JPS5856228B2 - 固体電解質電池 - Google Patents
固体電解質電池Info
- Publication number
- JPS5856228B2 JPS5856228B2 JP13891776A JP13891776A JPS5856228B2 JP S5856228 B2 JPS5856228 B2 JP S5856228B2 JP 13891776 A JP13891776 A JP 13891776A JP 13891776 A JP13891776 A JP 13891776A JP S5856228 B2 JPS5856228 B2 JP S5856228B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- positive electrode
- electrolyte
- chalcogenide
- battery
- Prior art date
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- Expired
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Classifications
-
- Y02E60/12—
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- Conductive Materials (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高エネルギ密度の固体電解質電池に関する。
従来、固体電解質電池に用いられている電解質には、主
に2種のものがある。
に2種のものがある。
その一つは銀イオンAg十導電性の固体電解質であり、
他の一つはリチウムイオンLi+導電性の固体電解質で
ある。
他の一つはリチウムイオンLi+導電性の固体電解質で
ある。
前者はイオン伝導度が高いので大電流放電が可能である
。
。
しかし、分解電圧が低いので電池端子電圧を低くせざる
をえず、又密度が高いので、エネルギー密度が低い。
をえず、又密度が高いので、エネルギー密度が低い。
又材料価格が高い。一方後者は前者とは反対の性質をも
っている。
っている。
後者の電解質を用いた電池が、大電流放電をできない理
由は。
由は。
電解質のイオン伝導度が低いことによる。
最近、沃化リチウALiIicca12やAl2O2を
添加してイオン伝導度を向上する試みもある。
添加してイオン伝導度を向上する試みもある。
例えばLilの28℃における伝導度は1.17X10
−7Ω−1・Cm’ であるが、これにCaI2を0.
4モル係添加すると2.6X10−60−1・Cm−1
、Al2O2を40モル悌添加すると1×10−50−
1・Cm ’となる。
−7Ω−1・Cm’ であるが、これにCaI2を0.
4モル係添加すると2.6X10−60−1・Cm−1
、Al2O2を40モル悌添加すると1×10−50−
1・Cm ’となる。
しかし銀イオン導電性電解質の10−2〜10−10−
1・Cm’Vl−比べてかなり小さい。
1・Cm’Vl−比べてかなり小さい。
本発明は、固体電解質にLiI と、沃化エチルピリ
ジンとの複塩を用いることによって、伝導度を改良して
大電流放電を可能にするものである。
ジンとの複塩を用いることによって、伝導度を改良して
大電流放電を可能にするものである。
本発明は、又正極に、電子伝導性の高い水銀、銅及び鉛
よりなる群から選んだ金属のカルコゲン化物を用いるこ
とによって前記の特徴を発揮できるようにするものであ
る。
よりなる群から選んだ金属のカルコゲン化物を用いるこ
とによって前記の特徴を発揮できるようにするものであ
る。
本発明に用いる電解質は、従来のリチウム系電解質に比
べて伝導度が2〜3桁大きく、室温で6X10 ’Ω
−1・Cm ’ 程度の値を有する。
べて伝導度が2〜3桁大きく、室温で6X10 ’Ω
−1・Cm ’ 程度の値を有する。
従来、リチウム系固体電解質を用いた電池の正極活物質
として、沃素とカーボンとの混合成型物やPbI2 、
pbs、あるいはポリビニルピリジン。
として、沃素とカーボンとの混合成型物やPbI2 、
pbs、あるいはポリビニルピリジン。
ポリビニルキノリン、ペリレンなどと沃素との錯体など
が用いられてきたが、沃素を用いるものは腐食性が強く
、ジルコン系合金のような高価な材料を集電体として用
いなげればならなかった。
が用いられてきたが、沃素を用いるものは腐食性が強く
、ジルコン系合金のような高価な材料を集電体として用
いなげればならなかった。
これに対して前記のカルコゲン化物を正極に用いると銅
、鉛のような安価な材料を集電体として用いることがで
きるだけでなく、オーム損も小さく51.9v以上の高
い端子電圧をもつ電池を提供することができる。
、鉛のような安価な材料を集電体として用いることがで
きるだけでなく、オーム損も小さく51.9v以上の高
い端子電圧をもつ電池を提供することができる。
以下本発明をその実施例により説明する。
第1図において、1は正極の集電体で、電池の容器を兼
ねるものである。
ねるものである。
その材質は、銅又は水銀のカルコゲン化物を正極活物質
とする場合は銅。
とする場合は銅。
銅を内張すした鉄合金、銅メッキした鉄などを用いる。
又正極活物質に鉛のカルコゲン化物を用いる場合は、前
記のものの他、鉛を内張すした鉄合金、鉛をメッキした
鉄も用いうる。
記のものの他、鉛を内張すした鉄合金、鉛をメッキした
鉄も用いうる。
2は後述のカルコゲン化物と固体電解質との混合物を成
型した正極、3は固体電解質、4は金属リチウムよりな
る負極、5はニッケルメッキした鉄製蓋体である。
型した正極、3は固体電解質、4は金属リチウムよりな
る負極、5はニッケルメッキした鉄製蓋体である。
6は多孔質ニッケル、鉄スポンチ等の弾性部材で、電池
要素を圧接するためのものであるが、容器と蓋体によっ
て電池要素を圧接できる場合は省略してもよい。
要素を圧接するためのものであるが、容器と蓋体によっ
て電池要素を圧接できる場合は省略してもよい。
7はポリエチレン、ポリプロピレン、弗素樹脂、合成ゴ
ム等からなる侶■パツキンである。
ム等からなる侶■パツキンである。
第2図は皿状の正極集電体1′を用い、集電体1′と蓋
体5の周縁部を熱可塑性樹脂の成型体7によって密封し
た例を示す。
体5の周縁部を熱可塑性樹脂の成型体7によって密封し
た例を示す。
次表は本発明の正極活物質に用いるカルコゲン化物の電
子伝導度と、上記の電池に組込んだ場合の開路電圧を示
す。
子伝導度と、上記の電池に組込んだ場合の開路電圧を示
す。
固体電解質は、LiI と沃化エチルピリジンとをモル
比で7=1の割合で混合し、130〜150℃の温度で
加熱溶融して脱水した後、急冷して作る。
比で7=1の割合で混合し、130〜150℃の温度で
加熱溶融して脱水した後、急冷して作る。
なお沃化エチルは次のようにして作った。まずピリジン
を攪拌しながらこれに沃化エチルを徐徐に加え、白濁が
生じたら沃化エチルの添加を止める。
を攪拌しながらこれに沃化エチルを徐徐に加え、白濁が
生じたら沃化エチルの添加を止める。
発熱反応が完了したら再び沃化エチルの添加を開始し、
モル比でピリジンと沃化エチルとが1:1の割合になる
まで加える。
モル比でピリジンと沃化エチルとが1:1の割合になる
まで加える。
反応後、アセトンで固形物を洗浄し、減圧乾燥する。
第3図は上記のようにして得た沃化エチルピリジンとL
iIからなる固体質のイオン導電率と、Lil のモ
ル悌との関係を示す。
iIからなる固体質のイオン導電率と、Lil のモ
ル悌との関係を示す。
LiI のモル比が85〜90%、特に87.5 %付
近でイオン導電率が優れている。
近でイオン導電率が優れている。
正極2は、前記のカルコゲン化物90〜70重最多と固
体電解質との混合物を130〜150℃の温度で8時間
程加熱処理したものの成型体を用いる。
体電解質との混合物を130〜150℃の温度で8時間
程加熱処理したものの成型体を用いる。
次に正極活物質に種々のカルコゲン化物を用いて第1図
のように構成した電池の特性を示す。
のように構成した電池の特性を示す。
なお容器1の外径は11.7mm、正極2の厚さは1m
rIL。
rIL。
電解質3及び負極4の厚さは0.5 mmで、電池の総
高は2゜4mmである。
高は2゜4mmである。
又正極混合物中のカルコゲン化物は90重量悌である。
第4〜6図は放電電流と平坦電圧との関係を示し、第7
〜9図は放電電流5μAにおける端子電圧の変化を示す
。
〜9図は放電電流5μAにおける端子電圧の変化を示す
。
図中、a、b、cは正極活物質にそれぞれHg S 、
HgS e 、 HgT eを用いた電池、d 、e
、fはCuS、Cu5e、CuTeを−g、’h。
HgS e 、 HgT eを用いた電池、d 、e
、fはCuS、Cu5e、CuTeを−g、’h。
iはPbS、Pb5e、PbTeを用いた電池を示す。
又g′は正極活物質にPbSを、電解質に40モル係の
Al2O2を添加したLil を用いた従来例の電池
である。
Al2O2を添加したLil を用いた従来例の電池
である。
上記の結果から明らかなように、本発明の電池は、従来
例に比べて大電流放電が可能であり、放電時の電圧の平
坦性も良好である。
例に比べて大電流放電が可能であり、放電時の電圧の平
坦性も良好である。
又自己放電もほとんどなく、固体電解質電池の特徴の1
つである保存特性も良好である。
つである保存特性も良好である。
第1図及び第2図は本発明電池の構成例を示す縦断面図
、第3図は電解質組成とイオン導電率との関係を示す図
、第4〜6図は放電電流と平坦電圧との関係を示す図、
第7〜9図は5μA放電時の端子電圧の変化を示す。 2・・・・・・正極、3・・・・・・電解質、4・・・
・・・負極。
、第3図は電解質組成とイオン導電率との関係を示す図
、第4〜6図は放電電流と平坦電圧との関係を示す図、
第7〜9図は5μA放電時の端子電圧の変化を示す。 2・・・・・・正極、3・・・・・・電解質、4・・・
・・・負極。
Claims (1)
- 1 リチウムを活物質とする負極と、沃化エチルピリジ
ンと沃化リチウムとの複塩よりなる電解質と、水銀、銅
及び鉛よりなる群から選んだ金属のカルコゲン化物及び
前記電解質の混合物よりなる正極とを備えたことを特徴
とする固体電解質電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13891776A JPS5856228B2 (ja) | 1976-11-17 | 1976-11-17 | 固体電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13891776A JPS5856228B2 (ja) | 1976-11-17 | 1976-11-17 | 固体電解質電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5363534A JPS5363534A (en) | 1978-06-07 |
JPS5856228B2 true JPS5856228B2 (ja) | 1983-12-14 |
Family
ID=15233153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13891776A Expired JPS5856228B2 (ja) | 1976-11-17 | 1976-11-17 | 固体電解質電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5856228B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5795082A (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-12 | Hitachi Maxell Ltd | Solid electrolyte cell |
-
1976
- 1976-11-17 JP JP13891776A patent/JPS5856228B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5363534A (en) | 1978-06-07 |
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