JPH02114458A - 固体二次電池とその製造法 - Google Patents
固体二次電池とその製造法Info
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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
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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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- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
-
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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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
本発明は構成材料がすべて固体のいわゆる固体二次電池
に関する。
に関する。
従来の技術
各種の電源として使われる電池のうち構成材料がすべて
固体である、いわゆる固体電池は、液漏れがなく、した
がって高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理
由で一次、二次電池ともに注目されてきた。現在のとこ
ろ各種機器のメモリ−バックアップ用を中心に考えられ
ている。
固体である、いわゆる固体電池は、液漏れがなく、した
がって高信頼性が期待でき、小形軽量化も可能などの理
由で一次、二次電池ともに注目されてきた。現在のとこ
ろ各種機器のメモリ−バックアップ用を中心に考えられ
ている。
この固体電池では、電池内でイオンを動かすための固体
電解質がとくに重要であり、Ｌｌｌ、Ｌｉ３ＮなどのＬ
ｌ＋イオン導電性固体電解質、ＲｂＡ ｇ ４１５、Ａ
ｇ１−Ａｇ２Ｏ、−Ｍｏ０３などのＡｇ＋イオン導電性
固体電解質、Ｈ＋イオン導電性固体電解質それにＲｂ
Ｃｕ４１１．５ＣＩ３．５、Ｃｕ１−Ｃｕ２０−ＭｏＯ
３などのＣｕ＋イオン導電性固体電解質などが取り上げ
られている。
電解質がとくに重要であり、Ｌｌｌ、Ｌｉ３ＮなどのＬ
ｌ＋イオン導電性固体電解質、ＲｂＡ ｇ ４１５、Ａ
ｇ１−Ａｇ２Ｏ、−Ｍｏ０３などのＡｇ＋イオン導電性
固体電解質、Ｈ＋イオン導電性固体電解質それにＲｂ
Ｃｕ４１１．５ＣＩ３．５、Ｃｕ１−Ｃｕ２０−ＭｏＯ
３などのＣｕ＋イオン導電性固体電解質などが取り上げ
られている。
また、正極用材料としてはＣｕｏ、ＩＴＩ Ｓ２、Ａｇ
ｏ、＋Ｔｌ５２、ＣｕＯ，１Ｎ ｂ Ｓ２、Ａｇｏ、ｔ
Ｎ ｂ Ｓ２、ＷＯ３それにＣｕ ｙＭ ｏ ６ Ｓ
ａ−ｚ、Ｆ ｅ ｙＭ Ｏ６Ｓ ｅ−ｔなどのシェブレ
ル相化合物があげられている。
ｏ、＋Ｔｌ５２、ＣｕＯ，１Ｎ ｂ Ｓ２、Ａｇｏ、ｔ
Ｎ ｂ Ｓ２、ＷＯ３それにＣｕ ｙＭ ｏ ６ Ｓ
ａ−ｚ、Ｆ ｅ ｙＭ Ｏ６Ｓ ｅ−ｔなどのシェブレ
ル相化合物があげられている。
方、負極にはＣｕ、Ａｇ、Ｌ ｉ、、５ＷＯ３それに正
極用と同様のシェブレル相化合物が試みられている。
極用と同様のシェブレル相化合物が試みられている。
これら電池の構造としては、他の電池と同様に正、負極
として電極活物質と結着剤を主とする層を両面に、中央
に電解質と結着剤を主とする層を配するのが一般的であ
る。
として電極活物質と結着剤を主とする層を両面に、中央
に電解質と結着剤を主とする層を配するのが一般的であ
る。
発明が解決しようとする課題
このような構成の固体二次電池について、先ず工業的に
優れた製法を提供する。またこの電池を用いて充放電を
行なったところ、その条件にもよるが比較的少ないサイ
クル数で容量の低下が認められた。また、自己放電に関
しても改良の余地を残している。
優れた製法を提供する。またこの電池を用いて充放電を
行なったところ、その条件にもよるが比較的少ないサイ
クル数で容量の低下が認められた。また、自己放電に関
しても改良の余地を残している。
課題を解決するための手段
本発明は従来の電池のように電解質を中・ひに１その両
面に正極と負極を配するのではなく、電解質と結着剤を
主とする層の一方の面に、正極材料と電解質と結着剤を
主とする層と、負極材料と電解質と結着剤を主とする層
とを間隔を保って形成するものである。その形成法とし
ては、印刷法やペースト−スリット法がある。さらにこ
れら層の形成の過程でプレスにより加圧と結着剤の大幅
な軟化を生ずる温度以上の加熱を含むことが好ましい。
面に正極と負極を配するのではなく、電解質と結着剤を
主とする層の一方の面に、正極材料と電解質と結着剤を
主とする層と、負極材料と電解質と結着剤を主とする層
とを間隔を保って形成するものである。その形成法とし
ては、印刷法やペースト−スリット法がある。さらにこ
れら層の形成の過程でプレスにより加圧と結着剤の大幅
な軟化を生ずる温度以上の加熱を含むことが好ましい。
なお、好ましい電極材料としては、Ｃｕ、Ｍｏ６Ｓ８＝
２、Ｆ ｅ ｙＭ ｏ ６Ｓ ８−ｚなどのシェブレル
相化合物があげられる。
２、Ｆ ｅ ｙＭ ｏ ６Ｓ ８−ｚなどのシェブレル
相化合物があげられる。
作用
このように電解質層の一方の面に、電解質を含む正極層
と同じく電解質を含む負極層とを間隔を保って形成すれ
ばこの間隔が従来の電池構成での極間距離に相当する。
と同じく電解質を含む負極層とを間隔を保って形成すれ
ばこの間隔が従来の電池構成での極間距離に相当する。
そこで電極層の幅にもよるが、従来の電池構成に比べる
と、とくに対極と反対側の電極層部分は極間距離が大き
く、したがって大きな負荷の用途には適さない。しかし
、電極に接触しない電解質層が両極間に存在するので、
薄い電解質層を用いた際に懸念される短絡の恐れは全く
ない、したがって、長寿命が可能で自己放電特性に関し
ても有利になる。
と、とくに対極と反対側の電極層部分は極間距離が大き
く、したがって大きな負荷の用途には適さない。しかし
、電極に接触しない電解質層が両極間に存在するので、
薄い電解質層を用いた際に懸念される短絡の恐れは全く
ない、したがって、長寿命が可能で自己放電特性に関し
ても有利になる。
また、プレスによる加圧と乾燥が単に溶媒を蒸発除去す
るだけの乾燥ではなく、結着剤の顕著な軟化点以上の高
温を含む手段を加えたので充放電の過程で膨張する現象
が抑制できて、内部抵抗の増大を抑制し優れた放電性能
、自己放電性それにサイクル特性の向上に寄与する。
るだけの乾燥ではなく、結着剤の顕著な軟化点以上の高
温を含む手段を加えたので充放電の過程で膨張する現象
が抑制できて、内部抵抗の増大を抑制し優れた放電性能
、自己放電性それにサイクル特性の向上に寄与する。
また、電解質層の一方の面にのみ正、負両極の層を形成
するので、正、負極両極を一度に電解質層の片面に形成
できる。この際、比較的薄い電極層を得る際にはいわゆ
る印刷法を活用すると製法も大幅に簡易化出来る。厚い
電極層にはドクターブレード法が有利でこれも連続生産
に適している。
するので、正、負極両極を一度に電解質層の片面に形成
できる。この際、比較的薄い電極層を得る際にはいわゆ
る印刷法を活用すると製法も大幅に簡易化出来る。厚い
電極層にはドクターブレード法が有利でこれも連続生産
に適している。
実施例
電解質としてＲｂＣｕ４ｊ２，５ＣＩ３．５を用い、結
着剤として市販のポリエチレンが３ｗｔ％になるように
、その温ベンゼン溶液を加え充分攪拌してペーストを得
る。これを公知のドクターブレード法により、厚さ０．
２５ｍｍのシートを作成する。
着剤として市販のポリエチレンが３ｗｔ％になるように
、その温ベンゼン溶液を加え充分攪拌してペーストを得
る。これを公知のドクターブレード法により、厚さ０．
２５ｍｍのシートを作成する。
電極用材料として銅シェブレル（Ｃｕ２Ｍｏａｓｅ）を
用い、これに電解質としてＲｂＣｕ４１１．５Ｃ１３，
５を２０ｗｔ％、結着剤として市販のメチルメタクリレ
ートがＢｗｔ％呵なるように、そのトルエン溶液を加え
充分攪拌してペーストを得る。
用い、これに電解質としてＲｂＣｕ４１１．５Ｃ１３，
５を２０ｗｔ％、結着剤として市販のメチルメタクリレ
ートがＢｗｔ％呵なるように、そのトルエン溶液を加え
充分攪拌してペーストを得る。
前記電解質シート上に、このペーストを公知の印刷機に
より幅１５ｍｍ、間隔１ｍｍの条件で印刷する。１００
℃で乾燥した後１１０℃に昇温したローラブレス機を通
して５００Ｋｇ／ｃｍ２で加熱加圧した。電極層の厚さ
は０．１５ｍｍであった。
より幅１５ｍｍ、間隔１ｍｍの条件で印刷する。１００
℃で乾燥した後１１０℃に昇温したローラブレス機を通
して５００Ｋｇ／ｃｍ２で加熱加圧した。電極層の厚さ
は０．１５ｍｍであった。
これを長さ３０ ｍ ｍに裁断した０幅は電極幅１５×
２＋電解質層１ｍｍの計３１ｍｍである。その後に画電
極面にゴム中にカーボンブラック微粉末を分散させた市
販の導電性接着剤で厚さ０．３ｍｍのＣｕ板を当てて接
着する。最後に電池面上を、まずポリアクリル系樹脂で
被覆し、さらに常温硬化型のエポキシ樹脂をその上に塗
着して電池を構成した。この電池をＡとする。
２＋電解質層１ｍｍの計３１ｍｍである。その後に画電
極面にゴム中にカーボンブラック微粉末を分散させた市
販の導電性接着剤で厚さ０．３ｍｍのＣｕ板を当てて接
着する。最後に電池面上を、まずポリアクリル系樹脂で
被覆し、さらに常温硬化型のエポキシ樹脂をその上に塗
着して電池を構成した。この電池をＡとする。
つぎに、電解質シートを中心にその両面に電極層を形成
した従来構成の電池を比較のために加えてＢとした。な
お、電解質とその両面の電極層の厚さはＡと同じにした
。
した従来構成の電池を比較のために加えてＢとした。な
お、電解質とその両面の電極層の厚さはＡと同じにした
。
この両電池の特性を比較した。まず通常の充放電での放
電電圧と容量を調べた。０．２ｍＡで０゜５２Ｖまでの
充電−０，２ｍＡで０．３■までの放電を行なったとこ
ろ、Ａでは平均電圧は０．４２■、放電容量は３．Ｑｍ
Ａｈに対して、Ｂでは、それぞれ０．４７Ｖ、３．３ｍ
Ａｈであり、ややＡが劣っていたが、０．０２ｍＡ放電
にすると差はほとんどなくなった。
電電圧と容量を調べた。０．２ｍＡで０゜５２Ｖまでの
充電−０，２ｍＡで０．３■までの放電を行なったとこ
ろ、Ａでは平均電圧は０．４２■、放電容量は３．Ｑｍ
Ａｈに対して、Ｂでは、それぞれ０．４７Ｖ、３．３ｍ
Ａｈであり、ややＡが劣っていたが、０．０２ｍＡ放電
にすると差はほとんどなくなった。
そこで、つぎにこの０．２ｍＡ充電−０，０２ｍＡ放電
の条件で各電池の自己放電性を調べた。
の条件で各電池の自己放電性を調べた。
０．５５Ｖまで充電後３０℃で６ケ月間放置した後容量
を調べたところ維持率がＡでは９３％であったのにＢで
は７５％であった。
を調べたところ維持率がＡでは９３％であったのにＢで
は７５％であった。
最後に２つの電池の寿命特性を調べた。０．０２ｍＡ−
０，５２Ｖまでの充電、０．０２ｍＡ−０，３Ｖまでの
放電の条件とし、電池は、いずれも１０セル用いた０周
囲温度を２５℃とした。その結果、放電容量が初期の６
０％にまで劣化するサイクル数が、Ａでは１５００〜１
６００サイクルであったのに対して、Ｂでは１２００〜
１３００サイクルであった。この結果から明らかなよう
にＡが長寿命であった。
０，５２Ｖまでの充電、０．０２ｍＡ−０，３Ｖまでの
放電の条件とし、電池は、いずれも１０セル用いた０周
囲温度を２５℃とした。その結果、放電容量が初期の６
０％にまで劣化するサイクル数が、Ａでは１５００〜１
６００サイクルであったのに対して、Ｂでは１２００〜
１３００サイクルであった。この結果から明らかなよう
にＡが長寿命であった。
発明の効果
電解質と結着剤を主とする層の一方の面に、正極材料と
電解質と結着剤を主とする層と負極材料と電解質と結着
剤を主とする層を間隔を保って形成した構成の固体二次
電池は、製法が簡易化されるとともに優れた自己放電特
性が得られ、さらに長寿命化が可能になる。
電解質と結着剤を主とする層と負極材料と電解質と結着
剤を主とする層を間隔を保って形成した構成の固体二次
電池は、製法が簡易化されるとともに優れた自己放電特
性が得られ、さらに長寿命化が可能になる。
Claims (5)
- （１）電解質と結着剤を主とする層の一方の面に、正極
材料と電解質と結着剤を主とする層と負極材料と電解質
と結着剤を主とする層とが間隔を保って形成されている
ことを特徴とする固体二次電池。 - （２）電解質と結着剤を主とする層および電極材料と電
解質と結着剤を主とする層の少なくと一方と印刷法によ
って形成することを特徴とする固体二次電池の製造法。 - （３）電解質と結着剤を主とするペーストを用いてシー
トを製造し、このシート上に、正極材料と電解質と結着
剤を主とするペーストとこのペーストとは間隔を保って
負極材料と電解質と結着剤を主とするペーストをそれぞ
れ塗着し、両ペーストを付着せしめた後スリットを通過
させて、所望の厚さにした後乾燥することを特徴とする
固体二次電池の製造法。 - （４）電解質と結着剤を主とする層および電極材料と電
解質と結着剤を主とする層の形成の過程で、プレスによ
り加圧と結着剤の大幅な軟化を生ずる温度以上の加熱と
を含む特許請求の範囲第２項記載の固体二次電池の製造
法。 - （５）電極材料が正極、負極とも銅シェブレル相化合物
で、電解質が銅イオン導電体のＲｂＣｕ＿４Ｉ＿ｘＣｌ
＿ｙ系固体電解質、およびそれらに含まれる結着剤が熱
可塑性樹脂である特許請求の範囲第１項記載の固体二次
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268440A JPH02114458A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 固体二次電池とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268440A JPH02114458A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 固体二次電池とその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114458A true JPH02114458A (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=17458528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63268440A Pending JPH02114458A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 固体二次電池とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02114458A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5214832A (en) * | 1975-07-28 | 1977-02-04 | Suwa Seikosha Kk | Solid electrolyte battery |
| JPS62254367A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解質二次電池 |
| JPS63239773A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解質電池 |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP63268440A patent/JPH02114458A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5214832A (en) * | 1975-07-28 | 1977-02-04 | Suwa Seikosha Kk | Solid electrolyte battery |
| JPS62254367A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解質二次電池 |
| JPS63239773A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解質電池 |
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