JPS61227366A - リチウムイオン導電体、その製造法、および該イオン導電体を含有する電池 - Google Patents
リチウムイオン導電体、その製造法、および該イオン導電体を含有する電池Info
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- JPS61227366A JPS61227366A JP61068898A JP6889886A JPS61227366A JP S61227366 A JPS61227366 A JP S61227366A JP 61068898 A JP61068898 A JP 61068898A JP 6889886 A JP6889886 A JP 6889886A JP S61227366 A JPS61227366 A JP S61227366A
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
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-
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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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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。
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、リチウムイオン等電体、その裏造法、および
該イオン導電体を含有する電池に関する。
該イオン導電体を含有する電池に関する。
従来の技術
リチウムは、大きい陽電性特性およびわずかな比重によ
り、その化合物の形で固体または液体のイオン導電性電
解質に殊に重要である。リチウムが極めてわずかな原子
量を有しかつ、大きい反応エネルギを有する化合物を形
成するので、リチウムを含有する装置は極めて大きいエ
ネルギ密度を得ることができる。しかしながらリチウム
が水と反応するので、水性電解液はリチウム装置用とし
て論外である。従って、従来よりもっばら蓄電池では、
有機溶剤中に溶解されたリチウム塩がイオン導電体とし
て使用された。しかしながら、この電解液の欠点は、リ
チウムがこのイオン導電体中で不安定であるので、正極
としてのリチウムと一緒に使用されえないことである。
り、その化合物の形で固体または液体のイオン導電性電
解質に殊に重要である。リチウムが極めてわずかな原子
量を有しかつ、大きい反応エネルギを有する化合物を形
成するので、リチウムを含有する装置は極めて大きいエ
ネルギ密度を得ることができる。しかしながらリチウム
が水と反応するので、水性電解液はリチウム装置用とし
て論外である。従って、従来よりもっばら蓄電池では、
有機溶剤中に溶解されたリチウム塩がイオン導電体とし
て使用された。しかしながら、この電解液の欠点は、リ
チウムがこのイオン導電体中で不安定であるので、正極
としてのリチウムと一緒に使用されえないことである。
この場合性なわれる反応が、内部抵抗を増大させかつ貯
麓性を制限する。さらに、このような装置は再び充電さ
れることができない。他に可能なのが、固体電解質を使
用することである。しかしながら、従来より公知の固体
リチウム電解質は、極めて低い導電率を有するかまたは
熱力学的に不安定である。従って、大きい蓄電池電流を
可能にするため、電解質が極めて薄い薄膜で裏遺されな
ければならず、このことが工穆技術上の難点を生じる。
麓性を制限する。さらに、このような装置は再び充電さ
れることができない。他に可能なのが、固体電解質を使
用することである。しかしながら、従来より公知の固体
リチウム電解質は、極めて低い導電率を有するかまたは
熱力学的に不安定である。従って、大きい蓄電池電流を
可能にするため、電解質が極めて薄い薄膜で裏遺されな
ければならず、このことが工穆技術上の難点を生じる。
発明が解決しようとする問題点
ところで本発明の課題は、大きい導電嘉を有し、リチウ
ム正極と一緒に使用可能であり、熱力学的に安定であり
かつ容易に製造することができるリチウムイオン導電体
をつ（り出すことである。
ム正極と一緒に使用可能であり、熱力学的に安定であり
かつ容易に製造することができるリチウムイオン導電体
をつ（り出すことである。
問題点を解決するための手段
本発明によれば、この課題が、ハロゲン化リチウムとア
ルコール、アミンまたは塩基性の有機ヘテロ環窒素化合
物との付加化合物より成るリチウムイオン導電体により
解決される。
ルコール、アミンまたは塩基性の有機ヘテロ環窒素化合
物との付加化合物より成るリチウムイオン導電体により
解決される。
本発明によるリチウムイオン導電体は、有機錯体が陽イ
オンまたは、アルカリ金属イオンと結合する陰イオンの
役割は果さないが、溶媒和物として存在する付加化合物
より成る。このものは、固体のまたは溶融せる状態で存
在することができる。本発明によるリチウムイオン導電
体の導電率は著大であり、他の公知の固体アルカリ金属
イオン導電体よりも大である。このリチウムイオン導電
体の製造は極めて簡単である。
オンまたは、アルカリ金属イオンと結合する陰イオンの
役割は果さないが、溶媒和物として存在する付加化合物
より成る。このものは、固体のまたは溶融せる状態で存
在することができる。本発明によるリチウムイオン導電
体の導電率は著大であり、他の公知の固体アルカリ金属
イオン導電体よりも大である。このリチウムイオン導電
体の製造は極めて簡単である。
リチウム化合物として、リチウムのハロゲン化物が使用
される。この場合有利なのが、リチウムの臭化物および
沃化物である。殊に有利に、沃化リチウムが使用される
。
される。この場合有利なのが、リチウムの臭化物および
沃化物である。殊に有利に、沃化リチウムが使用される
。
本発明によるハロゲン化リチウムの有機錯体は、アルコ
ール、アミンまたは塩基性の有機ヘテロ環窒素化合物を
使用し形成される。この場合アルコールとして、第１級
、第２級または第３級の１価−藷よび多価アルコールが
使用されることができる。脂肪族の、または芳香族の置
換また非置換アルコールも適当である。有利に使用され
るのが、炭素原子数１〜６およびＯＨ基数１またはそれ
以上を有する脂肪族アルコールである。殊に有利なのが
、メタノール、エタノールおよびプロパツールである。
ール、アミンまたは塩基性の有機ヘテロ環窒素化合物を
使用し形成される。この場合アルコールとして、第１級
、第２級または第３級の１価−藷よび多価アルコールが
使用されることができる。脂肪族の、または芳香族の置
換また非置換アルコールも適当である。有利に使用され
るのが、炭素原子数１〜６およびＯＨ基数１またはそれ
以上を有する脂肪族アルコールである。殊に有利なのが
、メタノール、エタノールおよびプロパツールである。
さらに、付加化合物を形成するための有機成分として、
アミンが使用されることができる。
アミンが使用されることができる。
これには、置換または非置換であってもよい第１級、第
２級および第３級の脂肪族アミンまたは芳香族アミンの
ような全ての有機アミンが適当である。殊に適当なのが
、炭素原子数１〜６を有するアルキル基を有するアルキ
ルアミン、および置換または非置換のアニリンである。
２級および第３級の脂肪族アミンまたは芳香族アミンの
ような全ての有機アミンが適当である。殊に適当なのが
、炭素原子数１〜６を有するアルキル基を有するアルキ
ルアミン、および置換または非置換のアニリンである。
さらに、ハロゲン化リチウムの付加化合物を形成するた
め、塩基性の有機ヘテロ環窒素化合物が使用されること
ができる。ヘテロパラフィンもまたヘテロ芳香族および
ヘテロオレフィンも適当である。しかしながら、殊に有
利に使用されるのが環原子数５またＩｆｉ６を有するヘ
テロ芳香族である。殊に有利な化合物としてビリジ・ン
が使用される。
め、塩基性の有機ヘテロ環窒素化合物が使用されること
ができる。ヘテロパラフィンもまたヘテロ芳香族および
ヘテロオレフィンも適当である。しかしながら、殊に有
利に使用されるのが環原子数５またＩｆｉ６を有するヘ
テロ芳香族である。殊に有利な化合物としてビリジ・ン
が使用される。
有利に、ハロゲン化リチウムの有機錯体は３−または４
重に配位されている。リチウムイオン導電体として殊に
適当なのが、３または４個のメタノール分子が配位され
た沃化リチウムである。本発明によるリチウムイオン導
電体の製造は極めて簡単である。このため、ハロゲン化
リチウムおよび有機化合物が化学量論的量で合せられか
つ反応される。殊に有利に、ノすロダン化リチウムおよ
び有機化合物が無水状態で使用される。
重に配位されている。リチウムイオン導電体として殊に
適当なのが、３または４個のメタノール分子が配位され
た沃化リチウムである。本発明によるリチウムイオン導
電体の製造は極めて簡単である。このため、ハロゲン化
リチウムおよび有機化合物が化学量論的量で合せられか
つ反応される。殊に有利に、ノすロダン化リチウムおよ
び有機化合物が無水状態で使用される。
本発明によるリチウムイオン導電体は多数の用途に適当
である。従ってこのものは、リチウムより成る正極、お
よびＭｎＯ２、ＰＩ：工、またはＴｉｅ２のような常用
の対電極を有する電池で使用されることができる。この
場合意外なのは、正極として使用された金属リチウムが
リチウムイオン導電性錯体と反応しないが、他方で純粋
なアルコール、アミンまたはヘテロ環化合物がリチウム
と反応することである。従って、この電池は極めて安定
である。本発明による電池の特別な利点は、電極として
のリチウムがリチウムイオン導電体と一緒に使用され５
ることである、それというのも本発明の電池の電圧が維
持され続けるだけでな（、放電後に再充電さえ可能であ
るからである。とくに本発明による電池は、超小型のリ
チウムバッテリーに使用することができる。このバッテ
リーは、その長寿命および安定性により殊に時計、心臓
ペースメーカー、マイクロプロセッサ等に適当である。
である。従ってこのものは、リチウムより成る正極、お
よびＭｎＯ２、ＰＩ：工、またはＴｉｅ２のような常用
の対電極を有する電池で使用されることができる。この
場合意外なのは、正極として使用された金属リチウムが
リチウムイオン導電性錯体と反応しないが、他方で純粋
なアルコール、アミンまたはヘテロ環化合物がリチウム
と反応することである。従って、この電池は極めて安定
である。本発明による電池の特別な利点は、電極として
のリチウムがリチウムイオン導電体と一緒に使用され５
ることである、それというのも本発明の電池の電圧が維
持され続けるだけでな（、放電後に再充電さえ可能であ
るからである。とくに本発明による電池は、超小型のリ
チウムバッテリーに使用することができる。このバッテ
リーは、その長寿命および安定性により殊に時計、心臓
ペースメーカー、マイクロプロセッサ等に適当である。
しかしながらさらに、本発明によるリチウムイオン導電
体は、記憶素子、電子発色表示部材、センサ、タイマー
および表示装置に使用することも可能である。
体は、記憶素子、電子発色表示部材、センサ、タイマー
および表示装置に使用することも可能である。
本発明による電池の特別な利点は、これが多数の充電−
および放電サイクル後も再びはじめの状態となりうろこ
とである。本発明により使用される付加化合物の相対的
に低い融点は、時間の経過とともに放電または充電中の
著るしい質量変動により固体間の接触不良が生じた場合
、電解質を融解することによりそれぞれの相関に再び十
分な接触の形成を許容する＠ 本発明による電池は、これら２つの電接を融解せる電解
質中へ沈めかつ引続き室温に冷却することにより極めて
簡単に製造されることができるＯ 本発明によるリチウムイオン導電体およびこれを含有す
る電池は、殊に有利な特性により優れている。従って本
発明によれば、大きい導電性を有し、極めて安定であり
、かつリチウムにより分解を受けないリチウムイオン導
電体を簡単な方法で製造することが可能である。本発明
によるリチウムイオン導電体が備えられ、リチウム正極
および対電極を含有する電池は、極めて小型であり、わ
ずかな重量および極めて高い性能を有する。さらにこの
電池は、再充電されかつ、電解質を融解することにより
再びはじめの状態とされることができる。
および放電サイクル後も再びはじめの状態となりうろこ
とである。本発明により使用される付加化合物の相対的
に低い融点は、時間の経過とともに放電または充電中の
著るしい質量変動により固体間の接触不良が生じた場合
、電解質を融解することによりそれぞれの相関に再び十
分な接触の形成を許容する＠ 本発明による電池は、これら２つの電接を融解せる電解
質中へ沈めかつ引続き室温に冷却することにより極めて
簡単に製造されることができるＯ 本発明によるリチウムイオン導電体およびこれを含有す
る電池は、殊に有利な特性により優れている。従って本
発明によれば、大きい導電性を有し、極めて安定であり
、かつリチウムにより分解を受けないリチウムイオン導
電体を簡単な方法で製造することが可能である。本発明
によるリチウムイオン導電体が備えられ、リチウム正極
および対電極を含有する電池は、極めて小型であり、わ
ずかな重量および極めて高い性能を有する。さらにこの
電池は、再充電されかつ、電解質を融解することにより
再びはじめの状態とされることができる。
実施例
以下に、本発明を実施例につき詳説する。
例 １
沃化リチウムを１３０℃に加熱し、水を駆出した。沃化
リチウム１モルに対し、常用の乾燥剤で前乾燥した４倍
量のメタノールを添加した。
リチウム１モルに対し、常用の乾燥剤で前乾燥した４倍
量のメタノールを添加した。
５０℃を有した。Ｔ、＋ｉ工Ｘ ４ ＣＨ，ＯＨの導電
率が ゛＞１０−３・オーム−１−α−１（２５℃）と
測定され喪。
率が ゛＞１０−３・オーム−１−α−１（２５℃）と
測定され喪。
例 ２
正極としてリチウム、負極としてＭｎＯ２およびイオン
導電体としてＬｉＩＸ ４ ＣＨ３０’ＥＩを使用し電
池を製造した。リチウム対ＭｎＯ２の電圧は２．８ボル
トであった。この電圧は、電解質の電気化学的分解を生
じることなく安定であった。
導電体としてＬｉＩＸ ４ ＣＨ３０’ＥＩを使用し電
池を製造した。リチウム対ＭｎＯ２の電圧は２．８ボル
トであった。この電圧は、電解質の電気化学的分解を生
じることなく安定であった。
数週間にわたり、化学的変化または電気的特性の変動が
認められなかった。
認められなかった。
例 ３
を表わす〕につき測定した。結果を第１表にまとめ友。
第１表
例 ４
例１におけるように、臭化リチウムと１倍の化学量論的
量のエタノールとを反応させた。得られた付加化合物：
ＬｉＢｒ Ｘ Ｃ２Ｈ５０Ｈは導電率＞ ３．３ Ｘ
１０−３オーム−１ｃＩＩＬ−１を有した。
量のエタノールとを反応させた。得られた付加化合物：
ＬｉＢｒ Ｘ Ｃ２Ｈ５０Ｈは導電率＞ ３．３ Ｘ
１０−３オーム−１ｃＩＩＬ−１を有した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ハロゲン化リチウムとアルコール、アミンまたは塩
基性のヘテロ環窒素化合物との付加化合物より成るリチ
ウムイオン導電体。 ２、ハロゲン化リチウムとして沃化リチウムが使用され
ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のリチ
ウムイオン導電体。 ３、アルコールとして、第１級、第２級または第３級の
１価−または多価アルキルアルコールが使用されること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項または第２項のい
ずれかに 記載のリチウムイオン導電体。 ４、アルコールとして、メタノール、エタノールまたは
プロパノールが使用されることを特徴とする、特許請求
の範囲第３項記載のリチウムイオン導電体。 ５、アミンとして、式：ＮＲ＿３〔式中、それぞれのＲ
が独立に相互にＣ原子数１〜６を有するアルキル基また
は置換または非置換のフェニル基を表わすことができる
〕を有するアミンが使用されることを特徴とする、特許
請求の範囲第１項または第２項のいずれかに記載のリチ
ウムイオン導電体。 ６、ヘテロ環化合物がピリジンであることを特徴とする
、特許請求の範囲第１項または第２項のいずれかに記載
のリチウムイオン導電体。 ７、ＬｉＩ×３メタノールまたはＬｉＩ×４メタノール
であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
リチウムイオン導電体。 ８、ハロゲン化リチウムとアルコール、アミンまたは塩
基性のヘテロ環窒素化合物との付加化合物より成る導電
体を製造するに当り、ハロゲン化リチウムおよびアルコ
ール、アミンまたはヘテロ環化合物を化学量論的割合で
合しかつ反応させることを特徴とするリチウムイオン導
電体の製造法。 ９、正極としてのリチウムまたはリチウム供与性の化合
物、自体公知の対向負極、および、ハロゲン化リチウム
とアルコール、アミンまたは塩基性のヘテロ環窒素化合
物との付加化合物より成るリチウムイオン導電体より成
ることを特徴とするリチウムイオン導電体を含有する電
池。 １０、対向負極がＭｎＯ＿２、ＰｂＩ＿２またはＴｉＳ
＿２より成ることを特徴とする、特許請求の範囲第９項
記載のリチウムイオン導電体を含有する電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3511703.6 | 1985-03-29 | ||
| DE19853511703 DE3511703A1 (de) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Lithiumionenleiter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61227366A true JPS61227366A (ja) | 1986-10-09 |
Family
ID=6266869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61068898A Pending JPS61227366A (ja) | 1985-03-29 | 1986-03-28 | リチウムイオン導電体、その製造法、および該イオン導電体を含有する電池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4704341A (ja) |
| JP (1) | JPS61227366A (ja) |
| DE (1) | DE3511703A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4851308A (en) * | 1988-01-19 | 1989-07-25 | Chronar Corp. | Solid-state energy storage cell wherein the electrolyte comprises an organic support and an inorganic salt |
| US5268243A (en) * | 1992-01-27 | 1993-12-07 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Galvanic cell |
| GB2306762B (en) * | 1993-03-01 | 1997-12-10 | Tadiran Ltd | Method of producing a cathode for an electrochemical cell |
| 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 (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2597451A (en) * | 1948-11-20 | 1952-05-20 | Burgess Battery Co | Primary cell |
| FR1189268A (fr) * | 1957-11-26 | 1959-10-01 | Perfectionnements apportés aux piles et accumulateurs électriques | |
| US3423242A (en) * | 1964-10-28 | 1969-01-21 | Livingston Electronic Corp | Electric current-producing cell with anhydrous organic liquid electrolyte |
| US3764385A (en) * | 1970-12-22 | 1973-10-09 | Exxon Research Engineering Co | Electric battery using complexed inorganic lithium salts as charge transfer agent |
| FR2128102B2 (ja) * | 1971-03-04 | 1974-02-15 | Comp Generale Electricite | |
| US4241149A (en) * | 1979-07-20 | 1980-12-23 | Temple University | Canal clathrate complex solid electrolyte cell |
-
1985
- 1985-03-29 DE DE19853511703 patent/DE3511703A1/de active Granted
-
1986
- 1986-03-18 US US06/840,805 patent/US4704341A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-28 JP JP61068898A patent/JPS61227366A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4704341A (en) | 1987-11-03 |
| DE3511703A1 (de) | 1986-10-02 |
| DE3511703C2 (ja) | 1989-11-16 |
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