JPS5846577A - 電池 - Google Patents
電池Info
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- JPS5846577A JPS5846577A JP57149360A JP14936082A JPS5846577A JP S5846577 A JPS5846577 A JP S5846577A JP 57149360 A JP57149360 A JP 57149360A JP 14936082 A JP14936082 A JP 14936082A JP S5846577 A JPS5846577 A JP S5846577A
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- solid electrolyte
- mixture
- chloride
- positive electrode
- battery
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- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/582—Halogenides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
- H01M6/185—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with oxides, hydroxides or oxysalts as solid electrolytes
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- Primary Cells (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】
本発明は固体電解質、固体ナトリウムからなる負極およ
び還元可能の活物質との混合物の形fイオン電導性およ
び電子電導性の電導物質を含む正極を有する電池に関す
る。
び還元可能の活物質との混合物の形fイオン電導性およ
び電子電導性の電導物質を含む正極を有する電池に関す
る。
固体活性成分のみを有する電気化学的セル、・、とくに
固体アルカリ金属負極およびそれぞれのアルカリ金属に
対し特有のイオン電導性を有する固体電解質を有するセ
ルは室温f一般に低い効率をもってしか放電−しない。
固体アルカリ金属負極およびそれぞれのアルカリ金属に
対し特有のイオン電導性を有する固体電解質を有するセ
ルは室温f一般に低い効率をもってしか放電−しない。
このようなセルは放電の初期に、平衡電圧に対し普通の
関係にある放電電圧で数μA/cIIL2の電流負荷が
可能であるけれど、セルから取出しうる電力はすぐに減
退し、正極活物質の大部分は未放電に留まる。
関係にある放電電圧で数μA/cIIL2の電流負荷が
可能であるけれど、セルから取出しうる電力はすぐに減
退し、正極活物質の大部分は未放電に留まる。
正極の放電性は電導物質の添加によって改善される。そ
のため固体電解質粉末を正極活物質に添加し、とくに電
解質と正極を密接に噛合せ1.粉末粒子の間に多数の接
触点をつくるように固体電解質材料が使用される。
のため固体電解質粉末を正極活物質に添加し、とくに電
解質と正極を密接に噛合せ1.粉末粒子の間に多数の接
触点をつくるように固体電解質材料が使用される。
しかしf極物質中のイオン電導体の存在は放電過程!付
加的に、活物質への電子放出を促進するすなわち電子電
導体である良好な電導性を有する反応生成物が発生しな
い場合は不十分である。したがって固体セルの満足なり
−ロン収率は正極のイオン電導性および電子電導性が前
提となる。
加的に、活物質への電子放出を促進するすなわち電子電
導体である良好な電導性を有する反応生成物が発生しな
い場合は不十分である。したがって固体セルの満足なり
−ロン収率は正極のイオン電導性および電子電導性が前
提となる。
西独特許第25178.83号明細書によりとくに良好
な電子電導性を有する固体電池の正極用材料が公知〒あ
る。この公知材料は金属カルコゲン化物と金属シュウ化
物また″は金属ヨウ化物とあ混合物からなり、金側はp
b・A g’ + ICur Stz’Hg+As+B
itOr+F’e’+Co+Ni+M。
な電子電導性を有する固体電池の正極用材料が公知〒あ
る。この公知材料は金属カルコゲン化物と金属シュウ化
物また″は金属ヨウ化物とあ混合物からなり、金側はp
b・A g’ + ICur Stz’Hg+As+B
itOr+F’e’+Co+Ni+M。
およびスズの群に属する。
本発明の目的は固体す) IJウム負極を有する固体セ
ルのためにイオンおよび電子電導性物質の補助のもとに
室温f良好な放電性を有する新この目的は本発明により
正極の活物質が70〜350℃の範囲で融解する金属塩
化物マあ1′ン、この塩化物が層状格子または分子格子
中!結晶化し、室温で放電可能〒あることによって解決
される。
ルのためにイオンおよび電子電導性物質の補助のもとに
室温f良好な放電性を有する新この目的は本発明により
正極の活物質が70〜350℃の範囲で融解する金属塩
化物マあ1′ン、この塩化物が層状格子または分子格子
中!結晶化し、室温で放電可能〒あることによって解決
される。
金属塩化物のうち格子結合内f塩素イオンが比較的小さ
いまたは少なくとも多価に帯電した金属カチオンの強い
分極作用にさらされ、それゆえ対称性の低い層状格子ま
たは分子格子構造を形成する塩化物が電気化学的にとく
に有効に利用しうろことが明らかになった。純イオン結
合性を有する対称性の高い配位格子内f結晶化する他の
金属塩化物に比して、本発明により使用する金属塩イ1
物は弱い格子エネルギーのため比較的低い融点および蒸
発温度を有する。極端な分子格子の場合、分離した錯体
(分子)がファンデルワールス力のみで凝集する構造が
存在する。
いまたは少なくとも多価に帯電した金属カチオンの強い
分極作用にさらされ、それゆえ対称性の低い層状格子ま
たは分子格子構造を形成する塩化物が電気化学的にとく
に有効に利用しうろことが明らかになった。純イオン結
合性を有する対称性の高い配位格子内f結晶化する他の
金属塩化物に比して、本発明により使用する金属塩イ1
物は弱い格子エネルギーのため比較的低い融点および蒸
発温度を有する。極端な分子格子の場合、分離した錯体
(分子)がファンデルワールス力のみで凝集する構造が
存在する。
本発明により使用する金属塩化物が融解する温度範囲は
約70〜350°Cにわたる。すべて室温!固体フあり
、良好に放電する。
約70〜350°Cにわたる。すべて室温!固体フあり
、良好に放電する。
活物質としてAl013 r MOC/’5 + BI
Ce3 r We/6 +FeC/3およ−びG a
Ol! 3 + T a C1! 5が単独またはこれ
らの混合物の形でとくに有利に選択される。相当するオ
キシ塩化物たとえばM OOCl 4 r M OO2
CC2、またはWoo/4も適当tある。2つの電導機
構すなわちイオンおよび電そ電導性である本発明による
正極材料を得るため、金属塩化物または塩化物混合物を
選択的に2硫化チタン、または黒鉛と固体電解質材料の
混合物と混合する。固体ナトリウム負極を有する固体セ
ル中には同体電解質としてNa2O−ZrO2−5i0
2− P2O54元系混晶たとえばNa3 Zr2 S
i 2 PO12化合物(Nastcon)がとくに有
利に使用されるので、同じ固体電解質を有利なイオン電
導成分としそ黒鉛とともに本発明の正接混合物に使用す
ることができる。
Ce3 r We/6 +FeC/3およ−びG a
Ol! 3 + T a C1! 5が単独またはこれ
らの混合物の形でとくに有利に選択される。相当するオ
キシ塩化物たとえばM OOCl 4 r M OO2
CC2、またはWoo/4も適当tある。2つの電導機
構すなわちイオンおよび電そ電導性である本発明による
正極材料を得るため、金属塩化物または塩化物混合物を
選択的に2硫化チタン、または黒鉛と固体電解質材料の
混合物と混合する。固体ナトリウム負極を有する固体セ
ル中には同体電解質としてNa2O−ZrO2−5i0
2− P2O54元系混晶たとえばNa3 Zr2 S
i 2 PO12化合物(Nastcon)がとくに有
利に使用されるので、同じ固体電解質を有利なイオン電
導成分としそ黒鉛とともに本発明の正接混合物に使用す
ることができる。
電子電導性TiS2によってアルカリ金属がエネルギー
放出下に反応式TiS2 +xNa−+NaxTiS2
(ここにO<X<1)により内位添加しうろことは公知
である。この過程によって放電するセルはス=0の場合
約2.2 VSx = 0.9の場合なお1.4vの平
衡電圧を有する。しかし経験によりナトリウムの内位添
加の際の放電反応は遅れなしには行われず、この反応は
たとえばもっと小さいL1+イオン(両方ともイオンの
形で内位添加する)では認められない。したがって不発
□明による正極の電位は主として金属塩化物によって決
定される。しかしTiC2には電導物質の重要な役割が
残される。というのはT152 がNa” 4オンを吸
収および放出しうろことによってTiE+2はNa イ
オンに対する透過性媒体となり、このようにしてこのイ
オンを活性度勾配に沿って輸送するからフある。放電の
原綿TiS2によって認められる分極は本発明による釡
属塩化物との混合物の形!使用する場合には現れない。
放出下に反応式TiS2 +xNa−+NaxTiS2
(ここにO<X<1)により内位添加しうろことは公知
である。この過程によって放電するセルはス=0の場合
約2.2 VSx = 0.9の場合なお1.4vの平
衡電圧を有する。しかし経験によりナトリウムの内位添
加の際の放電反応は遅れなしには行われず、この反応は
たとえばもっと小さいL1+イオン(両方ともイオンの
形で内位添加する)では認められない。したがって不発
□明による正極の電位は主として金属塩化物によって決
定される。しかしTiC2には電導物質の重要な役割が
残される。というのはT152 がNa” 4オンを吸
収および放出しうろことによってTiE+2はNa イ
オンに対する透過性媒体となり、このようにしてこのイ
オンを活性度勾配に沿って輸送するからフある。放電の
原綿TiS2によって認められる分極は本発明による釡
属塩化物との混合物の形!使用する場合には現れない。
電導物質として黒鉛−同体電解質混合物を使用する場合
、本発明の正極の有利な実施例によれば金属塩化物が黒
鉛と内位添加物を形成する〇たとえばtiect3は一
分子の形の黒鉛によって容易り内位添加され、とくに良
好な電流収率な有する内位添加化′合物として放電可能
である。
、本発明の正極の有利な実施例によれば金属塩化物が黒
鉛と内位添加物を形成する〇たとえばtiect3は一
分子の形の黒鉛によって容易り内位添加され、とくに良
好な電流収率な有する内位添加化′合物として放電可能
である。
Ti52J:″は本発明による金属塩化物によって同様
の内位添加物を形成する能力がないことは明らか〒ある
。、′この場合金属塩化物は電子電導性T152および
イオン電導性材料と良好に接触していれば十分1あり、
それゆえ内位添加化合物への化学的処□理なしに直接使
用することができる。
の内位添加物を形成する能力がないことは明らか〒ある
。、′この場合金属塩化物は電子電導性T152および
イオン電導性材料と良好に接触していれば十分1あり、
それゆえ内位添加化合物への化学的処□理なしに直接使
用することができる。
次に本発明による正極を有するセルの2つの例を説明す
る。
る。
例1:
TiS230容量チとA101370谷fチの混合物か
らなる正極、ナトリウム負極およびNa5iQ−On
タイプの固体電解質゛を有するセルを層構造!製造し
、室温〒放電させる。負荷は約25μA/確3、放電電
圧は1.7vである。放電は一定電圧で行われ、塩化ア
ルミニウムの反応と考えられる。このセル内のTiS2
は電導格子の機能を有する。TiS2 が同様放電する
とすれば内位添加反応の進行により放電電子が低下しな
ければならない。
らなる正極、ナトリウム負極およびNa5iQ−On
タイプの固体電解質゛を有するセルを層構造!製造し
、室温〒放電させる。負荷は約25μA/確3、放電電
圧は1.7vである。放電は一定電圧で行われ、塩化ア
ルミニウムの反応と考えられる。このセル内のTiS2
は電導格子の機能を有する。TiS2 が同様放電する
とすれば内位添加反応の進行により放電電子が低下しな
ければならない。
例2:
もう1つの例はTi8□ 30容量チおよび・MOC1
570容量チからなる正極!ある。この電極〒も電導材
料Tie2の作用および活物質MOO15の作用が認め
られる: TiS2 なしの1
570容量チからなる正極!ある。この電極〒も電導材
料Tie2の作用および活物質MOO15の作用が認め
られる: TiS2 なしの1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 固体電解質、固体す) IJウムからなる負極お
よび還元可能の活物質との混合物の形fイオン電導性お
よび電子電導性〒ある電導物質を含む正極を有する電池
において、正極の活物質が70〜350℃の範囲を融解
する金属塩化物であり、この塩化物が層状格子または分
子格子中で結晶化し、かつ室温で放電可能であることを
特徴とする電池0 2 金属塩化物がA/C/3 + Mo0l!5 +
BiC/3 +WC1!6 、F80/30.GaC1
/3またはこれら塩化物の混合物フある特許請求の範囲
第j′項記載の電池。 & 電導物質がTl52、または黒鉛と固体電解質材料
の混合物fある特許請求の範囲第1項または第2項記載
の電池。 4、 固体電解質材料がNa2O−ZrO2−8102
−P2O,、,4元系混晶からなる特許請求の範囲第3
項記載の電池。 5、 金属塩化物が黒鉛中に内位、添加している籍許請
求の範囲第3項または第4項記載の電池。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3134289.2 | 1981-08-29 | ||
DE19813134289 DE3134289A1 (de) | 1981-08-29 | 1981-08-29 | Galvanische festkoerperzelle mit ionen- und elektronenleitender kathode, deren aktives material aus metallchloriden besteht. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5846577A true JPS5846577A (ja) | 1983-03-18 |
JPH0324742B2 JPH0324742B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=6140465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57149360A Granted JPS5846577A (ja) | 1981-08-29 | 1982-08-30 | 電池 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0073877B1 (ja) |
JP (1) | JPS5846577A (ja) |
DE (2) | DE3134289A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6014759A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
JPS6099049A (ja) * | 1983-10-29 | 1985-06-01 | 東洋紡績株式会社 | ニツトウエアの製造法 |
JPS6099050A (ja) * | 1983-10-29 | 1985-06-01 | 東洋紡績株式会社 | インタ−シヤ柄編地およびその製造法 |
JP2010015782A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Kyushu Univ | 全固体電池 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8178231B2 (en) * | 2009-09-24 | 2012-05-15 | General Electric Company | Composition and energy storage device |
Citations (3)
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JPS50139936A (ja) * | 1974-04-24 | 1975-11-10 | ||
JPS51132430A (en) * | 1975-02-14 | 1976-11-17 | Chloride Group Ltd | Battery and method of generating electric energy |
JPS5371228A (en) * | 1976-12-06 | 1978-06-24 | Mallory & Co Inc P R | Solid state electrochemical battery |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3959012A (en) * | 1974-04-25 | 1976-05-25 | P. R. Mallory & Co., Inc. | Composite cathode materials for solid state batteries |
CA1095117A (en) * | 1977-04-25 | 1981-02-03 | Charles C. Liang | Cells with solid electrolytes and electrodes |
US4130694A (en) * | 1977-08-15 | 1978-12-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Amorphous metal oxide material between electrodes of a cell |
JPS5760669A (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-12 | Hitachi Ltd | Lithium oxide group non-crystal material and production thereof |
-
1981
- 1981-08-29 DE DE19813134289 patent/DE3134289A1/de not_active Withdrawn
-
1982
- 1982-04-28 EP EP82103620A patent/EP0073877B1/de not_active Expired
- 1982-04-28 DE DE8282103620T patent/DE3265561D1/de not_active Expired
- 1982-08-30 JP JP57149360A patent/JPS5846577A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50139936A (ja) * | 1974-04-24 | 1975-11-10 | ||
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JPS6014759A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
JPH0580108B2 (ja) * | 1983-07-04 | 1993-11-05 | Sanyo Electric Co | |
JPS6099049A (ja) * | 1983-10-29 | 1985-06-01 | 東洋紡績株式会社 | ニツトウエアの製造法 |
JPS6099050A (ja) * | 1983-10-29 | 1985-06-01 | 東洋紡績株式会社 | インタ−シヤ柄編地およびその製造法 |
JPS6348976B2 (ja) * | 1983-10-29 | 1988-10-03 | Toyo Boseki | |
JPH0323661B2 (ja) * | 1983-10-29 | 1991-03-29 | Toyo Boseki | |
JP2010015782A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Kyushu Univ | 全固体電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0073877A1 (de) | 1983-03-16 |
DE3134289A1 (de) | 1983-03-10 |
JPH0324742B2 (ja) | 1991-04-04 |
EP0073877B1 (de) | 1985-08-21 |
DE3265561D1 (en) | 1985-09-26 |
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