JPH1145725A - リチウム電池 - Google Patents
リチウム電池Info
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- JPH1145725A JPH1145725A JP9215598A JP21559897A JPH1145725A JP H1145725 A JPH1145725 A JP H1145725A JP 9215598 A JP9215598 A JP 9215598A JP 21559897 A JP21559897 A JP 21559897A JP H1145725 A JPH1145725 A JP H1145725A
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- porous membrane
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- 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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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題解決手段】導電性を有しない固体高分子多孔質膜
と、当該固体高分子多孔質膜の空孔部に充填されたリチ
ウムイオン導電体とからなるリチウムイオン導電性の高
分子電解質膜を備え、前記固体高分子多孔質膜に、リチ
ウムイオン導電性の無機固体電解質が、当該固体高分子
多孔質膜と当該無機固体電解質の総量に基づいて２０〜
６５重量％混入されている。 【効果】リチウムイオン導電体の支持体としての固体高
分子多孔質膜がリチウムイオン導電性を有するので、該
固体高分子多孔質膜がリチウムイオン導電性を有しない
場合に比べて、高分子電解質膜のリチウムイオン導電性
が良い。したがって、本発明により、高率放電での放電
容量が大きいリチウム電池が提供される。
と、当該固体高分子多孔質膜の空孔部に充填されたリチ
ウムイオン導電体とからなるリチウムイオン導電性の高
分子電解質膜を備え、前記固体高分子多孔質膜に、リチ
ウムイオン導電性の無機固体電解質が、当該固体高分子
多孔質膜と当該無機固体電解質の総量に基づいて２０〜
６５重量％混入されている。 【効果】リチウムイオン導電体の支持体としての固体高
分子多孔質膜がリチウムイオン導電性を有するので、該
固体高分子多孔質膜がリチウムイオン導電性を有しない
場合に比べて、高分子電解質膜のリチウムイオン導電性
が良い。したがって、本発明により、高率放電での放電
容量が大きいリチウム電池が提供される。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、導電性（リチウム
イオン導電性及び電子導電性）を有しない固体高分子多
孔質膜と、当該固体高分子多孔質膜の空孔部に充填され
たリチウムイオン導電体とからなるリチウムイオン導電
性の高分子電解質膜を備えるリチウム電池に係わり、詳
しくは、高率放電（大電流での放電）での放電容量が大
きいリチウム電池を提供することを目的とした、前記高
分子電解質膜のリチウムイオン導電性の改良に関する。
イオン導電性及び電子導電性）を有しない固体高分子多
孔質膜と、当該固体高分子多孔質膜の空孔部に充填され
たリチウムイオン導電体とからなるリチウムイオン導電
性の高分子電解質膜を備えるリチウム電池に係わり、詳
しくは、高率放電（大電流での放電）での放電容量が大
きいリチウム電池を提供することを目的とした、前記高
分子電解質膜のリチウムイオン導電性の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
液漏れの虞れが無く、高エネルギー密度のリチウム電池
を提供するために、ポリエチレンオキシドとリチウム塩
との複合体膜に代表される固体高分子電解質膜の研究開
発が盛んに行われている。
液漏れの虞れが無く、高エネルギー密度のリチウム電池
を提供するために、ポリエチレンオキシドとリチウム塩
との複合体膜に代表される固体高分子電解質膜の研究開
発が盛んに行われている。
【０００３】しかしながら、固体高分子電解質膜は、オ
ーム損が液体電解質に比べて大きいために、用途が限ら
れる。オーム損を小さくするためには固体高分子電解質
の膜厚を薄くすれば良いが、強度が低下するので、薄膜
化には限度がある。
ーム損が液体電解質に比べて大きいために、用途が限ら
れる。オーム損を小さくするためには固体高分子電解質
の膜厚を薄くすれば良いが、強度が低下するので、薄膜
化には限度がある。
【０００４】この問題を解決した固体高分子電解質膜と
しては、イオン導電体（リチウムイオン導電体）を、ポ
リオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン又はポリフ
ッ化ビニリデンなどからなる固体高分子多孔質膜の空孔
部に充填したものが知られている（特開平１−１５８０
５１号公報参照）。この公報は、イオン導電体を機械的
強度に優れる所定の固体高分子多孔質膜の空孔部に充填
することにより、０．１〜５０μｍの薄膜化を達成でき
たことが報告している。
しては、イオン導電体（リチウムイオン導電体）を、ポ
リオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン又はポリフ
ッ化ビニリデンなどからなる固体高分子多孔質膜の空孔
部に充填したものが知られている（特開平１−１５８０
５１号公報参照）。この公報は、イオン導電体を機械的
強度に優れる所定の固体高分子多孔質膜の空孔部に充填
することにより、０．１〜５０μｍの薄膜化を達成でき
たことが報告している。
【０００５】しかしながら、本発明者らが実験した結
果、ポリオレフィンなどからなる支持体としての固体高
分子多孔質膜自体にはリチウムイオン導電性が無いた
め、上記の固体高分子電解質膜では、高率放電での放電
容量が大きいリチウム電池を得ることは困難であること
が分かった。すなわち、上記の固体高分子電解質膜は、
リチウム電池の高分子電解質膜としては、リチウムイオ
ン導電性に関して改善すべき余地があった。
果、ポリオレフィンなどからなる支持体としての固体高
分子多孔質膜自体にはリチウムイオン導電性が無いた
め、上記の固体高分子電解質膜では、高率放電での放電
容量が大きいリチウム電池を得ることは困難であること
が分かった。すなわち、上記の固体高分子電解質膜は、
リチウム電池の高分子電解質膜としては、リチウムイオ
ン導電性に関して改善すべき余地があった。
【０００６】したがって、本発明は、導電性を有しない
固体高分子多孔質膜と、当該固体高分子多孔質膜の空孔
部に充填されたリチウムイオン導電体とからなる高分子
電解質膜のリチウムイオン導電性を向上させることによ
り、高率放電での放電容量が大きいリチウム電池を提供
することを目的とする。
固体高分子多孔質膜と、当該固体高分子多孔質膜の空孔
部に充填されたリチウムイオン導電体とからなる高分子
電解質膜のリチウムイオン導電性を向上させることによ
り、高率放電での放電容量が大きいリチウム電池を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るリチウム電
池（本発明電池）は、導電性を有しない固体高分子多孔
質膜と、当該固体高分子多孔質膜の空孔部に充填された
リチウムイオン導電体とからなるリチウムイオン導電性
の高分子電解質膜を備えるリチウム電池において、前記
固体高分子多孔質膜に、リチウムイオン導電性の無機固
体電解質が、当該固体高分子多孔質膜と当該無機固体電
解質の総量に基づいて２０〜６５重量％混入されている
ことを特徴とする。
池（本発明電池）は、導電性を有しない固体高分子多孔
質膜と、当該固体高分子多孔質膜の空孔部に充填された
リチウムイオン導電体とからなるリチウムイオン導電性
の高分子電解質膜を備えるリチウム電池において、前記
固体高分子多孔質膜に、リチウムイオン導電性の無機固
体電解質が、当該固体高分子多孔質膜と当該無機固体電
解質の総量に基づいて２０〜６５重量％混入されている
ことを特徴とする。
【０００８】導電性を有しない固体高分子多孔質膜とし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロ
エチレン等のフッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂又はア
クリル系樹脂から成る膜が例示される。この固体高分子
多孔質膜は、リチウムイオン導電体の支持体として機能
する。
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロ
エチレン等のフッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂又はア
クリル系樹脂から成る膜が例示される。この固体高分子
多孔質膜は、リチウムイオン導電体の支持体として機能
する。
【０００９】固体高分子多孔質膜の空孔部に充填される
リチウムイオン導電体としては、ポリアクリレートと、
ＬｉＣｌＯ4 等のリチウム塩との複合体が例示される。
有機溶媒をリチウムイオン導電体に含有させたゲル状リ
チウムイオン導電体を用いてもよい。
リチウムイオン導電体としては、ポリアクリレートと、
ＬｉＣｌＯ4 等のリチウム塩との複合体が例示される。
有機溶媒をリチウムイオン導電体に含有させたゲル状リ
チウムイオン導電体を用いてもよい。
【００１０】リチウムイオン導電性の無機固体電解質と
しては、ＬｉＮ3 、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 、Ｌｉ−β
Ａｌ2 Ｏ3 、ＬｉＩ、ＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ5 、Ｌ
ｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 、ＬｉＩ−ＬｉＮ3 −ＬｉＯ
Ｈ、Ｌｉ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 及びＬｉＴａＯ3 が例示される（ただし、Ａ−Ｂ及び
Ａ−Ｂ−Ｃは、それぞれＡとＢとの混合物及びＡとＢと
Ｃとの混合物である）。
しては、ＬｉＮ3 、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 、Ｌｉ−β
Ａｌ2 Ｏ3 、ＬｉＩ、ＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ5 、Ｌ
ｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 、ＬｉＩ−ＬｉＮ3 −ＬｉＯ
Ｈ、Ｌｉ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 及びＬｉＴａＯ3 が例示される（ただし、Ａ−Ｂ及び
Ａ−Ｂ−Ｃは、それぞれＡとＢとの混合物及びＡとＢと
Ｃとの混合物である）。
【００１１】固体高分子多孔質膜中への無機固体電解質
の混入量は、固体高分子多孔質膜と無機固体電解質の総
量に基づいて２０〜６５重量％に規制される。混入量が
この範囲を外れると、高率放電での放電容量が充分に大
きいリチウム電池を得ることができなくなる。この理由
は、混入量が２０重量％未満の場合は、導電性を有しな
い固体高分子多孔質膜に充分なリチウムイオン導電性を
付与することができないためであり、一方混入量が６０
重量％を超えた場合は、電極との界面抵抗が大きくなる
ためであると、推察される。
の混入量は、固体高分子多孔質膜と無機固体電解質の総
量に基づいて２０〜６５重量％に規制される。混入量が
この範囲を外れると、高率放電での放電容量が充分に大
きいリチウム電池を得ることができなくなる。この理由
は、混入量が２０重量％未満の場合は、導電性を有しな
い固体高分子多孔質膜に充分なリチウムイオン導電性を
付与することができないためであり、一方混入量が６０
重量％を超えた場合は、電極との界面抵抗が大きくなる
ためであると、推察される。
【００１２】本発明は、導電性を有しない固体高分子多
孔質膜と、当該固体高分子多孔質膜の空孔部に充填され
たリチウムイオン導電体とからなる高分子電解質膜のリ
チウムイオン導電性を、導電性を有しない固体高分子多
孔質膜にリチウムイオン導電性の無機固体電解質を所定
量混入してこれにリチウムイオン導電性を付与すること
により、向上させた点に特徴がある。したがって、正極
活物質、負極活物質などの高分子電解質膜以外の他の部
材については、特に制限は無く、次に示すように、リチ
ウム一次電池又はリチウム二次電池用として従来公知の
種々の材料を使用することができる。
孔質膜と、当該固体高分子多孔質膜の空孔部に充填され
たリチウムイオン導電体とからなる高分子電解質膜のリ
チウムイオン導電性を、導電性を有しない固体高分子多
孔質膜にリチウムイオン導電性の無機固体電解質を所定
量混入してこれにリチウムイオン導電性を付与すること
により、向上させた点に特徴がある。したがって、正極
活物質、負極活物質などの高分子電解質膜以外の他の部
材については、特に制限は無く、次に示すように、リチ
ウム一次電池又はリチウム二次電池用として従来公知の
種々の材料を使用することができる。
【００１３】正極活物質としては、ＭｎＯ2 、ＬｉＣｏ
Ｏ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 が例示される。
Ｏ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 が例示される。
【００１４】負極活物質としては、リチウムイオンを電
気化学的に吸蔵及び放出することが可能な物質又はリチ
ウム金属が例示される。リチウムイオンを電気化学的に
吸蔵及び放出することが可能な物質としては、黒鉛、コ
ークス、有機物焼成体等の炭素材料；リチウム−アルミ
ニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−
インジウム合金、リチウム−錫合金、リチウム−タリウ
ム合金、リチウム−鉛合金、リチウム−ビスマス合金等
のリチウム合金；及び錫、チタン、鉄、モリブデン、ニ
オブ、バナジウム及び亜鉛の一種又は二種以上を含む、
金属酸化物及び金属硫化物が例示される。
気化学的に吸蔵及び放出することが可能な物質又はリチ
ウム金属が例示される。リチウムイオンを電気化学的に
吸蔵及び放出することが可能な物質としては、黒鉛、コ
ークス、有機物焼成体等の炭素材料；リチウム−アルミ
ニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−
インジウム合金、リチウム−錫合金、リチウム−タリウ
ム合金、リチウム−鉛合金、リチウム−ビスマス合金等
のリチウム合金；及び錫、チタン、鉄、モリブデン、ニ
オブ、バナジウム及び亜鉛の一種又は二種以上を含む、
金属酸化物及び金属硫化物が例示される。
【００１５】本発明電池においては、導電性を有しない
固体高分子多孔質膜にリチウムイオン導電性の無機固体
電解質が混入されているので、固体高分子多孔質膜自体
がリチウムイオン導電性を有する。したがって、本発明
電池における高分子電解質膜は、リチウムイオン導電性
を有しない固体高分子多孔質膜をリチウムイオン導電体
の支持体として使用した特開平１−１５８０５１号公報
に開示の高分子電解質膜に比べて、リチウムイオン導電
性が高い。
固体高分子多孔質膜にリチウムイオン導電性の無機固体
電解質が混入されているので、固体高分子多孔質膜自体
がリチウムイオン導電性を有する。したがって、本発明
電池における高分子電解質膜は、リチウムイオン導電性
を有しない固体高分子多孔質膜をリチウムイオン導電体
の支持体として使用した特開平１−１５８０５１号公報
に開示の高分子電解質膜に比べて、リチウムイオン導電
性が高い。
【００１６】
【実施例】本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明
するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものでは
なく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施す
ることが可能なものである。
するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものでは
なく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施す
ることが可能なものである。
【００１７】（実施例１〜７）下記の如く正極、負極及
び高分子電解質膜を作製し、これらを用いて扁平形のリ
チウム電池Ａ１〜Ａ７（本発明電池）を作製した。な
お、正極と負極の容量比を全て１：１．１とした。ま
た、電極面積は、正極及び負極ともに、０．７８５ｃｍ
2 （０．５ｃｍ×０．５ｃｍ×３．１４）とした。
び高分子電解質膜を作製し、これらを用いて扁平形のリ
チウム電池Ａ１〜Ａ７（本発明電池）を作製した。な
お、正極と負極の容量比を全て１：１．１とした。ま
た、電極面積は、正極及び負極ともに、０．７８５ｃｍ
2 （０．５ｃｍ×０．５ｃｍ×３．１４）とした。
【００１８】〔正極の作製〕正極活物質としてのＬｉＣ
ｏＯ2 粉末と、導電剤としての炭素粉末と、結着剤とし
てのポリフッ化ビニリデン粉末とを、重量比８５：１
０：５で混練し、ステンレス製の集電体にドクターブレ
ード法により厚さ８０μｍに塗布し、１３０°Ｃで加熱
処理して、正極を作製した。
ｏＯ2 粉末と、導電剤としての炭素粉末と、結着剤とし
てのポリフッ化ビニリデン粉末とを、重量比８５：１
０：５で混練し、ステンレス製の集電体にドクターブレ
ード法により厚さ８０μｍに塗布し、１３０°Ｃで加熱
処理して、正極を作製した。
【００１９】〔負極の作製〕リチウムイオン吸蔵材とし
ての黒鉛粉末（平均粒径１０μｍ）と、結着剤としての
ポリフッ化ビニリデン粉末とを、重量比９５：５で混練
し、ステンレス製の集電体にドクターブレード法により
厚さ７０μｍに塗布し、１３０°Ｃで加熱処理して、負
極を作製した。
ての黒鉛粉末（平均粒径１０μｍ）と、結着剤としての
ポリフッ化ビニリデン粉末とを、重量比９５：５で混練
し、ステンレス製の集電体にドクターブレード法により
厚さ７０μｍに塗布し、１３０°Ｃで加熱処理して、負
極を作製した。
【００２０】〔高分子電解質膜の作製〕重量平均分子量
Ｍw １００万のポリエチレン樹脂を、流動パラフィンに
加熱しながら溶解させて、１０重量％ポリエチレン樹脂
溶液を調製した。このポリエチレン樹脂溶液に、ＬｉＴ
ｉ2 （ＰＯ4 ）3 （無機固体電解質）を、ポリエチレン
樹脂とＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 との総量に基づいて、２
０重量％、３０重量％、４５重量％、５０重量％、５５
重量％、６０重量％又は６５重量％添加混合し、乾燥し
て、７種のゲル状シートを作製し、それぞれを面倍率で
約１５倍に延伸した。延伸後、各ゲル状シートに含まれ
る流動パラフィンを塩化メチレンで抽出除去し、乾燥し
て、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 が混入された厚さ２５μｍ
のポリエチレン製の固体高分子多孔質膜を作製した。こ
れらの固体高分子多孔質膜の多孔度を水銀ポロシメータ
で測定したところ、全て８５％であった。
Ｍw １００万のポリエチレン樹脂を、流動パラフィンに
加熱しながら溶解させて、１０重量％ポリエチレン樹脂
溶液を調製した。このポリエチレン樹脂溶液に、ＬｉＴ
ｉ2 （ＰＯ4 ）3 （無機固体電解質）を、ポリエチレン
樹脂とＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 との総量に基づいて、２
０重量％、３０重量％、４５重量％、５０重量％、５５
重量％、６０重量％又は６５重量％添加混合し、乾燥し
て、７種のゲル状シートを作製し、それぞれを面倍率で
約１５倍に延伸した。延伸後、各ゲル状シートに含まれ
る流動パラフィンを塩化メチレンで抽出除去し、乾燥し
て、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 が混入された厚さ２５μｍ
のポリエチレン製の固体高分子多孔質膜を作製した。こ
れらの固体高分子多孔質膜の多孔度を水銀ポロシメータ
で測定したところ、全て８５％であった。
【００２１】次いで、先に作製した正極の上に上記の固
体高分子多孔質膜を重ね、その上に液体状のアクリレー
ト系オリゴマー（数平均分子量３６０；アルドリッチ社
製ポリエチレングリコールメタクリレート）とＬｉＣｌ
Ｏ4 との重量比９４：６の混合物を厚さ２５μｍに塗布
して、固体高分子多孔質膜の空孔部に含浸させ、エレク
トロンカーテン式電子線照射装置（出力２００ｋＶ、照
射線量２Ｍrad ）にて電子線を照射して、空孔部のアク
リレート系オリゴマーを重合させて、固体高分子多孔質
膜の空孔部にリチウムイオン導電体（ポリアクリレート
とＬｉＣｌＯ4との複合体）が充填されて成る高分子電
解質膜を正極上に形成した。
体高分子多孔質膜を重ね、その上に液体状のアクリレー
ト系オリゴマー（数平均分子量３６０；アルドリッチ社
製ポリエチレングリコールメタクリレート）とＬｉＣｌ
Ｏ4 との重量比９４：６の混合物を厚さ２５μｍに塗布
して、固体高分子多孔質膜の空孔部に含浸させ、エレク
トロンカーテン式電子線照射装置（出力２００ｋＶ、照
射線量２Ｍrad ）にて電子線を照射して、空孔部のアク
リレート系オリゴマーを重合させて、固体高分子多孔質
膜の空孔部にリチウムイオン導電体（ポリアクリレート
とＬｉＣｌＯ4との複合体）が充填されて成る高分子電
解質膜を正極上に形成した。
【００２２】（実施例８〜１４）高分子電解質膜の作製
において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉ3 Ｎを
用いたこと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電
池Ａ８〜Ａ１４を作製した。
において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉ3 Ｎを
用いたこと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電
池Ａ８〜Ａ１４を作製した。
【００２３】（実施例１５〜２１）高分子電解質膜の作
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉ−β
Ａｌ2 Ｏ3 （混合モル比１：１）を用いたこと以外は実
施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ１５〜Ａ２１を
作製した。
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉ−β
Ａｌ2 Ｏ3 （混合モル比１：１）を用いたこと以外は実
施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ１５〜Ａ２１を
作製した。
【００２４】（実施例２２〜２８）高分子電解質膜の作
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＩを
用いたこと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電
池Ａ２２〜Ａ２８を作製した。
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＩを
用いたこと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電
池Ａ２２〜Ａ２８を作製した。
【００２５】（実施例２９〜３５）高分子電解質膜の作
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＩ−
Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ5 （混合モル比１：１：１）を用いた
こと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ２
９〜Ａ３５を作製した。
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＩ−
Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ5 （混合モル比１：１：１）を用いた
こと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ２
９〜Ａ３５を作製した。
【００２６】（実施例３６〜４２）高分子電解質膜の作
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＩ−
Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 （混合モル比１：１：１）を用いた
こと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ３
６〜Ａ４２を作製した。
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＩ−
Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 （混合モル比１：１：１）を用いた
こと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ３
６〜Ａ４２を作製した。
【００２７】（実施例４３〜４９）高分子電解質膜の作
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＩ−
Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨ（混合モル比１：１：１）を用いた
こと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ４
３〜Ａ４９を作製した。
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＩ−
Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨ（混合モル比１：１：１）を用いた
こと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ４
３〜Ａ４９を作製した。
【００２８】（実施例５０〜５６）高分子電解質膜の作
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉ2 Ｏ
−Ｂ2 Ｏ3 （混合モル比１：１）を用いたこと以外は実
施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ５０〜Ａ５６を
作製した。
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉ2 Ｏ
−Ｂ2 Ｏ3 （混合モル比１：１）を用いたこと以外は実
施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ５０〜Ａ５６を
作製した。
【００２９】（実施例５７〜６３）高分子電解質膜の作
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉ2 Ｏ
−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 （混合モル比１：１：１）を用い
たこと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ
５７〜Ａ６３を作製した。
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉ2 Ｏ
−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 （混合モル比１：１：１）を用い
たこと以外は実施例１〜７と同様にして、本発明電池Ａ
５７〜Ａ６３を作製した。
【００３０】（実施例６４〜７０）高分子電解質膜の作
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＴａ
Ｏ3 を用いたこと以外は実施例１〜７と同様にして、本
発明電池Ａ６４〜Ａ７０を作製した。
製において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 に代えてＬｉＴａ
Ｏ3 を用いたこと以外は実施例１〜７と同様にして、本
発明電池Ａ６４〜Ａ７０を作製した。
【００３１】（比較例１〜３１）高分子電解質膜の作製
において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 、Ｌｉ3 Ｎ、Ｌｉ−
βＡｌ2 Ｏ3 （混合モル比１：１）、ＬｉＩ、ＬｉＩ−
Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ5 （混合モル比１：１：１）、ＬｉＩ
−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 （混合モル比１：１：１）、Ｌｉ
Ｉ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨ（混合モル比１：１：１）、Ｌ
ｉ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3、Ｌｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 （混
合モル比１：１：１）又はＬｉＴａＯ3 を０重量％（す
なわち無添加）、１０重量％、１５重量％又は７０重量
％添加混合したこと以外は実施例１〜７０と同様にし
て、比較電池Ｂ１〜Ｂ３１を作製した。
において、ＬｉＴｉ2 （ＰＯ4 ）3 、Ｌｉ3 Ｎ、Ｌｉ−
βＡｌ2 Ｏ3 （混合モル比１：１）、ＬｉＩ、ＬｉＩ−
Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ5 （混合モル比１：１：１）、ＬｉＩ
−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ3 （混合モル比１：１：１）、Ｌｉ
Ｉ−Ｌｉ3 Ｎ−ＬｉＯＨ（混合モル比１：１：１）、Ｌ
ｉ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3、Ｌｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 （混
合モル比１：１：１）又はＬｉＴａＯ3 を０重量％（す
なわち無添加）、１０重量％、１５重量％又は７０重量
％添加混合したこと以外は実施例１〜７０と同様にし
て、比較電池Ｂ１〜Ｂ３１を作製した。
【００３２】〈各電池の放電容量〉各電池について、１
ｍＡ／ｃｍ2 で４．２５Ｖまで充電した後、０．５ｍＡ
／ｃｍ2 で２．７５Ｖまで放電して、各電池の電極面積
１ｃｍ2 当たりの放電容量（高率放電容量；ｍＡｈ／ｃ
ｍ2 ）を調べた。結果を表１〜表１０に示す。
ｍＡ／ｃｍ2 で４．２５Ｖまで充電した後、０．５ｍＡ
／ｃｍ2 で２．７５Ｖまで放電して、各電池の電極面積
１ｃｍ2 当たりの放電容量（高率放電容量；ｍＡｈ／ｃ
ｍ2 ）を調べた。結果を表１〜表１０に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】
【表５】
【００３８】
【表６】
【００３９】
【表７】
【００４０】
【表８】
【００４１】
【表９】
【００４２】
【表１０】
【００４３】表１〜表１０に示すように、本発明電池Ａ
１〜Ａ７０は、比較電池Ｂ１に比べて、高率放電での放
電容量が大きい。固体高分子多孔質膜にリチウムイオン
導電性の無機固体電解質が混入されて、導電性を有しな
い固体高分子多孔質膜にリチウムイオン導電性が付与さ
れたことによる。また、比較電池Ｂ２〜Ｂ３１の高率放
電での放電容量が比較電池Ｂ１のそれに比べて同程度乃
至小さいことから、固体高分子多孔質膜への無機固体電
解質の混入量は、固体高分子多孔質膜と無機固体電解質
の総量に基づいて２０〜６５重量％とする必要があるこ
とが分かる。
１〜Ａ７０は、比較電池Ｂ１に比べて、高率放電での放
電容量が大きい。固体高分子多孔質膜にリチウムイオン
導電性の無機固体電解質が混入されて、導電性を有しな
い固体高分子多孔質膜にリチウムイオン導電性が付与さ
れたことによる。また、比較電池Ｂ２〜Ｂ３１の高率放
電での放電容量が比較電池Ｂ１のそれに比べて同程度乃
至小さいことから、固体高分子多孔質膜への無機固体電
解質の混入量は、固体高分子多孔質膜と無機固体電解質
の総量に基づいて２０〜６５重量％とする必要があるこ
とが分かる。
【００４４】
【発明の効果】リチウムイオン導電体の支持体としての
固体高分子多孔質膜がリチウムイオン導電性を有するの
で、固体高分子多孔質膜がリチウムイオン導電性を有し
ない場合に比べて、高分子電解質膜のリチウムイオン導
電性が良い。したがって、本発明によれば、高率放電で
の放電容量が大きいリチウム電池が提供される。
固体高分子多孔質膜がリチウムイオン導電性を有するの
で、固体高分子多孔質膜がリチウムイオン導電性を有し
ない場合に比べて、高分子電解質膜のリチウムイオン導
電性が良い。したがって、本発明によれば、高率放電で
の放電容量が大きいリチウム電池が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｋ 3/22 Ｃ０８Ｋ 3/22 3/28 3/28 3/30 3/30 3/32 3/32 3/34 3/34 3/38 3/38 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】導電性を有しない固体高分子多孔質膜と、
当該固体高分子多孔質膜の空孔部に充填されたリチウム
イオン導電体とからなるリチウムイオン導電性の高分子
電解質膜を備えるリチウム電池において、前記固体高分
子多孔質膜に、リチウムイオン導電性の無機固体電解質
が、当該固体高分子多孔質膜と当該無機固体電解質の総
量に基づいて２０〜６５重量％混入されていることを特
徴とするリチウム電池。 - 【請求項２】前記固体高分子多孔質膜が、ポリオレフィ
ン系樹脂膜、フッ素系樹脂膜、ポリエステル系樹脂膜又
はアクリル系樹脂膜である請求項１記載のリチウム電
池。 - 【請求項３】前記無機固体電解質が、ＬｉＮ3 、ＬｉＴ
ｉ2 （ＰＯ4 ）3 、Ｌｉ−βＡｌ2Ｏ3 、ＬｉＩ、Ｌｉ
Ｉ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｏ5 、ＬｉＩ−Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ
2 Ｓ3 、ＬｉＩ−ＬｉＮ3 −ＬｉＯＨ、Ｌｉ2 Ｏ−Ｂ2
Ｏ3 、Ｌｉ2 Ｏ−Ｖ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 又はＬｉＴａＯ3
である請求項１記載のリチウム電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9215598A JPH1145725A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9215598A JPH1145725A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | リチウム電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1145725A true JPH1145725A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16675090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9215598A Pending JPH1145725A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1145725A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720110B2 (en) | 1996-09-23 | 2004-04-13 | Valence Technology, Inc. | Lithium-containing phosphates, method of preparation, and uses thereof |
| JP2004339422A (ja) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Mitsui Chemicals Inc | 高分子固体電解質フィルム |
| JP2008050383A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Asahi Kasei Chemicals Corp | フィルム状電子機器用部材 |
| CN100414766C (zh) * | 2004-08-19 | 2008-08-27 | 三洋电机株式会社 | 非水电解质电池 |
| WO2022239754A1 (ja) | 2021-05-14 | 2022-11-17 | 出光興産株式会社 | 硫化物固体電解質組成物、これを含む電極合材及び硫化物固体電解質組成物の製造方法 |
| CN117352954A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 天津力神电池股份有限公司 | 补钠电解质隔膜以及制备方法和电池 |
| CN117374515A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-09 | 天津力神电池股份有限公司 | 具有锂离子容量补偿作用的隔膜及其制备方法和电池 |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP9215598A patent/JPH1145725A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720110B2 (en) | 1996-09-23 | 2004-04-13 | Valence Technology, Inc. | Lithium-containing phosphates, method of preparation, and uses thereof |
| JP2004339422A (ja) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Mitsui Chemicals Inc | 高分子固体電解質フィルム |
| CN100414766C (zh) * | 2004-08-19 | 2008-08-27 | 三洋电机株式会社 | 非水电解质电池 |
| JP2008050383A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Asahi Kasei Chemicals Corp | フィルム状電子機器用部材 |
| WO2022239754A1 (ja) | 2021-05-14 | 2022-11-17 | 出光興産株式会社 | 硫化物固体電解質組成物、これを含む電極合材及び硫化物固体電解質組成物の製造方法 |
| CN117352954A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 天津力神电池股份有限公司 | 补钠电解质隔膜以及制备方法和电池 |
| CN117374515A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-09 | 天津力神电池股份有限公司 | 具有锂离子容量补偿作用的隔膜及其制备方法和电池 |
| CN117374515B (zh) * | 2023-12-06 | 2024-04-19 | 天津力神电池股份有限公司 | 具有锂离子容量补偿作用的隔膜及其制备方法和电池 |
| CN117352954B (zh) * | 2023-12-06 | 2024-04-19 | 天津力神电池股份有限公司 | 补钠电解质隔膜以及制备方法和电池 |
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