JPS58108656A - 固体電解質電池 - Google Patents
固体電解質電池Info
- Publication number
- JPS58108656A JPS58108656A JP56206755A JP20675581A JPS58108656A JP S58108656 A JPS58108656 A JP S58108656A JP 56206755 A JP56206755 A JP 56206755A JP 20675581 A JP20675581 A JP 20675581A JP S58108656 A JPS58108656 A JP S58108656A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- powder
- pbi2
- active material
- anode
- 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
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は固体電解質゛電池に関し、その目的は陽極活
物質としてのＰｂＩ２に電子伝導助剤としてＣｕ微粉末
を混合して陽極を構成することにより、良好な放電特性
を得ることができる固体電解質電池を提供することにあ
る。
物質としてのＰｂＩ２に電子伝導助剤としてＣｕ微粉末
を混合して陽極を構成することにより、良好な放電特性
を得ることができる固体電解質電池を提供することにあ
る。
周知のように、ｌｉ！ｌＩＩ体市解質′嘔池は電解質か
固体であるがために、液状准解質を用いたものでは歳は
難い１液のおそれが全くなく、寿命が長いなどの優れた
利点をもち、各分野での期待は大きい。
固体であるがために、液状准解質を用いたものでは歳は
難い１液のおそれが全くなく、寿命が長いなどの優れた
利点をもち、各分野での期待は大きい。
このような固体電解質電池としては、従来、たとえば陽
極活物質としてＰｂＩ２、陰極活物質としてＬｉ、固体
電解質としてＬ ｉ７Ｎ ２ Ｉを用いたものが比較的
高い信頼性を有するものとされており、とくに電池の放
電特性を左右するところの陽極活物質として、ＰｂＩ２
を選択しているのも、このＰｂＩ２が、エネルギ密度が
大きいうえ、生成物°抵抗ならびに放電に伴う分極がそ
れぞれ小であるといった陽Ａ祠料の要求に答え得る特性
を有しているからである。
極活物質としてＰｂＩ２、陰極活物質としてＬｉ、固体
電解質としてＬ ｉ７Ｎ ２ Ｉを用いたものが比較的
高い信頼性を有するものとされており、とくに電池の放
電特性を左右するところの陽極活物質として、ＰｂＩ２
を選択しているのも、このＰｂＩ２が、エネルギ密度が
大きいうえ、生成物°抵抗ならびに放電に伴う分極がそ
れぞれ小であるといった陽Ａ祠料の要求に答え得る特性
を有しているからである。
ところで、陽極としての役務を効果的に全うさせるうえ
から、電子を陽極活物質中に収り込み易くして放電反応
を容易にするための゛電子伝導助剤を上記陽極に加える
ことが重要であるとされている。
から、電子を陽極活物質中に収り込み易くして放電反応
を容易にするための゛電子伝導助剤を上記陽極に加える
ことが重要であるとされている。
」１記電子伝導助剤として一般的に要求されることは、
■電子導電性に優れていること、■陽極活物質と良好に
混合できるような微粒子であること、■酸化変質しに（
いもの等である。従来、もつとも好適なものとして用い
られてきた電子伝導助剤は、活物質（ＰｂＩ２）と同種
の金属としてのｐｂ粉であるが、上記要求特性に対して
必らずしも７８足できるものとはいえなかった。
■電子導電性に優れていること、■陽極活物質と良好に
混合できるような微粒子であること、■酸化変質しに（
いもの等である。従来、もつとも好適なものとして用い
られてきた電子伝導助剤は、活物質（ＰｂＩ２）と同種
の金属としてのｐｂ粉であるが、上記要求特性に対して
必らずしも７８足できるものとはいえなかった。
この発明者らは、上記の観点から、ＰＩ）粉に代わる有
効な電子伝導助剤を得るために多岐に亘る研究を重ねて
きた。この研究過程において前記要求特性中とくに■番
Ｈの電子伝導性の良否に着目するとともに、この特性に
非常にすぐれたものとしてＡｇ粉およびＣｕ粉を選定し
て、これらが電子伝導助剤として適用可能かどうか調べ
たところ、Ａｇ粉では従来のｐｂ粉にまさる放電特性が
得られなかったのに対し、Ａｇ粉とほぼ同程度の電子伝
導性を示すＣｕ粉によると、ｐｂ粉に較べて改善された
放電特性が得られるという事実を知得し、この発明を完
成した。
効な電子伝導助剤を得るために多岐に亘る研究を重ねて
きた。この研究過程において前記要求特性中とくに■番
Ｈの電子伝導性の良否に着目するとともに、この特性に
非常にすぐれたものとしてＡｇ粉およびＣｕ粉を選定し
て、これらが電子伝導助剤として適用可能かどうか調べ
たところ、Ａｇ粉では従来のｐｂ粉にまさる放電特性が
得られなかったのに対し、Ａｇ粉とほぼ同程度の電子伝
導性を示すＣｕ粉によると、ｐｂ粉に較べて改善された
放電特性が得られるという事実を知得し、この発明を完
成した。
すなわち、この発明は、陽極活物質としてのＰｂＩ２と
電子伝導助剤としてのＣｕ微粉末とで陽極を構成するこ
とを特徴とする固体電解質電池に係るもので、以下図面
にもとついてこの発明を説明する。
電子伝導助剤としてのＣｕ微粉末とで陽極を構成するこ
とを特徴とする固体電解質電池に係るもので、以下図面
にもとついてこの発明を説明する。
第１図はこの発明に係る固体電解質電池の一例を示すも
のである。
のである。
同図において、１はＰｂＩ２を陽極活物質とし、この活
物質と電子伝導助剤とで構成された陽極、は陽極１と陰
極２との間に介在された固体電解質であり、たとえばＬ
ｉ１１Ｌｉ３Ｎ、 Ｌｉ、Ｎａ−β−Ａ１２０３、ｙＬ
ｉ３Ｎ−（Ｉ Ｆ）ＬｉＩ（ｙ＜１） 、Ｌｉ−β−Ａ
１２０３等からなっている。４は陽極板、５は陰極板、
６はセラミック等からなる絶縁体であり、ろう材７をも
って上記陽極板４と陰極板５に固着されている。
物質と電子伝導助剤とで構成された陽極、は陽極１と陰
極２との間に介在された固体電解質であり、たとえばＬ
ｉ１１Ｌｉ３Ｎ、 Ｌｉ、Ｎａ−β−Ａ１２０３、ｙＬ
ｉ３Ｎ−（Ｉ Ｆ）ＬｉＩ（ｙ＜１） 、Ｌｉ−β−Ａ
１２０３等からなっている。４は陽極板、５は陰極板、
６はセラミック等からなる絶縁体であり、ろう材７をも
って上記陽極板４と陰極板５に固着されている。
上記陽極ｌにおける電子伝導助剤は、粒径が２５μｍ程
度のＣｕ微粉末を用いである。このＣｕ微粉末は、電子
導電性がＡｇと同じく高いものであり、またｐｂなどに
比し、酸化変質を生じにくい利点をもっている。
度のＣｕ微粉末を用いである。このＣｕ微粉末は、電子
導電性がＡｇと同じく高いものであり、またｐｂなどに
比し、酸化変質を生じにくい利点をもっている。
第２図は上記固体電解質電池の放電容量と閉路電圧との
関係を従来例と対比して示す特性図であって、２０℃の
温度下で陽極１の径が１０ｍｍの電池を３０μＡの定電
流放電試験に供した隙の結果である。図中、直線−ａは
粒子径２５μｍのＣｕ微粉末を電子伝導助剤としたこの
発明の固体電解質電池の特性図、直線−Ｃは粒子径１０
μｍ以下のＡｇ微粒子を電子伝導助剤とした比較用の固
体電解質電池の特性図、直線−ｂは粒子径１０μｍ程度
のｐｂ微粒子を電子伝導助剤とした従来の固体電解質電
池の特性図である。なお、各電池共、陰極はリチウム、
固体電解質はＬ １３ Ｎ −Ｌ ｔ Ｉ 化合物で
、またいずれの電子伝導助剤もＰｂ１２１００容量部に
対して２５容量部としたものである。
関係を従来例と対比して示す特性図であって、２０℃の
温度下で陽極１の径が１０ｍｍの電池を３０μＡの定電
流放電試験に供した隙の結果である。図中、直線−ａは
粒子径２５μｍのＣｕ微粉末を電子伝導助剤としたこの
発明の固体電解質電池の特性図、直線−Ｃは粒子径１０
μｍ以下のＡｇ微粒子を電子伝導助剤とした比較用の固
体電解質電池の特性図、直線−ｂは粒子径１０μｍ程度
のｐｂ微粒子を電子伝導助剤とした従来の固体電解質電
池の特性図である。なお、各電池共、陰極はリチウム、
固体電解質はＬ １３ Ｎ −Ｌ ｔ Ｉ 化合物で
、またいずれの電子伝導助剤もＰｂ１２１００容量部に
対して２５容量部としたものである。
この図から明らかなように、ＰｂＩ２を陽極活物質とし
、Ｃｕ微粉末を電子伝導助剤として陽極を構成したもの
では、ｐｂ微粉末を電子伝導助剤としたものに比し、大
きい放電容量を得ることができた。これに対してＡｇ微
粉末を用いたときには、ｐｂ微粉末よりも放電容量が低
下していることが判る。Ｃｕ微粉末とＡｇ微粉末とによ
るかかる挙動の差異は必らずしも明らかではないが、電
子伝導性の良否だけでは判断できないたとえば陰極イオ
ンとの反応生成物などの複雑な電池反応の要因によって
上記放電特性に顕著な差異を生じさせたものと思われる
。
、Ｃｕ微粉末を電子伝導助剤として陽極を構成したもの
では、ｐｂ微粉末を電子伝導助剤としたものに比し、大
きい放電容量を得ることができた。これに対してＡｇ微
粉末を用いたときには、ｐｂ微粉末よりも放電容量が低
下していることが判る。Ｃｕ微粉末とＡｇ微粉末とによ
るかかる挙動の差異は必らずしも明らかではないが、電
子伝導性の良否だけでは判断できないたとえば陰極イオ
ンとの反応生成物などの複雑な電池反応の要因によって
上記放電特性に顕著な差異を生じさせたものと思われる
。
また、重要なことは、この発明の電池におけるＣｕ微粉
末の粒子径（２５μｍ）がｐｂおよびＡｇ微粉末の粒子
径（それぞれ１０μｍないしそれ以下）に較べてはるか
に大きくされたものであるにもかかわらず、上述の如き
良好な放電特性が得られていることである。Ｃｕ微粉末
は、市販の也のでも約２〜３μ程度までの粒子径でかつ
均一なものを入手可能であり、したがって、かかる粒子
径のものを選択することによって、前記の放電特性をさ
らに向上させることができる。
末の粒子径（２５μｍ）がｐｂおよびＡｇ微粉末の粒子
径（それぞれ１０μｍないしそれ以下）に較べてはるか
に大きくされたものであるにもかかわらず、上述の如き
良好な放電特性が得られていることである。Ｃｕ微粉末
は、市販の也のでも約２〜３μ程度までの粒子径でかつ
均一なものを入手可能であり、したがって、かかる粒子
径のものを選択することによって、前記の放電特性をさ
らに向上させることができる。
ところで、Ｃｕ微粉末のＰｂＩ２に対する比率に関して
であるが、一般には上記Ｃｕ微粉末がＰｂ■２１００谷
置部に対してｌＯ容容量部上上好適には２０容蓋部とさ
れておればよく、この量があまり少なくなりすぎると、
内部抵抗が増大し、有効な放電電流が流れにくくなる。
であるが、一般には上記Ｃｕ微粉末がＰｂ■２１００谷
置部に対してｌＯ容容量部上上好適には２０容蓋部とさ
れておればよく、この量があまり少なくなりすぎると、
内部抵抗が増大し、有効な放電電流が流れにくくなる。
一方、Ｃｕ微粉末の容量部の増大とともに、閉路電圧が
低下し、放電容量が著しく減少してくるが、これはＰｂ
Ｉ２の絶対量が相対的に減少することに伴う当然の結果
であり、これより実用的な放電容量を得るためには、通
常Ｃｕ微粉末を７５容量部以下、好適には４０谷量部以
下とするのが望ましい。
低下し、放電容量が著しく減少してくるが、これはＰｂ
Ｉ２の絶対量が相対的に減少することに伴う当然の結果
であり、これより実用的な放電容量を得るためには、通
常Ｃｕ微粉末を７５容量部以下、好適には４０谷量部以
下とするのが望ましい。
つぎに、この発明の一実施例につきより具体的に説明す
る。
る。
実施例
まず、陽極活物質としてのＰｂＩ２ と電子伝導助剤と
しての粒子径２５μｍのＣｕ微粉末を、それぞれ前処理
として、１８０℃、１０時間の条件下で真空乾燥した。
しての粒子径２５μｍのＣｕ微粉末を、それぞれ前処理
として、１８０℃、１０時間の条件下で真空乾燥した。
しかる後、ＰｂＩ２１００谷量部に対してＣｕ微粉末２
５谷一部のＰｂＩ２とＣｕ微粉末の混合物１００■を陽
極合剤として用意した。
５谷一部のＰｂＩ２とＣｕ微粉末の混合物１００■を陽
極合剤として用意した。
そして、（Ｌｉ３１１ｙ−４ｉυｚ（ｙ＝ｏ、ｓｓ、Ｚ
＝０．１２）からなる固体電解質５０〜を内ｔ４１０
ｍｍの金型中で１トン／Ｃ７＋１で仮成形したのち、こ
の上に上記陽極合剤を充填し、７トン／ｄで成形した。
＝０．１２）からなる固体電解質５０〜を内ｔ４１０
ｍｍの金型中で１トン／Ｃ７＋１で仮成形したのち、こ
の上に上記陽極合剤を充填し、７トン／ｄで成形した。
得られた成形ペレットの固体電解質側に、０．２ ｍｍ
厚、８醋径のリチウムホイルを押しつけて圧着し、以下
常法に準じて、第１図に示されるような１司体電解質電
池を作製した。
厚、８醋径のリチウムホイルを押しつけて圧着し、以下
常法に準じて、第１図に示されるような１司体電解質電
池を作製した。
この電池に対して、２０℃下で３０μＡの定電流放電試
験を行なったところ、第２図の直線−ａで示すように終
止電圧１．４■で５．２ｍＡｈの太き比較例１ ′（子伝尊助荊として粒径１ｏμｍ以下のＡｇを用いた
以外は、上記実施例と同じ条件および方法で電池を製作
した。
験を行なったところ、第２図の直線−ａで示すように終
止電圧１．４■で５．２ｍＡｈの太き比較例１ ′（子伝尊助荊として粒径１ｏμｍ以下のＡｇを用いた
以外は、上記実施例と同じ条件および方法で電池を製作
した。
この・電池に対して、２０℃下で３ｏμＡの定電流、放
電試１暎を行なったところ、第２図のｍｌ線直で示すよ
うに終止電圧１．４ｖで４ ｍ Ａ ｈと、上記実施例
のものに比して小さい放電６［しが得ることができなか
った。
電試１暎を行なったところ、第２図のｍｌ線直で示すよ
うに終止電圧１．４ｖで４ ｍ Ａ ｈと、上記実施例
のものに比して小さい放電６［しが得ることができなか
った。
比較例２
電子伝導助剤として粒径ｌｏμｍ程反のｐｂを用いた他
は、」１記実施例と同じ条件および方法で′電池を製作
した。
は、」１記実施例と同じ条件および方法で′電池を製作
した。
この電池に対して、２０’Ｃ下で３ｏμＡの定電流放電
試験を行なったところ、第２凶の１ぼ線−すで示すよう
に終止′幅圧１．４ｖで５．５ ｍ Ａ ｈと、上記実
施例のものに較べて低い放゛市谷屋であった。
試験を行なったところ、第２凶の１ぼ線−すで示すよう
に終止′幅圧１．４ｖで５．５ ｍ Ａ ｈと、上記実
施例のものに較べて低い放゛市谷屋であった。
これらの結果から明らかなように、この発明による同体
嘔解質′電池は、ＰｂＩ２を陽極活物質とする陽極に、
電子伝導助剤としてＣｕ微粉末を加えることにより、放
電特性に優れたものとなる。
嘔解質′電池は、ＰｂＩ２を陽極活物質とする陽極に、
電子伝導助剤としてＣｕ微粉末を加えることにより、放
電特性に優れたものとなる。
第１図はこの発明に係る固体電解質電池の一例を示ず祈
ｊ１］１凶、第２図は放電容−と閉路電圧との１創イ糸
区１である。 １・・・陽極。 特許出願人 日立マクセル株式会社 代理人 弁理士 祢 宜 え 邦 夫第１図 第２図 ２ ４ ６ ８放電容量
（ｍＡｈ）
ｊ１］１凶、第２図は放電容−と閉路電圧との１創イ糸
区１である。 １・・・陽極。 特許出願人 日立マクセル株式会社 代理人 弁理士 祢 宜 え 邦 夫第１図 第２図 ２ ４ ６ ８放電容量
（ｍＡｈ）
Claims (1)
- （１）陽極活物質としてのＰｂＩ２と電子伝導助剤とし
てのＣｕ微粉末との混合物で陽極を構成した固体電解質
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56206755A JPS58108656A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 固体電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56206755A JPS58108656A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 固体電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58108656A true JPS58108656A (ja) | 1983-06-28 |
Family
ID=16528548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56206755A Pending JPS58108656A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 固体電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58108656A (ja) |
-
1981
- 1981-12-21 JP JP56206755A patent/JPS58108656A/ja active Pending
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