JP2869191B2 - Organic electrolyte battery - Google Patents

Organic electrolyte battery

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JP2869191B2
JP2869191B2 JP7509691A JP50969194A JP2869191B2 JP 2869191 B2 JP2869191 B2 JP 2869191B2 JP 7509691 A JP7509691 A JP 7509691A JP 50969194 A JP50969194 A JP 50969194A JP 2869191 B2 JP2869191 B2 JP 2869191B2
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JP
Japan
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negative electrode
lithium
pas
mah
battery
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JP7509691A
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Japanese (ja)
Inventor
肇 木下
信雄 安東
彰博 姉川
武 橋本
之規 羽藤
静邦 矢田
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Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、負極にポリアセン系骨格構造を有する不溶
不融性基体、正極に金属酸化物を用いた、高容量かつ高
電圧を有する有機電解質電池に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an insoluble and infusible substrate having a polyacene-based skeleton structure for a negative electrode and a high-capacity and high-voltage organic electrolyte battery using a metal oxide for a positive electrode.

近年、導電性高分子、遷移金属酸化物等を正極とし、
負極にリチウム金属あるいはリチウム合金を用いた二次
電池がエネルギー密度が高いことから、Ni−Cd電池、鉛
電池に代る電池として提案されている。
In recent years, conductive polymers, transition metal oxides, etc. have been used as positive electrodes,
Secondary batteries using lithium metal or lithium alloy for the negative electrode have a high energy density, and thus have been proposed as alternatives to Ni-Cd batteries and lead batteries.

しかし、これら二次電池は繰り返し充放電を行うと正
極、あるいは負極の劣化による容量低下が大きく実用に
問題が残されている。特に負極の劣化はデンドライトと
呼ばれるこけ状のリチウム結晶の生成を伴い、充放電の
繰り返しにより終局的にはデンドライトがセパレーター
を貫通し、電池内部でシヨートを引き起こし、場合によ
つては電池が破裂する等、安全面においても問題があつ
た。
However, when these secondary batteries are repeatedly charged and discharged, the capacity is greatly reduced due to deterioration of the positive electrode or the negative electrode, and there is a problem in practical use. In particular, the deterioration of the negative electrode involves the formation of moss-like lithium crystals called dendrites, and the repetition of charging and discharging eventually causes the dendrites to penetrate the separator, causing a short inside the battery, and in some cases, the battery exploding. There was also a problem in terms of safety.

近時、上記問題点を解決すべく、グラフアイト等の炭
素材料を負極に用い、正極にLiCoO2等のリチウム含有金
属酸化物を用いた電池が提案されている。該電池は、電
池組立後、充電する事により正極のリチウム含有金属酸
化物より負極にリチウムを供給し、更に放電では負極の
リチウムを正極に戻すという、いわゆるロツキングチエ
ア型電池である。該電池は高電圧、高容量を特長とする
ものの、その容量は最大80〜90mAh/cc(電極、セパレー
ター、集電材の総体積基準)程度であり、リチウム電池
の特徴である高エネルギー密度を得るに至つていない。
Recently, in order to solve the above problems, a battery using a carbon material such as graphite for a negative electrode and using a lithium-containing metal oxide such as LiCoO 2 for a positive electrode has been proposed. This battery is a so-called rocking-chair type battery in which lithium is supplied from the lithium-containing metal oxide of the positive electrode to the negative electrode by charging after the battery is assembled, and then returned to the positive electrode in discharging. Although the battery is characterized by high voltage and high capacity, its capacity is about 80 to 90 mAh / cc (based on the total volume of electrodes, separators, and current collectors) to obtain high energy density, which is a characteristic of lithium batteries. Has not been reached.

一方、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつて水素
原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポリアセン
系骨格構造を有する不溶不融性基体は、一般の炭素材料
に比べ大量にリチウムをドープする事が可能であるが、
該不溶不融性基体を使用して電池を組み立てた場合、そ
の容量には不満足な点が残されていた。
On the other hand, an insoluble and infusible substrate having a polyacene skeleton structure, which is a heat-treated aromatic condensed polymer and has an atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms of 0.5 to 0.05, generates a larger amount of lithium than a general carbon material. It is possible to dope,
When a battery was assembled using the insoluble and infusible substrate, the capacity remained unsatisfactory.

そこで、本発明の第一の目的は高容量かつ高電圧を有
する二次電池を提供するにある。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a secondary battery having a high capacity and a high voltage.

本発明の他の目的は長期に亘つて充放電が可能で、か
つ安全性に優れた二次電池を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a secondary battery which can be charged and discharged for a long period of time and is excellent in safety.

本発明の更に他の目的は製造が容易な二次電池を提供
するにある。
Still another object of the present invention is to provide a secondary battery which is easy to manufacture.

本発明の更に他の目的は以下の説明から明らかにされ
よう。
Further objects of the present invention will become clear from the description below.

本発明者らは、上記の目的及び利益を達成するために
は、正極に金属酸化物を、負極にポリアセン系骨格構造
を有する不溶不融性基体を用い、かつ、電池内のリチウ
ム量を適切に制御することが重要であることが分つた。
In order to achieve the above objects and advantages, the present inventors use a metal oxide for the positive electrode, an insoluble infusible substrate having a polyacene-based skeleton structure for the negative electrode, and adjust the amount of lithium in the battery appropriately. It turned out to be important to control.

さらに詳細に述べると、本発明によれば、上記の目的
及び利益は、正極、負極並びに電解液としてリチウム塩
を非プロトン性有機溶媒に溶解した溶液を備えた有機電
解質電池であつて、 (1) 正極がリチウム含有金属酸化物を含むものであ
り、 (2) 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつ
て水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポリ
アセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(以下PAS)
であり、 (3) 負極PASに対し、電池内に含まれる総リチウム
量が500mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが10
0mAh/g以上である、 ことを特徴とする有機電解質電池によつて達成されるこ
とが分つた。
More specifically, according to the present invention, the above objects and advantages include an organic electrolyte battery including a positive electrode, a negative electrode, and a solution in which a lithium salt is dissolved in an aprotic organic solvent as an electrolyte. The positive electrode contains a lithium-containing metal oxide; and (2) the negative electrode is a heat-treated aromatic condensed polymer and has a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.5 to 0.05. Insoluble and infusible substrate (hereinafter PAS)
(3) With respect to the negative electrode PAS, the total amount of lithium contained in the battery is 500 mAh / g or more, and lithium derived from the negative electrode is 10%.
It has been found that this is achieved by an organic electrolyte battery characterized by being at least 0 mAh / g.

本発明における芳香族系縮合ポリマーとは、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、フエノール、クレゾ
ール、キシレノール等の如き、いわゆるフエノール類が
好適である。例えば、下記式(A)、 (ここで、xおよびyはそれぞれ独立に、0、1又は2
である) で表されるメチレン・ビスフエノール類であることがで
き、或いはヒドロキシ・ビフエニル類、ヒドロキシナフ
タレン類であることもできる。これらの内、実用的には
フエノール類、特にフエノールが好適である。
The aromatic condensation polymer in the present invention is a condensate of an aromatic hydrocarbon compound and an aldehyde. As the aromatic hydrocarbon compound, for example, so-called phenols such as phenol, cresol and xylenol are suitable. For example, the following formula (A), (Where x and y are each independently 0, 1 or 2
And methylene bisphenols represented by the following formulas, or hydroxy biphenyls and hydroxynaphthalenes. Of these, phenols, particularly phenol, are practically preferred.

本発明における芳香族系縮合ポリマーとして、上記の
フエノール性水酸基を有する芳香族炭化水素化合物の1
部をフエ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
た変成芳香族系縮合ポリマー例えばフエノールとキシレ
ンとホルムアルデヒドとの縮合物を用いることもでき、
また、メラミン、尿素で置換した変成芳香族系ポリマー
を用いることもできる。また、フラン樹脂も好適であ
る。
As the aromatic condensation polymer in the present invention, one of the above aromatic hydrocarbon compounds having a phenolic hydroxyl group may be used.
Part of an aromatic hydrocarbon compound having no phenolic hydroxyl group, for example, xylene, toluene, a modified aromatic condensation polymer substituted with aniline or the like, it is also possible to use a condensate of phenol, xylene and formaldehyde,
Further, a modified aromatic polymer substituted with melamine or urea can also be used. Furan resins are also suitable.

また、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、フルフラール等のアルデヒドを使用する
ことができるが、ホルムアルデヒドが好適である。フエ
ノールホルムアルデヒド縮合物としては、ノボラツク型
又はレゾール型或はそれらの混合物のいずれであつても
よい。
As the aldehyde, aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, and furfural can be used, but formaldehyde is preferred. The phenol formaldehyde condensate may be any of a novolak type, a resol type or a mixture thereof.

本発明における不溶不融性基体は、上記芳香族系縮合
ポリマーを熱処理する事により得られ、特公平1−4421
2号公報(米国特許第4,601,849号、EP67444)、特公平
3−24024号公報(米国特許第4,615,960号、EP149497)
等に記載されているポリアセン系骨格構造を有する不溶
不融性基体は全て用いることができ、例えば、次のよう
にして製造することもできる。
The insoluble and infusible substrate in the present invention can be obtained by heat-treating the aromatic condensation polymer.
No. 2 (US Pat. No. 4,601,849, EP 67444), and Japanese Patent Publication No. 3-24024 (US Pat. No. 4,615,960, EP 149497)
The insoluble and infusible substrates having a polyacene skeleton structure described in, for example, can be used, and for example, they can also be produced as follows.

該芳香族系縮合ポリマーを、例えば窒素、アルゴンの
如き非酸化性雰囲気下(真空も含む)中で、400℃〜800
℃の適当な温度まで徐々に加熱する事により、水素原子
/炭素原子の原子比(以下H/Cと記す)が0.50〜0.05、
好ましくは0.35〜0.10の不溶不融性基体を得ることがで
きる。
The aromatic condensation polymer is heated at 400 ° C. to 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen or argon (including vacuum).
By gradually heating to an appropriate temperature of ° C., the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms (hereinafter referred to as H / C) is 0.50 to 0.05,
Preferably, an insoluble and infusible substrate of 0.35 to 0.10 can be obtained.

また、特公平3−24024号公報(USP4,615,960、EP149
497)等に記載されている方法で、600m2/g以上のBET法
による比表面積を有する、不溶不融性基体を得ることも
できる。例えば、芳香族系縮合ポリマーの初期縮合物と
無機塩、例えば塩化亜鉛を含む溶液を調製し、該溶液を
加熱して型内で硬化する。かくして得られた硬化体を、
非酸化性雰囲気(真空も含む)中で、350℃〜800℃の温
度まで、好ましくは400℃〜750℃の適当な温度まで徐々
に加熱した後、水あるいは希塩酸等によつて充分に洗浄
することにより、上記H/Cを有し、かつ、例えば600m2/g
以上のBET法による比表面積を有する不溶不融性基体を
得ることもできる。
Also, Japanese Patent Publication No. 3-24024 (USP 4,615,960, EP149)
497) and the like, an insoluble infusible substrate having a specific surface area of at least 600 m 2 / g by a BET method can also be obtained. For example, a solution containing an initial condensate of an aromatic condensation polymer and an inorganic salt such as zinc chloride is prepared, and the solution is heated and cured in a mold. The cured product thus obtained is
After gradually heating in a non-oxidizing atmosphere (including vacuum) to a temperature of 350 ° C. to 800 ° C., preferably to an appropriate temperature of 400 ° C. to 750 ° C., it is sufficiently washed with water or dilute hydrochloric acid. it allows have the H / C, and, for example, 600 meters 2 / g
An insoluble and infusible substrate having a specific surface area by the above-described BET method can also be obtained.

本発明に用いる不溶不融性基体は、X線回折(CuK
α)によれば、メイン・ピークの位置は2θで表して24
゜以下に存在し、また該メイン・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。
The insoluble and infusible substrate used in the present invention is obtained by X-ray diffraction (CuK
According to α), the position of the main peak is expressed as 2θ
There are other peaks below {} and between 41 and 46 ° in addition to the main peak.

すなわち、上記不溶不融性基体は芳香族系多環構造が
適度に発達したポリアセン系骨格構造を有し、かつアモ
ルフアス構造をとると示唆され、リチウムを安定にドー
ピングできることから電池用活物質として有用である。
That is, it is suggested that the insoluble infusible substrate has a polyacene skeleton structure in which an aromatic polycyclic structure is appropriately developed and has an amorphous structure, and is useful as an active material for a battery because lithium can be stably doped. It is.

H/Cが0.50を越える場合、芳香族系多環構造が充分に
発達していないため、リチウムのドーピング、脱ドーピ
ングがスムーズに行うことができず、電池を組んだ時、
充放電効率が低下する。また、H/Cが0.05以下の場合、
本発明の電池の容量が低下し好ましくない。
When H / C exceeds 0.50, doping and undoping of lithium cannot be performed smoothly because the aromatic polycyclic structure is not sufficiently developed.
The charge / discharge efficiency decreases. When H / C is 0.05 or less,
The capacity of the battery of the present invention is undesirably reduced.

本発明の負極は上記不溶不融性基体(以下PAS)より
成り、実用的には粉末状、粒状、短繊維状等の成形しや
すい形状にあるPASをバインダーで成形したものを用い
る事が望ましい。
The negative electrode of the present invention is composed of the insoluble and infusible substrate (hereinafter referred to as PAS), and in practice, it is desirable to use PAS in a shape that is easy to mold, such as powder, granule, or short fiber, with a binder. .

バインダーとしては、フツ素系バインダーが好まし
く、更にはフツ素原子/炭素原子の原子比(以下、F/C
と記す)が1.5未満0.75以上であるフツ素系バインダー
が好ましく、特に、F/Cが1.3未満0.75以上の含フツ素ポ
リマー系バインダーが好ましい。
As the binder, a fluorine-based binder is preferable, and a fluorine atom / carbon atom atomic ratio (hereinafter, referred to as F / C
Is preferred, and a fluorine-containing binder having an F / C of less than 1.3 and 0.75 or more is particularly preferable.

上記フツ素系バインダーとしては、例えば、ポリフツ
化ビニリデン、フツ化ビニリデン−3フツ化エチレン共
重合体、エチレン−4フツ化エチレン共重合体、プロピ
レン−4フツ化エチレン共重合体等が挙げられ、更に主
鎖の水素をアルキル基で置換した含フツ素系ポリマーも
用いることができる。ポリフツ化ビニリデンの場合、F/
Cは1であり、フツ化ビニリデン−3フツ化エチレン共
重合体の場合、フツ化ビニリデンのモル分率が50%の
時、80%の時それぞれF/Cは1.25、1.1となり、更にプロ
ピレン−4フツ化エチレン共重合体の場合、プロピレン
のモル分率が50%の時、F/Cは0.75となる。中でも、ポ
リフツ化ビニリデン、フツ化ビニリデンのモル分率が50
%以上のフツ化ビニリデン−3フツ化エチレン共重合体
が好ましく、実用的にはポリフツ化ビニリデンが好まし
い。
Examples of the fluorine-based binder include, for example, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-3 fluoroethylene copolymer, ethylene-4 fluoroethylene copolymer, propylene-4 fluoroethylene copolymer, and the like. Further, a fluorine-containing polymer in which hydrogen in the main chain is substituted with an alkyl group can also be used. For polyvinylidene fluoride, F /
C is 1, and in the case of vinylidene fluoride-3 ethylene fluoride copolymer, when the molar fraction of vinylidene fluoride is 50% and 80%, the F / C is 1.25 and 1.1, respectively. In the case of the tetrafluoroethylene copolymer, when the propylene mole fraction is 50%, the F / C is 0.75. Among them, polyvinylidene fluoride and vinylidene fluoride have a molar fraction of 50.
% Of vinylidene fluoride-3 ethylene fluoride copolymer is preferred, and polyvinylidene fluoride is practically preferred.

これらバインダーを用いた場合、PASの有するリチウ
ムのドープ能(容量)を充分に利用することができる。
When these binders are used, the lithium doping ability (capacity) of PAS can be fully utilized.

本発明の有機電解質電池の正極としては、例えば、Li
xCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixFeO2等のLixMyOz(Mは
複数の原子価をとりうる金属、二種以上の金属でも良
い)の一般式で表され得る、リチウムを電気化学的にド
ープ、脱ドープが可能なリチウム含有金属酸化物を用い
る。特にリチウム金属に対し4V以上の電圧を有するリチ
ウム含有酸化物が好ましい。中でも、リチウム含有コバ
ルト酸化物、リチウム含有ニツケル酸化物が好ましい。
As the positive electrode of the organic electrolyte battery of the present invention, for example, Li
xCoO 2, LixNiO 2, LixMnO 2 , LixFeO 2 etc. LixMyOz (metal M capable of forming a plurality of valence, may also be in two or more metals) may be represented by the general formula, electrochemically doped with lithium, An undoped lithium-containing metal oxide is used. In particular, a lithium-containing oxide having a voltage of 4 V or more with respect to lithium metal is preferable. Among them, lithium-containing cobalt oxide and lithium-containing nickel oxide are preferable.

本発明における正極は、上記金属酸化物、及び必要に
応じて導電材、バインダーを加え成形したものであり、
導電材、バインダーの種類、組成等は適宜設定すればよ
い。
The positive electrode in the present invention is formed by adding the metal oxide, and, if necessary, a conductive material and a binder,
The type, composition, and the like of the conductive material and the binder may be set as appropriate.

導電材の種類は、金属ニツケル等の金属粉末でもよい
が、例えば、活性炭、カーボンブラツク、アセチレンブ
ラツク、黒鉛等の炭素系のものが特に好ましい。混合比
は活物質の電気伝導度、電極形状等により異なるが、活
物質に対して2〜40%加えるのが適当である。
The type of the conductive material may be metal powder such as metal nickel. For example, carbon-based materials such as activated carbon, carbon black, acetylene black, and graphite are particularly preferable. The mixing ratio varies depending on the electric conductivity of the active material, the shape of the electrode, etc., but it is appropriate to add 2 to 40% to the active material.

また、バインダーの種類は、後述の本発明にて用いる
電解液に不溶のものであればよく、例えば、SBR等のゴ
ム系バインダー、ポリ四フツ化エチレン、ポリフツ化ビ
ニリデン等の含フツ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエ
チレン等の熱可塑性樹脂が好ましく、その混合比は20%
以下とするのが好ましい。
The type of the binder may be any as long as it is insoluble in the electrolytic solution used in the present invention described later, for example, a rubber-based binder such as SBR, polytetrafluoroethylene, or a fluorine-containing resin such as polyvinylidene fluoride. , Polypropylene, thermoplastic resin such as polyethylene is preferable, the mixing ratio is 20%
It is preferable to set the following.

本発明に用いる正極、負極の電極形状は、目的とする
電池により、板状、フイルム状、円柱状、あるいは、金
属箔上に成形するなど、種々の形状をとることが出来
る。特に、金属箔上に正極又は負極を膜状又は板状に成
形したものは集電体一体型電極として、種々の電池に応
用できることから好ましい。
The shape of the positive electrode and the negative electrode used in the present invention can take various shapes, such as a plate shape, a film shape, a column shape, or a shape formed on a metal foil, depending on a target battery. In particular, a material in which a positive electrode or a negative electrode is formed in a film shape or a plate shape on a metal foil is preferable as a current collector integrated electrode because it can be applied to various batteries.

本発明の電池は、上記PASを負極に用い、かつ電池内
に含まれるリチウム量を適切に制御する事により従来の
電池に比べ、容量を大幅に向上することができる。
The battery of the present invention can greatly improve the capacity as compared with the conventional battery by using the above PAS as the negative electrode and appropriately controlling the amount of lithium contained in the battery.

本発明において電池内の総リチウム量とは正極由来の
リチウム、電解液由来のリチウム、負極由来のリチウム
の総計である。
In the present invention, the total amount of lithium in the battery is the total of lithium derived from the positive electrode, lithium derived from the electrolyte, and lithium derived from the negative electrode.

正極由来のリチウムとは、電池組立時、正極に含まれ
るリチウムであり、該リチウムの一部もしくは全部は、
外部回路から電流を通ずる操作(充電等)により、負極
に供給される。また、電解液由来のリチウムとは、セパ
レーター、正極、負極等に含まれる電解液中のリチウム
である。また、負極由来のリチウムとは、本発明の負極
PASに担持されているリチウムである(正極由来のリチ
ウム、電解液由来のリチウム以外のリチウムである)。
The positive electrode-derived lithium is lithium contained in the positive electrode during battery assembly, and part or all of the lithium is
It is supplied to the negative electrode by an operation (charging or the like) that passes current from an external circuit. The term “lithium derived from an electrolyte” refers to lithium in an electrolyte contained in a separator, a positive electrode, a negative electrode, and the like. Further, the lithium derived from the negative electrode refers to the negative electrode of the present invention.
Lithium supported on PAS (lithium other than lithium derived from the positive electrode and electrolyte).

リチウムを負極PASに担持させる方法は特に限定しな
いが、例えば、電池を組む前に予めリチウム金属を対極
とした電気化学セルにて予め負極PASにリチウムをドー
プしたのち電池を組む方法、リチウム金属を負極PASに
張りつける等の方法で電池内にて負極PASとリチウム金
属を導通させておき、該電池内でリチウムをPASにドー
プする等の方法等が挙げられる。
The method of supporting lithium on the negative electrode PAS is not particularly limited.For example, a method of preliminarily doping lithium into the negative electrode PAS in an electrochemical cell with lithium metal as a counter electrode before assembling the battery, and then assembling the battery, For example, a method in which the negative electrode PAS and lithium metal are made conductive in the battery by a method such as sticking to the negative electrode PAS, and lithium is doped into the PAS in the battery, or the like.

本発明において電池内の総リチウム量は、負極PASに
対し500mAh/g以上、好ましくは600mAh/g以上であり、50
0mAh/g未満の場合、容量が充分に得られない。
In the present invention, the total amount of lithium in the battery is 500 mAh / g or more with respect to the negative electrode PAS, preferably 600 mAh / g or more,
If it is less than 0 mAh / g, sufficient capacity cannot be obtained.

また、本発明における負極由来のリチウムは負極PAS
に対し100mAh/g以上、好ましくは150mAh/g以上であり、
100mAh/g未満の場合、たとえ総リチウム量が負極PASに
対し500mAh/g以上であつたとしても充分な容量が得られ
ない。
Further, in the present invention, the lithium derived from the negative electrode is the negative electrode PAS.
100 mAh / g or more, preferably 150 mAh / g or more,
If it is less than 100 mAh / g, a sufficient capacity cannot be obtained even if the total lithium amount is 500 mAh / g or more with respect to the negative electrode PAS.

本発明における正極由来のリチウム、電解液由来のリ
チウムは上記条件を満たしていればよいが、正極由来の
リチウムが負極PASに対し300mAh/g以上であること、す
なわち正極由来のリチウムが負極PAS 1g当り300mAh以上
であることが好ましい。
In the present invention, the lithium derived from the positive electrode and the lithium derived from the electrolyte may satisfy the above conditions, but the lithium derived from the positive electrode is 300 mAh / g or more with respect to the negative electrode PAS, that is, the lithium derived from the positive electrode is 1 g of the negative electrode PAS. It is preferably 300 mAh or more per unit.

また正極にリチウム含有酸化物を用いる場合は、負極
由来のリチウムは負極PASに対して600mAh/g以下にする
ことが有利である。
When a lithium-containing oxide is used for the positive electrode, it is advantageous that the amount of lithium derived from the negative electrode be 600 mAh / g or less with respect to the negative electrode PAS.

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、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、γ−ブチロラクトン、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、更に、これら非プロ
トン性有機溶媒の二種以上の混合液も用いることができ
る。
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, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, acetonitrile, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxolan, methylene chloride, sulfolane, and the like. A mixture of two or more organic solvents can also be used.

また、上記の混合又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うる電解質のいずれでも良
い。このような電解質としては、例えばLiI、LiClO4、L
iAsF6、LiBF4、LiPF6、又はLiHF2等が挙げられる。
The electrolyte to be mixed or dissolved in a single solvent may be any electrolyte that can generate lithium ions. Such electrolytes include, for example, LiI, LiClO 4 , L
Examples include iAsF 6 , LiBF 4 , LiPF 6 , or LiHF 2 .

上記の電解質及び溶媒は充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/以上とするのが好ましく、通常0.2〜1.5モ
ル/とするのが更に好ましい。
The above-mentioned electrolyte and solvent are mixed in a sufficiently dehydrated state to form an electrolyte, but the concentration of the electrolyte in the electrolyte is at least to reduce the internal resistance due to the electrolyte.
It is preferably at least 0.1 mol /, more preferably at most 0.2 to 1.5 mol /.

電池外部に電流を取り出すための集電体としては、例
えば、炭素、白金、ニツケル、ステンレス、アルミニウ
ム、銅等を用いることが出来、箔状、ネツト状の集電体
を用いる場合、電極を集電体上に成形することにより集
電体一体型電子として用いることもできる。
As a current collector for extracting a current outside the battery, for example, carbon, platinum, nickel, stainless steel, aluminum, copper, or the like can be used. When a foil-shaped or net-shaped current collector is used, an electrode is collected. By being molded on a current collector, it can also be used as a current collector integrated electron.

次に図面により本発明の実施態様の一例を説明する。
図1は本発明に係る電池の基本構成説明図である。図1
において、(1)は正極であり、(2)は負極である。
(3)、(3′)は集電体であり、各電極及び外部端子
(7)、(7′)に電圧降下を生じないように接続され
ている。(4)は電解液であり、ドーピングされうるイ
オンを生成し得る前述の化合物が非プロトン性有機溶媒
に溶解されている。電解液は通常液状であるが漏液を防
止するためゲル状又は固体状にして用いることもでき
る。(5)は正負両極の接触を防止する事及び電解液を
保持する事を目的として配置されたセパレーターであ
る。
Next, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating the basic configuration of a battery according to the present invention. FIG.
In the above, (1) is a positive electrode, and (2) is a negative electrode.
(3) and (3 ') are current collectors, which are connected to each electrode and the external terminals (7) and (7') so as not to cause a voltage drop. (4) is an electrolytic solution in which the above-mentioned compound capable of generating ions that can be doped is dissolved in an aprotic organic solvent. The electrolyte is usually liquid, but may be used in a gel or solid state to prevent liquid leakage. (5) is a separator disposed for the purpose of preventing contact between the positive and negative electrodes and holding the electrolyte.

該セパレーターは、電解液或は電極活物質等に対し、
耐久性のある連通気孔を有する電子伝導性のない多孔体
であり、通常ガラス繊維。ポリエチレン或はポリプロピ
レン等からなる布、不織布或は多孔体が用いられる。セ
パレーターの厚さは電池の内部抵抗を小さくするため薄
い方が好ましいが、電解液の保持量、流通性、強度等を
勘案して決定される。正負極及びセパレーターは電池ケ
ース(6)内に実用上問題が生じないように固定され
る。電極の形状、大きさ等は目的とする電池の形状、性
能により適宜決められる。
The separator, the electrolyte or the electrode active material, etc.
It is a porous body without electron conductivity having durable interconnected pores, usually glass fiber. A cloth, nonwoven fabric or porous body made of polyethylene or polypropylene is used. The thickness of the separator is preferably thin in order to reduce the internal resistance of the battery, but is determined in consideration of the amount of retained electrolyte, flowability, strength, and the like. The positive and negative electrodes and the separator are fixed in the battery case (6) so that there is no practical problem. The shape, size, and the like of the electrode are appropriately determined depending on the shape and performance of the intended battery.

本発明の電池形状は上記基本構成を満足する、コイン
型、円筒型、角型、箱型等が挙げられ、その形状は特に
限定されない。
The shape of the battery of the present invention may be a coin type, a cylindrical type, a square type, a box type, or the like that satisfies the above basic configuration, and the shape is not particularly limited.

以上説明したとおり、本発明の有機電解質電池の特徴
及び利点は、負極にPAS、正極に金属酸化物を用い、か
つ電池内のリチウム量、負極PAS由来のリチウム量の両
者を適切に制御した、高容量かつ高電圧の電池である。
As described above, the features and advantages of the organic electrolyte battery of the present invention include the use of PAS for the negative electrode, the use of metal oxide for the positive electrode, and appropriate control of both the amount of lithium in the battery and the amount of lithium derived from the negative electrode PAS. It is a high capacity and high voltage battery.

本発明の有機電解質電池の基本的な特徴は、以上説明
したとおり、電池内に含まれる総リチウム量を500mAh/g
以上とし、かつ負極由来のリチウム量を100mAh/g以上に
制御することであるが、さらに、本発明の好ましい態様
を述べると以下のとおりである。
As described above, the basic feature of the organic electrolyte battery of the present invention is that the total amount of lithium contained in the battery is 500 mAh / g.
As described above, the amount of lithium derived from the negative electrode is controlled to 100 mAh / g or more. Further, preferred embodiments of the present invention are as follows.

(1) 本発明の電池は、以上述べたとおり、電池内に
含まれるリチウム量を適切に制御すると共に、負極に用
いられるPASの細孔構造を以下に述べるように制御する
ことにより従来の電池に比べ、容量を大幅に向上するこ
とができる。
(1) As described above, the battery of the present invention controls the amount of lithium contained in the battery appropriately and controls the pore structure of PAS used for the negative electrode as described below. The capacity can be greatly improved as compared with the case of FIG.

本発明におけるPASへの窒素ガス吸着量は以下のよう
にして測定することができる。即ち、デイスクミルで粉
砕した平均粒径15μmのPAS粉体0.035gを定容装置(湯
浅アイオニクス製、オートソーブ−1)のサンプルセル
に入れ、液体窒素温度77Kにおいて窒素ガスを吸着させ
る。得られる吸着等温線から、吸着ガス層厚みt(Å)
に対して吸着ガス量(cc/g)をプロツトする。t(Å)
としては以下の式(1)を用いる。
The amount of nitrogen gas adsorbed on PAS in the present invention can be measured as follows. That is, 0.035 g of PAS powder having an average particle size of 15 μm pulverized by a disk mill is put into a sample cell of a constant volume apparatus (Autosorb-1 manufactured by Yuasa Ionics), and nitrogen gas is adsorbed at a liquid nitrogen temperature of 77K. From the obtained adsorption isotherm, the adsorption gas layer thickness t (ガ ス)
Plot the amount of adsorbed gas (cc / g). t (Å)
The following equation (1) is used.

本発明においては、負極に用いられるPASの細孔構造
を、上記の窒素吸着等温線から得られる、窒素吸着厚み
10Åにおける吸着ガス量が100cc/g以下、特に80cc/g以
下となるように制御することが好適である。
In the present invention, the pore structure of PAS used for the negative electrode is obtained from the above nitrogen adsorption isotherm, the nitrogen adsorption thickness
It is preferable to control the amount of adsorbed gas at 10 ° C. to be 100 cc / g or less, particularly 80 cc / g or less.

本発明においてPASへの窒素吸着厚み10Åにおける吸
着ガス量が100cc/gを超えた場合、容量が十分に得られ
ない。
In the present invention, if the amount of gas adsorbed on the PAS at a nitrogen adsorption thickness of 10 mm exceeds 100 cc / g, sufficient capacity cannot be obtained.

本発明においては、さらに電池内の総リチウム量は、
負極PASに対し500mAh/g以上、好ましくは600mAh/g以上
であり、500mAh/g未満の場合、容量が充分に得られな
い。
In the present invention, further, the total lithium amount in the battery is:
It is 500 mAh / g or more, and preferably 600 mAh / g or more with respect to the negative electrode PAS, and if it is less than 500 mAh / g, sufficient capacity cannot be obtained.

また、本発明における負極由来のリチウム量は負極PA
Sに対し100mAh/g以上、好ましくは150mAh/g以上であ
り、100mAh/g未満の場合、たとえ総リチウム量が負極PA
Sに対し500mAh/g以上であつたとしても充分な容量が得
られない。
In the present invention, the amount of lithium derived from the negative electrode is negative electrode PA.
S is 100 mAh / g or more, preferably 150 mAh / g or more, and if it is less than 100 mAh / g, even if the total amount of lithium is negative electrode PA
Even if S is 500 mAh / g or more, sufficient capacity cannot be obtained.

本発明における正極由来のリチウム、電解液由来のリ
チウムは上記条件を満たしていればよいが、正極由来の
リチウムが負極PASに対し300mAh/g以上であることが好
ましい。
The lithium derived from the positive electrode and the lithium derived from the electrolyte in the present invention may satisfy the above conditions, but it is preferable that the lithium derived from the positive electrode be at least 300 mAh / g with respect to the negative electrode PAS.

(2) 次に本発明の第2の好適な態様について述べ
る。
(2) Next, a second preferred embodiment of the present invention will be described.

本発明においては、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物
であつて、水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05で
あるポリアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(以
下PASという)の粉体(例えば粒状、粉末上、短繊維状
等)を、バインダー、好ましくはフツ素系バインダーで
成形したものを、負極として用いることが好適であるこ
とは、既に述べたとおりである。
In the present invention, a heat-treated product of an aromatic condensation polymer, which is a powder of an insoluble infusible substrate (hereinafter referred to as PAS) having a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.5 to 0.05. As described above, it is preferable to use a binder (preferably a granular, powdery, short fiber, etc.) molded with a binder, preferably a fluorine-based binder, as the negative electrode.

かくして、本発明の負極は上記不溶不融性基体(PA
S)粉体の成形物であり、粉末状、粒状等の成形しやす
い形状にあるPAS粉体をバインダーで成形したものを用
い、該粉体のPASの平均粒径は20μm以下であり、かつ5
0%径を2aμmとした時、1aμm以下の粒径を有する粒
子が全体に対し体積比で10%以上であり、かつ4aμm以
上の粒径を有する粒子が全体に対し体積比で10%以上で
あるもの、さらに好ましくは、50%径を2aμmとした
時、1aμm以下の粒径を有する粒子が全体に対し体積比
で20%以上であり、かつ4aμm以上の粒径を有する粒子
が全体に対し体積比で10%以上であるもの、特に好まし
くは、50%径を2aμmとした時、1aμm以下の粒径を有
する粒子が全体に対し体積比で20%以上であり、かつ4a
μm以上の粒径を有する粒子が全体に対し体積比で20%
以上であるものが有利である。本発明において、粒体は
粒度分布が広く、平均粒径が20μmを越えないことが、
高容量な電池を得るために有利である。平均粒径が20μ
mを越える場合、あるいは平均粒径は20μm以下であつ
たとしても、50%径を2aμmとした時、1aμm以下の粒
径を有する粒子が全体に対し体積比で10%未満であつた
り、4aμm以上の粒径を有する粒子が全体に対し体積比
で10%未満である場合、得られる電池の容量が低くなり
好ましくない。
Thus, the negative electrode of the present invention comprises the insoluble infusible substrate (PA
S) A powder molded product, which is obtained by molding a PAS powder having a shape that is easy to mold such as a powder or a granule with a binder, and the average particle size of the PAS of the powder is 20 μm or less, and Five
When the 0% diameter is 2aμm, particles having a particle diameter of 1aμm or less are 10% or more by volume to the whole, and particles having a particle diameter of 4aμm or more are 10% or more by volume to the whole. Certain, more preferably, when the 50% diameter is 2aμm, particles having a particle diameter of 1aμm or less are 20% or more by volume relative to the whole, and particles having a particle diameter of 4aμm or more are Those having a volume ratio of 10% or more, particularly preferably, when the 50% diameter is 2a μm, particles having a particle size of 1a μm or less are 20% or more by volume to the whole, and 4a
Particles with a particle size of μm or more account for 20% by volume of the whole
What is described above is advantageous. In the present invention, the granules have a wide particle size distribution, and the average particle size does not exceed 20 μm.
This is advantageous for obtaining a high-capacity battery. Average particle size is 20μ
m, or even if the average particle diameter is 20 μm or less, when the 50% diameter is set to 2 aμm, particles having a particle diameter of 1 aμm or less are less than 10% in volume ratio to the whole, or 4 aμm When the volume ratio of the particles having the above particle diameters is less than 10% with respect to the whole, the capacity of the obtained battery becomes low, which is not preferable.

ここで、平均粒径とは、体積平均径であり、50%径と
は、積算分布曲線の50%に相当する粒子径である(下記
文献を参照されたい)。
Here, the average particle diameter is a volume average diameter, and the 50% diameter is a particle diameter corresponding to 50% of an integrated distribution curve (see the following literature).

久保輝一郎他編「粉体理論と応用」第450〜453頁(昭
和54年5月12日丸善(株)発行) 該粉体のPASは、例えば、芳香族系縮合ポリマーの成
型体を熱処理する事によつて得られる不溶不融性基体
を、粉砕することにより得ることができる。粉砕方法と
しては、特に限定されるものではないが、衝撃、摩擦の
両粉砕機構を兼ね備えた粉砕機、例えば、ポツトミル、
振動ミルの様なボールミルを用いると効率的である。ま
た、場合によつては、得られた粉末を分級すること、更
には異なつた粒度分布を有するPAS粉を、2種以上混合
する事によつても得られる。
Ed. Kubo et al., “Powder Theory and Applications,” pp. 450-453 (issued by Maruzen Co., Ltd. on May 12, 1979). PAS of the powder is, for example, heat treatment of a molded article of an aromatic condensation polymer. The resulting insoluble and infusible substrate can be obtained by crushing. The pulverization method is not particularly limited, but a pulverizer having both impact and friction pulverization mechanisms, for example, a pot mill,
It is efficient to use a ball mill such as a vibration mill. In some cases, it can also be obtained by classifying the obtained powder, or by mixing two or more PAS powders having different particle size distributions.

本発明の負極に用いるバインダーとしては、既に述べ
たとおり、フツ素系バインダーが好ましく、更にはフツ
素原子/炭素原子の原子比(以下、F/Cと記す)が1.5未
満0.75以上であるフツ素系バインダーが好ましく、特
に、1.3未満0.75以上のフツ素系バインダーが好まし
い。
As described above, the binder used for the negative electrode of the present invention is preferably a fluorine-based binder, and more preferably a fluorine-containing binder having an atomic ratio of fluorine atoms / carbon atoms (hereinafter, referred to as F / C) of less than 1.5 and not less than 0.75. A fluorine-based binder is preferable, and a fluorine-based binder having a molecular weight of less than 1.3 and 0.75 or more is particularly preferable.

上記フツ素系バインダーとしては、例えば、ポリフツ
化ビニリデン、フツ化ビニリデン−3フツ化エチレン共
重合体、エチレン−フツ化エチレン共重合体、プロピレ
ン−4フツ化エチレン共重合体等が挙げられ、更に主鎖
の水素をアルキル基で置換した含フツ素系ポリマーも用
いることができる。
Examples of the fluorine-based binder include, for example, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-3 ethylene fluoride copolymer, ethylene-fluorinated ethylene copolymer, propylene-4-fluorinated ethylene copolymer, and the like. A fluorine-containing polymer in which hydrogen in the main chain is substituted with an alkyl group can also be used.

本発明の負極は、既に述べたとおり、前記PASの粉体
を、バインダーで形成したものであるが、該負極の気孔
率は、25℃においてプロピレンカーボネートを含浸する
事により求められ、40%以下であるものが好ましい。気
孔率が40%を越える場合、上記の様にPASの粒度を、制
御したとしても、電池とした場合、充分な容量が得にく
い。
As described above, the negative electrode of the present invention is obtained by forming the PAS powder with a binder. The porosity of the negative electrode is obtained by impregnating propylene carbonate at 25 ° C., and is 40% or less. Is preferred. When the porosity exceeds 40%, even if the particle size of PAS is controlled as described above, it is difficult to obtain a sufficient capacity in a battery.

本発明で用いる前記負極の気孔率は、上記のとおり40
%以下が好適であるが、本発明者らは経験によれば、意
外にも、負極の気孔率が25%程度になつても高容量の電
池が得られる。この事実に照らしてみると、負極の気孔
率は20%程度であつてもよいと思われる。
The porosity of the negative electrode used in the present invention is 40 as described above.
% Is preferable, but the present inventors have surprisingly found that a high-capacity battery can be obtained even when the porosity of the negative electrode is about 25%. In light of this fact, it is considered that the porosity of the negative electrode may be about 20%.

(3) 以下に本発明の第3の好適な態様について述べ
る。
(3) Hereinafter, a third preferred embodiment of the present invention will be described.

本発明の有機電解質電池の負極としては、 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつて水素
原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポリアセン
系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)が熱可塑性
バインダーを用いて、金属箔上に成形した後、該熱可塑
性バインダーの融点以上で加熱処理したものが好適であ
る。
As the negative electrode of the organic electrolyte battery of the present invention, an insoluble infusible substrate having a polyacene skeleton structure in which the negative electrode is a heat-treated aromatic condensation polymer and has an atomic ratio of hydrogen atom / carbon atom of 0.5 to 0.05 ( It is preferable that PAS) be formed on a metal foil using a thermoplastic binder and then heat-treated at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic binder.

この熱可塑性バインダーとしては、既に述べたとお
り、含フツ素ポリマーバインダー、特にフツ素原子/炭
素原子の原子比が1.5未満0.75以上である含フツ素系ポ
リマー、特にポリフッ化ビニリデンが好適である。
As the thermoplastic binder, as described above, a fluorine-containing polymer binder, particularly a fluorine-containing polymer having an atomic ratio of fluorine atom / carbon atom of less than 1.5 to 0.75 or more, particularly polyvinylidene fluoride is preferable.

これらバインダーを用いた場合、PASの有するリチウ
ムのドープ能(容量)を充分に利用することができる。
When these binders are used, the lithium doping ability (capacity) of PAS can be fully utilized.

本発明の負極は、前記PASをバインダーで成形したの
ち、該バインダーの融点以上で加熱処理する場合、加熱
処理の方法は、特に限定されないが、非酸化性雰囲気
下、融点より5℃から100℃高い温度範囲で行うのが好
ましい。加熱処理を行わない場合、例えば、金属箔上に
成形した負極PASに、リチウム金属を対極とした電気化
学セルにて予めリチウムをドープしたのち電池を組む場
合、電極の曲げ強度が弱くなる、電極のはがれが生じや
すくなり、更には組み立てた電池の内部抵抗が上昇する
などして、十分な容量が得にくくなる。
When the negative electrode of the present invention is obtained by molding the PAS with a binder and then performing heat treatment at a temperature equal to or higher than the melting point of the binder, the method of the heat treatment is not particularly limited. Preferably, it is performed in a high temperature range. If the heat treatment is not performed, for example, the negative electrode PAS formed on a metal foil, when a battery is assembled after preliminarily doping lithium in an electrochemical cell having lithium metal as a counter electrode, the bending strength of the electrode becomes weaker. Peeling is likely to occur, and furthermore, the internal resistance of the assembled battery will increase, making it difficult to obtain a sufficient capacity.

本発明において、ポリアセン系骨格構造を有する不溶
不融性基体(PAS)を熱可塑性バインダー、好ましくは
含フツ素系ポリマーバインダーを用いて、金属箔上に成
形するには、例えば、上記不溶不融性基体と、上記含フ
ツ素系ポリマーと、溶媒又は分散媒とを、充分に混合し
成形する。含フツ素系ポリマーの割合は不溶不融性基体
の形状、粒度、目的とする電極の強度、形状などにより
異なるが、不溶不融性基体に対し重量で好ましくは2%
から50%、更に、好ましくは5%から30%である。溶媒
としてはN,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロ
リドン、N,N−ジメチルアセトアミドなど、上記含フツ
素系ポリマーが溶解可能な溶媒が好ましい。上記混合物
において、上記含フツ素系ポリマーが完全に溶解してい
ても、一部のみが溶解していても、特に問題はないが、
含フツ素系ポリマーが完全に溶解していることが、均質
な電極を得るうえで好ましい。また、上記混合物の粘度
は溶媒の量により制御することができ、例えば高粘度に
調整した混合物をシート状にローラー等を用いて成形し
たり、低粘度に調整した混合スラリーを金属箔上に塗
布、乾燥、必要に応じてプレスすることにより例えば10
0μm以下の極薄電極を得ることもできる。特に、優れ
た可とう性を求める場合、塗布成形法が望ましい。
In the present invention, in order to mold an insoluble infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure on a metal foil using a thermoplastic binder, preferably a fluorine-containing polymer binder, The conductive substrate, the fluorine-containing polymer, and a solvent or a dispersion medium are sufficiently mixed and molded. The proportion of the fluorine-containing polymer varies depending on the shape and particle size of the insoluble infusible substrate, the strength and shape of the target electrode, and the like, but is preferably 2% by weight based on the insoluble infusible substrate.
To 50%, more preferably 5% to 30%. As the solvent, a solvent such as N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, which can dissolve the fluorine-containing polymer, is preferable. In the mixture, even if the fluorine-containing polymer is completely dissolved, even if only a part is dissolved, there is no particular problem,
It is preferable that the fluorine-containing polymer is completely dissolved in order to obtain a homogeneous electrode. The viscosity of the mixture can be controlled by the amount of the solvent.For example, the mixture adjusted to a high viscosity is formed into a sheet using a roller or the like, or a mixed slurry adjusted to a low viscosity is applied to a metal foil. , Drying, pressing if necessary for example 10
An ultra-thin electrode of 0 μm or less can be obtained. In particular, when excellent flexibility is required, a coating molding method is desirable.

本発明に用いる正極、負極の電極形状は、目的とする
電池により、板状、フイルム状、円筒状、あるいは、金
属箔上に成形するなど、種々の形状をとることが出来る
が、特に、金属箔上に成形したものは集電体一体電極と
して、種々の電池に応用できることから好ましい。
The electrode shape of the positive electrode and the negative electrode used in the present invention can be various shapes such as a plate shape, a film shape, a cylindrical shape, or formed on a metal foil depending on a target battery. The one molded on a foil is preferable as a current collector integrated electrode because it can be applied to various batteries.

(4) 次に本発明の第4の好適な態様について述べ
る。
(4) Next, a fourth preferred embodiment of the present invention will be described.

本発明の有機電解質電池においては、さらに、 i) 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつて
水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポリア
セン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)であ
り、 ii) 負極PASに対し、電池内に含まれる総リチウム量
が500mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが100m
Ah/g以上であり、かつ、 iii) 負極由来のリチウムを、電池組立前にPASにあら
かじめ担持させたもの、 を使用することが好適である。
In the organic electrolyte battery according to the present invention, there is further provided: i) an insoluble infusible material having a polyacene skeleton structure in which the negative electrode is a heat-treated aromatic condensation polymer and has an atomic ratio of hydrogen atom / carbon atom of 0.5 to 0.05. Ii) The total amount of lithium contained in the battery is 500 mAh / g or more and the amount of lithium derived from the negative electrode is 100 m with respect to the negative electrode PAS.
Ah / g or more, and iii) lithium derived from the negative electrode, which is previously supported on PAS before assembling the battery, is preferably used.

本発明における負極由来のリチウムとは、本発明の負
極PASに担持されているリチウムである(正極由来のリ
チウム、電解液由来のリチウム以外のリチウムであ
る)。
The lithium derived from the negative electrode in the present invention is lithium supported on the negative electrode PAS of the present invention (lithium other than lithium derived from the positive electrode and lithium derived from the electrolyte).

本発明の上記の好ましい態様において、リチウムを負
極PASに担持させる方法としては、電池を組む前に予め
負極PASにリチウムを担持することが出来れば、特に限
定されないが、例えば、リチウム金属を対極とした電気
化学セルにて、一定電流を通電する事により、あるいは
定電圧を印加する事により、予め負極PASにリチウムを
担持させる事ができる。電池組み立てた後、負極PASに
リチウムを担持させた場合、例えば、リチウム金属を負
極PASに張りつける等の方法で電池内にて負極PASとリチ
ウム金属を導通させておき、該電池内でリチウムをPAS
にドープする等の方法を取る場合、実用電池としての容
量を低下させるだけでなく、電池の内部抵抗が上昇する
等により、好ましくない。
In the above preferred embodiment of the present invention, the method of supporting lithium on the negative electrode PAS is not particularly limited as long as lithium can be supported on the negative electrode PAS in advance before assembling the battery, but, for example, lithium metal is used as a counter electrode. By applying a constant current or applying a constant voltage in the electrochemical cell, lithium can be previously supported on the negative electrode PAS. When lithium is supported on the negative electrode PAS after the battery is assembled, for example, the negative electrode PAS and the lithium metal are conducted in the battery by a method such as attaching lithium metal to the negative electrode PAS, and lithium is passed through the PAS in the battery.
It is not preferable to take a method such as doping not only because the capacity as a practical battery is lowered but also the internal resistance of the battery is increased.

この場合においても、本発明において電池内の総リチ
ウム量は、負極PASに対し500mAh/g以上、好ましくは600
mAh/g以上であることが有利であり、500mAh/g未満の場
合、容量が充分に得られない。
Also in this case, in the present invention, the total amount of lithium in the battery is 500 mAh / g or more with respect to the negative electrode PAS, preferably 600 mAh / g.
Advantageously, it is at least mAh / g, and if it is less than 500 mAh / g, sufficient capacity cannot be obtained.

また、本発明における負極由来のリチウムは負極PAS
に対し100mAh/g以上、好ましくは150mAh/g以上であり、
100mAh/g未満の場合、たとえ総リチウム量が負極PASに
対し500mAh/g以上であつたとしても充分な容量が得られ
ない。また、正極にリチウム含有酸化物を用いる場合に
おいては、既に述べたとおり、負極由来のリチウムは負
極PASに対し600mAh/g以下にすることが、実用的であ
る。
Further, in the present invention, the lithium derived from the negative electrode is the negative electrode PAS.
100 mAh / g or more, preferably 150 mAh / g or more,
If it is less than 100 mAh / g, a sufficient capacity cannot be obtained even if the total lithium amount is 500 mAh / g or more with respect to the negative electrode PAS. When a lithium-containing oxide is used for the positive electrode, as described above, it is practical that the amount of lithium derived from the negative electrode is set to 600 mAh / g or less with respect to the negative electrode PAS.

本発明における正極由来のリチウム、電解液由来のリ
チウムは上記条件を満たしていればよいが、正極由来の
リチウムが負極PASに対し300mAh/g以上であることが好
ましい。
The lithium derived from the positive electrode and the lithium derived from the electrolyte in the present invention may satisfy the above conditions, but it is preferable that the lithium derived from the positive electrode be at least 300 mAh / g with respect to the negative electrode PAS.

次に図面により本発明のさらに他の実姉態様の一例を
説明する。図2は本発明に係る電池の基本構成説明図で
ある。図2において、(1)は正極であり、(2)は負
極である。(3)、(3′)は集電体であり、電極は該
集電体の上に成形されている。リード端子(10)、(1
0′)は電圧降下を生じないように集電体に接続されて
おり、その一端は、電池ケース(6)、トツプ蓋(9)
に接続される。(5)は電解液が含浸されたセパレータ
ーであり、該電解液には、ドーピングされうるイオンを
生成し得る前述の化合物が非プロトン性有機溶媒に溶解
されている。電解液は通常液状であり、セパレーターに
含浸されるが、セパレーターなしに、漏液を防止するた
めゲル状又は固体状にして用いることもできる。(8)
は正負両極の接触(電池ケースとトツプ蓋)を防止する
事を目的として配置された絶縁パツキンである。
Next, an example of still another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating the basic configuration of the battery according to the present invention. In FIG. 2, (1) is a positive electrode, and (2) is a negative electrode. (3) and (3 ') are current collectors, and the electrodes are formed on the current collectors. Lead terminals (10), (1
0 ′) is connected to a current collector so as not to cause a voltage drop, and one end thereof is connected to a battery case (6) and a top cover (9).
Connected to. (5) is a separator impregnated with an electrolytic solution, in which the aforementioned compound capable of generating ions that can be doped is dissolved in an aprotic organic solvent. The electrolyte is usually in a liquid state and is impregnated in a separator. However, the electrolyte may be used in a gel or solid state without a separator to prevent liquid leakage. (8)
Is an insulating packing arranged to prevent contact between the positive and negative electrodes (battery case and top cover).

該セパレーターは、電池液或は電極活物質等に対し、
耐久性のある連通気孔を有する電子伝導性のない多孔体
であり、通常ガラス繊維、ポリエチレン或はポリプロピ
レン等からなる布、不織布或は多孔体が用いられる。セ
パレーターの厚さは電池の内部抵抗を小さくするため薄
い方が好ましいが、電解液の保持量、流通性、強度等を
勘案して決定される。正負極及びセパレーターは電池ケ
ース(6)内に実用上問題が生じないように固定され
る。電極の形状、大きさ等は目的とする電池の形状、性
能により適宜決められる。
The separator, for the battery solution or the electrode active material,
It is a porous body having durable interconnected pores without electron conductivity, and usually a cloth, nonwoven fabric or porous body made of glass fiber, polyethylene or polypropylene or the like is used. The thickness of the separator is preferably thin in order to reduce the internal resistance of the battery, but is determined in consideration of the amount of retained electrolyte, flowability, strength, and the like. The positive and negative electrodes and the separator are fixed in the battery case (6) so that there is no practical problem. The shape, size, and the like of the electrode are appropriately determined depending on the shape and performance of the intended battery.

本発明の電池形状は上記例示の、円筒型に限定される
ものではなく、コイン型、角形、箱型等が挙げられ、そ
の形状は特に限定されない。
The shape of the battery of the present invention is not limited to the cylindrical shape as exemplified above, but includes a coin shape, a square shape, a box shape and the like, and the shape is not particularly limited.

(5) 次に本発明の第5の好適な態様について述べ
る。
(5) Next, a fifth preferred embodiment of the present invention will be described.

本発明においては、既に述べたとおり、正極、負極並
びに電解液としてリチウム塩の非プロトン性有機溶媒溶
液を備えており、 (1) 正極が金属酸化物を含み、 (2) 負極が芳香族形縮合ポリマーの熱処理物であつ
て水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポリ
アセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)を含
むものであり、 (3) 負極PASに対し、電池内に含まれる総リチウム
量が500mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが10
0mAh/g以上である、 有機電解質電池を製造する場合、上記の負極由来のリ
チウムを、Li金属の電位以下の電位を負極に印加するこ
とにより電気化学的に担持させることが好適である。
In the present invention, as described above, a positive electrode, a negative electrode, and an aprotic organic solvent solution of a lithium salt are provided as an electrolytic solution. (1) The positive electrode contains a metal oxide, and (2) the negative electrode is an aromatic type. A heat-treated condensed polymer comprising an insoluble infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.5 to 0.05, (3) the negative electrode PAS The total amount of lithium contained in the battery is 500 mAh / g or more, and the amount of lithium derived from the negative electrode is 10
When manufacturing an organic electrolyte battery having 0 mAh / g or more, it is preferable that lithium derived from the negative electrode is electrochemically supported by applying a potential equal to or lower than the potential of Li metal to the negative electrode.

本発明において、既に述べたとおり、電池内の総リチ
ウム量とは正極由来のリチウム、電解液由来のリチウ
ム、負極由来のリチウムの総計である。
In the present invention, as described above, the total amount of lithium in the battery is the total of lithium derived from the positive electrode, lithium derived from the electrolyte, and lithium derived from the negative electrode.

正極由来のリチウムとは、電池組立時、正極に含まれ
るリチウムであり、該リチウムの一部もしくは全部は、
外部回路から電流を通ずる操作(充電等)により、負極
に供給される。また、電解液由来のリチウムとは、セパ
レーター、正極、負極等に含まれる電解液中にリチウム
である。また、負極由来のリチウムとは、本発明の負極
PASに担持されているリチウムである(正極由来のリチ
ウム、電解液由来のリチウム以外のリチウムである)。
The positive electrode-derived lithium is lithium contained in the positive electrode during battery assembly, and part or all of the lithium is
It is supplied to the negative electrode by an operation (charging or the like) that passes current from an external circuit. In addition, the lithium derived from the electrolytic solution is lithium in the electrolytic solution contained in the separator, the positive electrode, the negative electrode, and the like. Further, the lithium derived from the negative electrode refers to the negative electrode of the present invention.
Lithium supported on PAS (lithium other than lithium derived from the positive electrode and electrolyte).

本発明において、リチウムを負極PASに担持させる方
法は、電池を組む前に例えば、リチウム金属を対極とし
た電気化学セルにて、一定電流を通電する事、あるい
は、定電圧を印加する事、あるいはその組み合わせによ
り、予め負極PASにリチウムを担持させる事ができる。
In the present invention, the method of supporting lithium on the negative electrode PAS is, for example, before assembling a battery, in an electrochemical cell having lithium metal as a counter electrode, by passing a constant current, or by applying a constant voltage, or By the combination, lithium can be previously supported on the negative electrode PAS.

本発明においては、この負極PASにリチウムを予め担
持させるに当つては、負極PASにリチウム金属電位に対
して、少なくとも、一回、リチウム金属電位以外の電位
を印加することが特に有利である。印加する電圧は、目
標とする負極由来のリチウム量、PAS、電極の種類、形
状、電解セルの種類、形状により異なるが、リチウム金
属電位に対して、0mVから−1000mVが好ましく、更に好
ましくは−10mVから−300mVである。重要な事は、リチ
ウム金属が電析しない様な電位でかつより低い電圧を選
択することが肝要であり、場合によつては、最初、リチ
ウム金属電位以下の電位で、リチウムを担持させ、徐々
に電圧を上昇させ、最終的に正の電位で終了する方法、
あるいは、最初、正の電位で担持させ、後にリチウム金
属電位以下の電位で担持させる事もできる。
In the present invention, when lithium is previously supported on the negative electrode PAS, it is particularly advantageous to apply a potential other than the lithium metal potential to the negative electrode PAS at least once with respect to the lithium metal potential. The voltage to be applied varies depending on the target amount of lithium derived from the negative electrode, the PAS, the type and shape of the electrode, and the type and shape of the electrolytic cell. 10mV to -300mV. It is important to select a potential and a lower voltage so that lithium metal is not deposited. In some cases, lithium is first supported at a potential lower than the lithium metal potential and gradually Method to raise the voltage to the end, finally ending at a positive potential,
Alternatively, it can be initially supported at a positive potential and later supported at a potential equal to or lower than the lithium metal potential.

本発明において電池内の総リチウム量は、負極PASに
対し500mAh/g以上、好ましくは600mAh/g以上であり、50
0mAh/g未満の場合、容量が充分に得られない。
In the present invention, the total amount of lithium in the battery is 500 mAh / g or more with respect to the negative electrode PAS, preferably 600 mAh / g or more,
If it is less than 0 mAh / g, sufficient capacity cannot be obtained.

また、本発明における負極由来のリチウムは負極PAS
に対し100mAh/g以上、好ましくは150mAh/g以上であり、
100mAh/g未満の場合、たとえ総リチウム量が負極PASに
対し500mAh/g以上であつたとしても充分な容量が得られ
ない。また、正極にリチウム含有酸化物を用いる場合に
おいては、負極由来のリチウムは負極PASに対し600mAh/
g以下にすることが、実用的である。
Further, in the present invention, the lithium derived from the negative electrode is the negative electrode PAS.
100 mAh / g or more, preferably 150 mAh / g or more,
If it is less than 100 mAh / g, a sufficient capacity cannot be obtained even if the total lithium amount is 500 mAh / g or more with respect to the negative electrode PAS. When a lithium-containing oxide is used for the positive electrode, lithium derived from the negative electrode is 600 mAh /
It is practical to make it less than g.

本発明における正極由来のリチウム、電解液由来のリ
チウムは上記条件を満たしていればよいが、正極由来の
リチウムが負極PASに対し300mAh/g以上であることが好
ましい。
The lithium derived from the positive electrode and the lithium derived from the electrolyte in the present invention may satisfy the above conditions, but it is preferable that the lithium derived from the positive electrode be at least 300 mAh / g with respect to the negative electrode PAS.

(6) さらに、本発明の第6の好適な態様を以下に述
べる。
(6) Further, a sixth preferred embodiment of the present invention will be described below.

本発明においては、前記(4)で述べた負極由来のリ
チウムを、電池組立前にPASにあらかじめ担持させるに
当つて、負極由来のリチウムをリチウム塩の環状カーボ
ネート溶媒溶液を用いて電気化学的に担持させる事が特
に好適である。
In the present invention, when lithium derived from the negative electrode described in the above (4) is pre-supported on the PAS before assembling the battery, the lithium derived from the negative electrode is electrochemically formed using a solution of a lithium salt in a cyclic carbonate solvent. It is particularly preferable to carry it.

ここで、リチウム塩とは、例えばLiClO4、LiAsF6、Li
BF4、LiPF6等リチウムイオンを生成しうる電解質であ
り、環状カーボネート溶媒とは、エチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート等の単一溶媒、あるいは、
2種以上の混合溶媒を用いることができる。上記の電解
質及び溶媒は充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/
以上とするのが好ましく、通常0.2〜1.5モル/とする
のが更に好ましい。予め負極PASにリチウムを担持する
ことが出来れば、特に限定しないが、例えば、上記電解
液を用い、リチウム金属を対極とした電気化学セルに
て、一定電流を通電する事により、あるいは定電圧を印
加する事により、予め負極PASにリチウムを担持させる
事ができる。
Here, the lithium salt is, for example, LiClO 4 , LiAsF 6 , Li
BF 4 , LiPF 6 is an electrolyte capable of producing lithium ions such as, and the cyclic carbonate solvent is a single solvent such as ethylene carbonate and propylene carbonate, or
Two or more mixed solvents can be used. The electrolyte and the solvent are mixed in a sufficiently dehydrated state to form an electrolyte. The concentration of the electrolyte in the electrolyte is at least 0.1 mol / mol in order to reduce the internal resistance due to the electrolyte.
It is preferably at least, and more preferably 0.2 to 1.5 mol /. There is no particular limitation as long as lithium can be supported on the negative electrode PAS in advance.For example, by using the above-described electrolyte solution and passing a constant current through an electrochemical cell having lithium metal as a counter electrode, or by applying a constant voltage. By applying the voltage, lithium can be previously supported on the negative electrode PAS.

以上説明した本発明によれば、製造が容易で、しかも
高容量かつ高電圧を有する二次電池として使用可能な有
機電解質電池が提供される。
According to the present invention described above, an organic electrolyte battery that is easy to manufacture and that can be used as a secondary battery having a high capacity and a high voltage is provided.

さらに、本発明の有機電解質電池は、長期にわたつて
充放電が可能で、かつ安全性に優れた二次電池を提供す
る。
Further, the organic electrolyte battery of the present invention provides a secondary battery which can be charged and discharged for a long period of time and is excellent in safety.

また、本発明の前記の第1、第2、第3、第4、第5
及び第6の好適な態様を1つ又はそれ以上組み合わすこ
とにより殊に高容量の二次電池が提供される。
Further, the first, second, third, fourth and fifth aspects of the present invention are described.
And one or more of the sixth preferred embodiments provide a particularly high capacity secondary battery.

また、本発明の前記第3及び第4の好適な態様は、内
部抵抗が低く、かつ高容量の二次電池を提供するので有
利である。
Further, the third and fourth preferred aspects of the present invention are advantageous because they provide a secondary battery having a low internal resistance and a high capacity.

さらに、本発明の前記第5の好適な態様は、本発明の
上記高容量かつ高電圧の二次電池をより容易に製造する
ことを可能とする利点を有する。
Further, the fifth preferred embodiment of the present invention has an advantage that the high capacity and high voltage secondary battery of the present invention can be manufactured more easily.

以下本発明を実施例について説明する。しかし、以下
の実施例は本発明の態様を具体的に説明するためのもの
であつて、本発明は以下の実施例に何ら制限されたり、
又は拘束されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. However, the following examples are intended to specifically explain aspects of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples,
Or are not bound.

なお、添付図面第1図に示した本発明に係る電池の基
本構成は以下のとおりである。
The basic structure of the battery according to the present invention shown in FIG. 1 is as follows.

1 正極 2 負極 3、3′ 集電体 4 電解液 5 セパレーター 6 電池ケース 7、7′ 外部端子 また、添付第2図に示した本発明に係る電池の基本構
成は以下のとおりである。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 2 Negative electrode 3, 3 'Current collector 4 Electrolyte solution 5 Separator 6 Battery case 7, 7' External terminal Moreover, the basic structure of the battery which concerns on this invention shown in the attached FIG. 2 is as follows.

1 正極 2 負極 3 集電体(正極) 3′ 集電体(負極) 8 絶縁パツキン 5 セパレーター 6 電池ケース 9 トツプ蓋 10 端子(正極) 10′ 端子(負極) 実施例1 厚さ0.5mmのフエノール・ホルムアルデヒド樹脂成形
板をシリコニツト電気炉中に入れ窒素雰囲気下で10℃/
時間の速度で昇温し、650℃まで熱処理し、不溶不融性
基体(PASと記す)を合成した。かくして得られたPAS板
をデイスクミルで粉砕することにより平均粒径15μmの
PAS粉体を得た。H/C比は0.22であつた。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Current collector (positive electrode) 3 'Current collector (negative electrode) 8 Insulating packing 5 Separator 6 Battery case 9 Top cover 10 Terminal (positive electrode) 10' terminal (negative electrode) Example 1 0.5 mm thick phenol -Place the formaldehyde resin molded plate in a silicon electric furnace at 10 ° C /
The temperature was raised at a rate of time and heat-treated to 650 ° C. to synthesize an insoluble and infusible substrate (referred to as PAS). The PAS plate thus obtained is pulverized with a disk mill to obtain an average particle size of 15 μm.
PAS powder was obtained. The H / C ratio was 0.22.

次に上記PAS粉末100重量部と、ポリフツ化ビニリデン
粉末10重量部をN,N−ジメチルホルムアミド90重量部に
溶解した溶液100重量部とを充分に混合する事によりス
ラリーを得た。該スラリーをアプリケーターを用い厚さ
10μmの銅箔(負極集電体)上に塗布し、加熱、乾燥
し、プレスし厚さ110μmのPAS負極を得た。
Next, 100 parts by weight of the PAS powder and 100 parts by weight of a solution of 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder dissolved in 90 parts by weight of N, N-dimethylformamide were sufficiently mixed to obtain a slurry. Thick the slurry using an applicator
It was applied on a 10 μm copper foil (negative electrode current collector), heated, dried and pressed to obtain a 110 μm thick PAS negative electrode.

市販のLiCoO2(ストレム社製)100部、グラフアイト
5部に対し、ポリフツ化ビニリデン粉末10重量部をN,N
−ジメチルホルムアミド90重量部に溶解した溶液50重量
部を充分に混合する事によりスラリーを得た。該スラリ
ーをアプリケーターを用い厚さ20μmのアルミ箔(正極
集電体)上に塗布し、乾燥、プレスし、厚さ150μmの
正極1を得た。
To 100 parts of commercially available LiCoO 2 (manufactured by Strem) and 5 parts of graphite, 10 parts by weight of vinylidene fluoride powder was added to N, N
-A slurry was obtained by sufficiently mixing 50 parts by weight of a solution dissolved in 90 parts by weight of dimethylformamide. The slurry was applied on a 20 μm-thick aluminum foil (positive electrode current collector) using an applicator, dried and pressed to obtain a 150 μm-thick positive electrode 1.

上記負極をリチウムを対極とし、電解液にプロピレン
カーボネートとジエチルカーボネートの1:1(重量比)
混合液に、1モル/の濃度にLiPF6を溶解した溶液を
用い、定電流(一時間当たり、負極PASに30mAh/gのリチ
ウムを担持させるような電流を設定)にて負極PASあた
り150mAh/g、200mAh/g、300mAh/gのリチウムをドーピン
グし担持させた(負極由来のリチウム)。それぞれ負極
1、2、3とした。
The above negative electrode has lithium as a counter electrode, and the electrolyte contains propylene carbonate and diethyl carbonate in a ratio of 1: 1 (weight ratio).
Using a solution in which LiPF 6 was dissolved to a concentration of 1 mol / mol as the mixed solution, and applying a constant current (an electric current such that 30 mAh / g of lithium is supported on the negative electrode PAS per hour) was set to 150 mAh / negative electrode PAS. g, 200 mAh / g, and 300 mAh / g of lithium were loaded and supported (lithium derived from the negative electrode). The negative electrodes were 1, 2, and 3, respectively.

上記正極と、負極1、2、3(いずれも1×1cm2)と
を用い、図1のような電池を3種類組み立てた。セパレ
ーターとしては、厚さ25μmのポリプロピレンセパレー
ターを用いた。また電解液としてはプロピレンカーボネ
ートとジエチルカーボネートの1:1(重量比)混合液
に、1モル/の濃度にLiPF6を溶解した溶液を用い
た。電池内の負極PASに対する総リチウム量は表1に示
す。
Using the positive electrode and the negative electrodes 1, 2, and 3 (all 1 × 1 cm 2 ), three types of batteries as shown in FIG. 1 were assembled. As the separator, a polypropylene separator having a thickness of 25 μm was used. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / in a 1: 1 (weight ratio) mixed solution of propylene carbonate and diethyl carbonate was used. Table 1 shows the total amount of lithium with respect to the negative electrode PAS in the battery.

上記電池に0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が4.3Vにな
るまで充電し、続いて0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が
2.5Vになるまで放電した。この4.3V−2.5Vのサイクルを
繰り返し、3回目の放電において、体積容量(mAh/cc)
にて評価した。体積基準としては、電極体積、セパレー
ター体積、集電体体積の総計を用いた。結果を下記表1
に示す。
Battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 in the battery is charged to a 4.3 V, followed by the battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 is
Discharged to 2.5V. This cycle of 4.3V-2.5V is repeated, and in the third discharge, the volume capacity (mAh / cc)
Was evaluated. As a volume standard, the total of the electrode volume, the separator volume, and the current collector volume was used. The results are shown in Table 1 below.
Shown in

実施例2 実施例1と同様の方法で厚さ100μm、200μm、の正
極を得た。それぞれ正極2、正極3とした。
Example 2 A positive electrode having a thickness of 100 μm and 200 μm was obtained in the same manner as in Example 1. Positive electrode 2 and positive electrode 3, respectively.

負極2と組み合わせ、実施例1と同様の方法で電池を
組み、体積容量を評価した。結果を下記表2に示す。
A battery was assembled in the same manner as in Example 1 in combination with the negative electrode 2, and the volume capacity was evaluated. The results are shown in Table 2 below.

比較例1 実施例1と同様の方法で厚さ260μmの正極4を得
た。負極にはリチウムを予め担持させない負極4を用い
た。正極1、3、4と負極4とを組み合わせ実施例1と
同様の方法で電池を組み、体積容量を評価した。結果を
表3に示す。
Comparative Example 1 A positive electrode 4 having a thickness of 260 μm was obtained in the same manner as in Example 1. As the negative electrode, a negative electrode 4 not previously supporting lithium was used. Positive electrodes 1, 3, 4 and negative electrode 4 were combined to form a battery in the same manner as in Example 1, and the volume capacity was evaluated. Table 3 shows the results.

負極由来のリチウム量が0の場合、総リチウム量をい
くら増やしても、充分な容量が得られなかつた。
When the amount of lithium derived from the negative electrode was 0, sufficient capacity was not obtained no matter how much the total amount of lithium was increased.

比較例2 実施例1において、予め担持させるリチウム量を50mA
h/gとして負極5を得た。正極1と組み合わせ、実施例
1と同様の方法で電池を組み、体積容量を評価した。結
果を表4に示す。
Comparative Example 2 In Example 1, the amount of lithium previously supported was 50 mA.
The negative electrode 5 was obtained as h / g. A battery was assembled in the same manner as in Example 1 in combination with the positive electrode 1, and the volume capacity was evaluated. Table 4 shows the results.

電池内の総リチウム量が充分であつても、負極由来の
リチウム量(本実施例では予めドープしたリチウム)が
少ないと充分な容量が得られなかつた。
Even if the total amount of lithium in the battery was sufficient, a sufficient amount of lithium could not be obtained if the amount of lithium derived from the negative electrode (lithium doped in advance in this example) was small.

(1) 以下に本発明の第1の好適な態様の実施例を示
す。
(1) An example of the first preferred embodiment of the present invention will be described below.

実施例3 キシレン樹脂(リグナイト社製)50重量部と、ノボラ
ツク(昭和高分子社製)50重量部、キシレンスルホン酸
0.1重量部を100℃で加熱してキシレン変成ノボラツク樹
脂を得た。該樹脂100重量部にヘキサメチレンテトラミ
ン10重量部を混合、粉砕したものを熱プレスにより成形
板に成形した。
Example 3 50 parts by weight of a xylene resin (manufactured by Lignite), 50 parts by weight of novolak (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), xylene sulfonic acid
0.1 parts by weight was heated at 100 ° C. to obtain a xylene-modified novolak resin. 10 parts by weight of hexamethylenetetramine was mixed with 100 parts by weight of the resin, and the mixture was pulverized and formed into a molded plate by hot pressing.

該キシレン変成ノボラツク樹脂成形板をシリコニツト
電気炉中に入れ窒素雰囲気下で10℃/時間の速度で昇温
し、650℃まで熱処理し、不溶不融性基体(PASと記す)
を合成した。かくして得られたPAS板をデイスクミルで
粉砕することにより平均粒径15μmのPAS粉体を得た。H
/C比は0.22であつた。該PAS粉体の窒素吸着厚み10Åに
おける吸着ガス量は29cc/gであつた。
The xylene-modified novolak resin molded plate is placed in a silicon electric furnace, heated at a rate of 10 ° C./hour under a nitrogen atmosphere, heat-treated to 650 ° C., and insoluble and infusible substrate (referred to as PAS).
Was synthesized. The PAS plate thus obtained was pulverized with a disk mill to obtain a PAS powder having an average particle size of 15 μm. H
The / C ratio was 0.22. The amount of gas adsorbed on the PAS powder at a nitrogen adsorption thickness of 10 mm was 29 cc / g.

次に上記PAS粉末100重量部と、ポリフツ化ビニリデン
粉末10重量部をN,N−ジメチルホルムアミド90重量部に
溶解した溶液100重量部とを充分に混合する事によりス
ラリーを得た。該スラリーをアプリケーターを用い厚さ
10μmの銅箔(負極集電体)上に塗布し、乾燥、プレス
し厚さ110μmのPAS負極を得た。
Next, 100 parts by weight of the PAS powder and 100 parts by weight of a solution of 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder dissolved in 90 parts by weight of N, N-dimethylformamide were sufficiently mixed to obtain a slurry. Thick the slurry using an applicator
It was applied on a 10 μm copper foil (negative electrode current collector), dried and pressed to obtain a 110 μm thick PAS negative electrode.

市販のLiCoO2(ストレム社製)100部、グラフアイト
5部に対し、ポリフツ化ビニリデン粉末10重量部、N,N
−ジメチルホルムアミド90重量部に溶解した溶液50重量
部を充分に混合する事によりスラリーを得た。該スラリ
ーをアプリケーターを用い厚さ20μmのアルミ箔(正極
集電体)上に塗布し、乾燥、プレスし厚さ165μmの正
極5を得た。
100 parts of commercially available LiCoO 2 (manufactured by Strem), 5 parts of graphite, 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder, N, N
-A slurry was obtained by sufficiently mixing 50 parts by weight of a solution dissolved in 90 parts by weight of dimethylformamide. The slurry was applied on an aluminum foil (positive electrode current collector) having a thickness of 20 μm using an applicator, dried and pressed to obtain a positive electrode 5 having a thickness of 165 μm.

上記負極をリチウムを対極とし、電解液にプロピレン
カーボネートとジエチルカーボネートの1:1(重量比)
混合液に、1モル/の濃度にLiPF6を溶解した溶液を
用い、定電流(一時間当たり、負極PASに30mAh/gのリチ
ウムを担持させるような電流を設定)にて負極PASあた
り150mAh/g、200mAh/g、300mAh/gのリチウムをドーピン
グし担持させた(負極由来のリチウム)。それぞれ負極
6、7、8とした。上記正極と、負極6、7、8(いず
れも1×1cm2)とを用い、図1のような電池を3種類組
み立てた。セパレーターとしては、厚さ25μmのポリプ
ロピレンセパレーターを用いた。また電解液としてはプ
ロピレンカーボネートとジエチルカーボネートの1:1
(重量比)混合液に、1モル/の濃度にLiPF6を溶解
した溶液を用いた。電池内の負極PASに対する総リチウ
ム量は表5に示す。
The above negative electrode has lithium as a counter electrode, and the electrolyte contains propylene carbonate and diethyl carbonate in a ratio of 1: 1 (weight ratio).
Using a solution in which LiPF 6 was dissolved to a concentration of 1 mol / mol as the mixed solution, and applying a constant current (an electric current such that 30 mAh / g of lithium is supported on the negative electrode PAS per hour) was set to 150 mAh / negative electrode PAS. g, 200 mAh / g, and 300 mAh / g of lithium were loaded and supported (lithium derived from the negative electrode). The negative electrodes were 6, 7, and 8, respectively. Using the positive electrode and the negative electrodes 6, 7, and 8 (all 1 × 1 cm 2 ), three types of batteries as shown in FIG. 1 were assembled. As the separator, a polypropylene separator having a thickness of 25 μm was used. As the electrolyte, propylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a ratio of 1: 1.
(Weight ratio) A solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / was used for the mixed solution. Table 5 shows the total amount of lithium with respect to the negative electrode PAS in the battery.

上記電池に0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が4.3Vにな
るまで充電し、続いて0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が
2.5Vになるまで放電した。この4.3V−2.5Vのサイクルを
繰り返し、3回目の放電において、体積容量(mAh/cc)
にて評価した。体積基準としては、電極体積、セパレー
ター体積、集電体体積の総計を用いた。結果を表5に示
す。
Battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 in the battery is charged to a 4.3 V, followed by the battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 is
Discharged to 2.5V. This cycle of 4.3V-2.5V is repeated, and in the third discharge, the volume capacity (mAh / cc)
Was evaluated. As a volume standard, the total of the electrode volume, the separator volume, and the current collector volume was used. Table 5 shows the results.

実施例4 実施例3においてPAS原料の組成をキシレン樹脂30重
量部、ノボラック70重量部、及びキシレン樹脂10重量
部、ノボラック90重量部に変えたものを負極に用いた。
これらの負極PASあたり300mAh/gのリチウムをドーピン
グし担持させ、それぞれ負極9、負極10とした。
Example 4 A negative electrode was prepared by changing the composition of the PAS raw material in Example 3 to 30 parts by weight of xylene resin, 70 parts by weight of novolak, 10 parts by weight of xylene resin, and 90 parts by weight of novolak.
These negative electrodes PAS were doped with and supported by 300 mAh / g of lithium to form negative electrodes 9 and 10, respectively.

実施例3と同様の方法で電池を組み、体積容量を評価
した。結果を表6に示す。
A battery was assembled in the same manner as in Example 3, and the volume capacity was evaluated. Table 6 shows the results.

比較例3 実施例3においてPAS原料の組成をキシレン樹脂30重
量部、ノボラック70重量部に変えたものを負極に用い
た。これらの負極のうち1つにはリチウムを予め担持さ
せず、もう1つに負極PASあたり50mAh/gのリチウムをド
ーピングし担持させ、それぞれ負極11、12とした。
Comparative Example 3 A negative electrode was prepared by changing the composition of the PAS raw material in Example 3 to 30 parts by weight of xylene resin and 70 parts by weight of novolak. One of these negative electrodes was not loaded with lithium in advance, and the other was doped with and loaded with 50 mAh / g of lithium per negative electrode PAS to form negative electrodes 11 and 12, respectively.

実施例3と同様の方法で電池を組み、体積容量を評価
した。結果を表7に示す。
A battery was assembled in the same manner as in Example 3, and the volume capacity was evaluated. Table 7 shows the results.

比較例4 実施例3において、PAS原料の組成をノボラック100重
量部とヘキサメチレンテトラミン10重量部としたもの、
及び粉末レゾール(群栄化学工業株式会社製「レジトッ
プ」)のみを原料としたものを用いて負極を作成した。
これらの負極PASあたり300mAh/gのリチウムをドーピン
グし担持させ、それぞれ負極13、14とした。
Comparative Example 4 In Example 3, the composition of the PAS raw material was 100 parts by weight of novolak and 10 parts by weight of hexamethylenetetramine.
And a powder resol ("Regitop" manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) as a raw material to prepare a negative electrode.
These negative electrodes PAS were doped with 300 mAh / g of lithium and supported to obtain negative electrodes 13 and 14, respectively.

実施例3と同様の方法で電池を組み、体積容量を評価
した。結果を表8に示す。
A battery was assembled in the same manner as in Example 3, and the volume capacity was evaluated. Table 8 shows the results.

(2) 以下に本発明の第2の好適な態様の実施例を示
す。
(2) An example of the second preferred embodiment of the present invention will be described below.

実施例5 厚さ0.5mmのフェノール樹脂成形板をシリコニット電
気炉中に入れ窒素雰囲気下で10℃/時間の速度で昇温
し、650℃まで熱処理し、不溶不融性基体(PASと記す)
を合成した。H/C比は0.22であった。かくして得られたP
AS板をアルミナ性ポットミルで粉砕時間を変える事によ
り、表9に示す粒度分布を有するPAS粉体(No.1、No.
2、No.3、No.4)を得た。粒度分布は、得られた粉体を
水中に超音波を用い分散させた後、レーザー回折式粒度
分布測定装置を用い測定した。
Example 5 A phenolic resin molded plate having a thickness of 0.5 mm was placed in a siliconite electric furnace, heated at a rate of 10 ° C./hour under a nitrogen atmosphere, heat-treated to 650 ° C., and insoluble and infusible substrate (referred to as PAS).
Was synthesized. The H / C ratio was 0.22. P thus obtained
By changing the grinding time of the AS plate with an alumina pot mill, PAS powder having the particle size distribution shown in Table 9 (No. 1, No.
2, No.3, No.4). The particle size distribution was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer after dispersing the obtained powder in water using ultrasonic waves.

次に上記PAS粉末100重量部と、ポリフッ化ビニリデン
粉末10重量部をN,N−ジメチルホルムアミド90重量部に
溶解した溶液100重量部とを充分に混合する事によりス
ラリーを得た。該スラリーをアプリケーターを用い厚さ
10μmの銅箔(負極集電体)上に塗布し、乾燥、プレス
し厚さ110μmのPAS負極を得た。該負極の気孔率は、25
℃においてプロピレンカーボネートを含浸する事により
求めた。使用したプロピレンカーボネートの密度は、1.
20g/cc(ピクノメータで測定)であった。結果を表9に
まとめて示す。市販のLiCoO2(ストレム社製)100部、
グラファイト5部に対し、ポリフッ化ビニリデン粉末10
重量部、N,N−ジメチルホルムアミド90重量部に溶解し
た溶液50重量部を充分に混合する事によりスラリーを得
た。該スラリーをアプリケーターを用い厚さ20μmのア
ルミ箔(正極集電体)上に塗布し、乾燥、プレス厚さ16
0μm、180μmの正極6、7を得た。
Next, 100 parts by weight of the above PAS powder and 100 parts by weight of a solution of 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder dissolved in 90 parts by weight of N, N-dimethylformamide were sufficiently mixed to obtain a slurry. Thick the slurry using an applicator
It was applied on a 10 μm copper foil (negative electrode current collector), dried and pressed to obtain a 110 μm thick PAS negative electrode. The porosity of the negative electrode is 25
It was determined by impregnating propylene carbonate at ℃. The density of propylene carbonate used was 1.
It was 20 g / cc (measured with a pycnometer). The results are summarized in Table 9. 100 parts of commercially available LiCoO 2 (manufactured by Strem)
5 parts of graphite, 10 parts of polyvinylidene fluoride powder
A slurry was obtained by sufficiently mixing 50 parts by weight of a solution dissolved in 90 parts by weight of N, N-dimethylformamide by weight. The slurry was applied on a 20 μm-thick aluminum foil (positive electrode current collector) using an applicator, dried, and pressed to a thickness of 16 μm.
Positive electrodes 6 and 7 of 0 μm and 180 μm were obtained.

上記負極をリチウムを対極とし、電解液にプロピレン
カーボネートとジエチルカーボネートの1:1(重量比)
混合液に、1モル/の濃度にLiPF6を溶解した溶液を
用い、定電流(一時間当り、負極PASに30mAh/gのリチウ
ムを担持させるような電流を設定)にて負極PASあたり3
00mAh/gのリチウムをドーピングし担持させた(負極由
来のリチウム)。
The above negative electrode has lithium as a counter electrode, and the electrolyte contains propylene carbonate and diethyl carbonate in a ratio of 1: 1 (weight ratio).
A solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / mol was used as the mixed solution, and a constant current (an electric current was set such that 30 mAh / g of lithium was supported on the negative electrode PAS per hour) was set to 3 per negative electrode PAS.
00 mAh / g of lithium was doped and carried (lithium derived from the negative electrode).

上記正極6、7を、電池内の総リチウム量が負極PAS
に対し約1100mAh/gとなるように、負極15、16、17、18
(いずれも1×1cm2)と組み合わせ、図1のような電池
を5種類組み立てた。セパレーターとしては、厚さ25μ
mのポリプロピレンセパレーターを用いた。また電解液
としてはプロピレンカーボネートとジエチルカーボネー
トの1:1(重量比)混合液に、1モル/の濃度にLiPF6
を溶解した溶液を用いた。電池内の負極PASに対する総
リチウム量は表10に示す。
The above positive electrodes 6 and 7 are used as a negative electrode PAS when the total amount of lithium in the battery is negative.
Negative electrode 15, 16, 17, 18 so as to be about 1100 mAh / g
(In each case 1 × 1 cm 2 ), five types of batteries as shown in FIG. 1 were assembled. 25μ thick as separator
m of polypropylene separator was used. As an electrolyte, a 1: 1 (weight ratio) mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate was added to a concentration of 1 mol / LiPF 6
Was used. Table 10 shows the total amount of lithium with respect to the negative electrode PAS in the battery.

上記電池に0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が4.3Vにな
るまで充電し、続いて0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が
2.5Vになるまで放電した。この4.3V−2.5Vのサイクルを
繰り返し、3回目の放電において、体積容量(mAh/cc)
にて評価した。体積基準としては、電極体積、セパレー
ター体積、集電体体積の総計を用いた。結果を同じく表
10に示す。
Battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 in the battery is charged to a 4.3 V, followed by the battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 is
Discharged to 2.5V. This cycle of 4.3V-2.5V is repeated, and in the third discharge, the volume capacity (mAh / cc)
Was evaluated. As a volume standard, the total of the electrode volume, the separator volume, and the current collector volume was used. Table also shows the results
See Figure 10.

実施例6 実施例5と同様の方法で厚さ240μm、210μm、200
μmの正極8、9、10を得た。実施例5と同様の方法
で、負極17の負極由来のリチウム量を0mAh/g、(比較)
150mAh/g及び200mAh/g(本発明)とし上記正極と組み合
わせ、実施例5と同様の方法で電池を組み、体積容量を
評価した。結果を表11に示す。
Example 6 In the same manner as in Example 5, the thickness was 240 μm, 210 μm, and 200 μm.
The positive electrodes 8, 9, and 10 of μm were obtained. In the same manner as in Example 5, the amount of lithium derived from the negative electrode of negative electrode 17 was set to 0 mAh / g (comparative).
A battery was assembled at 150 mAh / g and 200 mAh / g (the present invention) in the same manner as in Example 5 in combination with the above positive electrode, and the volume capacity was evaluated. Table 11 shows the results.

負極由来のリチウム量が0の場合、充分な容量が得ら
れなかった。
When the amount of lithium derived from the negative electrode was 0, sufficient capacity could not be obtained.

比較例5 厚さ0.5mmのフェノール樹脂形成板をシリコニット電
気炉中に入れ窒素雰囲気下で10℃/時間の速度で昇温
し、650℃まで熱処理し、PASを合成した。H/C比は0.22
であった。かくして得られたPAS板をジェットミルを用
いて、表12に示す粒度分布を有するPAS粉体(No.5,No.
6,No.7)を得た。実施例5と同様の方法で負極(No.19,
No.20,No.21)を得、気孔率を求めた。結果を表12に示
す。
Comparative Example 5 A phenolic resin-formed plate having a thickness of 0.5 mm was placed in a siliconite electric furnace, heated at a rate of 10 ° C./hour under a nitrogen atmosphere, and heat-treated to 650 ° C. to synthesize PAS. H / C ratio is 0.22
Met. Using a jet mill, the PAS plate thus obtained was subjected to PAS powder having the particle size distribution shown in Table 12 (No. 5, No. 5).
6, No. 7). In the same manner as in Example 5, the negative electrode (No. 19,
No. 20 and No. 21) were obtained, and the porosity was determined. Table 12 shows the results.

実施例5と同様の方法で厚さ150μm、130μmの正極
11、12を得た。以下上記No.19〜21の負極に300mAh/gの
負極由来のリチウムを実施例5と同様の方法で担持さ
せ、実施例5と同様の評価をおこなった。結果を表13に
示す。
A positive electrode having a thickness of 150 μm and 130 μm in the same manner as in Example 5.
11 and 12 were obtained. Hereinafter, 300 mAh / g of lithium derived from the negative electrode was supported on the negative electrodes of Nos. 19 to 21 in the same manner as in Example 5, and the same evaluation as in Example 5 was performed. Table 13 shows the results.

比較例6 実施例5のPASNo.2を用い、PAS粉末100重量部と、ポ
リフッ化ビニリデン粉末10重量部をN,N−ジメチルホル
ムアミド90重量部に溶解した溶液110重量部とを充分に
混合することによりスラリーを得た。該スラリーをアプ
リケーターを用い厚さ10μmの銅箔(負極集電体)上に
塗布し、乾燥、厚さ110μmのPAS負極を得た。該負極の
気孔率を25℃においてプロピレンカーボネートを含浸す
ることにより求めた。気孔率は、46%であった。
Comparative Example 6 Using PAS No. 2 of Example 5, thoroughly mix 100 parts by weight of PAS powder and 110 parts by weight of a solution obtained by dissolving 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder in 90 parts by weight of N, N-dimethylformamide. Thus, a slurry was obtained. The slurry was applied on a 10 μm-thick copper foil (negative electrode current collector) using an applicator, and dried to obtain a 110 μm-thick PAS negative electrode. The porosity of the negative electrode was determined by impregnating propylene carbonate at 25 ° C. The porosity was 46%.

実施例1と同様の方法で厚さ130μmの正極を得た。
以下負極に300mAh/gの負極由来のリチウムを実施例5と
同様の方法で担持させ、実施例5と同様の評価をおこな
った。体積容量は131mAh/ccであった。
A positive electrode having a thickness of 130 μm was obtained in the same manner as in Example 1.
Hereinafter, 300 mAh / g of lithium derived from the negative electrode was supported on the negative electrode in the same manner as in Example 5, and the same evaluation as in Example 5 was performed. The volume capacity was 131 mAh / cc.

(3)以下に本発明の第3の好適な態様の実施例を示
す。
(3) An example of the third preferred embodiment of the present invention will be described below.

実施例7 厚0.5mmのフェノール樹脂成形板をシリコニット電気
炉中に入れ窒素雰囲気下で10℃/時間の速度で昇温し、
650℃まで熱処理し、不溶不融性基体(PASと記す)を合
成した。かくして得られたPAS板をボットミルで粉砕す
ることにより平均粒径約3μmを得た。H/C比は0.22で
あった。
Example 7 A phenol resin molded plate having a thickness of 0.5 mm was placed in a siliconite electric furnace and heated at a rate of 10 ° C./hour under a nitrogen atmosphere.
Heat treatment was performed to 650 ° C. to synthesize an insoluble and infusible substrate (referred to as PAS). The PAS plate thus obtained was pulverized with a bot mill to obtain an average particle size of about 3 μm. The H / C ratio was 0.22.

次に上記PAS粉末100重量部と、融点が172℃のポリフ
ッ化ビニリデン粉末10重量部をN,N−ジメチルホルムア
ミド90重量部に溶解した溶液100重量部とを充分に混合
することによりスラリーを得た。該スラリーをアプリケ
ーターを用い厚さ10μmの銅箔(負極集電体)上に塗布
し、乾燥、プレスし、両面にPASを塗布した厚さ210μm
のPAS負極を得た。該PAS負極を真空下、100℃、160℃、
190℃、220℃で加熱処理し、負極22、23、24、25を得
た。
Next, 100 parts by weight of the PAS powder and 10 parts by weight of a polyvinylidene fluoride powder having a melting point of 172 ° C. were sufficiently mixed with 100 parts by weight of a solution obtained by dissolving 90 parts by weight of N, N-dimethylformamide to obtain a slurry. Was. The slurry was applied on a 10 μm-thick copper foil (negative electrode current collector) using an applicator, dried and pressed, and PAS was applied on both sides to a thickness of 210 μm.
A PAS negative electrode was obtained. The PAS negative electrode under vacuum, 100 ℃, 160 ℃,
Heat treatment was performed at 190 ° C and 220 ° C to obtain negative electrodes 22, 23, 24, and 25.

市販のLiCoO2(ストレム社製)100部、グラファイト
5部に対し、ポリフッ化ビニリデン粉末10重量部、N,N
−ジメチルホルムアミド90重量部に溶解した溶液50重量
部を充分に混合することによりスラリーを得た。該スラ
リーをアプリケーターを用い厚さ20μmのアルミ箔(正
極集電体)上に塗布し、乾燥、プレスし、両面にLiCoO2
を塗布した厚さ340μmの正極を得た。
100 parts of commercially available LiCoO 2 (manufactured by Strem), 5 parts of graphite, 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder, N, N
-A slurry was obtained by sufficiently mixing 50 parts by weight of a solution dissolved in 90 parts by weight of dimethylformamide. The slurry was applied on a 20 μm-thick aluminum foil (positive electrode current collector) using an applicator, dried and pressed, and LiCoO 2
Was applied to obtain a positive electrode having a thickness of 340 μm.

上記負極をリチウムを対極とし、電解液にプロピレン
カーボネートとジエチルカーボネートの1:1(重量比)
混合液に、1モル/の濃度にLiPF6を溶解した溶液を
用い、定電流(一時間当たり、負極PASに30mAh/gのリチ
ウムを担持させるような電流を設定)にて負極PASあた
り300mAh/gのリチウムをドーピングし担持させた(負極
由来のリチウム)。それぞれ負極22、23、24、25とし
た。
The above negative electrode has lithium as a counter electrode, and the electrolyte contains propylene carbonate and diethyl carbonate in a ratio of 1: 1 (weight ratio).
Using a solution in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1 mol / as the mixed solution, and at a constant current (setting a current such that 30 mAh / g of lithium is supported on the negative electrode PAS per hour), 300 mAh / negative electrode PAS is used. g of lithium was loaded and supported (lithium derived from the negative electrode). The negative electrodes were 22, 23, 24, and 25, respectively.

上記正極1、負極22、23、24、25(いずれも4×35cm
2)とを用い、図2のような円筒形電池を組んだ。セパ
レーターとしては、厚さ25μmのポリプロピレンセパレ
ーターを用いた。正極端子としては厚さ150μm、幅5mm
のアルミニウム端子、負極端子としては正極と同サイズ
のニッケルを用い、それぞれ、電極の端にとりつけた。
また、電解液としてはプロピレンカーボネートとジエチ
ルカーボネートの1:1(重量比)混合液に1モル/の
濃度にLiPF6を溶解した溶液を用いた。電池内の負極PAS
に対する総リチウム量はいずれも、1170mAh/gであっ
た。ここで、100℃処理の負極1を用いた場合、電極巻
き取り時金属箔から電極がはがれ、電池にならなかっ
た。
The above positive electrode 1, negative electrode 22, 23, 24, 25 (all 4 × 35 cm
2 ), a cylindrical battery as shown in FIG. 2 was assembled. As the separator, a polypropylene separator having a thickness of 25 μm was used. 150μm thickness, 5mm width for positive terminal
As the aluminum terminal and the negative electrode terminal, nickel having the same size as the positive electrode was used, and they were respectively attached to the ends of the electrodes.
As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / in a 1: 1 (weight ratio) mixed solution of propylene carbonate and diethyl carbonate was used. Negative electrode PAS in battery
Was 1170 mAh / g in all cases. Here, when the negative electrode 1 treated at 100 ° C. was used, the electrode was peeled off from the metal foil when the electrode was wound, and the battery did not become a battery.

上記電池に0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が4.3Vにな
るまで充電し、内部抵抗を測定したのち、続いて0.25mA
/cm2の定電流で電池電圧が2.5Vになるまで放電した。こ
の4.3V−2.5Vのサイクルを繰り返し、3回目の放電にお
いて、体積容量(mAh/cc)にて評価した。体積基準とし
ては、電極体積、セパレーター体積、集電体体積の総計
を用いた。結果を表14に示す。
Charge the above battery with a constant current of 0.25 mA / cm 2 until the battery voltage reaches 4.3 V, measure the internal resistance, and then
The battery was discharged at a constant current of / cm 2 until the battery voltage reached 2.5 V. This cycle of 4.3V-2.5V was repeated, and the third discharge was evaluated by volume capacity (mAh / cc). As a volume standard, the total of the electrode volume, the separator volume, and the current collector volume was used. Table 14 shows the results.

本発明の好ましい実施例である負極24、25は、負極2
2、23に比べ、内部抵抗が低く、体積容量が高い。
The negative electrodes 24 and 25, which are preferred embodiments of the present invention,
Lower internal resistance and higher volume capacity than 2,23.

比較例7 実施例7と同様の方法で厚さ460μmの正極2を得
た。正極、負極のサイズは(いずれも4×30cm2)とし
た。
Comparative Example 7 A positive electrode 2 having a thickness of 460 μm was obtained in the same manner as in Example 7. The size of the positive electrode and the negative electrode was 4 × 30 cm 2 .

負極由来のリチウムを0mAh/gとして、負極22、23、2
4、25と組み合わせ、実施例7と同様の方法で電池を組
み、体積容量を評価した。電池内の負極PASに対する総
リチウム量はいずれも、1090mAh/gであった。結果を表1
5に示す。
Assuming that the lithium derived from the negative electrode is 0 mAh / g, the negative electrodes 22, 23, 2
A battery was assembled in the same manner as in Example 7 in combination with 4 and 25, and the volume capacity was evaluated. The total amount of lithium relative to the negative electrode PAS in the battery was 1090 mAh / g. Table 1 shows the results
See Figure 5.

(4)以下に本発明の第4の態様の好適な実施例を示
す。
(4) A preferred embodiment of the fourth aspect of the present invention will be described below.

実施例8 厚さ0.5mmのフェノール樹脂成形板をシリコニット電
気炉中に入れ窒素雰囲気下で10℃/時間の速度で昇温
し、650℃まで熱処理し、不溶不融性基体(PAS)を合成
した。かくして得られたPAS板をディスクミルで粉砕す
ることにより平均粒径約15μmのPAS粉体を得た。H/C比
は0.22であった。
Example 8 A phenolic resin molded plate having a thickness of 0.5 mm was placed in a siliconite electric furnace, heated at a rate of 10 ° C./hour under a nitrogen atmosphere, and heat-treated to 650 ° C. to synthesize an insoluble infusible substrate (PAS). did. The PAS plate thus obtained was pulverized with a disk mill to obtain a PAS powder having an average particle size of about 15 μm. The H / C ratio was 0.22.

次に上記PAS粉末100重量部と、ポリフッ化ビニリデン
粉末10重量部をN,N−ジメチルホルムアミド90重量部に
溶解した溶液100重量部とを充分に混合することにより
スラリーを得た。該スラリーをアプリケーターを用い厚
さ10μmの銅箔(負極集電体)上に塗布し、乾燥、プレ
スし、両面にPASに塗布した厚さ210μmのPAS負極を得
た。
Next, 100 parts by weight of the PAS powder and 100 parts by weight of a solution of 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder dissolved in 90 parts by weight of N, N-dimethylformamide were sufficiently mixed to obtain a slurry. The slurry was applied on a 10 μm-thick copper foil (negative electrode current collector) using an applicator, dried and pressed to obtain a 210 μm-thick PAS negative electrode coated on both sides with PAS.

市販のLiCoO2(ストレム社製)100部、グラファイト
5部に対し、ポリフッ化ビニリデン粉末10重量部をN,N
−ジメチルホルムアミド90重量部に溶解した溶液50重量
部を充分に混合することによりスラリーを得た。該スラ
リーをアプリケーターを用い厚さ20μmのアルミ箔(正
極集電体)上に塗布し、乾燥、プレスし、両面にLiCoO2
を塗布した厚さ280μmの正極を得た。
To 100 parts of commercially available LiCoO 2 (manufactured by Strem) and 5 parts of graphite, 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder was added to N, N
-A slurry was obtained by sufficiently mixing 50 parts by weight of a solution dissolved in 90 parts by weight of dimethylformamide. The slurry was applied on a 20 μm-thick aluminum foil (positive electrode current collector) using an applicator, dried and pressed, and LiCoO 2
Was applied to obtain a 280 μm thick positive electrode.

上記負極をリチウムを対極とし、電解液にプロピレン
カーボネートとジエチルカーボネートの1:1(重量比)
混合液に、1モル/の濃度にLiPF6を溶解した溶液を
用い、定電流(一時間当たり、負極PASに30mAh/gのリチ
ウムを担持させるような電流を設定)にて負極PASあた
り300mAh/gのリチウムをドーピングし担持させた(負極
由来のリチウム)。
The above negative electrode has lithium as a counter electrode, and the electrolyte contains propylene carbonate and diethyl carbonate in a ratio of 1: 1 (weight ratio).
Using a solution in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1 mol / as the mixed solution, and at a constant current (setting a current such that 30 mAh / g of lithium is supported on the negative electrode PAS per hour), 300 mAh / negative electrode PAS is used. g of lithium was loaded and supported (lithium derived from the negative electrode).

上記正極、負極(いずれも4×35cm2)とを用い、図
2のような円筒形電池を組んだ。セパレーターとして
は、厚さ25μmのポリプロピレンセパレーターを用い
た。正極端子としては厚さ150μm、幅5mmのアルミニウ
ム端子、負極端子としては正極と同サイズのニッケルを
用い、それぞれ、電極の端にとりつけた。また電解液と
してはプロピレンカーボネートとジエチルカーボネート
の1:1(重量比)混合液に、1モル/の濃度にLiPF6
溶解した溶液を用いた。電池内の負極PASに対する総リ
チウム量は、1040mAh/gであった。
A cylindrical battery as shown in FIG. 2 was assembled using the above positive electrode and negative electrode (both 4 × 35 cm 2 ). As the separator, a polypropylene separator having a thickness of 25 μm was used. An aluminum terminal having a thickness of 150 μm and a width of 5 mm was used as a positive electrode terminal, and nickel having the same size as the positive electrode was used as a negative electrode terminal. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / in a 1: 1 (weight ratio) mixed solution of propylene carbonate and diethyl carbonate was used. The total amount of lithium with respect to the negative electrode PAS in the battery was 1,040 mAh / g.

上記電池に0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が4.3Vにな
るまで充電し、内部抵抗を測定したのち、続いて0.25mA
/cm2の定電流で電池電圧が2.5Vになるまで放電した。こ
の4.3V−2.5Vのサイクルを繰り返し、3回目の放電にお
いて、体積容量(mAh/cc)にて評価した。体積基準とし
ては、電極体積、セパレーター体積、集電体体積の総計
を用いた。結果を表16に示す。
Charge the above battery with a constant current of 0.25 mA / cm 2 until the battery voltage reaches 4.3 V, measure the internal resistance, and then
The battery was discharged at a constant current of / cm 2 until the battery voltage reached 2.5 V. This cycle of 4.3V-2.5V was repeated, and the third discharge was evaluated by volume capacity (mAh / cc). As a volume standard, the total of the electrode volume, the separator volume, and the current collector volume was used. Table 16 shows the results.

比較例8 実施例8と同様の方法で厚さ380μmの正極を得た。
正極、負極のサイズは(いずれも4×30cm2)とした。
Comparative Example 8 A positive electrode having a thickness of 380 μm was obtained in the same manner as in Example 8.
The size of the positive electrode and the negative electrode was 4 × 30 cm 2 .

負極由来のリチウムを0mAh/gとして、実施例8と同様
の方法で電池を組み、体積容量を評価した。電池内の負
極PASに対する総リチウム量は、1010mAh/gであった。結
果を表16に示す。
A battery was assembled in the same manner as in Example 8 except that lithium derived from the negative electrode was set to 0 mAh / g, and the volume capacity was evaluated. The total amount of lithium with respect to the negative electrode PAS in the battery was 1010 mAh / g. Table 16 shows the results.

比較例9 実施例8において、30mAh/g量のリチウム金属(約12
μm)を、負極PASに、はりつけ、以下実施例8と同様
の円筒型電池を2本組んだ。3日間室温にて、放置後、
1本を分解したところ、完全にリチウム金属は無くなっ
ていた。実施例8と同様にし、体積容量を評価した。こ
の電池の総リチウム量は1040mAh/gであった。結果を表1
6に示す。
Comparative Example 9 In Example 8, 30 mAh / g of lithium metal (about 12
μm) was attached to the negative electrode PAS, and two cylindrical batteries similar to Example 8 were assembled. After leaving at room temperature for 3 days,
When one was disassembled, lithium metal was completely lost. In the same manner as in Example 8, the volume capacity was evaluated. The total lithium content of this battery was 1040 mAh / g. Table 1 shows the results
See Figure 6.

負極由来のリチウム量が0の場合は十分な容量が得ら
れず、電池内で負極由来のリチウムを担持させた場合、
電池の内部抵抗が上昇し、電池容量が低下した。
When the amount of lithium derived from the negative electrode is 0, sufficient capacity cannot be obtained, and when lithium derived from the negative electrode is supported in the battery,
The internal resistance of the battery increased, and the battery capacity decreased.

実施例9 実施例8において、リチウム金属(約200μm)を、
負極PASに、はりつけ、厚さ2mmのポリプロピンレン板に
挟み、実施例1と同様の電解液中にて、負極由来のリチ
ウムを担持させた。約40分間でリチウム金属をPAS負極
からはがしたところ、300mAh/gのリチウムをドープする
ことができた。以下実施例8と同様の円筒型電池を組
み、実施例8と同様にし、体積容量を評価した。この電
池の総リチウム量は1040mAh/gであった。結果を評価16
に示す。
Example 9 In Example 8, lithium metal (about 200 μm) was
The negative electrode PAS was adhered, sandwiched between polypropylene sheets having a thickness of 2 mm, and lithium derived from the negative electrode was carried in the same electrolytic solution as in Example 1. When the lithium metal was peeled off from the PAS negative electrode in about 40 minutes, 300 mAh / g of lithium could be doped. Thereafter, a cylindrical battery similar to that of Example 8 was assembled, and the volume capacity was evaluated in the same manner as in Example 8. The total lithium content of this battery was 1040 mAh / g. Rating Results 16
Shown in

実施例10 実施例8において、対極リチウム金属(約200μm)
と負極PASを短絡することにより、負極PASに、負極由来
のリチウムを担持させた。約35分間で300mAh/gのリチウ
ムをドープすることができた。以下実施例8と同様の円
筒型電池を組み、実施例8と同様にし、体積容量を評価
した。この電池の総リチウム量は1040mAh/gであった。
結果を表16に示す。
Example 10 In Example 8, the counter electrode lithium metal (about 200 μm)
And the negative electrode PAS were short-circuited, whereby lithium derived from the negative electrode was carried on the negative electrode PAS. It was possible to dope 300 mAh / g of lithium in about 35 minutes. Thereafter, a cylindrical battery similar to that of Example 8 was assembled, and the volume capacity was evaluated in the same manner as in Example 8. The total lithium content of this battery was 1040 mAh / g.
Table 16 shows the results.

(5) 以下に本発明の第5の好適な態様の実施例を示
す。
(5) An example of the fifth preferred embodiment of the present invention will be described below.

実施例11 厚さ0.5mmのフェノール樹脂成形板をシリコニット電
気炉中に入れ窒素雰囲気下で10℃/時間の速度で昇温
し、650℃まで熱処理し、不溶不融性基体(PASと記す)
を合成した。かくして得られたPAS板をディスクミルで
粉砕することにより平均粒径約15μmのPAS粉体を得
た。H/C比は0.22であった。
Example 11 A phenolic resin molded plate having a thickness of 0.5 mm was placed in a siliconite electric furnace, heated at a rate of 10 ° C./hour under a nitrogen atmosphere, heat-treated to 650 ° C., and insoluble and infusible substrate (referred to as PAS).
Was synthesized. The PAS plate thus obtained was pulverized with a disk mill to obtain a PAS powder having an average particle size of about 15 μm. The H / C ratio was 0.22.

次に上記PAS粉末100重量部と、ポリフッ化ビニリデン
粉末10重量部をN,N−ジメチルホルムアミド90重量部に
溶解した溶液100重量部とを充分に混合する事によりス
ラリーを得た。該スラリーをアプリケーターを用い厚さ
10μmの銅箔(負極集電体)上に塗布し、乾燥、プレス
し、両面にPASを塗布した厚さ210μmのPAS負極を得
た。
Next, 100 parts by weight of the above PAS powder and 100 parts by weight of a solution of 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder dissolved in 90 parts by weight of N, N-dimethylformamide were sufficiently mixed to obtain a slurry. Thick the slurry using an applicator
It was applied on a 10 μm copper foil (negative electrode current collector), dried and pressed to obtain a 210 μm thick PAS negative electrode having both sides coated with PAS.

市販のLiCoO2(ストレム社製)100部、グラファイト
5部に対し、ポリフッ化ビニリデン粉末10重量部、N,N
−ジメチルホルムアミド90重量部に溶解した溶液50重量
部を充分に混合する事によりスラリーを得た。該スラリ
ーをアプリケーターを用い厚さ20μmのアルミ箔(正極
集電体)上に塗布し、乾燥、プレスし、両面にLiCoO2
塗布した厚さ280μmの正極を得た。
100 parts of commercially available LiCoO 2 (manufactured by Strem), 5 parts of graphite, 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder, N, N
-A slurry was obtained by sufficiently mixing 50 parts by weight of a solution dissolved in 90 parts by weight of dimethylformamide. The slurry was applied on a 20-μm-thick aluminum foil (positive electrode current collector) using an applicator, dried and pressed to obtain a 280-μm-thick positive electrode coated with LiCoO 2 on both sides.

上記負極をリチウムを対極とし、電解液にプロピレン
カーボネートとジエチルカーボネートの1:1(重量比)
混合液に、1モル/の濃度にLiPF6を溶解した溶液を
用い、リチウム参照極に有する電解セルを組んだ。リチ
ウム参照極に対して、PAS負極が、+20mV、0mV、−20m
V、−50mV、−100mVとなるように、定電圧を印加し、30
0mAh/g(負極由来のリチウム)が担持できる時間を測定
した。結果を表17に示す。
The above negative electrode has lithium as a counter electrode, and the electrolyte contains propylene carbonate and diethyl carbonate in a ratio of 1: 1 (weight ratio).
An electrolytic cell having a lithium reference electrode was assembled using a solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / mol as the mixed solution. PAS negative electrode is + 20mV, 0mV, -20m with respect to lithium reference electrode
V, −50 mV, −100 mV
The time during which 0 mAh / g (lithium derived from the negative electrode) can be supported was measured. Table 17 shows the results.

上記正極1、負極(いずれも1×1cm2)とを用い、図
1のような電池を組んだ。セパレーターとしては、厚さ
25μmのポリプロピレンセパレーターを用いた。電池内
の負極PASに対する総リチウム量は、1040mAh/gであっ
た。
Using the positive electrode 1 and the negative electrode (both 1 × 1 cm 2 ), a battery as shown in FIG. 1 was assembled. As a separator, the thickness
A 25 μm polypropylene separator was used. The total amount of lithium with respect to the negative electrode PAS in the battery was 1,040 mAh / g.

上記電池に0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が4.3Vにな
るまで充電し、続いて0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が
2.5Vになるまで放電した。この4.3−2.5Vのサイクルを
繰り返し、3回目の放電において、体積容量(mAh/cc)
にて評価した。体積基準としては、電極体積、セパレー
ター体積、集電体体積の総計を用いた。結果を表17に示
す。
Battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 in the battery is charged to a 4.3 V, followed by the battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 is
Discharged to 2.5V. This cycle of 4.3-2.5V is repeated, and in the third discharge, the volume capacity (mAh / cc)
Was evaluated. As a volume standard, the total of the electrode volume, the separator volume, and the current collector volume was used. Table 17 shows the results.

比較例10 実施例11において、リチウム金属(約200μm)を、
負極PASに、はりつけ、厚さ2mmのポリプロピレン板に挟
み、実施例1と同様の電解液中にて、負極由来のリチウ
ムを担持させた。約40分間でリチウム金属をPAS負極か
らはがしたところ、300mAh/gのリチウムをドープするこ
とができた。負の電圧を印加した場合に比べ時間がかか
る。
Comparative Example 10 In Example 11, lithium metal (about 200 μm) was
The negative electrode PAS was adhered, sandwiched between polypropylene plates having a thickness of 2 mm, and lithium derived from the negative electrode was carried in the same electrolytic solution as in Example 1. When the lithium metal was peeled off from the PAS negative electrode in about 40 minutes, 300 mAh / g of lithium could be doped. It takes more time than when a negative voltage is applied.

比較例11 実施例11において、対極リチウム金属(約200μm)
と負極PASを短絡することにより、負極PASに、負極由来
のリチウムを担持させた。約35分間で300mAh/gのリチウ
ムをドープすることができた。負の電圧を印加した場合
に比べ時間がかかる。
Comparative Example 11 In Example 11, the counter electrode lithium metal (about 200 μm)
And the negative electrode PAS were short-circuited, whereby lithium derived from the negative electrode was carried on the negative electrode PAS. It was possible to dope 300 mAh / g of lithium in about 35 minutes. It takes more time than when a negative voltage is applied.

比較例12 厚さ0.5mmのフェノール樹脂組成板をシリコニット電
気炉中に入れ窒素雰囲気下で10℃/時間の速度で昇温
し、1000℃まで熱処理し、炭素質材料を得た。かくして
得られたPAS板をディスクミルで粉砕することにより平
均粒径約13μmの炭素質材料粉末を得た。H/C比は0.02
であった。
Comparative Example 12 A phenol resin composition plate having a thickness of 0.5 mm was placed in a siliconite electric furnace, heated at a rate of 10 ° C./hour under a nitrogen atmosphere, and heat-treated to 1000 ° C. to obtain a carbonaceous material. The PAS plate thus obtained was pulverized with a disk mill to obtain a carbonaceous material powder having an average particle size of about 13 μm. H / C ratio is 0.02
Met.

該炭素質材料を実施例11と同様の方法で電極とし、負
極由来のリチウムを、実施例11と同様の方法でリチウム
を担持させた。+20mVの場合、担持にかかった時間は50
分、0mVの場合、担持にかかった時間は45分であり−20m
V、−50mV、−100mVを印加した場合、負極炭素材料上に
リチウム金属が析出した。そのまま放置したところ、リ
チウム金属は約30時間後には消えていたが、負極由来の
リチウムの担持方法として実用的であるとはいえない。
The carbonaceous material was used as an electrode in the same manner as in Example 11, and lithium derived from the negative electrode was loaded with lithium in the same manner as in Example 11. In the case of +20 mV, the loading time is 50
Min, 0 mV, the time required for loading is 45 minutes and -20 m
When V, -50 mV, and -100 mV were applied, lithium metal was deposited on the negative electrode carbon material. When left as it was, the lithium metal had disappeared after about 30 hours, but this was not practical as a method for supporting lithium derived from the negative electrode.

また、+20mVで作成した負極を用い実施例11と同様の
電池を組み、評価したところ、3サイクル終了後、負極
上に大量のリチウム金属が析出していた。
In addition, a battery similar to that of Example 11 was assembled using the negative electrode prepared at +20 mV and evaluated. After three cycles, a large amount of lithium metal was deposited on the negative electrode.

(6) 以下に本発明の第6の好適な態様の実施例を示
す。
(6) An example of the sixth preferred embodiment of the present invention will be described below.

実施例12 厚さ0.5mmのフェノール樹脂成形板をシリコニット電
気炉中に入れ窒素雰囲気下で10℃/時間の速度で昇温
し、650℃まで熱処理し、不溶不融性基体(PASと記す)
を合成した。かくして得られたPAS板をディスクミルで
粉砕することにより平均粒径約15μmのPAS粉体を得
た。H/C比は0.22であった。
Example 12 A phenolic resin molded plate having a thickness of 0.5 mm was placed in a siliconite electric furnace, heated at a rate of 10 ° C./hour under a nitrogen atmosphere, heat-treated to 650 ° C., and insoluble and infusible substrate (referred to as PAS).
Was synthesized. The PAS plate thus obtained was pulverized with a disk mill to obtain a PAS powder having an average particle size of about 15 μm. The H / C ratio was 0.22.

次に上記PAS粉末100重量部と、ポリフッ化ビニリデン
粉末10重量部をN,N−ジメチルホルムアミド90重量部に
溶解した溶液100重量部とを充分に混合する事によりス
ラリーを得た。該スラリーをアプリケーターを用い厚さ
10μmの銅箔(負極集電体)上に塗布し、乾燥、プレス
し、両面にPASを塗布した厚さ210μmのPAS負極を得
た。
Next, 100 parts by weight of the above PAS powder and 100 parts by weight of a solution of 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder dissolved in 90 parts by weight of N, N-dimethylformamide were sufficiently mixed to obtain a slurry. Thick the slurry using an applicator
It was applied on a 10 μm copper foil (negative electrode current collector), dried and pressed to obtain a 210 μm thick PAS negative electrode having both sides coated with PAS.

市販のLiCoO2(ストレム社製)100部、グラファイト
5部に対し、ポリフッ化ビニリデン粉末10重量部、N,N
−ジメチルホルムアミド90重量部に溶解した溶液50重量
部を充分に混合する事によりスラリーを得た。該スラリ
ーをアプリケーターを用い厚さ20μmのアルミ箔(正極
集電体)上に塗布し、乾燥、プレスし、両面にLiCoO2
塗布した厚さ280μmの正極を得た。
100 parts of commercially available LiCoO 2 (manufactured by Strem), 5 parts of graphite, 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder, N, N
-A slurry was obtained by sufficiently mixing 50 parts by weight of a solution dissolved in 90 parts by weight of dimethylformamide. The slurry was applied on a 20-μm-thick aluminum foil (positive electrode current collector) using an applicator, dried and pressed to obtain a 280-μm-thick positive electrode coated with LiCoO 2 on both sides.

上記負極をリチウムを対極とし、電解液としてプロピ
レンカーボネートに1モル/の濃度にLiPF6を溶解し
た溶液を用い、定電流(一時間当たり、負極PASに30mAh
/gのリチウムを担持させるような電流を設定)にて負極
PASあたり300mAh/gのリチウムをドーピングし担持させ
た(負極由来のリチウム)。
The negative electrode was lithium as a counter electrode, and a solution of LiPF 6 dissolved in propylene carbonate at a concentration of 1 mol / in propylene carbonate was used as an electrolytic solution at a constant current (30 mAh per hour for the negative electrode PAS).
/ g of lithium is set to a current that supports lithium)
300 mAh / g of lithium was doped per PAS and supported (lithium derived from the negative electrode).

上記正極、負極(いずれも1×1cm2)とを用い、図1
のような電池を組んだ。セパレーターとしては、厚さ25
μmのポリプロピレンセパレーターを用いた。また電解
液としてはプロピレンカーボネートとジエチルカーボネ
ートの1:1(重量比)混合液に、1モル/の濃度にLiP
F6を溶解した溶液を用いた。電池内の負極PASに対する
総リチウム量は、1040mAh/gであつた。
Using the above positive and negative electrodes (both 1 × 1 cm 2 ), FIG.
I assembled batteries like. As a separator, thickness 25
A μm polypropylene separator was used. As an electrolyte, a 1: 1 (weight ratio) mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate was added to a concentration of 1 mol / L LiP.
The solution was used which was dissolved F 6. The total amount of lithium with respect to the negative electrode PAS in the battery was 1040 mAh / g.

上記電池に0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が4.3Vにな
るまで充電し、続いて0.25mA/cm2の定電流で電池電圧が
2.5Vになるまで放電した。この4.3V−2.5Vのサイクルを
繰り返し、3回目の放電において、体積容量(mAh/cc)
にて評価したところ、169mAh/ccであつた。体積基準と
しては、電極体積、セパレーター体積、集電体体積の総
計を用いた。
Battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 in the battery is charged to a 4.3 V, followed by the battery voltage at a constant current of 0.25 mA / cm 2 is
Discharged to 2.5V. This cycle of 4.3V-2.5V is repeated, and in the third discharge, the volume capacity (mAh / cc)
Was 169 mAh / cc. As a volume standard, the total of the electrode volume, the separator volume, and the current collector volume was used.

比較例13 負極由来のリチウムを、プロピレンカーボネートとジ
エチルカーボネートの1:1(重量比)混合液に、1モル
/の濃度にLiPF6を溶解した溶液を用いる以外は実施
例1と同様の方法で電池を組み、体積容量を評価したと
ころ、155mAh/ccであつた。
Comparative Example 13 Lithium derived from the negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / in a 1: 1 (weight ratio) mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate was used. When the battery was assembled and the volume capacity was evaluated, it was 155 mAh / cc.

実施例13 負極由来のリチウムを、プロピレンカーボネートとエ
チレンカーボネートの1:1(重量比)混合液に、1モル
/の濃度にLiPF6を溶解した溶液を用いる以外は実施
例12と同様の方法で電池を組み、体積容量を評価したと
ころ、167mAh/ccであつた。
Example 13 The same method as that of Example 12 was used except that a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / in a 1: 1 (weight ratio) mixture of propylene carbonate and ethylene carbonate using lithium derived from the negative electrode was used. When the battery was assembled and the volume capacity was evaluated, it was 167 mAh / cc.

実施例12,13は比較例13に対し、約1割容量が高い。 Examples 12 and 13 are about 10% higher in capacity than Comparative Example 13.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽藤 之規 大阪府大阪市都島区友渕町1丁目6番2 ―305号 (72)発明者 矢田 静邦 兵庫県加古郡播磨町宮西2丁目6番13号 審査官 種村 慈樹 (56)参考文献 特開 平3−233861(JP,A) 特開 平4−34870(JP,A) 特開 平4−206276(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 10/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hironori Hato 1-6-2 tomobuchi-cho, Miyakojima-ku, Osaka-shi, Osaka-305-72 (72) Inventor Shizukuni Yada 2-6-1 Miyanishi, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo 13 Examiner Yoshiki Tanemura (56) References JP-A-3-233861 (JP, A) JP-A-4-34870 (JP, A) JP-A-4-206276 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) H01M 10/40

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】正極、負極並びに電解液としてリチウム塩
の非プロトン性有機溶媒溶液を備えた有機電解質電池で
あつて、 (1) 正極がリチウム含有金属酸化物を含むものであ
り、 (2) 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつ
て水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポリ
アセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)であ
り、 (3) 上記負極のポリアセン系骨格構造を有する不溶
不融性基体に対し、電池内に含まれる総リチウム量が50
0mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが100mAh/g
以上である、 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 a solution of a lithium salt in an aprotic organic solvent as an electrolytic solution, wherein (1) the positive electrode contains a lithium-containing metal oxide, and (2) The negative electrode is a heat-treated aromatic condensation polymer, and is an insoluble infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.5 to 0.05; The total amount of lithium contained in the battery is 50 relative to the insoluble infusible substrate having a polyacene-based
0 mAh / g or more, and lithium derived from the negative electrode is 100 mAh / g
The above is an organic electrolyte battery.
【請求項2】負極がポリアセン系骨格構造を有する不溶
不融性基体とバインダーより成る成形体であり、バイン
ダーがフツ素原子/炭素原子の原子比が1.5未満0.75以
上である含フツ素系ポリマーである請求の範囲第1項記
載の有機電解質電池。
2. A fluorine-containing polymer in which a negative electrode is a molded article comprising an insoluble infusible substrate having a polyacene skeleton structure and a binder, wherein the binder has an atomic ratio of fluorine atom / carbon atom of less than 1.5 and 0.75 or more. The organic electrolyte battery according to claim 1, wherein
【請求項3】含フツ素系ポリマーがポリフツ化ビニリデ
ンである請求の範囲第2項記載の有機電解質電池。
3. The organic electrolyte battery according to claim 2, wherein the fluorine-containing polymer is polyvinylidene fluoride.
【請求項4】正極、負極並びに電解液としてリチウム塩
の非プロトン性有機溶媒溶液を備えた有機電解質電池で
あつて、 (1) 正極がリチウム含有金属酸化物を含むものであ
り、 (2) 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつ
て水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポリ
アセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)であ
り、 (3) 負極PASに対し、電池内に含まれる総リチウム
量が500mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが10
0mAh/g以上である、 有機電解質電池であつて、 該ポリアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PA
S)が、窒素吸着等温線から得られる、窒素吸着厚み10
Åにおける吸着ガス量が100cc/g以下であることを特徴
とする有機電解質電池。
4. An organic electrolyte battery comprising a positive electrode, a negative electrode and a solution of a lithium salt in an aprotic organic solvent as an electrolytic solution, wherein (1) the positive electrode contains a lithium-containing metal oxide, and (2) The negative electrode is a heat-treated aromatic condensed polymer, and is an insoluble infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.5 to 0.05, and (3) the negative electrode PAS On the other hand, the total amount of lithium contained in the battery is 500 mAh / g or more, and the amount of lithium derived from the negative electrode is 10
An organic electrolyte battery having a polyacene skeleton structure of 0 mAh / g or more.
S) is obtained from the nitrogen adsorption isotherm.
An organic electrolyte battery, wherein the amount of adsorbed gas in (1) is 100 cc / g or less.
【請求項5】正極、負極並びに電解液としてリチウム塩
の非プロトン性有機溶媒溶液を備えており、 (1) 正極がリチウム含有金属酸化物を含むものであ
り、 (2) 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつ
て水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポリ
アセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)であ
り、 (3) 負極PASに対し、電池内に含まれる総リチウム
量が500mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが10
0mAh/g以上である、 有機電解質電池であつて、 該ポリアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PA
S)は、平均粒径20μm以下であり、かつ50%径を2aμ
mとした時、1aμm以下の粒径を粒子が体積比で10%以
上であり、かつ4aμm以上の粒径を有する粒子が体積比
で10%以上であり、かつ負極の気孔率が40%以下であ
る、 ことを特徴とする有機電解質電池。
5. A positive electrode, a negative electrode and an aprotic organic solvent solution of a lithium salt as an electrolytic solution, (1) the positive electrode contains a lithium-containing metal oxide, and (2) the negative electrode is an aromatic An insoluble infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure in which a hydrogen atom / carbon atom atomic ratio is 0.5 to 0.05, which is a heat-treated product of a condensation polymer; The total amount of lithium contained is 500 mAh / g or more, and lithium derived from the negative electrode is 10
An organic electrolyte battery having a polyacene skeleton structure of 0 mAh / g or more.
S) has an average particle diameter of 20 μm or less and a 50% diameter of 2aμ.
When the particle size is 1 m or less, the particles have a volume ratio of 10% or more, and the particles having a particle size of 4 am or more are 10% or more, and the porosity of the negative electrode is 40% or less. An organic electrolyte battery, characterized in that:
【請求項6】正極、負極並びに電解液としてリチウム塩
の非プロトン性有機溶媒溶液を備えており、 (1) 正極がリチウム含有金属酸化物を含むものであ
り、 (2) 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつ
て、水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポ
リアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)で
あり、 (3) 負極PASに対し、電池内に含まれる総リチウム
量が500mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが10
0mAh/g以上である、 有機電解質電池であつて、 該負極は、該ポリアセン系骨格構造を有する受容不融性
基体(PAS)を熱可塑性バインダーを用いて、金属箔上
に成形した後、該熱可塑性バインダーの融点以上で加熱
処理したものである、 ことを特徴とする有機電解質電池。
6. A positive electrode, a negative electrode, and a solution of a lithium salt in an aprotic organic solvent as an electrolytic solution. (1) The positive electrode contains a lithium-containing metal oxide; A heat-treated condensed polymer, which is an insoluble and infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.5 to 0.05; The total amount of lithium contained is 500 mAh / g or more, and lithium derived from the negative electrode is 10
An organic electrolyte battery of 0 mAh / g or more, wherein the negative electrode is formed by molding a receiving infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure on a metal foil using a thermoplastic binder. An organic electrolyte battery, which is heat-treated at a temperature equal to or higher than the melting point of a thermoplastic binder.
【請求項7】正極、負極並びに電解液としてリチウム塩
の非プロトン性有機溶媒溶液を備えており、 (1) 正極がリチウム含有金属酸化物を含むものであ
り、 (2) 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつ
て、水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポ
リアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)で
あり、 (3) 負極PASに対し、電池内に含まれる総リチウム
量が500mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが10
0mAh/g以上である、 有機電解質電池であつて、 該負極由来のリチウムが、電池組立前にPASに予め担持
させたものである、 ことを特徴とする有機電解質電池。
7. A positive electrode, a negative electrode, and a solution of a lithium salt in an aprotic organic solvent as an electrolytic solution, (1) the positive electrode contains a lithium-containing metal oxide, and (2) the negative electrode is an aromatic A heat-treated condensed polymer, which is an insoluble and infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.5 to 0.05; The total amount of lithium contained is 500 mAh / g or more, and lithium derived from the negative electrode is 10
An organic electrolyte battery having a capacity of 0 mAh / g or more, wherein lithium derived from the negative electrode is previously supported on PAS before battery assembly.
【請求項8】正極、負極並びに電解液としてリチウム塩
の非プロトン性有機溶媒溶液を備えており、 (1) 正極がリチウム含有金属酸化物を含むものであ
り、 (2) 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつ
て、水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポ
リアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)で
あり、 (3) 負極PASに対し、電池内に含まれる総リチウム
量が500mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが10
0mAh/g以上である、 有機電解質電池であつて、 負極由来のリチウムは、Li金属の電位以下の電位を印加
することにより電気化学的に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。
8. A positive electrode, a negative electrode, and an aprotic organic solvent solution of a lithium salt as an electrolytic solution, (1) the positive electrode contains a lithium-containing metal oxide, and (2) the negative electrode is an aromatic A heat-treated condensed polymer, which is an insoluble and infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.5 to 0.05; The total amount of lithium contained is 500 mAh / g or more, and lithium derived from the negative electrode is 10
An organic electrolyte battery having a capacity of 0 mAh / g or more, wherein the lithium derived from the negative electrode is electrochemically supported by applying a potential equal to or less than the potential of Li metal. battery.
【請求項9】正極、負極並びに電解液としてリチウム塩
の非プロトン性有機溶媒溶液を備えており、 (1) 正極がリチウム含有金属酸化物を含むものであ
り、 (2) 負極が芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であつ
て、水素原子/炭素原子の原子比が0.5〜0.05であるポ
リアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体(PAS)で
あり、 (3) 負極PASに対し、電池内に含まれる総リチウム
量が500mAh/g以上であり、かつ負極由来のリチウムが10
0mAh/g以上である、 有機電解質電池であつて、 負極由来のリチウムをリチウム塩の環状カーボネート溶
媒溶液を用いて電気化学的に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。
9. A positive electrode, a negative electrode, and an aprotic organic solvent solution of a lithium salt as an electrolytic solution, (1) the positive electrode contains a lithium-containing metal oxide, and (2) the negative electrode is an aromatic A heat-treated condensed polymer, which is an insoluble and infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure in which the atomic ratio of hydrogen atoms / carbon atoms is 0.5 to 0.05; The total amount of lithium contained is 500 mAh / g or more, and lithium derived from the negative electrode is 10
An organic electrolyte battery having a capacity of 0 mAh / g or more, wherein lithium derived from a negative electrode is electrochemically supported using a cyclic carbonate solvent solution of a lithium salt.
【請求項10】負極がポリアセン系骨格構造を有する不
溶不融性基体(PAS)とバインダーより成る成形体であ
り、バインダーがフツ素原子/炭素原子の原子比が1.5
未満0.75以上である含フツ素ポリマーである請求の範囲
第2項化〜第9項のいずれかによる有機電解質電池。
10. A molded article comprising an insoluble and infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure and a binder, wherein the binder has a fluorine atom / carbon atom ratio of 1.5.
The organic electrolyte battery according to any one of claims 2 to 9, which is a fluorine-containing polymer having a value of less than 0.75 or more.
【請求項11】負極がポリアセン系骨格構造を有する不
溶不融性基体(PAS)とバインダーより成る成形体であ
り、バインダーである含フツ素ポリマーがポリフツ化ビ
ニリデンである請求の範囲第2項〜第9項のいずれかに
よる有機電解質電池。
11. A method according to claim 2, wherein the negative electrode is a molded article comprising an insoluble and infusible substrate (PAS) having a polyacene skeleton structure and a binder, and the fluorine-containing polymer serving as the binder is polyvinylidene fluoride. An organic electrolyte battery according to any of the preceding claims.
【請求項12】正極が、リチウム含有金属酸化物である
請求の範囲第2項〜第9項のいずれかによる有機電解質
電池。
12. The organic electrolyte battery according to claim 2, wherein the positive electrode is a lithium-containing metal oxide.
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