JP2000294291A - ポリマー電解質電池 - Google Patents
ポリマー電解質電池Info
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- negative electrode
- positive electrode
- inorganic solid
- amorphous structure
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極と負極とポリマー電解質とを備えたポリ
マー電解質電池において、正極や負極とポリマー電解質
との密着性を高めて、正極や負極とポリマー電解質とが
接触する界面の抵抗を低下させ、充放電サイクル特性に
優れたポリマー電解質電池が得られるようにする。 【解決手段】 正極１と負極２とポリマー電解質３とを
備えたポリマー電解質電池において、上記のポリマー電
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造の無機固体電解質層１ａ，２ａを設けるよ
うにした。
マー電解質電池において、正極や負極とポリマー電解質
との密着性を高めて、正極や負極とポリマー電解質とが
接触する界面の抵抗を低下させ、充放電サイクル特性に
優れたポリマー電解質電池が得られるようにする。 【解決手段】 正極１と負極２とポリマー電解質３とを
備えたポリマー電解質電池において、上記のポリマー電
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造の無機固体電解質層１ａ，２ａを設けるよ
うにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、正極と負極とポ
リマー電解質とを備えたポリマー電解質電池に係り、特
に、正極とポリマー電解質とが接触する界面、負極とポ
リマー電解質とが接触する界面の特性を改善して、ポリ
マー電解質電池における充放電サイクル特性を向上させ
るようにした点に特徴を有するものである。
リマー電解質とを備えたポリマー電解質電池に係り、特
に、正極とポリマー電解質とが接触する界面、負極とポ
リマー電解質とが接触する界面の特性を改善して、ポリ
マー電解質電池における充放電サイクル特性を向上させ
るようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高出力，高エネルギー密度の新型
電池の１つとして、非水電解液を用いて、リチウムの酸
化・還元を利用した高起電力の非水電解液電池が利用さ
れるようになった。
電池の１つとして、非水電解液を用いて、リチウムの酸
化・還元を利用した高起電力の非水電解液電池が利用さ
れるようになった。
【０００３】しかし、このような非水電解液電池の場
合、非水電解液が漏液したり、非水電解液が正極や負極
と反応して電池特性が低下する等の問題があった。この
ため、最近においては、ポリマー電解質を用いたポリマ
ー電解質電池が注目されるようになった。
合、非水電解液が漏液したり、非水電解液が正極や負極
と反応して電池特性が低下する等の問題があった。この
ため、最近においては、ポリマー電解質を用いたポリマ
ー電解質電池が注目されるようになった。
【０００４】ここで、このようなポリマー電解質電池に
おけるポリマー電解質として、従来においては、一般
に、ポリエチレンオキシドやポリフッ化ビニリデン等の
ポリマーにＬｉＰＦ6 等のリチウム塩の溶質を含有させ
たものや、上記の溶質を炭酸エステル等の有機溶媒に溶
解させた非水電解液を上記のポリマーに含有させたもの
が用いられていた。
おけるポリマー電解質として、従来においては、一般
に、ポリエチレンオキシドやポリフッ化ビニリデン等の
ポリマーにＬｉＰＦ6 等のリチウム塩の溶質を含有させ
たものや、上記の溶質を炭酸エステル等の有機溶媒に溶
解させた非水電解液を上記のポリマーに含有させたもの
が用いられていた。
【０００５】しかし、上記のようなポリマー電解質電池
においては、正極や負極とポリマー電解質との密着性が
悪く、正極とポリマー電解質とが接触する界面や負極と
ポリマー電解質とが接触する界面の抵抗が大きくなっ
て、ポリマー電解質電池における充放電サイクル特性が
低下するという問題があった。
においては、正極や負極とポリマー電解質との密着性が
悪く、正極とポリマー電解質とが接触する界面や負極と
ポリマー電解質とが接触する界面の抵抗が大きくなっ
て、ポリマー電解質電池における充放電サイクル特性が
低下するという問題があった。
【０００６】そこで、近年においては、ポリマー電解質
中に界面活性剤を添加して、ポリマー電解質と正極や負
極との界面における抵抗を低下させて、ポリマー電解質
電池における充放電サイクル特性を向上させることが試
みられた。
中に界面活性剤を添加して、ポリマー電解質と正極や負
極との界面における抵抗を低下させて、ポリマー電解質
電池における充放電サイクル特性を向上させることが試
みられた。
【０００７】しかし、このようにポリマー電解質中に界
面活性剤を添加した場合、この界面活性剤が不純物とな
り、この界面活性剤によって正極や負極の活物質が劣化
されて、かえってポリマー電解質電池における充放電サ
イクル特性が悪くなるおそれがあった。
面活性剤を添加した場合、この界面活性剤が不純物とな
り、この界面活性剤によって正極や負極の活物質が劣化
されて、かえってポリマー電解質電池における充放電サ
イクル特性が悪くなるおそれがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、正極と負
極とポリマー電解質とを備えたポリマー電解質電池にお
ける上記のような問題を解決することを課題とするもの
であり、正極や負極とポリマー電解質との密着性を高め
て、正極や負極とポリマー電解質とが接触する界面の抵
抗を低下させ、正極や負極とポリマー電解質との界面に
おけるイオン伝導度を向上させて、充放電サイクル特性
に優れたポリマー電解質電池が得られるようにすること
を課題とするものである。
極とポリマー電解質とを備えたポリマー電解質電池にお
ける上記のような問題を解決することを課題とするもの
であり、正極や負極とポリマー電解質との密着性を高め
て、正極や負極とポリマー電解質とが接触する界面の抵
抗を低下させ、正極や負極とポリマー電解質との界面に
おけるイオン伝導度を向上させて、充放電サイクル特性
に優れたポリマー電解質電池が得られるようにすること
を課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１にお
けるポリマー電解質電池においては、上記のような課題
を解決するため、正極と負極とポリマー電解質とを備え
たポリマー電解質電池において、上記のポリマー電解質
と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモルフ
ァス構造の無機固体電解質層を設けるようにしたのであ
る。なお、この発明におけるアモルファス構造とは、蒸
着やスパッタリング等によって得られる結晶構造がくず
れて非晶質構造になっている結晶構造を有するものをい
う。
けるポリマー電解質電池においては、上記のような課題
を解決するため、正極と負極とポリマー電解質とを備え
たポリマー電解質電池において、上記のポリマー電解質
と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモルフ
ァス構造の無機固体電解質層を設けるようにしたのであ
る。なお、この発明におけるアモルファス構造とは、蒸
着やスパッタリング等によって得られる結晶構造がくず
れて非晶質構造になっている結晶構造を有するものをい
う。
【００１０】ここで、請求項１に示すポリマー電解質電
池のように、ポリマー電解質と接触する正極や負極の面
にアモルファス構造の無機固体電解質層を設けると、こ
のアモルファス構造の無機固体電解質層により正極や負
極とポリマー電解質との密着性が向上し、またこの無機
固体電解質層自体がイオン伝導性を有しているため、正
極や負極とポリマー電解質との界面における抵抗が低下
して、正極や負極とポリマー電解質との界面におけるイ
オン伝導度が向上し、充放電を繰り返して行っても反応
が均一に行われ、このポリマー電解質電池における充放
電サイクル特性が向上する。
池のように、ポリマー電解質と接触する正極や負極の面
にアモルファス構造の無機固体電解質層を設けると、こ
のアモルファス構造の無機固体電解質層により正極や負
極とポリマー電解質との密着性が向上し、またこの無機
固体電解質層自体がイオン伝導性を有しているため、正
極や負極とポリマー電解質との界面における抵抗が低下
して、正極や負極とポリマー電解質との界面におけるイ
オン伝導度が向上し、充放電を繰り返して行っても反応
が均一に行われ、このポリマー電解質電池における充放
電サイクル特性が向上する。
【００１１】また、上記のアモルファス構造の無機固体
電解質層を構成する無機固体電解質としては、請求項２
に示すように、Ｌｉ3 Ｎ，ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 ，Ｌ
ｉ−βＡｌ2 Ｏ3 ，ＬｉＩ，ＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ
5 ，ＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2Ｓ3 ，ＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−
ＬｉＯＨ，Ｌｉ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3−
ＳｉＯ2 ，ＬｉＴａＯ3 の少なくとも一種を用いること
ができる。
電解質層を構成する無機固体電解質としては、請求項２
に示すように、Ｌｉ3 Ｎ，ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 ，Ｌ
ｉ−βＡｌ2 Ｏ3 ，ＬｉＩ，ＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ
5 ，ＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2Ｓ3 ，ＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−
ＬｉＯＨ，Ｌｉ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3−
ＳｉＯ2 ，ＬｉＴａＯ3 の少なくとも一種を用いること
ができる。
【００１２】また、正極や負極に設ける上記の無機固体
電解質層が厚くなりすぎると、この無機固体電解質層の
抵抗が大きくなり、正極や負極とポリマー電解質との界
面におけるイオン伝導度が低下してしまうため、請求項
３に示すように、上記の無機固体電解質層の厚みを１０
μｍ以下にすることが好ましい。
電解質層が厚くなりすぎると、この無機固体電解質層の
抵抗が大きくなり、正極や負極とポリマー電解質との界
面におけるイオン伝導度が低下してしまうため、請求項
３に示すように、上記の無機固体電解質層の厚みを１０
μｍ以下にすることが好ましい。
【００１３】ここで、この発明におけるポリマー電解質
電池は、上記のようにポリマー電解質と接触する正極と
負極の少なくとも一方の面にアモルファス構造の無機固
体電解質層を設けることを特徴とするものであり、正極
や負極やポリマー電解質を構成する材料等については特
に限定されず、ポリマー電解質電池において一般に使用
されている公知のものを用いることができる。
電池は、上記のようにポリマー電解質と接触する正極と
負極の少なくとも一方の面にアモルファス構造の無機固
体電解質層を設けることを特徴とするものであり、正極
や負極やポリマー電解質を構成する材料等については特
に限定されず、ポリマー電解質電池において一般に使用
されている公知のものを用いることができる。
【００１４】ここで、上記のポリマー電解質としては、
ポリマーに溶質を含有させた固体状のポリマー電解質
や、溶質を溶媒に溶解させた非水電解液をポリマーに含
浸させたゲル状のポリマー電解質を用いることができ
る。
ポリマーに溶質を含有させた固体状のポリマー電解質
や、溶質を溶媒に溶解させた非水電解液をポリマーに含
浸させたゲル状のポリマー電解質を用いることができ
る。
【００１５】そして、上記のポリマーとしても、一般に
使用されている公知の材料を用いることができ、例え
ば、分子量が５０００〜５０００００の範囲になったポ
リエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレンオ
キシド、ポリエチレンイミン、ポリフッ化ビニリデン、
ポリアクリロニトリル等を使用することができる。特
に、請求項３に示すように、ポリマーにポリエチレンオ
キシド類やポリエチレンイミン類を用いると、ポリマー
電解質電池における充放電サイクル特性が一層向上され
るようになる。これは、ポリマーにポリエチレンオキシ
ド類やポリエチレンイミン類を用いた場合、このポリマ
ー電解質と無機固体電解質層との密着性がさらに高ま
り、正極や負極とポリマー電解質との界面における抵抗
がさらに低下するためであると考えられる。
使用されている公知の材料を用いることができ、例え
ば、分子量が５０００〜５０００００の範囲になったポ
リエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレンオ
キシド、ポリエチレンイミン、ポリフッ化ビニリデン、
ポリアクリロニトリル等を使用することができる。特
に、請求項３に示すように、ポリマーにポリエチレンオ
キシド類やポリエチレンイミン類を用いると、ポリマー
電解質電池における充放電サイクル特性が一層向上され
るようになる。これは、ポリマーにポリエチレンオキシ
ド類やポリエチレンイミン類を用いた場合、このポリマ
ー電解質と無機固体電解質層との密着性がさらに高ま
り、正極や負極とポリマー電解質との界面における抵抗
がさらに低下するためであると考えられる。
【００１６】また、上記の溶質としても、一般に使用さ
れている公知の溶質を用いることができ、例えば、Ｌｉ
ＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＮ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 、Ｌ
ｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＡｌＦ4 、ＬｉＧａＦ
4 、ＬｉＩｎＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ
2 ）2 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＳｉＦ6 、ＬｉＮ（Ｃ
Ｆ3 ＳＯ2 ）（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ2 ）等で表されるリチウム
化合物を使用することができる。
れている公知の溶質を用いることができ、例えば、Ｌｉ
ＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＮ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 、Ｌ
ｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＡｌＦ4 、ＬｉＧａＦ
4 、ＬｉＩｎＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ
2 ）2 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＳｉＦ6 、ＬｉＮ（Ｃ
Ｆ3 ＳＯ2 ）（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ2 ）等で表されるリチウム
化合物を使用することができる。
【００１７】また、上記のポリマーに非水電解液を含浸
させてゲル状のポリマー電解質を得る場合において、上
記の溶質を溶解させる溶媒としても、一般に使用されて
いる公知の溶媒を用いることができ、例えば、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカー
ボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネート、１，２−ジエトキシエ
タン、１，２−ジメトキシエタン、エトキシメトキシエ
タン等を使用することができる。
させてゲル状のポリマー電解質を得る場合において、上
記の溶質を溶解させる溶媒としても、一般に使用されて
いる公知の溶媒を用いることができ、例えば、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカー
ボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネート、１，２−ジエトキシエ
タン、１，２−ジメトキシエタン、エトキシメトキシエ
タン等を使用することができる。
【００１８】また、この発明のポリマー電解質電池にお
ける正極を構成する正極材料としても、一般に使用され
ている公知のものを用いることができ、例えば、リチウ
ム含有遷移金属酸化物であるリチウム含有マンガン酸化
物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有バナジ
ウム酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含
有鉄酸化物、リチウム含有クロム酸化物、リチウム含有
チタン酸化物等を使用することができる。
ける正極を構成する正極材料としても、一般に使用され
ている公知のものを用いることができ、例えば、リチウ
ム含有遷移金属酸化物であるリチウム含有マンガン酸化
物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有バナジ
ウム酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含
有鉄酸化物、リチウム含有クロム酸化物、リチウム含有
チタン酸化物等を使用することができる。
【００１９】また、上記の負極を構成する負極材料とし
ても、一般に使用されている公知のものを用いることが
でき、例えば、金属リチウム、Ｌｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ｉ
ｎ，Ｌｉ−Ｓｎ，Ｌｉ−Ｐｂ，Ｌｉ−Ｂｉ，Ｌｉ−Ｇ
ａ，Ｌｉ−Ｓｒ，Ｌｉ−Ｓｉ，Ｌｉ−Ｚｎ，Ｌｉ−Ｃ
ｄ，Ｌｉ−Ｃａ，Ｌｉ−Ｂａ等のリチウム合金、リチウ
ムイオンの吸蔵，放出が可能な黒鉛，コークス，有機物
焼成体等の炭素材料、Ｌｉ4Ｔｉ5 Ｏ12，ＴｉＯ2 ，Ｎ
ｂ2 Ｏ5 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＭｏＯ2 ，ＭｏＯ3 ，ＷＯ2，
ＷＯ3 ，ＳｎＯ2 ，ＳｎＯ，ＳｉＯ2 ，ＳｉＯ等の電位
が正極材料よりも低い金属酸化物を使用することができ
る。特に、請求項５に示すように、負極材料に炭素材料
を使用した場合においては、ポリマー電解質電池におけ
る充放電サイクル特性がさらに向上されるようになる。
これは、炭素材料の場合、その表面積が大きく、このよ
うな炭素材料を用いた負極にアモルファス構造の無機固
体電解質層と形成すると、この無機固体電解質層によっ
て負極とポリマー電解質とが密着される面積が大きくな
って、負極とポリマー電解質との界面におけるイオン伝
導度が一層向上するためであると考えられる。
ても、一般に使用されている公知のものを用いることが
でき、例えば、金属リチウム、Ｌｉ−Ａｌ，Ｌｉ−Ｉ
ｎ，Ｌｉ−Ｓｎ，Ｌｉ−Ｐｂ，Ｌｉ−Ｂｉ，Ｌｉ−Ｇ
ａ，Ｌｉ−Ｓｒ，Ｌｉ−Ｓｉ，Ｌｉ−Ｚｎ，Ｌｉ−Ｃ
ｄ，Ｌｉ−Ｃａ，Ｌｉ−Ｂａ等のリチウム合金、リチウ
ムイオンの吸蔵，放出が可能な黒鉛，コークス，有機物
焼成体等の炭素材料、Ｌｉ4Ｔｉ5 Ｏ12，ＴｉＯ2 ，Ｎ
ｂ2 Ｏ5 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＭｏＯ2 ，ＭｏＯ3 ，ＷＯ2，
ＷＯ3 ，ＳｎＯ2 ，ＳｎＯ，ＳｉＯ2 ，ＳｉＯ等の電位
が正極材料よりも低い金属酸化物を使用することができ
る。特に、請求項５に示すように、負極材料に炭素材料
を使用した場合においては、ポリマー電解質電池におけ
る充放電サイクル特性がさらに向上されるようになる。
これは、炭素材料の場合、その表面積が大きく、このよ
うな炭素材料を用いた負極にアモルファス構造の無機固
体電解質層と形成すると、この無機固体電解質層によっ
て負極とポリマー電解質とが密着される面積が大きくな
って、負極とポリマー電解質との界面におけるイオン伝
導度が一層向上するためであると考えられる。
【００２０】
【実施例】以下、この発明に係るポリマー電解質電池に
ついて実施例を挙げて具体的に説明すると共に、この実
施例におけるポリマー電解質電池においては、充放電サ
イクル特性が向上されることを比較例を挙げて明らかに
する。なお、この発明におけるポリマー電解質電池は下
記の実施例に示したものに限定されるものではなく、そ
の要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施でき
るものである。
ついて実施例を挙げて具体的に説明すると共に、この実
施例におけるポリマー電解質電池においては、充放電サ
イクル特性が向上されることを比較例を挙げて明らかに
する。なお、この発明におけるポリマー電解質電池は下
記の実施例に示したものに限定されるものではなく、そ
の要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施でき
るものである。
【００２１】（実施例１）この実施例１においては、下
記のようにして作製した正極と負極とポリマー電解質と
を用い、図１に示すような扁平型のポリマー電解質電池
を作製した。
記のようにして作製した正極と負極とポリマー電解質と
を用い、図１に示すような扁平型のポリマー電解質電池
を作製した。
【００２２】［正極の作製］正極を作製するにあたって
は、正極材料としてリチウム含有二酸化コバルトＬｉＣ
ｏＯ2 を用い、このＬｉＣｏＯ2 の粉末と、導電剤とし
てのカーボン粉末と、結着剤としてのポリフッ化ビニリ
デンとを８５：１０：５の重量比になるように混合させ
た。そして、この混合物にＮ−メチル−２−ピロリドン
を加えてスラリー化させ、このスラリーをアルミニウム
箔からなる正極集電体上にドクターブレード法により塗
布し、これを圧縮させた後、１３０℃で熱処理して、厚
みが約８０μｍ、直径が１０ｍｍの円板状になった正極
を作製した。
は、正極材料としてリチウム含有二酸化コバルトＬｉＣ
ｏＯ2 を用い、このＬｉＣｏＯ2 の粉末と、導電剤とし
てのカーボン粉末と、結着剤としてのポリフッ化ビニリ
デンとを８５：１０：５の重量比になるように混合させ
た。そして、この混合物にＮ−メチル−２−ピロリドン
を加えてスラリー化させ、このスラリーをアルミニウム
箔からなる正極集電体上にドクターブレード法により塗
布し、これを圧縮させた後、１３０℃で熱処理して、厚
みが約８０μｍ、直径が１０ｍｍの円板状になった正極
を作製した。
【００２３】次いで、上記のようにして正極集電体上に
作製した正極に対し、ターゲットにＬｉＴｉ2 （ＰＯ
4 ）3 を使用して、下記の表１に示すスパッタリング条
件でスパッタリングを５０分間行い、正極集電体と反対
側における正極の面に、層厚が約１μｍになったアモル
ファス構造のＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無機固体
電解質層を形成した。なお、このようにして形成した無
機固体電解質層は、結晶構造がくずれてアモルファス構
造になっていた。
作製した正極に対し、ターゲットにＬｉＴｉ2 （ＰＯ
4 ）3 を使用して、下記の表１に示すスパッタリング条
件でスパッタリングを５０分間行い、正極集電体と反対
側における正極の面に、層厚が約１μｍになったアモル
ファス構造のＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無機固体
電解質層を形成した。なお、このようにして形成した無
機固体電解質層は、結晶構造がくずれてアモルファス構
造になっていた。
【００２４】
【表１】
【００２５】［負極の作製］負極を作製するにあたって
は、負極材料として、平均粒径が約１０μｍの黒鉛粉末
を用い、この黒鉛粉末と、結着剤としてのポリフッ化ビ
ニリデンとを９５：５の重量比になるように混合させ
た。そして、この混合物に対してＮ−メチル−２−ピロ
リドンを加えてスラリー化させ、このスラリーを銅箔か
らなる負極集電体上にドクターブレード法により塗布
し、これを圧縮させた後、１３０℃で熱処理して、厚み
が約７０μｍ、直径が１０ｍｍの円板状になった負極を
作製した。
は、負極材料として、平均粒径が約１０μｍの黒鉛粉末
を用い、この黒鉛粉末と、結着剤としてのポリフッ化ビ
ニリデンとを９５：５の重量比になるように混合させ
た。そして、この混合物に対してＮ−メチル−２−ピロ
リドンを加えてスラリー化させ、このスラリーを銅箔か
らなる負極集電体上にドクターブレード法により塗布
し、これを圧縮させた後、１３０℃で熱処理して、厚み
が約７０μｍ、直径が１０ｍｍの円板状になった負極を
作製した。
【００２６】次いで、上記のようにして負極集電体上に
作製した負極に対し、上記の正極の場合と同様にしてス
パッタリングを行い、負極集電体と反対側における負極
の面に、アモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ
4 ）3 からなる無機固体電解質層を層厚が約１μｍにな
るようにして形成した。
作製した負極に対し、上記の正極の場合と同様にしてス
パッタリングを行い、負極集電体と反対側における負極
の面に、アモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ
4 ）3 からなる無機固体電解質層を層厚が約１μｍにな
るようにして形成した。
【００２７】［ポリマー電解質の作製］ポリマー電解質
を作製するにあたっては、数平均分子量Ｍｎが３６０の
ポリエチレングリコールメタクリレート（アルドリッチ
社製）を、エチレンカーボネートとジエチルカーボネー
トとを５０：５０の体積比で混合させた混合溶媒にＬｉ
ＣｌＯ4 を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させた非水電解液
に対して重量比で１：５の比率になるように混合した溶
液を、上記のようにして正極に形成したアモルファス構
造の無機固体電解質層の上に厚みが２５μｍになるよう
に塗布した。その後、出力２００ｋＶ，照射線量２Ｍｒ
ａｄの条件でエレクトロンカ−テン式電子線照射装置に
より電子線を照射して上記のポリエチレングリコールメ
タクリレートを重合させ、ポリマーがポリエチレングリ
コールメタクリレートからなるポリマー電解質を、正極
に設けたアモルファス構造の無機固体電解質層の上に形
成した。
を作製するにあたっては、数平均分子量Ｍｎが３６０の
ポリエチレングリコールメタクリレート（アルドリッチ
社製）を、エチレンカーボネートとジエチルカーボネー
トとを５０：５０の体積比で混合させた混合溶媒にＬｉ
ＣｌＯ4 を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させた非水電解液
に対して重量比で１：５の比率になるように混合した溶
液を、上記のようにして正極に形成したアモルファス構
造の無機固体電解質層の上に厚みが２５μｍになるよう
に塗布した。その後、出力２００ｋＶ，照射線量２Ｍｒ
ａｄの条件でエレクトロンカ−テン式電子線照射装置に
より電子線を照射して上記のポリエチレングリコールメ
タクリレートを重合させ、ポリマーがポリエチレングリ
コールメタクリレートからなるポリマー電解質を、正極
に設けたアモルファス構造の無機固体電解質層の上に形
成した。
【００２８】［電池の作製］電池を作製するにあたっ
て、図１に示すように、上記のようにアモルファス構造
になった無機固体電解質層１ａの上にポリマー電解質３
が形成された正極１に対して、負極２に設けたアモルフ
ァス構造の無機固体電解質層２ａがポリマー電解質３と
接触するように重ね合わせ、正極１とポリマー電解質３
との間及び負極２とポリマー電解質３との間にそれぞれ
アモルファス構造の無機固体電解質層１ａ，２ａを介在
させ、この状態で、これらを正極缶４ａと負極缶４ｂと
で形成される電池ケース４内に収容させ、正極集電体５
を介して正極１を正極缶４ａに接続させる一方、負極集
電体６を介して負極２を負極缶４ｂに接続させ、この正
極缶４ａと負極缶４ｂとを絶縁パッキン７により電気的
に絶縁させて扁平型のポリマー電解質電池を得た。
て、図１に示すように、上記のようにアモルファス構造
になった無機固体電解質層１ａの上にポリマー電解質３
が形成された正極１に対して、負極２に設けたアモルフ
ァス構造の無機固体電解質層２ａがポリマー電解質３と
接触するように重ね合わせ、正極１とポリマー電解質３
との間及び負極２とポリマー電解質３との間にそれぞれ
アモルファス構造の無機固体電解質層１ａ，２ａを介在
させ、この状態で、これらを正極缶４ａと負極缶４ｂと
で形成される電池ケース４内に収容させ、正極集電体５
を介して正極１を正極缶４ａに接続させる一方、負極集
電体６を介して負極２を負極缶４ｂに接続させ、この正
極缶４ａと負極缶４ｂとを絶縁パッキン７により電気的
に絶縁させて扁平型のポリマー電解質電池を得た。
【００２９】（実施例２）実施例２においては、上記の
実施例１における負極の作製において、ポリマー電解質
と接触する負極の面にアモルファス構造になったＬｉＴ
ｉ2 （ＰＯ4 ）3からなる無機固体電解質層を設けない
ようにし、それ以外については、上記の実施例１の場合
と同様にして扁平型のポリマー電解質電池を作製し、図
２に示すように、正極１とポリマー電解質３との間にだ
けアモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 か
らなる無機固体電解質層１ａを設けた。
実施例１における負極の作製において、ポリマー電解質
と接触する負極の面にアモルファス構造になったＬｉＴ
ｉ2 （ＰＯ4 ）3からなる無機固体電解質層を設けない
ようにし、それ以外については、上記の実施例１の場合
と同様にして扁平型のポリマー電解質電池を作製し、図
２に示すように、正極１とポリマー電解質３との間にだ
けアモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 か
らなる無機固体電解質層１ａを設けた。
【００３０】（実施例３）実施例３においては、上記の
実施例１における正極の作製において、ポリマー電解質
と接触する正極の面にアモルファス構造になったＬｉＴ
ｉ2 （ＰＯ4 ）3からなる無機固体電解質層を設けない
ようにし、それ以外については、上記の実施例１の場合
と同様にして扁平型のポリマー電解質電池を作製し、図
３に示すように、負極２とポリマー電解質３との間にだ
けアモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 か
らなる無機固体電解質層２ａを設けた。
実施例１における正極の作製において、ポリマー電解質
と接触する正極の面にアモルファス構造になったＬｉＴ
ｉ2 （ＰＯ4 ）3からなる無機固体電解質層を設けない
ようにし、それ以外については、上記の実施例１の場合
と同様にして扁平型のポリマー電解質電池を作製し、図
３に示すように、負極２とポリマー電解質３との間にだ
けアモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 か
らなる無機固体電解質層２ａを設けた。
【００３１】（比較例１）比較例１においては、上記の
実施例１における正極及び負極の作製において、ポリマ
ー電解質と接触する正極及び負極の面にそれぞれアモル
ファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無
機固体電解質層を設けないようにし、それ以外について
は、上記の実施例１の場合と同様にして扁平型のポリマ
ー電解質電池を作製し、図４に示すように、正極１と負
極２とがそれぞれポリマー電解質３と直接接触するよう
にした。
実施例１における正極及び負極の作製において、ポリマ
ー電解質と接触する正極及び負極の面にそれぞれアモル
ファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無
機固体電解質層を設けないようにし、それ以外について
は、上記の実施例１の場合と同様にして扁平型のポリマ
ー電解質電池を作製し、図４に示すように、正極１と負
極２とがそれぞれポリマー電解質３と直接接触するよう
にした。
【００３２】次に、上記のようにして作製した実施例１
〜３及び比較例１の各ポリマー電解質電池について、２
５℃の条件下においてそれぞれ充電電流６００μＡで充
電終止電圧４．２Ｖまで充電した後、放電電流６００μ
Ａで放電終止電圧２．７５Ｖまで放電を行い、これを１
サイクルとして、１００サイクルの充放電試験を行い、
各ポリマー電解質電池の１サイクル目と１００サイクル
目とにおける放電容量を測定し、その結果を下記の表２
に示した。
〜３及び比較例１の各ポリマー電解質電池について、２
５℃の条件下においてそれぞれ充電電流６００μＡで充
電終止電圧４．２Ｖまで充電した後、放電電流６００μ
Ａで放電終止電圧２．７５Ｖまで放電を行い、これを１
サイクルとして、１００サイクルの充放電試験を行い、
各ポリマー電解質電池の１サイクル目と１００サイクル
目とにおける放電容量を測定し、その結果を下記の表２
に示した。
【００３３】
【表２】
【００３４】この結果から明らかなように、ポリマー電
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 の無機固
体電解質層を形成した実施例１〜３の各ポリマー電解質
電池は、正極及び負極の面にアモルファス構造の無機固
体電解質層を設けないで、正極と負極とをそれぞれポリ
マー電解質に直接接触させた比較例１のポリマー電解質
電池に比べ、１００サイクル時における放電容量の低下
が少なくなって、充放電サイクル特性が著しく向上して
いた。
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 の無機固
体電解質層を形成した実施例１〜３の各ポリマー電解質
電池は、正極及び負極の面にアモルファス構造の無機固
体電解質層を設けないで、正極と負極とをそれぞれポリ
マー電解質に直接接触させた比較例１のポリマー電解質
電池に比べ、１００サイクル時における放電容量の低下
が少なくなって、充放電サイクル特性が著しく向上して
いた。
【００３５】（実施例４〜６）実施例４〜６において
は、上記の実施例１〜３のものと、ポリマー電解質と接
触する正極や負極の面に形成するアモルファス構造にな
った無機固体電解質層を構成する無機固体電解質の材料
を変更し、アモルファス構造になった無機固体電解質層
を正極や負極に設けるにあたり、スパッタリングのター
ゲットにＬｉ3 Ｎを用い、上記の実施例１の場合と同じ
条件でスパッタリングを行った。
は、上記の実施例１〜３のものと、ポリマー電解質と接
触する正極や負極の面に形成するアモルファス構造にな
った無機固体電解質層を構成する無機固体電解質の材料
を変更し、アモルファス構造になった無機固体電解質層
を正極や負極に設けるにあたり、スパッタリングのター
ゲットにＬｉ3 Ｎを用い、上記の実施例１の場合と同じ
条件でスパッタリングを行った。
【００３６】そして、実施例４においては、ポリマー電
解質と接触する正極と負極とのそれぞれの面に上記のよ
うにしてアモルファス構造になったＬｉ3 Ｎからなる無
機固体電解質層を形成し、それ以外は、上記の実施例１
の場合と同様にし、図１に示すように、正極１とポリマ
ー電解質３との間及び負極２とポリマー電解質３との間
にそれぞれアモルファス構造の無機固体電解質層１ａ，
２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
解質と接触する正極と負極とのそれぞれの面に上記のよ
うにしてアモルファス構造になったＬｉ3 Ｎからなる無
機固体電解質層を形成し、それ以外は、上記の実施例１
の場合と同様にし、図１に示すように、正極１とポリマ
ー電解質３との間及び負極２とポリマー電解質３との間
にそれぞれアモルファス構造の無機固体電解質層１ａ，
２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
【００３７】また、実施例５においては、ポリマー電解
質と接触する正極の面にだけ上記のようにしてアモルフ
ァス構造になったＬｉ3 Ｎからなる無機固体電解質層を
形成し、上記の実施例２の場合と同様に、図２に示すよ
うに、正極１とポリマー電解質３との間にだけアモルフ
ァス構造の無機固体電解質層１ａが設けられた扁平型の
ポリマー電解質電池を得た。
質と接触する正極の面にだけ上記のようにしてアモルフ
ァス構造になったＬｉ3 Ｎからなる無機固体電解質層を
形成し、上記の実施例２の場合と同様に、図２に示すよ
うに、正極１とポリマー電解質３との間にだけアモルフ
ァス構造の無機固体電解質層１ａが設けられた扁平型の
ポリマー電解質電池を得た。
【００３８】また、実施例６においては、ポリマー電解
質と接触する負極の面にだけ上記のようにしてアモルフ
ァス構造になったＬｉ3 Ｎからなる無機固体電解質層を
形成し、上記の実施例３の場合と同様に、図３に示すよ
うに、負極２とポリマー電解質３との間にだけアモルフ
ァス構造の無機固体電解質層２ａが設けられた扁平型の
ポリマー電解質電池を得た。
質と接触する負極の面にだけ上記のようにしてアモルフ
ァス構造になったＬｉ3 Ｎからなる無機固体電解質層を
形成し、上記の実施例３の場合と同様に、図３に示すよ
うに、負極２とポリマー電解質３との間にだけアモルフ
ァス構造の無機固体電解質層２ａが設けられた扁平型の
ポリマー電解質電池を得た。
【００３９】そして、これらの実施例４〜６の各ポリマ
ー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場合と
同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とにおけ
る放電容量を測定し、これらの結果を下記の表３に示し
た。
ー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場合と
同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とにおけ
る放電容量を測定し、これらの結果を下記の表３に示し
た。
【００４０】
【表３】
【００４１】この結果から明らかなように、ポリマー電
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉ3 Ｎからなる無機固体電解質
層を形成した実施例４〜６の各ポリマー電解質電池にお
いても、正極及び負極の面にアモルファス構造の無機固
体電解質層を設けないで、正極と負極とをそれぞれポリ
マー電解質に直接接触させた上記の比較例１のポリマー
電解質電池に比べて、１００サイクル時における放電容
量の低下が少なくなって、充放電サイクル特性が著しく
向上していた。
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉ3 Ｎからなる無機固体電解質
層を形成した実施例４〜６の各ポリマー電解質電池にお
いても、正極及び負極の面にアモルファス構造の無機固
体電解質層を設けないで、正極と負極とをそれぞれポリ
マー電解質に直接接触させた上記の比較例１のポリマー
電解質電池に比べて、１００サイクル時における放電容
量の低下が少なくなって、充放電サイクル特性が著しく
向上していた。
【００４２】（実施例７〜９）実施例７〜９において
も、上記の実施例１〜３のものと、ポリマー電解質と接
触する正極や負極の面に形成するアモルファス構造にな
った無機固体電解質層を構成する無機固体電解質の材料
を変更し、アモルファス構造になった無機固体電解質層
を正極や負極に設けるにあたり、スパッタリングのター
ゲットにＬｉＩとＬｉ2 ＳとＢ2 Ｓ3 との混合物を用
い、上記の実施例１の場合と同じ条件でスパッタリング
を行った。
も、上記の実施例１〜３のものと、ポリマー電解質と接
触する正極や負極の面に形成するアモルファス構造にな
った無機固体電解質層を構成する無機固体電解質の材料
を変更し、アモルファス構造になった無機固体電解質層
を正極や負極に設けるにあたり、スパッタリングのター
ゲットにＬｉＩとＬｉ2 ＳとＢ2 Ｓ3 との混合物を用
い、上記の実施例１の場合と同じ条件でスパッタリング
を行った。
【００４３】そして、実施例７おいては、ポリマー電解
質と接触する正極と負極とのそれぞれの面に上記のよう
にしてアモルファス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ
2 Ｓ 3 からなる無機固体電解質層を形成し、それ以外
は、上記の実施例１の場合と同様にし、図１に示すよう
に、正極１とポリマー電解質３との間及び負極２とポリ
マー電解質３との間にそれぞれアモルファス構造の無機
固体電解質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー
電解質電池を得た。
質と接触する正極と負極とのそれぞれの面に上記のよう
にしてアモルファス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ
2 Ｓ 3 からなる無機固体電解質層を形成し、それ以外
は、上記の実施例１の場合と同様にし、図１に示すよう
に、正極１とポリマー電解質３との間及び負極２とポリ
マー電解質３との間にそれぞれアモルファス構造の無機
固体電解質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー
電解質電池を得た。
【００４４】また、実施例８においては、ポリマー電解
質と接触する正極の面にだけ上記のようにしてアモルフ
ァス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 からなる
無機固体電解質層を形成し、上記の実施例２の場合と同
様に、図２に示すように、正極１とポリマー電解質３と
の間にだけアモルファス構造の無機固体電解質層１ａが
設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
質と接触する正極の面にだけ上記のようにしてアモルフ
ァス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 からなる
無機固体電解質層を形成し、上記の実施例２の場合と同
様に、図２に示すように、正極１とポリマー電解質３と
の間にだけアモルファス構造の無機固体電解質層１ａが
設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
【００４５】また、実施例９においては、ポリマー電解
質と接触する負極の面にだけ上記のようにしてアモルフ
ァス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 からなる
無機固体電解質層を形成し、上記の実施例３の場合と同
様に、図３に示すように、負極２とポリマー電解質３と
の間にだけアモルファス構造の無機固体電解質層２ａが
設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
質と接触する負極の面にだけ上記のようにしてアモルフ
ァス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 からなる
無機固体電解質層を形成し、上記の実施例３の場合と同
様に、図３に示すように、負極２とポリマー電解質３と
の間にだけアモルファス構造の無機固体電解質層２ａが
設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
【００４６】そして、これらの実施例７〜９の各ポリマ
ー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場合と
同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とにおけ
る放電容量を測定し、これらの結果を下記の表４に示し
た。
ー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場合と
同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とにおけ
る放電容量を測定し、これらの結果を下記の表４に示し
た。
【００４７】
【表４】
【００４８】この結果から明らかなように、ポリマー電
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 から
なる無機固体電解質層を形成した実施例７〜９の各ポリ
マー電解質電池においても、正極及び負極の面にアモル
ファス構造の無機固体電解質層を設けないで、正極と負
極とをそれぞれポリマー電解質に直接接触させた上記の
比較例１のポリマー電解質電池に比べ、１００サイクル
時における放電容量の低下が少なくなり、充放電サイク
ル特性が著しく向上していた。
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 から
なる無機固体電解質層を形成した実施例７〜９の各ポリ
マー電解質電池においても、正極及び負極の面にアモル
ファス構造の無機固体電解質層を設けないで、正極と負
極とをそれぞれポリマー電解質に直接接触させた上記の
比較例１のポリマー電解質電池に比べ、１００サイクル
時における放電容量の低下が少なくなり、充放電サイク
ル特性が著しく向上していた。
【００４９】（実施例１０〜１２）実施例１０〜１２に
おいても、上記の実施例１〜３のものと、ポリマー電解
質と接触する正極や負極の面に形成するアモルファス構
造になった無機固体電解質層を構成する無機固体電解質
の材料を変更し、アモルファス構造になった無機固体電
解質層を正極や負極に設けるにあたり、スパッタリング
のターゲットにＬｉとβＡｌ2 Ｏ3 との混合物を用い、
上記の実施例１の場合と同じ条件でスパッタリングを行
った。
おいても、上記の実施例１〜３のものと、ポリマー電解
質と接触する正極や負極の面に形成するアモルファス構
造になった無機固体電解質層を構成する無機固体電解質
の材料を変更し、アモルファス構造になった無機固体電
解質層を正極や負極に設けるにあたり、スパッタリング
のターゲットにＬｉとβＡｌ2 Ｏ3 との混合物を用い、
上記の実施例１の場合と同じ条件でスパッタリングを行
った。
【００５０】そして、実施例１０おいては、ポリマー電
解質と接触する正極と負極とのそれぞれの面に上記のよ
うにしてアモルファス構造になったＬｉ−βＡｌ2 Ｏ3
からなる無機固体電解質層を形成し、それ以外は、上記
の実施例１の場合と同様にし、図１に示すように、正極
１とポリマー電解質３との間及び負極２とポリマー電解
質３との間にそれぞれアモルファス構造の無機固体電解
質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電
池を得た。
解質と接触する正極と負極とのそれぞれの面に上記のよ
うにしてアモルファス構造になったＬｉ−βＡｌ2 Ｏ3
からなる無機固体電解質層を形成し、それ以外は、上記
の実施例１の場合と同様にし、図１に示すように、正極
１とポリマー電解質３との間及び負極２とポリマー電解
質３との間にそれぞれアモルファス構造の無機固体電解
質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電
池を得た。
【００５１】また、実施例１１においては、ポリマー電
解質と接触する正極の面にだけ上記のようにしてアモル
ファス構造になったＬｉ−βＡｌ2 Ｏ3 からなる無機固
体電解質層を形成し、上記の実施例２の場合と同様に、
図２に示すように、正極１とポリマー電解質３との間に
だけアモルファス構造の無機固体電解質層１ａが設けら
れた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
解質と接触する正極の面にだけ上記のようにしてアモル
ファス構造になったＬｉ−βＡｌ2 Ｏ3 からなる無機固
体電解質層を形成し、上記の実施例２の場合と同様に、
図２に示すように、正極１とポリマー電解質３との間に
だけアモルファス構造の無機固体電解質層１ａが設けら
れた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
【００５２】また、実施例１２においては、ポリマー電
解質と接触する負極の面にだけ上記のようにしてアモル
ファス構造になったＬｉ−βＡｌ2 Ｏ3 からなる無機固
体電解質層を形成し、上記の実施例３の場合と同様に、
図３に示すように、負極２とポリマー電解質３との間に
だけアモルファス構造の無機固体電解質層２ａが設けら
れた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
解質と接触する負極の面にだけ上記のようにしてアモル
ファス構造になったＬｉ−βＡｌ2 Ｏ3 からなる無機固
体電解質層を形成し、上記の実施例３の場合と同様に、
図３に示すように、負極２とポリマー電解質３との間に
だけアモルファス構造の無機固体電解質層２ａが設けら
れた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
【００５３】そして、これらの実施例１０〜１２の各ポ
リマー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場
合と同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とに
おける放電容量を測定し、これらの結果を下記の表５に
示した。
リマー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場
合と同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とに
おける放電容量を測定し、これらの結果を下記の表５に
示した。
【００５４】
【表５】
【００５５】この結果から明らかなように、ポリマー電
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉ−βＡｌ2 Ｏ3 からなる無機
固体電解質層を形成した実施例１０〜１２の各ポリマー
電解質電池においても、正極及び負極の面にアモルファ
ス構造の無機固体電解質層を設けないで正極と負極とを
それぞれポリマー電解質に直接接触させた上記の比較例
１のポリマー電解質電池に比べて、１００サイクル時に
おける放電容量の低下が著しく少なくなり、サイクル特
性が著しく向上していた。
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉ−βＡｌ2 Ｏ3 からなる無機
固体電解質層を形成した実施例１０〜１２の各ポリマー
電解質電池においても、正極及び負極の面にアモルファ
ス構造の無機固体電解質層を設けないで正極と負極とを
それぞれポリマー電解質に直接接触させた上記の比較例
１のポリマー電解質電池に比べて、１００サイクル時に
おける放電容量の低下が著しく少なくなり、サイクル特
性が著しく向上していた。
【００５６】（実施例１３〜１５）実施例１３〜１５に
おいても、上記の実施例１〜３のものと、ポリマー電解
質と接触する正極や負極の面に形成するアモルファス構
造になった無機固体電解質層を構成する無機固体電解質
の材料を変更し、アモルファス構造になった無機固体電
解質層を正極や負極に設けるにあたり、スパッタリング
のターゲットにＬｉ 2 ＯとＶ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 との混合
物を用い、上記の実施例１の場合と同じ条件でスパッタ
リングを行った。
おいても、上記の実施例１〜３のものと、ポリマー電解
質と接触する正極や負極の面に形成するアモルファス構
造になった無機固体電解質層を構成する無機固体電解質
の材料を変更し、アモルファス構造になった無機固体電
解質層を正極や負極に設けるにあたり、スパッタリング
のターゲットにＬｉ 2 ＯとＶ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 との混合
物を用い、上記の実施例１の場合と同じ条件でスパッタ
リングを行った。
【００５７】そして、実施例１３おいては、ポリマー電
解質と接触する正極と負極とのそれぞれの面に上記のよ
うにしてアモルファス構造になったＬｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3
−ＳｉＯ2 からなる無機固体電解質層を形成し、それ以
外は、上記の実施例１の場合と同様にし、図１に示すよ
うに、正極１とポリマー電解質３との間及び負極２とポ
リマー電解質３との間にそれぞれアモルファス構造の無
機固体電解質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマ
ー電解質電池を得た。
解質と接触する正極と負極とのそれぞれの面に上記のよ
うにしてアモルファス構造になったＬｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3
−ＳｉＯ2 からなる無機固体電解質層を形成し、それ以
外は、上記の実施例１の場合と同様にし、図１に示すよ
うに、正極１とポリマー電解質３との間及び負極２とポ
リマー電解質３との間にそれぞれアモルファス構造の無
機固体電解質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマ
ー電解質電池を得た。
【００５８】また、実施例１４においては、ポリマー電
解質と接触する正極の面にだけ上記のようにしてアモル
ファス構造になったＬｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 から
なる無機固体電解質層を形成し、上記の実施例２の場合
と同様に、図２に示すように、正極１とポリマー電解質
３との間にだけアモルファス構造の無機固体電解質層１
ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
解質と接触する正極の面にだけ上記のようにしてアモル
ファス構造になったＬｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 から
なる無機固体電解質層を形成し、上記の実施例２の場合
と同様に、図２に示すように、正極１とポリマー電解質
３との間にだけアモルファス構造の無機固体電解質層１
ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
【００５９】また、実施例１５においては、ポリマー電
解質と接触する負極の面にだけ上記のようにしてアモル
ファス構造になったＬｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 から
なる無機固体電解質層を形成し、上記の実施例３の場合
と同様に、図３に示すように、負極２とポリマー電解質
３との間にだけアモルファス構造の無機固体電解質層２
ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
解質と接触する負極の面にだけ上記のようにしてアモル
ファス構造になったＬｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 から
なる無機固体電解質層を形成し、上記の実施例３の場合
と同様に、図３に示すように、負極２とポリマー電解質
３との間にだけアモルファス構造の無機固体電解質層２
ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を得た。
【００６０】そして、これらの実施例１３〜１５の各ポ
リマー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場
合と同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とに
おける放電容量を測定し、これらの結果を下記の表６に
示した。
リマー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場
合と同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とに
おける放電容量を測定し、これらの結果を下記の表６に
示した。
【００６１】
【表６】
【００６２】この結果から明らかなように、ポリマー電
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 か
らなる無機固体電解質層を形成した実施例１３〜１５の
各ポリマー電解質電池においても、正極及び負極の面に
アモルファス構造の無機固体電解質層を設けないで正極
と負極とをそれぞれポリマー電解質に直接接触させた上
記の比較例１のポリマー電解質電池に比べ、１００サイ
クル時における放電容量の低下が少なくなり、充放電サ
イクル特性が著しく向上していた。
解質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモ
ルファス構造になったＬｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 か
らなる無機固体電解質層を形成した実施例１３〜１５の
各ポリマー電解質電池においても、正極及び負極の面に
アモルファス構造の無機固体電解質層を設けないで正極
と負極とをそれぞれポリマー電解質に直接接触させた上
記の比較例１のポリマー電解質電池に比べ、１００サイ
クル時における放電容量の低下が少なくなり、充放電サ
イクル特性が著しく向上していた。
【００６３】（実施例１６〜１８及び比較例２）これら
の実施例１６〜１８及び比較例２においては、上記の実
施例１における正極の作製において使用した正極材料を
ＬｉＭｎ2 Ｏ4 に変更し、このＬｉＭｎ 2 Ｏ4 の粉末
と、導電剤としてのカーボン粉末と、結着剤としてのポ
リフッ化ビニリデンとを９０：６：４の重量比になるよ
うに混合させた。そして、この混合物にＮ−メチル−２
−ピロリドンを加えてスラリー化させ、このスラリーを
アルミニウム箔からなる正極集電体上にドクターブレー
ド法により塗布し、これを圧縮させた後、１３０℃で熱
処理して、厚みが約１００μｍ、直径が１０ｍｍの円板
状になった正極を作製した。
の実施例１６〜１８及び比較例２においては、上記の実
施例１における正極の作製において使用した正極材料を
ＬｉＭｎ2 Ｏ4 に変更し、このＬｉＭｎ 2 Ｏ4 の粉末
と、導電剤としてのカーボン粉末と、結着剤としてのポ
リフッ化ビニリデンとを９０：６：４の重量比になるよ
うに混合させた。そして、この混合物にＮ−メチル−２
−ピロリドンを加えてスラリー化させ、このスラリーを
アルミニウム箔からなる正極集電体上にドクターブレー
ド法により塗布し、これを圧縮させた後、１３０℃で熱
処理して、厚みが約１００μｍ、直径が１０ｍｍの円板
状になった正極を作製した。
【００６４】一方、負極としては、上記の実施例１の場
合と同様にして作製したものを用いるようにした。
合と同様にして作製したものを用いるようにした。
【００６５】そして、実施例１６においては、上記の実
施例１の場合と同様にして、正極と負極とのそれぞれの
面にアモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3
からなる無機固体電解質層を形成し、図１に示すよう
に、正極１とポリマー電解質３との間及び負極２とポリ
マー電解質３との間にそれぞれアモルファス構造の無機
固体電解質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー
電解質電池を得た。
施例１の場合と同様にして、正極と負極とのそれぞれの
面にアモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3
からなる無機固体電解質層を形成し、図１に示すよう
に、正極１とポリマー電解質３との間及び負極２とポリ
マー電解質３との間にそれぞれアモルファス構造の無機
固体電解質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー
電解質電池を得た。
【００６６】また、実施例１７においては、上記の実施
例２の場合と同様に、ポリマー電解質と接触する上記の
正極の面にだけアモルファス構造になったＬｉＴｉ2
（ＰＯ 4 ）3 からなる無機固体電解質層を形成し、図２
に示すように、正極１とポリマー電解質３との間にだけ
アモルファス構造の無機固体電解質層１ａが設けられた
扁平型のポリマー電解質電池を得た。
例２の場合と同様に、ポリマー電解質と接触する上記の
正極の面にだけアモルファス構造になったＬｉＴｉ2
（ＰＯ 4 ）3 からなる無機固体電解質層を形成し、図２
に示すように、正極１とポリマー電解質３との間にだけ
アモルファス構造の無機固体電解質層１ａが設けられた
扁平型のポリマー電解質電池を得た。
【００６７】また、実施例１８においては、上記の実施
例３の場合と同様に、ポリマー電解質と接触する負極の
面にだけアモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ
4 ）3からなる無機固体電解質層を形成し、図３に示す
ように、負極２とポリマー電解質３との間にだけアモル
ファス構造の無機固体電解質層２ａが設けられた扁平型
のポリマー電解質電池を得た。
例３の場合と同様に、ポリマー電解質と接触する負極の
面にだけアモルファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ
4 ）3からなる無機固体電解質層を形成し、図３に示す
ように、負極２とポリマー電解質３との間にだけアモル
ファス構造の無機固体電解質層２ａが設けられた扁平型
のポリマー電解質電池を得た。
【００６８】一方、比較例２においては、上記の正極及
び負極の面にそれぞれアモルファス構造になったＬｉＴ
ｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無機固体電解質層を設けない
ようにし、図４に示すように、正極１と負極２とがそれ
ぞれポリマー電解質３と直接接触した扁平型のポリマー
電解質電池を得た。
び負極の面にそれぞれアモルファス構造になったＬｉＴ
ｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無機固体電解質層を設けない
ようにし、図４に示すように、正極１と負極２とがそれ
ぞれポリマー電解質３と直接接触した扁平型のポリマー
電解質電池を得た。
【００６９】そして、これらの実施例１６〜１８及び比
較例２の各ポリマー電解質電池についても、上記の実施
例１〜３の場合と同様にして、１サイクル目と１００サ
イクル目とにおける放電容量を測定し、これらの結果を
下記の表７に示した。
較例２の各ポリマー電解質電池についても、上記の実施
例１〜３の場合と同様にして、１サイクル目と１００サ
イクル目とにおける放電容量を測定し、これらの結果を
下記の表７に示した。
【００７０】
【表７】
【００７１】この結果から明らかなように、正極材料に
ＬｉＭｎ2 Ｏ4 を用いた場合においても、ポリマー電解
質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモル
ファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無
機固体電解質層を形成した実施例１６〜１８の各ポリマ
ー電解質電池は、正極と負極とにアモルファス構造にな
った無機固体電解質層を設けず、正極と負極をそれぞれ
ポリマー電解質と直接接触させた比較例２のポリマー電
解質電池に比べて、１００サイクル時における放電容量
の低下が少なくなり、充放電サイクル特性が著しく向上
していた。
ＬｉＭｎ2 Ｏ4 を用いた場合においても、ポリマー電解
質と接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモル
ファス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無
機固体電解質層を形成した実施例１６〜１８の各ポリマ
ー電解質電池は、正極と負極とにアモルファス構造にな
った無機固体電解質層を設けず、正極と負極をそれぞれ
ポリマー電解質と直接接触させた比較例２のポリマー電
解質電池に比べて、１００サイクル時における放電容量
の低下が少なくなり、充放電サイクル特性が著しく向上
していた。
【００７２】（実施例１９〜２１）実施例１９〜２１に
おいては、上記の実施例１６〜１８の場合と同様に、正
極材料にＬｉＭｎ2 Ｏ4 を用いて正極を作製する一方、
ポリマー電解質と接触する正極や負極の面にアモルファ
ス構造になった無機固体電解質層を形成するにあたり、
その無機固体電解質の材料を変更し、スパッタリングの
ターゲットにＬｉＩとＬｉ3 ＮとＬｉＯＨとの混合物を
用い、上記の実施例１の場合と同じ条件でスパッタリン
グを行い、アモルファス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ
−ＬｉＯＨからなる無機固体電解質層を形成するように
した。
おいては、上記の実施例１６〜１８の場合と同様に、正
極材料にＬｉＭｎ2 Ｏ4 を用いて正極を作製する一方、
ポリマー電解質と接触する正極や負極の面にアモルファ
ス構造になった無機固体電解質層を形成するにあたり、
その無機固体電解質の材料を変更し、スパッタリングの
ターゲットにＬｉＩとＬｉ3 ＮとＬｉＯＨとの混合物を
用い、上記の実施例１の場合と同じ条件でスパッタリン
グを行い、アモルファス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ
−ＬｉＯＨからなる無機固体電解質層を形成するように
した。
【００７３】そして、実施例１９においては、ポリマー
電解質と接触する正極と負極とのそれぞれの面にアモル
ファス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨからな
る無機固体電解質層を形成し、図１に示すように、正極
１とポリマー電解質３との間及び負極２とポリマー電解
質３との間にそれぞれアモルファス構造の無機固体電解
質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電
池を得た。
電解質と接触する正極と負極とのそれぞれの面にアモル
ファス構造になったＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨからな
る無機固体電解質層を形成し、図１に示すように、正極
１とポリマー電解質３との間及び負極２とポリマー電解
質３との間にそれぞれアモルファス構造の無機固体電解
質層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電
池を得た。
【００７４】また、実施例２０においては、ポリマー電
解質と接触する正極の面にだけ上記のアモルファス構造
になったＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨからなる無機固体
電解質層を形成し、図２に示すように、正極１とポリマ
ー電解質３との間にだけアモルファス構造の無機固体電
解質層１ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を
得た。
解質と接触する正極の面にだけ上記のアモルファス構造
になったＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨからなる無機固体
電解質層を形成し、図２に示すように、正極１とポリマ
ー電解質３との間にだけアモルファス構造の無機固体電
解質層１ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を
得た。
【００７５】また、実施例２１においては、ポリマー電
解質と接触する負極の面にだけ上記のアモルファス構造
になったＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨからなる無機固体
電解質層を形成し、図３に示すように、負極２とポリマ
ー電解質３との間にだけアモルファス構造の無機固体電
解質層２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を
得た。
解質と接触する負極の面にだけ上記のアモルファス構造
になったＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨからなる無機固体
電解質層を形成し、図３に示すように、負極２とポリマ
ー電解質３との間にだけアモルファス構造の無機固体電
解質層２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池を
得た。
【００７６】そして、これらの実施例１９〜２１の各ポ
リマー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場
合と同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とに
おける放電容量を測定し、これらの結果を下記の表８に
示した。
リマー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場
合と同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とに
おける放電容量を測定し、これらの結果を下記の表８に
示した。
【００７７】
【表８】
【００７８】この結果から明らかなように、正極材料に
ＬｉＭｎ2 Ｏ4 を用い、ポリマー電解質と接触する正極
と負極の少なくとも一方の面にアモルファス構造になっ
たＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨからなる無機固体電解質
層を形成した実施例１９〜２１の各ポリマー電解質電池
においても、正極と負極とをそれぞれポリマー電解質を
直接接触させた上記の比較例２のポリマー電解質電池に
比べて、１００サイクル時における放電容量の低下が少
なくなり、充放電サイクル特性が著しく向上していた。
ＬｉＭｎ2 Ｏ4 を用い、ポリマー電解質と接触する正極
と負極の少なくとも一方の面にアモルファス構造になっ
たＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨからなる無機固体電解質
層を形成した実施例１９〜２１の各ポリマー電解質電池
においても、正極と負極とをそれぞれポリマー電解質を
直接接触させた上記の比較例２のポリマー電解質電池に
比べて、１００サイクル時における放電容量の低下が少
なくなり、充放電サイクル特性が著しく向上していた。
【００７９】（実施例２２〜２４）実施例２２〜２４に
おいては、上記の実施例１におけるポリマー電解質電池
において、使用するポリマー電解質だけを変更させるよ
うにした。
おいては、上記の実施例１におけるポリマー電解質電池
において、使用するポリマー電解質だけを変更させるよ
うにした。
【００８０】ここで、実施例２２においては、数平均分
子量Ｍｎが約１０万のポリエチレンオキシドをアセトニ
トリルに溶解させ、この溶液を用いてキャスト法により
膜厚が約２５μｍのポリエチレンオキシド膜を作製し
た。そして、エチレンカーホネートとジエチルカーボネ
ートとを５０：５０の体積比で混合させた混合溶媒にＬ
ｉＣｌＯ4 を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させた非水電解
液中に、上記のポリエチレンオキシド膜を浸漬させてゲ
ル状になったポリマー電解質を得た。次いで、このゲル
状になったポリマー電解質を、正極に設けたアモルファ
ス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無機固
体電解質層の上に設けた。
子量Ｍｎが約１０万のポリエチレンオキシドをアセトニ
トリルに溶解させ、この溶液を用いてキャスト法により
膜厚が約２５μｍのポリエチレンオキシド膜を作製し
た。そして、エチレンカーホネートとジエチルカーボネ
ートとを５０：５０の体積比で混合させた混合溶媒にＬ
ｉＣｌＯ4 を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させた非水電解
液中に、上記のポリエチレンオキシド膜を浸漬させてゲ
ル状になったポリマー電解質を得た。次いで、このゲル
状になったポリマー電解質を、正極に設けたアモルファ
ス構造になったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無機固
体電解質層の上に設けた。
【００８１】また、実施例２３においては、数平均分子
量Ｍｎが約２０万のポリエチレンイミンをアセトニトリ
ルに溶解させ、この溶液を用いてキャスト法により膜厚
が約２５μｍのポリエチレンイミン膜を作製した。そし
て、エチレンカーホネートとジエチルカーボネートとを
５０：５０の体積比で混合させた混合溶媒にＬｉＣｌＯ
4 を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させた非水電解液中に、
上記のポリエチレンイミン膜を浸漬させてゲル状になっ
たポリマー電解質を得た。次いで、このゲル状になった
ポリマー電解質を、正極に設けたアモルファス構造にな
ったＬｉＴｉ2（ＰＯ4 ）3 からなる無機固体電解質層
の上に設けた。
量Ｍｎが約２０万のポリエチレンイミンをアセトニトリ
ルに溶解させ、この溶液を用いてキャスト法により膜厚
が約２５μｍのポリエチレンイミン膜を作製した。そし
て、エチレンカーホネートとジエチルカーボネートとを
５０：５０の体積比で混合させた混合溶媒にＬｉＣｌＯ
4 を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させた非水電解液中に、
上記のポリエチレンイミン膜を浸漬させてゲル状になっ
たポリマー電解質を得た。次いで、このゲル状になった
ポリマー電解質を、正極に設けたアモルファス構造にな
ったＬｉＴｉ2（ＰＯ4 ）3 からなる無機固体電解質層
の上に設けた。
【００８２】また、実施例２４においては、数平均分子
量Ｍｎが約２０万のポリフッ化ビニリデンをＮＭＰに溶
解させ、この溶液を用いてキャスト法により膜厚が約２
５μｍのポリフッ化ビニリデン膜を作製した。そして、
エチレンカーホネートとジエチルカーボネートとを５
０：５０の体積比で混合させた混合溶媒にＬｉＣｌＯ4
を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させた非水電解液中に、上
記のポリフッ化ビニリデン膜を浸漬させてゲル状になっ
たポリマー電解質を得た。次いで、このゲル状になった
ポリマー電解質を、正極に設けたアモルファス構造にな
ったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無機固体電解質層
の上に設けた。
量Ｍｎが約２０万のポリフッ化ビニリデンをＮＭＰに溶
解させ、この溶液を用いてキャスト法により膜厚が約２
５μｍのポリフッ化ビニリデン膜を作製した。そして、
エチレンカーホネートとジエチルカーボネートとを５
０：５０の体積比で混合させた混合溶媒にＬｉＣｌＯ4
を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させた非水電解液中に、上
記のポリフッ化ビニリデン膜を浸漬させてゲル状になっ
たポリマー電解質を得た。次いで、このゲル状になった
ポリマー電解質を、正極に設けたアモルファス構造にな
ったＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 からなる無機固体電解質層
の上に設けた。
【００８３】そして、実施例２２〜２４においては、上
記のようにして作製したポリマー電解質を用いる以外は
実施例１の場合と同様にし、図１に示すように、正極１
とポリマー電解質３との間及び負極２とポリマー電解質
３との間にそれぞれアモルファス構造の無機固体電解質
層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池
を得た。
記のようにして作製したポリマー電解質を用いる以外は
実施例１の場合と同様にし、図１に示すように、正極１
とポリマー電解質３との間及び負極２とポリマー電解質
３との間にそれぞれアモルファス構造の無機固体電解質
層１ａ，２ａが設けられた扁平型のポリマー電解質電池
を得た。
【００８４】また、これらの実施例２２〜２４の各ポリ
マー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場合
と同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とにお
ける放電容量を測定し、これらの結果を上記の実施例１
のポリマー電解質電池の結果と合わせて下記の表９に示
した。
マー電解質電池についても、上記の実施例１〜３の場合
と同様にして、１サイクル目と１００サイクル目とにお
ける放電容量を測定し、これらの結果を上記の実施例１
のポリマー電解質電池の結果と合わせて下記の表９に示
した。
【００８５】
【表９】
【００８６】この結果から明らかなように、実施例２２
〜２４の各ポリマー電解質電池のように、ポリマー電解
質に用いるポリマーの種類を異ならせた場合において
も、ポリマー電解質と接触する正極や負極の面にアモル
ファス構造になったＬｉＴｉ2（ＰＯ4 ）3 からなる無
機固体電解質層を設けると、正極と負極とをそれぞれポ
リマー電解質を直接接触させた上記の比較例１のポリマ
ー電解質電池に比べて、１００サイクル時における放電
容量の低下が少なくなり、充放電サイクル特性が著しく
向上した。特に、ポリマー電解質におけるポリマーに、
ポリエチレングリコール，ポリエチレンオキシド，ポリ
エチレンイミンのようなポリエチレンオキシド類やポリ
エチレンイミン類を用いた実施例１，２２，２３のポリ
マー電解質電池においては、それ以外のポリマーを用い
た実施例２４のポリマー電解質電池に比べ、１００サイ
クル時における放電容量の低下がさらに抑制され、充放
電サイクル特性が一層向上していた。
〜２４の各ポリマー電解質電池のように、ポリマー電解
質に用いるポリマーの種類を異ならせた場合において
も、ポリマー電解質と接触する正極や負極の面にアモル
ファス構造になったＬｉＴｉ2（ＰＯ4 ）3 からなる無
機固体電解質層を設けると、正極と負極とをそれぞれポ
リマー電解質を直接接触させた上記の比較例１のポリマ
ー電解質電池に比べて、１００サイクル時における放電
容量の低下が少なくなり、充放電サイクル特性が著しく
向上した。特に、ポリマー電解質におけるポリマーに、
ポリエチレングリコール，ポリエチレンオキシド，ポリ
エチレンイミンのようなポリエチレンオキシド類やポリ
エチレンイミン類を用いた実施例１，２２，２３のポリ
マー電解質電池においては、それ以外のポリマーを用い
た実施例２４のポリマー電解質電池に比べ、１００サイ
クル時における放電容量の低下がさらに抑制され、充放
電サイクル特性が一層向上していた。
【００８７】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
ポリマー電解質電池においては、正極と負極とポリマー
電解質とを備えたポリマー電解質電池において、上記の
ポリマー電解質と接触する正極と負極の少なくとも一方
の面にアモルファス構造の無機固体電解質層を設けたた
め、このアモルファス構造の無機固体電解質層により正
極や負極とポリマー電解質との密着性が向上し、またこ
の無機固体電解質層自体がイオン伝導性を有しているた
め、正極や負極とポリマー電解質との界面における抵抗
が低下して界面におけるイオン伝導度が高くなり、ポリ
マー電解質電池における充放電サイクル特性が向上され
るようになった。
ポリマー電解質電池においては、正極と負極とポリマー
電解質とを備えたポリマー電解質電池において、上記の
ポリマー電解質と接触する正極と負極の少なくとも一方
の面にアモルファス構造の無機固体電解質層を設けたた
め、このアモルファス構造の無機固体電解質層により正
極や負極とポリマー電解質との密着性が向上し、またこ
の無機固体電解質層自体がイオン伝導性を有しているた
め、正極や負極とポリマー電解質との界面における抵抗
が低下して界面におけるイオン伝導度が高くなり、ポリ
マー電解質電池における充放電サイクル特性が向上され
るようになった。
【図１】この発明の実施例に係るポリマー電解質電池に
おいて、正極とポリマー電解質との間及び負極とポリマ
ー電解質との間にそれぞれアモルファス構造になった無
機固体電解質層を設けたポリマー電解質電池の内部構造
を示した断面説明図である。
おいて、正極とポリマー電解質との間及び負極とポリマ
ー電解質との間にそれぞれアモルファス構造になった無
機固体電解質層を設けたポリマー電解質電池の内部構造
を示した断面説明図である。
【図２】この発明の実施例に係るポリマー電解質電池に
おいて、正極とポリマー電解質との間にだけアモルファ
ス構造になった無機固体電解質層を設けたポリマー電解
質電池の内部構造を示した断面説明図である。
おいて、正極とポリマー電解質との間にだけアモルファ
ス構造になった無機固体電解質層を設けたポリマー電解
質電池の内部構造を示した断面説明図である。
【図３】この発明の実施例に係るポリマー電解質電池に
おいて、負極とポリマー電解質との間にだけアモルファ
ス構造になった無機固体電解質層を設けたポリマー電解
質電池の内部構造を示した断面説明図である。
おいて、負極とポリマー電解質との間にだけアモルファ
ス構造になった無機固体電解質層を設けたポリマー電解
質電池の内部構造を示した断面説明図である。
【図４】ポリマー電解質と接触する正極及び負極の面に
それぞれアモルファス構造になった無機固体電解質層を
設けていない比較例のポリマー電解質電池の内部構造を
示した断面説明図である。
それぞれアモルファス構造になった無機固体電解質層を
設けていない比較例のポリマー電解質電池の内部構造を
示した断面説明図である。
１ 正極 ２ 負極 ３ ポリマー電解質 １ａ，２ａ 無機固体電解質層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能間 俊之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ05 AK03 AL02 AL06 AL07 AL08 AL12 AM03 AM04 AM07 AM12 AM16 BJ04 DJ18 HJ02 HJ04
Claims (5)
- 【請求項１】 正極と負極とポリマー電解質とを備えた
ポリマー電解質電池において、上記のポリマー電解質と
接触する正極と負極の少なくとも一方の面にアモルファ
ス構造の無機固体電解質層が設けられていることを特徴
とするポリマー電解質電池。 - 【請求項２】 請求項１に記載したポリマー電解質電池
において、上記の無機固体電解質層が、Ｌｉ3 Ｎ，Ｌｉ
Ｔｉ2 （ＰＯ4 ）3 ，Ｌｉ−βＡｌ2 Ｏ3 ，ＬｉＩ，Ｌ
ｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ5 ，ＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ
3 ，ＬｉＩ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨ，Ｌｉ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ
3 ，Ｌｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ，ＬｉＴａＯ3 から
選択される少なくとも一種の物質を含むことを特徴とす
るポリマー電解質電池。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載したポリマー電解
質電池において、上記の無機固体電解質層の厚みが１０
μｍ以下であることを特徴とするポリマー電解質電池。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載したポ
リマー電解質電池において、上記のポリマー電解質にお
けるポリマーがポリエチレンオキシド類とポリエチレン
イミン類とから選択される少なくとも一種の材料で構成
されていることを特徴とするポリマー電解質電池。 - 【請求項５】 請求項１〜４の何れか１項に記載した
ポリマー電解質電池において、上記の負極における負極
材料に炭素材料を用い、この負極のポリマー電解質と接
触する面に上記のアモルファス構造の無機固体電解質層
を設けていることを特徴とするポリマー電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000018648A JP2000294291A (ja) | 1999-02-03 | 2000-01-27 | ポリマー電解質電池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-26000 | 1999-02-03 | ||
| JP2600099 | 1999-02-03 | ||
| JP2000018648A JP2000294291A (ja) | 1999-02-03 | 2000-01-27 | ポリマー電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294291A true JP2000294291A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=26363723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000018648A Pending JP2000294291A (ja) | 1999-02-03 | 2000-01-27 | ポリマー電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000294291A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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