WO2020075512A1 - Thread battery - Google Patents
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Abstract
This thread battery comprises a first end and a second end facing each other in the lengthwise direction. The thread battery is characterized in that a first current collector arranged on the first end, a thread-like first electrode extending in the lengthwise direction, a thread-like solid electrolyte extending in the lengthwise direction, a thread-like second electrode extending in the lengthwise direction, and a second current collector arranged on the second end are connected in this order from the first end toward the second end.
Description
本発明は、糸電池に関する。
The present invention relates to a thread battery.
近年、電子機器の小型化、薄型化に応じ、電源である電池について、収容スペースの形状に追従させやすい形状の電池が求められている。
収容スペースの形状に追従させやすい形状としては、例えば、特許文献１に記載されたような糸型の電池が挙げられる。特許文献１は、内部集電体と該内部集電体の周面に被覆された負極材料とからなる内部電極と、内部電極の外部に設置された電解質と、該電解質の周面に被覆された、正極材料と該正極材料の周面に設けられた外部集電体及び保護被覆部分とからなる、様々な形状に変形しうる糸型の電池を開示している。 In recent years, as electronic devices have become smaller and thinner, a battery that is a power source has been required to have a shape that easily follows the shape of the accommodation space.
As a shape that easily follows the shape of the accommodation space, for example, a thread type battery as described in Patent Document 1 can be cited. Patent Document 1 discloses an internal electrode composed of an internal current collector and a negative electrode material coated on the peripheral surface of the internal current collector, an electrolyte provided outside the internal electrode, and a peripheral surface of the electrolyte. Also disclosed is a thread-shaped battery which is composed of a positive electrode material and an external current collector and a protective coating portion provided on the peripheral surface of the positive electrode material and which can be deformed into various shapes.
収容スペースの形状に追従させやすい形状としては、例えば、特許文献１に記載されたような糸型の電池が挙げられる。特許文献１は、内部集電体と該内部集電体の周面に被覆された負極材料とからなる内部電極と、内部電極の外部に設置された電解質と、該電解質の周面に被覆された、正極材料と該正極材料の周面に設けられた外部集電体及び保護被覆部分とからなる、様々な形状に変形しうる糸型の電池を開示している。 In recent years, as electronic devices have become smaller and thinner, a battery that is a power source has been required to have a shape that easily follows the shape of the accommodation space.
As a shape that easily follows the shape of the accommodation space, for example, a thread type battery as described in Patent Document 1 can be cited. Patent Document 1 discloses an internal electrode composed of an internal current collector and a negative electrode material coated on the peripheral surface of the internal current collector, an electrolyte provided outside the internal electrode, and a peripheral surface of the electrolyte. Also disclosed is a thread-shaped battery which is composed of a positive electrode material and an external current collector and a protective coating portion provided on the peripheral surface of the positive electrode material and which can be deformed into various shapes.
しかしながら、特許文献１には、糸型の電池から外部に電流を引き出す具体的な方法が何ら開示されていない。要求電圧は電子機器ごとに異なるため、電子機器に搭載される電池は通常、適切な電圧となるよう複数個組み合わせて用いられる。しかしながら、特許文献１に記載の糸型の電池では、外部に電流を引き出す方法はもちろん、電池同士を接続する方法が不明である。そのため、電池を複数個組み合わせて使用する場合の電圧設計を自由に行えないという問題があった。
However, Patent Document 1 does not disclose any specific method for drawing an electric current from a thread type battery to the outside. Since the required voltage differs for each electronic device, a plurality of batteries mounted on the electronic device are usually used in combination so as to have an appropriate voltage. However, in the thread-type battery described in Patent Document 1, it is unclear how to draw the current to the outside as well as to connect the batteries together. Therefore, there is a problem that the voltage design cannot be freely performed when a plurality of batteries are used in combination.
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、外部に電流を引き出しやすく、電圧設計の自由度が高い糸電池を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a yarn battery in which current can be easily drawn to the outside and the degree of freedom in voltage design is high.
本発明の糸電池は、長手方向に相対する第１端部及び第２端部を有する糸電池であって、上記第１端部から上記第２端部に向かって、上記第１端部に配置される第１集電体、長手方向に延びる糸状の第１電極、長手方向に延びる糸状の固体電解質、長手方向に延びる糸状の第２電極、及び、上記第２端部に配置される第２集電体がこの順で接続されていることを特徴とする。
The yarn battery of the present invention is a yarn battery having a first end portion and a second end portion facing each other in the longitudinal direction, and the yarn battery extends from the first end portion toward the second end portion toward the first end portion. A first current collector that is arranged, a thread-shaped first electrode that extends in the longitudinal direction, a thread-shaped solid electrolyte that extends in the longitudinal direction, a thread-shaped second electrode that extends in the longitudinal direction, and a first electrode arranged at the second end. It is characterized in that two current collectors are connected in this order.
本発明によれば、外部に電流を引き出しやすく、電圧設計の自由度が高い糸電池を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a yarn battery in which a current can be easily drawn to the outside and the degree of freedom in voltage design is high.
以下、本発明の糸電池について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。 Hereinafter, the thread battery of the present invention will be described.
However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified and applied within a range not changing the gist of the present invention. It should be noted that a combination of two or more of the respective desirable configurations described below is also the present invention.
しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。 Hereinafter, the thread battery of the present invention will be described.
However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified and applied within a range not changing the gist of the present invention. It should be noted that a combination of two or more of the respective desirable configurations described below is also the present invention.
本発明の糸電池は、長手方向に相対する第１端部及び第２端部を有する。本発明の糸電池は、第１端部から第２端部に向かって、第１端部に配置される第１集電体、長手方向に延びる糸状の第１電極、長手方向に延びる糸状の固体電解質、長手方向に延びる糸状の第２電極、及び、第２端部に配置される第２集電体がこの順で接続されている。
The yarn battery of the present invention has a first end and a second end that face each other in the longitudinal direction. The thread battery of the present invention includes a first current collector arranged at the first end, a thread-shaped first electrode extending in the longitudinal direction, and a thread-shaped filament extending in the longitudinal direction from the first end to the second end. The solid electrolyte, the thread-shaped second electrode extending in the longitudinal direction, and the second current collector arranged at the second end are connected in this order.
本発明の糸電池では、第１集電体及び第２集電体が電池の両端に配置されているため、それぞれの集電体に導体を接続して電流を引き出すことが容易である。さらに、本発明の糸電池を複数個配置して直列接続や並列接続することによって、電圧設計を自由に行うことができる。
In the yarn battery of the present invention, since the first current collector and the second current collector are arranged at both ends of the battery, it is easy to connect a conductor to each of the current collectors and draw a current. Furthermore, by arranging a plurality of thread batteries of the present invention and connecting them in series or in parallel, it is possible to freely design the voltage.
例えば、所定形状の基材上に、本発明の糸電池をピンの様に立ててアレイ状に複数個配置することで、任意の形状の電池を構成することができる。このとき、第１電極と第２電極が接触しなければ、隣接する糸電池同士が接触しても短絡が発生しない。また、本発明の糸電池は、向きを揃えて複数個を束ねて使用してもよい。
For example, by arranging a plurality of the thread batteries of the present invention like a pin on a base material of a predetermined shape and arranging them in an array, a battery of any shape can be constructed. At this time, if the first electrode and the second electrode are not in contact with each other, a short circuit does not occur even if the adjacent yarn cells are in contact with each other. Further, the yarn battery of the present invention may be used by bundling a plurality of the same in the same direction.
本発明の糸電池の構成の例について、図１を参照しながら説明する。
図１は、本発明の糸電池の一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示す糸電池１は、長手方向（図１中、両矢印Ｌで示す方向）に相対する第１端部１ａと第２端部１ｂとを有する。糸電池１は、第１電極１０、第２電極２０、固体電解質３０、第１集電体７０及び第２集電体９０を備える。
第１電極１０、第２電極２０及び固体電解質３０はそれぞれ、長手方向に延びる糸状であって、第１端部１ａから第２端部１ｂに向かって、第１集電体７０、第１電極１０、固体電解質３０、第２電極２０、及び、第２集電体９０がこの順で接続されている。
第１端部１ａには第１集電体７０が配置されており、第２端部１ｂには第２集電体９０が配置されている。
固体電解質３０の第１端部１ａ側の端面は第１電極１０と接合されており、固体電解質３０の第２端部１ｂ側の端面は第２電極２０と接合されている。 An example of the configuration of the thread battery of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the thread battery of the present invention.
The thread battery 1 shown in FIG. 1 has afirst end 1a and a second end 1b facing each other in the longitudinal direction (the direction indicated by a double-headed arrow L in FIG. 1). The thread battery 1 includes a first electrode 10, a second electrode 20, a solid electrolyte 30, a first current collector 70, and a second current collector 90.
Each of thefirst electrode 10, the second electrode 20, and the solid electrolyte 30 has a thread shape extending in the longitudinal direction, and the first current collector 70 and the first electrode 70 extend from the first end portion 1a toward the second end portion 1b. 10, the solid electrolyte 30, the second electrode 20, and the second current collector 90 are connected in this order.
The firstcurrent collector 70 is arranged at the first end 1a, and the second current collector 90 is arranged at the second end 1b.
The end surface of thesolid electrolyte 30 on the first end 1a side is joined to the first electrode 10, and the end surface of the solid electrolyte 30 on the second end 1b side is joined to the second electrode 20.
図１は、本発明の糸電池の一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示す糸電池１は、長手方向（図１中、両矢印Ｌで示す方向）に相対する第１端部１ａと第２端部１ｂとを有する。糸電池１は、第１電極１０、第２電極２０、固体電解質３０、第１集電体７０及び第２集電体９０を備える。
第１電極１０、第２電極２０及び固体電解質３０はそれぞれ、長手方向に延びる糸状であって、第１端部１ａから第２端部１ｂに向かって、第１集電体７０、第１電極１０、固体電解質３０、第２電極２０、及び、第２集電体９０がこの順で接続されている。
第１端部１ａには第１集電体７０が配置されており、第２端部１ｂには第２集電体９０が配置されている。
固体電解質３０の第１端部１ａ側の端面は第１電極１０と接合されており、固体電解質３０の第２端部１ｂ側の端面は第２電極２０と接合されている。 An example of the configuration of the thread battery of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the thread battery of the present invention.
The thread battery 1 shown in FIG. 1 has a
Each of the
The first
The end surface of the
第１集電体７０及び第２集電体９０は、その一部が、糸電池１の外周面に回り込むように配置されていてもよい。
ただし、第１集電体７０は第２電極２０と接触しない範囲とし、第２集電体９０は第１電極１０と接触しない範囲とする。
第１集電体７０及び第２集電体９０が糸電池１の外周面に回り込むように配置されていると、第１集電体７０と第１電極１０との接触面積、及び、第２集電体９０と第２電極２０との接触面積が大きくなり、内部抵抗が低下する。また、第１集電体７０及び第２集電体９０が糸電池１の外周面に回り込むように配置されていると、集電体の剥離強度が向上する。 Part of the firstcurrent collector 70 and the second current collector 90 may be arranged so as to wrap around the outer peripheral surface of the thread battery 1.
However, the firstcurrent collector 70 is in a range not in contact with the second electrode 20, and the second current collector 90 is in a range not in contact with the first electrode 10.
When the firstcurrent collector 70 and the second current collector 90 are arranged so as to wrap around the outer peripheral surface of the thread battery 1, the contact area between the first current collector 70 and the first electrode 10 and the second current collector 70 The contact area between the current collector 90 and the second electrode 20 increases, and the internal resistance decreases. Further, when the first current collector 70 and the second current collector 90 are arranged so as to wrap around the outer peripheral surface of the thread battery 1, the peel strength of the current collector is improved.
ただし、第１集電体７０は第２電極２０と接触しない範囲とし、第２集電体９０は第１電極１０と接触しない範囲とする。
第１集電体７０及び第２集電体９０が糸電池１の外周面に回り込むように配置されていると、第１集電体７０と第１電極１０との接触面積、及び、第２集電体９０と第２電極２０との接触面積が大きくなり、内部抵抗が低下する。また、第１集電体７０及び第２集電体９０が糸電池１の外周面に回り込むように配置されていると、集電体の剥離強度が向上する。 Part of the first
However, the first
When the first
本発明の糸電池において、電極と固体電解質との接合方法は特に限定されず、固体電解質の端面と電極の端面とを樹脂系接着剤により仮止めした後、熱処理することによって接合してもよく、電極と固体電解質を撚り合わせて接合してもよく、両者を組み合わせてもよい。
In the yarn battery of the present invention, the method of joining the electrode and the solid electrolyte is not particularly limited, and the end surface of the solid electrolyte and the end surface of the electrode may be temporarily fixed with a resin-based adhesive and then heat-treated for joining. The electrodes and the solid electrolyte may be twisted together and bonded, or both may be combined.
電極と固体電解質を撚り合わせる方法について、図２（ａ）～図２（ｃ）を参照しながら説明する。
図２（ａ）～図２（ｃ）は、第１電極と固体電解質とを接合する方法の一例を示す斜視図である。
図２（ａ）では、第１電極１０の周囲に固体電解質３０を螺旋状に巻き付けることによって、第１電極１０と固体電解質３０とを接合している。
図２（ｂ）では、固体電解質３０の周囲に第１電極１０を螺旋状に巻き付けることによって、第１電極１０と固体電解質３０とを接合している。
図２（ｃ）では、第１電極１０と固体電解質３０を互いに撚り合わせることによって、第１電極１０と固体電解質３０とを接合している。
なお、図２（ａ）～図２（ｃ）では、第１電極１０と固体電解質３０との接合方法について説明したが、第２電極２０と固体電解質３０とを接合する方法についても、図２（ａ）～図２（ｃ）に示した方法と同様の方法を用いることができる。 A method of twisting the electrodes and the solid electrolyte will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (c).
2A to 2C are perspective views showing an example of a method of joining the first electrode and the solid electrolyte.
In FIG. 2A, thefirst electrode 10 and the solid electrolyte 30 are joined by spirally winding the solid electrolyte 30 around the first electrode 10.
In FIG. 2B, thefirst electrode 10 and the solid electrolyte 30 are joined by spirally winding the first electrode 10 around the solid electrolyte 30.
In FIG. 2C, thefirst electrode 10 and the solid electrolyte 30 are twisted together to bond the first electrode 10 and the solid electrolyte 30.
2 (a) to 2 (c), the method of joining thefirst electrode 10 and the solid electrolyte 30 has been described, but the method of joining the second electrode 20 and the solid electrolyte 30 is also shown in FIG. A method similar to the method shown in (a) to FIG. 2 (c) can be used.
図２（ａ）～図２（ｃ）は、第１電極と固体電解質とを接合する方法の一例を示す斜視図である。
図２（ａ）では、第１電極１０の周囲に固体電解質３０を螺旋状に巻き付けることによって、第１電極１０と固体電解質３０とを接合している。
図２（ｂ）では、固体電解質３０の周囲に第１電極１０を螺旋状に巻き付けることによって、第１電極１０と固体電解質３０とを接合している。
図２（ｃ）では、第１電極１０と固体電解質３０を互いに撚り合わせることによって、第１電極１０と固体電解質３０とを接合している。
なお、図２（ａ）～図２（ｃ）では、第１電極１０と固体電解質３０との接合方法について説明したが、第２電極２０と固体電解質３０とを接合する方法についても、図２（ａ）～図２（ｃ）に示した方法と同様の方法を用いることができる。 A method of twisting the electrodes and the solid electrolyte will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (c).
2A to 2C are perspective views showing an example of a method of joining the first electrode and the solid electrolyte.
In FIG. 2A, the
In FIG. 2B, the
In FIG. 2C, the
2 (a) to 2 (c), the method of joining the
本発明の糸電池は、外周面の少なくとも一部が絶縁性材料からなる絶縁膜により覆われていてもよい。
糸電池の外周面とは、第１電極の外周面、第２電極の外周面及び固体電解質の外周面を意味する。
外周面の少なくとも一部が絶縁性材料からなる絶縁膜により覆われていると、外部からの衝撃や振動等によって第１電極、第２電極及び固体電解質が破損することや短絡することを防止できる。
さらに、第１電極と固体電解質との接合部分の外周面、及び、第２電極と固体電解質との接合部分の外周面が、絶縁膜により覆われていることが好ましい。第１電極と固体電解質との接合部分の外周面、及び、第２電極と固体電解質との接合部分の外周面が絶縁膜により覆われていると、絶縁膜によって第１電極と固体電解質との接合部分、及び、第２電極と固体電解質との接合部分の接合強度がそれぞれ強固となる。 In the thread battery of the present invention, at least a part of the outer peripheral surface may be covered with an insulating film made of an insulating material.
The outer peripheral surface of the yarn cell means the outer peripheral surface of the first electrode, the outer peripheral surface of the second electrode, and the outer peripheral surface of the solid electrolyte.
When at least a part of the outer peripheral surface is covered with an insulating film made of an insulating material, it is possible to prevent the first electrode, the second electrode, and the solid electrolyte from being damaged or short-circuited by an external impact or vibration. .
Further, it is preferable that the outer peripheral surface of the joint portion between the first electrode and the solid electrolyte and the outer peripheral surface of the joint portion between the second electrode and the solid electrolyte are covered with an insulating film. When the outer peripheral surface of the joint between the first electrode and the solid electrolyte and the outer peripheral surface of the joint between the second electrode and the solid electrolyte are covered with an insulating film, the insulating film separates the first electrode from the solid electrolyte. The joint strength of the joint portion and the joint portion of the second electrode and the solid electrolyte become strong.
糸電池の外周面とは、第１電極の外周面、第２電極の外周面及び固体電解質の外周面を意味する。
外周面の少なくとも一部が絶縁性材料からなる絶縁膜により覆われていると、外部からの衝撃や振動等によって第１電極、第２電極及び固体電解質が破損することや短絡することを防止できる。
さらに、第１電極と固体電解質との接合部分の外周面、及び、第２電極と固体電解質との接合部分の外周面が、絶縁膜により覆われていることが好ましい。第１電極と固体電解質との接合部分の外周面、及び、第２電極と固体電解質との接合部分の外周面が絶縁膜により覆われていると、絶縁膜によって第１電極と固体電解質との接合部分、及び、第２電極と固体電解質との接合部分の接合強度がそれぞれ強固となる。 In the thread battery of the present invention, at least a part of the outer peripheral surface may be covered with an insulating film made of an insulating material.
The outer peripheral surface of the yarn cell means the outer peripheral surface of the first electrode, the outer peripheral surface of the second electrode, and the outer peripheral surface of the solid electrolyte.
When at least a part of the outer peripheral surface is covered with an insulating film made of an insulating material, it is possible to prevent the first electrode, the second electrode, and the solid electrolyte from being damaged or short-circuited by an external impact or vibration. .
Further, it is preferable that the outer peripheral surface of the joint portion between the first electrode and the solid electrolyte and the outer peripheral surface of the joint portion between the second electrode and the solid electrolyte are covered with an insulating film. When the outer peripheral surface of the joint between the first electrode and the solid electrolyte and the outer peripheral surface of the joint between the second electrode and the solid electrolyte are covered with an insulating film, the insulating film separates the first electrode from the solid electrolyte. The joint strength of the joint portion and the joint portion of the second electrode and the solid electrolyte become strong.
図３は、絶縁膜が設けられた糸電池の一例を模式的に示す斜視図である。
図３に示す糸電池３は、図１に示す糸電池１の外周面に絶縁性材料からなる絶縁膜１００を設けたものに相当する。
糸電池３では、第１電極１０と固体電解質３０との接合部分の外周面、及び、第２電極２０と固体電解質３０との接合部分の外周面に加えて、上記接合部分以外の部分も、それぞれ絶縁膜１００により覆われている。 FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a thread battery provided with an insulating film.
The thread battery 3 shown in FIG. 3 corresponds to the thread battery 1 shown in FIG. 1 provided with aninsulating film 100 made of an insulating material on the outer peripheral surface.
In the thread battery 3, in addition to the outer peripheral surface of the joint portion between thefirst electrode 10 and the solid electrolyte 30 and the outer peripheral surface of the joint portion between the second electrode 20 and the solid electrolyte 30, also the portion other than the above-mentioned joint portion, Each is covered with an insulating film 100.
図３に示す糸電池３は、図１に示す糸電池１の外周面に絶縁性材料からなる絶縁膜１００を設けたものに相当する。
糸電池３では、第１電極１０と固体電解質３０との接合部分の外周面、及び、第２電極２０と固体電解質３０との接合部分の外周面に加えて、上記接合部分以外の部分も、それぞれ絶縁膜１００により覆われている。 FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a thread battery provided with an insulating film.
The thread battery 3 shown in FIG. 3 corresponds to the thread battery 1 shown in FIG. 1 provided with an
In the thread battery 3, in addition to the outer peripheral surface of the joint portion between the
本発明の糸電池は、可撓性を有していることが好ましい。
糸電池が可撓性を有していると、収容スペースの形状に追従させやすい。
なお、本明細書においては、糸電池を曲率半径が５０ｍｍとなるまで変形させても破壊されない場合に、可撓性を有していると判断する。
糸電池を内径１００ｍｍの環の内周面に沿って配置した際に、糸電池が破壊されなければ、曲率半径が５０ｍｍとなるまで変形させても破壊されない、すなわち可撓性を有していると判断する。 The thread battery of the present invention preferably has flexibility.
If the thread battery has flexibility, it is easy to follow the shape of the accommodation space.
In addition, in the present specification, it is determined that the yarn battery has flexibility when the yarn battery is not destroyed even if it is deformed until the radius of curvature becomes 50 mm.
When the thread battery is arranged along the inner peripheral surface of the ring having an inner diameter of 100 mm, if the thread battery is not broken, it will not be broken even if it is deformed to a radius of curvature of 50 mm, that is, it has flexibility. To judge.
糸電池が可撓性を有していると、収容スペースの形状に追従させやすい。
なお、本明細書においては、糸電池を曲率半径が５０ｍｍとなるまで変形させても破壊されない場合に、可撓性を有していると判断する。
糸電池を内径１００ｍｍの環の内周面に沿って配置した際に、糸電池が破壊されなければ、曲率半径が５０ｍｍとなるまで変形させても破壊されない、すなわち可撓性を有していると判断する。 The thread battery of the present invention preferably has flexibility.
If the thread battery has flexibility, it is easy to follow the shape of the accommodation space.
In addition, in the present specification, it is determined that the yarn battery has flexibility when the yarn battery is not destroyed even if it is deformed until the radius of curvature becomes 50 mm.
When the thread battery is arranged along the inner peripheral surface of the ring having an inner diameter of 100 mm, if the thread battery is not broken, it will not be broken even if it is deformed to a radius of curvature of 50 mm, that is, it has flexibility. To judge.
本発明の糸電池の直径は特に限定されないが、０．００５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であることが好ましい。
糸電池の直径が０．００５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であると、糸電池が充分な可撓性を有し、収容スペースの形状に追従させやすくなる。
糸電池の直径が０．００５ｍｍ未満の場合、糸電池の直径が小さすぎて、充分な容量を得ることができない。また、糸電池の内部抵抗が大きくなりすぎるおそれがある。一方、糸電池の直径が３ｍｍを超える場合、糸電池の可撓性が低下してしまうおそれがある。
なお、糸電池の直径は、第１電極、第２電極及び固体電解質からそれぞれ無作為に選択した３箇所（合計９箇所）における糸電池の長手方向に垂直な断面の断面形状から直径を測定し、平均値をとることにより求めることができる。第１電極及び固体電解質を撚り合わせて接合している箇所、及び、第２電極及び固体電解質を撚り合わせて接合している箇所については、上記直径を求める際に選択しないこととする。
ただし、糸電池の断面形状が円形でない場合には、断面の面積から求められる投影面積相当円の直径を断面の直径とする。
上記絶縁膜が形成されている場合には、絶縁膜の厚さも糸電池の直径に含める。 The diameter of the yarn battery of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.005 mm or more and 3 mm or less.
When the diameter of the yarn battery is 0.005 mm or more and 3 mm or less, the yarn battery has sufficient flexibility and easily follows the shape of the accommodation space.
When the diameter of the thread battery is less than 0.005 mm, the diameter of the thread battery is too small to obtain a sufficient capacity. In addition, the internal resistance of the thread battery may become too large. On the other hand, when the diameter of the yarn battery exceeds 3 mm, the flexibility of the yarn battery may be reduced.
The diameter of the thread battery was measured from the cross-sectional shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the thread battery at three locations (9 locations in total) randomly selected from the first electrode, the second electrode and the solid electrolyte. , Can be obtained by taking the average value. The place where the first electrode and the solid electrolyte are twisted and joined and the place where the second electrode and the solid electrolyte are twisted and joined are not selected when the above diameter is obtained.
However, if the cross-sectional shape of the thread battery is not circular, the diameter of the circle corresponding to the projected area obtained from the area of the cross-section is the diameter of the cross-section.
When the insulating film is formed, the thickness of the insulating film is also included in the diameter of the yarn cell.
糸電池の直径が０．００５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であると、糸電池が充分な可撓性を有し、収容スペースの形状に追従させやすくなる。
糸電池の直径が０．００５ｍｍ未満の場合、糸電池の直径が小さすぎて、充分な容量を得ることができない。また、糸電池の内部抵抗が大きくなりすぎるおそれがある。一方、糸電池の直径が３ｍｍを超える場合、糸電池の可撓性が低下してしまうおそれがある。
なお、糸電池の直径は、第１電極、第２電極及び固体電解質からそれぞれ無作為に選択した３箇所（合計９箇所）における糸電池の長手方向に垂直な断面の断面形状から直径を測定し、平均値をとることにより求めることができる。第１電極及び固体電解質を撚り合わせて接合している箇所、及び、第２電極及び固体電解質を撚り合わせて接合している箇所については、上記直径を求める際に選択しないこととする。
ただし、糸電池の断面形状が円形でない場合には、断面の面積から求められる投影面積相当円の直径を断面の直径とする。
上記絶縁膜が形成されている場合には、絶縁膜の厚さも糸電池の直径に含める。 The diameter of the yarn battery of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.005 mm or more and 3 mm or less.
When the diameter of the yarn battery is 0.005 mm or more and 3 mm or less, the yarn battery has sufficient flexibility and easily follows the shape of the accommodation space.
When the diameter of the thread battery is less than 0.005 mm, the diameter of the thread battery is too small to obtain a sufficient capacity. In addition, the internal resistance of the thread battery may become too large. On the other hand, when the diameter of the yarn battery exceeds 3 mm, the flexibility of the yarn battery may be reduced.
The diameter of the thread battery was measured from the cross-sectional shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the thread battery at three locations (9 locations in total) randomly selected from the first electrode, the second electrode and the solid electrolyte. , Can be obtained by taking the average value. The place where the first electrode and the solid electrolyte are twisted and joined and the place where the second electrode and the solid electrolyte are twisted and joined are not selected when the above diameter is obtained.
However, if the cross-sectional shape of the thread battery is not circular, the diameter of the circle corresponding to the projected area obtained from the area of the cross-section is the diameter of the cross-section.
When the insulating film is formed, the thickness of the insulating film is also included in the diameter of the yarn cell.
第１電極、固体電解質及び第２電極の直径は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
The diameters of the first electrode, the solid electrolyte and the second electrode may be the same or different.
本発明の糸電池の長手方向の長さは特に限定されないが、１ｍｍ以上であることが好ましい。
The length in the longitudinal direction of the thread battery of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 mm or more.
第１電極、固体電解質及び第２電極の長手方向の長さは、特に限定されないが、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
The lengths in the longitudinal direction of the first electrode, the solid electrolyte, and the second electrode are not particularly limited, but may be the same or different.
本発明の糸電池において、直径と長さの比は特に限定されないが、［（長さ）／（直径）］が５以上であることが好ましい。
In the thread battery of the present invention, the ratio of the diameter to the length is not particularly limited, but [(length) / (diameter)] is preferably 5 or more.
本発明の糸電池において、長手方向に垂直な断面の断面形状は円形に限定されず、楕円形状や多角形形状であってもよい。
In the thread battery of the present invention, the cross-sectional shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction is not limited to a circular shape, and may be an elliptical shape or a polygonal shape.
本発明の糸電池においては、第１電極及び第２電極のうちの一方が正極となり、他方が負極となる。以下では、第１電極が正極、第２電極が負極である場合の例について説明する。
In the yarn battery of the present invention, one of the first electrode and the second electrode serves as a positive electrode and the other serves as a negative electrode. Hereinafter, an example in which the first electrode is the positive electrode and the second electrode is the negative electrode will be described.
［第１電極］
第１電極は、長手方向に延びる糸状であって、正極活物質粒子を含む焼結体により構成されている。
正極活物質粒子を構成する材料としては、例えば、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、リチウム含有層状酸化物、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等の酸化物が挙げられる。
好ましく用いられるナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例としては、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３等が挙げられる。好ましく用いられるオリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例としては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４等が挙げられる。好ましく用いられるリチウム含有層状酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等が挙げられる。好ましく用いられるスピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の具体例としては、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４等が挙げられる。
これらの正極活物質粒子のうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
これらのなかでは、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３が特に好ましい。 [First electrode]
The first electrode has a thread shape extending in the longitudinal direction and is made of a sintered body containing positive electrode active material particles.
Examples of the material forming the positive electrode active material particles include, for example, a lithium-containing phosphate compound having a NASICON type structure, a lithium-containing phosphate compound having an olivine type structure, a lithium-containing layered oxide, and a lithium-containing oxide having a spinel type structure. And oxides thereof.
Specific examples of the lithium-containing phosphate compound having a Nasicon type structure that is preferably used include Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 . Specific examples of the lithium-containing phosphate compound having an olivine type structure that is preferably used include LiFePO 4 , LiCoPO 4 , and LiMnPO 4 . Specific examples of the lithium-containing layered oxide preferably used include LiCoO 2 , LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2, and the like. Specific examples of the lithium-containing oxide having a spinel structure that is preferably used include LiMn 2 O 4 and LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 .
Only one type of these positive electrode active material particles may be used, or a plurality of types may be mixed and used.
Among these, Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 is particularly preferable.
第１電極は、長手方向に延びる糸状であって、正極活物質粒子を含む焼結体により構成されている。
正極活物質粒子を構成する材料としては、例えば、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、リチウム含有層状酸化物、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等の酸化物が挙げられる。
好ましく用いられるナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例としては、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３等が挙げられる。好ましく用いられるオリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例としては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４等が挙げられる。好ましく用いられるリチウム含有層状酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等が挙げられる。好ましく用いられるスピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の具体例としては、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４等が挙げられる。
これらの正極活物質粒子のうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
これらのなかでは、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３が特に好ましい。 [First electrode]
The first electrode has a thread shape extending in the longitudinal direction and is made of a sintered body containing positive electrode active material particles.
Examples of the material forming the positive electrode active material particles include, for example, a lithium-containing phosphate compound having a NASICON type structure, a lithium-containing phosphate compound having an olivine type structure, a lithium-containing layered oxide, and a lithium-containing oxide having a spinel type structure. And oxides thereof.
Specific examples of the lithium-containing phosphate compound having a Nasicon type structure that is preferably used include Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 . Specific examples of the lithium-containing phosphate compound having an olivine type structure that is preferably used include LiFePO 4 , LiCoPO 4 , and LiMnPO 4 . Specific examples of the lithium-containing layered oxide preferably used include LiCoO 2 , LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2, and the like. Specific examples of the lithium-containing oxide having a spinel structure that is preferably used include LiMn 2 O 4 and LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 .
Only one type of these positive electrode active material particles may be used, or a plurality of types may be mixed and used.
Among these, Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 is particularly preferable.
第１電極は、正極活物質粒子の他に、固体電解質粒子及び導電性粒子を含んでいてもよい。
固体電解質粒子を構成する材料としては、例えば、後述する固体電解質を構成する酸化物が挙げられる。
固体電解質粒子は、後述する固体電解質を構成する酸化物と同じものであることが好ましい。
第１電極が固体電解質粒子を含んでおり、該固体電解質粒子が固体電解質を構成する酸化物と同じものであると、第１電極と固体電解質との接合が強固なものとなり、応答速度及び機械的強度が向上する。
導電性粒子は、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの金属、炭素、電子伝導性を有する化合物、またはそれらを組み合わせた混合物等により構成される粒子が挙げられる。またこれらの導電性を有した物質が正極活物質粒子の表面に被覆された状態で第１電極に含まれてもよい。 The first electrode may include solid electrolyte particles and conductive particles in addition to the positive electrode active material particles.
Examples of the material forming the solid electrolyte particles include oxides forming the solid electrolyte described below.
The solid electrolyte particles are preferably the same as the oxide constituting the solid electrolyte described below.
When the first electrode contains solid electrolyte particles and the solid electrolyte particles are the same as the oxide constituting the solid electrolyte, the bonding between the first electrode and the solid electrolyte becomes strong, and the response speed and the mechanical properties are improved. Strength is improved.
Examples of the conductive particles include particles made of a metal such as Ag, Au, Pt, or Pd, carbon, a compound having electronic conductivity, or a mixture thereof. Further, these conductive materials may be contained in the first electrode in a state of being coated on the surface of the positive electrode active material particles.
固体電解質粒子を構成する材料としては、例えば、後述する固体電解質を構成する酸化物が挙げられる。
固体電解質粒子は、後述する固体電解質を構成する酸化物と同じものであることが好ましい。
第１電極が固体電解質粒子を含んでおり、該固体電解質粒子が固体電解質を構成する酸化物と同じものであると、第１電極と固体電解質との接合が強固なものとなり、応答速度及び機械的強度が向上する。
導電性粒子は、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの金属、炭素、電子伝導性を有する化合物、またはそれらを組み合わせた混合物等により構成される粒子が挙げられる。またこれらの導電性を有した物質が正極活物質粒子の表面に被覆された状態で第１電極に含まれてもよい。 The first electrode may include solid electrolyte particles and conductive particles in addition to the positive electrode active material particles.
Examples of the material forming the solid electrolyte particles include oxides forming the solid electrolyte described below.
The solid electrolyte particles are preferably the same as the oxide constituting the solid electrolyte described below.
When the first electrode contains solid electrolyte particles and the solid electrolyte particles are the same as the oxide constituting the solid electrolyte, the bonding between the first electrode and the solid electrolyte becomes strong, and the response speed and the mechanical properties are improved. Strength is improved.
Examples of the conductive particles include particles made of a metal such as Ag, Au, Pt, or Pd, carbon, a compound having electronic conductivity, or a mixture thereof. Further, these conductive materials may be contained in the first electrode in a state of being coated on the surface of the positive electrode active material particles.
第１電極の長手方向の長さは特に限定されないが、糸電池全体の体積に占める第１電極の体積の割合が２０体積％以上、８０体積％未満となるような長さであることが好ましい。
The length of the first electrode in the longitudinal direction is not particularly limited, but it is preferable that the ratio of the volume of the first electrode to the entire volume of the thread battery is 20% by volume or more and less than 80% by volume. .
［第２電極］
第２電極は、長手方向に延びる糸状であって、負極活物質粒子を含む焼結体で構成されている。
負極活物質粒子を構成する材料の例としては、例えば、ＭＯＸ（Ｍは、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｖ及びＭｏからなる群より選ばれた少なくとも一種である。０．９≦Ｘ≦３．０）で表される化合物、ＬｉＹＭＯＸ（Ｍは、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｖ及びＭｏからなる群より選ばれた少なくとも一種である。０．９≦Ｘ≦３．０、２．０≦Ｙ≦４．０）で表される化合物、黒鉛－リチウム化合物、リチウム合金、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等が挙げられ、ＭＯＸで表される化合物、ＬｉＹＭＯＸで表される化合物、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等の酸化物であることが好ましい。
ＭＯＸで表される化合物は、酸素の一部がＰやＳｉで置換されていてもよいし、Ｌｉを含んでもよい。好ましく用いられるリチウム合金の具体例としては、Ｌｉ－Ａｌ等が挙げられる。好ましく用いられるナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例としては、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３やＬｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３等が挙げられる。好ましく用いられるスピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の具体例としては、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等が挙げられる。これらの負極活物質粒子のうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
これらのなかでは、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３が特に好ましい。 [Second electrode]
The second electrode has a thread shape extending in the longitudinal direction and is made of a sintered body containing negative electrode active material particles.
An example of the material forming the negative electrode active material particles is, for example, MO X (M is at least one selected from the group consisting of Ti, Si, Sn, Cr, Fe, Nb, V and Mo. 9 ≦ X ≦ 3.0), Li Y MO X (M is at least one selected from the group consisting of Ti, Si, Sn, Cr, Fe, Nb, V and Mo. 0 9 ≦ X ≦ 3.0, 2.0 ≦ Y ≦ 4.0), a graphite-lithium compound, a lithium alloy, a lithium-containing phosphate compound having a Nasicon type structure, and a lithium having an olivine type structure. Examples of the compound include phosphoric acid compounds, lithium-containing oxides having a spinel structure, compounds represented by MO X , compounds represented by Li Y MO X , lithium-containing phosphoric compounds having a Nasicon type structure, and olivine type compounds. Structure An oxide such as a lithium-containing phosphate compound having a structure or a lithium-containing oxide having a spinel structure is preferable.
In the compound represented by MO X , part of oxygen may be replaced with P or Si, or Li may be included. Specific examples of the lithium alloy preferably used include Li—Al and the like. Specific examples of the lithium-containing phosphate compound having a Nasicon type structure that is preferably used include Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 and Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 . Specific examples of the lithium-containing oxide having a spinel structure that is preferably used include Li 4 Ti 5 O 12 and the like. Only one kind of these negative electrode active material particles may be used, or a plurality of kinds may be mixed and used.
Among these, Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 is particularly preferable.
第２電極は、長手方向に延びる糸状であって、負極活物質粒子を含む焼結体で構成されている。
負極活物質粒子を構成する材料の例としては、例えば、ＭＯＸ（Ｍは、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｖ及びＭｏからなる群より選ばれた少なくとも一種である。０．９≦Ｘ≦３．０）で表される化合物、ＬｉＹＭＯＸ（Ｍは、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｖ及びＭｏからなる群より選ばれた少なくとも一種である。０．９≦Ｘ≦３．０、２．０≦Ｙ≦４．０）で表される化合物、黒鉛－リチウム化合物、リチウム合金、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等が挙げられ、ＭＯＸで表される化合物、ＬｉＹＭＯＸで表される化合物、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等の酸化物であることが好ましい。
ＭＯＸで表される化合物は、酸素の一部がＰやＳｉで置換されていてもよいし、Ｌｉを含んでもよい。好ましく用いられるリチウム合金の具体例としては、Ｌｉ－Ａｌ等が挙げられる。好ましく用いられるナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例としては、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３やＬｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３等が挙げられる。好ましく用いられるスピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の具体例としては、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等が挙げられる。これらの負極活物質粒子のうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
これらのなかでは、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３が特に好ましい。 [Second electrode]
The second electrode has a thread shape extending in the longitudinal direction and is made of a sintered body containing negative electrode active material particles.
An example of the material forming the negative electrode active material particles is, for example, MO X (M is at least one selected from the group consisting of Ti, Si, Sn, Cr, Fe, Nb, V and Mo. 9 ≦ X ≦ 3.0), Li Y MO X (M is at least one selected from the group consisting of Ti, Si, Sn, Cr, Fe, Nb, V and Mo. 0 9 ≦ X ≦ 3.0, 2.0 ≦ Y ≦ 4.0), a graphite-lithium compound, a lithium alloy, a lithium-containing phosphate compound having a Nasicon type structure, and a lithium having an olivine type structure. Examples of the compound include phosphoric acid compounds, lithium-containing oxides having a spinel structure, compounds represented by MO X , compounds represented by Li Y MO X , lithium-containing phosphoric compounds having a Nasicon type structure, and olivine type compounds. Structure An oxide such as a lithium-containing phosphate compound having a structure or a lithium-containing oxide having a spinel structure is preferable.
In the compound represented by MO X , part of oxygen may be replaced with P or Si, or Li may be included. Specific examples of the lithium alloy preferably used include Li—Al and the like. Specific examples of the lithium-containing phosphate compound having a Nasicon type structure that is preferably used include Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 and Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 . Specific examples of the lithium-containing oxide having a spinel structure that is preferably used include Li 4 Ti 5 O 12 and the like. Only one kind of these negative electrode active material particles may be used, or a plurality of kinds may be mixed and used.
Among these, Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 is particularly preferable.
第２電極は、負極活物質粒子の他に、固体電解質粒子及び導電性粒子を含んでいてもよい。
固体電解質粒子を構成する材料としては、例えば、後述する固体電解質を構成する酸化物が挙げられる。
固体電解質粒子としては、後述する固体電解質を構成する酸化物と同じものであることが好ましい。
第２電極が固体電解質粒子を含んでおり、該固体電解質粒子が固体電解質を構成する酸化物と同じものであると、第２電極と固体電解質との接合が強固なものとなり、応答速度及び機械的強度が向上する。
導電性粒子として好ましく用いられるものとしては、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの金属、炭素、電子伝導性を有する化合物、またはそれらを組み合わせた混合物等により構成される粒子が挙げられる。またこれらの導電性を有した物質が負極活物質粒子などの表面に被覆された状態で第２電極に含まれてもよい。 The second electrode may include solid electrolyte particles and conductive particles in addition to the negative electrode active material particles.
Examples of the material forming the solid electrolyte particles include oxides forming the solid electrolyte described below.
The solid electrolyte particles are preferably the same as the oxides forming the solid electrolyte described below.
When the second electrode contains solid electrolyte particles, and the solid electrolyte particles are the same as the oxide constituting the solid electrolyte, the second electrode and the solid electrolyte are strongly bonded to each other, and the response speed and the mechanical strength are improved. Strength is improved.
Preferred examples of the conductive particles include particles composed of a metal such as Ag, Au, Pt, or Pd, carbon, a compound having electronic conductivity, or a mixture thereof. Further, these conductive materials may be contained in the second electrode in a state of being coated on the surface of the negative electrode active material particles or the like.
固体電解質粒子を構成する材料としては、例えば、後述する固体電解質を構成する酸化物が挙げられる。
固体電解質粒子としては、後述する固体電解質を構成する酸化物と同じものであることが好ましい。
第２電極が固体電解質粒子を含んでおり、該固体電解質粒子が固体電解質を構成する酸化物と同じものであると、第２電極と固体電解質との接合が強固なものとなり、応答速度及び機械的強度が向上する。
導電性粒子として好ましく用いられるものとしては、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの金属、炭素、電子伝導性を有する化合物、またはそれらを組み合わせた混合物等により構成される粒子が挙げられる。またこれらの導電性を有した物質が負極活物質粒子などの表面に被覆された状態で第２電極に含まれてもよい。 The second electrode may include solid electrolyte particles and conductive particles in addition to the negative electrode active material particles.
Examples of the material forming the solid electrolyte particles include oxides forming the solid electrolyte described below.
The solid electrolyte particles are preferably the same as the oxides forming the solid electrolyte described below.
When the second electrode contains solid electrolyte particles, and the solid electrolyte particles are the same as the oxide constituting the solid electrolyte, the second electrode and the solid electrolyte are strongly bonded to each other, and the response speed and the mechanical strength are improved. Strength is improved.
Preferred examples of the conductive particles include particles composed of a metal such as Ag, Au, Pt, or Pd, carbon, a compound having electronic conductivity, or a mixture thereof. Further, these conductive materials may be contained in the second electrode in a state of being coated on the surface of the negative electrode active material particles or the like.
なお、本明細書において、酸化物には、硫化酸化物を含めないものとする。
Note that in this specification, oxides do not include sulfide oxides.
第２電極の長手方向の長さは特に限定されないが、糸電池全体の体積に占める第２電極の体積の割合が２０体積％以上、８０体積％未満となるような長さであることが好ましい。
The length in the longitudinal direction of the second electrode is not particularly limited, but is preferably such that the ratio of the volume of the second electrode to the entire volume of the thread battery is 20% by volume or more and less than 80% by volume. .
［固体電解質］
固体電解質は、長手方向に延びる糸状である。
固体電解質としては、例えば、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物等の酸化物が挙げられる。
好ましく用いられるナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物としては、ＬｉｘＭｙ（ＰＯ４）３（０．９≦ｘ≦１．９、１．９≦ｙ≦２．１、Ｍは、Ｔｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｇａ及びＺｒからなる群より選ばれた少なくとも一種）が挙げられる。
リチウム含有リン酸化合物としては、Ｌｉ１．２Ａｌ０．２Ｔｉ１．８（ＰＯ４）３が好ましい。
組成の異なる２種以上のナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物を混合して用いてもよい。 [Solid electrolyte]
The solid electrolyte is a thread shape extending in the longitudinal direction.
Examples of the solid electrolyte include oxides such as lithium-containing phosphate compounds having a Nasicon type structure.
Li x M y (PO 4 ) 3 (0.9 ≦ x ≦ 1.9, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, M is Ti is preferable as the lithium-containing phosphate compound having a Nasicon type structure. , Ge, Al, Ga and Zr).
Li 1.2 Al 0.2 Ti 1.8 (PO 4 ) 3 is preferable as the lithium-containing phosphate compound.
Two or more kinds of lithium-containing phosphate compounds having different Nasicon-type structures having different compositions may be mixed and used.
固体電解質は、長手方向に延びる糸状である。
固体電解質としては、例えば、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物等の酸化物が挙げられる。
好ましく用いられるナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物としては、ＬｉｘＭｙ（ＰＯ４）３（０．９≦ｘ≦１．９、１．９≦ｙ≦２．１、Ｍは、Ｔｉ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｇａ及びＺｒからなる群より選ばれた少なくとも一種）が挙げられる。
リチウム含有リン酸化合物としては、Ｌｉ１．２Ａｌ０．２Ｔｉ１．８（ＰＯ４）３が好ましい。
組成の異なる２種以上のナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物を混合して用いてもよい。 [Solid electrolyte]
The solid electrolyte is a thread shape extending in the longitudinal direction.
Examples of the solid electrolyte include oxides such as lithium-containing phosphate compounds having a Nasicon type structure.
Li x M y (PO 4 ) 3 (0.9 ≦ x ≦ 1.9, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, M is Ti is preferable as the lithium-containing phosphate compound having a Nasicon type structure. , Ge, Al, Ga and Zr).
Li 1.2 Al 0.2 Ti 1.8 (PO 4 ) 3 is preferable as the lithium-containing phosphate compound.
Two or more kinds of lithium-containing phosphate compounds having different Nasicon-type structures having different compositions may be mixed and used.
固体電解質の好ましい組成としては、例えば、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ（ＰＯ４）３で示されるガラス化可能な組成［例えば、Ｌｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．５（ＰＯ４）３、Ｌｉ１．２Ａｌ０．２Ｇｅ１．８（ＰＯ４）３等］、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ－ｙＴｉｙ（ＰＯ４）３で示されるガラス化可能な組成［例えば、Ｌｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．０Ｔｉ０．５（ＰＯ４）３、Ｌｉ１．２Ａｌ０．２Ｇｅ１．３Ｔｉ０．５（ＰＯ４）３等］、ＡｌＰＯ４、ＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３とからなる群より選択される少なくとも１種とＬｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ（ＰＯ４）３又はＬｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ－ｙＴｉｙ（ＰＯ４）３との混合物、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ（ＰＯ４）３とＬｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ－ｙＴｉｙ（ＰＯ４）３の混合物、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ（ＰＯ４）３又はＬｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ－ｙＴｉｙ（ＰＯ４）３のＬｉの一部をＮａ、Ｃｏ、Ｍｎ又はＮｉで置き換えたもの［例えば、Ｌｉの一部をＮａで置き換えたＬｉ１．１Ｎａ０．１Ａｌ０．２Ｇｅ１．３Ｔｉ０．５（ＰＯ４）３やＬｉ１．４Ｎａ０．１Ａｌ０．５Ｇｅ１．０Ｔｉ０．５（ＰＯ４）３等］、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ（ＰＯ４）３又はＬｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ－ｙＴｉｙ（ＰＯ４）３のＧｅの一部をＺｒ、Ｆｅ又はＶで置き換えたもの［例えば、Ｇｅの一部をＺｒで置き換えたＬｉ１．２Ａｌ０．２Ｇｅ１．７Ｚｒ０．１（ＰＯ４）３、Ｌｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．０Ｔｉ０．４Ｚｒ０．１（ＰＯ４）３等］等が挙げられ、これら２種以上を混合して用いてもよい。
As a preferable composition of the solid electrolyte, for example, a vitrifiable composition represented by Li 1 + x Al x Ge 2-x (PO 4 ) 3 [eg, Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 3 , Li 1.2 Al 0.2 Ge 1.8 ( PO 4 ) 3 etc.], Li 1 + x Al x Ge 2-xy Ti y (PO 4 ) 3 and the vitrifiable composition [eg, Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.0 Ti 0.5 (PO 4 ) 3 , Li 1.2 Al 0.2 Ge 1.3 Ti 0.5 (PO 4 ) 3, etc.], AlPO 4 , SiO At least one selected from the group consisting of 2 and B 2 O 3 and Li 1 + x Al x Ge 2-x (PO 4 ) 3 or Li 1 + x Al x Ge 2-x-y Ti y (PO 4 ) 3 ; mixtures, Li 1 + x Al x Ge -X (PO 4) 3 and Li 1 + x Al x Ge 2 -x-y Ti y mixture of (PO 4) 3, Li 1 + x Al x Ge 2-x (PO 4) 3 or Li 1 + x Al x Ge 2 -x -Y Ti y (PO 4 ) 3 in which a part of Li is replaced by Na, Co, Mn, or Ni [eg, Li 1.1 Na 0.1 Al 0.2 in which a part of Li is replaced by Na Ge 1.3 Ti 0.5 (PO 4 ) 3 and Li 1.4 Na 0.1 Al 0.5 Ge 1.0 Ti 0.5 (PO 4 ) 3 etc.], Li 1 + x Al x Ge 2-x (PO 4 ) 3 or Li 1 + x Al x Ge 2-x-y Ti y (PO 4 ) 3 in which part of Ge is replaced with Zr, Fe or V [eg, part of Ge is replaced with Zr Li 1.2 Al 0.2 Ge 1.7 Zr 0.1 ( PO 4) 3, Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.0 Ti 0.4 Zr 0.1 (PO 4) 3 , etc.] and the like, may be used by mixing two or more of these.
固体電解質は、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物に加えて、さらに、ペロブスカイト型構造を有する酸化物固体電解質やガーネット型若しくはガーネット型類似構造を有する酸化物固体電解質を含んでいてもよい。ペロブスカイト型構造を有する酸化物固体電解質の具体例としては、例えばＬａ０．５５Ｌｉ０．３５ＴｉＯ３が挙げられ、ガーネット型若しくはガーネット型類似構造を有する酸化物固体電解質の具体例としては、例えばＬｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２が挙げられる。
The solid electrolyte may further include, in addition to the lithium-containing phosphate compound having a Nasicon type structure, an oxide solid electrolyte having a perovskite type structure or an oxide solid electrolyte having a garnet type or garnet type similar structure. Specific examples of the oxide solid electrolyte having a perovskite structure include La 0.55 Li 0.35 TiO 3 , and specific examples of the oxide solid electrolyte having a garnet-type or garnet-type similar structure include li 7 La 3 Zr 2 O 12 and the like.
本発明の糸電池は、第１電極、第２電極及び固体電解質が、いずれも酸化物を含んでいることが好ましい。
第１電極、第２電極及び固体電解質がいずれも酸化物を含んでいると、焼結体を形成しやすくなる。また、酸化物を含む焼結体は応力が加わって破断したとしても、各破断片を起点とした連続破壊が起こりにくいため、粉々になりにくく短絡が防止され、電池機能が維持される。 In the yarn battery of the present invention, it is preferable that the first electrode, the second electrode and the solid electrolyte all contain an oxide.
When the first electrode, the second electrode, and the solid electrolyte all contain an oxide, it becomes easy to form a sintered body. Further, even if the oxide-containing sintered body is fractured due to stress, continuous fracture is unlikely to occur starting from each fractured piece, so that it is less likely to be shattered, a short circuit is prevented, and a battery function is maintained.
第１電極、第２電極及び固体電解質がいずれも酸化物を含んでいると、焼結体を形成しやすくなる。また、酸化物を含む焼結体は応力が加わって破断したとしても、各破断片を起点とした連続破壊が起こりにくいため、粉々になりにくく短絡が防止され、電池機能が維持される。 In the yarn battery of the present invention, it is preferable that the first electrode, the second electrode and the solid electrolyte all contain an oxide.
When the first electrode, the second electrode, and the solid electrolyte all contain an oxide, it becomes easy to form a sintered body. Further, even if the oxide-containing sintered body is fractured due to stress, continuous fracture is unlikely to occur starting from each fractured piece, so that it is less likely to be shattered, a short circuit is prevented, and a battery function is maintained.
本発明の糸電池は、第１電極及び第２電極の少なくとも一方が、固体電解質と同じ酸化物を含んでいることが好ましく、第１電極及び第２電極の両方が、固体電解質と同じ酸化物を含んでいることがより好ましい。特に、第１電極及び第２電極の少なくとも一方が、Ｌｉ１．２Ａｌ０．２Ｔｉ１．８（ＰＯ４）３等のリチウム含有リン酸化合物を含んでいることが好ましく、第１電極及び第２電極の両方が、上記リチウム含有リン酸化合物を含んでいることがより好ましい。
固体電解質と同じ酸化物を含む電極は、固体電解質との接合が強固となるため、応答速度及び機械的強度が向上する。 In the thread battery of the present invention, at least one of the first electrode and the second electrode preferably contains the same oxide as the solid electrolyte, and both the first electrode and the second electrode have the same oxide as the solid electrolyte. It is more preferable to include In particular, it is preferable that at least one of the first electrode and the second electrode contains a lithium-containing phosphate compound such as Li 1.2 Al 0.2 Ti 1.8 (PO 4 ) 3 and the first electrode and the second electrode. More preferably, both of the second electrodes contain the above-mentioned lithium-containing phosphate compound.
The electrode containing the same oxide as the solid electrolyte is strongly bonded to the solid electrolyte, so that the response speed and the mechanical strength are improved.
固体電解質と同じ酸化物を含む電極は、固体電解質との接合が強固となるため、応答速度及び機械的強度が向上する。 In the thread battery of the present invention, at least one of the first electrode and the second electrode preferably contains the same oxide as the solid electrolyte, and both the first electrode and the second electrode have the same oxide as the solid electrolyte. It is more preferable to include In particular, it is preferable that at least one of the first electrode and the second electrode contains a lithium-containing phosphate compound such as Li 1.2 Al 0.2 Ti 1.8 (PO 4 ) 3 and the first electrode and the second electrode. More preferably, both of the second electrodes contain the above-mentioned lithium-containing phosphate compound.
The electrode containing the same oxide as the solid electrolyte is strongly bonded to the solid electrolyte, so that the response speed and the mechanical strength are improved.
本発明の糸電池において、第１電極、第２電極及び固体電解質は、硫化物及び硫化酸化物を実質的に含まないことが好ましい。
In the yarn battery of the present invention, it is preferable that the first electrode, the second electrode and the solid electrolyte do not substantially contain sulfide and sulfide oxide.
第１電極が固体電解質と同じ酸化物を含んでいる場合、その含有量は３０重量％以上、７０重量％以下であることが好ましい。
第１電極における上記酸化物の含有量が３０重量％未満であると、第１電極と固体電解質との接合強度を充分に向上させることができないおそれがある。一方、上記含有量が７０重量％を超えると、第１電極中に占める正極活物質粒子の割合が減少するため、エネルギー密度が低下するおそれがある。
なお、第１電極中に占める酸化物の含有量は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析等の組成分析により測定することができる。また、簡易的には、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）等のデータ解析を利用することもできる。 When the first electrode contains the same oxide as the solid electrolyte, its content is preferably 30% by weight or more and 70% by weight or less.
If the content of the oxide in the first electrode is less than 30% by weight, the bonding strength between the first electrode and the solid electrolyte may not be sufficiently improved. On the other hand, when the content exceeds 70% by weight, the proportion of the positive electrode active material particles in the first electrode decreases, which may reduce the energy density.
The content of the oxide in the first electrode can be measured by composition analysis such as inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy. In addition, simply, data analysis such as powder X-ray diffraction (XRD) can also be used.
第１電極における上記酸化物の含有量が３０重量％未満であると、第１電極と固体電解質との接合強度を充分に向上させることができないおそれがある。一方、上記含有量が７０重量％を超えると、第１電極中に占める正極活物質粒子の割合が減少するため、エネルギー密度が低下するおそれがある。
なお、第１電極中に占める酸化物の含有量は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析等の組成分析により測定することができる。また、簡易的には、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）等のデータ解析を利用することもできる。 When the first electrode contains the same oxide as the solid electrolyte, its content is preferably 30% by weight or more and 70% by weight or less.
If the content of the oxide in the first electrode is less than 30% by weight, the bonding strength between the first electrode and the solid electrolyte may not be sufficiently improved. On the other hand, when the content exceeds 70% by weight, the proportion of the positive electrode active material particles in the first electrode decreases, which may reduce the energy density.
The content of the oxide in the first electrode can be measured by composition analysis such as inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy. In addition, simply, data analysis such as powder X-ray diffraction (XRD) can also be used.
第２電極が固体電解質と同じ酸化物を含んでいる場合、その含有量は３０重量％以上、７０重量％以下であることが好ましい。
第２電極における上記酸化物の含有量が３０重量％未満であると、第２電極と固体電解質との接合強度を充分に向上させることができないおそれがある。一方、上記含有量が７０重量％を超えると、第２電極中に占める負極活物質粒子の割合が減少するため、エネルギー密度が低下するおそれがある。
なお、第２電極中に占める酸化物の含有量は、第１電極と同様の方法で測定することができる。 When the second electrode contains the same oxide as the solid electrolyte, the content thereof is preferably 30% by weight or more and 70% by weight or less.
If the content of the oxide in the second electrode is less than 30% by weight, the bonding strength between the second electrode and the solid electrolyte may not be sufficiently improved. On the other hand, if the content exceeds 70% by weight, the ratio of the negative electrode active material particles in the second electrode decreases, and the energy density may decrease.
The content of the oxide in the second electrode can be measured by the same method as that for the first electrode.
第２電極における上記酸化物の含有量が３０重量％未満であると、第２電極と固体電解質との接合強度を充分に向上させることができないおそれがある。一方、上記含有量が７０重量％を超えると、第２電極中に占める負極活物質粒子の割合が減少するため、エネルギー密度が低下するおそれがある。
なお、第２電極中に占める酸化物の含有量は、第１電極と同様の方法で測定することができる。 When the second electrode contains the same oxide as the solid electrolyte, the content thereof is preferably 30% by weight or more and 70% by weight or less.
If the content of the oxide in the second electrode is less than 30% by weight, the bonding strength between the second electrode and the solid electrolyte may not be sufficiently improved. On the other hand, if the content exceeds 70% by weight, the ratio of the negative electrode active material particles in the second electrode decreases, and the energy density may decrease.
The content of the oxide in the second electrode can be measured by the same method as that for the first electrode.
固体電解質の長手方向の長さは特に限定されないが、糸電池全体の体積に占める固体電解質の体積の割合が３０体積％以下となるような長さであることが好ましい。
The length of the solid electrolyte in the longitudinal direction is not particularly limited, but is preferably such that the ratio of the volume of the solid electrolyte to the entire volume of the thread battery is 30% by volume or less.
［集電体］
第１集電体及び第２集電体について説明する。
第１電極が正極である場合、第１集電体は正極集電体となり、第２電極が負極である場合、第２集電体は負極集電体となる。 [Current collector]
The first current collector and the second current collector will be described.
When the first electrode is the positive electrode, the first current collector is the positive electrode current collector, and when the second electrode is the negative electrode, the second current collector is the negative electrode current collector.
第１集電体及び第２集電体について説明する。
第１電極が正極である場合、第１集電体は正極集電体となり、第２電極が負極である場合、第２集電体は負極集電体となる。 [Current collector]
The first current collector and the second current collector will be described.
When the first electrode is the positive electrode, the first current collector is the positive electrode current collector, and when the second electrode is the negative electrode, the second current collector is the negative electrode current collector.
正極集電体及び負極集電体は、電子伝導性があるものであれば、特に限定されない。正極集電体及び負極集電体は、例えば、炭素や電子伝導性の高い酸化物や複合酸化物、金属等により構成することができる。例えば、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ステンレス、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等により構成することができる。
正極集電体を構成する材料としては、Ｎｉ又はＡｌが好ましい。一方、負極集電体を構成する材料としては、Ｃｕが好ましい。 The positive electrode current collector and the negative electrode current collector are not particularly limited as long as they have electron conductivity. The positive electrode current collector and the negative electrode current collector can be made of, for example, carbon, an oxide or a composite oxide having a high electron conductivity, a metal, or the like. For example, Pt, Au, Ag, Al, Cu, stainless steel, ITO (indium tin oxide) or the like can be used.
Ni or Al is preferable as a material forming the positive electrode current collector. On the other hand, Cu is preferable as a material forming the negative electrode current collector.
正極集電体を構成する材料としては、Ｎｉ又はＡｌが好ましい。一方、負極集電体を構成する材料としては、Ｃｕが好ましい。 The positive electrode current collector and the negative electrode current collector are not particularly limited as long as they have electron conductivity. The positive electrode current collector and the negative electrode current collector can be made of, for example, carbon, an oxide or a composite oxide having a high electron conductivity, a metal, or the like. For example, Pt, Au, Ag, Al, Cu, stainless steel, ITO (indium tin oxide) or the like can be used.
Ni or Al is preferable as a material forming the positive electrode current collector. On the other hand, Cu is preferable as a material forming the negative electrode current collector.
［絶縁膜］
絶縁膜を構成する材料は絶縁性材料であればよく、例えば、ガラス、セラミックス、絶縁性樹脂等が挙げられる。
ガラスとしては、例えば、石英ガラス（ＳｉＯ２）や、ＳｉＯ２、ＰｂＯ、Ｂ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ及びＡｌ２Ｏ３からなる群から選ばれる少なくとも２種以上を組み合わせた複合酸化物系ガラス等が挙げられる。
セラミックスとしては、例えば、アルミナ、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等が挙げられる。
絶縁性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、熱可塑性ポリウレタン、テフロン（登録商標）等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等の熱硬化性樹脂、及び、光硬化性樹脂等が挙げられる。
絶縁膜の厚さは特に限定されないが、０．００５ｍｍ以上、１ｍｍ以下であることが好ましい。 [Insulating film]
The material forming the insulating film may be any insulating material, and examples thereof include glass, ceramics, and insulating resin.
Examples of the glass include quartz glass (SiO 2 ) and at least two kinds selected from the group consisting of SiO 2 , PbO, B 2 O 3 , MgO, ZnO, Bi 2 O 3 , Na 2 O and Al 2 O 3. Examples thereof include composite oxide glass and the like.
Examples of ceramics include alumina, cordierite, mullite, steatite, and forsterite.
Examples of the insulating resin include thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, thermoplastic polyurethane, Teflon (registered trademark), phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, Examples thereof include saturated polyester resins, alkyd resins, polyurethane, thermosetting resins such as thermosetting polyimide, and photocurable resins.
The thickness of the insulating film is not particularly limited, but is preferably 0.005 mm or more and 1 mm or less.
絶縁膜を構成する材料は絶縁性材料であればよく、例えば、ガラス、セラミックス、絶縁性樹脂等が挙げられる。
ガラスとしては、例えば、石英ガラス（ＳｉＯ２）や、ＳｉＯ２、ＰｂＯ、Ｂ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ及びＡｌ２Ｏ３からなる群から選ばれる少なくとも２種以上を組み合わせた複合酸化物系ガラス等が挙げられる。
セラミックスとしては、例えば、アルミナ、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等が挙げられる。
絶縁性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、熱可塑性ポリウレタン、テフロン（登録商標）等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等の熱硬化性樹脂、及び、光硬化性樹脂等が挙げられる。
絶縁膜の厚さは特に限定されないが、０．００５ｍｍ以上、１ｍｍ以下であることが好ましい。 [Insulating film]
The material forming the insulating film may be any insulating material, and examples thereof include glass, ceramics, and insulating resin.
Examples of the glass include quartz glass (SiO 2 ) and at least two kinds selected from the group consisting of SiO 2 , PbO, B 2 O 3 , MgO, ZnO, Bi 2 O 3 , Na 2 O and Al 2 O 3. Examples thereof include composite oxide glass and the like.
Examples of ceramics include alumina, cordierite, mullite, steatite, and forsterite.
Examples of the insulating resin include thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, thermoplastic polyurethane, Teflon (registered trademark), phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, Examples thereof include saturated polyester resins, alkyd resins, polyurethane, thermosetting resins such as thermosetting polyimide, and photocurable resins.
The thickness of the insulating film is not particularly limited, but is preferably 0.005 mm or more and 1 mm or less.
［製造方法］
本発明の糸電池を製造する方法は特に限定されない。
図１に示す糸電池１は、例えば、糸状の固体電解質と、糸状の第１電極と、糸状の第２電極とを準備し、固体電解質の長手方向の一方の端面に第１電極を配置し、固体電解質の長手方向の他方の端面に第２電極を配置し、かつ、第１電極の固体電解質と接触していない側の端面に第１集電体を配置し、第２電極の固体電解質と接触していない側の端面に第２集電体を配置することで得ることができる。さらに、得られた糸電池の外周面に、絶縁性材料からなる絶縁膜を形成してもよい。 [Production method]
The method for producing the yarn battery of the present invention is not particularly limited.
A thread battery 1 shown in FIG. 1 is prepared by, for example, preparing a thread-shaped solid electrolyte, a thread-shaped first electrode, and a thread-shaped second electrode, and disposing the first electrode on one end face in the longitudinal direction of the solid electrolyte. , The second electrode is arranged on the other end face of the solid electrolyte in the longitudinal direction, and the first current collector is arranged on the end face of the first electrode which is not in contact with the solid electrolyte, and the solid electrolyte of the second electrode It can be obtained by disposing the second current collector on the end surface on the side not in contact with. Furthermore, an insulating film made of an insulating material may be formed on the outer peripheral surface of the obtained thread battery.
本発明の糸電池を製造する方法は特に限定されない。
図１に示す糸電池１は、例えば、糸状の固体電解質と、糸状の第１電極と、糸状の第２電極とを準備し、固体電解質の長手方向の一方の端面に第１電極を配置し、固体電解質の長手方向の他方の端面に第２電極を配置し、かつ、第１電極の固体電解質と接触していない側の端面に第１集電体を配置し、第２電極の固体電解質と接触していない側の端面に第２集電体を配置することで得ることができる。さらに、得られた糸電池の外周面に、絶縁性材料からなる絶縁膜を形成してもよい。 [Production method]
The method for producing the yarn battery of the present invention is not particularly limited.
A thread battery 1 shown in FIG. 1 is prepared by, for example, preparing a thread-shaped solid electrolyte, a thread-shaped first electrode, and a thread-shaped second electrode, and disposing the first electrode on one end face in the longitudinal direction of the solid electrolyte. , The second electrode is arranged on the other end face of the solid electrolyte in the longitudinal direction, and the first current collector is arranged on the end face of the first electrode which is not in contact with the solid electrolyte, and the solid electrolyte of the second electrode It can be obtained by disposing the second current collector on the end surface on the side not in contact with. Furthermore, an insulating film made of an insulating material may be formed on the outer peripheral surface of the obtained thread battery.
以上の手順により、本発明の糸電池を製造することができる。
The yarn battery of the present invention can be manufactured by the above procedure.
糸状の固体電解質を得る方法としては、例えば、固体電解質を構成する材料と有機バインダと分散媒とを含有する混合液を紡糸し、焼成する方法が挙げられる。
また、固体電解質を構成する材料を溶融させた状態で糸状に加工してもよい。 Examples of the method for obtaining the filamentous solid electrolyte include a method in which a mixed solution containing a material forming the solid electrolyte, an organic binder, and a dispersion medium is spun and fired.
Further, the material forming the solid electrolyte may be processed into a thread shape in a molten state.
また、固体電解質を構成する材料を溶融させた状態で糸状に加工してもよい。 Examples of the method for obtaining the filamentous solid electrolyte include a method in which a mixed solution containing a material forming the solid electrolyte, an organic binder, and a dispersion medium is spun and fired.
Further, the material forming the solid electrolyte may be processed into a thread shape in a molten state.
糸状の第１電極を得る方法としては、例えば、第１電極を構成する材料と有機バインダと分散媒とを含有する混合液を紡糸し、焼成する方法が挙げられる。
また、第１電極を構成する材料を溶融させた状態で糸状に加工してもよい。
第１電極の一方の端面に第１集電体を形成する方法としては、例えば、レーザー加工、スパッタ、メッキ等が挙げられる。 As a method of obtaining the filamentous first electrode, for example, a method of spinning a mixed solution containing a material forming the first electrode, an organic binder, and a dispersion medium and firing the mixture is cited.
Alternatively, the material forming the first electrode may be processed into a thread shape in a molten state.
Examples of methods for forming the first current collector on one end surface of the first electrode include laser processing, sputtering, plating, and the like.
また、第１電極を構成する材料を溶融させた状態で糸状に加工してもよい。
第１電極の一方の端面に第１集電体を形成する方法としては、例えば、レーザー加工、スパッタ、メッキ等が挙げられる。 As a method of obtaining the filamentous first electrode, for example, a method of spinning a mixed solution containing a material forming the first electrode, an organic binder, and a dispersion medium and firing the mixture is cited.
Alternatively, the material forming the first electrode may be processed into a thread shape in a molten state.
Examples of methods for forming the first current collector on one end surface of the first electrode include laser processing, sputtering, plating, and the like.
糸状の第２電極を得る方法としては、例えば、第２電極を構成する材料と有機バインダと分散媒とを含有する混合液を紡糸し、焼成する方法が挙げられる。
また、第２電極を構成する材料を溶融させた状態で糸状に加工してもよい。
第２電極の一方の端面に第２集電体を形成する方法としては、例えば、レーザー加工、スパッタ、メッキ等が挙げられる。 As a method of obtaining the thread-shaped second electrode, for example, a method of spinning a mixed solution containing a material forming the second electrode, an organic binder, and a dispersion medium and firing the mixed solution may be mentioned.
Alternatively, the material forming the second electrode may be processed into a thread shape in a melted state.
Examples of methods for forming the second current collector on one end surface of the second electrode include laser processing, sputtering, plating, and the like.
また、第２電極を構成する材料を溶融させた状態で糸状に加工してもよい。
第２電極の一方の端面に第２集電体を形成する方法としては、例えば、レーザー加工、スパッタ、メッキ等が挙げられる。 As a method of obtaining the thread-shaped second electrode, for example, a method of spinning a mixed solution containing a material forming the second electrode, an organic binder, and a dispersion medium and firing the mixed solution may be mentioned.
Alternatively, the material forming the second electrode may be processed into a thread shape in a melted state.
Examples of methods for forming the second current collector on one end surface of the second electrode include laser processing, sputtering, plating, and the like.
得られた糸電池の外周面に、絶縁性材料からなる絶縁膜を形成する方法としては、ディッピング法やコーティング法等が挙げられる。
Examples of methods for forming an insulating film made of an insulating material on the outer peripheral surface of the obtained thread battery include a dipping method and a coating method.
１、３ 糸電池
１ａ 第１端部
１ｂ 第２端部
１０ 第１電極
２０ 第２電極
３０ 固体電解質
７０ 第１集電体
９０ 第２集電体
１００ 絶縁膜 1, 3Thread battery 1a First end 1b Second end 10 First electrode 20 Second electrode 30 Solid electrolyte 70 First current collector 90 Second current collector 100 Insulating film
１ａ 第１端部
１ｂ 第２端部
１０ 第１電極
２０ 第２電極
３０ 固体電解質
７０ 第１集電体
９０ 第２集電体
１００ 絶縁膜 1, 3
Claims (3)
- 長手方向に相対する第１端部及び第２端部を有する糸電池であって、
前記第１端部から前記第２端部に向かって、前記第１端部に配置される第１集電体、長手方向に延びる糸状の第１電極、長手方向に延びる糸状の固体電解質、長手方向に延びる糸状の第２電極、及び、前記第２端部に配置される第２集電体がこの順で接続されていることを特徴とする糸電池。 A yarn cell having a first end and a second end opposite to each other in the longitudinal direction,
From the first end toward the second end, a first current collector arranged at the first end, a filamentous first electrode extending in the longitudinal direction, a filamentous solid electrolyte extending in the longitudinal direction, a longitudinal direction. A thread battery, wherein a thread-shaped second electrode extending in the direction and a second current collector arranged at the second end are connected in this order. - 前記第１電極、前記第２電極及び前記固体電解質が、いずれも酸化物を含んでいる請求項１に記載の糸電池。 The yarn battery according to claim 1, wherein each of the first electrode, the second electrode, and the solid electrolyte contains an oxide.
- 前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方が、前記固体電解質と同じ酸化物を含んでいる請求項２に記載の糸電池。 The thread battery according to claim 2, wherein at least one of the first electrode and the second electrode contains the same oxide as the solid electrolyte.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020550357A JP7088299B2 (en) | 2018-10-12 | 2019-09-26 | Thread battery |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018193540 | 2018-10-12 | ||
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| JP2001093581A (en) * | 1999-09-28 | 2001-04-06 | Sony Corp | Knitted battery and battery wear with same |
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