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
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
- H01M6/182—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with halogenide as solid electrolyte
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
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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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