JP2003022809A - 電池および電池用電極 - 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、ニトロキシルラジ
カル化合物を少なくとも放電反応における電子授受に関
わる出発物質または生成物として含有する。

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および電池用電
極に関する。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、ニトロキシルラジカル
化合物を含有し、エネルギー密度が高く、大容量で安定
性に優れた電池、及びこのような電池の形成に好適な電
極に関する。

【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比重の高い重金属化合
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、米国特許第4,833,048号公報および日本国特許第2,7
15,778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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】米国特許第4,442,187号明細書には、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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、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
理的に困難である。また、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。

【００１２】そこで本発明の目的は、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電池、及びこの
ような電池の形成に好適な電極を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、低質量の原子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
た特定の有機化合物、すなわちニトロキシルラジカル化
合物が電極の活物質として利用できることを見出した。
本発明によれば、このような特定のニトロキシルラジカ
ル化合物を、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、大容量で軽量かつ安定性に優れた
新規な電池を提供することができる。

【００１４】すなわち本発明は、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）で示されるニトロキシルラジカル化合
物を電極反応の少なくとも放電反応における出発物質ま
たは生成物として含有することを特徴とする電池に関す
る。

【００１５】

【化８】

【００１６】［式中、Ａｒは一つまたは複数の環内窒素
原子のうち少なくとも一つがＮ−オキシドとして存在す
る置換または非置換の含窒素芳香族複素環基を示し、置
換基Ｒ ₁は、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、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非
置換のアルケニル基、置換もしくは非置換のシクロアル
キル基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基、置換
もしくは非置換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換
のアラルキル基、置換もしくは非置換のアミノ基、置換
もしくは非置換のアルコキシ基、置換もしくは非置換の
アリールオキシ基、置換もしくは非置換のアルコキシカ
ルボニル基、置換もしくは非置換のアリールオキシカル
ボニル基、または置換もしくは非置換のアシル基を示
し、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いても
よい。Ｒ₁はＡｒと同一であってもよく、またＲ₁とＡｒ
との間で環構造を形成していてもよい。］ また本発明は、前記ニトロキシルラジカル化合物が、下
記一般式（２）で示されることを特徴とする上記の電池
に関する。

【００１７】

【化９】

【００１８】［式中、置換基Ｒ₁〜Ｒ₅は、それぞれ独立
に、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、置換もし
くは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルケ
ニル基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換
もしくは非置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置
換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換のアラルキル
基、置換もしくは非置換のアミノ基、置換もしくは非置
換のアルコキシ基、置換もしくは非置換のアリールオキ
シ基、置換もしくは非置換のアルコキシカルボニル基、
置換もしくは非置換のアリールオキシカルボニル基、ま
たは置換もしくは非置換のアシル基を示し、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いてもよく、また置
換基同士で環構造を形成していてもよい。］ また本発明は、前記ニトロキシルラジカル化合物が、下
記一般式（３）で示されることを特徴とする上記の電池
に関する。

【００１９】

【化１０】

【００２０】［式中、置換基Ｒ₁〜Ｒ₅は、それぞれ独立
に、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、置換もし
くは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルケ
ニル基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換
もしくは非置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置
換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換のアラルキル
基、置換もしくは非置換のアミノ基、置換もしくは非置
換のアルコキシ基、置換もしくは非置換のアリールオキ
シ基、置換もしくは非置換のアルコキシカルボニル基、
置換もしくは非置換のアリールオキシカルボニル基、ま
たは置換もしくは非置換のアシル基を示し、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いてもよく、また置
換基同士で環構造を形成していてもよい。］ また本発明は、前記ニトロキシルラジカル化合物が、少
なくとも下記一般式（４）〜（７）のいずれかで表され
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
る上記の電池に関する。

【００２１】

【化１１】

【００２２】

【化１２】

【００２３】

【化１３】

【００２４】

【化１４】

【００２５】［一般式（４）中の置換基Ｒ₃〜Ｒ₅、一般
式（５）中の置換基Ｒ₂、Ｒ₄及びＲ₅、一般式（６）中
の置換基Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₅並びに一般式（７）中の置換
基Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅は、各式中において、それぞれ独立
に、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、置換もし
くは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルケ
ニル基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換
もしくは非置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置
換の芳香族複素環基、置換もしくは非置換のアラルキル
基、置換もしくは非置換のアミノ基、置換もしくは非置
換のアルコキシ基、置換もしくは非置換のアリールオキ
シ基、置換もしくは非置換のアルコキシカルボニル基、
置換もしくは非置換のアリールオキシカルボニル基、ま
たは置換もしくは非置換のアシル基を示し、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いてもよく、また置
換基同士で環構造を形成していてもよい。］ また本発明は、前記ニトロキシルラジカル化合物が、電
極反応の少なくとも放電反応における出発物質または生
成物として正極に含有されていることを特徴とする上記
のいずれかの電池に関する。

【００２６】また本発明は、前記ニトロキシルラジカル
化合物が充放電反応における出発物質または生成物とし
て正極および負極またはいずれか一方の電極に含有され
ている二次電池であることを特徴とする上記のいずれか
の電池に関する。

【００２７】また本発明は、前記二次電池がリチウム二
次電池であることを特徴とする上記のの電池に関する。

【００２８】また本発明は、前記一般式（１）〜（７）
のいずれかで表されるニトロキシルラジカル化合物を電
極反応の少なくとも放電反応における出発物質または生
成物として含有することを特徴とする電池用電極に関す
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１に本発明の電池の一実施形態
の構成を示す。図１に示された電池は、正極５と負極集
電体１上に配置した負極３とを電解質を含むセパレータ
ー４を介して対向するように重ね合わせ、さらに正極５
上に正極集電体６を重ね合わせた構成を有している。負
極集電体１と正極集電体６との間には、両者の電気的接
触を防ぐ目的で、プラスティック樹脂等の絶縁性材料か
らなる絶縁パッキン２が配置される。なお、固体電解質
やゲル電解質を用いる場合は、セパレータに代えてこれ
ら電解質を電極間に介在させる形態にすることもでき
る。

【００３０】本実施形態では、このような構成におい
て、負極３もしくは正極５または両電極に用いられる活
物質として、前記ニトロキシルラジカル化合物を含有す
る。なお、活物質として用いられる前記ニトロキシルラ
ジカル化合物は、さらに電解質に含まれていてもよい。

【００３１】本発明の電池は、電池容量の点から、正極
活物質として前記ニトロキシルラジカル化合物を含有す
る正極を有するリチウム二次電池とすることが好まし
い。

【００３２】［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。

【００３３】本発明における活物質は、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よ
い。

【００３４】［1-1］ニトロキシルラジカル化合物 本発明において活物質として用いられるニトロキシルラ
ジカル化合物には、上記一般式（１）〜（３）で表され
る低分子化合物や、上記一般式（４）〜（７）で表され
る高分子化合物を挙げることができる。これらのニトロ
キシルラジカル化合物は、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ができる。

【００３５】上記一般式（１）で表されるニトロキシル
ラジカル化合物において、置換基Ａｒは、置換または非
置換の含窒素芳香族複素環基であってその一つ又は複数
の環内窒素原子のうちの少なくとも一つがＮ−オキシド
として存在する基である。このような置換基Ａｒとして
は、例えば、１−ピラゾリル基、３−ピラゾリル基、４
−ピラゾリル基、５−ピラゾリル基、２−ピリジニル
基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、ピラジニル
基、２−ピリミジニル基、４−ピリミジニル基、５−ピ
リミジニル基、３−ピリダジニル基、４−ピリダジニル
基、１，３，５−トリアジン−２−イル基、１，２，４
−トリアジン−３−イル基、１，２，４−トリアジン−
５−イル基、１，２，４−トリアジン−６−イル基、１
−インドリジニル基、２−インドリジニル基、３−イン
ドリジニル基、５−インドリジニル基、６−インドリジ
ニル基、７−インドリジニル基、８−インドリジニル
基、１Ｈ−インダゾール−１−イル基、２−プリニル
基、６−プリニル基、７−プリニル基、８−プリニル
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、１，８−ナフチリジン−２
−イル基、１，８−ナフチリジン−３−イル基、１，８
−ナフチリジン−４−イル基、２−キナゾリニル基、１
−フェナジニル基、２−フェナジニル基等の環内窒素原
子の少なくとも一つがＮ−オキシドとして存在する基、
及びこれらの誘導体が挙げられる。

【００３６】上記一般式（１）〜（７）で表されるニト
ロキシルラジカル化合物において、置換基Ｒ₁〜Ｒ₅のハ
ロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨ
ウ素等が挙げられ、一種単独または二種以上を組み合わ
せて有することができる。

【００３７】また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、１，２，３−トリニトロプロピル基
等が挙げられ、一種単独または二種以上を組み合わせて
有することができる。

【００３８】また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、３−フェニル−１−ブテニル基等が挙げら
れ、一種単独または二種以上を組み合わせて有すること
ができる。

【００３９】また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、４−メチル
シクロヘキシル基等が挙げられ、一種単独または二種以
上を組み合わせて有することができる。

【００４０】また置換または非置換の芳香族炭化水素基
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、及びこれらの誘導体等が
挙げられ、これらの一種単独または二種以上を組み合わ
せて有することができる。

【００４１】また置換または非置換の芳香族複素環基と
しては、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、４−ｔ−ブチル−３−インドリル基、及びこれら
の誘導体等が挙げられ、これらの一種単独または二種以
上を組み合わせて有することができる。

【００４２】また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、１−クロロ−２−フェニルイソプロピル
基等が挙げられ、これらの一種単独または二種以上を組
み合わせて有することができる。

【００４３】また置換または非置換のアミノ基は、−Ｎ
Ｘ¹Ｘ²で表される基であり、置換基Ｘ¹およびＸ²は、そ
れぞれ独立に、例えば、水素原子、上述の置換または非
置換のアルキル基、置換または非置換のアルケニル基、
置換または非置換のシクロアルキル基、置換または非置
換の芳香族炭化水素基、置換または非置換の芳香族複素
環基、置換または非置換のアラルキル基等が挙げられ、
これらの一種単独または二種以上を組み合わせて有する
ことができる。

【００４４】また置換または非置換のアルコキシ基およ
び置換または非置換のアルコキシカルボニル基は、それ
ぞれ−ＯＸ³および−ＣＯＯＸ⁴で表される基であり、置
換基Ｘ³およびＸ⁴としてはそれぞれ、例えば、上述の置
換または非置換のアルキル基、置換または非置換のシク
ロアルキル基、置換または非置換のアラルキル基等が挙
げられ、これらの一種単独または二種以上を組み合わせ
て有することができる。

【００４５】また置換または非置換のアリールオキシ基
および置換または非置換の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
あり、置換基Ｘ⁴およびＸ⁶としてはそれぞれ、例えば、
上述の置換または非置換の芳香族炭化水素基、置換また
は非置換の芳香族複素環基等が挙げられ、これらの一種
単独または二種以上を組み合わせて有することができ
る。

【００４６】また置換または非置換のアシル基は、−Ｃ
(＝Ｏ)Ｘ⁷で表される基であり、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、置換または非置換アルケニル基、置換または非置換
シクロアルキル基、置換または非置換の芳香族炭化水素
基、置換または非置換の芳香族複素環基、置換または非
置換アラルキル基等が挙げられ、これらの一種単独また
は二種以上を組み合わせて有することができる。

【００４７】本発明における前記ニトロキシルラジカル
化合物は、既知の合成法（例えば、Ｈ．Ｇｏｔｏ，Ｋ．
Ｉｉｎｏ，Ｋ．Ａｋａｇｉ，Ｈ．Ｓｈｉｒａｋａｗａ
シンセティックメタルズ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔ
ａｌｓ）、８５巻、１６８３頁、１９９７年など）によ
り製造することができる。例えば下記式（１６）で表さ
れる化合物ならば、ポリアミノピリジンをジクロロメタ
ン中、メタクロロ過安息香酸で処理することによって得
ることができる。

【００４８】本発明に用いられるニトロキシルラジカル
化合物の具体例として、以下の式（８）〜（１９）で表
される化合物が挙げられる。

【００４９】

【化１５】

【００５０】

【化１６】

【００５１】

【化１７】

【００５２】

【化１８】

【００５３】

【化１９】

【００５４】

【化２０】

【００５５】

【化２１】

【００５６】

【化２２】

【００５７】

【化２３】

【００５８】

【化２４】

【００５９】

【化２５】

【００６０】

【化２６】

【００６１】［1-2］その他の活物質材料 本発明の電池は、上述のとおり、前記ニトロキシルラジ
カ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、前記ニトロキシルラジカ
ル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ているという特徴があるの
で、特に正極の活物質として用いることが好ましい。

【００６２】前記ニトロキシルラジカル化合物を、正極
および負極のどちらか一方の電極の活物質として用いる
場合、他の電極の活物質としては、以下に挙げる従来公
知の材料を用いることができる。

【００６３】負極の活物質としてニトロキシルラジカル
化合物を用いる場合には、正極の活物質として、金属酸
化物粒子、ジスルフィド化合物、導電性高分子等を用い
ることができる。金属酸化物としては、ＬｉＭｎＯ₂、
Ｌｉ_xＭｎ₂Ｏ₄(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、Ｍｎ
Ｏ₂、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、Ｌｉ_xＶ₂Ｏ₅(０＜ｘ
＜２)等が挙げられ、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
オール等が挙げられ、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
等が挙げられる。これらの正極活物質は一種単独または
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前記ニトロキシルラ
ジカル化合物とを混合して複合活物質として用いてもよ
い。

【００６４】一方、正極活物質として前記ニトロキシル
ラジカル化合物を用いる場合は、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、導電性高分子等が挙
げられ、これらの一種単独または二種以上を組み合わせ
て用いることができる。なお、負極活物質の形状は特に
限定されるものではなく、例えば、リチウム金属やリチ
ウム合金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
活物質と前記ニトロキシルラジカル化合物とを混合して
複合活物質として用いてもよい。

【００６５】［２］導電補助材およびイオン伝導補助材 本発明では、前記ニトロキシルラジカル化合物を含む電
極を形成する際に、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。導電補助材としては、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、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、固体電解質が
挙げられる。

【００６６】［３］結着剤 本発明では、電極の各構成材料間の結びつきを強めるた
めに、電極材料に結着剤を混合してもよい。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、ポリイミド等
の樹脂バインダーが挙げられる。

【００６７】［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電極材料に混合してもよい。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、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。

【００６８】［５］集電体およびセパレータ 本発明では、負極集電体１および正極集電体６として、
ニッケル、アルミニウム、銅、金、銀、アルミニウム合
金、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
化学結合させてもよい。また、負極集電体１と正極集電
体６との電気的接触を防ぐ目的で、両者の間にプラステ
ィック樹脂等からなる絶縁パッキン２を配置してもよ
い。

【００６９】正極５と負極３との接触を防ぐために用い
られるセパレータとしては、多孔質フィルムや不織布を
用いることができる。

【００７０】［６］電解質 本発明において電解質は、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ことが望ましい。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
液を利用することができる。

【００７１】このような電解質塩としては、例えば、Ｌ
ｉＰＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、
Ｌｉ(ＣＦ₃ＳＯ₂)₂Ｎ、Ｌｉ(Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂)₂Ｎ、Ｌｉ(Ｃ
Ｆ₃ＳＯ₂)₃Ｃ、Ｌｉ(Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂)₃Ｃ等の従来公知の材
料を用いることができる。

【００７２】電解質塩の溶媒としては、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
れらの溶媒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。

【００７３】また、本発明では、高分子電解質を用いる
こともできる。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固
体電界質としてそのまま用いてもよい。

【００７４】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
ル等が挙げられ、一種単独または二種以上を組み合わせ
て用いることができる。

【００７５】また、本発明では、無機固体電解質を用い
ることもできる。無機固体電解質としては、ＣａＦ₂、
ＡｇＩ、ＬｉＦ、βアルミナ、ガラス素材等が挙げられ
る。

【００７６】［７］電池の形状 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、シート型等が挙げられる。

【００７７】［８］電極の積層方法 本発明では、正極および負極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。

【００７８】また積層形態としては、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形態、さらにこ
れらを巻回した形態とすることができる。

【００７９】［９］電極および電池の製造方法 本発明では、電極および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。

【００８０】電極の製造方法としては、例えば、電極の
構成要素に溶剤を加えスラリー状にして電極集電体に塗
布する方法、電極の構成要素にバインダ樹脂を加えて圧
力をかけて固める方法、電極の構成要素に熱をかけて焼
き固める方法などが挙げられる。

【００８１】電池の製造方法としては、作製した電極を
セパレータを介して対極と積層し、あるいはさらにこれ
を巻回し、得られたものを外装体で包み、電解液を注入
して封止する方法等が挙げられる。

【００８２】なお、本発明の電池の製造において、前記
ニトロキシルラジカル化合物自体をそのまま用いてもよ
いし、電極反応によってニトロキシルラジカル化合物へ
変換される化合物（前駆体化合物）を用いてもよい。

【００８３】本発明の電池および電極において、前記ニ
トロキシルラジカル化合物は、電極反応（放電反応また
は充電反応）における出発物質または生成物として含有
される。ここで、前記ニトロキシルラジカル化合物が電
極反応における生成物として含有されるとは、電極反応
前において前記ニトロキシルラジカル化合物の前駆体化
合物が存在し、電極反応によって前駆体化合物からニト
ロキシルラジカル化合物が生成することを意味する。前
記ニトロキシルラジカル化合物は、一次電池および一次
電池用電極においては、放電反応における電子授受に関
わる出発物質または生成物として含有され、二次電池お
よび二次電池用電極においては、充放電反応における電
子授受に関わる出発物質または生成物として含有され
る。

【００８４】

【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。

【００８５】（実施例１）式（９）で示されるニトロキ
シルラジカル化合物２５ｍｇと、グラファイト粉末２０
０ｍｇ、ポリテトラフルオロエチレン樹脂バインダ２５
ｍｇを測り採り、メノウ乳鉢で混合した。１０分ほど乾
式混合して得られた混合体を、圧力を掛けてローラー延
伸して、厚さ２１５μｍの薄型電極板を得た。この薄型
電極板を、真空中８０℃で一晩乾燥した後、直径１２ｍ
ｍの円形に打ち抜いて成形し電池用電極を得た。

【００８６】次に、得られた電極を電解液に浸して、電
極中の空隙に電解液を染み込ませた。電解液としては、
１ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ₆電解質塩を含むエチレンカー
ボネート／ジエチルカーボネート混合溶液（混合比３：
７（体積比））を用いた。電解液を含浸させた電極は、
正極集電体上に配置し、その上に同じく電解液を含浸さ
せた多孔質フィルムセパレータを積層した。さらに負極
となるリチウム金属板を積層し、絶縁パッキンが設けら
れた負極集電体を重ね合わせた。得られた積層体に、か
しめ機により圧力を加え、密閉型のコイン型電池を得
た。

【００８７】以上のように作製した電池に対して、式
（９）で示されるニトロキシルラジカル化合物含む電極
層を形成したアルミニウム箔を正極、リチウムを張り合
わせた銅箔を負極として、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。

【００８８】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ところ、
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、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。

【００８９】（比較例１）実施例１において用いた式
（９）で示されるニトロキシルラジカル化合物の代わり
にグラファイト粉末２５ｍｇを用いた以外は、実施例１
と同様の方法で、電極を作製し、実施例１と同様の電解
質、セパレータ、正極集電体、負極集電体を用いて電池
を作製した。

【００９０】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、電池として動作することが確認されなかっ
た。

【００９１】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。

【００９２】（実施例２）実施例１において用いた式
（９）で示されるニトロキシルラジカル化合物の代わり
に、式（１０）で表されるニトロキシルラジカル化合物
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。

【００９３】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、２．４Ｖ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。

【００９４】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。

【００９５】（実施例３〜６）実施例１において用いた
式（９）で示されるニトロキシルラジカル化合物の代わ
りに、実施例３では式（１１）、実施例４では式（１
４）、実施例５では式（１６）、実施例６では式（１
９）でそれぞれ表されるニトロキシルラジカル化合物を
用いた以外は、実施例１と同様の方法で電池を作製し
た。

【００９６】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、いずれの実施例の電池に
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。

【００９７】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、いずれの実施例の電
池においても、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。

【００９８】

【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、
前記ニトロキシルラジカル化合物を含有することによ
り、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。

【００９９】また、低質量の元素のみから構成される前
記ニトロキシルラジカ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活物質として用いた
従来の電池よりも、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】本発明の電池の構成の一例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 負極集電体 ２ 絶縁パッキン ３ 負極 ４ セパレータ ５ 正極 ６ 正極集電体

───────────────────────────────────────────────────── 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） 4H006 AA03 AB78 5H029 AJ03 AK15 AK16 AL15 AL16 HJ02 5H050 AA08 BA17 CA22 CA25 CB22 CB25 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）
   で示されるニトロキシルラジカル化合物を電極反応の少
   なくとも放電反応における出発物質または生成物として
   含有することを特徴とする電池。 【化１】 ［式中、Ａｒは一つまたは複数の環内窒素原子のうち少
   なくとも一つがＮ−オキシドとして存在する置換または
   非置換の含窒素芳香族複素環基を示し、置換基Ｒ ₁は、
   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、置換もしくは
   非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルケニル
   基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もし
   くは非置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置換の
   芳香族複素環基、置換もしくは非置換のアラルキル基、
   置換もしくは非置換のアミノ基、置換もしくは非置換の
   アルコキシ基、置換もしくは非置換のアリールオキシ
   基、置換もしくは非置換のアルコキシカルボニル基、置
   換もしくは非置換のアリールオキシカルボニル基、また
   は置換もしくは非置換のアシル基を示し、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いてもよい。Ｒ₁はＡｒ
   と同一であってもよく、またＲ₁とＡｒとの間で環構造
   を形成していてもよい。］
2. 【請求項２】 前記ニトロキシルラジカル化合物が、下
   記一般式（２）で示されることを特徴とする請求項１に
   記載の電池。 【化２】 ［式中、置換基Ｒ₁〜Ｒ₅は、それぞれ独立に、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、置換もしくは非置換
   のアルキル基、置換もしくは非置換のアルケニル基、置
   換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もしくは非
   置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族
   複素環基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換も
   しくは非置換のアミノ基、置換もしくは非置換のアルコ
   キシ基、置換もしくは非置換のアリールオキシ基、置換
   もしくは非置換のアルコキシカルボニル基、置換もしく
   は非置換のアリールオキシカルボニル基、または置換も
   しくは非置換のアシル基を示し、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いてもよく、また置換基同士で環
   構造を形成していてもよい。］
3. 【請求項３】 前記ニトロキシルラジカル化合物が、下
   記一般式（３）で示されることを特徴とする請求項１に
   記載の電池。 【化３】 ［式中、置換基Ｒ₁〜Ｒ₅は、それぞれ独立に、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、置換もしくは非置換
   のアルキル基、置換もしくは非置換のアルケニル基、置
   換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もしくは非
   置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族
   複素環基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換も
   しくは非置換のアミノ基、置換もしくは非置換のアルコ
   キシ基、置換もしくは非置換のアリールオキシ基、置換
   もしくは非置換のアルコキシカルボニル基、置換もしく
   は非置換のアリールオキシカルボニル基、または置換も
   しくは非置換のアシル基を示し、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いてもよく、また置換基同士で環
   構造を形成していてもよい。］
4. 【請求項４】 前記ニトロキシルラジカル化合物が、少
   なくとも下記一般式（４）〜（７）のいずれかで表され
   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に記載の電池。 【化４】 【化５】 【化６】 【化７】 ［一般式（４）中の置換基Ｒ₃〜Ｒ₅、一般式（５）中の
   置換基Ｒ₂、Ｒ₄及びＲ₅、一般式（６）中の置換基Ｒ₂、
   Ｒ₃及びＲ₅並びに一般式（７）中の置換基Ｒ₃、Ｒ₄及び
   Ｒ₅は、各式中において、それぞれ独立に、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、置換もしくは非置換の
   アルキル基、置換もしくは非置換のアルケニル基、置換
   もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もしくは非置
   換の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族複
   素環基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換もし
   くは非置換のアミノ基、置換もしくは非置換のアルコキ
   シ基、置換もしくは非置換のアリールオキシ基、置換も
   しくは非置換のアルコキシカルボニル基、置換もしくは
   非置換のアリールオキシカルボニル基、または置換もし
   くは非置換のアシル基を示し、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いてもよく、また置換基同士で環構
   造を形成していてもよい。］
5. 【請求項５】 前記ニトロキシルラジカル化合物が、電
   極反応の少なくとも放電反応における出発物質または生
   成物として正極に含有されていることを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか一項に記載の電池。
6. 【請求項６】 前記ニトロキシルラジカル化合物が充放
   電反応における出発物質または生成物として正極および
   負極またはいずれか一方の電極に含有されている二次電
   池であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項
   に記載の電池。
7. 【請求項７】 前記二次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６に記載の電池。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の一般式（１）、請求項
   ２に記載の一般式（２）、請求項３に記載の一般式
   （３）、請求項４に記載の一般式（４）〜（７）のいず
   れかで表されるニトロキシルラジカル化合物を電極反応
   の少なくとも放電反応における出発物質または生成物と
   して含有することを特徴とする電池用電極。