[go: up one dir, main page]

JP3215478B2 - 電 池 - Google Patents

電 池

Info

Publication number
JP3215478B2
JP3215478B2 JP03711292A JP3711292A JP3215478B2 JP 3215478 B2 JP3215478 B2 JP 3215478B2 JP 03711292 A JP03711292 A JP 03711292A JP 3711292 A JP3711292 A JP 3711292A JP 3215478 B2 JP3215478 B2 JP 3215478B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
battery
compound
positive electrode
lithium
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 - Fee Related
Application number
JP03711292A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05205779A (ja
Inventor
野田智彦
井土秀一
宏 井町
武田一成
河野通之
本上憲治
茂男 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DKS CO. LTD.
Yuasa Corp
Original Assignee
DKS CO. LTD.
Yuasa Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DKS CO. LTD., Yuasa Corp filed Critical DKS CO. LTD.
Priority to JP03711292A priority Critical patent/JP3215478B2/ja
Priority to US07/938,614 priority patent/US5268243A/en
Priority to CA002087555A priority patent/CA2087555C/en
Priority to EP93300445A priority patent/EP0559317B1/en
Priority to DE69316050T priority patent/DE69316050T2/de
Publication of JPH05205779A publication Critical patent/JPH05205779A/ja
Priority to US08/297,006 priority patent/US5527639A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3215478B2 publication Critical patent/JP3215478B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質を使用した
電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電池の電解質としては、一般に液
体電解質が用いられているが、これは外部への液漏れが
あり、長期信頼性、安定性に問題があった。この点を考
慮して研究されているのが、固体電解質である。固体電
解質としては、β−アルミナ、沃化リチウム、窒化リチ
ウム、銅ルビジウム等が知られているが、これらは成型
および成膜性に問題がある。そこで、成型性及び成膜性
の問題を解決できる有機系の固体電解質について、種々
の研究がなされている。例えば、ポリエチレンオキシド
(PEO)の有機ポリマー電解質、多官能性ポリエーテ
ル分子構造のポリエチレンオキシド部分とポリプロピレ
ンオキシド部分がランダム共重合型で含まれる有機ポリ
マー電解質(特開昭62−249361号公報) 、イオン化合物
を溶解状態で含有するエチレンオキシド共重合体からな
る固体ポリマー電解質(特開昭61-83249号公報) 、およ
び熱可塑性で交差結合を持たない単独重合体もしくは共
重合体の分枝鎖から実質的に構成されている可塑性をも
つ高分子固体物質を用いたイオン導伝性ポリマー電解質
(特開昭55-98480号公報) 等が知られている。しかしな
がら、直鎖型PEOにおいては、融点(60℃前後) より
低い温度でPEOの結晶化が起こり、イオン伝導度が急
激に低下する。また、その他のポリマー電解質において
も、結晶化が抑制されているために、25℃付近の室温に
おける伝導度は改善されているものの、それ以下の温度
では、電池に使用できる十分な伝導度を得ることができ
ず、特に5℃以下では極端な伝導度の低下が認められ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点を解消し、低温でも安定して使用でき
る、低温特性を改良した電池を提供することを課題とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、負極、正
極、セパレータの少なくとも一つがイオン性化合物を有
機ポリマーにドーピングした固体電解質からなる電池に
おいて、上記有機ポリマーとして、一般式(1) : Z−〔(A)m −(E)p −Y〕k (1) 〔但し、Zは活性水素含有化合物残基、Aは下記一般式
(2)
【0005】
【化1】
【0006】(nは0〜25の整数、Rは炭素数1〜2
0のアルキル基、アルケニル基、アリール基またはアル
キルアリール基)、Eは−(CH2 CH2 O)−で表さ
れる基であり、Yは重合反応性官能基、kは1〜12の
整数、mは1〜250の整数、pは1〜450の整数を
表し、AとEはランダム共重合体である〕で示される骨
格を有する有機化合物で、前記Yの導入前の分子末端の
一部にエチレンオキシドが付加されているものを架橋反
応させた有機ポリマーを使用すること、および上記有機
ポリマーに前記イオン性化合物を溶解できる物質を含ま
せることにより、上記課題を解決した。
【0007】更に、本発明は、前述の如き固体電解質部
分にイオン性塩を相溶することができる物質を含んだリ
チウム電池をも含む。
【0008】かかる固体電解質の有機ポリマー原料とし
て使用される一般式またはの有機化合物は、活性水
素含有化合物にグリシジルエーテル類を単独で、または
グリシジルエーテル類をエチレンオキシドと共に反応さ
せて得たポリエーテル化合物、または、上記ポリエーテ
ル化合物に更に反応性官能基含有化合物を反応させて、
主鎖末端活性水素基に反応性官能基を導入してなるもの
であり、通常、平均分子量50,000以下であること
が好ましい。なお、前記反応性官能基を導入する場合、
または後述する架橋剤を反応させる場合には、前記グリ
シジルエーテル類とエチレンオキシドとを反応させる際
に、分子末端にエチレンオキシドを一部付加させること
が好ましい。
【0009】前述の活性水素含有化合物としては、例え
ばメタノール、エタノール、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、1.4-ブタンジオール、グリセリン、
トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロー
ズ、ポリグリセリン等の多価アルコール、ブチルアミ
ン、2−エチルヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘ
キサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエ
チレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタ
エチレンヘキサミン、アニリン、ベンジルアミン、フェ
ニレンジアミン等のアミン化合物、ビスフェノールA、
ハイドロキノン、ノボラック等のフェノール性活性水素
化合物、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等
の一分子中に異種の活性水素含有基を有する化合物等を
挙げることができ、中でも多価アルコールであるのが特
に好ましい。
【0010】次に、活性水素含有化合物と反応させるグ
リシジルエーテル類としては、下記式で示されるアルキ
ル−、アルケニル−、アリール−又はアルキルアリール
−ポリエチレングリコールグリシジルエーテル類
【0011】
【化2】
【0012】(ただし、nは0〜25の整数、Rは炭素
数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アリール基ま
たはアルキルアリール基を示す)を挙げることができ
る。代表的なものとしては、Rが例えばメチル基、エチ
ル基、ブチル基等の直鎖アルキル基、イソプロピル基、
sec-ブチル基、tert- ブチル基等の分枝アルキル基、ビ
ニル基、アリル基、1-プロペニル基、1,3-ブタジエニル
基等のアルケニル基、フェニル基、ノニルフェニル基、
トリル基、ベンジル基等のアリール又はアルキルアリー
ル基を示し、nが1〜25の整数を示すものを挙げるこ
とができ、中でもnが1〜15、Rの炭素数が1〜12
であるのが好ましい。
【0013】反応に使用できる触媒としては、ソジウム
メチラート、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸
リチウム等の塩基性触媒が一般的であるが、ボロントリ
フルオライドのような酸性触媒やトリメチルアミン、ト
リエチルアミンのようなアミン系触媒も有用である。な
お、触媒の使用量は任意である。
【0014】前述の如く、本発明で使用する有機化合物
は活性水素含有化合物にグリシジルエーテル類がエチレ
ンオキシドとランダム共重合して結合したものである
が、グリシジルエーテル類の付加モル数は、活性水素含
有化合物の活性水素1個当たり1〜250モルであるの
が好ましく、グリシジルエーテル類とランダム共重合さ
れるエチレンオキシドのモル数は上記活性水素1個当た
り1〜450モルであるのが好ましい。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】更に、主鎖末端基Yを合反応性官能基とす
るため、活性水素含有化合物にグリシジルエーテル類ま
たはグリシジルエーテル類とエチレンオキシドを反応さ
せて得たポリエーテルの主鎖末端に重合反応性官能基を
導入するが、この重合反応性官能基としては、ビニル基
等のアルケニル基、アクリロイル基やメタクリロイル基
のような不飽和結合を有する基、Siを含有するような直
鎖及び環状部分を持った基を挙げることができる。な
お、これらの基は、前述の如きポリエーテルに、重合反
応性官能基含有化合物を反応させて、分子中に導入され
る。
【0019】この重合反応性官能基含有化合物として
は、例えばアクリル酸、メタクリル酸、桂皮酸、マレイ
ン酸、フマール酸、イタコン酸、p-ビニル安息香酸等の
ように一分子中にカルボキシル基と不飽和結合を有する
もの及び/又は無水マレイン酸や無水イタコン酸のよう
な上記化合物の酸無水物、及び/又は上記のような化合
物の酸クロライド物、アリルグリシジルエーテル、グリ
シジルメタクリレート等のグリシジル類、メタクリロイ
ルイソシアネート等のイソシアネート類、ジクロロシラ
ン、ジメチルビニルクロロシランのようにSiを含む化合
物等が挙げられる。
【0020】なお、このような有機化合物は、重合によ
り架橋されるが、この重合 (架橋)反応は、必要に応じ
て重合開始剤や増感剤を用いて、光、熱、電離放射線等
で行われる。
【0021】次に、このようにして得られた有機ポリマ
ーにドーピングするイオン性化合物としては、例えば L
iI、LiCl、LiClO4、LiSCN 、LiBF4 、LiAsF6、LiCF3S
O3、LiCF3CO2、LiHgI3、NaI 、NaSCN 、NaBr、KI、CsSC
N 、AgNO3 、CuC12Mg(ClO4)2等の少なくともLi、Na、K
、Cs、Ag、CuまたはMgの1種を含む無機イオン塩、(CH
3)4NBF4、(CH3)NBr、(C2H5)NClO4 、(C2H5)NI、(C3H7)4
NBr、(n-C4H9)ClO4、(n-C4H9)4NI 、(n-C5H4)4NI 等の
四級アンモニウム塩、ステアリルスルホン酸リチウム、
オクチルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスル
ホン酸リチウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジ
ブチルナフタレンスルホン酸リチイム、オクチルナフタ
レンスルホン酸カリウム、ドデシルナフタレンスルホン
酸カリウム等の有機イオン塩が挙げられる。これらのイ
オン性化合物は、2種以上併用してもよい。
【0022】このようなイオン性化合物の配合割合は、
前記有機化合物100重量部に対して、イオン性化合物
が0.01〜100重量部であるのが好ましく、特に0.5
〜50重量部であるのがよい。なお、イオン性化合物の
配合割合が多すぎると、過剰のイオン性化合物、例えば
無機イオン塩が解離せず、単に混在するのみとなり、イ
オン伝導度を逆に低下させることとなる。
【0023】また、イオン性化合物のドーピング方法等
については特に制限はないが、例えば、メチルエチルケ
トン(MEK) やテトラハイドロフラン(THF) 等の有機溶媒
に溶解して、有機化合物に均一に混合した後、有機溶媒
を真空減圧により除去する方法等が挙げられる。
【0024】次に、本発明では、固体電解質に有機ポリ
マー中に含まれるイオン性化合物を溶解できる物質を含
ませことによって、有機ポリマーの基本骨格を変える
ことなく、伝導度を著しく向上できる。
【0025】イオン性化合物を溶解できる物質として
は、例えばテトラハイドロフラン、2-メチルテトラハイ
ドロフラン、1,3-ジオキソラン、4,4-ジメチル-1,3- ジ
オキソラン、γ- ブチロラクトン、エチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、
スルホラン、3-メチルスルホン、tert- ブチルエーテ
ル、iso-ブチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、1,2-
エトキシメトキシエタン、エチレングリコールジエチル
エーテル、水、またはこれらの2種以上の混合物が挙げ
られる。しかし、これらに限定されるものでない。ま
た、その配合割合及び配合方法は任意である。
【0026】このように、有機ポリマーにイオン性化合
物を溶解できる物質を含ませてなる固体電解質からなる
本発明の電池としては、リチウム、カリウム、ナトリウ
ム等のアルカリ金属系電池、亜鉛−塩化銀、マグネシウ
ム−塩化銀、マグネシウム−塩化銅等のハロゲン塩電
池、ニッケル−水素電池等のプロトン伝導型電池等が挙
げられる。特に、リチウム電池は高電圧、高エネルギー
でリチウムイオンの伝導度が固体電解質中で高いため、
固体電解質を応用するのに適している。
【0027】次に、本発明の電池の具体例としてリチウ
ム電池について述べる。一般に、リチウム電池は前述の
如く、正極と負極とセパレータとから構成される。正極
及び負極等に使用される電極活物質としては次のものが
挙げられる。正極活物質は、CuO 、Cu2O、Ag2O、CuS 、
CuSO4 等のI族金属化合物、TiS2、ZrO2、SiO2、SnO 、
PbO 等のIV族金属化合物、V2O5、V6O13 、VOx 、Nb
2O5 、Bi2O3 、Sb2O3 等のV族金属化合物、CrO3、Cr2O
3 、MoO3、MoS2、WO3 、SeO2、TeO2等のVI族金属化合
物、MnO2、Mn2O3 等のVII 族金属化合物、Fe2O3 、FeO
、Fe3O4 、Ni2O3 、NiO 、NiPS3 、CoO3、CoO 等のVII
I族金属化合物、または一般式Lix MY y、Lix MNy X
Z (M、N はI〜VIII族の金属、Xは酸素、硫黄等のカル
コゲン化合物を示す)等の金属化合物、ポリピロール、
ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、
ポリアセン系材料等の導電性高分子化合物、擬グラファ
イト構造の炭素質材料などである。
【0028】また、負極活物質は、リチウム金属、リチ
ウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リ
チウム−アルミニウム−錫、ウッド合金等の合金、また
は前記正極活物質として使用するものを用いることもで
きる。
【0029】リチウム電池の正極は、前記活物質を固体
電解質で結合してシート状としたものが一般的に用いら
れるが、この場合、必要に応じて、アセチレンブラック
等がカーボンまたは金属粉末等の導電材料を正極内に混
合して、電子伝導の向上を図ることができる。上記のよ
うな正極シートを製造するとき、均一な混合分散系を得
るために、数種の分散媒と分散剤を加えることができ
る。正極を製造する他の方法としては、CVD、蒸着、
スパッタリングやエアロゾルデポジション法等の薄膜化
法や、バインダーとして固体電解質以外の物質(例えば
ポリテトラフルオロエチレン等)を用いる方法がある
が、この場合でも固体電解質を併用することが可能であ
る。
【0030】一方負極は、純リチウム、リチウム合金シ
ートを用いる場合が多いが、正極を製造する前記方法と
同様の方法を用いることもできる。
【0031】セパレータは、固体電解質を単独でシート
状にして正極と負極の間に配置するか、正極または負極
に固体電解質組成液を塗布して複合化することもでき
る。更に、他のセパレータ材としてポリプロピレン不織
布やポリオレフィン微孔膜のようにな多孔性体を用いる
こともできる。この場合、多孔性体中には、液状の電解
液が存在しても固体電解質が存在してもよい。複合化す
る方法としては、固体電解質シートまたは多孔性体に正
極または負極組成液を塗布することも可能であり、特に
方法が限定されるものではない。
【0032】なお、本発明は、有機の固体電解質を用い
ることを特徴としているが、無機の固体電解質を併用し
てもさしつかえない。
【0033】本発明は、特定構造を有するモノマーから
なる有機ポリマーを使用することから、その有機ポリマ
ー構造がアモルファス化し、更に主鎖同様の側鎖を有す
るため、有機ポリマーの結晶化温度が低くなり、イオン
性化合物例えばリチウム塩を含ませた場合、リチウムイ
オンの動きを容易にし、その結果、室温以下の温度範囲
におけるリチウムイオン伝導度が向上し、低温特性に優
れた、品質の安定化した電池を得ることができる。更
に、有機ポリマーが熱硬化性であるため多様な形状をと
ることができ、また電極面とも密着性の優れたフィルム
に作製でき、実用性ある種々の電池を得ることができ
る。
【0034】
【実施例】参考例 リチウム電池用正極コンポジットとして、二酸化マンガ
ンとアセチレンブラックを85:15の比率で混合した
ものに、一般式(1) に示した構造で、
【0035】
【化3】
【0036】である有機化合物 (重合性官能基導入前に
エチレンオキシドを1部分子末端に付加させたものであ
る)10重量部に、過塩素酸リチウム1重量部及びアゾ
ビスイソブチロニトリル0.05重量部を溶解したもの
を、1:1の割合で混合し、ステンレス基板上にキャス
トし、不活性雰囲気中で100℃で1時間放置すること
により、硬化させた。ステンレス基板上に生成した被膜
の厚さは30μm であった。
【0037】次に、上記正極コンポジット上に電解質被
膜を形成させるべく、上記有機化合物10重量部に、過
塩素酸リチウム1重量部及びアゾビスイソブチロニトリ
ル0.05重量部を溶解させたものを上記正極コンポジッ
ト上にキャストし、前記同様の方法で硬化させた。これ
によって得られた電解質被膜の厚みは、20μm であっ
た。
【0038】このようにして得た、ステンレス/正極コ
ンポジット/電解質複合シートを1cm×1cmに切り出
し、負極としてリチウムを上記電解質被膜上に取りつけ
て、第1図の如く、ステンレス(1) /正極コンポジット
(2) /電解質(3) /負極(4) /ステンレス(5) からなる
セルを作製し、1Kg/cm2の荷重をかけて5℃にて1μA/
cm2 及び10μA/cm2 の定電流連続試験を行った。その
結果、86%及び16%の正極利用率が認められた。次
に、同様のセルを80℃、30日間保存し、その後5℃
に戻して、前記同様に1μA/cm2 及び10μA/cm2 で放
電させたところ、それぞれ80%、15%の正極利用率
が認められ、保存による容量変化はほとんど認められな
かった。上記定電流連続試験で得られた放電カーブを図
2及び図3に示す。
【0039】実施例 リチウム電池用正極コンポジットとして、二酸化マンガ
ンとアセチレンブラックを85:15の比率で混合した
ものに、参考例と同じ有機化合物10重量部に、過塩素
酸リチウム1重量部及びアゾビスイソブチロニトリル0.
05重量部を溶解させ、プロピレンカボネート40重量
部を混合させたものを、1:1の割合で混ぜ合わせ、ス
テンレス基板上にキャストし、不活性雰囲気中で100
℃で1時間放置することにより、硬化させた。ステンレ
ス上に生成した被膜の厚さは30μm であった。
【0040】次に、上記正極コンポジット上に電解質被
膜を形成させるべく、上記有機化合物10重量部に、過
塩素酸リチウム1重量部及びアゾビスイソブチロニトリ
ル0.05重量部を溶解させ、プロピレンカボネート40
重量部を混合させたものを、上記正極コンポジット上に
キャストし、前記同様の方法で硬化させた。これによっ
て得られた電解質被膜の厚みは、20μm であった。
【0041】このようにして得たステンレス/正極コン
ポジット/電解質複合シートを1cm×1cmに切り出し、
負極としてリチウムを上記電解質被膜上に取りつけてセ
ルを作製し、1Kg/cm2の荷重をかけて5℃にて10μA/
cm2 及び100μA/cm2 の定電流連続試験を行った。そ
の結果、97%及び92%の正極利用率が認められた。
【0042】なお、本実施例では、プロピレンカーボネ
ートの添加によって、電解質の伝導度を上げることがで
きるため、参考例の10〜100倍の電流密度で放電を
行っても、充分な放電容量を得ることができたのであ
る。次に、上記同様のセルを80℃、30日間保存し、
その後5℃に戻して、上記同様に10μA/cm2 及び10
0μA/cm2 で放電させたところ、それぞれ96%、90
%の正極利用率が認められ、保存による容量変化はほと
んど認められなかった。本実施例で得られた放電カーブ
(10μA/cm2 )を図3に示す。
【0043】実施例2〜7 前記有機化合物の代わりに表1の有機化合物を用いて、
実施例と同様の方法で電池を組み、5℃、100μA/
cm2 で放電し、初期正極利用率を調べ、更に、80℃、
30日間保存し、その後5℃、100μA/cm2 で放電
し、正極利用率を調べた。その結果を、表1に示す。本
発明に従った有機ポリマーを使用したこれらの実施例で
は、初期放電容量、保存性能とも良好であった。
【0044】実施例 リチウム電池用正極コンポジットとして、二酸化マンガ
ンとアセチレンブラックを85:15の比率で混合した
ものに、参考例と同じ有機化合物10重量部に、トリフ
ルオロメタンスルホン酸リチウム1重量部及びアゾビス
イソブチロニトリル0.05重量部を溶解させ、γ−ブチ
ロラクロン40重量部を混合させたものを、1:1の割
合で混ぜ合わせ、ステンレス基板上にキャストし、不活
性雰囲気中で100℃で1時間放置することにより、硬
化させた。ステンレス上に生成した被膜の厚さは30μ
m であった。
【0045】次に、上記正極コンポジット上に電解質被
膜を形成させるべく、同有機化合物10重量部に、トリ
フルオロメタンスルホン酸リチウム1重量部及びアゾビ
スイソブチロニトリル0.05重量部を溶解させ、γ−ブ
チロラクロン40重量部を混合させたものを上記正極コ
ンポジット上にキャストし、前記同様の方法で硬化させ
た。これによって得られた電解質被膜の厚みは、20μ
m であった。
【0046】このようにして得たステンレス/正極コン
ポジット/電解質複合シートを1cm×1cmに切り出し、
負極としてリチウムを上記電解質被膜上に取りつけてセ
ルを作製し、1Kg/cm2の荷重をかけて5℃にて10μA/
cm2 及び100μA/cm2 の定電流連続試験を行った。こ
の結果、97%及び94%の正極利用率が認められた。
次に、上記同様のセルを80℃、30日間保存し、その
後5℃に戻して同じく10μA/cm2 及び100μA/cm2
で放電させたところ、それぞれ96%、92%の正極利
用率が認められ、保存による容量変化はほとんど認めら
れなかった。
【0047】実施例 リチウム電池用正極として電解重合法によって、ポリピ
ロールを白金板上に形成させた。形成されたポリピロー
ル量は、電極面積1cm2 当たり1.4mgであった。
【0048】次に、この正極上に電解質被膜を形成させ
るべく、参考例と同じ有機化合物10重量部に、過塩素
酸リチウム1重量部及びアゾビスイソブチロニトリル0.
05重量部を溶解させ、プロピレンカーボネート40重
量部と混合したものを上記正極コンポジット上にキャス
トし、不活性雰囲気中で100℃で1時間放置すること
により硬化させた。これによって得られた電解質被膜の
厚みは、20μm であった。
【0049】このようにして得た白金/正極/電解質複
合シートを1cm×1cmに切り出し、負極としてリチウム
を上記電解質被膜上に取りつけてセルを作製し、1Kg/c
m2の荷重をかけて5℃にて2Vから4Vの範囲で、10
μA/cm2 の定電流連続放電サイクル試験を行った。その
結果、初期の放電容量は0.1mAh であり、その後も大き
な容量低下が認められず、良好なサイクル性能を示し
た。
【0050】このように、固体電解質を用いた本発明の
実施例では、通常の非水電解液系で予想されるような、
負極リチウムのデンドライト形成による容量低下は認め
られなかったが、これは、固体電解質を用いた場合に
は、電解質バルク中へのリチウムデンドライトの成長が
抑えられる効果があるためと考えられる。定電流連続放
電サイクル試験の結果を図4に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
【発明の効果】本発明の電池は、長期間安定して保存で
き、しかも、低温でも安定して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考例及び実施例で使用した電池評価用セルの
構成図である。
【図2】参考例のセルの1μA/cm2 での放電カーブを示
すグラフである。
【図3】参考例及び実施例1のセルの10μA/cm2 での
放電カーブを示すグラフである。
【図4】実施例3の定電流連続放電サイクル試験の結果
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ステンレス 2 正極コンポジット 3 電解質 4 負極 5 ステンレス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井町 宏 大阪府高槻市城西町6番6号 湯浅電池 株式会社内 (72)発明者 武田一成 大阪府高槻市城西町6番6号 湯浅電池 株式会社内 (72)発明者 河野通之 大阪府寝屋川市香里本通町14−1 (72)発明者 本上憲治 大阪府高槻市登町2番A−25−106 (72)発明者 森 茂男 京都府京都市西京区桂千代原町35の1 (56)参考文献 特開 平3−200865(JP,A) 特開 平4−36959(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/40

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負極、正極、セパレータの少なくとも一
    つがイオン性化合物を有機ポリマーにドーピングした固
    体電解質からなる電池において、上記有機ポリマーが一
    般式(1) : Z−〔(A)m −(E)p −Y〕k (1) 〔但し、Zは活性水素含有化合物残基、Aは下記一般式
    (2) 【化1】 (nは0〜25の整数、Rは炭素数1〜20のアルキル
    基、アルケニル基、アリール基またはアルキルアリール
    基)、Eは−(CH2 CH2 O)−で表される基であ
    り、Yは重合反応性官能基、kは1〜12の整数、mは
    1〜250の整数、pは1〜450の整数を表し、Aと
    Eはランダム共重合体である〕で示される骨格を有する
    有機化合物で、前記Yの導入前の分子末端の一部にエチ
    レンオキシドが付加されているものを架橋反応させた有
    機ポリマーであること、および上記有機ポリマーがテト
    ラハイドロフラン、2−メチルテトラハイドロフラン、
    1,3−ジオキソラン、4,4−ジメチル−1,3−ジ
    オキソラン、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネー
    ト、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、
    スルホラン、3−メチルスルホン、tert−ブチルエ
    ーテル、iso−ブチルエーテル、1,2−ジメトキシ
    エタン、1,2−エトキシメトキシエタン、エチレング
    リコールジエチルエーテルおよび水からなる群から選ば
    れる少なくとも一種の物質と混合使用されていること
    特徴とする電池。
  2. 【請求項2】 上記有機化合物の平均分子量が50,0
    00以下であることを特徴とする請求項1の電池。
  3. 【請求項3】 上記固体電解質が、イオン性化合物を溶
    解することができる物質を含有していることを特徴とす
    る請求項1の電池。
  4. 【請求項4】 上記電池が、リチウム電池であることを
    特徴とする請求項1の電池。
JP03711292A 1992-01-27 1992-01-27 電 池 Expired - Fee Related JP3215478B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03711292A JP3215478B2 (ja) 1992-01-27 1992-01-27 電 池
US07/938,614 US5268243A (en) 1992-01-27 1992-09-01 Galvanic cell
CA002087555A CA2087555C (en) 1992-01-27 1993-01-19 Galvanic cell
EP93300445A EP0559317B1 (en) 1992-01-27 1993-01-21 Ion-conductive polymer electrolyte for galvanic cell
DE69316050T DE69316050T2 (de) 1992-01-27 1993-01-21 Ionenleitender Polymerelektrolyt für galvanische Zelle
US08/297,006 US5527639A (en) 1992-01-27 1994-08-26 Galvanic cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03711292A JP3215478B2 (ja) 1992-01-27 1992-01-27 電 池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05205779A JPH05205779A (ja) 1993-08-13
JP3215478B2 true JP3215478B2 (ja) 2001-10-09

Family

ID=12488519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03711292A Expired - Fee Related JP3215478B2 (ja) 1992-01-27 1992-01-27 電 池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3215478B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6358646B1 (en) * 1998-01-27 2002-03-19 Yuasa Corporation Method of making a flat type lithium secondary battery and electrode
JP2005078985A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Toshiba Battery Co Ltd 非水系二次電池用電極及びこれを用いたリチウム二次電池。
JP4140652B2 (ja) * 2007-07-18 2008-08-27 独立行政法人産業技術総合研究所 固体電解質型燃料電池用電解質、固体電解質型燃料電池セル及びこれらの製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58165601A (ja) * 1982-03-26 1983-09-30 Nissan Motor Co Ltd 電動車両のパワ−アツプ装置
JPS62198320A (ja) * 1986-02-25 1987-09-02 松下電工株式会社 刈払機
JPH01134426U (ja) * 1988-03-03 1989-09-13

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05205779A (ja) 1993-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5279910A (en) Battery
CN101447562B (zh) 可再充电锂电池用负极及包括该负极的可再充电锂电池
US5527639A (en) Galvanic cell
US4740433A (en) Nonaqueous battery with special separator
US5604660A (en) Electrochemical cell having solid polymer electrolyte and asymmetric inorganic electrodes
EP0576686B1 (en) Cell
JP2000285929A (ja) 固体電解質電池
KR102562680B1 (ko) 리튬이차전지용 고분자 전해질 및 이를 포함한 리튬이차전지
JP5076884B2 (ja) 二次電池用電極及びその電極を採用した二次電池
US4472487A (en) Battery having polymeric anode coated with reaction product of oxirane compound
JP3348513B2 (ja) 高分子固体電解質電池
US20190386309A1 (en) Electrode and secondary battery using radical polymer
JP3290229B2 (ja) 電 池
JP3215478B2 (ja) 電 池
JP2504428B2 (ja) 二次電池
US20210273226A1 (en) Secondary battery using radical polymer in an electrode
US20190386308A1 (en) Electrode and secondary battery using radical polymer
JP3215479B2 (ja) 電 池
JP3136610B2 (ja) 電池及びその製造方法
JP3298960B2 (ja) 電 池
JP4670258B2 (ja) 電気化学デバイス用電極材料及びこれを備えた電気化学デバイス
JP3235157B2 (ja) イオン伝導性高分子電解質
JP2819027B2 (ja) 全固体二次電池
JP2000090970A (ja) リチウム二次電池
JP2528693B2 (ja) ポリマ―電池

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080727

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090727

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees