JPH0458149B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0458149B2 JPH0458149B2 JP58193109A JP19310983A JPH0458149B2 JP H0458149 B2 JPH0458149 B2 JP H0458149B2 JP 58193109 A JP58193109 A JP 58193109A JP 19310983 A JP19310983 A JP 19310983A JP H0458149 B2 JPH0458149 B2 JP H0458149B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- lithium
- battery
- sulfide
- conductivity
- 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
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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
-
- 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)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
(イ) 産業上の利用分野
本発明はリチウムを負極活物質とする固体電解
質電池に係り、特にリチウムイオン導電性の固体
電解質の改良に関するものである。 (ロ) 従来技術 この種電池は固体状の電解質を用いるため漏液
の心配がなく、保存性能が優れているという利点
を有するが、固体電解質の導電率は液状電解質に
比して数段低く高率放電特性に問題があつた。現
在、一般に知られている固体電解質のうち比較的
特性が良好なものとしてヨウ化リチウム−アルミ
ナ系或いは硫化リチウム−五硫化リン−ヨウ化リ
チウムの３成分系ガラス状固体電解質があるが、
いずれも室温での導電率は高々１×10-5S／cm程
度である。 (ハ) 発明の目的 本発明の目的とするところは、リチウムイオン
導電率の高い固体電解質を提案し、高率放電特性
に優れた固体電解質電池を提供することにある。 (ニ) 発明の構成 本発明は上記目的を達成すべくなされたものに
してその要旨とするところは、正極と、リチウム
負極と、リチウムイオン導電性固体電解質とを備
えるものであつて、前記固体電解質が硫化リチウ
ム（Li2S）、五硫化リン（P2S5）、ヨウ化リチウ
ム（LiI）及び少くとも一種のアルカリ土類金属
硫化物よりなるガラス状固体電解質であることを
特徴とする固体電解質電池にある。 (ホ) 実施例 以下本発明の実施例について詳述する。 ガラス状固体電解質は次のようにして合成し
た。即ち硫化リチウム（Li2S）、五硫化リン
（P2S5）、ヨウ化リチウム（LiI）及び硫化カルシ
ウム（CaS）、硫化マグネシウム（MgS）、硫化
ストロンチウム（SrS）、硫化バリウム（BaS）
の市販特級試薬を夫々粉砕して400メツシユパス
し250℃で減圧乾燥する。 次にこれらの原料を所定のモル比で混合し石英
アンプル中に真空封入して電気炉で1000℃に加熱
したのち急冷してガラス状固体電解質を得る。 こうして得たガラス状固体電解質を粉砕し400
メツシユパスしたのちプレス成型して径10mmφ、
厚み２mmのペレツトとし、電極としてのリチウム
圧延板を圧着してIKHzの交流ブリツジで抵抗を
測定し導電率を算出した。次表は各種組成におけ
るガラス状固体電解質の20℃での導電率を示す。
質電池に係り、特にリチウムイオン導電性の固体
電解質の改良に関するものである。 (ロ) 従来技術 この種電池は固体状の電解質を用いるため漏液
の心配がなく、保存性能が優れているという利点
を有するが、固体電解質の導電率は液状電解質に
比して数段低く高率放電特性に問題があつた。現
在、一般に知られている固体電解質のうち比較的
特性が良好なものとしてヨウ化リチウム−アルミ
ナ系或いは硫化リチウム−五硫化リン−ヨウ化リ
チウムの３成分系ガラス状固体電解質があるが、
いずれも室温での導電率は高々１×10-5S／cm程
度である。 (ハ) 発明の目的 本発明の目的とするところは、リチウムイオン
導電率の高い固体電解質を提案し、高率放電特性
に優れた固体電解質電池を提供することにある。 (ニ) 発明の構成 本発明は上記目的を達成すべくなされたものに
してその要旨とするところは、正極と、リチウム
負極と、リチウムイオン導電性固体電解質とを備
えるものであつて、前記固体電解質が硫化リチウ
ム（Li2S）、五硫化リン（P2S5）、ヨウ化リチウ
ム（LiI）及び少くとも一種のアルカリ土類金属
硫化物よりなるガラス状固体電解質であることを
特徴とする固体電解質電池にある。 (ホ) 実施例 以下本発明の実施例について詳述する。 ガラス状固体電解質は次のようにして合成し
た。即ち硫化リチウム（Li2S）、五硫化リン
（P2S5）、ヨウ化リチウム（LiI）及び硫化カルシ
ウム（CaS）、硫化マグネシウム（MgS）、硫化
ストロンチウム（SrS）、硫化バリウム（BaS）
の市販特級試薬を夫々粉砕して400メツシユパス
し250℃で減圧乾燥する。 次にこれらの原料を所定のモル比で混合し石英
アンプル中に真空封入して電気炉で1000℃に加熱
したのち急冷してガラス状固体電解質を得る。 こうして得たガラス状固体電解質を粉砕し400
メツシユパスしたのちプレス成型して径10mmφ、
厚み２mmのペレツトとし、電極としてのリチウム
圧延板を圧着してIKHzの交流ブリツジで抵抗を
測定し導電率を算出した。次表は各種組成におけ
るガラス状固体電解質の20℃での導電率を示す。
【表】
上表から明らかなように、Li2S−P2S5−LiIの
３成分系に少くとも一種のアルカリ土類金属硫化
物を添加したものは高い導電率を示し、特に
Li2S：P2S5：LiI：CaS＝23：17：50：10の組成
比のもの或いはLi2S：P2S5：LiI：CaS：MaS＝
23：17：50：５：５の組成比のものに至つては上
記３成分系に比して約２倍強の導電率を示してい
る。 このように導電率が向上する理由は未だ明らか
ではないが、一般にガラス状態における導電率向
上の要因としてはイオンが移動しうる空隙が多数
存在し、且イオンが結晶構造によつて束縛を受け
ないことがあげられる。 本発明による固体電解質においては、二価でリ
チウムよりイオン半径が大きく且ガラス状形成に
障害とならないアルカリ土類金属の硫化物の添加
によつてリチウムイオンの可動性が増大したため
導電率が向上したと考えられる。 次に本発明による固体電解質（試料番号３）を
用いて次のように電池を作成した。 正極合剤としてヨウ化鉛（PbI2）、硫化鉛
（PbS）及び鉛（Pb）粉末を１：１：２のモル比
で混合したものを用い、又負極として厚み1.0mm
のリチウム圧延板を10mmφに打抜いたものを用い
る。 電池組立に際しては、正極合剤300mgと固体電
解質100mgを径10.0φに一体成型したのち固体電解
質の他側にリチウム負極を圧着してなる。 又、比較のために固体電解質として試料番号１
の３成分系を用いることを除いて他は本発明電池
と同様の比較電池を作成した。 第１図はこれらの電池の室温下における電流−
電圧特性、第２図は60℃における56KΩ定負荷放
電特性を夫々示す。尚、図中Ａは本発明電池、Ｂ
は比較電池である。 (ヘ) 発明の効果 上述した如く、固体電解質として硫化リチウ
ム、五硫化リン、ヨウ化リチウム及び少くとも一
種のアルカリ土類金属硫化物よりなるガラス状固
体電解質を用いることにより固体電解質電池の放
電特性を改善しうるものであり、その工業的価値
は極めて大である。
３成分系に少くとも一種のアルカリ土類金属硫化
物を添加したものは高い導電率を示し、特に
Li2S：P2S5：LiI：CaS＝23：17：50：10の組成
比のもの或いはLi2S：P2S5：LiI：CaS：MaS＝
23：17：50：５：５の組成比のものに至つては上
記３成分系に比して約２倍強の導電率を示してい
る。 このように導電率が向上する理由は未だ明らか
ではないが、一般にガラス状態における導電率向
上の要因としてはイオンが移動しうる空隙が多数
存在し、且イオンが結晶構造によつて束縛を受け
ないことがあげられる。 本発明による固体電解質においては、二価でリ
チウムよりイオン半径が大きく且ガラス状形成に
障害とならないアルカリ土類金属の硫化物の添加
によつてリチウムイオンの可動性が増大したため
導電率が向上したと考えられる。 次に本発明による固体電解質（試料番号３）を
用いて次のように電池を作成した。 正極合剤としてヨウ化鉛（PbI2）、硫化鉛
（PbS）及び鉛（Pb）粉末を１：１：２のモル比
で混合したものを用い、又負極として厚み1.0mm
のリチウム圧延板を10mmφに打抜いたものを用い
る。 電池組立に際しては、正極合剤300mgと固体電
解質100mgを径10.0φに一体成型したのち固体電解
質の他側にリチウム負極を圧着してなる。 又、比較のために固体電解質として試料番号１
の３成分系を用いることを除いて他は本発明電池
と同様の比較電池を作成した。 第１図はこれらの電池の室温下における電流−
電圧特性、第２図は60℃における56KΩ定負荷放
電特性を夫々示す。尚、図中Ａは本発明電池、Ｂ
は比較電池である。 (ヘ) 発明の効果 上述した如く、固体電解質として硫化リチウ
ム、五硫化リン、ヨウ化リチウム及び少くとも一
種のアルカリ土類金属硫化物よりなるガラス状固
体電解質を用いることにより固体電解質電池の放
電特性を改善しうるものであり、その工業的価値
は極めて大である。
第１図及び第２図は本発明電池と比較電池との
特性比較図であり、第１図は室温下における電流
−電圧特性、第２図は60℃における56KΩ定負荷
放電特性を夫々示す。 Ａ……本発明電池、Ｂ……比較電池。
特性比較図であり、第１図は室温下における電流
−電圧特性、第２図は60℃における56KΩ定負荷
放電特性を夫々示す。 Ａ……本発明電池、Ｂ……比較電池。
Claims (1)
- １ 正極と、リチウム負極と、リチウムイオン導
電性固体電解質とを備えるものであつて、前記固
体電解質が硫化リチウム（Li2S）、五硫化リン
（P2S5）、ヨウ化リチウム（LiI）及び少くとも一
種のアルカリ土類金属硫化物よりなるガラス状固
体電解質であることを特徴とする固体電解質電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193109A JPS6084772A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 固体電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193109A JPS6084772A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 固体電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084772A JPS6084772A (ja) | 1985-05-14 |
| JPH0458149B2 true JPH0458149B2 (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=16302393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58193109A Granted JPS6084772A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 固体電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6084772A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5590836B2 (ja) * | 2009-09-09 | 2014-09-17 | 公立大学法人大阪府立大学 | 硫化物固体電解質 |
| JP5521899B2 (ja) * | 2010-08-26 | 2014-06-18 | トヨタ自動車株式会社 | 硫化物固体電解質材料およびリチウム固体電池 |
| JP2013103851A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Nippon Chem Ind Co Ltd | ヨウ化リチウム無水塩、ヨウ化リチウム無水塩の製造方法、固体電解質、及びリチウムイオン電池 |
| JP6374741B2 (ja) * | 2014-09-22 | 2018-08-15 | 公立大学法人大阪府立大学 | 全固体二次電池用固体電解質、その製造方法及びそれを含む全固体二次電池 |
| JP6568141B2 (ja) * | 2017-04-27 | 2019-08-28 | 古河機械金属株式会社 | リチウムイオン電池用固体電解質材料およびリチウムイオン電池用固体電解質材料の製造方法 |
| CN114976221A (zh) | 2017-11-14 | 2022-08-30 | 出光兴产株式会社 | 含金属元素的硫化物类固体电解质及其制造方法 |
| CN111029662A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 江苏智泰新能源科技有限公司 | 一种硫化物电解质材料制备方法 |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP58193109A patent/JPS6084772A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6084772A (ja) | 1985-05-14 |
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