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イオン伝導性結晶およびそれを用いた固体電解質、電池用セパレータ、電池 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P130008859
整理番号 10095
掲載日 2013年3月29日
出願番号 特願2011-045176
公開番号 特開2012-182060
登録番号 特許第5669098号
出願日 平成23年3月2日(2011.3.2)
公開日 平成24年9月20日(2012.9.20)
登録日 平成26年12月26日(2014.12.26)
発明者
  • 西原 禎文
  • 井上 克也
  • 今野 大輔
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 イオン伝導性結晶およびそれを用いた固体電解質、電池用セパレータ、電池 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】小型化に対応することができるとともに、電解液の液漏れを防止することができるリチウムイオン電池の電解質として有用なイオン伝導性結晶及びそれを用いた電池用セパレータ、電池を提供することを目的とする。
【解決手段】リチウムイオンを包接したクラウンエーテルとジチオレート金属錯体とがイオン結合することにより形成されたことを特徴とするイオン伝導性結晶。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


現在、存在する電池の種類は化学電池と物理電池の二つに分けられる。化学電池とはエネルギーを化学反応によって直接に直流電流に変換する電池である。この化学電池には一次電池、二次電池、燃料電池、生物電池が分類される。一方、物理電池は、光や熱による物理変化によって生じるエネルギーを電気エネルギーに変換するものである。物理電池には太陽電池、熱電池、原子力電池等が分類される。



また、近年、自動車、ノート型パソコン、携帯電話などの急速な市場拡大に伴い、これらに用いられる二次電池として、リチウムイオン電池が注目を集めている。このリチウムイオン電池は、軽量である、高エネルギー密度が得られる、動作電圧が高い、メモリー効果がない、充放電のサイクル寿命が長い等の優れた特徴を備えているため、電源としての重要性が高まってきている。



一般に、リチウムイオン電池は、正極と、負極と、セパレータと、電解液から構成されている。また、一般に、正極は、正極活物質及び正極集電体を備えており、正極集電体にはアルミニウムが用いられている。また、負極は、負極活物質及び負極集電体を備えており、負極集電体には銅が用いられている。



例えば、正極集電体の表面に正極活物質を形成した正極と、負極集電体の表面に負極活物質を形成した負極と、正極と負極との間に設けられたセパレータと、正極と負極の間を満たす非水電解液とを備えたリチウムイオン電池が開示されている(例えば、特許文献1参照)。



また、非水電解液に代えて、高分子電解質を使用したリチウムイオン電池も提案されている。例えば、正極と負極との間に、ポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシド等により形成された高分子固体電解質膜からなるセパレータとを備えたリチウムイオン電池が開示されている(例えば、特許文献2参照)。

産業上の利用分野


本発明は、リチウムイオン電池に有用なイオン伝導性結晶およびそれを用いた固体電解質、電池用セパレータ、電池に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電気的絶縁性を有し、リチウムイオンを包接したクラウンエーテルとマイナス1価のジチオレート金属錯体とがイオン結合することにより形成され、前記クラウンエーテルが18-crown-6であり、下記式(1)で表されることを特徴とするイオン伝導性結晶。
【化1】


(式中、dmitは、1,3-ジチオール-2-チオン-4,5-ジチオレートを示し,MはNi3+、Pd3+、Au3+及びPt3+のいずれかの金属を示す。)

【請求項2】
電気的絶縁性を有し、リチウムイオンを包接したクラウンエーテルとマイナス1価のジチオレート金属錯体とがイオン結合することにより形成され、前記クラウンエーテルが15-crown-5であり、下記式(2)で表されることを特徴とするイオン伝導性結晶。
【化2】


(式中、dmitは、1,3-ジチオール-2-チオン-4,5-ジチオレートを示し,MはNi3+、Pd3+、Au3+及びPt3+のいずれかの金属を示す。)

【請求項3】
前記Mが、Ni3+であることを特徴とする請求項または請求項に記載のイオン伝導性結晶。

【請求項4】
請求項1~請求項のいずれか1項に記載のイオン伝導性結晶からなることを特徴とする固体電解質。

【請求項5】
請求項に記載の固体電解質からなることを特徴とする電池用セパレータ。

【請求項6】
正極、負極、及び前記正極と前記負極との間に設けられ、前記正極と前記負極とにより狭持された請求項に記載の固体電解質とを備えることを特徴とする電池。
産業区分
  • 導電材料(抵抗)
  • 絶縁材料
  • 電線ケーブル
  • その他電子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録


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