JP2703696B2 - Organic electrolyte battery - Google Patents

Organic electrolyte battery

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JP2703696B2
JP2703696B2 JP4202927A JP20292792A JP2703696B2 JP 2703696 B2 JP2703696 B2 JP 2703696B2 JP 4202927 A JP4202927 A JP 4202927A JP 20292792 A JP20292792 A JP 20292792A JP 2703696 B2 JP2703696 B2 JP 2703696B2
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彰博 姉川
肇 木下
正敏 小森
信雄 安藤
静邦 矢田
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鐘紡株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は二次電池に関し、更に詳
しくは、半導体の性能を有する不溶不融性物質を正極お
よび負極に用いた二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery using an insoluble and infusible material having semiconductor properties for a positive electrode and a negative electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、家電製品および電子機器のポータ
ブル化,コードレス化は急速に進展している。これに伴
い、小型軽量で高性能な電池が電源として求められるよ
うになった。現在上記機器の電源としては乾電池等のい
わゆる一次電池とNi−Cd電池や鉛電池等の二次電池
が使用されている。しかし最近では、寿命が短く交換の
必要がある一次電池に対して繰り返し充電が可能な二次
電池が多用されるようになった。中でも小型機器用電源
として、Ni−Cd電池が現在主流になっているが、高
容量化といったニーズに対し、その性能改善の限界が近
付いている。加えて、ここ数年来地球環境問題について
の議論が盛んになっており、活物質であるCdの有害性
に対する世論が高まっている。そこで、Ni−Cd電池
以上の性能を持ち、かつ信頼性,安全性を持った二次電
池の開発に対する期待が大きい。本出願人は先に、有機
半導体の一種であるポリアセン系骨格構造を含有する不
溶不融性基体に電子供与性物質または電子受容性物質を
ドーピングしたものを電極活物質として用いる二次電池
を提案している(特開昭60−170163号公報)。
この電池は高性能で薄形化,軽量化の可能性も有してお
り、電極活物質の酸化安定性も高く、さらにその成形も
容易であるなど将来有望な二次電池である。さらに本出
願人は、上記ポリアセン系有機半導体と金属酸化物の複
合物を活物質として用い、負極にポリアセン系有機半導
体を含む成形体にリチウムをドーピングし担持させた、
高電圧でかつ長期に亘って充放電が可能な二次電池を提
案した(特願平3−204769号)。この二次電池
は、リチウム系電池の特徴である高電圧という特性を持
ちながらも、デンドライト(Liの樹状結晶)の発生の
ない安全性の高い電池である。しかしながら、容量、特
に単位体積当たりの容量に不満足な点が残されていた。
2. Description of the Related Art In recent years, portable and cordless home appliances and electronic devices have been rapidly advancing. Along with this, a small, lightweight and high-performance battery has been demanded as a power source. At present, so-called primary batteries such as dry batteries and secondary batteries such as Ni-Cd batteries and lead batteries are used as power supplies for the above devices. However, recently, a secondary battery that can be repeatedly charged for a primary battery that has a short life and needs to be replaced has been frequently used. Above all, Ni-Cd batteries are currently the mainstream as power supplies for small devices, but the performance improvement is approaching the limit for needs such as higher capacity. In addition, discussions on global environmental issues have been active in recent years, and public opinion on the harmfulness of Cd, which is an active material, is increasing. Therefore, there is great expectation for the development of a secondary battery having higher performance than a Ni-Cd battery and having high reliability and safety. The present applicant has previously proposed a secondary battery using, as an electrode active material, a material obtained by doping an insoluble and infusible substrate containing a polyacene-based skeleton structure, which is a kind of organic semiconductor, with an electron donating substance or an electron accepting substance. (JP-A-60-170163).
This battery is a promising secondary battery because it has high performance, has the potential of being thin and light, has high oxidation stability of the electrode active material, and is easy to mold. Further, the present applicant has used a composite of the polyacene-based organic semiconductor and the metal oxide as an active material, and doped and supported lithium on a molded article containing the polyacene-based organic semiconductor on the negative electrode.
A secondary battery that can be charged and discharged for a long time at a high voltage has been proposed (Japanese Patent Application No. 3-204679). This secondary battery has a high voltage characteristic, which is a characteristic of a lithium-based battery, but is a highly safe battery free of dendrite (Li dendritic crystals). However, there remains an unsatisfactory capacity, particularly the capacity per unit volume.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述の
問題に鑑み鋭意研究を進めた結果、正極におけるリチウ
ム酸化コバルトの平均粒径、および正極の細孔体積を特
定の範囲に制御し、かつポリアセン系有機半導体を含む
成形体にリチウムを担持させた負極と組合せると、この
電池は単位体積当たりの容量が著しく上昇することを見
出し本発明を完成したものである。本発明の目的は、容
量が大きく、かつ高電圧で長期に亘って充放電が可能な
二次電池を提供するにある。本発明の他の目的は、急速
充電特性および安全性に優れた、しかも製造が容易でか
つ経済的な二次電池を提供するにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have made intensive studies in view of the above problems, and as a result, have controlled the average particle size of lithium cobalt oxide in the positive electrode and the pore volume of the positive electrode to specific ranges. The present invention has been completed by finding that when combined with a negative electrode in which lithium is supported on a molded article containing a polyacene-based organic semiconductor, the capacity per unit volume of this battery is significantly increased. An object of the present invention is to provide a secondary battery having a large capacity and capable of being charged and discharged for a long time at a high voltage. Another object of the present invention is to provide a secondary battery which is excellent in quick charging characteristics and safety, is easy to manufacture, and is economical.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、正
極,負極および,リチウム塩を非プロトン性有機溶媒に
溶解した溶液を含む電解液を備えた有機電解質電池にお
いて、該正極が、(1)(a)炭素,水素及び酸素から
なる芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって、水素原
子/炭素原子の原子数比が0.05〜0.5であるポリ
アセン系骨格構造を含有し、かつBET法による比表面
積が600m2 /g以上である不溶不融性基体と、
(b)平均粒径が1μm以下であるリチウム酸化コバル
ト粒子との複合物で且つ、(2)0.1μm以下の細孔
直径を有する細孔体積が全細孔体積に対して70%以上
を占めるものであり、該負極が、(a)炭素,水素及び
酸素からなる芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であっ
て、水素原子/炭素原子の原子数比が0.05〜0.5
であるポリアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体
と、(b)熱硬化性樹脂とを含む成形体に、リチウムを
不溶不融性基体の炭素原子に対して原子百分率で3%以
上担持せしめたものであることを特徴とする。
That is, the present invention relates to an organic electrolyte battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution containing a solution in which a lithium salt is dissolved in an aprotic organic solvent. (A) a heat-treated product of an aromatic condensed polymer comprising carbon, hydrogen and oxygen, which contains a polyacene-based skeletal structure having a hydrogen atom / carbon atom number ratio of 0.05 to 0.5, and An insoluble infusible substrate having a specific surface area of 600 m 2 / g or more by a BET method;
(B) a composite with lithium cobalt oxide particles having an average particle diameter of 1 μm or less, and (2) a pore volume having a pore diameter of 0.1 μm or less accounts for 70% or more of the total pore volume. Wherein the negative electrode is (a) a heat-treated product of an aromatic condensed polymer comprising carbon, hydrogen and oxygen, wherein the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.05 to 0.5.
(3) Lithium is supported on a molded article containing an insoluble infusible substrate having a polyacene-based skeleton structure, and (b) a thermosetting resin, in an atomic percentage of 3% or more with respect to carbon atoms of the insoluble infusible substrate. It is characterized in that it is.

【0005】本発明において正極で使用する前記ポリア
セン系骨格構造を有する不溶不融性基体(以下で、PA
Sと称することがある)は、本願出願人による特開昭6
0−152554号公報,特開昭60−170163号
公報他に記載されているものである。ここで芳香族系縮
合ポリマーとは、フェノール性水酸基を有する芳香族炭
化水素化合物とアルデヒド類との縮合物である。芳香族
炭化水素化合物としては、例えばフェノール,クレゾー
ル,キシレノールの如きいわゆるフェノール類が好適で
あるが、これらに限られない。例えば次式:
In the present invention, the insoluble and infusible substrate (hereinafter referred to as PA
S) is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 0-152554 and JP-A-60-170163. Here, the aromatic condensation polymer is a condensate of an aromatic hydrocarbon compound having a phenolic hydroxyl group with an aldehyde. As the aromatic hydrocarbon compound, for example, so-called phenols such as phenol, cresol, and xylenol are suitable, but not limited thereto. For example:

【化1】 (ここで、x及びyは夫々独立に0,1又は2である)
で示されるメチレンビスフェノール類であることがで
き、あるいはヒドロキシビフェニル類,ヒドロキシナフ
タレン類であることもできる。これらのうち、実用的に
はフェノール類、特にフェノールが好適である。
Embedded image (Where x and y are each independently 0, 1 or 2)
Methylene bisphenols, or hydroxybiphenyls and hydroxynaphthalenes. Of these, phenols, particularly phenol, are practically preferred.

【0006】本発明における芳香族系縮合ポリマーとし
ては、上記のフェノール性水酸基を有する芳香族炭化水
素化合物の1部をフェノール性水酸基を有さない芳香族
炭化水素化合物例えばキシレン,トルエン,アニリン等
で置換した変性芳香族系ポリマー、例えばフェノールと
キシレンとホルムアルデヒドとの縮合物である変性芳香
族系ポリマーを用いることもでき、またメラミン,尿素
で置換した変性芳香族系ポリマーを用いることもでき
る。さらにフラン樹脂も好適である。アルデヒドとして
はホルムアルデヒド,アセトアルデヒド,フルフラール
等を使用することができ、ホルムアルデヒドが好適であ
る。フェノール・アルデヒド縮合物としては、ノボラッ
ク型またはレゾール型あるいはそれらの複合物のいずれ
であってもよい。ベルパールR(商標:鐘紡株式会社
製)として市販されている球状フェノール系樹脂(球径
100μm以下程度)を用いることもできる。本発明に
おけるPASは、上記のごとき芳香族系化合物の熱処理
物であり、例えば次のようにして製造することができ
る。
As the aromatic condensation polymer in the present invention, a part of the above-mentioned aromatic hydrocarbon compound having a phenolic hydroxyl group is converted into an aromatic hydrocarbon compound having no phenolic hydroxyl group, for example, xylene, toluene, aniline or the like. A substituted modified aromatic polymer, for example, a modified aromatic polymer which is a condensate of phenol, xylene and formaldehyde can be used, and a modified aromatic polymer substituted with melamine or urea can also be used. Furan resins are also suitable. As the aldehyde, formaldehyde, acetaldehyde, furfural and the like can be used, and formaldehyde is preferred. The phenol-aldehyde condensate may be any of a novolak type, a resol type, or a composite thereof. A spherical phenolic resin (sphere diameter of about 100 μm or less) commercially available as Bellpearl R (trade name, manufactured by Kanebo Co., Ltd.) can also be used. The PAS in the present invention is a heat-treated product of the aromatic compound as described above, and can be produced, for example, as follows.

【0007】前記した芳香族系縮合ポリマーに塩化亜
鉛,リン酸ナトリウム,水酸化ナトリウム,水酸化カリ
ウムあるいは硫化カリウム等の無機物を混入する。混入
方法としては、芳香族系縮合ポリマーをメタノール,ア
セトンあるいは水等の溶媒に溶解させた後、上記した無
機物を添加し、十分に混合すれば良い。また、芳香族系
縮合ポリマーがノボラックのように溶融性のものであれ
ば加熱状態下で混合しても良い。芳香族系縮合ポリマー
と前記した無機物の混合比は、混ぜ合わせるポリマーと
無機物の種類および形状によって異なるが、重量比で1
0/1〜1/7が好ましい。次に、上記混合物をフィル
ム状,板状,繊維状,布状,粒状またはそれらの混合の
形に硬化する。
An inorganic substance such as zinc chloride, sodium phosphate, sodium hydroxide, potassium hydroxide or potassium sulfide is mixed into the above-mentioned aromatic condensation polymer. As a mixing method, an aromatic condensation polymer may be dissolved in a solvent such as methanol, acetone or water, and then the above-mentioned inorganic substance may be added and sufficiently mixed. Further, if the aromatic condensation polymer is a fusible one such as novolak, it may be mixed under heating. The mixing ratio of the aromatic condensed polymer and the above-mentioned inorganic substance varies depending on the type and shape of the polymer to be mixed and the inorganic substance.
0/1 to 1/7 are preferred. Next, the mixture is cured into a film, plate, fiber, cloth, granule, or a mixture thereof.

【0008】かくして得られた硬化体は、次いで非酸性
雰囲気中で350〜800℃、好ましくは350〜70
0℃、特に好ましくは400〜600℃の温度まで加熱
される。芳香族系縮合ポリマーのかかる熱処理が行われ
る非酸化性雰囲気とは、例えば窒素,アルゴン,ヘリウ
ム,ネオン,二酸化炭素雰囲気、あるいは真空であり、
窒素が好ましく用いられる。かかる非酸化性雰囲気は静
止していても流動していてもさしつかえない。得られた
熱処理体を水あるいは希塩酸等によって充分に洗浄する
ことによって、熱処理体中に含まれる無機塩を除去する
ことができ、その後これを乾燥すると比表面積の大きな
PASを得ることができる。
The cured product thus obtained is then heated at 350 to 800 ° C. in a non-acidic atmosphere, preferably at 350 to 70 ° C.
It is heated to a temperature of 0 ° C, particularly preferably 400-600 ° C. The non-oxidizing atmosphere in which the heat treatment of the aromatic condensation polymer is performed is, for example, a nitrogen, argon, helium, neon, carbon dioxide atmosphere, or a vacuum.
Nitrogen is preferably used. Such a non-oxidizing atmosphere may be stationary or flowing. By sufficiently washing the obtained heat-treated body with water or dilute hydrochloric acid, the inorganic salt contained in the heat-treated body can be removed, and then dried to obtain PAS having a large specific surface area.

【0009】本発明で使用するこのようなPASは、水
素原子/炭素原子の原子数比(以下H/Cという)が
0.05〜0.5、好ましくは0.1〜0.35のポリ
アセン系骨格構造を有している。X線解析(CuKα)
によれば、メイン・ピークの位置は2θで表して20.
5〜23.5°の間に存在し、またこのメイン・ピーク
の他に41〜46°の間にブロードな他のピークが存在
する。すなわち上記PASは、ポリアセン系のベンジン
の多環構造がポリアセン系分子間に均一かつ適度に発達
したものであると理解される。H/C比が0.5を超え
る場合には、PASと五酸化バナジウムとの複合物を正
極として用いた二次電池の充放電の電荷効率が悪くな
る。一方、この値が0.05未満の場合には、電池の容
量が低下してしまう。
The PAS used in the present invention has a hydrogen atom / carbon atom number ratio (hereinafter referred to as H / C) of 0.05 to 0.5, preferably 0.1 to 0.35. It has a system skeleton structure. X-ray analysis (CuKα)
According to the above, the position of the main peak is represented by 2θ.
There is another peak between 41 and 46 degrees apart from this main peak between 5 and 23.5 degrees. In other words, it is understood that the PAS is a polyacene-based benzene having a polycyclic structure uniformly and appropriately developed between polyacene-based molecules. When the H / C ratio exceeds 0.5, the charge efficiency of charging and discharging of a secondary battery using a composite of PAS and vanadium pentoxide as a positive electrode is deteriorated. On the other hand, if this value is less than 0.05, the capacity of the battery will decrease.

【0010】本発明の正極で使用するPASのBET法
による比表面積値は600m2 /g以上である。600
2 /g未満の場合、これを正極に用いた電池において
は、例えばClO4 - ,BF4 - 等の比較的イオン半径
の大きなイオンのドーピングを円滑に行うことが難しく
なって充電電圧を高くする必要が生じるため、エネルギ
ー効率が低下し、また電解液の劣化を招く。本発明の正
極においては、PASは上記のように600m2 /g以
上という高い比表面積を有するので、その粒径にあまり
関係なく活物質として十分な性能、すなわち用いるPA
Sの有する容量を十分引き出すことができる。しかしな
がら、PASの粒径が大きすぎると、PASマトリック
ス中、つまりPAS粒子間に、二次凝集しやすいリチウ
ム酸化コバルト(以下LiCoO2)を分散させにくくな
るので、最終的に1μm以下の粒径であるのが好まし
い。
The BET specific surface area of the PAS used in the positive electrode of the present invention is at least 600 m 2 / g. 600
If it is less than m 2 / g, in a battery using this as a positive electrode, it is difficult to smoothly dope ions having a relatively large ionic radius, such as ClO 4 and BF 4 , so that the charging voltage is increased. Therefore, the energy efficiency is lowered and the electrolyte is deteriorated. In the positive electrode of the present invention, since the PAS has a high specific surface area of 600 m 2 / g or more as described above, the PAS has sufficient performance as an active material regardless of its particle size, that is, PA
The capacity of S can be sufficiently extracted. However, if the particle size of the PAS is too large, it is difficult to disperse lithium cobalt oxide (hereinafter, LiCoO 2 ), which is likely to undergo secondary aggregation, in the PAS matrix, that is, between the PAS particles. Preferably it is.

【0011】本発明の電池の正極においては、LiCo
2 の平均粒径は最終的、即ち正極になったときに、1
μm以下であることが必要である。これは先に述べた表
面積の大きいPASが粒径に関係なくその持ち得る容量
を十分引き出し得るのに対して、LiCoO2 の場合粒
径が大きすぎるとその持ち得る容量を十分引き出すこと
が難しくなるためである。即ち、粒径が1μmより大き
いLiCoO2 を用いた場合、後に述べる正極中の細孔
分布条件を満たしていたとしても、その容量は十分なも
のとならない。
In the positive electrode of the battery of the present invention, LiCo
The average particle size of O 2 is 1
It is necessary to be less than μm. This is because PAS having a large surface area can sufficiently draw out its capacity irrespective of the particle size, whereas, in the case of LiCoO 2 , if the particle size is too large, it is difficult to sufficiently draw out its capacity. That's why. That is, when LiCoO 2 having a particle size larger than 1 μm is used, its capacity is not sufficient even if the condition of pore distribution in the positive electrode described later is satisfied.

【0012】リチウム酸化コバルトは公知の適宜方法に
より容易に製造できる。例えば炭酸リチウム(Li2
3)と炭酸コバルト(CoCO3)を900℃で加熱して
得られるが、本発明におけるリチウム酸化コバルトはそ
の製造法において特に限定されるものではない。リチウ
ム酸化コバルトは、一般的にLix CoO2 と表される
が、その合成法及び電池系内での充放電等により、xの
値は、0≦x≦1の範囲である。本発明におけるリチウ
ム酸化コバルト(以下LiCoO2 と略記す)は、xの
値について特に限定されない。
[0012] Lithium cobalt oxide can be easily produced by a known appropriate method. For example, lithium carbonate (Li 2 C
O 3 ) and cobalt carbonate (CoCO 3 ) are obtained by heating at 900 ° C., but the lithium cobalt oxide in the present invention is not particularly limited in the production method. Lithium cobalt oxide is generally represented as Li x CoO 2 , but the value of x is in the range of 0 ≦ x ≦ 1 due to its synthesis method and charge / discharge in a battery system. In the lithium cobalt oxide (hereinafter abbreviated as LiCoO 2 ) in the present invention, the value of x is not particularly limited.

【0013】本発明の電極において、PAS/LiCo
2 の比率はこれらを含む電極の用途によって異なるが
90/10〜10/90(重量比)、特に70/30〜
20/80であることが好ましい。特にLiCoO2
多過ぎると複合物の特長である急速充電性が失われる傾
向がある。PASとLiCoO2 の複合物を活物質とす
る本発明の電池用電極は、例えば次のようにして製造す
ることができる。すなわち、PASとLiCoO2 とを
粉砕,混合した後、必要に応じ導電剤,結着剤を加えて
成形する。このときPASとLiCoO2 の形態は粉
体,短繊維等の混合しやすい形態であればよいが実用的
には粉体である。使用される導電剤,結着剤等は、特に
限定されるものではなく、一般に電池用電極に用いられ
るものが好適である。PASとLiCoO2 はあらかじ
め所定の粒度まで個別に粉砕した後混合しても、またP
ASとLiCoO2 とを同時に粉砕混合しても良い。
In the electrode of the present invention, PAS / LiCo
Although the ratio of O 2 varies depending on the use of the electrode containing these, it is 90/10 to 10/90 (weight ratio), particularly 70/30 to
It is preferably 20/80. In particular, if the amount of LiCoO 2 is too large, the rapid chargeability, which is a feature of the composite, tends to be lost. The battery electrode of the present invention using a composite of PAS and LiCoO 2 as an active material can be manufactured, for example, as follows. That is, after pulverizing and mixing PAS and LiCoO 2 , a conductive agent and a binder are added as necessary, and then molded. At this time, the PAS and LiCoO 2 may be in any form as long as they are easily mixed with powder, short fiber, etc., but are practically powder. The conductive agent, the binder, and the like used are not particularly limited, and those generally used for battery electrodes are preferable. PAS and LiCoO 2 can be mixed after pulverizing individually to a predetermined particle size in advance, or
AS and LiCoO 2 may be pulverized and mixed at the same time.

【0014】粉砕法とては特に限定されるものではない
が、ポットミル,振動ミル等のボールミルに代表される
微粉砕機を用いるのが好ましい。微細なPASと粒度の
小さいLiCoO2 とを混合により複合して電極を作る
場合、後述する細孔割合に制御することはLiCoO2
の二次凝集(みかけの粒度増大)等の原因により難し
い。従って、LiCoO2 をPASによって作られるマ
トリックス中に均質に分散させるためには、PASとL
iCoO2 とを同時に粉砕混合する等の方法が望まし
い。成形方法は、特に限定されず、粉体に用いる慣用の
成形方法、例えば加圧成形法等を用いることができる。
Although there is no particular limitation on the pulverizing method, it is preferable to use a fine pulverizer such as a ball mill such as a pot mill or a vibration mill. When an electrode is made by mixing fine PAS and LiCoO 2 having a small particle size by mixing, it is necessary to control the pore ratio to be described later by using LiCoO 2.
Is difficult due to secondary agglomeration (apparent increase in particle size). Therefore, in order to disperse LiCoO 2 homogeneously in the matrix made by PAS, PAS and L
A method of simultaneously pulverizing and mixing iCoO 2 and the like is desirable. The molding method is not particularly limited, and a conventional molding method used for powders, for example, a pressure molding method can be used.

【0015】かくして得られた本発明の電池用電極は、
0.1μm以下の細孔直径を有する細孔体積が全細孔体
積に対して70%以上、好ましくは75%以上を占める
ことが必要である。細孔体積の測定法としては主に水銀
圧入法,毛管凝縮法等が挙げられるが、本発明において
は、測定幅の広い(0.006μm〜100μmの細孔
分布)水銀圧入法を使用した。したがって、本発明にお
ける全細孔体積とは、電極単位重量当たりの0.006
μm以上100μm以下の細孔直径を有する細孔の体積
の総和を意味する。また、0.1μm以下の細孔直径を
有する細孔体積とは、0.006μm以上100μm以
下の細孔体積を有する細孔の体積の総和を意味する。本
発明において、1μm以下の微細なLiCoO2 粒子が
PAS粒子間に均一に分布しているので、0.1μm以
下の細孔の割合が大きい。特に0.1μm程度以下のL
iCoO2 が0.2〜0.6μm程度のPAS粒子間に
均一に分散したものが望ましい。本発明の電極の形状は
特に限定されず、板状,フィルム状,円筒状等種々の形
状をとることができる。
The battery electrode of the present invention thus obtained comprises:
It is necessary that the pore volume having a pore diameter of 0.1 μm or less accounts for 70% or more, preferably 75% or more of the total pore volume. Examples of the method for measuring the pore volume include a mercury intrusion method and a capillary condensation method. In the present invention, a mercury intrusion method with a wide measurement width (pore distribution of 0.006 μm to 100 μm) was used. Therefore, the total pore volume in the present invention is 0.006 per electrode unit weight.
It means the total volume of pores having a pore diameter of not less than μm and not more than 100 μm. Further, the pore volume having a pore diameter of 0.1 μm or less refers to the total volume of pores having a pore volume of 0.006 μm or more and 100 μm or less. In the present invention, since fine LiCoO 2 particles of 1 μm or less are uniformly distributed between the PAS particles, the ratio of pores of 0.1 μm or less is large. Especially L of about 0.1 μm or less
It is desirable that iCoO 2 be uniformly dispersed between PAS particles of about 0.2 to 0.6 μm. The shape of the electrode of the present invention is not particularly limited, and can take various shapes such as a plate shape, a film shape, and a cylindrical shape.

【0016】次に、本発明の電極の負極は、ポリアセン
系骨格構造を有する不溶不融性基体と熱硬化性樹脂とを
含む成形体に、リチウムをドーピングし、担持させたも
のである。負極において使用するポリアセン系骨格構造
を有する不溶不融性基体を以下ではPAS′と称する。
PAS′は、H/C比0.05〜0.5、好ましくは
0.1〜0.35のポリアセン系骨格構造を有してい
る、正極におけるのと同様のPASを使用することがで
きる。負極においても、PAS′のH/C比が0.05
未満であると、リチウムを担持するときあるいはリチウ
ムを出し入れするとき(充放電時)に、基体構造に変化
を生じやすくなり、サイクル特性が劣化する。一方、H
/C比が0.5を超えると、リチウムを安定に担持させ
ることができず、このようなPAS′にリチウムを担持
させた負極を用いて製造した電池は自己放電が大きくな
ってしまう。負極においてはさらに、正極においては適
さなかった、BET法による比表面積が600m2 /g
未満であるPAS′を用いることもできる。そのような
低比表面積のPAS′は、上記した正極におけるPAS
の製造過程において、芳香族系縮合ポリマーに、塩化亜
鉛等の無機物を加えることなく硬化させ、次いで非酸化
性雰囲気(真空状態も含む)中で、400〜1000℃
の温度、好ましくは600〜800℃の温度で加熱処理
して、H/C比が上記の値である熱処理物とすることに
よって製造できる。
Next, the negative electrode of the electrode of the present invention is obtained by doping lithium on a molded body containing an insoluble and infusible substrate having a polyacene-based skeleton structure and a thermosetting resin. The insoluble and infusible substrate having a polyacene skeleton structure used in the negative electrode is hereinafter referred to as PAS '.
As the PAS ', the same PAS as in the positive electrode having a polyacene-based skeleton structure having an H / C ratio of 0.05 to 0.5, preferably 0.1 to 0.35 can be used. Even in the negative electrode, the H / C ratio of PAS 'was 0.05
When it is less than 3, when carrying lithium or taking lithium in and out (during charge and discharge), the structure of the base is likely to change, and the cycle characteristics deteriorate. On the other hand, H
When the / C ratio exceeds 0.5, lithium cannot be stably supported, and a battery manufactured using such a negative electrode in which lithium is supported on PAS 'has a large self-discharge. Further in the negative electrode, not suitable in the positive electrode, the BET specific surface area of 600 meters 2 / g
It is also possible to use PAS's less than. The PAS 'having such a low specific surface area can be used as the PAS in the positive electrode described above.
In the production process, the aromatic condensation polymer is cured without adding an inorganic substance such as zinc chloride, and then in a non-oxidizing atmosphere (including a vacuum state) at 400 to 1000 ° C.
, Preferably at a temperature of 600 to 800 ° C. to obtain a heat-treated product having an H / C ratio of the above value.

【0017】また負極においては、PAS′の平均粒径
は0.1〜5μmであるのが好ましい。特にBET法に
よる比表面積値は600m2 /g未満で、かつ平均粒径
0.1〜5μmのPAS′を負極に使用すると、本発明
の効果が顕著となる。ここで、PAS′の平均粒径は、
遠心沈降法等により得られるストークス径(試料粒子と
等速度で同じ媒質中を沈降する同じ密度の球形粒子の
径)において、積算ふるい百分率が50%を示す粒子径
として定義した。負極においてPAS′と共に成形に用
いられる熱硬化性樹脂としては、電極のゆるみを抑止し
得るもの、例えばフェノール樹脂,メラミン樹脂,フラ
ン樹脂等が挙げられる。成形体中の熱硬化性樹脂の割合
はPAS′の形状,PAS′の比表面積,結着剤量,担
持させるリチウム量等によって決定されるが、好ましく
は負極中に占める割合が重量比で1〜70%、さらに好
ましくは5〜50%である。熱硬化性樹脂が少なすぎる
と負極のゆるみを抑止する効果が小さく、多すぎると当
然のことながらPAS′の量が少なくなり、十分なリチ
ウムを担持することができず、電池容量が低下してしま
う。
In the negative electrode, the average particle size of PAS 'is preferably 0.1 to 5 μm. In particular, when PAS ′ having a specific surface area value of less than 600 m 2 / g and an average particle diameter of 0.1 to 5 μm is used for the negative electrode, the effect of the present invention becomes remarkable. Here, the average particle size of PAS ′ is
In the Stokes diameter obtained by centrifugal sedimentation or the like (diameter of spherical particles of the same density sedimenting in the same medium at the same speed as the sample particles), it was defined as the particle diameter at which the integrated sieving percentage was 50%. Examples of the thermosetting resin used in the negative electrode together with PAS 'for molding include those capable of suppressing loosening of the electrode, for example, phenol resin, melamine resin, and furan resin. The ratio of the thermosetting resin in the molded article is determined by the shape of the PAS ', the specific surface area of the PAS', the amount of the binder, the amount of lithium to be supported, and the like. ~ 70%, more preferably 5 ~ 50%. If the amount of the thermosetting resin is too small, the effect of suppressing the loosening of the negative electrode is small. If the amount is too large, the amount of PAS 'naturally becomes small, so that sufficient lithium cannot be supported, and the battery capacity decreases. I will.

【0018】PAS′と熱硬化性樹脂を含む成形体は、
大きく分けて2つの方法で製造することができる。第1
の方法は、粉末状,短繊維状等の混合しやすい形態のP
AS′と熱硬化性樹脂の初期縮合物とを、必要ならばメ
タノール,トルエン,水等の溶媒を加えて混練後、50
〜200℃の加熱下硬化と同時に加圧成形する方法であ
る。また第2の方法は、先に上記形態にあるPAS′
を、例えばポリ四フッ化エチレン,ポリエチレン,ポリ
プロピレン等の電池用電極に一般的に用いられる結着剤
と、混合あるいは必要に応じて混練,成形しておき、続
いてこの成形体に熱硬化性樹脂の初期縮合物を含浸後、
加熱等により乾燥,硬化を行う方法である。
A molded article containing PAS 'and a thermosetting resin is:
It can be roughly divided into two methods. First
Is a method of mixing P such as powder, short fiber, etc.
AS 'and the initial condensate of the thermosetting resin are kneaded by adding a solvent such as methanol, toluene or water, if necessary, and then kneaded.
This is a method of performing pressure molding at the same time as curing under heating at ~ 200 ° C. Further, the second method is to use the PAS '
Is mixed with a binder generally used for battery electrodes, for example, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, etc., or kneaded and molded as necessary. After impregnating the resin initial condensate,
This is a method of drying and curing by heating or the like.

【0019】このようにして得られた成形体へのリチウ
ムの担持は、電解法,気相法,液相法,イオン注入法等
公知のドーピング方法から適宜選択して行えばよい。例
えば電解法でリチウムを担持する場合には、リチウムイ
オンを含む電解液中に、PAS′成形体を作用電極とし
て浸漬し、同一電解液中の対極との間で、電流を流す
か、または電圧を印加する。また上記成形体に、適量の
リチウム箔を直接接触させることによっても担持させる
ことができる。
The loading of lithium on the thus obtained molded body may be appropriately selected from known doping methods such as an electrolytic method, a gas phase method, a liquid phase method, and an ion implantation method. For example, when lithium is supported by an electrolytic method, the PAS ′ molded body is immersed in an electrolytic solution containing lithium ions as a working electrode, and a current is applied to the counter electrode in the same electrolytic solution, or a voltage is applied. Is applied. Further, it can also be supported by bringing an appropriate amount of lithium foil into direct contact with the molded body.

【0020】気相法を用いる場合には、例えばリチウム
の蒸気に、PAS′成形体をさらす。液相法を用いる場
合には、例えばリチウムイオンを含む錯体とPAS′と
接触せしめる。この反応に用いる錯体としては、例えば
アルカリ金属のナフタレン錯体,アルコキシドなどが挙
げられるが、これらに限定されるものではない。上記方
法によってPAS′に担持せしめるリチウムの量は、原
子百分率(PAS′の炭素原子1個に対するリチウム原
子の数の百分率)で3%以上、好ましくは10%以上で
ある。リチウムの量はPAS′の比表面積,組合せる正
極の容量等によっても異なり、リチウムを担持せしめた
PAS′成形体の電位がLi/Li+ に対して1.0〜
0Vになるようにリチウムを担持させるのが望ましい。
リチウムの量が少ない場合、本発明の電池の容量が低下
し、多い場合には過剰のリチウムがPAS′成形体表面
に析出してしまう。
When the gas phase method is used, the PAS 'compact is exposed to, for example, lithium vapor. When the liquid phase method is used, for example, a complex containing lithium ions is brought into contact with PAS '. Examples of the complex used in this reaction include, but are not limited to, an alkali metal naphthalene complex and an alkoxide. The amount of lithium supported on the PAS 'by the above method is 3% or more, preferably 10% or more in atomic percentage (percentage of the number of lithium atoms to one carbon atom of PAS'). The amount of lithium varies depending on the specific surface area of the PAS ', the capacity of the combined positive electrode, and the like. The potential of the PAS' molded body supporting lithium is 1.0 to 1.0 with respect to Li / Li + .
It is desirable to carry lithium so as to be 0V.
When the amount of lithium is small, the capacity of the battery of the present invention is reduced. When the amount is large, excess lithium is deposited on the surface of the PAS 'molded body.

【0021】本発明に用いる電解液を構成する溶媒とし
ては非プロトン性有機溶媒が用いられる。非プロトン性
有機溶媒としては、例えばエチレンカーボネート,プロ
ピレンカーボネート,γ−ブチロラクトン,ジメチルホ
ルムアミド,ジメチルアセトアミド,ジメチルスルホキ
シド,アセトニトリル,ジメトキシエタン,テトラヒド
ロフラン,ジオキソラン,塩化メチレン,スルホラン等
が挙げられる。これら非プロトン性有機溶媒を単独でま
たは二種以上の混合液として使用できる。また、上記の
混合または単一の溶媒に溶解させる電解質は、リチウム
イオンを生成し得る電解質のいずれでもよい。このよう
な電解質は、例えばLiI,LiClO4 ,LiAsF
6 ,LiBF4 またはLiHF2 等である。上記の電解
質および溶媒は十分に脱水された状態で混合され、電解
液とするのであるが、電解液中の前記電解質の濃度は、
電解液による内部抵抗を小さくするため、少なくとも
0.1モル/リットル以上とするのが望ましく、通常
0.2〜1.5モル/リットルとするのがより好まし
い。
An aprotic organic solvent is used as a solvent constituting the electrolytic solution used in the present invention. Examples of the aprotic organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxolan, methylene chloride, and sulfolane. These aprotic organic solvents can be used alone or as a mixture of two or more. The electrolyte mixed or dissolved in a single solvent may be any electrolyte that can generate lithium ions. Such electrolytes include, for example, LiI, LiClO 4 , LiAsF
6 , LiBF 4 or LiHF 2 . The above electrolyte and solvent are mixed in a sufficiently dehydrated state to make an electrolyte, but the concentration of the electrolyte in the electrolyte is:
In order to reduce the internal resistance due to the electrolyte, it is preferably at least 0.1 mol / l or more, and more preferably 0.2 to 1.5 mol / l.

【0022】本発明の有機電解質電池は上記した正極,
負極および電解液を備えており、一般に正極と負極はセ
パレーターを介して配置される。以下、実施例を挙げて
本発明を具体的に説明する。
The organic electrolyte battery of the present invention comprises the above-described positive electrode,
A negative electrode and an electrolytic solution are provided. Generally, a positive electrode and a negative electrode are arranged via a separator. Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.

【0023】[0023]

【実施例】実施例1 I(正極および負極用)ポリアセン系物質の製造:− 水溶性レゾール型フェノール樹脂(約60%濃度)/塩
化亜鉛/水を重量比で10/25/5の割合で混合した
スラリーを、10cm×10cm×1cmの型に流し込
み、その上にガラス板を被せ、水分の蒸発を抑止しなが
ら100℃で1時間加熱して硬化した。この硬化体をシ
リコニット電気炉中に入れ、窒素気流中で、40℃/時
間の速度で昇温して500℃まで加熱し、熱処理を行っ
た。次に、この熱処理物を希塩酸で洗浄して塩化亜鉛を
除去した後、水洗し、次いで乾燥することによって、板
状のPASを得た。このPASのBET法による比表面
積は2000m2 /gと極めて大きな値であった。また
元素分析を行ったところ、水素原子/炭素原子の原子数
比は0.23であった。X線回折からのピークの形状は
ポリアセン系骨格構造に基因するパターンであり、2θ
で20〜22°付近にブロードなメインピークが存在
し、また41〜46°付近に小さなピークが確認され
た。
EXAMPLES Example 1 Preparation of I (for positive and negative electrodes) polyacene-based materials: Water-soluble resol type phenolic resin (about 60% concentration) / zinc chloride / water in a weight ratio of 10/25/5. The mixed slurry was poured into a mold of 10 cm × 10 cm × 1 cm, covered with a glass plate, and cured by heating at 100 ° C. for 1 hour while suppressing evaporation of water. The cured product was placed in a siliconite electric furnace, heated at a rate of 40 ° C./hour and heated to 500 ° C. in a nitrogen stream to perform a heat treatment. Next, the heat-treated product was washed with diluted hydrochloric acid to remove zinc chloride, washed with water, and then dried to obtain a plate-like PAS. The specific surface area of this PAS measured by the BET method was an extremely large value of 2000 m 2 / g. Elemental analysis revealed that the ratio of the number of hydrogen atoms to the number of carbon atoms was 0.23. The shape of the peak from X-ray diffraction is a pattern based on the polyacene-based skeletal structure, and 2θ
, A broad main peak was present at around 20 to 22 °, and a small peak was found at around 41 to 46 °.

【0024】かくして得られたPASをナイロン製のボ
ールミルで、10分間,24時間および48時間と粉砕
時間を変えて粉砕して、平均粒径がそれぞれ5.2μm
(PAS粉末A),0.7μm(PAS粉末B)および
0.4μm(PAS粉末C)のPAS粉末を得た。な
お、PAS粉末の平均粒径は、電子顕微鏡法(「粉
体」,久保輝一郎ら編,昭和54年,改訂2版,丸善株
式会社)により求めた。
The PAS thus obtained was pulverized by a ball mill made of nylon while changing the pulverization time to 10 minutes, 24 hours and 48 hours, each having an average particle size of 5.2 μm.
PAS powders of (PAS powder A), 0.7 μm (PAS powder B) and 0.4 μm (PAS powder C) were obtained. The average particle size of the PAS powder was determined by electron microscopy ("powder", edited by Keiichiro Kubo et al., 1979, 2nd revised edition, Maruzen Co., Ltd.).

【0025】II(負極用)ポリアセン系物質の製造:− ノボラック型フェノール樹脂をシリコニット電気炉に入
れ、窒素雰囲気下で10℃/時間の昇温速度で750℃
まで加熱し、熱処理を行った。得られたPAS′のH/
C比は0.12であった。このPAS′をナイロン製の
ボールミルで、10分間及び24時間と粉砕時間を変え
て粉砕して、平均粒径がそれぞれ3.4μm(PAS′
粉末D)及び0.79μm(PAS′粉末E)のPA
S′粉末を得た。それぞれのBET法による比表面積は
230m2 /g及び240m2 /gであった。なお、P
AS′粉末の平均粒径は遠心沈降法により求めた。
II (for negative electrode) Production of polyacene-based material: Novolak-type phenol resin is placed in a siliconite electric furnace, and heated to 750 ° C. in a nitrogen atmosphere at a rate of 10 ° C./hour.
And heat-treated. H / of the obtained PAS '
The C ratio was 0.12. This PAS 'was pulverized with a ball mill made of nylon while changing the pulverization time to 10 minutes and 24 hours, and the average particle diameter was 3.4 μm (PAS').
PA of powder D) and 0.79 μm (PAS ′ powder E)
S ′ powder was obtained. The specific surface areas by the respective BET methods were 230 m 2 / g and 240 m 2 / g. Note that P
The average particle size of the AS 'powder was determined by a centrifugal sedimentation method.

【0026】LiCoO2 の製造:− 市販のLiCoO2 をアルミナ製のボールミルを用いて
粉砕時間10分間,48時間,72時間で粉砕し、平均
粒径がそれぞれ6.5μm(LiCoO2 粉末A),
0.6μm(LiCoO2 粉末B),0.4μm(Li
CoO2 粉末C)のLiCoO2 粉末を得た。平均粒径
はPAS′と同様に電子顕微鏡法により測定した。いず
れの場合にもLiCoO2 粒子は二次凝集していたが、
一次粒子の大きさで測定した。
[0026] LiCoO 2 in producing: - commercial LiCoO 2 the grinding time 10 minutes using an alumina ball mill for 48 hours, then milled for 72 hours, an average particle diameter of each 6.5 [mu] m (LiCoO 2 powder A),
0.6 μm (LiCoO 2 powder B), 0.4 μm (Li
LiCoO 2 powder of CoO 2 powder C) was obtained. The average particle size was measured by electron microscopy as in PAS '. In each case, LiCoO 2 particles were secondary aggregated,
It was measured by the size of the primary particles.

【0027】(1)正極の製造 PAS粉末AとLiCoO2 粉末AとをPAS/LiC
oO2 =40/60(重量比)でアルミナ製ボールミル
で24時間(実施例1a)及び48時間(実施例1b
粉砕した。得られたPAS及びLiCoO2 の複合物を
電子顕微鏡で観察したところ、PASの平均粒径はそれ
ぞれ0.5μmおよび0.4μmであった。またLiC
oO2 粒子はPAS粒子と均質に混合されていたため、
粒子直径の正確な測定は困難であったが、いずれも平均
粒径は0.5μm程度であった。
(1) Production of positive electrode PAS powder A and LiCoO 2 powder A were mixed with PAS / LiC
24 hours ( Example 1a ) and 48 hours ( Example 1b ) in an alumina ball mill at oO 2 = 40/60 (weight ratio)
Crushed. When the obtained composite of PAS and LiCoO 2 was observed with an electron microscope, the average particle size of PAS was 0.5 μm and 0.4 μm, respectively. Also LiC
Because the oO 2 particles were homogeneously mixed with the PAS particles,
Although accurate measurement of the particle diameter was difficult, the average particle diameter was about 0.5 μm in each case.

【0028】得られた複合物100重量部に対し、導電
剤としてカーボンブラック25重量部及び結着剤として
ポリ四フッ化エチレン8重量部を添加し、乳鉢により混
合,混練した後、ローラーによりシート成形を行い、厚
さ750μmの電極シートを得た。この電極シートの細
孔分布を水銀ポロシメーター(島津製作所製,ポアサイ
ザー)により測定し、(0.006μm以上0.1μm
以下の細孔直径を有する細孔体積)/(0.006μm
以上100μm以下の細孔直径を有する細孔体積)の比
を求めたところそれぞれ78%及び81%であった。こ
の電極シートを15mmφに打ち抜いてそれぞれ正極N
o.1a及びNo.1bとした。
To 100 parts by weight of the obtained composite, 25 parts by weight of carbon black as a conductive agent and 8 parts by weight of polytetrafluoroethylene as a binder were added, mixed and kneaded in a mortar, and then sheeted with a roller. Molding was performed to obtain an electrode sheet having a thickness of 750 μm. The pore distribution of this electrode sheet was measured with a mercury porosimeter (Poresizer, manufactured by Shimadzu Corporation), and was measured to be 0.006 μm to 0.1 μm.
Pore volume having the following pore diameter) / (0.006 μm
The ratio of the pore volume (pore diameter having a pore diameter of 100 μm or less) was 78% and 81%, respectively. This electrode sheet was punched into a 15 mmφ
o. 1a and No. 1 1b.

【0029】(2)負極の製造 PAS′粉末E100重量部に、結着剤としてポリ四フ
ッ化エチレン10重量部を添加し、乳鉢により混合,混
練後、ローラーによりシート成形を行い、厚さ400μ
mのフィルムに成形し、負極の予備成形体を得た。次い
で、この予備成形体をレゾール型フェノール樹脂初期縮
合物のメタノール溶液(約25%濃度)に浸漬し、フェ
ノール樹脂を成形体に含浸させた。フェノール樹脂の含
浸量は、予備成形体に対して8.7重量%であった。こ
の含浸フィルムを窒素雰囲気下にて200℃で2時間硬
化させた。得られた負極成形体を15mmφに打ち抜い
て、これを成形体No.1とした。
(2) Production of Negative Electrode To 100 parts by weight of PAS 'powder E, 10 parts by weight of polytetrafluoroethylene as a binder was added, mixed and kneaded in a mortar, formed into a sheet by a roller, and formed into a sheet having a thickness of 400 μm.
m, thereby obtaining a negative electrode preform. Next, the preform was immersed in a methanol solution (about 25% concentration) of a resol type phenol resin precondensate to impregnate the phenol resin into the preform. The impregnation amount of the phenol resin was 8.7% by weight based on the preform. This impregnated film was cured at 200 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere. The obtained negative electrode molded body was punched out to a size of 15 mmφ, and this was molded. It was set to 1.

【0030】得られた負極成形体No.1を作用極と
し、リチウム金属を対極及び参照極とし、1M LiC
lO4 のプロピレンカーボネート溶液を電解液とし、電
気化学セルを組み立てた。リチウムに対し、0.2Vの
電圧を12時間印加することにより、負極成形体にリチ
ウムを担持させた。回路に流れた電流値を積算して求め
られる、担持させたリチウムの量は32原子%であっ
た。これを負極No.1とする。
The obtained negative electrode molded product No. 1 as a working electrode, lithium metal as a counter electrode and a reference electrode, 1M LiC
An electrochemical cell was assembled by using an propylene carbonate solution of 10 4 as an electrolyte. By applying a voltage of 0.2 V to lithium for 12 hours, lithium was supported on the molded negative electrode. The amount of lithium carried, determined by integrating the current values flowing through the circuit, was 32 atomic%. This was designated as negative electrode No. Let it be 1.

【0031】(3)電池の組み立て 正極No.1a及びNo.1b,負極No.1及び電解
液として1MのLiPF6 プロピレンカーボネート/ジ
エチルカーボネート溶液、セパレータとしてガラス不織
布を用いて、図1に示すような電池を組み立てた。この
電池を1回目4.1Vで2時間定電圧充電した後、2m
Aで2.0Vまで放電した。以降この充放電を100回
まで繰り返し初期容量と比較した。結果を表1に示す。
(3) Battery assembly 1a and No. 1 1b, negative electrode no. A battery as shown in FIG. 1 was assembled by using 1 and a 1M LiPF 6 propylene carbonate / diethyl carbonate solution as an electrolytic solution, and a glass nonwoven fabric as a separator. After charging the battery for the first time at a constant voltage of 4.1 V for 2 hours, 2 m
A discharged to 2.0V. Thereafter, this charge / discharge was repeated up to 100 times and compared with the initial capacity. Table 1 shows the results.

【0032】実施例2 (1)正極の製造 PAS粉末CとLiCoO2 粉末Cを、PAS/LiC
oO2 =40/60(重量比)でナイロン製ボールミル
に入れ、1時間混合した。得られたPAS及びLiCo
2 の複合物を電子顕微鏡で観察したところ、PASお
よびLiCoO2 の粒径に大きな変化はなかった。この
複合物を用いて、以下実施例1と同様にして正極を製造
し、これを正極No.2とした。0.1μm以下の細孔
割合は82%であった。
Example 2 (1) Production of Positive Electrode PAS powder C and LiCoO 2 powder C were mixed with PAS / LiC
The mixture was placed in a nylon ball mill at oO 2 = 40/60 (weight ratio) and mixed for 1 hour. PAS and LiCo obtained
Observation of the O 2 composite with an electron microscope showed that there was no significant change in the particle size of PAS and LiCoO 2 . Using this composite, a positive electrode was manufactured in the same manner as in Example 1, and this was used as a positive electrode No. And 2. The proportion of pores of 0.1 μm or less was 82%.

【0033】(2)電池の組み立て 上記で製造した正極No.2を正極として用いたほかは
実施例1と同様にして電池を組み立てた。この電池を用
いて、実施例1と同様にして100回の充放電を行っ
た。結果を表1に示す。
(2) Assembling of the battery A battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that 2 was used as the positive electrode. Using this battery, charging and discharging were performed 100 times in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0034】実施例3 (1)負極の製造 PAS′粉末Dを用いた他は実施例1と同様にして予備
成形体を製造し、これに実施例1と同様にしてフェノー
ル樹脂を含浸させ硬化させて、負極成形体を製造した。
なお、フェノール樹脂の含浸量は、予備成形体に対して
8.1重量%であった。次に、得られた成形体(これを
No.2とした)に、実施例1と同様にしてリチウムを
担持させた。担持させたリチウムの量は28原子%であ
った。これを負極No.2とする。
Example 3 (1) Production of negative electrode A preform was produced in the same manner as in Example 1 except that PAS 'powder D was used, and impregnated with a phenol resin and cured in the same manner as in Example 1. Thus, a negative electrode molded body was manufactured.
The impregnation amount of the phenol resin was 8.1% by weight based on the preform. Next, lithium was carried on the obtained molded body (this was designated as No. 2) in the same manner as in Example 1 . The amount of lithium carried was 28 atomic%. This was designated as negative electrode No. Let it be 2.

【0035】(2)電池の組み立て 上記で製造した負極No.2を負極として用いたほかは
実施例1bと同様にして電池を組み立てた。この電池を
用いて、実施例2と同様にして100回の充放電を行っ
た。結果を表1に示す。
(2) Assembling of the battery Except that 2 was used as the negative electrode
A battery was assembled in the same manner as in Example 1b . Using this battery, charging and discharging were performed 100 times in the same manner as in Example 2. Table 1 shows the results.

【0036】実施例4 実施例2 で製造した正極No.2および実施例3で製造
した負極No.2を用いた他は実施例1と同様にして電
池を組み立てた。この電池を用いて、実施例1と同様に
して100回の充放電を行った。結果を表1に示す。
Example 4 The positive electrode No. 1 produced in Example 2 Anode was prepared in 2 and Example 3 No. A battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that Battery No. 2 was used. Using this battery, charging and discharging were performed 100 times in the same manner as in Example 1 . Table 1 shows the results.

【0037】実施例5 (1)負極の製造 PAS粉末Bを用いた他は実施例1と同様にして予備成
形体を製造し、これに実施例1と同様にしてフェノール
樹脂を含浸させ硬化させて、負極成形体を製造した。な
お、フェノール樹脂の含浸量は、予備成形体に対して3
6重量%であった。次に、得られた成形体(これをN
o.3とした)に、実施例1と同様にしてリチウムを担
持させた。担持させたリチウムの量は78原子%であっ
た。これを負極No.3とする。
Example 5 (1) Production of Negative Electrode A preform was produced in the same manner as in Example 1 except that PAS powder B was used, and impregnated with a phenol resin and cured in the same manner as in Example 1. Thus, a molded negative electrode was produced. The impregnation amount of the phenol resin is 3
It was 6% by weight. Next, the obtained molded body (N
o. 3) was loaded with lithium in the same manner as in Example 1. The amount of lithium carried was 78 atomic%. This was designated as negative electrode No. 3 is assumed.

【0038】(2)電池の組み立て 上記で製造した負極No.3を負極として用いたほかは
実施例1bと同様にして電池を組み立てた。この電池を
用いて、実施例1と同様にして100回の充放電を行っ
た。結果を表1に示す。
(2) Assembling of the battery Except that 3 was used as the negative electrode
A battery was assembled in the same manner as in Example 1b . Using this battery, charging and discharging were performed 100 times in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0039】実施例6 実施例2 で製造した正極No.2および実施例5で製造
した負極No.3を用いた他は実施例1と同様にして電
池を組み立てた。この電池を用いて、実施例1と同様に
して100回の充放電を行った。結果を表1に示す。
The positive electrode prepared in Example 6 Example 2 No. Anode was prepared in 2 and Example 5 No. A battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that Battery No. 3 was used. Using this battery, charging and discharging were performed 100 times in the same manner as in Example 1 . Table 1 shows the results.

【0040】比較例1 (1)正極の製造 PAS粉末AとLiCoO2 粉末Aを、PAS/LiC
oO2 =40/60(重量比)で乳鉢にて混合した。得
られたPAS及びLiCoO2 の複合物を電子顕微鏡で
観察したところ、PAS及びLiCoO2 の粒径に大き
な変化はなかった。この複合物を用いて、以下実施例1
と同様にして正極を製造し、これを正極No.3とし
た。0.1μm以下の細孔割合は53%であった。
Comparative Example 1 (1) Production of Positive Electrode PAS powder A and LiCoO 2 powder A were mixed with PAS / LiC
The mixture was mixed in a mortar at oO 2 = 40/60 (weight ratio). When the obtained composite of PAS and LiCoO 2 was observed with an electron microscope, there was no significant change in the particle size of PAS and LiCoO 2 . Using this composite, the following Example 1
A positive electrode was manufactured in the same manner as in It was set to 3. The proportion of pores having a diameter of 0.1 μm or less was 53% .

【0041】(2)電池の組み立て 上記で製造した正極No.3を正極として用いたほかは
実施例1と同様にして電池を組み立てた。この電池を用
いて、実施例1と同様にして100回の充放電を行っ
た。結果を表1に示す。
(2) Assembling of the battery Except that 3 was used as the positive electrode
A battery was assembled in the same manner as in Example 1 . Using this battery, charging and discharging were performed 100 times in the same manner as in Example 1 . Table 1 shows the results.

【0042】比較例2 PAS粉末CとLiCoO2 粉末Aを、PAS/LiC
oO2 =40/60(重量比)で乳鉢に入れて混合し
た。得られたPAS及びLiCoO2 の複合物を電子顕
微鏡で観察したところ、PAS及びLiCoO2 の粒径
に大きな変化はなかった。この複合物を用いて、以下
施例1と同様にして正極を製造し、これを正極No.4
とした。
Comparative Example 2 PAS powder C and LiCoO 2 powder A were mixed with PAS / LiC
The mixture was placed in a mortar at oO 2 = 40/60 (weight ratio) and mixed. When the obtained composite of PAS and LiCoO 2 was observed with an electron microscope, there was no significant change in the particle size of PAS and LiCoO 2 . Using this composite, less real
A positive electrode was manufactured in the same manner as in Example 1, and this was used as a positive electrode No. 4
And

【0043】(2)電池の組み立て 上記で製造した正極No.4を正極として用いたほかは
実施例1と同様にして電池を組み立てた。この電池を用
いて、実施例1と同様にして100回の充放電を行っ
た。結果を表1に示す。
(2) Assembling of the battery Except that 4 was used as the positive electrode
A battery was assembled in the same manner as in Example 1 . Using this battery, charging and discharging were performed 100 times in the same manner as in Example 1 . Table 1 shows the results.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明によれば、容量が大きくかつ高電
圧で長期に亘って充放電が可能な二次電池を提供するこ
とができる。さらに本発明の二次電池は安全性に優れて
おり、しかも製造が容易でかつ経済的である。
According to the present invention, it is possible to provide a secondary battery having a large capacity, a high voltage and capable of charging and discharging for a long time. Further, the secondary battery of the present invention is excellent in safety, and is easy and economical to manufacture.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる電池の基本構成を示したもので
ある。
FIG. 1 shows a basic configuration of a battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 2 負極 3 集電体 3′ 集電体 4 電解液 5 セパレーター 6 電池ケース 7 外部端子 7′ 外部端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Current collector 3 'Current collector 4 Electrolyte 5 Separator 6 Battery case 7 External terminal 7' External terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 吉水 純子 (56)参考文献 特開 平5−159807(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page Examiner Junko Yoshimizu (56) References JP-A-5-159807 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 正極,負極および,リチウム塩を非プロ
トン性有機溶媒に溶解した溶液を含む電解液を備えた有
機電解質電池において、 該正極が、 (1)(a)炭素,水素及び酸素からなる芳香族系縮合
ポリマーの熱処理物であって、水素原子/炭素原子の原
子数比が0.05〜0.5であるポリアセン系骨格構造
を含有し、かつBET法による比表面積値が600m2
/g以上である不溶不融性基体と、(b)平均粒径が1
μm以下であるリチウム酸化コバルト粒子との複合物で
且つ、 (2)0.1μm以下の細孔直径を有する細孔体積が全
細孔体積に対して70%以上を占めるものであり、 該負極が、 (a)炭素,水素及び酸素からなる芳香族系縮合ポリマ
ーの熱処理物であって、水素原子/炭素原子の原子数比
が0.05〜0.5であるポリアセン系骨格構造を有す
る不溶不融性基体と、(b)熱硬化性樹脂とを含む成形
体に、リチウムを不溶不融性基体の炭素原子に対して原
子百分率で3%以上担持させたものであることを特徴と
する有機電解質電池。
1. An organic electrolyte battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution containing a solution in which a lithium salt is dissolved in an aprotic organic solvent, wherein the positive electrode comprises: (1) (a) carbon, hydrogen and oxygen A heat-treated product of an aromatic condensed polymer comprising a polyacene-based skeleton structure having an atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms of 0.05 to 0.5, and having a specific surface area value of 600 m 2 by a BET method.
/ G or more, and (b) the average particle size is 1
(2) a pore volume having a pore diameter of 0.1 μm or less accounts for 70% or more of the total pore volume; (A) a heat-treated aromatic condensed polymer composed of carbon, hydrogen and oxygen, which has a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.05 to 0.5; A molded product containing an infusible substrate and (b) a thermosetting resin, wherein lithium is supported on the insoluble infusible substrate at an atomic percentage of 3% or more based on carbon atoms. Organic electrolyte battery.
【請求項2】 正極において、不溶不融性基体が平均粒
径1μm以下の粒子から成る請求項1記載の有機電解質
電池。
2. The organic electrolyte battery according to claim 1, wherein in the positive electrode, the insoluble and infusible substrate comprises particles having an average particle size of 1 μm or less.
【請求項3】 負極において、不溶不融性基体がBET
法による比表面積600m2 /g未満であり、かつ平均
粒径0.1〜5μmの粒子から成る請求項1または2の
いずれか1項に記載の有機電解質電池。
3. The negative electrode according to claim 1, wherein the insoluble infusible substrate is BET.
The organic electrolyte battery according to claim 1, comprising particles having a specific surface area of less than 600 m 2 / g and an average particle size of 0.1 to 5 μm.
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