JPH0315164A - 固体二次電池の製造法 - Google Patents

固体二次電池の製造法

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Publication number
JPH0315164A
JPH0315164A JP1056853A JP5685389A JPH0315164A JP H0315164 A JPH0315164 A JP H0315164A JP 1056853 A JP1056853 A JP 1056853A JP 5685389 A JP5685389 A JP 5685389A JP H0315164 A JPH0315164 A JP H0315164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
binder
electrolyte
pressure
battery
electrode material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1056853A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Iwaki
勉 岩城
Tadashi Tonomura
正 外邨
Yoshio Moriwaki
良夫 森脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Synthetic Rubber Co Ltd, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication of JPH0315164A publication Critical patent/JPH0315164A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (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。

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。
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、Lil1 LisNなどの
Li゛イオン導電性固体電解質、RbAg41st  
AgI−Ag20、AgI  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RbCuaI+.sC 13.6、Cu I−C
u20−MOO*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Cus.+TiS2、Ag*
.+Tisa、Cul1.+NbSa、A g *.+
 N b Ss,WOaそれにC u v M o a
 S s−z、F−e,Mosss−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Cu1 
AL  L i +.sWO3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とを主とする層を両側に、電
解質と結着剤とを主とする層を中間に配するのが一般的
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る電池ができた。すなわち、充
放電を繰返すと一部の電池で内部抵抗が増加して性能の
劣化が認められた。
原因について調べた結果、電解質層と電極層との接触が
十分でないことがわかった。
従来の電解質に溶液を用いる電池の場合には溶液が電極
中に入り、電解質と電極との接触については、それほど
考慮する必要がないので、これは固体二次電池特有の課
題である。
課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するために、電極材料と結着
剤とを主とする層を両側に、電解質と結着剤とを主とす
る層を中間に配し、両者を一体化する固体二次電池の製
造方法にお九)で、加熱した状態で加圧一体化後に加圧
から徐々に常圧に戻すことを特徴とする。この際に加熱
が結着剤の軟化温度付近、加圧が300〜2000Kg
/cm2であることが好ましい。
作   用 電極材料と結着剤とを主とする層を両側に、電解質と結
着剤とを主とする層を中間に配し、結着剤の軟化温度付
近の温度、300〜2000Kg/cm2の圧力で加圧
一体化ナることか電解質層と電極層との一体化には好ま
しいが、この状態からいきなり常圧に戻すと電解質と電
極との接触が不十分になってしまうことがわかり、加圧
から徐々に常圧に戻すことで接触が十分保たれ、電池性
能低下を抑制できる。つまり、本発明では電極層と電解
質層とが強固に付着した状態で電池が得られるので、充
放電の過程で生じる内部抵抗の増大がなく優れた放電性
能と自己放電性が得られ、さらに比較的少ないサイクル
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(Cu2MoeSe)を
用い、これに電解質としてR b C u4I +.s
Cl3,6を30Wt%、結着剤として市販のポリエチ
レンが6Wt%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、負極にも銅シェプレル(.Cu2MoaS@)を
用い正極と同様に同じ電解質R b C u4r +.
6C13.6を20Wt%用い、と結着剤(8Wt%)
によって、半乾燥状態にしておく。それに電解質として
RbCu4I+.sC ls.sを用い、やはり結着剤
としてポリエチレンが6Wt%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Ig,0.6g,Ig充填し、まずこれを
150℃に加熱したプレス機で900Kg/cm2の条
件で加圧し、その後1分後に600 K g / c 
m2、2分後に300Kg/cm2のように直線的に減
圧し、3分間で常圧に戻した後型内から取り出した。こ
れ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.  3mms 径26mmのC
u板を当てて120℃、100Kg/cm”の条件で加
圧一体化した。電池本体の周辺をまず、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、比較のために900Kg/cm2の条件で加圧
し、ただちに常圧に戻した後型内から取り出し他はAと
同じ工程によって電池Bを得た。
以上の2つの電池A,  B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光。1.0mAで0 .5
 8 Vまでの充電、−2.5mAで0.3Vまでの放
電を行なったところ、電池Aでは平均電圧は0.47V
, 放電容量は19.5mAhを示したのに対して、電
池Bではそれぞれ0.45V1 17.7mAhであり
、いずれも電池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A,  Hの自
己放電特性を調べた。0 .5 Ef Vまで充電後2
5゜Cで一月間放置した後容量を調べたところ維持率が
電池Aでは97%七あったのに電池Bでは92%であっ
た。
最後に2つの電池A1 Bの寿命特性を調べた。
電池A1 Bは、いずれも10セル用いた。周囲温度を
30゜Cとした。その結果、放電容量が初期の75%に
まで劣化するサイクル数が、電池Aでは1100〜11
50サイクルであったのに対して、電池Bでは820〜
1060サイクルであった。
この結果から明らかなように電池Aが長寿命であった。
このように電解質層と電極層との加圧一体化の状態から
いきなり常圧にもどすと、電解質と電極との接触が不十
分になり易いことに鑑み、加圧から徐々に常圧に戻すこ
とで接触が十分保たれ電池の性能低下を抑制できる。こ
の種電池では充放電の過程で電極が若干は膨張する傾向
があるようで、これが充放電時でのイオンの流れを阻害
し電圧や容量の低下を招き、さらに比較的少ないサイク
ル数で容量が低下する原因になっている。これに対して
本実施例では、電極層と電解質層とが強固に圧着した状
態で電池が得られているので、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
優れた放電特性が得られ、また、比較的少ないサイクル
数で容量が低下することもない. 発明の効果 本発明の固体二次電池の製法によれば、電極材料と結着
剤とを主とする層を両側に、電解質と結着剤とを主とす
る層を中間に配し、加熱加圧して両者を一体化する製造
法において、加熱した状態で加圧一体化後に加圧から徐
々に常圧に戻すことにより、電池の充放電中での内部抵
抗の増加を抑え、したがって、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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電極材料と結着剤とを主とする層を両側に、電解
    質と結着剤とを主とする層を中間に配し、両者を一体化
    する固体二次電池の製造法において、加熱した状態で加
    圧一体化後に加圧から徐々に常圧に戻すことを特徴とす
    る固体二次電池の製造法。
  2. (2)電極材料と結着剤とを主とする層を両側に、電解
    質と結着剤とを主とする層を中間に配し、加熱により一
    体化する固体二次電池の製造法において、加熱が結着剤
    の軟化温度付近、加圧が300〜2500Kg/cm^
    2であり、その後加圧から徐々に常圧に戻すことを特徴
    とする固体二次電池の製造法。
  3. (3)電極材料が銅シェブレル構造体で、電解質が銅イ
    オン導電体で、それらに含まれる結着剤が熱可塑性樹脂
    であることを特徴とする請求項1または2記載の固体二
    次電池の製造法。
JP1056853A 1989-03-08 1989-03-08 固体二次電池の製造法 Pending JPH0315164A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015111531A (ja) * 2013-12-06 2015-06-18 株式会社神戸製鋼所 二次電池用電解質膜、接合体、金属−空気全固体二次電池、及びその接合体の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015111531A (ja) * 2013-12-06 2015-06-18 株式会社神戸製鋼所 二次電池用電解質膜、接合体、金属−空気全固体二次電池、及びその接合体の製造方法

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