JP2000277118A

JP2000277118A - 電極および電池

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Publication number: JP2000277118A
Application number: JP11076573A
Authority: JP
Inventors: Manabu Harada; 学原田; Toshihiko Nishiyama; 利彦西山; Masaki Fujiwara; 正樹藤原; Shinako Okada; 志奈子岡田; Masahito Kurosaki; 雅人黒崎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2000-10-06
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: US20040110062A1; JP3183280B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、容量を大幅に向上する電極および
電池を提供する。【解決手段】ポリビフェニルアニリンを電極活物質と
し、プロトンを解離する基のサイトが、一カ所の酸であ
るドーパントでドーピングし、正極電極を形成する。ド
ーピングした正極電極と負極電極とを、硫酸亜鉛電解液
に含浸したセパレータを介して対向配置し、電池を形成
する。電極活物質としてポリビフェニルアニリンを用い
たため、化学的に安定でサイクル性が高く、自己放電の
遅い優れた特性の電池となる。プロトンを解離する基の
サイトが一カ所の酸のドーパントをドープしたため、ド
ーピング率を増大できるとともに、酸化還元反応の反応
性を向上でき、出現容量を向上できる。ドーパントサイ
ズが小さく分子量が小さいドーパントにより、ドープ率
が高く、酸化還元反応を活性化することができ、重量当
たりの容量を高くできる。サイクル性の高い電池および
キャパシタの作製ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリビフェニルア
ニリンを電極活物質に用いた電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の携帯コンピュータや携帯電話など
に使用される電池である二次電池として、電池の軽量
化、高出力電池、長寿命電池、電池形状の多様化、フレ
キシブル電池などとして、活物質にポリマを用いたポリ
マーバッテリが知られている。

【０００３】そして、活物質にポリマ活物質を用いたも
のとして、例えば特開昭６３−３６３１９号公報、特開
昭６３−５６５２１号公報、特開平１−１４４５６２号
公報および特開平２−６３８号公報に記載のように、非
水溶媒中でリチウム電池の正極として、導電性高分子で
ある図７の化学式で示すポリアニリンを用いている。こ
のポリアニリンは、表１に示すように、ポリアセチレ
ン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリピロール、ポリフルラ
ン、ポリチオフェンに比べてドーピング率が高く、また
安定性に優れている。

【０００４】

【表１】

【０００５】また、商品化されているコイン型のポリア
ニリン・リチウム二次電池は、３．０Ｖの高い動作電
圧、６９ｍＡｈ／ｇの高い放電容量、１０００サイクル
以上の良好なサイクル寿命、−１５％／月の低い自己放
電率などの特性を有している。

【０００６】しかしながら、これらの電池はプロピレン
カーボネートなどの非水溶媒を使用ているため、１．パワー密度が低い２．水分の進入を防ぐためにパッケージングが煩雑にな
る３．電解液に含まれた水分の電気分解によりガス発生す
るという問題点がある。

【０００７】そこで、これらの問題点を解決すべく、例
えば特開平３−６２４５１号公報に記載のように、電解
液に水系溶媒を用いた構成が知られている。

【０００８】この特開平３−６２４５１号公報に記載の
電池は、正極に有機ドーパントでドープしたポリアニリ
ン、負極に亜鉛、電解液に硫酸亜鉛を用いている。そし
て、正極に用いられているポリアニリンの非水溶媒中で
の酸化還元反応はドープ、脱ドープ反応であるために反
応速度が遅く、電池に用いたときにパワー密度が低くな
るという問題点を、電解液を水系の溶媒に変えること
で、ポリアニリンの酸化還元反応はプロトンの吸脱着反
応になり、反応速度が速く、パワー密度が高くなるとい
う効果が得られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリア
ニリンは、上記表１に示すように、ドープ率が他のＰ型
導電性高分子に比べて、５０％と高いが、反応率が低い
ために出現容量が低く、また水系の電解液を用いている
ために起電力が低くエネルギ密度も減少するという問題
がある。

【００１０】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、容量を大幅に向上する電極および電池を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電極は、
活物質にポリビフェニルアニリンを含有するものであ
る。請求項２記載の電極は、ポリビフェニルアニリン
は、の化学式で表され、Ｒは水素原子、ハロゲン原子、ヒド
ロキシ基、カルボキシ基、スルホン基、硫酸基、ニトロ
基、、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ
基、アリーロキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリ
ールチオ基および複素環基のいずれか一つで、各Ｒは同
一の基に限られないものである。請求項３記載の電極
は、請求項１または２記載の電極において、プロトンを
解離する基のサイトが一カ所の酸によりドーピングされ
たものである。請求項４記載の電極は、請求項３記載の
電極において、酸は、ドーパントサイズが小さいもので
ある。請求項５記載の電極は、請求項３または４記載の
電極において、酸は、分子量が小さいものである。請求
項６記載の電極は、請求項３ないし５のいずれか一に記
載の電極において、酸は、硫酸、塩酸、過塩素酸、ベン
ゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、塩化ベンゼ
ンスルホニル、ドデシルベンゼンスルホン酸、メタンス
ルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ブタンスル
ホン酸、トリクロロベンゼンスルホン酸、ナフタレンス
ルホン酸、パーフルオロブタンスルホン酸、パーフルオ
ロオクタンスルホン酸の少なくともいずれか一つであ
る。請求項７記載の電池は、請求項１ないし６のいずれ
か一に記載の電極を正極電極としたものである。請求項
８記載の電池は、請求項７記載の電池において、ポリビ
フェニルアミンにドーピングされる酸と同一の酸を電解
質にした電解液を含有する電解質を備えたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態を示
す電池の構成を図面を参照して説明する。

【００１３】図２は、本発明に係る電池の構造を示す概
略断面図である。

【００１４】図２に示すように、電池は、例えば携帯用
コンピュータや携帯電話などの二次電池で、例えば導電
材料にてシート状に形成された一対の集電体１，１を有
している。そして、これら集電体１，１間には、電解質
としての電解液を含浸したシート状のセパレータ３を挟
持するシート状の正極電極２とシート状の負極電極４と
が設けられ、電池が積層形成されている。

【００１５】そして、正極電極２は、図１に示す化学式
で表されるポリビフェニルアニリンを電極活物質として
含有するものである。この図１に示す化学式で表される
ポリビフェニルアニリンは、Ｒが水素原子、ハロゲン原
子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホン基、硫酸
基、ニトロ基、、シアノ基、アルキル基、アリール基、
アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基、アルキルチ
オ基、アリールチオ基および複素環基のいずれか一つ
で、各Ｒは同一でも異なるものであってもよい。そし
て、この正極電極２は、例えば硫酸水溶液を用いて電気
化学的または化学的にドーピングされる。

【００１６】ここで、ポリビフェニルアニリンは、硫
酸、塩酸、過塩素酸、ベンゼンスルホン酸、P-トルエン
スルホン酸、塩化ベンゼンスルホニル、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタン
スルホン酸、ブタンスルホン酸、トリクロロベンゼンス
ルホン酸、ナフタレンスルホン酸、パーフルオロブタン
スルホン酸、パーフルオロオクタンスルホン酸などのプ
ロトンを解離する基のサイトが、一カ所の酸であるドー
パントでドーピングされたものである。

【００１７】そして、正極電極２をシート状に形成する
方法としては、例えば活物質材料としてのポリビフェニ
ルアニリンと導電性補助剤としての気相成長カーボンと
を重量比で４：１に混合した混合物にＮ−メチルピロリ
ドンを混合してスラリを調整する。次に、調整したスラ
リを、例えばホモジナイザで十分に攪拌し、ドクターブ
レードを用いて集電体１のシート上に成膜する。この成
膜後、例えば１２０℃〜１６０℃で１時間真空乾燥し、
ロールプレス機でプレスすることで電極膜厚を１００μ
ｍにした。その後、それぞれを所定の形状に切断し、正
極電極２とした。

【００１８】また、負極電極４は、活物質として亜鉛を
所定の形状に切断して形成される。なお、活物質として
は、亜鉛に限らず、高分子材料、低分子材料、無機材料
および金属材料などを用いてもよい。

【００１９】さらに、セパレータ３は、電解液としての
硫酸亜鉛電解液が含浸されている。なお、電解液として
硫酸亜鉛水溶液を用いたが、これに限らず、酸水溶液、
中性水溶液、有機溶媒などを用いてもよい。また、電解
質として、硫酸亜鉛水溶液を含浸したセパレータ３に限
らず、固体電解質やゲル電解質でもよい。ここで、固体
電解質とは溶媒分子を全く含まない電解質で、ゲル電解
質とは固体電解質を溶媒である電解液で可塑化した溶媒
を含む電解質で、電解液とは電子伝導性がなく、電解質
を水や有機溶媒などの溶媒で溶かしてイオン伝導性を有
する液状にしたものをいう。

【００２０】そして、ドーピングを行った正極電極２と
負極電極４とを硫酸亜鉛電解液に含浸したセパレータ３
を介して対向配置し、電池を形成する。

【００２１】次に、上記実施の形態の作用を説明する。

【００２２】得られた電池に１ｍＡ／ｃｍ² の定電流充
電（１Ｃ）を１．５Ｖまで行い、１ｍＡ／ｃｍ²の定電
流放電（１Ｃ）を行った。このときの理論容量は、正極
活物質重量当たり１５３Ｗｈ／ｋｇとした。

【００２３】この結果、図３、図４、図５および表２に
示すように、得られた容量は、正極活物質重量当たり１
０７Ｗｈ／ｋｇで、容量出現率は７０％と高い値が得ら
れた。なお、放電レートを１０Ｃにしたとき、容量は４
５Ｗｈ／ｋｇであった。また、サイクル特性は、初期容
量の８０％になるまでのサイクル回数が１０００回とな
った。さらに、容量保存特性は、２５℃で３０日後の容
量が６０％となった。

【００２４】

【表２】

【００２５】ここで、正極活物質になり得る電極材料と
して、例えばポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ
ール、ポリアセチレン、ポリ−Ｐ−フェニレン、ポリフ
ルランなどの導電性高分子であるＰ型の高分子が考えら
れる。

【００２６】しかしながら、Ｐ型の高分子では、１．ドーピング率が低いため出現容量が低い。２．化学的に安定でないためにサイクル性が低い。３．自己放電が早い。という問題点がある。

【００２７】そこで、化学的に安定でないためにサイク
ル性が低い点および自己放電が早い点を解決するＰ型導
電性高分子として、図７の化学式で示すポリアニリンが
考えられる。このポリアニリンは、表３に示すように、
他の導電性高分子、例えばポリアセチレン、ポリ−ｐ−
フェニレン、ポリピロール、ポリフルラン、ポリチオフ
ェンに比べてドーピング率が高く、ポリアニリンの安定
性は他の導電性高分子に比べて最も優れている。

【００２８】

【表３】

【００２９】しかしながら、このポリアニリンは、Ｐ型
導電性高分子の中でドーピング率が唯一高いものの、酸
化還元に寄与する部分が２０％程度と少ないことから、
容量出現率が低いという問題点がある。

【００３０】ここで、正極電極２の活物質としてポリア
ニリンを用い、上記実施の形態と同様に比較用の電池を
作製し、同様に電池の特性について実験した。すなわ
ち、電池に１ｍＡ／ｃｍ²〜１０ｍＡ／ｃｍ²の定電流充
電（１Ｃ〜１０Ｃ）を１．５Ｖまで行い、１ｍＡ／ｃｍ
²〜１０ｍＡ／ｃｍ²の定電流放電（１Ｃ〜１０Ｃ）を行
った。このときの理論容量は、正極活物質重量当たり１
０８Ｗｈ／ｋｇとした。

【００３１】この結果、図４、図５、図８および表２に
示すように、正極電極２の活物質としてポリアニリンを
用いた比較例１の電池の１Ｃ放電で得られた容量は、正
極活物質重量当たり２６．４Ｗｈ／ｋｇで、容量出現率
は２５％となり、上記一実施の形態のものに比して低い
値となった。また、サイクル特性は初期容量の８０％に
なるまでのサイクル回数が１０００回で、容量保存特性
は２５℃で３０日後の容量が５０％と低い値であった。

【００３２】一方、ポリビフェニルアニリンは、Ｊ．Ｅ
ｌｅｃｔｒｏａｎａｌ．ｃｈｅｍ．，２７４（１９８
９）１４３−１５５で電解重合について報告されてい
る。また、特開平３−５０４８７２号公報では、芳香族
マルチスルホン酸をポリアニリン、そのナフチィルおよ
びビフェニル誘導体にドーピングした熱安定性の高い導
電性高分子の製造方法が報告されている。さらに、特開
平３−５０４８７２号公報で記載されている製造方法で
製造した高熱安定性ポリマは、導電性複合体、電子部
品、電気導体、電極、電池、スイッチ、電気シールド材
料、抵抗体、コンデンサなどの応用が記されている。

【００３３】しかし、電池の電極に用いるためには必ず
しも高熱安定性が必要でない。

【００３４】また、ドーパントとしてマルチスルホン酸
を使用したとき、特開平３−６２４５１号公報で報告さ
れているように、自己放電が早くなると言った報告があ
り、電池の電極としては好ましくない。

【００３５】さらに、マルチスルホン酸を電極活物質の
ドーパントに用いたときドーパントの分子量が大きいた
めに、電極活物質の重量当たりの容量が減少すると言っ
た問題点がある。したがって、ドーパントとしては、マ
ルチスルホン酸、例えばｍ−ベンゼンジスルホン酸、ナ
フタレンジスルホン酸、ナフタレントリスルホン酸、フ
ロシアニンテトラスルホン酸、ピレンジスルホン酸、ピ
レントリスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリスチ
レンスルホン酸、Ｎａｆｉｏｎ（商品名）などは好まし
くない。

【００３６】このように、上記実施の形態では、各種実
験により、ポリアニリンの骨格にベンゼン環を導入した
ポリビフェニルアニリンに、プロトンを解離する基のサ
イトが一カ所の酸のドーパントをドープしたため、ドー
ピング率が５０％から１００％になるとともに、酸化還
元反応の反応性が２０％から８０％に向上し、出現容量
を向上できた。そして、化学的に安定でないためにサイ
クル性が低い点および自己放電が早い点については、こ
れらの問題点がない化学的安定で自己放電が少ないＰ型
導電性高分子のポリアニリンと構造が類似するポリビフ
ェニルアニリンを用いるため、同様に化学的に安定でサ
イクル性が高く、自己放電の遅い優れた特性が得られ
た。

【００３７】上述したように、上記実施の形態では、正
極電極２の電極活物質として、ポリビフェニルアニリン
を用いたため、化学的に安定でサイクル性が高く、自己
放電の遅い優れた特性の電池が得られる。

【００３８】また、ポリビフェニルアニリンに、プロト
ンを解離する基のサイトが一カ所の酸のドーパントをド
ープしたため、ドーピング率を増大できるとともに、酸
化還元反応の反応性を向上でき、出現容量を向上でき
る。

【００３９】さらに、ドーパントとして、ドーパントサ
イズが小さい例えば硫酸、塩酸、過塩素酸などの無機
酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、塩
化ベンゼンスルホニル、ドデシルベンゼンスルホン酸、
メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ブ
タンスルホン酸、トリクロロベンゼンスルホン酸、ナフ
タレンスルホン酸、パーフルオロブタンスルホン酸、パ
ーフルオロオクタンスルホン酸の有機酸などを用いるこ
とにより、ポリビフェニルアニリンに対してドープ率が
高く、酸化還元反応を活性化することができる。

【００４０】また、これらのドーパントは、分子量が小
さいために重量当たりの容量を高くすることができる。

【００４１】さらに、これらのドーパントは、ドーピン
グが容易に行えるため、脱ドープして反応率が低下して
も充電時に電気化学的にドーピングが行われるので、低
下したドーピング率を元に戻すことが容易にでき、この
ためにサイクルにより容量の低下を低く抑えることがで
き、サイクル性の高い電池およびキャパシタの作製がで
きる。

【００４２】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。

【００４３】この実施の形態は、上記図１から図５まで
に示す一実施の形態の負極電極４の活物質として、高分
子活物質である図６の化学式に示すポリピリジンを用い
るとともに、セパレータ３の電解液として硫酸を用いた
ものである。

【００４４】そして、負極電極４の形成にあたっては、
まず活物質材料としてのポリピリジンと導電性補助剤と
しての気相成長カーボンとを重量比１：１で混合した混
合物に蟻酸を加えてスラリを調整した。次に、このスラ
リをホモジナイザで十分に攪拌し、ドクターブレードを
用いて集電体１のシート上に成膜した。この成膜後、１
００℃〜１４０℃で１時間真空乾燥した後、ロールプレ
ス機でプレスすることで電極膜厚を１００μｍにした。
この後、それぞれを所定の形状に切断し、固体電解質で
あるＮａｆｏｎ（商品名）を被覆して負極電極４を形成
した。

【００４５】そして、この得られた負極電極４と上記一
実施の形態と同様の正極電極２とを、電解液としての硫
酸水溶液を含浸したのを介して対向配置して電池を形成
する。

【００４６】次に、上記他の実施の形態の作用を説明す
る。

【００４７】得られた電池に１ｍＡ／ｃｍ²〜１０ｍＡ
／ｃｍ²の定電流充電（１Ｃ〜１０Ｃ）を１．０Ｖまで
行い、１ｍＡ／ｃｍ²〜１０ｍＡ／ｃｍ²の定電流放電
（１Ｃ〜１０Ｃ）を行った。このときの理論容量は、正
極活物質重量当たり１０２Ｗｈ／ｋｇとした。

【００４８】この結果、図３、図４、図５および表２に
示すように、得られた容量は、正極活物質重量当たり７
６．５Ｗｈ／ｋｇで、容量出現率は７５％と高い値が得
られた。なお、放電レートを１０Ｃにしたとき、容量は
４５Ｗｈ／ｋｇであった。また、サイクル特性は、初期
容量の８０％になるまでのサイクル回数が２０００回と
なった。さらに、容量保存特性は、２５℃で３０日後の
容量が８５％となった。

【００４９】ここで、正極電極２の活物質のドーパント
として多価スルホン酸であるナフタレンジスルホン酸を
用い、上記他の実施の形態と同様に比較用の電池を作製
し、同様に電池の特性について実験した。すなわち、電
池に１ｍＡ／ｃｍ²〜１０ｍＡ／ｃｍ²の定電流充電（１
Ｃ〜１０Ｃ）を１．０Ｖまで行い、１ｍＡ／ｃｍ²〜１
０ｍＡ／ｃｍ²の定電流放電（１Ｃ〜１０Ｃ）を行っ
た。このときの理論容量は、正極活物質重量当たり５
９．２Ｗｈ／ｋｇとした。

【００５０】この結果、図４、図５、図８および表２に
示すように、正極電極２の活物質のドーパントとして多
価スルホン酸であるナフタレンジスルホン酸を用いた比
較例２の電池の１Ｃ放電で得られた容量は、正極活物質
重量当たり２３Ｗｈ／ｋｇで、容量出現率は４０％とな
り、上記他の実施の形態のものに比して低い値となっ
た。また、サイクル特性は初期容量の８０％になるまで
のサイクル回数が８００回で、容量保存特性は２５℃で
３０日後の容量が２０％と低い値であった。

【００５１】上記図６に示すポリピリジンを用いた他の
実施の形態では、図１から図５までに示す一実施の形態
と同様に、正極電極２の電極活物質として、プロトンを
解離する基のサイトが一カ所の酸のドーパントをドープ
したポリビフェニルアニリンを用いたため、化学的に安
定でサイクル性が高く、自己放電が遅いとともに、ドー
ピング率を増大でき、酸化還元反応の反応性を向上で
き、出現容量を向上できる優れた特性の電池が得られ
る。

【００５２】また、電解液を硫酸亜鉛から硫酸にするこ
とで電解液のｐＨを減少でき、ポリビフェニルアミンの
反応率を増大でき、大容量の放電が可能になる効果を得
ることができる。

【００５３】次に、本発明のさらに他の実施の形態を説
明する。

【００５４】このさらに他の実施の形態は、上記図１か
ら図５までに示す一実施の形態の正極電極２のドーパン
トとして、トリフルオロメタンスルホン酸を用いたもの
である。

【００５５】そして、得られた電池に１ｍＡ／ｃｍ²〜
１０ｍＡ／ｃｍ²の定電流充電（１Ｃ〜１０Ｃ）を１．
０Ｖまで行い、１ｍＡ／ｃｍ²〜１０ｍＡ／ｃｍ²の定電
流放電（１Ｃ〜１０Ｃ）を行った。このときの理論容量
は、正極活物質重量当たり８５．６Ｗｈ／ｋｇとした。

【００５６】この結果、図３、図４、図５および表２に
示すように、得られた容量は、正極活物質重量当たり８
１Ｗｈ／ｋｇで、容量出現率は９５％と高い値が得られ
た。なお、放電レートを１０Ｃにしたとき、容量は６０
Ｗｈ／ｋｇであった。また、サイクル特性は、初期容量
の８０％になるまでのサイクル回数が１５００回となっ
た。さらに、容量保存特性は、２５℃で３０日後の容量
が７０％となった。

【００５７】ここで、正極電極２の活物質のドーパント
として、図９の化学式で示す高分子スルホン酸であるポ
リビニルスルホン酸を用い、上記さらに他の実施の形態
と同様に比較用の電池を作製し、同様に電池の特性につ
いて実験した。すなわち、電池に１ｍＡ／ｃｍ²〜１０
ｍＡ／ｃｍ²の定電流充電（１Ｃ〜１０Ｃ）を１．０Ｖ
まで行い、１ｍＡ／ｃｍ²〜１０ｍＡ／ｃｍ²の定電流放
電（１Ｃ〜１０Ｃ）を行った。このときの理論容量は、
正極活物質重量当たり９８．２Ｗｈ／ｋｇとした。

【００５８】この結果、図４、図５、図８および表２に
示すように、正極電極２の活物質のドーパントとして高
分子スルホン酸であるポリビニルスルホン酸を用いた比
較例３の電池の１Ｃ放電で得られた容量は、正極活物質
重量当たり１９．６Ｗｈ／ｋｇで、容量出現率は２０％
となり、上記実施例３であるさらに他の実施の形態のも
のに比して低い値となった。また、サイクル特性は初期
容量の８０％になるまでのサイクル回数が５００回で、
容量保存特性は２５℃で３０日後の容量が１０％と低い
値であった。

【００５９】上記他の実施の形態では、図１から図５ま
でに示す一実施の形態と同様に、正極電極２の電極活物
質として、プロトンを解離する基のサイトが一カ所の酸
のドーパントをドープしたポリビフェニルアニリンを用
いたため、化学的に安定でサイクル性が高く、自己放電
が遅いとともに、ドーピング率を増大でき、酸化還元反
応の反応性を向上でき、出現容量を向上できる優れた特
性の電池が得られる。

【００６０】また、ポリビフェニルアニリンのドーパン
トをトリフルオロメタンスルホン酸としたため、ポリビ
フェニルアニリンの反応率を向上でき、活物質重量当た
りの容量を増大させる効果を得ることができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、正極電極の電極活物質
として、ポリビフェニルアニリンを用いたため、化学的
に安定でサイクル性が高く、自己放電の遅い優れた特性
の電池が得られる。

【００６２】また、ポリビフェニルアニリンに、プロト
ンを解離する基のサイトが一カ所の酸のドーパントをド
ープしたため、ドーピング率を増大できるとともに、酸
化還元反応の反応性を向上でき、出現容量を向上でき
る。

【００６３】さらに、酸として、ドーパントサイズが小
さいものを用いるため、ポリビフェニルアニリンに対し
てドープ率が高く、酸化還元反応を活性化することがで
きる。

【００６４】また、酸として、分子量が小さいものを用
いるため、重量当たりの容量を高くすることができる。

【００６５】そして、酸として、硫酸、塩酸、過塩素
酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、塩
化ベンゼンスルホニル、ドデシルベンゼンスルホン酸、
メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ブ
タンスルホン酸、トリクロロベンゼンスルホン酸、ナフ
タレンスルホン酸、パーフルオロブタンスルホン酸、パ
ーフルオロオクタンスルホン酸の少なくともいずれか一
つを用いるため、ドーパントサイズが小さく、分子量が
小さいため、ポリビフェニルアニリンに対して容易にド
ープ率を高く、酸化還元反応を活性化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す正極電極に用いる
ポリビフェニルアニリンの化学式である。

【図２】同上の電池の構造を示す断面図である。

【図３】同上の実験結果を示すグラフである。

【図４】同上の実験結果を示すグラフである。

【図５】同上の実験結果を示すグラフである。

【図６】本発明の他の実施の形態の負極電極に用いるポ
リピリジンの化学式である。

【図７】従来例の電極活物質であるポリアニリンを示す
化学式である。

【図８】同上の実験結果を示すグラフである。

【図９】他の従来例のドーパントを示す化学式である。

【符号の説明】

１集電体２正極電極３電解質（セパレータ）４負極電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤原正樹東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者岡田志奈子東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者黒崎雅人東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内Ｆターム(参考） 5H003 AA02 BB35 BB47 5H014 AA02 CC01 EE02 5H029 AJ03 AK16 AL01 AL11 AL15 AL16 AM00 AM02 BJ04 BJ12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活物質にポリビフェニルアニリンを含有
することを特徴とした電極。
【請求項２】ポリビフェニルアニリンは、の化学式で表され、Ｒは水素原子、ハロゲン原子、ヒド
ロキシ基、カルボキシ基、スルホン基、硫酸基、ニトロ
基、、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ
基、アリーロキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリ
ールチオ基および複素環基のいずれか一つで、各Ｒは同
一の基に限られないことを特徴とした請求項１記載の電
極。
【請求項３】プロトンを解離する基のサイトが一カ所
の酸によりドーピングされたことを特徴とした請求項１
または２記載の電極。
【請求項４】酸は、ドーパントサイズが小さいもので
あることを特徴とした請求項３記載の電極。
【請求項５】酸は、分子量が小さいものであることを
特徴とした請求項３または４記載の電極。
【請求項６】酸は、硫酸、塩酸、過塩素酸、ベンゼン
スルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、塩化ベンゼンス
ルホニル、ドデシルベンゼンスルホン酸、メタンスルホ
ン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ブタンスルホン
酸、トリクロロベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホ
ン酸、パーフルオロブタンスルホン酸、パーフルオロオ
クタンスルホン酸の少なくともいずれか一つであること
を特徴とした請求項３ないし５のいずれか一に記載の電
極。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれか一に記載の
電極を正極電極としたことを特徴とした電池。
【請求項８】ポリビフェニルアミンにドーピングされ
る酸と同一の酸を電解質にした電解液を含有する電解質
を備えたことを特徴とした請求項７記載の電池。