JPH07142054A - 非水又は固体電解質二次電池 - Google Patents
非水又は固体電解質二次電池Info
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- JPH07142054A JPH07142054A JP5312563A JP31256393A JPH07142054A JP H07142054 A JPH07142054 A JP H07142054A JP 5312563 A JP5312563 A JP 5312563A JP 31256393 A JP31256393 A JP 31256393A JP H07142054 A JPH07142054 A JP H07142054A
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- thin film
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- active material
- battery
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化ニオブを電極活物質として用い、電池の
薄型化及び軽量化ができると共に、充放電性に優れた二
次電池を提供する。 【構成】 負極にアルカリ金属又はアルカリ金属合金を
用い、電解質に非水電解質溶液又は固体電解質を用いた
二次電池は、正極活物質として、金属基板又はシリコン
基板上に五酸化ニオブ膜の高配向性薄膜を有する基板を
用いたことを特徴としている。また他のタイプの二次電
池は、電解質に非水電解質溶液又は固体電解質を用いた
電池において、正極活物質として、金属基板又はシリコ
ン基板上に五酸化バナジウム薄膜を有する基板を用い、
負極活物質として、金属基板又はシリコン基板上に五酸
化ニオブ膜をリチウム化した高配向性薄膜を有する基板
を用いたことを特徴としている。充放電が可逆的で優れ
たサイクル特性を有し、且つ薄型化及び小型化できる。
薄型化及び軽量化ができると共に、充放電性に優れた二
次電池を提供する。 【構成】 負極にアルカリ金属又はアルカリ金属合金を
用い、電解質に非水電解質溶液又は固体電解質を用いた
二次電池は、正極活物質として、金属基板又はシリコン
基板上に五酸化ニオブ膜の高配向性薄膜を有する基板を
用いたことを特徴としている。また他のタイプの二次電
池は、電解質に非水電解質溶液又は固体電解質を用いた
電池において、正極活物質として、金属基板又はシリコ
ン基板上に五酸化バナジウム薄膜を有する基板を用い、
負極活物質として、金属基板又はシリコン基板上に五酸
化ニオブ膜をリチウム化した高配向性薄膜を有する基板
を用いたことを特徴としている。充放電が可逆的で優れ
たサイクル特性を有し、且つ薄型化及び小型化できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はニオブ酸化物を電極活物
質とする非水又は固体電解質二次電池に関し、特により
薄型化及び小型化し得る二次電池に関するものである。
質とする非水又は固体電解質二次電池に関し、特により
薄型化及び小型化し得る二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子・
電気機器の小型・軽量化に伴い、電池についても、小型
・軽量化への要望が強くなっており、従来の一次電池の
中でも、高エネルギー密度であるリチウム電池の二次電
池化が強く望まれている。
電気機器の小型・軽量化に伴い、電池についても、小型
・軽量化への要望が強くなっており、従来の一次電池の
中でも、高エネルギー密度であるリチウム電池の二次電
池化が強く望まれている。
【０００３】ところで、従来より、非水電解質電池の正
極及び負極活物質については種々提案されているが、資
源的に豊富であって、安価で安定性に優れるという理由
から二酸化マンガン、五酸化バナジウム及び五酸化ニオ
ブ等の利用が実用化に至っている。
極及び負極活物質については種々提案されているが、資
源的に豊富であって、安価で安定性に優れるという理由
から二酸化マンガン、五酸化バナジウム及び五酸化ニオ
ブ等の利用が実用化に至っている。
【０００４】更に、Ｎb金属基板を５５０℃で空気中加
熱酸化して得られる五酸化ニオブ薄膜を正極材とするリ
チウム電池(Ｊ.Ｅlectrochem.Ｓoc.,128、345(1981))、
並びに、正極に五酸化バナジウム粉末体を、負極にリチ
ウムと五酸化ニオブ粉末体のリチウム化物ＬixＮb2Ｏ
5(１.１＜ｘ＜２)を用いたリチウム二次電池が提案され
ている(特開平２−４９３６４号)。
熱酸化して得られる五酸化ニオブ薄膜を正極材とするリ
チウム電池(Ｊ.Ｅlectrochem.Ｓoc.,128、345(1981))、
並びに、正極に五酸化バナジウム粉末体を、負極にリチ
ウムと五酸化ニオブ粉末体のリチウム化物ＬixＮb2Ｏ
5(１.１＜ｘ＜２)を用いたリチウム二次電池が提案され
ている(特開平２−４９３６４号)。
【０００５】また、本発明者らは先に、五酸化バナジウ
ムを正極とするリチウム二次電池の充放電特性とその正
極材の構造変化について(電気化学、48、432(1980))、
及び五酸化ニオブを正極とするリチウム二次電池の充放
電特性とその正極材の構造変化について(電気化学、5
0、704(1982)及びＥlectrochimica Ａcta、28、17(198
3))報告した。しかしながら、これまでの報告は大部分
のものが金属酸化物粉末体を電極とする二次電池であ
り、より薄型化及び小型化した二次電池で且つ充電特性
の優れた電池の実現が見られていないのが実情である。
ムを正極とするリチウム二次電池の充放電特性とその正
極材の構造変化について(電気化学、48、432(1980))、
及び五酸化ニオブを正極とするリチウム二次電池の充放
電特性とその正極材の構造変化について(電気化学、5
0、704(1982)及びＥlectrochimica Ａcta、28、17(198
3))報告した。しかしながら、これまでの報告は大部分
のものが金属酸化物粉末体を電極とする二次電池であ
り、より薄型化及び小型化した二次電池で且つ充電特性
の優れた電池の実現が見られていないのが実情である。
【０００６】本発明は、上記の要請に応えるべくなされ
たものであって、酸化ニオブを電極活物質として用い、
電池の薄型化及び軽量化ができると共に、充放電性に優
れた二次電池を提供することを目的とするものである。
たものであって、酸化ニオブを電極活物質として用い、
電池の薄型化及び軽量化ができると共に、充放電性に優
れた二次電池を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、負極にアルカリ金属又はアル
カリ金属合金を用い、電解質に非水電解質溶液又は固体
電解質を用いた電池において、正極活物質として、金属
基板又はシリコン基板上に五酸化ニオブ膜の高配向性薄
膜を有する基板を用いたことを特徴とする二次電池を要
旨としている。
の手段として、本発明は、負極にアルカリ金属又はアル
カリ金属合金を用い、電解質に非水電解質溶液又は固体
電解質を用いた電池において、正極活物質として、金属
基板又はシリコン基板上に五酸化ニオブ膜の高配向性薄
膜を有する基板を用いたことを特徴とする二次電池を要
旨としている。
【０００８】また、他の本発明は、電解質に非水電解質
溶液又は固体電解質を用いた電池において、正極活物質
として、金属基板又はシリコン基板上に五酸化バナジウ
ム薄膜を有する基板を用い、負極活物質として、金属基
板又はシリコン基板上に五酸化ニオブ膜をリチウム化し
た高配向性薄膜を有する基板を用いたことを特徴とする
二次電池を要旨としている。
溶液又は固体電解質を用いた電池において、正極活物質
として、金属基板又はシリコン基板上に五酸化バナジウ
ム薄膜を有する基板を用い、負極活物質として、金属基
板又はシリコン基板上に五酸化ニオブ膜をリチウム化し
た高配向性薄膜を有する基板を用いたことを特徴とする
二次電池を要旨としている。
【０００９】
【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００１０】前述のように、従来提案されている正極材
は殆どが金属酸化物粉末を用いるものであるが、なかに
はＮb金属基板を加熱酸化して得られる五酸化ニオブ薄
膜を正極材とすることも提案されている。しかし、この
ような薄膜では、厚すぎて電池の小型化及び軽量化を図
る上で不充分であり、また充電特性も不充分である。
は殆どが金属酸化物粉末を用いるものであるが、なかに
はＮb金属基板を加熱酸化して得られる五酸化ニオブ薄
膜を正極材とすることも提案されている。しかし、この
ような薄膜では、厚すぎて電池の小型化及び軽量化を図
る上で不充分であり、また充電特性も不充分である。
【００１１】そこで、本発明者らは、多くの実験を実施
することにより検討した結果、非水電解質溶液又は固体
電解質を用いた電池において、電極活物質とし、金属基
板又はシリコン基板上にＲＦスパッタリング法等により
析出した五酸化ニオブ薄膜を加熱処理して高配向性薄膜
としたものを正極活物質として用いることにより、或い
はこの加熱処理した五酸化ニオブ薄膜を予めリチウム化
したもの(ＬixＮb2Ｏ5)(１＜ｘ＜２)を負極活物質とし
て用いることにより、電池を薄型化及び小型化でき、し
かも、充放電容量が増大し、優れた充放電特性を示すこ
とを見出したものである。
することにより検討した結果、非水電解質溶液又は固体
電解質を用いた電池において、電極活物質とし、金属基
板又はシリコン基板上にＲＦスパッタリング法等により
析出した五酸化ニオブ薄膜を加熱処理して高配向性薄膜
としたものを正極活物質として用いることにより、或い
はこの加熱処理した五酸化ニオブ薄膜を予めリチウム化
したもの(ＬixＮb2Ｏ5)(１＜ｘ＜２)を負極活物質とし
て用いることにより、電池を薄型化及び小型化でき、し
かも、充放電容量が増大し、優れた充放電特性を示すこ
とを見出したものである。
【００１２】基板として金属基板又はシリコン基板を使
用し、この基板上にＲＦスパッタリング法により五酸化
ニオブ薄膜を製膜する。ＲＦスパッタリング法の他、真
空蒸着法、電子ビーム蒸着法等々により製膜してもよ
い。その際、基板に金属箔を用いれば、電池のより薄型
化及び小型化が可能となる。
用し、この基板上にＲＦスパッタリング法により五酸化
ニオブ薄膜を製膜する。ＲＦスパッタリング法の他、真
空蒸着法、電子ビーム蒸着法等々により製膜してもよ
い。その際、基板に金属箔を用いれば、電池のより薄型
化及び小型化が可能となる。
【００１３】そして、このように基板上に製膜した五酸
化ニオブ薄膜を４００〜７００℃で加熱処理する。この
加熱処理により、ａｃ面が基板に平行に成長した構造の
高配向性薄膜が得られる。それ故、放電でこの酸化物の
チャンネル構造中にＬi+イオンが容易に進入し、充電に
より、そこからＬi+イオンが脱出する作用があり、この
作用は可逆的である。このため、充放電繰り返しが可能
である。
化ニオブ薄膜を４００〜７００℃で加熱処理する。この
加熱処理により、ａｃ面が基板に平行に成長した構造の
高配向性薄膜が得られる。それ故、放電でこの酸化物の
チャンネル構造中にＬi+イオンが容易に進入し、充電に
より、そこからＬi+イオンが脱出する作用があり、この
作用は可逆的である。このため、充放電繰り返しが可能
である。
【００１４】ここで、加熱処理温度が４００℃以下では
配向性の高い薄膜が生成できず、一方、７００℃以上で
は基板、特に金属基板の成分元素が酸化するので望まし
くない。加熱処理の雰囲気はＡr等の不活性雰囲気が望
ましい。加熱処理時間は１時間程度でよいが特には制限
されない。
配向性の高い薄膜が生成できず、一方、７００℃以上で
は基板、特に金属基板の成分元素が酸化するので望まし
くない。加熱処理の雰囲気はＡr等の不活性雰囲気が望
ましい。加熱処理時間は１時間程度でよいが特には制限
されない。
【００１５】かくして得られた高配向性の五酸化ニオブ
薄膜を有する金属基板又はシリコン基板を正極活物質と
して用い、負極としてアルカリ金属又はアルカリ金属合
金を組み合わせて用いた二次電池は、上述の作用がある
ため、充放電特性が極めて優れている。その際、負極の
アルカリ金属又はその合金を箔とすれば、一層の薄型化
及び小型化が図れる。
薄膜を有する金属基板又はシリコン基板を正極活物質と
して用い、負極としてアルカリ金属又はアルカリ金属合
金を組み合わせて用いた二次電池は、上述の作用がある
ため、充放電特性が極めて優れている。その際、負極の
アルカリ金属又はその合金を箔とすれば、一層の薄型化
及び小型化が図れる。
【００１６】一方、高配向性五酸化ニオブ薄膜を利用す
れば、上記のタイプの電池と異なる構成のタイプの電池
も可能である。
れば、上記のタイプの電池と異なる構成のタイプの電池
も可能である。
【００１７】すなわち、上記方法で金属基板又はシリコ
ン基板上に得られた高配向性の五酸化ニオブ薄膜を予め
リチウム化したもの(ＬixＮb2Ｏ5)(１＜ｘ＜２)を負極
活物質として用いることができる。この場合の電池の正
極活物質としては、金属基板又はシリコン基板上に五酸
化バナジウム薄膜を製膜した基板を用いる。この構成の
二次電池も、優れた充放電特性を発揮する。
ン基板上に得られた高配向性の五酸化ニオブ薄膜を予め
リチウム化したもの(ＬixＮb2Ｏ5)(１＜ｘ＜２)を負極
活物質として用いることができる。この場合の電池の正
極活物質としては、金属基板又はシリコン基板上に五酸
化バナジウム薄膜を製膜した基板を用いる。この構成の
二次電池も、優れた充放電特性を発揮する。
【００１８】ここで、リチウム化するには、この薄膜を
リチウムイオン含有電解液中で放電すればよい。このよ
うにリチウム化することにより、Ｎb2Ｏ5構造中にリチ
ウムを予め貯蔵しておくことができる。この時、構造中
のリチウム量が増す程、より低い電極電位が得られ、ま
た充電でリチウムが構造中から脱出してもほぼ完全に元
の構造が保持される。このため、これを負極として用い
る電池において、より高い電圧が得られ、放電容量が増
大し、優れた充放電特性が得られる。特に大きい電圧の
低下なしに多数回充放電繰り返しが可能である。
リチウムイオン含有電解液中で放電すればよい。このよ
うにリチウム化することにより、Ｎb2Ｏ5構造中にリチ
ウムを予め貯蔵しておくことができる。この時、構造中
のリチウム量が増す程、より低い電極電位が得られ、ま
た充電でリチウムが構造中から脱出してもほぼ完全に元
の構造が保持される。このため、これを負極として用い
る電池において、より高い電圧が得られ、放電容量が増
大し、優れた充放電特性が得られる。特に大きい電圧の
低下なしに多数回充放電繰り返しが可能である。
【００１９】また、正極活物質として、金属基板又はシ
リコン基板上に五酸化バナジウム薄膜を製膜した基板を
用いるのは、放電でその構造中へのＬi+イオンの侵入及
び充電でそこからのＬi+イオンの脱出が可逆的に起こる
こと、並びにＮb2Ｏ5薄膜よりかなり高い３Ｖ級の電極
電位を有するためである。なお、五酸化バナジウム薄膜
の製膜法としてはＲＦスパッタリング法等々の適当な方
法が可能である。
リコン基板上に五酸化バナジウム薄膜を製膜した基板を
用いるのは、放電でその構造中へのＬi+イオンの侵入及
び充電でそこからのＬi+イオンの脱出が可逆的に起こる
こと、並びにＮb2Ｏ5薄膜よりかなり高い３Ｖ級の電極
電位を有するためである。なお、五酸化バナジウム薄膜
の製膜法としてはＲＦスパッタリング法等々の適当な方
法が可能である。
【００２０】なお、いずれのタイプの電池においても、
電解質としては、非水電解質溶液或いは固体電解質を用
いることができ、特に制限されるものではない。
電解質としては、非水電解質溶液或いは固体電解質を用
いることができ、特に制限されるものではない。
【００２１】次に本発明の実施例を示す。
【００２２】
【実施例１】本例は五酸化ニオブを正極活物質に用いた
例である。まず、ＲＦスパッタリング法を用い、ターゲ
ットにはＮb2Ｏ5(純度９９.２％)を用いてＲＦパワー１
００Ｗ、Ａr圧８０mＴorrの条件で、ステンレス鋼箔(Ｓ
ＵＳ３０４、厚さ０.０５mm)の基板上に五酸化ニオブ薄
膜を製膜した(膜厚３００〜６００nm)。酸化物薄膜の膜
厚は繰り返し干渉法を用いて測定した。更にこの膜厚と
面積から薄膜の体積を求め、これに密度(Ｎb2Ｏ5、４.
９４g／cm3)を乗じて重量を得た。次いで、この五酸化
ニオブ薄膜をＡr雰囲気中、５００℃で１時間加熱処理
し、正極材(表面積１cm2)とした。
例である。まず、ＲＦスパッタリング法を用い、ターゲ
ットにはＮb2Ｏ5(純度９９.２％)を用いてＲＦパワー１
００Ｗ、Ａr圧８０mＴorrの条件で、ステンレス鋼箔(Ｓ
ＵＳ３０４、厚さ０.０５mm)の基板上に五酸化ニオブ薄
膜を製膜した(膜厚３００〜６００nm)。酸化物薄膜の膜
厚は繰り返し干渉法を用いて測定した。更にこの膜厚と
面積から薄膜の体積を求め、これに密度(Ｎb2Ｏ5、４.
９４g／cm3)を乗じて重量を得た。次いで、この五酸化
ニオブ薄膜をＡr雰囲気中、５００℃で１時間加熱処理
し、正極材(表面積１cm2)とした。
【００２３】一方、負極には、リチウム圧延板を所定形
状に打ち抜いたものを用い、電解液にはプロピレンカー
ボネート(ＰＣ)に１モル濃度の過塩素酸リチウムを溶解
したものを用いた。これらを正極材と組み合わせた電池
を本発明電池(Ａ)という。
状に打ち抜いたものを用い、電解液にはプロピレンカー
ボネート(ＰＣ)に１モル濃度の過塩素酸リチウムを溶解
したものを用いた。これらを正極材と組み合わせた電池
を本発明電池(Ａ)という。
【００２４】
【実施例２】本例は五酸化ニオブを負極活物質に用いた
例である。まず、実施例１と同様にＲＦスパッタリング
法により、ターゲットにはＶ2Ｏ5(純度９９.９％)を用
い、ＲＦパワー１００Ｗ、Ａr圧８０ｍＴorrでステンレ
ス鋼箔(ＳＵＳ３０４、厚さ０.０５mm)上に酸化バナジ
ウム皮膜を製膜した(膜厚３００〜６００nm)。この五酸
化バナジウム薄膜を空気中、５００℃で１時間加熱処理
し、正極材(表面積１cm2)とした。
例である。まず、実施例１と同様にＲＦスパッタリング
法により、ターゲットにはＶ2Ｏ5(純度９９.９％)を用
い、ＲＦパワー１００Ｗ、Ａr圧８０ｍＴorrでステンレ
ス鋼箔(ＳＵＳ３０４、厚さ０.０５mm)上に酸化バナジ
ウム皮膜を製膜した(膜厚３００〜６００nm)。この五酸
化バナジウム薄膜を空気中、５００℃で１時間加熱処理
し、正極材(表面積１cm2)とした。
【００２５】一方、負極材としては、実施例１と同様に
して得られたステンレス鋼箔上の五酸化ニオブ膜につい
て、これを１Ｍ ＬiＣlＯ4のＰＣ溶液中で放電し、予め
リチウム化したもの(ＬixＮb2Ｏ5)(１＜ｘ＜２)を用い
た。電解液には１ＭＬiＣlＯ4−ＰＣ溶液を用いた。こ
れらを正極材と組み合わせた電池を本発明電池(Ｂ)とい
う。
して得られたステンレス鋼箔上の五酸化ニオブ膜につい
て、これを１Ｍ ＬiＣlＯ4のＰＣ溶液中で放電し、予め
リチウム化したもの(ＬixＮb2Ｏ5)(１＜ｘ＜２)を用い
た。電解液には１ＭＬiＣlＯ4−ＰＣ溶液を用いた。こ
れらを正極材と組み合わせた電池を本発明電池(Ｂ)とい
う。
【００２６】
【比較例１】実施例１と同様にＲＦスパッタリング法に
より、ステンレス鋼箔上に五酸化ニオブ薄膜を析出させ
た。この酸化物薄膜を熱処理なしに、そのまま正極材と
した他は、実施例１と同様に電池を作成した。これを比
較例電池(Ｃ)という。
より、ステンレス鋼箔上に五酸化ニオブ薄膜を析出させ
た。この酸化物薄膜を熱処理なしに、そのまま正極材と
した他は、実施例１と同様に電池を作成した。これを比
較例電池(Ｃ)という。
【００２７】
【比較例２】実施例１と同様にＲＦスパッタリング法に
より、ステンレス鋼箔上に五酸化ニオブ薄膜を析出させ
た。この酸化物薄膜を９００℃で１時間Ａr雰囲気中で
加熱処理したものを正極材とした他は、実施例１と同様
に電池を作成した。これを比較例電池(Ｄ)という。
より、ステンレス鋼箔上に五酸化ニオブ薄膜を析出させ
た。この酸化物薄膜を９００℃で１時間Ａr雰囲気中で
加熱処理したものを正極材とした他は、実施例１と同様
に電池を作成した。これを比較例電池(Ｄ)という。
【００２８】それぞれの電池の試験結果を図１と図２に
示す。図１は、本発明電池(Ａ)と、比較例電池(Ｃ)、
(Ｄ)の２５℃における０.０１mＡ・cm-2の定電流密度下
での、第３０サイクル目の充放電曲線である。図１より
わかるように、５００℃で熱処理した五酸化ニオブ薄膜
を正極とする本発明電池(Ａ)は、熱処理をしない五酸化
ニオブ薄膜を正極とする比較電池(Ｃ)、及び９００℃で
熱処理した五酸化ニオブ薄膜を正極とする比較電池(Ｄ)
よりも明らかに大きい第３０サイクル目における充放電
容量を示している。
示す。図１は、本発明電池(Ａ)と、比較例電池(Ｃ)、
(Ｄ)の２５℃における０.０１mＡ・cm-2の定電流密度下
での、第３０サイクル目の充放電曲線である。図１より
わかるように、５００℃で熱処理した五酸化ニオブ薄膜
を正極とする本発明電池(Ａ)は、熱処理をしない五酸化
ニオブ薄膜を正極とする比較電池(Ｃ)、及び９００℃で
熱処理した五酸化ニオブ薄膜を正極とする比較電池(Ｄ)
よりも明らかに大きい第３０サイクル目における充放電
容量を示している。
【００２９】図２は、本発明電池(Ｂ)の０.０１mＡ・cm
-2の定電流密度、２５℃で、充放電を繰り返した場合の
第１サイクルから第５０サイクル目までの充放電曲線を
示している。同図から明らかなように、本発明電池(Ｂ)
は大きい電圧の低下なしに多くの回数、充放電繰り返し
ができる。
-2の定電流密度、２５℃で、充放電を繰り返した場合の
第１サイクルから第５０サイクル目までの充放電曲線を
示している。同図から明らかなように、本発明電池(Ｂ)
は大きい電圧の低下なしに多くの回数、充放電繰り返し
ができる。
【００３０】また、上記のＲＦスパッタリング法で析出
した五酸化ニオブ薄膜は、Ｘ線回折結果から非晶質であ
ったが、これを５００℃でＡr雰囲気中で熱処理したも
のは、Ｔ型の結晶構造を有するＮb2Ｏ5(Ａngew.Ｃhe
m.，5、40(1966)参照)の(００１)及び(００２)等の
した五酸化ニオブ薄膜は、Ｘ線回折結果から非晶質であ
ったが、これを５００℃でＡr雰囲気中で熱処理したも
のは、Ｔ型の結晶構造を有するＮb2Ｏ5(Ａngew.Ｃhe
m.，5、40(1966)参照)の(００１)及び(００２)等の
【化１】 回折線のみが現われ、基板に平行にａｃ面が成長した高
配向性のＮb2Ｏ5薄膜が生成したことが確認された。一
方、９００℃でＡr雰囲気中で熱処理したものはステン
レス鋼基板の成分元素の金属酸化物の生成が認められ
た。
配向性のＮb2Ｏ5薄膜が生成したことが確認された。一
方、９００℃でＡr雰囲気中で熱処理したものはステン
レス鋼基板の成分元素の金属酸化物の生成が認められ
た。
【００３１】なお、上記実施例では、基板としてステン
レス鋼を用いたが、他の金属基板でも同様の結果が得ら
れ、また、シリコン基板を用いても同様なＮb2Ｏ5薄膜
を得ることができた。
レス鋼を用いたが、他の金属基板でも同様の結果が得ら
れ、また、シリコン基板を用いても同様なＮb2Ｏ5薄膜
を得ることができた。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ＲＦスパッタリング法等により析出した五酸化ニオブ薄
膜を熱処理により高配向性薄膜としたものを電極活物質
として用いた非水又は固体電解質二次電池であるので、
充放電が可逆的で優れたサイクル特性を有し、且つ薄型
化及び小型化できるので、その工業的効果は極めて大き
い。
ＲＦスパッタリング法等により析出した五酸化ニオブ薄
膜を熱処理により高配向性薄膜としたものを電極活物質
として用いた非水又は固体電解質二次電池であるので、
充放電が可逆的で優れたサイクル特性を有し、且つ薄型
化及び小型化できるので、その工業的効果は極めて大き
い。
【図１】本発明電池と比較例電池との放電特性を対比し
て示す図で、(Ａ)は本発明電池、(Ｃ)、(Ｄ)は比較例電
池の場合である。
て示す図で、(Ａ)は本発明電池、(Ｃ)、(Ｄ)は比較例電
池の場合である。
【図２】本発明電池(Ｂ)の充放電繰り返し特性を示す図
である。
である。
Claims (6)
- 【請求項１】 負極にアルカリ金属又はアルカリ金属合
金を用い、電解質に非水電解質溶液又は固体電解質を用
いた電池において、正極活物質として、金属基板又はシ
リコン基板上に五酸化ニオブ膜の高配向性薄膜を有する
基板を用いたことを特徴とする二次電池。 - 【請求項２】 金属基板又はシリコン基板が箔基板であ
る請求項１に記載の二次電池。 - 【請求項３】 負極にアルカリ金属又はアルカリ金属合
金の箔を用いる請求項１又は２に記載の二次電池。 - 【請求項４】 電解質に非水電解質溶液又は固体電解質
を用いた電池において、正極活物質として、金属基板又
はシリコン基板上に五酸化バナジウム薄膜を有する基板
を用い、負極活物質として、金属基板又はシリコン基板
上に五酸化ニオブ膜をリチウム化した高配向性薄膜を有
する基板を用いたことを特徴とする二次電池。 - 【請求項５】 金属基板又はシリコン基板が箔基板であ
る請求項４に記載の二次電池。 - 【請求項６】 五酸化ニオブ膜をリチウム化した薄膜が
化学式(ＬixＮb2Ｏ5)(１＜ｘ＜２)を有する薄膜である
請求項４に記載の二次電池。
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|---|---|---|---|
| JP31256393A JP3254066B2 (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 非水又は固体電解質二次電池 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003242965A (ja) * | 2001-12-05 | 2003-08-29 | Wilson Greatbatch Technologies Inc | アルカリ金属イオン電気化学電池用の２枚の正極集電体 |
| KR100650621B1 (ko) * | 1999-02-16 | 2006-11-27 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 니오브분말, 니오브소결체, 그 소결체를 사용한 축전지 및 그 축전지의 제조방법 |
| WO2007102433A1 (ja) | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Incorporated National University Iwate University | 二次電池及びその製造方法並びにシステム |
| WO2013011568A1 (ja) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | 株式会社日立製作所 | イオン二次電池用電極、イオン二次電池用電極の製造方法、リチウムイオン二次電池およびマグネシウムイオン二次電池 |
| JP2014507774A (ja) * | 2011-05-11 | 2014-03-27 | グリッドテンシャル エナジー インコーポレイテッド | 改良されたバッテリーおよび組立方法 |
| US10008713B2 (en) | 2011-05-11 | 2018-06-26 | Gridtential Energy, Inc. | Current collector for lead acid battery |
| US10090515B2 (en) | 2011-05-11 | 2018-10-02 | Gridtential Energy, Inc. | Bipolar hybrid energy storage device |
| CN119650563A (zh) * | 2023-09-15 | 2025-03-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种适用于表面表征的二次离子电池储能模型器件的构建方法 |
-
1993
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100650621B1 (ko) * | 1999-02-16 | 2006-11-27 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 니오브분말, 니오브소결체, 그 소결체를 사용한 축전지 및 그 축전지의 제조방법 |
| JP2003242965A (ja) * | 2001-12-05 | 2003-08-29 | Wilson Greatbatch Technologies Inc | アルカリ金属イオン電気化学電池用の２枚の正極集電体 |
| WO2007102433A1 (ja) | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Incorporated National University Iwate University | 二次電池及びその製造方法並びにシステム |
| US9570737B2 (en) | 2011-05-11 | 2017-02-14 | Gridtential Energy, Inc. | Wafer-based bipolar battery plate |
| JP2014507774A (ja) * | 2011-05-11 | 2014-03-27 | グリッドテンシャル エナジー インコーポレイテッド | 改良されたバッテリーおよび組立方法 |
| US8828582B2 (en) | 2011-05-11 | 2014-09-09 | Gridtential Energy, Inc. | Battery and assembly method |
| JP2015028954A (ja) * | 2011-05-11 | 2015-02-12 | グリッドテンシャル エナジー インコーポレイテッドＧｒｉｄｔｅｎｔｉａｌ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｉｎｃ． | 改良されたバッテリーおよび組立方法 |
| US10008713B2 (en) | 2011-05-11 | 2018-06-26 | Gridtential Energy, Inc. | Current collector for lead acid battery |
| US10090515B2 (en) | 2011-05-11 | 2018-10-02 | Gridtential Energy, Inc. | Bipolar hybrid energy storage device |
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| CN103003981A (zh) * | 2011-07-19 | 2013-03-27 | 株式会社日立制作所 | 离子二次电池用电极、离子二次电池用电极的制造方法、锂离子二次电池及镁离子二次电池 |
| JPWO2013011568A1 (ja) * | 2011-07-19 | 2015-02-23 | 株式会社日立製作所 | イオン二次電池用電極、イオン二次電池用電極の製造方法、リチウムイオン二次電池およびマグネシウムイオン二次電池 |
| WO2013011568A1 (ja) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | 株式会社日立製作所 | イオン二次電池用電極、イオン二次電池用電極の製造方法、リチウムイオン二次電池およびマグネシウムイオン二次電池 |
| CN119650563A (zh) * | 2023-09-15 | 2025-03-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种适用于表面表征的二次离子电池储能模型器件的构建方法 |
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