JPS60253174A - ソリツドステート電気化学電池の製造方法 - Google Patents

ソリツドステート電気化学電池の製造方法

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JPS60253174A JP60102507A JP10250785A JPS60253174A JP S60253174 A JPS60253174 A JP S60253174A JP 60102507 A JP60102507 A JP 60102507A JP 10250785 A JP10250785 A JP 10250785A JP S60253174 A JPS60253174 A JP S60253174A
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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】 本発明岐、複合材料カソードの製造方法及びカソードを
組込んだソリッドステート電気化学電池のａ進方法に関
するものである。
リチウム又はリチウムをペースとするアノード、リチウ
ムイオン電導性重合体電解質、及び■（Ｓｏｌ！ｌ。
ｖ２０５　又はＴｌ５２　のような挿入電極物質をペー
スとするカソードを含むソリッドステート電気化学電池
社公知である。これについて、例えばヨーロッパ特許第
１３／９９号明細書（対応する米国特許第’１３０３７
１１ｇ号）を参照されたい。現実的な電流密度で高活性
カソードを有効利用するために、上記の明細書に記敞さ
れているように、カソードを、挿入電極物質（活性陰極
液）、ポリマー電解質及びもしも必要ならばダラファイ
トのような電気的導電性媒質を含む複合材料構造のもの
として構成できる。この場合、Ｉリマー電解質２０〜７
０％、活性陰極液３０−４０％及び必要な場□ 合には、電子導電性媒質／〜、２０％が好ましい割合と
して例示される。尚、ここでの％はすべて体積％である
。
このような複合材料カソード（ｃｏｍｐｏ　ｓ　ｌ　ｔ
　ｅｃａｔｈｏｄｅ）　を、例えばアセトニトリルのよ
うな適当な溶媒を用い、カソード組成物の溶液からシー
ト又はフィルム状に形成することも知られている。
例えば、集電装置上にその溶液を施し、溶媒を蒸発させ
て集電装置（ｃｕｒｒｓｎｔ　ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）上
Ｋ１合材料カソードのシート又はフィルムを形成させる
方法である。
本発明はソリッドステート電気化学電池における性能を
向上させた複合材料カソードの製造方法に関するもので
ある。
本発明は次の工程（ａ）　（ｂｌを含むソリッドステー
ト電気化学電池の製造方法を提供する。
（ａ）工程：挿入電極物質（ｌｎｓｅｒｔｌｏｎ　ｅｌ
ｅｃｔｒｏｄｅｒＨｔｅｒｌａｌ）又は類似の活性物質
と、リチウム塩と錯体を形成できる重合体物質と、それ
らのための溶媒を含む溶液からシート又はフィルムを形
成することによって、ソリッドステート電気化学電池用
の複合材料カソードをつくシ、そのシート又はフィルム
に十分な圧力をかけて緻密にする工程、 （ｂｌ工程：複合材料カソード、活性物質としてリチウ
ムを有するアノード及びリチウム塩と錯体（ｃｏｍｐｌ
ｅｘ）を形成できる重合体物質を含む電解質とを含有す
る電池を組立てる工程、 尚、リチウム塩は重合体物質と錯体を形成し、複合材料
カソードと電解質の一方又は両方にイオン的電導相を形
成している。
本発明の方法により製造された電池は、公知の方法でつ
くられた電池、すなわち複合材料カソードが緻密化され
ていないものに比べて、すべての容積エネルギー密度に
おいてすぐれていることが見出された。これは、緻密化
によって、複合材料カソードの容積固有静電容量（ｖｏ
ｌｕｍｅｔｒｌｃｓｐｅｃｌｆｌｃ　ｃａｐａｃｌｔｙ
）　が増加したことによると信じている。緻密化しない
でつくった複合材料カソードは、理論密度の約３０％の
みを保持しているということを示唆する特定のケースに
おいて、すべての容積エネルギー密度におけるλつのフ
ァクターによる増加が得られた。
本発明にもとづいて組立てたＩＫ池は、実施例において
具体的に説！するように、キャパシテー保持の向上の点
についても、すぐれたサイクリング（ｃｙｃｌ　＋ｒ＋
＋；＋）挙動を示すことが見出された。
複合材料カソードは、挿入電極物質として上記のような
当業界で公知の物情を含むことができ、又、重合体物質
として、ポリエチレンオキシド（以下ＰＥＯという）や
ポリエチレンオキシド（以下、ＰＰＯという）のような
物質を含むことができる。
重合体物質の全部又は一部と錯体として存在する、例え
はｌ−１Ｂ「−１Ｃｅｏ４−１ＳＣＮ−又はＦ　５Ｃ５
Ｏ，−のようなアニオンとのリチウム塩によって形成さ
れるリチウムイオン導電相で複合材料カソードを形成で
きる。もしも、このようなリチウムイオン電導相が用い
られない場合には、電池をつかえるようにするために以
下で述べるような追加の処置が必要となる。必要に応じ
、複合材料カソードには、グラファイト又は炭素の他の
形態のもののような電子導電性媒質を含めることができ
る。
複合材料カソードの緻密化は、例えば室温又はよシ高い
温度でローリングにより行なうことができ、又そのシー
トやフィルムが工程（ａ）で集電装置の上に形成される
ときは、その集票装置（例えば、金属箔基体の形１ｐ４
）の上で行なうことができる〇工＠　（ｂｌは、当業界
で公知の方法、例えば、必要な構成や内容物を電池のキ
ャスティング内に積み重ね、ローリング又は折込み等を
することによって行なわれる。重合体電解質は、上記し
たＰＥＯ又ａｐｐｏであり、リチウム塩と錯体をつくっ
てイオン電導用を形成する。電池は、電解質と複合材料
カソードの両方がイオン電導用となったときに作動する
。しかしながら、その電解質及び複合材料カソードの一
方のみがイオン電導用を有する場合には、電池は作動し
ない。この場合、電解質及び複合材料カソードの一方か
ら、他の電解質及び捨金材料カソードへ前記のイオン電
導用を例えば、英国特許第；ｌ／３９’１１０Ａ号明細
書に記載されているような加熱処理によって、分散させ
ることにより電池を伸側させることができる。
本発明の実施の７例を次の実施例により説明するＯ 実施例 アセトニトリルに（ＰＥ０）　９Ｌ　Ｉ　Ｆ　３Ｃ３Ｏ
３及びＶ、ｓｏ＋５を含む溶液を牌ｆ）’ＩＬ、これに
アセチレンブラックを加えた。得られた溶液を、ドクタ
ーブレード法を用いて、ニッケル箔集電装置上に施し、
アセトニトリルを蒸発させて、　ｖ６ｏＩ３２．２．！
；％、ポリマーコタ％、炭素コ、５％及び多孔度ＳＯ％
の容積を有する約ＳＯμｍ厚のフィルムを得た。次に１
集電装負上のフィルムを一つのローラーのニップ全通し
、実質的に多孔性を除くことにより緻密化した０ 集電装置上に得られたフィルムを複合材料カソードとし
て、電気化学電池内に、リチウム金属箔７ノード（約３
θθμｒｎ）厚）と（ＰＥＯ）、ＬＩＦ、Ｃ８Ｏ５電解
質（約５θμｍ厚）とともに耐み込んだ０この電池を次
の条件：７３０℃、０．２！；ｍＡｃｍ　ガイスチャー
ジ電流、０．７２３　ｍｋｔｎ−２チヤージ電流、／、
７〜３．２！；ｖ、ノミナル（ｎｏｍｌｎａｌ）キャパ
シティー／、２　！；　ｍＡｍ−２ｓ　でテストした。
この電油は、３０サイクル後、理論キャパシティーのｇ
０％を保持していた。比較のために、そのフィルムを緻
密化しなかった以外はすべての点で上記と同じ電池につ
いて、同一条件下でテストした。この比較例の電池袖、
３０サイクル稜、理論キャノクシティーの６０％を保持
していた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ／（ａ）挿入電極物質又は類似の活性物質と、リチウム
    塩と錯体を形成できる重合体物質と、それらのための溶
    媒を含む溶液からシート又はフィルムを形成することに
    よって、ソリッドステート電気化学市、池用の撲合材料
    カソードをつくる工程、 （ｂ）　複合材料カソード、活性物質としてリチウムを
    有するアノード及びリチウム塩と錯体を形成できる重合
    体物質を含む電解質を含有するｍ池を組立てる工程、そ
    して、ここでリチウム塩は重合体物質と錯体を形成し、
    複合材料カソードと電解質の一方又は両方にイオン的電
    導相を形成しておシ、又電池を組立てる前に工程（ａｌ
    でつくられた複合材料カソードが十分な加圧によシ緻密
    化されていることを特徴とする該工程、 の（８）（ｂ）の工程を含むソリッドステート電気化学
    電、池の製造方法。 コ　シート又はフィルムが、工６！（ａ）において、室
    温又はよシ高温で、ローリングにより加圧されている特
    許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３、　シート又はフィルムが集電装置基体の上で行なわ
    れる特許請求の範囲第一項記載の製造方法。 ダ　重合体物質が、ポリエチレンオキシド又はポリプロ
    ピレンオキシドである特許請求の範囲第１項ないし第３
    項のいずれか７項に記載の製造方法。
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