JP2760090B2 - 固体電解質 - Google Patents
固体電解質Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体電池をはじめとする固体電気化学素子に
使用される固体電解質に関する。
使用される固体電解質に関する。
従来の技術 構成材料がすべて固体物質である固体電解質電池は、
一定の大きさが必要な液体電解質を用いる電池に比べ漏
液やガス発生の心配がなく、高い信頼性を期待できる。
また一定の大きさの容器が不要なことから形状も任意に
選べ、小型化、薄型化が極めて容易であり、コンデン
サ、IC、抵抗体等の電子部品と同一のパッケージ内に一
体化できるなど、従来にはない数多くの利点を有してい
る。
一定の大きさが必要な液体電解質を用いる電池に比べ漏
液やガス発生の心配がなく、高い信頼性を期待できる。
また一定の大きさの容器が不要なことから形状も任意に
選べ、小型化、薄型化が極めて容易であり、コンデン
サ、IC、抵抗体等の電子部品と同一のパッケージ内に一
体化できるなど、従来にはない数多くの利点を有してい
る。
このように液体電解質に代わって固体電解質を用い、
素子を固体化する試みが各方面でなされている。例え
ば、固体電解質としてLiイオン伝導性固体電解質を用
い、電極としてLiの可逆性電極を用いた固体二次電池が
その一例である。
素子を固体化する試みが各方面でなされている。例え
ば、固体電解質としてLiイオン伝導性固体電解質を用
い、電極としてLiの可逆性電極を用いた固体二次電池が
その一例である。
固体電解質は、ほとんどの場合粉末状であり、その応
用の際には加圧成形によるペレット状かあるいは蒸着な
どの方法による薄膜として用いられていた。しかしなが
ら、加圧成形したペレットは脆く割れ易いものであり加
工性に難があり、また蒸着による薄膜化は、その製造プ
ロセスが複雑になるといった理由から、固体電解質を用
いた固体電気化学素子は殆ど実用に供されていないのが
現状である。そこで柔軟性に優れ、加工性に富んだ高分
子錯体固体電解質を応用した固体電気化学素子の開発が
行なわれている。特にイオン導電率の高いLiイオン伝導
性高分子錯体固体電解質は、柔軟性が重視される固体電
気化学素子、例えば薄型全固体電池の分野において注目
を集めている。
用の際には加圧成形によるペレット状かあるいは蒸着な
どの方法による薄膜として用いられていた。しかしなが
ら、加圧成形したペレットは脆く割れ易いものであり加
工性に難があり、また蒸着による薄膜化は、その製造プ
ロセスが複雑になるといった理由から、固体電解質を用
いた固体電気化学素子は殆ど実用に供されていないのが
現状である。そこで柔軟性に優れ、加工性に富んだ高分
子錯体固体電解質を応用した固体電気化学素子の開発が
行なわれている。特にイオン導電率の高いLiイオン伝導
性高分子錯体固体電解質は、柔軟性が重視される固体電
気化学素子、例えば薄型全固体電池の分野において注目
を集めている。
このように、固体電解質を用いた固体電気化学素子に
ついては、固体電解質と電極との接合が重要な課題とな
っている。即ち充放電などの電気化学反応に伴う電極の
体積変化等により、固体電解質と電極の接合性が損なわ
れるのである。元来の液体電解質を用いた素子の場合、
電解に体積変化が生じた場合にも電解質が液体であるた
め、接合性が損なわれるようなことがなかったものが、
電解質を固体するたためにこのような問題が生じたもの
である。この点においては固体電解質として柔らかい高
分子錯体固体電解質を用いた固体電気化学素子もこの例
外ではない。
ついては、固体電解質と電極との接合が重要な課題とな
っている。即ち充放電などの電気化学反応に伴う電極の
体積変化等により、固体電解質と電極の接合性が損なわ
れるのである。元来の液体電解質を用いた素子の場合、
電解に体積変化が生じた場合にも電解質が液体であるた
め、接合性が損なわれるようなことがなかったものが、
電解質を固体するたためにこのような問題が生じたもの
である。この点においては固体電解質として柔らかい高
分子錯体固体電解質を用いた固体電気化学素子もこの例
外ではない。
そこで、電極と固体電解質を圧力を加え接合し、場合
によっては加圧状態で素子を作動させるという方法がと
られている。しかし、高分子錯体固体電解質はイオン導
電率が低いという欠点を有しているため、その欠点を補
うため固体電解質を薄膜化し、固体電解質を介して配さ
れる両極間の距離を近づけることが必要となっている。
この場合、固体電解質を薄膜化し圧力を加えるため、接
合する際に電極の固体電解質に接する面の荒さあるいは
電極の端面等の問題により、接合条件によっては両極が
部分的な微少短絡状態になってしまい、特に自己放電特
性が低下するといった問題が生じる。このため電子絶縁
性材料よりなる構造材、例えば有機あるいは無機高分子
材料よりなる織布あるいは不織布さらに粒状の形状を有
する構造材、例えばAl2O3、SiO2等を高分子錯体固体電
解質に加えて正極と負極間のスペーサとして働かせ、微
少短絡を防ぐことが行われている。
によっては加圧状態で素子を作動させるという方法がと
られている。しかし、高分子錯体固体電解質はイオン導
電率が低いという欠点を有しているため、その欠点を補
うため固体電解質を薄膜化し、固体電解質を介して配さ
れる両極間の距離を近づけることが必要となっている。
この場合、固体電解質を薄膜化し圧力を加えるため、接
合する際に電極の固体電解質に接する面の荒さあるいは
電極の端面等の問題により、接合条件によっては両極が
部分的な微少短絡状態になってしまい、特に自己放電特
性が低下するといった問題が生じる。このため電子絶縁
性材料よりなる構造材、例えば有機あるいは無機高分子
材料よりなる織布あるいは不織布さらに粒状の形状を有
する構造材、例えばAl2O3、SiO2等を高分子錯体固体電
解質に加えて正極と負極間のスペーサとして働かせ、微
少短絡を防ぐことが行われている。
発明が解決しようとする課題 このように電子絶縁性材料を高分子錯体固体電解質に
混合した場合、電子絶縁性材料により両極の微少短絡は
防げるものの、イオンの導電経路が妨げられることによ
り、固体電解質としてのイオン導電率が実質的に低下し
てしまう。その結果、素子の内部抵抗が増加し、出力電
流が低下するといった課題を有している。
混合した場合、電子絶縁性材料により両極の微少短絡は
防げるものの、イオンの導電経路が妨げられることによ
り、固体電解質としてのイオン導電率が実質的に低下し
てしまう。その結果、素子の内部抵抗が増加し、出力電
流が低下するといった課題を有している。
本発明は上記問題点に鑑み、特定の固体電解質を用い
ることにより、素子の内部抵抗を増加することなく自己
放電特性の向上をはかることを目的とするものである。
ることにより、素子の内部抵抗を増加することなく自己
放電特性の向上をはかることを目的とするものである。
課題を解決するための手段 Li塩を溶解したポリエチレンオキシド、ポリエチレン
グリコール、ポリプロピレンオキシド、ポリプロピレン
グリコールより選ばれる少なくとも１種の高分子材料に
LiIあるいは高表面積Al2O3を分散させたLiIを溶解する
ことなく析出した状態で分散する。Liイオン伝導性高分
子錯体固体電解質としてはポリエチレンオキシド、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレンオキシド、ポリプ
ロピレングリコーより選ばれる少なくとも１種類の高分
子材料にLi塩を溶解させた固体電解質を用い、Liイオン
伝導性無機固体電解質としてはLiIあるいはAl2O3を分散
させたLiIを用いる。
グリコール、ポリプロピレンオキシド、ポリプロピレン
グリコールより選ばれる少なくとも１種の高分子材料に
LiIあるいは高表面積Al2O3を分散させたLiIを溶解する
ことなく析出した状態で分散する。Liイオン伝導性高分
子錯体固体電解質としてはポリエチレンオキシド、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレンオキシド、ポリプ
ロピレングリコーより選ばれる少なくとも１種類の高分
子材料にLi塩を溶解させた固体電解質を用い、Liイオン
伝導性無機固体電解質としてはLiIあるいはAl2O3を分散
させたLiIを用いる。
作用 Liイオン伝導性無機固体電解質はLiイオン伝導性高分
子錯体固体電解質と比較してそのLiイオン導電率および
電子伝導率がほぼ同程度である。そこで、Li塩を溶解し
たポリエチレンオキシド，ポリエチレングリコール，ポ
リプロピレンオキシド，ポリプロピレングリコールより
選ばれる少なくとも１種の高分子材料に、LiIまたはAl2
O3を分散させたLiIを、溶解することなく析出した状態
で分散することにより、該無機固体電解質が正極と負極
間のスペーサとして働き、その結果、加圧時においても
固体電解質を介して配される両極の微少短絡を防止する
ことが可能で、さらに固体電解質の電子絶縁性を低下さ
せることが無いので、素子の自己放電特性が向上する。
子錯体固体電解質と比較してそのLiイオン導電率および
電子伝導率がほぼ同程度である。そこで、Li塩を溶解し
たポリエチレンオキシド，ポリエチレングリコール，ポ
リプロピレンオキシド，ポリプロピレングリコールより
選ばれる少なくとも１種の高分子材料に、LiIまたはAl2
O3を分散させたLiIを、溶解することなく析出した状態
で分散することにより、該無機固体電解質が正極と負極
間のスペーサとして働き、その結果、加圧時においても
固体電解質を介して配される両極の微少短絡を防止する
ことが可能で、さらに固体電解質の電子絶縁性を低下さ
せることが無いので、素子の自己放電特性が向上する。
しかも、電子絶縁性材料を高分子錯体固体電解質に混
合した場合に比べて、該固体電解質のLiイオン導電率を
保つことができるため、素子の内部抵抗を上げることが
無く出力電流の低下を防ぐことができる。
合した場合に比べて、該固体電解質のLiイオン導電率を
保つことができるため、素子の内部抵抗を上げることが
無く出力電流の低下を防ぐことができる。
以上のように本発明によると両極の微少短絡を防ぎ、
出力電流を低下させることなく自己放電特性に優れた固
体電気化学素子を容易に構成することが可能となる固体
電解質を得ることができる。
出力電流を低下させることなく自己放電特性に優れた固
体電気化学素子を容易に構成することが可能となる固体
電解質を得ることができる。
実施例 以下、固体電気化学素子の例として固体電池を構成し
た実施例を用いて説明を行なうが、本発明による固体電
解質は固体電池のみに応用されるものではなく、その他
の電気化学素子、例えば電気二重層キャパシタ、あるい
はエレクトロクロミックデイスプレイを固体化するなど
の用途にも応用されるものである。
た実施例を用いて説明を行なうが、本発明による固体電
解質は固体電池のみに応用されるものではなく、その他
の電気化学素子、例えば電気二重層キャパシタ、あるい
はエレクトロクロミックデイスプレイを固体化するなど
の用途にも応用されるものである。
（実施例１） 高分子固体電解質を生成する塩としてLiCF3SO3で表わ
されるリチウム塩と、高分子として（CH2−CH2−Ｏ）n
で表わされるポリエチレンオキシド（平均分子量２×10
5、以下PEOと表わす）500gを［LiCF3SO3］／［PEO uni
t］＝0.04の比になるよう混合し、この混合物にアセト
ニトリル800ccを加え乾燥窒素ガス中にて20時間混合し
溶解させ、高分子錯体固体電解質の溶液を得た。
されるリチウム塩と、高分子として（CH2−CH2−Ｏ）n
で表わされるポリエチレンオキシド（平均分子量２×10
5、以下PEOと表わす）500gを［LiCF3SO3］／［PEO uni
t］＝0.04の比になるよう混合し、この混合物にアセト
ニトリル800ccを加え乾燥窒素ガス中にて20時間混合し
溶解させ、高分子錯体固体電解質の溶液を得た。
この溶液にLiイオン伝導性無機固体電解質としてLiI
粉末50gを加え、分散させ充分撹拌してペーストを得
る。これを公知のドクターブレード法により平滑な基板
上に塗布し、60℃で24時間、真空乾燥し溶媒を蒸発させ
固体電解質の薄膜を得た。この固体電解質の厚みはバネ
式の厚みゲージを用いて測定したところ110μｍであっ
た。この固体電解質をＡとする。
粉末50gを加え、分散させ充分撹拌してペーストを得
る。これを公知のドクターブレード法により平滑な基板
上に塗布し、60℃で24時間、真空乾燥し溶媒を蒸発させ
固体電解質の薄膜を得た。この固体電解質の厚みはバネ
式の厚みゲージを用いて測定したところ110μｍであっ
た。この固体電解質をＡとする。
第１の比較例としてLiI粉末を加えていない固体電解
質を同様な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発
させ、厚さ110μｍの固体電解質を得た。この固体電解
質をＢとする。
質を同様な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発
させ、厚さ110μｍの固体電解質を得た。この固体電解
質をＢとする。
第２の比較例としてLiI粉末の代わりに電子絶縁性材
料としてAl2O3粉末50gを加えた固体電解質を同様な方法
で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ、厚さ110
μｍの固体電解質の薄膜を得た。この固体電解質をＣと
する。
料としてAl2O3粉末50gを加えた固体電解質を同様な方法
で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ、厚さ110
μｍの固体電解質の薄膜を得た。この固体電解質をＣと
する。
このようにして得られた固体電解質を用いた固体リチ
ウム二次電池の正極としては、厚さ50μｍのチタン箔と
硫黄を石英管中に真空封入し加熱し、表面を二硫化チタ
ンとしたものを用いた。また負極としては、厚さ30μｍ
のステンレス箔上に真空蒸着された金属リチウム薄膜を
用いた。次いで、正極、固体電解質ＡとＢおよびＣ、負
極を各々10cm×10cmに切断し、平板プレスによって3ton
/cm2で加圧接合した。
ウム二次電池の正極としては、厚さ50μｍのチタン箔と
硫黄を石英管中に真空封入し加熱し、表面を二硫化チタ
ンとしたものを用いた。また負極としては、厚さ30μｍ
のステンレス箔上に真空蒸着された金属リチウム薄膜を
用いた。次いで、正極、固体電解質ＡとＢおよびＣ、負
極を各々10cm×10cmに切断し、平板プレスによって3ton
/cm2で加圧接合した。
以上の方法で圧接したものを、裁断機により1cm×1cm
の大きさに切断し固体電池を得た。ここで固体電解質Ａ
を用いた固体電池をＡ、固体電解質Ｂを用いた固体電池
をＢ、固体電解質Ｃを用いた固体電池をＣとする。
の大きさに切断し固体電池を得た。ここで固体電解質Ａ
を用いた固体電池をＡ、固体電解質Ｂを用いた固体電池
をＢ、固体電解質Ｃを用いた固体電池をＣとする。
本実施例における固体電池Ａの構成断面図を第１図に
示した。図中、１はLiイオン伝導性高分子錯体固体電解
質、２はLiイオン伝導性無機固体電解質、３は負極Li、
４は正極二硫化チタン、５は負極集電体としてのステン
レス箔、６は正極集電体としてのチタン箔、７は負極リ
ード、８は正極リード、９は樹脂パッケージである。
示した。図中、１はLiイオン伝導性高分子錯体固体電解
質、２はLiイオン伝導性無機固体電解質、３は負極Li、
４は正極二硫化チタン、５は負極集電体としてのステン
レス箔、６は正極集電体としてのチタン箔、７は負極リ
ード、８は正極リード、９は樹脂パッケージである。
まず、出力電流について、外部短絡電流を測定した。
測定温度は25℃とした。
測定温度は25℃とした。
固体電池Ａでは80μA/cm2であり、固体電池Ｂでは80
μA/cm2で同等な性能であった。一方、固体電池Ｃでは3
0μA/cm2であった。したがって、出力電流特性について
は固体電池Ａおよび固体電池Ｂが優れていた。
μA/cm2で同等な性能であった。一方、固体電池Ｃでは3
0μA/cm2であった。したがって、出力電流特性について
は固体電池Ａおよび固体電池Ｂが優れていた。
次に、各電池の自己放電特性について調べた。2.2Vま
で充電後60℃で10日間放置し、その間、随時、容量を測
定した。
で充電後60℃で10日間放置し、その間、随時、容量を測
定した。
本実施例におけるそれぞれの固体電池の自己放電特性
を第２図に示した。
を第２図に示した。
第２図の結果より、10日後の容量維持率は、固体電池
Ａの場合には99％であったのに対して固体電池Ｂでは26
％であった。さらに固体電池Ｃでは98％であった。
Ａの場合には99％であったのに対して固体電池Ｂでは26
％であった。さらに固体電池Ｃでは98％であった。
以上、２種類の試験結果から、自己放電特性と出力電
流特性の両方に優れた電池は固体電池Ａであった。
流特性の両方に優れた電池は固体電池Ａであった。
なお、高分子固体電解質として上記のポリエチレンオ
キシド以外にも例えば、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレンオキシド、ポリプロピレングリコールより選
ばれる少なくとも１種類の高分子材料にLi塩を溶解させ
た固体電解質を用いた場合も同様な効果を得られた。
キシド以外にも例えば、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレンオキシド、ポリプロピレングリコールより選
ばれる少なくとも１種類の高分子材料にLi塩を溶解させ
た固体電解質を用いた場合も同様な効果を得られた。
（実施例２） 高分子として（CH2−CH（CH3）−Ｏ）n−Ｈで表わさ
れる平均分子量1000のポリプロピレングリコール500g
（以下PPGと表わす）に、Liイオン伝導性無機固体電解
質としてLiI粉末50gを加え、分散させ充分撹拌する。さ
らに架橋剤としてヘキサメチレン−ジイソシアネートを
加え、これを公知のドクターブレード法により平滑な基
板上に塗布し、50℃で２時間、反応させ、その後60℃で
24時間、真空乾燥してLiIが分散したPPG架橋体を得た。
れる平均分子量1000のポリプロピレングリコール500g
（以下PPGと表わす）に、Liイオン伝導性無機固体電解
質としてLiI粉末50gを加え、分散させ充分撹拌する。さ
らに架橋剤としてヘキサメチレン−ジイソシアネートを
加え、これを公知のドクターブレード法により平滑な基
板上に塗布し、50℃で２時間、反応させ、その後60℃で
24時間、真空乾燥してLiIが分散したPPG架橋体を得た。
以上のようにして得られた架橋体を高分子固体電解質
を生成する塩としてLiClO4で表わされるリチウム塩のア
セトニトリル溶液中に浸漬しその後乾燥し、［LiCl4］
／［PPOunit］＝0.06の比である厚さ110μｍの高分子錯
体固体電解質Ｄを得た。
を生成する塩としてLiClO4で表わされるリチウム塩のア
セトニトリル溶液中に浸漬しその後乾燥し、［LiCl4］
／［PPOunit］＝0.06の比である厚さ110μｍの高分子錯
体固体電解質Ｄを得た。
第１の比較例として、Liイオン伝導性無機固体電解質
としてLiI粉末50gを加えない以外は、上記と同様の方法
で厚さ110μｍの高分子錯体固体電解質Ｅを得た。
としてLiI粉末50gを加えない以外は、上記と同様の方法
で厚さ110μｍの高分子錯体固体電解質Ｅを得た。
第２の比較例としてLiI粉末の代わりに電子絶縁性材
料としてSiO2粉末50gを加えた固体電解質を同様な方法
で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ、厚さ110
μｍの固体電解質の薄膜を得た。この固体電解質をＦと
する。
料としてSiO2粉末50gを加えた固体電解質を同様な方法
で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ、厚さ110
μｍの固体電解質の薄膜を得た。この固体電解質をＦと
する。
このようにして得られた固体電解質Ｄ、ＥおよびＦ、
実施例１において得られた正極、負極を各々10cm×15cm
に切断し、固体電解質Ｄ、ＥおよびＦを介して、実施例
１において得られた正極、負極を配し、ローラープレス
によって加圧接合した。
実施例１において得られた正極、負極を各々10cm×15cm
に切断し、固体電解質Ｄ、ＥおよびＦを介して、実施例
１において得られた正極、負極を配し、ローラープレス
によって加圧接合した。
以上の方法で圧接したものを、裁断機により1cm×1cm
の大きさに切断し固体電池を得た。ここで固体電解質Ｄ
を用いた固体電池をＤ、固体電解質Ｅを用いた固体電池
をＥ、固体電解質Ｆを用いた固体電池をＦとする。
の大きさに切断し固体電池を得た。ここで固体電解質Ｄ
を用いた固体電池をＤ、固体電解質Ｅを用いた固体電池
をＥ、固体電解質Ｆを用いた固体電池をＦとする。
まず、出力電流について、25℃にて、外部短絡電流を
調べたところ、固体電池Ｄでは60μA/cm2であった。一
方、固体電池Ｅでは60μA/cm2で同等であった。一方、
固体電池Ｆでは28μA/cm2であった。したがって、出力
電流特性については固体電池Ｄおよび固体電池Ｅが優れ
ていた。
調べたところ、固体電池Ｄでは60μA/cm2であった。一
方、固体電池Ｅでは60μA/cm2で同等であった。一方、
固体電池Ｆでは28μA/cm2であった。したがって、出力
電流特性については固体電池Ｄおよび固体電池Ｅが優れ
ていた。
次に、各電池の自己放電特性について調べた。2.2Vま
で充電後60℃で10日間放置し、その間、随時、容量を測
定した。
で充電後60℃で10日間放置し、その間、随時、容量を測
定した。
その結果、10日後の容量維持率は、固体電池Ｄの場合
には99％であったのに対して固体電池Ｅでは30％であっ
た。さらに固体電池Ｆでは98％であった。
には99％であったのに対して固体電池Ｅでは30％であっ
た。さらに固体電池Ｆでは98％であった。
以上、２種類の試験結果から、自己放電特性と出力電
流特性の両方に優れた電池は固体電池Ｄであった。
流特性の両方に優れた電池は固体電池Ｄであった。
（実施例３） 高分子として平均分子量2000のPEG500gを用い、これ
にLiイオン伝導性無機固体電解質として、Al2O3を25mol
％分散させたLiIを100g加え、さらに架橋剤として４−
メチル−1,3−フェニレンジイソシアナートを添加し充
分撹拌し、他の方法は実施例１および２と同様にしてLi
I−Al2O3を分散させたPEG架橋体を得た。
にLiイオン伝導性無機固体電解質として、Al2O3を25mol
％分散させたLiIを100g加え、さらに架橋剤として４−
メチル−1,3−フェニレンジイソシアナートを添加し充
分撹拌し、他の方法は実施例１および２と同様にしてLi
I−Al2O3を分散させたPEG架橋体を得た。
このようにして得られたPEG架橋体に、浸漬法によりL
iBF4を［LiBF4］／［PEO unit］＝0.03となるようにド
ープし、LiI−Al2O3が分散した厚さ110μｍのPEG固体電
解質Ｇを得た。
iBF4を［LiBF4］／［PEO unit］＝0.03となるようにド
ープし、LiI−Al2O3が分散した厚さ110μｍのPEG固体電
解質Ｇを得た。
第１の比較例として、LiI−Al2O3を加えないこと以外
は上記と同様の方法で、厚さ110μｍの高分子錯体固体
電解質Ｈを得た。
は上記と同様の方法で、厚さ110μｍの高分子錯体固体
電解質Ｈを得た。
第２の比較例としてLiI−Al2O3粉末の代わりに電子絶
縁性材料としてSiO2粉末50gを加えた固体電解質を同様
な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ、厚
さ110μｍの固体電解質の薄膜を得た。この固体電解質
をＩとする。
縁性材料としてSiO2粉末50gを加えた固体電解質を同様
な方法で、同じく60℃で真空乾燥し溶媒を蒸発させ、厚
さ110μｍの固体電解質の薄膜を得た。この固体電解質
をＩとする。
このようにして得られた固体電解質Ｇ、ＨおよびＩ、
実施例１において得られた正極、負極を各々10cm×10cm
に切断し、固体電解質Ｇ、ＨおよびＩを介して、実施例
１において得られた正極、負極を配し、平板プレスによ
って3ton/cm2で加圧接合した。
実施例１において得られた正極、負極を各々10cm×10cm
に切断し、固体電解質Ｇ、ＨおよびＩを介して、実施例
１において得られた正極、負極を配し、平板プレスによ
って3ton/cm2で加圧接合した。
以上の方法で圧接したものを、裁断機により1cm×1.5
cmの大きさに切断し固体電池を得た。ここで固体電解質
Ｇを用いた固体電池をＧ、固体電解質Ｈを用いた固体電
池をＨ、固体電解質Ｉを用いた固体電池をＩとする。
cmの大きさに切断し固体電池を得た。ここで固体電解質
Ｇを用いた固体電池をＧ、固体電解質Ｈを用いた固体電
池をＨ、固体電解質Ｉを用いた固体電池をＩとする。
まず、出力電流について、25℃にて、外部短絡電流を
測定した。その結果、固体電池Ｇでは72μA/cm2であ
り、一方、固体電池Ｈでは74μA/cm2でほぼ同等であっ
た。一方、固体電池Ｉでは20μA/cm2であった。したが
って、出力電流特性については固体電池Ｇおよび固定電
池Ｈが優れていた。
測定した。その結果、固体電池Ｇでは72μA/cm2であ
り、一方、固体電池Ｈでは74μA/cm2でほぼ同等であっ
た。一方、固体電池Ｉでは20μA/cm2であった。したが
って、出力電流特性については固体電池Ｇおよび固定電
池Ｈが優れていた。
次に、各電池の自己放電特性について調べた。
2.2Vまで充電後60℃で10日間放置し、その間、随時、
容量を測定した。
容量を測定した。
その結果、10日後の容量維持率は、固体電池Ｇの場合
には100％であったのに対して固体電池Ｈでは35％であ
った。さらに固体電池Ｉでは98％であった。
には100％であったのに対して固体電池Ｈでは35％であ
った。さらに固体電池Ｉでは98％であった。
以上、２種類の試験結果から、自己放電特性と出力電
流特性の両方に優れた電池は固体電池Ｇであった。
流特性の両方に優れた電池は固体電池Ｇであった。
発明の効果 本発明によると、加圧時においても固体電解質を介し
て配される両極の微少短絡を防止することが可能とな
り、さらに素子の出力電流を低下させることなく、自己
放電特性の優れた固体電気化学素子を容易に構成するこ
とができる。
て配される両極の微少短絡を防止することが可能とな
り、さらに素子の出力電流を低下させることなく、自己
放電特性の優れた固体電気化学素子を容易に構成するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例における固体電解質を構成要
素とする電池の断面構成図、第２図は同実施例と比較例
における自己放電特性図である。 １……高分子固体電解質、２……無機固体電解質、３…
…負極、４……正極。
素とする電池の断面構成図、第２図は同実施例と比較例
における自己放電特性図である。 １……高分子固体電解質、２……無機固体電解質、３…
…負極、４……正極。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01B 1/06 H01B 1/12 H01M 10/40 H01M 6/18
Claims (1)
- 【請求項１】Li塩を溶解したポリエチレンオキシド，ポ
リエチレングリコール，ポリプロピレンオキシド，ポリ
プロピレングリコールより選ばれる少なくとも１種の高
分子材料に、LiIまたはAl2O3を分散させたLiIを、溶解
することなく析出した状態で分散したことを特徴とする
固体電解質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1266434A JP2760090B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 固体電解質 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1266434A JP2760090B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 固体電解質 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129603A JPH03129603A (ja) | 1991-06-03 |
| JP2760090B2 true JP2760090B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=17430882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1266434A Expired - Fee Related JP2760090B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 固体電解質 |
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| JP (1) | JP2760090B2 (ja) |
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| WO2016071798A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 二次電池、およびその作製方法 |
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| JPS62254303A (ja) * | 1986-04-26 | 1987-11-06 | 日立マクセル株式会社 | リチウムイオン伝導性ポリマ−電解質 |
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| JPH01107474A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Hitachi Maxell Ltd | リチウムイオン伝導性ポリマー電解質 |
| JPH01107469A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Hitachi Maxell Ltd | リチウムイオン伝導性ポリマー電解質 |
| JPH01169807A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Ube Ind Ltd | 高分子固体電解質 |
-
1989
- 1989-10-13 JP JP1266434A patent/JP2760090B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH03129603A (ja) | 1991-06-03 |
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