JPH0574466A - 固体電解質フイルム - Google Patents
固体電解質フイルムInfo
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- JPH0574466A JPH0574466A JP3262512A JP26251291A JPH0574466A JP H0574466 A JPH0574466 A JP H0574466A JP 3262512 A JP3262512 A JP 3262512A JP 26251291 A JP26251291 A JP 26251291A JP H0574466 A JPH0574466 A JP H0574466A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- elastic body
- high dielectric
- polymer elastic
- electrolyte film
- Prior art date
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- Pending
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- 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
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大面積のリチウムイオン導電体固体電解質
で、電池の電解質として利用した際に内部抵抗が小さい
ものを提供すること。 【構成】 高誘電性高分子弾性体あるいは／または高誘
電性高分子弾性体を含む高分子弾性体中に３０〜９５％
の体積分率で固体電解質粉末を分散したことを特徴とす
る固体電解質フィルム。周波数１ｋＨｚで比誘電率４．
５以上である高誘電性高分子弾性体中に３０〜９５％の
体積分率で固体電解質粉末を分散して得た固体電解質フ
ィルムで２５℃でのイオン伝導度が１×１０-5Ｓ／ｃｍ
以上であるものが好ましい。
で、電池の電解質として利用した際に内部抵抗が小さい
ものを提供すること。 【構成】 高誘電性高分子弾性体あるいは／または高誘
電性高分子弾性体を含む高分子弾性体中に３０〜９５％
の体積分率で固体電解質粉末を分散したことを特徴とす
る固体電解質フィルム。周波数１ｋＨｚで比誘電率４．
５以上である高誘電性高分子弾性体中に３０〜９５％の
体積分率で固体電解質粉末を分散して得た固体電解質フ
ィルムで２５℃でのイオン伝導度が１×１０-5Ｓ／ｃｍ
以上であるものが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電池、コンデンサ、セ
ンサー、エレクトロクロミック表示素子などに用いられ
る電解質に関するもので、特に素子を全固体化させるた
めに利用される固体電解質に関する。
ンサー、エレクトロクロミック表示素子などに用いられ
る電解質に関するもので、特に素子を全固体化させるた
めに利用される固体電解質に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム電池は起電力が約３Ｖと高く、
エネルギー密度も高いことから、近年注目を集め研究開
発が盛んに行われており、１次電池だけでなく２次電池
に関しても既に商品化が始まっている。しかしながら、
これらのリチウム電池は電解液を用いたタイプのもので
あり、固体電解質を用いた全固体型のリチウム電池はま
だ開発されていない。
エネルギー密度も高いことから、近年注目を集め研究開
発が盛んに行われており、１次電池だけでなく２次電池
に関しても既に商品化が始まっている。しかしながら、
これらのリチウム電池は電解液を用いたタイプのもので
あり、固体電解質を用いた全固体型のリチウム電池はま
だ開発されていない。
【０００３】リチウムイオン伝導体の１つであるヨウ化
リチウムは、それ自身ではイオン伝導度が低く実用性は
少ないが、この材料にアルミナを加えることにより、ヨ
ウ化リチウム単独よりイオン伝導度が２桁程度上昇する
ことが知られている〔Ｃ．Ｃ．Ｌｉａｎｇ，Ｊ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２０，１２８９（１９
７３）〕。 これは、アルミナの誘電的性質により、導
電イオンが表面に引き付けられて、導電性の高い空間電
荷層が形成され、イオン導電体の導電率が向上するもの
と推測される。
リチウムは、それ自身ではイオン伝導度が低く実用性は
少ないが、この材料にアルミナを加えることにより、ヨ
ウ化リチウム単独よりイオン伝導度が２桁程度上昇する
ことが知られている〔Ｃ．Ｃ．Ｌｉａｎｇ，Ｊ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２０，１２８９（１９
７３）〕。 これは、アルミナの誘電的性質により、導
電イオンが表面に引き付けられて、導電性の高い空間電
荷層が形成され、イオン導電体の導電率が向上するもの
と推測される。
【０００４】リチウムイオン導電体固体電解質には超イ
オン導電体であるＬＩＳＩＣＯＮ（Ｌｉ ｓｕｐｅｒ
ｉｏｎｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などがあるが、全固
体素子に使用する際には圧粉体状のペレットにして使用
する以外なく、用途が限られており、例えば電池に利用
する場合にもボタン型などの小型サイズのものに限定さ
れており、大容量型には大面積の電解質が必要とされて
いた。この問題点については松下電器産業／日本合成ゴ
ムが固体電解質粉末をスチレン・ブタジエンブロック共
重合体に分散させたシート状固体電解質を開発している
が（特開昭：６３−２３９７７４）、そのイオン伝導率
は充分とは言えない。また、開発した電解質は銅イオン
系のもの、銀イオン系のものであり、現在最も所望され
ているリチウムイオン導電体では上記と同じ材料構成で
は導電性が低く、電池の電解質として利用する際には内
部抵抗が大きく問題となっていた。
オン導電体であるＬＩＳＩＣＯＮ（Ｌｉ ｓｕｐｅｒ
ｉｏｎｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などがあるが、全固
体素子に使用する際には圧粉体状のペレットにして使用
する以外なく、用途が限られており、例えば電池に利用
する場合にもボタン型などの小型サイズのものに限定さ
れており、大容量型には大面積の電解質が必要とされて
いた。この問題点については松下電器産業／日本合成ゴ
ムが固体電解質粉末をスチレン・ブタジエンブロック共
重合体に分散させたシート状固体電解質を開発している
が（特開昭：６３−２３９７７４）、そのイオン伝導率
は充分とは言えない。また、開発した電解質は銅イオン
系のもの、銀イオン系のものであり、現在最も所望され
ているリチウムイオン導電体では上記と同じ材料構成で
は導電性が低く、電池の電解質として利用する際には内
部抵抗が大きく問題となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる実情
に鑑み、大容量型用の大面積のリチウムイオン等のイオ
ン導電性電解質で、電池の電解質として利用した際に内
部抵抗が小さいものが必要とされている。
に鑑み、大容量型用の大面積のリチウムイオン等のイオ
ン導電性電解質で、電池の電解質として利用した際に内
部抵抗が小さいものが必要とされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は以下
の固体電解質フィルムの開発によって解決される。 （１） 高誘電性高分子弾性体あるいは／または高誘電
性高分子弾性体を含む高分子弾性体中に３０〜９５％の
体積分率で固体電解質粉末を分散したことを特徴とする
固体電解質フィルム。 （２） 高誘電性高分子弾性体が周波数１ｋＨｚで比誘
電率４．５以上であることを特徴とする上記（１）に記
載の固体電解質フィルム。 （３） 周波数１ｋＨｚでの比誘電率が４．５以上であ
る高誘電性高分子弾性体あるいは／または高誘電性高分
子弾性体を含む高分子弾性体中に、固体電解質粉末を３
０〜９５％の体積分率で分散させた固体電解質フィルム
において、２５℃でのイオン伝導度が１×１０-5Ｓ／ｃ
ｍ以上であることを特徴とする固体電解質フィルム。
の固体電解質フィルムの開発によって解決される。 （１） 高誘電性高分子弾性体あるいは／または高誘電
性高分子弾性体を含む高分子弾性体中に３０〜９５％の
体積分率で固体電解質粉末を分散したことを特徴とする
固体電解質フィルム。 （２） 高誘電性高分子弾性体が周波数１ｋＨｚで比誘
電率４．５以上であることを特徴とする上記（１）に記
載の固体電解質フィルム。 （３） 周波数１ｋＨｚでの比誘電率が４．５以上であ
る高誘電性高分子弾性体あるいは／または高誘電性高分
子弾性体を含む高分子弾性体中に、固体電解質粉末を３
０〜９５％の体積分率で分散させた固体電解質フィルム
において、２５℃でのイオン伝導度が１×１０-5Ｓ／ｃ
ｍ以上であることを特徴とする固体電解質フィルム。
【０００７】本発明に使用される固体電解質粉末として
は、これまで知られている全ての固体電解質が用いるこ
とが可能であるが、粉末にしやすいことから無機系固体
電解質が好ましく、またイオン伝導度が高い固体電解質
の方が実用上非常に好ましい。
は、これまで知られている全ての固体電解質が用いるこ
とが可能であるが、粉末にしやすいことから無機系固体
電解質が好ましく、またイオン伝導度が高い固体電解質
の方が実用上非常に好ましい。
【０００８】具体的には、Ｒｂ4 Ｃｕ16Ｉ7 Ｃｌ13、Ｒ
ｂ3 Ｃｕ7 Ｃｌ10などの銅イオン導電性固体電解質、Ｒ
ｂＡｇ4 Ｉ5 、Ａｇ3 ＳＢｒなどの銀イオン導電性固体
電解質、ＬｉＩ、Ｌｉ3 Ｎ、Ｌｉ2 ＳＯ4 、Ｌｉ4 Ｓｉ
Ｏ4 、Ｌｉ14Ｚｎ（ＧｅＯ4 ）4 で示されるＬＩＳＩＣ
ＯＮ（Ｌｉ ｓｕｐｅｒ ｉｏｎｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒ）、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 などのリチウムイオン
導電性固体電解質、一般式Ｎａ1+x Ｚｒ2 Ｐ3-x Ｓｉx
Ｏ12（０≦ｘ≦３）で示されるＮＡＳＩＣＯＮ（Ｎａ
ｓｕｐｅｒ ｉｏｎｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの
ナトリウムイオン導電性固体電解質、ウラニルリン酸水
和物（ＨＵＯ2 ＰＯ4 ・４Ｈ2Ｏ：ＨＵＰ）、ウラニル
砒酸水和物（ＨＵＯ2 ＡｓＯ4 ・４Ｈ2 Ｏ）、１２−モ
リブドリン酸水和物（Ｈ3 ［ＰＭｏ12Ｏ40］・２９Ｈ2
Ｏ）などのプロトン導電性固体電解質、ＣａＦ2 、β−
ＰｂＦ2 、ＬａＦ3、ＳｒＦ2 、ＴｌＳｎ2 Ｆ5 などの
フッ化物イオン導電性固体電解質、カルシア安定化ジル
コニア、イットリア安定化ジルコニアなどの酸化物イオ
ン導電性固体電解質、一般式Ｍ2 Ｏ・ｘＡｌ2 Ｏ3 （Ｍ
＝Ｎａ+ 、Ｋ+ 、Ｒｂ+ 、Ａｇ+ 、Ｈ3 Ｏ+ など、ｘ＝
５〜１１）で示されるβ−アルミナ、一般式Ｎａ
1+x Ｍ’x Ａｌ11-xＯ17（Ｍ’＝Ｍｇ2+、Ｃａ2+などの
２価陽イオン）で示されるβ”−アルミナ、などの固体
電解質が用いられる。
ｂ3 Ｃｕ7 Ｃｌ10などの銅イオン導電性固体電解質、Ｒ
ｂＡｇ4 Ｉ5 、Ａｇ3 ＳＢｒなどの銀イオン導電性固体
電解質、ＬｉＩ、Ｌｉ3 Ｎ、Ｌｉ2 ＳＯ4 、Ｌｉ4 Ｓｉ
Ｏ4 、Ｌｉ14Ｚｎ（ＧｅＯ4 ）4 で示されるＬＩＳＩＣ
ＯＮ（Ｌｉ ｓｕｐｅｒ ｉｏｎｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒ）、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 などのリチウムイオン
導電性固体電解質、一般式Ｎａ1+x Ｚｒ2 Ｐ3-x Ｓｉx
Ｏ12（０≦ｘ≦３）で示されるＮＡＳＩＣＯＮ（Ｎａ
ｓｕｐｅｒ ｉｏｎｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの
ナトリウムイオン導電性固体電解質、ウラニルリン酸水
和物（ＨＵＯ2 ＰＯ4 ・４Ｈ2Ｏ：ＨＵＰ）、ウラニル
砒酸水和物（ＨＵＯ2 ＡｓＯ4 ・４Ｈ2 Ｏ）、１２−モ
リブドリン酸水和物（Ｈ3 ［ＰＭｏ12Ｏ40］・２９Ｈ2
Ｏ）などのプロトン導電性固体電解質、ＣａＦ2 、β−
ＰｂＦ2 、ＬａＦ3、ＳｒＦ2 、ＴｌＳｎ2 Ｆ5 などの
フッ化物イオン導電性固体電解質、カルシア安定化ジル
コニア、イットリア安定化ジルコニアなどの酸化物イオ
ン導電性固体電解質、一般式Ｍ2 Ｏ・ｘＡｌ2 Ｏ3 （Ｍ
＝Ｎａ+ 、Ｋ+ 、Ｒｂ+ 、Ａｇ+ 、Ｈ3 Ｏ+ など、ｘ＝
５〜１１）で示されるβ−アルミナ、一般式Ｎａ
1+x Ｍ’x Ａｌ11-xＯ17（Ｍ’＝Ｍｇ2+、Ｃａ2+などの
２価陽イオン）で示されるβ”−アルミナ、などの固体
電解質が用いられる。
【０００９】これらの固体電解質をフィルム状にし、か
つイオン伝導度の高い固体電解質フィルムを得るために
は比誘電率の高い分散剤が必要となる。すなわち、分散
剤として高誘電性高分子弾性体、あるいは／または高誘
電性高分子弾性体を含む高分子弾性体を用いることによ
り実現される。この場合、高誘電性高分子弾性体の比誘
電率は４．５以上が好ましく、５．０以上の場合に特に
著しい効果が現れる。また、比誘電率が４．０以下では
効果がほとんどない。
つイオン伝導度の高い固体電解質フィルムを得るために
は比誘電率の高い分散剤が必要となる。すなわち、分散
剤として高誘電性高分子弾性体、あるいは／または高誘
電性高分子弾性体を含む高分子弾性体を用いることによ
り実現される。この場合、高誘電性高分子弾性体の比誘
電率は４．５以上が好ましく、５．０以上の場合に特に
著しい効果が現れる。また、比誘電率が４．０以下では
効果がほとんどない。
【００１０】高誘電性高分子弾性体は、大きな双極子モ
ーメントを有している方が好ましく、そのためにはポリ
マーの側鎖にカルボニル（＞Ｃ＝Ｏ）基、シアノ（−Ｃ
≡Ｎ）基、シアノエチル（−ＣＨ2 ＣＨ2 ＣＮ）基、ア
ルコール性水酸（−ＯＨ）基、フッ素（−Ｆ）、塩素
（−Ｃｌ）等のハロゲン基などがついていることが好ま
しい。これらの高誘電性高分子弾性体の具体例として
は、シアノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシ
エチルセルロース、シアノエチルスターチ、シアノエチ
ルヒドロキシプロピルスターチ、シアノエチルプルラ
ン、シアノエチルグリシドールプルラン、シアノエチル
ポリビニルアルコール、シアノエチルシュクロース、シ
アノエチルソルビトールなどのシアノエチル化物、ポリ
フッ化ビニリデンなどのフッ素を含む高分子化合物、ポ
リホスファゼン、ジメチルシロキサンなどの無機高分子
化合物、あるいはポリクロロプレン、ポリアクリロニト
リル、セルロース、ポリエチレンオキシド、ポリプロピ
レンオキシドなどが挙げられる。これらの高誘電性高分
子弾性体は１種類で用いても良いし、２種類以上混合さ
せて用いても良い。
ーメントを有している方が好ましく、そのためにはポリ
マーの側鎖にカルボニル（＞Ｃ＝Ｏ）基、シアノ（−Ｃ
≡Ｎ）基、シアノエチル（−ＣＨ2 ＣＨ2 ＣＮ）基、ア
ルコール性水酸（−ＯＨ）基、フッ素（−Ｆ）、塩素
（−Ｃｌ）等のハロゲン基などがついていることが好ま
しい。これらの高誘電性高分子弾性体の具体例として
は、シアノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシ
エチルセルロース、シアノエチルスターチ、シアノエチ
ルヒドロキシプロピルスターチ、シアノエチルプルラ
ン、シアノエチルグリシドールプルラン、シアノエチル
ポリビニルアルコール、シアノエチルシュクロース、シ
アノエチルソルビトールなどのシアノエチル化物、ポリ
フッ化ビニリデンなどのフッ素を含む高分子化合物、ポ
リホスファゼン、ジメチルシロキサンなどの無機高分子
化合物、あるいはポリクロロプレン、ポリアクリロニト
リル、セルロース、ポリエチレンオキシド、ポリプロピ
レンオキシドなどが挙げられる。これらの高誘電性高分
子弾性体は１種類で用いても良いし、２種類以上混合さ
せて用いても良い。
【００１１】高分子弾性体は、一般的に知られている高
分子樹脂、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、シリコン樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ（アクリロ
ニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂、フェノール樹
脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート、ア
イオノマー樹脂、フッ素樹脂などの樹脂を用いることが
可能であるが、高誘電性高分子弾性体と混合する場合に
は、高誘電性を維持するために、高誘電性高分子弾性体
の高分子弾性体との混合比率を、体積分率で５０％以上
１００％以下にする必要がある。体積分率５０％未満で
は、分散剤として誘電性が弱く、固体電解質フィルムに
したときのイオン伝導度が低くなってしまうため好まし
くない。
分子樹脂、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、シリコン樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ（アクリロ
ニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂、フェノール樹
脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート、ア
イオノマー樹脂、フッ素樹脂などの樹脂を用いることが
可能であるが、高誘電性高分子弾性体と混合する場合に
は、高誘電性を維持するために、高誘電性高分子弾性体
の高分子弾性体との混合比率を、体積分率で５０％以上
１００％以下にする必要がある。体積分率５０％未満で
は、分散剤として誘電性が弱く、固体電解質フィルムに
したときのイオン伝導度が低くなってしまうため好まし
くない。
【００１２】高誘電性高分子弾性体を含む高分子弾性体
の比誘電率を向上させるため、強誘電性無機化合物粉末
を、高分子弾性体に対して体積分率で５〜６５％の割合
まで添加しても良い。添加量は５％未満の場合には添加
効果がほとんどなく、６５％を越えると固体電解質フィ
ルムが形成できないため好ましくない。強誘電性無機化
合物としてはＢａＴｉＯ3 、ＰｂＴｉＯ3 、Ｐｂ1-x Ｚ
ｒx ＴｉＯ3 （ＰＺＴ）、Ｐｂ1-x-y Ｌａx Ｚｒy Ｔｉ
Ｏ3 （ＰＬＺＴ）などが挙げられる。得られた固体電解
質フィルムは電池の電解質、エレクトロクロミックディ
スプレー等、使用目的によって必要なイオン伝導度は異
なるが、室温で用いられる用途では、２５℃において１
×１０-6Ｓ／ｃｍ以上、好ましくは１×１０-5Ｓ／ｃｍ
以上のイオン伝導度を有することが非常に望ましい。ま
た、固体電解質フィルムの機械的強度、硬度等を適宜調
整する目的で、上記に挙げた化合物以外の化合物、具体
的には無機化合物フィラー、硬化触媒あるいは、その他
の高分子樹脂が、イオン伝導度が１×１０-6Ｓ／ｃｍを
下回らない範囲で適宜添加されていても構わない。
の比誘電率を向上させるため、強誘電性無機化合物粉末
を、高分子弾性体に対して体積分率で５〜６５％の割合
まで添加しても良い。添加量は５％未満の場合には添加
効果がほとんどなく、６５％を越えると固体電解質フィ
ルムが形成できないため好ましくない。強誘電性無機化
合物としてはＢａＴｉＯ3 、ＰｂＴｉＯ3 、Ｐｂ1-x Ｚ
ｒx ＴｉＯ3 （ＰＺＴ）、Ｐｂ1-x-y Ｌａx Ｚｒy Ｔｉ
Ｏ3 （ＰＬＺＴ）などが挙げられる。得られた固体電解
質フィルムは電池の電解質、エレクトロクロミックディ
スプレー等、使用目的によって必要なイオン伝導度は異
なるが、室温で用いられる用途では、２５℃において１
×１０-6Ｓ／ｃｍ以上、好ましくは１×１０-5Ｓ／ｃｍ
以上のイオン伝導度を有することが非常に望ましい。ま
た、固体電解質フィルムの機械的強度、硬度等を適宜調
整する目的で、上記に挙げた化合物以外の化合物、具体
的には無機化合物フィラー、硬化触媒あるいは、その他
の高分子樹脂が、イオン伝導度が１×１０-6Ｓ／ｃｍを
下回らない範囲で適宜添加されていても構わない。
【００１３】当該固体電解質フィルムは、厚くなるとイ
ンピーダンスが高くなり電池の電解質を始めとし、全固
体素子として使用する場合に、内部抵抗が高くなりすぎ
て好ましくない。具体的には、２５０μｍを越える厚み
を有する固体電解質フィルムでは、厚み方向のイオン導
電性が低くなり、かつ均質なフィルムが得られにくくな
る。また薄すぎるとフィルムの機械的強度が弱すぎるた
め、実用上は１０〜２５０μｍの範囲が好ましい。
ンピーダンスが高くなり電池の電解質を始めとし、全固
体素子として使用する場合に、内部抵抗が高くなりすぎ
て好ましくない。具体的には、２５０μｍを越える厚み
を有する固体電解質フィルムでは、厚み方向のイオン導
電性が低くなり、かつ均質なフィルムが得られにくくな
る。また薄すぎるとフィルムの機械的強度が弱すぎるた
め、実用上は１０〜２５０μｍの範囲が好ましい。
【００１４】本発明の固体電解質フィルムは、高誘電性
高分子弾性体あるいは／または高誘電性高分子弾性体を
含む高分子弾性体中に固体電解質粉末が分散されている
ため、これまでの固体電解質フィルムよりも当該固体電
解質のイオン伝導度を向上させることができる。従っ
て、銅イオン導電体、銀イオン導電体よりもイオン伝導
度が低いリチウムイオン導電体でも、固体電解質フィル
ムとして利用可能となる。以下、実施例にて本発明を詳
細に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定さ
れるものではない。
高分子弾性体あるいは／または高誘電性高分子弾性体を
含む高分子弾性体中に固体電解質粉末が分散されている
ため、これまでの固体電解質フィルムよりも当該固体電
解質のイオン伝導度を向上させることができる。従っ
て、銅イオン導電体、銀イオン導電体よりもイオン伝導
度が低いリチウムイオン導電体でも、固体電解質フィル
ムとして利用可能となる。以下、実施例にて本発明を詳
細に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定さ
れるものではない。
【００１５】
【実施例１】ＬｉＩ粉末をＰ2 Ｏ5 乾燥剤の入ったデシ
ケーター中で真空乾燥させる。一方、シアノエチルセル
ロースをトルエン中に溶解させ高分子溶液を得て、これ
に乾燥したＬｉＩ粉末を体積分率７０％になるように混
合し、ボールミルで２時間混練し、得られた混合物をテ
フロンシート上でアプリケーターバーにて引き延ばし、
それを乾燥空気中にてトルエンを蒸発させ、厚み約８０
μｍの固体電解質フィルムを得た。
ケーター中で真空乾燥させる。一方、シアノエチルセル
ロースをトルエン中に溶解させ高分子溶液を得て、これ
に乾燥したＬｉＩ粉末を体積分率７０％になるように混
合し、ボールミルで２時間混練し、得られた混合物をテ
フロンシート上でアプリケーターバーにて引き延ばし、
それを乾燥空気中にてトルエンを蒸発させ、厚み約８０
μｍの固体電解質フィルムを得た。
【００１６】得られた固体電解質フィルムのイオン伝導
度を金電極付与による交流インピーダンス法により測定
した。すなわち、前記で得られたリチウムイオン導電体
フィルムの両面に真空蒸着により金電極を設け、交流イ
ンピーダンスアナライザー（ＹＨＰ−４１９２Ａ）を用
いて、５Ｈｚから１３ＭＨｚの周波数領域においてイン
ピーダンス測定を行い、コール・コール（Ｃｏｌｅ−Ｃ
ｏｌｅ）の円弧則により、プロットからイオン伝導度を
求めたところ、室温２５℃で１×１０-5Ｓ／ｃｍのイオ
ン導電率が得られた。
度を金電極付与による交流インピーダンス法により測定
した。すなわち、前記で得られたリチウムイオン導電体
フィルムの両面に真空蒸着により金電極を設け、交流イ
ンピーダンスアナライザー（ＹＨＰ−４１９２Ａ）を用
いて、５Ｈｚから１３ＭＨｚの周波数領域においてイン
ピーダンス測定を行い、コール・コール（Ｃｏｌｅ−Ｃ
ｏｌｅ）の円弧則により、プロットからイオン伝導度を
求めたところ、室温２５℃で１×１０-5Ｓ／ｃｍのイオ
ン導電率が得られた。
【００１７】
【実施例２】ＣｕＣｌおよびＣｕＩを塩酸中で再結晶さ
せ、これらをＰ2 Ｏ5 乾燥剤の入ったデシケーター中で
真空乾燥させる。また、ＲｂＣｌを真空中１００℃で乾
燥させる。これらの成分塩をＣｕＣｌ：ＣｕＩ：ＲｂＣ
ｌ＝４５：３５：２０のモル比になるように秤量混合
し、１３０℃で１７時間加熱して完全に脱水する。これ
をパイレックスガラス管中に真空封入し、融解に至らし
めた後、室温まで徐冷する。固化したものをトルエンを
分散剤としてボールミルでよく粉砕し、得られた粉末を
錠剤状に加圧成型する。これをＮ2中、１３０℃で１７
時間程度処理を行い、得られた加圧成型物を再度ボール
ミルで粉砕する。この粉末を再度錠剤状に加圧成形を行
い、Ｎ2 中１３０℃で１７時間熱処理し、その後ボール
ミルで粉砕し、単相のＲｂ4 Ｃｕ16Ｉ7 Ｃｌ13粉末を得
た。単相であることはＸ線回折で確認した。
せ、これらをＰ2 Ｏ5 乾燥剤の入ったデシケーター中で
真空乾燥させる。また、ＲｂＣｌを真空中１００℃で乾
燥させる。これらの成分塩をＣｕＣｌ：ＣｕＩ：ＲｂＣ
ｌ＝４５：３５：２０のモル比になるように秤量混合
し、１３０℃で１７時間加熱して完全に脱水する。これ
をパイレックスガラス管中に真空封入し、融解に至らし
めた後、室温まで徐冷する。固化したものをトルエンを
分散剤としてボールミルでよく粉砕し、得られた粉末を
錠剤状に加圧成型する。これをＮ2中、１３０℃で１７
時間程度処理を行い、得られた加圧成型物を再度ボール
ミルで粉砕する。この粉末を再度錠剤状に加圧成形を行
い、Ｎ2 中１３０℃で１７時間熱処理し、その後ボール
ミルで粉砕し、単相のＲｂ4 Ｃｕ16Ｉ7 Ｃｌ13粉末を得
た。単相であることはＸ線回折で確認した。
【００１８】次に、シアノエチルセルロースをトルエン
中に溶解させ高分子溶液を得、これに前記で得られたＲ
ｂ4 Ｃｕ16Ｉ7 Ｃｌ13固体電解質粉末を体積分率７５％
になるように混合し、ボールミルで２時間混練し、得ら
れた混合物をテフロンシート上でアプリケーターバーに
て引き延ばし、乾燥空気中にてトルエンを蒸発させ、厚
み１００μｍの固体電解質フィルムを得た。得られた固
体電解質シートを銅板間に挟み、１３０℃で１０ｋｇ／
ｃｍ2 の加圧を行って接着したもので、交流１ｋＨｚで
のインピーダンスをインピーダンスアナライザー（ＹＨ
Ｐ−４１９２Ａ）で評価し、その直流成分より求めたと
ころ、室温で１×１０-4Ｓ／ｃｍのイオン導電率が得ら
れた。
中に溶解させ高分子溶液を得、これに前記で得られたＲ
ｂ4 Ｃｕ16Ｉ7 Ｃｌ13固体電解質粉末を体積分率７５％
になるように混合し、ボールミルで２時間混練し、得ら
れた混合物をテフロンシート上でアプリケーターバーに
て引き延ばし、乾燥空気中にてトルエンを蒸発させ、厚
み１００μｍの固体電解質フィルムを得た。得られた固
体電解質シートを銅板間に挟み、１３０℃で１０ｋｇ／
ｃｍ2 の加圧を行って接着したもので、交流１ｋＨｚで
のインピーダンスをインピーダンスアナライザー（ＹＨ
Ｐ−４１９２Ａ）で評価し、その直流成分より求めたと
ころ、室温で１×１０-4Ｓ／ｃｍのイオン導電率が得ら
れた。
【００１９】
【発明の効果】本発明の固体電解質フィルムは、化学的
に安定で、均一性および可撓性に優れ、薄型化が可能で
あり、また導電率が高いため、例えば固体マイクロ電池
用電解質シート、エレクトロクロミックディスプレイ、
電気二重層キャパシタ等の電気化学素子材料として有用
である。
に安定で、均一性および可撓性に優れ、薄型化が可能で
あり、また導電率が高いため、例えば固体マイクロ電池
用電解質シート、エレクトロクロミックディスプレイ、
電気二重層キャパシタ等の電気化学素子材料として有用
である。
Claims (3)
- 【請求項１】 高誘電性高分子弾性体あるいは／または
高誘電性高分子弾性体を含む高分子弾性体中に３０〜９
５％の体積分率で固体電解質粉末を分散したことを特徴
とする固体電解質フィルム。 - 【請求項２】 高誘電性高分子弾性体が周波数１ｋＨｚ
で比誘電率４．５以上であることを特徴とする請求項１
記載の固体電解質フィルム。 - 【請求項３】 周波数１ｋＨｚでの比誘電率が４．５以
上である高誘電性高分子弾性体あるいは／または高誘電
性高分子弾性体を含む高分子弾性体中に、固体電解質粉
末を３０〜９５％の体積分率で分散させた固体電解質フ
ィルムにおいて、２５℃でのイオン伝導度が１×１０-5
Ｓ／ｃｍ以上であることを特徴とする固体電解質フィル
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262512A JPH0574466A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 固体電解質フイルム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262512A JPH0574466A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 固体電解質フイルム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574466A true JPH0574466A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17376833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262512A Pending JPH0574466A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 固体電解質フイルム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574466A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009523298A (ja) * | 2006-01-10 | 2009-06-18 | ザ ポターニン インスティテュート リミテッド | ソリッドステート化学電流源および放電出力を増強するための方法 |
| JP2013511793A (ja) * | 2010-05-10 | 2013-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | イオン伝導体および固体電池 |
| US20130183570A1 (en) * | 2004-09-02 | 2013-07-18 | Lg Chem, Ltd. | Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby |
| JP2016006781A (ja) * | 2004-09-02 | 2016-01-14 | エルジー・ケム・リミテッド | 有機無機複合多孔性フィルム及びこれを用いる電気化学素子 |
| CN107293798A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-10-24 | 北京理工大学 | 氰乙基纤维素膜、氰乙基纤维素凝胶聚合物电解质及其制备方法 |
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| JP2019057399A (ja) * | 2017-09-20 | 2019-04-11 | 株式会社東芝 | 固体電解質セパレータ、二次電池、電池パック及び車両 |
| WO2019189592A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 富士フイルム株式会社 | リチウムイオン選択透過膜、電気透析装置、及び、リチウム含有化合物回収装置、並びに、リチウム含有化合物の回収方法 |
| CN113299981A (zh) * | 2020-02-21 | 2021-08-24 | 广州天赐高新材料股份有限公司 | 一种固态聚合物电解质膜、其制备方法和用途 |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP3262512A patent/JPH0574466A/ja active Pending
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