JPH0315163A - 固体二次電池の製造法 - Google Patents
固体二次電池の製造法Info
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- JPH0315163A JPH0315163A JP1033981A JP3398189A JPH0315163A JP H0315163 A JPH0315163 A JP H0315163A JP 1033981 A JP1033981 A JP 1033981A JP 3398189 A JP3398189 A JP 3398189A JP H0315163 A JPH0315163 A JP H0315163A
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Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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
の製造法に関する。
の製造法に関する。
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＜、シたが
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＜、シたが
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、ＬｔＩｖＬｉａＮなどのＬ
ｉ＋イオン導電性固体電解質、ＲｂＡ ｇｓ Ｉｔ１Ａ
ｇ Ｉ −Ａ ｇｅｏ、−Ｍ Ｏ ０３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Ｒ ｂ Ｃ ｕａ Ｉ ＋．ｓＣ ｌｚ．ｓｖ
Ｃ ｕ Ｉ−Ｃｕ２０−Ｍｏ０３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、ＬｔＩｖＬｉａＮなどのＬ
ｉ＋イオン導電性固体電解質、ＲｂＡ ｇｓ Ｉｔ１Ａ
ｇ Ｉ −Ａ ｇｅｏ、−Ｍ Ｏ ０３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
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Ｃ ｕ Ｉ−Ｃｕ２０−Ｍｏ０３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Ｃ ｕ ＠．＋ Ｔ ｉ Ｓ
Ｉ、Ａｇｓ．＋Ｔｉｓ＊、Ｃｕｓ．＋ＮｂＳ２、Ａｇｉ
．＋ＮｂＳｓ、ＷＯｓそれにＣｕｙＭｏａＳｓ−ｚ、Ｆ
ｅｖＭＯａＳ＊−ｚなどのシェブレル相化合物があげら
れている。一方、負極にはＣ ｕｓ Ａ ｇ１Ｌ Ｉ
Ｉ．ｓＷ Ｏ ｓ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。
Ｉ、Ａｇｓ．＋Ｔｉｓ＊、Ｃｕｓ．＋ＮｂＳ２、Ａｇｉ
．＋ＮｂＳｓ、ＷＯｓそれにＣｕｙＭｏａＳｓ−ｚ、Ｆ
ｅｖＭＯａＳ＊−ｚなどのシェブレル相化合物があげら
れている。一方、負極にはＣ ｕｓ Ａ ｇ１Ｌ Ｉ
Ｉ．ｓＷ Ｏ ｓ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電極材料層を両面
に、中央に電解質と結着剤を主とする電解質層を配する
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電極材料層を両面
に、中央に電解質と結着剤を主とする電解質層を配する
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
このような従来の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。
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で微少短絡を生じ、こ
れが性能劣化の一つの原因であることがわかった。また
、自己放電も大きいことも問題であり、原因は同じであ
ると思われる。
れが性能劣化の一つの原因であることがわかった。また
、自己放電も大きいことも問題であり、原因は同じであ
ると思われる。
課題を解決するための手段
電極材料と電解質と結着剤を主とする電極材料層と、電
解質と結着剤を主とする電解質層とをいわゆるスラリー
法で製造し、両者を加圧により一体化する際に、両者の
加圧一体化前にあらかじめ電解質層を単独で加圧して後
、電極材料層と前記電解質層とを加圧一体化する。その
条件として加圧する温度が室温から前記結着剤の融点付
近であり加圧は０． ３〜２ｔｏｎ／ｃｍ”であるこ
とが好ましい。
解質と結着剤を主とする電解質層とをいわゆるスラリー
法で製造し、両者を加圧により一体化する際に、両者の
加圧一体化前にあらかじめ電解質層を単独で加圧して後
、電極材料層と前記電解質層とを加圧一体化する。その
条件として加圧する温度が室温から前記結着剤の融点付
近であり加圧は０． ３〜２ｔｏｎ／ｃｍ”であるこ
とが好ましい。
電極材料としては、銅シェブレル構造体、電解質として
は銅イオン導電性固体、特にＲ ｂ Ｃ ｕ ａ １ｘ
ｃｌｖ系のものが好適である。結着剤としては、熱可塑
性樹脂が好ましく、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リアクリル系、ボリスチレン系樹脂などやフッソ樹脂が
用いられる。
は銅イオン導電性固体、特にＲ ｂ Ｃ ｕ ａ １ｘ
ｃｌｖ系のものが好適である。結着剤としては、熱可塑
性樹脂が好ましく、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リアクリル系、ボリスチレン系樹脂などやフッソ樹脂が
用いられる。
作 用
電極材料層と電解質層との加圧一体化前にあらかじめ電
解質層を単独で加圧することにより、この電解質層をい
わゆるスラリー法で得られた状態よりも密にすることが
できる。このことで電極材料層と加圧一体化した際に電
極材料が電解質層中に拡散してくるのを抑制できる。こ
のことから単に加圧一体化した際に懸念される電池内部
での微少短絡を防ぐことができる。
解質層を単独で加圧することにより、この電解質層をい
わゆるスラリー法で得られた状態よりも密にすることが
できる。このことで電極材料層と加圧一体化した際に電
極材料が電解質層中に拡散してくるのを抑制できる。こ
のことから単に加圧一体化した際に懸念される電池内部
での微少短絡を防ぐことができる。
実施例
電解質としてＲ ｂ Ｃ ｕａ Ｉ ＋．ｓＣ ｌａ．
ｓを用い、結着剤としてポリエチレンが８ｗｔ％になる
ように熱ベンゼン溶液を加えて得たスラリーを用い、ド
クターナイフにより公知の方法で厚さ０．１５ｍｍの電
解質シートを製造する。これを１２０℃で１，２ｔｏｎ
／ｃｍ”の条件で加圧する。加圧により厚さは約３０％
減少した。
ｓを用い、結着剤としてポリエチレンが８ｗｔ％になる
ように熱ベンゼン溶液を加えて得たスラリーを用い、ド
クターナイフにより公知の方法で厚さ０．１５ｍｍの電
解質シートを製造する。これを１２０℃で１，２ｔｏｎ
／ｃｍ”の条件で加圧する。加圧により厚さは約３０％
減少した。
一方正極および負極用材料として銅シェブレル（Ｃｕｔ
ＭｏｓＳｓ）を用い、これに電解質としてＲｂＣ ｕ４
Ｉ ＋．ａＣ Ｌａ．ｓを２０ｗｔ％、結着剤として市
販のポリエチレンが８ｗｔ％になるようにその熱ベンゼ
ン溶液を加え充分攪拌し、電解質シートと同様にして厚
さ０．３ｍｍの電極材料シートを作これら電極層を両面
に電解質層を中心にして１７０℃に加熱したプレス機で
１ｔｏｎ／ｃｍ２の条件で加圧し、加圧したままで５０
℃に冷却してから加圧を止めて型内から取り出した。そ
の後にその両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０．０３ｍｍのＣｕ板を当て
て１２０℃、０．５ｔｏｎ／ｃｍ２の条件で加圧一体化
した。電池周囲に常温硬化型のエポキシ樹脂を塗着して
電池を構成した。この電池をＡとする。
ＭｏｓＳｓ）を用い、これに電解質としてＲｂＣ ｕ４
Ｉ ＋．ａＣ Ｌａ．ｓを２０ｗｔ％、結着剤として市
販のポリエチレンが８ｗｔ％になるようにその熱ベンゼ
ン溶液を加え充分攪拌し、電解質シートと同様にして厚
さ０．３ｍｍの電極材料シートを作これら電極層を両面
に電解質層を中心にして１７０℃に加熱したプレス機で
１ｔｏｎ／ｃｍ２の条件で加圧し、加圧したままで５０
℃に冷却してから加圧を止めて型内から取り出した。そ
の後にその両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０．０３ｍｍのＣｕ板を当て
て１２０℃、０．５ｔｏｎ／ｃｍ２の条件で加圧一体化
した。電池周囲に常温硬化型のエポキシ樹脂を塗着して
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、あらかじめ電解質層を加圧せず
に１７０℃に加熱したプレス機でｌｔｏｎ／ｃｍ”の条
件で加圧した電池をＢとして加えた。Ａ． Ｂ二つの
電池の形状は同じである。以上の２つの電池についてま
ず通常の充放電での放電電圧と容量を比較した。１．０
ｍＡで０．５５Ｖまでの充電、３．０ｍＡで０．３Ｖま
での放電を行なったところ、Ａでは平均電圧は０．４８
Ｖ１ 放電容量は２．５ｍＡｈを示したのに対して、Ｂ
ではそれぞれ０．４６Ｖ，２．１ｍＡｈであり、いずれ
もＡが優れていた。
に１７０℃に加熱したプレス機でｌｔｏｎ／ｃｍ”の条
件で加圧した電池をＢとして加えた。Ａ． Ｂ二つの
電池の形状は同じである。以上の２つの電池についてま
ず通常の充放電での放電電圧と容量を比較した。１．０
ｍＡで０．５５Ｖまでの充電、３．０ｍＡで０．３Ｖま
での放電を行なったところ、Ａでは平均電圧は０．４８
Ｖ１ 放電容量は２．５ｍＡｈを示したのに対して、Ｂ
ではそれぞれ０．４６Ｖ，２．１ｍＡｈであり、いずれ
もＡが優れていた。
そこでつぎにこの充放電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″Ｃで一カ月間放置
した後容量を調べたところ維持率がＡでは９６％であっ
たのにＢでは８５％であった。
調べた。０．５５Ｖまで充電後３０″Ｃで一カ月間放置
した後容量を調べたところ維持率がＡでは９６％であっ
たのにＢでは８５％であった。
最後に２つの電池の寿命特性を調べた。電池は、いずれ
も１０セル用いた。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１０５０〜１１００サイクルであったのに対し
て、Ｂでは６００〜７５０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。
も１０セル用いた。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１０５０〜１１００サイクルであったのに対し
て、Ｂでは６００〜７５０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。
なお、上記実施例では単電池を例にして示したが、容量
や電圧を高めるために通常採用する積層構造の電池の場
合にも当然本発明の製法を用いることができる。
や電圧を高めるために通常採用する積層構造の電池の場
合にも当然本発明の製法を用いることができる。
発明の効果
電極材料層と電解質層との加圧一体化前に、あらかしめ
電解質層を単独で加圧することにより、電池の充放電中
での微少短絡の発生を抑えることができ、したがって、
優れた放電性能や自己放電特性が得られ、さらに長寿命
化が可能になる。
電解質層を単独で加圧することにより、電池の充放電中
での微少短絡の発生を抑えることができ、したがって、
優れた放電性能や自己放電特性が得られ、さらに長寿命
化が可能になる。
Claims (4)
- （１）電極材料と電解質と結着剤を主とする電極材料層
と、電解質と結着剤を主とする電解質層とをスラリー法
で製造し、両者を加圧により一体化する製法において、
両者の加圧一体化前にあらかじめ電解質層を単独で加圧
して後、電極材料層と前記電解質層とを加圧一体化する
ことを特徴とする固体二次電池の製造法。 - （２）電極材料が銅シェブレル構造体、電解質が銅イオ
ン導電性固体、それらに含まれる結着剤が熱可塑性樹脂
である請求項１記載の固体二次電池の製造法。 - （３）電解質層を単独で加圧する際の温度が室温からそ
の結着剤の融点付近であり加圧は０．３〜２ｔｏｎ／ｃ
ｍ＾２である請求項１記載の固体二次電池の製造法。 - （４）電池が積層構造である請求項１記載の固体二次電
池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1033981A JPH0315163A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 固体二次電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1033981A JPH0315163A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 固体二次電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315163A true JPH0315163A (ja) | 1991-01-23 |
Family
ID=12401665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1033981A Pending JPH0315163A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 固体二次電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0315163A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011142007A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Toyota Motor Corp | 固体電解質電極体の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP1033981A patent/JPH0315163A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011142007A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Toyota Motor Corp | 固体電解質電極体の製造方法 |
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