JP2011222389A - 硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体 - Google Patents
硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011222389A JP2011222389A JP2010092085A JP2010092085A JP2011222389A JP 2011222389 A JP2011222389 A JP 2011222389A JP 2010092085 A JP2010092085 A JP 2010092085A JP 2010092085 A JP2010092085 A JP 2010092085A JP 2011222389 A JP2011222389 A JP 2011222389A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sulfur
- conductive polymer
- fibrous
- fiber
- composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
【解決手段】溶融電界紡糸法により形成した繊維状硫黄に導電性ポリマーとなるモノマーを吸着させた後、重合させることにより、該硫黄繊維の主として表面に薄い導電性ポリマーの被膜を形成させることを特徴とする、実質的に繊維状硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体正極活物質。導電性ポリマーとしてはポリピロールが好ましい。
【選択図】図3
Description
・m−1と低く、絶縁体である硫黄の反応性や電子の移動性は確保されるが、繊維としての強度も減少し、取扱が不便になる。一般に繊維の直径は、平均50μm以下とするのがよく、取扱や加工の面から10μm以上好ましくは、平均20〜30μm程度である。
として覆い内部間際にも浸透して重合していることがわかる。
以下に実施例を示す。
(1)溶融電界紡糸装置
ステンレス針(内径0.7mm)を装着した3mlガラスシリンジ[MITSUBA株式会社]へ、変圧器[YAMABISHI株式会社 TYPE S−130−10]に接続したシリコンコードヒータ(1.5m)[相互理化化学硝子製作所株式会社 SKH−0151]を巻きつけた。収集板としてステンレス板(9×9cm)を用いた。電圧を印加した際にステンレス針が正に、収集板コレクターが負に帯電するよう高圧電源装置[松定プレシジョン株式会社]を接続した。コードヒータの温度は、被接触温度センサ[タスコジャパン株式会社 THI−303F]およびセンサ電源付ディジタルメータリレー[タスコジャパン株式会社 TAT−806A]によって測定、制御した。溶融電界紡糸に用いた装置の概略図を図1に示す。
(2)繊維状硫黄の作製
調製法としては、硫黄粉末をガラスシリンジへ加えた後、シリコンコードヒータによってガラスシリンジを200℃まで加熱した。その後、ステンレス針および収集板へ電圧を印加することで、収集板上の硫黄の溶融電界紡糸を行った。最適な紡糸条件を探索するために、印加電圧、ステンレス針の針先から集電体までの距離をそれぞれ変化させて紡糸を行う。
また、硫黄を溶融電界紡糸した直後(b)、2日後(c)、5日後(d)のファイバーおよび硫黄粉末(a)のXRDスペクトルを図5に示す。硫黄粉末のXRDスペクトルでは2θ=22−23゜に見られたピークが紡糸した直後の硫黄ファイバーでは消失し、新たに2θ=20,24°付近に、硫黄粉末では見られなかったピークが出現した。したがって、溶融電界紡糸法によって作製した硫黄ファイバーは、ポリマー硫黄の結晶構造で紡糸されたことがわかる。しかし、硫黄ファイバーを作製してから2日後,5日後のXRDスペクトルでは、紡糸した直後のファイバーで見られた2θ=20,24°付近のピークは再び消失し、硫黄粉末と同じXRDスペクトルとなった。これらのことより、紡糸直後のファイバーの結晶構造は不安定であり、時間が経つと単体硫黄の安定な結晶構造として知られるα硫黄へと変化する。
(3)導電性ポリマー(ポリピロール)の被覆
iodine(ヨウ素)吸着後のPyrrole(ピロール;Py)接触によるポリピロール(PPy)重合:
表2の条件3で作製した硫黄ファイバーを用いて、PPyの被覆を行った。各条件を表3に示す。Ptメッシュ(5mm×3mm)上へ硫黄を溶融紡糸したもの(Pt/S)を、iodineの入ったガラスセル中に静置してArガスで脱気後、暗所、50℃(オイルバス中)でiodineをファイバーへ所定時間吸着させた(Pt/S/iodine)。その後、Pt/S/iodineをPyの入ったガラスセル中へ移し、Arガスで脱気後、50℃(オイルバス中)でPyと所定時間接触させた。重合後50℃、24h減圧乾燥を行った。生成したPPy量/(S+PPy)量(%)を表3に示す。
表2の条件3で作製した硫黄ファイバーを用いて、PPyの被覆を行った。各条件を表4に示す。Pt/SをPyの入ったガラスセル中に静置してArガスで脱気後、暗所、50℃(オイルバス中)でPyをファイバーへ所定時間吸着させた(Pt/S/Py)。その後Pt/S/Pyをiodineの入ったガラスセル中へ移し、Arガスで脱気後、暗所、50℃(オイルバス中)でiodineと所定時間吸着させた。重合後50℃、24h減圧乾燥を行った。生成したPPy量/(S+PPy)量(%)を表4に示す。
(4)電気化学的挙動
サイクリックボルタンメトリ(CV)測定:
表2の3に示す繊維状硫黄を用い、下記表5に示す条件で導電性ポリマーを被覆した電極の電気化学的挙動を調査するためにCV測定を行った。また比較のために、硫黄繊維を白金メッシュ上へ堆積し、その後50℃で24時間減圧乾燥を行うことで、硫黄電極を作製した。なお、この硫黄電極をSf電極と表記する。測定には電気化学システム[北斗電工株式会社 HZ−5000]を使用した。全ての電極に対して電位走査範囲1.0V−4.5V、走査速度1mVs−1とし、恒温槽[東京理科器械株式会社 EYELA MG−2300]中でセルの温度を30℃で一定に保ち測定を行った。
Claims (5)
- 繊維状硫黄に導電性ポリマーとなるモノマーを吸着させた後、重合させることを特徴とする実質的に硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体。
- 導電性ポリマーを5〜30重量%含むことを特徴とする請求項1記載の実質的に硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体。
- 繊維状硫黄は平均直径50μm以下の不織布である請求項1又は2記載の実質的に硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体。
- 導電性ポリマーがポリピロールである請求項1乃至3のうちいずれかに記載の実質的に硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体。
- 繊維状硫黄が溶融電界紡糸法により作製されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の実質的に硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010092085A JP5679260B2 (ja) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | 硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010092085A JP5679260B2 (ja) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | 硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014260325A Division JP5854447B2 (ja) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 繊維状硫黄及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011222389A true JP2011222389A (ja) | 2011-11-04 |
JP5679260B2 JP5679260B2 (ja) | 2015-03-04 |
Family
ID=45039102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010092085A Expired - Fee Related JP5679260B2 (ja) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | 硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5679260B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013130723A1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-06 | Cornell University | Lithium containing nanofibers |
JP2014035944A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Yamaguchi Univ | 硫黄複合体を含む正極及び二次電池 |
KR101376720B1 (ko) * | 2012-06-22 | 2014-03-20 | 한국과학기술연구원 | 방수재료, 방수재료의 제조방법, 및 방수코팅막 |
WO2014138242A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Sion Power Corporation | Electrochemical cells comprising fibril materials, such as fibril cellulose materials |
WO2016145429A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | University Of Pittsburgh-Of The Commonwealth System Of Higher Education | Novel electro-spun sulfur wire for fabricating mattes of lithium-sulfur batteries |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017010031A1 (de) * | 2017-10-23 | 2019-04-25 | Iontech Systems Ag | Alkali-Ionen Batterie, basieren auf ausgewählten Allotropen des Schwefels, sowie Methoden zu deren Herstellung |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002203542A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-07-19 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム−硫黄電池用正極及びそれを含むリチウム−硫黄電池 |
JP2002319400A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電極とその製造方法及びこれを用いたリチウム電池 |
JP2006092883A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Aoi Electronics Co Ltd | 硫黄および/またはs−s結合を有する硫黄化合物を含む電池正極材料及びその製造方法 |
-
2010
- 2010-04-13 JP JP2010092085A patent/JP5679260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002203542A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-07-19 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム−硫黄電池用正極及びそれを含むリチウム−硫黄電池 |
JP2002319400A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電極とその製造方法及びこれを用いたリチウム電池 |
JP2006092883A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Aoi Electronics Co Ltd | 硫黄および/またはs−s結合を有する硫黄化合物を含む電池正極材料及びその製造方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013130723A1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-06 | Cornell University | Lithium containing nanofibers |
US10903482B2 (en) | 2012-03-02 | 2021-01-26 | Cornell University | Lithium containing nanofibers |
KR101376720B1 (ko) * | 2012-06-22 | 2014-03-20 | 한국과학기술연구원 | 방수재료, 방수재료의 제조방법, 및 방수코팅막 |
JP2014035944A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Yamaguchi Univ | 硫黄複合体を含む正極及び二次電池 |
WO2014138242A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Sion Power Corporation | Electrochemical cells comprising fibril materials, such as fibril cellulose materials |
US9490478B2 (en) | 2013-03-05 | 2016-11-08 | Sion Power Corporation | Electrochemical cells comprising fibril materials |
US10461333B2 (en) | 2013-03-05 | 2019-10-29 | Sion Power Corporation | Electrochemical cells comprising fibril materials |
WO2016145429A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | University Of Pittsburgh-Of The Commonwealth System Of Higher Education | Novel electro-spun sulfur wire for fabricating mattes of lithium-sulfur batteries |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5679260B2 (ja) | 2015-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101580039B1 (ko) | 다공성 탄소-실리콘 복합체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 탄소-실리콘 복합체 | |
KR101477782B1 (ko) | 고분자 나노섬유, 알루미늄 박막, 탄소나노튜브 및 유황의 복합체를 이용한 리튬-황 이차전지용 전극 및 그 제조 방법 | |
JP6183361B2 (ja) | 負極活物質及びその製造方法、並びにリチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池 | |
KR101997074B1 (ko) | 폴리에틸렌이마인이 부착된 탄소재료 및 이를 코팅한 리튬-황 전지용 분리막 | |
KR101504709B1 (ko) | 개선된 전기화학 특성을 갖는 리튬이차전지 및 이의 제조방법 | |
KR102028169B1 (ko) | 3차원 기공 네트워크 구조를 갖는 전극, 이를 채용한 리튬 전지, 및 상기 전극의 제조방법 | |
CN108602674A (zh) | 碳基纤维片及包含其的锂硫电池 | |
KR101610772B1 (ko) | 음극활물질의 제조방법, 및 이를 채용하는 음극 및 리튬전지 | |
JP5679260B2 (ja) | 硫黄と導電性ポリマーよりなる複合体 | |
KR102268184B1 (ko) | 황-탄소 복합체, 이의 제조방법, 이를 포함하는 양극 및 리튬 이차전지 | |
CN104011910B (zh) | 锂二次电池用负极活性材料、其制备方法和包含所述负极活性材料的锂二次电池 | |
KR20180001518A (ko) | 리튬이차전지 음극용 조성물, 이를 이용한 리튬이차전지 음극 제조 방법, 이로부터 제조된 리튬이차전지 음극 및 리튬이차전지 | |
US20180248176A1 (en) | Silicon oxide-carbon composite, method of manufacturing the composite, and energy storage device having the composite | |
KR101209847B1 (ko) | 다공성 cnf 집전체 및 이를 이용한 전극과 그의 제조방법 | |
CN107925057A (zh) | 二次电池用正极、其制备方法以及包含所述正极的锂二次电池 | |
TWI635640B (zh) | 鋰二次電池及鋰二次電池用電解液 | |
JP2005209498A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
KR101582385B1 (ko) | 리튬 이차 전지용 음극재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
KR20130116420A (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 조립체 및 이의 제조 방법 | |
US20200274201A1 (en) | Weavable, conformable, wearable and flexible components for advanced battery technology | |
JP5854447B2 (ja) | 繊維状硫黄及びその製造方法 | |
JP6065450B2 (ja) | 硫黄複合体を含む正極及び二次電池 | |
JP2021517885A (ja) | 硫黄−炭素複合体及びそれを含むリチウム二次電池 | |
JP2011029136A (ja) | 二次電池用電極、二次電池、及び二次電池用電極の製造方法 | |
JP2003242979A (ja) | 電極材料およびそれを用いたリチウム電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130131 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140225 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140423 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20140423 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5679260 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |