン息 7は
負極リード、 8は正極リード、 9は樹脂パッケージ
である。
した 図+ 1はLiイオン伝導性高分子錯体固体電解
質、 2はLiイオン伝導性無機固体電解質、3は負極
Li、4は正極二硫化チタン、5は負極集電体としての
ステンレス息 6は正極集電体としてのチタン息 7は
負極リード、 8は正極リード、 9は樹脂パッケージ
である。
ますミ 出力電流について、外部短絡電流を測定し丸
測定温度は25℃とし九 固体電池Aでは80μA/am”であり、固体電池Bで
は80μA/cm”で同等な性能であつ九一方、固体電
池Cでは30μA/Cm2であツtユしたがって、出力
電流特性については固体電池Aおよび固体電池Bが優れ
てい九 次に 各電池の自己放電特性について調べ九2、2Vま
で充電後60℃で10日間放置し その[且 随時、容
量を測定した 本実施例におけるそれぞれの固体電池の自己放電特性を
第2図に示しtも 第2図の結果より、 10日後の容量維持率(よ固体電
池Aの場合には99%であったのに対して固体電池Bで
は26%であっfQ、 さらに固体電池Cでは98%
であつ九 以上、 2種類の試験結果から、自己放電特性と出力電
流特性の両方に優れた電池は固体電池Aであっ九 な払 高分子固体電解質として上記のポリエチレンオキ
シド以外にも例えば ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレンオキシド、ポリプロピレングリコールより選ば
れる少なくとも1種類の高分子材料にLi塩を溶解させ
た固体電解質を用いた場合も同様な効果を得られ1゜ (実施例2) 高分子として(CHa−CH(CHs)−〇) n−H
で表わされる平均分子量1000のポリプロピレングリ
コール500g (以下PPGと表わす)IQ L
lイオン伝導性無機固体電解質としてLi1粉末50g
を加九 分散させ充分撹拌する。さらに架橋剤としてヘ
キサメチレン−ジイソシアネートを加え、これを公知の
ドクターブレード法により平滑な基板上に塗布L 5
0℃で2時は 反応させ、その後60℃で24時砥 真
空乾燥してLiIが分散したPPG架橋体を得九 以上のようにして得られた架橋体を高分子固体電解質を
生成する塩としてLiC1○4で表わされるリチウム塩
のアセトニトリル溶液中に浸漬しその後乾燥し [L
iC10i:] / [PP0un i t]=0.0
6の比である厚さ110μmの高分子錯体固体電解質り
を得九 第1の比較例として、Liイオン伝導性無機固体電解質
としてLiI粉末50gを加えない以外(友 上記と同
様の方法で厚さ110μmの高分子錯体固体電解質Eを
得九 第2の比較例としてLiI粉末の代わりに電子絶縁性材
料として5102粉末50gを加えた固体電解質を同様
な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ、
厚さ110μmの固体電解質の薄膜を電池 この固体電
解質をFとする。
測定温度は25℃とし九 固体電池Aでは80μA/am”であり、固体電池Bで
は80μA/cm”で同等な性能であつ九一方、固体電
池Cでは30μA/Cm2であツtユしたがって、出力
電流特性については固体電池Aおよび固体電池Bが優れ
てい九 次に 各電池の自己放電特性について調べ九2、2Vま
で充電後60℃で10日間放置し その[且 随時、容
量を測定した 本実施例におけるそれぞれの固体電池の自己放電特性を
第2図に示しtも 第2図の結果より、 10日後の容量維持率(よ固体電
池Aの場合には99%であったのに対して固体電池Bで
は26%であっfQ、 さらに固体電池Cでは98%
であつ九 以上、 2種類の試験結果から、自己放電特性と出力電
流特性の両方に優れた電池は固体電池Aであっ九 な払 高分子固体電解質として上記のポリエチレンオキ
シド以外にも例えば ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレンオキシド、ポリプロピレングリコールより選ば
れる少なくとも1種類の高分子材料にLi塩を溶解させ
た固体電解質を用いた場合も同様な効果を得られ1゜ (実施例2) 高分子として(CHa−CH(CHs)−〇) n−H
で表わされる平均分子量1000のポリプロピレングリ
コール500g (以下PPGと表わす)IQ L
lイオン伝導性無機固体電解質としてLi1粉末50g
を加九 分散させ充分撹拌する。さらに架橋剤としてヘ
キサメチレン−ジイソシアネートを加え、これを公知の
ドクターブレード法により平滑な基板上に塗布L 5
0℃で2時は 反応させ、その後60℃で24時砥 真
空乾燥してLiIが分散したPPG架橋体を得九 以上のようにして得られた架橋体を高分子固体電解質を
生成する塩としてLiC1○4で表わされるリチウム塩
のアセトニトリル溶液中に浸漬しその後乾燥し [L
iC10i:] / [PP0un i t]=0.0
6の比である厚さ110μmの高分子錯体固体電解質り
を得九 第1の比較例として、Liイオン伝導性無機固体電解質
としてLiI粉末50gを加えない以外(友 上記と同
様の方法で厚さ110μmの高分子錯体固体電解質Eを
得九 第2の比較例としてLiI粉末の代わりに電子絶縁性材
料として5102粉末50gを加えた固体電解質を同様
な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ、
厚さ110μmの固体電解質の薄膜を電池 この固体電
解質をFとする。
このようにして得られた固体電解質り、 EおよびF
、実施例1において得られた圧機 負極を各々10 C
mX 15 Cmに切断し 固体電解質D、EおよびF
を介して、実施例1において得られた正極 負極を配し
ローラープレスによって加圧接合し九 以上の方法で圧接したものを、裁断機により1cmX
1 cmの大きさに切断し固体電池を得たここで固体電
解質りを用いた固体電池を江 固体電解質Eを用いた固
体電池を& 固体電解質Fを用いた固体電池をFとする
。
、実施例1において得られた圧機 負極を各々10 C
mX 15 Cmに切断し 固体電解質D、EおよびF
を介して、実施例1において得られた正極 負極を配し
ローラープレスによって加圧接合し九 以上の方法で圧接したものを、裁断機により1cmX
1 cmの大きさに切断し固体電池を得たここで固体電
解質りを用いた固体電池を江 固体電解質Eを用いた固
体電池を& 固体電解質Fを用いた固体電池をFとする
。
まず、出力電流について、 25℃にて、外部短絡電流
を調べたとこム 固体電池りでは60μA/cm2であ
っ九 一方、固体電池Eでは60μA/cm2で同等で
あっfQ、 一方、固体電池Fでは28μA/Cm2
であっf、 したがって、出力電流特性については固
体電池りおよび固体電池Eが優れていた 次に 各電池の自己放電特性について調べ氾2、2vま
で充電後60℃で10日間放置し その阻 随時、容量
を測定し九 その結果、 10日後の容量維持率(よ 固体電池りの
場合には99%であったのに対して固体電池Eでは30
%であった さらに固体電池Fでは98%であっ九 以上 2種類の試験結果から、自己放電特性と出力電流
特性の両方に優れた電池は固体電池りであっ九 (実施例3) 高分子として平均分子量2000のPEG500gを用
し\ これにLiイオン伝導性無機固体電解質として、
高表面積Al○2を25mo1%分散させたLiIを1
00g加丸 さらに架橋剤として4−メチル−1,3−
フェニレンジイソシアナートを添加し充分撹拌し 他の
方法は実施例1および2と同様にしてLil−Al2O
3を分散させたPEG架橋体を得九 このようにして得られたPEG架橋体に 浸漬法により
L i BF=を[L i BF4] / [PE0u
n i t] =0.03となるようにドープL、、L
il−Al2O3が分散した厚さ110μmのPEG固
体電解質Gを得九 第1の比較例として、LiI Al2O3を加えない
こと以外は上記と同様の方法で、厚さ110μmの高分
子錯体固体電解質Hを得た 第2の比較例としてLil−Al2O3粉末の代わりに
電子絶縁性材料としてSi○2粉末50gを加えた固体
電解質を同様な方法で、同じ<60℃で真空乾燥し溶媒
を蒸発させ、厚さ110μmの固体電解質の薄膜を得九
この固体電解質を■とする。
を調べたとこム 固体電池りでは60μA/cm2であ
っ九 一方、固体電池Eでは60μA/cm2で同等で
あっfQ、 一方、固体電池Fでは28μA/Cm2
であっf、 したがって、出力電流特性については固
体電池りおよび固体電池Eが優れていた 次に 各電池の自己放電特性について調べ氾2、2vま
で充電後60℃で10日間放置し その阻 随時、容量
を測定し九 その結果、 10日後の容量維持率(よ 固体電池りの
場合には99%であったのに対して固体電池Eでは30
%であった さらに固体電池Fでは98%であっ九 以上 2種類の試験結果から、自己放電特性と出力電流
特性の両方に優れた電池は固体電池りであっ九 (実施例3) 高分子として平均分子量2000のPEG500gを用
し\ これにLiイオン伝導性無機固体電解質として、
高表面積Al○2を25mo1%分散させたLiIを1
00g加丸 さらに架橋剤として4−メチル−1,3−
フェニレンジイソシアナートを添加し充分撹拌し 他の
方法は実施例1および2と同様にしてLil−Al2O
3を分散させたPEG架橋体を得九 このようにして得られたPEG架橋体に 浸漬法により
L i BF=を[L i BF4] / [PE0u
n i t] =0.03となるようにドープL、、L
il−Al2O3が分散した厚さ110μmのPEG固
体電解質Gを得九 第1の比較例として、LiI Al2O3を加えない
こと以外は上記と同様の方法で、厚さ110μmの高分
子錯体固体電解質Hを得た 第2の比較例としてLil−Al2O3粉末の代わりに
電子絶縁性材料としてSi○2粉末50gを加えた固体
電解質を同様な方法で、同じ<60℃で真空乾燥し溶媒
を蒸発させ、厚さ110μmの固体電解質の薄膜を得九
この固体電解質を■とする。
このようにして得られた固体電解質G、 Hおよび■
、実施例1において得られた正鳳 負極を各々10cm
、xlOcmに切断し 固体電解質G1ト[および工を
介して、実施例1において得られた圧板 負極を配し
平板プレスによって3ton/cm2で加圧接合し九 以上の方法で圧接したものを、裁断機により1cmX
1.5 cmの大きさに切断し固体電池を得へここで固
体電解質Gを用いた固体電池をG、 固体電解質Hを用
いた固体電池をH1固体電解質工を用いた固体電池を■
とする まずミ 出力電流について、 25℃にて、外部短絡電
流を測定しfあ その粘気 固体電池Gでは72μA/
cm2であり、一方 固体電池Hでは74μA/crn
2でほぼ同等であっ九−六 固体電池■では20μA
/cm”であっ九 したがって、出力電流特性について
は固体電池Gおよび固体電池Hが優れていtも 次に 各電池の自己放電特性について調べ九2、2Vま
で充電後60℃でIO日間放置し そのは 随時、容量
を測定した その結果、 10日後の容量維持率it 固体電池G
の場合には100%であったのに対して固体電池Hでは
35%であっtも さらに固体電池■では98%であ
っtも 以上 2種類の試験結果か板 自己放電特性と出力電流
特性の両方に優れた電池は固体電池Gであっ池 発明の効果 本発明によると、加圧時においても固体電解質を介して
配される両極の微少短絡を防止することが可能となり、
さらに素子の出力電流を低下させることなく、自己放電
特性の優れた固体電気化学素子を容易に構成することが
できる。
、実施例1において得られた正鳳 負極を各々10cm
、xlOcmに切断し 固体電解質G1ト[および工を
介して、実施例1において得られた圧板 負極を配し
平板プレスによって3ton/cm2で加圧接合し九 以上の方法で圧接したものを、裁断機により1cmX
1.5 cmの大きさに切断し固体電池を得へここで固
体電解質Gを用いた固体電池をG、 固体電解質Hを用
いた固体電池をH1固体電解質工を用いた固体電池を■
とする まずミ 出力電流について、 25℃にて、外部短絡電
流を測定しfあ その粘気 固体電池Gでは72μA/
cm2であり、一方 固体電池Hでは74μA/crn
2でほぼ同等であっ九−六 固体電池■では20μA
/cm”であっ九 したがって、出力電流特性について
は固体電池Gおよび固体電池Hが優れていtも 次に 各電池の自己放電特性について調べ九2、2Vま
で充電後60℃でIO日間放置し そのは 随時、容量
を測定した その結果、 10日後の容量維持率it 固体電池G
の場合には100%であったのに対して固体電池Hでは
35%であっtも さらに固体電池■では98%であ
っtも 以上 2種類の試験結果か板 自己放電特性と出力電流
特性の両方に優れた電池は固体電池Gであっ池 発明の効果 本発明によると、加圧時においても固体電解質を介して
配される両極の微少短絡を防止することが可能となり、
さらに素子の出力電流を低下させることなく、自己放電
特性の優れた固体電気化学素子を容易に構成することが
できる。
第1図は本発明の一実施例における固体電解質を構成要
素とする電池の断面構成は 第2図は同実施例と比較例
における自己放電特性図である。 l・・高分子固体電解質、 2・・無機固体電解質、・
・負極 ・・正捲
素とする電池の断面構成は 第2図は同実施例と比較例
における自己放電特性図である。 l・・高分子固体電解質、 2・・無機固体電解質、・
・負極 ・・正捲
Claims (3)
- (1)少なくともLiイオン伝導性高分子錯体固体電解
質と、Liイオン伝導性無機固体電解質より構成される
ことを特徴とする固体電解質。 - (2)Liイオン伝導性高分子錯体固体電解質が、ポリ
エチレンオキシド,ポリエチレングリコール,ポリプロ
ピレンオキシド,ポリプロピレングリコールより選ばれ
る少なくとも1種の高分子材料にLi塩を溶解させるこ
とを特徴とする請求項1記載の固体電解質。 - (3)Liイオン伝導性無機固体電解質がLiIあるい
は高表面積Al_2O_3を分散させたLiIであるこ
とを特徴とする請求項1記載の固体電解質。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1266434A JP2760090B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 固体電解質 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1266434A JP2760090B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 固体電解質 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03129603A true JPH03129603A (ja) | 1991-06-03 |
JP2760090B2 JP2760090B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=17430882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1266434A Expired - Fee Related JP2760090B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 固体電解質 |
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Country | Link |
---|---|
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-10-13 JP JP1266434A patent/JP2760090B2/ja not_active Expired - Fee Related
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