JP2022118454A - フッ化物イオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】酸素濃度が２ｐｐｍを超える環境下であっても高い充放電効率が得られるフッ化物イオン二次電池を提供すること。【解決手段】正極材層と、負極材層と、正極材層と負極材層の間に配置される固体電解質層と、正極材層、負極材層及び固体電解質層を収容して密封する外装体と、を備えるフッ化物イオン二次電池であって、外装体内の密封空間は、Ａｒ雰囲気である、フッ化物イオン二次電池である。外装体内の密封空間における酸素濃度は、７．３ｐｐｍ以下であってよい。【選択図】図６
Description
本発明は、フッ化物イオン二次電池に関する。
従来、フッ化物イオンをキャリアとしたフッ化物イオン二次電池が提案されている。フッ化物イオン二次電池は、リチウムイオン二次電池を上回る電池特性が期待されており、近年、種々の検討が進められている。
例えば、正極と、少なくともＬａを含む金属及び少なくともＬａを含むフッ化物のうち少なくとも一方を含む負極と、フッ化物イオンを伝導するイオン伝導媒体と、前記正極、前記負極及び前記イオン伝導媒体を密閉して収容する収容部と、を備えたフッ化物イオン二次電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１のような従来のフッ化物イオン二次電池は、充放電におけるフッ化及び脱フッ化反応の過程で電極活物質が酸素により酸化されて失活する。そのため、従来のフッ化物イオン二次電池は、収容部の内部における酸素濃度が２ｐｐｍ以下でなければ動作せず、充放電サイクル３回で充放電効率が半減し、サイクル劣化が著しいものであった。従って、酸素濃度が２ｐｐｍを超える環境下であっても高い充放電効率が得られるフッ化物イオン二次電池の開発が望まれる。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、酸素濃度が２ｐｐｍを超える環境下であっても高い充放電効率が得られるフッ化物イオン二次電池を提供することを目的とする。
（１） 本発明は、正極材層と、負極材層と、前記正極材層と前記負極材層の間に配置される固体電解質層と、前記正極材層、前記負極材層及び前記固体電解質層を収容して密封する外装体と、を備えるフッ化物イオン二次電池であって、前記外装体内の密封空間は、Ａｒ雰囲気である、フッ化物イオン二次電池を提供する。
（２） （１）のフッ化物イオン二次電池において、前記外装体内の密封空間における酸素濃度は、７．３ｐｐｍ以下であってよい。
（３） （１）のフッ化物イオン二次電池において、前記正極材層は、Ａｇを含み、前記負極材層は、ＣｅＦ３とＰｂＦ２のうち少なくとも一方を含み、前記固体電解質層は、ＬａＦ３を含んでよい。
本発明によれば、酸素濃度が２ｐｐｍを超える環境下であっても高い充放電効率が得られるフッ化物イオン二次電池を提供できる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、第１実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１の構成を模式的に示す図である。図１に示されるように、本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１は、正極材層１１と、負極材層１３と、正極材層１１と負極材層１３の間に配置される固体電解質層１５と、これら正極材層１１、負極材層１３及び固体電解質層１５を収容して密封する外装体１０と、を備える。
外装体１０としては、正極材層１１、負極材層１３及び固体電解質層１５を収容して密封できるものであればよく、特に制限されない。例えば、ラミネートフィルムの他、収容部及び蓋部からなるコインセル外装体等を用いることができる。また、例えば株式会社イーシーフロンティア製のセルを外装体１０として用いることもできる。なお、図１では、外装体１０として、コインセル外装体を用いた例を示している。
本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１は、外装体１０内の密封空間がＡｒ雰囲気である点に特徴を有する。即ち、外装体１０の内部には、Ａｒガスが充填されている。なお、外装体１０の内部を真空排気する必要は無く、従来のフッ化物イオン二次電池と比べて、外装体１０の内部の酸素濃度は高くてもよい。
具体的に、外装体１０内の密封空間における酸素濃度は、７．３ｐｐｍ以下であることが好ましい。上述した通り、従来のフッ化物イオン二次電池は、セルの内部における酸素濃度が２ｐｐｍ以下でなければ動作せず、充放電サイクル３回で充放電効率が半減し、サイクル劣化が著しいものであった。これに対して、本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１では、外装体１０内の密封空間がＡｒ雰囲気であるため、密封空間の酸素濃度が７．３ｐｐｍ以下であれば動作し、高い充放電効率が得られる。
正極材層１１は、Ａｇを含んで構成される。好ましくは、Ａｇのみで構成された正極材層１１が用いられる。正極材層１１は、放電時にはフッ化物イオンＦ－を放出し、充電時にはフッ化物イオンＦ－を吸蔵する。このＡｇからなる正極材層１１は、室温にて過電圧が少ない特徴を有する。Ａｇからなる正極材層１１は、例えば後述するようにスパッタリングにより形成される。
正極材層１１の膜厚は、１０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満であることが好ましい。正極材層１１の膜厚が１０ｎｍ未満であると、粒子や島状の状態で成膜できないか、成膜できたとしても反応ムラの原因となるため、好ましくない。また、正極材層１１の膜厚が１２０ｎｍを超えると、過電圧が大きくなり充放電効率が低下するため、好ましくない。正極材層１１のより好ましい膜厚は、１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。図１では、正極材層１１の膜厚が６０ｎｍの例を示している。
負極材層１３は、ＣｅＦ３とＰｂＦ２のうち少なくとも一方を含んで構成される。好ましくは、ＣｅＦ３を含んで構成される負極材層１３が用いられる。負極材層１３は、放電時にはフッ化物イオンＦ－を吸蔵し、充電時にはフッ化物イオンＦ－を放出する。このＣｅＦ３とＰｂＦ２のうち少なくとも一方からなる負極材層１３は、室温にて過電圧が少ない特徴を有する。ＣｅＦ３とＰｂＦ２のうち少なくとも一方を含む負極材層１３は、例えば後述するようにスパッタリングにより形成される。
負極材層１３の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ未満であることが好ましい。負極材層１３の膜厚が１０ｎｍ未満であると、粒子や島状の状態で成膜できないか、成膜できたとしても反応ムラの原因となるため、好ましくない。また、負極材層１３の膜厚が２００ｎｍを超えると、過電圧が大きくなり充放電効率が低下するため、好ましくない。負極材層１３のより好ましい膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。図１では、負極材層１３の膜厚が１００ｎｍの例を示している。
なお、負極材層１３は、例えばフッ化物イオン伝導性フッ化物からなる固体電解質や、導電助剤をさらに含んでもよい。また、負極材層１３は、本実施形態の効果を阻害しない範囲において、バインダ等の他成分を含んでもよい。
フッ化物イオン伝導性フッ化物としては、フッ化物イオン伝導性を有するフッ化物であればよく、例えば、ＣｅＢａＦｘやＢａＬａＦｙ等のフッ化物イオン伝導性フッ化物が例示される。これらフッ化物イオン伝導性フッ化物を含むことにより、フッ化物イオン伝導性が向上する。
導電助剤としては、電子伝導性を有するものであればよく、例えば、カーボンブラック等が用いられる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が例示される。これら導電助剤を含むことにより、電子伝導性が向上する。
固体電解質層１５は、ＬａＦ３を含んで構成される。ＬａＦ３からなる固体電解質層１５は、優れたフッ化物イオンＦ－伝導性を有する。ＬａＦ３からなる固体電解質層１５としては、市販のＬａＦ３基板を用いることができる。また、固体電解質層１５の膜厚は、特に制限されないが、例えば０．１ｍｍ～０．５ｍｍであることが好ましい。図１では、固体電解質層１５の膜厚が０．５ｍｍの例を示している。
また、本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１は、正極材層１１の外側に配置される正極集電体層１２を備えることが好ましい。正極集電体層１２は、電子伝導性を有するものであればよく、制限されない。例えば、カーボンからなる正極集電体層１２が好ましく用いられる。正極集電体層１２の膜厚は特に制限されず、図１では、正極集電体層１２の膜厚が３０ｎｍの例を示している。
また、本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１は、負極材層１３の外側に配置される負極集電体層１４を備えることが好ましい。負極集電体層１４は、電子伝導性を有するものであればよく、制限されない。例えば、負極材層１３がＣｅＦ３を含む場合には、カーボンからなる負極集電体層１４が好ましく用いられる。これに対して、負極材層がＰｂＦ２を含む場合には、Ｐｂ箔からなる負極集電体層が好ましく用いられる。負極集電体層１４の膜厚は特に制限されず、図１では、負極集電体層１４の膜厚が３０ｎｍの例を示している。
本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１は、形状や大きさについては特に制限されない。図１では、円柱状のコインセル外装体の例を示しており、正極材層１１、正極集電体層１２、負極材層１３及び負極集電体層１４の径がφ８ｍｍであり、固体電解質層１５の径がφ１０ｍｍである。このように固体電解質層１５の径を大きくすることにより、正極と負極の短絡が抑制される。
次に、本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池の製造方法について、図２を参照して詳しく説明する。
図２は、本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池の製造方法の一例を示す図である。図２に示されるように、先ず、大気非暴露下（例えば、露点８０℃以下で酸素濃度１ｐｐｍ以下の環境下）にて、固体電解質層１５としてのＬａＦ３基板を所定の冶具（不図示）にセットする。この作業は、例えば、上記環境に設定された株式会社ＵＮＩＣＯ製のグローブボックス内で行うことができる。
なお、ＬａＦ３基板としては、例えばピアーオプティクス株式会社製等の市販のＬａＦ３基板を用いることができる。ＬａＦ３基板の大きさは特に制限されないが、例えばφ１０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのＬａＦ３基板を用いることができる。また、ＬａＦ３基板は、表面が鏡面仕上げされたものを用いるのが好ましい。
次いで、上記冶具にセットしたＬａＦ３基板を、上記環境下を保ちながら、スパッタ装置のチャンバー内に搬送する。スパッタ装置としては、例えばキャノンアネルバ株式会社製スパッタ装置「ＥＢ１０００」等の市販のスパッタ装置を用いることができる。成膜前のチャンバー内の真空度としては、例えば５×１０－４Ｐａ以下とする。
次いで、上記スパッタ装置を用いたＤＣスパッタを実行することにより、Ａｇからなる正極材層１１を固体電解質層１５としてのＬａＦ３基板の一方の面上に成膜する。成膜後は所定時間休止する。
次いで、成膜された正極材層１１上に、上記スパッタ装置を用いたＤＣスパッタを実行することにより、カーボンからなる正極集電体層１２を成膜する。
次いで、一方の面上に正極材層１１及び正極集電体層１２がこの順に形成された、固体電解質層１５としてのＬａＦ３基板を、上記環境下を保ちながら、スパッタ装置のチャンバー内から上記グローブボックス内に搬送する。搬送後、ＬａＦ３基板を上記冶具から取り外して裏返し、他方の面を表側に向けた状態で再び上記冶具にセットする。
次いで、裏返して上記冶具に再度セットしたＬａＦ３基板を、上記環境下を保ちながら、スパッタ装置のチャンバー内に搬送する。搬送後、上記スパッタ装置を用いたＲＦスパッタを実行することにより、ＣｅＦ３からなる負極材層１３を固体電解質層１５としてのＬａＦ３基板の他方の面上に成膜する。ＰｂＦ２からなる負極材層を成膜する場合にも、同様の操作により可能である。
次いで、成膜された負極材層１３上に、上記スパッタ装置を用いたＤＣスパッタを実行することにより、カーボンからなる負極集電体層１４を成膜する。Ｐｂ箔からなる正極集電体層を成膜する場合にも、同様の操作により可能である。
次いで、他方の面上に負極材層１３及び負極集電体層１４がこの順に形成された固体電解質層１５としてのＬａＦ３基板を、上記環境下を保ちながら、スパッタ装置のチャンバー内から上記グローブボックス内に搬送する。搬送後、コインセルやラミネートセル等の外装体１０の取り付け、組み立て工程を経た後、外装体１０内の密封空間にＡｒガスを導入することにより、本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１を得る。
なお、各層の成膜は、事前に各成膜レートを検証し、その成膜レートからスパッタ時間を調整することにより、膜厚を制御可能である。具体的には、例えば石英板上の一部にカプトンテープ等のマスキングテープを貼り付けた状態で、ある条件で各スパッタ成膜を実施した後、マスキングテープを剥がし、マスキングテープでマスキングされていた部分とマスキングされていなかった部分の段差（膜厚）を段差計により測定する。そして、各スパッタ成膜の条件を変化させて測定した結果から、検量線を作成することにより成膜レートを求める。これにより、各成膜の厚みを所望の膜厚に制御可能である。
次に、本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１のセル容量について説明する。
本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１の例として、図１に示すように、Ａｇからなる正極材層１１の膜厚を６０ｎｍとし、ＣｅＦ３からなる負極材層１３の膜厚を１００ｎｍとした場合、正極ハーフセル及び負極ハーフセルの容量は、それぞれ以下の通りである。
本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１の例として、図１に示すように、Ａｇからなる正極材層１１の膜厚を６０ｎｍとし、ＣｅＦ３からなる負極材層１３の膜厚を１００ｎｍとした場合、正極ハーフセル及び負極ハーフセルの容量は、それぞれ以下の通りである。
［正極ハーフセル］
理論容量：２４８ｍＡｈ／ｇ
密度：１０．４９ｇ／ｃｍ３
膜厚：６０ｎｍ
電極面積：０．５ｃｍ２
電池容量：７．８４μＡｈ
理論容量：２４８ｍＡｈ／ｇ
密度：１０．４９ｇ／ｃｍ３
膜厚：６０ｎｍ
電極面積：０．５ｃｍ２
電池容量：７．８４μＡｈ
［負極ハーフセル］
理論容量：４０８ｍＡｈ／ｇ
密度：６．７７ｇ／ｃｍ３
膜厚：１００ｎｍ
電極面積：０．５ｃｍ２
電池容量：１２．８μＡｈ
理論容量：４０８ｍＡｈ／ｇ
密度：６．７７ｇ／ｃｍ３
膜厚：１００ｎｍ
電極面積：０．５ｃｍ２
電池容量：１２．８μＡｈ
本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１では、上記のように正極の方が理論容量は小さいため、正極の理論容量によりセル容量が決定される。即ち、上述の本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１のセル容量は、正極の容量７．８４μＡｈとなり、Ｎ／Ｐ比は１２．８／７．８４＝１．６３である。
以上の構成を備える本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１は、正極材層１１と、負極材層１３と、正極材層１１と負極材層１３の間に配置される固体電解質層１５と、これら正極材層１１、負極材層１３及び固体電解質層１５を収容して密封する外装体１０と、を備える構成とした。また、外装体１０内の密封空間をＡｒ雰囲気とした。
これにより、外装体１０内の密封空間がＡｒ雰囲気であるため、充放電におけるフッ化及び脱フッ化反応の過程で電極活物質が酸素により酸化されて失活するのを抑制できる。従って、本実施形態によれば、密封空間の酸素濃度が高くても電池として動作し、高い充放電効率を得ることができる。具体的には、外装体１０内の密封空間における酸素濃度が７．３ｐｐｍ以下であっても、電池として動作し、高い充放電効率を得ることができる。
本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１は、正極材層１１と、負極材層１３と、正極材層１１と負極材層１３の間に配置される固体電解質層１５と、これら正極材層１１、負極材層１３及び固体電解質層１５を収容して密封する外装体１０と、を備える構成とした。また、外装体１０内の密封空間をＡｒ雰囲気とした。
これにより、外装体１０内の密封空間がＡｒ雰囲気であるため、充放電におけるフッ化及び脱フッ化反応の過程で電極活物質が酸素により酸化されて失活するのを抑制できる。従って、本実施形態によれば、密封空間の酸素濃度が高くても電池として動作し、高い充放電効率を得ることができる。具体的には、外装体１０内の密封空間における酸素濃度が７．３ｐｐｍ以下であっても、電池として動作し、高い充放電効率を得ることができる。
また本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１は、Ａｇを含む正極材層１１と、ＣｅＦ３とＰｂＦ２のうち少なくとも一方を含む負極材層１３と、正極材層１１と負極材層１３の間に配置されるＬａＦ３を含む固体電解質層１５と、を備える構成とした。即ち、本実施形態に係るフッ化物イオン二次電池１は、ハーフセルでの充放電試験及び間欠充放電試験により、室温で動作させた場合であっても過電圧の少ない材料を選定して構成されたものである。そのため、室温で動作させた場合であっても、大きな過電圧が生じることを回避できるため、充放電サイクル劣化を抑制でき、高い充放電効率が得られる。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
実施例１として、図１に示した第１実施形態に係るフッ化物イオン二次電池を、上述の製造方法に従って作製した。なお、実施例１では、コインセル外装体内の密封空間を真空排気した後に、Ａｒガスを充填させた。即ち、実施例１のコインセル外装体内の密封空間における酸素濃度は２ｐｐｍ以下とした。作製した実施例１に係るフッ化物イオン二次電池について、以下の条件で定電流（ＣＣ）充放電試験を実施した。
実施例１として、図１に示した第１実施形態に係るフッ化物イオン二次電池を、上述の製造方法に従って作製した。なお、実施例１では、コインセル外装体内の密封空間を真空排気した後に、Ａｒガスを充填させた。即ち、実施例１のコインセル外装体内の密封空間における酸素濃度は２ｐｐｍ以下とした。作製した実施例１に係るフッ化物イオン二次電池について、以下の条件で定電流（ＣＣ）充放電試験を実施した。
ＣＣ充放電試験は、室温２５℃の真空下（１×１０－４Ｐａ以下）で実施した。実施例１に係るフッ化物イオン二次電池では、ＣｅＦ３からなる負極よりも理論容量が小さいＡｇからなる正極の理論容量２４８ｍＡｈ／ｇによりセル容量が決定されるため、電流負荷は、Ａｇからなる正極の理論容量２４８ｍＡｈ／ｇの１／２０Ｃに相当する４００ｎＡとした。実施例１のセル面積は約０．５ｃｍ２のため、この電流負荷は単位面積あたり約０．８μＡ／ｃｍ２に相当する。また、カットオフ条件は、カットオフ電圧１．０～４．２Ｖ、又は、カットオフ時間２０時間とした。なお、充放電の各切り替え時には、１０分間、休止させた。
充放電試験手順としては、初回の１０サイクルについてはレート試験を実施した。具体的に、１～３サイクルでは１／２０Ｃ、４～５サイクルでは１／１０Ｃ、６～７サイクルでは１Ｃ、８～９サイクルでは２Ｃと、徐々により早いレートに上げた。レート試験後、レート１Ｃで継続して１００サイクルの充放電試験を実施した。なお、途中、レートを１／２０Ｃにして充放電容量の確認を行った。充放電試験結果を、図３～図５に示した。
図３は、実施例１に係るフッ化物イオン二次電池の充放電曲線を示す図である。図４は、実施例１に係るフッ化物イオン二次電池のサイクル数の平方根と容量との関係を示す図である。図５は、実施例１に係るフッ化物イオン二次電池のサイクル数の平方根と充放電効率との関係を示す図である。ここで、図３は、初回１０サイクルのレート試験により得られた充放電曲線を示している。また、図４及び図５は、レート試験に加えて、レート試験後の１００サイクルの充放電試験により得られた充放電容量と充放電効率を示している。
図３～図５に示されるように、実施例１に係るフッ化物イオン二次電池によれば、室温で電池として動作することが確認された。また、室温において、初期の充放電効率が９０％であり、０．０５Ｃの放電容量に対する２Ｃの放電容量は７７％を維持しており、優れたレート特性を有することが分かった。さらには、室温において、１Ｃ充放電サイクル時の充放電効率が９９％であり、１００サイクル充放電後の容量維持率が５０％であることが分かった。以上の結果から、実施例１に係るフッ化物イオン二次電池によれば、室温で高い充放電効率が得られることが確認された。
［実施例２］
実施例２として、図１に示した第１実施形態に係るフッ化物イオン二次電池を、上述の製造方法に従って作製した。なお、実施例２では真空排気はせずに、コインセル外装体内の密封空間にＡｒガスを充填させた。作製した実施例２に係るフッ化物イオン二次電池について、上述した実施例１と同様の条件で定電流（ＣＣ）充放電試験を実施した。
実施例２として、図１に示した第１実施形態に係るフッ化物イオン二次電池を、上述の製造方法に従って作製した。なお、実施例２では真空排気はせずに、コインセル外装体内の密封空間にＡｒガスを充填させた。作製した実施例２に係るフッ化物イオン二次電池について、上述した実施例１と同様の条件で定電流（ＣＣ）充放電試験を実施した。
図６は、実施例１及び実施例２に係るフッ化物イオン二次電池の充放電曲線を示す図である。図６に示されるように、実施例２に係るフッ化物イオン二次電池は、真空引きしていないにも関わらず、実施例１と同様に外装体内の密封空間がＡｒ雰囲気であるため、電池として動作することが確認された。
なお、実施例２に係るフッ化物イオン二次電池を用いて、経時における実施例２のコインセル外装体内の酸素濃度を調べた。具体的には、実施例２に係るコインセル型のフッ化物イオン二次電池を作製後、大気中に放置し、２日後と３日後でコインセル内への酸素の漏れ込み量を調べた。酸素の漏れ込み量の測定は、以下の測定条件に従って行った。
（測定条件）
測定装置：ＴＰＤ－ＭＳ装置
密閉容器：パッケージ分析用特殊密閉容器
ＧＣ／ＭＳ装置：島津製作所製ＧＣ／ＭＳ装置「ＱＰ２０１０Ｐｌｕｓ（１０）」
測定モード：測定開始５分後に密閉容器内で試料を破壊し、放出された気体についてＴＰＤ－ＭＳ分析を実施
破壊温度：室温
ＭＳ感度：０．９５ｋＶ
質量数範囲：ｍ／ｚ＝１０～３００
雰囲気：Ｈｅ流（５０ｍｌ／ｍｉｎ）
標準物質：Ａｉｒ
データ処理：ＴＲＣ製熱分析処理システム「ＴＨＡＤＡＰ－ＴＧＧＣ／ＭＳ」
測定装置：ＴＰＤ－ＭＳ装置
密閉容器：パッケージ分析用特殊密閉容器
ＧＣ／ＭＳ装置：島津製作所製ＧＣ／ＭＳ装置「ＱＰ２０１０Ｐｌｕｓ（１０）」
測定モード：測定開始５分後に密閉容器内で試料を破壊し、放出された気体についてＴＰＤ－ＭＳ分析を実施
破壊温度：室温
ＭＳ感度：０．９５ｋＶ
質量数範囲：ｍ／ｚ＝１０～３００
雰囲気：Ｈｅ流（５０ｍｌ／ｍｉｎ）
標準物質：Ａｉｒ
データ処理：ＴＲＣ製熱分析処理システム「ＴＨＡＤＡＰ－ＴＧＧＣ／ＭＳ」
図７は、経時における実施例２のコインセル外装体内の酸素濃度を示す図である。図７において、０日における酸素濃度は、コインセルを組み立てたグローブボックス内の酸素濃度０．５ｐｐｍとした。図７に示されるように、２日後、３日後と経時で酸素濃度が高くなることが分かり、コインセル内への酸素の漏れ込みが確認された。また、これらの結果から、図７に示されるような近似直線が得られることが分かった。
ここで、図８は、実施例２に係るフッ化物イオン二次電池の充放電試験における経過時間と電圧及び電流との関係を示す図である。図８に示されるように、実施例２ではＣＣ充放電（１／２０Ｃ）１サイクル目の３４時間後における初期充放電効率は８０％であり、１サイクルは持ちこたえることが確認された。そのため、３４時間（１．４２日）後の酸素濃度を図７の近似直線から求めると、７．３ｐｐｍであることが確認された。従って、外装体内の密封空間における酸素濃度は、７．３ｐｐｍ以下が好ましいことが確認された。
１ フッ化物イオン二次電池
１０ 外装体
１１ 正極材層
１２ 正極集電体層
１３ 負極材層
１４ 負極集電体層
１５ 固体電解質層
１０ 外装体
１１ 正極材層
１２ 正極集電体層
１３ 負極材層
１４ 負極集電体層
１５ 固体電解質層
Claims (3)
- 正極材層と、負極材層と、前記正極材層と前記負極材層の間に配置される固体電解質層と、前記正極材層、前記負極材層及び前記固体電解質層を収容して密封する外装体と、を備えるフッ化物イオン二次電池であって、
前記外装体内の密封空間は、Ａｒ雰囲気である、フッ化物イオン二次電池。 - 前記外装体内の密封空間における酸素濃度は、７．３ｐｐｍ以下である、請求項１に記載のフッ化物イオン二次電池。
- 前記正極材層は、Ａｇを含み、
前記負極材層は、ＣｅＦ３とＰｂＦ２のうち少なくとも一方を含み、
前記固体電解質層は、ＬａＦ３を含む、請求項１又は２に記載のフッ化物イオン二次電池。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021015006A JP2022118454A (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | フッ化物イオン二次電池 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2021
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2022
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