JPH0737604A

JPH0737604A - 電池

Info

Publication number: JPH0737604A
Application number: JP5202463A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ito; 健司伊藤; Hiroshi Matsuda; 宏松田; Yuuko Morikawa; 有子森川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】電極隔膜に用いられる固体電解質の薄膜化に
伴う機械的強度、電子絶縁性及び活物質と高分子固体電
解質との接合に剥がれが生ずる等の問題点を解決し、イ
オン伝導性に優れ、電流密度の高い高性能な電池を提供
すること。【構成】負極活物質、電極隔膜、正極活物質、支持電
解質及び集電体から成り、正極活物質と負極活物質との
支持電解質の濃度差による起電力を利用する電池におい
て、電極隔膜の厚さが１μｍ以下であることを特徴とす
る電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子固体電解質を応
用した全固体電池やペーパー電池等の優れた特性を有す
る電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】電池（特に二次電池）は、簡単に電気を
貯蔵し、再度取り出せる電源として、現代社会を支える
重要な製品の一つである。特に、最近のエレクトロニク
ス機器の小型化及びコードレス化はめざましく、それら
のエネルギー源としての電池には、より一層の高性能
化、小型化、長寿命化、軽量化、そして安全性が求めら
れている。しかし、電池の技術革新の速度は、エレクト
ロニクス機器の技術革新の速度に比べて遅く、電子機器
における優れた特性を有する電池の開発の占める重要性
は年々増加する傾向にある。又、微弱な電流を長期間に
わたって供給することが出来る小型電源は、今後もその
需要が更に高くなるものと考えられる。例えば、心臓用
ペースメーカーを始めとする（人工）臓器用埋め込み電
源として、体内薬物除放装置等の応用が考えられるマイ
クロメカニクス用電源として、不揮発性メモリー用のバ
ックアップ電源（パッケージ内に挿入）として、及びＩ
Ｃカード用の電源としての応用等が考えられる。ところ
で、従来から実用化されている電池は、鉛電池を始めと
して液体の電解質を使用している。乾電池も、実際のと
ころは電解質をゲル状にした湿電池である。

【０００３】これに対し、電解質を固体にした固体電池
は、種々のメリットが考えられる為、近年さかんに研究
されてきている。特に、電解質にポリエーテル等の高分
子を用いた高分子固体電解質電池は、以下に示す点から
非常に有用である。（１）非常に薄い固体電池が得られる：即ち、ＩＣカー
ド及びＩＣバックアップ用パッケージ内電池等、非常に
薄い電子機器用の電池としての用途が期待できる。又、
一般に、電池内部の化学反応は固相反応であり非常に効
率が悪いが、活物質の薄膜化により、イオン拡散が非常
に遅いことによる効果が小さくなり、実際のエネルギー
密度が理論エネルギー密度より大きくなる可能性があ
る。（２）柔軟で機械的強度が強い：即ち、固体電解質とし
ては、高分子固体電解質の他に無機固体電解質も挙げら
れるが、機械的強度、変形能、成型性及び可塑性等の点
から高分子固体電解質の方が優れている。（３）液漏れがなく安全である：即ち、液漏れがなく且
つ重金属等を含まない為、使用時の安全性が高く、体内
埋め込み装置用等にも使用することが出来る。更に、電
解質が蒸散することがない為、宇宙開発用にも適してい
る。（４）フィルム化が容易で、大面積化が可能である：即
ち、通常の二次電池（鉛電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池）におい
ては、電極面積が増大すると指数級数的にコストが増大
する。従って、近年、電力負荷平準化等の大電力貯蔵用
の電池が期待されているのに対して、電極面積の増大に
伴うコストの増大から、未だ実用化のめどがたっていな
いのが現状である。（５）成型が容易であり、形状の自由選択が可能であ
る：即ち、電子機器の形状に合わせて、電池形状を容易
に変更することが出来る。（６）廃棄処分が容易である：即ち、カドミウム及び鉛
等の重金属を含まない為、廃棄の際に通常の廃棄物と同
様にして処分することが可能である。

【０００４】しかし、固体電解質は前記した様に、室温
でのイオン伝導性が悪く、電流密度が大きくとれないと
いう本質的な問題がある。例えば、実用化されている有
機溶媒系電解質に比べて、高分子固体電解質のイオン伝
導度は２桁程度小さい。高分子におけるイオン伝導は、
高分子のセグメント運動に起因するとされているので、
これを用いている限りイオン伝導度には上限がある。即
ち、一般に高分子固体電解質として代表されているポリ
エーテルの場合は、無機系塩のオリゴオキシエチレン溶
液が示すイオン伝導度以上の値は発現されない。その値
は室温で約１０^-4Ｓ／ｃｍ前後といわれている。そこ
で、より速いイオン伝導度を実現する為に、電極隔膜に
用いられる高分子固体電解質を薄膜化することが試みら
れている。高分子固体電解質の厚さを一桁薄くすること
が出来れば、そのイオン伝導度が一桁向上したのと同じ
効果を生む為である。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、電極
隔膜に用いられる高分子固体電解質を薄膜化するには、
次に挙げる様な種々の問題点がある。（１）充放電に伴って支持電解質濃度が変化する電池の
場合、充放電に伴い増減する支持電解質を保持する必要
がある為、支持電解質の最大量を溶かし得る高分子固体
電解質が必要となる。一般的に、高分子固体電解質への
支持電解質の溶解性は低い為、大量の高分子固体電解質
を必要とする。従って、体積あたりのエネルギー容量が
減少し、更に、高分子固体電解質の厚さが増大する為、
イオン伝導性も悪化する。（２）固体電解質の薄膜化で、機械的強度及び電子絶縁
性が悪化する。（３）固体電解質のクッション性の減少から、活物質と
高分子固体電解質との接合に剥がれが生じる可能性が大
きい。（４）単電池の性能がばらつき易くなる為、電池を積層
することが困難となる。従って、本発明の目的は、上記の電極隔膜に用いられる
固体電解質の薄膜化に伴う種々の問題点を解決し、固体
電解質に超薄膜を用いているにもかかわらず、イオン伝
導性に優れ、電流密度の高い、機械的強度、電子絶縁性
及び活物質と高分子固体電解質との接合に剥がれが生ず
ることのない高性能な電池を提供することにある。更
に、本発明の別の目的は、単電池の積層が容易な、起電
力の大きな電池を提供することにある。

【０００６】

【問題を解決する為の手段】上記の目的は、以下の本発
明によって達成される。即ち、本発明は、負極活物質、
電極隔膜、正極活物質、支持電解質及び集電体から成
り、正極活物質と負極活物質との支持電解質の濃度差に
よる起電力を利用する電池において、電極隔膜の厚さが
１μｍ以下であることを特徴とする電池である。

【０００７】

【好ましい実施態様】次に、好ましい実施態様を挙げ
て、本発明を更に詳細に説明する。本発明の電池は、正
極活物質と負極活物質との支持電解質の濃度差により起
電力を発揮する濃度差電池であり、且つ固体電解質に非
常に薄い超薄膜、例えば、高分子電解質であるポリイミ
ド超薄膜を用いることを特徴とする。尚、一次電池は、
二次電池を充電せず放電のみをした場合と考えられる
為、機能的には二次電池の場合と同じである為、以下、
二次電池に関して扱う。図１は、支持電解質の濃度差を
利用した本発明の電池（以下、濃度差電池とする）の一
例を示す模式図であり、高分子電解質であるポリイミド
の超薄膜を電極隔膜として用いている。図中、１５は負
極活物質であり、１４は正極活物質であり、１３負極活
物質、及び１２は正極活物質であり、１１は固体電解質
からなる電極隔膜である。尚、図１はあくまでも本発明
の実施態様の一例であり、何ら本発明の電池の構造を限
定するものではない。例えば、固体電解質と活物質との
密着性を更に向上させる為に、両者の間に固体電解質と
活物質との混合膜を挿入することも本発明の好ましい態
様である。

【０００８】本発明の電池の正極活物質１２及び負極活
物質１３の構成材料としては、本発明におい下記に挙げ
る様な導電性高分子化合物が好ましく用いられる。導電
性化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロー
ル、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリパラフェニ
エン、ポリアズレン、ジサルファイドポリマー、ポリア
セン及びポリ（２，５−ピリジンジイル）等が挙げら
れ、いずれも好ましく使用することが出来る。本発明に
おいては、ポリアニリンを用いるのが特に好ましい。

【０００９】又、本発明の電池を構成する電極隔膜とし
ては、高分子固体電解質であればいずれのものも使用す
ることが出来るが、最も好ましいのは、下記の（２）式
に示す様なポリイミド薄膜である。尚、本発明に使用さ
れるポリイミドが、下記に示す（２）式の化合物に特に
限定されないのは、勿論である。

【化１】

【００１１】上記したポリイミドは、非常に薄く成膜す
ることが可能である。例えば、単分子の厚さを、スピン
コート法で塗布すれば、〜１０nmであり、ＬＢ法で塗布
すれば、単分子の厚さである〜０．４nmとすることも可
能である。これに支持電解質を作用させれば、通常の固
体電解質と同様に、イオン伝導体及び電子絶縁体として
の機能を持たせることが出来る。この際に使用される支
持電解質としては、塩化水素を用いるが、特にこれに限
定されず、塩化アンモニウム及び硫酸等でもよい。又、
支持電解質は充放電に伴い、正及び負の極活物質のどち
らか一方から放出され他方に吸収される。従って、充放
電に伴って必要とされる支持電解質は、全て固体電解質
中に保持する必要はない。従って、本発明では、上記し
た様に、ポリイミド超薄膜に支持電解質を作用させた擬
似固体電解質（以下これを固体電解質と区別せず固体電
解質と記述する）を使用することにより、固体電解質を
非常に薄く成膜することが可能（１μｍ以下、好ましく
は４００ｎｍ〜４ｎｍ）となり、イオン伝導度が数桁上
昇したことに相当する効果が得られる。

【００１２】固体電解質の厚さが非常に薄い濃度差電池
は、通常、以下に掲げる様な種々の課題がある。本発明
では、上記のポリイミド超薄膜と支持電解質とからなる
固体電解質を用いることで、下記に示す様に対処するこ
とが出来る。

【００１３】（Ａ）固体電解質の電子絶縁性の低下の問
題に対して。ポリイミドの薄膜を使用する為、電子伝導率が非常に低
く（４〜２０nmの厚さで１０^-16 Ｓ／ｃｍ程度）都合が
よい。又、ポリイミドの薄膜は、ラングミュア−ブロジ
ェット法（以下ＬＢ法と略す）で容易に成膜可能である
為、サブナノオーダーで膜厚を調節することが出来、所
望とする電子伝導値を任意に得ることが出来る。

【００１４】（Ｂ）活物質と高分子固体電解質との密着
性の悪化の問題に対して。電解質が液状の場合は、活物質（固体）と電解質（液
体）との間でのイオンのやりとりは円滑に進む。これに
対して、電解質が固体の場合には、固体（活物質）と固
体（電解質）間でのイオンのやりとりとなる為、双方の
密着性の良否が電気化学反応の効率のに直接影響する。
特に、二次電池の場合、活物質（一般的にリチウム等の
金属）と高分子固体電解質との接合部に、充放電の繰り
返しによる剥がれが生じたり、或は高分子固体電解質の
薄膜化に伴うクッション性の減少による空隙が生じるこ
とにより、電池性能に著しく悪影響を及ぼす可能性があ
る。しかし、本発明の電池では、図１に示した正極活物
質１２及び負極活物質１３とを、高分子固体電解質１１
と相溶性の高いポリアニリン等の導電性化合物である
為、活物質と高分子固体電解質との接合部に剥がれや空
隙を生じにくくすることが可能である。更に、活物質及
び固体電解質の双方を、ＬＢ法で作製すると、ＬＢ膜表
面は極めて平滑であることから接合の際に有利である。
又、活物質及び固体電解質をＬＢ法で連続して成膜すれ
ば、分子オーダーで非常に接合部の密着性の高い電池を
作製することが出来る。

【００１５】（Ｃ）薄膜化に伴って生じる固体電解質の
絶縁破壊電圧、機械的強度の低下の問題に対して。スピンコート法により薄膜化を行うとピンホールが発生
し易いが、ＬＢ法で作製したポリイミドＬＢ膜は、非常
に緻密でピンホールがない。又、ポリイミドの絶縁破壊
電圧は、１０⁺⁶Ｖ／ｃｍ以上であり、ＭＩＭ（メタル
／インシュレータ／メタル素子）の１層としてポリイミ
ドＬＢ膜２層（厚さ０．８nm）を用いた場合でも、数ボ
ルトの電圧に耐え得ることが確認されている。又、支持
電解質は、充放電に伴って正及び負の極活物質のいずれ
か一方から放出され、他方に吸収される。この為、支持
電解質の、放出／吸収されることによる活物質の体積収
縮／膨脹は相殺される利点があるが、それらの間にある
高分子固体電解質には引っ張り歪が生じ、これに耐性を
持たせる必要がある。これに対し、本発明の電池に好ま
しく使用されるポリイミド薄膜は、一般的に引っ張り強
度が高い（１０Ｋｇ／ｍｍ² 以上）為、破れや切断に対
する耐性がある。

【００１６】（Ｄ）単電池の性能にばらつきが生じ易く
なることによる単電池の積層の困難性の問題に対して。単電池を積層させて使用する積層電池の性能は、積層さ
れた単電池のうち、最も性能の悪いものによって左右さ
れる。従って、積層電池を作製する為には、できるだけ
均質な単電池を作成することが要求される。これに対
し、従来の固体電解質を用いた電池に関しては、明確な
作製法がまだ確立されていない為、単電池の性能の均質
化は困難であった。本発明の電池の場合、活物質をＬＢ
法で作製することが可能な為、特に、厚さ方向に対する
スケール信頼性が向上し、更に、上記した様に接合性も
向上することから、単電池の性能のばらつきが生じにく
くなり、単電池の積層が容易になるというメリットがあ
る。

【００１７】（Ｅ）単電池の起電力が小さいことに関す
る問題に対して。本発明において、活物質及び高分子固体電解質は、上記
した様にＬＢ法によって成膜することが可能である。更
に、集電体をＬＢ法で成膜することも可能である。各層
を全てＬＢ法で作製すると、接合部の密着性や積層電池
の生産性が向上し、又、上記（Ｄ）で述べた理由によ
り、別々に作製した時よりも単電池の性能が更にばらつ
きにくくなる。従って、積層電池を比較的容易に作製す
ることが出来、高電位電池の作製が可能となる。一般
に、本発明の様な濃度差電池は、単電池の起電力が小さ
いことが課題であるが、積層電池化して用いることでこ
れを解決することが出来る。

【００１８】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。＜実施例１＞ポリアニリンを単量体換算濃度で１ｍＭと
なる様に、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド（以下ＤＭ
ＡＣと略す）に溶解させた後、別途調製したステアリン
酸の同溶媒による１ｍＭ溶液を体積比１：１で混合し、
展開溶液を調製した。この溶液を水温２０℃の純水の上
に展開し、水面上に単分子膜を形成した。溶媒を蒸発除
去後、表面圧を２５ｍＮ／ｍにまで高め、表面厚を一定
に保ちながら基板電極（ガラス基板状に金電極を蒸着し
て集電体とした物）を水面を横切る方向に、速度５ｍｍ
／ｍｉｎで静かに浸漬した後、続いて同じ速度で静かに
引き上げ、２層のＹ型単分子累積膜を作製した。同様の
操作を繰り返して、１００層の単分子累積膜を作製し
た。次に、この基板を減圧下（〜１ｍｍＨｇ）、８０℃
で１０分間加熱焼成して、ステアリン酸を留去し、活物
質ポリアニリンの累積膜を形成した。

【００１９】次に、ポリアミック酸を単量体換算濃度で
１ｍＭになる様にＤＭＡＣに溶解させた後、別途調製し
たＮ−メチル−Ｎ，Ｎ^’−ジアルキルのＤＭＡＣによる
２ｍＭ溶液を体積比１：１で混合し、下記の（１）式に
示すポリアミド酸アルキルアミン塩の展開溶液を調製し
た。

【００２０】

【化２】

【００２１】上記の様にして得た展開溶液を水温２０℃
の純水の上に展開し、水面上に単分子膜を形成した。溶
媒を蒸発除去後、表面圧を３０ｍＮ／ｍにまで高め、表
面厚を一定に保ちながら上記ポリアニリンを累積した基
板電極を、水面を横切る方向に速度５ｍｍ／ｍｉｎで静
かに浸漬した後、続いて同じ速度で静かに引き上げ、２
層のＹ型単分子累積膜を作成した。同様の操作を繰り返
して、１０層のポリアミド酸アルキルアミン塩の単分子
累積膜を形成した。この基板を減圧下（〜１ｍｍＨ
ｇ）、２５０℃で１０分間加熱焼成してポリアミド酸ア
ルキルアミン塩をイミド化し（下記の（２）式参照）、
電極隔膜としてポリイミド単分子累積膜を形成した。

【００２２】

【化３】

【００２３】上記の様にして形成したポリイミド単分子
累積膜形成基板上に、更に、ポリアニリンの単分子累積
膜を前記した同様の方法によって１００層堆積させ、図
２の（２）に示す様な構成とした。これを塩酸ガス雰囲
気下に１時間放置して作用させ、支持電解質のドーピン
グを行い、８０℃恒温層にて１０分間定着させた。最後
に、この基板の上に金を蒸着し、他極の集電体とした。
上記の方法で得られた電池の充放電特性を調べたとこ
ろ、自己放電が少なく電流密度が大きいという良好な結
果が得られた。

【００２４】＜実施例２＞固体電解質であるポリイミド
と、活物質であるポリアニリンの密着性を向上させる為
に、両者の間にポリイミドとポリアニリンの混合膜を挿
入した以外は実施例１と同様にして、図２の（２）に示
す構成の電池を作成した。この電池の充放電性特性を調
べたところ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。
以下に本実施例で使用したポリイミドとポリアニリンの
混合膜の作成方法の詳細を示す。先ず、ポリアニリンを
単量体換算濃度で１ｍＭになる様にＤＭＡＣに溶解させ
た後、別途調製したステアリン酸の同溶媒による１ｍＭ
溶液を体積比１：１で混合した。次に、ポリアミック酸
を単量体換算濃度で１ｍＭになる様にＤＭＡＣに溶解さ
せた後、別途調製したＮ−メチル−Ｎ，Ｎ’−ジアルキ
ルの同溶媒による２ｍＭ溶液を、体積比１：１で混合
し、展開溶液を調製した。この溶液を水温２０℃の純水
の上に展開し、水面上に単分子膜を形成した。溶媒蒸発
除去後、表面圧を３０ｍＮ／ｍにまで高め、表面厚を一
定に保ちながら、基板電極を水面を横切る方向に速度5
ｍｍ／ｍｉｎで静かに浸漬した後、続いて同じ速度で静
かに引き上げ、２層のＹ型単分子累積膜を作成した。同
様の操作を繰り返して、４層のポリアニリンとポリアミ
ド酸からなる混合単分子累積膜を形成した。全ての堆積
が終了後、この基板を減圧下（〜１ｍｍＨｇ）、２５０
℃で１０分間加熱焼成してポリアミド酸アルキルアミン
塩をイミド化し、ステアリン酸を除去した。

【００２５】＜実施例３＞活物質であるポリアニリン
を、単量体換算濃度で１００ｍＭになる様にＤＭＡＣに
溶解した後、１５００ｒｐｍ／１μｍの条件下でスピン
コート法によって成膜し、その上に実施例１に示した様
にポリイミドをＬＢ法で堆積／イミド化し、更に、その
上にポリアニリンをスピンコート法により同様に成膜し
た他は、実施例１と同様に作製して、図２の（３）に示
す構成の電池を作製した。この電池について充放電特性
を調べたところ、実施例１と同様に良好な結果が得られ
た。

【００２６】＜実施例４＞活物質であるポリアニリンを
単量体換算濃度で１００ｍＭになる様にＤＭＡＣに溶解
した後、１５００ｒｐｍ／１μｍの条件でスピンコー
ト法によって成膜した他は、実施例２と同様にして、図
２の（４）に示すポリイミドとポリアニリンの混合膜を
有する構成の電池を作製した。この電池について充放電
特性を調べたところ、実施例２と同様に良好な結果が得
られた。

【００２７】＜実施例５＞スピンコート法によって作製
した活物質であるポリアニリン層とＬＢ法により作製し
た電極隔膜であるポリイミド層との間に、実施例１と同
様のＬＢ法によって作製したポリアニリン層を４層挿入
した他は、実施例３と同様にして図２の（５）に示す構
成の電池を作製した。この電池について充放電性特性を
調べたところ、実施例３と同様に良好な結果が得られ
た。

【００２８】＜実施例６＞ＬＢ法により作製した（ポリ
アニリン＋ポリイミド混合層）／電極隔膜であるポリイ
ミド層／（ポリアニリン＋ポリイミド混合層）と、スピ
ンコート法によって作製したポリアニリン層との間に、
実施例１と同様のＬＢ法によって作製したポリアニリン
層を４層挿入した他は、実施例４と同様にして図２の
（６）に示す様な構成の電池を作製した。この電池につ
いて充放電特性を調べたところ、実施例４と同様に良好
な結果が得られた。

【００２９】＜実施例７〜実施例１２＞単電池間の集電
体に導電性（イオン絶縁性）材料（ポリイソブチロメタ
クリル酸メチル（以下ＰＩＢＭと略記）＋Ｃ６０）を用
い、実施例１〜実施例６で得られた夫々の単電池を積層
させ、積層電池を作製した。これらの積層電池について
充放電特性を調べたところ、実施例１〜実施例６の単電
池の場合と同様に良好な結果が得られた。図３に、実施
例１の単電池を３個積層した場合の例を示す。この場
合、活物質、高分子固体電解質（電極隔膜）及び単電池
間の集電体の全てについて、ＬＢ法によって連続的に作
製することが出来る。以下に集電体の作製法を詳細に示
す。ＰＩＢＭの１ｍＭベンゼン溶液とＣ６０の１ｍＭベ
ンゼン溶液とを等量混合し、展開溶液を調製した。係る
溶液を水温２０℃の純水の上に展開し、水面上に単分子
膜を形成した。溶媒蒸発除去後、表面圧を３０ｍＮ／ｍ
にまで高め、表面厚を一定に保ちながら、基板電極を水
面を横切る方向に速度５ｍｍ／ｍｉｎで静かに浸漬した
後、続いて同じ速度で静かに引き上げ、２層のＹ型単分
子累積膜を成膜した。同様の操作を繰り返して、１０層
のＰＩＢＭとＣ６０の混合単分子累積膜を形成し、集電
体とした。

【００３０】＜実施例１３〜実施例２４＞正極活物質及
び負極活物質のポリアニリンの代わりに可溶性ポリピロ
ールを用いた他は、実施例１〜実施例１２と同様にして
本発明の電池を夫々作製した。これらの電池について充
放電特性を調べたところ、実施例１〜実施例１２と同様
に良好な結果が得られた。

【００３１】＜実施例２５〜実施例３６＞正極活物質に
ポリアニリン、負極活物質に可溶性ポリピロールを用い
た他は実施例１〜実施例１２と同様にして本発明の電池
を夫々作製した。これらの電池について充放電特性を調
べたところ、実施例１〜実施例１２と同様に良好な結果
が得られた。

【００３２】＜実施例３７〜実施例３８＞正極活物質に
ポリアニリン、負極活物質にポリチオフェンを用いた以
外は実施例１、実施例３と同様にして本発明の電池を夫
々作製した。これらの作製した電池について充放電特性
を調べたところ、実施例１及び実施例３と同様に良好な
結果が得られた。

【００３３】＜実施例３９〜実施例４０＞実施例１及び
実施例３と同様にして夫々作製した活物質／電極隔膜＝
ポリアニリン／ポリイミド薄膜に、厚さ５０μｍのリチ
ウム薄膜を圧着した電池を作製した。これらの電池につ
いて充放電特性を調べたところ、実施例１及び実施例３
と同様に良好な結果が得られた。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明は下記に挙げ
る優れた効果を有する。（１）電極隔膜（高分子固体電解質）が超薄膜化するこ
とが出来る為、イオン伝導性が向上し、電流密度が向上
する。（２）活物質と電極隔膜（高分子固体電解質）との密着
性が向上し、接合部の剥れ等の問題が解決される。（３）ポリイミド等の高分子固体電解質を電極隔膜とし
て用いることで、高い機械的強度及び電子絶縁性を持た
せることが出来る。（４）単電池の性能のばらつきが少なくなる為、超薄膜
の積層電池を作製することが出来る為、高い起電力を持
つ電池が容易に得られる。（５）電極隔膜（高分子固体電解質）の電子絶縁性が高
く、又、ＬＢ法という不純物が入りにくい成膜法を用い
ることにより、自己放電の少ない電池が得られる。（６）固体電解質は、小型電源、センサー、コンデンサ
ー及びディスプレー等の方面での応用が期待されてい
る。本発明は固体電解質を用いる応用技術として電池に
関して示したが、応用化が期待されている電池以外の固
体電解質に関してもポリイミド薄膜を用いることによっ
て性能が向上し得る可能性が示唆された。

【図面の簡単な説明】

【図１】固体電解質を用いる本発明の電池の一例を示す
模式図である。

【図２】実施例１〜６の電池の構成を示す図である。

【図３】実施例７の積層電池構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：電極隔膜１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ：活物質（正極）１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ：活物質（負極）１４：集電体（正極）１５：集電体（負極）１６ａ、１６ｂ：単電池間の集電体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負極活物質、電極隔膜、正極活物質、支
持電解質及び集電体から成り、正極活物質と負極活物質
との支持電解質の濃度差による起電力を利用する電池に
おいて、電極隔膜の厚さが１μｍ以下であることを特徴
とする電池。
【請求項２】電極隔膜を１００ｎｍ以下である請求項
１に記載の電池。
【請求項３】電極隔膜を１０ｎｍ以下である請求項１
に記載の電池。
【請求項４】負極活物質及び／又は正極活物質が導電
性高分子化合物である請求項１に記載の電池。
【請求項５】負極活物質及び／又は正極活物質及び／
又は電極隔膜がラングミュアーブロジェット法により形
成されている請求項１に記載の電池。
【請求項６】電極隔膜が１００ｎｍ以下のポリイミド
薄膜である請求項１に記載の電池。
【請求項７】集電体がラングミュア−ブロジェット法
により形成されている請求項１に記載の電池。
【請求項８】負極活物質、厚さが１μｍ以下の電極隔
膜、正極活物質及び集電体を一単位とし、これが複数積
層され、且つこれらが全てラングミュア−ブロジェット
法により形成されていることを特徴とする電池。