JPH0465068A - 全固体電圧記憶素子 - Google Patents

全固体電圧記憶素子

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JPH0465068A
JPH0465068A JP2174736A JP17473690A JPH0465068A JP H0465068 A JPH0465068 A JP H0465068A JP 2174736 A JP2174736 A JP 2174736A JP 17473690 A JP17473690 A JP 17473690A JP H0465068 A JPH0465068 A JP H0465068A
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JP
Japan
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solid
electrode
current collector
solid electrolyte
state voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP2174736A
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English (en)
Inventor
Yasuhiko Mifuji
靖彦 美藤
Shuji Ito
修二 伊藤
Sukeyuki Murai
村井 祐之
Yoshinori Toyoguchi
豊口 吉徳
Kanji Takada
寛治 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0465068A publication Critical patent/JPH0465068A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は 電気化学素子の1つである全固体電圧記憶素
子に関し とくにその電極に関すム従来の技術 従来 電解液を用いる電池やコンデンサなどの電気化学
素子ζよ 電解液の漏液やガス発生による素子の膨張 
破裂の危険性があり、使用機器への絶対的信頼性を確保
することは不可能であったこれに対して固体電解質を用
いた素子ζよ 上記のような問題点がなく、また電解液
で起こる水線蒸発がなく、広い使用温度範囲が期待でき
、高い信頼性を具備するものにできる可能性があム こ
のため電解液に代えて固体電解質を使用する全固体電気
化学素子の開発が盛んに行なわれている。
その中で耘 固体電解質を用いた全固体電池の開発は最
も盛んであり、例えGEL  銅イオン導電性固体電解
質を用いる銅系全固体二次電池 銀イオン導電性固体電
解質を用いる銀系全固体二次電池リチウムイオン導電性
固体電解質を用いるリチウム系全固体電池などかあムー
人  その応用展開として自己放電がきわめて小さい固
体電解質を用いた全固体電圧記憶素子が提案されていも
 これまで水分、酸素 熱に対して安定でかつ高温にお
いても電子伝導性がきわめて小さい4AgI−Ag2W
Oaを銀イオン導電性固体電解質に用しX、電極活物質
にAg2S e−AgsPOaや銀バナジウム酸化物を
用いた電圧記憶素子が開発されており、前者の電極を用
いた電圧記憶素子は現在実用化されていも その断面は第3図に示すように銀イオン導電性固体電解
質層11の両面に電極12を設(す、その電極12の表
面にカーボンペースト層13を設(す、そのカーボンベ
ース■・層13に接してリード端子14を設置す、全体
を樹脂15で被覆した構成であこのような構成において
、電極12にAgpSe−Ag*poaを用いた電圧記
憶素子は電圧記憶領域が0〜100mVと小さいという
欠点を有していた 一方、電極2に銀バナジウム複合酸化物を用いた電圧記
憶素子は記憶できる電圧範囲が0〜200mVと前記の
電極に比べて大きいという特徴を有すると同時へ 固体
電解質が水分、酸素 熱に対して安定で、高温において
も電子伝導性がほとんどないため100℃を越える広い
温度範囲で使用でき、また銀バナジウム酸化物を使用す
るためにO〜200mVという広い電圧範囲を記憶でき
るという特徴を有するものである。
発明が解決しようとする課題 (7かしながぺ このような構成では電極反応速度が低
いために 電圧記憶速度すなわち充放電速度が低く、短
時間の充放電を行なう場合、通電停止後所定電圧からの
電圧変動が生し 入力信号に対する十分な応答性が得ら
れないという課題を有していた 本発明はこのような課題を解決するもので充放電速度の
優れた全固体電圧記憶素子の提供を目的とすも 課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明の全固体電圧記憶素
子は銀イオン導電性固体電解質層の両面に銀イオン導電
性固体電解質と、電極活物質としてAg、V2O5−(
0,6≦X≦0.8、Yは酸素欠損)で表わされる複合
酸化物を混合I−電極活物質の含有量が10重量%から
50重量%の範囲である電極を設(す、さらにその電極
の表面に電子伝導性集電成形体層(以下、単に集電体と
称する)を設置す、その集電体に接してリード端子を設
けた構成とした 作用 この構成により本発明の全固体電圧記憶素子は上記した
構成によって、成型時のプレス圧が成型体表面に一様に
かかることとなり、電極層と固体電解質層が良好な接触
状態を保持することとなa実施例 以下 本発明についての一実施例の全固体電圧記憶素子
について図面を用いて詳細に説明する。
まず、AgI、AgeOlW Osをモル比で4=1:
1の比となるように秤量し、アルミナ乳鉢で混合し、た
。この混合物を加圧成型しベレット状とした後、バイレ
ックス管に減圧封入し、400℃で17時間溶融、反応
させた。その反応物を乳鉢で粉砕、分級して200メツ
シユ以下の4AgI−AgaW04で表される銀イオン
導電性の固体電解質粉末を得た。
次に、■20GとAg粉末をモル比で1:0゜ 7とな
るよう秤量し、乳鉢で混合した。その混合物を加圧成型
しベレット状とした後、石英管中に減圧封入し、600
℃で48時間反応させた。その反応物を乳鉢で粉砕、分
級して200メツシユ以下のAgyVPos−v(0,
6≦X≦0. 8、Yは酸素欠損)で表わされる銀バナ
ジウム酸化物の電極活物質粉末を得た。
このようにして得た固体電解質粉末と電極活物質粉末を
用いて、以下の方法により第1図に示す全固体電圧記憶
素子を作製した。最初に、固体電解質粉末と電極活物質
粉末を混合1.て作製する電極中の電極活物質の含有量
を後記の表に示すように5重量%から90重量%まで変
化させた各種電極材料を得た この電極材料10mgを秤量14ton/em2の圧力
で加圧成型し、直径が7mmの電極ベレットを作製した
。正極 負極ともに同一の電極ベレットを用いも また
 集電体として平均粒径5μmの鱗状黒鉛15mgを秤
量り、4ton/cm1の圧力で加圧成型し、直径が7
mmの集電ペレット(電子伝導性集電成形体層)を作製
した。
まず、得られた正極、負極ペレット2を150mgの固
体電解質1を介して配し、さらにその両側に集電ペレッ
ト3を配し 全体を4ton/cm”の圧力で加圧圧接
し、直径が7mmのペレット状全固体電圧記憶素子を作
製した。
さらに集電体ペレット3表面に錫めっきした銅線4を、
導電性のカーボンペーストで接合し 全体をエポキシ樹
脂系の粉体塗料5を150℃でコーティングした。
比較例として前記黒鉛集電体を配しない全固体電圧記憶
素子も作製した。
このようにして得られた各種全固体電圧記憶素子の急速
充放電特性を評価した ここで、急速充電特性の測定方法は次の通りとしな 全固体電圧記憶素子に20℃で200mVの電圧を保護
抵抗なしで2分間印加し その後開回路状態で放置し 
電圧がほぼ安定する2時間後の端子電圧を測定すること
で行なった また この素子電圧低下量の充電電圧に対
する割合を電圧低下率と定義し 素子の急速充電特性を
評価する指標とし九 試作した全固体電圧記憶素子の集電体を設けた素子と集
電体を設けない素子を対比して、電極中の電極活物質の
含有量と上記の方法で評価した急速充電特性結果(2時
間後の素子電圧低下率)を第1表および第2図に示す。
(以下余白) 第1表 また 急速充電特性の評価【よ それぞれ3個の素子を
用いた 第1表には3個の平均値を示し 第2図にはすべての特
性値を示した 第1表および第2図に示すようく 集電体の有無および
電極中の電極活物質の含有量が素子の急速充電特性に大
きく影響すも ま哄 集電体を設けた素子(A)(1〜10)では電極
中の電極活物質の含有量は10重量%から50重量%の
範囲にあることが望ましく、その中でとくに20重量%
程度の場合に最も良い電極状態が形成され、顕著に良好
な電極反応が確保でき、優れた急速充放電特性を獲得で
きも しかも素子間の特性のばらつきが小さく安定しているこ
とがわかも 一人 集電体を設けない素子(B)(11〜20)で1
友 電圧低下率の素子間ばらつきが大きく、単に電極活
物質の含有量を最適化するだけでは良好な急速充電特性
は得られないことがわかるゎ以上の結果か収 本実施例
は固体電解質と電極活物質を混合して構成する全固体電
圧記憶素子の電極中の電極活物質の含有量を検討し、優
れた急速充放電特性の得られる含有量の範囲を明らかに
し さらに集電体を設けることにより電極層と固体電解
質層の界面の平面性をより得られやすくなり、均一な成
型圧力で良好な接触状態と17、安定1゜た反応が獲得
できる電極電解質界面状態が形成され、優れた急速充電
特性を示す実用性に優れた全固体電圧記憶素子を実現し
た。
なれ 本実施例において急速充電特性に優れる電圧記憶
素子(2−3)の安定性ならびに信頼性を確認するた数
 110℃でO〜200mVの電圧範囲で50μA定電
流充放電ザイクル試験を行1、)  およそ800サイ
クルで充放電試験を終了(−本実施例と同一の条件で急
速充放電特性を評価したとこへ 電圧低下率にほとんど
変化は認められす、電圧記憶素子として安定した特性を
有することを確認しな 以上のように本実施例(よ 銀イオン導電性固体電解質
層の両面に銀イオン導電性固体電解質と、電極活物質と
してAgxV20s−、(0,6≦X≦0゜8、Yは酸
素欠損)で表わされる複合酸化物を混合し 電極活物質
の含有量が10重量%から50重量%の範囲である電極
を設け、さらにその電極の表面に電子伝導性集電成形体
層を設け、その電子伝導性集電成形体層に接してリード
端子を設けることにより急速充電特性に優れた全固体電
圧記憶素子を実現したものである。
実施例では集電体として鱗状黒鉛を用いため(球状黒舷
 繊維状黒鉛など電子伝導体である他の形状の黒鉛を用
いた場合も同様の効果が得られることは言うまでもな(
\ また 急速充電後の電圧低下率と急速放電後の電圧上昇
率はほぼ同一であることも確認している。
17たがって、以上のように得られた急速充電後の電圧
低下率に関する結果は急速放電特性においても全く同傾
向となる。
なお、実施例においては、銀イオン導電性固体電解質と
l−てAg1.  Ag2OおよびWOsを合成して作
製した4 A g I  A g 2WO4で表される
固体電解質で説明17たが、吸湿性を持たない5id2
゜Mo5s、V、vOsから選ばれる化合物とAgI、
Ag2Oから合成される固体電解質、さらに合成された
ものが吸湿性を持たないCr0a、P2O6,B2O5
から選ばれる化合物とAgI、  Ag2Qから合成さ
れた固体電解質のいずれを使用しても、上記と同様な構
成とすることにより、優れた急速充放電特性を獲得でき
ることを確認している。
さらに、実施例では電極活物質と(7てNA g @、
vVl!OSで表される組成のもので説明したが、銀の
インターカレーション・デインターカレーション反応が
ほぼ同様に行なわれるAgs、sVgOsおよびAga
、sVgOsで表される銀と酸化バナジウムを合成して
得られる複合酸化物を電極とした場合でも、同様な構成
とすることにより、優れた急速充放電特性が得られるこ
とを確認している。
発明の効果 以上の実施例の説明で明らかなように本発明の全固体電
圧記憶素子によれば 銀イオン導電性固体電解質層の両
面に銀イオン導電性固体電解質と、電極活物質としてA
g−V2O5−v (0゜ 6≦X≦0゜8、Yは酸素
欠損)で表わされる複合酸化物を混合し 電極活物質の
含有量が10重量%から50重量%の範囲である電極を
設置す、さらにその電極の表面に電子伝導性集電成形体
層を設け、その電子伝導性集電成形体層に接してリード
端子を設けることにより急速充電特性に優れた全固体電
圧記憶素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全固体電圧記憶素子の断面
艮 第2図は本発明の一実施例全固体電圧記憶素子にお
ける電極活物質含有量と急速充電特性の関係を示すグラ
フ、第3図は従来の全固体電圧記憶素子の断面図である
。 1・・・・固体電解質、 2・・・・電極 3・・・・
電子伝導性集電成形体層 4・・・・リード端子。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名第 図 固俸霞閘簀 第 図 電権壜物簀の含有41(11%)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)銀イオン導電性固体電解質層の両面に銀イオン導
    電性固体電解質と、電極活物質としてAg_XV_2O
    _5_−_Y(0.6≦X≦0.8、Yは酸素欠損)で
    表わされる複合酸化物を混合した電極を設け、その電極
    中の電極活物質の含有量が10重量%から50重量%の
    範囲であり、さらにその電極の表面に電子伝導性集電成
    形体層を設け、その電子伝導性集電成形体層に接してリ
    ード端子を設けてなる全固体電圧記憶素子。
  2. (2)前記銀イオン導電性固体電解質が、4AgI−A
    g_2WO_4で表わされる組成を有する請求項1記載
    の全固体電圧記憶素子。
JP2174736A 1990-07-02 1990-07-02 全固体電圧記憶素子 Pending JPH0465068A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5845858A (en) * 1996-01-11 1998-12-08 Daiwa Seiko, Inc. Fishing spinning reel
US5848757A (en) * 1996-06-12 1998-12-15 Daiwa Seiko, Inc. Spinning reel with improved bail mounting member

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5845858A (en) * 1996-01-11 1998-12-08 Daiwa Seiko, Inc. Fishing spinning reel
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