JPH0470584B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0470584B2 JPH0470584B2 JP61190698A JP19069886A JPH0470584B2 JP H0470584 B2 JPH0470584 B2 JP H0470584B2 JP 61190698 A JP61190698 A JP 61190698A JP 19069886 A JP19069886 A JP 19069886A JP H0470584 B2 JPH0470584 B2 JP H0470584B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- phase
- state battery
- solid
- sensitive phase
- 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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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4073—Composition or fabrication of the solid electrolyte
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野：
本発明は、片面上に基準相が結合されかつ他の
面上に検出すべきガス成分に敏感な相が結合さ
れ、その際この基準相およびガス敏感相に導出電
極が設けられている固体イオン伝導体を使用しな
がら、混合物成分の活性を測定する、殊にガス混
合物の成分の部分圧力を測定するための固体電池
に関する。
面上に検出すべきガス成分に敏感な相が結合さ
れ、その際この基準相およびガス敏感相に導出電
極が設けられている固体イオン伝導体を使用しな
がら、混合物成分の活性を測定する、殊にガス混
合物の成分の部分圧力を測定するための固体電池
に関する。
従来の技術：
この種の固体電池は、西ドイツ国特許出願公開
第2926172号明細書の記載から公知である。この
固体電池の場合には、例えば塩素の部分圧力を測
定するためLiAlCl4からなる固体イオン伝導体が
設けられており、この固体イオン伝導体は、ガス
敏感相としてAlCl3からなる添加剤を有し、この
ガス敏感相と一緒に固体イオン伝導体は位相平衡
状態にある。検出すべき塩素は、ガス敏感相に影
響を及ぼし、ひいてはガス敏感相とイオン伝導体
との間で移動性イオンの活性が位相境界で確定さ
れるように位相平衡に影響を及ぼす。基準電極と
ガス敏感相との間でそれぞれ導出電極により起電
力（EMK）は取出すことができる。しかし、検
出すべきガスの部分圧力に相当するEMKを調節
することは、屡々実際に望ましくない長い応答時
間の後に初めて行なわれることが判明した。
第2926172号明細書の記載から公知である。この
固体電池の場合には、例えば塩素の部分圧力を測
定するためLiAlCl4からなる固体イオン伝導体が
設けられており、この固体イオン伝導体は、ガス
敏感相としてAlCl3からなる添加剤を有し、この
ガス敏感相と一緒に固体イオン伝導体は位相平衡
状態にある。検出すべき塩素は、ガス敏感相に影
響を及ぼし、ひいてはガス敏感相とイオン伝導体
との間で移動性イオンの活性が位相境界で確定さ
れるように位相平衡に影響を及ぼす。基準電極と
ガス敏感相との間でそれぞれ導出電極により起電
力（EMK）は取出すことができる。しかし、検
出すべきガスの部分圧力に相当するEMKを調節
することは、屡々実際に望ましくない長い応答時
間の後に初めて行なわれることが判明した。
更に、安定な測定信号は、数日後に初めて調節
され、それによつて同様に応答は、迅速に変化す
る濃度値に対して定められていないことが判明し
た。
され、それによつて同様に応答は、迅速に変化す
る濃度値に対して定められていないことが判明し
た。
発明が解決しようとする問題点：
従つて、本発明の課題は、前記種類の固体電池
を、少なくとも安定な測定信号が数分間の範囲内
で構成される限り、固体電池の応答時間をまさに
検出すべきガス成分の低い部分圧力に対して減少
させるような程度に改善することである。
を、少なくとも安定な測定信号が数分間の範囲内
で構成される限り、固体電池の応答時間をまさに
検出すべきガス成分の低い部分圧力に対して減少
させるような程度に改善することである。
問題点を解決するための手段：
この課題は、ガス敏感相２が電子伝導能力を向
上させる、敏感相の成分７および検出すべきガス
と化学的に反応しない物質８の添加剤を含有する
ことによつて解決される。
上させる、敏感相の成分７および検出すべきガス
と化学的に反応しない物質８の添加剤を含有する
ことによつて解決される。
ガス敏感相へのこのような添加剤により、検出
すべき成分をガス敏感相の表面上で接触的に調製
することが、次のカツプリング過程を固体電池中
でイオン伝導体にEMKが発生するまで急速に進
行させることができるように行なわれる。
すべき成分をガス敏感相の表面上で接触的に調製
することが、次のカツプリング過程を固体電池中
でイオン伝導体にEMKが発生するまで急速に進
行させることができるように行なわれる。
本発明の他の形成において、物質は貴金属また
は貴金属酸化物化合物、例えばPtまたはPtOxか
らなることが設けられいてよい。
は貴金属酸化物化合物、例えばPtまたはPtOxか
らなることが設けられいてよい。
有利には、物質はガス敏感相との混合相として
構成され、したがつて混晶構造は、例えばAgCl
から生成されるガス敏感相をCaClでドーピング
することによつて構成させることができる。
構成され、したがつて混晶構造は、例えばAgCl
から生成されるガス敏感相をCaClでドーピング
することによつて構成させることができる。
特に有利には、物質をガス敏感相に混入するこ
とは、このガス敏感相の組成が分離面に対して垂
直に進むことにつれて変化する２つの成分の混合
物が移行領域として形成されているように行なう
ことができる。この等級的に段階をなすことによ
つて、固体電池の全インピーダンスは減少され、
したがつて測定技術的視点からEMKは、導出電
極間での無電流の電位差として容易に測定するこ
とができる。また、このような移行領域は、基準
電極とイオン伝導体との間に設けられていてもよ
い。
とは、このガス敏感相の組成が分離面に対して垂
直に進むことにつれて変化する２つの成分の混合
物が移行領域として形成されているように行なう
ことができる。この等級的に段階をなすことによ
つて、固体電池の全インピーダンスは減少され、
したがつて測定技術的視点からEMKは、導出電
極間での無電流の電位差として容易に測定するこ
とができる。また、このような移行領域は、基準
電極とイオン伝導体との間に設けられていてもよ
い。
固体電池がイオン伝導体とガス敏感相との間に
付加的に分離層を有する場合、この移行領域は、
イオン伝導体と分離層との間および分離層とガス
敏感相との間に構成させることができる。
付加的に分離層を有する場合、この移行領域は、
イオン伝導体と分離層との間および分離層とガス
敏感相との間に構成させることができる。
実施例
次に、本発明の１実施例を唯１つの図面につき
図示し、かつ詳説する： 図面に断面が図示されている固体電池は、固体
イオン伝導体１からなり、この固体イオン伝導体
にガス敏感相２が測定電極として接続されてい
る。イオン伝導体１およびガス敏感相２は、それ
ぞれ導出電極３，４と結合されており；この場合
導出電極３は、同時に基準電極として使用され
る。導出電極３，４には導線５，６が存在し、こ
の導線から相当する測定信号は取出され、かつ図
示されていない評価ユニツトに供給される。ガス
敏感相２中で基材７はＯ印で図示され、これらの
間にＸ印で図示された、混和された、電子伝導能
力を向上させる物質８は導入されている。
図示し、かつ詳説する： 図面に断面が図示されている固体電池は、固体
イオン伝導体１からなり、この固体イオン伝導体
にガス敏感相２が測定電極として接続されてい
る。イオン伝導体１およびガス敏感相２は、それ
ぞれ導出電極３，４と結合されており；この場合
導出電極３は、同時に基準電極として使用され
る。導出電極３，４には導線５，６が存在し、こ
の導線から相当する測定信号は取出され、かつ図
示されていない評価ユニツトに供給される。ガス
敏感相２中で基材７はＯ印で図示され、これらの
間にＸ印で図示された、混和された、電子伝導能
力を向上させる物質８は導入されている。
例示的に塩素部分圧力を測定するための固体電
池は、固体イオン伝導体１のAg−β−酸化アル
ミニウムからなる。ガス敏感相２の基材７は
AgClであり、付加的な物質８は白金である。基
準電極としての導出電極３はAgからなり、導出
電極４はPt−回路網からなる。
池は、固体イオン伝導体１のAg−β−酸化アル
ミニウムからなる。ガス敏感相２の基材７は
AgClであり、付加的な物質８は白金である。基
準電極としての導出電極３はAgからなり、導出
電極４はPt−回路網からなる。
固体電池を実際に形成させるため、その外面に
は、ガス敏感相を除いて、図面に図示されていな
い不活性の被包がなお設けられている。
は、ガス敏感相を除いて、図面に図示されていな
い不活性の被包がなお設けられている。
図面は、混合物成分の活性を測定するための本
発明による固体電池を示す略示縦断面図である。 １……固体イオン伝導体、２……ガス敏感相、
７……ガス敏感相成分、８……検出ガスと化学反
応しない物質、９……分離面。
発明による固体電池を示す略示縦断面図である。 １……固体イオン伝導体、２……ガス敏感相、
７……ガス敏感相成分、８……検出ガスと化学反
応しない物質、９……分離面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 混合物成分の活性を、片面上に基準相が結合
されかつ他の面上に検出すべきガス成分に敏感な
相が結合され、その際この基準相およびガス敏感
相に導出電極が設けられている固体イオン伝導体
を使用しながら測定するための固体電池におい
て、ガス敏感相２が電子伝導能力を向上させる、
敏感相２の成分７および検出すべきガスと化学的
に反応しない物質８の添加剤を含有することを特
徴とする、混合物成分の活性を測定するための固
体電池。 ２ 物質８がガス敏感相２に混合された貴金属で
ある、特許請求の範囲第１項記載の固体電池。 ３ 物質８がガス敏感相２に混合された貴金属酸
化物化合物である、特許請求の範囲第１項記載の
固体電池。 ４ 物質８がガス敏感相２と同族の、それと一緒
に混晶構造を構成する化合物からなる特許請求の
範囲第１項記載の固体電池。 ５ 少なくとも固体イオン伝導体１とガス敏感相
２との間にこのガス敏感相の組成が分離面９に対
し垂直に進むにつれて変化する２つの成分７，８
の混合物が移行領域として形成されている、特許
請求の範囲第１項記載の固体電池。 ６ 移行領域が固体イオン伝導体１とガス敏感相
２とを分離する分離層の場合にイオン伝導体１と
分離層との間および分離層とガス敏感相２との間
に形成されている、特許請求の範囲第５項記載の
固体電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853529335 DE3529335A1 (de) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | Festkoerperkette zur aktivitaetsmessung mit festem ionenleiter |
| DE3529335.7 | 1985-08-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6243560A JPS6243560A (ja) | 1987-02-25 |
| JPH0470584B2 true JPH0470584B2 (ja) | 1992-11-11 |
Family
ID=6278623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61190698A Granted JPS6243560A (ja) | 1985-08-16 | 1986-08-15 | 混合物成分の活性を測定するための固体電池 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4710848A (ja) |
| JP (1) | JPS6243560A (ja) |
| DE (1) | DE3529335A1 (ja) |
| FR (1) | FR2586298B1 (ja) |
| GB (1) | GB2180071B (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3923193A1 (de) * | 1989-07-13 | 1991-01-24 | Max Planck Gesellschaft | Grenzstromsensor zum messen des partialdrucks eines gases |
| US5695624A (en) * | 1995-01-30 | 1997-12-09 | The Regents Of The Univeristy Of California | Solid state oxygen sensor |
| US5543025A (en) * | 1995-01-30 | 1996-08-06 | The Regents Of The University Of California, Office Of Technology Transfer | Solid state oxygen sensor |
| US6277256B1 (en) | 1999-05-17 | 2001-08-21 | The Regents Of The University Of California | Enhanced electrodes for solid state gas sensors |
| KR20150016210A (ko) | 2012-03-01 | 2015-02-11 | 엑셀라트론 솔리드 스테이트 엘엘씨 | 고용량 고체상 복합물 양극, 고체상 복합물 분리막, 재충전가능한 고체상 리튬 전지 및 이의 제조 방법 |
| US9793525B2 (en) | 2012-10-09 | 2017-10-17 | Johnson Battery Technologies, Inc. | Solid-state battery electrodes |
| WO2017112804A1 (en) | 2015-12-21 | 2017-06-29 | Johnson Ip Holding, Llc | Solid-state batteries, separators, electrodes, and methods of fabrication |
| US10218044B2 (en) | 2016-01-22 | 2019-02-26 | Johnson Ip Holding, Llc | Johnson lithium oxygen electrochemical engine |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2930015A (en) * | 1955-12-14 | 1960-03-22 | Honeywell Regulator Co | Gas detecting apparatus |
| NL6901021A (ja) * | 1969-01-22 | 1970-07-24 | ||
| JPS5937779B2 (ja) * | 1977-04-20 | 1984-09-12 | 株式会社豊田中央研究所 | 酸素濃度検出素子 |
| GB1601119A (en) * | 1977-11-30 | 1981-10-28 | Nat Res Dev | Gas sensors |
| DE2806464C3 (de) * | 1978-02-15 | 1980-09-11 | Garching Instrumente, Gesellschaft Zur Industriellen Nutzung Von Forschungsergebnissen Mbh, 8000 Muenchen | Elektrisches Bauelement |
| JPS54151089A (en) * | 1978-05-18 | 1979-11-27 | Nissan Motor | Solid electrolyte paste |
| JPS5916831B2 (ja) * | 1978-07-24 | 1984-04-18 | 日産自動車株式会社 | 膜構造型酸素センサ−の製造方法 |
| US4313338A (en) * | 1978-08-18 | 1982-02-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Gas sensing device |
| JPS5537920A (en) * | 1978-09-11 | 1980-03-17 | Toyota Motor Corp | Production of oxygen sensor element |
| DE2923483A1 (de) * | 1979-06-09 | 1980-12-11 | Bosch Gmbh Robert | Polarographischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen, insbesondere in abgasen von verbrennungsmotoren |
| JPS5614149A (en) * | 1979-07-16 | 1981-02-10 | Nissan Motor Co Ltd | Forming method for solid-state electrolyte thin film for oxygen sensor |
| FR2531222A1 (fr) * | 1982-08-02 | 1984-02-03 | Elf Aquitaine | Dispositif electrochimique de mesure de la pression partielle en oxygene dans une atmosphere gazeuse ou liquide |
| DE3516315A1 (de) * | 1985-05-07 | 1986-11-13 | Draegerwerk Ag | Verfahren zur messung der aktivitaet einer komponente eines mediums, insbesondere zur partialdruckmessung einer komponente eines gasgemisches |
-
1985
- 1985-08-16 DE DE19853529335 patent/DE3529335A1/de active Granted
-
1986
- 1986-08-07 FR FR868611713A patent/FR2586298B1/fr not_active Expired
- 1986-08-14 GB GB8619815A patent/GB2180071B/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-08-15 JP JP61190698A patent/JPS6243560A/ja active Granted
- 1986-08-21 US US06/898,904 patent/US4710848A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2180071A (en) | 1987-03-18 |
| DE3529335A1 (de) | 1987-02-26 |
| US4710848A (en) | 1987-12-01 |
| GB8619815D0 (en) | 1986-09-24 |
| GB2180071B (en) | 1990-01-24 |
| JPS6243560A (ja) | 1987-02-25 |
| FR2586298B1 (fr) | 1989-12-01 |
| DE3529335C2 (ja) | 1988-05-11 |
| FR2586298A1 (fr) | 1987-02-20 |
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