JP2004179169A - Secondary battery - Google Patents

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Masaharu Sato
正春 佐藤
Kentaro Nakahara
謙太郎 中原
Yukiko Morioka
森岡  由紀子
Yutaka Sakauchi
裕 坂内
Shigeyuki Iwasa
繁之 岩佐
Hiroshi Yagata
弘志 屋ヶ田
Etsuo Hasegawa
悦雄 長谷川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new lithium secondary battery having high energy density, high capacity and excellent stability. <P>SOLUTION: The active material of a positive electrode layer contains the radical compound. As this radical compound, a compound having a radical on a trivalent verdazyl group or a tetravalent verdazyl group, which respectively has a radical on a nitrogen atom, or a compound having a triphenyl-verdazyl group is used. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

本発明は、エネルギー密度が大きく、安定性に優れた二次電池、およびそれに用いられる活物質に関するものである。   The present invention relates to a secondary battery having high energy density and excellent stability, and an active material used for the secondary battery.

ノート型パソコン、携帯電話などの急速な市場拡大に伴い、これらに用いられるエネルギー密度が大きな小型大容量二次電池への要求が高まっている。この要求に応えるために、リチウムイオン等のアルカリ金属イオンを荷電担体としてその電荷授受に伴う電気化学反応を利用した二次電池が開発されている。中でも、リチウムイオン二次電池は安定性に優れたエネルギー密度の大きな高容量二次電池として種々の電子機器に利用されている。   With the rapid market expansion of notebook personal computers, mobile phones, and the like, there is an increasing demand for small-capacity, large-capacity secondary batteries with high energy density used for these. In order to meet this demand, secondary batteries have been developed which use an alkali metal ion such as lithium ion as a charge carrier and utilize an electrochemical reaction accompanying the charge transfer. Above all, lithium ion secondary batteries are used in various electronic devices as high-capacity secondary batteries with excellent stability and high energy density.

このようなリチウムイオン二次電池は活物質として正極にリチウム含有遷移金属酸化物、負極に炭素を用いたものであり、これら活物質へのリチウムイオンの挿入、脱離反応を利用して充放電を行っている。   Such a lithium ion secondary battery uses a lithium-containing transition metal oxide for the positive electrode and carbon for the negative electrode as active materials, and performs charge / discharge using insertion and desorption reactions of lithium ions into and from these active materials. It is carried out.

しかしながら、このリチウムイオン二次電池は特に正極に比重の大きな金属酸化物を用いているため、単位質量当たりの二次電池容量は充分とは言えず、より軽量の電極材料を用いて高容量二次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(特許文献1)、および特許第2715778号公報(特許文献2)にはジスルフィド結合を有する有機化合物を正極に用いた二次電池が開示されている。これはジスルフィド結合の生成、解離を伴う電気化学的酸化還元反応を二次電池の原理として利用したものである。この二次電池は硫黄や炭素といった比重の小さな元素を主成分とする電極材料から構成されているため、高エネルギー密度の大容量二次電池という点において一定の効果を奏しているが、解離した結合が再度結合する効率が小さく、充電状態,もしくは放電状態における安定性も不充分である。   However, since this lithium ion secondary battery uses a metal oxide having a large specific gravity especially for the positive electrode, the secondary battery capacity per unit mass cannot be said to be sufficient. Attempts to develop a secondary battery have been considered. For example, US Pat. No. 4,833,048 (Patent Document 1) and Patent No. 2715778 (Patent Document 2) disclose a secondary battery using an organic compound having a disulfide bond for a positive electrode. This utilizes an electrochemical redox reaction involving the formation and dissociation of disulfide bonds as the principle of a secondary battery. Since this secondary battery is composed of an electrode material mainly composed of elements having a low specific gravity such as sulfur and carbon, it has a certain effect in terms of a high-capacity secondary battery with a high energy density, but has been dissociated. The efficiency of the recombination is low, and the stability in the charged state or the discharged state is also insufficient.

一方、同じく有機化合物を利用した二次電池として、導電性高分子を電極材料に用いた二次電池が提案されている。これは導電性高分子に対する電解質イオンのドープ、脱ドープ反応を原理とした二次電池である。ここで述べるドープ反応とは、導電性高分子の酸化もしくは還元によって生ず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のことである。一方、脱ドープ反応とはその逆反応に相当し、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もしくは還元する反応のことを示している。米国特許第4,442,187号公報(特許文献3)には、このような導電性高分子を正極もしくは負極の材料とする二次電池が開示されている。この二次電池は、炭素や窒素といった比重の小さな元素のみから構成されたものであり、高容量二次電池として開発が期待された。しかし、導電性高分子には、酸化還元によって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る。これは発生するエキシトンの濃度に限界をもたらすものであり、二次電池の容量を制限するものである。このため、導電性高分子を電極材料とする二次電池では軽量化という点では一定の効果を奏しているものの、大容量という点からは不充分である。   On the other hand, as a secondary battery using an organic compound, a secondary battery using a conductive polymer as an electrode material has been proposed. This is a secondary battery based on the principle of doping and undoping of electrolyte ions with respect to a conductive polymer. The doping reaction described here is a reaction in which excitons such as charged solitons and polarons generated by oxidation or reduction of a conductive polymer are stabilized by counter ions. On the other hand, the undoping reaction corresponds to the reverse reaction, and indicates a reaction of electrochemically oxidizing or reducing exciton stabilized by a counter ion. U.S. Pat. No. 4,442,187 (Patent Document 3) discloses a secondary battery using such a conductive polymer as a material for a positive electrode or a negative electrode. This secondary battery is composed only of elements having a low specific gravity, such as carbon and nitrogen, and was expected to be developed as a high-capacity secondary battery. However, conductive polymers have the property that excitons generated by oxidation-reduction are delocalized over a wide range of π-electron conjugated systems and interact with each other. This limits the concentration of the generated excitons and limits the capacity of the secondary battery. For this reason, a secondary battery using a conductive polymer as an electrode material has a certain effect in terms of weight reduction, but is insufficient in terms of large capacity.

以上述べてきたように、高容量二次電池を実現するために、遷移金属含有活物質を利用しない様々な二次電池の提案がなされている。しかし、エネルギー密度が高く、高容量で安定性に優れた二次電池は未だ得られていない。
米国特許第4,833,048号公報 特許第2715778号公報 米国特許第4,442,187号公報
As described above, various secondary batteries that do not use a transition metal-containing active material have been proposed in order to realize a high-capacity secondary battery. However, a secondary battery having high energy density, high capacity and excellent stability has not yet been obtained.
U.S. Pat.No. 4,833,048 Patent No. 2715778 U.S. Pat.No. 4,442,187

上記したように、正極に遷移金属酸化物を用いるリチウムイオン二次電池では、元素の比重が大きいため、現状を上回る高容量二次電池の製造が原理的に困難であった。このため、本発明は、エネルギー密度が高く、高容量で安定性に優れた新規な二次電池を提供することを課題としている。   As described above, in a lithium ion secondary battery using a transition metal oxide for the positive electrode, the specific gravity of the elements is large, and thus, it has been difficult in principle to manufacture a high-capacity secondary battery that exceeds the current state. Therefore, an object of the present invention is to provide a novel secondary battery having high energy density, high capacity, and excellent stability.

上記課題を解決する本発明によれば、少なくとも正極、負極、電解質を構成要素とする二次電池において、正極、負極の少なくとも一方の活物質がラジカル化合物を含有することを特徴とする二次電池であって、ラジカル化合物が化学式(C1)に示した3価のフェルダジル基もしくは化学式(C2)で示す4価のフェルダジル基上にラジカルを有する化合物であること、もしくは化学式(C3)または化学式(C4)に示すトリフェニルフェルダジル基を有すること、もしくは一般式(C7)で表されるアミノトリアジン構造を有する化合物であることを特徴とする二次電池である。   According to the present invention for solving the above problems, at least a positive electrode, a negative electrode, and a secondary battery comprising an electrolyte as a constituent element, wherein at least one active material of the positive electrode and the negative electrode contains a radical compound Wherein the radical compound is a compound having a radical on the trivalent ferdazyl group represented by the chemical formula (C1) or the tetravalent ferdazyl group represented by the chemical formula (C2), or the chemical formula (C3) or the chemical formula (C4) ), Or a compound having an aminotriazine structure represented by the general formula (C7).

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(式中、R6は、水素原子、置換もしくは無置換の脂肪族あるいは芳香族炭化水素基、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、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、アシル基、カルボキシル基、オキソラジカルを表す。)
なお、前記アミノトリアジン構造を有する化合物が、前記一般式(C7)で表されるアミノトリアジン構造を繰り返し単位として有する高分子化合物であることを特徴とする二次電池である。
(Wherein R 6 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon group, a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a nitroso group, a cyano group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group , An aryloxycarbonyl group, an acyl group, a carboxyl group, and an oxo radical.)
Note that the secondary battery is characterized in that the compound having an aminotriazine structure is a polymer compound having the aminotriazine structure represented by the general formula (C7) as a repeating unit.

本発明は、ラジカル化合物を電極活物質として利用するという、従来にない新規なメカニズムによる二次電池を提供するものである。ラジカル化合物が、炭素や水素、酸素など、質量の小さい物質のみから構成される場合には、質量当たりのエネルギー密度が大きな二次電池を得ることが期待される。しかも、本発明の二次電池ではラジカル部位のみが反応に寄与するため、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二次電池を得ることができる。また、ラジカル化合物では反応する不対電子がラジカル原子に局在化して存在するため、反応部位の濃度を増大させることができ、高容量二次電池が期待できる。本発明は、充放電を行う二次電池および二次電池用活物質に好適に適用できる。   An object of the present invention is to provide a secondary battery using a radical compound as an electrode active material and using a novel mechanism that has not existed before. When the radical compound is composed only of a substance having a small mass such as carbon, hydrogen, or oxygen, a secondary battery having a large energy density per mass is expected to be obtained. Moreover, in the secondary battery of the present invention, since only the radical site contributes to the reaction, a secondary battery having excellent stability whose cycle characteristics do not depend on diffusion of the active material can be obtained. In the radical compound, the unreacted unreacted electrons are localized and present in the radical atom, so that the concentration of the reaction site can be increased and a high capacity secondary battery can be expected. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably applied to a secondary battery that performs charging and discharging and an active material for a secondary battery.

電極活物質とは、充電反応、放電反応といった電極反応に、直接寄与する物質のことであり、二次電池システムの中心的役割を果たす。本発明における活物質は、正極活物質、負極活物質のいずれにも用いることができるが、金属酸化物系の活物質に比べて、質量が小さいという特徴を有しており、金属酸化物系に比べてエネルギー密度が優れているので、正極活物質として用いるのがより好ましい。   The electrode active material is a material that directly contributes to an electrode reaction such as a charge reaction and a discharge reaction, and plays a central role in a secondary battery system. The active material in the present invention can be used as either a positive electrode active material or a negative electrode active material, but has a feature that its mass is smaller than that of a metal oxide-based active material. It is more preferable to use it as a positive electrode active material because of its superior energy density as compared with

さらに安定性の観点から、正極での電極反応のうち、放電時の電極反応が、ラジカル化合物を反応物とする電極反応であることが特に好ましい。しかも、この反応の生成物が電解質カチオンとの結合を形成する反応であれば、更なる安定性の向上が期待される。電解質カチオンは任意のものを用いることができるが、容量の点から特にリチウムイオンが好ましい。   Further, from the viewpoint of stability, it is particularly preferable that, of the electrode reactions at the positive electrode, the electrode reaction at the time of discharge is an electrode reaction using a radical compound as a reactant. Moreover, if the product of this reaction is a reaction that forms a bond with the electrolyte cation, further improvement in stability is expected. Although any electrolyte cation can be used, lithium ions are particularly preferable from the viewpoint of capacity.

本発明における反応物とは、化学反応を起こす物質であり、しかも長時間に亘って安定に存在する物質のことである。一方、生成物とは化学反応の結果生じる物質であり、しかも長時間に亘って安定に存在する物質のことである。本発明は、反応物または生成物がラジカル化合物であり、電極反応の反応過程に生じる反応中間体として、ごく一瞬だけラジカルを発生するようなものは、本発明の範疇に含まれない。   The reactant in the present invention is a substance that causes a chemical reaction and is a substance that exists stably for a long time. On the other hand, a product is a substance produced as a result of a chemical reaction, and is a substance that exists stably for a long time. The present invention does not include, in the scope of the present invention, a product in which a reactant or a product is a radical compound and generates a radical only for a moment as a reaction intermediate generated in a reaction process of an electrode reaction.

ところで、統計力学的に見れば室温ではどのような化学物質でもラジカル状態の原子種が存在すると考えられる。しかしながら、本発明においては、二次電池の活物物質として機能する程度のラジカル濃度を有していることが重要である。たとえば、前述の特許第2715778号明細書には、電極活物質としてポリアニリン、ポリピロール、ポリアセン、ポリチオフェン、ジスルフィド化合物といった有機化合物が示されているが、これらの有機化合物のラジカル濃度は、高いものでも1018spins/g程度である。 By the way, from the viewpoint of statistical mechanics, it is considered that any chemical substance has an atomic species in a radical state at room temperature. However, in the present invention, it is important to have a radical concentration that can function as an active material of a secondary battery. For example, in the above-mentioned Japanese Patent No. 2715778, organic compounds such as polyaniline, polypyrrole, polyacene, polythiophene, and disulfide compounds are disclosed as electrode active materials. It is about 18 spins / g.

これに対して本発明におけるラジカル化合物は、二次電池の容量の点から、ラジカル濃度が、1019spins/g 以上に保たれていることが好ましく、さらに1021spins/g以上に保たれていることがより好ましい。 On the other hand, the radical compound of the present invention preferably has a radical concentration of 10 19 spins / g or more, more preferably 10 21 spins / g or more, from the viewpoint of the capacity of the secondary battery. Is more preferable.

一般に、ラジカル濃度はスピン濃度で表すことができる。すなわち、スピン濃度は単位重量当りの不対電子(ラジカル)数を意味し、例えば電子スピン共鳴スペクトル(以下ESRスペクトルとする)の吸収面積強度から以下の方法で求められる値である。まず、ESRスペクトルの測定に供する試料を乳鉢等ですりつぶして粉砕する。この処理により表皮効果(マイクロ波が中まで通らない現象)が無視できる程度の大きさの粒子に粉砕することができる。この粉砕試料の一定量を内径2mm以下、望ましくは1−0.5mmの石英ガラス製細管に充填し、10-5mmHg以下に脱気して封止し、ESRスペクトルを測定する。ESRスペクトルは、例えば、JEOL-JES-FR30 型ESRスペクトロメーター等を用いて測定する。スピン濃度は得られたESRシグナルを二回積分して検量線と比較して求めることができる。ただし、本発明ではスピン濃度が正しく測定できる方法であれば測定機や測定条件は問わない。前述したように、ラジカル化合物のスピン濃度は、例えば電子スピン共鳴スペクトル等によって評価することができる。また、ラジカル化合物の荷電状態は、充放電反応の容易さの点から、中性であることが好ましい。さらに二次電池の安定性を考慮すると、ラジカル化合物は安定なラジカル化合物であることが望まれる。ここで、安定ラジカル化合物とはラジカルの寿命が長い化合物のことである。ラジカルの寿命は長いほど良いが、これはラジカル自体の反応性と共に溶剤等の周囲の環境によっても影響を受ける。 Generally, the radical concentration can be represented by a spin concentration. That is, the spin concentration means the number of unpaired electrons (radicals) per unit weight, and is a value determined by the following method from the absorption area intensity of an electron spin resonance spectrum (hereinafter referred to as an ESR spectrum). First, a sample to be subjected to ESR spectrum measurement is ground and crushed in a mortar or the like. By this treatment, it is possible to pulverize the particles into particles having such a size that the skin effect (a phenomenon that the microwave does not pass through the inside) can be ignored. A fixed amount of the pulverized sample is filled in a quartz glass capillary having an inner diameter of 2 mm or less, desirably 1-0.5 mm, deaerated to 10 -5 mmHg or less, sealed, and an ESR spectrum is measured. The ESR spectrum is measured using, for example, a JEOL-JES-FR30 type ESR spectrometer. The spin concentration can be determined by integrating the obtained ESR signal twice and comparing with a calibration curve. However, in the present invention, a measuring instrument and measuring conditions are not limited as long as the method can correctly measure the spin concentration. As described above, the spin concentration of the radical compound can be evaluated by, for example, an electron spin resonance spectrum or the like. The charge state of the radical compound is preferably neutral from the viewpoint of the ease of the charge / discharge reaction. Further, considering the stability of the secondary battery, the radical compound is desired to be a stable radical compound. Here, the stable radical compound is a compound having a long radical lifetime. The longer the lifetime of the radical, the better, but this is affected by the reactivity of the radical itself and the surrounding environment such as a solvent.

ラジカルとは不対電子を有する化学種であり、この化学種を持つ化合物がラジカル化合物である。ラジカルは一般的に、反応性に富んだ化学種であり、各種反応の中間体として発生する不安定なものが多い。これら不安定なラジカルは、反応系に存在する周辺物質と結合を作り、ある程度の寿命をもって消失する。   A radical is a chemical species having an unpaired electron, and a compound having this chemical species is a radical compound. Radicals are generally reactive chemical species, and are often unstable as intermediates of various reactions. These unstable radicals form bonds with peripheral substances present in the reaction system and disappear after a certain lifetime.

ところが、安定ラジカル化合物の中には、周辺物質との結合を作らず、比較的長い時間に亘って安定に存在するものもある。これらの化合物は、例えば有機保護基による立体障害やπ電子の非局在化によってラジカルを安定化させている。本発明の電極活物質はこのような化合物を利用するものであり、電子スピン共鳴分析で測定されたスピン濃度が長時間、たとえば1秒間以上にわたって、通常、1019〜1023spins/g の範囲内にある。 However, some stable radical compounds do not form a bond with surrounding substances and exist stably for a relatively long time. These compounds stabilize radicals, for example, by steric hindrance by an organic protecting group or delocalization of π electrons. The electrode active material of the present invention utilizes such a compound, and has a spin concentration measured by electron spin resonance analysis for a long time, for example, 1 second or more, usually in the range of 10 19 to 10 23 spins / g. Is within.

特に本発明では、平衡状態におけるスピン濃度が1021spins/g以上である状態が1秒以上継続される化合物を安定ラジカル化合物と呼んでいる。 In particular, in the present invention, a compound in which the state in which the spin concentration in the equilibrium state is 10 21 spins / g or more continues for 1 second or more is called a stable radical compound.

なお、本発明におけるラジカル化合物とは、未結合手という意味での不対電子を有する化合物であって、内殻に安定した不対電子をもつ遷移金属化合物は含まないものとする。   The radical compound in the present invention is a compound having an unpaired electron in the sense of a dangling bond, and does not include a transition metal compound having a stable unpaired electron in the inner shell.

一般に、二次電池の電極活物質は出発状態と電極反応によって酸化もしくは還元された状態の二つの状態を取るが、本発明では活物質が出発状態と酸化もしくは還元された状態の何れかの状態でラジカル化合物を含んでいることを特徴としている。充放電のメカニズムとしては、活物質中のラジカル基が電極反応によってラジカルの状態とイオンの状態に可逆的に変化して電荷を蓄積するものが考えられるが、詳細は明らかではない。また、本発明では、正極、もしくは負極での電極反応にラジカル化合物が直接寄与することを特徴としているため、活物質材料として用いる電極は正極もしくは負極のいずれかに限定されるものではない。ただし、エネルギー密度の観点から、特に正極の電極活物質としてラジカル化合物を用いることが好ましい。さらに安定性の観点から、正極での電極反応のうち、放電時の電極反応がラジカル化合物を反応物とする電極反応であることが特に好ましい。しかも、この反応の生成物が電解質塩のカチオンとの結合を形成する反応であれば、更なる安定性の向上が期待される。本特許ではこれら電解質カチオンは特に限定されないが、容量の点から特にリチウムイオンが好ましい。   Generally, an electrode active material of a secondary battery takes two states, a starting state and a state oxidized or reduced by an electrode reaction. In the present invention, the active material is in either a starting state or an oxidized or reduced state. And is characterized by containing a radical compound. As a mechanism of charge and discharge, a mechanism in which a radical group in the active material is reversibly changed to a radical state and an ionic state by an electrode reaction to accumulate charges is considered, but the details are not clear. Further, the present invention is characterized in that the radical compound directly contributes to the electrode reaction at the positive electrode or the negative electrode, and thus the electrode used as the active material is not limited to either the positive electrode or the negative electrode. However, from the viewpoint of energy density, it is particularly preferable to use a radical compound as the electrode active material of the positive electrode. Further, from the viewpoint of stability, it is particularly preferable that, of the electrode reactions at the positive electrode, the electrode reaction at the time of discharge is an electrode reaction using a radical compound as a reactant. Moreover, if the reaction product forms a bond with the cation of the electrolyte salt, further improvement in stability is expected. In the present patent, these electrolyte cations are not particularly limited, but lithium ions are particularly preferable in terms of capacity.

本発明におけるラジカル化合物としては窒素原子上にラジカルを有する化合物が挙げられる。   Examples of the radical compound in the present invention include compounds having a radical on a nitrogen atom.

窒素原子上にラジカルを有する化合物とは不対電子を有する窒素原子からなる置換基を含む化合物である。一般に、ラジカルは反応性に富んだ化学種であり、周囲の物質との相互作用によって、ある程度の寿命をもって消失するものが多いが、共鳴効果や立体障害、溶媒和の状態によっては安定なものとなる。これら安定な窒素原子上にラジカルを有する化合物では、電子スピン共鳴分析で測定されたスピン濃度が長時間にわたって、1019〜1023 spins/gの範囲内にあるものもある。 The compound having a radical on a nitrogen atom is a compound containing a substituent consisting of a nitrogen atom having an unpaired electron. In general, radicals are highly reactive chemical species and often disappear with a certain lifetime due to interaction with surrounding substances.However, depending on resonance effects, steric hindrance, and solvation conditions, radicals are considered to be stable. Become. Some of these compounds having a radical on a stable nitrogen atom have a spin concentration measured by electron spin resonance analysis within a range of 10 19 to 10 23 spins / g for a long time.

以上説明したように本発明によれば、電極反応に関与する物質としてラジカル化合物を用いているため、エネルギー密度が高く、高容量で安定性に優れた二次電池を実現することができる。   As described above, according to the present invention, since a radical compound is used as a substance involved in an electrode reaction, a secondary battery having high energy density, high capacity, and excellent stability can be realized.

(電極の構成物質)
本発明に係る二次電池においては、以下の構成を採用する。
(i)ラジカル化合物を含有する材料を活物質として用いる構成。
(ii)ラジカル化合物を反応物もしくは生成物とする電極反応を利用する構成。
(Constituent material of electrode)
The following configuration is adopted in the secondary battery according to the present invention.
(i) A configuration in which a material containing a radical compound is used as an active material.
(ii) A configuration utilizing an electrode reaction using a radical compound as a reactant or product.

上記(ii)における電極反応は、ラジカル化合物を反応物とする放電反応、または、ラジカル化合物を生成物とする放電反応とすることができる。ラジカル化合物を反応物とする放電反応の例としては、ラジカル化合物と電解質カチオンとの結合を生成する放電反応が挙げられる。ラジカル化合物を生成物とする放電反応の例としては、ラジカル化合物と電解質アニオンとの結合を開裂する放電反応が挙げられる。   The electrode reaction in the above (ii) can be a discharge reaction using a radical compound as a reactant or a discharge reaction using a radical compound as a product. An example of a discharge reaction using a radical compound as a reactant is a discharge reaction that generates a bond between a radical compound and an electrolyte cation. An example of a discharge reaction using a radical compound as a product is a discharge reaction that cleaves a bond between a radical compound and an electrolyte anion.

本発明に用いられるラジカル化合物としては、以下のように化学式1に示すようなヒドラジルラジカル化合物、化学式2に示すような高分子ヒドラジルラジカル化合物等が挙げられ、低分子化合物、高分子化合物いずれをも挙げることができ、これらの化合物が構造中に存在する高分子化合物等も挙げることができる。また、ラジカル化合物は2種類以上を混合して用いても良い。   Examples of the radical compound used in the present invention include a hydrazyl radical compound represented by the following chemical formula 1, a high molecular weight hydrazyl radical compound represented by the following chemical formula 2, and the like. And a polymer compound in which these compounds are present in the structure. Further, two or more radical compounds may be used in combination.

本発明において高分子化合物とは分子量の大きな分子である高分子が集合したものであり、低分子に比べて分子間の相互作用が大きいために各種の溶媒にも溶けにくいという特徴を有している。このため、高分子ラジカル化合物を用いて二次電池を構成した場合には電極からの溶出が抑えられ、安定性に優れたものとなる。また、本発明では活物質であるラジカル化合物は充放電過程の間、電極上にあることが必要である。このため、ラジカル化合物は電解液を構成する塩基性溶媒に溶けにくいものが好ましい。ただし、高容量の二次電池を構成する場合には活物質に対する電解質や電解質溶液の量は小さいので、溶解度(溶媒100gに対する溶質の量(グラム))はおおむね1g以下の難溶性のものであれば電極上に安定に存在することができる。   In the present invention, a polymer compound is a collection of macromolecules, which are molecules having a large molecular weight, and has a feature that it is hardly soluble in various solvents due to a large interaction between the molecules as compared with a low molecule. I have. For this reason, when a secondary battery is formed using a polymer radical compound, elution from the electrode is suppressed and the stability is excellent. In the present invention, the radical compound as the active material needs to be on the electrode during the charge / discharge process. Therefore, it is preferable that the radical compound is hardly soluble in the basic solvent constituting the electrolytic solution. However, when a high-capacity secondary battery is formed, since the amount of the electrolyte or the electrolyte solution with respect to the active material is small, the solubility (the amount of the solute (gram) with respect to 100 g of the solvent) is almost 1 g or less. If it exists, it can be stably present on the electrode.

Figure 2004179169
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本発明は正極層と負極層の両方、およびどちらか一方にラジカル化合物からなる活物質を用いるが、このうち、どちらか一方に用いた場合には、もう一方の電極層に二次電池の活物質として従来公知のものが利用できる。このようなものとして、例えば負極層にラジカル化合物を用いる場合には正極層として金属酸化物粒子、ジスルフィド化合物、導電性高分子等が挙げられる。ここで、金属酸化物としては例えばLiMnO2、LixMn24(0<x<2)等のマンガン酸リチウムあるいはスピネル構造を有するマンガン酸リチウム、MnO2、LiCoO2、LiNiO2、あるいはLixV25(0<x<2)等が、また、導電性高分子にはポリアセチレン、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。 In the present invention, an active material comprising a radical compound is used for both the positive electrode layer and the negative electrode layer, or one of them, and when used for either one of them, the active material of the secondary battery is used for the other electrode layer. A conventionally known substance can be used. As such a material, for example, when a radical compound is used for the negative electrode layer, metal oxide particles, a disulfide compound, a conductive polymer, and the like are used for the positive electrode layer. Here, as the metal oxide, for example, lithium manganate such as LiMnO 2 or LixMn 2 O 4 (0 <x <2) or lithium manganate having a spinel structure, MnO 2 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , or LixV 2 O 5 (0 <x <2), and the conductive polymer includes polyacetylene, polyphenylene, polyaniline, polypyrrole, and the like.

本発明ではこれらの正極層材料を単独、もしくは組み合わせて使用することもできる。また、従来公知の活物質と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。   In the present invention, these positive electrode layer materials can be used alone or in combination. Further, a conventionally known active material and a radical compound may be mixed and used as a composite active material.

一方、正極にラジカル化合物を用いた場合には負極層としてはグラファイトや非晶質カーボンのような炭素材料、リチウム金属やリチウム合金、リチウムイオン吸蔵炭素、導電性高分子等が挙げられる。これらの形状としては、例えばリチウム金属では薄膜状のものに限らず、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の任意のものを用いることができる。   On the other hand, when a radical compound is used for the positive electrode, examples of the negative electrode layer include carbon materials such as graphite and amorphous carbon, lithium metals and lithium alloys, lithium ion storage carbon, and conductive polymers. As these shapes, for example, lithium metal is not limited to a thin film shape, and any shape such as a bulk shape, a solidified powder, a fiber shape, and a flake shape can be used.

本発明ではラジカ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良い。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、もしくはポリアニリン、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が、また、イオン伝導補助材として、ゲル電解質、もしくは固体電解質が挙げられる。   In the present invention, when forming an electrode layer containing a radical compound, a conductive auxiliary material or an ion conductive auxiliary material may be mixed for the purpose of reducing impedance. As these materials, as a conductive auxiliary material, graphite, carbon black, carbonaceous fine particles such as acetylene black, or a conductive polymer such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyacene, and as an ion conductive auxiliary material, A gel electrolyte or a solid electrolyte is mentioned.

本発明では、各構成材料間の結びつきを強めるために、結着剤を用いても良い。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、ポリテトラフルオロエチレン、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、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。   In the present invention, a binder may be used to strengthen the connection between the constituent materials. As the binder, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, polytetrafluoroethylene, styrene-butadiene copolymer rubber, polypropylene, polyethylene, polyimide, etc. Resin binder.

本発明では、電極反応をより円滑に行うために触媒を用いても良い。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、金属イオン錯体等が挙げられる。   In the present invention, a catalyst may be used in order to perform the electrode reaction more smoothly. Examples of the catalyst include conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, and polyacene; basic compounds such as pyridine derivatives, pyrrolidone derivatives, benzimidazole derivatives, benzothiazole derivatives, and acridine derivatives; and metal ion complexes.

本発明では正極、負極の少なくとも一方の活物質がラジカル化合物を含有することを特徴としているが、その含有量は特に限定されない。ただし、含まれるラジカル化合物の量に応じて二次電池としての容量が決まるため、発明の効果の点から1質量%以上の含有量が望ましい。それ以下の含有量ではエネルギー密度が高く高容量であるという本発明の効果が不明確となる。   The present invention is characterized in that at least one active material of the positive electrode and the negative electrode contains a radical compound, but the content is not particularly limited. However, since the capacity of the secondary battery is determined according to the amount of the contained radical compound, the content is preferably 1% by mass or more from the viewpoint of the effect of the invention. If the content is less than that, the effect of the present invention that the energy density is high and the capacity is high becomes unclear.

(二次電池の構造)
本発明による二次電池は、例えば図1に示すような構成を有している。図に示された二次電池は負極層1と正極層2とを電解質を含むセパレーター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もしくは正極層2に用いられる活物質がラジカル化合物である。
(Structure of secondary battery)
The secondary battery according to the present invention has, for example, a configuration as shown in FIG. The secondary battery shown in the figure has a configuration in which a negative electrode layer 1 and a positive electrode layer 2 are stacked via a separator 5 containing an electrolyte. In the present invention, the active material used for the negative electrode layer 1 or the positive electrode layer 2 is a radical compound.

図2には積層型二次電池の断面図を示す。その構造は、正極集電体4、正極層2、電解質を含むセパレーター5、負極層1、負極集電体3を順に重ね合わせた構造である。本発明では正極層、および負極層の積層方法は任意のものを用いることができ、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。   FIG. 2 shows a cross-sectional view of the stacked secondary battery. The structure is such that a positive electrode current collector 4, a positive electrode layer 2, a separator 5 containing an electrolyte, a negative electrode layer 1, and a negative electrode current collector 3 are sequentially stacked. In the present invention, any method of laminating the positive electrode layer and the negative electrode layer can be used, and a multilayer laminate, a combination of those laminated on both sides of a current collector, or a wound one can be used.

負極集電体3、正極集電体4として、ニッケルやアルミニウム、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、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たりしてもよい。一方、上記の正極、および負極が接触しないよう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できる。   As the negative electrode current collector 3 and the positive electrode current collector 4, a metal foil such as nickel, aluminum, copper, gold, silver, an aluminum alloy, stainless steel, a metal flat plate, a mesh electrode, a carbon electrode, or the like can be used. Further, the current collector may have a catalytic effect, or the active material and the current collector may be chemically bonded. On the other hand, a separator or a nonwoven fabric made of a porous film can be used so that the above-described positive electrode and negative electrode do not come into contact with each other.

セパレーター5に含まれる電解質は、負極層1と正極層2の両極間の荷電担体輸送を行うものであり、一般には室温で10-5〜10-1S/cmの電解質イオン伝導性を有している。本発明では、電解質としては、例えば電解質塩を溶剤に溶解した電解液を利用することができる。このような溶剤としては、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が挙げられる。本発明ではこれらの溶剤を単独もしくは2種類以上混合して用いることもできる。また、電解質塩としては、例えばLiPF6、LiClO4、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、LiC(CF3SO23、LiC(C25SO23等が挙げられる。 The electrolyte contained in the separator 5 transports charge carriers between the two electrodes of the negative electrode layer 1 and the positive electrode layer 2 and generally has an electrolyte ion conductivity of 10 -5 to 10 -1 S / cm at room temperature. ing. In the present invention, for example, an electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a solvent can be used as the electrolyte. Examples of such a solvent include organic solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, dioxolan, sulfolane, dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone. Solvents. In the present invention, these solvents may be used alone or in combination of two or more. Examples of the electrolyte salt include LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , and LiC (CF 3 SO 2 ) 3. , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 and the like.

また、電解質としては固体電解質を用いても良い。これら固体電解質に用いられる高分子物質としては、ポリフッ化ビニリデン、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−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−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重合体や、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−メチルア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−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重合体、さらに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、これらのアクリレート体やメタクリレート体の重合体などが挙げられる。これらの高分子物質に電解液を含ませてゲル状にしたものを用いることができ、また高分子物質のみをそのまま用いても良い。   Further, a solid electrolyte may be used as the electrolyte. Examples of the polymer substance used for these solid electrolytes include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-ethylene copolymer, vinylidene fluoride-monofluoroethylene copolymer, and vinylidene fluoride. -Vinylidene fluoride polymers such as trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene terpolymer, and acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer. Polymer, acrylonitrile-methyl acrylate copolymer, acrylonitrile-ethyl methacrylate copolymer, acrylonitrile-ethyl acrylate copolymer, acrylonitrile-methacrylic acid copolymer, acrylonitrile-acryl Acid copolymers, acrylonitrile - vinyl acetate copolymer, acrylonitrile-based polymer, further polyethylene oxide, ethylene oxide - propylene oxide copolymers, and polymers of these acrylates body or methacrylate body thereof. A gel obtained by adding an electrolytic solution to such a polymer substance can be used, or only the polymer substance may be used as it is.

本発明における二次電池の形状は従来公知の方法を用いることができる。二次電池形状としては、電極積層体、あるいは巻回体を金属ケース、樹脂ケース、あるいはアルミニウム箔などの金属箔と合成樹脂フィルム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が、本発明はこれらに限定されるものではない。   A conventionally known method can be used for the shape of the secondary battery in the present invention. Examples of the shape of the secondary battery include those in which an electrode laminate or a wound body is sealed with a metal case, a resin case, or a laminate film made of a metal foil such as an aluminum foil and a synthetic resin film. Examples of the external appearance include a cylindrical type, a square type, a coin type, and a sheet type, but the present invention is not limited to these.

本発明における二次電池の製造方法としては従来公知の方法を用いることができる。例えば、活物質に溶剤を加えスラリー状にして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といった方法である。二次電池を製造する際には、ラジカル化合物そのものを用いて二次電池を製造する場合と、二次電池反応によってラジカル化合物に変化する化合物を用いて二次電池を製造する場合とがある。これら二次電池反応によってラジカル化合物に変化する化合物の例としては、ラジカル化合物を還元したアニオンのリチウム塩やナトリウム塩などが挙げられる。本発明では、これらのように、二次電池反応の結果ラジカル化合物に変化する化合物を用いて二次電池を製造してもよい。   A conventionally known method can be used as a method for manufacturing a secondary battery in the present invention. For example, a slurry is prepared by adding a solvent to the active material, and the slurry is applied to the electrode current collector. It is a method of stopping. When manufacturing a secondary battery, there are a case where a secondary battery is manufactured using a radical compound itself and a case where a secondary battery is manufactured using a compound which is converted into a radical compound by a secondary battery reaction. Examples of the compound which is converted into a radical compound by the secondary battery reaction include a lithium salt and a sodium salt of an anion obtained by reducing the radical compound. In the present invention, a secondary battery may be manufactured using a compound that changes to a radical compound as a result of the secondary battery reaction as described above.

(窒素原子上にラジカルを有する化合物)
本発明の活物質として用いられる窒素原子上にラジカルを有する化合物は、分子構造において窒素原子上にラジカルを有している。例としては、島村修ほか著、「遊離基反応」、24頁−34頁(東京化学同人、1964年)に述べられているアミノ基上にラジカルを有する化合物、化学式(C8)に示したフェルダジル基上にラジカルを有する化合物、
(Compound having a radical on a nitrogen atom)
The compound having a radical on a nitrogen atom used as the active material of the present invention has a radical on a nitrogen atom in the molecular structure. For example, a compound having a radical on an amino group described in Osamu Shimamura et al., "Free Radical Reaction", pp. 24-34 (Tokyo Kagaku Dojin, 1964), ferdazil represented by the chemical formula (C8) A compound having a radical on the group,

Figure 2004179169
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大河原信著、「高分子の化学反応」、340頁−346頁(化学同人、1972年)に述べられている高分子化合物が挙げられる。   Polymer compounds described in Shin Ogawara, "Chemical Reaction of Polymers", pp. 340-346 (Kagaku Dojin, 1972).

より具体的には、化学式(C10)で表されるロフィン誘導体、化学式(C11)で表されるテトラフェニルピロール誘導体、化学式(C12)で表されるフェノチアジン誘導体、化学式(C13)で表される2,2−ジフェニル−1−ピクリルヒドラジル、化学式(C14)で表される1,1,5,5−テトラフェニル−1,2,4,5−テトラアザ−2−ペンテン誘導体、化学式(C15)で表される1,3,5−トリフェニルフェルダジル、および化学式(C16)、(17)で表されるトリフェニルフェルダジル基を有する化合物、化学式(C18)から(25)で表されるトリフェニルフェルダジル基を有する高分子化合物、化学式(C26)から(28)で表されるアミノトリアジン構造を有する高分子化合物が挙げられる。   More specifically, a lophine derivative represented by the chemical formula (C10), a tetraphenylpyrrole derivative represented by the chemical formula (C11), a phenothiazine derivative represented by the chemical formula (C12), and a 2 represented by the chemical formula (C13) , 2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl, 1,1,5,5-tetraphenyl-1,2,4,5-tetraaza-2-pentene derivative represented by the chemical formula (C14), chemical formula (C15) And a compound having a triphenylferdazyl group represented by chemical formulas (C16) and (17), and a compound represented by chemical formulas (C18) to (25). Examples include a polymer compound having a phenylferdazyl group and a polymer compound having an aminotriazine structure represented by chemical formulas (C26) to (28).

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(上記各式においてnは1から8を表す。)
本発明において窒素原子上にラジカルを有する化合物の分子量は特に限定されず、必要に応じて低分子化合物から高分子化合物まで利用できる。高分子化合物は、一般に電解液に対する溶解性が低分子化合物に比べて低いため、電解液への溶解による容量低下が少ない。高分子化合物としては、化学式C18から化学式C28、およびC31、C32に示した構造の化合物が挙げられる。また、その他にポリオレフィン構造、ポリアセチレン、ポリフェニレン構造、芳香族複素五員環構造をもつ高分子化合物が挙げられる。また、高分子化合物は、三次元網目構造であってもよい。本発明の二次電池において活物質である窒素原子上にラジカルを有する化合物は固体状態であっても、また、電解質へ溶解または分散した状態であってもよい。ただし、固体状態で用いる場合、電解液への溶解による容量低下が少ないため、電解液に対し不溶性または低溶解性のものが好ましい。また、本発明の二次電池において活物質である窒素原子上にラジカルを有する化合物は、通常単独で用いられるが、二種類以上を組み合わせて用いても良い。また、他の活物質と組み合わせて用いても良い。
(In each of the above formulas, n represents 1 to 8.)
In the present invention, the molecular weight of the compound having a radical on a nitrogen atom is not particularly limited, and a low molecular compound to a high molecular compound can be used as needed. Since a polymer compound generally has lower solubility in an electrolytic solution than a low molecular compound, a decrease in capacity due to dissolution in the electrolytic solution is small. Examples of the high molecular compound include compounds having the structures shown in Chemical Formulas C18 to C28, and C31 and C32. In addition, a high molecular compound having a polyolefin structure, polyacetylene, polyphenylene structure, or aromatic five-membered heterocyclic structure can be used. Further, the polymer compound may have a three-dimensional network structure. In the secondary battery of the present invention, the compound having a radical on a nitrogen atom, which is an active material, may be in a solid state, or may be in a state of being dissolved or dispersed in an electrolyte. However, when it is used in a solid state, it is preferably insoluble or lowly soluble in the electrolytic solution, since the capacity is less reduced by dissolution in the electrolytic solution. In the secondary battery of the present invention, the compound having a radical on a nitrogen atom, which is an active material, is usually used alone, but two or more kinds may be used in combination. Further, it may be used in combination with another active material.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
まず、実験例1〜5で用いた化合物を以下に示す。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.
First, the compounds used in Experimental Examples 1 to 5 are shown below.

Figure 2004179169
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実験例1
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LiPF6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140mgを混合し、テトラヒドロフラン1130mgを加えて室温で溶解させ、ゲル電解質テトラヒドロフラン溶液を作製した。
Experimental example 1
An ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution containing 1 mol / l of LiPF 6 electrolyte salt in 60 mg of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer in a dry box equipped with a gas purifier under an argon gas atmosphere (mixing ratio 1: 1) ) Was mixed, and 1130 mg of tetrahydrofuran was added and dissolved at room temperature to prepare a gel electrolyte tetrahydrofuran solution.

続いてガラス製容器に、ラジカル化合物として、ニトロキシルラジカル化合物の1つで、前掲の化学式1で示す分子構造を有する2,2,6,6-テトラメチルピペリドキシルラジカル(TEMPOラジカル)30mgを入れ、導電補助材としてグラファイト粉末60mgを混合し、そこにイオン伝導補助材として前述のゲル電解質テトラヒドロフラン溶液200mgを加えて混合した。その後、テトラヒドロフラン1000mg 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。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た。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TEMPOラジカルを含む有機化合物の層が形成された。   Then, in a glass container, 30 mg of 2,2,6,6-tetramethylpiperidoxyl radical (TEMPO radical) having one of the nitroxyl radical compounds having the molecular structure represented by the above-mentioned chemical formula 1 as a radical compound is placed in a glass container. Then, 60 mg of graphite powder was mixed as a conductive auxiliary material, and 200 mg of the above-mentioned gel electrolyte tetrahydrofuran solution was added and mixed as an ion conductive auxiliary material. Thereafter, 1000 mg of tetrahydrofuran was added and further mixed until the whole became uniform, whereby a black slurry was obtained. 200 mg of the obtained slurry was dropped on the surface of an aluminum foil (area: 1.5 cm × 1.5 cm, thickness: 100 μm) provided with a lead wire, and the whole was developed with a wire bar so as to have a uniform thickness. After standing at room temperature for 60 minutes, the solvent, tetrahydrofuran, vaporized, and a layer of an organic compound containing TEMPO radicals was formed on the aluminum foil.

この塗膜の一部を取って粉砕し、電子スピン共鳴スペクトルを測定した。ところ、スピン濃度の測定は、JEOL-JES-FR30 型ESRスペクトロメーターを用い、マイクロ波出力4mW、変調周波数100khz、変調幅79μTの条件下で335.9mT±5mTの範囲で測定した。吸収面積強度は上記の方法で得られた一次微分型のESRスペクトルを2回積分して求め、同一条件で測定した既知試料の吸収面積強度と比較してスピン濃度を測定した。その結果、スピン濃度は1021spins/g以上であり、初期状態でラジカルを形成していることがわかった。 A part of the coating film was taken and pulverized, and an electron spin resonance spectrum was measured. The spin concentration was measured using a JEOL-JES-FR30 type ESR spectrometer in the range of 335.9 mT ± 5 mT under the conditions of a microwave output of 4 mW, a modulation frequency of 100 kHz, and a modulation width of 79 μT. The absorption area intensity was determined by integrating the first-order differential ESR spectrum obtained by the above method twice, and the spin concentration was measured by comparing with the absorption area intensity of a known sample measured under the same conditions. As a result, the spin concentration was 10 21 spins / g or more, and it was found that radicals were formed in the initial state.

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LiPF6 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1400mg を混合し、テトラヒドロフラン11.3gを加えて室温で撹拌した。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塗布し、厚さが1mmとなるようにした。1時間放置し、溶剤の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。 Next, 600 mg of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was mixed with 1400 mg of an electrolytic solution composed of a mixed solution of ethylene carbonate and propylene carbonate containing 1 mol / l of LiPF 6 (mixing ratio 1: 1), and 11.3 g of tetrahydrofuran was added. In addition, the mixture was stirred at room temperature. After the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was dissolved, it was applied on a stepped glass plate so as to have a thickness of 1 mm. The mixture was allowed to stand for 1 hour, and the solvent tetrahydrofuran was air-dried, whereby a gel electrolyte membrane having a thickness of 150 μm was obtained on a glass plate.

次に、上記のTEMPOラジカルを含む有機化合物の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。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、圧力を加えて二次電池を作製した。   Next, a gel electrolyte membrane cut into 2.0 cm × 2.0 cm was laminated on the aluminum foil on which the layer of the organic compound containing the TEMPO radical was formed, and a lithium-bonded copper foil (lithium film thickness) provided with a lead wire was further provided. 30 μm and a copper foil thickness of 20 μm) were overlaid. The whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to produce a secondary battery.

以上のように作製した二次電池に対して、TEMPOラジカルを含む有機化合物の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。結果を図3に示すが、2.3V付近に電圧平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。また、放電後の試料からTEMPOラジカルを含む化合物の層を一部切り取り、前述の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019spins/g以下であった。このことから、TEMPOラジカルは放電が終わった状態において、リチウムイオンとの結合を形成し、二次電池反応に有効なラジカルが消失したものと考えられた。 The secondary battery prepared as described above was discharged at a constant current of 0.1 mA using an aluminum foil on which an organic compound layer containing a TEMPO radical was formed as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. The results are shown in FIG. 3, where a voltage flat portion was observed at around 2.3 V, indicating that the battery operated as a secondary battery. A part of the layer of the compound containing the TEMPO radical was cut out from the sample after the discharge, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method described above. As a result, the spin concentration was 10 19 spins / g or less. From this, it was considered that the TEMPO radical formed a bond with lithium ions in the state where the discharge was completed, and the radical effective for the secondary battery reaction disappeared.

さらに同様にして二次電池を作製し、充放電に伴う電圧の変化を測定した。充放電サイクルを10回繰り返した結果を図4に示す。充放電を繰り返しても放電曲線に平坦部が認められ、二次電池としても動作していることがわかった。   Further, a secondary battery was manufactured in the same manner, and a change in voltage due to charge and discharge was measured. FIG. 4 shows the result of repeating the charge / discharge cycle 10 times. Even after repeated charge and discharge, a flat portion was observed in the discharge curve, indicating that the secondary battery also operated.

ニトロキシルラジカル化合物のうち、実験例1で用いたTEMPOラジカルに代えて、化学式2、化学式3に示すような化合物、化学式4〜6に示すような高分子化合物を用いて二次電池を作製しても、実験例1と同様に二次電池としての動作が確認された。   Among the nitroxyl radical compounds, a secondary battery was prepared using a compound represented by Chemical Formulas 2 and 3 and a polymer compound represented by Chemical Formulas 4 to 6 instead of the TEMPO radical used in Experimental Example 1. However, the operation as a secondary battery was confirmed as in Experimental Example 1.

比較例1
実験例1のガラス製容器にTEMPOラジカルを含まない以外は実験例1と同様の方法で導電補助材、イオン伝導補助材、および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、テトラヒドロフランを加えて混合し、黒色のスラリーを得た。その後、実験例1と同様の方法でアルミニウム箔上にTEMPOラジカルを含まない化合物の層を形成した。この層の一部を取って実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019spins/g以下であり、ラジカルの濃度は小さいことがわかった。
Comparative Example 1
Except that the TEMPO radical was not contained in the glass container of Experimental Example 1, a conductive auxiliary material, an ion conductive auxiliary material, a mixed solution of ethylene carbonate / propylene carbonate, and tetrahydrofuran were added and mixed. A slurry was obtained. Thereafter, a layer of a compound containing no TEMPO radical was formed on the aluminum foil in the same manner as in Experimental Example 1. An electron spin resonance spectrum of a portion of this layer was measured by the method of Experimental Example 1, and it was found that the spin concentration was 10 19 spins / g or less and the radical concentration was low.

次に、上記のTEMPOラジカルを含まない化合物の層を形成したアルミニウム箔に、実験例1のゲル電解質膜を積層し、さらに実験例1のリチウム張り合わせ銅箔を重ね合わせた。最後に実験例1と同様に全体をポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池とした。   Next, the gel electrolyte membrane of Experimental Example 1 was laminated on the aluminum foil on which the layer of the compound containing no TEMPO radical was formed, and the lithium-bonded copper foil of Experimental Example 1 was further laminated. Finally, as in Experimental Example 1, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets, and pressure was applied to complete the secondary battery.

以上のように作製した二次電池に対して、TEMPOラジカルを含まない化合物の層を形成したアルミニウム箔を正極、リチウム貼り合せ銅箔を負極として、0.1mA の定電流で放電を行った。結果を図3に示すが、二次電池としての挙動は示さなかった。また、0.1mA の定電流を流し充電を試みたところ、電圧は瞬間的に上昇して3.0Vを超え、再び放電しても電圧曲線に平坦部は認められなかった。このことから、この電池の構成は二次電池として動作しないことがわかった。   The secondary battery prepared as described above was discharged at a constant current of 0.1 mA using an aluminum foil having a compound layer containing no TEMPO radical as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. The results are shown in FIG. 3, but did not show the behavior as a secondary battery. When charging was performed with a constant current of 0.1 mA, the voltage instantaneously increased to exceed 3.0 V, and no flat portion was observed in the voltage curve even when the battery was discharged again. From this, it was found that this battery configuration did not operate as a secondary battery.

実験例2
実験例1のガラス製容器にTEMPOラジカルに代えて、フェノキシルラジカル化合物の1つで、前掲の化学式7で示す分子構造を有するガルビノキシルラジカルを用いる以外は実験例1と同様の方法で導電補助材、イオン伝導補助材、および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、テトラヒドロフランを加えて混合し、黒色のスラリーを得た。その後、実験例1と同様の方法でアルミニウム箔上にガルビノキシルラジカルを含む化合物の層を形成した。この層の一部を切り取って実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021spins/g以上であり、初期状態でラジカルを形成していることがわかった。
Experimental example 2
In the glass container of Experimental Example 1, a phenoxyl radical compound was used instead of the TEMPO radical, and a galvinoxyl radical having a molecular structure represented by Chemical Formula 7 was used. An auxiliary material, an ion conductive auxiliary material, a mixed solution of ethylene carbonate / propylene carbonate, and tetrahydrofuran were added and mixed to obtain a black slurry. Thereafter, a layer of a compound containing a galvinoxyl radical was formed on the aluminum foil in the same manner as in Experimental Example 1. A part of this layer was cut out, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. The spin concentration was 10 21 spins / g or more, and it was found that radicals were formed in the initial state.

次に、上記のガルビノキシルラジカルを含む化合物の層を形成したアルミニウム箔に、実験例1のゲル電解質膜、およびリチウム張り合わせ銅箔を順に重ね合わせた。最後に実験例1と同様に全体をポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, the gel electrolyte membrane of Experimental Example 1 and a lithium-bonded copper foil were sequentially laminated on the aluminum foil on which the layer of the compound containing a galvinoxyl radical was formed. Finally, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets as in Experimental Example 1, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池に対して、ガルビノキシルラジカルを含む化合物の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。結果を図3に示すが、2.3V および2.0V、1.5V付近に平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。また、放電後の試料からガルビノキシルラジカルを含む化合物の層を一部切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019spins/g以下であった。このことから、ガルビノキシルラジカルは放電が終わった状態において、リチウムイオンとの結合を形成し、二次電池反応に有効なラジカルが消失したものと考えられる。 The secondary battery prepared as described above was discharged at a constant current of 0.1 mA using an aluminum foil on which a layer of a compound containing a galvinoxyl radical was formed as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. The results are shown in FIG. 3, where flat portions were observed at around 2.3 V, 2.0 V, and 1.5 V, indicating that the secondary battery was operating. A layer of a compound containing a galvinoxyl radical was partially cut from the sample after the discharge, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. The spin concentration was 10 19 spins / g or less. From this, it is considered that the galvinoxyl radical forms a bond with lithium ion in a state where the discharge is completed, and the radical effective for the secondary battery reaction has disappeared.

さらに実験例1と同様の方法で充放電に伴う電池電圧の変化を測定した。その結果、繰り返し充放電が可能で二次電池としても動作していることがわかった。   Further, a change in battery voltage due to charging and discharging was measured in the same manner as in Experimental Example 1. As a result, it was found that the battery can be repeatedly charged and discharged and also operates as a secondary battery.

フェノキシルラジカル化合物のうち、実験例2で用いたガルビノキシルラジカルに代えて、化学式8に示すような化合物、化学式9、化学式10に示すような高分子化合物を用いて二次電池を作製しても、実験例2と同様に二次電池としての動作が確認された。   Among the phenoxyl radical compounds, a secondary battery was manufactured using a compound represented by Formula 8 and a polymer compound represented by Formula 9 and Formula 10 in place of the galvinoxyl radical used in Experimental Example 2. However, the operation as a secondary battery was confirmed as in Experimental Example 2.

実験例3[実施例1(化学式12に示す化合物を用いた例)及び実施例2(化学式14に示す化合物を用いた例)を含む]
実験例1のガラス製容器にTEMPOラジカルに代えて、ヒドラジルラジカル化合物の1つで、前掲の化学式11で示す分子構造を有する2,2−ジフェニル−1−ピクリルヒドラジルラジカル(DPPHラジカル)を用いる以外は実験例1と同様の方法で導電補助材、イオン伝導補助材、および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、テトラヒドロフランを加えて混合し、黒色のスラリーを得た。
Experimental Example 3 [including Example 1 (example using the compound represented by Chemical Formula 12) and Example 2 (example using the compound represented by Chemical Formula 14)]
Instead of the TEMPO radical in the glass container of Experimental Example 1, one of the hydrazyl radical compounds, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical (DPPH radical) having the molecular structure represented by the above-mentioned chemical formula 11 Was used in the same manner as in Experimental Example 1 except that a conductive auxiliary material, an ion conductive auxiliary material, a mixed solution of ethylene carbonate / propylene carbonate, and tetrahydrofuran were added and mixed to obtain a black slurry.

その後、実験例1と同様の方法でアルミニウム箔上にDPPHラジカルを含む化合物の層を形成した。この層の一部を切り取って実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021spins/g以上であり、初期状態でラジカルを形成していることがわかった。 Thereafter, a layer of a compound containing DPPH radicals was formed on the aluminum foil in the same manner as in Experimental Example 1. A part of this layer was cut out, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. The spin concentration was 10 21 spins / g or more, and it was found that radicals were formed in the initial state.

次に、上記のDPPHラジカルを含む化合物の層を形成したアルミニウム箔に、実験例1のゲル電解質、およびリチウム張り合わせ銅箔を順に重ね合わせた。最後に実験例1と同様に全体をポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, the gel electrolyte of Experimental Example 1 and a lithium-bonded copper foil were sequentially laminated on the aluminum foil on which the layer of the compound containing the DPPH radical was formed. Finally, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets as in Experimental Example 1, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池に対して、DPPHラジカルを含む化合物の層を形成した銅箔を正極、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。結果を図3に示すが、3.1V 、および2.5V付近に平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。また、放電後の試料からDPPHラジカルを含む化合物の層を一部切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019spins/g以下であった。このことから、DPPHラジカルは放電が終わった状態において、リチウムイオンとの結合を形成し、二次電池反応に有効なラジカルは消失したものと考えられる。 The secondary battery prepared as described above was discharged at a constant current of 0.1 mA using a copper foil on which a layer of a compound containing DPPH radicals was formed as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. The results are shown in FIG. 3, where flat portions were observed at around 3.1 V and 2.5 V, indicating that the secondary battery was operating. A part of the compound layer containing the DPPH radical was cut out from the sample after the discharge, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. As a result, the spin concentration was 10 19 spins / g or less. From this, it is considered that the DPPH radical forms a bond with lithium ion after the discharge is completed, and the radical effective for the secondary battery reaction has disappeared.

さらに実験例1と同様の方法で充放電に伴う電池電圧の変化を測定した。その結果、繰り返し充放電が可能で二次電池としても動作していることがわかった。   Further, a change in battery voltage due to charging and discharging was measured in the same manner as in Experimental Example 1. As a result, it was found that the battery can be repeatedly charged and discharged and also operates as a secondary battery.

ヒドラジルラジカル化合物のうち、実験例3で用いたDPPHラジカルに代えて、化学式12(実施例1)、化学式13に示すような化合物、化学式14(実施例2)、化学式15に示すような高分子化合物を用いて二次電池を作製しても、実験例3と同様に二次電池としての動作が確認された。   Among the hydrazyl radical compounds, instead of the DPPH radical used in Experimental Example 3, a compound represented by Chemical Formula 12 (Example 1) and Chemical Formula 13 and a compound represented by Chemical Formula 14 (Example 2) and Chemical Formula 15 are used. Even when a secondary battery was manufactured using a molecular compound, the operation as a secondary battery was confirmed as in Experimental Example 3.

実験例4
実験例1のガラス製容器にTEMPOラジカルに代えて、前掲の化学式16で示す分子構造を有するリチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドを用いる以外は実験例1と同様の方法で導電補助材、イオン伝導補助材、および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、テトラヒドロフランを加えて混合し、黒色のスラリーを得た。その後、実験例1と同様の方法でアルミニウム箔上にリチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドを含む化合物の層を形成した。この層の一部を切り取って実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019spins/g以下であり、初期状態でラジカルを有していないことがわかった。
Experimental example 4
In the same manner as in Experimental Example 1, except that lithium-2,4,6-tritert-butylphenoxide having a molecular structure represented by the above-mentioned chemical formula 16 was used in the glass container of Experimental Example 1 instead of the TEMPO radical, An auxiliary material, an ion conductive auxiliary material, a mixed solution of ethylene carbonate / propylene carbonate, and tetrahydrofuran were added and mixed to obtain a black slurry. Thereafter, a layer of a compound containing lithium-2,4,6-tri-tert-butylphenoxide was formed on the aluminum foil in the same manner as in Experimental Example 1. A part of this layer was cut out, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. As a result, it was found that the spin concentration was 10 19 spins / g or less, and no radical was present in the initial state.

次に、上記のリチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドを含む化合物の層を形成したアルミニウム箔に、実験例1のゲル電解質、およびリチウム張り合わせ銅箔を順に重ね合わせた。最後に実験例1と同様に全体をポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, the gel electrolyte of Experimental Example 1 and a lithium-bonded copper foil were sequentially laminated on the aluminum foil on which the layer of the compound containing lithium-2,4,6-tritertiarybutylphenoxide was formed. Finally, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets as in Experimental Example 1, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池に対して、リチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドを含む化合物の層を形成した銅箔を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1mAの定電流で充電を行った。電池電圧が3Vになったら電圧を一定に保ち、電流値が0.01mAになった時点で充電を終了した。その後5分間のインターバルをおいて、再び放電を開始すると放電曲線が得られた。その結果2.3V 付近に平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。また、充電が終わった直後の試料からリチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドを含む化合物の層を一部切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021spins/g以上であった。このことから、リチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドは充電が終わった状態において2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシルラジカルの状態に変化していると考えられた。 For the secondary battery prepared as described above, a copper foil having a compound layer containing lithium-2,4,6-tritertiarybutylphenoxide formed thereon was used as a positive electrode, and a lithium-bonded copper foil was used as a negative electrode. The battery was charged at a constant current. When the battery voltage reached 3 V, the voltage was kept constant, and charging was terminated when the current value reached 0.01 mA. After an interval of 5 minutes, discharge was started again, and a discharge curve was obtained. As a result, a flat portion was observed around 2.3 V, indicating that the battery was operating as a secondary battery. Further, a layer of the compound containing lithium-2,4,6-tritertiarybutylphenoxide was partly cut from the sample immediately after charging, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. Was 10 21 spins / g or more. From this, it was considered that lithium-2,4,6-tri-tert-butylphenoxide changed to a state of 2,4,6-tri-tert-butylphenoxyl radical after charging was completed.

さらに実験例1と同様の方法で充放電に伴う電池電圧の変化を測定した。その結果、繰り返し充放電が可能で二次電池としても動作していることがわかった。   Further, a change in battery voltage due to charging and discharging was measured in the same manner as in Experimental Example 1. As a result, it was found that the battery can be repeatedly charged and discharged and also operates as a secondary battery.

実験例5
実験例4と同様の方法でアルミニウム箔上にリチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドを含む化合物の層を形成した。この層の一部を切り取って実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019spins/g以下であり、初期状態でラジカル濃度が小さいことがわかった。
Experimental example 5
A compound layer containing lithium-2,4,6-tritertiarybutylphenoxide was formed on an aluminum foil in the same manner as in Experimental Example 4. A part of this layer was cut out and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. As a result, it was found that the spin concentration was 10 19 spins / g or less, and the radical concentration was small in the initial state.

次に、厚さ20μmの銅箔上にポリフッ化ビニリデン、N−メチル−2−ピロリドン、粉末石油コークス、アセチレンブラックを1:30:20:1の重量比で混合したスラリーを流延し、ワイヤーバーを用いて均一に成形した。100℃で2時間真空乾燥させた後、1.5cm×1.5cmの大きさに切り取り、粉末石油コークスを含む電極層を得た。   Next, a slurry in which polyvinylidene fluoride, N-methyl-2-pyrrolidone, petroleum petroleum coke, and acetylene black were mixed at a weight ratio of 1: 30: 20: 1 was cast on a copper foil having a thickness of 20 μm, and a wire was cast. It was molded uniformly using a bar. After vacuum drying at 100 ° C. for 2 hours, it was cut into a size of 1.5 cm × 1.5 cm to obtain an electrode layer containing powdered petroleum coke.

上記のリチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドを含む化合物の層を形成したアルミニウム箔に、実験例4のゲル電解質、および粉末石油コークスを含む電極層を順に重ね合わせた。最後に実験例1と同様に全体をポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   The gel electrolyte of Experimental Example 4 and the electrode layer containing powdered petroleum coke were sequentially laminated on the aluminum foil on which the layer of the compound containing lithium-2,4,6-tritertiarybutylphenoxide was formed. Finally, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets as in Experimental Example 1, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池に対して、リチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドを含む化合物の層を形成した銅箔を正極、粉末石油コークスの層を形成した銅箔を負極として、0.1mAの定電流で充電を行った。電池電圧が3Vになったら電圧を一定に保ち、電流値が0.01mAになった時点で充電を終了した。その後5分間のインターバルをおいて、放電を開始すると放電曲線が得られた。その結果2.0V 付近に平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。また、充電が終わった直後の試料からリチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドを含む化合物の層を一部切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021spins/g以上であった。このことから、リチウム-2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシドは充電が終わった状態において2,4,6-トリターシャリーブチルフェノキシルラジカルの状態に変化していると考えられた。さらに実験例1と同様の方法で充放電に伴う電池電圧の変化を測定した。その結果、繰り返し充放電が可能で二次電池としても動作していることがわかった。 For the secondary battery prepared as described above, a copper foil on which a layer of a compound containing lithium-2,4,6-tritertiarybutylphenoxide was formed was used as a positive electrode, and a copper foil on which a layer of powdered petroleum coke was formed. The negative electrode was charged at a constant current of 0.1 mA. When the battery voltage reached 3 V, the voltage was kept constant, and charging was terminated when the current value reached 0.01 mA. After an interval of 5 minutes, discharge was started and a discharge curve was obtained. As a result, a flat portion was observed at around 2.0 V, indicating that the battery was operating as a secondary battery. Further, a layer of the compound containing lithium-2,4,6-tritertiarybutylphenoxide was partly cut from the sample immediately after charging, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. Was 10 21 spins / g or more. From this, it was considered that lithium-2,4,6-tri-tert-butylphenoxide changed to a state of 2,4,6-tri-tert-butylphenoxyl radical after charging was completed. Further, a change in battery voltage due to charging and discharging was measured in the same manner as in Experimental Example 1. As a result, it was found that the battery can be repeatedly charged and discharged and also operates as a secondary battery.

実験例6
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、ガラス製容器に化学式(A26)に示した分子構造を有する2,2,6,6−テトラメチルピペリジノキシルラジカル(TEMPOαラジカル)50 mgを入れ、補助導電材としてグラファイト粉末60 mgを混合し、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体20 mgとテトラヒドロフラン1 gを加えて、全体が均一になるまでさらに数分間混合したところ、黒色のスラリーが得られた。使用したTEMPOαラジカルを試料として実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021 spins/g以上であった。
Experimental example 6
2,2,6,6-tetramethylpiperidinoxyl radical (TEMPOα radical) having the molecular structure represented by the chemical formula (A26) in a glass container under an argon gas atmosphere in a dry box equipped with a gas purification device. The mixture was mixed with 60 mg of graphite powder as an auxiliary conductive material, 20 mg of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and 1 g of tetrahydrofuran were added, and the mixture was further mixed for several minutes until the whole became uniform. Was obtained. When the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1 using the TEMPOα radical used as a sample, the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のようにし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:1.5 cm×1.5 cm、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た。これをそのまま室温で60分間放置したところ、溶剤のテトラヒドロフランが蒸発し、アルミニウム箔上にTEMPOαラジカルを含む層が形成された。   200 mg of the slurry obtained as described above is dropped onto the surface of an aluminum foil (area: 1.5 cm × 1.5 cm, thickness: 100 μm) provided with a lead wire, and the entire thickness is made uniform with a wire bar. Expanded to. When this was allowed to stand at room temperature for 60 minutes, the solvent, tetrahydrofuran, evaporated, and a layer containing TEMPOα radical was formed on the aluminum foil.

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600 mgに1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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1400 mgを混合し、テトラヒドロフラン11.3 g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塗布し、室温で一時間放置してテトラヒドロフランを自然乾燥させ、厚さが1 mmのキャストフィルムを得た。 Next, 600 mg of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was mixed with 1400 mg of an electrolytic solution composed of an ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution (mixing ratio 1: 1) containing 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte salt. Then, 11.3 g of tetrahydrofuran was added, and the mixture was stirred at room temperature. After the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was dissolved, it was coated on a stepped glass plate, allowed to stand at room temperature for 1 hour, and tetrahydrofuran was naturally dried to obtain a cast film having a thickness of 1 mm. .

次に、上で作製したTEMPOαラジカルを含む電極層を形成したアルミニウム箔に、2.0 cm×2.0 cm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。その後、全体を厚さ5 mm のポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, a gel electrolyte membrane cut into 2.0 cm × 2.0 cm was laminated on the aluminum foil on which the electrode layer containing the TEMPOα radical was formed, and a lithium-bonded copper foil with a lead wire (lithium film thickness) 30 μm and a copper foil thickness of 20 μm) were overlaid. Thereafter, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、TEMPOαラジカルを含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行うと、二次電池としての動作が確認された。さらに、この二次電池を繰り返し充放電したところ10サイクル以上にわたって充放電が可能な二次電池として動作することがわかった。   When the secondary battery prepared as described above was used as a sample and the electrode layer containing TEMPOα radical was used as a positive electrode and the lithium-bonded copper foil was used as a negative electrode and discharged at a constant current of 0.1 mA, operation as a secondary battery was confirmed. Was. Further, when the secondary battery was repeatedly charged and discharged, it was found that the secondary battery operated as a rechargeable battery capable of charging and discharging over 10 cycles or more.

実験例7
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、ガラス製容器に化学式(A12)に示した分子構造を有するジブチルニトロキシルラジカル(DBNOラジカル)50 mgを入れ、補助導電材としてグラファイト粉末60 mgを混合し、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体20 mgとテトラヒドロフラン1 gを加えて、全体が均一になるまでさらに数分間混合したところ、黒色のスラリーが得られた。使用したDBNOラジカルを試料として実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021 spins/g以上であった。
Experimental example 7
Under an argon gas atmosphere in a dry box equipped with a gas purification device, 50 mg of dibutyl nitroxyl radical (DBNO radical) having the molecular structure represented by the chemical formula (A12) was placed in a glass container, and graphite powder 60 was used as an auxiliary conductive material. Then, 20 mg of the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and 1 g of tetrahydrofuran were added, and the mixture was further mixed for several minutes until the whole became uniform, whereby a black slurry was obtained. When the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1 using the used DBNO radical as a sample, the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のようにして得られたスラリー200 mgをリード線を備えたアルミニウム箔(面積:1.5 cm×1.5 cm、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た。これをそのまま室温で60分間放置したところ、溶剤のテトラヒドロフランが蒸発し、アルミニウム箔上にDBNOラジカルラジカルを含む層が形成された。   200 mg of the slurry obtained as described above was dropped on the surface of an aluminum foil (area: 1.5 cm × 1.5 cm, thickness: 100 μm) provided with a lead wire, and a uniform thickness was obtained using a wire bar. Expanded to. When this was allowed to stand at room temperature for 60 minutes, tetrahydrofuran as a solvent was evaporated, and a layer containing DBNO radical radicals was formed on the aluminum foil.

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600 mgに1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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1400 mgを混合し、テトラヒドロフラン11.3 g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塗布し、室温で一時間放置してテトラヒドロフランを自然乾燥させ、厚さが1 mmのキャストフィルムを得た。 Next, 600 mg of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was mixed with 1400 mg of an electrolytic solution composed of an ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution (mixing ratio 1: 1) containing 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte salt. Then, 11.3 g of tetrahydrofuran was added, and the mixture was stirred at room temperature. After the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was dissolved, it was coated on a stepped glass plate, allowed to stand at room temperature for 1 hour, and tetrahydrofuran was naturally dried to obtain a cast film having a thickness of 1 mm. .

次に、上で作製したDBNOラジカルを含む電極層を形成したアルミニウム箔に、2.0 cm×2.0 cm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。その後、全体を厚さ5 mm のポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, a gel electrolyte membrane cut into 2.0 cm × 2.0 cm was laminated on the aluminum foil on which the electrode layer containing DBNO radicals was formed, and a lithium-bonded copper foil (lithium film thickness) with a lead wire was further provided. 30 μm and a copper foil thickness of 20 μm) were overlaid. Thereafter, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、DBNOラジカルを含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行うと、二次電池としての動作が確認された。さらに、この二次電池を繰り返し充放電したところ10サイクル以上にわたって充放電が可能な二次電池として動作することがわかった。   Using the secondary battery prepared as described above as a sample, discharging with a constant current of 0.1 mA using the electrode layer containing DBNO radicals as a positive electrode and the lithium-bonded copper foil as a negative electrode, the operation as a secondary battery was confirmed. Was. Further, when the secondary battery was repeatedly charged and discharged, it was found that the secondary battery operated as a rechargeable battery capable of charging and discharging over 10 cycles or more.

実験例8
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、ガラス製容器に化学式(A21)に示した分子構造を有するジフェニルニトロキシルラジカル(DPNOラジカル)50 mgを入れ、補助導電材としてグラファイト粉末60 mgを混合し、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体20 mgとテトラヒドロフラン1 gを加えて、全体が均一になるまでさらに数分間混合したところ、黒色のスラリーが得られた。使用したDPNOラジカルを試料として実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021 spins/g以上であった。
Experimental example 8
Under an argon gas atmosphere in a dry box equipped with a gas purification device, 50 mg of diphenylnitroxyl radical (DPNO radical) having a molecular structure represented by the chemical formula (A21) was placed in a glass container, and graphite powder 60 was used as an auxiliary conductive material. Then, 20 mg of the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and 1 g of tetrahydrofuran were added, and the mixture was further mixed for several minutes until the whole became uniform, whereby a black slurry was obtained. When the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1 using the DPNO radical used as a sample, the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のようにして得られたスラリー200 mgをリード線を備えたアルミニウム箔(面積:1.5 cm×1.5 cm、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た。これをそのまま室温で60分間放置したところ、溶剤のテトラヒドロフランが蒸発し、アルミニウム箔上にBPNOラジカルを含む層が形成された。   200 mg of the slurry obtained as described above was dropped on the surface of an aluminum foil (area: 1.5 cm × 1.5 cm, thickness: 100 μm) provided with a lead wire, and a uniform thickness was obtained using a wire bar. Expanded to. When this was left as it was at room temperature for 60 minutes, the solvent, tetrahydrofuran, was evaporated, and a layer containing BPNO radicals was formed on the aluminum foil.

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600 mgに1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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1400 mgを混合し、テトラヒドロフラン11.3 g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塗布し、室温で一時間放置してテトラヒドロフランを自然乾燥させ、厚さが1 mmのキャストフィルムを得た。 Next, 600 mg of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was mixed with 1400 mg of an electrolytic solution composed of an ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution (mixing ratio 1: 1) containing 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte salt. Then, 11.3 g of tetrahydrofuran was added, and the mixture was stirred at room temperature. After the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was dissolved, it was coated on a stepped glass plate, allowed to stand at room temperature for 1 hour, and tetrahydrofuran was naturally dried to obtain a cast film having a thickness of 1 mm. .

次に、上で作製したDPNOラジカルを含む電極層を形成したアルミニウム箔に、2.0 cm×2.0 cm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。その後、全体を厚さ5 mm のポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, a gel electrolyte membrane cut to 2.0 cm × 2.0 cm was laminated on the aluminum foil on which the electrode layer containing DPNO radicals was formed, and a lithium-bonded copper foil (lithium film thickness) with lead wires was further provided. 30 μm and a copper foil thickness of 20 μm) were overlaid. Thereafter, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、DPNOラジカルを含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行うと、二次電池としての動作が確認された。さらに、この二次電池を繰り返し充放電したところ10サイクル以上にわたって充放電が可能な二次電池として動作することがわかった。   When the secondary battery prepared as described above was used as a sample and the electrode layer containing DPNO radicals was used as a positive electrode and the lithium-bonded copper foil was used as a negative electrode and discharged at a constant current of 0.1 mA, operation as a secondary battery was confirmed. Was. Further, when the secondary battery was repeatedly charged and discharged, it was found that the secondary battery operated as a rechargeable battery capable of charging and discharging over 10 cycles or more.

実験例9
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、ガラス製容器に化学式(A33)に示した分子構造を有する3−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピロリジノキシルラジカル(TEMPOβラジカル)50 mgを入れ、補助導電材としてグラファイト粉末60 mgを混合し、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体20 mgとテトラヒドロフラン1 gを加えて、全体が均一になるまでさらに数分間混合したところ、黒色のスラリーが得られた。使用したラジカルを試料として実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021 spins/g以上であった。
Experimental example 9
In a dry box equipped with a gas purifier, a 3-amino-2,2,6,6-tetramethylpyrrolidinoxyl radical (TEMPOβ) having a molecular structure represented by the chemical formula (A33) is placed in a glass container under an argon gas atmosphere. 50 mg of radical), 60 mg of graphite powder as an auxiliary conductive material was mixed, 20 mg of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and 1 g of tetrahydrofuran were added, and the mixture was further mixed for several minutes until the whole became uniform. However, a black slurry was obtained. When the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1 using the used radical as a sample, the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のようにして得られたスラリー200 mgをリード線を備えたアルミニウム箔(面積:1.5 cm×1.5 cm、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た。これをそのまま室温で60分間放置したところ、溶剤のテトラヒドロフランが蒸発し、アルミニウム箔上にTEMPOβラジカルラジカルを含む層が形成された。   200 mg of the slurry obtained as described above was dropped on the surface of an aluminum foil (area: 1.5 cm × 1.5 cm, thickness: 100 μm) provided with a lead wire, and a uniform thickness was obtained using a wire bar. Expanded to. When this was allowed to stand at room temperature for 60 minutes, the solvent tetrahydrofuran was evaporated, and a layer containing TEMPOβ radical radical was formed on the aluminum foil.

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600 mgに1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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1400 mgを混合し、テトラヒドロフラン11.3 g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塗布し、室温で一時間放置してテトラヒドロフランを自然乾燥させ、厚さが1 mmのキャストフィルムを得た。 Next, 600 mg of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was mixed with 1400 mg of an electrolytic solution composed of an ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution (mixing ratio 1: 1) containing 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte salt. Then, 11.3 g of tetrahydrofuran was added, and the mixture was stirred at room temperature. After the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was dissolved, it was coated on a stepped glass plate, allowed to stand at room temperature for 1 hour, and tetrahydrofuran was naturally dried to obtain a cast film having a thickness of 1 mm. .

次に、上で作製したTEMPOβラジカルを含む電極層を形成したアルミニウム箔に、2.0 cm×2.0 cm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。その後、全体を厚さ5 mm のポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, a gel electrolyte membrane cut into 2.0 cm × 2.0 cm was laminated on the aluminum foil on which the electrode layer containing the TEMPOβ radical was formed, and a lithium-bonded copper foil with a lead wire (lithium film thickness) 30 μm and a copper foil thickness of 20 μm) were overlaid. Thereafter, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、TEMPOβラジカルを含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行うと、二次電池としての動作が確認された。さらに、この二次電池を繰り返し充放電したところ10サイクル以上にわたって充放電が可能な二次電池として動作することがわかった。   When the secondary battery prepared as described above was used as a sample and the electrode layer containing the TEMPOβ radical was used as a positive electrode and the lithium-bonded copper foil was used as a negative electrode and discharged at a constant current of 0.1 mA, the operation as a secondary battery was confirmed. Was. Further, when the secondary battery was repeatedly charged and discharged, it was found that the secondary battery operated as a rechargeable battery capable of charging and discharging over 10 cycles or more.

実験例10
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、ガラス製容器に化学式(A39)に示した分子構造を有する3−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピロリノキシルラジカル(TEMPOγラジカル)50 mgを入れ、補助導電材としてグラファイト粉末60 mgを混合し、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体20 mgとテトラヒドロフラン1 gを加えて、全体が均一になるまでさらに数分間混合したところ、黒色のスラリーが得られた。使用したTEMPOγラジカルを試料として実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021 spins/g以上であった。
Experimental example 10
Under a argon atmosphere in a dry box equipped with a gas purifier, a 3-amino-2,2,6,6-tetramethylpyrrolinoxyl radical (TEMPOγ) having a molecular structure represented by the chemical formula (A39) is placed in a glass container. 50 mg of radical), 60 mg of graphite powder as an auxiliary conductive material was mixed, 20 mg of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and 1 g of tetrahydrofuran were added, and the mixture was further mixed for several minutes until the whole became uniform. However, a black slurry was obtained. When the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1 using the used TEMPOγ radical as a sample, the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のようにして得られたスラリー200 mgをリード線を備えたアルミニウム箔(面積:1.5 cm×1.5 cm、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た。これをそのまま室温で60分間放置したところ、溶剤のテトラヒドロフランが蒸発し、アルミニウム箔上にTEMPOγラジカルを含む層が形成された。   200 mg of the slurry obtained as described above was dropped on the surface of an aluminum foil (area: 1.5 cm × 1.5 cm, thickness: 100 μm) provided with a lead wire, and a uniform thickness was obtained using a wire bar. Expanded to. When this was allowed to stand at room temperature for 60 minutes, tetrahydrofuran as a solvent was evaporated, and a layer containing a TEMPOγ radical was formed on the aluminum foil.

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600 mgに1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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1400 mgを混合し、テトラヒドロフラン11.3 g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塗布し、室温で一時間放置してテトラヒドロフランを自然乾燥させ、厚さが1 mmのキャストフィルムを得た。 Next, 600 mg of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was mixed with 1400 mg of an electrolytic solution composed of an ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution (mixing ratio 1: 1) containing 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte salt. Then, 11.3 g of tetrahydrofuran was added, and the mixture was stirred at room temperature. After the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was dissolved, it was coated on a stepped glass plate, allowed to stand at room temperature for 1 hour, and tetrahydrofuran was naturally dried to obtain a cast film having a thickness of 1 mm. .

次に、上で作製したTEMPOγラジカルを含む電極層を形成したアルミニウム箔に、2.0 cm×2.0 cm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。その後、全体を厚さ5 mm のポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, a gel electrolyte membrane cut into 2.0 cm × 2.0 cm was laminated on the aluminum foil on which the electrode layer containing the TEMPOγ radical was formed, and a lithium-bonded copper foil (lead film) having a lead wire was further laminated. 30 μm and a copper foil thickness of 20 μm) were overlaid. Thereafter, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、TEMPOγラジカルを含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行うと、二次電池としての動作が確認された。さらに、この二次電池を繰り返し充放電したところ10サイクル以上にわたって充放電が可能な二次電池として動作することがわかった。   When the secondary battery prepared as described above was used as a sample and the electrode layer containing the TEMPOγ radical was used as a positive electrode and the lithium-bonded copper foil was used as a negative electrode and discharged at a constant current of 0.1 mA, operation as a secondary battery was confirmed. Was. Further, when the secondary battery was repeatedly charged and discharged, it was found that the secondary battery operated as a rechargeable battery capable of charging and discharging over 10 cycles or more.

実験例11
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、ガラス製容器に化学式(A43)に示した分子構造を有するニトロニルニトロキシド化合物(NONO)50 mgを入れ、補助導電材としてグラファイト粉末60 mgを混合し、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体20 mgとテトラヒドロフラン1 gを加えて、全体が均一になるまでさらに数分間混合したところ、黒色のスラリーが得られた。使用したNONOを試料として実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021 spins/g以上であった。
Experimental Example 11
Under a argon atmosphere in a dry box equipped with a gas purifier, a glass container was charged with 50 mg of a nitronyl nitroxide compound (NONO) having a molecular structure represented by the chemical formula (A43), and 60 mg of graphite powder was used as an auxiliary conductive material. Were added, 20 mg of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and 1 g of tetrahydrofuran were added, and the mixture was further mixed for several minutes until the whole became uniform, whereby a black slurry was obtained. When the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1 using the NONO used as a sample, the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のようにして得られたスラリー200 mgをリード線を備えたアルミニウム箔(面積:1.5 cm×1.5 cm、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た。これをそのまま室温で60分間放置したところ、溶剤のテトラヒドロフランが蒸発し、アルミニウム箔上にNONOを含む層が形成された。   200 mg of the slurry obtained as described above was dropped on the surface of an aluminum foil (area: 1.5 cm × 1.5 cm, thickness: 100 μm) provided with a lead wire, and a uniform thickness was obtained using a wire bar. Expanded to. When this was left as it was at room temperature for 60 minutes, the solvent tetrahydrofuran was evaporated, and a layer containing NONO was formed on the aluminum foil.

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600 mgに1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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1400 mgを混合し、テトラヒドロフラン11.3 g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塗布し、室温で一時間放置してテトラヒドロフランを自然乾燥させ、厚さが1 mmのキャストフィルムを得た。 Next, 600 mg of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was mixed with 1400 mg of an electrolytic solution composed of an ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution (mixing ratio 1: 1) containing 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte salt. Then, 11.3 g of tetrahydrofuran was added, and the mixture was stirred at room temperature. After the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was dissolved, it was coated on a stepped glass plate, allowed to stand at room temperature for 1 hour, and tetrahydrofuran was naturally dried to obtain a cast film having a thickness of 1 mm. .

次に、上で作製したNONOを含む電極層を形成したアルミニウム箔に、2.0cm×2.0 cm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。その後、全体を厚さ5 mm のポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, a gel electrolyte membrane cut to 2.0 cm × 2.0 cm was laminated on the aluminum foil on which the electrode layer containing NONO was formed, and a lithium-bonded copper foil with a lead wire (lithium film thickness: 30 μm) , A copper foil thickness of 20 μm). Thereafter, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、NONOを含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行うと、二次電池としての動作が確認された。さらに、この二次電池を繰り返し充放電したところ10サイクル以上にわたって充放電が可能な二次電池として動作することがわかった。   When the secondary battery prepared as described above was used as a sample and the electrode layer containing NONO was used as a positive electrode and the lithium-bonded copper foil was used as a negative electrode and discharged at a constant current of 0.1 mA, operation as a secondary battery was confirmed. . Further, when the secondary battery was repeatedly charged and discharged, it was found that the secondary battery operated as a rechargeable battery capable of charging and discharging over 10 cycles or more.

実験例12
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、ガラス製容器に化学式B5に示した分子構造を有するガルビノキシル50 mgを入れ、補助導電材としてグラファイト粉末60 mgを混合し、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体20 mgとテトラヒドロフラン1 gを加えて、全体が均一になるまでさらに数分間混合したところ、黒色のスラリーが得られた。使用したガルビノキシルを試料として実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021 spins/g以上であり、初期状態で化学式5に示したオキシラジカルを有する構造であることがわかった。
Experimental Example 12
In a dry box equipped with a gas purifier, 50 mg of galvinoxyl having a molecular structure represented by the chemical formula B5 was placed in a glass container under an argon gas atmosphere, and 60 mg of graphite powder was mixed as an auxiliary conductive material. When 20 mg of hexafluoropropylene copolymer and 1 g of tetrahydrofuran were added and mixed for several minutes until the whole became uniform, a black slurry was obtained. When the electron spin resonance spectrum was measured using the galvinoxyl used as a sample by the method of Experimental Example 1, the spin concentration was 10 21 spins / g or more, and it was found that the structure had an oxy radical shown in Chemical Formula 5 in the initial state. all right.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のようにして得られたスラリー200 mgをリード線を備えたアルミニウム箔(面積:1.5 cm×1.5 cm、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た。これをそのまま室温で60分間放置したところ、溶剤のテトラヒドロフランが蒸発し、アルミニウム箔上にガルビノキシルラジカルを含む層が形成された。   200 mg of the slurry obtained as described above was dropped on the surface of an aluminum foil (area: 1.5 cm × 1.5 cm, thickness: 100 μm) provided with a lead wire, and the whole was made to have a uniform thickness with a wire bar. Expanded to. When this was left as it was at room temperature for 60 minutes, tetrahydrofuran as a solvent was evaporated, and a layer containing galvinoxyl radical was formed on the aluminum foil.

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600 mgに1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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1400 mgを混合し、テトラヒドロフラン11.3 g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塗布し、室温で一時間放置してテトラヒドロフランを自然乾燥させ、厚さが1 mmのキャストフィルムを得た。 Next, 600 mg of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was mixed with 1400 mg of an electrolytic solution composed of an ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution (mixing ratio 1: 1) containing 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte salt. Then, 11.3 g of tetrahydrofuran was added, and the mixture was stirred at room temperature. After the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was dissolved, it was coated on a stepped glass plate, allowed to stand at room temperature for 1 hour, and tetrahydrofuran was naturally dried to obtain a cast film having a thickness of 1 mm. .

次に、上で作製したガルビノキシルラジカルを含む電極層を形成したアルミニウム箔に、2.0 cm×2.0 cm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。その後、全体を厚さ5 mm のポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, a gel electrolyte membrane cut into 2.0 cm × 2.0 cm was laminated on the aluminum foil on which the galvinoxyl radical-containing electrode layer was formed, and a lithium-bonded copper foil (lithium A film thickness of 30 μm and a copper foil thickness of 20 μm) were overlaid. Thereafter, the whole was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、ガルビノキシルラジカルを含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行った。その結果、2.3 V付近に電圧平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。さらに、この二次電池を繰り返し充放電したところ10サイクル以上にわたって充放電が可能な二次電池として動作することがわかった。また、放電後の試料から正極層の一部を切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019 spins/g以下であった。このことから、ガルビノキシルラジカルは放電が終わった状態では、リチウムイオンとの結合を形成してラジカルが消失しているものと考えられた。 Using the secondary battery prepared as described above as a sample, discharging was performed at a constant current of 0.1 mA using an electrode layer containing galvinoxyl radical as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. As a result, a voltage flat portion was observed around 2.3 V, indicating that the battery was operating as a secondary battery. Further, when the secondary battery was repeatedly charged and discharged, it was found that the secondary battery operated as a rechargeable battery capable of charging and discharging over 10 cycles or more. Further, a part of the positive electrode layer was cut out from the sample after discharging, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. As a result, the spin concentration was 10 19 spins / g or less. From this, it was considered that the galvinoxyl radical formed a bond with lithium ions and lost the radical after the discharge was completed.

実験例13
ポリ(ビニル−ジ−ターシャリーブチルフェノール)50mgに等モルのフェリシアン化カリウムと水酸化ナトリウムを作用させてポリ(ビニル−ジ−ターシャリーブチルフェノキシラジカル)を得た。これを試料として実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021 spins/g以上であり、初期状態で化学式B10に示したオキシラジカルを有する構造であることがわかった。
Experimental Example 13
Equimolar potassium ferricyanide and sodium hydroxide were allowed to act on 50 mg of poly (vinyl-di-tert-butylphenol) to obtain poly (vinyl-di-tert-butylphenoxy radical). When this was used as a sample and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1, it was found that the spin concentration was 10 21 spins / g or more, and the structure had an oxy radical represented by the chemical formula B10 in the initial state. .

Figure 2004179169
Figure 2004179169

次に、実験例12のガルビノキシルに代えてポリ(ビニル−ジ−ターシャリーブチルフェノキシラジカル)を使う以外は実験例12と同様の方法で補助導電材、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラヒドロフランを加えて混合し、黒色のスラリーを得た。その後、実験例12と同様の方法でアルミニウム箔上にポリ(ビニル−ジ−ターシャリーブチルフェノキシラジカル)を含む化合物の層を形成した。   Next, an auxiliary conductive material, a vinylidene fluoride-hexafluoroethylene copolymer, were prepared in the same manner as in Example 12 except that poly (vinyl-di-tert-butylphenoxy radical) was used instead of galvinoxyl in Example 12. Tetrahydrofuran was added and mixed to obtain a black slurry. Thereafter, a layer of a compound containing poly (vinyl-di-tert-butylphenoxy radical) was formed on the aluminum foil in the same manner as in Experimental Example 12.

得られたポリ(ビニル−ジ−ターシャリーブチルフェノキシラジカル)を形成したアルミニウム箔に実験例12で作成した1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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とフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体電解質からなるキャストフィルムを2.0cm×2.0 cmに切り出して積層し、実験例12と同様にリチウム貼り合せ箔を重ねて二次電池の構成とした。 An ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution containing 1 mol / l LiPF 6 as an electrolyte salt prepared in Experimental Example 12 on an aluminum foil on which the obtained poly (vinyl-di-tert-butylphenoxy radical) was formed, and vinylidene fluoride -A cast film made of a hexafluoropropylene copolymer electrolyte was cut into 2.0 cm x 2.0 cm, laminated, and laminated with a lithium-bonded foil in the same manner as in Experimental Example 12 to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、ポリ(ビニル−ジ−ターシャリーブチルフェノキシラジカル)を含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行った。その結果、2.4 V付近に電圧の平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。さらに、この二次電池の充放電に伴う電圧の変化を測定したところ二次電池として動作することがわかった。また、放電後の試料から正極層の一部を切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019 spins/g以下であった。このことから、正極のポリ(ビニル−ジターシャリーブチルフェノキシラジカル)は放電状態では、リチウムイオンとの結合等を形成してラジカルが消失しているものと考えられた。 Using the secondary battery prepared as described above as a sample, discharging was performed at a constant current of 0.1 mA using an electrode layer containing poly (vinyl-di-tert-butylphenoxy radical) as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. . As a result, a flat portion of the voltage was observed around 2.4 V, indicating that the battery was operating as a secondary battery. Further, when the change in voltage accompanying the charging and discharging of the secondary battery was measured, it was found that the secondary battery operated. Further, a part of the positive electrode layer was cut out from the sample after the discharge, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. As a result, the spin concentration was 10 19 spins / g or less. From this, it was considered that the poly (vinyl-di-tert-butylphenoxy radical) of the positive electrode formed a bond with lithium ions and the like in the discharged state, and the radical disappeared.

実験例14
アセチル−ジターシャリーブチルフェノールをベンゼン中で5塩化モリブデンを用いて40℃で反応させ、ポリ(3,5−ジターシャリーブチル−4−ヒドロキシフェニルアセチレン)を合成した。これに実験例13と同様にフェリシアン化カリウムと水酸化ナトリウムを作用させてポリ(アセチル−ジ−ターシャリーブチルフェノキシラジカル)を得た。これを試料として実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021 spins/g以上であり、初期状態で化学式12に示したオキシラジカルを有する構造であることがわかった。
Experimental Example 14
Acetyl-di-tert-butylphenol was reacted in benzene with molybdenum pentachloride at 40 ° C. to synthesize poly (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylacetylene). This was reacted with potassium ferricyanide and sodium hydroxide in the same manner as in Experimental Example 13 to obtain poly (acetyl-di-tert-butylphenoxy radical). Using this as a sample and measuring the electron spin resonance spectrum by the method of Experimental Example 1, it was found that the spin concentration was 10 21 spins / g or more, and the structure had an oxy radical shown in Chemical Formula 12 in the initial state. .

Figure 2004179169
Figure 2004179169

次に、実験例12のガルビノキシルに代えてポリ(アセチル−ジ−ターシャリーブチルフェノキシラジカル)を使う以外は実験例12と同様の方法で補助導電材、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラヒドロフランを加えて混合し、黒色のスラリーを得た。その後、実験例12と同様の方法でアルミニウム箔上にポリ(アセチル−ジターシャリーブチルフェノキシラジカル)を含む化合物の層を形成した。   Next, an auxiliary conductive material, a vinylidene fluoride-hexafluoroethylene copolymer, were prepared in the same manner as in Experimental Example 12, except that poly (acetyl-di-tert-butylphenoxy radical) was used instead of galvinoxyl in Experimental Example 12. Tetrahydrofuran was added and mixed to obtain a black slurry. Thereafter, a layer of a compound containing poly (acetyl-tert-butylphenoxy radical) was formed on the aluminum foil in the same manner as in Experimental Example 12.

得られたポリ(アセチル−ジターシャリーブチルフェノキシラジカル)を形成したアルミニウム箔に実験例12で作成した1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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とフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体電解質からなるキャストフィルムを2.0cm×2.0 cmに切り出して積層し、実験例12と同様にリチウム貼り合せ箔を重ねて二次電池の構成とした。 An ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution containing 1 mol / l of LiPF 6 prepared in Experimental Example 12 as an electrolyte salt and vinylidene fluoride-hexaene were formed on the obtained aluminum foil on which poly (acetyl-di-tert-butylphenoxy radical) was formed. A cast film made of a fluoropropylene copolymer electrolyte was cut into 2.0 cm × 2.0 cm, laminated, and laminated with a lithium bonding foil in the same manner as in Experimental Example 12 to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、ポリ(ビニル−ジ−ターシャリーブチルフェノキシラジカル)を含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行った。その結果、3.3 V付近に電圧の平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。さらに、この二次電池の充放電に伴う電圧の変化を測定したところ二次電池として動作することがわかった。また、放電後の試料から正極層の一部を切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019 spins/g以下であった。このことから、正極のポリ(アセチル−ジターシャリーブチルフェノキシラジカル)は放電状態では、リチウムイオンとの結合等を形成してラジカルが消失しているものと考えられた。 Using the secondary battery prepared as described above as a sample, discharging was performed at a constant current of 0.1 mA using an electrode layer containing poly (vinyl-di-tert-butylphenoxy radical) as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. . As a result, a flat portion of the voltage was observed around 3.3 V, indicating that the secondary battery was operating. Further, when the change in voltage accompanying the charging and discharging of the secondary battery was measured, it was found that the secondary battery operated. Further, a part of the positive electrode layer was cut out from the sample after discharging, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. As a result, the spin concentration was 10 19 spins / g or less. From this, it was considered that the poly (acetyl-di-tert-butylphenoxy radical) of the positive electrode formed a bond with lithium ions and the like in the discharged state, and the radical disappeared.

実験例15
電解反応セルに0.25 MのLiAsF6、0.25 MのCuCl2、および0.5 Mのベンゼンを溶解、もしくは分散したニトロベンゼン溶液を入れ、2枚の白金板を挿入して電圧10 Vで電解反応を行った。その結果、陽極表面に膜厚10μmの導電性のポリパラフェニレンフィルムが生成した。反応終了後に電極を短絡させて電極から引き剥がした。その後、得られたポリパラフェニレンフィルムを真空容器に入れ、そのモノマー単位に対して0.1モルの酸素とともに450℃まで昇温し、2時間熱処理した。これを室温まで冷却し、試料とした。この試料のNMRスペクトル、IRスペクトルを測定したところ、その分子構造は化学式B9で示されるようにポリパラフェニレンの一部が酸素で置換されたセミキノンであると推定された。また、ESRスペクトルの測定結果より、得られた試料のスピン濃度は2×1021 spins/gであることがわかった。
Experimental example 15
A nitrobenzene solution in which 0.25 M LiAsF 6 , 0.25 M CuCl 2 , and 0.5 M benzene were dissolved or dispersed was placed in an electrolytic reaction cell, and two platinum plates were inserted to perform an electrolytic reaction at a voltage of 10 V. . As a result, a conductive polyparaphenylene film having a thickness of 10 μm was formed on the anode surface. After the reaction was completed, the electrode was short-circuited and peeled off from the electrode. Thereafter, the obtained polyparaphenylene film was placed in a vacuum vessel, heated to 450 ° C. together with 0.1 mol of oxygen with respect to the monomer unit, and heat-treated for 2 hours. This was cooled to room temperature and used as a sample. When the NMR spectrum and IR spectrum of this sample were measured, the molecular structure was presumed to be semiquinone in which a part of polyparaphenylene was substituted with oxygen as shown by the chemical formula B9. In addition, the measurement result of the ESR spectrum showed that the spin concentration of the obtained sample was 2 × 10 21 spins / g.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

次に、セミキノン構造を有する試料を直接アルミニウム箔に積層し、加圧して圧着した。このアルミニウム箔に実験例12で作成した1 mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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とフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体電解質からなるキャストフィルムを2.0 cm×2.0 cmに切り出して積層し、実験例12と同様にリチウム貼り合せ箔を重ねて二次電池の構成とした。 Next, the sample having a semiquinone structure was directly laminated on an aluminum foil, and pressed and pressed. A cast film made of an ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution containing 1 mol / l LiPF 6 as an electrolyte salt and a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer electrolyte prepared in Experimental Example 12 was 2.0 cm × It was cut out to a thickness of 2.0 cm, laminated, and laminated with a lithium-bonded foil in the same manner as in Experimental Example 12 to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、セミキノン構造を有する化合物を積層した電極を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行った。その結果、3.1 V付近に電圧の平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。さらに、この二次電池の充放電に伴う電圧の変化を測定したところ二次電池として動作することがわかった。また、放電後の試料から正極層の一部を切り取り、電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019 spins/g以下であった。このことから、正極のセミキノン構造を有する化合物は放電状態では、リチウムイオンとの結合等を形成してラジカルが消失しているものと考えられた。 Using the secondary battery prepared as described above as a sample, discharging was performed at a constant current of 0.1 mA using an electrode obtained by laminating a compound having a semiquinone structure as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. As a result, a flat portion of the voltage was observed around 3.1 V, indicating that the battery was operating as a secondary battery. Further, when the change in voltage accompanying the charging and discharging of the secondary battery was measured, it was found that the secondary battery operated. Further, a part of the positive electrode layer was cut out from the sample after the discharge, and the electron spin resonance spectrum was measured. As a result, the spin concentration was 10 19 spins / g or less. From this, it was considered that the compound having a semiquinone structure of the positive electrode formed bonds with lithium ions and the like in the discharged state, and the radicals disappeared.

実験例16
真空容器に1,3,5-トリスジアゾ-シクロヘキサン-2,4,6-トリオンの粉末を入れ、真空下で600℃まで昇温してそのまま20時間保持した。これを室温まで冷却し、試料とした。この試料のNMRスペクトル、IRスペクトルを測定したところ、その分子構造は化学式B4で示される基本構造を有するように網目状のポリオキシラジカルであると推定された。また、ESRスペクトルの測定結果より、得られた試料のスピン濃度は8×1021 spins/gであることがわかった。
Experimental Example 16
A powder of 1,3,5-trisdiazo-cyclohexane-2,4,6-trione was put in a vacuum vessel, heated to 600 ° C. under vacuum, and kept for 20 hours. This was cooled to room temperature and used as a sample. When the NMR spectrum and IR spectrum of this sample were measured, the molecular structure was presumed to be a network-like polyoxy radical having the basic structure represented by the chemical formula B4. In addition, from the measurement results of the ESR spectrum, it was found that the spin concentration of the obtained sample was 8 × 10 21 spins / g.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

次に、実験例12のガルビノキシルに代えて網目状のポリオキシラジカルと推定される化合物を使う以外は実験例12と同様の方法で補助導電材、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラヒドロフランを加えて混合し、黒色のスラリーを得た。その後、実験例12と同様の方法でアルミニウム箔上に網目状のポリオキシラジカルと推定される化合物の層を形成した。   Next, an auxiliary conductive material, a vinylidene fluoride-hexafluoroethylene copolymer, and tetrahydrofuran were prepared in the same manner as in Experimental Example 12 except that a compound presumed to be a network-like polyoxy radical was used instead of galvinoxyl in Experimental Example 12. Was added and mixed to obtain a black slurry. Thereafter, a layer of a network-like compound assumed to be a polyoxy radical was formed on the aluminum foil in the same manner as in Experimental Example 12.

得られた網目状のポリオキシラジカルと推定される化合物の層を形成したアルミニウム箔に実験例12で作成した1 mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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とフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体電解質からなるキャストフィルムを2.0 cm×2.0 cmに切り出して積層し、実験例12と同様にリチウム貼り合せ箔を重ねて二次電池の構成とした。 An ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution containing 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte salt prepared in Experimental Example 12 was formed on the obtained aluminum foil on which a layer of a compound assumed to be a polyoxy radical was formed. A cast film made of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer electrolyte was cut into 2.0 cm × 2.0 cm, laminated, and laminated with a lithium-bonded foil in the same manner as in Experimental Example 12 to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、網目状のポリオキシラジカルと推定される化合物を含む電極層を正極、リチウム張り合わせ銅箔を負極として、0.1 mAの定電流で放電を行った。その結果、3.3 V付近に電圧の平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。さらに、この二次電池の充放電に伴う電圧の変化を測定したところ二次電池として動作することがわかった。また、放電後の試料から正極層の一部を切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019 spins/g以下であった。このことから、正極の網目状のポリオキシラジカルと推定される化合物は放電状態では、リチウムイオンとの結合等を形成してラジカルが消失しているものと考えられた。 Using the secondary battery prepared as described above as a sample, discharging was performed at a constant current of 0.1 mA using an electrode layer containing a network-like compound estimated to be a polyoxy radical as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. As a result, a flat portion of the voltage was observed around 3.3 V, indicating that the secondary battery was operating. Further, when the change in voltage accompanying the charging and discharging of the secondary battery was measured, it was found that the secondary battery operated. Further, a part of the positive electrode layer was cut out from the sample after discharging, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. As a result, the spin concentration was 10 19 spins / g or less. From this, it was considered that the compound presumed to be a mesh-like polyoxy radical of the positive electrode formed a bond with lithium ions and the like in the discharged state, and the radical was lost.

実験例17
活物質として化学式(C29)で示したジフェニルピクリルヒドラジルを用いた二次電池の製造方法を以下に示す。なお、あらかじめジフェニルピクリルヒドラジルの電子スピン共鳴スペクトルを測定し、スピン濃度が1021spins/g以上であることを確認した。
Experimental Example 17
A method for manufacturing a secondary battery using diphenylpicrylhydrazyl represented by the chemical formula (C29) as an active material is described below. The electron spin resonance spectrum of diphenylpicrylhydrazyl was measured in advance, and it was confirmed that the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

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LiPF6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140mgを混合し、テトラヒドロフラン1130mgを加えて室温で溶解させ、ゲル電解質のテトラヒドロフラン溶液を作製した。次に、ガラス製容器にジフェニルピクリルヒドラジル30mgを入れ、導電補助材としてグラファイト粉末60mgを混合し、さらにイオン伝導補助材として前述のゲル電解質のテトラヒドロフラン溶液200mgを加えて混合した。ここに、テトラヒドロフラン1000mgを加えて3時間撹拌をおこうことにより黒色のスラリーを得た。以上のようにし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:1.5 cm×1.5 cm、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た。これをそのまま室温で3時間放置したところ、溶剤のテトラヒドロフランがほぼ揮発し、アルミニウム箔上にジフェニルピクリルヒドラジルを含む電極層を形成した。 An ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution containing 1 mol / l of LiPF 6 electrolyte salt in 60 mg of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer in a dry box equipped with a gas purifier under an argon gas atmosphere (mixing ratio 1: 1) ) Was mixed, and 1130 mg of tetrahydrofuran was added and dissolved at room temperature to prepare a gel electrolyte solution of tetrahydrofuran. Next, 30 mg of diphenylpicrylhydrazyl was placed in a glass container, 60 mg of graphite powder was mixed as a conductive auxiliary material, and 200 mg of the above-described gel electrolyte in tetrahydrofuran was added and mixed as an ion conductive auxiliary material. 1000 mg of tetrahydrofuran was added thereto, and the mixture was stirred for 3 hours to obtain a black slurry. 200 mg of the slurry obtained as described above was dropped on the surface of an aluminum foil (area: 1.5 cm × 1.5 cm, thickness: 100 μm) provided with a lead wire, and the whole was made to have a uniform thickness with a wire bar. Expanded. When this was allowed to stand at room temperature for 3 hours, the solvent, tetrahydrofuran, was substantially volatilized, and an electrode layer containing diphenylpicrylhydrazyl was formed on the aluminum foil.

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600 mgに1mol/lのLiPF6を電解質塩として含んだ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1400 mgを混合し、テトラヒドロフラン11.3 g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、ガラス枠をつけたガラス板上に塗布し、室温で一時間放置してテトラヒドロフランを自然乾燥させた。その結果、ガラス板上に厚さが300μmのキャストフィルムを得た。 Next, 600 mg of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was mixed with 1400 mg of an electrolytic solution composed of an ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solution (mixing ratio 1: 1) containing 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte salt. Then, 11.3 g of tetrahydrofuran was added, and the mixture was stirred at room temperature. After the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer was dissolved, it was applied on a glass plate provided with a glass frame, and allowed to stand at room temperature for 1 hour to dry naturally tetrahydrofuran. As a result, a cast film having a thickness of 300 μm was obtained on a glass plate.

次に、上で作製したジフェニルピクリルヒドラジル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。その後、全体を厚さ5 mmのポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、圧力を加えて二次電池の構成とした。   Next, a gel electrolyte membrane cut into 2.0 cm × 2.0 cm was laminated on the aluminum foil on which the electrode layer containing diphenylpicrylhydrazyl prepared above was formed, and further, a lithium-bonded copper having a lead wire was provided. Foil (lithium film thickness 30 μm, copper foil film thickness 20 μm) were overlaid. Thereafter, the whole was sandwiched between sheets of polytetrafluoroethylene having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to form a secondary battery.

以上のように作製した二次電池を試料として、ジフェニルピクリルヒドラジルを含む電極層を正極、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、5時間程度2.5V付近で電圧は一定となり、さらに電圧が1V以下となるまで12時間要した。さらに充放電を10回繰り返しても2.5V付近で電圧が一定となることを確認した。これより、この二次電池は二次電池として動作していることがわかった。また、放電後の試料から正極層の一部を切り取り、電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019 spins/g以下であった。これは、ジフェニルピクリルヒドラジルは放電時における電極反応において、ラジカルを有さない化合物に変化したためであると考えられる。正極においてジフェニルピクリルヒドラジルが活物質となり、この二次電池は動作したと考えられる。 Using the secondary battery prepared as described above as a sample, discharging was performed at a constant current of 0.1 mA using an electrode layer containing diphenylpicrylhydrazyl as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. As a result, the voltage became constant around 2.5 V for about 5 hours, and it took 12 hours until the voltage became 1 V or less. Further, it was confirmed that the voltage became constant at around 2.5 V even when charging and discharging were repeated 10 times. From this, it was found that this secondary battery was operating as a secondary battery. Further, a part of the positive electrode layer was cut out from the sample after the discharge, and the electron spin resonance spectrum was measured. As a result, the spin concentration was 10 19 spins / g or less. This is considered to be because diphenylpicrylhydrazyl was changed to a compound having no radical in the electrode reaction at the time of discharge. It is considered that diphenylpicrylhydrazyl became an active material in the positive electrode, and this secondary battery operated.

実験例18[実施例3]
実験例17と同様の方法で、但し、ジフェニルピクリルヒドラジルに代えて、下記の化学式(C30)で示す分子構造を有するトリフェニルフェルダジルを用いて二次電池を作製し、放電を行った。なお、あらかじめトリフェニルフェルダジルの電子スピン共鳴スペクトルを測定し、スピン濃度が1021spins/g以上であることを確認した。
Experimental Example 18 [Example 3]
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Example 17, except that diphenylpicrylhydrazyl was used instead of triphenylferdazyl having a molecular structure represented by the following chemical formula (C30), and discharge was performed. . Note that the electron spin resonance spectrum of triphenylferdazyl was measured in advance, and it was confirmed that the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のように作製した二次電池に対して、トリフェニルフェルダジルを含む化合物の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、2.3V付近に平坦部が認められ、また、1V以下となるまでは8時間要した。また、放電後の試料から正極層の一部を切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019 spins/g以下であった。これは、トリフェニルフェルダジルが放電時における電極反応において、ラジカルを有さない化合物に変化したためであると考えられる。正極においてトリフェニルフェルダジルが活物質となり、この二次電池は動作したと考えられる。 The secondary battery prepared as described above was discharged at a constant current of 0.1 mA using an aluminum foil on which a layer of a compound containing triphenylfeldadyl was formed as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. As a result, a flat portion was observed around 2.3 V, and it took 8 hours until the voltage became 1 V or less. Further, a part of the positive electrode layer was cut out from the sample after the discharge, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. As a result, the spin concentration was 10 19 spins / g or less. This is considered to be because triphenylferdazyl was changed to a compound having no radical in the electrode reaction at the time of discharge. It is considered that this secondary battery operated, with triphenylferdazyl as the active material in the positive electrode.

実験例19[実施例4]
実験例17と同様の方法で、但し、ジフェニルピクリルヒドラジルに代えて、下記のフェルダジル構造を有する化学式(C31)で表される高分子化合物を用いて二次電池を作製し、放電を行った。なお、あらかじめ化学式(C31)で表される分子構造を有する高分子化合物の電子スピン共鳴スペクトルを測定し、スピン濃度が1021spins/g以上であることを確認した。
Experimental Example 19 [Example 4]
A secondary battery was manufactured in the same manner as in Experimental Example 17, except that a polymer compound represented by the following chemical formula (C31) having a ferdazyl structure was used instead of diphenylpicrylhydrazyl, and discharged. Was. Note that an electron spin resonance spectrum of a polymer compound having a molecular structure represented by the chemical formula (C31) was measured in advance, and it was confirmed that the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のように作製した二次電池に対して、化学式(C31)で表される分子構造を有する高分子化合物の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、2.3V付近に平坦部が認められ、また、1V以下となるまでは12時間要した。   With respect to the secondary battery fabricated as described above, a constant current of 0.1 mA was determined using an aluminum foil having a layer of a polymer compound having a molecular structure represented by the chemical formula (C31) as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. Discharge was performed with current. As a result, a flat portion was observed at around 2.3 V, and it took 12 hours to reach 1 V or less.

実験例20[実施例5]
実験例17と同様の方法で、但し、ジフェニルピクリルヒドラジルに代えて、下記のアミノトリアジン構造を有する化学式(C32)で表される高分子化合物を用いて二次電池を作製し、放電を行った。なお、あらかじめ化学式(C32)で表される分子構造を有する高分子化合物の電子スピン共鳴スペクトルを測定し、スピン濃度が1021spins/g以上であることを確認した。
Experimental Example 20 [Example 5]
A secondary battery was prepared in the same manner as in Experimental Example 17, except that a polymer compound represented by the following chemical formula (C32) having an aminotriazine structure was used instead of diphenylpicrylhydrazyl, and discharge was performed. went. Note that an electron spin resonance spectrum of a polymer compound having a molecular structure represented by the chemical formula (C32) was measured in advance, and it was confirmed that the spin concentration was 10 21 spins / g or more.

Figure 2004179169
Figure 2004179169

以上のように作製した二次電池に対して、化学式(C32)で表される分子構造を有する高分子化合物の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、2.3V付近に平坦部が認められ、また、1V以下となるまでは10時間要した。   With respect to the secondary battery fabricated as described above, an aluminum foil on which a layer of a polymer compound having a molecular structure represented by the chemical formula (C32) was formed as a positive electrode, and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode, with a constant current of 0.1 mA. Discharge was performed with current. As a result, a flat portion was observed around 2.3 V, and it took 10 hours to reach 1 V or less.

比較例2
実験例17と同様の方法で、ただし活物質として窒素原子上にラジカルを有する化合物を用いずに二次電池を作製した。0.1mAの定電流で放電を行ったところ、電圧は約50分で0.8Vまで急激に低下した。また、0.1mA の定電流を流し充電を試みたところ、電圧は瞬間的に上昇して3.0Vを超え、再び放電しても電圧は約50分で0.8Vまで急激に低下した。このことから、この電池の構成は二次電池として動作しないことがわかった。
Comparative Example 2
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Example 17, except that a compound having a radical on a nitrogen atom was not used as an active material. When discharging was performed at a constant current of 0.1 mA, the voltage rapidly dropped to 0.8 V in about 50 minutes. In addition, when charging was attempted by flowing a constant current of 0.1 mA, the voltage instantaneously rose to exceed 3.0 V, and even when the battery was discharged again, the voltage rapidly dropped to 0.8 V in about 50 minutes. From this, it was found that this battery configuration did not operate as a secondary battery.

実験例21
実験例1で作製したTEMPOラジカルを含む有機化合物の層を形成したアルミニウム箔上に実験例1の方法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を重ね合わ、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、圧力を加えて二次電池を作製した。
Experimental Example 21
The gel electrolyte membrane of the method of Experimental Example 1 was laminated on the aluminum foil on which the organic compound layer containing a TEMPO radical prepared in Experimental Example 1 was formed, and further, a lithium-bonded copper foil provided with a lead wire was laminated, and the entire thickness was increased. The sheet was sandwiched between polytetrafluoroethylene sheets each having a thickness of 5 mm, and pressure was applied to produce a secondary battery.

以上のように作製した二次電池に対して、TEMPOラジカルを含む有機化合物の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 の定電流で充電を行った。その結果、3.5V付近に電圧平坦部が認められ、二次電池として動作していることがわかった。また、充電後の試料からTEMPOラジカルを含む化合物の層を一部切り取り、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1019spins/g以下であった。このことから、TEMPOラジカルは充電が終わった状態において、電解質アニオンとの結合を形成し、ラジカルが消失しているものと考えられる。この二次電池を 0.1mA の定電流で放電し、実験例1の方法で電子スピン共鳴スペクトルを測定したところ、スピン濃度は1021spins/g以上であり、この正極は放電によって電解質アニオンとの結合が開裂し、ラジカル化合物が生成するものであることが考えられた。 The secondary battery prepared as described above was charged at a constant current of 0.1 mA using an aluminum foil on which an organic compound layer containing a TEMPO radical was formed as a positive electrode and a lithium-bonded copper foil as a negative electrode. As a result, a voltage flat portion was observed at around 3.5 V, indicating that the battery operated as a secondary battery. Further, a layer of the compound containing a TEMPO radical was cut out from the charged sample, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. The spin concentration was 10 19 spins / g or less. From this, it is considered that the TEMPO radical forms a bond with the electrolyte anion when the charging is completed, and the radical has disappeared. This secondary battery was discharged at a constant current of 0.1 mA, and the electron spin resonance spectrum was measured by the method of Experimental Example 1. The spin concentration was 10 21 spins / g or more. It was considered that the bond was cleaved to generate a radical compound.

さらに同様にして二次電池を作製し、充放電に伴う電圧の変化を測定した。充放電を繰り返しても放電曲線に平坦部が認められ、二次電池としても動作していることがわかった。   Further, a secondary battery was manufactured in the same manner, and a change in voltage due to charge and discharge was measured. Even after repeated charge and discharge, a flat portion was observed in the discharge curve, indicating that the secondary battery also operated.

本発明の二次電池の構成の一例を示す上面図である。1 is a top view illustrating an example of a configuration of a secondary battery of the present invention. 本発明の二次電池の構成の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a configuration of a secondary battery of the present invention. 本発明の実験例1〜3および比較例1で測定した二次電池の放電曲線図である。FIG. 3 is a discharge curve diagram of the secondary batteries measured in Experimental Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention. 本発明の実験例1で測定した二次電池の充放電曲線図である。FIG. 3 is a charge / discharge curve diagram of a secondary battery measured in Experimental Example 1 of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 負極層
2 正極層
3 負極集電体
4 正極集電体
5 セパレーター
6 負極端子
7 正極端子
8 外層フィルム
REFERENCE SIGNS LIST 1 negative electrode layer 2 positive electrode layer 3 negative electrode current collector 4 positive electrode current collector 5 separator 6 negative electrode terminal 7 positive electrode terminal 8 outer layer film

Claims (4)

少なくとも正極、負極、電解質を構成要素とする二次電池において、正極、負極の少なくとも一方の活物質がラジカル化合物を含有し、前記ラジカル化合物は化学式(C1)に示した3価のフェルダジル基もしくは化学式(C2)で示す4価のフェルダジル基上にラジカルを有する化合物であることを特徴とする二次電池。
Figure 2004179169
Figure 2004179169
In a secondary battery including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte as constituent elements, at least one active material of the positive electrode and the negative electrode contains a radical compound, and the radical compound is a trivalent ferdazyl group or a chemical formula represented by the chemical formula (C1). A secondary battery, which is a compound having a radical on a tetravalent ferdazyl group represented by (C2).
Figure 2004179169
Figure 2004179169
少なくとも正極、負極、電解質を構成要素とする二次電池において、正極、負極の少なくとも一方の活物質がラジカル化合物を含有し、前記ラジカル化合物は化学式(C3)または化学式(C4)に示すトリフェニルフェルダジル基を有することを特徴とする二次電池。
Figure 2004179169
Figure 2004179169
In a secondary battery including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, at least one of the active materials of the positive electrode and the negative electrode contains a radical compound, and the radical compound is a triphenylfelder represented by a chemical formula (C3) or a chemical formula (C4). A secondary battery having a jill group.
Figure 2004179169
Figure 2004179169
少なくとも正極、負極、電解質を構成要素とする二次電池において、正極、負極の少なくとも一方の活物質がラジカル化合物を含有し、前記ラジカル化合物は一般式(C7)で表されるアミノトリアジン構造を有する化合物であることを特徴とする二次電池。
Figure 2004179169
(式中、R6は、水素原子、置換もしくは無置換の脂肪族あるいは芳香族炭化水素基、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、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、アシル基、カルボキシル基、オキソラジカルを表す。)
In a secondary battery including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, at least one of the positive electrode and the negative electrode contains a radical compound, and the radical compound has an aminotriazine structure represented by the general formula (C7). A secondary battery, which is a compound.
Figure 2004179169
(Wherein R 6 represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon group, a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a nitroso group, a cyano group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group , An aryloxycarbonyl group, an acyl group, a carboxyl group, and an oxo radical.)
前記アミノトリアジン構造を有する化合物が、前記一般式(C7)で表されるアミノトリアジン構造を繰り返し単位として有する高分子化合物である請求項3に記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 3, wherein the compound having an aminotriazine structure is a polymer compound having the aminotriazine structure represented by the general formula (C7) as a repeating unit.
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