JP3098248B2 - 電池用イオン伝導体又は電解質 - Google Patents
電池用イオン伝導体又は電解質Info
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- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、粉末状の化学的不活性物質を含有する、電
池用イオン伝導体又は電解質に関する。
池用イオン伝導体又は電解質に関する。
本発明の使用分野は、特に固体又は少なくとも不動化
された電解質を有するLi電池を包含する。
された電解質を有するLi電池を包含する。
［従来の技術］ 古典的二次電池、例えば鉛蓄電池又はアルカリ蓄電池
においては、しばしば、硫酸の水溶液又はアルカリ溶液
は作動安全性の理由からその運動性を制限する（このこ
とは鉛／酸電解質の場合には例えば必要最低量をセパレ
ータ内に固定するか又はゲル化することにより達成され
る）方向に移行して来たが、アルカリ金属アノードを有
する高エネルギー電池は常になお溶剤をベースとする液
状電解質を含有する。極めて頻繁に使用される電解質塩
は１価のアニオン例えばBF4 -,AlCl4 -,PF6 -,AsF6 -,Cl
O4 -,又はCF3SO3 -とのナトリウム塩又はリチウム塩であ
り、これらはポリエチレンカーボネート、アセトニトリ
ル、γ−ブチロラクトン又はメチルテトラヒドロフラン
のような溶剤中に溶解されている。
においては、しばしば、硫酸の水溶液又はアルカリ溶液
は作動安全性の理由からその運動性を制限する（このこ
とは鉛／酸電解質の場合には例えば必要最低量をセパレ
ータ内に固定するか又はゲル化することにより達成され
る）方向に移行して来たが、アルカリ金属アノードを有
する高エネルギー電池は常になお溶剤をベースとする液
状電解質を含有する。極めて頻繁に使用される電解質塩
は１価のアニオン例えばBF4 -,AlCl4 -,PF6 -,AsF6 -,Cl
O4 -,又はCF3SO3 -とのナトリウム塩又はリチウム塩であ
り、これらはポリエチレンカーボネート、アセトニトリ
ル、γ−ブチロラクトン又はメチルテトラヒドロフラン
のような溶剤中に溶解されている。
これらの電解質は、室温で伝導率κ10-3〜10-2S/cmを
有する（D.Linden,Herausg.,“Handbook of Batteries
＆ Fuel Cells",McGraw−Hill,1984）。しかしながら、
特に安全に作動する固体バッテリーの構造は、固体の、
少なくともペースト状の電解質系を必要とする。
有する（D.Linden,Herausg.,“Handbook of Batteries
＆ Fuel Cells",McGraw−Hill,1984）。しかしながら、
特に安全に作動する固体バッテリーの構造は、固体の、
少なくともペースト状の電解質系を必要とする。
しかしながら、従来固体イオン伝導体の最も有望な代
表的物質として開発された、一般的構造タイプ： ポリ［（エチレンオキシド）nM+X-〕］のアルカリ金属
塩のポリーエーテル錯体［例えばR.Huq und G.C.Farrin
gton,Solid State Ionics 28/30,990（1988）参照］
は、RTでκ値10-5S/cmを有するにすぎない、即ちこれら
の値は実地の使用のためには102〜103程低すぎる。
表的物質として開発された、一般的構造タイプ： ポリ［（エチレンオキシド）nM+X-〕］のアルカリ金属
塩のポリーエーテル錯体［例えばR.Huq und G.C.Farrin
gton,Solid State Ionics 28/30,990（1988）参照］
は、RTでκ値10-5S/cmを有するにすぎない、即ちこれら
の値は実地の使用のためには102〜103程低すぎる。
最近の刊行物から公知になったポリマーのイオン伝導
体の多種多様な実施態様も、熱的又は化学的安定性と結
び付き、実地に利用可能な伝導性を有していない［例え
ば、J.L.Bennet et al.Chem.Material １,14（1989）又
はD.Fish et al.,Brit.Polym.J.,20,281（1988）参
照］。例えば、ポリエチレンオキシドは熱的に又は反応
性物質の存在下でジオキサンと別の生成物に分解するこ
とが判明した。
体の多種多様な実施態様も、熱的又は化学的安定性と結
び付き、実地に利用可能な伝導性を有していない［例え
ば、J.L.Bennet et al.Chem.Material １,14（1989）又
はD.Fish et al.,Brit.Polym.J.,20,281（1988）参
照］。例えば、ポリエチレンオキシドは熱的に又は反応
性物質の存在下でジオキサンと別の生成物に分解するこ
とが判明した。
特許文献からは、固体蓄電池のために電解質もしくは
イオン伝導体として適当な固体イオン伝導体を提供する
ことを目的とした多種多様な実験を見出すことができ
る。例えば、米国特許第2933547号明細書及び米国特許
第286116号明細書によれば、Znアノードを有する固体電
池のために電解質として、可動性相としてZn2+イオンを
含有するフェノール樹脂ベースのイオン交換膜が使用さ
れる。米国特許第3186876号明細書及び英国特許第99994
8号明細書によれば、例えばCu/Zn電池において純粋なNa
ゼオライトがイオン伝導性セパレータとしてかつ該セパ
レータの他にNa+イオンに対する部分的交換により製造
されたCu+ゼオライトが陰極電解質として機能する。
イオン伝導体として適当な固体イオン伝導体を提供する
ことを目的とした多種多様な実験を見出すことができ
る。例えば、米国特許第2933547号明細書及び米国特許
第286116号明細書によれば、Znアノードを有する固体電
池のために電解質として、可動性相としてZn2+イオンを
含有するフェノール樹脂ベースのイオン交換膜が使用さ
れる。米国特許第3186876号明細書及び英国特許第99994
8号明細書によれば、例えばCu/Zn電池において純粋なNa
ゼオライトがイオン伝導性セパレータとしてかつ該セパ
レータの他にNa+イオンに対する部分的交換により製造
されたCu+ゼオライトが陰極電解質として機能する。
欧州特許公開第70020号明細書により、固体のプロト
ン伝導体が開示され、該プロトン伝導体は有利には同様
にゼオライトでありかつその伝導能力はプロトン含有カ
チオン（例えばH3O+,NH4 +,N2H5 +）の結晶構造内への導
入に起因し、該構造内ではH+イオン自体は不動性であ
る、それというのも該イオンはヒドロキシル基を形成し
て珪酸骨格の酸素原子に結合されるからである。この場
合には、“塩基性相”（NH3,H2O,アルコール、有機アミ
ン）のゼオライト格子内への付加的な導入がイオン輸送
に有利に働くべきである。この材料では、室温で10-3S/
cmより大きい電池目的のために使用可能なプロトン伝導
率が見出された。
ン伝導体が開示され、該プロトン伝導体は有利には同様
にゼオライトでありかつその伝導能力はプロトン含有カ
チオン（例えばH3O+,NH4 +,N2H5 +）の結晶構造内への導
入に起因し、該構造内ではH+イオン自体は不動性であ
る、それというのも該イオンはヒドロキシル基を形成し
て珪酸骨格の酸素原子に結合されるからである。この場
合には、“塩基性相”（NH3,H2O,アルコール、有機アミ
ン）のゼオライト格子内への付加的な導入がイオン輸送
に有利に働くべきである。この材料では、室温で10-3S/
cmより大きい電池目的のために使用可能なプロトン伝導
率が見出された。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、固体材料に結合されておりかつそれ
により非水性電解質系を有する電池内の電解液の不動化
を可能にするイオン伝導体を提供することであり、この
場合この固体電解質のイオン伝導性はこの種の公知の溶
剤をベースとする液体電解質に比較して実質的な劣化を
示すべきでない。
により非水性電解質系を有する電池内の電解液の不動化
を可能にするイオン伝導体を提供することであり、この
場合この固体電解質のイオン伝導性はこの種の公知の溶
剤をベースとする液体電解質に比較して実質的な劣化を
示すべきでない。
［課題を解決するための手段］ この課題は、粉末状の化学的不活性固体を含有する電
池用イオン伝導体又は電解質において、粉末状の、不活
性かつ電子非伝導性固体と、金属塩を含有する中性溶剤
との粉末又はペースト状混合物からなり、かつ非プロト
ン伝導性であり、その際混合物中の固体それぞれ1g当た
り１〜10mlが金属塩溶液であり、該塩溶液の金属塩の濃
度は0.5〜２モルであり、固体は、自由運動性電解質相
を完全に吸収することができる程高い吸着能力を有し、
但しその際過剰の自由運動性電解質は許容することがで
き、かつ、伝導度が室温で少なくとも10-3S/cmであるこ
とを特徴とする ［発明の作用］ 従って、新規のイオン伝導体は、最後に挙げたプロト
ン伝導性のゼオライト材料と同様に無機固体を包含する
が、しかしこれとはプロトン伝導体ではないと言う点で
基本的に異なっている。
池用イオン伝導体又は電解質において、粉末状の、不活
性かつ電子非伝導性固体と、金属塩を含有する中性溶剤
との粉末又はペースト状混合物からなり、かつ非プロト
ン伝導性であり、その際混合物中の固体それぞれ1g当た
り１〜10mlが金属塩溶液であり、該塩溶液の金属塩の濃
度は0.5〜２モルであり、固体は、自由運動性電解質相
を完全に吸収することができる程高い吸着能力を有し、
但しその際過剰の自由運動性電解質は許容することがで
き、かつ、伝導度が室温で少なくとも10-3S/cmであるこ
とを特徴とする ［発明の作用］ 従って、新規のイオン伝導体は、最後に挙げたプロト
ン伝導性のゼオライト材料と同様に無機固体を包含する
が、しかしこれとはプロトン伝導体ではないと言う点で
基本的に異なっている。
即ち、粉末状の、更に電子伝導性ではない、化学的に
不活性の固体は、中性溶剤中の金属塩の溶液と混合する
ことによりその都度の液体成分の量に基づき固体又はペ
ースト状の混合生成物を生じ、該生成物は驚異的にもそ
れ自体でもしくは液相内で前記の中性電解質系と同じか
又はそれよりも幾分か高い伝導性を示すことが判明し
た。この場合、特に有利な固体としては、種々の無機酸
素化合物、特にそれらの表面積の大きい形の物質、即ち
SiO2,Al2O3,TiO2,MgO,B2O3,又はこれらの混合物、更にN
a2SO4及びAlPO4のような塩又は同族体化合物が提供され
る。更に、該新規イオン伝導体のリチウム電池における
有利な使用に関しては、さらに金属塩成分としてリチウ
ム塩を選択するのが極めて有利であることが判明した。
即ち、これらのイオン物質に関しては、0.5よりも著し
く大きい輸率t+（Li+）が確認された。この場合には、L
i+イオンは主として電荷を輸送する可動相を形成するた
めであると言える。別の有利な電解質塩はNa塩である。
不活性の固体は、中性溶剤中の金属塩の溶液と混合する
ことによりその都度の液体成分の量に基づき固体又はペ
ースト状の混合生成物を生じ、該生成物は驚異的にもそ
れ自体でもしくは液相内で前記の中性電解質系と同じか
又はそれよりも幾分か高い伝導性を示すことが判明し
た。この場合、特に有利な固体としては、種々の無機酸
素化合物、特にそれらの表面積の大きい形の物質、即ち
SiO2,Al2O3,TiO2,MgO,B2O3,又はこれらの混合物、更にN
a2SO4及びAlPO4のような塩又は同族体化合物が提供され
る。更に、該新規イオン伝導体のリチウム電池における
有利な使用に関しては、さらに金属塩成分としてリチウ
ム塩を選択するのが極めて有利であることが判明した。
即ち、これらのイオン物質に関しては、0.5よりも著し
く大きい輸率t+（Li+）が確認された。この場合には、L
i+イオンは主として電荷を輸送する可動相を形成するた
めであると言える。別の有利な電解質塩はNa塩である。
しかしながら、該新規のイオン伝導体はまた、例えば
Cu（Ｉ）,Ag（Ｉ）,Mg（II）,Ca（II）,Zn（II）,Hg（I
I）,Fe（II）及びAl（III）の別の金属塩と化合して良
好な又は満足な伝導率を示す。従って、負の電極は有利
にはリチウムもしくはリチウム合金又はリチウムを介在
する炭素材料もしくはアルカリ金属又はアルカリ土類金
属からなる。
Cu（Ｉ）,Ag（Ｉ）,Mg（II）,Ca（II）,Zn（II）,Hg（I
I）,Fe（II）及びAl（III）の別の金属塩と化合して良
好な又は満足な伝導率を示す。従って、負の電極は有利
にはリチウムもしくはリチウム合金又はリチウムを介在
する炭素材料もしくはアルカリ金属又はアルカリ土類金
属からなる。
それに対して、金属塩の基礎となるアニオンの選択に
は基準はない、それというのも原則的に、従来液状の中
性電解質塩のために提案された全てのアニオンが適当で
あるからである。これには、BF4 -,AlCl4 -,PF6 -,AsF6 -,C
lO4 -,CF3SO3 -並びにハロゲニドイオンが該当する。前記
塩を本発明に基づき溶解する中性溶剤は、有利には開環
状又は環式エステル（メチルホルメート、プロピレンカ
ーボネート、γ−ブチルラクトン、エチルアセテート）
及び／又は開管状もしくは環式エーテル（ジエチルエー
テル、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラ
ン、1,3−ジオキソラン、ジメトキシエタン）又はアセ
トニトリル、ニトロメタン、ジメチルスルフィット、エ
チレンスルフィット、ジメチルホルムアミド、ジメチル
スルホキシド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリドン又は
これらの混合物である。
は基準はない、それというのも原則的に、従来液状の中
性電解質塩のために提案された全てのアニオンが適当で
あるからである。これには、BF4 -,AlCl4 -,PF6 -,AsF6 -,C
lO4 -,CF3SO3 -並びにハロゲニドイオンが該当する。前記
塩を本発明に基づき溶解する中性溶剤は、有利には開環
状又は環式エステル（メチルホルメート、プロピレンカ
ーボネート、γ−ブチルラクトン、エチルアセテート）
及び／又は開管状もしくは環式エーテル（ジエチルエー
テル、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラ
ン、1,3−ジオキソラン、ジメトキシエタン）又はアセ
トニトリル、ニトロメタン、ジメチルスルフィット、エ
チレンスルフィット、ジメチルホルムアミド、ジメチル
スルホキシド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリドン又は
これらの混合物である。
塩の濃度は、その溶解度がその都度選択された溶剤に
おいて一般に可能であれば、0.5〜２モルの間にあるべ
きである。
おいて一般に可能であれば、0.5〜２モルの間にあるべ
きである。
還元可能なカソードは、リチウムを介在する金属カル
コゲニド又はそのようなものの混合物（特に好適であの
るは、MnOx,CrOx,V2O5,TiS2,CuO,FeS2,Bi2O3,CoSnxOyで
ある）又は導電性ポリマー例えばポリピロール又はポリ
アニリンからなっていてもよい。
コゲニド又はそのようなものの混合物（特に好適であの
るは、MnOx,CrOx,V2O5,TiS2,CuO,FeS2,Bi2O3,CoSnxOyで
ある）又は導電性ポリマー例えばポリピロール又はポリ
アニリンからなっていてもよい。
電解質の伝導性は、室温で少なくとも５×10-4S/cmで
ある。
ある。
固体と電解質溶液とを混合することによる本発明に基
づくイオン伝導体の製造は極めて簡単である。この場
合、混合成分の量はダスト乾燥物からペースト状までの
完成品の所望の稠度に基づき任意の割合で選択すること
ができる。一般に、固体1gにつき電解質溶液１〜10mlで
ある。
づくイオン伝導体の製造は極めて簡単である。この場
合、混合成分の量はダスト乾燥物からペースト状までの
完成品の所望の稠度に基づき任意の割合で選択すること
ができる。一般に、固体1gにつき電解質溶液１〜10mlで
ある。
［実施例］ 以下の実施例に、一層正確な概要を示す。該実施例
で、伝導性の試験を行った試料（表参照）は以下のよう
にしてを製造した。
で、伝導性の試験を行った試料（表参照）は以下のよう
にしてを製造した。
不活性固体ないしは支持体（Ａ）のそれぞれの記載量
は、N2下で数時間高真空で保持し、次いでN2下に貯蔵
し、溶剤及び電解質塩を通常の方法で乾燥させかつ両者
から電解質溶液（Ｂ）を作った。（Ａ）及び（Ｂ）を次
いでN2下に混合した。
は、N2下で数時間高真空で保持し、次いでN2下に貯蔵
し、溶剤及び電解質塩を通常の方法で乾燥させかつ両者
から電解質溶液（Ｂ）を作った。（Ａ）及び（Ｂ）を次
いでN2下に混合した。
伝導率κを測定するために、厚さ0.7mmにプレスした
又はペーストとして直径13mmを有するリング型に充填し
た試料の抵抗を、１つの試料につき4kHzの交流で種々の
温度で数回測定するか又は純粋な電解質抵抗をインピー
ダンス測定により測定した。表に示した全てのκ値は、
κ×10-3S/cmのディメンジョンを有する。
又はペーストとして直径13mmを有するリング型に充填し
た試料の抵抗を、１つの試料につき4kHzの交流で種々の
温度で数回測定するか又は純粋な電解質抵抗をインピー
ダンス測定により測定した。表に示した全てのκ値は、
κ×10-3S/cmのディメンジョンを有する。
表１に記載の市販名称“Aerosil200"及び“Aerosil C
KO84"は、純粋なSiO2及び比4:1のSiO2＋Al2O3を表す。
全ての固体（Ａ）としては、Degussa（Duetsch Gold−u
nd Silber−Schei−denstalt vormals Roessler.Frankf
urt am Main）の製品を使用する。
KO84"は、純粋なSiO2及び比4:1のSiO2＋Al2O3を表す。
全ての固体（Ａ）としては、Degussa（Duetsch Gold−u
nd Silber−Schei−denstalt vormals Roessler.Frankf
urt am Main）の製品を使用する。
一定のκ値を達成するためには、試料は一定の時間、
即ち１〜２週間を必要とすることが判明した。恐らく、
その際定義した境界層又は均一な皮膜が形成される。
即ち１〜２週間を必要とすることが判明した。恐らく、
その際定義した境界層又は均一な皮膜が形成される。
振動性生成物とペースト状生成物との間、即ち稠度に
依存して、伝導性における僅かな差異が生じるにすぎな
い。良好な導電性にとって決定的なことは、全ての粒子
を被覆するまでの、固体の吸収性である。過剰の自由運
動性電解質は許容することができるが、不必要である。
依存して、伝導性における僅かな差異が生じるにすぎな
い。良好な導電性にとって決定的なことは、全ての粒子
を被覆するまでの、固体の吸収性である。過剰の自由運
動性電解質は許容することができるが、不必要である。
本発明によるイオン伝導体はまた繰り返される加熱に
対しても安定である。
対しても安定である。
本発明によるイオン伝導体を製造するための特に好ま
しい若干の固体のイオン伝導体（TiO2,SiO2,Al2O3）の
品質に関する詳細については、以下の第２表に特性デー
タを示す。第１表に列記した試料と同じく市販製品であ
り、これらは全て熱分解で製造される。支持体材料の比
表面積の向上は、κを上昇させる。
しい若干の固体のイオン伝導体（TiO2,SiO2,Al2O3）の
品質に関する詳細については、以下の第２表に特性デー
タを示す。第１表に列記した試料と同じく市販製品であ
り、これらは全て熱分解で製造される。支持体材料の比
表面積の向上は、κを上昇させる。
従って、実験結果は更に、これらのバッテリーが従来
は液体の電解質を使用する際にのみ有していたすぎな
い、固体ないし半固体稠度で室温で＞10-3S/cm、その上
より高温ないし100℃で＞10-2S/cm程度の伝導率κが達
成され、ひいては使用可能な出力データを有する一次及
び二次ソリッド電池の製造を始めて可能にすると、総括
することができる。中性溶剤をベースとする電解質のた
めの担体及び吸着体として役立つ化学的に不活性の無機
固体に基づき、該イオン伝導体は温度安定性の特性を有
しかつ−50℃からほぼ純粋溶剤の沸点までの温度にわた
る温度範囲内で使用可能である。
は液体の電解質を使用する際にのみ有していたすぎな
い、固体ないし半固体稠度で室温で＞10-3S/cm、その上
より高温ないし100℃で＞10-2S/cm程度の伝導率κが達
成され、ひいては使用可能な出力データを有する一次及
び二次ソリッド電池の製造を始めて可能にすると、総括
することができる。中性溶剤をベースとする電解質のた
めの担体及び吸着体として役立つ化学的に不活性の無機
固体に基づき、該イオン伝導体は温度安定性の特性を有
しかつ−50℃からほぼ純粋溶剤の沸点までの温度にわた
る温度範囲内で使用可能である。
［発明の効果］ 本発明による程度の差こそあれペースト状の電解質は
液状の電解質に比較して一連の利点を有する。これらは
容易に製造されかつ加工される（容量的に計量供給可能
である）；更にアノード及びカソードに良好に付着す
る；特に電池の小型化のために好適である、それという
のもこれらは薄層で付加的なセパレータを必要とせずに
使用することができるからである。これらは樹結晶成長
を阻止する一定の機械的強度を有し、それにもかかわら
ず硬質の固体イオン伝導体（Li3N,Li4SiO4）とは異なり
アノード及びカソードでの接触損を伴わずに容量バッチ
の平衡を可能にする。これらはパッキンに侵入する傾向
を有しない、このことは電池のシールを簡単にする。ゲ
ルは揮発性溶剤を結合しかつ電池の乾燥を阻止する。
液状の電解質に比較して一連の利点を有する。これらは
容易に製造されかつ加工される（容量的に計量供給可能
である）；更にアノード及びカソードに良好に付着す
る；特に電池の小型化のために好適である、それという
のもこれらは薄層で付加的なセパレータを必要とせずに
使用することができるからである。これらは樹結晶成長
を阻止する一定の機械的強度を有し、それにもかかわら
ず硬質の固体イオン伝導体（Li3N,Li4SiO4）とは異なり
アノード及びカソードでの接触損を伴わずに容量バッチ
の平衡を可能にする。これらはパッキンに侵入する傾向
を有しない、このことは電池のシールを簡単にする。ゲ
ルは揮発性溶剤を結合しかつ電池の乾燥を阻止する。
本発明による電解質を一次電池並びに二次電池で使用
することの利点は、ボタン電池で実施した実験で明らか
になった。この場合、一次系の例としてはタイプLi/Cu
O,Li/FeS2,及びLi/MnO2を、二次系の例としてはLi/ポリ
ピロール電池を利用した。この目的のために使用した電
解質は、Aerosil200 2.2g及び1M LiClO4/PC15mlから製
造した。比較電池は、慣用のLiClO4/PC液体電解質を含
有していた。試験した一次電池では、本発明による電解
質は、以下の比較数値が示すように、カソード材料の明
らかに改良された容量収率で作用する。これらは１時間
電流に関する。
することの利点は、ボタン電池で実施した実験で明らか
になった。この場合、一次系の例としてはタイプLi/Cu
O,Li/FeS2,及びLi/MnO2を、二次系の例としてはLi/ポリ
ピロール電池を利用した。この目的のために使用した電
解質は、Aerosil200 2.2g及び1M LiClO4/PC15mlから製
造した。比較電池は、慣用のLiClO4/PC液体電解質を含
有していた。試験した一次電池では、本発明による電解
質は、以下の比較数値が示すように、カソード材料の明
らかに改良された容量収率で作用する。これらは１時間
電流に関する。
放電中に、前記一次電池は例外なく固体不含液体電解
質を有する比較電池よりも少なくとも100mV高い電圧レ
ベルを示した。
質を有する比較電池よりも少なくとも100mV高い電圧レ
ベルを示した。
新規の電解質のLi二次電池での使用に関しては、Li/L
i電池における持続サイクル試験で立証されたように、L
i電池の分極傾向が好ましい前提条件である。従って、
本発明によるLi/ピロール電池は慣用のLiClO4/PC電解質
を有する比較電池よりも約20％高い電流収率をもってサ
イクル化することができたと見做すことができる。
i電池における持続サイクル試験で立証されたように、L
i電池の分極傾向が好ましい前提条件である。従って、
本発明によるLi/ピロール電池は慣用のLiClO4/PC電解質
を有する比較電池よりも約20％高い電流収率をもってサ
イクル化することができたと見做すことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−113270（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−113271（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−95084（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 6/18 H01M 6/22 H01B 1/06 C01B 11/06 C01B 25/10
Claims (9)
- 【請求項１】粉末状の化学的不活性固体を含有する電池
用イオン伝導体又は電解質において、粉末状の、不活性
かつ電子非伝導性固体と、金属塩を含有する中性溶剤と
の粉末又はペースト状混合物からなり、かつ非プロトン
伝導性であり、その際混合物中の固体それぞれ1g当たり
１〜10mlが金属塩溶液であり、該塩溶液の金属塩の濃度
は0.5〜２モルであり、固体は、自由運動性電解質相を
完全に吸収することができる程高い吸着能力を有し、但
しその際過剰の自由運動性電解質は許容することがで
き、かつ、伝導度が室温で少なくとも10-3S/cmであるこ
とを特徴とする、電池用イオン伝導体又は電解質。 - 【請求項２】金属塩がLi塩である、請求項１記載のイオ
ン伝導体。 - 【請求項３】金属塩がNa塩である、請求項１記載のイオ
ン伝導体。 - 【請求項４】金属塩のアニオンがBF4 -,AlCl4 -,PF6 -,AsF
6 -,ClO4 -,CF3SO3 -,F-,Cl-,Br-,I-の群から選択される、
請求項１から３までのいずれか１項記載のイオン伝導
体。 - 【請求項５】中性溶剤がプロピレンカーボネート、アセ
トニトリル、γ−ブチロラクトン、ニトロメタン、テト
ラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジメトキ
シエタン、ジオキソラン又はこれらの混合物である、請
求項１から４までのいずれか１項記載のイオン伝導体。 - 【請求項６】不活性かつ電子非伝導性固体がSiO2,Al
2O3,TiO2,MgO,B2O3,AlPO4及びそれらの同族体又はこれ
ら混合物の群から選択される無機酸素化合物からなる、
請求項１から５までのいずれか１項記載のイオン伝導
体。 - 【請求項７】稠度が固体とペースト状との間で混合物中
の電解質塩溶液と固体粉末との比により調整可能であ
る、請求項１から６までのいずれか１項記載のイオン伝
導体。 - 【請求項８】−50℃ないしその電解質溶液成分の基礎と
なる純粋溶剤の沸点近くまでの温度限界で使用可能であ
る、請求項１から７までのいずれか１項記載のイオン伝
導体。 - 【請求項９】電解質として、実質的にアルカリ金属又は
アルカリ土類金属からなる負の電極と、遷移金属カルコ
ゲニド又は伝導性ポリマーを含有する正の電極を有す
る、請求項１から８までのいずれか１項記載のイオン伝
導体を有する電池。
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