JPH0646576B2 - 電気化学素子 - Google Patents
電気化学素子Info
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- JPH0646576B2 JPH0646576B2 JP63097099A JP9709988A JPH0646576B2 JP H0646576 B2 JPH0646576 B2 JP H0646576B2 JP 63097099 A JP63097099 A JP 63097099A JP 9709988 A JP9709988 A JP 9709988A JP H0646576 B2 JPH0646576 B2 JP H0646576B2
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Classifications
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
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- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固体電解質を用いた電気化学素子、特に電池及
びコンデンサーに関するものである。
びコンデンサーに関するものである。
従来の技術 KYRb1-YCu4I2-XCl3+X及びＲｂＡg4I5で表される化合物
は、非常に高いインオ伝導性を有する固体状の電解質で
あり電池等の幅広い用途に用いられようとしている。
は、非常に高いインオ伝導性を有する固体状の電解質で
あり電池等の幅広い用途に用いられようとしている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記固体電解質の主体材料はその組成中
に、Ｒｂ及びＡｇという極めて価格の高い材料を含んで
いるため、これらを用いた電池等の素子の材料費もそれ
だけ高価なものに成っていた。
に、Ｒｂ及びＡｇという極めて価格の高い材料を含んで
いるため、これらを用いた電池等の素子の材料費もそれ
だけ高価なものに成っていた。
課題を解決するための手段 前記主体材料に対して、材料価格の安いＡｌ2O3、ＺｒO
2、ＴｉO2、ＳｉO2を添加する。
2、ＴｉO2、ＳｉO2を添加する。
作用 ＲｂＡｇ4Ｉ5やＫYＲｂ1-YＣｕ4I2-XＣｌ3+X（０．２５
≦Ｘ≦０．５、０．１≦Ｙ≦０．２５）で示される固体
電解質は室温において０．１（Ｓ／cm）以上の極めて高
いインオ伝導度を有する。そのためこれに化学的に不活
性な電気絶縁性微粒子をある程度の量以下で添加しても
全体としてのインオ伝導性は極端に低下することはな
い。この具体例として１μｍ以下の粒径をもつＲｂＣu4
I1.75Ｃｌ3.25で表される固体電解質に対して、０．０
３μｍ以下の粒径をもつ−Ａｌ2Ｏ3を添加した物の２
６℃でのインオ伝導度を第１図に示す。第１図に於て、
縦軸はインオ伝導度を示し、横軸は−Ａｌ2Ｏ3の添加
量をｍｏｌ％で示している。この図を見ると分かるよう
に−Ａｌ2Ｏ3を５０ｍｏｌ％程度添加しても全体とし
てのインオ伝導度は充分大きく、これを電池等の電気化
学素子に用いる場合、性能的にも実用状の障害はなく、
ＲｂＣu4I1.75Ｃｌ3.25単独で用いるよりも価格的に安
いＡｌ2O3の添加量の分だけ全体としての材料価格も安
いもの成る。
≦Ｘ≦０．５、０．１≦Ｙ≦０．２５）で示される固体
電解質は室温において０．１（Ｓ／cm）以上の極めて高
いインオ伝導度を有する。そのためこれに化学的に不活
性な電気絶縁性微粒子をある程度の量以下で添加しても
全体としてのインオ伝導性は極端に低下することはな
い。この具体例として１μｍ以下の粒径をもつＲｂＣu4
I1.75Ｃｌ3.25で表される固体電解質に対して、０．０
３μｍ以下の粒径をもつ−Ａｌ2Ｏ3を添加した物の２
６℃でのインオ伝導度を第１図に示す。第１図に於て、
縦軸はインオ伝導度を示し、横軸は−Ａｌ2Ｏ3の添加
量をｍｏｌ％で示している。この図を見ると分かるよう
に−Ａｌ2Ｏ3を５０ｍｏｌ％程度添加しても全体とし
てのインオ伝導度は充分大きく、これを電池等の電気化
学素子に用いる場合、性能的にも実用状の障害はなく、
ＲｂＣu4I1.75Ｃｌ3.25単独で用いるよりも価格的に安
いＡｌ2O3の添加量の分だけ全体としての材料価格も安
いもの成る。
実施例 （実施例１） ＲｂＣｕ4I1.75Ｃｌ3.25で表される固体電解質に対し
て、−Ａｌ2O3を添加した物を用い、これに正極及び
負極において、銅シェブレル化合物を活物質材料とする
全固体二次電池を作成し、その特性を評価した。以下そ
の作成方法を説明する。
て、−Ａｌ2O3を添加した物を用い、これに正極及び
負極において、銅シェブレル化合物を活物質材料とする
全固体二次電池を作成し、その特性を評価した。以下そ
の作成方法を説明する。
まず、０．０３μｍ以下の粒径をもつ−Ａｌ2O3粉末
を２００℃で２４時間真空乾燥したの後、これを１μｍ
以下の粒径をもつ前記固体電解質粉末とモル比１：１の
割合でトルエン溶液に混入、これを超音波洗浄機を用い
て分散した後、１００℃で真空乾燥した。さらにこのよ
うにして作成した混合粉末を３ｔｏｎ／cm2の圧力でプ
レス成形した後、１３０℃で２４時間、加熱、その後こ
れをメノー乳鉢で粉砕し混合固体電解質材料を得た。次
ぎにＣu2Ｍｏ6S7.8で表される銅シェブレル化合物と前
記単独の固体電解質材料とを重量比４：１の割合で混合
し、活物質電極材料とした。
を２００℃で２４時間真空乾燥したの後、これを１μｍ
以下の粒径をもつ前記固体電解質粉末とモル比１：１の
割合でトルエン溶液に混入、これを超音波洗浄機を用い
て分散した後、１００℃で真空乾燥した。さらにこのよ
うにして作成した混合粉末を３ｔｏｎ／cm2の圧力でプ
レス成形した後、１３０℃で２４時間、加熱、その後こ
れをメノー乳鉢で粉砕し混合固体電解質材料を得た。次
ぎにＣu2Ｍｏ6S7.8で表される銅シェブレル化合物と前
記単独の固体電解質材料とを重量比４：１の割合で混合
し、活物質電極材料とした。
上述のようにして作成した電池材料を用いて作成した全
固体二次電池Ａの断面図を第２図に示す。１は正極であ
り前記活物質材料２００mgより成る、２は固体電解質層
であり、前記混合固体電解質材料２００mgより成る、３
は負極層であり前記正極と全く同一のものである。４及
び５は集電電極であり、グラファイトより成る。６はエ
ポキシ樹脂より成る封止材料である。尚、封止材料以外
の本体部分は直径１cmの円筒形である。
固体二次電池Ａの断面図を第２図に示す。１は正極であ
り前記活物質材料２００mgより成る、２は固体電解質層
であり、前記混合固体電解質材料２００mgより成る、３
は負極層であり前記正極と全く同一のものである。４及
び５は集電電極であり、グラファイトより成る。６はエ
ポキシ樹脂より成る封止材料である。尚、封止材料以外
の本体部分は直径１cmの円筒形である。
また、本実施例の電池として、前記−Ａｌ2O3粉末と
固体電解質材料ＲｂＣｕ4I1.75Ｃｌ3.25とをモル比８：
２で混合処理を施した混合固体電解質材料を用いて、前
記電池Ａと同一方法で電池Ｂを作成した。
固体電解質材料ＲｂＣｕ4I1.75Ｃｌ3.25とをモル比８：
２で混合処理を施した混合固体電解質材料を用いて、前
記電池Ａと同一方法で電池Ｂを作成した。
比較例として、−Ａｌ2O3を混合していない前記固体
電解質材料を用いて電池Ｃを作成した。その他の構成は
すべて電池Ａと同一である。
電解質材料を用いて電池Ｃを作成した。その他の構成は
すべて電池Ａと同一である。
このようにして作成した電池Ａ及びＢに対して、以下に
述べる性能評価試験を行なった。まず０．５５ボルトの
電圧で２４時間充電を行なった後、１ｍＡの電流で放電
し０．３ボルトまでの放電容量を測定した。この放電曲
線を第３図に示す。この図を見ると分かるように電池Ａ
とＣでは、ほとんどその性能に優劣は認められず、電解
質層を構成する材料の価格が安い分だけ工業的には本実
施例の電池は優れたものであると言える。また電池Ｂは
Ｃに較べて多少容量は低下するものの、実用状使用不可
能なものではない。なお、γ−Ａｌ2O3を５０モル％及
び８０％混合した混合電解質材料の価格は、固体電解質
単独のもののそれぞれ約２分の１及び３分の１程度のも
のに成る。
述べる性能評価試験を行なった。まず０．５５ボルトの
電圧で２４時間充電を行なった後、１ｍＡの電流で放電
し０．３ボルトまでの放電容量を測定した。この放電曲
線を第３図に示す。この図を見ると分かるように電池Ａ
とＣでは、ほとんどその性能に優劣は認められず、電解
質層を構成する材料の価格が安い分だけ工業的には本実
施例の電池は優れたものであると言える。また電池Ｂは
Ｃに較べて多少容量は低下するものの、実用状使用不可
能なものではない。なお、γ−Ａｌ2O3を５０モル％及
び８０％混合した混合電解質材料の価格は、固体電解質
単独のもののそれぞれ約２分の１及び３分の１程度のも
のに成る。
（実施例２） 固体電解として、０．０２μｍ以下の粒径をもつＴｉO2
と０．１μｍ以下の粒径をもつＲｂＡｇ4I5で表される
固体電解質粉末、正極および負極として、Ａｇ2Mo6S8で
表される銀シェブレル化合物を用いて、実施例１と全く
同一の方法により混合固体電解質材料及び活物質電極材
料を作成した。そして、これらを用いて、電極Ａと同一
構成の電池ＤとＴｉO2を混合していない比較例の電池Ｅ
を作成し、同一条件の評価試験を行なった。その放電曲
線を第４図に示す。この図を見ると分かるように電池
Ｄ、Ｅその性能に大きく優劣の差は認められず、電解質
層を構成する材料の価格が安い分だけ工業的には本実施
例の電池は優れたものであると言える。なお、ＴｉO2を
５０モル％混合した混合電解質材料の価格は、実施例１
と同様に固体電解質単独のものの約２分の１程度のもの
に成る。
と０．１μｍ以下の粒径をもつＲｂＡｇ4I5で表される
固体電解質粉末、正極および負極として、Ａｇ2Mo6S8で
表される銀シェブレル化合物を用いて、実施例１と全く
同一の方法により混合固体電解質材料及び活物質電極材
料を作成した。そして、これらを用いて、電極Ａと同一
構成の電池ＤとＴｉO2を混合していない比較例の電池Ｅ
を作成し、同一条件の評価試験を行なった。その放電曲
線を第４図に示す。この図を見ると分かるように電池
Ｄ、Ｅその性能に大きく優劣の差は認められず、電解質
層を構成する材料の価格が安い分だけ工業的には本実施
例の電池は優れたものであると言える。なお、ＴｉO2を
５０モル％混合した混合電解質材料の価格は、実施例１
と同様に固体電解質単独のものの約２分の１程度のもの
に成る。
なお、実施例１及び２では、化学的に不活性な電気絶縁
性微粒子として−Ａｌ2O3、ＴｉO2を用いたが、ＺｒO
2、ＳｉO2を用いても同様の効果を生むことは言までも
ない。また、混合固体電解質を電池活物質材料と混合
し、電極材料を構成しても、同様の効果を生むことは言
うまでもない。さらに、正極および負極は銅シェブレル
化合物や銀シェブレル化合物以外の材料を用いてもよ
い。また電池の実施例を示したが、電極材料を選択すれ
ば電気二重層コンデンサも構成できる。
性微粒子として−Ａｌ2O3、ＴｉO2を用いたが、ＺｒO
2、ＳｉO2を用いても同様の効果を生むことは言までも
ない。また、混合固体電解質を電池活物質材料と混合
し、電極材料を構成しても、同様の効果を生むことは言
うまでもない。さらに、正極および負極は銅シェブレル
化合物や銀シェブレル化合物以外の材料を用いてもよ
い。また電池の実施例を示したが、電極材料を選択すれ
ば電気二重層コンデンサも構成できる。
発明の効果 本発明に従うと、従来より安価な固体電解質を用いた電
気化学素子を構成することが出来る。
気化学素子を構成することが出来る。
第１図は本発明の一実施例における固体電解質の特性
図、第２図は本発明の一実施例及び比較例の電池の構成
図、第３図は本発明の実施例１の特性図、第４図は本発
明の実施例２の特性図である。 １……正極、２……固体電解質層、３……負極、４……
集電体、５……集電体、６……封止剤。
図、第２図は本発明の一実施例及び比較例の電池の構成
図、第３図は本発明の実施例１の特性図、第４図は本発
明の実施例２の特性図である。 １……正極、２……固体電解質層、３……負極、４……
集電体、５……集電体、６……封止剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外邨 正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 近藤 繁雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−15929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−58765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−201267（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−81766（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】KYRb1-YCu4I2-XCl3+X（Ｏ≦Ｘ≦１、Ｏ≦
Ｙ≦0.5）で表される化合物を主体材料とし、これに平
均粒径が前記主体材料の平均粒径の２分の１以下である
Ａｌ2O3、ＺｒO2、ＴｉO2、ＳｉO2より選ばれる少なく
とも１種類の粒子状化合物を前記主体材料に対して０．
５以上０．８以下のモル分率で混合した固体電解質と、
正極及び負極を具備する電気化学素子。 - 【請求項２】ＲｂＡg4I5で表される化合物を主体材料と
し、これに平均粒径が前記主体材料の平均粒径の２分の
１以下であるＡl2O3、ＺｒO2、ＴｉO2、ＳｉO2より選ば
れる少なくとも１種類の粒子状化合物を前記主体材料に
対して０．５以上０．８以下のモル分率で混合した固体
電解質と、正極及び負極を具備する電気化学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63097099A JPH0646576B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 電気化学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63097099A JPH0646576B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 電気化学素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01267967A JPH01267967A (ja) | 1989-10-25 |
| JPH0646576B2 true JPH0646576B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=14183175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63097099A Expired - Fee Related JPH0646576B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 電気化学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646576B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE390087B (sv) * | 1972-04-12 | 1976-11-29 | Western Electric Co | Ackumulator innefattande minst en tunn, platt cell med en anod av silver, en jodhaltig katod och en fast elektrolyt som huvudsakligen bestar av rbag?714j?715 |
| JPS5958765A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解質電池 |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP63097099A patent/JPH0646576B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01267967A (ja) | 1989-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |