专利名称：固体电解质有机锂皂石及其电池的制作方法
技术领域：
本发明的固体电解质是有机锂皂石及其电池，属电化学领域。
1986年11月19日公开的，申请号为85103956的发明专利申请，是用有机锂蒙脱石作锂电池的固体电解质，这种固体电解质具有较高的电导率(4×10-4Ω-1cm-1)，是理想的电解质材料，作为固体电解质制成的电池具有较高的比能量。但与蒙脱石结构类似的、具有更高电导率的锂皂石目前还尚未用作固体电解质。
本发明的任务是提供一种比蒙脱石的离子电导率更高，电子电导很低的固体电解质和由它制成的具有高的比能量的固体电解质电池。
本发明的固体电解质是层状结构的硅酸盐MxSi8〔Mg6-x Lix〕O20(OH)4，即脱水的锂皂石，将其层间吸附合适的有机溶剂即有机锂皂石。
锂皂石的每一层有二层硅氧四面体和一层镁、锂氧八面体组成，为三八面体粘土矿物，层间是可迁移的阳离子，有机极性分子易被吸附在层间，因此将有机溶剂滴加到脱水的锂皂石中去，将它们均匀混合，便能制得有机锂皂石。它们的电导率随含有机溶剂量的增加而增加，含有10%～40%混合有机溶剂(P.C.+D.M.E)(1∶1)的有机锂皂石，其电导率为10-4～10-3Scm-1。
能吸附在脱水锂皂石层间的有机溶剂是适合于锂电池的高介电常数的溶剂，这类有机溶剂有碳酸丙烯酯(P.C)，ν-丁内酯(B.L)，二甲亚砜(D.M.S.O.)，二甲基甲酰胺(D.M.F.)，硝基甲烷(N.M.)，乙腈(A.N.)等，或一种高介电常数的溶剂加一种适合于锂电池的低粘度的有机溶剂，如乙二醇二甲醚(D.M.E.)，四氢呋喃(T.H.E.)等。
所用材料为水化的锂皂石，当含水量为22%时，电导率为6.5×10-3Scm-1。在锂电池中使用层间阳离子主要是锂离子的Li-锂皂石，在锌电池中使用Zn-锂皂石，还有H、Na、Mg、Ca、Ag-锂皂石均具有良好的离子电导率，可作相应电池的固体电解质。
锂电池用金属锂作阳极，有机Li-锂皂石作固体电解质，锌电池用金属锌作阳极，有机Zn-锂皂石作固体电解质，镁电池用金属镁作阳极，有机Mg-锂皂石作固体电解质，其余类推。上述电池的阴极材料为二氧化锰(M28O2)、十三氧六钒(V6O13)，聚氧化碳(
CFx
n)等。二次电池的阴极材料为尖晶石型二氧化锰。
锂皂石固体电解质的优点是离子电导率高，化学性质稳定，用它制成的电池的突出优点是比能量高，无漏液，搁置寿命长，制造容易，成本低，能获得广泛应用。
附
图1为本发明的电池结构示意图。
附图2为本发明的电池放电实验曲线。
附图1所示的是锂电池结构示意图，图中(1)-为阳极金属锂片，(2)-为(P.C.+D.M.E.)。锂皂石固体电解质，(3)-为二氧化锰阴极片。该电池开路电压为3.5V，工作电压为2.9V，工作电流为100μA/cm2，放出容量为300mAh/g。放电实验曲线如附图2(a)所示。当阴极材料为尖晶石结构的二氧化锰时，电池为再充式，其充电实验曲线如附图2(b)所示。
从以上放电曲线可知，这种新型电池具有放电时间长，电化学性能稳定的优点。是至今为止一种比较理想的新型的微功率电池。
权利要求
1.一种固体电解质电池由阳极、阴极和固体电解质所构成，其特征在于固体电解质为脱水的锂皂石，其层间吸附有机溶剂的有机锂皂石。
全文摘要
一种固体电解质电池其固体电解质为其层间吸附有机溶剂的有机锂皂石，它们的电导率高达10
文档编号H01M10/36GK1050952SQ89102459
公开日1991年4月24日 申请日期1989年10月13日 优先权日1989年10月13日
发明者范玉琴 申请人:南京航空学院