JPS60165059A - 薄型固体電解質電池 - Google Patents
薄型固体電解質電池Info
- Publication number
- JPS60165059A JPS60165059A JP59019449A JP1944984A JPS60165059A JP S60165059 A JPS60165059 A JP S60165059A JP 59019449 A JP59019449 A JP 59019449A JP 1944984 A JP1944984 A JP 1944984A JP S60165059 A JPS60165059 A JP S60165059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- solid electrolyte
- type
- polyacetylene film
- film
- 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
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Classifications
-
- 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
- H01M6/181—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with polymeric electrolytes
-
- 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
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Primary 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は薄型固体電解質電池、さらに詳しくいえば、耐
漏液性や保存性に優れ、かつ可焼性に富む薄型の固体電
解質電池に関するものである。
漏液性や保存性に優れ、かつ可焼性に富む薄型の固体電
解質電池に関するものである。
近年、小型電子機器においては、ますます小型化や薄型
化の傾向にあシ、それに伴い腕時計や電卓などの内蔵電
池として、より薄型軽量のものに対する要望が高まって
いる。
化の傾向にあシ、それに伴い腕時計や電卓などの内蔵電
池として、より薄型軽量のものに対する要望が高まって
いる。
従来の薄型電池としては、例えば電解質としてプロピレ
ンカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフ
ランなどに過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウムなど
を溶解として成る液体電解質を用いたリチウム系の電池
、塩化亜鉛や塩化アンモニウムなどを含む液体電解質を
用いた二酸化マンガン−亜鉛電池などが知られている。
ンカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフ
ランなどに過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウムなど
を溶解として成る液体電解質を用いたリチウム系の電池
、塩化亜鉛や塩化アンモニウムなどを含む液体電解質を
用いた二酸化マンガン−亜鉛電池などが知られている。
しかしながら、これらの電池は液体電解質を用いている
ため、耐漏液性や保存性の点で必ずしも満足しうるもの
ではなかった。したがって、前記の耐漏液性や保存性を
改良するために、最近各種の固体電解質電池、例えば固
体電解質として窒化リチウムやヨウ化リチウムを用いた
もの（特開昭５６−５９４７４号公報、同５７−７２２
６８号公報など）、負極板又は正極板の表面に合成樹脂
被膜を有する固体電解質層を形成したもの（特開昭５７
−９５０８３号公報）、固体電解質の多孔質体を圧縮成
形して得られた固体電解質層を負極と正極との間に介在
させたもの（特開昭５７−９５０８１号公報）、固体電
解質として高分子樹脂に電解質を含有せしめた薄膜を用
いたもの（特開昭５８−７５７７９号公報）などが提案
されている。
ため、耐漏液性や保存性の点で必ずしも満足しうるもの
ではなかった。したがって、前記の耐漏液性や保存性を
改良するために、最近各種の固体電解質電池、例えば固
体電解質として窒化リチウムやヨウ化リチウムを用いた
もの（特開昭５６−５９４７４号公報、同５７−７２２
６８号公報など）、負極板又は正極板の表面に合成樹脂
被膜を有する固体電解質層を形成したもの（特開昭５７
−９５０８３号公報）、固体電解質の多孔質体を圧縮成
形して得られた固体電解質層を負極と正極との間に介在
させたもの（特開昭５７−９５０８１号公報）、固体電
解質として高分子樹脂に電解質を含有せしめた薄膜を用
いたもの（特開昭５８−７５７７９号公報）などが提案
されている。
しかしながら、これらの固体電解質電池においては、負
極活性物質としてリチウム金属などが、正極活性物質と
してヨウ化鉛のような重金属化合物などが用いられてい
るため、軽量化、薄型化、可撓性などに関して必ずしも
満足しうるものではなり、シかも重金属による環境汚染
の可能性もあり、その上このような問題に加えて、固体
電解質として窒化リチウムを用いたものは内部抵抗が大
きいという欠点が、またヨウ化リチウムを用いたものは
吸湿性が極めて大きいため、リチウムイオン電導度が影
響を受けるとともに、吸湿された水が負極活性物質であ
る金属リチウムと反応音引き起すという欠点を有してい
る。
極活性物質としてリチウム金属などが、正極活性物質と
してヨウ化鉛のような重金属化合物などが用いられてい
るため、軽量化、薄型化、可撓性などに関して必ずしも
満足しうるものではなり、シかも重金属による環境汚染
の可能性もあり、その上このような問題に加えて、固体
電解質として窒化リチウムを用いたものは内部抵抗が大
きいという欠点が、またヨウ化リチウムを用いたものは
吸湿性が極めて大きいため、リチウムイオン電導度が影
響を受けるとともに、吸湿された水が負極活性物質であ
る金属リチウムと反応音引き起すという欠点を有してい
る。
本発明者らは、このような事情に鑑み、従来のものに比
べてよシ軽量で薄型であシ、≠）つ吸湿性や内部抵抗が
小さく、しかも重金属による環境汚染のない、耐漏液性
、保存性、たわみ性などに優れた固体電解質電池を提供
すべく鋭意研究を重ねた結果、正極及び負極としてそれ
ぞれｐ型及びｎ型のポリアセチレンフィルムを、固体電
解質として有機高分子−電解質複合体を用い、全体をプ
ラスチックフィルムで被飄することによりその目的を達
成しうろことを見出し、この知見に基づいて本発明を完
成するに至った。
べてよシ軽量で薄型であシ、≠）つ吸湿性や内部抵抗が
小さく、しかも重金属による環境汚染のない、耐漏液性
、保存性、たわみ性などに優れた固体電解質電池を提供
すべく鋭意研究を重ねた結果、正極及び負極としてそれ
ぞれｐ型及びｎ型のポリアセチレンフィルムを、固体電
解質として有機高分子−電解質複合体を用い、全体をプ
ラスチックフィルムで被飄することによりその目的を達
成しうろことを見出し、この知見に基づいて本発明を完
成するに至った。
すなわち、本発明は、正極及び負極としてそれぞれＰ型
及びｎ型のポリアセチレンフィルムを用い、それらの間
に固体電解質として有機高分子−電解質複合体を介在さ
せ、かつ全体をプラスチックフィルムで被包して成る薄
型固体電解質電池全提供するものである。
及びｎ型のポリアセチレンフィルムを用い、それらの間
に固体電解質として有機高分子−電解質複合体を介在さ
せ、かつ全体をプラスチックフィルムで被包して成る薄
型固体電解質電池全提供するものである。
本発明の電池において正極として用いるＰ型ポリアセチ
レンフィルムは、例えばポリアセチレンフィルムに正極
活性物質であるヨウ素や五フッ化ヒ素などの電子受容性
物質をドーピングすることによシ得られ、−万負極とし
て用いるｎ型ポリアセチレンフィルムは、例えばポリア
セチレンフィルムに負極活性物質であるナトリウムやリ
チウムなどの電子供与性物質をドーピングすることによ
シ得られる。
レンフィルムは、例えばポリアセチレンフィルムに正極
活性物質であるヨウ素や五フッ化ヒ素などの電子受容性
物質をドーピングすることによシ得られ、−万負極とし
て用いるｎ型ポリアセチレンフィルムは、例えばポリア
セチレンフィルムに負極活性物質であるナトリウムやリ
チウムなどの電子供与性物質をドーピングすることによ
シ得られる。
ポリアセチレンは純粋なものであると、その導電率は１
０ ’ 〜１０−９Ｅｌ ７ｃｍであって、はぼ不導体
であるが、前記のような電子受容性物質又は電子供与性
物質をドーピングすることにより、その導電率は１０’
〜１０３Ｓ／αとなｐ、半導体及び金属的性質金示すよ
うになる。
０ ’ 〜１０−９Ｅｌ ７ｃｍであって、はぼ不導体
であるが、前記のような電子受容性物質又は電子供与性
物質をドーピングすることにより、その導電率は１０’
〜１０３Ｓ／αとなｐ、半導体及び金属的性質金示すよ
うになる。
本発明の電池において固体電解質として用いる有機高分
子−電解質複合体は、例えば有機高分子物質としてポリ
アクリロニトリルやポリスチレンなどの熱可塑性で溶媒
溶解性のあるものを用い、電解質として過塩素酸リチウ
ム、ホウフッ化リチウム、ヨウ化リチウムなどを、溶媒
としてアセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの
カーホネート類、エチルアルコール、プロピレンアルコ
ール、エチレングリコールなどのアルコール類などを用
いて、これらを混合固化し成形したもの、又は基体高分
子粉体を温度及び圧力を加えて成形したものに前記の電
解質を含浸させたものなどであシ、その導電率は１ｏ−
５〜１ｏ−３ｓ／ｃｒｎの範囲のものが好ましい。
子−電解質複合体は、例えば有機高分子物質としてポリ
アクリロニトリルやポリスチレンなどの熱可塑性で溶媒
溶解性のあるものを用い、電解質として過塩素酸リチウ
ム、ホウフッ化リチウム、ヨウ化リチウムなどを、溶媒
としてアセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの
カーホネート類、エチルアルコール、プロピレンアルコ
ール、エチレングリコールなどのアルコール類などを用
いて、これらを混合固化し成形したもの、又は基体高分
子粉体を温度及び圧力を加えて成形したものに前記の電
解質を含浸させたものなどであシ、その導電率は１ｏ−
５〜１ｏ−３ｓ／ｃｒｎの範囲のものが好ましい。
また、本発明の電池においてはたわみ性のあるプラスチ
ックフィルムで全体を被飄することが重要である。この
パッケージは、空気中の酸素によるポリアセチレンフィ
ルムの劣化を防止すると同時に、ｎ型ポリアセチレンフ
ィルムの界面付近でヨウ素ガスなどが発生したとしても
、それを閉じ込めてｎ型に再びドーピングさせる働きを
し、また電池そのものの保護や保持に寄与する。
ックフィルムで全体を被飄することが重要である。この
パッケージは、空気中の酸素によるポリアセチレンフィ
ルムの劣化を防止すると同時に、ｎ型ポリアセチレンフ
ィルムの界面付近でヨウ素ガスなどが発生したとしても
、それを閉じ込めてｎ型に再びドーピングさせる働きを
し、また電池そのものの保護や保持に寄与する。
次に、本発明の薄型固体電解質電池全添付図面によって
説明すると、第１図及び第２図は本発明の薄型固体電解
質電池のそれぞれ異なった例の断面略解図であって、第
１図において、１及び１′はそれぞれＰ型ポリアセチレ
ンフィルム３及びｎ型ポリアセチレンフィルム４の表面
上に設けられたステンレス鋼やアルミニウムなどの金属
から成る正極板及び負極板、２は均一なエネルギーを取
り出すためのアルミニウム箔などから成る集電体であシ
、前記の１及び１′の電極板を省いて直接電極として使
用することが可能である。５は固体電解質である有機高
分子−電解質複合体であシ、６はプラスチックフィルム
ケースである。
説明すると、第１図及び第２図は本発明の薄型固体電解
質電池のそれぞれ異なった例の断面略解図であって、第
１図において、１及び１′はそれぞれＰ型ポリアセチレ
ンフィルム３及びｎ型ポリアセチレンフィルム４の表面
上に設けられたステンレス鋼やアルミニウムなどの金属
から成る正極板及び負極板、２は均一なエネルギーを取
り出すためのアルミニウム箔などから成る集電体であシ
、前記の１及び１′の電極板を省いて直接電極として使
用することが可能である。５は固体電解質である有機高
分子−電解質複合体であシ、６はプラスチックフィルム
ケースである。
また、第２図において、１及び１′はそれぞれｐ型ポリ
アセチレンフィルム３及びｎ型ポリアセチレンフィルム
４の片面に均一がエネルギーを取り出すために蒸着など
によシ金属薄膜を設けて成る正極板及び負極板、５は固
体電解質である有機高分子−電解質複合体及び６はプラ
スチックフィルムケースである。
アセチレンフィルム３及びｎ型ポリアセチレンフィルム
４の片面に均一がエネルギーを取り出すために蒸着など
によシ金属薄膜を設けて成る正極板及び負極板、５は固
体電解質である有機高分子−電解質複合体及び６はプラ
スチックフィルムケースである。
前記の正極板及び負極板全接続することにより電流の回
路ができ、その結果、例えばナトリウムをドーピングし
たｎ型ポリアセチレンフィルムにおいては Ｎａ−＋Ｎａ ＋ｅ の反応が、電解質として例えば過塩素酸ナトリウムを用
いた場合、ｎ型ポリアセチレンフィルム界面では ｃ ｔｏ ４−−→ ａＬｏ４＋θ 及びＰ型ポリアセチレンフィルム界面ではＬｌ −４−
ｅ−→Ｌｉ ’ の反応が、さらに例えばヨウ素をドーピングしたｐ型ポ
リアセチレンフィルムにおいてはＩ −１−ｅ −→ニ
ー の反応が起９、起電力が生じる。
路ができ、その結果、例えばナトリウムをドーピングし
たｎ型ポリアセチレンフィルムにおいては Ｎａ−＋Ｎａ ＋ｅ の反応が、電解質として例えば過塩素酸ナトリウムを用
いた場合、ｎ型ポリアセチレンフィルム界面では ｃ ｔｏ ４−−→ ａＬｏ４＋θ 及びＰ型ポリアセチレンフィルム界面ではＬｌ −４−
ｅ−→Ｌｉ ’ の反応が、さらに例えばヨウ素をドーピングしたｐ型ポ
リアセチレンフィルムにおいてはＩ −１−ｅ −→ニ
ー の反応が起９、起電力が生じる。
また、本発明の固体電解質電池を二次電池として使用す
る場合、例えばリチウムをドーピングしたｎ型ポリアセ
チレンフィルム及びヨウ素をドーピングしたｐ型ポリア
セチレンフィルムを用い、電解質としてヨウ化リチウム
を用いると、前記ポリアセチレンフィルムの放電終了後
、充電することにより、ｐ型ポリアセチレンフィルムに
おいては Ｉ＋ｅ −一→ ニー 及びｎＷポリアセチレンフィルムにおいてはＬｉ”＋θ
−→Ｌ１ の反応が起シ、再びリチウム及びヨウ素がそれぞれドー
ピングされる。
る場合、例えばリチウムをドーピングしたｎ型ポリアセ
チレンフィルム及びヨウ素をドーピングしたｐ型ポリア
セチレンフィルムを用い、電解質としてヨウ化リチウム
を用いると、前記ポリアセチレンフィルムの放電終了後
、充電することにより、ｐ型ポリアセチレンフィルムに
おいては Ｉ＋ｅ −一→ ニー 及びｎＷポリアセチレンフィルムにおいてはＬｉ”＋θ
−→Ｌ１ の反応が起シ、再びリチウム及びヨウ素がそれぞれドー
ピングされる。
本発明の薄型固体電解質電池は、正極及び負極としてそ
れぞれｐ型及びｎ型ポリアセチレンフィルム及び固体電
解質として有機高分子−電解質複合体を用い、全体をプ
ラスチックフィルムでパッケージしたものであって、従
来のものに比べてよシ軽量で薄型であシ、かつ吸湿性や
内部抵抗が小さく、シかも重金属による環境汚染のない
、耐漏液性、保存性、可焼性などに優れた実用的価値の
高い固体電解質電池である。
れぞれｐ型及びｎ型ポリアセチレンフィルム及び固体電
解質として有機高分子−電解質複合体を用い、全体をプ
ラスチックフィルムでパッケージしたものであって、従
来のものに比べてよシ軽量で薄型であシ、かつ吸湿性や
内部抵抗が小さく、シかも重金属による環境汚染のない
、耐漏液性、保存性、可焼性などに優れた実用的価値の
高い固体電解質電池である。
第１図及び第２図は、本発明の薄型固体電解質電池のそ
れぞれ異なった例の断面略解図であって、図中符号ｌ及
び１′はそれぞれ正極板及び負極板、２は集電体、３は
ｐ型ポリアセチレンフィルム、４はｎ型ポリアセチレン
フィルム、５は有機高分子−電解質複合体、６はプラス
チックフィルムケースである。 特許出願人 オリエント時計株式会社 代理人 阿 形 明 第１図 第２図
れぞれ異なった例の断面略解図であって、図中符号ｌ及
び１′はそれぞれ正極板及び負極板、２は集電体、３は
ｐ型ポリアセチレンフィルム、４はｎ型ポリアセチレン
フィルム、５は有機高分子−電解質複合体、６はプラス
チックフィルムケースである。 特許出願人 オリエント時計株式会社 代理人 阿 形 明 第１図 第２図
Claims (1)
- １ 正極及び負極としてそれぞれｐ型及びｎ型のポリア
セチレンフィルムを用い、それらの間に固体電解質とし
て有機高分子−電解質複合体を介在させ、かつ全体をプ
ラスチックフィルムで被膜して成る薄型固体電解質電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59019449A JPS60165059A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 薄型固体電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59019449A JPS60165059A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 薄型固体電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165059A true JPS60165059A (ja) | 1985-08-28 |
Family
ID=11999614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59019449A Pending JPS60165059A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 薄型固体電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60165059A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0663732A (ja) * | 1991-04-18 | 1994-03-08 | Miyagawa Boeki Kk | 高出力の小型集光装置 |
| GB2572365A (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-02 | Sumitomo Chemical Co | Battery |
-
1984
- 1984-02-07 JP JP59019449A patent/JPS60165059A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0663732A (ja) * | 1991-04-18 | 1994-03-08 | Miyagawa Boeki Kk | 高出力の小型集光装置 |
| GB2572365A (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-02 | Sumitomo Chemical Co | Battery |
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