JPS62259360A - 光二次電池 - Google Patents
光二次電池Info
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- JPS62259360A JPS62259360A JP61102339A JP10233986A JPS62259360A JP S62259360 A JPS62259360 A JP S62259360A JP 61102339 A JP61102339 A JP 61102339A JP 10233986 A JP10233986 A JP 10233986A JP S62259360 A JPS62259360 A JP S62259360A
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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- 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
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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、電力だけではなく、光で充電できる二次電池
、すなわち太陽電池と二次電池を併せた働きをする電池
に関する。
、すなわち太陽電池と二次電池を併せた働きをする電池
に関する。
従来の技イl!時
光で充電する二次電池の試みは、例えば金子正夫著、エ
レクトo=クス、 P 97〜104(S 59゜1o
)の総説で示されたように数多くなされているが、実用
されているのは太陽電池で通常の二次電池を充電する方
式のものである。このように太陽電池で発電した電力を
二次電池に貯える二段階型の他に、n型TiO2のよう
な半導体からなる電極を、白金のような金属、あるいは
p型GaPのような半導体からなる電極と共に電解液に
浸漬して半導体電極を光で照射して電荷分離を起こさせ
(導電帯にホール、導電帯に電子を生ずる)、光誘起し
た電荷で電解液中の物質を酸化、還元して活物質として
貯え、放電時にこれを使用する試みもなされているが、
未だ実用の域に達していない。
レクトo=クス、 P 97〜104(S 59゜1o
)の総説で示されたように数多くなされているが、実用
されているのは太陽電池で通常の二次電池を充電する方
式のものである。このように太陽電池で発電した電力を
二次電池に貯える二段階型の他に、n型TiO2のよう
な半導体からなる電極を、白金のような金属、あるいは
p型GaPのような半導体からなる電極と共に電解液に
浸漬して半導体電極を光で照射して電荷分離を起こさせ
(導電帯にホール、導電帯に電子を生ずる)、光誘起し
た電荷で電解液中の物質を酸化、還元して活物質として
貯え、放電時にこれを使用する試みもなされているが、
未だ実用の域に達していない。
光励起した電荷で、後続する酸化、還元反応を行わせる
には、■電解質中の物質の酸化、還元電位が、半導体電
極の導電帯の上端より上部、還元電位が導電帯の下端よ
り下部にあること、■光励起により出来るだけ多くの電
荷分離を行なわ+!:るに、半”A 体=極のバンドギ
ャップが小さいこと、が必要であるが、バンドギャップ
が余り小さいと■の条件が満足できず、後続する電気化
学反応が進行しない。それゆえ、■及び■の条件を満た
し、太陽光または蛍光灯の光を吸収して反応を効率よく
進めるのに望ましい半導体のバンドギャップは、1〜2
.5 eV程度であるが、そのようなバンドギャップを
もつ半導体、(n型Si〜1.1eV、n型GaAs〜
1.35 eV 、 CdS〜2.4eV)は何れもそ
れ自体が反応に関与して腐食してしまう問題点を有して
おり、水溶液電解質中で安定なものは紫外光しか利用で
きないTiO2、ZnOなどバンドギャップが3.0〜
3.2aVの材料に限られるのが現状である。
には、■電解質中の物質の酸化、還元電位が、半導体電
極の導電帯の上端より上部、還元電位が導電帯の下端よ
り下部にあること、■光励起により出来るだけ多くの電
荷分離を行なわ+!:るに、半”A 体=極のバンドギ
ャップが小さいこと、が必要であるが、バンドギャップ
が余り小さいと■の条件が満足できず、後続する電気化
学反応が進行しない。それゆえ、■及び■の条件を満た
し、太陽光または蛍光灯の光を吸収して反応を効率よく
進めるのに望ましい半導体のバンドギャップは、1〜2
.5 eV程度であるが、そのようなバンドギャップを
もつ半導体、(n型Si〜1.1eV、n型GaAs〜
1.35 eV 、 CdS〜2.4eV)は何れもそ
れ自体が反応に関与して腐食してしまう問題点を有して
おり、水溶液電解質中で安定なものは紫外光しか利用で
きないTiO2、ZnOなどバンドギャップが3.0〜
3.2aVの材料に限られるのが現状である。
また、最近、rv 、V 、VT族の遷移金属のジカル
コゲナイトを正極材料に使用する二次電池の研究が多く
行なわれて来ている。その多くはLlを負極材料とし、
有機電解質を用いるものである。
コゲナイトを正極材料に使用する二次電池の研究が多く
行なわれて来ている。その多くはLlを負極材料とし、
有機電解質を用いるものである。
ごく最近、これらの遷移金属のジカルコゲナイドが電力
ばかりでなく、光によってもイオンを出し入れすること
ができ、例えば、エイチ トリピッチ ゛フォトエレク
トロケミカル エナジーコンハーション インヴオルヴ
イング トランジストラフチア−アンド ボンディング (H,Tributch 、“Photoelectr
ochatoical energyconversi
on involving transition m
etald−states and 1ntercal
ation of Layercompounds”、
5tructure and Bonding 49
。
ばかりでなく、光によってもイオンを出し入れすること
ができ、例えば、エイチ トリピッチ ゛フォトエレク
トロケミカル エナジーコンハーション インヴオルヴ
イング トランジストラフチア−アンド ボンディング (H,Tributch 、“Photoelectr
ochatoical energyconversi
on involving transition m
etald−states and 1ntercal
ation of Layercompounds”、
5tructure and Bonding 49
。
162〜166 ’82)は自他の研究を総合して総
説的に光で充電できる電池の可能性を述べている。
説的に光で充電できる電池の可能性を述べている。
その中で太陽光を利用するということを考慮すると、L
lを負極とする電池では充電に必要なエネルギーが大き
過ぎて効率の高い充電が出来ない。
lを負極とする電池では充電に必要なエネルギーが大き
過ぎて効率の高い充電が出来ない。
効率の上から負極はもつと責な酸化、還元電位をもつC
uのようなものに置き換える方がよいことを予言してい
る。このことは上記■、■の条件から容易に考えられる
ことである。また、光充電の過程において電極は半導性
をとり続けることが必要でFθとかCuのZrS2とか
Hf52 へのイ/ターカレーンヨンを取扱った、ピー
、ジー、ヤコプ他 ジャーナル フィジックス シー(
ンリッドスナイト フィジックス) (B、G、Jac
ob、etal、 J、PhyS、C,(Solid
5tate Phys)12.2189(’79))
を引用して、これらの二硫化物が光電極として有望なこ
とを述べている。
uのようなものに置き換える方がよいことを予言してい
る。このことは上記■、■の条件から容易に考えられる
ことである。また、光充電の過程において電極は半導性
をとり続けることが必要でFθとかCuのZrS2とか
Hf52 へのイ/ターカレーンヨンを取扱った、ピー
、ジー、ヤコプ他 ジャーナル フィジックス シー(
ンリッドスナイト フィジックス) (B、G、Jac
ob、etal、 J、PhyS、C,(Solid
5tate Phys)12.2189(’79))
を引用して、これらの二硫化物が光電極として有望なこ
とを述べている。
発明が解決しようとする問題点
発明者らは先にn型ZrS2及びHf52 を用いた光
で充電できる二次電池を提供した。しかしながら、上記
材料を正極とした電池では放電に際しての、電池として
の分極が大きい欠点を有していた。
で充電できる二次電池を提供した。しかしながら、上記
材料を正極とした電池では放電に際しての、電池として
の分極が大きい欠点を有していた。
本発明はこのような問題を解決することを目的としたも
のである。
のである。
問題点を解決するための手段
本発明は光二次電池の正極材料として、MoXZr l
−X5y(0(X (1、1,8≦y≦2.1)またば
MoS2とZrS 2の混合物のようなMoとZrの硫
化物を生体とする材料を用いたことを特徴としたもので
ある。
−X5y(0(X (1、1,8≦y≦2.1)またば
MoS2とZrS 2の混合物のようなMoとZrの硫
化物を生体とする材料を用いたことを特徴としたもので
ある。
作用
電池の分極の大きな原因として、電解質と正極質との接
触面における電荷移動の活性化エネルギーがある。これ
はつまり、電解質中を通ってきたCu+は正極物質から
電子を受は取りCuとなって正極物質中に貯えられ、こ
の電子の流れが電池としての機能なのであるが、このC
u+ と正極物質との間の電子の授受の際に消費するエ
ネルギーの事を電荷移動の活性化エネルギーと言うので
ある。
触面における電荷移動の活性化エネルギーがある。これ
はつまり、電解質中を通ってきたCu+は正極物質から
電子を受は取りCuとなって正極物質中に貯えられ、こ
の電子の流れが電池としての機能なのであるが、このC
u+ と正極物質との間の電子の授受の際に消費するエ
ネルギーの事を電荷移動の活性化エネルギーと言うので
ある。
そして勿論、この活性化エネルギーが低い方が電子の授
受は敏速に行なわれ、電池としての分極も小さくなる。
受は敏速に行なわれ、電池としての分極も小さくなる。
Zr硫化物にMoをドープすると上述の活性化エネルギ
ーが低下し、結果的に分極が小さくなった。
ーが低下し、結果的に分極が小さくなった。
実施例
以下本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
電池を構成する材料は下記の通りである。
正 極: Mo o、+Zr O,9S2粉末+Ft
bCu 4工25C13,5粉末(重量比2:3)川°
゛゛°° ら○ダ固体電解質: RbCu 41 +
、5Ce3.5扮末’・・・・−=・50119負極:
Cu粉末+Cu 259S粉末+RbCu a I
+、sCe s、s粉末(重量比 4:19:5)・・
・・・・60Mq上記正極粉末と固体電解質と負極粉末
とを層状に三層に重ね、約3トンの圧力でプレスし、直
径10MMの電池ペレットとし、第1図に概略を示すよ
うに光二次電池を構成した。図中、1は上記の正極層、
2は固体電解質層、3は負極層であり、4は透明電極で
In2O3に5n02をドープしたものをガラスの上に
蒸着したものを用いた。6は集電体でスチレン・ブタジ
ェンゴムに線径が7〜8μ、長さが30〜100itの
炭素繊維を分散させた導電ゴムを用いた。6はリード線
、7は高絶縁性樹脂を用いた密封パッケージ、8は光充
電の際の逆電流遮断のだめのダイオードである。
bCu 4工25C13,5粉末(重量比2:3)川°
゛゛°° ら○ダ固体電解質: RbCu 41 +
、5Ce3.5扮末’・・・・−=・50119負極:
Cu粉末+Cu 259S粉末+RbCu a I
+、sCe s、s粉末(重量比 4:19:5)・・
・・・・60Mq上記正極粉末と固体電解質と負極粉末
とを層状に三層に重ね、約3トンの圧力でプレスし、直
径10MMの電池ペレットとし、第1図に概略を示すよ
うに光二次電池を構成した。図中、1は上記の正極層、
2は固体電解質層、3は負極層であり、4は透明電極で
In2O3に5n02をドープしたものをガラスの上に
蒸着したものを用いた。6は集電体でスチレン・ブタジ
ェンゴムに線径が7〜8μ、長さが30〜100itの
炭素繊維を分散させた導電ゴムを用いた。6はリード線
、7は高絶縁性樹脂を用いた密封パッケージ、8は光充
電の際の逆電流遮断のだめのダイオードである。
上記電池において、放電と光充電の繰り返しを行なった
時の電池電圧の時間変化を示したものが第2図である。
時の電池電圧の時間変化を示したものが第2図である。
放電は1MΩ定抵抗負荷放電を1時間行ない、放電を中
止すると同時に光照射を行なった。図中○印は本発明の
実施例を示し、口開はZrS2を正極の主体材料とする
比較例である。
止すると同時に光照射を行なった。図中○印は本発明の
実施例を示し、口開はZrS2を正極の主体材料とする
比較例である。
なお光源には100WのXθ ランプを用い、距離50
G!で照射した。そしてこの電池の放電特性を第3図に
示す。放電電流は2007zA であり、○印1口開は
第2図のそれと同様である。これを見ると本実施例品の
放電特性は比較例に比べ著しく向上している事がわかる
。
G!で照射した。そしてこの電池の放電特性を第3図に
示す。放電電流は2007zA であり、○印1口開は
第2図のそれと同様である。これを見ると本実施例品の
放電特性は比較例に比べ著しく向上している事がわかる
。
(実施例2)
正極としてMoS2粉末とzrs2粉末とRbCu4I
、5C135粉末を重量比で1 :1 :3に混合し
たものを60q使い、他は上記実施例1とまったく同じ
条件で作製した電池を上記同様の1MΩの定抵抗負荷放
電と光充電のくり返しを行なった時の電池電圧の時間変
化を示したものが第4図である。この場合も実施例1と
同様に放電特性の著しい向上が見られる。ただし、正極
はまずMoS2とZrS2とを混合し、約3トンの圧力
でプレスしたものを800°Cに72時間保持し、それ
を室温まで冷却したものにRbCu 4 I 1,5G
63.sを混合した。
、5C135粉末を重量比で1 :1 :3に混合し
たものを60q使い、他は上記実施例1とまったく同じ
条件で作製した電池を上記同様の1MΩの定抵抗負荷放
電と光充電のくり返しを行なった時の電池電圧の時間変
化を示したものが第4図である。この場合も実施例1と
同様に放電特性の著しい向上が見られる。ただし、正極
はまずMoS2とZrS2とを混合し、約3トンの圧力
でプレスしたものを800°Cに72時間保持し、それ
を室温まで冷却したものにRbCu 4 I 1,5G
63.sを混合した。
なお、上記正極材料のMoS2及びZrS2は不定比化
合物であり、これがMo5y 、 Zr5y (1,8
≦Y≦2.1)であっても、同様の結果を得る事は言う
までもない。
合物であり、これがMo5y 、 Zr5y (1,8
≦Y≦2.1)であっても、同様の結果を得る事は言う
までもない。
また、固体電解質を用いた理由は、電解質が液体の場合
、正極との接合面に光が照射されると、カチオンとアニ
オンの両者が反応に関与し、そこで正極材料の腐食がお
こるが、この例の光二次電池に用いた固体電解質の場合
は、反応するのはCu+のみであり、正極材料の腐食は
おこらない点にある。
、正極との接合面に光が照射されると、カチオンとアニ
オンの両者が反応に関与し、そこで正極材料の腐食がお
こるが、この例の光二次電池に用いた固体電解質の場合
は、反応するのはCu+のみであり、正極材料の腐食は
おこらない点にある。
発明の効果
本発明は以上のように正極にMox Zr I−xsy
かMoS2−ZrS2混合系の材料を用いる事で電池の
放電の際の分極を著しく低減し、より大きい放電電流を
得る事が出来る、
かMoS2−ZrS2混合系の材料を用いる事で電池の
放電の際の分極を著しく低減し、より大きい放電電流を
得る事が出来る、
第1図は本発明における光二次電池の概略構成図、第2
図及び第3図は実施例1の特性を示す図、第4図は実施
例2の特性を示す図である。 1 ・・・・正極、2・・・・・・固体電解質、3・・
・・・・負極、4・・・・・・透明電極、S・・・・・
・集電体、6・川・・リード線、7・・・・・密封パッ
ケージ、8・・・・・ダイオード。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1−
°正極 2− 国1械解賓 3− ※糧 g−−−リ−Y1( 7−−−2±↑バ、/1−ジ トーータ゛イX−y 先 第2図 O失JIa <NO,,4:!:r2 5?)fr
開 (待て 第 3 図 o 天y+列<Mo,イz!p2S、2族 震 陪 r
♂ (拵閣、・ 第4図 將 閉 <fh開)
図及び第3図は実施例1の特性を示す図、第4図は実施
例2の特性を示す図である。 1 ・・・・正極、2・・・・・・固体電解質、3・・
・・・・負極、4・・・・・・透明電極、S・・・・・
・集電体、6・川・・リード線、7・・・・・密封パッ
ケージ、8・・・・・ダイオード。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1−
°正極 2− 国1械解賓 3− ※糧 g−−−リ−Y1( 7−−−2±↑バ、/1−ジ トーータ゛イX−y 先 第2図 O失JIa <NO,,4:!:r2 5?)fr
開 (待て 第 3 図 o 天y+列<Mo,イz!p2S、2族 震 陪 r
♂ (拵閣、・ 第4図 將 閉 <fh開)
Claims (3)
- (1)金属銅を主体とする負極と、Cu^+イオン導電
性固体電解質と、MoとZrの硫化物を主体とする正極
を順次積層し、前記正極に光を照射することにより充電
可能であることを特徴とする光二次電池。 - (2)硫化物はMo_xZr_1_−_xS_y(0<
x<1、1.8≦y≦2.1)である特許請求の範囲第
1項記載の光二次電池。 - (3)硫化物はMoS_2とZrS_2の混合物である
特許請求の範囲第1項記載の光二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61102339A JPS62259360A (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 光二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61102339A JPS62259360A (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 光二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62259360A true JPS62259360A (ja) | 1987-11-11 |
JPH0477423B2 JPH0477423B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=14324747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61102339A Granted JPS62259360A (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 光二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62259360A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01262673A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光二次電池 |
JPH0246665A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光電池 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2592320C (en) | 2004-12-22 | 2015-11-24 | Neurochem (International) Limited | Methods and compositions for treating amyloid-related diseases |
-
1986
- 1986-05-02 JP JP61102339A patent/JPS62259360A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01262673A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光二次電池 |
JPH0246665A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0477423B2 (ja) | 1992-12-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |