JPS5856228B2 - 固体電解質電池 - Google Patents

固体電解質電池

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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
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solid electrolyte
positive electrode
electrolyte
chalcogenide
battery
Prior art date
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Expired
Application number
JP13891776A
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English (en)
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JPS5363534A (en
Inventor
聡 関戸
義人 二宮
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
なお容器1の外径は11.7mm、正極2の厚さは1m
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。
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
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP13891776A 1976-11-17 1976-11-17 固体電解質電池 Expired JPS5856228B2 (ja)

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JPS5363534A JPS5363534A (en) 1978-06-07
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JPS5795082A (en) * 1980-12-05 1982-06-12 Hitachi Maxell Ltd Solid electrolyte cell

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JPS5363534A (en) 1978-06-07

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