JPS5846578A - 固体電池 - Google Patents

固体電池

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Publication number
JPS5846578A
JPS5846578A JP14936182A JP14936182A JPS5846578A JP S5846578 A JPS5846578 A JP S5846578A JP 14936182 A JP14936182 A JP 14936182A JP 14936182 A JP14936182 A JP 14936182A JP S5846578 A JPS5846578 A JP S5846578A
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JP
Japan
Prior art keywords
solid
positive electrode
metal
battery according
metal chloride
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
Application number
JP14936182A
Other languages
English (en)
Inventor
ライナ−・ビツテイ−ン
アルミン・ヴア−グナ−
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VARTA Batterie AG
Original Assignee
VARTA Batterie AG
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Filing date
Publication date
Application filed by VARTA Batterie AG filed Critical VARTA Batterie AG
Publication of JPS5846578A publication Critical patent/JPS5846578A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリチウム負極、固体電解質および電子電導材料
を含む固体正極を有する室温で放電可能の固体電池に関
する。
固体電池の電流収率は反応成分とくに固体電解質と正極
の間の幾何学的接触面のみで電気化学的反応が起こるこ
とによって制限される。この場合固体間の拡散速度はき
わめて低く、そのため放電の深さが低くなる。
正極材料の高い利用率は放電によりイオン電導性反応生
成物が形成される場合に可能である。このよう゛な生成
物はたとえば金属ヨウ化物放電の際発生する。たとえば
放電生成物Ｌｌ工が形成される場合、大きいニー　イオ
ンからなる部分格子内に小さいＬｌ　イオンに対しであ
る程度位置交換過程のための余地が残され、それによっ
て良好なイオン移動度が得られる。同様遷移金属の多く
のジカルコゲン化物（７たとえばＴｉ５２）のような、
アルカリ金属を内位添加することかで門、アルカリ金属
をイオンの形で吸収する物質によりイオン電導性を得る
ことができる。
しかし完全に満足な放電結果は正極活物質へその還元に
必要な電子を導体がら導入しうる場合、すなわ−ち電子
電導性電導材料も存在する場合にしか期待できない。
西独公開特許公報第２３１８１６１号により負極がたと
えばカリウム、電解質が固体ＫＯＨからなる固体電解質
電池の正極に金属ハロゲン化物とともに活物質として電
子電導黒鉛を使用することがすでに公知である。この文
献には銅、銀および鉛のハロゲン化物のほかにさらに金
属酸化物、ハロゲン、酸素等の正極材料ならびに負極材
料として一般的にアルカリ金属、アルカリ土金属、遷移
金属および希土類金属が提案され、その選択は主として
固体電解質ｐある無水アルカリ水酸化物とできるだけ化
学的融和性がよいことを考慮して行われる。
本発明の目的は高い物質利用率のもとに最大の電流負荷
性を有する、首記概念の固体電池用正極を得ることであ
る。
この目的は本発明により正極の還元可能活物質を多価金
属塩化物によって形成することにより解決される。
正極材料として多数の可能な金属塩化物のうちつねにも
つとも低い酸化段階の金属塩化物は除外される。遷移金
属の塩化物が有利である。
本発明による金属塩化物を正極に含む固体電池は正極材
料としてそれぞれの金属がその最低の酸化段階を占める
金属塩化物たとえばＦｅＯ１２またはｐｂｏ、１２を含
む電池よりはるかに大きいクーロン収率をもって放電す
ることが明らかになった。これらの１低級”塩化物によ
って適度の電圧で金属への還元に応じて１段の放電を期
待することもできるけれど、取出しうる容量は少なくと
も近似的に使用する低級塩化物の・ファラデー当量に相
当する。しかし実際には理論容量の１０％より低い放電
容量が僅か約０．５ｖの放電終°止電圧で達成されるだ
けである。
、これに反し本発明による電池は多価塩化物の経過する
酸化段階に応する種々の電圧平坦部にわたって放電する
だけでなく、クーロン収率も重量ベースで理論的に取出
しうる容量に近いことが強調される。この場合多価金属
塩化物はｘＬｉ　　＋　　ＭｅＤｌｘ　　　−）　　Ｍ
ｅ　　＋　　ｘＬｉｏｌの式により完全に金属まで反応
すると推定される。
本発明により正極活物質として使用しうる金属塩化物は
とくにＦ、ｅＯ１３，Ｍａｉｌ、お社びＷＯ１６である
。多価ハロゲン化物をそれぞれの基礎となる金属の粉末
と混合するのはとくに有利である。しかし黒鉛またはカ
ーゼンブラックも電導性添加物として適当である。
本発明による電池の固体電解質はリチウム負極の使用を
考慮してＬｉ３Ｎ、Ｌｌ工、　ＬｉｘＮｙＯ１□のよう
なＬｌ　　イオン電導体またはＬｌ　　電導ガラスが有
利で゛ある。
次に図面により本発明の固体電池の有利な出力特性を正
極として低級塩化物を含む同様の電池構成と比較して明
らかにする。
図９面は試験電池の５つの放電曲線により放電電圧Ｕ（
Ｖ）と取出しうる容Ｑ　Ｋ　（ｍＡｈ　）の関係を示す
。各放電曲線は次の電池に対応する：正極活物質の秤量
はすべての場合に前記式による完全５反応進行を仮定し
てｌ　Ｑ　ｍＡｈ当量に相当するように選択した。さら
にすべての金属塩化物にはこの塩化物の基礎となる金属
を電子電導物質として混合した。負荷電流の強さは１５
μ＾／ａＩに制御した。
曲線１および２から明らかなようにＦｅ　０１２系およ
びｐｂ（Ｊ１２系の取出容量は子側よりはるかに低かっ
た。これに反し曲ｌｓ３〜５は一散倍高い物質利用率が
認められるだけでなく、本発明による正極材料の主要部
（約１５％、２５％、３５％）が３ｖ付近の明らかな電
圧平坦部で放電することが示される。これによって本発
明による系の公知ヨウ素系または内位添加系（こ比する
もう１つの利点すなわち３■電池の固体による実現が達
成される。
【図面の簡単な説明】
図面は電池の電圧と容量の関係を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、リチウム負極、固体電解質および電子電導材料を含
    む固体正極を有する室温で放電可能の固体電池において
    、正極の還元性活物質が多価金属塩化物によって形成さ
    れていることを特、徴とする固体電池。 ２、金属塩化物がＦｅＣｌ３．　Ｍｏ１１．またはＷＣ
    ｌ２である特許請求の範囲第１項記載の電池。 ３、金属塩化物にそれぞれその基礎となる金属を粉末と
    して混合する特許請求の範囲第１項または第２項記載の
    電池。 ４、金属塩化物に黒鉛またはカーボンブラックを混合す
    る特許請求の範囲第１項または第２項記載の電池。 ５、固体電解質がＬｉ３Ｎ、Ｌｌ工、ＬＬｘＮｙＯ〜ま
    たはぐ電導ガラスからなる特許請求の範囲第１項〜第舎
    項の１つに記載の電池。
JP14936182A 1981-08-29 1982-08-30 固体電池 Pending JPS5846578A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813134288 DE3134288A1 (de) 1981-08-29 1981-08-29 Galvanische festkoerperzelle, deren aktive kathodensubstanz aus hoeherwertigen metallchloriden besteht.
DE31342884 1981-08-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5846578A true JPS5846578A (ja) 1983-03-18

Family

ID=6140464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14936182A Pending JPS5846578A (ja) 1981-08-29 1982-08-30 固体電池

Country Status (3)

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EP (1) EP0073292A1 (ja)
JP (1) JPS5846578A (ja)
DE (1) DE3134288A1 (ja)

Cited By (2)

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Also Published As

Publication number Publication date
DE3134288A1 (de) 1983-03-10
EP0073292A1 (de) 1983-03-09

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