JP3041864B2 - 高分子固体電解質リチウム電池 - Google Patents
高分子固体電解質リチウム電池Info
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- solid electrolyte
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高分子固体電解質リチウム電池に関するもの
である。
である。
従来技術とその問題点 従来の高分子固体電解質リチウム電池においては、高
分子固体電解質の伝導度が低いために、最も伝導度が高
くなる時のリチウム塩量を用い、これは添加量を種々に
変えた実験により求めていた。しかしこれでも高率放電
時の電池の放電容量が非常に小さく、問題であった。
分子固体電解質の伝導度が低いために、最も伝導度が高
くなる時のリチウム塩量を用い、これは添加量を種々に
変えた実験により求めていた。しかしこれでも高率放電
時の電池の放電容量が非常に小さく、問題であった。
発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであ
り、高率放電時の放電容量の優れた高分子固体電解質リ
チウム電池を提供することを目的とするものである。
り、高率放電時の放電容量の優れた高分子固体電解質リ
チウム電池を提供することを目的とするものである。
発明の構成 本発明は上記目的を達成するべく、 正極がリチウムイオンをインタ−カレ−ションできる
材料であり、負極がリチウムまたはリチウム合金であ
り、電解質がイオン伝導度を有する有機固体高分子とリ
チウムイオンを含む無機塩からなり、該リチウムイオン
を含む無機塩が交流インピ−ダンス法で測定した最も高
い伝導度にあるリチウムイオン濃度に対し、1/2の濃度
であることを特徴とする高分子固体電解質リチウム電池
である。
材料であり、負極がリチウムまたはリチウム合金であ
り、電解質がイオン伝導度を有する有機固体高分子とリ
チウムイオンを含む無機塩からなり、該リチウムイオン
を含む無機塩が交流インピ−ダンス法で測定した最も高
い伝導度にあるリチウムイオン濃度に対し、1/2の濃度
であることを特徴とする高分子固体電解質リチウム電池
である。
実施例 負極にリチウム箔、正極に二酸化マンガン、高分子固
体電解質にポリエ−テル系のコポリマ−を架橋してネッ
トワ−ク構造とした高分子を用いて電池を構成した。支
持塩にはリチウムパ−クロレイトを添加した。
体電解質にポリエ−テル系のコポリマ−を架橋してネッ
トワ−ク構造とした高分子を用いて電池を構成した。支
持塩にはリチウムパ−クロレイトを添加した。
第２図にリチウムパ−クロレイトの添加量とイオン伝
導度の関係を示した。尚、第１図は後述の第９式と第10
式を図示したものである。
導度の関係を示した。尚、第１図は後述の第９式と第10
式を図示したものである。
第２図からリチウムパ−クロレイトの添加量が９重量
％の時が最も高いイオン伝導度である。リチウムパ−ク
ロレイトの添加量が９重量％（従来品）と4.5重量％
（本発明）の電池を各々作成した。
％の時が最も高いイオン伝導度である。リチウムパ−ク
ロレイトの添加量が９重量％（従来品）と4.5重量％
（本発明）の電池を各々作成した。
各々の電池を放電々流密度100μA/cm2と10μA/cm2の
高率放電試験と低率放電試験を実施した。この結果を第
３図に示した。本発明の電池は高率放電における容量低
下がほとんどない。
高率放電試験と低率放電試験を実施した。この結果を第
３図に示した。本発明の電池は高率放電における容量低
下がほとんどない。
尚、この理由は以下の如くに考察される。
リチウム塩としてリチウムパ−クロレイトを添加した
高分子固体電解質中では、電池を定電流で放電すると、
リチウムイオン、パ−クロレイトイオンは以下のような
移動に関する連立微分方程式に従って移動する。
高分子固体電解質中では、電池を定電流で放電すると、
リチウムイオン、パ−クロレイトイオンは以下のような
移動に関する連立微分方程式に従って移動する。
M ;リチウムイオンの濃度 μM;リチウムイオンの移動度 D ;リチウムイオンの拡散定数 I ;放電電流 X ;パ−クロレイトイオンの濃度 μX;パ−クロレイトイオンの移動度 DX ;パ−クロレイトイオンの拡散定数 S ;高分子固体電解質の断面積 E1 ;両極に発生する電池起電力による電場 E2 ;両イオンの間で電気的中性を保つための電場 e ;素電荷量1.6×10-19クーロン ε；真空の誘電率 L ;高分子固体電解質の厚さ 消去法により未知数を整理すると この微分方程式は解析的には解けないので、巨視的に
はリチウムイオンとパ−クロレイトイオンの濃度はすべ
ての位置で電気的中性を保つために濃度は等しくなって
いると近似して、 として、櫂を求めると、 濃度Ｍをx:0〜１で積分し、最初に添加されたリチウ
ムイオン量Ｍ（０）から積分定数を求めると、 イオンの移動度と拡散定数とは比例するというアイン
シュタインの近似法則により、 μＸ＝ｋ・DX μＭ＝ｋ・Ｄ k;比例定数 これらを代入すると、 （６）式より、負・正極表面のリチウムイオンの濃度
は 電池の放電容量が非常に小さいということは、定常状
態が得られないということであり、（７）式が成立でき
ない、つまり負極表面でのリチウムイオン濃度が高分子
固体電解質中のリチウムイオンを受け入れられるサイト
の濃度より高くなってしまったということである。
はリチウムイオンとパ−クロレイトイオンの濃度はすべ
ての位置で電気的中性を保つために濃度は等しくなって
いると近似して、 として、櫂を求めると、 濃度Ｍをx:0〜１で積分し、最初に添加されたリチウ
ムイオン量Ｍ（０）から積分定数を求めると、 イオンの移動度と拡散定数とは比例するというアイン
シュタインの近似法則により、 μＸ＝ｋ・DX μＭ＝ｋ・Ｄ k;比例定数 これらを代入すると、 （６）式より、負・正極表面のリチウムイオンの濃度
は 電池の放電容量が非常に小さいということは、定常状
態が得られないということであり、（７）式が成立でき
ない、つまり負極表面でのリチウムイオン濃度が高分子
固体電解質中のリチウムイオンを受け入れられるサイト
の濃度より高くなってしまったということである。
交流インピ−ダンス法で測定した時に最も高い伝導度
を与えるリチウムイオン濃度が、高分子固体電解質中の
リチウムイオンを受け入れられるサイトの最大濃度を示
している。この時の濃度をＭ（ｍ）とすると、臨界条件
は（９）式になる。また、正極表面ではリチウムイオン
濃度が０になっても、無論放電は継続できないので、そ
の臨界条件は（10）式になる。
を与えるリチウムイオン濃度が、高分子固体電解質中の
リチウムイオンを受け入れられるサイトの最大濃度を示
している。この時の濃度をＭ（ｍ）とすると、臨界条件
は（９）式になる。また、正極表面ではリチウムイオン
濃度が０になっても、無論放電は継続できないので、そ
の臨界条件は（10）式になる。
（９），（10）式を図示すると第１図の斜線部とな
り、イオン伝導度の面からは、Ｍ（０）は高い方が良い
のであるから、 Ｍ（０）＝Ｍ（ｍ）/2 発明の効果 上述した如く、本発明は高率放電時の放電容量の優れ
た高分子固体電解質リチウム電池を提供することが出来
るので、その工業的価値は極めて大である。
り、イオン伝導度の面からは、Ｍ（０）は高い方が良い
のであるから、 Ｍ（０）＝Ｍ（ｍ）/2 発明の効果 上述した如く、本発明は高率放電時の放電容量の優れ
た高分子固体電解質リチウム電池を提供することが出来
るので、その工業的価値は極めて大である。
第１図は第９式と第10式を図示したもの、第２図はリチ
ウムパ−クロレイトの添加量とイオン伝導度の関係を示
したもの、第３図は本発明の電池と従来品電池の放電特
性比較図である。
ウムパ−クロレイトの添加量とイオン伝導度の関係を示
したもの、第３図は本発明の電池と従来品電池の放電特
性比較図である。
Claims (1)
- 【請求項１】正極がリチウムイオンをインターカレーシ
ョンできる材料であり、負極がリチウムまたはリチウム
合金であり、電解質がイオン伝導度を有する有機固体高
分子とリチウムイオンを含む無機塩からなり、前記電解
質に占める該リチウムイオンを含む無機塩の濃度が、交
流インピーダンス法で前記電解質の伝導度を測定した際
に、最も高い伝導度を示すときの濃度の1/2の濃度であ
ることを特徴とする高分子固体電解質リチウム電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1319608A JP3041864B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 高分子固体電解質リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1319608A JP3041864B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 高分子固体電解質リチウム電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03182056A JPH03182056A (ja) | 1991-08-08 |
| JP3041864B2 true JP3041864B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=18112176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1319608A Expired - Fee Related JP3041864B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 高分子固体電解質リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041864B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102009288B1 (ko) * | 2017-09-18 | 2019-08-09 | 한국정보공학 주식회사 | 낚싯대 받침대 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5424581B2 (ja) | 2008-06-06 | 2014-02-26 | キヤノン株式会社 | 部分測定を合成する形状測定方法 |
-
1989
- 1989-12-08 JP JP1319608A patent/JP3041864B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| KR102009288B1 (ko) * | 2017-09-18 | 2019-08-09 | 한국정보공학 주식회사 | 낚싯대 받침대 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03182056A (ja) | 1991-08-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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