JP2014179534A - キャパシタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体電解質体(3)と、固体電解質体(3)に形成されるとともに、固体電解質体(3)を介して対向して配置された複数の電極(5、7)と、を備えたキャパシタ(1)であって、その固体電解質体(3)は、酸化物系リチウムイオン伝導性固体電解質を母材とし、且つ、母材を構成する元素の一部からなる酸化物粒子を含有する。
【選択図】図1
Description
つまり、近年では、一層大きな容量(静電容量)のキャパシタが求められているが、その対策が十分ではないという問題があった。
(2)本発明は、第2態様として、前記酸化物粒子は、イオン導電性を有さないことを特徴とする。
後述する実験例から明らかなように、酸化物粒子の含有量が、固体電解質体に対して、5〜33体積%である場合には、より容量を大きくすることができる。
(6)本発明は、第6態様として、前記酸化物粒子は、PとAlとを含むことを特徴とする。
以下に、本発明の各構成について説明する。
[実施形態]
a)まず、本実施形態のキャパシタの構成について説明する。
この酸化物粒子の平均粒子径は、1.7μm以下(好ましくは1.1μm以下)の例えば0.8μmである。また、酸化物粒子の含有量は、固体電解質体3に対して、3.7〜41体積%(好ましくは5〜33体積%(更に好ましくは5〜15体積%))の範囲内の例えば5.1体積%である。
<LAGP仮焼粉末作製工程>
炭酸リチウム、γ−アルミナ、酸化ゲルマニウム、リン酸水素2アンモニウムを、LAGPの化学量論組成となるように、所定量秤量し、エチルアルコールと共に、ナイロンポットとジルコニア球石を用いて混合した。
<AlPO4仮焼粉末作製工程>
γ−アルミナ、リン酸水素2アンモニウムを、所定量秤量し、エチルアルコールと共に、ナイロンポットとジルコニア球石を用いて混合した。
<混合粉末の作製工程>
上述した各工程によって得られたLAGPの仮焼粉末とAlPO4の仮焼粉末を、所定の比率となるように秤量し、エチルアルコールと共に、ナイロンポットとジルコニア球石を用いて混合、粉砕し、その後、乾燥して、所定の混合比率の混合粉末を得た。
次に、前記混合粉末を、φ12mmの円筒形状の金型を用い、5MPaの圧力で一軸プレスし、さらに、150MPaの圧力で静水圧プレス(CIP)することにより、円盤状のペレットを得た。
<電極形成工程>
次に、前記固体電解質体3の両主面の表面に、Auスパッタによって、一対の電極5、7することにより、キャパシタ1を完成した。
次に、本発明の効果を確認した実験例について説明する。
本実験例では、上述した実施態様の製造方法によって、下記表1に示すような(焼結体である)固体電解質体の試料(実施例1〜7)を作製し、下記に示すように、材料の特性やキャパシタの特性を調べた。
各試料の固体酸化物体を切断し、その断面を研磨し、SEM画像によってSEM観察を行った。SEM画像では、分散している酸化物粒子の量(体積%)と粒子径とを画像解析によって測定した。その結果を、下記表1に記す。
各試料の固体酸化物体の両面にAuスパッタを行って電極を形成してキャパシタとした後に、交流インピーダンス法によって、各試料のキャパシタのイオン導電率と容量とを測定した。その結果を、下記表1に記す。
直流定電位法によって放電容量を測定した。放電容量の測定は、ADC超高抵抗/微小電流計R8340Aと、アジレント デジタルマルチメータ33410Aを用い、充電時間1時間、充電電圧2[V]、放電時間1時間で測定し、放電容量と試料面積(一方の電極の面積)とから比容量[μF/cm2]を算出した。その結果を、下記表1に記す。
・各実施例1〜7においては、直流容量が1500[μF/cm2]以上と大きく好適である。
尚、本発明は前記実施形態や実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
(3)また、酸化物粒子として、母材よりもイオン導電率が低いものを用いることが考えられる。
3…固体電解質体
5、7…電極
Claims (6)
- 固体電解質体と、
該固体電解質体に形成されるとともに、該固体電解質体を介して対向して配置された複数の電極と、
を備えたキャパシタであって、
前記固体電解質体は、酸化物系リチウムイオン伝導性固体電解質を母材とし、該母材を構成する元素の一部からなる酸化物粒子を含有することを特徴とするキャパシタ。 - 前記酸化物粒子は、イオン導電性を有さないことを特徴とする請求項1に記載のキャパシタ。
- 前記酸化物粒子の含有量が、前記固体電解質体に対して、5〜33体積%であることを特徴とする請求項1又は2に記載のキャパシタ。
- 前記酸化物粒子の平均粒子径が、1.1μm以下であり、且つ、前記酸化物粒子の含有量が、前記固体電解質体に対して、5〜15体積%であることを特徴とする請求項3に記載のキャパシタ。
- 前記母材が、一般式 Li1+xMxM’2-x(PO4)3 (0≦x≦1)で表されるものであり、Mは、Al、Ga、Inの中から選ばれる1種以上の元素であり、M’は、Ti、Zr、Hf、Ge、Snの中から選ばれる1種以上の元素であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のキャパシタ。
- 前記酸化物粒子は、PとAlとを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のキャパシタ。
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