JPS61198564A - 固体電解質電池 - Google Patents
固体電解質電池Info
- Publication number
- JPS61198564A JPS61198564A JP3984285A JP3984285A JPS61198564A JP S61198564 A JPS61198564 A JP S61198564A JP 3984285 A JP3984285 A JP 3984285A JP 3984285 A JP3984285 A JP 3984285A JP S61198564 A JPS61198564 A JP S61198564A
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- JP
- Japan
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- active material
- battery
- solid electrolyte
- insulating substrate
- terminal
- 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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-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は固体電解質電池に関する。さらに詳しくは、
端子へのリード線のハンダ付は時に発電要素への熱影響
が少なく、またテープ・キャリア方式のＩＣに用いるテ
ープへの端子接続が容易な固体電解質電池に関する。
端子へのリード線のハンダ付は時に発電要素への熱影響
が少なく、またテープ・キャリア方式のＩＣに用いるテ
ープへの端子接続が容易な固体電解質電池に関する。
従来の固体電解質電池は、たとえば第３図に示すように
、正極活物質層２、固体電解質層３および負極活物質層
４の発電要素を、セラミック製リングよりなる絶縁体１
３を介在させた正極板１１と負極板１２との間に封入し
ていた（たとえば特開昭５９−１３９５５６号公報）。
、正極活物質層２、固体電解質層３および負極活物質層
４の発電要素を、セラミック製リングよりなる絶縁体１
３を介在させた正極板１１と負極板１２との間に封入し
ていた（たとえば特開昭５９−１３９５５６号公報）。
このような電池では、正極板１１が正極端子を兼ね、負
極板１２が負極端子を兼ねていて、正極端子が正極活物
質層２に密接し、負極端子が負極活物質層４に密接して
いるため、この電池をプリント基板にハンダで取り付け
ようとすると、該ハンダ付は時の熱によって活物質が加
熱され、リチウムなどが熔融して電池機能が損なわれる
という問題があった。
極板１２が負極端子を兼ねていて、正極端子が正極活物
質層２に密接し、負極端子が負極活物質層４に密接して
いるため、この電池をプリント基板にハンダで取り付け
ようとすると、該ハンダ付は時の熱によって活物質が加
熱され、リチウムなどが熔融して電池機能が損なわれる
という問題があった。
また、正極端子、負極端子が電池の厚み方向に対向した
位置に設けられ・ているため、テープ・キャリア方式の
ＩＣ（集積回路）に用いるテープへの端子接続が困難で
あるという問題も有していた。
位置に設けられ・ているため、テープ・キャリア方式の
ＩＣ（集積回路）に用いるテープへの端子接続が困難で
あるという問題も有していた。
この発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので
、正極端子および負極端子を正極活物質や負極活物質な
どの発電要素上の対向する面に設 □けるのでなく、発
電要素周囲の基板上に設けることに。Ｌっで目的を達成
したもので゛ある。
、正極端子および負極端子を正極活物質や負極活物質な
どの発電要素上の対向する面に設 □けるのでなく、発
電要素周囲の基板上に設けることに。Ｌっで目的を達成
したもので゛ある。
すなわち、この発明は絶縁性基板上に正極活物質、固体
電解質、負極活物質を積層し、正極端子および負極端子
を上記絶縁性基板上に設けることによって、端子へのリ
ード線のハンダ付は時に負極活物質や正極活物質などへ
の熱影響が少なく、またテープ・キャリア方式のＩＣに
用いるテープへの端子接続が容易な固体電解質電池を提
供したものである。
電解質、負極活物質を積層し、正極端子および負極端子
を上記絶縁性基板上に設けることによって、端子へのリ
ード線のハンダ付は時に負極活物質や正極活物質などへ
の熱影響が少なく、またテープ・キャリア方式のＩＣに
用いるテープへの端子接続が容易な固体電解質電池を提
供したものである。
つぎに本発明の実施例を図面に従って説明する。
実施例１
本実施例の固体電解質電池を第１図に示す。
図中、１は絶縁性基板で、この絶縁性基板１は厚さ０．
３ ｍｍで１０ｍｍ Ｘ １０ｍｍの正方形状のガラス
板よりなる。２は正極活物質層で、この正極活物質層２
は四塩化チタン（ＴｉＣ１４）と硫化水素（Ｈ２Ｓ）を
ソースガスとし、基板を５００°Ｃに加熱するケミカル
ヘーバーディポジション法により上記基板１上に二硫化
チタンを８ｍｍＸ８ｍｍの正方形状で厚さ２０．＋１ｍ
に層設したものである。３はＬｉ５ＰＯ４−Ｌ ｉ４
Ｓ ｉ０４固体電解質層であり、この固体電解質Ｍ３は
アルゴン／酸素（容量比９０／１０）混合ガスをスパッ
タ・ガスに用い、Ｌ ｉ ２０とＬ ｉ３ ＰＯ４−Ｌ
ｉ４ Ｓ ｉ ０４の混合物を高速Ｒ，Ｆ、スパッタ
蒸着により上記正極活物質層２上にＬｉ３ ＰＯ４−１
−ｉ４ Ｓ ｉ０４を７ｍｍＸ７ｍｍの正方形状で厚さ
５μｍに層設したものである。
３ ｍｍで１０ｍｍ Ｘ １０ｍｍの正方形状のガラス
板よりなる。２は正極活物質層で、この正極活物質層２
は四塩化チタン（ＴｉＣ１４）と硫化水素（Ｈ２Ｓ）を
ソースガスとし、基板を５００°Ｃに加熱するケミカル
ヘーバーディポジション法により上記基板１上に二硫化
チタンを８ｍｍＸ８ｍｍの正方形状で厚さ２０．＋１ｍ
に層設したものである。３はＬｉ５ＰＯ４−Ｌ ｉ４
Ｓ ｉ０４固体電解質層であり、この固体電解質Ｍ３は
アルゴン／酸素（容量比９０／１０）混合ガスをスパッ
タ・ガスに用い、Ｌ ｉ ２０とＬ ｉ３ ＰＯ４−Ｌ
ｉ４ Ｓ ｉ ０４の混合物を高速Ｒ，Ｆ、スパッタ
蒸着により上記正極活物質層２上にＬｉ３ ＰＯ４−１
−ｉ４ Ｓ ｉ０４を７ｍｍＸ７ｍｍの正方形状で厚さ
５μｍに層設したものである。
４は負極活物質層で、この負極活物質Ｍ４は金属リチウ
ムをモリブデンボートにのせ、ｌＸｌ０−６７ｏｒｒ以
下の真空下で加熱して前記固体電解質層３上にリチウム
を６ｍｍＸ６ｍｍの正方形状で厚さ２０μｍに層設した
ものである。
ムをモリブデンボートにのせ、ｌＸｌ０−６７ｏｒｒ以
下の真空下で加熱して前記固体電解質層３上にリチウム
を６ｍｍＸ６ｍｍの正方形状で厚さ２０μｍに層設した
ものである。
５は負極活物質の保護膜で、ニッケルの薄膜よりなり、
負極活物質層４を覆っている。６は正極端子で、７は正
極端子のリード部であり、正極端子６は絶縁性基板１上
に設けられ、そのリード部７は正極活物質層２の端部上
に形成されている。
負極活物質層４を覆っている。６は正極端子で、７は正
極端子のリード部であり、正極端子６は絶縁性基板１上
に設けられ、そのリード部７は正極活物質層２の端部上
に形成されている。
そして、これら負極活物質の保護膜５、正極端子６およ
びそのリード部７はそれぞれアルゴン／水素（容量比で
９０／１０）混合ガスをスパッタガスに用い、ニッケル
板をターゲットにしたスパッタ蒸着によりニッケルを厚
さ２μｍの膜厚で蒸着することによって形成されている
。
びそのリード部７はそれぞれアルゴン／水素（容量比で
９０／１０）混合ガスをスパッタガスに用い、ニッケル
板をターゲットにしたスパッタ蒸着によりニッケルを厚
さ２μｍの膜厚で蒸着することによって形成されている
。
８は絶縁膜で３ｉ３Ｎ４（四窒化三ケイ素）のパンシベ
ーション膜からなり、アルゴン／チン素（容量比６０／
４０）混合ガスをスパッタガスに用い、Ｓｉ３Ｎ４をタ
ーゲットにしたスパッタ蒸着によりＳｉ３Ｎ４を厚さ１
０μｍの膜厚で蒸着することによって形成されている。
ーション膜からなり、アルゴン／チン素（容量比６０／
４０）混合ガスをスパッタガスに用い、Ｓｉ３Ｎ４をタ
ーゲットにしたスパッタ蒸着によりＳｉ３Ｎ４を厚さ１
０μｍの膜厚で蒸着することによって形成されている。
９は負極端子であり、この負極端子９は絶縁性基板１上
に形成され、負極端子のリード部１０の端部１０ｂは前
記ニッケル薄膜よりなる負極活物質の保護膜５上に形成
され、リード部１０の主体部分１０ａは絶縁膜８上に形
成され、リード部１０の主体部分１０ａおよび負極端子
９と正極活物質層２との間には絶縁膜８が介在していて
、それらの間を絶縁している。そして、これら負極端子
９およびり−ド部１０はアルゴン／水素（容量比で９０
／１０）混合ガスをスパッタガスに用い、ニッケル板を
ターゲットにしたスパッタ蒸着によりニッケルを厚さ２
μｍの膜厚で蒸着することによって形成されている。
に形成され、負極端子のリード部１０の端部１０ｂは前
記ニッケル薄膜よりなる負極活物質の保護膜５上に形成
され、リード部１０の主体部分１０ａは絶縁膜８上に形
成され、リード部１０の主体部分１０ａおよび負極端子
９と正極活物質層２との間には絶縁膜８が介在していて
、それらの間を絶縁している。そして、これら負極端子
９およびり−ド部１０はアルゴン／水素（容量比で９０
／１０）混合ガスをスパッタガスに用い、ニッケル板を
ターゲットにしたスパッタ蒸着によりニッケルを厚さ２
μｍの膜厚で蒸着することによって形成されている。
このようにして作製された電池は正極端子６および負極
端子９が絶縁性基板１の同一面上でかつ発電要素の周囲
に形成されている。
端子９が絶縁性基板１の同一面上でかつ発電要素の周囲
に形成されている。
実施例２
本実施例２の固体電解質電池を第２図に示す。
この実施例２の電池では、固体電解質Ｎ３は、正極活物
質層２とは一部ずらして形成されており、大部分は正極
活物質層２上に形成されているものの、一部は絶縁性基
板１上に形成されている。
質層２とは一部ずらして形成されており、大部分は正極
活物質層２上に形成されているものの、一部は絶縁性基
板１上に形成されている。
そして、負極活物質層４も固体電解質層３とは一部ずら
して形成されており、大部分は固体電解質Ｍ３上に形成
されているものの、一部は絶縁性基板１上に形成されて
いる。
して形成されており、大部分は固体電解質Ｍ３上に形成
されているものの、一部は絶縁性基板１上に形成されて
いる。
また、この電池では、固体電解質層３で正極活物質Ｎ２
と隔離されている負ｉ活物質屓４の一部が絶縁性基板１
上に形成されているので、負極活物質の保護膜５と負極
端子９は一体に形成されていて、保護膜５の一部が第１
図に示した実施例１の電池における負極端子のリード部
を兼ねている。そして、Ｓｉ３Ｎ４の絶縁膜８は前記ニ
ッケルで形成される負極活物質の保護膜５の全面を覆っ
ている。
と隔離されている負ｉ活物質屓４の一部が絶縁性基板１
上に形成されているので、負極活物質の保護膜５と負極
端子９は一体に形成されていて、保護膜５の一部が第１
図に示した実施例１の電池における負極端子のリード部
を兼ねている。そして、Ｓｉ３Ｎ４の絶縁膜８は前記ニ
ッケルで形成される負極活物質の保護膜５の全面を覆っ
ている。
上記の点を除いては、この電池は実施例１の電池とほぼ
同様に構成され、たとえば各部材の材質、厚さ、形成方
法などは実施例１の場合と同じである。なお、この電池
では保護膜５、負極端子９・、正極端子６、正極端子の
リード部７を形成するためのニッケルの蒸着は一度で済
み、実施例１の電池に比べて製造工程が簡略化できる。
同様に構成され、たとえば各部材の材質、厚さ、形成方
法などは実施例１の場合と同じである。なお、この電池
では保護膜５、負極端子９・、正極端子６、正極端子の
リード部７を形成するためのニッケルの蒸着は一度で済
み、実施例１の電池に比べて製造工程が簡略化できる。
比較例
比較例として第３図に示す電池を作製した。この電池の
作製は、正極板１１を基板に用いて、実施例１と同様に
発電要素を形成したのち、該正極板１１の所定位置にセ
ラミック製リングよりなる絶縁体１３を配置した後、そ
の上に負極板１２をかぶせ、ロウ材１３ａでそれらを固
着することによって封目することにより行った。ただし
、リチウム負極活物質層４の厚さは５０μｍにした。
作製は、正極板１１を基板に用いて、実施例１と同様に
発電要素を形成したのち、該正極板１１の所定位置にセ
ラミック製リングよりなる絶縁体１３を配置した後、そ
の上に負極板１２をかぶせ、ロウ材１３ａでそれらを固
着することによって封目することにより行った。ただし
、リチウム負極活物質層４の厚さは５０μｍにした。
つぎに、上記実施例１〜２の電池および比較例の電池の
端子をハンダゴテで一定時間加熱し、発電要素の温度」
二昇を調べた結果について示す。
端子をハンダゴテで一定時間加熱し、発電要素の温度」
二昇を調べた結果について示す。
ハンダゴテを用いての加熱は、約４００℃にハンダゴテ
を加熱したのち、第１図に示す実施例１の電池の正極端
子６、第２図に示す実施例２の電池の正極端子６、およ
び第３図に示す比較例の電池の正極板１１に上記の加熱
したハンダゴテを１分間および２分間押しつけることに
よって行った。
を加熱したのち、第１図に示す実施例１の電池の正極端
子６、第２図に示す実施例２の電池の正極端子６、およ
び第３図に示す比較例の電池の正極板１１に上記の加熱
したハンダゴテを１分間および２分間押しつけることに
よって行った。
発電要素の温度上界は、あらかじめ恒温槽中で電池内部
抵抗の温度依存性を測定しておき、ハンダゴテで加熱し
た各電池の内部抵抗を測定し、それを基にして上記温度
依存性の測定結□果から算出した。なお、各電池の恒温
槽中での内部抵抗の温度依存性を々す定した結果は第４
図に示している。
抵抗の温度依存性を測定しておき、ハンダゴテで加熱し
た各電池の内部抵抗を測定し、それを基にして上記温度
依存性の測定結□果から算出した。なお、各電池の恒温
槽中での内部抵抗の温度依存性を々す定した結果は第４
図に示している。
また、各電池にハンダゴテを１分間および２分間押しつ
けた後の電池の内部抵抗は第１表に示すとおりである。
けた後の電池の内部抵抗は第１表に示すとおりである。
第 １ 表
第１表に示す内部抵抗値から、電池の温度上昇は、第４
図に示す内部抵抗の温度依存性の測定結果を利用して、
以下のように推定される。まず、１分間ハンダゴテを押
付けた場合、本発明の実施例１〜２の電池は、３０〜４
０℃であり、はとんど温度上昇は見られなかった。これ
に対し、第３図に示す比較例の電池では１００℃まで上
昇したと推定される。つぎに、２分間ハンダゴテを押し
つけた場合、本発明の実施例１〜２の電池は内部抵抗が
１０３オーダであったが、比較例の電池では内部抵抗が
０Ωであり、電池内部で短絡が生した。この電池を切断
して観察したところ、負極活物質のリチウムが溶融し、
正極活物質の二硫化チタンに接触していた。これより、
電池の温度はリチウムの融点以上に上昇したものと考え
られる。
図に示す内部抵抗の温度依存性の測定結果を利用して、
以下のように推定される。まず、１分間ハンダゴテを押
付けた場合、本発明の実施例１〜２の電池は、３０〜４
０℃であり、はとんど温度上昇は見られなかった。これ
に対し、第３図に示す比較例の電池では１００℃まで上
昇したと推定される。つぎに、２分間ハンダゴテを押し
つけた場合、本発明の実施例１〜２の電池は内部抵抗が
１０３オーダであったが、比較例の電池では内部抵抗が
０Ωであり、電池内部で短絡が生した。この電池を切断
して観察したところ、負極活物質のリチウムが溶融し、
正極活物質の二硫化チタンに接触していた。これより、
電池の温度はリチウムの融点以上に上昇したものと考え
られる。
以上の結果より、電池の端子にリード線をハンダ付けす
る際、比較例で示した従来電池ではリチウムが溶融して
短絡する可能性があったのに対し、本発明の電池ではほ
とんど発電要素の温度上昇がないことが推察できる。
る際、比較例で示した従来電池ではリチウムが溶融して
短絡する可能性があったのに対し、本発明の電池ではほ
とんど発電要素の温度上昇がないことが推察できる。
また、本発明の電池はテープ・キャリア方式のテープへ
の端子接続が容易であるという利点を有している。
の端子接続が容易であるという利点を有している。
すなわち、本発明の実施例１〜２の電池を第５図に示す
ようなテープ・キャリア方式のテープ（ポリイミドフィ
ルムをベースフィルムにした通常の市販のテープ）に接
続するのは、容易であったが、従来電池すなわち比較例
の電池では、正極端子、負極端子が電池の厚み方向に対
向した位置に設けられているため、接続が不可能であっ
た。なお、第５図はテープ・キャリア方式のテープへの
端子接続を上側から見た図で、この第５図において、Ａ
は本発明の電池で、６は正極端子、９は負極端子であり
、２１はテープ、２２．２３はテープのプリント配線で
、テープ２１の中央部には窓がおいており、電池Ａはそ
の中央部が上記テープ２１に設けた窓から上方に突出す
るようにしてテープ２１の下側に配置されている。
ようなテープ・キャリア方式のテープ（ポリイミドフィ
ルムをベースフィルムにした通常の市販のテープ）に接
続するのは、容易であったが、従来電池すなわち比較例
の電池では、正極端子、負極端子が電池の厚み方向に対
向した位置に設けられているため、接続が不可能であっ
た。なお、第５図はテープ・キャリア方式のテープへの
端子接続を上側から見た図で、この第５図において、Ａ
は本発明の電池で、６は正極端子、９は負極端子であり
、２１はテープ、２２．２３はテープのプリント配線で
、テープ２１の中央部には窓がおいており、電池Ａはそ
の中央部が上記テープ２１に設けた窓から上方に突出す
るようにしてテープ２１の下側に配置されている。
なお、実施例では固体電解質としてＩ、’ｉ３Ｐ。
４−Ｌｉ２ＳｉＯ３を用いたが、それに代えてポリエチ
レンオキサイド−Ｌ ｉ ＣＦ３３０３系の高分子系固
体電解質を用いる９ともできる。また、実施例では絶縁
性基板としてガラス板を用いたが、絶縁性基板は金属板
などの導電性板上にポリイミドフィルムなどの絶縁フィ
ルムをラミネートし１ま たものでもよい。
レンオキサイド−Ｌ ｉ ＣＦ３３０３系の高分子系固
体電解質を用いる９ともできる。また、実施例では絶縁
性基板としてガラス板を用いたが、絶縁性基板は金属板
などの導電性板上にポリイミドフィルムなどの絶縁フィ
ルムをラミネートし１ま たものでもよい。
以上説明したように、本発明では正極端子および負極端
子を発電要素の周囲の絶縁性基板上に設けることにより
、端子へのハンダ付けなどによって端子が加熱されても
活物質などの発電要素の温度上昇が少な（なり、またテ
ープ・キャリア方式のテープへの端子接続が容易になっ
た。
子を発電要素の周囲の絶縁性基板上に設けることにより
、端子へのハンダ付けなどによって端子が加熱されても
活物質などの発電要素の温度上昇が少な（なり、またテ
ープ・キャリア方式のテープへの端子接続が容易になっ
た。
第１図は本発明の実施例１の固体電解質電池を示す断面
図、第２図は本発明の実施例２の固体電解質電池を示す
断面図である。第３図は従来電池である比較例の固体電
解質電池を示す断面図であり、第４図は実施例１〜４の
電池および比較例の電池の内部抵抗の温度依存性を示す
図である。第５図はテープ・キャリア方式のテープへの
端子接続を概略的に示す図である。 １・・・絶縁性基板、 ２・・・正極活物質層、 ３・
・・固体電解質層、 ４・・・負極活物質層、 ６・・
・正極端子、 ９・・・負極端子
図、第２図は本発明の実施例２の固体電解質電池を示す
断面図である。第３図は従来電池である比較例の固体電
解質電池を示す断面図であり、第４図は実施例１〜４の
電池および比較例の電池の内部抵抗の温度依存性を示す
図である。第５図はテープ・キャリア方式のテープへの
端子接続を概略的に示す図である。 １・・・絶縁性基板、 ２・・・正極活物質層、 ３・
・・固体電解質層、 ４・・・負極活物質層、 ６・・
・正極端子、 ９・・・負極端子
Claims (2)
- （１）絶縁性基板上に正極活物質、固体電解質、負極活
物質を積層し、正極端子および負極端子を上記絶縁性基
板上に設けたことを特徴とする固体電解質電池。 - （２）正極活物質、固体電解質、負極活物質を一部ずら
して積層した特許請求の範囲第１項記載の固体電解質電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3984285A JPS61198564A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 固体電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3984285A JPS61198564A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 固体電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198564A true JPS61198564A (ja) | 1986-09-02 |
Family
ID=12564217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3984285A Pending JPS61198564A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 固体電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198564A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008147177A (ja) * | 2006-11-16 | 2008-06-26 | Yamagata Univ | リチウムイオン二次電池 |
| JP2009187892A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Toyota Motor Corp | 固体型電池 |
| JP2015167117A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-24 | ソニー株式会社 | 電池および電子機器 |
| JP2017152415A (ja) * | 2017-06-13 | 2017-08-31 | ソニー株式会社 | 電池および電子機器 |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP3984285A patent/JPS61198564A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008147177A (ja) * | 2006-11-16 | 2008-06-26 | Yamagata Univ | リチウムイオン二次電池 |
| JP2009187892A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Toyota Motor Corp | 固体型電池 |
| JP2015167117A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-24 | ソニー株式会社 | 電池および電子機器 |
| JP2017152415A (ja) * | 2017-06-13 | 2017-08-31 | ソニー株式会社 | 電池および電子機器 |
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