JPH01267967A - 電気化学素子 - Google Patents
電気化学素子Info
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- JPH01267967A JPH01267967A JP63097099A JP9709988A JPH01267967A JP H01267967 A JPH01267967 A JP H01267967A JP 63097099 A JP63097099 A JP 63097099A JP 9709988 A JP9709988 A JP 9709988A JP H01267967 A JPH01267967 A JP H01267967A
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Classifications
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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
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
- H01M10/0562—Solid materials
-
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は固体電解質を用いた電気化学素子、特に電池及
びコンデンサーに関するものである。
びコンデンサーに関するものである。
従来の技術
KvRh +−yc u a r 2−XCl 3+X
及びRbAgn15で表される化合物は、非常に高いイ
オン伝導性を有する固体状の電解質であり電池等の幅広
い用途に用いられようとしている。
及びRbAgn15で表される化合物は、非常に高いイ
オン伝導性を有する固体状の電解質であり電池等の幅広
い用途に用いられようとしている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、前記固体電解質の主体材料はその組成中
に、Rb及びAgという極めて価格の高い材料を含んで
いるため、これらを用いた電池等の素子の材料費もそれ
だけ高価なものに成っていた。
に、Rb及びAgという極めて価格の高い材料を含んで
いるため、これらを用いた電池等の素子の材料費もそれ
だけ高価なものに成っていた。
課題を解決するための手段
前記主体材料に対して、材料価格の安いAl2O3、Z
rO2、TlO2、SiO2を添加する。
rO2、TlO2、SiO2を添加する。
作用
RbAg415やKvRb 1−YCu a I 2−
XC13+X (0,25≦X≦0.5.0. 1≦Y
≦0.25)で示される固体電解質は室温において0.
1(S/cm)以上の極めて高いイオン伝導度を有する
。
XC13+X (0,25≦X≦0.5.0. 1≦Y
≦0.25)で示される固体電解質は室温において0.
1(S/cm)以上の極めて高いイオン伝導度を有する
。
そのためこれに化学的に不活性な電気絶縁性微粒子をあ
る程度の微量下で添加しても全体としてのイオン伝導度
は極端に低下することはない。この具体例として1μm
以下の粒径をもつRb Cu a 11.75Cl z
、+sで表される固体電解質に対して、0゜03μm以
下の粒径をもつγ−AI、forを添加した物の26℃
でのイオン伝導度を第1図に示す。
る程度の微量下で添加しても全体としてのイオン伝導度
は極端に低下することはない。この具体例として1μm
以下の粒径をもつRb Cu a 11.75Cl z
、+sで表される固体電解質に対して、0゜03μm以
下の粒径をもつγ−AI、forを添加した物の26℃
でのイオン伝導度を第1図に示す。
第1図に於て、縦軸はイオン伝導度を示し、横軸はγ−
A1203の添加量をmo1%で示している。
A1203の添加量をmo1%で示している。
この図を見ると分かるようにγ−A1.203を50m
o1%程度添加しても全体としてのイオン伝導度は充分
大きく、これを電池等の電気化学素子に用いる場合、性
能的にも実用状の障害はなく、Rb Cu a T 1
7sc l 3.25単独で用いるよりも価格的に安い
Al2O3の添加量の分だけ全体としての材料価格も安
いものと成る。
o1%程度添加しても全体としてのイオン伝導度は充分
大きく、これを電池等の電気化学素子に用いる場合、性
能的にも実用状の障害はなく、Rb Cu a T 1
7sc l 3.25単独で用いるよりも価格的に安い
Al2O3の添加量の分だけ全体としての材料価格も安
いものと成る。
実施例
(実施例1)
Rb Cu a I 1.75c I 3.25で表さ
れる固体電解質に対して、γ−A1203を添加した物
を用い、これに正極及び負極において、銅シェブレル化
合物を活物質材料とする全固体二次電池を作成し、その
特性を評価した。以下その作成方法を説明する。
れる固体電解質に対して、γ−A1203を添加した物
を用い、これに正極及び負極において、銅シェブレル化
合物を活物質材料とする全固体二次電池を作成し、その
特性を評価した。以下その作成方法を説明する。
まず、0.03μm以下の粒径をもつγ−八へ203粉
末を200℃で24時閏真空乾燥したの後、これを1μ
m以下の粒径をもつ前記固体電解質粉末とモル比1:
lの割合でトルエン溶液に混入、これを超音波洗浄機を
用いて分散した後、100℃で真空乾燥した。さらにこ
のようにして作成した混合粉末を3ton/cm2の圧
力でプレス成形した後、130℃で24時閏、加熱、そ
の後これをメノー乳鉢で粉砕し混合固体電解質材料を得
た。
末を200℃で24時閏真空乾燥したの後、これを1μ
m以下の粒径をもつ前記固体電解質粉末とモル比1:
lの割合でトルエン溶液に混入、これを超音波洗浄機を
用いて分散した後、100℃で真空乾燥した。さらにこ
のようにして作成した混合粉末を3ton/cm2の圧
力でプレス成形した後、130℃で24時閏、加熱、そ
の後これをメノー乳鉢で粉砕し混合固体電解質材料を得
た。
次ぎにCu2M0esy、sで表される銅シェブレル化
合物と前記単独の固体電解質材料とを重量比4:lの割
合で混合し、活物質電極材料とした。
合物と前記単独の固体電解質材料とを重量比4:lの割
合で混合し、活物質電極材料とした。
上述のようにして作成した電池材料を用いて作成した全
固体二次電池への断面図を第2図に示す。
固体二次電池への断面図を第2図に示す。
lは正極であり前記活物質材料200mgより成る、2
は固体電解質層であり、前記混合固体電解質材料200
m gより成る、3は負極層であり前記正極と全く同
一のものである。4及び5は集電電極であり、グラファ
イトより成る。6はエポキシ樹脂より成る封止材料であ
る。尚、封止材料以外の本体部分は直径1cmの円筒形
である。
は固体電解質層であり、前記混合固体電解質材料200
m gより成る、3は負極層であり前記正極と全く同
一のものである。4及び5は集電電極であり、グラファ
イトより成る。6はエポキシ樹脂より成る封止材料であ
る。尚、封止材料以外の本体部分は直径1cmの円筒形
である。
また、本実施例の電池として、前記γ−AI203粉末
と固体電解質材料RbCun[2、ysC13,25と
をモル比8:2で混合処理を施した混合固体電解質材料
を用いて、前記電池Aと同一方法で電池Bを作成した。
と固体電解質材料RbCun[2、ysC13,25と
をモル比8:2で混合処理を施した混合固体電解質材料
を用いて、前記電池Aと同一方法で電池Bを作成した。
比較例として、γ−A1203を混合していない前記固
体電解質材料を用いて電池Cを作成した。
体電解質材料を用いて電池Cを作成した。
その他の構成はすべて電池Aと同一である。
このようにして作成した電池A及びBに対して、以下に
述べる性能評価試験を行なった。まず0゜55ボルトの
電圧で24時間充電を行なった後、1mAの電流で放電
し0. 3ボルトまでの放電容量を測定した。この放電
曲線を第3図に示す。この図を見ると分かるように電池
AとCでは、はとんどその性能に優劣は認められず、電
解質層を構成する材料の価格が安い分だけ工業的には本
実施例の電池は優れたものであると言える。また電池B
はCに較べて多少容量は低下するものの、実用状使用不
可能なものではない。なお、γ−AI203を50モル
%及び80モル%混合した混合電解質材料の価格は、固
体電解質単独のもののそれぞれ約2分のl及び3分の1
程度のものに成る。
述べる性能評価試験を行なった。まず0゜55ボルトの
電圧で24時間充電を行なった後、1mAの電流で放電
し0. 3ボルトまでの放電容量を測定した。この放電
曲線を第3図に示す。この図を見ると分かるように電池
AとCでは、はとんどその性能に優劣は認められず、電
解質層を構成する材料の価格が安い分だけ工業的には本
実施例の電池は優れたものであると言える。また電池B
はCに較べて多少容量は低下するものの、実用状使用不
可能なものではない。なお、γ−AI203を50モル
%及び80モル%混合した混合電解質材料の価格は、固
体電解質単独のもののそれぞれ約2分のl及び3分の1
程度のものに成る。
(実施例2)
固体電解として、0.02μm以下の粒径をもつTiO
2と0.1μm以下の粒径をもつRbAg4【5で表さ
れる固体電解質粉末、正極および負極として、A g
2 M Oe S sで表される銀シェプレル化合物を
用いて、実施例1と全く同一の方法により混合固体電解
質材料及び活物質電極材料を作成した。そして、これら
を用いて、電池Aと同一構成の電池りとTiO2を混合
していない比較例の電池Eを作成し、同一条件の評価試
験を行なった。その放電曲線を第4図に示す。この図を
見ると分かるように電池り、 Eその性能に大きく優
劣の差は認められず、電解質層を構成する材料の価格が
安い分だけ工業的には本実施例の電池は優れたものであ
ると言える。なお、TiO2を50モル%混合した混合
電解質材料の価格は、実施例1と同様に固体電解質単独
のものの約2分の1程度のものに成る。
2と0.1μm以下の粒径をもつRbAg4【5で表さ
れる固体電解質粉末、正極および負極として、A g
2 M Oe S sで表される銀シェプレル化合物を
用いて、実施例1と全く同一の方法により混合固体電解
質材料及び活物質電極材料を作成した。そして、これら
を用いて、電池Aと同一構成の電池りとTiO2を混合
していない比較例の電池Eを作成し、同一条件の評価試
験を行なった。その放電曲線を第4図に示す。この図を
見ると分かるように電池り、 Eその性能に大きく優
劣の差は認められず、電解質層を構成する材料の価格が
安い分だけ工業的には本実施例の電池は優れたものであ
ると言える。なお、TiO2を50モル%混合した混合
電解質材料の価格は、実施例1と同様に固体電解質単独
のものの約2分の1程度のものに成る。
なお、実施例1及び2では、化学的に不活性な電気w!
、縁性微粒子トシTr A I 203、TiO2を
用いたが、ZrO2,5jO2を用いても同様の効果を
生むことは言うまでもない。また、混合固体電解質を電
池活物質材料と混合し、電極材料を構成しても、同様の
効果を生むことは言うまでもない。ざらに、正極および
負極は銅シェブレル化合物や銀シェブレル化合物以外の
材料を用いてもよい。また電池の実施例を示したが、電
極材料を選択すれば電気二重層コンデンサも構成できる
。
、縁性微粒子トシTr A I 203、TiO2を
用いたが、ZrO2,5jO2を用いても同様の効果を
生むことは言うまでもない。また、混合固体電解質を電
池活物質材料と混合し、電極材料を構成しても、同様の
効果を生むことは言うまでもない。ざらに、正極および
負極は銅シェブレル化合物や銀シェブレル化合物以外の
材料を用いてもよい。また電池の実施例を示したが、電
極材料を選択すれば電気二重層コンデンサも構成できる
。
発明の効果
本発明に従うと、従来より安価な固体電解質を用いた電
気化学素子を構成することが出来る。
気化学素子を構成することが出来る。
第1図は本発明の一実施例における固体電解質の特性図
、第2図は本発明の一実施例及び比較例の電池の構成図
、第3図は本発明の実施例1の特性図、第4図は本発明
の実施例2の特性図である。 l・・・正極、2・・・固体電解質層、3・・・負極、
4・・・集電体、5・・・集電体、6・・ ・封止剤。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第1図 r−AI!z03to泥44F’ 泥上4F’/、)
第2図 第3図 込通将聞 (特聞2 第 4 図 ・極過蒔聞 く特開)
、第2図は本発明の一実施例及び比較例の電池の構成図
、第3図は本発明の実施例1の特性図、第4図は本発明
の実施例2の特性図である。 l・・・正極、2・・・固体電解質層、3・・・負極、
4・・・集電体、5・・・集電体、6・・ ・封止剤。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第1図 r−AI!z03to泥44F’ 泥上4F’/、)
第2図 第3図 込通将聞 (特聞2 第 4 図 ・極過蒔聞 く特開)
Claims (2)
- (1)K_YRb_l_−_YCu_4I_2_−_X
Cl_3_+_X(0≦X≦1、0≦Y≦0.5)で表
される化合物を主体材料とし、これに平均粒径が前記主
体材料の平均粒径の2分の1以下であるAl_2O_3
、ZrO_2、TiO_2、SiO_2より選ばれる少
なくとも1種類の粒子状化合物を前記主体材料に対して
0.8以下のモル分率で混合した固体電解質と、正極及
び負極を具備する電気化学素子。 - (2)RbAg_4I_5で表される化合物を主体材料
とし、これに平均粒径が前記主体材料の平均粒径の2分
の1以下であるAl_2O_3、ZrO_2、TiO_
2、SiO_2より選ばれる少なくとも1種類の粒子状
化合物を前記主体材料に対して0.8以下のモル分率で
混合した固体電解質と、正極及び負極を具備する電気化
学素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63097099A JPH0646576B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 電気化学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63097099A JPH0646576B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 電気化学素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01267967A true JPH01267967A (ja) | 1989-10-25 |
JPH0646576B2 JPH0646576B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=14183175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63097099A Expired - Fee Related JPH0646576B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 電気化学素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0646576B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4915929A (ja) * | 1972-04-12 | 1974-02-12 | ||
JPS5958765A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解質電池 |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP63097099A patent/JPH0646576B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4915929A (ja) * | 1972-04-12 | 1974-02-12 | ||
JPS5958765A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解質電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0646576B2 (ja) | 1994-06-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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