TW200423452A - Lithium ion secondary battery and a method for manufacturing the same - Google Patents

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Description

200423452 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係與一種使用一層薄膜狀固態電解質之鋰離子二 次電池及其製造方法有用。 【先前技術】 在過去，一般都是使用一種不含水之電解溶液做為鋰離 子一次電池之電解溶液。最近在日本專利申請公告第2〇〇〇_ 067917號上所公佈之一種利用一種聚合本電解質之鋰離子 一八私池，業已在業界引起比使用液態電解溶液之鋰離子 二次電池更高的注意。 使用一種聚合體電解質之鋰離子二次電池係將一種液態 電解質溶液保持在該聚合體電解質之内部，因&，其優點 包括·液體外戌的冑會不大，產生腐名虫的機t也不大，可 防止在兩個電極纟間因I生樹狀突玉見象所導致之短路現 像以及Ώ %池結構非常簡單而可簡化電池之組合製程。 由於該種聚合體電解質的_子電導係數低於僅含有電 :溶：之：解質的麵離子電導係數，故可降低該層聚合體 包解貝〈厚度。但是，目降低聚合體式電解質之厚度而引 發個門& φ即，其機械強度也隨之降低，而使該薄膜
為了改善機械強度，在日本第 件公告中已揭露— 於断裂’或在電池生產期間於電池正電 能產生短路現象之缺點。根據報導，凝 解質之厚度約在30微米至80微米之間。 度’在日本第2〇01_〇15164號專利申請案 種含有4里離子導電性玻璃陶磁粉之複合 89588 200423452 电、。但是，該專利申請案中所建議之方法，尚未能實 現具有厚度在20微米以下之薄膜狀電解質之理想目標。 另有許多其他改艮建議，例如，在曰本第〇7_326373號專 利申凊案公告’即曾提議—種並不採用任何電解質溶液之 固態電解質式電池。因4，採用固態電解質之—種鐘離子 二次電池並不像需要以任何有機電解f溶液作為該電池之 電解質之事實已在以先前技術說明，因而並無渗漏溶液及 燃燒之風險，所以’乃可提供一種高安度之電池。在採用 一種有機電解質溶液之先前技術所製成的電池中，電池的 正電極和負電極係經由固態電解質藉由有機電解質溶液建 立彼此接觸之關係’因@，在介面内之移動中離子之電阻 值並不會導致嚴重問題。不過，如果構成電池之所有正電 極，負電極及電解質均係採用固態物質者，則在正電極2 該電解質二者介面内的接觸，以及在負電極和該電解質之 介面間的接觸即會形成固體之間的接觸，從而所產生的介 面電阻值，即會大於先前技術採用電解質溶液所製造之電 池的電阻值。-因此，固態電解質電池在介面内乃有一較大 的電阻值，而有引發極化作用並進而可能引發極化作用， 進而限制住鋰離子在各介面内部之移動，從而甚難實現一 種因採用上述固態電解質之電池具有大電容量和產生大量 輸出之一種電池的預計目標。 因此，本發明的目的之一係提供一種鐘離子二次電、、也， 不僅能解決上述各項問題並含有一薄膜狀電解質層，即使 係採用一種固態電解質，該電解質的電阻值亦甚小，因而， 89588 200423452 提高電池的容量，高輸出電力，優異之充電及放電特性， 並可保證長期使用之穩定性。 【發明内容】 經過仔細研究與多次實驗之後，本發明之發明人已發現 :項促成本發明實現之主要事實乃是，在具有某種結晶結 足一種無機物質内，其所含鋰離子之導電性甚 ㈣離子之傳送數為-，如果以這種物f為原㈣成一種 B 離予—'人书池中採用一種薄膜狀固態電解質時， 應可製成一種高性能電池。 :依據本發明原理製成的—種輯子：次電池，包含一正 電=’―負電極，和-固態電解質，而該種薄膜狀固態電 解質則含有一種導電性鋰離子無機物質。 該薄膜狀目態電解f最好應該包含—㈣含高導電㈣ 離子之無機物質，而且最好是—種高導電生㈣子結晶， 玻璃或玻璃陶㉟。在4發明所介紹料—㈣子二次電池 内之薄膜狀固態電解質内’該薄膜狀固態電解質之厚度越 薄，鋰離子之-移動距離就越短，因而該電池之輸也會越^。 因此，在鋰離子二次電池中之薄膜狀固態電解質之厚度最 好低& 20彳政米，甚或低於10微米，而最理想的厚度為5微米 以下。 本發明所介紹之鋰離子二次電池中之鋰離子於充電及放 電過程中之機動能力，係依該固態電解質之鋰離子導電性 和鋰離子傳送數值而定。因此，在本發明所揭露之鋰離子 二次電池之薄膜狀固態電解質之鋰離子導電性好能在ι〇·; 89588 200423452
ScnT1以上。 【實施方式】 在本I明之一種理想具體實例中，其採用之薄膜狀固態 77貝取好含有份量約為總重量40%以上之無機物質。 ，Θ種*機物質最好是_種具有導電性離子之結晶，破璃 或玻璃陶磁。該種無機物質最好是呈粉狀形態之無機物 =。該種薄膜固態電解f中所含有之上述粉狀無機物質之 刀子顆粒之平均直徑最好在1〇微米以下，更好的是是在 U米以下，而最理想的是在〇·3微米以下。 本發明所揭示之鋰離子二次電池内之薄膜狀固態電解質 可包含一種聚合體介質中所含有之一種内含鋰離子之導電 性粉狀無機物質。該薄膜固態電解質最好應含有-種鐘無 機鹽以及含有鋰離子之導電性玻璃陶磁粉。 所在本發明所揭示之鍾離子二次電池内之薄膜狀固態電解 質’可利用在-種或多種用以製作正電極及/或負電極之電 極材料上直接塗敷之方式形成之。 用以製k冬發明所揭示且含有一種内含鋰離子導電性無 機物質之薄膜狀固態電解質之經離子二次電池的方法，包 括一項將前述M離子導電性無極物質直接塗敷在-種或多 種用以製作陽極及（或）陰極之電極材料上的製作步驟。 如以上所述，該層固態電解質薄膜的厚度越薄，其電阻 t低，離子之移動距離也就越短，因而，該電池的輸出 電能就會更高。但是，*果該項固態電解質和該電池之其 他組件係以獨立且分離製造之方式製成者，則因為材料硬 89588 200423452 及製造處理方法之不同等因素之影響而使該種固態電 、”貝< 1 les到限制。依據本發明所揭示麵離子二次電池 製乙方法X在一或多種用以製作陽極及(或)陰極之電極 材料上直接塗敷的方式形成該層固態電解質，ϋ此並不發 生上述單獨分離製作固態電解質時所引發的問題，故而， 所形成的固態電解質之厚可能更薄。 、另-種形成該層薄膜狀固態電解f之方法，係先行調配 成含有鋰離子之導電性晶粒，破璃或玻璃陶磁之泥狀無機 物質’然後將該泥狀無機物質直接塗敷在用以製作陽極及 (或）陰極之電極材料上。 將上述泥狀無機物質直接塗敷在用以製作陽極及（或）陰 極的電極材料上之方法，可採用浸潰，旋轉塗層，膠帶塗 層万式’或採用印刷技術，例如喷墨式或網狀式印刷技術 為之。因為，可利用一種黏合劑將上述泥狀及含有鋰離子 又導電無機物質散佈在一介質中。無機物質最好是一種晶 粒，玻璃及玻璃陶磁。該薄膜狀固態電解質最好能含有相 當於其總質量40%之無機物質。 本發明中所採用之鋰離子導電性粉狀物質，最好具有— 較高之鋰離子導性，更好的情況，是一種具有化學穩定性 的玻璃陶磁。此種具有化學穩定性之粉狀玻璃陶磁之—種 特殊範例，乃是將一種玻璃加 熱處理成晶狀之玻璃陶磁粉，且該晶狀玻璃陶磁粉係以含 有之Li1+x+yAlxTi2.xSiyP3.y〇12(〇g 〇為其主要晶 相物質。 89588 200423452 至於說用以使晶狀’玻璃或破璃陶磁粉彼此結合成微 粒，並進而使這些微粒與構成半導體基片之各個電極之材 枓’可採用一種有機聚合體材料做為黏合材料。明確言之， T採用之上述聚合體，包括諸如：聚環氧乙燒、聚乙埽、 永丙埽、聚晞烴、敗樹脂、例如：聚四氟乙缔、聚氯三敗 =烯及聚亞乙職氟化物、聚驢胺、聚酿以及聚丙缔酸酿， 種以該種聚合體作為其構成要素之聚合體材料等。具 、、子導屯性之(結)合物，或是添加鋰鹽或類似材 ，後具有_子導電性之任_種聚合體乃是最理想的黏 :合物’因為’此種黏（結）合物可改善複合式電解質的導 =°至㈣前述之中間體，凡是能夠使上述聚合體在其 中为解或分散之任一種有機介質均可採用。 =本發明揭示之㈣子二次電池中，該薄膜狀固態電解 二 t::用將—種麵離子導電性無機物質直接塗敷在-種 二的：式形成<。凡屬目前已知之各種直接塗敷方 阳“口’贺歲法’雷射剝蚀法，及電聚喷撒法等皆可採 ^此種知況下’任一種鋰離予導電性晶體或玻璃或含 離子晶體或破璃之任—種複合材料皆可採用為在 任-电極材料上形成—薄膜狀目標材料。 比^具有化學穩定性及較高趣離子導電性玻璃陶磁材料 “：n目標材料。製作-薄膜時，此種玻璃陶磁有 ΓΓ 晶物質，但是，在本發明之情況下，如果以 :處理万法對該種非結晶玻璃進行晶化處理過程中析出上 "王要晶相時，則不會產生前述之問題。同樣地，用以取 89588 -10- 200423452 得玻璃陶磁之母破璃也可 W歹】為疋一種目標材料。在本案 例中，於形成該薄膜後， 木 之主要曰4 ^丁《日卩化處理時，亦可產生上 “目。將某種無機黏(結)合物質和含有鐘離子導· 性晶體，破璃，或破璃陶磁於…離子導电 方法獲得-種複合式之目燒結該混合物之 …導電性，更理Γ:科，玻璃陶粉最好具有 P 〇 心的則是應含有 Li1+x+yAlxTi2.xSiy 3·: /、王要晶相。此種玻璃陶磁粉之平均微粒的直 徑取好是在5微米以下，而更理想者在3和5之間。所採用之 該Γ無機黏⑹合材料最好—種含有—低㈣無機氧化物 4曰0狀物質。而該無機黏合物質之含量最好為其 20〇/〇。 只里心 本發明所揭示採用薄膜狀固態電解質之麵離子二次帝 池？中之正電極，可利用在一片用以當作一正性集電: <铭 >白片上形成-層含有_種轉移金屬氧化物之正電極活 丨生材料之方式製作成薇正電極。此一正電極活性材料可採 用一種具有能吸收，儲存及釋放鋰（離子）之轉移金屬複合 物例如·可採用含有從鐘、鉛、鐵、鍊、訊、魏、鎖， 鈦等7C素中選用之至少一種轉移金屬複合物之一或多種氧 化物。如果所選用當作一負電極活性材料中並未含有鋰元 素，最好能採用含有鋰元素之一種轉移金屬氧化物。 在本發明所揭示採用薄膜狀固態電解質之鋰離子二次電 池内，不僅在該薄膜狀固態電解中採用鋰離子導電性無機 物質，也應在該電池之正電極中採用鋰離子導電性無機物 質’當作其中之一種離子導電性添加物。至於說用以當作 89588 -11- 200423452 正廷極之麵離子導電性無機物質，最好採用與該層薄膜狀
® t ^ f t ^ ^ ^ Li1+X+yAlxTi2.xSiyP3.y〇121 # A :晶相之玻璃陶磁粉為宜。而且此種玻璃陶磁粉之平均微 粒直徑’最好設定為5微米以下，或更好的是在〕微米以下。 ，在本發明所揭示採用薄膜狀固態電解質之H離子二次電 池内’最好能在其正電極内採用—種導電性添加物及（或） 一種黏（結）合物添加物。前者，亦即導電性添加物，可採用 乙块黑；而後者，亦即，黏(結)合物，則可採用聚亞乙婦氟 化物PVdF。 在本發明所揭示之㈣子二次電池中，可藉由在一種用 以當作-負性集電極之-片㈣上形成—層含有_種畜電 極活性材料之方式製作成其負電極。冑負電極活性材料， 可採用-種能夠吸收’冑存及釋放鋰離予之金屬或合金， 諸如：金屬鋰，鋰銘合金及鋰銦合金，轉移性金屬氧化物， 諸如欽及飢’及碳類材料，諸如：石墨，活性碳，及介相 螺距碳纖維。 在本發明所揭示之链離子二次電池中，鐘離子導電性無 機物質不僅可用在該薄膜狀固態電解質中，也可用在負電 極中當作離子導電性添加物。前述在負電極中採用之鋰離 子導電性無機物質’可採用與前述薄膜狀固態電解質中所 採用之相同的-種含有以Lil+x+yAlxTi2.xSiyP3.爪當作主要 晶相之玻璃陶磁粉。負電極的製作方法，係將一種負電極 =性材料和-種離子導電性添加物以及—種黏（結）合物在 -種丙酮溶液中加以混合後，再將該混合物塗敷在上述負 89588 -12- 200423452 性集電極上之方法為之。至於說前述之負電極活性材科， 則可採用一般商用石墨即可。 在下列說明中，係參考若干特定範例，用以說明該薄膜 狀固態電解質及採用該種電解質之㈣子二次電池，·並參 縣干比較性範例說明本發明所揭示含有薄膜狀固態電解 質之鋰離子二次電池的各項優點。應請注意者乃是，本發 明之適用範園並不受㈣下列所列舉之各種蘭，而應: 不偏離本發明精神範圍之原則下，可設計成多種不同的修 改方式。 > 範例 範例1 1電極之劁借 一般商用之鋰鈷氧化物（Lic〇〇2)可當作正電極活性材料 使用。先將此種正電極活性材料，和用以當作一種導電性 添加物又乙炔黑，用以當作一種離子導電性添加物，且含 有以Lu+x+yAlxTihxSiyP3·^2為主要晶相之玻璃陶磁粉，以 及用以當作7種黏（結）合物之聚亞乙晞氟化物PVdF一併混 合在丙酮溶液中，然後再將此一混合物塗敷在一片厚度在 10微米至50微米之間的鋁片上，並在攝氏1〇〇度溫度下接受 乾燥處理後製作成薄片狀之正電極。其中之玻璃陶磁粉， 係採用平均微粒直徑在1〇微米至8微米之間的玻璃陶磁 粉。該項微粒直徑係利用一雷射繞射及分散微粒分佈測量 裝置測定。 負電極之製備 89588 -13- 200423452 不負電極活性材料係採用—般商用之石墨粉。先將此種負 電極活性材料，和製作正電極時用以當作一種離子導電性 添加物使用之相同玻璃陶磁粉（亦#，以Lii+x+yAlxTi2”siy P3.y〇〗2為王要晶相，且平均微粒直徑在丨〇微米至8微米之間 勺皮璃陶磁粉），以及用以當作—種黏（結）合物之聚亞乙婦 氟化物PVdF等材料混合在丙_液内，再將此種混合物塗 敷在一片以厚度在1〇微米至5〇微米之間的一片銅片上，並 於溫度攝氏1GG下接受乾燥處理後製成—片狀之負電極。 之製備以互^之生產 知。有以Libx+yAlxTihxSiyPhyOu為主要晶相，且其平均 铽粒直徑在0.15微米至〇.3微米之間之玻璃陶磁粉，以及添 加L1BF4後 < 聚環氧乙烷成為一種鋰鹽之物質在丙酮溶液 中均勻混合。再將該混合物分別塗敷在正電極塗有活性材 料之-側以及負電極塗有活性材料之—側，然後將乾燥處 理後之丙酮溶液移除，即可在該正電極及負電極之電極材 料上直接形成-層薄膜狀固態電解層。其後，該正電極與 負電極通過一次輥壓處理程序後，使該兩個電極塗有活性 材料 < 一面彼此接觸在一起，並將其切割成一片面積為 釐米X50釐米大小之薄片。如此，即可製成如圖丨所示之一 種在正電極2和負電極4之間夾有一層薄膜狀固態電解質3 之鋰離子二次電池。此種電池的整體厚度為11〇微米，而且 在該電池内之該層薄膜狀固態電解質之厚度為3微米。 電池之引線分別連接至正電極集電層丨和負電極集電層4 上，然後，在攝氏25度之溫度下，對電池施以充電及放電 89588 -14- 200423452 週期之測試，充電完成電壓為4·2伏特，放電完成電壓為3·5 伏特。電池放電20個週期過程中之放電容量週期特性曲線 如圖2所示。範例！電池之初次放電容量為36·2毫安小時，而 放電20個週期後之放電容量為341毫安小時，因而，仍可保 持初次放電容量之96%以上的容量。 皮教性範例1 製造成一個和範例1電池相同的電池，但是，其中並未使 用破璃陶磁粉，而僅採用添加LiBF4後之聚環氧乙烷當作該 5Ϊ也之薄膜狀固悲電解質。其充電及放電週期測試之條件 與範例測試條件相同。其放電20個週期後之放電容量特 性曲線圖，如圖2所示。 範例2 正電極活性材料係採用一般商用之鋰鈷氧化物（LiC〇02) 。將此種正電極活性材料，以及範例i中所採用之相同導電 ^ '心加物，離子導電性添加物和黏（結）合物放入丙酮溶液中 二以此合°並將此—混合物塗敷在—片厚度在1G微米至50 认米〈間的轉片上’形成—層正電極。之後，將㈣中製 =薄膜狀固態電解質時所採用之相同的玻璃陶磁粉和添 〆、-後〈聚j哀氧乙烷的混合物塗敷在上述正電極層上， 形：一電解質薄層。然後，將範例1中製備負電極時所採用 :目问處合物塗敷在該電解質上(其塗敷厚度約為⑽ 極上二二:將構成負電極集電層之一片銅片附加在該負電 壓處理後 解層上。、料在攝氏_度溫度下執行之輥 將氣壓後之該組合件切割成—片大小為4 0楚米 89588 • 15 - 200423452 x 50釐米的薄片。如此，即可製成在正電極2和負電極4之間 文有層薄膜狀固怨電解質3 ’且如附圖1所示之一種|里離 子二次電池。此種電池的整體厚度為1〇〇微米，而該層薄膜 狀固態電解質之厚度約為2微米。由於在上述正電極層，電 解質層及負電極層之塗敷過程中並加入未執行乾燥處理之 程序，因而，在正電極和該固態電解層之間某些介面部份 的正電極層和該固態電解質層是以一種混合關係之狀態存 在；而且在負電極層和該固態電解層之間某些介面部份的 正電極層和該固態電解質層是以一種混合關係之狀態存 在。 電池之導引線係分別連接至正電極集電層丨和負電極集 電層4上；電池之充電及放電週期測試係在攝氏乃度之溫度 及怔流(U毫安/平讀米，充電完成電壓為4.2伏特，放電 電壓為3.5伏特之條件下執行。該項充電及放電測試也是i 毫安小時/平方釐米之恆溫執行。 比較性蓺例2 製成一種和範例2所說明之電池相同之電池，但，其中之 薄膜狀固態電解質所採用之材料並非玻璃陶磁粉^池充 電及放電週期測試之測試條件與範例2所設定者相同:範例 2和比較性範例2二者之初次放電容量和放電密度 mAW及1 mA/cm2,以及放電2〇次後之放電容量之測試結 果，詳如附表1所列： 89588 -16- 200423452 附表1 範例2 比較性範例2 0.1 mAcm2 1 mAcm2 0.1 mAcm 2 1 mAcm2 初次放電容量 392 38.8 35.0 32.2 (mAh) 20次週期後之放電 35.1 31.2 26.5 容量(mAh) 由附表1可知，在範例2所示電池内 ，經過一 個週期之後 的放電谷量衰減情形以及因快速充電及放電而發生之放電 客量之衰減均較該比較性範例2之衰減情形為輕。 範例3 將一種與圖1所示製備正電極時所採用，且以
Tl^xSiyP — Ou為主要晶相，平均微粒直徑為一主要晶相， 平均微粒直极為1 ·〇微米之相同玻璃陶磁粉施加壓軋處理 後，利用鋰磷化合物（Li3P〇4)為無機黏（結）合物作成一磁碟 片’並對該碟片施以燒結處理後，提供一目標材料。再對 該目標材料之外圍及兩側之表面施以研磨及拋光處理後獲 知一種直徑為100釐平方及厚度為1毫米之前述噴濺式目 標。 > 利用一種射頻磁控管噴濺裝置，在一直徑為2〇釐米厚度 為20微米之J里铭合金箔上形成一層薄膜。所獲得之固雖兩 解質的厚度為0.1微米。然後，乃在該薄膜狀固態電解質上 形成一層LiCo〇2正電極薄膜層。所獲得之正電極薄膜層的 厚度為2微米。在此一正電極薄膜層上形成一層鋁質薄膜者 作-層厚度為0.1微米之正電極集電層。因為該層固態電： 89588 -17- 200423452 貝和層正电極薄膜均為非結晶形物質’故而乃執行一次攝 :550度高溫之熱處理後即可獲得一厚度約為η微米之薄 膜狀電池^後’再從此種電池壓印出—直徑為18董米之 碟片’並將其放人-直徑為2G釐硬幣形電池内，組合成硬 幣式電池。 電池之充電及放電週期測試係在_2〇t，25^&8〇τ：之不 同/皿度，恆泥為1 mAh/cm2，充電完成電壓為3·5ν，及放電 几成私壓為2·5 V等條件下執行。此外，該硬幣式電池係利 用-種25Gt：高溫之回流式焊接處理法將其裝設在一電路 基片上，並在25°C怪溫下施以類似之（充電及放電）測試。 性範例3 將傳統之電解溶液注入不織布内，製成一種電解質後， 即可使用此種電解質製造成一種電池。採用範例丨中以鋰鋁 合金製成之相同負電極’並依照範例i中利用—喷賤裝置在 一厚度為1〇微米之鋁荡上&Uc〇〇2薄膜所形成之一個陽電 極。在該正電極及負電極之間夾放一層由厚度為％微米之 不織布作成（分隔層（該分隔層已注入添加LiN(C2F5S〇^鐘 π之丙烯奴化物）’並將三者加壓後使其彼此結合線一整片 薄膜後，即可製成-種厚度約為58微米之薄膜狀電池。此 外，再依照範例3前述之製程製造出一種硬幣式電池。並依 照該範例3說明之相同測試條件，對上述已製成之硬幣式電 池執行充電及放電測試。 附表2所列資料係將範例3電池以及比較性範例3電池各 89588.doc > 18- 200423452 自在各種不同溫度下以及在施以回流式焊接處理後所測得 之初次放電容量數值及經過300次放電週期後之放電容量 數值成一相互比較對照表： 範例3電池 比較性範例3電池 附表2 溫度 初次放電 300次放電週期後 初次放電 300次放電週期後 容量(mAh)之放電容量(mAh)容量(mAh)之放電容量(mAh) -20°C 0.12 0.11 0.05 0.02 25〇C 0.22 0.20 0.22 0.16 80°C 0.24 0.19 0.22 0.12 25°C(回流式 焊接處理後) 0.21 0.18 爆裂 由附表2資料可知，範例3之電池在各種不同溫度環境下 具有最佳之放電週期特性，即使在一 25°C時，仍可保持室 内溫度環境下之大約50%之容量。而比較性範例3之電池， 則在執行回流式焊接處理期間内，則發生爆裂之後果，但 範例3之電池則於回流焊接處理期間在電能容量方面並未 發生重大變化。 範例4 正電極之製備 依據範例1所採用之方式，在一層鋁金屬作成正電極集電 上形成了 一個正電極層，但是其正電極活性材料所採用之 物質，則為LiMn204。 負電極之製備 負電極之活性材料，係採用Li4Ti5012。此種以玻璃陶磁 89588 -19- 200423452 粉當作一種離子導電性添加物之負電極活性材料，和用以 當作一種黏（結）合物之聚亞乙烯氟化物PVdF係在丙酮溶液 中相互混合成一種混合物，然後再將此一混合物塗敷在一 層以厚度在10微米至50微米之間的銅片製作之一層負電極 集電薄膜上，形成一負電極層。然後，立即將該種玻璃陶 磁粉以及範例1中用以製作該薄膜狀固態電解質之已添加 一種鋰鹽之聚環氧乙烷塗敷在前述負電極層上形成一薄膜 狀電解質層。 電池之峰遙 正電極和負電極兩者該電解質層之一側彼此相互附著， 並在loot：之溫度下通過軋壓處理及乾燥處理。正電極層之 厚度為60微米，薄膜狀固態電解質層之厚度為3微米，負電 極層之厚度為100微米，三者之總厚度為18〇微米。然後將 此一組合件切割成一大小為4〇x5〇毫米之薄片，並將引線分 別連接至正電極之集電層和負電極之集電層上。電池之充 電及放電週期測試係在溫度為饥，㈣值為Q1 mA/cm2， 及充電冗成電壓為3.〇V，放電完成電壓為22v之條件下執 行。 比較性範仞丨4 製成一種與範例4之電池相同的電池，但是正電極和負電 極上之私解負層並非採用玻璃陶磁粉。充電及放電週期測 試係在範例4所採用之相同條件下執行。經過2〇次週期放電 後’其放電容量之週期特性曲線圖如附圖3所示。範例4:
池之初次放電容量略低於比較性範例4電池之初次放電Z 89588 -20- 200423452 里C 7C範例4電池之週期特性曲線並未顯示很大的衰 f，而經過2〇個週期放電後仍能維持原始容量之98%。 範例5 ，充電完成電壓為3.0 V， 行充電及放電週期測試。 比較性藏例5
氣成種只範例4電池相同之電池，並在溫度為饥，怪 流值為〇.1 mA/em2，快速充電及放電電流值為⑴mAW 放電完成電壓為2.2 V之條件下執 、玻璃陶磁粉和添加LiBF4後成為一種麵鹽之聚環氧乙燒 被放入丙酮溶液内均勻混合成一種混合物，然後將此一混 合物塗敷在-塊厚度為50微米之鑄板上，並對其施乾燥處 理以及壓處理後即可製成一平板形厚度為3〇微米之一塊固 態電解質。沿用範例4之相同方法，先在―片鋁質正電極集 電層上形成-層正電極層，並在銅質負電極集電層上形成 此層負电極層。並將該正電極層和該負電極層黏附在該固 “解層（離層）上τ兩側表面上，再將此組合件輥壓成一塊 厚度為2U)微米之平板狀，即可製成―薄片式電池。之後， 再將該電池薄片切割成―挽大小為40x50毫米之平板，並將 引線分別連接至正電極集電層上及負電極集電層上。電池 足无電放電週期測試，是在範例4所說明之測試條件下執 行。範例5電池及比較㈣例5電池之初次放電容量以及經 過20次无放電週期後之放電容量的特性曲線如附圖所示。 89588 -21- 200423452 附表3 範例5 比較性範例5 充電/放電密度 初次容量 20週期後之容 初次容量 20週期後之容 (mAh) 量(mAh) (mAh) 量(mAh) 0.1 mA/cm2 32.0 31.3 30.8 29.0 1 mA/cm2 32.0 31,1 25.3 23.1 3 mA/cm2 31.5 30.3 20.4 16.5 在充電及放電率為0·1 mAh/cm2條件下，範例5和比較性範 例5兩者之間的功能並無甚大的差別，但是，當充電及放電 密度被提高以便執行快速充電及放電操作時，則由上表中 可看出，比較性範例5電池即會發生顯著之容量下降現象。 此一容量大幅下降之原因，乃係由於在正電極與該固態電 解質之間的介面中，以及在負電極與該固態電解質之間的 介面中對離子移動之阻力升高之故也。在範例5電池中，該 固態電解質係直接在電極上形成，因而在電池之電能大量 輸出時，仍可維持適當的操作功能。 如以上之說明，本發明所揭示含有薄膜狀固態電解質之 鋰離子二次電池具有高輸出及優異之充電及放電週期操作 特性之優點。再者，由於本發明揭示之電池並未含有任何 有極電解溶液，故而可提供一種比先前技術所製造之電池 更安全且更耐用之鋰離子二次電池。 此外，與先前技術所製造之含有會在正電極和固態電解 質之間的介面中，或在負電極和電解質之間的介面中產生 較大之電子化學阻力之固態電解質之二次電池相比較，本 89588 -22- 200423452 發明所揭示含有薄膜狀固態麵離子二次電池，因為係在 正，負電極上直接形成該層薄膜狀固態電解質，而使正電 極,負電極與電解質之間的介面達到最佳接觸之效果，： 可提供—種具有高容量及高輸出特性之電池。 口在先前技術所製造之鍾離子二次電池中，存有一項問 嘁’亦即’如果電池内之固態電解質層極薄時，當電池受 到外邵壓力或電池彎曲變㈣，會因電池内部之短路現象 導致甩路短路m果。但是，在本發明所揭示含有薄膜狀 固態電解質之鋰離子-汝兩、％由 门 曰 雖于一，入包池中，因為該固態電解質内含 有大量之無機物質’例如玻璃陶磁粉，故而當電池受到外 :壓力時，不會發生内部短路現象。再者，該層薄膜狀固 恐電解質如果係以噴濺法形成者’則整個固態電解質可全 邵採用玻璃陶磁材料製成，從而可完全消除發生短路之現 象。 【圖式簡單說明】 本說明書隨附之各項附圖中： 圖1所示剖-視簡圖係說明本發明所揭示鋰離子二次電池 之内部結構； / 圖2所示曲線圖係說明隨同範例丨及比較性範例1中所示 兩種鋰離子二次電池進行充電及放電週期操作時所發生之 放電容量的變化情形，及 圖3所示曲線圖係說明隨同範例4及比較性範例4中所示 兩種鋰離子二次電池進行充電及放電週期操作時所發生之 放電容量的變化情形。 89588 -23 - 200423452 【圖式代表符號說明】 1 正電極集電層 2 正電極 3 薄膜狀固態電解質 4 負電極 5 負電極集電層 -24- 89588

Claims (1)

  1. 200423452 拾、申請專利範園： 一負電極及一 一種鐘離子二次電池，其含有一正電極， 固態電解質，該固態電解質係形成為薄膜狀，其含有鋰 離子導電性無機物質。 2. 3. 4. 如申請專利範圍第1項之鋰離子二次電池，其中上述薄膜 狀固態電解質的厚度為20微米以下。 如:請專利範圍第i項之鐘離子二次電池，其中該薄膜狀 固態電解質係直接在用於正電極及/或負電極之一或多種 電極材料上形成。 如二請專利範圍第丨項之㈣子：次電池，其中該薄膜狀 固態電解質之鋰離子導電係數為1〇-5 Scm-1以上。 5·如申請專利範圍第丨項之鋰離子 固態電解質所含無機物質之含 上。 一次電池，其中該薄膜狀 量佔重量百分之四十以 其中該無機物 其中該無機物 其中該無機物 ’其中該無機物 其中該無機物 6·如申請專利範圍第1項之鋰離子二次電池 質係一鋰離子導電性晶體。 7·如申凊專利範圍第1項之鋰離子二次電池 $係一鐘離子導體性玻璃。 8·如申請專利範圍第1項之鋰離子二次電池 負係一麵離子導電性玻璃陶磁。 9.如申請專利範圍第丨項之鋰離子二次電池 質係一粉狀無機物質。 10.如申請專利範圍第9項之鋰離子二次電池 質粉係一鍾離子導電性玻璃陶磁粉。 89588.doc 200423452 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 所申μ專利範圍第9項之鋰離子二次電池，其中該無機物 質粉之平均粒徑為1.0微米以下。 ::叫專利範圍第9項之鋰離子二次電池，其中該薄膜狀 口 4包解質含有在一聚合體介質内之一鋰離子導電性粉 狀無機物質。 如：：專利範圍第9項之鋰離子二次電池，其中該薄膜狀 固感電解質含有在—種聚合體介f内之鐘無機鹽，和鍾 離子導電性玻璃陶磁粉。 如申％專利範圍第3項之鋰離子二次電池，其中該層薄膜 狀固態電解質係直接在-或多數用以製作正電極及/或負 電極之電極材料上形成。 如申請專利範圍第3項之輯子二次電池，其中該層薄膜 狀固態電解質是將上述直接塗敷在用以製作正電極及/或 負私極 < -或多數電極材料上之—非結晶層加以結晶化 處理後所形成之電解質層。 如申請專利範圍第丨項之鋰離子二次電池，包含一正電 極，一負電極以及一固態電解質，其中之正電極及/或負 電極，含有鋰離子導電性無機物質粉。 如申請專利範圍第16項之鋰離子二次電池，其中在正電 極及/或負電極中所含上述無機物質粉之平均粒徑為3微 米以下。 一種用以製造一鋰離子二次電池之方法，該電池含有一 薄膜狀固態電解質，其中含有一鋰離子導電性無機物 質，該方法包括一形成該薄膜狀固態電解質之步驟，該 200423452 步驟係將上述鋰離子導雷 ..Έ ^ α 生热機物質直接塗敷在用以製 作正電極及（或）負電極之— 4夕數電極材料上。 19·如申請專利範圍第18項 方、…、… 製造一鋰離子二次電池之 万法，这万法包括一用以製彳 ^ 氣備§有該鋰離予導電性無機 物貝<泥狀物炙步驟， 以製作正泰描方將孩泥狀物直接塗敷在用 电” 〜電極之-或多數電極材料上 形成該層薄膜狀固態電解質之步辨。 枓上以便 20.如申請專利範圍第18項之 ^ Α I绝一鋰離子—& 方法，該方法包括-將上述趣離子導電： 塗敷在用以製作正電極及⑷負幾^直接 料上以便形成一非結晶層之步 夕數电極材 〜7 %，以及一將 加以結晶化處理以形成該層薄 w $〜时層 膜狀固怨電解質之步驟。 89588
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7998622B2 (en) 2004-12-02 2011-08-16 Kabushiki Kaisha Ohara All solid lithium ion secondary battery and a solid electrolyte therefor

Families Citing this family (110)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8394522B2 (en) 2002-08-09 2013-03-12 Infinite Power Solutions, Inc. Robust metal film encapsulation
US8021778B2 (en) 2002-08-09 2011-09-20 Infinite Power Solutions, Inc. Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate
US8445130B2 (en) 2002-08-09 2013-05-21 Infinite Power Solutions, Inc. Hybrid thin-film battery
US8431264B2 (en) 2002-08-09 2013-04-30 Infinite Power Solutions, Inc. Hybrid thin-film battery
US20070264564A1 (en) 2006-03-16 2007-11-15 Infinite Power Solutions, Inc. Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof
US7993773B2 (en) 2002-08-09 2011-08-09 Infinite Power Solutions, Inc. Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate
US8236443B2 (en) 2002-08-09 2012-08-07 Infinite Power Solutions, Inc. Metal film encapsulation
US8404376B2 (en) 2002-08-09 2013-03-26 Infinite Power Solutions, Inc. Metal film encapsulation
US8728285B2 (en) 2003-05-23 2014-05-20 Demaray, Llc Transparent conductive oxides
DE10328316A1 (de) 2003-06-23 2005-01-20 Grünenthal GmbH Verfahren zur Herstellung von Dimethyl-(3-aryl-buthyl)-aminverbindungen als pharmazeutische Wirkstoffe
KR100914109B1 (ko) * 2004-05-14 2009-08-27 파나소닉 주식회사 리튬이온 2차전지
WO2006083300A2 (en) * 2004-06-18 2006-08-10 Massachusetts Institute Of Technology Acceleration of charged particles using spatially and temporally shaped electromagnetic radiation
FR2872633B1 (fr) * 2004-07-02 2006-09-15 Commissariat Energie Atomique Procede de charge d'un accumulateur lithium-ion a electrode negative
JP5122063B2 (ja) * 2004-08-17 2013-01-16 株式会社オハラ リチウムイオン二次電池および固体電解質
CN1930706A (zh) * 2004-08-17 2007-03-14 株式会社Lg化学 安全性和性能提高的锂二次电池
EP1786052B1 (en) * 2004-08-18 2012-09-19 Central Research Institute of Electric Power Industry Organic electrolyte battery, and process for producing positive electrode sheet for use therein
JP5197918B2 (ja) * 2004-12-02 2013-05-15 株式会社オハラ 全固体リチウムイオン二次電池および固体電解質
US7959769B2 (en) 2004-12-08 2011-06-14 Infinite Power Solutions, Inc. Deposition of LiCoO2
KR101127370B1 (ko) 2004-12-08 2012-03-29 인피니트 파워 솔루션스, 인크. ＬｉＣｏＯ２의 증착
KR100659851B1 (ko) * 2005-04-27 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP5153065B2 (ja) * 2005-08-31 2013-02-27 株式会社オハラ リチウムイオン二次電池および固体電解質
JP2007109636A (ja) * 2005-09-14 2007-04-26 Nissan Motor Co Ltd 電池用電極
KR100686848B1 (ko) * 2005-10-11 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP2007134305A (ja) * 2005-10-13 2007-05-31 Ohara Inc リチウムイオン伝導性固体電解質およびその製造方法
US9580320B2 (en) * 2005-10-13 2017-02-28 Ohara Inc. Lithium ion conductive solid electrolyte and method for manufacturing the same
JP4873925B2 (ja) * 2005-10-28 2012-02-08 株式会社オハラ リチウムイオン二次電池およびその製造方法
DE102005052588A1 (de) 2005-11-02 2007-05-10 Grünenthal GmbH Verfahren zur Herstellung substituierter Dimethyl-(3-aryl-butyl)-amin-Verbindungen mittels homogener Katalyse
WO2007061928A2 (en) 2005-11-17 2007-05-31 Infinite Power Solutions, Inc. Hybrid thin-film battery
CN101490879B (zh) * 2006-03-16 2015-05-06 无穷动力解决方案股份有限公司 金属膜包封
US20070231704A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Ohara Inc. Lithium ion conductive solid electrolyte and production process thereof
JP2007294429A (ja) * 2006-03-30 2007-11-08 Ohara Inc リチウムイオン伝導性固体電解質およびその製造方法
JP4967470B2 (ja) * 2006-06-20 2012-07-04 セイコーエプソン株式会社 液滴吐出装置、液状体の吐出方法、二次電池の製造方法
TWI496762B (zh) 2006-07-24 2015-08-21 製備（１ｒ，２ｒ）-３-（３-二甲胺基-１-乙基-２-甲基-丙基）-酚之方法
CN101523571A (zh) 2006-09-29 2009-09-02 无穷动力解决方案股份有限公司 柔性基板上沉积的电池层的掩模和材料限制
JP5110850B2 (ja) * 2006-10-31 2012-12-26 株式会社オハラ リチウムイオン伝導性固体電解質およびその製造方法
US8197781B2 (en) 2006-11-07 2012-06-12 Infinite Power Solutions, Inc. Sputtering target of Li3PO4 and method for producing same
JP2008135287A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Idemitsu Kosan Co Ltd 全固体電池用部材、該部材の製造方法並びに全固体電池
JP5157216B2 (ja) * 2007-03-29 2013-03-06 Ｔｄｋ株式会社 活物質の製造方法及び活物質
JP5211526B2 (ja) * 2007-03-29 2013-06-12 Ｔｄｋ株式会社 全固体リチウムイオン二次電池及びその製造方法
JP5211527B2 (ja) * 2007-03-29 2013-06-12 Ｔｄｋ株式会社 全固体リチウムイオン二次電池及びその製造方法
JP5304168B2 (ja) * 2007-11-12 2013-10-02 国立大学法人九州大学 全固体電池
WO2009070600A2 (en) * 2007-11-27 2009-06-04 Ceramatec, Inc. Substantially solid, flexible electrolyte for alkili-metal-ion batteries
CN101903560B (zh) 2007-12-21 2014-08-06 无穷动力解决方案股份有限公司 用于电解质膜的溅射靶的方法
US8268488B2 (en) 2007-12-21 2012-09-18 Infinite Power Solutions, Inc. Thin film electrolyte for thin film batteries
US8518581B2 (en) 2008-01-11 2013-08-27 Inifinite Power Solutions, Inc. Thin film encapsulation for thin film batteries and other devices
US10320033B2 (en) 2008-01-30 2019-06-11 Enlighten Innovations Inc. Alkali metal ion battery using alkali metal conductive ceramic separator
JP5312966B2 (ja) 2008-01-31 2013-10-09 株式会社オハラ リチウムイオン二次電池の製造方法
EP2086046A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-05 Ohara Inc. Manufacture of lithium ion secondary battery
WO2009124191A2 (en) 2008-04-02 2009-10-08 Infinite Power Solutions, Inc. Passive over/under voltage control and protection for energy storage devices associated with energy harvesting
JP2009295523A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Kazu Tomoyose 固体電解質膜
US9178255B2 (en) 2008-06-20 2015-11-03 University Of Dayton Lithium-air cells incorporating solid electrolytes having enhanced ionic transport and catalytic activity
US9099758B2 (en) * 2008-06-20 2015-08-04 University Of Dayton Lithium-air cell incorporating lithium aluminum germanium phosphate cathode
JP2012500610A (ja) 2008-08-11 2012-01-05 インフィニット パワー ソリューションズ， インコーポレイテッド 電磁エネルギー獲得ための統合コレクタ表面を有するエネルギーデバイスおよびその方法
US8338038B2 (en) 2008-09-12 2012-12-25 Ceramatec, Inc Electrochemical cell comprising ionically conductive membrane and porous multiphase electrode
CN102150185B (zh) 2008-09-12 2014-05-28 无穷动力解决方案股份有限公司 具有经由电磁能进行数据通信的组成导电表面的能量装置及其方法
WO2010042594A1 (en) * 2008-10-08 2010-04-15 Infinite Power Solutions, Inc. Environmentally-powered wireless sensor module
US20100316896A1 (en) * 2009-06-10 2010-12-16 Research In Motion Limited Battery for wireless mobile communication device
CN102576828B (zh) 2009-09-01 2016-04-20 萨普拉斯特研究有限责任公司 具有集成薄膜电池的印刷电路板
JP5504765B2 (ja) * 2009-09-02 2014-05-28 株式会社豊田中央研究所 全固体型リチウム二次電池
EP2507858A1 (en) * 2009-11-30 2012-10-10 OC Oerlikon Balzers AG Lithium ion battery and method for manufacturing of such battery
JP2010056093A (ja) * 2009-12-01 2010-03-11 Ohara Inc リチウムイオン二次電池
KR101664526B1 (ko) * 2010-02-26 2016-10-11 제온 코포레이션 전고체 2 차 전지 및 전고체 2 차 전지의 제조 방법
EP2577777B1 (en) 2010-06-07 2016-12-28 Sapurast Research LLC Rechargeable, high-density electrochemical device
EP2586083B1 (de) * 2010-06-24 2014-07-02 Basf Se Kathode für lithium-ionen akkumulatoren
US9249522B2 (en) 2010-12-05 2016-02-02 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Electrophoretic deposition of thin film batteries
JP5778926B2 (ja) 2010-12-27 2015-09-16 株式会社アルバック 全固体リチウム二次電池の製造方法及び全固体リチウム二次電池の検査方法
WO2012090601A1 (ja) 2010-12-28 2012-07-05 住友電気工業株式会社 非水電解質電池の製造方法、および非水電解質電池
US20140023933A1 (en) * 2011-03-30 2014-01-23 Ohara Inc. Non-aqueous electrolyte secondary battery, and process for producing same
JP5177315B2 (ja) * 2011-08-11 2013-04-03 トヨタ自動車株式会社 硫化物系固体電池
JP5648978B2 (ja) * 2011-10-26 2015-01-07 住友電気工業株式会社 非水電解質電池、及び非水電解質電池の製造方法
FR2982083B1 (fr) 2011-11-02 2014-06-27 Fabien Gaben Procede de realisation de films minces d'electrolyte solide pour les batteries a ions de lithium
FR2982082B1 (fr) 2011-11-02 2013-11-22 Fabien Gaben Procede de fabrication de batteries en couches minces entierement solides
US10333123B2 (en) 2012-03-01 2019-06-25 Johnson Ip Holding, Llc High capacity solid state composite cathode, solid state composite separator, solid-state rechargeable lithium battery and methods of making same
KR101726740B1 (ko) * 2012-04-18 2017-04-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 고 이온 전도율을 갖는 무-핀홀 솔리드 스테이트 전해질
CN103633363B (zh) * 2012-08-29 2016-12-07 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池及其制备方法
US10084168B2 (en) 2012-10-09 2018-09-25 Johnson Battery Technologies, Inc. Solid-state battery separators and methods of fabrication
KR101927380B1 (ko) * 2012-10-19 2018-12-10 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지
KR101324729B1 (ko) * 2013-03-19 2013-11-05 주식회사 정관 리튬 이차전지용 고체 전해질 조성물 및 그 제조 방법
JP6181989B2 (ja) * 2013-06-14 2017-08-16 出光興産株式会社 全固体電池の製造方法
KR101754612B1 (ko) 2013-07-03 2017-07-06 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
DE102014201310A1 (de) 2014-01-24 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Galvanisches Element
KR102454061B1 (ko) 2014-02-26 2022-10-14 유니베르시다데 도 포르토 리튬 또는 나트륨 이온 전도를 위한 고체 전해질 유리
KR102493741B1 (ko) 2014-10-23 2023-01-30 시온 파워 코퍼레이션 전기화학 셀용 이온-전도성 복합재
JP6442605B2 (ja) * 2015-05-28 2018-12-19 富士フイルム株式会社 固体電解質組成物、混合物、複合化ゲル、全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池ならびに固体電解質組成物、複合化ゲル、全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池の製造方法
CN117558971A (zh) 2015-11-24 2024-02-13 锡安能量公司 离子传导化合物及其相关用途
JP6763965B2 (ja) 2015-12-21 2020-09-30 ジョンソン・アイピー・ホールディング・エルエルシー 固体電池、セパレータ、電極および製造方法
US10218044B2 (en) 2016-01-22 2019-02-26 Johnson Ip Holding, Llc Johnson lithium oxygen electrochemical engine
CN109478684B (zh) * 2016-06-30 2021-12-07 野猫技术开发公司 固体电解质组合物
US10461360B2 (en) 2016-06-30 2019-10-29 Wildcat Discovery Technologies, Inc. Electrode compositions for solid-state batteries
EP3482443B1 (en) 2016-07-11 2021-08-25 Hydro-Québec Metal plating-based electrical energy storage cell
KR101926917B1 (ko) * 2016-08-17 2018-12-07 현대자동차주식회사 리튬 공기 전지용 음극 및 이의 제조방법
US10777845B2 (en) 2016-11-23 2020-09-15 Wildcat Discovery Technologies, Inc. Solid electrolyte compositions for electrochemical cells
KR102833170B1 (ko) 2017-05-24 2025-07-10 시온 파워 코퍼레이션 이온 전도성 화합물 및 관련 용도
DE102017111970A1 (de) * 2017-05-31 2018-12-06 Epcos Ag Leiterplatte mit Stromversorgung, elektrisches Bauelement mit Leiterplatte und Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte
US11993710B2 (en) 2017-06-30 2024-05-28 Wildcat Discovery Technologies, Inc. Composite solid state electrolyte and lithium ion battery containing the same
WO2019017994A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-24 Quantumscape Corporation ACTIVE AND PASSIVE BATTERY PRESSURE MANAGEMENT
US10490360B2 (en) * 2017-10-12 2019-11-26 Board Of Regents, The University Of Texas System Heat energy-powered electrochemical cells
JP7384036B2 (ja) * 2017-11-06 2023-11-21 Ａｇｃ株式会社 固体高分子電解質膜、膜電極接合体および水電解装置
CN108110197B (zh) * 2017-12-06 2020-08-28 成都新柯力化工科技有限公司 一种锂电池用选择性隔膜及其制备方法
FR3080945B1 (fr) 2018-05-07 2025-05-02 I Ten Electrolytes mesoporeux pour dispositifs electrochimiques en couches minces
FR3080952B1 (fr) 2018-05-07 2020-07-17 I-Ten Electrolyte pour dispositifs electrochimiques en couches minces
FR3080957B1 (fr) 2018-05-07 2020-07-10 I-Ten Electrodes mesoporeuses pour dispositifs electrochimiques en couches minces
JP2019200851A (ja) * 2018-05-14 2019-11-21 トヨタ自動車株式会社 固体電解質、全固体電池および固体電解質の製造方法
KR102538143B1 (ko) * 2018-10-15 2023-05-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전고체 전지 제조 방법
KR102732519B1 (ko) 2019-01-24 2024-11-20 삼성전자주식회사 복합막 및 이를 포함한 리튬이차전지
CN114514645B (zh) * 2019-10-30 2024-10-15 富士胶片株式会社 锂离子二次电池及其制造方法、以及锂离子二次电池用固体电解质膜及其制造方法
JP7358314B2 (ja) * 2020-09-14 2023-10-10 株式会社東芝 電極構造体、電極群、二次電池、電池パック、車両、及び定置用電源
KR102568235B1 (ko) * 2020-10-26 2023-08-17 삼성에스디아이 주식회사 전고체 전지
CN118104025A (zh) * 2022-09-27 2024-05-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 隔离膜及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包及用电装置
CN118926636A (zh) * 2024-09-11 2024-11-12 南京航空航天大学 一种飞掠式等离子体增强电解铣削加工的方法

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61128468A (ja) * 1984-11-26 1986-06-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 固体電池
US4828945A (en) * 1987-03-27 1989-05-09 Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. Solid electrolyte sheet and process for producing the same
JPH0287415A (ja) * 1988-09-22 1990-03-28 Japan Synthetic Rubber Co Ltd リチウムイオン導電性固体電解質シート
US4985317A (en) * 1988-11-30 1991-01-15 Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. Lithium ion-conductive solid electrolyte containing lithium titanium phosphate
US5188768A (en) * 1990-05-30 1993-02-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid form electrolyte composites
US5085953A (en) 1990-09-18 1992-02-04 Eveready Battery Company, Inc. Vitreous compositions based on Li3 PO4 and LiPO3 as network formers and network modifiers
JPH04162306A (ja) * 1990-10-25 1992-06-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウムイオン導電性固体電解質シート
JPH05109429A (ja) * 1991-10-14 1993-04-30 Ricoh Co Ltd 電子伝導体層とイオン伝導体層とを有する積層体およびその製造法
DE69516351T2 (de) * 1994-09-21 2000-12-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sekundäre Lithium Feststoffbatterie
JPH08195219A (ja) * 1994-11-14 1996-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 全固体リチウム二次電池
JP3012211B2 (ja) * 1996-02-09 2000-02-21 株式会社オハラ リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスおよびこれを用いた電池、ガスセンサー
US5702995A (en) * 1995-11-15 1997-12-30 Kabushiki Kaisha Ohara Lithium ion conductive glass-ceramics
US6315881B1 (en) * 1995-11-15 2001-11-13 Kabushiki Kaisha Ohara Electric cells and gas sensors using alkali ion conductive glass ceramic
JPH1083838A (ja) 1996-09-06 1998-03-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 全固体リチウム電池
EP1029828B1 (en) * 1996-10-28 2003-02-26 Kabushiki Kaisha Ohara Lithium ion conductive glass-ceramics and electric cells and gas sensors using the same
JP3197246B2 (ja) * 1997-02-14 2001-08-13 株式会社オハラ リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスおよびこれを用いた電池、ガスセンサー
KR100378004B1 (ko) 1997-06-10 2003-06-09 삼성에스디아이 주식회사 유리-고분자복합전해질및그제조방법
JP3655443B2 (ja) * 1997-09-03 2005-06-02 松下電器産業株式会社 リチウム電池
JPH11185733A (ja) * 1997-12-22 1999-07-09 Mitsubishi Chemical Corp リチウムポリマー二次電池の製造方法
JP4280339B2 (ja) 1998-10-16 2009-06-17 パナソニック株式会社 固体電解質成型体、電極成型体および電気化学素子
JP2000164252A (ja) * 1998-11-27 2000-06-16 Kyocera Corp 固体電解質電池
DE69936706T2 (de) * 1998-12-03 2008-04-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Lithiumspeicherbatterie
JP3578015B2 (ja) * 1998-12-03 2004-10-20 住友電気工業株式会社 リチウム二次電池
JP2000173654A (ja) * 1998-12-04 2000-06-23 Toshiba Battery Co Ltd ポリマーリチウム二次電池
JP3643289B2 (ja) * 1999-04-30 2005-04-27 株式会社オハラ ガラスセラミックス複合電解質、及びリチウム二次電池
JP2001015160A (ja) * 1999-04-30 2001-01-19 Ohara Inc ガラスセラミックス複合電解質、及びリチウム二次電池
JP4232277B2 (ja) * 1999-06-04 2009-03-04 ソニー株式会社 非水電解質電池
JP2001015125A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Kyocera Corp リチウム電池
US6645675B1 (en) * 1999-09-02 2003-11-11 Lithium Power Technologies, Inc. Solid polymer electrolytes
JP4831269B2 (ja) * 2000-03-17 2011-12-07 ソニー株式会社 電池の製造方法
JP2001283922A (ja) * 2000-03-29 2001-10-12 Kyocera Corp リチウム二次電池の製造方法
JP2001297796A (ja) * 2000-04-13 2001-10-26 Kyocera Corp リチウム二次電池
JP3433173B2 (ja) 2000-10-02 2003-08-04 大阪府 硫化物系結晶化ガラス、固体型電解質及び全固体二次電池
JP4174816B2 (ja) * 2001-02-28 2008-11-05 住友電気工業株式会社 無機固体電解質およびリチウム電池部材
EP1359636A1 (en) * 2001-09-03 2003-11-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing electrochemical device
US6991662B2 (en) * 2001-09-10 2006-01-31 Polyplus Battery Company Encapsulated alloy electrodes
EP1313158A3 (en) * 2001-11-20 2004-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for rechargeable lithium battery, electrode comprising said electrode material, rechargeable lithium battery having said electrode , and process for the production thereof
US6911280B1 (en) * 2001-12-21 2005-06-28 Polyplus Battery Company Chemical protection of a lithium surface
US7662135B2 (en) * 2002-10-03 2010-02-16 Byron Cris Bauer Methods and apparatus for controlling intravenous fluid flow to a patient

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7998622B2 (en) 2004-12-02 2011-08-16 Kabushiki Kaisha Ohara All solid lithium ion secondary battery and a solid electrolyte therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR100580442B1 (ko) 2006-05-15
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