JP2006032129A - リチウム電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 リチウムイオン伝導性ガラス電解質が二の電極活物質層の間に介挿されたリチウム電池において、(a)前記電極活物質層のうち少なくとも一方がリチウムを含む金属酸化物から成り、(b)前記ガラス電解質が窒素及び/又はリンを含有しており、(c)前記リチウムを含む金属酸化物から成る電極活物質層とガラス電解質層との間に、該金属酸化物を構成する金属元素と、ガラス電解質を構成する元素のうち少なくとも窒素又はリンとを含有する中間層が設けられたリチウム電池とする。
【選択図】 図1
Description
特許文献1,2に記載のリチウム電池では、外部への電解液の液漏れや、電極活物質表面における抵抗層の形成による電荷移動抵抗の増大といった問題は解消されている。
(a)前記電極活物質層のうち少なくとも一方がリチウムを含む金属酸化物から成り、
(b)前記ガラス電解質が窒素及び/又はリンを含有しており、
(c)前記リチウムを含む金属酸化物から成る電極活物質層とガラス電解質層との間に、該金属酸化物を構成する金属元素と、ガラス電解質を構成する元素のうち少なくとも窒素又はリンとを含有する中間層が設けられていることを特徴とする。
また、固体電解質のみを電解質として用いた場合、従来の電池のように電解液が外部に漏れる恐れがないため、電池の安全性及び信頼性を高めることができる。
更に、電極活物質から成る層にリチウムイオン伝導性ガラスから成る層を積層し、これを所定の温度で加熱する方法によって中間層を形成することができるため、電池の作製を容易に行うことができる。
なお、充放電時に生じる電極活物質の膨張や収縮に起因するガラス電解質層14の脱落を防止するとともに、ガラス電解質層14と正極活物質層12との界面における電荷移動抵抗を安定化させるため、ガラス電解質層14には、全体的にクラックを形成するのが望ましい。
表1は、中間層13を形成する際の加熱温度と、そのようにして得られた膜(正極活物質層12−ガラス電解質層14間)の電荷移動抵抗の測定結果を示したものである。なお、電荷移動抵抗は交流インピーダンス法により測定した。
このようにして作製した電池の電荷移動抵抗を測定したところ、表1の実施例2〜4と同程度であって、クラックを形成しても電荷移動抵抗の増大は見られなかった。
12…正極活物質層
13…中間層
14…ガラス電解質
15…負極活物質層
16…負極集電体
17…クラック
Claims (7)
- リチウムイオン伝導性ガラス電解質が二の電極活物質層の間に介挿されたリチウム電池において、
(a)前記電極活物質層のうち少なくとも一方がリチウムを含む金属酸化物から成り、
(b)前記ガラス電解質が窒素及び/又はリンを含有しており、
(c)前記リチウムを含む金属酸化物から成る電極活物質層とガラス電解質層との間に、該金属酸化物を構成する金属元素と、ガラス電解質を構成する元素のうち少なくとも窒素又はリンとを含有する中間層が設けられていることを特徴とするリチウム電池。 - 前記リチウムを含む金属酸化物が、LiCoO2, LiMn2O4, LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2, LiMn2-xNixO2(0<x<1), Li4/3Ti5/3O4からなる群から選ばれることを特徴とする請求項1に記載のリチウム電池。
- 前記ガラス電解質が、リチウムを含有するオキシナイトライドガラスから成ることを特徴とする請求項1又は2に記載のリチウム電池。
- 前記オキシナイトライドガラスが、一般式Li3+3z-2yPO4-yNz(0<y<1, 0<z<0.5, 3z-2y>2.5)で表されることを特徴とする請求項3に記載のリチウム電池。
- 前記ガラス電解質層の厚さが、0.1〜20μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のリチウム電池。
- 前記中間層の厚さが、0.1μm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のリチウム電池。
- 前記中間層が、リチウムを含む金属酸化物から成る層上にリチウムイオン伝導性ガラスから成る層を積層し、この積層体を加熱することにより形成されたものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のリチウム電池。
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