JPH0329131B2 - - Google Patents
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- JPH0329131B2 JPH0329131B2 JP59047429A JP4742984A JPH0329131B2 JP H0329131 B2 JPH0329131 B2 JP H0329131B2 JP 59047429 A JP59047429 A JP 59047429A JP 4742984 A JP4742984 A JP 4742984A JP H0329131 B2 JPH0329131 B2 JP H0329131B2
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- Japan
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- solid electrolyte
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- electrolyte secondary
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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
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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固体電解質二次電
池用接合体に関する。
池用接合体に関する。
従来例の構成とその問題点
電池の発電要素がすべて固体状である電池、す
なわち固体電解質と、固体状の正・負極材料を用
いる電池は、従来の液体電解質を用いる電池に較
べ、小型、薄型化が容易で、かつ電解質による短
絡等が生じ難く、素電池の分離が容易であり、積
層化に好都合である利点を有している。
なわち固体電解質と、固体状の正・負極材料を用
いる電池は、従来の液体電解質を用いる電池に較
べ、小型、薄型化が容易で、かつ電解質による短
絡等が生じ難く、素電池の分離が容易であり、積
層化に好都合である利点を有している。
ところが、発電要素をすべて固体状で与えてい
るため、電池の充・放電反応に伴う正極あるいは
負極の体積変化により、電池各要素間の電気的な
接触が、充・放電反応をくり返すに従い悪くな
り、内部抵抗、分極の増大をきたし、電池性能の
低下をもたらす難点がある。この難点を軽減する
手段として、本発明者らは先に、電池の正極およ
び負極の集電体材料として、合成ゴムに炭素繊維
を分散させた導電性の可撓性カーボンフイルムを
用いることを提案した。このカーボンフイルムを
集電体に用いることによつて電池の充・放電反応
に際して電池発電材料の膨張収縮により電池内部
に生じる内部応力を有効に緩和し、充・放電特性
の優れた固体電解質二次電池を与えることが可能
となつた。
るため、電池の充・放電反応に伴う正極あるいは
負極の体積変化により、電池各要素間の電気的な
接触が、充・放電反応をくり返すに従い悪くな
り、内部抵抗、分極の増大をきたし、電池性能の
低下をもたらす難点がある。この難点を軽減する
手段として、本発明者らは先に、電池の正極およ
び負極の集電体材料として、合成ゴムに炭素繊維
を分散させた導電性の可撓性カーボンフイルムを
用いることを提案した。このカーボンフイルムを
集電体に用いることによつて電池の充・放電反応
に際して電池発電材料の膨張収縮により電池内部
に生じる内部応力を有効に緩和し、充・放電特性
の優れた固体電解質二次電池を与えることが可能
となつた。
しかしながら、本発明者らが先に提出した電池
は、このような内部抵抗と分極が低減し改良され
た固体電解質二次電池ではあるが、集電体に用い
た前記カーボンフイルムは、必ずしもイオンの流
れを完全に防止することはできない。すなわち電
池の薄型化に伴い、集電体の厚さを薄くすればす
るほどイオンの流れを防止することは困難とな
り、電池を長期間に渡り放置していると、カーボ
ンフイルムを通しての微少内部短絡によると考え
られる開路電圧の低下が生じるという欠点があ
る。
は、このような内部抵抗と分極が低減し改良され
た固体電解質二次電池ではあるが、集電体に用い
た前記カーボンフイルムは、必ずしもイオンの流
れを完全に防止することはできない。すなわち電
池の薄型化に伴い、集電体の厚さを薄くすればす
るほどイオンの流れを防止することは困難とな
り、電池を長期間に渡り放置していると、カーボ
ンフイルムを通しての微少内部短絡によると考え
られる開路電圧の低下が生じるという欠点があ
る。
発明の目的
本発明は、新規な構成の固体電解質二次電池用
接合体を提供し、素電池同志を電気的に接続する
接合体を通してのイオン移動による微少内部短絡
を防止し、長期間に渡り開路電圧の安定した固体
電解質二次電池を提供することを目的とする。
接合体を提供し、素電池同志を電気的に接続する
接合体を通してのイオン移動による微少内部短絡
を防止し、長期間に渡り開路電圧の安定した固体
電解質二次電池を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、素電池同志を電気的に接続する接合
体として、あるいは素電池の正極あるいは負極の
集電体を兼ねる接合体として、合成ゴムあるいは
アクリル系樹脂に炭素繊維あるいは炭素粉末を分
散させた導電性の可撓性カーボンフイルムを両面
に有した金属シートを用いる。
体として、あるいは素電池の正極あるいは負極の
集電体を兼ねる接合体として、合成ゴムあるいは
アクリル系樹脂に炭素繊維あるいは炭素粉末を分
散させた導電性の可撓性カーボンフイルムを両面
に有した金属シートを用いる。
なお、本発明で言う「固体状」とは、電池が通
常使われる温度範囲で固体状態であることを言
う。本発明の固体電解質二次電池では、この温度
範囲は抵抗器、コンデンサーなどの通常の電子部
品が動作する温度範囲と同等であり、高くてもせ
いぜい200℃以下の範囲を意味する。
常使われる温度範囲で固体状態であることを言
う。本発明の固体電解質二次電池では、この温度
範囲は抵抗器、コンデンサーなどの通常の電子部
品が動作する温度範囲と同等であり、高くてもせ
いぜい200℃以下の範囲を意味する。
また、「固体電解質」、「固体状正・負極材料」
は塑性変形が少ない剛体がほとんどであるが、塑
性変形の大きいたとえばプラスチツク材料であつ
てもよい。
は塑性変形が少ない剛体がほとんどであるが、塑
性変形の大きいたとえばプラスチツク材料であつ
てもよい。
さらに、本発明で言う「積層型」とは、所望の
電圧、電力を得るために単電池が複数個、縦ある
いは横、あるいはその両方に接続されたものを言
う。そして、これらの単電池を電気的に接続する
のに、合成ゴムあるいはアクリル系樹脂に炭素繊
維あるいは炭素粉末を分散させた熱圧着性の可撓
性導電性カーボンフイルムを両面に有した金属シ
ートを接合体として用いる。
電圧、電力を得るために単電池が複数個、縦ある
いは横、あるいはその両方に接続されたものを言
う。そして、これらの単電池を電気的に接続する
のに、合成ゴムあるいはアクリル系樹脂に炭素繊
維あるいは炭素粉末を分散させた熱圧着性の可撓
性導電性カーボンフイルムを両面に有した金属シ
ートを接合体として用いる。
実施例の説明
実施例 １
第１図は、本発明に従う固体電解質二次電池の
一実施例の断面の構造を示している。１は正極活
物質Cu0.1TiS2と固体電解質RbCu4I1.5Cl3.5の混合
物よりなる正極層、２は負極活物質Cuと固体電
解質RbCu4I1.5Cl3.5の混合物よりなる負極層、３
は固体電解質RbCu4I1.5Cl3.5の層、４は電極リー
ド、５はエポキシ樹脂より成るプラスチツクパツ
ケージである。
一実施例の断面の構造を示している。１は正極活
物質Cu0.1TiS2と固体電解質RbCu4I1.5Cl3.5の混合
物よりなる正極層、２は負極活物質Cuと固体電
解質RbCu4I1.5Cl3.5の混合物よりなる負極層、３
は固体電解質RbCu4I1.5Cl3.5の層、４は電極リー
ド、５はエポキシ樹脂より成るプラスチツクパツ
ケージである。
６は両面にカーボンフイルム６ａ，６ｂを有し
た金属箔６ｂよりなる集電体兼接合電極である。
この集電体接合電極は、合成ゴムとして、スチレ
ン・ブタジエンゴム（SBR）を用い、この中に
長さが30〜100μ、線径が７〜8μの炭素繊維を分
散させてなる厚さ10μのカーボンフイルム６ａ
と、金属箔として厚さ20μの金属銅箔６ｂを圧着
して得た厚さ約35μの導電性のシート抵抗値が約
〜1Ωのシートである。
た金属箔６ｂよりなる集電体兼接合電極である。
この集電体接合電極は、合成ゴムとして、スチレ
ン・ブタジエンゴム（SBR）を用い、この中に
長さが30〜100μ、線径が７〜8μの炭素繊維を分
散させてなる厚さ10μのカーボンフイルム６ａ
と、金属箔として厚さ20μの金属銅箔６ｂを圧着
して得た厚さ約35μの導電性のシート抵抗値が約
〜1Ωのシートである。
正極層、固体電解質層、負極層の３層をプレス
成形して得た直径７mm、厚さ約0.8mmの単電池ペ
レツト間および素電池群の両端面に、集電体兼接
合電極６を配置した後、単電池ペレツト群を、約
80℃で５〜６秒間、約20Kg／cm2の圧力で圧着し、
次に電極リードを各集電体面に配置し、約140℃
で10〜15秒間加熱圧着する。そして、この素電池
群を、SiC充てん剤の入つた常温硬化型のエポキ
シ樹脂を被覆することによつて電池が構成され
る。
成形して得た直径７mm、厚さ約0.8mmの単電池ペ
レツト間および素電池群の両端面に、集電体兼接
合電極６を配置した後、単電池ペレツト群を、約
80℃で５〜６秒間、約20Kg／cm2の圧力で圧着し、
次に電極リードを各集電体面に配置し、約140℃
で10〜15秒間加熱圧着する。そして、この素電池
群を、SiC充てん剤の入つた常温硬化型のエポキ
シ樹脂を被覆することによつて電池が構成され
る。
第２図は、このような電池Ａを、40℃で60日間
放置した際の開路電圧を示している。第２図中電
池Ｂと示したのは、SBRにカーボン繊維を分散
した厚さが20μの従来のカーボンフイルムを集電
体兼結合電極とした以外は、電池Ａと同様の構成
および組み立てにより得た電池の開路電圧を示し
ている。
放置した際の開路電圧を示している。第２図中電
池Ｂと示したのは、SBRにカーボン繊維を分散
した厚さが20μの従来のカーボンフイルムを集電
体兼結合電極とした以外は、電池Ａと同様の構成
および組み立てにより得た電池の開路電圧を示し
ている。
本発明に従う電池Ａは、40℃保存60日間に渡つ
て、ほとんど一定の安定した開路電圧を与える
が、従来の電池Ｂは、保存日数が経るに従つて開
路電圧が徐々に低下してくる。本発明に従う、カ
ーボンフイルムを両面に有した金属箔を集電体兼
接合電極とした電池Ａは、きわめて優れた電池で
ある。
て、ほとんど一定の安定した開路電圧を与える
が、従来の電池Ｂは、保存日数が経るに従つて開
路電圧が徐々に低下してくる。本発明に従う、カ
ーボンフイルムを両面に有した金属箔を集電体兼
接合電極とした電池Ａは、きわめて優れた電池で
ある。
実施例 ２
第３図は、本発明に従う固体電解質二次電池の
もうひとつの実施例における断面の構造を示して
いる。７は正極活物質Ag0.1TiS2と固体電解質の
混合物よりなる正極層、８は負極活物質Agと固
体電解質の混合物よりなる負極層、９は固体電解
質層である。前記の電解質にはいずれもSiO2を
分散したRbAg4I5を用いた。１０は両面にカーボ
ンフイルム１０ａおよび１０ｂを有した金属箔１
０ｃよりなる集電体兼接合電極である。その他、
第３図中、第１図と同一番号は、同一電池構成要
素を示している。
もうひとつの実施例における断面の構造を示して
いる。７は正極活物質Ag0.1TiS2と固体電解質の
混合物よりなる正極層、８は負極活物質Agと固
体電解質の混合物よりなる負極層、９は固体電解
質層である。前記の電解質にはいずれもSiO2を
分散したRbAg4I5を用いた。１０は両面にカーボ
ンフイルム１０ａおよび１０ｂを有した金属箔１
０ｃよりなる集電体兼接合電極である。その他、
第３図中、第１図と同一番号は、同一電池構成要
素を示している。
集電体兼接合電極１０は、合成ゴムとして、ス
チレン・ブタジエンゴム（SBR）を用い、この
中に長さが30〜100μ、線径が７〜8μの炭素繊維
を分散させてなる厚さ10μのカーボンフイルム１
０ａと、アクリル系樹脂に炭素粉末としてカーボ
ンブラツクを分散させてなる厚さ20μのカーボン
フイルム１０ｂを、金属箔として厚さ約10μのア
ルミニウム箔１０ｃに圧着することによつて得た
厚さ約35μの導電性のシート抵抗値が約1Ωのシー
トである。電池ペレツトの大きさは、直径７mm、
厚さ0.8mmである。
チレン・ブタジエンゴム（SBR）を用い、この
中に長さが30〜100μ、線径が７〜8μの炭素繊維
を分散させてなる厚さ10μのカーボンフイルム１
０ａと、アクリル系樹脂に炭素粉末としてカーボ
ンブラツクを分散させてなる厚さ20μのカーボン
フイルム１０ｂを、金属箔として厚さ約10μのア
ルミニウム箔１０ｃに圧着することによつて得た
厚さ約35μの導電性のシート抵抗値が約1Ωのシー
トである。電池ペレツトの大きさは、直径７mm、
厚さ0.8mmである。
第４図は、第３図に示した電池Ｃを、40℃で60
日間放置した際の開路電圧を示している。
日間放置した際の開路電圧を示している。
第４図中、電池Ｄとしたのは、SBRにカーボ
ン繊維を分散した厚さが20μの従来のカーボンフ
イルムを集電体兼結合電極とした以外は、電池Ｃ
と同様の構成および組み立てにより得た電池の開
路電圧を示している。
ン繊維を分散した厚さが20μの従来のカーボンフ
イルムを集電体兼結合電極とした以外は、電池Ｃ
と同様の構成および組み立てにより得た電池の開
路電圧を示している。
本発明に従う電池Ｃは、40℃60日間に渡つて、
ほとんど一定の安定した開路電圧を与えるが、従
来の電池Ｄは、保存日数が経るに従つて開路電圧
が徐々に低下してくる。
ほとんど一定の安定した開路電圧を与えるが、従
来の電池Ｄは、保存日数が経るに従つて開路電圧
が徐々に低下してくる。
本発明に従う、カーボンフイルムを両面に有し
た金属箔シートを集電体兼接合電極とした電池Ｃ
は、きわめて優れた電池である。
た金属箔シートを集電体兼接合電極とした電池Ｃ
は、きわめて優れた電池である。
発明の効果
以上のように本発明によれば、正極と負極の集
電体あるいは素電池相互の接触が周囲温度等に関
係なく常に良好な接触が得られ、安定した特性が
得られ、また、集電体兼電極の中央に金属箔を設
けてあるので微小短絡の少ない回路電圧の安定し
た優れた固体電解質二次電池を実現できる。
電体あるいは素電池相互の接触が周囲温度等に関
係なく常に良好な接触が得られ、安定した特性が
得られ、また、集電体兼電極の中央に金属箔を設
けてあるので微小短絡の少ない回路電圧の安定し
た優れた固体電解質二次電池を実現できる。
第１図は本発明の実施例の固体電解質二次電池
の縦断面図、第２図は保存中の電池の開路電圧を
比較した図、第３図は他の実施例の固体電解質二
次電池の縦断面図、第４図は保存中の電池の開路
電圧を比較した図である。 １，７……正極層、２，８……負極層、３，９
……固体電解質層、４……電極リード、５……プ
ラスチツクパツケージ、６，１０……集電体兼接
合電極、６ａ，６ｂ……カーボンフイルム、６ｃ
……金属（銅）箔、１０ａ，１０ｂ……カーボン
フイルム、１０ｃ……金属（アルミニウム）箔。
の縦断面図、第２図は保存中の電池の開路電圧を
比較した図、第３図は他の実施例の固体電解質二
次電池の縦断面図、第４図は保存中の電池の開路
電圧を比較した図である。 １，７……正極層、２，８……負極層、３，９
……固体電解質層、４……電極リード、５……プ
ラスチツクパツケージ、６，１０……集電体兼接
合電極、６ａ，６ｂ……カーボンフイルム、６ｃ
……金属（銅）箔、１０ａ，１０ｂ……カーボン
フイルム、１０ｃ……金属（アルミニウム）箔。
Claims (1)
- １ カーボンフイルム６ａ，６ｂ，１０ａ，１０
ｂと、金属箔６ｃ，１０ｃとからなる固体電解質
二次電池用接合体６であつて、前記固体電解質二
次電池用接合体６は、合成ゴムまたはアクリル系
樹脂に炭素繊維または炭素粉末を分散したカーボ
ンフイルム６ａ，６ｂ，１０ａ，１０ｂが金属箔
６ｃ，１０ｃの両面に被着形成されたものであ
り、電極集電体とされるか、または素電池間に介
在されて素電池相互を接合するものであることを
特徴とする固体電解質二次電池用接合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047429A JPS60189867A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 固体電解質二次電池用接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047429A JPS60189867A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 固体電解質二次電池用接合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189867A JPS60189867A (ja) | 1985-09-27 |
| JPH0329131B2 true JPH0329131B2 (ja) | 1991-04-23 |
Family
ID=12774904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59047429A Granted JPS60189867A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 固体電解質二次電池用接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60189867A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07123053B2 (ja) * | 1988-03-23 | 1995-12-25 | 旭化成工業株式会社 | 有機固体電解質二次電池 |
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-
1984
- 1984-03-12 JP JP59047429A patent/JPS60189867A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS60189867A (ja) | 1985-09-27 |
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