JP3115448B2 - リチウム固体電解質電池 - Google Patents
リチウム固体電解質電池Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高電圧、高エネルギー密
度を持ち、かつ液体を含まない全固体のリチウム固体電
解質電池に関する。
度を持ち、かつ液体を含まない全固体のリチウム固体電
解質電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクス技術の発達は目
覚ましく、電気機器の小型化、軽量化、薄型化及び多機
能化が図られており、それにともない電気機器の電源で
ある電池の小型化、軽量化、薄型化、信頼性の向上、高
性能化が望まれている。この要望に応じるため、正極活
物質層と負極活物質層とが固体電解質層を介して積層さ
れたリチウム固体電解質電池が提案された。このリチウ
ム固体電解質電池は各層が薄膜状のものを積層して組み
立てられるため、電池の小型化、軽量化、薄型化が容易
であり、また電解液も使用していないため液漏れ、液の
枯渇等の心配がなく信頼性も高い。更にリチウムを用い
ているため高い電圧と高エネルギー密度が得られるとい
う点でまさに上記の要望に沿つたものである。
覚ましく、電気機器の小型化、軽量化、薄型化及び多機
能化が図られており、それにともない電気機器の電源で
ある電池の小型化、軽量化、薄型化、信頼性の向上、高
性能化が望まれている。この要望に応じるため、正極活
物質層と負極活物質層とが固体電解質層を介して積層さ
れたリチウム固体電解質電池が提案された。このリチウ
ム固体電解質電池は各層が薄膜状のものを積層して組み
立てられるため、電池の小型化、軽量化、薄型化が容易
であり、また電解液も使用していないため液漏れ、液の
枯渇等の心配がなく信頼性も高い。更にリチウムを用い
ているため高い電圧と高エネルギー密度が得られるとい
う点でまさに上記の要望に沿つたものである。
【０００３】このリチウム固体電解質電池の正極活物質
層としては、粉状のＶ6Ｏ13のような正極活剤粉体を結
着剤などで練り固めシート化したものと、集電体に直接
塗布して作成する五酸化バナジウムのキセロゲル膜、蒸
着やスパツタリングにより集電体に直接作成する二硫化
チタンなどの膜等が提案されている。しかし、これらの
うち粉状の正極活物質を用いる場合は、固体電解質電池
では次のような難点を持つ。第１点は、固体電解質が電
解液のように粉体の結合体に浸透しないため、個々の粉
体の電気化学的な接触が十分得られないという点であ
り、第２点は粉状の正極活物質を用いるためどうしても
凹凸が避けられず、固体電解質を貫通して短絡の原因と
なるという点である。
層としては、粉状のＶ6Ｏ13のような正極活剤粉体を結
着剤などで練り固めシート化したものと、集電体に直接
塗布して作成する五酸化バナジウムのキセロゲル膜、蒸
着やスパツタリングにより集電体に直接作成する二硫化
チタンなどの膜等が提案されている。しかし、これらの
うち粉状の正極活物質を用いる場合は、固体電解質電池
では次のような難点を持つ。第１点は、固体電解質が電
解液のように粉体の結合体に浸透しないため、個々の粉
体の電気化学的な接触が十分得られないという点であ
り、第２点は粉状の正極活物質を用いるためどうしても
凹凸が避けられず、固体電解質を貫通して短絡の原因と
なるという点である。
【０００４】一方、集電体上に正極活物質の膜を直接形
成する方法は、正極活物質の滑らかで緻密な膜が形成で
きるためこれらの難点も克服でき、また薄型化も容易で
ある。しかし、蒸着やスパツタリングによる方法は大掛
かりな設備を必要とするため、工業的には極めて困難で
ある。このため、リチウム固体電解質電池の正極として
は容易に作製でき、かつ滑らかな正極活物質単独の緻密
な膜がどうしても必要となる。この点、Ｖ2Ｏ5、Ｗ
Ｏ3、ＭoＯ3などのキセロゲル膜は、それぞれのゾルを
塗布して乾燥するだけで容易に滑らかで緻密な正極活物
質層となるため、リチウム固体電解質電池に極めて好適
な物質である。
成する方法は、正極活物質の滑らかで緻密な膜が形成で
きるためこれらの難点も克服でき、また薄型化も容易で
ある。しかし、蒸着やスパツタリングによる方法は大掛
かりな設備を必要とするため、工業的には極めて困難で
ある。このため、リチウム固体電解質電池の正極として
は容易に作製でき、かつ滑らかな正極活物質単独の緻密
な膜がどうしても必要となる。この点、Ｖ2Ｏ5、Ｗ
Ｏ3、ＭoＯ3などのキセロゲル膜は、それぞれのゾルを
塗布して乾燥するだけで容易に滑らかで緻密な正極活物
質層となるため、リチウム固体電解質電池に極めて好適
な物質である。
【０００５】バナジウムとアルカリ金属の化合物がリチ
ウム電池の正極活物質として有用なことも既に知られて
おり、例えばＬiＶ3Ｏ8、特開昭６２−１７６０５４号
の非晶質化合物、特開昭６２−１９５８５４号のＮaxＶ
2Ｏ5等が挙げられる。しかしこれらはいずれも粉状のも
のであり、上記の問題点は避けられず、固体電解質電池
には不適当である。
ウム電池の正極活物質として有用なことも既に知られて
おり、例えばＬiＶ3Ｏ8、特開昭６２−１７６０５４号
の非晶質化合物、特開昭６２−１９５８５４号のＮaxＶ
2Ｏ5等が挙げられる。しかしこれらはいずれも粉状のも
のであり、上記の問題点は避けられず、固体電解質電池
には不適当である。
【０００６】キセロゲルを有機溶媒系のＬi電池に使用
した例としては、ＢＡＨＩＡ ＡＲＡＫＩらの報告（SOL
ID STATE IONICS ９＆10，1983）や特開昭６２−１８６
４６６号等が既に知られている。また固体電解質電池に
おいても特開平２−２０７４５４号でその有用性が示さ
れている。しかし、これらの正極活物質層ではまだ充放
電の寿命が短く、実用的には不十分である。
した例としては、ＢＡＨＩＡ ＡＲＡＫＩらの報告（SOL
ID STATE IONICS ９＆10，1983）や特開昭６２−１８６
４６６号等が既に知られている。また固体電解質電池に
おいても特開平２−２０７４５４号でその有用性が示さ
れている。しかし、これらの正極活物質層ではまだ充放
電の寿命が短く、実用的には不十分である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の種々の問題点を克服した高性能かつ長寿命のリチウム
固体電解質電池を提供することにある。
の種々の問題点を克服した高性能かつ長寿命のリチウム
固体電解質電池を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は負極活物質層
と、集電体上に形成された正極活物質層とが、固体電解
質層を介して積層されてなる固体電解質電池において、
該正極活物質がアルカリ金属化合物を添加した五酸化バ
ナジウムキセロゲル膜であることを特徴とするリチウム
固体電解質電池に係る。
と、集電体上に形成された正極活物質層とが、固体電解
質層を介して積層されてなる固体電解質電池において、
該正極活物質がアルカリ金属化合物を添加した五酸化バ
ナジウムキセロゲル膜であることを特徴とするリチウム
固体電解質電池に係る。
【０００９】以下に本発明について具体的に説明する。
【００１０】正極活物質 本発明で用いるアルカリ金属化合物を添加した五酸化バ
ナジウムキセロゲルは、そのゾルを集電体に塗布して乾
燥するだけで容易に緻密で滑らかな膜が形成できる。こ
の膜は、膜面に平行な層状の構造を持つており、このこ
とは図１のＸ線回折図によつて明確に示されている。そ
して本発明のキセロゲル膜が緻密で滑らかな膜となるの
は、この層状の構造を保持していることに主に起因して
いる。更なる詳細な構造については不明であるが、Ｘ線
回折図から判るように単に添加されたアルカリ金属化合
物が混在しているのではなく、五酸化バナジウムと何ら
かの反応生成物を形成しているものと思われる。
ナジウムキセロゲルは、そのゾルを集電体に塗布して乾
燥するだけで容易に緻密で滑らかな膜が形成できる。こ
の膜は、膜面に平行な層状の構造を持つており、このこ
とは図１のＸ線回折図によつて明確に示されている。そ
して本発明のキセロゲル膜が緻密で滑らかな膜となるの
は、この層状の構造を保持していることに主に起因して
いる。更なる詳細な構造については不明であるが、Ｘ線
回折図から判るように単に添加されたアルカリ金属化合
物が混在しているのではなく、五酸化バナジウムと何ら
かの反応生成物を形成しているものと思われる。
【００１１】アルカリ金属化合物を添加した五酸化バナ
ジウムキセロゲルの出発物質としてのゾルの作製は、次
の２方法が便利である。第１の方法は、まず五酸化バナ
ジウムの非晶質物を水に溶解することにより重合反応で
ゾルを生成させる。続いて、アルカリ金属化合物を直接
添加して溶解するか、あらかじめ水に溶解したアルカリ
金属化合物を添加して混合すれば良い。第２の方法は、
五酸化バナジウム及びアルカリ金属化合物からなる複合
化物を予めアモルフアス化しておき、これを水に溶解す
る方法である。いずれのゾルを用いても本発明の目的に
合致した正極活剤層が得られる。
ジウムキセロゲルの出発物質としてのゾルの作製は、次
の２方法が便利である。第１の方法は、まず五酸化バナ
ジウムの非晶質物を水に溶解することにより重合反応で
ゾルを生成させる。続いて、アルカリ金属化合物を直接
添加して溶解するか、あらかじめ水に溶解したアルカリ
金属化合物を添加して混合すれば良い。第２の方法は、
五酸化バナジウム及びアルカリ金属化合物からなる複合
化物を予めアモルフアス化しておき、これを水に溶解す
る方法である。いずれのゾルを用いても本発明の目的に
合致した正極活剤層が得られる。
【００１２】アルカリ金属化合物としては種々のリチウ
ム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、ルビジ
ウム化合物、セシウム化合物が好適に用いられるが、特
に炭酸リチウム、酸化リチウム、水酸化リチウムがより
好適に用いられる。
ム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、ルビジ
ウム化合物、セシウム化合物が好適に用いられるが、特
に炭酸リチウム、酸化リチウム、水酸化リチウムがより
好適に用いられる。
【００１３】添加量としては、五酸化バナジウム１モル
に対してアルカリ金属0.6グラム等量以下が望ましい。
これより多くのアルカリ金属を添加した場合は、五酸化
バナジウムゾルとアルカリ金属化合物の不要な反応生成
物が多く副生し、この物が強固な膜の生成を妨害する。
に対してアルカリ金属0.6グラム等量以下が望ましい。
これより多くのアルカリ金属を添加した場合は、五酸化
バナジウムゾルとアルカリ金属化合物の不要な反応生成
物が多く副生し、この物が強固な膜の生成を妨害する。
【００１４】本発明に特に規定はしていないが、耐過放
電性の向上、電池容量の改善等のため本発明のキセロゲ
ルに他の少量の添加物を加えることもできる。その例と
しては、二酸化ゲルマニウム、酸化珪素、酸化ホウ素、
酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化
テルル、酸化ビスマス、酸化クロム、酸化ジルコニウ
ム、酸化チタン等が挙げられる。これらはアモルフアス
化の時点あるいはゾルの時に添加すれば良い。
電性の向上、電池容量の改善等のため本発明のキセロゲ
ルに他の少量の添加物を加えることもできる。その例と
しては、二酸化ゲルマニウム、酸化珪素、酸化ホウ素、
酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化
テルル、酸化ビスマス、酸化クロム、酸化ジルコニウ
ム、酸化チタン等が挙げられる。これらはアモルフアス
化の時点あるいはゾルの時に添加すれば良い。
【００１５】負極活物質 本発明で用いられる負極活物質としては種々の物が使用
できるが、リチウム及びその合金、あるいはリチウムイ
オンをインターカレートないしは吸着させた炭素材料、
電気化学的にリチウムイオンを放出できる酸化物などを
好適に用いることができる。
できるが、リチウム及びその合金、あるいはリチウムイ
オンをインターカレートないしは吸着させた炭素材料、
電気化学的にリチウムイオンを放出できる酸化物などを
好適に用いることができる。
【００１６】固体電解質 固体電解質としてはメトキシオリゴエチレンオキシポリ
ホスフアゼン、ポリエチレンオキシド、ポリメタクリル
酸オリゴアルキレンオキシドなどの高分子化合物にＬi
ＣlＯ4、ＣＦ3ＳＯ3Ｌi、ＬiＢＦ4、ＬiＰＦ6等を溶解
した高分子固体電解質の他に、ＬiＶＯ4−Ｌi4ＳiＯ4系
固溶体などの無機固体電解質等が用いられるが、柔軟性
と製造の容易さから高分子固体電解質がより好適に用い
られる。
ホスフアゼン、ポリエチレンオキシド、ポリメタクリル
酸オリゴアルキレンオキシドなどの高分子化合物にＬi
ＣlＯ4、ＣＦ3ＳＯ3Ｌi、ＬiＢＦ4、ＬiＰＦ6等を溶解
した高分子固体電解質の他に、ＬiＶＯ4−Ｌi4ＳiＯ4系
固溶体などの無機固体電解質等が用いられるが、柔軟性
と製造の容易さから高分子固体電解質がより好適に用い
られる。
【００１７】集電体 正極活物質層を形成するための集電体は、正極活物質と
強固に接合する必要があるため、表面はできるだけ細か
な凹凸が多い方がアンカー効果が現れやすい。この目的
のために特に電着金属箔が適している。また、材質的に
は正極活物質との界面で電気化学的に安定であり、かつ
適度な電子伝導性が要求される。このような例として、
アルミニウム、ニツケル、ステンレス、鉄などの金属や
ＩＴＯ膜などの酸化物導電体が挙げられる。
強固に接合する必要があるため、表面はできるだけ細か
な凹凸が多い方がアンカー効果が現れやすい。この目的
のために特に電着金属箔が適している。また、材質的に
は正極活物質との界面で電気化学的に安定であり、かつ
適度な電子伝導性が要求される。このような例として、
アルミニウム、ニツケル、ステンレス、鉄などの金属や
ＩＴＯ膜などの酸化物導電体が挙げられる。
【００１８】また、本発明に特に規定はしていないが、
通常正極活剤に添加されるグラフアイト、アセチレンブ
ラツク等の導電助剤、フツ素デイスパージヨン等の結着
剤等を必要に応じて少量添加することもできる。
通常正極活剤に添加されるグラフアイト、アセチレンブ
ラツク等の導電助剤、フツ素デイスパージヨン等の結着
剤等を必要に応じて少量添加することもできる。
【００１９】作用 通常リチウム電池は放電の過程において、リチウムイオ
ンが、正極層に侵入し正極活物質が電気化学的に還元さ
れ、この時正極活剤層は膨張する。本発明者らは、キセ
ロゲル等の緻密な膜を正極活物質層とした電池の充放電
寿命が短いのは、放電と充電に基づく正極活物質の膨張
と収縮の繰り返しにより、正極活剤層と集電体の接合が
壊れ、結局は電池の容量が低下するためであることを突
き止めた。
ンが、正極層に侵入し正極活物質が電気化学的に還元さ
れ、この時正極活剤層は膨張する。本発明者らは、キセ
ロゲル等の緻密な膜を正極活物質層とした電池の充放電
寿命が短いのは、放電と充電に基づく正極活物質の膨張
と収縮の繰り返しにより、正極活剤層と集電体の接合が
壊れ、結局は電池の容量が低下するためであることを突
き止めた。
【００２０】本発明のリチウム固体電解質電池でも、同
様にリチウムイオンが侵入し還元が進むが、本発明のリ
チウム固体電解質電池では、添加したリチウム化合物に
よつて既に部分的にリチウムが侵入した状態になつてい
るためイオンの侵入量は少なく、体積変化も小さい。こ
のため集電体と正極活物質との接合破壊を抑制できる。
様にリチウムイオンが侵入し還元が進むが、本発明のリ
チウム固体電解質電池では、添加したリチウム化合物に
よつて既に部分的にリチウムが侵入した状態になつてい
るためイオンの侵入量は少なく、体積変化も小さい。こ
のため集電体と正極活物質との接合破壊を抑制できる。
【００２１】ここで驚くべきことは、本発明の正極活剤
のリチウムイオンの侵入量（すなわち放電容量）が少な
いのは第１回目の放電時のみであり、第２回目以後は予
めリチウム化合物を添加していない五酸化バナジウムキ
セロゲルのリチウムイオンの侵入量と差が無くなるとい
うことである。これは、予めリチウム化合物を添加して
いない五酸化バナジウムキセロゲルの第１回目の放電に
よつて侵入したリチウムイオンは、第１回目の充電で完
全に出ていかずに残り、以後この残分については充放電
できず、２回目以後はリチウムイオンの侵入量が少なく
なるという現象があるためである。本発明の固体電解質
電池では予め添加したリチウム化合物が同様な役目を果
たしているものと考えられる。しかし、このように、化
合物として含有させたリチウムイオンと電気化学的に侵
入したリチウムイオンが、同等の効果を現すというよう
なことは全くの予想外のことである。
のリチウムイオンの侵入量（すなわち放電容量）が少な
いのは第１回目の放電時のみであり、第２回目以後は予
めリチウム化合物を添加していない五酸化バナジウムキ
セロゲルのリチウムイオンの侵入量と差が無くなるとい
うことである。これは、予めリチウム化合物を添加して
いない五酸化バナジウムキセロゲルの第１回目の放電に
よつて侵入したリチウムイオンは、第１回目の充電で完
全に出ていかずに残り、以後この残分については充放電
できず、２回目以後はリチウムイオンの侵入量が少なく
なるという現象があるためである。本発明の固体電解質
電池では予め添加したリチウム化合物が同様な役目を果
たしているものと考えられる。しかし、このように、化
合物として含有させたリチウムイオンと電気化学的に侵
入したリチウムイオンが、同等の効果を現すというよう
なことは全くの予想外のことである。
【００２２】以下、図面により本発明のリチウム固体電
解質電池を詳しく説明する。
解質電池を詳しく説明する。
【００２３】図１は、本発明のリチウム固体電解質電池
の断面の概念図である。図１において、１は正極活物質
層、７，８は高分子固体電解質層、３は負極活物質層、
４，５は集電体、６はホツトメルト接着剤である。
の断面の概念図である。図１において、１は正極活物質
層、７，８は高分子固体電解質層、３は負極活物質層、
４，５は集電体、６はホツトメルト接着剤である。
【００２４】正極活物質層は、アルカリ金属化合物を添
加した、五酸化バナジウムを主成分とするキセロゲル膜
から形成されている。この正極活物質層は、正極集電体
５の表面５ａ上に外周端面５ｂを残すように形成されて
いる。
加した、五酸化バナジウムを主成分とするキセロゲル膜
から形成されている。この正極活物質層は、正極集電体
５の表面５ａ上に外周端面５ｂを残すように形成されて
いる。
【００２５】負極活物質層３は金属リチウム箔により構
成されており、負極集電体４の表面４ａ上に外周端面４
ｂを残すように配置されている。
成されており、負極集電体４の表面４ａ上に外周端面４
ｂを残すように配置されている。
【００２６】負極集電体４、正極集電体５はニツケル等
により形成されている金属箔であり、共に同じ寸法を有
している。両集電体４，５は、それぞれ電池の外装ケー
スの一部を構成し、且つ端子の機能を果たしている。
により形成されている金属箔であり、共に同じ寸法を有
している。両集電体４，５は、それぞれ電池の外装ケー
スの一部を構成し、且つ端子の機能を果たしている。
【００２７】ホツトメルト６は加熱されると表面側が溶
融して接着性を示す枠部材であり、ポリオレフイン系樹
脂等から成つている。そして、このホツトメルト６は集
電体４，５の外周端面４ｂ，５ｂに接続されて電池が組
み立てられている。
融して接着性を示す枠部材であり、ポリオレフイン系樹
脂等から成つている。そして、このホツトメルト６は集
電体４，５の外周端面４ｂ，５ｂに接続されて電池が組
み立てられている。
【００２８】高分子固体電解質層７，８は、負極活物質
と正極活物質の上にそれぞれ形成されており、両極の短
絡を防止すると同時にリチウムイオンの伝導が良好なよ
うに密着されている。
と正極活物質の上にそれぞれ形成されており、両極の短
絡を防止すると同時にリチウムイオンの伝導が良好なよ
うに密着されている。
【００２９】
【実施例】以下、実施例により本発明について説明す
る。
る。
【００３０】実施例１ アモルフアスＶ2Ｏ5 ３重量％、水酸化リチウム 0.12％
を溶解した液を厚み20μmのニツケル箔からなる正極集
電体の表面にデイスペンサー等で塗布した後、これを乾
燥させて厚さ約10μmの膜を正極集電体上に作つた。こ
れを更に160℃で約１時間加熱し、Ｖ2Ｏ5キセロゲル膜
を形成した。得られたＶ2Ｏ5キセロゲル膜のＸ線回折図
を図２に示す。
を溶解した液を厚み20μmのニツケル箔からなる正極集
電体の表面にデイスペンサー等で塗布した後、これを乾
燥させて厚さ約10μmの膜を正極集電体上に作つた。こ
れを更に160℃で約１時間加熱し、Ｖ2Ｏ5キセロゲル膜
を形成した。得られたＶ2Ｏ5キセロゲル膜のＸ線回折図
を図２に示す。
【００３１】固体電解質層の形成のため平均分子量150
万のメトキシオリゴエチレンオキシポリホスフアゼン
（ＭＥＰ）20重量％と、このＭＥＰに対して８重量％の
過塩素酸リチウムを含んだ１,２−ジメトキシエタン
（ＤＭＥ）の固体電解質溶液を作製した。そしてこの溶
液を正極活物質層１及び厚さ40μmのＬi箔からなる負極
活物質層３の上に塗布した後、ＤＭＥを揮発し、各々厚
さ50μmの高分子固体電解質層７，８を形成した。次に
正極集電体の外周端部５ｂの上にホツトメルト接着剤６
を載置してから、片面に高分子固体電解質層を形成した
負極活物質層を高分子固体電解質層７と正極活物質層上
の高分子固体電解質層８が接するように密着させた。続
いて負極活物質層とホツトメルト接着剤を覆うように負
極集電体４を載置し、加熱によりホツトメルト６を負極
集電体４ｂ、正極集電体５ｂに完全に接着させて固体電
解質電池を完成させた。
万のメトキシオリゴエチレンオキシポリホスフアゼン
（ＭＥＰ）20重量％と、このＭＥＰに対して８重量％の
過塩素酸リチウムを含んだ１,２−ジメトキシエタン
（ＤＭＥ）の固体電解質溶液を作製した。そしてこの溶
液を正極活物質層１及び厚さ40μmのＬi箔からなる負極
活物質層３の上に塗布した後、ＤＭＥを揮発し、各々厚
さ50μmの高分子固体電解質層７，８を形成した。次に
正極集電体の外周端部５ｂの上にホツトメルト接着剤６
を載置してから、片面に高分子固体電解質層を形成した
負極活物質層を高分子固体電解質層７と正極活物質層上
の高分子固体電解質層８が接するように密着させた。続
いて負極活物質層とホツトメルト接着剤を覆うように負
極集電体４を載置し、加熱によりホツトメルト６を負極
集電体４ｂ、正極集電体５ｂに完全に接着させて固体電
解質電池を完成させた。
【００３２】実施例２〜５ 正極活物質に添加するアルカリ金属化合物として表１記
載の化合物を用いた以外は実施例１と同様の方法で４種
類のリチウム固体電解質電池を作製した。
載の化合物を用いた以外は実施例１と同様の方法で４種
類のリチウム固体電解質電池を作製した。
【００３３】
【表１】
【００３４】実施例６ リチウム化合物をゾルに添加する代りに、五酸化バナジ
ウムと酸化リチウムの複合酸化物のアモルフアス（Ｌi
0.3グラム等量添加）を予め作製し、これを水に溶解し
て３％のゾルとしたものを用いた以外は実施例１と同様
の方法でリチウム固体電解質電池を作成した。
ウムと酸化リチウムの複合酸化物のアモルフアス（Ｌi
0.3グラム等量添加）を予め作製し、これを水に溶解し
て３％のゾルとしたものを用いた以外は実施例１と同様
の方法でリチウム固体電解質電池を作成した。
【００３５】比較例１〜３ アルカリ金属化合物を添加しない五酸化バナジウムを主
成分とするキセロゲルを用いた以外は実施例１と同様の
方法でリチウム固体電解質電池を作成した。
成分とするキセロゲルを用いた以外は実施例１と同様の
方法でリチウム固体電解質電池を作成した。
【００３６】
【表２】
【００３７】これらの作製した電池を用いて次の条件で
充放電試験を行つた。 放電；50μＡ／cm2の電流密度で１Ｖまで放電 充電；50μＡ／cm2の電流密度で４.２Ｖまで充電
充放電試験を行つた。 放電；50μＡ／cm2の電流密度で１Ｖまで放電 充電；50μＡ／cm2の電流密度で４.２Ｖまで充電
【００３８】表３に充放電試験の結果を示す。数値は容
量維持率＝初回容量を100とした時の各サイクルでの容
量の比率を示す。表に示したように本発明の電池は充放
電の繰り返しによつても容量の低下が小さく、150サイ
クル以上に亘つて安定な性能を示す。比較例で示した従
来の電池と比較すればその差は歴然としている。
量維持率＝初回容量を100とした時の各サイクルでの容
量の比率を示す。表に示したように本発明の電池は充放
電の繰り返しによつても容量の低下が小さく、150サイ
クル以上に亘つて安定な性能を示す。比較例で示した従
来の電池と比較すればその差は歴然としている。
【００３９】
【表３】
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、小型、軽量、薄型で且
つ高性能、高信頼性のリチウム固体電解質電池が得られ
る。しかも、充放電によつても容量の低減が長期間起こ
らない長寿命のリチウム固体電解質電池であるため電気
機器等にとつて極めて有益である。
つ高性能、高信頼性のリチウム固体電解質電池が得られ
る。しかも、充放電によつても容量の低減が長期間起こ
らない長寿命のリチウム固体電解質電池であるため電気
機器等にとつて極めて有益である。
【図１】本発明のリチウム固体電解質電池の概略断面図
である。
である。
【図２】水酸化リチウムを添加（0.2グラム等量）した
Ｖ2Ｏ5キセロゲル膜のＸ線回折図である。
Ｖ2Ｏ5キセロゲル膜のＸ線回折図である。
【符号の説明】 １ 正極活物質層 ３ 負極活物質層 ４ 負極集電体 ４ａ 負極集電体４の表面 ４ｂ 負極集電体４の外周端面 ５ 正極集電体 ５ａ 正極集電体５の表面 ５ｂ 正極集電体５の外周端面 ６ ホツトメルト接着剤 ７ 高分子固体電解質層 ８ 高分子固体電解質層
フロントページの続き (72)発明者 弘中 健介 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 新 神戸電機株式会社内 (72)発明者 小牧 昭夫 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 新 神戸電機株式会社内 (72)発明者 中長 偉文 徳島県徳島市川内町加賀須野463番地 大塚化学株式会社徳島研究所内 (72)発明者 犬伏 昭嘉 徳島県徳島市川内町加賀須野463番地 大塚化学株式会社徳島研究所内 (72)発明者 谷口 正俊 大阪府大阪市中央区大手通３丁目２番27 号 大塚化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−162345（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−225774（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−225759（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−62464（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−206352（ＪＰ，Ａ) Ｇ．ＰｉｓｔｏＩａ ｅｔ ａ ｌ．，”Ｌｉ／Ｌｉ▲下１＋ｘ▼Ｖ▲下 ３▼Ｏ▲下８▼ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅ ｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ”, （1990），ｖｏｌ．137，ＮＯ．８，ｐ. 2365−2370 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/02 - 4/04 H01M 4/48 - 4/58 H01M 10/36 - 10/40
Claims (3)
- 【請求項１】 負極活物質層と、集電体上に形成された
正極活物質層とが、固体電解質層を介して積層されてな
る固体電解質電池において、該正極活物質がアルカリ金
属化合物を添加した五酸化バナジウムキセロゲル膜であ
ることを特徴とするリチウム固体電解質電池。 - 【請求項２】 アルカリ金属化合物が、炭酸リチウム、
酸化リチウム、水酸化リチウムのいずれかである請求項
１のリチウム固体電解質電池。 - 【請求項３】 アルカリ金属化合物の添加量が、五酸化
バナジウム１モルに対してアルカリ金属として0.05〜0.
6グラム等量である請求項１又は２のリチウム固体電解
質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05100467A JP3115448B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | リチウム固体電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05100467A JP3115448B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | リチウム固体電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295743A JPH06295743A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3115448B2 true JP3115448B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=14274719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05100467A Expired - Fee Related JP3115448B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | リチウム固体電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115448B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056791A1 (fr) | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Accumulateur lithium-ion |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100399053B1 (ko) * | 2000-12-14 | 2003-09-26 | 한국전자통신연구원 | 리튬 2차전지 양전극용 유기-무기 복합산화물 및 그제조방법 |
| AU2003235872A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-11 | Itochu Corporation | Current collecting structure, electrode structure and method for producing them |
| JP5025951B2 (ja) * | 2005-12-13 | 2012-09-12 | 富士重工業株式会社 | リチウム二次電池用正極およびそれを用いた非水系リチウム二次電池 |
| CN108075181A (zh) * | 2016-11-14 | 2018-05-25 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种固态或胶态水系碱金属离子电池及其制备方法 |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP05100467A patent/JP3115448B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｇ．ＰｉｓｔｏＩａ ｅｔ ａｌ．，"Ｌｉ／Ｌｉ▲下１＋ｘ▼Ｖ▲下３▼Ｏ▲下８▼ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ"，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ"，（１９９０），ｖｏｌ．１３７，ＮＯ．８，ｐ．２３６５−２３７０ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056791A1 (fr) | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Accumulateur lithium-ion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06295743A (ja) | 1994-10-21 |
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|---|---|---|---|
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