電容器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及對電荷進行儲存或釋放的電容器（電容），詳細而言，涉及使用氧化物 系鋰離子傳導性固體電解質材料的電容器。
【背景技術】
[0002] 以往，作為使用電解質材料的電容器，已知使用電解液的電容器，但近年提出了一 種與之不同的雙電層電容的技術，所述雙電層電容在固體電解質體的表面上設置一對電 極，并且使用無機固體電解質作為該固體電解質體的材料（參見專利文獻1)。
[0003] 在該專利文獻1中，作為無機固體電解質，公開了含有鋰（Li)離子傳導性化合物、 鈉（Na)離子傳導性化合物的物質。
[0004] 現有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開2008-130844號公報
【發明內容】
[0007] 發明要解決的問題
[0008] 然而，在上述現有技術中，雖然解決了電解液的漏出這樣的問題，但存在電容器的 高容量化（大容量化）的研究不充分的問題。
[0009] 即，近年來，雖然尋求更大容量（靜電容量）的電容器，但存在其解決方法不充分 的問題。
[0010] 本發明是為了解決上述問題而作出的，其目的在于提供一種與僅使用固體電解質 時相比，可以擴大容量的電容器。
[0011] 用于解決問題的方案
[0012] (1)本發明的第1方式為一種電容器，其特征在于，具備固體電解質體以及在該固 體電解質體上形成并且夾著該固體電解質體相對配置的多個電極，前述固體電解質體將氧 化物系鋰離子傳導性固體電解質作為母材，含有氧化物顆粒，所述氧化物顆粒包含構成該 母材的元素中的一部分。
[0013] 在本第1方式中，電容器的固體電解質體將氧化物系鋰離子傳導性固體電解質作 為母材，含有氧化物顆粒，所述氧化物顆粒包含構成該母材的元素中的一部分，因此，由后 述的實驗例可以看出電容器具有大容量（靜電容量）。
[0014] 在此，母材表示固體電解質體的主要成分（50體積％以上）。
[0015] (2)本發明的第2方式的特征在于，前述氧化物顆粒不具有離子導電性。
[0016] 根據本發明人等的研究，上述氧化物顆粒為不具有離子導電性的顆粒。即，由后述 的實驗例可以看出，由于母材中含有此種氧化物顆粒，因此電容器的容量變大。
[0017] (3)本發明的第3方式的特征在于，前述氧化物顆粒的含量相對于前述固體電解 質體為5~33體積％。
[0018] 由后述的實驗例可以看出，氧化物顆粒的含量相對于固體電解質體為5~33體 積％時，能夠進一步提高容量。
[0019] 即，若不足5體積％，則氧化物顆粒所帶來的容量提高的效果小，若大于33體 積％，則推定會阻斷鋰離子的傳導路徑，固體電解質體整體的離子導電率反而降低，容量提 高的效果下降。
[0020] (4)本發明的第4方式的特征在于，前述氧化物顆粒的平均粒徑為I. 1 μπι以下，且 前述氧化物顆粒的含量相對于前述固體電解質體為5~15體積％。
[0021] 由后述的實驗例可以看出，氧化物顆粒的平均粒徑為I. 1 μπι以下、且氧化物顆粒 的含量相對于固體電解質體為5~15體積％時，能夠進一步提高容量。
[0022] (5)本發明的第5方式的特征在于，前述母材是由通式 Li1+XMXM' 2χ(Ρ04)3(0 < X < 1)表示的物質，M為選自Al、Ga、In中的1種以上的元素，Μ'為 選自Ti、Zr、Hf、Ge、Sn中的1種以上的元素。
[0023] 本第5方式例示了對于使容量提高而言優選的母材。
[0024] (6)本發明的第6方式的特征在于，前述氧化物顆粒包含P和Al。
[0025] 由后述的實驗例可以看出，當氧化物顆粒包含P和Al時，可以實現大容量。
[0026] 以下，對本發明的各技術特征進行說明。
[0027] ?作為氧化物系鋰離子傳導性固體電解質，例如可以列舉出鈉超離子導體 (NASIC0N)型結構、石榴石型結構、鈣鈦礦型結構等的固體電解質，其中，適宜的是由前述通 式"Li 1+XMXM' 2 x (PO4)3 (0 彡 X 彡 1) " 表示的物質。
[0028] 具體而言，作為由該通式表示的母材，適宜的是例如包含Li、Al和Ge的例如 LiL5AlQ.5Gei.5(P0 4)3,除此以外，可以使用包含 Li、Al 和 Ti 的 LiuAUJUPOA等。
[0029] 作為氧化物顆粒，例如可以列舉出六1203、660 2、？205、六1?04等，其中適宜的是包含？ 和Al的例如AlPO 4。
【附圖說明】
[0030] 圖1是示意性地表示電容器的說明圖。
[0031] 圖2是示意性地表示固體電解質體的內部的構造的說明圖。
[0032] 圖3是表示氧化物顆粒的含量與靜電容量的關系的曲線圖。
【具體實施方式】
[0033] 以下，對本發明的實施方式進行說明。
[0034] [實施方式]
[0035] a)首先，對本實施方式的電容器的結構進行說明。
[0036] 如圖1所示，本實施方式的電容器1由板狀（圓盤狀）的固體電解質體3以及在 其兩主面（同圖的上下方向）上直接地形成的一對電極5、7構成。
[0037] 前述固體電解質體3如圖2所示意性示出的那樣，在由氧化物系鋰離子傳導性固 體電解質構成的母材中均勻地分散有氧化物顆粒，所述氧化物顆粒包含構成該母材的元素 中的一部分。
[0038] 詳細而言，母材是由Li1+XMXM' 2x(P04)3(0彡X彡1)表示的物質，M為選自Al、Ga、 In中的1種以上的元素，Μ'為選自Ti、Zr、Hf、Ge、Sn中的1種以上的元素。在此，作為該 母材，使用稱為 LAGP 的 ΙΑ.5Α1α56Θι.5(Ρ04) 3。
[0039] 另一方面，作為氧化物顆粒，使用氧化物顆粒中包含P和Al的磷酸鋁（AlPO4)。
[0040] 該氧化物顆粒的平均粒徑為1. 7 μ m以下（優選為I. 1 μ m以下），例如為0. 8 μ m。 另外，氧化物顆粒的含量相對于固體電解質體3為3. 7~41體積％ (優選為5~33體積％ (更優選為5~15體積％ ))的范圍內，例如為5. 1體積％。
[0041] 需要說明的是，該氧化物顆粒是在實施下述交流阻抗法測定時無法確認柯爾-柯 爾圖的圓弧、或者無法讀取電阻值的本質上不具有離子導電性的顆粒。
[0042] b)接著，對本實施方式的電容器1的制造方法進行說明。
[0043] < LAGP預燒粉末制作工序>
[0044] 以成為LAGP的化學計量組成的方式，將碳酸鋰、γ-氧化鋁、氧化鍺、磷酸二氫銨 稱量規定量，使用尼龍容器和氧化鋯球石與乙醇一起混合。
[0045] 對該混合物進行干燥后，用氧化鋁坩鍋在最高溫度900°C下保持2小時并進行預 燒，得到LAGP的預燒粉末。
[0046] < AlPO4預燒粉末制作工序>
[0047] 將γ-氧化鋁、磷酸二氫銨稱量規定量，使用尼龍容器和氧化鋯球石與乙醇一起 混合。
[0048] 對該混合物進行干燥后，用氧化鋁坩鍋在最高溫度900°C下保持2小時并進行預 燒，得到AlPO 4的預燒粉末。
[0049] <混合粉末的制作工序>
[0050] 以成為規定的比率的方式，對由上述各工序得到的LAGP的預燒粉末和AlPO4的預 燒粉末進行稱量，使用尼龍容器和氧化鋯球石與乙醇一起混合、粉碎，之后進行干燥，得到 規定的混合比率的混合粉末。
[0051] <燒結體的制作工序>
[0052] 接著，使用Φ 12mm的圓筒形狀的模具，以5MPa的壓力對前述混合粉末進行單螺桿 壓制，進而，以150MPa的壓力進行凈水壓壓制（hydrostatically pressed、CIP)，由