JPS6340324B2 - - Google Patents
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- JPS6340324B2 JPS6340324B2 JP4451181A JP4451181A JPS6340324B2 JP S6340324 B2 JPS6340324 B2 JP S6340324B2 JP 4451181 A JP4451181 A JP 4451181A JP 4451181 A JP4451181 A JP 4451181A JP S6340324 B2 JPS6340324 B2 JP S6340324B2
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Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は室温附近で高いイオン導電性を有し、
しかも電子輸率が小さく安定な銅イオン導電体と
その製造法を提供するものである。
しかも電子輸率が小さく安定な銅イオン導電体と
その製造法を提供するものである。
従来、室温で高いイオン導電性を示す物質とし
てAgIを部分的にアニオン、カチオン、あるいは
アニオン・カチオン混合置換した銀イオン導電体
がある。これを用いた電池、電気二重層キヤパシ
タ、WO3を用いたデイスプレイ素子も開発され
ているが、材料的に銀および銀塩を主体として構
成されるためにどうしても高価となり、余り普及
して居なかつた。
てAgIを部分的にアニオン、カチオン、あるいは
アニオン・カチオン混合置換した銀イオン導電体
がある。これを用いた電池、電気二重層キヤパシ
タ、WO3を用いたデイスプレイ素子も開発され
ているが、材料的に銀および銀塩を主体として構
成されるためにどうしても高価となり、余り普及
して居なかつた。
これに対して銅イオン導電体を用いようとする
試みもなされているが、今までに得られた高いイ
オン導電性を示す物質は、有機物質を用いている
ので耐熱性が低かつたり、高温で電子導電性が高
くなつたりして実用温度領域が狭い欠点があつ
た。
試みもなされているが、今までに得られた高いイ
オン導電性を示す物質は、有機物質を用いている
ので耐熱性が低かつたり、高温で電子導電性が高
くなつたりして実用温度領域が狭い欠点があつ
た。
発明者らは、これに対してCuClのCu+イオンの
１／５をRb+、K+、NH4 +、NR4 +で、Cl-イオンの
１／３〜1/4をI-イオンで混合置換した物質が室温で
比較的高いCu+イオン導電性を示し、実用温度範
囲も比較的広いことを既に見出した。
１／５をRb+、K+、NH4 +、NR4 +で、Cl-イオンの
１／３〜1/4をI-イオンで混合置換した物質が室温で
比較的高いCu+イオン導電性を示し、実用温度範
囲も比較的広いことを既に見出した。
本発明は、Cu+イオンの置換をRb+、K+、
NH4 +、NR4 +イオン単独で行なうよりRb+とK+
との２種類のカチオンで置換した方がさらにイオ
ン導電率が高く、電池などのデバイスに用いても
内部抵抗が低くでき、さらに大きな電流が流せる
ことができることを見出したことに基づいてなさ
れたものである。
NH4 +、NR4 +イオン単独で行なうよりRb+とK+
との２種類のカチオンで置換した方がさらにイオ
ン導電率が高く、電池などのデバイスに用いても
内部抵抗が低くでき、さらに大きな電流が流せる
ことができることを見出したことに基づいてなさ
れたものである。
以下に図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。予め140℃で空気中で2hr加熱したKCl、
RbCl、CuCl、CuIをMeCu4I1.5Cl3.5の割り合いで
乳鉢で混合した。MeとしてRbだけのもの（従
来）とＫおよびRbの混合物（本発明）を用いた。
これらの混合物をプレス成型してペレツトにした
ものをガラス製密封容器に入れ、内部を真空に引
いた後、250℃で17hr加熱し反応させた。生成物
のＸ線回折をとると、第１図のように原材料と全
く異なる物質が生成しており、それは結晶として
は従来のRbCu4I1.5Cl3.5と同じ構造に属すること
が認められた。また、組成と格子定数および室温
導電率との関係は第２図のようになりＫの添加に
より格子定数は小さくなり、導電率は本発明の組
成領域で５割程度低くなつた。電子輸率は従来同
様に極めて低いから、導電率の増大はイオン導電
率の増大によることは明らかである。
る。予め140℃で空気中で2hr加熱したKCl、
RbCl、CuCl、CuIをMeCu4I1.5Cl3.5の割り合いで
乳鉢で混合した。MeとしてRbだけのもの（従
来）とＫおよびRbの混合物（本発明）を用いた。
これらの混合物をプレス成型してペレツトにした
ものをガラス製密封容器に入れ、内部を真空に引
いた後、250℃で17hr加熱し反応させた。生成物
のＸ線回折をとると、第１図のように原材料と全
く異なる物質が生成しており、それは結晶として
は従来のRbCu4I1.5Cl3.5と同じ構造に属すること
が認められた。また、組成と格子定数および室温
導電率との関係は第２図のようになりＫの添加に
より格子定数は小さくなり、導電率は本発明の組
成領域で５割程度低くなつた。電子輸率は従来同
様に極めて低いから、導電率の増大はイオン導電
率の増大によることは明らかである。
次に本発明による電解質を電気化学デバイスと
しての電気二重層容量応用素子に用いた場合の効
果を示す。電気二重層容量応用素子の構成を第３
図に示す。図において１は分極性電極で材料とし
てはカーボン、Cu2Sのように電子導電性をもち、
電気化学的に不活性な物質と電解質との混合成型
物からなる電極である。電極材料による違いは次
の通りである。カーボン、白金、パラジウムなど
は電解質の分解電圧（約0.6V）以内の電圧範囲
での通電によつて電極で電気化学反応が起らず、
電解質の分解電圧が耐圧となり得るが、吸着した
ガスが耐圧以下でも電気化学反応を行なうので、
除去に留意しないとリーク電流となつて表われ
る。Cu2Sはリーク電流は少ないが、電気化学反
応を行わない電圧範囲が0.07Vと狭い欠点があ
る。２は分極性電極１の集電体で、グラフアイ
ト、白金、パラジウム、金を蒸着、またはスパツ
タで形成する。３は電解質である。４は対極で
Cu2SとCuとの２：３混合物、TiS2とCuとの３：
７混合物、あるいはCu2S単独と電解質との混合
物である。これらは非分極性電極と称するもの
で、Cu+イオンの析出・溶解反応が通電によつて
行われる。混合物電極は開路電圧がCuのそれに
近いもので、Cu電極よりも可逆性に優れている。
またCu2S単独のものはそれより310ｍＶ貴の開路
電圧を示す点が異なる。５は対極４の集電体で銅
をネツトとして対極４に圧入するか、対極４上に
蒸着する。６は電解質、７は基準極でCu2Sと電
解質との混合物を用いた。８は基準極７の集電体
で銅を用いている。なお電解質６、基準極７、集
電体８は各電極の電位変化を正確に測定するため
に設けたもので、出力を得るためのキヤパシタに
は不必要である。
しての電気二重層容量応用素子に用いた場合の効
果を示す。電気二重層容量応用素子の構成を第３
図に示す。図において１は分極性電極で材料とし
てはカーボン、Cu2Sのように電子導電性をもち、
電気化学的に不活性な物質と電解質との混合成型
物からなる電極である。電極材料による違いは次
の通りである。カーボン、白金、パラジウムなど
は電解質の分解電圧（約0.6V）以内の電圧範囲
での通電によつて電極で電気化学反応が起らず、
電解質の分解電圧が耐圧となり得るが、吸着した
ガスが耐圧以下でも電気化学反応を行なうので、
除去に留意しないとリーク電流となつて表われ
る。Cu2Sはリーク電流は少ないが、電気化学反
応を行わない電圧範囲が0.07Vと狭い欠点があ
る。２は分極性電極１の集電体で、グラフアイ
ト、白金、パラジウム、金を蒸着、またはスパツ
タで形成する。３は電解質である。４は対極で
Cu2SとCuとの２：３混合物、TiS2とCuとの３：
７混合物、あるいはCu2S単独と電解質との混合
物である。これらは非分極性電極と称するもの
で、Cu+イオンの析出・溶解反応が通電によつて
行われる。混合物電極は開路電圧がCuのそれに
近いもので、Cu電極よりも可逆性に優れている。
またCu2S単独のものはそれより310ｍＶ貴の開路
電圧を示す点が異なる。５は対極４の集電体で銅
をネツトとして対極４に圧入するか、対極４上に
蒸着する。６は電解質、７は基準極でCu2Sと電
解質との混合物を用いた。８は基準極７の集電体
で銅を用いている。なお電解質６、基準極７、集
電体８は各電極の電位変化を正確に測定するため
に設けたもので、出力を得るためのキヤパシタに
は不必要である。
分極性電極１にCu2S、対極４にCu2SとCuとの
混合物を用い、分極性電極１の重量0.1ｇ、その
他の電極と電解質を0.2ｇ採取して10mmφの円筒
状素子とした。第４図、第５図は、電解質に本発
明による電解質を採用した場合（図中領域Ａに示
す）と、比較のための電解質を用いた場合（図中
領域Ｂに示す）のそれぞれの特性を示す。第４図
は分極性電極の通電々流による電位変化と通電停
止後の電位変化を示したものである。従来の電解
質を用いた場合は20ｍＡの通電になると電解質中
のイオンの移動の遅れと考えられる電位変化が起
り、電位上昇の遅れａ、通電停止後の電位のオー
バーシユートｂと低下ｃが大きくなつたが本発明
による電解質を用いたものはそのようなことが起
らず30ｍＡ通電になつてはじめて起つた。
混合物を用い、分極性電極１の重量0.1ｇ、その
他の電極と電解質を0.2ｇ採取して10mmφの円筒
状素子とした。第４図、第５図は、電解質に本発
明による電解質を採用した場合（図中領域Ａに示
す）と、比較のための電解質を用いた場合（図中
領域Ｂに示す）のそれぞれの特性を示す。第４図
は分極性電極の通電々流による電位変化と通電停
止後の電位変化を示したものである。従来の電解
質を用いた場合は20ｍＡの通電になると電解質中
のイオンの移動の遅れと考えられる電位変化が起
り、電位上昇の遅れａ、通電停止後の電位のオー
バーシユートｂと低下ｃが大きくなつたが本発明
による電解質を用いたものはそのようなことが起
らず30ｍＡ通電になつてはじめて起つた。
対極の電位変化は第５図のようになり、本発明
による電解質を用いると分極がいちじるしく小さ
くなつた。対極の分極が無視できれば、基準極を
用いずに２極構成の素子でも端子電圧によつて分
極性電極の電位挙動を示すことができ、分極性電
極の通電々気量に対する電位の直線性と通電停止
時の電位の保持を利用する電位記憶素子の構成が
簡単になるとか、あるいは電気エネルギの蓄積、
放出用キヤパシタとして用いる場合も損失エネル
ギを少なくすることができる利点がある。
による電解質を用いると分極がいちじるしく小さ
くなつた。対極の分極が無視できれば、基準極を
用いずに２極構成の素子でも端子電圧によつて分
極性電極の電位挙動を示すことができ、分極性電
極の通電々気量に対する電位の直線性と通電停止
時の電位の保持を利用する電位記憶素子の構成が
簡単になるとか、あるいは電気エネルギの蓄積、
放出用キヤパシタとして用いる場合も損失エネル
ギを少なくすることができる利点がある。
なお、前記実施例においては本発明による電解
質を電気二重層キヤパシタ用いた場合について示
したが、電池およびWO3を用いる電気化学的デ
イスプレイ装置においても、違いは分極性電極を
使うことなく、両電極とも非分極性電極を使うだ
けであるから、通電による損失を少なくすること
ができる効果において全く同じである。
質を電気二重層キヤパシタ用いた場合について示
したが、電池およびWO3を用いる電気化学的デ
イスプレイ装置においても、違いは分極性電極を
使うことなく、両電極とも非分極性電極を使うだ
けであるから、通電による損失を少なくすること
ができる効果において全く同じである。
第１図は従来の銅イオン導電体（RbCu4I1.5
Cl3.5）との比較の上で示した本発明による銅イオ
ン導電体のＸ線回折図、第２図は本発明による銅
イオン導電体の格子定数および導電率を示す図、
第３図は銅イオン導電体を電解質として用いた電
気二重層容量応用素子の構成を示す断面図、第４
図は本発明による銅イオン導電体および従来の銅
イオン導電体をそれぞれ電解質として用いた電気
二重層容量応用素子の分極性電極の電位変化を示
す図、第５図は同電気二重層容量応用素子の対極
の電位変化を示す図である。 １……分極性電極、３，６……電解質、４……
対極、７……基準極。
Cl3.5）との比較の上で示した本発明による銅イオ
ン導電体のＸ線回折図、第２図は本発明による銅
イオン導電体の格子定数および導電率を示す図、
第３図は銅イオン導電体を電解質として用いた電
気二重層容量応用素子の構成を示す断面図、第４
図は本発明による銅イオン導電体および従来の銅
イオン導電体をそれぞれ電解質として用いた電気
二重層容量応用素子の分極性電極の電位変化を示
す図、第５図は同電気二重層容量応用素子の対極
の電位変化を示す図である。 １……分極性電極、３，６……電解質、４……
対極、７……基準極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 化学式MeCu4I2-xCl3+x（0.25ｘ0.5）で表
わされる化合物において上記Meが１：９〜１：
３のＫとRbとからなる化合物を用いることを特
徴とする銅イオン導電体。 ２ 化学式MeCu4I2-xCl3+x（0.25ｘ0.5）で表
わされる化合物において上記Meが１：９〜１：
３のＫとRbとからなる化合物を用いる銅イオン
導電体の製造法において、KCl、RbCl、CuCl、
CuIを所定の割り合いで混合し、加圧成型したペ
レツトを密封容器に入れ、内部を真空にした後、
加熱反応せしめることにより上記化合物を得るこ
とを特徴とする銅イオン導電体の製造法。 ３ ペレツトを200〜300℃の温度で加熱すること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の銅イオ
ン導電体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56044511A JPS57158904A (en) | 1981-03-25 | 1981-03-25 | Copper ion conductor and method of producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56044511A JPS57158904A (en) | 1981-03-25 | 1981-03-25 | Copper ion conductor and method of producing same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57158904A JPS57158904A (en) | 1982-09-30 |
| JPS6340324B2 true JPS6340324B2 (ja) | 1988-08-10 |
Family
ID=12693569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56044511A Granted JPS57158904A (en) | 1981-03-25 | 1981-03-25 | Copper ion conductor and method of producing same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57158904A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6394121U (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-17 |
-
1981
- 1981-03-25 JP JP56044511A patent/JPS57158904A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6394121U (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57158904A (en) | 1982-09-30 |
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