NL8005939A

NL8005939A - Vaste elektrolyt.

Info

Publication number: NL8005939A
Application number: NL8005939A
Authority: NL
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1981-06-01
Also published as: FR2469009A1; CH649869A5; NL177958B; GB2062345A; NL177958C; DE3039900C2; US4367269A; GB2062345B; FR2469009B1; DE3039900A1

Description

803349/vdV/hh 4' *

Korte aanduiding: Vaste elektrolyt.

De uitvinding heeft betrekking op een vaste elektrolyt en meer in het bijzonder op een lithium-ionogeen geleidende vaste elektrolyt met een hoog lithium-ionogeen geleidingsvermogen, zelfs bij normale temperatuur, met bijzonder goede eigenschppen voor 5 toepassing in lithiumbatterijen, elektrochrome weergave-intrumenten, enzovoort.

Het is bekend dat elektrochemische inrichtingen-, die van vaste elektrolyten met lithium-ionogene geleiding gebruik maken vele voordelen bezitten, bijvoorbeeld geen lekkages en een lange levens-10 duur, alsmede een bijzonder kleine en dunne constructie. Daardoor is toepassing als zeer dunne batterij en elektrochrome weergave-instrumenten mogelijk. Omdat echter de bekende vaste elektrolyten bij normale temperatuur een zeer laag lithium-ionogeen geleidings-vermogen bezitten is de toepassing tot op heden beperkt gebleven.

15 Voor vaste elektrolyten met een lithium-ionogeen geleidings- vermogen heeft men bijvoorbeeld een iithiumcel met LiNa0-9Alp0g als vaste elektrolyt (Japanse octrooiaanvrage 52-103635) en een vaste elektrolyt bestaande uit pyridinesulfaat en L^SO^ (Japanse octrooiaanvrage 53-115694) voorgesteld. Deze vaste elektrolyten 20 bezitten alle het bovengenoemde nadeel dat het lithium-ionogeen geleidingsvermogen niet zeer groot is.

Behalve bij een hoog lithium-ionogeen geleidingsvermogen ontstaat bijvoorbeeld bij toepassing van de vaste elektrolyt in een lithiumelement, het probleem dat geen hoge stroomdichtheid kan 25 worden bereikt. Daarom moet het lithium-ionogeen geleidingsvermogen van lithium-ionogeen geleidende vaste elektrolyten zo hoog mogelijk zijn.

De uitvinding beoogt deze bestaande problemen op te lossen en een vaste elektrolyt te verschaffen die zelfs bij normale tempe-30 ratuur een hoog lithium-ionogeen geleidingsvermogen bezit.

Om dit doel te bereiken bestaat de vaste elektrolyt volgens de uitvinding uit een lithiumjodide en een lithiumnitride.

8005939 - 2 -

In de tekening tonen Fig. 1 en 2 kenmerkende grafieken die de werking volgens de uitvinding aangeven en is

Fig. 3 een grafiek die de voorkeur verdienende samenstellingen volgens de uitvinding aangeeft.

5 De vaste elektrolyt volgens de uitvinding bestaat uit lithiumjodide en lithiumnitride die men bereidt door vermengen en verhitten van de uitgangsverbindingen (Li^N en Lil) in een inerte gasatmosfeer. Vergeleken met de bekende vaste elektrolyten zijn de twee belangrijke eigenschappen dat het lithium-ionogeen gelei-10 dingsvermogen opvallend hoog en zeer weinig van de frequentie afhankelijk is. Als de samenstelling van de vaste elektrolyt volgens de uitvinding met de algemene formule xCLighO.l-xiLil) kan worden aangegeven, zijn bij 0,1^. x ^0,9 de eigenschappen volgens de onderhavige uitvinding zeer opvallend en kunnen zeer gunstige 15 resultaten worden verkregen.

Tabel A geeft de resultaten die men verkrijgt*als de hoeveelheid x aan Li^N in de vaste elektrolyt varieert en het geleidings-vermogen bij 25°C en de verschillende x-waarden wordt gemeten.

Bij waarden van x tussen 0,1 - 0,9 wordt een zeer hoog 20 geleidingsvermogen gemeten.

TABEL A

x Geleidingsvermogen ( (iL.cm) ”o7ï 1,5 x 10*5 0,3 5 x ΙΟ"5 0,5 3 x lO-4 25 0,6 8 x ΙΟ”4 0,7 1 x 10-4 0,9 lx KT5 8005939 + i - 3 -

In het algemeen bezitten de bekende lithium-ionogeen geleidende vaste elektrolyten het probleem dat het geleidingsver-mogen zeer sterk van de frequentie afhankelijk is en dat de weerstand bij gelijkstroom hoog is. Daar staat tegenover dat het 5 geleidingsvermogen van de vaste elektrolyten volgens de onderhavige uitvinding zeer weinig van de frequentie afhankelijk is. Zo kan bijvoorbeeld bij vergelijking van de weerstand, verkregen door extrapoleren van de onbegrensde frequentie bij kamertemperatuur met de weerstand bij IKHz een geringe toename van ongeveer 50$ worden 10 waargenomen. Daaruit volgt dat de vaste elektrolyt volgens de uitvinding zeer geschikt is om als materiaal in batterijen enzovoort gebruikt te worden.

De vaste elektrolyt volgens de uitvinding wordt derhalve bereid door verhitten en laten reageren van bepaalde hoeveelheden 15 Li^N en Lil. Bij het röntgendiffractieonderzoek van de verkregen elektrolyt (x^0,5) wordt een verbinding met een kubisch rooster (a = 9,45 fl) en kleine hoeveelheden Li^N en Lil-vastgesteld.

De bovengenoemde bij het röntgendiffractieonderzoek vastgestelde waarden komen goed overeen met de waarden van het kubische 20 rooster (a = 9,55 )(), zoals opgegeven door H.Sattlegger en H.Hahn; Naturwiss. 51, 534 (1964). Daarom wordt aangenomen dat het belangrijkste bestanddeel van de volgens deze werkwijze verkregen vaste elektrolyt LigN^ is.

Bij x^.0,5 wordt de samenstelling van de bereide vaste 25 elektrolyten op dezelfde wijze door röntgendiffraktie-onderzoek vastgesteld. Hierbij werd een verbinding met een kubisch rooster (a = 10,37 K), vermoedelijk en kleine hoeveelheden LigN^,

LigN en Lil waargenomen. Ook de waarde van deze verbinding met een kubisch rooster komt met de door Sattlegger et al. aangegeven 30 waarde (a = 10,36 K) overeen.

8005939 - 4 - . van de Eén/tot nu toe bekende lithium-ionogeen geleidende vaste -en elektrolyt/is Li^N-LiBr (P.Herting et al Solid State Commu. 30, 601-603, 1979). Het geleidingsvermogen van deze elektrolyt bedraagt -8 -1 ongeveer 8 x 10 (41,. cm) , dat wil zeggen slechts 1/1000 - 5 1/10.000 van het geleidingsvermogen volgens de uitvinding.

Van de tot nu toe bekende lithium-ionogeen geleidende vaste geleidende elektrolyten bezit Lil, dat 40 mol.$ A^Og bevat, een hoog geleidingsvermogen (C.C.Liang, J.Electrochem. Soc. 120, 10, 1289, 1973). Het geleidingsvermogen van dit materiaal bedraagt 10 echter 1 x 10“^ (Jl.cm)"^ terwijl uit Tabel A blijkt dat alle voJgens de uitvinding bereikte geleidingsvermogens bij x = 0,1 tot 0,9 boven deze waarde liggen. Omdat het geleidingsvermogen van Lil zelf slechts ongeveer 1 x 10"^ (J^.cm)“^ bedraagt, zijn de volgens de onderhavige uitvinding bereikte geleidingsvermogens 15 vanzelfsprekend hoger dan het geleidingsvermogen van Lil zelf.

De uitvinding zal nu aan de hand van de volgende voorbeelden nader worden toegelicht.

VOORBEELD I

Men vermengt Li^N en Lil, die bij 150°C onder vacuum voldoende gedroogd zijn,! met een mol.verhouding van 6 : 4 (x = 0,6) met elkaar 20 en verhit het mengsel 3 uren op 550°C.

Na afkoelen wordt het mengsel fijngemalen en onder een druk van 2 ton/cm^ tot ongebakken korreltjes samengeperst, die men vervolgens 1 uur bij 350°C onder vorming van gesinterde bolletjes verhit. Het mengen, fijnmalen en samenpersen wordt in een argon-25 of stikstofatmosfeer uitgevoerd.

Men brengt elektroden aan door aan weerskanten van het aldus gevormde bolletje zilver op te dampen en bepaalt de afhankelijkheid van het wisselstroomgeleidingsvermogen (<T) bij 1kHz van de temperatuur (T : absolute temperatuur).

30 Het resultaat is met een rechte lijn a in Fig. 1 weergegeven.

8005939 * * - 5 -

Het geleidingsvermogen van de bolletjes wordt volgens de complexe impedantiemethode gemeten, terwijl de afhankelijkheid van het geleidingsvermogen van de temperatuur bij onbegrensde frequenties door extrapoleren op de onbegrensde frequentie wordt 5 vastgesteld en het resultaat in Fig. 1 door de rechte lijn a’ wordt weergegeven.

De gelijkstroomweerstand van een vaste elektrolyt volgt uit de som van de intragranulaire weeerstand en de intergranulaire weerstand. Voor de vaste elektrolyt in dit voorbeeld (0,6 Li^N.

10 0,4 Lil) wordt de complexe impedantiemethode toegepast. Hieruit volgt dat de intragranulaire weerstand 830.Λ.cm bedraagt, terwijl de intergranulaire weerstand 420Jl.cm en de totale weerstand slechts 1,5 maal de intragranulaire weerstand bedragen.

Zoals blijkt uit Fig. 1 is het verschil tussen de twee rechte 15 lijnën a en a’ zeer klein. Hieruit volgt dat de afhankelijkheid van het geleidingsvermogen van het bolletje van de frequentie zeer laag is. Bovendien bedraagt de geleiding bij 25°C ongeveer 10“3 (.iL.cm) \ dus veel hoger dan van de bekende vaste elektrolyten. Hieruit blijkt dat het materiaal een uitstekende lithium-ionogeen 20 geleidende vaste elektrolyt voor gebruik bij normale temperaturen is.

Dezelfde meetresultaten zijn voor Li^N opgegeven (J.R. Rea et al; Mat. Res. Buil. 14, 841, 1979), waarbij de intergranulaire weerstand van Li^N ongeveer tien maal groter is dan de intJragranu-laire weerstand. Zoals bekend bepaalt men de frequentie-afhankelijk-25 heid van de weerstand uit de intergranulaire weerstand, die verlaagd moet worden om de frequentiekarakteristieken te kunnen verbeteren. Volgens de onderhavige uitvinding is, zoals boven aangegeven, de intergranulaire weerstand opvallend lager dan bij Li^N alleen.

Hieruit volgt dat volgens de uitvinding voor de gevoeligheid zeer 30 goede frequentiekarakteristieken worden verkregen.

8005939 - 6 -

VOORBEELD II

Men vermengt Li^N en Lil, die bij 150°C onder vacuum voldoende gedroogd zijn, in een mol.verhouding van 1:9, 3:7, 5:5, 7:3 en 9:1.

Op dezelfde wijze als beschreven in Voorbeeld I vervaardigt men bolletjes uit xiLighO.l-xiLil), waarin x 0,1; 0,3; 0,5; 0,7 en 0,9 5 bedraagt. Evenals in Voorbeeld I meet men de afhankelijkheid van het wisselstroomgeleidingsvermogen bij 1kHz van de temperatuur.

De eigenschappen va de verschillende bolletjes worden door de kormmen b, c en d en de rechte lijnen e en ^f in Fig. 1 weergegeven. Ter vergelijking wordt van een bolletje verkregen door samen-10 persen van Lil met een druk van 2 ton/cm de afhankelijkheid van het wisseistroomgeleidingsvermogen bij 1kHz van de temperatuur weergegeven door rechte lijn £, terwijl men de temperatuurafhankelijkheid van het geleidingsvermogen bij onbegrensde frequentie van een Li^N kogeltje, dat op dezelfde wijze vervaardigd wordt, door 15 een rechte lijn h weergeeft.

Uit fig. 1 blijkt dat voor x(LigN)·l-x(Lil) alle geleidings-vermogens bij 25°C hoger dan 10“5 (XL.cm)-! bedragen als x = 0,1 tot 0,9. In beide gevallen van Lil en Li^N heeft men een geleidingsvermogen van 10“6 _ 10-7 (XJ_.cm)“^· of minder vastgesteld, wat veel 20 lager is dan volgens de onderhavige uitvinding.

Om de resultaten van de uitvinding duidelijker te kunnen weergeven, toont Fig. 2 de afhankelijkheid_van het lithium-ionogeen -vermogeg geleidings/bij 25 C van x. Het is duidelijk dat alle vaste elektrolyten volgens de uitvinding een hoger geleidingsvermogen bezitten 25 dan in de gevallèn van Lil (x,s 0) en Li^N (x = 1,0) alleen, en dat de uitvinding hierin uitmunt. In het bijzonder als x = 0,1 tot 0,9 is het geleidingsvermogen hoger dan elke tot nu toe bekende waarde.

Uit het bovenstaande blijkt dat dank zij de zeer goede eigen- 8005939 - 7 - «4.

schappen van de uitvinding het lithium-ionogeen geleidingsvermogen veel groter is dan van de bekende vaste elektrolyten en dat de afhankelijkheid van het lithium-ionogeen geleidingsvermogen van de frequentie gering is.

5 De uitstekende eigenschappen kunnen nog worden verbeterd door lithiumhydroxyde (LiOH) aan de vaste elektrolyt met de bovengenoemde samenstelling toe te voegen, waardoor de vaste elektrolyt in hoofdzaak uit de drie bestanddelen lithiumnitride, lithiumjodide en lithiumhydroxyde bestaat.

10 Een aldus samengestelde vaste elektrolyt bestaat uit lithium nitride, lithiumjodide en lithiumhydroxyde als uitgangsverbindingen, Waarbij men tevoren vast ges telde hoeveelheden van de uit'gangs-verbindingen vermengt en fijnmaalt en het poedervormige mengsel in een inerte atmosfeer verhit en bakt.

15 Als men als uitgangsverbinding een lithiumjodidehydraat gebruikt, reageert het water van het hydraat met een gedeelte van de lithiumnitride waarbij lithiumhydroxyde en ammoniak (NH^) ontstaat. Daarbij ontstaat dus dezelfde stof als bij de toepassing van lithiumnitride, lithiumjodide en lithiumhydroxyde.

20 Lithiumjodide bezit drie verschillende hydraten, namelijk monohydraat, dihydraat en trihydraat, terwijl lithiumnitride ook in lithiumhydroxyde kan overgaan. Om een elektrolyt met een bepaalde de samenstelling te verkrijgen moeten derhalve/uitgangsverbindingen zeer nauwkeurig worden afgewogen.

25 De reactie voor de bereiding van de vaste elektrolyt volgens de uitvinding uit deze uitgangsverbindingen is gevoelig voor vocht en zuurstof. Voor het verkrijgen van een vaste elektrolyt met de vereiste samenstelling moet de reactie in een inerte atmosfeer worden uitgevoerd, waaruit vocht en zuurstof in voldoende mate 30 verwijderd zijn.

8005939 - 8 -

VOORBEELD III

Να 10 uren drogen onder vacuum bij 150°C, wordt het als uitgangsverbinding gebruikte lithiumjodide van een bijzondere kwaliteit 10 uren in een zeer zuivere stikstofatmosfeer op 400°C verhit om water, een overmaat aan jodium enzovoort, te verwijderen 5 en om afwijkingen in de stoechiometrische samenstelling te elimineren.

Op dezelfde wijze droogt men lithiumhydroxyde van een bijzondere kwaliteit door 10 uren verhitten op 300°C in een zeer zuivere stikstofatmosfeer.

Als lithiumnitride wordt een in de handel verkrijgbaar produkt 10 (zuiverheid 98%) als zodanig gebruikt.

Men vermengt deze uitgangsverbindingen in verschillende verhoudingen en bakt de mengsels 3 uren bij 550°C, waarna men afkoelt. Men maalt het mengsel zeer fijn en perst samen onder een 2 druk van 2 ton/cm . Men sintert de gevormde bolletjes door 1 uur 15 verhitten op 350°C en gebruikt de bolletjes voor het vaststellen van het geleidingsvermogen.

Het spreekt vanzelf dat alle stappen in een zeer zuivere stikstofatomosfeer moeten worden uitgevoerd om de invloed van vocht en zuurstof te vermijden.

20 Men brengt elektroden aan door aan weerskanten van de aldus gevormde bolletjes zilver op te dampen en meet het wisselstroom-geleidingsvermogen bij 1kHz en 25°C. De resultaten zijn in Tabel B samengevat.

Zoals reeds eerder werd aangegeven bedraagt het lithium-iono- 25 geen geleidingsvermogen van Lil.A^O^ (40 mol.# A^O^), één van de kenmerkende bekende litbium-ionogeen geleidende vaste elektrolyten, 1 X 10-5 (Λ .cm)”l. Van de symbolen in de resultatenkolom van

Tabel B geeft 0 aan dat de lithium-ionogeen geleiding meer dan 1 x 10“* (il.cm)"^· bedraagt, Δ de waarde 1 x 10"^ tot 1 * 10"®(£cm)"^·, 30 x de waarde 1 x 10"® tot 1 x 10"^ (Jicm. )”^, en ^en waarde van minder dan 1 x 10"^ (ilcm. )“^·. In tabel B bezitten de vaste elektrolyten in de gebieden met de symbolen o en £een groter lithium-ionogeen ft Π n * Q 3 9 - 9 - geleidingsvermogen dan de elektrolyt Lil.AlJ).

TABEL B z

No. Samenstelling (mol-$) Geleidingsvermogen Resultaten Li3N LiI LiOH ^25 (a.cm)-1 1 36 35 29 2,8 x 10~4 0

2 20 80 0 1,1 x 10“6 X

3 33 67 0 1,5 x 10’5 ^ 4 50 50 0 2,0 x ΙΟ”5 Δ 5 67 33 0 5,2 x ΙΟ"5 Δ 6 85 15 0 4,0 x 10"5 Δ 7 95 5 0 3,0 x ΙΟ"5 Δ 8 95 0 5 2,5 x 1θ"5 Δ 9 80 10 10 5,5 x 10“5 Δ 10 47 44 9 5,0 x ΙΟ"5 Δ 11 35 55 10 3,3 x 10~5 Δ

12 25 65 10 6,5 x 1θ“6 X

13 22 68 10 2,7 x 10~ό X

14 15 75 10 4,3 x 10”7 i 15 58 29 13 6,0 x 10~5 Δ 16 25 60 15 1,3 x ΙΟ"5 Δ 17 82 0 18 2,1 x ΙΟ"5 Δ 18 65 15 20 4,7 x 10~5 Δ 19 41 41 18' 7,4 x ΙΟ"5 Δ

20 20 60 20 1,8 x ΙΟ"6 X

21 40 40 20 1,2 x 10"4 0 22 50 25 25 7,5 x ΙΟ"5 Δ 23 38 38 24 1,7 x 10"4 0 24 27 48 25 1,1 x 10’4 0 25 10 65 25 2,3 x 10"7 · 26 0 79 21 8,2 x 10’8 · 27 70 0 30 1,5 x 10"5 Δ 28 51 16 33 8,0 x ΙΟ**5 Δ 29 47 25 28 1,0 x 10"4 0 8003939 - 10 - 30 31 38 31 2,2 x ΙΟ"4 0 31 23 45 32 1,9 x 1θ“5 Δ

32 20 50 30 3,0 x 10”6 X

33 10 60 30 1,0 x 10”7 $ 34 0 65 35 1,5 x 10"8 · 35 55 5 40 2,3 x 10“5 Δ 36 45 16 39 1,3 x 10"4 0 37 41 21 38 1,2 x 10"4 0 38 25 35 40 1,7 x 10”4 0

39 17 43 40 2,1 x 10“6 X

40 45 10 45 3,0 x 10”5 Δ

41 50 0 50 5,8 x 10“6 X

42 34 18 48 1,8 x 10"4 0 43 23 32 45 1,2 x 10~4 0 44 19 35 46 1,5 x 10-5 Δ

45 17 37 46 3,0 x 10”6 X

46 15 40 45 7,3 x 10~7 0 47 0 55 45 9,8 x 10-8 0 48 38 10 47 3,1 x 10-5 Δ 49 30 15 55 2,5 x 10“5 Δ 50 25 24 51 1,8 x 10-4 0 51 23 23 54 1,1 x 10-4 0 52 20 25 55 1,0 x 10“5 Δ

53 18 31 51 2,.1 x ΙΟ”6 X

54 10 35 55 6,0 x 10“9 · 55 0 48 52 1,0 x 10"7 · 56 0 45 55 9,1 x 10“8 ·

57 . 40 0 60 1,3 x 10’6 X

58 30 9 61 1,8 x 10-6 X

59 20 20 ' 60 2,4 x 10-6 X

60 35 0 65 8,8 x 10-8 · 61 20 15 65 9,5 x 10-8 · 8005939 - if - 62 10 25 65 3,0 x 10“8 · 63 100 0 0 2,9 x ΙΟ"5 Δ 64 0 100 0 2,7 x 10"7 0 65 0 0 100 7,0 x 10“14 0 5 Fig. 3 geeft de resultaten van Tabel B aan in de vorm van een grafiek van de ternaire samenstellingen van Li^N-Lil-LiOH. De symbolen Ο,Δ., X en · in Fig. 3 en de daarbij behorende cijfers komen overeen met resp. de symbolen in de resultatenkolom en de cijfers in de nummerkolom van Tabel B.

10 Uit Fig. 3 en Tabel B volgt dat als de verhouding van lithium- nitride, lithiumjodxde en lithiumhydroxyde binnen het gebied A valt, het lithium-ionogeen geleidingsvermogen tenminste 1 x 10”4 C&.cm) ^ bedraagt, wat bijzonder goed is voor een lithium-ionogeen geleidende vaste elektrolyt. In het bijzonder bereikt het lihtium-^ ionogeen geleidingsvermogen van monster (N° l), met een mol.verhouding van lithiumnitride, lithiumjodxde en lithiumhydroxyde van 36:35; 29, een waarde van 2,8 x 10"4 (iX.cm)

In Fig. 3 is B een gebied, naast gebied A, dat de grenzen aangeeft waarbinnen het lithium-ionogeen geleidingsvexmogen aange-20 geven door symbool Δ ligt. Aangezien symbool Λ aangeeft dat het lithium-ionogeen geleidingsvermogen tussen 1 x 10' 4 en 1 x 10"5 (-ft.cm) ^ligt, volgt daaruit dat als de vaste elektrolyt een samenstelling binnen de gebieden A en B bezit, een lithium-ionogeen geleidingsvermogen bereikt wordt dat groter is dan dat van de bekende ^ vaste elektrolyt Lil.A^O^.

C en D zijn gebieden waarvoor de symbolen X en · gelden en waarin de lithium-ionogene geleiding 1 x 10-^ tot 1 x 10""^(il.cm)-^ bedraagt en het lithium-ionogene geleidingsvermogen minder is dan van de bekende vaste elektrolyten.

30

Hieruit volgt dat het bijzonder voordelig is als de vaste elektrolyt volgens de uitvinding een samenstelling bezit die binnen de gebieden A of B valt.

O A n £ Λ T ft - 13L -

Daar echter de uitvinding behalve het lithium-ionogeen geleidingsvermogen ook op andere hierna beschreven gebieden betere resultaten levert dan de bekende vaste elektrolyten, kunnen zelfs samenstellingen die in de gebieden C of D vallen praktisch worden 5 toegepast.

Het eerste voordeel is dat de ontledingsspanning hoger is dan bij de bekende produkten.

-een.

Zoals bekend bezit het lithiumnitriddkristal bij 27°C een -3 -1 zeer hoge lithium-ionogene geleiding van 1,2 x 10 (Jl.cm) in de 10 richting van de C-as (U.V. Alpen et al. Applied Physics Letter, 30, 12, 621 (1977). Lithiumnitride kan echter niet voor een lithium-batterij met een hoge energiedichtheid gebruikt worden, daar de zeer lage ontledingsspanning bij 0,445 Volt ligt.

Daar staat tegenover dat de ontledingsspanning volgens de 15 onderhavige uitvinding zeer hoog is, bijvoorbeeld tenminste 2,6V voor 0,36 Li.jN.0,35 LiI.0,29Li0H (N°l), dat het hoogste lithium-ionogene geleidingsvermogen laat zien. De uitvinding is bijzonder voordelig bij toepassing in lithiumbatterijen die een hoge energiedichtheid moeten bezitten.

20 Het tweede voordeel van de onderhavige uitvinding is dat de bereiding bijzonder eenvoudig is.

Eén van de bekendste kationogene geleider i'i bijvoorbeeld β-Α^Ο^. Om deze verbinding door heet samenpersen te bereiden moet de temperatuur tot boven ongeveer 1500°C verhoogd worden. Voor 25 de bereiding van een gesinterde vaste stof door alleen verhitten en bakken, moét de verbinding tot ongeveer 1850°C verhit worden.

Bij massaproduktie zijn warmtebehandelingen bij dergeljjke hoge temperaturen zeer moeilijk uit te voeren. Hier staat tegenover dat voor de bereiding van de vaste elektrolyt volgens de onderhavige 30 uitvinding verhitten op de naar verhouding lage temperatuur van 8005939 - iS - 400-600°C voldoende is, waarbij aandacht moet worden besteed aan de atmosfeer, zodat massaproduktie eenvoudig is.

De uitvinding leidt dus niet alleen tot een opmerkelijk hoge lithium-ionogeen geleidingsvermogen maar ook tot het belangrijke 5 voordeel dat de ontledingsspanning veel hoger is dan bij de bekende vaste elektrolyten en dat de vaste elektrolyt gemakkelijk bij lage temperatuur kan worden bereid.

Niet alleen door de samenstelling, waardoor het lithium-ionogeen geleidingsvermogen hoger ligt dan bij de bekende vaste elektro-10 lyten, maar zelfs bij een lithium-ionogeen geleidingsvermogen dat iets lager ligt dan bij de bekende verbindingen, kan de onderhavige uitvinding in verband met andere voordelen op vele gebieden, waaronder de lithiumbatterij, worden toegepast.

8005939

Claims

1. Lithium-ionogeen geleidende vaste elektrolyt bestaande uit lithiumjodide en lithiumnitride.

2. Lithiumionogene vaste elektrolyt volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de samenstelling beantwoordt aan de algemene 5 formule x(LigN). l-x(Lil) (waarin 0,1 *x < 0,9).

3. Lithiumionogene vaste elektrolyt volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de elektrolyt bovendien lithiumhydroxyde bevat.

4. Lithiumionogene vaste elektrolyt volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de samenstelling van de vaste elektrolyt in de 10 gebieden A of B van figuur 3 ligt. 8005939