JP2002190302A - 電 池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エネルギー密度が高く、大容量で軽量かつ安
定性に優れた新規な電池を提供する。 【解決手段】少なくとも正極、負極、および電解質を構
成要素とする電池において、当該正極および負極または
いずれか一方の電極の活物質として、一般式（１）で表
される環状共役カルボニル化合物を含有する電池。 【化１】 ［一般式（１）中、Ａｒは置換または非置換の炭素数５
〜１４の芳香族化合物から水素原子を二個除いた有機基
である。］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも正極、
負極および電解質を構成要素とする電池に関する。より
詳細には、正極および負極またはいずれか一方の電極の
活物質として、特定構造の環状共役カルボニル化合物を
含有するとともに、エネルギー密度が高く、大容量で安
定性に優れた電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】電池は、正極および負極で起きる酸化還
元反応を利用して化学エネルギーを電気エネルギーへと
変換して取り出したり、または電気エネルギーを化学エ
ネルギーへと変換して貯蔵するものであり、各種の装置
において電源として利用されている。

【０００３】近年、携帯電子機器の急速な普及に伴い、
軽量かつ大容量の電池に対する要求が高まっている。そ
して、この要求に応えるために、単位電荷当たりの質量
が小さいアルカリ金属イオンを用いた電池が開発されて
いる。これらの中でも、特にリチウムイオンを用いる電
池が、安定性に優れた大容量電池として種々の携帯機器
に利用されている。このようなリチウムイオン電池は、
正極および負極の活物質として、リチウム含有重金属酸
化物および炭素電極をそれぞれ用いており、これらの活
物質に対するリチウムイオンの挿入反応および脱離反応
を利用して充放電を行っている。

【０００４】しかしながら、このようなリチウムイオン
電池は、特に正極の活物質として高質量の重金属化合物
を利用しているため、単位質量あたりの電池容量が充分
ではなく、大容量電池として機能することができないと
いう問題があった。

【０００５】そこで、より軽量の電極材料を用いて大容
量電池を開発しようとする試みが検討されてきた。例え
ば、米国特許明細書第4,833,048号、および特許第27157
78号公報には、ジスルフィド結合を有する有機化合物を
正極の活物質として用いることにより、当該ジスルフィ
ド結合の生成および解離に基づく電気化学的な酸化還元
反応を利用する電池が開示されている。しかしながら、
この電池は、硫黄や炭素等のような低質量の元素からな
る有機化合物を電極材料として用いているので、高エネ
ルギー密度の大容量電池を構成するという点においては
一定の効果が得られるものの、解離したジスルフィド結
合の再結合効率が小さく、充放電の安定性が不充分であ
るという問題があった。

【０００６】また、有機化合物を活物質として利用する
電池として、導電性高分子を電極材料に用いた電池が提
案されている。この電池は、導電性高分子に対する電解
質イオンのドープ反応および脱ドープ反応により充放電
を行うものである。なお、ここで述べるドープ反応と
は、導電性高分子の電気化学的な酸化還元反応によって
生じる荷電ソリトンやポーラロン等のエキシトンを対イ
オンによって安定化させる反応と定義され、一方、脱ド
ープ反応とは、ドープ反応の逆反応、すなわち、対イオ
ンによって安定化されたエキシトンを電気化学的に酸化
または還元する反応と定義される。

【０００７】米国特許第4,442,187号公報には、このよ
うな導電性高分子を正極または負極とする電池が開示さ
れている。この電池は、導電性高分子が炭素や窒素等の
低質量の元素から構成されているため、高エネルギー密
度の大容量電池として開発が期待された。しかしなが
ら、導電性高分子には、一般的に、電気化学的な酸化還
元反応により生じるエキシトンが、π電子共役系の広い
範囲に亘って非局在化し、それらが相互作用するという
性質があり、発生するエキシトンの濃度にも限界が生じ
るため、電池の容量が制限されるという問題があった。
したがって、このような導電性高分子を電極材料とする
電池では、電池の軽量化という点では一定の効果が得ら
れるものの、電池の大容量化という点においては、依然
として不充分であった。

【０００８】以上述べたように、高質量の重金属酸化物
に代えて低質量の化合物を電極の活物質に用いた電池が
種々提案されているが、エネルギー密度が高く、大容量
で安定性に優れた電池は未だ得られていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のとおり、正極の
活物質として高質量の重金属酸化物を用いるリチウムイ
オン電池では、現状を上回る大容量電池の製造が原理的
に困難であった。そこで、本発明者らは、鋭意検討した
結果、低質量の元素のみから構成されているにもかかわ
らず、今までに電極の活物質として利用されなかった特
定構造の有機化合物を電極の活物質として利用できるこ
とを見出した。したがって、本発明は、このような特定
構造の有機化合物を、電極の活物質に含有させることに
より、エネルギー密度が高く、大容量で安定性に優れた
新規な電池を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によれば、少なくとも正極、負極、および電
解質を構成要素とする電池において、当該正極および負
極またはいずれか一方の電極の活物質として、下記一般
式（１）で表される構造単位を有する環状共役カルボニ
ル化合物を含有する電池が提供される。

【００１１】

【化１７】

【００１２】［一般式（１）中、Ａｒは置換または非置
換の炭素数５〜１４の芳香族化合物から水素原子を二個
除いた有機基である。］

【００１３】このようなカルボニル化合物を含有するこ
とにより、充放電過程における酸化還元反応を効率的に
行うことが可能となるので、エネルギー密度が高く、大
容量で安定性に優れた電池を容易に得ることができる

【００１４】また、本発明の電池を構成するにあたり、
環状共役カルボニル化合物が、下記一般式（２）および
一般式（３）またはいずれか一方の一般式で表される構
造単位を有することが好ましい。

【００１５】

【化１８】

【００１６】［一般式（２）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴は、相
互に独立であり、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ
ル基、ニトロ基、ニトロソ基、シアノ基、カルボキシル
基、置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、シ
クロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アミノ
基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカル
ボニル基、アリールオキシカルボニル基、およびアシル
基であり、これらは、その一個以上の原子が硫黄原子、
ケイ素原子、リン原子、またはホウ素原子で置換されて
もよく、また、それぞれ隣接する置換基同士で環構造を
形成してもよい。］

【００１７】

【化１９】

【００１８】［一般式（３）中、置換基Ｒ⁵〜Ｒ⁸は、前
記一般式（２）の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容であ
る。］

【００１９】このような構造単位を有することにより、
電極の活物質を、低質量の炭素、水素、および酸素等の
元素のみから構成することができるため、単位質量当た
りのエネルギー密度が大きな電池を容易に得ることがで
きる。

【００２０】また、本発明の電池を構成するにあたり、
環状共役カルボニル化合物が、下記一般式（４）および
一般式（５）で表される化合物であることが好ましい。

【００２１】

【化２０】

【００２２】［一般式（４）中、置換基Ｒ⁹〜Ｒ¹⁶は、
前記一般式（２）の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容であ
る。］

【００２３】

【化２１】

【００２４】［一般式（５）中、置換基Ｒ¹⁷〜Ｒ²⁰は、
相互に独立であり、炭素数１〜６のアルキル基であ
る。］

【００２５】このような化合物を用いることにより、電
極の活物質を、低質量の炭素、水素、および酸素等の元
素のみか構成することができるため、単位質量当たりの
エネルギー密度が大きな電池を容易に得ることができ
る。

【００２６】また、本発明の電池を構成するにあたり、
環状共役カルボニル化合物が、少なくとも下記一般式
（６）〜（８）のうちのいずれかの一般式で表される化
合物であることが好ましい。

【００２７】

【化２２】

【００２８】［一般式（６）中、連結基Ｘは、炭素数５
〜３０の置換または非置換の芳香族化合物から水素原子
をｎ個除いて得られる有機基であり、当該連結基Ｘは、
相互に独立なｎ個の下記一般式（９）で表される構造単
位Ｖと結合するものであり、ｎは２〜６の整数であ
る。］

【００２９】

【化２３】

【００３０】［一般式（９）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴は、前
記一般式（２）と同様の内容である。］

【００３１】

【化２４】

【００３２】［一般式（７）中、連結基Ｙは、置換また
は非置換の炭素数１〜５の鎖状炭化水素化合物もしくは
炭素数３〜３０の環状炭化水素化合物から水素原子をｎ
個除いた、少なくとも一つの炭素原子が酸素原子、窒素
原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、またはホウ素
原子で置換されてもよいｎ価の有機基、または二価の硫
黄原子であり、当該連結基Ｙは、相互に独立なｎ個の下
記一般式（１０）で表される構造単位Ｚと結合するもの
であり、ｎは２〜６の整数である。］

【００３３】

【化２５】

【００３４】［一般式（１０）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴は、
前記一般式（９）と同様の内容であり、置換基Ｒ^９は、
前記一般式（２）の置換基と同様の内容の一価の有機基
である。］

【００３５】

【化２６】

【００３６】［一般式（８）中、連結基Ｙは、前記一般
式（７）と同様の内容であり、当該連結基Ｙは、相互に
独立なｎ個の下記一般式（１１）で表される構造単位Ｗ
と結合するものであり、ｎは２〜６の整数である。］

【００３７】

【化２７】

【００３８】［一般式（１１）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴およ
びＲ⁹は、前記一般式（１０）と同様の内容であり、Ｒ
¹⁰は、置換または非置換の脂肪族炭化水素化合物、芳香
族炭化水素化合物、アミン化合物、エーテル化合物、エ
ステル化合物、ケトン化合物、アミド化合物もしくはこ
れらの官能基を組み合わせた化合物から水素原子を二個
除いた二価の有機基であり、これらは、少なくとも一つ
の原子が酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、
リン原子、またはホウ素原子で置換されてもよく、ｎは
２〜６の整数である。］

【００３９】このような一般式で表されることにより、
分子内にシクロヘキサジエノニリデン構造単位が複数個
含有されることになるため、各電極において、より効率
的に酸化還元反応を行うことができる。

【００４０】また、本発明の電池を構成するにあたり、
環状共役カルボニル化合物が、少なくとも下記一般式
（１２）〜（１６）のうちのいずれかの一般式で表され
る構造単位を有する高分子化合物であることが好まし
い。

【００４１】

【化２８】

【００４２】［一般式（１２）中、置換基Ｒ²¹〜Ｒ
²⁴は、前記一般式（２）の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容
である。］

【００４３】

【化２９】

【００４４】［一般式（１３）中、置換基Ｒ²⁵〜Ｒ
³⁰は、前記一般式（２）の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容
である。］

【００４５】

【化３０】

【００４６】［一般式（１４）中、置換基Ｒ³¹〜Ｒ
³⁶は、前記一般式（２）の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容
である。］

【００４７】

【化３１】

【００４８】［一般式（１５）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴およ
びＲ⁹は、前記一般式（１０）と同様の内容である。］

【００４９】

【化３２】

【００５０】［一般式（１６）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴、Ｒ
⁹およびＲ¹⁰は、前記一般式（１１）と同様の内容であ
る。］

【００５１】このように構成することにより、高分子化
合物中のシクロヘキサジエノニリデン構造において酸化
還元反応が効率的に進行するため、サイクル特性が活物
質の拡散に依存しない安定性に優れた電池を容易に得る
ことができる。

【００５２】また、本発明の電池を構成するにあたり、
環状共役カルボニル化合物が、正極活物質であることが
好ましい。このように構成することにより、エネルギー
密度に優れた高容量の電池を容易に得ることができる。

【００５３】また、本発明の電池を構成するにあたり、
かかる電池がリチウム二次電池であることが好ましい。
このように構成することにより、安定性に優れた大容量
の電池を得ることができる。

【００５４】

【発明の実施の形態】本発明の電池の実施形態は、例え
ば、図１に示すように負極層１と正極層２とを、電解質
を含んだセパレーター５を介して重ね合わせた構成を有
している。本発明では、負極層１または正極層２に用い
られる活物質として、環状共役カルボニル化合物を含有
する。なお、このような活物質としての環状共役カルボ
ニル化合物は、さらにセパレータ５の電解質に含まれて
いることも好ましい。

【００５５】また、図２に積層型電池の断面図を示す
が、その構造は負極集電体３および負極層１からなる負
極、電解質を含むセパレーター５、正極集電体４および
正極層２からなる正極を順に重ね合わせたものであり、
これは負極端子と正極端子とが外部に露出した状態で外
装フィルムによって封止されている。なお、上記図１お
よび図２で表される本発明の電池は、電池容量の点か
ら、リチウム二次電池とすることが好ましい。

【００５６】（１）活物質 本発明における電極の活物質とは、充電反応および放電
反応等の電極反応に直接寄与する物質のことであり、電
池システムの中心的役割を果たすものである。そして、
このような活物質は、固体状態であっても、電解質に溶
解または分散した状態であってもかまわない。

【００５７】材料１（環状共役カルボニル化合物） 本発明で用いられる環状共役カルボニル化合物は、上記
一般式（１）で表される構造単位を有することを特徴と
している。また、このような構造単位（１）は、上記一
般式（２）および（３）またはいずれか一方の一般式で
表される構造単位であることが好ましい。また、このよ
うな構造単位を有する環状共役カルボニル化合物の種類
については特に限定されるものではなく、上記一般式
（４）〜（８）のような低分子化合物および上記一般式
（１２）〜（１６）のような高分子化合物のいずれをも
挙げることができる。これらの環状共役カルボニル化合
物は、その一種単独または二種類以上を組み合わせて使
用することもできる。

【００５８】［置換基］上記一般式（２）および（３）
の構造単位上の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁸、および上記一般式（１
０）の構造単位上の置換基Ｒ^９のうち、ハロゲン原子と
しては、例えば、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素等
の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。

【００５９】置換または非置換のアルキル基としては、
例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ
−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘ
プチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−
ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒ
ドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル
基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジ
ヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキ
シプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、
２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２
−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル
基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−ト
リクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチ
ル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、
１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロ
ピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３
−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨード
エチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル
基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソ
プロピル基、２，３−ジヨ―ド−ｔ−ブチル基、１，
２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−
アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソ
ブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミ
ノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、
１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、
１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノ
イソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジ
シアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル
基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル
基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニ
トロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３
−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブ
チル基、および１，２，３−トリニトロプロピル基等の
一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。

【００６０】置換または非置換のアルケニル基として
は、例えば、ビニル基、アリル基、１−ブテニル基、２
−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタンジエニ
ル基、１−メチルビニル基、スチリル基、２，２−ジフ
ェニルビニル基、１，２−ジフェニルビニル基、１−メ
チルアリル基、１，１−ジメチルアリル基、２−メチル
アリル基、１−フェニルアリル基、２−フェニルアリル
基、３−フェニルアリル基、３，３−ジフェニルアリル
基、１，２−ジメチルアリル基、１−フェニル−１−ブ
テニル基、および３−フェニル−１−ブテニル基等の一
種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。

【００６１】置換または非置換のシクロアルキル基とし
ては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シ
クロペンチル基、シクロヘキシル基、および４−メチル
シクロヘキシル基等の一種単独または二種以上の組み合
わせが挙げられる。

【００６２】置換または非置換のアリール基としては、
例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル
基、９−フルオレニル基、１−アントリル基、２−アン
トリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、
２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フ
ェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセ
ニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１
−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−
ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェ
ニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ター
フェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル
基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル
−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−ト
リル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチル
フェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル
基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナ
フチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチ
ルビフェニルイル基、４’’−ｔ−ブチル−ｐ−ターフ
ェニル−４−イル基、１−ピロリル基、２−ピロリル
基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル
基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インド
リル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−イ
ンドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７
−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソイン
ドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル
基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７
−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２
−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベン
ゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラ
ニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニ
ル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラ
ニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフ
ラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル
基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル
基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル
基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イ
ソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル
基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キ
ノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサ
リニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、
３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバ
ゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンス
リジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナン
スリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナ
ンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェ
ナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−
アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニ
ル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，
７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナン
スロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４
−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、
１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェ
ナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン
−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル
基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−
フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロ
リン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イ
ル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８
−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンス
ロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０
−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、
１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェ
ナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン
−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル
基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−
フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロ
リン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２
−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、
１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−
フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロ
リン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イ
ル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９
−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンス
ロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−
イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，
９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナ
ンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−
３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、
２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェ
ナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン
−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル
基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７
−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンス
ロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−
イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，
７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナン
スロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９
−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、
１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノ
チアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチ
アジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチ
アジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサ
ジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジ
ニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル
基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オ
キサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラ
ザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチ
ルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イ
ル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピ
ロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル
基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロ
ール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、
２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェ
ニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１
−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−
メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリ
ル基、２−ｔ−ブチル−１−インドリル基、４−ｔ−ブ
チル−１−インドリル基、２−ｔ−ブチル−３−インド
リル基、および４−ｔ−ブチル−３−インドリル基等の
一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。

【００６３】置換または非置換のアラルキル基として
は、例えば、ベンジル基、１−フェニルエチル基、２−
フェニルエチル基、１−フェニルイソプロピル基、２−
フェニルイソプロピル基、フェニル−ｔ−ブチル基、α
−ナフチルメチル基、１−α−ナフチルエチル基、２−
α−ナフチルエチル基、１−α−ナフチルイソプロピル
基、２−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメ
チル基、１−β−ナフチルエチル基、２−β−ナフチル
エチル基、１−β−ナフチルイソプロピル基、２−β−
ナフチルイソプロピル基、１−ピロリルメチル基、２−
（１−ピロリル）エチル基、ｐ−メチルベンジル基、ｍ
−メチルベンジル基、ｏ−メチルベンジル基、ｐ−クロ
ロベンジル基、ｍ−クロロベンジル基、ｏ−クロロベン
ジル基、ｐ−ブロモベンジル基、ｍ−ブロモベンジル
基、ｏ−ブロモベンジル基、ｐ−ヨードベンジル基、ｍ
−ヨードベンジル基、ｏ−ヨードベンジル基、ｐ−ヒド
ロキシベンジル基、ｍ−ヒドロキシベンジル基、ｏ−ヒ
ドロキシベンジル基、ｐ−アミノベンジル基、ｍ−アミ
ノベンジル基、ｏ−アミノベンジル基、ｐ−ニトロベン
ジル基、ｍ−ニトロベンジル基、ｏ−ニトロベンジル
基、ｐ−シアノベンジル基、ｍ−シアノベンジル基、ｏ
−シアノベンジル基、１−ヒドロキシ−２−フェニルイ
ソプロピル基、および１−クロロ−２−フェニルイソプ
ロピル基等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙
げられる。

【００６４】置換または非置換のアミノ基は、−ＮＸ¹
Ｘ²で表される基である。ここで置換基Ｘ¹およびＸ
²は、相互に独立であり、例えば、水素原子、上述の置
換または非置換のアルキル基、アルケニル基、シクロア
ルキル基、アリール基、およびアラルキル基等の一種単
独または二種以上の組み合わせが挙げられる。

【００６５】置換または非置換のアルコキシ基およびア
ルコキシカルボニル基は、それぞれ−ＯＸ³および−Ｃ
ＯＯＸ⁴で表される基である。ここで置換基Ｘ³およびＸ
⁴としては、例えば、上述の置換または非置換のアルキ
ル基、シクロアルキル基、およびアラルキル基等が挙げ
られる。

【００６６】置換または非置換のアリールオキシ基およ
びアリールオキシカルボニル基は、それぞれ−ＯＸ⁵お
よび−ＣＯＯＸ⁶で表される基である。ここで置換基Ｘ⁵
およびＸ⁶としては、例えば、上述の置換または非置換
のアリール基等が挙げられる。

【００６７】置換または非置換のアシル基は、−Ｃ(＝
Ｏ)Ｘ⁷で表される基である。ここで置換基Ｘ⁷として
は、例えば、水素原子、上述の置換または非置換のアル
キル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール
基、およびアラルキル基等が挙げられる。

【００６８】また上記一般式（６）の連結基Ｘにおける
置換または非置換の芳香族化合物としては、例えば、ベ
ンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、
トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセ
ン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、ヘキサセ
ン、ヘキサフェン、コロネン、トリナフチレン、ヘプタ
フェン、ヘプタセン、チオフェン、チアンスレン、フラ
ン、ピラン、ピロール、ピリジン、ピラジン、ピリミジ
ン、ピリダジン、インドール、キノリン、イソキノリ
ン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、カルバ
ゾール、フェナンスリジン、アクリジン、フェナジン、
フェナンスロリン、およびフェノキサジン等、ならびに
これらの誘導体が挙げられる。

【００６９】また上記一般式（７）および（８）の連結
基Ｙにおける鎖状炭化水素化合物としては、例えば、メ
タン、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、ｎ−ブ
タン、イソブタン、１−ブテン、２−ブテン、１，３−
ブタジエン、１−ブチン、２−ブチン、ｎ−ペンタン、
イソペンタン、ネオペンタン、１−ペンテン、２−ペン
テン、１，３−ペンタジエン、１，４−ペンタジエン、
１−ペンチン、および２−ペンチン等、ならびにこれら
の誘導体が挙げられる。

【００７０】また上記一般式（４）および（５）の連結
基Ｙにおける環状炭化水素化合物としては、例えば、シ
クロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロ
ペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、シク
ロヘキセン、シクロヘキサジエン、スピロ［３，３］ヘ
プタン、スピロ［３，４］オクタン、スピロ［４，４］
ノナン、スピロ［４，５］デカン、スピロ［５，５］ウ
ンデカン、スピロ［５，６］ドデカン、スピロ［６，
６］トリデカン、ベンゼン、ナフタレン、アントラセ
ン、フェナンスレン、トリフェニレン、ピレン、クリセ
ン、ナフタセン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、お
よびペンタセン等、ならびにこれらの誘導体として、シ
クロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、
シクロヘキサンジオン、シクロヘキサジエノン、および
シクロヘキサトリノン等が挙げられる。

【００７１】また上記一般式（１１）において、置換基
Ｒ¹⁰のうち、置換または非置換の脂肪族炭化水素化合物
に由来する二価の有機基としては、例えば、上述の置換
または非置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアル
キル基から水素原子をさらに一個除いた有機基が挙げら
れる。

【００７２】また、上記Ｒ¹⁰のうち、置換または非置換
の芳香族炭化水素化合物に由来する二価の有機基として
は、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フ
ェナンスレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナ
フタセン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセ
ン、チオフェン、チアンスレン、フラン、ピラン、ピロ
ール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、
インドール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナ
フチリジン、キノキサリン、カルバゾール、フェナンス
リジン、アクリジン、フェナジン、フェナンスロリン、
およびフェノキサジン等、ならびにこれらの誘導体から
水素原子を二個除いた有機基が挙げられる。

【００７３】また、上記Ｒ¹⁰のうち、置換または非置換
のアミン化合物に由来する二価の有機基は、−ＮＸ⁸−
で表される基である。ここで、置換基Ｘ⁸としては、例
えば、水素原子、上述の置換または非置換のアルキル
基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、お
よびアラルキル基等が挙げられる。

【００７４】また、上記Ｒ¹⁰のうち、置換または非置換
のエーテル化合物に由来する二価の有機基は、−Ｘ⁹Ｏ
Ｘ¹⁰−で表される基である。ここで、置換基Ｘ⁹および
Ｘ¹⁰は相互に独立であり、例えば、上述の置換または非
置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、
アリール基、およびアラルキル基等の一種単独または二
種以上の組み合わせが挙げられる。

【００７５】また、上記Ｒ¹⁰のうち、置換または非置換
のエステル化合物に由来する二価の有機基は、−Ｘ¹¹Ｃ
(＝Ｏ)ＯＸ¹²−または−Ｃ(＝Ｏ)ＯＸ¹²−と表される基
である。ここで置換基Ｘ¹¹およびＸ¹²は、相互に独立で
あり、例えば、上述の置換または非置換のアルキル基、
アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、および
アラルキル基等の一種単独または二種以上の組み合わせ
が挙げられる。また、この場合、Ｘ¹¹は単結合であって
もよい。

【００７６】また、上記Ｒ¹⁰のうち、置換または非置換
のケトン化合物に由来する二価の有機基は、−Ｘ¹³Ｃ
(＝Ｏ)Ｘ¹⁴−で表される基である。ここで置換基Ｘ¹³お
よびＸ ¹⁴は、相互に独立であり、上述の置換または非置
換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ア
リール基、およびアラルキル基等の一種単独または二種
以上の組み合わせが挙げられる。

【００７７】また、上記Ｒ¹⁰のうち、置換または非置換
のアミド化合物に由来する二価の有機基は、−ＮＸ¹⁵−
Ｃ(＝Ｏ)Ｘ¹⁶−で表される基である。ここで置換基Ｘ¹⁵
およびＸ¹⁶は、相互に独立であり、上述の置換または非
置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、
アリール基、およびアラルキル基等の一種単独または二
種以上の組み合わせが挙げられる。また、この場合、置
換基Ｘ¹⁵は水素原子でもあってもよい。

【００７８】［製造方法］環状共役カルボニル化合物の
製造方法については特に限定されるものではないが、例
えば、対応するフェノール化合物のクロロホルム溶液中
に、ヘキサシアノ鉄（III）カリウムの水酸化ナトリウ
ム水溶液を少しずつ滴下することにより製造することが
好ましい。この場合、反応終了後の生成物には、通常、
副生成物が含まれるため、カラムクロマトグラフィー等
によって分離精製することが好ましい。

【００７９】［具体例］本発明に用いられる環状共役カ
ルボニル化合物の具体例として、以下の式（１７）〜
（３８）で表される化合物が挙げられる。

【００８０】

【化３３】

【００８１】

【化３４】

【００８２】

【化３５】

【００８３】

【化３６】

【００８４】材料２ 本発明では、上述のとおり、環状共役カルボニル化合物
を正極および負極あるいはいずれか一方の電極の活物質
として含有するが、このような化合物は金属酸化物系の
活物質に比べて、質量が小さく、エネルギー密度に優れ
るという特徴があるので、特に正極の活物質として環状
共役カルボニル化合物を用いることが好ましい。

【００８５】なお、環状共役カルボニル化合物を、正極
および陰極のどちらか一方の電極の活物質として用いる
場合には、以下に挙げる従来公知の材料を他の電極の活
物質として用いることができる。すなわち、負極層の活
物質として環状共役カルボニル化合物を用いる場合に
は、正極層の活物質として金属酸化物粒子、ジスルフィ
ド化合物、および導電性高分子等が用いることができ
る。ここで、金属酸化物としては、例えば、ＬｉＭｎＯ
_２、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４(０＜ｘ＜２）等のマンガン酸リ
チウムもしくはスピネル構造を有するマンガン酸リチウ
ム、ＭｎＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、またはＬ
ｉ_ｘＶ_２Ｏ_５(０＜ｘ＜２)等が、ジスルフィド化合物と
しては、ジチオグリコール、２，５−ジメルカプト−
１，３，４−チアジアゾール、Ｓ−トリアジン−２，
４，６−トリチオール等が、また、導電性高分子として
は、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリアニリン、
ポリピロール等がそれぞれ挙げられる。なお、本発明で
はこれらの正極の活物質を一種単独または二種以上を組
み合わせて使用することもできる。さらに、このような
従来公知の活物質と環状共役カルボニル化合物とを混合
して複合活物質として用いてもよい。

【００８６】一方、正極の活物質として環状共役カルボ
ニル化合物を用いる場合には、負極の活物質として、グ
ラファイト、非晶質カーボン、リチウム金属、リチウム
合金、リチウムイオン吸蔵炭素、および導電性高分子等
の一種単独または二種以上の組み合わせが用いられる。
なお、負極の活物質の形状は特に限定されるものではな
く、例えば、リチウム金属では薄膜状のもの以外に、バ
ルク状のもの、粉末を固めたもの、繊維状のもの、フレ
ーク状のもの等を使用することができる。さらに、この
ような従来公知の活物質と環状共役カルボニル化合物と
を混合して複合活物質として用いてもよい。

【００８７】（２）補助導電材およびイオン伝導補助材 本発明では、環状共役カルボニル化合物を含む電極層を
形成する際に、インピーダンスを低下させる目的で、導
電補助材やイオン伝導補助材を混合させてもよい。これ
らの材料としては、導電補助材として、グラファイト、
カーボンブラック、アセチレンブラック等の炭素質微粒
子、およびポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェ
ン、ポリアセチレン、ポリアセン等の導電性高分子が挙
げられる。また、イオン伝導補助材としては、ゲル電解
質、および固体電解質が挙げられる。

【００８８】（３）結着剤 本発明では、各構成材料間の結びつきを強めるために、
結着剤を用いてもよい。このような結着剤としては、ポ
リフッ化ビニリデン、ビニリデンフロライド−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド−テ
トラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン
共重合ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、およびポリイミド等の樹脂バイン
ダーが挙げられる。

【００８９】（４）触媒 本発明では、電極反応をより円滑に行うために酸化還元
反応を促進させる触媒を用いてもよい。このような触媒
としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェ
ン、ポリアセチレン、およびポリアセン等の導電性高分
子、ピリジン誘導体、ピロリドン誘導体、ベンズイミダ
ゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、アクリジン誘
導体等の塩基性化合物、ならびに金属イオン錯体等が挙
げられる。

【００９０】（５）集電体 本発明では、負極集電体３および正極集電体４として、
ニッケル、アルミニウム、銅、金、銀、アルミニウム合
金、およびステンレス等の金属箔や金属平板、メッシュ
状電極、炭素電極等を用いることができる。また、この
ような集電体に触媒効果を持たせたり、活物質と集電体
とを化学結合させることも好ましい。一方、正極と負極
との接触を防ぐために多孔質フィルムからなるセパレー
ターや不織布を用いることも好ましい。

【００９１】（６）電解質 本発明において電解質５は、電極間の荷電担体輸送を担
うものであり、一般的に室温で１０^-5〜１０^-1Ｓ／ｃｍ
のイオン伝導性を有している。本発明における電解質
は、例えば、電解質塩を溶媒に溶解した電解液として利
用することができる。

【００９２】このような電解質塩としては、例えば、Ｌ
ｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ _４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ
_３、Ｌｉ(ＣＦ_３ＳＯ_２)_２Ｎ、Ｌｉ(Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２)_２
Ｎ、Ｌｉ(ＣＦ_３ＳＯ_２)_３Ｃ、Ｌｉ(Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２)_３
Ｃ等の従来公知の材料を用いることができる。また、電
解質塩の溶剤としては、例えば、エチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ
−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、ジオキソラ
ン、スルホラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶媒を
用いることができる。なお、本発明では、これらの溶剤
を一種単独または二種以上の混合溶剤として用いること
もできる。

【００９３】さらに、本発明では、高分子電解質を用い
ることもできる。これらは、高分子化合物に電解液を含
ませたゲル状の状態で使用してもよく、また、高分子化
合物自体をそのままを用いてもよい。このような高分子
化合物としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリ
デン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−モノフル
オロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオ
ロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオ
ロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフル
オロプロピレン−テトラフルオロエチレン三元共重合体
等のフッ化ビニリデン系高分子化合物；アクリロニトリ
ル−メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル
−エチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル−
メチルアクリレート共重合体、アクリロニトリル−エチ
ルアクリレート共重合体、アクリロニトリル−メタクリ
ル酸共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸共重合
体、アクリロニトリル−ビニルアセテート共重合体等の
アクリルニトリル系高分子化合物；ポリエチレンオキサ
イド、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重
合体、ならびにこれらのアクリレートエステルおよびメ
タクリレートエステル等の一種単独または二種以上の組
み合わせが挙げられる。

【００９４】（７）形状 本発明の電池の形状および外観については特に限定され
るものではなく、従来公知のものを採用することができ
る。すなわち、このような電池形状としては、例えば、
電極積層体、または巻回体を金属ケース、樹脂ケース、
もしくはアルミニウム箔などの金属箔と合成樹脂フィル
ムとからなるラミネートフィルム等によって封止したも
のが挙げられる。また、電池の外観としては、円筒型、
角型、コイン型、およびシート型等が挙げられる。

【００９５】（８）積層方法 また、本発明では、正極層および負極層の積層方法につ
いても特に限定されるものではなく、任意の積層方法を
採用することができる。さらに、積層形態としては、多
層積層体、集電体の両面に積層したものを組み合わせた
ものや巻回したもの等が利用できる。

【００９６】（９）製造方法 本発明では、電池の製造方法について特に限定されず、
従来公知の方法を採用することができる。このような方
法としては、例えば、活物質に溶剤を加えてスラリー状
にした後、電極集電体に塗布し、セパレータを介して対
極と積層したもの、あるいはこれを巻回したものを外装
体で包み、電解液を注入して封止する方法が挙げられ
る。なお、本発明では、電池の製造時において、環状共
役カルボニル化合物自体をそのまま用いてもよく、ま
た、電極反応によって環状共役カルボニル化合物に変換
される化合物（前駆体化合物）を用いてもよい。

【００９７】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明は、これらの実施例により制限されるもの
ではない。 （実施例１） （１）電池の作製 ガス精製装置を備えたドライボックス中で、アルゴンガ
ス雰囲気下、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体６０ｍｇに１ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ_６電解
質塩を含むエチレンカーボネート／プロピレンカーボネ
ート混合溶液（混合比１：１）からなる電解液１４０ｍ
ｇを混合した後、テトラヒドロフラン１，１３０ｍｇを
さらに加えて室温でこれを溶解して、ゲル電解質のテト
ラヒドロフラン溶液を得た。

【００９８】ガラス製容器に、前記式（２４）で表され
る環状共役カルボニル化合物３０ｍｇと導電補助材とし
てグラファイト粉末６０ｍｇとを加えて混合した後、イ
オン伝導補助材として上記ゲル電解質のテトラヒドロフ
ラン溶液２００ｍｇを加えてさらに混合した。そして、
これにテトラヒドロフラン１，０００ｍｇを加えて全体
が均一になるまでさらに混合したところ、黒色のスラリ
ーが得られた。

【００９９】続いて、得られたスラリー２００ｍｇを、
リード線を備えたアルミニウム箔（面積：１．５ｃｍ×
１．５ｃｍ、厚さ：１００μｍ）の表面に滴下し、ワイ
ヤーバーで全体が均一な厚さとなるように展開し、室温
で６０分放置したところ、溶剤のテトラヒドロフランが
気化し、アルミニウム箔上に、環状共役カルボニル化合
物（２４）を含む電極層が形成された。

【０１００】次に、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロ
プロピレン共重合体６００ｍｇに、１ｍｏｌ／ｌのＬｉ
ＰＦ_６を含むエチレンカーボネート／プロピレンカーボ
ネート混合溶液（混合比１：１）からなる電解液１，４
００ｍｇを混合した後、テトラヒドロフラン１１．３ｇ
を加えて室温で攪拌した。フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体が溶解した後、段差をつけた
ガラス板上に、この溶液を厚さが１ｍｍとなるように塗
布し、１時間放置してテトラヒドロフランを自然乾燥さ
せると、ガラス板上に厚さ１５０μｍのゲル電解質膜が
得られた。

【０１０１】次に、環状共役カルボニル化合物（２４）
を含む電極層を形成したアルミニウム箔に、２．０ｃｍ
×２．０ｃｍに切り出したゲル電解質膜を積層し、さら
に、リード線を備えたリチウム張り合わせ銅箔（リチウ
ム膜厚３０μｍ、銅箔の膜厚２０μｍ）を重ね合わせた
後、全体を厚さ５ｍｍのポリテトラフルオロエチレン製
シートで挟み、圧力を加えて電池を作製した。

【０１０２】（２）電池の評価 以上のように作製した電池に対して、環状共役カルボニ
ル化合物（２４）を含む電極層を形成したアルミニウム
箔を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、０．
１ｍＡの定電流で放電を行った。その結果、２．５Ｖ付
近に電圧平坦部が認められ、電池として動作しているこ
とが確認された。

【０１０３】さらに、ここで得られた電池を、繰り返し
充放電した場合における電圧の変化を測定した。得られ
た結果を図３に示す。図３から明らかなように、１０サ
イクルにわたり繰り返し充放電を行った場合でも、２．
５Ｖ付近に電圧平坦部が認められていることから、この
電池は二次電池としても動作していることが確認され
た。

【０１０４】（比較例１） （１）電池の作製 実施例１において、環状共役カルボニル化合物（２４）
を用いない以外は、実施例１と同様にして黒色のスラリ
ーを得た後、アルミニウム箔上に電極層を形成した。続
いて、電極層を形成したアルミニウム箔に、実施例１で
用いたゲル電解質膜を積層し、さらに実施例１と同様の
方法でリチウム張り合わせ銅箔を重ね合わせ、全体をポ
リテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加え
て電池を作製した。

【０１０５】（２）電池の評価 以上のように作製した電池に対して、実施例１と同様に
して放電を行った。その結果、電圧は急速に低下しま
い、電池として動作することが確認されなかった。ま
た、この電池に対して、０．１ｍＡの定電流を流して充
電を試みたところ、電圧は瞬間的に上昇して４．５Ｖを
超えたが、これをさらに放電したところ、電圧曲線に平
坦部は認められず、この電池は二次電池として動作しな
いことが確認された。

【０１０６】（実施例２） （１）電池の作製 実施例１において、環状共役カルボニル化合物（２４）
の代わりに、前記式（２２）で表される環状共役カルボ
ニル化合物を用いる以外は、実施例１と同様の方法で電
池を作製した。

【０１０７】（２）電池の評価 得られた電池に対して、実施例１と同様にして放電を行
った。その結果、１．８Ｖ付近に電圧平坦部が認めら
れ、電池として動作していることが確認された。さら
に、実施例１と同様の方法で充放電に伴う電圧の変化を
測定したところ、１０サイクルにわたり繰り返し充放電
が可能であり、この電池が二次電池として動作している
ことが確認された。

【０１０８】（実施例３〜６） （１）電池の作製 実施例１において、環状共役カルボニル化合物（２４）
の代わりに、実施例３では前記式（３１）、実施例４で
は前記式（１７）、実施例５では前記式（２５）、およ
び実施例６では前記式（３５）でそれぞれ表される環状
共役カルボニル化合物を用いる以外は、実施例１と同様
の方法で電池を作製した。

【０１０９】（２）電池の評価 得られた電池に対して、実施例１と同様にして放電を行
った。その結果、いずれの実施例においても電圧平坦部
が認められ、電池として動作していることが確認され
た。さらに、実施例１と同様の方法で充放電に伴う電圧
の変化を測定したところ、いずれの実施例においても、
１０サイクルにわたり繰り返し充放電が可能であり、こ
れらの電池が二次電池としても動作することが確認され
た。

【０１１０】

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも正極、負
極、および電解質を構成要素とする電池において、当該
正極および負極またはいずれか一方の電極の活物質とし
て、特定構造の環状共役カルボニル化合物を含有するた
め、エネルギー密度が高く、大容量かつ安定性に優れた
電池を得ることができる。また、低質量の元素のみから
構成される上記環状共役カルボニル化合物を電極の活物
質として用いるため、高質量の重金属化合物を用いた場
合よりも、軽量かつ安全性に優れた電池を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池の一実施形態を示す正面断面図で
ある。

【図２】本発明の電池の一実施形態を示す中央縦断面図
である。

【図３】実施例１で測定した電池の充放電曲線図であ
る。

【符号の説明】

１ 負極層 ２ 正極層 ３ 負極集電体 ４ 正極集電体 ５ 電解質を含むセパレーター ６ 封止材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩佐 繁之 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 坂内 裕 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 中原 謙太郎 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） 5H029 AJ03 AK02 AK03 AK16 AK18 AL06 AL07 AL08 AL12 AL16 AL18 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ03 BJ04 BJ12 HJ02 5H050 AA08 BA17 BA18 CA22 CB08 CB09 CB12 FA02 HA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも正極、負極、および電解質を
   構成要素とする電池において、当該正極および負極また
   はいずれか一方の電極の活物質として、下記一般式
   （１）で表される構造単位を有する環状共役カルボニル
   化合物を含有することを特徴とする電池。 【化１】 ［一般式（１）中、Ａｒは置換または非置換の炭素数５
   〜１４の芳香族化合物から水素原子を二個除いた有機基
   である。］
2. 【請求項２】 前記環状共役カルボニル化合物が、下記
   一般式（２）および一般式（３）またはいずれか一方の
   一般式で表される構造単位を有することを特徴とする請
   求項１に記載の電池。 【化２】 ［一般式（２）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴は、相互に独立であ
   り、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ
   基、ニトロソ基、シアノ基、カルボキシル基、置換また
   は非置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル
   基、アリール基、アラルキル基、アミノ基、アルコキシ
   基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリ
   ールオキシカルボニル基、およびアシル基であり、これ
   らは、その一個以上の原子が硫黄原子、ケイ素原子、リ
   ン原子、またはホウ素原子で置換されてもよく、また、
   それぞれ隣接する置換基同士で環構造を形成してもよ
   い。］ 【化３】 ［一般式（３）中、置換基Ｒ⁵〜Ｒ⁸は、一般式（２）の
   置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容である。］
3. 【請求項３】 前記環状共役カルボニル化合物が、下記
   一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする
   請求項１または２に記載の電池。 【化４】 ［一般式（４）中、置換基Ｒ⁹〜Ｒ¹⁶は、前記一般式
   （２）の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容である。］
4. 【請求項４】 前記環状共役カルボニル化合物が、下記
   一般式（５）で表される化合物であることを特徴とする
   請求項１または２に記載の電池。 【化５】 ［一般式（５）中、置換基Ｒ¹⁷〜Ｒ²⁰は、相互に独立で
   あり、炭素数１〜６のアルキル基である。］
5. 【請求項５】 前記環状共役カルボニル化合物が、少な
   くとも下記一般式（６）〜（８）のうちのいずれかの一
   般式で表される化合物であることを特徴とする請求項１
   または２に記載の電池。 【化６】 ［一般式（６）中、連結基Ｘは、炭素数５〜３０の置換
   または非置換の芳香族化合物から水素原子をｎ個除いて
   得られる有機基であり、当該連結基Ｘは、相互に独立な
   ｎ個の下記一般式（９）で表される構造単位Ｖと結合す
   るものであり、ｎは２〜６の整数である。 【化７】 ［一般式（９）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴は、前記一般式
   （２）と同様の内容である。］］ 【化８】 ［一般式（７）中、連結基Ｙは、置換または非置換の炭
   素数１〜５の鎖状炭化水素化合物もしくは炭素数３〜３
   ０の環状炭化水素化合物から水素原子をｎ個除いた、少
   なくとも一つの炭素原子が酸素原子、窒素原子、硫黄原
   子、ケイ素原子、リン原子、またはホウ素原子で置換さ
   れてもよいｎ価の有機基、または二価の硫黄原子であ
   り、当該連結基Ｙは、相互に独立なｎ個の下記一般式
   （１０）で表される構造単位Ｚと結合するものであり、
   ｎは２〜６の整数である。 【化９】 ［一般式（１０）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴は、一般式（９）
   と同様の内容であり、置換基Ｒ^９は、前記一般式（２）
   の置換基と同様の内容の一価の有機基である。］］ 【化１０】 ［一般式（８）中、連結基Ｙは、一般式（７）と同様の
   内容であり、当該連結基Ｙは、相互に独立なｎ個の下記
   一般式（１１）で表される構造単位Ｗと結合するもので
   あり、ｎは２〜６の整数である。 【化１１】 ［一般式（１１）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴およびＲ⁹は、一
   般式（１０）と同様の内容であり、Ｒ¹⁰は、置換または
   非置換の脂肪族炭化水素化合物、芳香族炭化水素化合
   物、アミン化合物、エーテル化合物、エステル化合物、
   ケトン化合物、アミド化合物もしくはこれらの官能基を
   組み合わせた化合物から水素原子を二個除いた二価の有
   機基であり、これらは、少なくとも一つの原子が酸素原
   子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、また
   はホウ素原子で置換されてもよく、ｎは２〜６の整数で
   ある。］］
6. 【請求項６】 前記環状共役カルボニル化合物が、少な
   くとも下記一般式（１２）〜（１６）のうちのいずれか
   の一般式で表される構造単位を有する高分子化合物であ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の電池。 【化１２】 ［一般式（１２）中、置換基Ｒ²¹〜Ｒ²⁴は、前記一般式
   （２）の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容である。］ 【化１３】 ［一般式（１３）中、置換基Ｒ²⁵〜Ｒ³⁰は、前記一般式
   （２）の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容である。］ 【化１４】 ［一般式（１４）中、置換基Ｒ³¹〜Ｒ³⁶は、前記一般式
   （２）の置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴と同様の内容である。］ 【化１５】 ［一般式（１５）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴およびＲ⁹は、前
   記一般式（１０）と同様の内容である。］ 【化１６】 ［一般式（１６）中、置換基Ｒ¹〜Ｒ⁴、Ｒ⁹およびＲ¹⁰
   は、前記一般式（１１）と同様の内容である。］
7. 【請求項７】 前記環状共役カルボニル化合物が、正極
   活物質であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか
   一項に記載の電池。
8. 【請求項８】 前記電池がリチウム二次電池であること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電
   池。