JPH02114462A - 固体二次電池 - Google Patents
固体二次電池Info
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- JPH02114462A JPH02114462A JP63268444A JP26844488A JPH02114462A JP H02114462 A JPH02114462 A JP H02114462A JP 63268444 A JP63268444 A JP 63268444A JP 26844488 A JP26844488 A JP 26844488A JP H02114462 A JPH02114462 A JP H02114462A
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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
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- 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
各種機器のメモリーバックアップ用が中心である。
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
各種機器のメモリーバックアップ用が中心である。
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、Lit、Li3NなどのL
l+イオン導電性固体電解質、RbA g 415、A
g−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 C
ua I 1.5CI 3.5、Cu I −Cu 2
0 M o 03などのCu”イオン導電性固体電解
質などがある。
電解質がとくに重要であり、Lit、Li3NなどのL
l+イオン導電性固体電解質、RbA g 415、A
g−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 C
ua I 1.5CI 3.5、Cu I −Cu 2
0 M o 03などのCu”イオン導電性固体電解
質などがある。
また、正極用材料としてはCuo、IT’ I S2、
Ago、IT l 52、Cuo、1NbS2、Ago
、IN b S2、WO3それにCuyM 08S11
1−zb F e、M o6SB−。
Ago、IT l 52、Cuo、1NbS2、Ago
、IN b S2、WO3それにCuyM 08S11
1−zb F e、M o6SB−。
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 、 A g s L l 1.5W
O3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。
O3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。
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。集電の方法にはいろいろあるがその外側に結着剤を
含む導電性の層を設けることも一つの有効な手段である
。
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。集電の方法にはいろいろあるがその外側に結着剤を
含む導電性の層を設けることも一つの有効な手段である
。
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を製造し、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。すなわち、充放電を繰返
すと内部抵抗が増加して性能の劣化が認められた。この
原因について調べたところ、この電池の場合も、他の電
解質に溶液を用いる電池の場合と同様にとくに電極が充
放電の過程で若干でも膨張することが認められた。この
ような溶液を用いる電池の場合には電極活物質が膨張の
大きな原因であり外観からも明らかに観察できる。これ
に対して固体二次電池では、当然溶液は存在しないので
、観察できるような膨張はない。
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。すなわち、充放電を繰返
すと内部抵抗が増加して性能の劣化が認められた。この
原因について調べたところ、この電池の場合も、他の電
解質に溶液を用いる電池の場合と同様にとくに電極が充
放電の過程で若干でも膨張することが認められた。この
ような溶液を用いる電池の場合には電極活物質が膨張の
大きな原因であり外観からも明らかに観察できる。これ
に対して固体二次電池では、当然溶液は存在しないので
、観察できるような膨張はない。
しかし、イオンの出入により多少の膨張が予想されるの
で、この場合は逆に溶液がないので内部抵抗が増加して
性能が劣化するものと思われる。
で、この場合は逆に溶液がないので内部抵抗が増加して
性能が劣化するものと思われる。
課題を解決するための手段
中央に電解質と結着剤を主とする固体層を配し、その両
面に電極材料と結着剤を主とする層を配した構成におい
て、電池の両外側面にそれぞれ集電板を配し、電池周辺
部でこの2枚の集電板を接着した構造とする。この場合
、板は集電体であっても、別に配してもよい。さらに積
層構造の電池では、最外側面にそれぞれ板を配し、電池
周辺部でこの2枚の板を接着すればよい。なお、電池が
充放電の過程で膨張する現象を抑制するのが目的なので
、外側に配する板は薄くて強度が大きいものが好ましい
。
面に電極材料と結着剤を主とする層を配した構成におい
て、電池の両外側面にそれぞれ集電板を配し、電池周辺
部でこの2枚の集電板を接着した構造とする。この場合
、板は集電体であっても、別に配してもよい。さらに積
層構造の電池では、最外側面にそれぞれ板を配し、電池
周辺部でこの2枚の板を接着すればよい。なお、電池が
充放電の過程で膨張する現象を抑制するのが目的なので
、外側に配する板は薄くて強度が大きいものが好ましい
。
作 用
電極材料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した固体二次電池において、
電池の両外側面にそれぞれ板を配し、電池周辺部でこの
2枚の板を接着した構造とするので電池が充放電の過程
で膨張する現象を抑制し、したがって内部抵抗が増大す
ることなく比較的少ない?メクル数で容量が低下するこ
とがなくなる。
と結着剤を主とする層を配した固体二次電池において、
電池の両外側面にそれぞれ板を配し、電池周辺部でこの
2枚の板を接着した構造とするので電池が充放電の過程
で膨張する現象を抑制し、したがって内部抵抗が増大す
ることなく比較的少ない?メクル数で容量が低下するこ
とがなくなる。
実施例
正極用材料として銅シェブレル(Cu2Mossa)を
用い、これに電解質としてRbCu411,5CI3゜
5を20wt%、結着剤としてポリエチレンが7wt%
になるように、その熱ベンゼン溶液を加え充分攪拌して
後、半乾燥状態にしておく。
用い、これに電解質としてRbCu411,5CI3゜
5を20wt%、結着剤としてポリエチレンが7wt%
になるように、その熱ベンゼン溶液を加え充分攪拌して
後、半乾燥状態にしておく。
一方、負極にも銅シェブレル(Cu2MoaSa)を用
い、正極と同様に電解質Rb Cual 1.5c 1
3゜、を20wt%、結着剤ポリエチレンが7wt%に
なるように、加え半乾燥状態にしておく、それに電解質
としてRbC[411,5CI 3.5を用い、やはり
同じ結着剤が7wt%になるように加え、半乾燥状態に
しておく。
い、正極と同様に電解質Rb Cual 1.5c 1
3゜、を20wt%、結着剤ポリエチレンが7wt%に
なるように、加え半乾燥状態にしておく、それに電解質
としてRbC[411,5CI 3.5を用い、やはり
同じ結着剤が7wt%になるように加え、半乾燥状態に
しておく。
つぎに、径20mmの型内に正極用、電解質、負極用の
順にそれぞれ1g、0.6g、1g充填しこれを160
℃、500Kg/Cm2の条件で加圧した。このように
して得られた電池素子を型から取り出した後にその両面
に粘着性接着剤を塗着したカーボンブラック含有の市販
のカーボンフィルムを集電体として当てた後、さらにそ
の外側に厚さ0.3mm、径26n+mのCu板を当て
て120℃、500Kg/cm2の条件で圧着した。室
温に戻した後、2枚のCu板と電池周辺とで形成した空
間に、まずポリアクリル系樹脂を充填し、さらに常温硬
化型のエポキシ樹脂をその上に充填して電池を構成した
。この電池を(A)とする。
順にそれぞれ1g、0.6g、1g充填しこれを160
℃、500Kg/Cm2の条件で加圧した。このように
して得られた電池素子を型から取り出した後にその両面
に粘着性接着剤を塗着したカーボンブラック含有の市販
のカーボンフィルムを集電体として当てた後、さらにそ
の外側に厚さ0.3mm、径26n+mのCu板を当て
て120℃、500Kg/cm2の条件で圧着した。室
温に戻した後、2枚のCu板と電池周辺とで形成した空
間に、まずポリアクリル系樹脂を充填し、さらに常温硬
化型のエポキシ樹脂をその上に充填して電池を構成した
。この電池を(A)とする。
つぎに、比較のために、このような樹脂の充填を行わな
かった電池をBとして加えた。
かった電池をBとして加えた。
以上の各電池の通常の充放電での放電電圧や容量を調べ
たところ、たとえば、0.5mAで0.52Vまでの充
電−1,0+nA0.3V放電では、(A)では平均電
圧は0.48V、放電容量は18−19mAh、 (B
)では0.41V、 12〜13MAhであった。
たところ、たとえば、0.5mAで0.52Vまでの充
電−1,0+nA0.3V放電では、(A)では平均電
圧は0.48V、放電容量は18−19mAh、 (B
)では0.41V、 12〜13MAhであった。
つぎにこの充放電の条件f各電池の寿命特性を調べた。
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60%にまで劣化す
るサイクル数がAでは800〜900サイクルであった
のに対して、Bでは300〜450サイクルであった。
した。その結果、放電容量が初期の60%にまで劣化す
るサイクル数がAでは800〜900サイクルであった
のに対して、Bでは300〜450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。つま
りBでは電池の電極が充放電の過程で若干でも膨張する
ことが認められ、これによって比較的少ないサイクル数
で容量が低下したのに対してAでは電池の両外側面にそ
れぞれCu板を配し、電池周辺部でこの2枚の板を接着
した構造ととしているので、このような膨張が抑えられ
長寿命が可能になったものと思われる。この場合、板と
して実施例では集電体をそのまま用いたが、別の例えば
樹脂板、セラミックス板、カラス板などを配してもよい
、なお、積層構造の電池では、最外側面にそれぞれ板を
配し、電池周辺部でこの2枚の板を接着すればよい。
りBでは電池の電極が充放電の過程で若干でも膨張する
ことが認められ、これによって比較的少ないサイクル数
で容量が低下したのに対してAでは電池の両外側面にそ
れぞれCu板を配し、電池周辺部でこの2枚の板を接着
した構造ととしているので、このような膨張が抑えられ
長寿命が可能になったものと思われる。この場合、板と
して実施例では集電体をそのまま用いたが、別の例えば
樹脂板、セラミックス板、カラス板などを配してもよい
、なお、積層構造の電池では、最外側面にそれぞれ板を
配し、電池周辺部でこの2枚の板を接着すればよい。
発明の効果
電極材料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した構成の固体二次電池の両
外側面にそれぞれ板を配し、電池周辺部で、この2枚の
板を接着することにより、電池の充放電中での内部抵抗
の増加を抑え、したがって、容量の向上と長寿命化が可
能になる。
と結着剤を主とする層を配した構成の固体二次電池の両
外側面にそれぞれ板を配し、電池周辺部で、この2枚の
板を接着することにより、電池の充放電中での内部抵抗
の増加を抑え、したがって、容量の向上と長寿命化が可
能になる。
Claims (4)
- (1)中央に電解質と結着剤を主とする固体層を配し、
その両面に電極材料と結着剤を主とする固体層を配した
構成の電池において、電池の両外側面にそれぞれ集電板
を配し、電池周辺部でこの2枚の集電板が電気絶縁を保
って接着されていることを特徴とする固体二次電池。 - (2)中央に電解質と結着剤を主とする固体層を配し、
その両面に電極材料と結着剤を主とする固体層を配し、
さらにその外側に導電性層を設けた構成の電池において
、導電性層の外側に集電板を配した固体二次電池。 - (3)各素電池を積み重ねた構造の積層電池において最
外側面にそれぞれ板を配し、電池周辺部でこの2枚の板
が接着されていることを特徴とする特許請求の範囲第2
項に記載の固体二次電池。 - (4)電極材料が銅シェブレル構造体で、電解質が銅イ
オン導電性固体電解質、特にRbCu_4I_xCl_
y系電解質であることを特徴とする特許請求の範囲第2
項〜第3項のいずれかに記載の固体二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63268444A JPH02114462A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 固体二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63268444A JPH02114462A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 固体二次電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02114462A true JPH02114462A (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=17458590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63268444A Pending JPH02114462A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 固体二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02114462A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010004927A1 (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | シャープ株式会社 | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
JP2011181531A (ja) * | 2011-06-24 | 2011-09-15 | Panasonic Corp | エネルギーデバイスおよびその製造方法 |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP63268444A patent/JPH02114462A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010004927A1 (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | シャープ株式会社 | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
JP2010020974A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Sharp Corp | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
JP4659861B2 (ja) * | 2008-07-09 | 2011-03-30 | シャープ株式会社 | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
JP2011181531A (ja) * | 2011-06-24 | 2011-09-15 | Panasonic Corp | エネルギーデバイスおよびその製造方法 |
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