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JPS6398971A - 全固体薄膜二次電池 - Google Patents

全固体薄膜二次電池

Info

Publication number
JPS6398971A
JPS6398971A JP61242929A JP24292986A JPS6398971A JP S6398971 A JPS6398971 A JP S6398971A JP 61242929 A JP61242929 A JP 61242929A JP 24292986 A JP24292986 A JP 24292986A JP S6398971 A JPS6398971 A JP S6398971A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
solid
secondary battery
state thin
battery
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.)
Pending
Application number
JP61242929A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiichi Kanebori
恵一 兼堀
Yukio Ito
伊東　由喜男
Masahiko Hiratani
正彦 平谷
Masakazu Aoki
正和 青木
Katsumi Miyauchi
宮内　克己
Tetsuichi Kudo
徹一 工藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61242929A priority Critical patent/JPS6398971A/ja
Publication of JPS6398971A publication Critical patent/JPS6398971A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • 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
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • Y—GENERAL 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
    • 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
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は全固体薄膜二次電池に係り、特に、大電流密度
で充電が可能な全固体薄膜二次電池に関する。
〔従来の技術〕
近年、半導体メモリー等の電子機器が小型化。
高信頼化が進んでいる。これらの電子機器用の小型電源
に好適な電池として全固体二次電池、とくに全固体薄膜
リチウム二次電池がある（特開昭５９−６０８６６　）
。この電池は、（１）エネルギー密度が高い、（２）液
もれが無く、自己放電も少ない、など信頼性が高いとい
う点で特に注目されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の全固体薄膜リチウム二次電池の放電電流密度は、
通常、１０μＡ／ａｄ程度であり、また、充電電流密度
も通常１０μＡ／ｆｆｌ程度である。すなわち、この従
来の電池では、放電時間と充電時間とが同程度であり、
大電流密度で短時間に充電する、いわゆる、急速充電は
できないという問題があった。
本発明の目的は、大電流密度での充電が可能な全固体二
次電池、とくに、全固体薄膜リチウム二次電池を提供す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、全固体薄膜二次電池に温度調節機能を内蔵
させることにより達成される。
すなわち、全固体薄膜二次電池の充電電流密度を決定す
る要因となる。負極、固体電解質、正極中の反応化学種
の移動度を電池の温度を最適化することにより、向上せ
しめ、これにより、充１ｔｔｔ流密度の増大が達成され
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例をあげて、本発明の詳細な説明す
る。
第１図に示す温度調節機能内蔵全固体薄膜リチウム二次
電池を以下のプロセスで作成した。すなわち、シリコン
ウェハー１を基板として、ＴｉＣ１ａとＨ２Ｓ　　をソ
ースガスとする化学気相成長法によりＴｉ５ｚ薄膜２を
作成し、ついで、スパッター蒸着法により、　Ｌ　ｉ　
ａ、ｓＳ　ｉ　０．８ＰＱ、４０番なる組成の非晶質薄
１！１３を作成した。その後、シリコンウェハー１の裏
面に発熱体薄膜としてＮ　ｉ　−Ｃｒ合金薄膜４をスパ
ッタ蒸着法で作成した。そしてさらに、Ｌ　ｉ　ａ、ｓ
Ｓ　ｉ　０ＩＰ０．４０番薄膜３上に真空蒸着法により
Ｌｉ金属薄膜５を作成した。この電池の放電容量を決定
するＴｉ５ｚ薄膜２．Ｌｉ薄膜５の厚さはそれぞれ１０
０μｍ、８０μｍとした。
この電池の作成時の開回路電圧は約２．４　ｖであり、
２５℃において１０μＡ／ｃｄの電流密度で１．５　ｖ
まで定電流放電したときの、放電持続時間は４９０時間
であった。この放電後の電池を充電電源に接続し、電池
の温度を６０℃、電流密度は２００μＡ／ａＪとして充
電したところ、電圧は約２４時間で２．５　ｖまで復帰
した。この充電後の電池を２５℃において１０μＡ／Ｊ
の電流密度で１．５　ｖまで放電したところ、放電持続
時間は約４４０時間であった。さらに、６０℃で２．５
ｖまで２００μＡ／ｄの電流密度で充電し、２５℃にお
いてｌＯμＡ／ａＪで１．５　ｖまで放電するというサ
イクルを繰り返しても放電持続時間は約４４０時間でほ
ぼ一定であった。
従来の全固体薄膜リチウム二次電池は、上記と同様、シ
リコンウェハー上にＴｉ５ｚ薄膜。
Ｌ　ｉ　ｓ、ｓｓ　ｉ　０．８Ｐ０．４０１薄膜、Ｌｉ
金属薄膜を積層して作成され、作成時には２５℃での１
０ＩＩＡ／ｄ放電で約４９０時間の放電を持続する。し
かしながら、この電池を上記実施例と同様に２５℃での
１０μＡ／−放電で約４００時間以上の放電が可能とな
るように充電するには、充電可能な電流がｌＯμＡＩｃ
ｄ程度であるため、充電時間は４００時間以上とならざ
るを得なかった。
以上のように、本発明の温度調節機能を内蔵した全固体
薄膜リチウム二次電池は、充電電流密度が高いため、急
速充電が可能である。
ところで、上記実施例では、電池の正極、固体電解質、
負極には、それぞれ、Ｔｉ５ｚ。
Ｌ　ｉ　ａ、ｅｓ　ｉ　ｏ、ｅ　ＰＱ、４０ｔ、Ｌｉ金
属をそれぞれ用いたが、これらをＷＯｓ　＋　Ｌｉｚｏ
　−８ｉ　ｏｚ−ＸｒＣ）ｚ非晶質やポリマー固体電解
質、Ｌｉ−Ｂ１合金等に代えても本発明の効果は認めら
れた。
また１発熱体薄膜として他の材料の薄膜を用いても、本
発明の効果が得られることは明らかである。
さらに、正極、固体電解質、負極９発熱体薄膜の作成法
として印刷法等の他のプロセスを用いたり、あるいは１
発熱体単体を基板や封止部に接着して電池に温度調節機
能を内蔵させることによっても本発明の効果が実現でき
る。
またさらに、電池反応に関与する化学種がナトリウム、
銅、銀等、リチウム以外である全固体薄膜電池、さらに
一般的には全固体二次電池でも温度調節機能を内蔵させ
ることにより充電特性の向上が達成される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、全固体二次電池、とくには全固体薄膜
リチウム二次電池の充電特性が改善され、急速充電可能
等、高性能の電池実現に効果がある７
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例になる電池の概略（ぜ断面図
である。 １・・・シリコンウェハー基板、２・・・Ｔｉ５ｚ薄膜
、３−Ｌｌｓ、ｅｓ　ｉｏ、ｓＰｏ、ｔｏｔ薄膜、４−
　Ｎ　ｉ　−Ｃｒ合金薄膜、５・・・Ｌｉ金属薄膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に正極材料、固体電解質材料、負極材料を積
    層して作成する全固体薄膜二次電池において、温度調節
    機能を内蔵せしめたことを特徴とする全固体薄膜二次電
    池。 ２、温度調節機能が基板に作成された薄膜抵抗体にてな
    されたことを特徴とする第１項記載の全固体薄膜二次電
    池。 ３、電池反応に関与するイオン種がリチウムイオンであ
    ることを特徴とする第１項、第２項記載の全固体薄膜二
    次電池。
JP61242929A 1986-10-15 1986-10-15 全固体薄膜二次電池 Pending JPS6398971A (ja)

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JP61242929A JPS6398971A (ja) 1986-10-15 1986-10-15 全固体薄膜二次電池

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2646966A1 (fr) * 1989-05-10 1990-11-16 Elf Aquitaine Procede de chauffage rapide et uniforme d'un ensemble multicouche comportant au moins une couche mince a base d'un materiau macromoleculaire a conduction ionique intercalee entre deux structures a conduction electronique elevee
JPH0434871A (ja) * 1990-05-29 1992-02-05 Yuasa Corp 電池の製造法
WO1999031752A1 (en) * 1997-12-12 1999-06-24 Hydro-Quebec Lithium-polymer type battery and control system
WO2008106946A2 (de) * 2007-03-05 2008-09-12 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Energiespeicherzelle mit wärmeleitplatte

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WO2008106946A3 (de) * 2007-03-05 2008-11-06 Temic Auto Electr Motors Gmbh Energiespeicherzelle mit wärmeleitplatte
US8343648B2 (en) 2007-03-05 2013-01-01 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Power storage cell with heat conducting plate

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