JPS59111280A - 光二次電池 - Google Patents
光二次電池Info
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- JPS59111280A JPS59111280A JP21940282A JP21940282A JPS59111280A JP S59111280 A JPS59111280 A JP S59111280A JP 21940282 A JP21940282 A JP 21940282A JP 21940282 A JP21940282 A JP 21940282A JP S59111280 A JPS59111280 A JP S59111280A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M14/00—Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
- H01M14/005—Photoelectrochemical storage cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は、光で充電する二次電池に関する。
従来例の構成とその問題点
光で充電する形式の電池として、従来Ａｑｌ。
ＡｇＢｒなどのハロゲン化銀の片側に透明電極、他の側
にグラファイト電極を設け、透明電極を通って入射する
光によってハロゲン化銀を分解し、生成するハロゲンガ
スをグラファイト電極に吸収させて電池を形成する試み
がなされている。この電池は、電解質に高価な銀塩を使
うので、これを薄くしないと太陽電池に対してコストメ
リットが表れず、薄くすると繰９返し寿命が短くなる欠
点を有していた。例えば実用的な１００円／Ｗ 程度の
発電コストを得るには１ｏμｍ以下の厚さにしなければ
ならず、その様に薄くすると精々数回の繰り返し寿命し
か得られない。また、光分解しだノ・ロゲンが固体電解
質層を通ってグラファイト電極に達するが、その過程で
再会合するので量子効率も余り高くない。
にグラファイト電極を設け、透明電極を通って入射する
光によってハロゲン化銀を分解し、生成するハロゲンガ
スをグラファイト電極に吸収させて電池を形成する試み
がなされている。この電池は、電解質に高価な銀塩を使
うので、これを薄くしないと太陽電池に対してコストメ
リットが表れず、薄くすると繰９返し寿命が短くなる欠
点を有していた。例えば実用的な１００円／Ｗ 程度の
発電コストを得るには１ｏμｍ以下の厚さにしなければ
ならず、その様に薄くすると精々数回の繰り返し寿命し
か得られない。また、光分解しだノ・ロゲンが固体電解
質層を通ってグラファイト電極に達するが、その過程で
再会合するので量子効率も余り高くない。
発明の目的
本発明は、以上のような欠点を解消しようとするもので
、量子効率の高い充電が可能で、繰り返し寿命の長い安
価な材料の光二次電池を提供することを目的とする。
、量子効率の高い充電が可能で、繰り返し寿命の長い安
価な材料の光二次電池を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、銅イオン伝導性の固体電解質の両側にＣｕｘ
ＴＩＳ２（ただし、ｘ−１：０．６５ ）からなる電極
を設け、一方の電極側から光を入射するように構成した
ものである。
ＴＩＳ２（ただし、ｘ−１：０．６５ ）からなる電極
を設け、一方の電極側から光を入射するように構成した
ものである。
本発明の電池は、光入射側の電極から銅イオンＣｕ＋が
反対側の電極へ移動し、光入射側の電極が正極、反対側
の電極が負極となるように一充電される。この銅イオン
の拡散は、赤外領域の光でも起こるので、量子効率が高
く、また光の入射を止めても充電された電荷は失われな
い。放電に際しては、銅イオンを放出したＴ ｉＳ ２
が正極として働き、対極からの銅イオンを取り込む反応
となる。
反対側の電極へ移動し、光入射側の電極が正極、反対側
の電極が負極となるように一充電される。この銅イオン
の拡散は、赤外領域の光でも起こるので、量子効率が高
く、また光の入射を止めても充電された電荷は失われな
い。放電に際しては、銅イオンを放出したＴ ｉＳ ２
が正極として働き、対極からの銅イオンを取り込む反応
となる。
実施例の説明
第１図は本発明による電池の構成を示す。１は光入射側
の電極、２は銅イオン（Ｃｕ＋）４＋、４性の固体電解
質層、３は他方の電極、４はガラスやアクリル樹脂から
なる透明なカバー、５は電極３の集電体を兼ねる金属銅
からなる電池容器である。６は電極１のリードで、金メ
ッキした全綱線、寸たはＣｒ含含量３亜 ス鋼線を用いる。７はその絶縁外皮、８は電極３側のリ
ードである。
の電極、２は銅イオン（Ｃｕ＋）４＋、４性の固体電解
質層、３は他方の電極、４はガラスやアクリル樹脂から
なる透明なカバー、５は電極３の集電体を兼ねる金属銅
からなる電池容器である。６は電極１のリードで、金メ
ッキした全綱線、寸たはＣｒ含含量３亜 ス鋼線を用いる。７はその絶縁外皮、８は電極３側のリ
ードである。
電極材料のＣｕ：ＸＴｉＳ２は、そのＸ値と銅電極に対
する電位との関係を示す第２図から明らかなように、Ｘ
＝０．６５付近において電位の変化が大きいので、この
ような組成のものを用いる。
する電位との関係を示す第２図から明らかなように、Ｘ
＝０．６５付近において電位の変化が大きいので、この
ような組成のものを用いる。
銅イオン伝導性の固体電解質は、イオン伝導率が高いほ
ど、光を当てた時に拡散速度を大きくできるので、結果
的に量子効率を高くでき、しかも大電流放電が可能とな
る。捷た、電子伝導率か少ないほど、自己放電が少なく
できる。そのような電解質として、ノ・ロゲン化第−銅
と凝アトマンクン化合物のアルキルノ・ライドとの複合
化合物、なかでもＣｕＢｒと臭化メチル−トリエチレン
ジアミンまたは臭化メチル−へキサメチレンテトラミン
とのモル比で７＝１化合物やＲｂＣｕ４ＩｘＣ１５−ｘ
（１．５＜ｘ＜１．７）が室温での伝導率が１０ ８
７ｚで電子伝導率が無視できる程小さいので好ましい拐
料といえる。
ど、光を当てた時に拡散速度を大きくできるので、結果
的に量子効率を高くでき、しかも大電流放電が可能とな
る。捷た、電子伝導率か少ないほど、自己放電が少なく
できる。そのような電解質として、ノ・ロゲン化第−銅
と凝アトマンクン化合物のアルキルノ・ライドとの複合
化合物、なかでもＣｕＢｒと臭化メチル−トリエチレン
ジアミンまたは臭化メチル−へキサメチレンテトラミン
とのモル比で７＝１化合物やＲｂＣｕ４ＩｘＣ１５−ｘ
（１．５＜ｘ＜１．７）が室温での伝導率が１０ ８
７ｚで電子伝導率が無視できる程小さいので好ましい拐
料といえる。
電極１と３とは製造時、同じ組成のものを用いて作成す
る。電極Ｃ−ＭＯ８を使った揮発性メモハ リのバンクアップ用のように低容量の場合には薄膜とす
るが、大容量を要求される場合はＣｕｘＴＩＳ２と固体
電解質との混合物をづクリーン印刷によって厚膜でつけ
るとか、あるいはプレス成形法によって電解質層につけ
る。
る。電極Ｃ−ＭＯ８を使った揮発性メモハ リのバンクアップ用のように低容量の場合には薄膜とす
るが、大容量を要求される場合はＣｕｘＴＩＳ２と固体
電解質との混合物をづクリーン印刷によって厚膜でつけ
るとか、あるいはプレス成形法によって電解質層につけ
る。
次に具体例を説明する。
電解質としてＲｂ Ｃ ｕ ４Ｉ １．ｓ Ｃ ｌ ３
．ｓを０．４ｙ。
．ｓを０．４ｙ。
両電極にＣｕ ＴｉＳ を各０．２ ｙ用い、電
解質０、６５ ２ を両電極で挾んで内径２０Ｍの金型で三層一体にプレス
成形して電池を構成した。電極は電解質との混合比を変
えて構成した。すなわち電解銅粉とＴｉＳ３解質とを混
合成形して、真空容器中において３ｏ ｏ ’Ｃで３時
間加熱してＣｕｏ．６．ＴｉＳ２を生成させ、しかも電
解質との接触を良くしだものを原料粉末として用いた。
解質０、６５ ２ を両電極で挾んで内径２０Ｍの金型で三層一体にプレス
成形して電池を構成した。電極は電解質との混合比を変
えて構成した。すなわち電解銅粉とＴｉＳ３解質とを混
合成形して、真空容器中において３ｏ ｏ ’Ｃで３時
間加熱してＣｕｏ．６．ＴｉＳ２を生成させ、しかも電
解質との接触を良くしだものを原料粉末として用いた。
このようにして構成した電池を太陽光に１時間さらし、
その後、４ｍＡの電流で端子電圧ｏＶま一Ｃ放′屯し７
０１人陽光の゛１′均照射エイ・ルー１” − ＆．Ｕ
、０ 、０ ８ Ｗ／ｄであった。その際の放電曲線を
第３図に示す。
その後、４ｍＡの電流で端子電圧ｏＶま一Ｃ放′屯し７
０１人陽光の゛１′均照射エイ・ルー１” − ＆．Ｕ
、０ 、０ ８ Ｗ／ｄであった。その際の放電曲線を
第３図に示す。
第３図において、ａは電極をＣｕｏ 、 ｅｓＴ Ｉ
Ｓ ２のみで構成したもの、ｂ−ｅは電解質との混合物
で構図から明らかなように、電極を厚く構成しだ場合は
、電解質を３０〜４６重量係加えると特性が向上するこ
とが認められる。これは電解質と電極物質との接触が良
くなる効果もあるが、電気的充電ては最適組成が１５重
重量性近にあるところから、光による充電には電解質が
多い力が効果があり、光が電極物質と電解質との界面に
達することが銅イオンの移動に必要であることを示唆し
ているものと考えられる。
Ｓ ２のみで構成したもの、ｂ−ｅは電解質との混合物
で構図から明らかなように、電極を厚く構成しだ場合は
、電解質を３０〜４６重量係加えると特性が向上するこ
とが認められる。これは電解質と電極物質との接触が良
くなる効果もあるが、電気的充電ては最適組成が１５重
重量性近にあるところから、光による充電には電解質が
多い力が効果があり、光が電極物質と電解質との界面に
達することが銅イオンの移動に必要であることを示唆し
ているものと考えられる。
第４図はＣｕｏ 、 ｅｓＴ Ｉ Ｓ２の混合割合が７
ｏ重量係のものについτ繰り返し使用に伴う放電容量を
示しだものである。図のように本発明の電池は１０００
回の使用にも充分耐えるものである。
ｏ重量係のものについτ繰り返し使用に伴う放電容量を
示しだものである。図のように本発明の電池は１０００
回の使用にも充分耐えるものである。
丈施例ｔｉ′屯Ｗ（ 竹としてＲｂＣｕ４１１．５Ｃ１
３．５′：１−）１］いたが、高い銅イオン伝導率を持
ち、電子伝導率が低いものであれば使用可能である。
３．５′：１−）１］いたが、高い銅イオン伝導率を持
ち、電子伝導率が低いものであれば使用可能である。
発明の効果
以」二のように、本発明の電池は、０．６ｅＶ以上のエ
ネルギーをもつ光によって充電することができ、ハロゲ
ン化銀の光分解を利用するものに較べて量子効率が高く
、材料的にも安価で、長寿命である。
ネルギーをもつ光によって充電することができ、ハロゲ
ン化銀の光分解を利用するものに較べて量子効率が高く
、材料的にも安価で、長寿命である。
第１図は本発明の電池の構成例を示す縦断面図、第２図
は電極利料ＣｕｘＴＩＳ２ のＸ値とＣｕに対する電
位との関係を示す図、第３図は本発明の実施例の一つで
あるプレス成形物での電極物質と電解質との混合比と電
池の放電特性との関係を示す図、第４図は繰り返し使用
に伴う放電容量の変化を示す図である。 １．３ ・・電極、２・・・・・・固体電解質層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
は電極利料ＣｕｘＴＩＳ２ のＸ値とＣｕに対する電
位との関係を示す図、第３図は本発明の実施例の一つで
あるプレス成形物での電極物質と電解質との混合比と電
池の放電特性との関係を示す図、第４図は繰り返し使用
に伴う放電容量の変化を示す図である。 １．３ ・・電極、２・・・・・・固体電解質層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (1)
- 銅イオン伝導性の固体電解質層と、前記電解質層を介し
て対向させたＣｕｘＴｉＳ２（ただし、ｘｚｏ、６６
）からなる一対の電極とを有し、一方の電極側に光を入
射させるように構成した光二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21940282A JPS59111280A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 光二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21940282A JPS59111280A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 光二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59111280A true JPS59111280A (ja) | 1984-06-27 |
Family
ID=16734843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21940282A Pending JPS59111280A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 光二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59111280A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61118974A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光で充電できる二次電池 |
| JPS62117276A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Tech Res Assoc Conduct Inorg Compo | 光二次電池 |
| JPS62117277A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Tech Res Assoc Conduct Inorg Compo | 光二次電池 |
| JPS6396874A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光二次電池 |
-
1982
- 1982-12-14 JP JP21940282A patent/JPS59111280A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61118974A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光で充電できる二次電池 |
| JPH0578147B2 (ja) * | 1984-11-15 | 1993-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPS62117276A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Tech Res Assoc Conduct Inorg Compo | 光二次電池 |
| JPS62117277A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Tech Res Assoc Conduct Inorg Compo | 光二次電池 |
| JPH0564437B2 (ja) * | 1985-11-15 | 1993-09-14 | Dodensei Muki Kagobutsu Gijuts | |
| JPH0564436B2 (ja) * | 1985-11-15 | 1993-09-14 | Dodensei Muki Kagobutsu Gijuts | |
| JPS6396874A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光二次電池 |
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