JPH0317348B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0317348B2 JPH0317348B2 JP59175553A JP17555384A JPH0317348B2 JP H0317348 B2 JPH0317348 B2 JP H0317348B2 JP 59175553 A JP59175553 A JP 59175553A JP 17555384 A JP17555384 A JP 17555384A JP H0317348 B2 JPH0317348 B2 JP H0317348B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium ion
- conductivity
- solid electrolyte
- ion conductive
- linb
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
- H01M6/185—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with oxides, hydroxides or oxysalts as solid electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は、リチウムイオン導電性固体電解質材
料に関する。
料に関する。
リチウムを負極活物質として用い、電解質とし
てリチウム導電性の固体電解質を用いた固体電池
は、高工ネルギ密度であり、液漏れがなく、小型
薄幕に出来る等の点で、非常に利点が多い。
てリチウム導電性の固体電解質を用いた固体電池
は、高工ネルギ密度であり、液漏れがなく、小型
薄幕に出来る等の点で、非常に利点が多い。
このような固体電池への応用を目的としてチリ
ウムイオン導電性固体電解質材料の開発が注目さ
れている。しかし、現在のところ、リチウムイオ
ン導電性固体電解質材料は得られておらず、僅か
に、40mol％Al2O3を添加したLiIのみがリチウム
固体電池に応用され、実用されているにすぎな
い。
ウムイオン導電性固体電解質材料の開発が注目さ
れている。しかし、現在のところ、リチウムイオ
ン導電性固体電解質材料は得られておらず、僅か
に、40mol％Al2O3を添加したLiIのみがリチウム
固体電池に応用され、実用されているにすぎな
い。
最近、Li3N、LiAlSiO4等のリチウムイオン導
電性の固体電解質材料が知られているが、まだ固
体電池に必要な特性を充分満足しているとは言い
難い現状である。たとえば、LI3Nは導電率は大
きいが、分解電圧が低いこと、LiAlSiO4は室温
での導電率が10-9Ω-1cm-1以下と小さく、いずれ
も固体電池への適用はなされていない。
電性の固体電解質材料が知られているが、まだ固
体電池に必要な特性を充分満足しているとは言い
難い現状である。たとえば、LI3Nは導電率は大
きいが、分解電圧が低いこと、LiAlSiO4は室温
での導電率が10-9Ω-1cm-1以下と小さく、いずれ
も固体電池への適用はなされていない。
このようなわけで、これらの欠点を除去した固
体電解質材料、特に導電率が大きく、化学的に安
定な材料の開発が希求されている。
体電解質材料、特に導電率が大きく、化学的に安
定な材料の開発が希求されている。
本発明は上述の現状に鑑みなされたもので、導
電率が大きく、かつ化学的に安定なリチウムイオ
ン導電性固体電解質材料を提供することを目的と
する。
電率が大きく、かつ化学的に安定なリチウムイオ
ン導電性固体電解質材料を提供することを目的と
する。
したがつて、本発明によるリチウムイオン導電
性固体電解質材料は、一般式、 LiNb1-xTaxWO6 （但し、０＜ｘ≦１） で示される組成物よりなることを特徴とするもの
である。
性固体電解質材料は、一般式、 LiNb1-xTaxWO6 （但し、０＜ｘ≦１） で示される組成物よりなることを特徴とするもの
である。
本発明によるリチウムイオン導電性固体電解質
材料によれば、トリチル構造を有することによ
り、比較的高いリチウムイオン導電性を示すとと
もに、分解電圧も高く、熱的に安定であり、ま
た、水分に対しても、他のリチウムイオン導電体
に比較して安定であるという利点があり、このた
めこのリチウムイオン導電性固体電解質材料をリ
チウム固体電池の電解質材料に適用することによ
り、固体電池の特性改善が達成しえるという利点
がある。
材料によれば、トリチル構造を有することによ
り、比較的高いリチウムイオン導電性を示すとと
もに、分解電圧も高く、熱的に安定であり、ま
た、水分に対しても、他のリチウムイオン導電体
に比較して安定であるという利点があり、このた
めこのリチウムイオン導電性固体電解質材料をリ
チウム固体電池の電解質材料に適用することによ
り、固体電池の特性改善が達成しえるという利点
がある。
本発明をさらに詳しく説明する。
本発明による一般式、
LiNb1-xTaxWO6
（但し、０＜ｘ≦１）
で示される組成物は、リチウムイオン導電率の高
い材料を作ることを目的に、その結晶構造に着目
して製作したものである。
い材料を作ることを目的に、その結晶構造に着目
して製作したものである。
本発明によるリチウムイオン導電性固体電解質
材料はトリルチル構造を有するものである。すな
わち、このトリルチル構造はルチル構造のＣ軸方
向に３倍伸びた構造をしており、したがつて
（001）方向に隙間があり、この方向にリチウムイ
オンの移動が容易であると考えられることから、
この材料系に着目したのである。
材料はトリルチル構造を有するものである。すな
わち、このトリルチル構造はルチル構造のＣ軸方
向に３倍伸びた構造をしており、したがつて
（001）方向に隙間があり、この方向にリチウムイ
オンの移動が容易であると考えられることから、
この材料系に着目したのである。
前述の一般式において、０＜ｘ≦１にある本発
明によるリチウムイオン導電性固体電解質材料は
トリルチル構造を採り、いずれもリチウムイオン
導電性を示す。
明によるリチウムイオン導電性固体電解質材料は
トリルチル構造を採り、いずれもリチウムイオン
導電性を示す。
本発明によるリチウムイオン導電性固体電解質
材料の製造方法は、本発明において限定されるも
のではない。たとえば、通常の磁器焼成法あるい
はホツトプレス法により製造することができる。
材料の製造方法は、本発明において限定されるも
のではない。たとえば、通常の磁器焼成法あるい
はホツトプレス法により製造することができる。
具体的には、たとえば次のようにして製造する
ことができる。
ことができる。
まず市販特級試薬のLi2CO3、Nb2O55、Ta2O5
およびWO3を原料とし、これらの原料を、
LiNb1-xTaxWO6なる秤量式に基づき、所定量を
秤量し、充分混合した後、アルミナるつぼに移し
て、仮焼成する。仮焼成は、700〜760℃の温度で
24時間、大気中にて行なう。焼成後、生成物を電
気炉より取り出し、粉枠した後、１〜5t／cm2の圧
力で、成形し成形体とする。
およびWO3を原料とし、これらの原料を、
LiNb1-xTaxWO6なる秤量式に基づき、所定量を
秤量し、充分混合した後、アルミナるつぼに移し
て、仮焼成する。仮焼成は、700〜760℃の温度で
24時間、大気中にて行なう。焼成後、生成物を電
気炉より取り出し、粉枠した後、１〜5t／cm2の圧
力で、成形し成形体とする。
この成形体を、さらに760〜780℃の温度で６時
間焼成するか、760〜800℃の温度で、400Kg／cm2
のプレス圧で２時間、ホツトプレス焼成を行う。
間焼成するか、760〜800℃の温度で、400Kg／cm2
のプレス圧で２時間、ホツトプレス焼成を行う。
前述のように製造された焼結体を所要形状に切
り出し、研磨し、リチウム負極活物質とする固体
電池の固体電解質材料とする。
り出し、研磨し、リチウム負極活物質とする固体
電池の固体電解質材料とする。
本発明によるリチウムイオン導電性固体電解質
材料の導電率は、仮焼成、本焼成あるいはホツト
プレス条件により若干の影響を受けるが、
LiNb1-xTaxWO6なる組成において、ｘ＝0.25の
時、最大の導電率を示す。
材料の導電率は、仮焼成、本焼成あるいはホツト
プレス条件により若干の影響を受けるが、
LiNb1-xTaxWO6なる組成において、ｘ＝0.25の
時、最大の導電率を示す。
以下、本発明の実施例を説明する。
以下の実施例における導電率の測定は、焼結体
から、直径12mm、厚み約２mmの円盤状試料に成形
し、その両面にPt−Pd電極を付けて、交流法に
より行い、複数アドミツタンス法により導電率を
求めた。また電子輸率は直流法により電子伝導性
による導電率を求め、全善導電率との比より求め
た。
から、直径12mm、厚み約２mmの円盤状試料に成形
し、その両面にPt−Pd電極を付けて、交流法に
より行い、複数アドミツタンス法により導電率を
求めた。また電子輸率は直流法により電子伝導性
による導電率を求め、全善導電率との比より求め
た。
実施例 １
前述の製造方法にしたがい、LiNbWO6（前記
一般式のx0のばあい）、LiNb0.75Ta0.25WO6（ｘ＝
0.25）、LiNb0.5Ta0.5WO6（ｘ＝0.5）、LiNb0.25
Ta0.7WO6（ｘ＝0.75）、LiTaWO（ｘ＝１）を、次
の条件で製造した。
一般式のx0のばあい）、LiNb0.75Ta0.25WO6（ｘ＝
0.25）、LiNb0.5Ta0.5WO6（ｘ＝0.5）、LiNb0.25
Ta0.7WO6（ｘ＝0.75）、LiTaWO（ｘ＝１）を、次
の条件で製造した。
仮焼成を750℃、24時間行つた後、成形し、こ
れを780℃、400Kg／cm2のプレス圧で、２時間ホツ
トプレスを行つた。得られた焼結体材料研磨成形
した後、電極を付けて、交流法により導電率を測
定した。
れを780℃、400Kg／cm2のプレス圧で、２時間ホツ
トプレスを行つた。得られた焼結体材料研磨成形
した後、電極を付けて、交流法により導電率を測
定した。
結果を第１図に示す。
第１図は導電率の温度依存性を示す図であり、
図中、１はLiNbWO6、２はLiNb0.75Ta0.25WO6、
３はLiNb0.5Ta0.5WO6、４はLiNb0.25Ta0.75WO6、
５はLiTaWO6についての結果を示すグラフであ
る。
図中、１はLiNbWO6、２はLiNb0.75Ta0.25WO6、
３はLiNb0.5Ta0.5WO6、４はLiNb0.25Ta0.75WO6、
５はLiTaWO6についての結果を示すグラフであ
る。
この第１図における直線の傾きから活性化エネ
ルギが求められる。前述の１の活性化エネルギは
0.50evであり、２，３，４，５の順に大きくな
り、５においては0.59evである。２， 150℃における導電率と組成の関係を第２図に
示す。第２図より明らかなように、組成が
LiNb0.75Ta0.25WO6の付近で導電率が最大にな
る。
ルギが求められる。前述の１の活性化エネルギは
0.50evであり、２，３，４，５の順に大きくな
り、５においては0.59evである。２， 150℃における導電率と組成の関係を第２図に
示す。第２図より明らかなように、組成が
LiNb0.75Ta0.25WO6の付近で導電率が最大にな
る。
直流法による導電率の測定結果は、150℃にお
いて、LiNbWO6、LiNb0.75Ta0.25WO6それぞれ、
６×10-8Ω-1cm-1、１×10-10Ω-1cm-1、1.5×
10-10Ω-1cm-1であり、電子輸率はそれぞれ、
0.03、0.0001、0.04であつた。このことから、本
発明によるリチウムイオン導電性固体電解質材料
はいずれもLiイオン導電性であることがわかる。
いて、LiNbWO6、LiNb0.75Ta0.25WO6それぞれ、
６×10-8Ω-1cm-1、１×10-10Ω-1cm-1、1.5×
10-10Ω-1cm-1であり、電子輸率はそれぞれ、
0.03、0.0001、0.04であつた。このことから、本
発明によるリチウムイオン導電性固体電解質材料
はいずれもLiイオン導電性であることがわかる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によるLiNb1-x
TaxWO6なる磁器組成物は、トリルチル構造を有
することにより、比較的高いリチウムイオン導電
性を示す。また、このリチウムイオン導電性固体
電解質材料は分解電圧も高く、熱的および水分に
対しても安定であり、リチウム固体電池の電解質
材料に用いることにより固体電池の特性改善が達
成できる利点がある。
TaxWO6なる磁器組成物は、トリルチル構造を有
することにより、比較的高いリチウムイオン導電
性を示す。また、このリチウムイオン導電性固体
電解質材料は分解電圧も高く、熱的および水分に
対しても安定であり、リチウム固体電池の電解質
材料に用いることにより固体電池の特性改善が達
成できる利点がある。
第１図は、本発明の一実施例のリチウムイオン
導電性固体電解質材料の導電率の温度依存性を示
す図であり、第２図は本発明によるリチウムイオ
ン導電性固体電解質材料の150℃における導電率
と組成の関係を示す図である。
導電性固体電解質材料の導電率の温度依存性を示
す図であり、第２図は本発明によるリチウムイオ
ン導電性固体電解質材料の150℃における導電率
と組成の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式、 LiNb1-xTaxWO6 （但し、０＜ｘ≦１） で示される組成物よりなることを特徴とするリチ
ウムイオン導電性固体電解質材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175553A JPS6154161A (ja) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | リチウムイオン導電性固体電解質材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175553A JPS6154161A (ja) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | リチウムイオン導電性固体電解質材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6154161A JPS6154161A (ja) | 1986-03-18 |
| JPH0317348B2 true JPH0317348B2 (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=15998092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59175553A Granted JPS6154161A (ja) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | リチウムイオン導電性固体電解質材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6154161A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6853462B2 (ja) * | 2016-08-26 | 2021-03-31 | 国立大学法人信州大学 | ストロンチウム吸着材及びその製造方法 |
| JP7142837B2 (ja) * | 2018-01-30 | 2022-09-28 | 国立大学法人信州大学 | ストロンチウム吸着材及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0816455B2 (ja) * | 1986-09-02 | 1996-02-21 | 三井造船株式会社 | ガスタ−ビン用燃焼器の冷却方法 |
-
1984
- 1984-08-23 JP JP59175553A patent/JPS6154161A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6154161A (ja) | 1986-03-18 |
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