JPS6081768A - 固体電解質２次電池 - Google Patents
固体電解質２次電池Info
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- JPS6081768A JPS6081768A JP58189116A JP18911683A JPS6081768A JP S6081768 A JPS6081768 A JP S6081768A JP 58189116 A JP58189116 A JP 58189116A JP 18911683 A JP18911683 A JP 18911683A JP S6081768 A JPS6081768 A JP S6081768A
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- battery
- solid electrolyte
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- synthetic rubber
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- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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、電池発電要素がすべて固体状である２次電池
に関する。
に関する。
従来例の構成とその問題点
電池の発電要素がすべて固体状である電池、すなわち、
固体電解質と、固体状の正・負極拐料を用いる電池は、
従来の液体型Ｍ質を用いる電池に較べ、小型・うす型化
が容易でかつ、電解質による短らく等が生じ難く単電池
の分離が容易であり、積層化に好都合である。−！、た
、発電要素を納める電池容器としては、液体電解質を用
いた電池で通常用いられている金属容器にかわり、安価
なプラスチンクパンケージが可能である利点を備えてい
る０ ところが、発電要素をすべて固体状で与えているため、
電池の充・放電反応に伴う正極あるいは負極の体積変化
により、電池各要素間の電気的な接触が、充・放電反応
をくり返すに従いゆるくなり、内部抵抗１分極の増大を
きたし電池性能の低下をもたらす難点がある。固体電解
質電池中で充・放電反応に伴い生じた正極あるいは負極
内の内部応力は、液体電解質を含んだＩＥ極あるいは負
極のような、正極あるいは負極の変形による正極あるい
は負極内部での緩和がされ難く、この応力は、ＩＥ・負
極と集電体との接触部、場合に」、ってｉｚｔ、ＩＥ極
あるいは負極とセパレタとしてイ′１川する固体電解質
層との接触部に集中することになる。通常、固体電解質
電池では、正極および負極の分極を小さくするため適当
量の固体電解質を正極および負極中に共存させているた
め、正極と負極と固体電解質層との弾性的な性質は似か
よってふ・す、ＩＥ極あるいは負極と固体電解質層との
接触部の破損による電池性能の劣化は、集電体と極との
接触不良による劣化に較べれば一般に小さい。
固体電解質と、固体状の正・負極拐料を用いる電池は、
従来の液体型Ｍ質を用いる電池に較べ、小型・うす型化
が容易でかつ、電解質による短らく等が生じ難く単電池
の分離が容易であり、積層化に好都合である。−！、た
、発電要素を納める電池容器としては、液体電解質を用
いた電池で通常用いられている金属容器にかわり、安価
なプラスチンクパンケージが可能である利点を備えてい
る０ ところが、発電要素をすべて固体状で与えているため、
電池の充・放電反応に伴う正極あるいは負極の体積変化
により、電池各要素間の電気的な接触が、充・放電反応
をくり返すに従いゆるくなり、内部抵抗１分極の増大を
きたし電池性能の低下をもたらす難点がある。固体電解
質電池中で充・放電反応に伴い生じた正極あるいは負極
内の内部応力は、液体電解質を含んだＩＥ極あるいは負
極のような、正極あるいは負極の変形による正極あるい
は負極内部での緩和がされ難く、この応力は、ＩＥ・負
極と集電体との接触部、場合に」、ってｉｚｔ、ＩＥ極
あるいは負極とセパレタとしてイ′１川する固体電解質
層との接触部に集中することになる。通常、固体電解質
電池では、正極および負極の分極を小さくするため適当
量の固体電解質を正極および負極中に共存させているた
め、正極と負極と固体電解質層との弾性的な性質は似か
よってふ・す、ＩＥ極あるいは負極と固体電解質層との
接触部の破損による電池性能の劣化は、集電体と極との
接触不良による劣化に較べれば一般に小さい。
発明の目的
本発明は、充放電反応に伴う正負極の体積変化に起因す
る各要素間の接触不良を防止し、充・放電くり返し性能
に優れた固体電解質２次電池を提供することを目的とす
る。
る各要素間の接触不良を防止し、充・放電くり返し性能
に優れた固体電解質２次電池を提供することを目的とす
る。
発明の構成
集電材料として、合成ゴムに炭素繊維を分散させた導電
性の可とう性力−ボンフィルムを用いることで、電池の
充・放電反応に際して電池内部に生じる内１７１Ｓ応力
を、有効に吸収・放出する１１実施例の説明 実施例１ 第１図は、本発明に従う固体電解質２次電池の一実施例
の断面の構造を示している。１け、正極活物質Ｃｕ ｏ
ｌＴｌ ｂ ２と固体電解質ＲｂＣｕ４１１５Ｃｔ３５
の混合物よりなる正極層、２は、負極活物質Ｃｕと固体
電解質ＲｂＣｕ ４Ｉ １，５”３．５ の混合物より
なる負極層、３は、固体電解質層（ＲｂＣｕ４■１５Ｃ
ｔ５５）４は、電極リード、５け、プラスチックパッケ
ージである。６は、本発明に従う、カーボンフィルムよ
りなる集電体フィルムである。このカーボンフィルムは
合成ゴムとして、スチレン・ブタジェンゴム（ＳＤＲ）
を用い、この中に長さが３Ｑ〜１００μ線径が７〜８μ
の炭素繊維、を分散さぜることで得た、厚さ約３０μの
導電性の７−１・抵抗値が約〜１ Ωのフィルムである
。
性の可とう性力−ボンフィルムを用いることで、電池の
充・放電反応に際して電池内部に生じる内１７１Ｓ応力
を、有効に吸収・放出する１１実施例の説明 実施例１ 第１図は、本発明に従う固体電解質２次電池の一実施例
の断面の構造を示している。１け、正極活物質Ｃｕ ｏ
ｌＴｌ ｂ ２と固体電解質ＲｂＣｕ４１１５Ｃｔ３５
の混合物よりなる正極層、２は、負極活物質Ｃｕと固体
電解質ＲｂＣｕ ４Ｉ １，５”３．５ の混合物より
なる負極層、３は、固体電解質層（ＲｂＣｕ４■１５Ｃ
ｔ５５）４は、電極リード、５け、プラスチックパッケ
ージである。６は、本発明に従う、カーボンフィルムよ
りなる集電体フィルムである。このカーボンフィルムは
合成ゴムとして、スチレン・ブタジェンゴム（ＳＤＲ）
を用い、この中に長さが３Ｑ〜１００μ線径が７〜８μ
の炭素繊維、を分散さぜることで得た、厚さ約３０μの
導電性の７−１・抵抗値が約〜１ Ωのフィルムである
。
正極層、固体電解質層、負極層の３層をプレス成型して
得た直径７＃ｎφ、厚さ約１ 、５１＃＃、の電池ベレ
ットの、正極１側の而および、負極側２の＋ｆｆｉに、
集電体フィルム６を、約８０（７て５〜６秒間、約２０
Ｋｇｌｏｊｌの１１．力で１１．ンだし、次＆（二、
′屯イ伽り−１・を各集電体面に配置し、約１４０ ’
Ｌ：で１０〜１５秒間加熱圧着する４、電池ベレットに
、集電体フィルム６と電極リード４が設けられた後、こ
の電池ベレットをＳｉＣ充てん剤の入った常温硬化型の
エポキシ樹脂５で被覆することで電池が構成される１第
２図は、このような電池を、室温で１０ｏ ／ＩＡの定
電流値で、０．２ｍＡｈづつ充・放電をくり返した際の
、各サイクルにおける充電床および放電床の電池電圧Ｖ
ａｔ、：Ｖｄｔとを充・放電サイクル薮を横軸にして示
したものである。この図で、電池Ａは、本発明に従い、
合成ゴムに炭素繊維を分散させたカーボンフィルム集電
体を備えた電池であり、電池Ｂは、従来積層乾゛亀池の
Ｍｎ Ｏ２極の集電体に用いられている、エポキシ樹脂
にアセチルンブランク粉と炭素粉とを分散させてなる導
電性カーボンペイントを、電池ベレットの正極側および
負極側に塗布焼き付けすることで得た集電体を有すると
ころだけが異なり、他は第１図に示したものと同様の断
面構造をイ弓する固体電解質２次電池である。
得た直径７＃ｎφ、厚さ約１ 、５１＃＃、の電池ベレ
ットの、正極１側の而および、負極側２の＋ｆｆｉに、
集電体フィルム６を、約８０（７て５〜６秒間、約２０
Ｋｇｌｏｊｌの１１．力で１１．ンだし、次＆（二、
′屯イ伽り−１・を各集電体面に配置し、約１４０ ’
Ｌ：で１０〜１５秒間加熱圧着する４、電池ベレットに
、集電体フィルム６と電極リード４が設けられた後、こ
の電池ベレットをＳｉＣ充てん剤の入った常温硬化型の
エポキシ樹脂５で被覆することで電池が構成される１第
２図は、このような電池を、室温で１０ｏ ／ＩＡの定
電流値で、０．２ｍＡｈづつ充・放電をくり返した際の
、各サイクルにおける充電床および放電床の電池電圧Ｖ
ａｔ、：Ｖｄｔとを充・放電サイクル薮を横軸にして示
したものである。この図で、電池Ａは、本発明に従い、
合成ゴムに炭素繊維を分散させたカーボンフィルム集電
体を備えた電池であり、電池Ｂは、従来積層乾゛亀池の
Ｍｎ Ｏ２極の集電体に用いられている、エポキシ樹脂
にアセチルンブランク粉と炭素粉とを分散させてなる導
電性カーボンペイントを、電池ベレットの正極側および
負極側に塗布焼き付けすることで得た集電体を有すると
ころだけが異なり、他は第１図に示したものと同様の断
面構造をイ弓する固体電解質２次電池である。
電池Ａは、充・放電サイクルが、３００回を越えても、
Ｖｃ’ｔとＶｄｔは初期の値とほとんど変化ないが、電
池Ｂでは１５０ザイクル目ぐらいかし徐々に初期の値に
蚊べＶａｔ は増加し始め、Ｖｄｔは低下し始める。本
発明に従うカーボンフィルムを有する電池へは、充・放
電サイクル特性のきわめて良い電池である。
Ｖｃ’ｔとＶｄｔは初期の値とほとんど変化ないが、電
池Ｂでは１５０ザイクル目ぐらいかし徐々に初期の値に
蚊べＶａｔ は増加し始め、Ｖｄｔは低下し始める。本
発明に従うカーボンフィルムを有する電池へは、充・放
電サイクル特性のきわめて良い電池である。
実施例２
第３図は、本発明に従う固体電解質２次電池の他の実施
例である積層型固体電解質２次電池の断面の構造を示し
ている。第３図中、第１同と同一番号は同一電池要素を
示している。
例である積層型固体電解質２次電池の断面の構造を示し
ている。第３図中、第１同と同一番号は同一電池要素を
示している。
直径ア悶７φ、厚さ約１．６賜の単電池ベレット３ケの
積み重ねでできている。
積み重ねでできている。
第４図は、第３図に示した電池を、室温で１００μＡの
定電流で、０．２ｍＡ）１づつ充・放電をくり返した際
の、各サイクルにおけるＶｃｔとＶｄｔ とを、放電サ
イクル数に対して示したものである。この図で、電池Ｃ
は、本発明に従う、合成ゴムに炭素繊維を分散させたカ
ーボンフィルムを備えり電池であり、電池りは、合成ゴ
ム（ブタジェンスチレンゴム）にアセチレンプラック粉
と炭素粉を分散させたカーボンフィルムを集電体と一ノ
ーるところだけが異なり他は第３図に示したものと同一
の１７％而構面を有する電池であり、電池Ｅは、従来４
１１層乾電池のＭｎ Ｏ２極の集電体に用いられている
、エポキシ樹脂に、アセチレンブラック粉と炭素粉とを
分散させてなる導電性カーボンペイントを、塗布焼き付
けすることで得た集電体を有することだけが異なり他は
第３図に示したものと同様の断面構造を有する積層型固
体電解質２次電池である。
定電流で、０．２ｍＡ）１づつ充・放電をくり返した際
の、各サイクルにおけるＶｃｔとＶｄｔ とを、放電サ
イクル数に対して示したものである。この図で、電池Ｃ
は、本発明に従う、合成ゴムに炭素繊維を分散させたカ
ーボンフィルムを備えり電池であり、電池りは、合成ゴ
ム（ブタジェンスチレンゴム）にアセチレンプラック粉
と炭素粉を分散させたカーボンフィルムを集電体と一ノ
ーるところだけが異なり他は第３図に示したものと同一
の１７％而構面を有する電池であり、電池Ｅは、従来４
１１層乾電池のＭｎ Ｏ２極の集電体に用いられている
、エポキシ樹脂に、アセチレンブラック粉と炭素粉とを
分散させてなる導電性カーボンペイントを、塗布焼き付
けすることで得た集電体を有することだけが異なり他は
第３図に示したものと同様の断面構造を有する積層型固
体電解質２次電池である。
電池Ｃは、充・放電サイクルが、３００回を越えても、
ＶａｔとＶｄｔは初期の値とほとんと変らないが、電池
りでは、１ｏＯザイクル目ぐらいから、電池Ｅでは、４
５サイクル目ぐらいから徐々にＶａｔ は増大し、、Ｖ
ｄｔけ低下し始める。
ＶａｔとＶｄｔは初期の値とほとんと変らないが、電池
りでは、１ｏＯザイクル目ぐらいから、電池Ｅでは、４
５サイクル目ぐらいから徐々にＶａｔ は増大し、、Ｖ
ｄｔけ低下し始める。
実施例３
第５図は、本発明に従う固体電解質２次電池の更に他の
実施例における断面の構造を示している１゜了は、正極
活物質Ａｑｏ１ＴＩＳ２と固体電解質ＲｂＡｇ ４Ｉ
５（Ｓ ｊ○２分散）の混合物よりなる正極層、８は、
負極活物質Ａｑ と固体電解質ＲｂＡｑ４Ｉ。
実施例における断面の構造を示している１゜了は、正極
活物質Ａｑｏ１ＴＩＳ２と固体電解質ＲｂＡｇ ４Ｉ
５（Ｓ ｊ○２分散）の混合物よりなる正極層、８は、
負極活物質Ａｑ と固体電解質ＲｂＡｑ４Ｉ。
（８１０２分散）の混合物よりなる負極層、９け、固体
型ｙＲ質層ＲｂＡｇ４１．（ＳｉＯ２分散）である１、
その他、図５中、第１図および第３図と同−香りは、同
一電池構成要素を示している。電池ベレットの大きさは
、７騙φ、厚さ１．２酸である。
型ｙＲ質層ＲｂＡｇ４１．（ＳｉＯ２分散）である１、
その他、図５中、第１図および第３図と同−香りは、同
一電池構成要素を示している。電池ベレットの大きさは
、７騙φ、厚さ１．２酸である。
第６図は、第６図に示した電池を、室温で、２０μＡの
定電流で、０．１ｍＡｈづつ充・放電をくり返した際の
、各サイクルにおける充電末および放電床の電池電圧Ｖ
ｃｔとＶｄｔとを、充・放電サイクル数に対して示した
ものである。この図で、電池Ｆｉｄ、本発明に従い、合
成ゴムに炭素繊維を分散させたカーボンフィルム集電体
を備えた電池であり、電池Ｇは、従来積層乾電池のＭ
ｎ Ｏ２極の集電体に用いられている。エポキ／樹脂に
アセチレンブラックと炭素粉とを分散させてなる導電性
カーボンペイントを塗布焼き付けすることで得た集電体
を有するところだけが異なり他は第５図に示した断面構
造を有する固体電解質２次電池である。。
定電流で、０．１ｍＡｈづつ充・放電をくり返した際の
、各サイクルにおける充電末および放電床の電池電圧Ｖ
ｃｔとＶｄｔとを、充・放電サイクル数に対して示した
ものである。この図で、電池Ｆｉｄ、本発明に従い、合
成ゴムに炭素繊維を分散させたカーボンフィルム集電体
を備えた電池であり、電池Ｇは、従来積層乾電池のＭ
ｎ Ｏ２極の集電体に用いられている。エポキ／樹脂に
アセチレンブラックと炭素粉とを分散させてなる導電性
カーボンペイントを塗布焼き付けすることで得た集電体
を有するところだけが異なり他は第５図に示した断面構
造を有する固体電解質２次電池である。。
電池Ｆは、充・放電サイクルか、３００ザイクルを越え
ても、ＶｃｔとＶｄｔは初期の値とほとんど変らないが
、電池Ｇでは、１８０ザイクル目くらいから徐々に、Ｖ
ａｔは増大し、Ｖｄｔは低下し始める。
ても、ＶｃｔとＶｄｔは初期の値とほとんど変らないが
、電池Ｇでは、１８０ザイクル目くらいから徐々に、Ｖ
ａｔは増大し、Ｖｄｔは低下し始める。
発明の効果
本発明によれば、正極及び負極の集電体が合成ゴムに炭
素繊維を分散させた熱圧着性の可撓導電性フィルムによ
り構成されるので、充放電反応に伴う正負極の体積変化
を吸収し、常に良好な接触を保つことができ、充放電サ
イクル特性の優れた固体電解質２次電池を実現できる。
素繊維を分散させた熱圧着性の可撓導電性フィルムによ
り構成されるので、充放電反応に伴う正負極の体積変化
を吸収し、常に良好な接触を保つことができ、充放電サ
イクル特性の優れた固体電解質２次電池を実現できる。
第１図は、固体電解質２次電池の構造を示す断面図、第
２図は、電池の充・放電サイクル特性を示すグラフ、第
３図は、積層型固体電解質２次電池の構造を示す断面（
ン」、第４図は、電池の充・放電サイクル特性を示すグ
ラフ、第５図は、固体型１宵′Ｐ１２次電池の構造を示
す断面図、第６図は、電池の充・放電ザイクノ喧１！ｉ
性を示すグラフである１、１・・・・正極層、２・・・
負極層、３・・・固体電解質層、６・・・・集電体。 代理人の氏名 弁」」士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１図 第２図 サイクル数７回 第３図 ？ 第４０ Ｏ１００’２００ ３００ サイクル数４回
２図は、電池の充・放電サイクル特性を示すグラフ、第
３図は、積層型固体電解質２次電池の構造を示す断面（
ン」、第４図は、電池の充・放電サイクル特性を示すグ
ラフ、第５図は、固体型１宵′Ｐ１２次電池の構造を示
す断面図、第６図は、電池の充・放電ザイクノ喧１！ｉ
性を示すグラフである１、１・・・・正極層、２・・・
負極層、３・・・固体電解質層、６・・・・集電体。 代理人の氏名 弁」」士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１図 第２図 サイクル数７回 第３図 ？ 第４０ Ｏ１００’２００ ３００ サイクル数４回
Claims (1)
- （１）合成ゴムに炭素繊維を分散させた熱圧着性の可と
う性導電性カーボンフィルムよりなる、正極および負極
の集電体を有することを特徴とする固体電解質２次電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189116A JPS6081768A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 固体電解質２次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189116A JPS6081768A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 固体電解質２次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081768A true JPS6081768A (ja) | 1985-05-09 |
| JPH0122709B2 JPH0122709B2 (ja) | 1989-04-27 |
Family
ID=16235648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58189116A Granted JPS6081768A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 固体電解質２次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081768A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0210660A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-16 | Ricoh Co Ltd | シート状電極 |
| JPH0355709A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-11 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 導電性シート |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5124953B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2013-01-23 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池、組電池およびこれらを搭載した車両 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58189116A patent/JPS6081768A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0210660A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-16 | Ricoh Co Ltd | シート状電極 |
| JPH0355709A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-11 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 導電性シート |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0122709B2 (ja) | 1989-04-27 |
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