JP2826850B2 - Method for producing polyaniline - Google Patents

Method for producing polyaniline

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JP2826850B2
JP2826850B2 JP1304991A JP30499189A JP2826850B2 JP 2826850 B2 JP2826850 B2 JP 2826850B2 JP 1304991 A JP1304991 A JP 1304991A JP 30499189 A JP30499189 A JP 30499189A JP 2826850 B2 JP2826850 B2 JP 2826850B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、ポリアニリン類の製造方法に関し、より詳
しくは電解重合によるポリアニリン類の製造方法に関す
る。
The present invention relates to a method for producing a polyaniline, and more particularly, to a method for producing a polyaniline by electrolytic polymerization.

<従来の技術> ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導
電性高分子材料は、ドーピングにより導電性となり色変
化を伴うことから、二次電池、センサー、エレクトロク
ロミック素子、コンデンサー等の各種電極に応用されて
いる。特にポリアニリンは酸化、還元に対する安定性が
高く、またドープ量が大きいことから注目されている。
<Conventional technology> Since conductive polymer materials such as polyaniline, polypyrrole, and polyacetylene become conductive by doping and change color, they are applied to various electrodes such as secondary batteries, sensors, electrochromic devices, and capacitors. I have. In particular, polyaniline has attracted attention because it has high stability against oxidation and reduction and has a large doping amount.

ポリアニリンは、一般に酸性水溶液中でアニリンを電
解酸化して得られる。このポリアニリン類の製造方法の
提案は多い。例えば、特開昭60−235831号公報では0.7V
vs SCE以下の定電位電解を行うことにより電解重合の
効率および膜質の良好なポリアニリン膜を製造する方法
が提案されている。また、本発明者らも低い重合電位で
電解重合したポリアニリンが電池用電極として優れるこ
とを報告している(電子情報通信学会OME 87−39)。
Polyaniline is generally obtained by electrolytically oxidizing aniline in an acidic aqueous solution. There are many proposals for a method for producing this polyaniline. For example, in JP-A-60-235831, 0.7 V
A method has been proposed for producing a polyaniline film having good electropolymerization efficiency and film quality by performing a constant potential electrolysis at or below SCE. The present inventors have also reported that polyaniline electrolytically polymerized at a low polymerization potential is excellent as an electrode for a battery (IEICE OME 87-39).

<発明が解決しようとする課題> ところが、ポリアニリンを低いで電位で定電位電解重
合を開始する場合、ポリアニリンが電極表面を覆うまで
なかなか重合反応が進行せず生産性の面で問題となる。
また高い電位の場合、ポリアニリンの製造速度が早す
ぎ、ジュール熱等により重合系の温度が上昇し得られる
ポリアニリンの膜質は機械的強度、均一性の点で悪くな
り、プロピレンカーボネイト、ガンマ−ブチロラクト
ン、ジメチルホルムアミド等の電池用非水溶媒へ溶解し
易くなる。一方、定電流電解重合は強制的に電流を流し
て重合反応を生じさせるため、ポリアニリンの製造速度
が一定であり、低電流電解重合においても製造量のコン
トロールが容易である。低い設定電流値で電解重合を行
うほうが機械的強度、均一性の点で良い膜質で非水溶媒
に溶解し難いポリアニリンが得られる傾向があるが、低
い電流値で電解重合を行い続けるとポリアニリンの製造
速度は遅くなってしまう。
<Problems to be Solved by the Invention> However, when constant potential electrolytic polymerization is started at a low potential with polyaniline at a low potential, the polymerization reaction does not readily proceed until the polyaniline covers the electrode surface, which poses a problem in terms of productivity.
In the case of a high potential, the production rate of polyaniline is too fast, and the film quality of polyaniline obtained by increasing the temperature of the polymerization system due to Joule heat or the like becomes poor in mechanical strength and uniformity, and propylene carbonate, gamma-butyrolactone, It is easily dissolved in non-aqueous solvents for batteries such as dimethylformamide. On the other hand, in the case of constant-current electrolytic polymerization, a current is forced to flow to cause a polymerization reaction. Therefore, the production rate of polyaniline is constant, and the production amount can be easily controlled even in low-current electrolytic polymerization. Performing electrolytic polymerization at a low set current value tends to produce polyaniline that is good in mechanical strength and uniformity and is difficult to dissolve in non-aqueous solvents in terms of uniformity. The production speed will be slow.

従って、生産性が高く膜質の良いポリアニリン類を製
造することが重要な課題となっていた。
Therefore, it has been an important issue to produce polyanilines having high productivity and good film quality.

本発明は上記の点を解決しようとするもので、その目
的は生産性が高く、機械的強度、均一性の点で良好な膜
質で非水溶媒に不溶なポリアニリン類を製造する方法を
提供することにある。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a polyaniline having high productivity, good mechanical strength, good film quality in terms of uniformity, and insoluble in a non-aqueous solvent. It is in.

<課題を解決するための手段> 本発明は、ポリアニリン類を電解重合により製造する
方法において、電解重合初期は定電流電解重合を行い、
その後、重合電位が0.55〜0.8V vs SCEにて定電位電解
重合を継続することを特徴とするポリアニリン類の製造
方法を提供するものである。
<Means for Solving the Problems> The present invention provides a method for producing polyanilines by electrolytic polymerization, in which the initial stage of electrolytic polymerization is carried out by constant-current electrolytic polymerization,
Thereafter, the present invention provides a method for producing polyaniline, characterized in that a constant potential electrolytic polymerization is continued at a polymerization potential of 0.55 to 0.8 V vs SCE.

次に、本発明を詳しく説明する。本発明のポリアニリ
ン類の電解重合方法は、一般には例えば、J.Electroche
m.Soc.,Vol.130,No7,1506−1509(1983),Electochem.A
cta.,Vol.27,No1,61−65(1982),J.Chem.Soc.,Chem.Co
mmun.,1199−(1984)などに示されているが、単量体と
電解質とを溶媒に溶解した液を所定の電解槽に入れ、電
解することによって行うことができる。
Next, the present invention will be described in detail. The method for electrolytic polymerization of polyanilines of the present invention is generally, for example, J. Electroche
m.Soc., Vol. 130, No. 7, 1506-1509 (1983), Electrochem. A
cta., Vol. 27, No. 1, 61-65 (1982), J. Chem. Soc., Chem. Co.
mmun., 1199- (1984), etc., it can be carried out by placing a solution obtained by dissolving a monomer and an electrolyte in a solvent in a predetermined electrolytic tank and performing electrolysis.

電解重合初期の定電流電解重合の重合電流としては、
0.5〜50mA/cm2の範囲であり,好ましくは1〜20mA/cm2
の範囲である。0.5mA/cm2未満ではポリアニリン類の製
造速度が遅く、またポリアニリン類の重合可能な電位に
到達することが難しい。50mA/cm2を超えるとジュール熱
等によるポリアニリン類の膜質は機械的強度、均一性の
点で悪く、非水溶媒へ溶解し易くなる。初期においては
電極電位はポリアニリン類が電極を被覆するまでかなり
高い電位にあるが、ポリアニリン類の被覆が完了すると
電極電位は徐々に減少し続ける。ポリアニリンの膜質は
電流値よりも重合電位に係るため、定電流電解重合を行
い、電極電位が一度上昇した後設定電位に下がった時点
で定電位電解重合を行った方が製造速度の点で有利であ
る。
As the polymerization current of constant current electrolytic polymerization at the beginning of electrolytic polymerization,
0.5 to 50 mA / cm 2 , preferably 1 to 20 mA / cm 2
Range. If it is less than 0.5 mA / cm 2 , the production rate of the polyaniline is low, and it is difficult to reach the potential at which the polyaniline can be polymerized. If it exceeds 50 mA / cm 2 , the film quality of polyaniline due to Joule heat or the like is poor in mechanical strength and uniformity, and it is easily dissolved in a non-aqueous solvent. Initially, the electrode potential is fairly high until the polyaniline coats the electrode, but once the polyaniline coating is complete, the electrode potential continues to decrease gradually. Since the film quality of polyaniline is related to the polymerization potential rather than the current value, it is more advantageous in terms of production speed to perform constant-current electrolytic polymerization, and then perform constant-potential electrolytic polymerization when the electrode potential rises once and then falls to the set potential. It is.

定電流電解重合するポリアニリン類の膜厚としては、
0.1〜50μm,好ましくは1〜20μmである。0.1μm未満
では電極に均一にポリアニリン類を被覆することが難し
く、50μmを超えると本発明の効果が薄く定電流電解重
合と大差がない。定電流電解重合の後に定電位電解重合
に切り替えるがその設定電位としては0.55〜0.80V vs S
CEの範囲であり、好ましくは0.55〜0.70V vs SCEであ
る。0.55V vs SCE未満では重合反応が遅く、0.8V vs SC
Eを超えると膜の機械的強度、均一性の点で悪く、非水
溶媒へ溶解し易くなる。
The thickness of the polyaniline to be subjected to constant current electrolytic polymerization is as follows.
It is 0.1 to 50 μm, preferably 1 to 20 μm. If it is less than 0.1 μm, it is difficult to coat the electrode uniformly with polyaniline, and if it exceeds 50 μm, the effect of the present invention is thin and there is no great difference from the galvanostatic polymerization. After constant-current electropolymerization, switch to constant-potential electropolymerization, but the set potential is 0.55 to 0.80 V vs S
It is in the range of CE, preferably 0.55 to 0.70 V vs SCE. Below 0.55V vs SCE, polymerization reaction is slow, 0.8V vs SC
If it exceeds E, the mechanical strength and uniformity of the film are poor, and the film is easily dissolved in a non-aqueous solvent.

ポリアニリン類の単量体としては、下記一般式(I)
または(II) (式中、R1〜R4は水素原子、アルキル基、またはアリー
ル基を表す。)で表わされ、具体的にはアニリン、4−
アミノジフェニルアミン、N−メチルアニリン、N−エ
チルアニリン、4−(N−メチルアミノ)ジフェニルア
ミン、ジフェニルアミン、o−メチルアニリン、o−エ
チルアニリン、m−メチルアニリン、m−エチルアニリ
ン、4−(N−エチルアミノ)ジフェニルアミン、N,
N′−ジフェニル−p−フェニレンジアミン等が挙げら
れる。これらアニリンおよびその誘導体は単独でもまた
2種類以上の混合物として使用することができる。しか
し最も好ましいものはアニリンである。
Examples of the polyaniline monomer include the following general formula (I)
Or (II) (Wherein, R 1 to R 4 represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.) Specifically, aniline, 4-
Aminodiphenylamine, N-methylaniline, N-ethylaniline, 4- (N-methylamino) diphenylamine, diphenylamine, o-methylaniline, o-ethylaniline, m-methylaniline, m-ethylaniline, 4- (N- Ethylamino) diphenylamine, N,
N'-diphenyl-p-phenylenediamine and the like. These anilines and their derivatives can be used alone or as a mixture of two or more. Most preferred, however, is aniline.

電解重合時のモノマー濃度は約0.001〜4mol/で、好
ましくは0.01〜2mol/である。0.001mol/未満では反
応の進行が遅く、4mol/を超えると溶解し難い。
The monomer concentration during the electrolytic polymerization is about 0.001 to 4 mol /, preferably 0.01 to 2 mol /. If it is less than 0.001 mol /, the reaction progresses slowly, and if it exceeds 4 mol /, it is difficult to dissolve.

一般にポリアニリン類はプロトン酸を含有する反応媒
体中において合成されるが、アニリン類の重合において
使用できるプロトン酸としては塩酸、硫酸、過塩素酸、
ホウフッ化水素酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢
酸、パラトルエンスルホン酸などが挙げられる。特に塩
酸、硫酸、テトラフルオロホウ酸中において合成された
ポリアニリンは非水溶媒への溶解性が低く好ましい。
In general, polyanilines are synthesized in a reaction medium containing a protonic acid. Examples of protonic acids that can be used in the polymerization of anilines include hydrochloric acid, sulfuric acid, perchloric acid,
Examples include borofluoric acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, and paratoluenesulfonic acid. In particular, polyaniline synthesized in hydrochloric acid, sulfuric acid, and tetrafluoroboric acid has low solubility in a non-aqueous solvent, and thus is preferable.

プロトン酸の使用量としては重合用電解液のpHで3以
下、好ましくは2以下になるように添加することが望ま
しい。pH値が3より大きいと重合体の成長速度が遅く、
また製造された重合体もジメチルホルムアミドなどの溶
媒に溶解する部分が多いことから、その重合度が低く、
充放電に対する材料の安定性も良くない。
It is desirable to add the protonic acid so that the pH of the electrolytic solution for polymerization is 3 or less, preferably 2 or less. If the pH value is more than 3, the growth rate of the polymer is slow,
In addition, since the produced polymer has many portions that are dissolved in a solvent such as dimethylformamide, the degree of polymerization is low,
The stability of the material against charge and discharge is also poor.

また重合液の電気伝導度を向上させるためにLiBF4,Li
ClO4,(n−Bu)4ClO4,(n−Bu)4BF4等の電解質塩を
0.01〜2mol/の範囲で添加しても良い。
Also, LiBF 4 , Li
An electrolyte salt such as ClO 4 , (n-Bu) 4 ClO 4 , (n-Bu) 4 BF 4
You may add in the range of 0.01-2 mol /.

溶媒としては、水、フロピレンカーボネート、ジメト
キシエタン、テトラヒドロフラン等が用いられるが、水
が好適に用いられる。
As the solvent, water, propylene carbonate, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, or the like is used, and water is preferably used.

反応温度は−50℃〜100℃が用いられる。好ましくは
−30℃〜50℃であり、さらに好ましくは0〜25℃であ
る。反応時間は所望する重合体量により、また反応温
度、反応系、与える電流密度により適宜設定する必要が
ある。
The reaction temperature is from -50 ° C to 100 ° C. Preferably it is -30 to 50 degreeC, More preferably, it is 0 to 25 degreeC. It is necessary to appropriately set the reaction time depending on the desired amount of the polymer, the reaction temperature, the reaction system, and the current density to be applied.

電解電極としては、電気伝導度が10-2S/cm以上の導電
性材料そのもの、基材上に導電性材料を複合したもの、
あるいは金属の表面に導電性高分子材料を被覆せしめた
ものが挙げられる。即ち、導電性材料そのものとしては
Ni,Pt,Au,Al等の金属、ステンレス等の合金、又はポリ
ピロール等の高導電性で機械的強度の大きい導電性高分
子、または炭素繊維、炭素粉末を樹脂と均一に混合し成
形したもの等が用いられる。基材上に導電性材料を複合
したものとしては、プラスチックフィルム等の上にAu,P
t,Ni,Al等の金属、SnO2,In2O3等の金属酸化物、ITO、炭
素体等を蒸着、塗布等して導電化したフィルムあるいは
ポリエステルフィルム等のプラスチックフィルム上に酸
化重合によりポリピロールを被覆したもの等が用いられ
る。また、金属の表面に導電性高分子材料を被覆したも
のとしては、アルミニウム等の金属上に酸化重合により
ポリピロールを被覆したもの等が挙げられる。
As the electrolytic electrode, a conductive material having an electrical conductivity of 10 -2 S / cm or more, a composite of a conductive material on a substrate,
Alternatively, a material in which a conductive polymer material is coated on a metal surface may be used. That is, as a conductive material itself,
Metals such as Ni, Pt, Au, Al, alloys such as stainless steel, or conductive polymers with high mechanical strength such as polypyrrole, or carbon fibers and carbon powders uniformly mixed and molded with resin Are used. As a composite of a conductive material on a base material, Au, P
Metal oxides such as t, Ni, Al, metal oxides such as SnO 2 , In 2 O 3 , ITO, carbon bodies, etc. Those coated with polypyrrole or the like are used. Examples of a metal having a conductive polymer material coated on its surface include a metal such as aluminum coated with polypyrrole by oxidative polymerization.

電解電極(集電体)表面は研磨剤、研磨機、電気化学
的方法により粗面化し、集電体の比表面積を向上させる
ことが好ましく、さらに0.5〜1500μm、好ましくは1
〜1000μmの貫通孔を有していることが好ましい。この
ように高表面積化、貫通孔を有する集電体はポリアニリ
ン類の接触している面積が大きいため、活物質の利用効
率が高く、電池に用いた場合、短絡電流の大きな電池を
製造することができる。また、貫通孔の存在により、集
電体両面のポリアニリン類は貫通孔を通し一体化するこ
とにより集電体と活物質の密着性がより良好となる。
The surface of the electrolytic electrode (current collector) is preferably roughened with an abrasive, a polishing machine, and an electrochemical method to improve the specific surface area of the current collector, and more preferably 0.5 to 1500 μm, preferably 1 to
It is preferable to have a through hole of up to 1000 μm. Since the current collector having a high surface area and a through-hole has a large area in contact with the polyaniline, the use efficiency of the active material is high, and when used in a battery, a battery having a large short-circuit current must be manufactured. Can be. In addition, due to the presence of the through-hole, the polyanilines on both surfaces of the current collector are integrated through the through-hole, so that the adhesion between the current collector and the active material is further improved.

電解重合により得られるポリアニリン類は電解電極上
に密着よく製造されるため、これを各種デバイスの電極
に用いればポリアニリン類の製造と電極の製造を行うこ
とができ、経済的に有利である。
Since the polyaniline obtained by electrolytic polymerization is produced with good adhesion on the electrolytic electrode, if this is used for the electrodes of various devices, the production of the polyaniline and the production of the electrode can be performed, which is economically advantageous.

また本発明の製造方法により製造されたポリアニリン
類あるいはポリアニリン類電極は二次電池、センサー、
エレクトロクロミック素子、コンデンサー等のデバイス
の電極あるいは電極活物質として優れた性態を示す。
The polyaniline or polyaniline electrode produced by the production method of the present invention is a secondary battery, a sensor,
It shows excellent properties as electrodes or electrode active materials of devices such as electrochromic devices and capacitors.

次に本発明の製造方法により製造されたポリアニリン
類電極を用いて最も効果の高い二次電池について説明す
る。本発明の製造方法により製造されたポリアニリン類
を電極として用いた二次電池は、基本的には正極、負極
および電解液より構成され、電極間にセパレータを設け
ることもできる。電解液は、溶媒および電解質により構
成される。正極には本発明の製造方法により製造された
ポリアニリン類が用いられる。
Next, the most effective secondary battery using the polyaniline electrode manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described. A secondary battery using a polyaniline produced by the production method of the present invention as an electrode is basically composed of a positive electrode, a negative electrode and an electrolytic solution, and a separator can be provided between the electrodes. The electrolyte is composed of a solvent and an electrolyte. Polyanilines produced by the production method of the present invention are used for the positive electrode.

負極活物質としてはポリアセチレン、ポリチオフェ
ン、ポリパラフェニレン、ポリピリジン等の導電性高分
子、LiとAl,Mg,Pb,Si,Ga,Inとの合金等使用可能であ
る。負極には、シート状負極活物質を単独で使用するこ
ともできるが、シート状負極の取り扱い性の向上、集電
効率の向上を図る上で、上記負極活物質と集電体の複合
体を用いることができる。
As the negative electrode active material, conductive polymers such as polyacetylene, polythiophene, polyparaphenylene, and polypyridine, and alloys of Li with Al, Mg, Pb, Si, Ga, and In can be used. For the negative electrode, the sheet-shaped negative electrode active material can be used alone.However, in order to improve the handleability of the sheet-shaped negative electrode and the current collection efficiency, the composite of the negative electrode active material and the current collector is required. Can be used.

負極集電体の材料としては、Ni,Al,Cu,Pt,Au,ステン
レス鋼等が好ましいが、軽量化の観点からAlがさらに好
ましい。従来よりデンドライト防止のため、Al−Liが負
極として用いられているが、AlとLiが合金化していない
ものでもよい。
As a material of the negative electrode current collector, Ni, Al, Cu, Pt, Au, stainless steel and the like are preferable, but Al is more preferable from the viewpoint of weight reduction. Conventionally, Al-Li is used as a negative electrode to prevent dendrite, but Al and Li may not be alloyed.

負極集電体への負極活物質の積層方法としては、蒸着
あるいは電気化学的方法により負極活物質を形成せしめ
る方法、集電体とLi等の活物質とのはり合わせ等機械的
方法等が挙げられる。
Examples of the method of laminating the negative electrode active material on the negative electrode current collector include a method of forming the negative electrode active material by vapor deposition or an electrochemical method, and a mechanical method such as bonding of the current collector to an active material such as Li. Can be

電気化学的方法では、負極集電体そのものを電極とし
てLiなどを析出させてもよいが、負極集電体上にイオン
導電性の高分子を被覆した後、電解析出させれば集電体
−高分子の界面にLiなどの活物質が均一に析出できる。
In the electrochemical method, Li or the like may be deposited using the negative electrode current collector itself as an electrode. However, if the negative electrode current collector is coated with an ionic conductive polymer and then electrolytically deposited, the current collector may be deposited. -An active material such as Li can be uniformly deposited on a polymer interface.

電池の電解液の電解質(ドーパント)としては、例え
ば以下の陰イオンまたは陽イオンを例示することがで
き、陽イオンをドープした高分子錯体はn型の導電性高
分子を、陰イオンをドープした高分子錯体はp型の導電
性高分子を与える。陰イオンをドープした高分子錯体は
正極に、陽イオンをドープした高分子錯体は負極に用い
ることができる。陰イオンとしては、PF6 -,SbF6 -,As
F6 -,SbCl6 -のようなV a族の元素のハロゲン化物アニオ
ン;BF4 -,BR4 -(R:フェニル基、アルキル基)のようなII
I a族の元素のハロゲン化物アニオン;ClO4 -のような過
塩素酸アニオン;Cl-,Br-,I-のようなハロゲンアニオン
等が例示できる。
Examples of the electrolyte (dopant) of the battery electrolyte include the following anions or cations. The cation-doped polymer complex is an n-type conductive polymer, and the anion is doped with an anion. The polymer complex gives a p-type conductive polymer. The polymer complex doped with an anion can be used for the positive electrode, and the polymer complex doped with the cation can be used for the negative electrode. The anion, PF 6 -, SbF 6 - , As
F 6 -, SbCl 6 - V a group of earth halide anions such as; BF 4 -, BR 4 - (R: phenyl group, an alkyl group) II such as
Halide anion of I a group of elements; ClO 4 - perchlorate anions such as; Cl -, Br -, I - halogen anion can be exemplified such as.

陽イオンとしては、Li+,Na+,K+のようなアルカリ金属
イオン、(R4N)[R:炭素数1〜20の炭化水素基]等
が例示できる。
Examples of the cation include alkali metal ions such as Li + , Na + , and K + , (R 4 N) + [R: a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms], and the like.

上記のドーパントを与える化合物の具体例としては、
LiPF6,LiSbF6,LiAsF6,LiClO4,NaClO4,KI,KPF6,KSbF6,KA
sF6,KClO4[(n−Bu)4N]・AsF6 -,[(n−Bu)
4N]・ClO4 -,[(n−Bu)4N]・BF4 -,LiAlCl4,LiB
F4,LiCF3SO3などを挙げることができる。なおポリアニ
リン類はp型の導電性高分子である。
Specific examples of the compound that gives the above dopant,
LiPF 6 , LiSbF 6 , LiA s F 6 , LiClO 4 , NaClO 4 , KI, KPF 6 , KSbF 6 , KA
sF 6, KClO 4 [(n -Bu) 4 N] + · AsF 6 -, [(n-Bu)
4 N] + · ClO 4 - , [(n-Bu) 4 N] + · BF 4 -, LiAlCl 4, LiB
F 4 , LiCF 3 SO 3 and the like can be mentioned. Note that polyanilines are p-type conductive polymers.

電解質溶液を構成する溶媒としては、特に限定はされ
ないが、比較的極性の大きい溶媒が好適に用いられる。
具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、ベンゾニトリル、アセトニトリル、テトラヒド
ロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、γ−ブチロ
ラクトン、ジオキソラン、トリエチルフォスフェート、
トリエチルフォスファイト、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド、ジオキ
サン、ジメトキシエタン、ポリエチレングリコール、ス
ルフォラン、ジクロロエタン、クロルベンゼン、ニトロ
ベンゼン等の有機溶媒の1種又は2種以上の混合物を挙
げることができる。
The solvent constituting the electrolyte solution is not particularly limited, but a solvent having a relatively large polarity is preferably used.
Specifically, propylene carbonate, ethylene carbonate, benzonitrile, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, γ-butyrolactone, dioxolan, triethyl phosphate,
Examples thereof include one or a mixture of two or more of organic solvents such as triethyl phosphite, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dioxane, dimethoxyethane, polyethylene glycol, sulfolane, dichloroethane, chlorobenzene, and nitrobenzene.

セパレータとしては、電解質溶液のイオン移動に対し
て低抵抗であり、かつ、溶液保持性に優れたものが用い
られる。例えば、ガラス繊維フィルタ;ポリエステル、
テフロン、ポリフロン、ポリプロピレン等の高分子ポア
フィルタ、不織布;あるいはガラス繊維とこれらの高分
子からなる不織布等を用いることができる。
As the separator, a separator having low resistance to ion movement of the electrolyte solution and excellent in solution retention is used. For example, glass fiber filters; polyester,
Polymer pore filters such as Teflon, polyflon, and polypropylene, and nonwoven fabrics; and nonwoven fabrics composed of glass fibers and these polymers can be used.

また、これら電解液、セパレータに代わる構成要素と
して固体電解質を用いることもできる。例えば、無機系
では、AgCl,AgBr,AgI,LiIなどの金属ハロゲン化物、RbA
g4I5,RbAg4I4CN等が挙げられる。また、有機系では、ポ
リエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリアクリルアミド等をポリマー
マトリクスとして先に述べた電解質塩をポリマーマトリ
クス中に溶解せしめた複合体、あるいはこれらの架橋
体、低分子量ポリエチレンオキサイド、クラウンエーテ
ルなどのイオン解離基をポリマー主鎖にグラフト化した
高分子電解質が挙げられる。
In addition, a solid electrolyte can be used as a component replacing the electrolytic solution and the separator. For example, in inorganic systems, metal halides such as AgCl, AgBr, AgI, LiI, RbA
g 4 I 5 , RbAg 4 I 4 CN and the like. In the organic system, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinylidene fluoride, polyacrylamide, etc., as a polymer matrix, a complex obtained by dissolving the above-mentioned electrolyte salt in the polymer matrix, or a crosslinked product thereof, a low molecular weight polyethylene oxide And a polymer electrolyte in which an ion dissociating group such as a crown ether is grafted to a polymer main chain.

電池の形態としては特に限定されるものではないが、
コイン型、シート型、筒型、ガム型等の各種電池に実装
することができる。
Although the form of the battery is not particularly limited,
It can be mounted on various batteries such as coin type, sheet type, cylindrical type, gum type and the like.

<実施例> 次に実施例、比較例を挙げて本発明を説明する。<Examples> Next, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples.

実施例1 厚さ10μmのSUS 304ホイルに直径50μmの穴70個/cm
2の割合であけた。その後、#200のエメリー粒子で1kg
の加圧力でブラスト加工を行った。1Mアニリン、3M HBF
4を含む水溶液中20℃で上記SUS 304を電解電極として1.
0mA/cm2の定電流電解重合を行った。重合電位が一度1.1
V vs SCEの極大値をとった後、0.70V vs SCEに達した時
点(この時のポリアニリン膜の膜厚は20μmであっ
た。)で設定電位で電解重合を行い総厚み600μmのポ
リアニリン電極を製造した。なお重合に要した時間は1.
3時間であった。このポリアニリン電極を水洗後、脱ド
ープを行い真空乾燥した。このときのポリアニリン膜の
引張強度は2.3kg/cm2であった。
Example 1 70 holes / cm of 50 μm diameter in SUS 304 foil of 10 μm thickness
It was opened at a rate of 2 . Then 1kg with # 200 emery particles
Blasting was performed with a pressing force of. 1M aniline, 3M HBF
The above SUS 304 is used as an electrolytic electrode at 20 ° C in an aqueous solution containing 4 .
Constant current electrolytic polymerization of 0 mA / cm 2 was performed. Once the polymerization potential is 1.1
After the maximum value of V vs SCE was reached, when 0.70 V vs SCE was reached (at this time, the thickness of the polyaniline film was 20 μm), electrolytic polymerization was performed at a set potential to form a polyaniline electrode having a total thickness of 600 μm. Manufactured. The time required for polymerization was 1.
3 hours. After washing the polyaniline electrode with water, it was dedoped and vacuum dried. At this time, the tensile strength of the polyaniline film was 2.3 kg / cm 2 .

実施例2 実施例1において初期重合電流を0.8mA/cm2の定電流
電解重合を行い、重合電位が0.65V vs SCEに達した時点
(この時のポリアニリンの膜厚は50μmであった。)で
設定電位を0.65V vs SCEとして定電位電解重合を行っ
た。重合に要した時間は2.1時間であった。次に実施例
1と同様にしてポリアニリンを得た。このときのポリア
ニリンの引張強度は2.7kg/cm2であった。
Example 2 In Example 1, a constant current electrolytic polymerization was carried out at an initial polymerization current of 0.8 mA / cm 2 , and when the polymerization potential reached 0.65 V vs. SCE (the polyaniline film thickness at this time was 50 μm). The potential was set at 0.65 V vs. SCE to perform the constant potential electrolytic polymerization. The time required for the polymerization was 2.1 hours. Next, polyaniline was obtained in the same manner as in Example 1. At this time, the tensile strength of the polyaniline was 2.7 kg / cm 2 .

比較例1 1.0mA/cm2の定電流でポリアニリンを電解重合する以
外は実施例1と同様にしてポリアニリンを製造した。重
合に要した時間は5.5時間であった。このときのポリア
ニリンの引張強度は2.8kg/cm2であった。
Comparative Example 1 Polyaniline was produced in the same manner as in Example 1 except that polyaniline was electrolytically polymerized at a constant current of 1.0 mA / cm 2 . The time required for the polymerization was 5.5 hours. At this time, the tensile strength of the polyaniline was 2.8 kg / cm 2 .

比較例2 0.65V vs SCEの定電位でポリアニリンを電解重合する
以外は実施例1と同様にしてポリアニリンを製造した。
重合に要した時間は4.5時間であった。このときのポリ
アニリンの引張強度は2.7kg/cm2であった。
Comparative Example 2 A polyaniline was produced in the same manner as in Example 1 except that polyaniline was electrolytically polymerized at a constant potential of 0.65 V vs SCE.
The time required for the polymerization was 4.5 hours. At this time, the tensile strength of the polyaniline was 2.7 kg / cm 2 .

比較例3 10mA/cm2の定電流でポリアニリンを電解重合する以外
は実施例1と同様にしてポリアニリンを製造した。重合
に要した時間は0.5時間であった。このときのポリアニ
リンの引張強度は1.8kg/cm2であった。
Comparative Example 3 A polyaniline was produced in the same manner as in Example 1, except that polyaniline was electrolytically polymerized at a constant current of 10 mA / cm 2 . The time required for the polymerization was 0.5 hour. At this time, the tensile strength of the polyaniline was 1.8 kg / cm 2 .

<電池性能試験> 実施例1,2、比較例3で製造した電極を正極に用い、
負極にLi,電解液に3.5M LiBF4/プロピレンカーボネート
+ジメトキシエタン(7:3)セパレーターにポリプロピ
レン不織布を用い第1図に示されるような試験セルで5m
A/cm2の定電流で充放電を行い電池特性を測定した。そ
の結果を第1表に示す。
<Battery performance test> The electrodes manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Example 3 were used as positive electrodes,
5 m in a test cell as shown in FIG. 1 using Li for the negative electrode, 3.5 M LiBF 4 / propylene carbonate + dimethoxyethane (7: 3) for the electrolyte and polypropylene non-woven fabric for the separator.
The battery was charged and discharged at a constant current of A / cm 2 and the battery characteristics were measured. Table 1 shows the results.

<発明の効果> 本発明の製造方法によれば、良い膜質の高性能なポリ
アニリン類を短時間で製造することができ、そのポリア
ニリン類を電極等に用いたデバイス、特に二次電池は優
れた性能を有する。
<Effects of the Invention> According to the manufacturing method of the present invention, high-performance polyaniline having good film quality can be manufactured in a short time, and a device using the polyaniline for an electrode or the like, particularly a secondary battery, is excellent. Has performance.

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

第1図は各実施例、比較例で製造されたポリアニリンを
正極に用いた二次電池を表わす概略構成図である。 1……正極、2……負極、3……正極端子、 4……負極端子、5……セパレーター、 6,7……フッ素樹脂。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a secondary battery using the polyaniline produced in each of Examples and Comparative Examples as a positive electrode. 1 ... Positive electrode, 2 ... Negative electrode, 3 ... Positive electrode terminal, 4 ... Negative electrode terminal, 5 ... Separator, 6,7 ... Fluorine resin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C25B 1/00 - 9/04 C25B 13/00 - 15/08 C25D 9/02 C08F 2/58 C08G 73/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C25B 1/00-9/04 C25B 13/00-15/08 C25D 9/02 C08F 2/58 C08G 73 / 00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポリアニリン類を電解重合により製造する
方法において、重合開始時は定電流電解重合を行い、そ
の後重合電位が0.55〜0.8V vs SCEの設定電位にて定電
位電解重合を継続することを特徴とするポリアニリン類
の製造方法。
1. A method for producing a polyaniline by electrolytic polymerization, wherein a constant current electrolytic polymerization is carried out at the start of the polymerization, and then the constant potential electrolytic polymerization is continued at a polymerization potential of 0.55 to 0.8 V vs. a set potential of SCE. A method for producing a polyaniline, comprising:
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