JPH08198638A - リチウムイオン伝導性ガラス - Google Patents
リチウムイオン伝導性ガラスInfo
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- JPH08198638A JPH08198638A JP2477995A JP2477995A JPH08198638A JP H08198638 A JPH08198638 A JP H08198638A JP 2477995 A JP2477995 A JP 2477995A JP 2477995 A JP2477995 A JP 2477995A JP H08198638 A JPH08198638 A JP H08198638A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はリチウムイオンを高濃度に含有する
ガラスであり、室温で１０-8Ｓｃｍ-1以上というリチウ
ムイオン伝導度を持つので全固体電池、コンデンサーお
よび電気化学素子などに利用できる。 【構成】 Ｂｉ2Ｏ3−ＲＯ（ただし、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ系からなることを特徴としてい
る。
ガラスであり、室温で１０-8Ｓｃｍ-1以上というリチウ
ムイオン伝導度を持つので全固体電池、コンデンサーお
よび電気化学素子などに利用できる。 【構成】 Ｂｉ2Ｏ3−ＲＯ（ただし、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ系からなることを特徴としてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明のガラスはリチウムイオン
を高濃度に含有するＢｉ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系のガラ
スで、室温で１０-8Ｓｃｍ-1以上というリチウムイオン
伝導度を持つので全固体電池、コンデンサーおよび固体
電気化学素子などに利用できる。
を高濃度に含有するＢｉ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系のガラ
スで、室温で１０-8Ｓｃｍ-1以上というリチウムイオン
伝導度を持つので全固体電池、コンデンサーおよび固体
電気化学素子などに利用できる。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン伝導性ガラスに関して
は、この二十年間精力的に研究され、数多くの高い電気
伝導度を持つガラスが開発された。それらは主にＡｇ、
Ｃｕイオンを含むオキシハライドガラス〔例えば、Ｔ．
Ｍｉｎａｍｉ ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓ
ｏｃ，６０（１９７７）４６７、特公平６−４９５９
２〕およびＬｉイオンを含有するカルコゲナイトガラス
〔例えば、Ｈ．Ｗａｄａ ｅｔ ａｌ，Ｍａｔ．Ｒｅ
ｓ．Ｂｕｌｌ，１８（１９８３）１８９〕である。これ
らのガラスの中では、電解質溶液に匹敵するほど高いイ
オン伝導度を示すものもあるが、分解電圧が０．７Ｖと
低い欠点があるので実用化は容易ではない。また、Ａｇ
イオン伝導性ガラスの場合は高価格のため、電子部品用
としては適当ではないという問題もある。
は、この二十年間精力的に研究され、数多くの高い電気
伝導度を持つガラスが開発された。それらは主にＡｇ、
Ｃｕイオンを含むオキシハライドガラス〔例えば、Ｔ．
Ｍｉｎａｍｉ ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓ
ｏｃ，６０（１９７７）４６７、特公平６−４９５９
２〕およびＬｉイオンを含有するカルコゲナイトガラス
〔例えば、Ｈ．Ｗａｄａ ｅｔ ａｌ，Ｍａｔ．Ｒｅ
ｓ．Ｂｕｌｌ，１８（１９８３）１８９〕である。これ
らのガラスの中では、電解質溶液に匹敵するほど高いイ
オン伝導度を示すものもあるが、分解電圧が０．７Ｖと
低い欠点があるので実用化は容易ではない。また、Ａｇ
イオン伝導性ガラスの場合は高価格のため、電子部品用
としては適当ではないという問題もある。
【０００３】一方、リチウムイオンを含むＰ2Ｏ5、Ｓｉ
Ｏ2、Ｂ2Ｏ3などをベースにした酸化物系ガラスには上
記のような欠点がなく、分解電圧も約３Ｖと高くて、し
かも単位質量当たりのエネルギー密度が高いので、室温
で高い伝導度を示せば実用化の可能性が高い。また、ハ
ロゲン化リチウムを酸化物系ガラスに導入することによ
って分解電圧は多少下がるとはいえ、伝導度が大きく増
大されるのでこのようなオキシハライドガラスに対して
の期待も高い。しかし、いずれの系も［Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉ
ｅｔｙ，７４（８）１７６７−８４（１９９１）］に掲
載されている総説で示されているように室温での電気伝
導度がまだ低いのが現状である。
Ｏ2、Ｂ2Ｏ3などをベースにした酸化物系ガラスには上
記のような欠点がなく、分解電圧も約３Ｖと高くて、し
かも単位質量当たりのエネルギー密度が高いので、室温
で高い伝導度を示せば実用化の可能性が高い。また、ハ
ロゲン化リチウムを酸化物系ガラスに導入することによ
って分解電圧は多少下がるとはいえ、伝導度が大きく増
大されるのでこのようなオキシハライドガラスに対して
の期待も高い。しかし、いずれの系も［Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉ
ｅｔｙ，７４（８）１７６７−８４（１９９１）］に掲
載されている総説で示されているように室温での電気伝
導度がまだ低いのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記の
欠点を解消し、室温で高いリチウムイオン伝導度を有す
るＢｉ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスを提供することに
ある。
欠点を解消し、室温で高いリチウムイオン伝導度を有す
るＢｉ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスを提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、従来の技術
資料に具体的に示されていないＢｉ2Ｏ3−ＲＯ（ただ
し、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ三成分系
において大きなガラス化範囲が存在することを発見し、
さらにこのガラスの中でリチウムイオンを高濃度に含む
限定された組成領域で高い電気伝導度を示すことを見い
だし、本発明をなすに至った。
ために、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、従来の技術
資料に具体的に示されていないＢｉ2Ｏ3−ＲＯ（ただ
し、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ三成分系
において大きなガラス化範囲が存在することを発見し、
さらにこのガラスの中でリチウムイオンを高濃度に含む
限定された組成領域で高い電気伝導度を示すことを見い
だし、本発明をなすに至った。
【０００６】すなわち、本発明はＢｉ2Ｏ3−ＲＯ（ただ
し、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ系のガラ
スであるが、好ましい範囲は、モル％で、Ｂｉ2Ｏ3 １
０〜４０％、ＲＯ ５〜４０％、Ｌｉ2Ｏ ５０〜７０
％からなることを特徴とするリチウムイオン伝導性ガラ
スである。
し、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ系のガラ
スであるが、好ましい範囲は、モル％で、Ｂｉ2Ｏ3 １
０〜４０％、ＲＯ ５〜４０％、Ｌｉ2Ｏ ５０〜７０
％からなることを特徴とするリチウムイオン伝導性ガラ
スである。
【０００７】Ｂｉ2Ｏ3、ＲＯ、Ｌｉ2Ｏ成分は通常の酸
化物、炭酸塩、硝酸塩原料からとることが可能である
が、Ｌｉ2Ｏ成分の一部をＬｉＣｌまたはＬｉＢｒによ
って置換すると電気伝導度を増大させる効果がある。し
かし、これらの三成分系以外にＮａ2ＯおよびＫ2Ｏ成分
の添加はリチウムイオン伝導度を著しく低下するので好
ましくない。
化物、炭酸塩、硝酸塩原料からとることが可能である
が、Ｌｉ2Ｏ成分の一部をＬｉＣｌまたはＬｉＢｒによ
って置換すると電気伝導度を増大させる効果がある。し
かし、これらの三成分系以外にＮａ2ＯおよびＫ2Ｏ成分
の添加はリチウムイオン伝導度を著しく低下するので好
ましくない。
【０００８】Ｐ2Ｏ5、ＳｉＯ2、ＧｅＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｇａ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＭｏＯ3、ＷＯ3、ＴｅＯ2などの成分
を添加することができるが、その量が５モル％を超える
とリチウムイオンを高濃度に含むガラスが得られないの
で、５モル％以下にすべきである。
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＭｏＯ3、ＷＯ3、ＴｅＯ2などの成分
を添加することができるが、その量が５モル％を超える
とリチウムイオンを高濃度に含むガラスが得られないの
で、５モル％以下にすべきである。
【０００９】本発明のガラスは所定のガラス原料を調合
し、よく混合した後、白金坩堝に投入し、９００〜１２
００℃で３０分間溶融し、その後溶融ガラスをステンレ
ス板上にキャストすることで容易に得られる。なお、電
気伝導度の測定は両面にＡｕでコーティングした試料を
用いて、交流インピーダンス法により、５Ｈｚ〜３２Ｍ
Ｈｚの範囲で行なった。
し、よく混合した後、白金坩堝に投入し、９００〜１２
００℃で３０分間溶融し、その後溶融ガラスをステンレ
ス板上にキャストすることで容易に得られる。なお、電
気伝導度の測定は両面にＡｕでコーティングした試料を
用いて、交流インピーダンス法により、５Ｈｚ〜３２Ｍ
Ｈｚの範囲で行なった。
【００１０】
【実施例】次に実施例について説明する。図に１例とし
てＢｉ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系のガラス形成範囲を示
す。白丸はガラス、白半分の丸は部分的に結晶化したも
の、黒丸は結晶化したものを表している。
てＢｉ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系のガラス形成範囲を示
す。白丸はガラス、白半分の丸は部分的に結晶化したも
の、黒丸は結晶化したものを表している。
【００１１】表１にはＢｉ2Ｏ3−ＲＯ（ただし、Ｒ＝Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ系ガラスの室温（２５℃）
での電気伝導度を示した。この表からこの系のガラスが
高い電気伝導度を持つことがわかる。
ａ、Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ系ガラスの室温（２５℃）
での電気伝導度を示した。この表からこの系のガラスが
高い電気伝導度を持つことがわかる。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【発明の効果】以上述べたとおり、本発明のリチウムイ
オン伝導性ガラスはＢｉ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス
であり、室温において高い電気伝導度を有するものであ
る。
オン伝導性ガラスはＢｉ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス
であり、室温において高い電気伝導度を有するものであ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年５月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るＢｉ２Ｏ３−ＢａＯ−Ｌｉ
２Ｏ系（ｍｏｌ％）のガラス化組成域を示す三角図表で
ある。
２Ｏ系（ｍｏｌ％）のガラス化組成域を示す三角図表で
ある。
【符号の説明】 白丸は完全にガラス化している部分、白半分の丸は部分
的に結晶化している部分、黒丸は完全に結晶化している
部分を示す符号である。
的に結晶化している部分、黒丸は完全に結晶化している
部分を示す符号である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｂｉ2Ｏ3−ＲＯ（ただし、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ系からなることを特徴とす
るリチウムイオン伝導性ガラス。 - 【請求項２】 モル％で、Ｂｉ2Ｏ3 １０〜４０％、Ｒ
Ｏ（ただし、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ） ５〜４０
％、Ｌｉ2Ｏ ５０〜７０％からなることを特徴とする
請求項１記載のガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02477995A JP3789953B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | リチウムイオン伝導性ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02477995A JP3789953B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | リチウムイオン伝導性ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08198638A true JPH08198638A (ja) | 1996-08-06 |
| JP3789953B2 JP3789953B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
ID=12147675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02477995A Expired - Fee Related JP3789953B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | リチウムイオン伝導性ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3789953B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014041669A1 (ja) | 2012-09-13 | 2014-03-20 | 富士通株式会社 | イオン導電体及び二次電池 |
| JP2016534493A (ja) * | 2013-09-27 | 2016-11-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | リチウム−アルジロダイトを有する電極材料 |
| CN109641780A (zh) * | 2016-08-17 | 2019-04-16 | Ａｇｃ株式会社 | 玻璃 |
| CN113474309A (zh) * | 2019-02-25 | 2021-10-01 | Ａｇｃ株式会社 | 玻璃 |
-
1995
- 1995-01-19 JP JP02477995A patent/JP3789953B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014041669A1 (ja) | 2012-09-13 | 2014-03-20 | 富士通株式会社 | イオン導電体及び二次電池 |
| US9847548B2 (en) | 2012-09-13 | 2017-12-19 | Fujitsu Limited | Ionic conductor and secondary battery |
| JP2016534493A (ja) * | 2013-09-27 | 2016-11-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | リチウム−アルジロダイトを有する電極材料 |
| CN109641780A (zh) * | 2016-08-17 | 2019-04-16 | Ａｇｃ株式会社 | 玻璃 |
| KR20190042004A (ko) * | 2016-08-17 | 2019-04-23 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 유리 |
| JPWO2018034271A1 (ja) * | 2016-08-17 | 2019-06-20 | Ａｇｃ株式会社 | ガラス |
| JP2021178773A (ja) * | 2016-08-17 | 2021-11-18 | Ａｇｃ株式会社 | ガラス |
| US11236008B2 (en) | 2016-08-17 | 2022-02-01 | AGC Inc. | Glass |
| KR20220121260A (ko) * | 2016-08-17 | 2022-08-31 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 유리 |
| KR20220162178A (ko) * | 2016-08-17 | 2022-12-07 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 유리 |
| CN113474309A (zh) * | 2019-02-25 | 2021-10-01 | Ａｇｃ株式会社 | 玻璃 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3789953B2 (ja) | 2006-06-28 |
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Legal Events
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Effective date: 20050118 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050317 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050317 |
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Effective date: 20050317 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 |
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