JP3530544B2 - Rechargeable battery - Google Patents

Rechargeable battery

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JP3530544B2
JP3530544B2 JP07834293A JP7834293A JP3530544B2 JP 3530544 B2 JP3530544 B2 JP 3530544B2 JP 07834293 A JP07834293 A JP 07834293A JP 7834293 A JP7834293 A JP 7834293A JP 3530544 B2 JP3530544 B2 JP 3530544B2
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lithium
film
battery
negative electrode
secondary battery
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総一郎 川上
伸也 三品
直哉 小林
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  • Hybrid Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、リチウムを負極に用い
るリチウム二次電池、亜鉛を負極に用いるニッケル亜鉛
二次電池,空気亜鉛二次電池,臭素亜鉛二次電池に関す
る。特に、充放電の繰り返しによって発生するリチウム
あるいは亜鉛のデンドライトによる短絡を抑えた二次電
池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium secondary battery using lithium as a negative electrode, a nickel zinc secondary battery using zinc as a negative electrode, an air zinc secondary battery, and a bromine zinc secondary battery. In particular, the present invention relates to a secondary battery in which a short circuit due to dendrite of lithium or zinc that occurs due to repeated charge and discharge is suppressed.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、CO2の増加による温室効果で地
球の温暖化が生じることが予測され、新たな火力発電所
の建設が難しくなってくるため、発電機の有効利用とし
て夜間電力を一般家庭に設置した二次電池に蓄えて負荷
を平準化する、いわゆるロードレベリングを行うことが
考案されている。
2. Description of the Related Art Recently, it is expected that global warming will occur due to the greenhouse effect caused by an increase in CO 2 , and it will become difficult to construct a new thermal power plant. It has been devised to carry out so-called load leveling, in which a secondary battery installed in a home is used to level the load.

【0003】また、大気汚染物質を排出しない電気自動
車のための高エネルギー密度の二次電池の開発が要求さ
れてきている。さらに、ブック型パーソナルコンピュー
ター、ワードプロセッサー、ビデオカメラや携帯電話な
どのポータブル機器の電源に高性能な二次電池の開発要
求もますます高まっている。
Further, there has been a demand for the development of a high energy density secondary battery for electric vehicles that does not emit air pollutants. Furthermore, there is an increasing demand for the development of high-performance secondary batteries for powering portable devices such as book-type personal computers, word processors, video cameras and mobile phones.

【0004】上記高性能の二次電池としてリチウムイオ
ンを層間化合物に導入したものを正極活物質に、負極活
物質にカーボンを用いたロッキングチェアー型リチウム
イオン電池の開発が進み、一部実用化されつつある。
As a high-performance secondary battery, a rocking chair type lithium-ion battery in which lithium ions are introduced into an intercalation compound as a positive electrode active material and carbon as a negative electrode active material has been developed and partially put into practical use. It's starting.

【0005】しかし、リチウムイオン電池は、金属リチ
ウムを正極活物質に使用するリチウム電池本来の特徴で
ある高エネルギー密度を達成していない。いまだ、リチ
ウム金属を正極に用いる高容量のリチウム蓄電池が実用
化されていないのは、充放電の繰り返しによって発生
し、短絡の主原因になるリチウムのデンドライトの発生
を抑えることに成功していないためである。
However, the lithium ion battery has not achieved the high energy density which is the original feature of the lithium battery using metallic lithium as the positive electrode active material. High-capacity lithium storage batteries that use lithium metal for the positive electrode have not yet been put to practical use because they have not succeeded in suppressing the generation of lithium dendrites that are the main cause of short circuits that occur due to repeated charging and discharging. Is.

【0006】リチウムのデンドライトが成長して、負極
と正極が電池内部で短絡すると充電ができなくなる。
When the dendrite of lithium grows and the negative electrode and the positive electrode are short-circuited inside the battery, charging cannot be performed.

【0007】また、短絡の程度が大きい場合には、電池
の持つエネルギーが短時間で消費されるため、発熱し、
電解液の溶媒が分解しガスを発生し内圧が高まり、爆発
あるいは発火するといった事故が発生することも希に起
こる可能性がある。したがって、上記充放電の繰り返し
によっても内部短絡が起きにくい、長寿命のリチウム蓄
電池の開発が望まれている。
Further, when the degree of short circuit is large, the energy possessed by the battery is consumed in a short time, so that heat is generated,
There is a possibility that an accident such as explosion or ignition may occur infrequently as the solvent of the electrolytic solution is decomposed to generate gas to increase the internal pressure. Therefore, there is a demand for the development of a long-life lithium storage battery in which an internal short circuit is unlikely to occur even when the charging and discharging are repeated.

【0008】また、ニッケル亜鉛電池,空気亜鉛電池に
おいても、充放電の繰り返しによって、亜鉛のデンドラ
イトが発生し、セパレーターを貫通して、亜鉛負極と正
極が短絡してしまうため、サイクル寿命が非常に短かっ
た。
In nickel-zinc batteries and zinc-air batteries as well, dendrites of zinc are generated by repeated charging and discharging, which penetrates the separator and short-circuits the zinc negative electrode and the positive electrode, resulting in extremely long cycle life. It was short.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
の欠点を解決し、サイクル寿命の長い、負極活物質がリ
チウムまたはリチウム合金あるいは亜鉛または亜鉛合金
の二次電池を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional drawbacks and to provide a secondary battery having a long cycle life, in which the negative electrode active material is lithium or a lithium alloy or zinc or a zinc alloy. And

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来の
欠点を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、負極表面に
電池反応に関与するイオンを透過できる構造の皮膜を形
成することによって、リチウムや亜鉛のデンドライトの
発生が抑えられることを見いだした。
The present inventor has conducted extensive studies to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and as a result, formed a film having a structure capable of transmitting ions involved in a battery reaction on the surface of a negative electrode. , Found that the generation of lithium and zinc dendrites can be suppressed.

【0011】本発明は、リチウムあるいはリチウム合金
から成る負極、セパレーター、正極活物質から成る正
極、電解質または電解質溶液(電解液)、集電電極、電
池ケースから少なくとも形成された二次電池において、
負極表面が電池反応に関与するイオンを透過できる構造
で、負極活物質から成る負極、セパレーター、正極活物
質から成る正極、電解質または電解質溶液(電解液)、
集電体、電池ケースから少なくとも形成された二次電池
において、負極表面が電池反応に関与するイオンを透過
できる構造で、電解質または電解液に反応あるいは溶解
せず安定である皮膜で被覆してあり、前記皮膜が、ナフ
タレン、アントラセン、フェナントレン、ナフタセン、
ピレン、トリフェニレン、ペリレン、ピセン、ベンゾピ
レン、コロネン、オバレン、から選択される一種類以上
の芳香族炭化水素化合物の誘導体のポリマー膜であるこ
とを特徴とする。本発明は、リチウムあるいはリチウム
合金から成る負極、セパレーター、正極活物質から成る
正極、電解質または電解質溶液(電解液)、集電体、電
池ケースから少なくとも形成された二次電池において、
負極表面が電池反応に関与するイオンを透過できる構造
で、電解質または電解液に反応あるいは溶解せず安定で
ある皮膜で被覆してあり、前記皮膜が、電池反応に関与
するイオンの半径以上の半径の細孔を有する、大環状化
合物の誘導体のポリマー膜であることを特徴とする。本
発明は、リチウムあるいはリチウム合金から成る負極、
セパレーター、正極活物質から成る正極、電解質または
電解質溶液(電解液)、集電体、電池ケースから少なく
とも形成された二次電池において、負極表面が電池反応
に関与するイオンを透過できる構造で、電解質または電
解液に反応あるいは溶解せず安定である皮膜で被覆して
あり、前記皮膜が、エーテル結合を有するフッ素樹脂膜
であることを特徴とする。本発明は、リチウムあるいは
リチウム合金から成る負極、セパレーター、正極活物質
から成る正極、電解質または電解質溶液(電解液)、集
電体、電池ケースから少なくとも形成された二次電池に
おいて、負極表面が電池反応に関与するイオンを透過で
きる構造で、電解質または電解液に反応あるいは溶解せ
ず安定である皮膜で被覆してあり、前記皮膜が、チタ
ン、アルミニウム、シリコン、ジルコニウム、タンタ
ル、マグネシウム、インジウム、スズ、モリブデン、タ
ングステン、ゲルマニウム、から選択される金属の、金
属アルコキシド、アルキル金属化合物、アセチルアセト
ン金属塩、ナフテン酸金属塩、オクチル酸金属塩、の群
から選択される一種類以上の有機金属化合物とリチウム
を反応させて形成される皮膜であることを特徴とする。
本発明は、リチウムあるいはリチウム合金から成る負
極、セパレーター、正極活物質から成る正極、電解質ま
たは電解質溶液(電解液)、集電体、電池ケースから少
なくとも形成された二次電池において、負極表面が電池
反応に関与するイオンを透過できる構造で、電解質また
は電解液に反応あるいは溶解せず安定である皮膜で被覆
してあり、前記皮膜がガラス状の金属酸化物であり、該
皮膜が有機ポリマーと複合化していることを特徴とす
る。
The present invention includes a secondary electrode formed of at least a negative electrode made of lithium or a lithium alloy , a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution), a collecting electrode, and a battery case. In the battery,
A structure in which the negative electrode surface is permeable to ions involved in battery reaction, a negative electrode composed of a negative electrode active material, a separator, a positive electrode composed of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution),
In a secondary battery formed at least from a current collector and a battery case, the negative electrode surface has a structure capable of transmitting ions involved in the battery reaction, and is coated with a film that is stable without reacting or dissolving in an electrolyte or an electrolytic solution. , The film is naphthalene, anthracene, phenanthrene, naphthacene,
It is characterized in that it is a polymer film of a derivative of one or more kinds of aromatic hydrocarbon compounds selected from pyrene, triphenylene, perylene, picene, benzopyrene, coronene and ovalen. The present invention relates to lithium or lithium
In a secondary battery formed at least from a negative electrode made of an alloy , a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution), a current collector, and a battery case,
The negative electrode surface has a structure capable of transmitting ions involved in the battery reaction, and is covered with a film that is stable without reacting or dissolving in the electrolyte or the electrolytic solution, and the film has a radius not less than the radius of the ions participating in the battery reaction. It is characterized in that it is a polymer film of a macrocyclic compound derivative having pores of. The present invention is a negative electrode made of lithium or a lithium alloy,
In a secondary battery including at least a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte), a current collector, and a battery case, the negative electrode surface has a structure that allows ions involved in a battery reaction to permeate. Alternatively, it is characterized in that it is covered with a film which is stable without reacting or dissolving in the electrolytic solution, and the film is a fluororesin film having an ether bond. The present invention relates to a secondary battery including at least a negative electrode made of lithium or a lithium alloy, a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution), a current collector, and a battery case. It has a structure capable of transmitting ions involved in the reaction, and is coated with a film that is stable without reacting or dissolving in an electrolyte or an electrolytic solution, and the film is titanium, aluminum, silicon, zirconium, tantalum, magnesium, indium, tin. , A metal alkoxide, an alkyl metal compound, a metal salt of acetylacetone, a metal salt of naphthenic acid, a metal salt of octylate, and lithium of a metal selected from the group consisting of metal, molybdenum, tungsten, and germanium, and lithium. Characterized by being a film formed by reacting That.
The present invention relates to a secondary battery including at least a negative electrode made of lithium or a lithium alloy, a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution), a current collector, and a battery case. in the structure that can penetrate the ion involved in the reaction, Yes coated with a stable coating does not react or dissolve in the electrolyte or electrolyte solution, is said coating Gaga lath metal oxide, the
The film is characterized by being combined with an organic polymer .

【0012】上記皮膜の材料は、充電時の負極に析出す
る負極活物質を透過せず、電池反応に関与するイオンが
透過できる分子構造あるいは細孔を有していることを特
徴としている。
The material of the above-mentioned film is characterized by having a molecular structure or pores through which the negative electrode active material deposited on the negative electrode during charging does not permeate but the ions involved in the battery reaction can permeate.

【0013】さらに、本発明では、電池反応に関与する
イオンが上記皮膜中を容易に伝導できるように、上記皮
膜物質が、電子供与性の元素あるいは基を有しているこ
とを特徴としている。
Further, the present invention is characterized in that the coating material has an electron-donating element or group so that ions involved in the battery reaction can be easily conducted in the coating.

【0014】上記電子供与性の元素の例としては、対電
子、不対電子、d電子を有する酸素原子、窒素原子、イ
オウ原子、遷移金属原子などが挙げられる。また、上記
電子供与性の基の例としては、環状化合物、π電子を有
する炭素−炭素二重結合や芳香族環を有する化合物が挙
げられる。
Examples of the electron-donating element include an oxygen atom having a pair electron, an unpaired electron, and a d electron, a nitrogen atom, a sulfur atom, a transition metal atom and the like. In addition, examples of the electron-donating group include a cyclic compound, a compound having a carbon-carbon double bond having π electrons and an aromatic ring.

【0015】さらに、本発明の前記負極表面の皮膜は、
電解液に溶解しないことも特徴としている。
Further, the film on the surface of the negative electrode of the present invention comprises:
Another feature is that it does not dissolve in the electrolyte.

【0016】[0016]

【作用】[Action]

(電池の構成)本発明の二次電池の基本構成は、少なく
とも負極、セパレーター、正極、電解質、集電体から成
る。図1に、本発明の二次電池の基本構成図を示した。
図1において、100は負極集電体、101は負極活物
質から成る負極、102は皮膜、103は正極集電体、
104は正極活物質から成る正極、105は電解質溶液
(電解液)、106は負極端子、107は正極端子、1
09は電池ケース、108はセパレーターである。
(Battery Structure) The basic structure of the secondary battery of the present invention comprises at least a negative electrode, a separator, a positive electrode, an electrolyte, and a current collector. FIG. 1 shows a basic configuration diagram of the secondary battery of the present invention.
In FIG. 1, 100 is a negative electrode current collector, 101 is a negative electrode made of a negative electrode active material, 102 is a film, 103 is a positive electrode current collector,
104 is a positive electrode made of a positive electrode active material, 105 is an electrolyte solution (electrolyte), 106 is a negative electrode terminal, 107 is a positive electrode terminal, 1
Reference numeral 09 is a battery case, and 108 is a separator.

【0017】負極101の負極活物質がリチウムあるい
はリチウム合金であるリチウム電池の場合には、放電反
応で、電解液105中のリチウムイオンが正極104の
正極活物質の層間に入り、同時に負極活物質101から
皮膜102を通して電解質105中にリチウムイオンが
溶け出る。一方、充電反応では、電解液105中のリチ
ウムイオンが皮膜102を透過して負極活物質にリチウ
ム金属として析出し(このとき皮膜102がないとデン
ドライトが成長し易い)、同時に正極活物質104層間
のリチウムが電解液中105に溶け出す。充電反応で析
出するリチウムは非常に活性であり、電解液中の微量水
分や酸素あるいは不純物または溶媒と反応して、絶縁性
の反応皮膜をつくり易いが、負極101の表面が皮膜1
02で被覆されているので、析出するリチウムは電解液
と直接接触せず、電池の短絡原因となるデンドライトの
発生が抑えられる。
In the case of a lithium battery in which the negative electrode active material of the negative electrode 101 is lithium or a lithium alloy, the lithium ions in the electrolytic solution 105 enter the layers of the positive electrode active material of the positive electrode 104 by the discharge reaction, and at the same time, the negative electrode active material. Lithium ions are dissolved from 101 into the electrolyte 105 through the film 102. On the other hand, in the charging reaction, lithium ions in the electrolytic solution 105 permeate the film 102 and are deposited as lithium metal on the negative electrode active material (at this time, dendrite easily grows without the film 102), and at the same time, between the positive electrode active material 104 layers. Of lithium dissolves into the electrolyte solution 105. Lithium deposited by the charging reaction is very active and easily reacts with a trace amount of water, oxygen, impurities or solvent in the electrolytic solution to form an insulating reaction film, but the surface of the negative electrode 101 is film 1.
Since it is covered with 02, the deposited lithium does not come into direct contact with the electrolytic solution, and the generation of dendrites that cause a short circuit of the battery is suppressed.

【0018】負極活物質101が亜鉛あるいは亜鉛合金
であるアルカリ電池の場合には、放電反応で、電解液1
05中の水酸イオンが皮膜102を通して負極101の
負極活物質と反応し、それと同時に正極104の正極活
物質から水酸イオンが電解液105中に出てくる。一
方、充電反応では、水酸イオンが負極101から皮膜1
02を通して電解液105中に出てくる(このとき皮膜
102がないと電解液中の亜鉛イオンが負極でデンドラ
イトが成長し易い)、同時に電解液中の水酸イオンが正
極104と反応する。上述した負極活物質がリチウムで
ある場合と同様に、皮膜102があるために充電時に亜
鉛のデンドライトの発生が抑えられる。
In the case of an alkaline battery in which the negative electrode active material 101 is zinc or a zinc alloy, an electrolytic solution 1 is produced by a discharge reaction.
Hydroxide ions in 05 react with the negative electrode active material of the negative electrode 101 through the film 102, and at the same time, hydroxide ions come out of the positive electrode active material of the positive electrode 104 into the electrolytic solution 105. On the other hand, in the charging reaction, hydroxide ions are transferred from the negative electrode 101 to the film 1.
02 through the electrolyte solution (in this case, if there is no film 102, zinc ions in the electrolyte solution tend to grow dendrites at the negative electrode), and at the same time, hydroxide ions in the electrolyte solution react with the positive electrode 104. Similar to the case where the negative electrode active material is lithium, the formation of zinc dendrite is suppressed during charging because of the coating 102.

【0019】したがって、本発明により結果として、電
池内部の短絡を抑制し、二次電池の寿命を伸ばし、安全
性も高めることができる。
Therefore, according to the present invention, as a result, it is possible to suppress a short circuit inside the battery, extend the life of the secondary battery, and enhance the safety.

【0020】上記負極活物質がリチウムあるいはリチウ
ム合金の場合には、電池反応に関与するイオンはリチウ
ムイオンであり、上記負極活物質が亜鉛のアルカリ電池
の場合には水酸イオンである。負極活物質が亜鉛の場合
の代表的電池としては、ニッケル亜鉛電池,空気亜鉛電
池,臭素亜鉛電池などが挙げられる。(ただし、臭素亜
鉛電池の場合には、電池反応に寄与する負極側のイオン
は亜鉛イオンである。) (負極の形成方法)負極活物質表面を、ディッピング、
スプレー、CVD法などで直接被覆剤で被覆して負極を
形成する以外にも、次の方法を採用できる。
When the negative electrode active material is lithium or a lithium alloy, the ions involved in the battery reaction are lithium ions, and when the negative electrode active material is an alkaline battery of zinc, hydroxide ions. When the negative electrode active material is zinc, typical batteries include nickel-zinc batteries, zinc-air batteries, and bromine-zinc batteries. (However, in the case of a bromine zinc battery, the ions on the negative electrode side that contribute to the battery reaction are zinc ions.) (Method for forming negative electrode) Dipping the surface of the negative electrode active material
Besides the method of directly coating the coating material with a coating agent by a spray method or a CVD method to form the negative electrode, the following method can be adopted.

【0021】連通孔で多孔性の導電性マトリックス(母
材)、例えば、スポンジ状あるいは繊維状の金属やカー
ボンに、電池反応に関与するイオンが透過できる被覆材
料を被覆した後に、負極活物質のリチウムや亜鉛を電気
化学的に析出付着させて負極を形成する方法も非常に有
効である。特に、多孔性の導電性マトッリクッスに比表
面積の高いものを用いると、充放電時の単位面積あたり
の電流密度を下げることができ、デンドライトの成長を
抑え、充放電の効率を高めることができる。他の別の負
極形成方法としては、溶融した負極活物質に多孔性の導
電性マトリックスを直接浸し、引き上げて、導電性マト
リックス表面を負極活物質で被覆するか、電気化学的に
導電性マトリックス表面を負極活物質で被覆した後に、
電池反応に関与するイオンが透過できる被覆材で被覆す
る方法も有効である。
A porous conductive matrix (base material), for example, a sponge-like or fibrous metal or carbon is coated with a coating material capable of transmitting ions involved in a battery reaction at the communicating holes, and then the negative electrode active material A method of electrochemically depositing and depositing lithium or zinc to form a negative electrode is also very effective. In particular, when a porous conductive matrix having a high specific surface area is used, the current density per unit area during charging / discharging can be reduced, the growth of dendrites can be suppressed, and the charging / discharging efficiency can be increased. Another alternative method for forming the negative electrode is to directly immerse the porous conductive matrix in the molten negative electrode active material and pull it up to coat the surface of the conductive matrix with the negative electrode active material or electrochemically form the surface of the conductive matrix. After coating with a negative electrode active material,
A method of coating with a coating material that is permeable to ions involved in the battery reaction is also effective.

【0022】図4は、導電性マトリックス400を、負
極活物質401と電池反応に関与するイオンが透過でき
る被覆材402で被覆して形成された負極の部分的構造
を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a partial structure of the negative electrode formed by coating the conductive matrix 400 with the negative electrode active material 401 and the coating material 402 that allows the ions involved in the battery reaction to pass therethrough.

【0023】(負極表面の被覆材)ここで負極表面の被
覆材について1〜7で詳細に説明する。
(Coating Material for Negative Electrode Surface) Here, the coating material for the negative electrode surface will be described in detail in 1 to 7.

【0024】1.無機ガラス構造を有する膜について 電池反応に関与するイオンが透過できる無機ガラス構造
を有する膜で負極活物質表面を被覆することによって、
負極活物質がリチウムの場合、リチウムの水分あるいは
酸素との反応を抑えて取扱いを容易にする、さらに、リ
チウム金属と直接電解液が接触することがなくなり、リ
チウム表面に電解液の溶媒から形成される重合膜の成長
を抑えることができる。結果として、デンドライトの形
成が抑えられて、充放電のサイクル寿命を伸ばすことが
可能になる。また、無機ガラス構造を有する膜は難燃性
あるいは不燃性であるため、万一の電池の破損時に対す
る安全性も高めることができる。上記無機ガラスの材料
の例として、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化ジル
コニア、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化モリブ
デン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化インジウム、
酸化鉄、酸化クロム、リン酸アルミニウム、リン酸鉄、
リン酸珪素、およびこれらの混合物などの金属酸化物が
挙げられる。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸
化ジルコニア、リン酸アルミニウムなどが好ましい。
1. By coating the surface of the negative electrode active material with a film having an inorganic glass structure that allows ions involved in a battery reaction to pass through the film having an inorganic glass structure,
When the negative electrode active material is lithium, the reaction with the moisture or oxygen of lithium is suppressed to facilitate handling, and furthermore, the lithium metal does not come into direct contact with the electrolytic solution, and the lithium surface is formed from the solvent of the electrolytic solution. It is possible to suppress the growth of the polymerized film . As a result, the formation of dendrite is suppressed, it is possible to extend the charge-discharge cycle life. Further, since the film having the inorganic glass structure is flame-retardant or non-flammable, it is possible to enhance the safety even if the battery should be damaged. Examples of the inorganic glass material include silica, titanium oxide, alumina, zirconia oxide, magnesium oxide, tantalum oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, tin oxide, indium oxide,
Iron oxide, chromium oxide, aluminum phosphate, iron phosphate,
Mention may be made of metal oxides such as silicon phosphate, and mixtures thereof. In particular, silica, titanium oxide, alumina, zirconia oxide, aluminum phosphate and the like are preferable.

【0025】上記無機ガラスの形成方法としては、ゾル
ーゲル法が適した方法の一つである。しかし、リチウム
は融点が181℃と低いために、リチウム表面に直接こ
れらの材料を被覆する場合には、低温で行わなければな
らない。さらに、リチウムは水分やアルコールと反応す
るので、水分やアルコールのない環境で、操作しなけれ
ばならない。(導電性マトリックスに、先に無機ガラス
を被覆する場合や負極活物質が亜鉛の場合にはこの限り
ではない。) したがって、低温での無機コーティングの代表的な方法
であるゾルーゲル法を適用するには、工夫を要する。無
機ガラス構造を有する膜の原料は、金属アルコキシドな
どの金属有機化合物のアルコールなどの溶液に、酸ある
いは塩基と水を加えて加水分解し、金属原子−酸素原子
の結合を有する微粒子のコロイドを形成した後、溶媒を
アルコール以外の非水溶媒に置換して得る。
The sol-gel method is one of the suitable methods for forming the above-mentioned inorganic glass. However, since the melting point of lithium is as low as 181 ° C., when coating these materials directly on the lithium surface, it must be performed at a low temperature. Moreover, lithium reacts with water and alcohol, so it must be operated in an environment free of water and alcohol. (This does not apply when the conductive matrix is first coated with inorganic glass or when the negative electrode active material is zinc.) Therefore, to apply the sol-gel method, which is a typical method of inorganic coating at low temperature, Requires some ingenuity. The raw material of the film having an inorganic glass structure is a solution of a metal organic compound such as a metal alkoxide such as alcohol in which an acid or a base and water are added and hydrolyzed to form a colloid of fine particles having a bond between a metal atom and an oxygen atom. After that, the solvent is replaced with a non-aqueous solvent other than alcohol to obtain.

【0026】負極活物質の表面被覆は、このコロイド溶
液を直接塗布するか、コロイド溶液に、モノマー、ある
いは有機ポリマー、あるいは有機ポリマーと架橋剤を溶
解させた溶液を塗布した後に、重合あるいは乾燥硬化さ
せて形成する。有機ポリマーを複合化することによっ
て、クラックや剥離に対する強度を向上させることがで
きる。さらに、コロイド溶液に、電池を構成する電解質
を溶解させて、皮膜を形成した場合には電解液との濡れ
性が向上しイオンの移動が容易になる。
To coat the surface of the negative electrode active material, the colloidal solution is directly applied, or a solution of a monomer, an organic polymer, or an organic polymer and a crosslinking agent is dissolved in the colloidal solution, followed by polymerization or dry curing. Let it form. By compounding the organic polymer, the strength against cracking and peeling can be improved. Furthermore, when the electrolyte forming the battery is dissolved in the colloidal solution to form a film, the wettability with the electrolytic solution is improved and the migration of ions becomes easier.

【0027】アルコキシド以外の金属有機化合物として
は、アセチルアセトン錯塩、アルキル金属化合物、アセ
チルアセトン金属塩、ナフテン酸金属塩、オクチル酸金
属塩なども使用できる。
As metal organic compounds other than alkoxides, acetylacetone complex salts, alkyl metal compounds, acetylacetone metal salts, naphthenic acid metal salts, octylic acid metal salts and the like can be used.

【0028】複合化するための有機ポリマーの例として
は、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリスチレ
ン、ポリエチレングリコール、ナイロン、フッ素樹脂、
シリコーン樹脂などが挙げられる。
Examples of organic polymers for forming a composite are epoxy resin, polyester, polyimide, polyethylene, polypropylene, polyurethane, polystyrene, polyethylene glycol, nylon, fluororesin,
Silicone resin etc. are mentioned.

【0029】上記ポリマーの架橋剤としては、ジイソシ
アナート、ポリイソシアナートプレポリマー、ブロック
イソシアナート、有機過酸化物、ポリアミン、オキシム
類、ニトロソ化合物、硫黄及び硫黄化合物、セレン、酸
化マグネシウム、酸化鉛、酸化亜鉛などが使用される。
架橋剤を用いる方法以外にも、放射線や電子線や紫外線
を照射して、重合するあるいはポリマーを架橋させる方
法がある。
Examples of the cross-linking agent for the above polymer include diisocyanate, polyisocyanate prepolymer, block isocyanate, organic peroxide, polyamine, oxime, nitroso compound, sulfur and sulfur compound, selenium, magnesium oxide and lead oxide. , Zinc oxide, etc. are used.
Besides the method of using a crosslinking agent, there is a method of polymerizing or crosslinking the polymer by irradiating radiation, electron beam or ultraviolet ray.

【0030】塗布方法としては、ディッピング、スクリ
ーン印刷、スプレイ、ロールコーティングなどの方法が
採用できる。上記塗布液の粘度は、塗布方法に合わせて
適宜調整することが必要である。
As a coating method, a method such as dipping, screen printing, spraying or roll coating can be adopted. The viscosity of the coating liquid needs to be appropriately adjusted according to the coating method.

【0031】また、皮膜形成時に、充電時の電荷の移動
を容易にするために、上記皮膜形成溶液に炭素やチタン
のような導電体の粉末あるいは繊維あるいはウイスカー
を混合してもよい。
Further, at the time of forming the film, in order to facilitate the transfer of electric charge during charging, powder or fibers or whiskers of a conductor such as carbon or titanium may be mixed with the above film forming solution.

【0032】負極活物質表面に形成する皮膜の膜厚は、
50オングストロームから100ミクロンの範囲が好ま
しく、100オングストロームから10ミクロンの範囲
がより好ましい。皮膜の最適膜厚は、皮膜の密度あるい
は空隙率によって、さらに使用する電解液の種類によっ
て異なる。皮膜の膜厚の調整は、塗布液中の皮膜形成主
材の濃度を変えることによって可能である。
The film thickness of the film formed on the surface of the negative electrode active material is
The range of 50 angstroms to 100 microns is preferred, and the range of 100 angstroms to 10 microns is more preferred. The optimum film thickness of the coating varies depending on the density or porosity of the coating and the type of electrolyte used. The film thickness of the film can be adjusted by changing the concentration of the film forming main material in the coating liquid.

【0033】 2.芳香族炭化水素化合物誘導体のポリマー膜について 芳香族炭化水素化合物誘導体のポリマー膜で負極活物質
金属表面を被覆することによって、負極活物質がリチウ
ムの場合、リチウムの水分あるいは酸素との反応を抑え
て取扱いを容易にする、さらに、リチウム金属と直接電
解液が接触することがなくなり、リチウム表面に電解液
の溶媒から形成される重合膜の成長を抑えることができ
る。また、負極活物質が亜鉛の場合には、亜鉛の電解液
への溶出が被覆によって抑えられる。
2. About polymer film of aromatic hydrocarbon compound derivative By coating the metal surface of the negative electrode active material with the polymer film of aromatic hydrocarbon compound derivative, when the negative electrode active material is lithium, the reaction of lithium with moisture or oxygen is suppressed. Further, the handling is facilitated, and further, the lithium metal does not come into direct contact with the electrolytic solution, and the growth of the polymer film formed on the lithium surface from the solvent of the electrolytic solution can be suppressed. Further, when the negative electrode active material is zinc, elution of zinc into the electrolytic solution is suppressed by the coating.

【0034】結果として、デンドライトの形成が抑えら
れて、充放電のサイクル寿命を伸ばすことが可能にな
る。上記リチウムと電荷移動錯体を形成する芳香族炭化
水素誘導体としては、少なくともナフタレン、アントラ
セン、フェナントレン、ナフタセン、ピレン、トリフェ
ニレン、ぺリレン、ピセン、ベンゾピレン、コロネン、
オバレンから選択される1種又は2種以上の誘導体であ
ることを特徴とする。被覆材に使用するポリマーの形成
方法は、ビニルモノマー、アセチレン誘導体モノマー、
ジカルボン酸とジアミン、ジカルボン酸とグリコール、
などのモノマーの重合、あるいは共重合によって得られ
る。ビニルモノマーの重合は、ラジカルあるいはイオン
重合が可能である。アセチレン誘導体モノマーは、モリ
ブデンあるいはタングステンの塩化物を触媒にして重合
が可能である。ジカルボン酸とジアミン、あるいはジカ
ルボン酸とグリコールは、重縮合が可能である。上記ポ
リマーを形成する芳香族誘導体モノマーの例としては、
2−ビニルナフタレン、2−ビニルピリジン、9−ビニ
ルアントラセン、9,10−アントラセンジプロピオニ
ック酸、9,10−ビス(フェニルエチニル)アントラ
セン、5,12−ビス(フェニルエチニル)ナフタレン
などが使用できる。特に、2−ビニルナフタレン、9−
ビニルアントラセンなどが好ましい。
As a result, the formation of dendrites is suppressed, and the charge / discharge cycle life can be extended. As the aromatic hydrocarbon derivative forming a charge transfer complex with lithium, at least naphthalene, anthracene, phenanthrene, naphthacene, pyrene, triphenylene, perylene, picene, benzopyrene, coronene,
It is characterized by being one or more kinds of derivatives selected from Ovalene. The method of forming the polymer used for the coating material is a vinyl monomer, an acetylene derivative monomer,
Dicarboxylic acid and diamine, dicarboxylic acid and glycol,
It is obtained by polymerization or copolymerization of monomers such as. The vinyl monomer can be polymerized by radical or ionic polymerization. The acetylene derivative monomer can be polymerized by using a chloride of molybdenum or tungsten as a catalyst. Polycondensation of dicarboxylic acid and diamine, or dicarboxylic acid and glycol is possible. Examples of the aromatic derivative monomer forming the polymer include
2-vinylnaphthalene, 2-vinylpyridine, 9-vinylanthracene, 9,10-anthracene dipropionic acid, 9,10-bis (phenylethynyl) anthracene, 5,12-bis (phenylethynyl) naphthalene and the like can be used. . In particular, 2-vinylnaphthalene, 9-
Vinyl anthracene and the like are preferable.

【0035】ラジカル重合の開始剤としてはアゾビスイ
ソブチロニトリル(AIBN)、ベンゾイルペルオキシ
ド(BPO)やt−ブチルヒドロペルオキシドなどが用
いられる。カチオン重合の開始剤としてはH2SO4,H
3PO4,HClO4,CCl3,CO2Hなどの酸、B
3,AlCl3,TiCl4,SnCl4などのFrie
del−Crafts触媒などが用いられる。また、芳
香族環を有する大環状化合物は上記Friedel−C
rafts触媒と酸化剤の組み合わせで脱水素反応によ
って重合を行うことができる。アニオン重合の開始剤と
しては、アルカリ金属化合物や有機金属化合物が用いら
れる。
As the radical polymerization initiator, azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide (BPO), t-butyl hydroperoxide and the like are used. As an initiator of cationic polymerization, H 2 SO 4 , H
Acids such as 3 PO 4 , HClO 4 , CCl 3 and CO 2 H, B
Frie such as F 3 , AlCl 3 , TiCl 4 , SnCl 4
A del-Crafts catalyst or the like is used. Further, the macrocyclic compound having an aromatic ring is the above-mentioned Friedel-C.
Polymerization can be performed by a dehydrogenation reaction using a combination of a Rafts catalyst and an oxidizing agent. As the anionic polymerization initiator, an alkali metal compound or an organic metal compound is used.

【0036】また、上記方法以外にも、各種ポリマーの
側鎖を芳香族化合物誘導体で置換反応を起こすことによ
って、芳香族基を導入したポリマーを得ることができ
る。また、モノマーを混合した電解液中で電解重合反応
を起こし、直接リチウム表面に芳香族化合物ポリマーを
被覆することも可能である。
In addition to the above-mentioned method, a polymer having an aromatic group introduced therein can be obtained by subjecting the side chains of various polymers to a substitution reaction with an aromatic compound derivative. It is also possible to cause an electrolytic polymerization reaction in an electrolytic solution containing a monomer to directly coat the surface of the lithium with the aromatic compound polymer.

【0037】前記ポリマーの溶液を用いて、リチウム表
面をコーティングする場合には、脱水を十分行った不活
性ガス中で、脱水と脱酸素を十分行ったポリマー溶液を
使用するのが望ましい。上記溶液に用いる溶媒は、活性
アルミナ、モレキュラーシーブ、五酸化リン、塩化カル
シウムなどで脱水するか、溶媒によっては、不活性ガス
中でアルカリ金属共存下で蒸留して不純物除去と脱水を
も行うのがよい。(ただし、導電性マトリックスに上記
ポリマーを先に被覆する場合や、負極活物質が亜鉛の場
合はさほど厳密に水分を管理しなくてもよい。)前記皮
膜形成時に、電解質を混合しておいてもよい。これによ
り電解液と皮膜の濡れ性が向上し、皮膜をイオンが透過
し易くなる。さらに、充電時の電荷の移動を容易にする
ために、上記皮膜形成時に炭素やチタンのような導電体
の粉末あるいは繊維あるいはウイスカーを混合してもよ
い。
When the lithium surface is coated with the polymer solution, it is desirable to use a polymer solution that has been dehydrated and deoxidized sufficiently in an inert gas that has been dehydrated sufficiently. The solvent used in the above solution may be dehydrated with activated alumina, molecular sieves, phosphorus pentoxide, calcium chloride or the like, or depending on the solvent, distilled in the presence of an alkali metal in an inert gas to remove impurities and dehydrate. Is good. (However, when the conductive matrix is first coated with the above polymer, or when the negative electrode active material is zinc, it is not necessary to strictly control the water content.) An electrolyte is mixed during the film formation. Good. This improves the wettability between the electrolytic solution and the film, and facilitates the permeation of ions through the film. Further, in order to facilitate the transfer of electric charges during charging, powder or fibers of electric conductors such as carbon or titanium, or whiskers may be mixed during the formation of the film.

【0038】前記ポリマーの被覆膜は、電解液の有機溶
媒に溶解すると、電池性能を低下する原因になるので、
架橋している方が好ましい。架橋方法としては、紫外
線,電子線,放射線を照射する、あるいはラジカル発生
剤などの架橋剤を使用する、などの方法がある。
If the polymer coating film is dissolved in the organic solvent of the electrolytic solution, it may cause deterioration of battery performance.
It is preferably crosslinked. Examples of the cross-linking method include irradiation with ultraviolet rays, electron beams, and radiation, and the use of a cross-linking agent such as a radical generator.

【0039】負極活物質表面に形成する皮膜の膜厚は、
50オングストロームから100ミクロンの範囲が好ま
しく、100オングストロームから10ミクロンの範囲
がより好ましい。皮膜の最適膜厚は、皮膜の密度あるい
は空隙率によって、さらに使用する電解液の種類によっ
て異なる。皮膜の膜厚の調整は、塗布液中の皮膜形成主
材の濃度を変えることによって可能である。
The thickness of the film formed on the surface of the negative electrode active material is
The range of 50 angstroms to 100 microns is preferred, and the range of 100 angstroms to 10 microns is more preferred. The optimum film thickness of the coating varies depending on the density or porosity of the coating and the type of electrolyte used. The film thickness of the film can be adjusted by changing the concentration of the film forming main material in the coating liquid.

【0040】3.有機金属化合物について リチウム表面と有機金属化合物を反応させると、リチウ
ム原子と結合を形成し、表面が有機結合となる皮膜が形
成され、非水電解液との濡れ性(親油性)が高まり、充
放電に伴うリチウムイオンの出入りが容易になる。ま
た、表面被覆膜により、リチウム金属と有機溶媒が直接
接触しないため、リチウム表面に電池の内部抵抗を増加
させる有機溶媒の重合膜の形成が抑えられる。その結
果、デンドライトの形成が抑えられて、充放電のサイク
ル寿命を伸ばすことが可能になる。また、製造工程中に
おいて、リチウムと水分との反応を抑え、取扱いを容易
にする。本発明によるリチウム電池において、リチウム
の皮膜の金属の含有率が高い場合には、万一の破損時の
急激なリチウムの反応を抑えることができる。
3. About organometallic compounds When a lithium surface reacts with an organometallic compound, it forms a bond with a lithium atom and a film is formed on the surface of which an organic bond is formed, and the wettability (lipophilicity) with the non-aqueous electrolyte is increased, resulting in charging. It becomes easy for lithium ions to come and go with the discharge. In addition, since the lithium metal and the organic solvent do not come into direct contact with each other due to the surface coating film, formation of a polymer film of the organic solvent that increases the internal resistance of the battery on the lithium surface is suppressed. As a result, the formation of dendrites is suppressed, and the charge / discharge cycle life can be extended. Further, during the manufacturing process, the reaction between lithium and water is suppressed, and the handling is facilitated. In the lithium battery according to the present invention, when the metal content of the lithium film is high, it is possible to suppress a rapid reaction of lithium in the event of damage.

【0041】上記有機金属化合物としては、チタン,ア
ルミニウム,シリコン,ジルコニウム,タンタル,マグ
ネシウム,インジウム,スズ,モリブデン,タングステ
ン,ゲルマニウム,などの金属の、金属アルコキシド、
アルキル金属化合物、アセチルアセトン金属塩、ナフテ
ン酸金属塩、オクチル酸金属塩などから選択して使用で
きる。上記有機金属化合物中でも、取扱いが容易で、皮
膜形成が容易でかつ、形成した皮膜も安定であるシリコ
ン、あるいはチタン、あるいはアルミニウムの金属化合
物を用いるのが望ましい。
Examples of the organometallic compound include metal alkoxides of metals such as titanium, aluminum, silicon, zirconium, tantalum, magnesium, indium, tin, molybdenum, tungsten and germanium.
It can be selected from alkyl metal compounds, acetylacetone metal salts, naphthenic acid metal salts, octylic acid metal salts and the like. Among the above organometallic compounds, it is desirable to use a metal compound of silicon, titanium, or aluminum that is easy to handle, easy to form a film, and stable in the formed film.

【0042】有機シリコン化合物としては、アルコキシ
シラン、アルキルシラン、ハロゲン化シラン、シロキサ
ン、ビニル基,アミノ基,エポキシ基,メタクリル基,
メルカプト基を導入したシラン、水素変性,ビニル変
性,水酸基変性,アミノ変性,カルボキシル変性,クロ
ル変性,エポキシ変性,メタクリロキシ変性,メルカプ
ト変性,フッ素変性,長鎖アルキル変性,フェニル変
性,などのポリシロキサン、アルキレンオキシド変性シ
ロキサンコポリマー(共重合体)、シリコーン変性コポ
リマー、アルコキシシラン変性ポリマー、シリコーン変
性ウレタン、シリコーン変性ナイロン、などの材料が使
用できる。
Examples of the organic silicon compound include alkoxysilane, alkylsilane, halogenated silane, siloxane, vinyl group, amino group, epoxy group, methacryl group,
Mercapto group-introduced silane, hydrogen modified, vinyl modified, hydroxyl modified, amino modified, carboxyl modified, chlor modified, epoxy modified, methacryloxy modified, mercapto modified, fluorine modified, long chain alkyl modified, phenyl modified, and other polysiloxanes, Materials such as alkylene oxide-modified siloxane copolymer (copolymer), silicone-modified copolymer, alkoxysilane-modified polymer, silicone-modified urethane, and silicone-modified nylon can be used.

【0043】有機チタン化合物としては、アルコキシチ
タン、チタンキレート、チタンアシレート、チタンポリ
マーなどが使用できる。
As the organic titanium compound, alkoxy titanium, titanium chelate, titanium acylate, titanium polymer and the like can be used.

【0044】有機アルミニウム化合物としては、アルコ
キシアルミニウム、アルキルアルミニウム、ハロゲン化
アルミニウムなどが使用できる。
As the organoaluminum compound, alkoxyaluminum, alkylaluminum, aluminum halide and the like can be used.

【0045】さらに、有機シリコン−チタン化合物とし
ては、ポリカルボシラン骨格の主鎖にチタン有機化合物
によって架橋結合したシリコーンポリマーのチラノポリ
マーなどがある。
Further, examples of the organosilicon-titanium compound include a tyranopolymer, which is a silicone polymer in which a main chain of a polycarbosilane skeleton is crosslinked with a titanium organic compound.

【0046】また、各種ポリマーに有機金属化合物誘導
体を置換反応にて導入したものも、被覆材として利用で
さる。
Also, various polymers prepared by introducing an organometallic compound derivative into the polymer by a substitution reaction can be used as the coating material.

【0047】皮膜の形成方法としては、上記有機化合物
が液体である場合には、直接塗布するか、溶剤に希釈し
た後に塗布することができる。上記有機化合物が固体で
ある場合には、溶剤に溶解させた溶液を塗布することが
できる。塗布方法としては、ディッピング、スクリーン
印刷、スプレイ、ロールコーティングなどの方法が採用
できる。上記塗布液の粘度は、塗布方法に合わせて適宜
調整することが必要である。
As a method for forming a film, when the organic compound is a liquid, it can be applied directly or after being diluted with a solvent. When the organic compound is solid, a solution dissolved in a solvent can be applied. As a coating method, a method such as dipping, screen printing, spraying or roll coating can be adopted. The viscosity of the coating liquid needs to be appropriately adjusted according to the coating method.

【0048】また、皮膜形成時に、有機金属化合物に混
合することによって、電解液との濡れ性が向上し、充放
電時のイオンの出入りが容易になる。さらに、充電時の
電荷の移動を容易にするために、上記有機金属化合物の
塗布時に炭素やチタンのような導電体の粉末あるいは繊
維あるいはウイスカーを混合してもよい。
Further, by mixing with the organometallic compound at the time of forming the film, the wettability with the electrolytic solution is improved, and ions can easily come in and out at the time of charging and discharging. Further, in order to facilitate the transfer of electric charge during charging, powder or fibers or whiskers of a conductor such as carbon or titanium may be mixed when the organometallic compound is applied.

【0049】リチウム表面に形成する皮膜の膜厚は、5
0オングストロームから100ミクロンの範囲が好まし
く、100オングストロームから10ミクロンの範囲が
より好ましい。皮膜の最適膜厚は、皮膜の密度あるいは
空隙率によって、さらに使用する電解液の種類によって
異なる。皮膜の膜厚の調整は、塗布液中の皮膜形成主材
の濃度を変えることによって可能である。
The thickness of the film formed on the lithium surface is 5
The range of 0 angstroms to 100 microns is preferred, and the range of 100 angstroms to 10 microns is more preferred. The optimum film thickness of the coating varies depending on the density or porosity of the coating and the type of electrolyte used. The film thickness of the film can be adjusted by changing the concentration of the film forming main material in the coating liquid.

【0050】4.フッ素樹脂塗料について リチウム表面を被覆するフッ素樹脂にエーテル結合を有
しているフッ素樹脂を用いることで、表面被覆工程を容
易にし、リチウム金属と皮膜との密着性が良好なものが
得られる。
4. Fluororesin coating By using a fluororesin having an ether bond as the fluororesin for coating the lithium surface, the surface coating step is facilitated, and the one having good adhesion between the lithium metal and the film can be obtained.

【0051】すなわち、フッ素樹脂のエーテル結合の酸
素原子が存在することによって、リチウムイオンが配位
し易くなり、フッ素樹脂中でリチウムイオンが動き易く
なる。
That is, the presence of the ether-bonded oxygen atom of the fluororesin facilitates coordination of lithium ions and facilitates movement of lithium ions in the fluororesin.

【0052】また、表面被覆膜により、リチウム金属と
有機溶媒が直接接触しないため、リチウム表面に電池の
内部抵抗を増加させる有機溶媒の重合膜の形成が抑えら
れる。
Further, since the surface coating film prevents the lithium metal and the organic solvent from directly contacting with each other, formation of a polymer film of the organic solvent which increases the internal resistance of the battery on the lithium surface can be suppressed.

【0053】その結果、デンドライトの形成が抑えられ
て、充放電のサイクル寿命を伸ばすことが可能になる。
As a result, the formation of dendrites is suppressed, and the charge / discharge cycle life can be extended.

【0054】さらに、上記フッ素樹脂でリチウム金属表
面を被覆することによって、リチウムの水分あるいは酸
素との反応を抑えて取扱いを容易にする。
Further, by coating the surface of the lithium metal with the above-mentioned fluororesin, the reaction of lithium with moisture or oxygen is suppressed to facilitate handling.

【0055】また、フッ素樹脂膜は難燃性であるため、
万一の発火事故に対する安全性も高めることができる。
Further, since the fluororesin film is flame retardant,
Safety in case of a fire accident can be improved.

【0056】リチウム金属表面を被覆するためのフッ素
樹脂の具体的なものとしては、フルオロエチレンとエー
テル結合を有したビニルエーテル,ジオキソール,ジオ
キシン,ジオキセン,などのビニルモノマーあるいはジ
エンモノマー誘導体との共重合体、またはエチレンなど
のジエン化合物とフッ素化したエーテル結合を有したビ
ニルエーテル,ジオキソール,ジオキシン,ジオキセ
ン,などのビニルモノマーあるいはジエンモノマー誘導
体との共重合体などを使用する。特に、フルオロエチレ
ンとエーテル結合を有したビニルエーテルとの共重合体
などが好ましい。フルオロエチレンとしては、テトラフ
ルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ビリニ
デンフルオライド、ビニルフルオライドなどのフルオロ
エチレン誘導体を用いる。エーテル結合含有のフルオロ
エチレン共重合体の重合方法としては、溶液,懸濁,塊
状および乳化重合が可能で、開始剤としては過酸化物,
アルキルホウ素,光あるいは放射線などが用いられる。
Specific examples of the fluororesin for coating the lithium metal surface include copolymers of fluoroethylene and vinyl monomers having an ether bond, such as vinyl ether, dioxole, dioxine and dioxene, or diene monomer derivatives. Or a copolymer of a diene compound such as ethylene and a vinyl monomer having a fluorinated ether bond, such as vinyl ether, dioxole, dioxine, or dioxene, or a diene monomer derivative. Particularly preferred is a copolymer of fluoroethylene and vinyl ether having an ether bond. As the fluoroethylene, a fluoroethylene derivative such as tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride or vinyl fluoride is used. As a method for polymerizing a fluoroethylene copolymer containing an ether bond, solution, suspension, bulk or emulsion polymerization can be performed, and a peroxide can be used as an initiator.
Alkyl boron, light or radiation is used.

【0057】上記フッ素樹脂のリチウム金属へのコーテ
イングは、 a.フッ素樹脂の溶液をスプレー,スクリーン印刷,コ
ーター,ディッピング,などの方法で塗布する、 b.フッ素樹脂をスパッタリングなどの真空蒸着法でリ
チウム表面に直接コーティングをする、 c.上記フッ素樹脂の原料となるモノマーの雰囲気下の
プラズマ重合にて直接重合膜を形成する、などの方法が
使用できる。
The coating of the above-mentioned fluororesin on lithium metal is carried out by a. Apply the solution of fluororesin by spraying, screen printing, coater, dipping, etc. b. Directly coating the surface of lithium with a fluororesin by a vacuum deposition method such as sputtering, c. A method of directly forming a polymerized film by plasma polymerization in an atmosphere of a monomer that is a raw material of the fluororesin can be used.

【0058】フッ素樹脂の溶液を用いて、リチウム表面
をコーテイングする場合には、脱水を十分行った不活性
ガス中で、脱水と脱酸素を十分行ったフッ素樹脂溶液を
使用するのが望ましい。上記フッ素樹脂溶液に用いる溶
媒は、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、五酸化リ
ン、塩化カルシウムなどで脱水するか、溶媒によって
は、不活性ガス中でアルカリ金属共存下で蒸留して不純
物除去と脱水をも行うのがよい。ただし、導電性マトリ
ックスにフッ素樹脂を先に被覆した後に、リチウムをフ
ッ素樹脂と導電性マトリックス間に電気化学的に挿入付
着する場合には、厳密に水分管理をしなくてもよい。
When a lithium surface is coated with a fluororesin solution, it is desirable to use a fluororesin solution that has been dehydrated and deoxidized sufficiently in an inert gas that has been dehydrated sufficiently. The solvent used for the fluororesin solution is dehydrated with activated alumina, molecular sieves, phosphorus pentoxide, calcium chloride or the like, or depending on the solvent, distilled in the presence of an alkali metal in an inert gas to remove impurities and dehydrate. Good to do. However, when lithium is electrochemically inserted and adhered between the fluororesin and the conductive matrix after the conductive matrix is first coated with the fluororesin, strict moisture management may not be required.

【0059】上記皮膜形成時に、電解質を混合しておい
てもよい。これにより電解液と皮膜の濡れ性が向上し、
皮膜をイオンが透過し易くなる。さらに、充電時の電荷
の移動を容易にするために、上記皮膜形成時に炭素やチ
タンのような導電体の粉末あるいは繊維あるいはウイス
カーを混合してもよい。
An electrolyte may be mixed at the time of forming the film. This improves the wettability of the electrolyte and the film,
Ions easily pass through the film. Further, in order to facilitate the transfer of electric charges during charging, powder or fibers of electric conductors such as carbon or titanium, or whiskers may be mixed during the formation of the film.

【0060】上記フッ素樹脂の皮膜は、電解液の有機溶
媒に溶解すると、電池性能を低下する原因になるので、
架橋している方が好ましい。
If the fluororesin film is dissolved in the organic solvent of the electrolytic solution, it may cause deterioration of battery performance.
It is preferably crosslinked.

【0061】前述のフッ素樹脂溶液を用いたリチウム金
属の表面被覆方法のほかに、テトラフロロエチレンなど
のフッ素化合物を主原料にプラズマ重合させて、被覆さ
せる方法も用いることができる。プラズマ重合を容易に
起こす、あるいは、膜の密着性及び強度を高めるため
に、主原料となるフッ素化合物に酸素、水素、ヘリウム
アルゴン、窒素、炭化水素シラン、などを混合すること
が望ましい。プラズマの発生方法としては、直流あるい
は高周波によるグロー放電、マイクロ波放電、レーザー
などが有効である。
In addition to the method for coating the surface of lithium metal with the above-mentioned fluororesin solution, a method of plasma-polymerizing a fluorine compound such as tetrafluoroethylene as a main raw material for coating can also be used. It is desirable to mix oxygen, hydrogen, helium argon, nitrogen, hydrocarbon silane, etc. with the fluorine compound as the main raw material in order to easily cause plasma polymerization or to enhance the adhesion and strength of the film. As a method for generating plasma, glow discharge by direct current or high frequency, microwave discharge, laser, etc. are effective.

【0062】リチウム表面に形成する皮膜の膜厚は、5
0オングストロームから100ミクロンの範囲が好まし
く、100オングストロームから10ミクロンの範囲が
より好ましい。皮膜の最適膜厚は、皮膜の密度あるいは
空隙率によって、さらに使用する電解液の種類によって
異なる。皮膜の膜厚の調整は、塗布液中の皮膜形成主材
の濃度を変えることによって可能である。
The thickness of the film formed on the lithium surface is 5
The range of 0 angstroms to 100 microns is preferred, and the range of 100 angstroms to 10 microns is more preferred. The optimum film thickness of the coating varies depending on the density or porosity of the coating and the type of electrolyte used. The film thickness of the film can be adjusted by changing the concentration of the film forming main material in the coating liquid.

【0063】5.大環状化合物の誘導体のポリマーにつ
いて 電池反応に関与するイオンを透過できる大環状化合物
誘導体のポリマーで負極活物質表面を被覆することによ
って、負極活物質がリチウムの場合、リチウムの水分あ
るいは酸素との反応を抑えて取扱いを容易にすることが
でき、さらに、リチウム金属と直接電解液が接触するこ
とがなくなり、リチウム表面に電解液の溶媒から形成さ
れる重合膜の成長を抑えることができる。また、負極活
物質が亜鉛の場合には、亜鉛の電解液中への溶解を抑え
ることができる。結果として、デンドライトの形成が抑
えられて、充放電のサイクル寿命を伸ばすことが可能に
なる。
5. Polymers of derivatives of macrocycles that are permeable to macrocycles that are permeable to ions involved in battery reactions .
By coating the surface of the negative electrode active material with a polymer of a derivative, when the negative electrode active material is lithium, the reaction with the moisture or oxygen of lithium can be suppressed to facilitate the handling. Can be prevented from contacting with each other, and the growth of a polymer film formed on the lithium surface from the solvent of the electrolytic solution can be suppressed. Further, when the negative electrode active material is zinc, it is possible to suppress dissolution of zinc in the electrolytic solution. As a result, the formation of dendrites is suppressed, and the charge / discharge cycle life can be extended.

【0064】上記大環状化合物は、ヘテロ原子が酸素、
窒素、硫黄、リンから選択される少なくとも一種類また
は二種類以上の原子から成る環状化合物であり、電池反
応に関与するイオンの透過を良好にするために、電池反
応に関与するイオンの半径以上の半径の空孔を有する環
状ポリエーテル、環状ポリアミン、環状ポリチオエーテ
ル、アザクラウンエーテル、環状チオエーテル、チオク
ラウンエーテル、クリプタンド、サイクラム、ノナクチ
ン、バリオマイシン、シリコン原子を有するクラウンエ
ーテルであるサイラクラウン、シクロデキストリン、シ
クロファン、フタロシアニン、ポルフィリン化合物から
選択される一種または二種以上の構造を有する化合物を
使用する。特に、クラウンエーテルポリマー、バリオマ
イシン、フタロシアニン、ポルフィリンが好ましい。
In the above macrocycle, the hetero atom is oxygen,
It is a cyclic compound consisting of at least one or two or more kinds of atoms selected from nitrogen, sulfur, and phosphorus, and in order to improve the permeation of ions participating in the battery reaction, it must have a radius equal to or larger than the radius of the ions participating in the battery reaction. Cyclic polyethers with radial pores, cyclic polyamines, cyclic polythioethers, azacrown ethers, cyclic thioethers, thiocrown ethers, cryptands, cyclams, nonactins, variomycins, silacrowns, which are crown ethers with silicon atoms, cyclodextrins. , A compound having one or more structures selected from cyclophane, phthalocyanine, and porphyrin compounds are used. Particularly, crown ether polymer, variomycin, phthalocyanine and porphyrin are preferable.

【0065】負極活物質の表面を上記大環状化合物の誘
導体のポリマーで被覆することによって、電解質溶液
(電解液)と負極活物質間の固液の電池反応に関与する
イオンの移動をスムーズにして、負極上で局所的にリチ
ウムあるいは亜鉛のデンドライトが発生するのを抑制で
きるとともに、充電時に生成するフレッシュなリチウム
あるいは亜鉛の電解液の溶媒との反応を防ぐことができ
る。
[0065] induction of the surface of the negative electrode active material of the macrocyclic compound
By coating with the polymer of the conductor, the movement of the ions involved in the battery reaction of the solid solution between the electrolyte solution (electrolyte solution) and the negative electrode active material is made smooth, and the dendrite of lithium or zinc is locally generated on the negative electrode. It is possible to prevent this from occurring and to prevent the reaction of the fresh lithium or zinc generated during charging with the solvent of the electrolytic solution.

【0066】大環状化合物の誘導体のポリマーの負極活
物質表面への表面被覆は、 a.上記大環状化合物の誘導体から重合して得られるポ
リマーの溶液のディッピング、スプレー、スクリーン印
刷、コーターなどのコーティング方法で被覆する、 b.バインダーとするポリマーに上記大環状化合物誘導
体を混合させたものを塗布した後、架橋させて皮膜を形
成する、 c.上記大環状化合物の誘導体をモノマーとして電解液
に溶かし電界を印加して電解重合によって負極活物質表
面あるいは導電性マトリックス表面に皮膜を形成する、 d.リチウムによってアニオン重合する大環状化合物誘
導体の溶液にリチウムを浸して重合皮膜を形成する、 e.芳香族環を有する大環状化合物とホルムアルデヒド
とを、ギ酸中で加熱縮合して得られるポリマーを被覆す
る、 f.大環状化合物や大環状化合物誘導体のポリマーのス
パッタリングあるいは大環状化合物のプラズマ重合によ
り皮膜を形成する、などの方法が利用できる。
The surface coating of the polymer of the derivative of the macrocyclic compound on the surface of the negative electrode active material comprises a. Coating with a coating method such as dipping, spraying, screen printing, or coater of a solution of a polymer obtained by polymerizing the derivative of the macrocyclic compound, b. After coating a mixture of the macrocyclic compound derivative with a polymer serving as a binder, the polymer is crosslinked to form a film. C. Dissolving the macrocyclic compound derivative as a monomer in an electrolytic solution and applying an electric field to form a film on the surface of the negative electrode active material or the surface of the conductive matrix by electrolytic polymerization. D. Forming a polymer film by immersing lithium in a solution of a macrocyclic compound derivative which undergoes anionic polymerization with lithium, e. Coating a polymer obtained by heat-condensing a macrocyclic compound having an aromatic ring and formaldehyde in formic acid, f. A method of forming a film by sputtering a polymer of a macrocyclic compound or a macrocyclic compound derivative or plasma polymerizing the macrocyclic compound can be used.

【0067】上記皮膜形成時に、電解質を混合しておい
てもよい。これにより電解液と皮膜の濡れ性が向上し、
皮膜をイオンが透過し易くなる。さらに、充電時の電荷
の移動を容易にするために、上記皮膜形成時に炭素やチ
タンのような導電体の粉末あるいは繊維あるいはウイス
カーを混合してもよい。
An electrolyte may be mixed at the time of forming the film. This improves the wettability of the electrolyte and the film,
Ions easily pass through the film. Further, in order to facilitate the transfer of electric charges during charging, powder or fibers of electric conductors such as carbon or titanium, or whiskers may be mixed during the formation of the film.

【0068】コーティング溶液に用いるポリマーは、ポ
リ[(ジベンゾ−18−クラウンー6)−コーホルムア
ルデヒド]などが使用できる。新たにコーティングする
ためのポリマーをつくるには、以下の重合反応を利用す
る。大環状化合物で末端基にカルボキシル基あるいはア
ミノ基または水酸基を有するものの縮合重合にて、カル
ボキシル基とアミノ基の反応の場合にはポリアミド、カ
ルボキシル基と水酸基の反応の場合にはポリエステルが
得られる。また、大環状化合物のビニル化合物、あるい
は大環状化合物のジエン類は、ラジカル重合、カチオン
重合、アニオン重合によって、付加重合ポリマーが得ら
れる。ラジカル重合の開始剤としてはアゾビスイソブチ
ロニトリル(AIBN)、べンゾイルペルオキシド(B
PO)やt−ブチルヒドロペルオキシドなどが用いられ
る。カチオン重合の開始剤としてはH2SO4,H3
4,HClO4,CCl3,CO2Hなどの酸、BF3
AlCl3,TiCl4,SnCl4などのFriede
l−Crafts触媒などが用い られる。また、芳香
族環を有する大環状化合物は上記Friedel−Cr
afts触媒と酸化剤の組み合わせで脱水素反応によっ
て重合を行うことができる。アニオン重合の開始剤とし
ては、アルカリ金属化合物や有機金属化合物が用いられ
る。
The polymer used in the coating solution may be poly [(dibenzo-18-crown-6) -coformaldehyde] or the like. The following polymerization reactions are utilized to make the polymer for new coatings. In the condensation polymerization of a macrocyclic compound having a carboxyl group, an amino group or a hydroxyl group at the terminal group, a polyamide is obtained in the case of the reaction between the carboxyl group and the amino group, and a polyester is obtained in the case of the reaction between the carboxyl group and the hydroxyl group. Further, the vinyl compound as the macrocyclic compound or the diene as the macrocyclic compound can be obtained as an addition-polymerized polymer by radical polymerization, cationic polymerization or anionic polymerization. Azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide (B
PO) and t-butyl hydroperoxide are used. H 2 SO 4 , H 3 P as an initiator of cationic polymerization
Acids such as O 4 , HClO 4 , CCl 3 , and CO 2 H, BF 3 ,
Friede such as AlCl 3 , TiCl 4 , SnCl 4
An l-Crafts catalyst or the like is used. Further, the macrocyclic compound having an aromatic ring is the above-mentioned Friedel-Cr.
Polymerization can be carried out by a dehydrogenation reaction with a combination of an AFTS catalyst and an oxidizing agent. As the anionic polymerization initiator, an alkali metal compound or an organic metal compound is used.

【0069】重合に用いる大環状化合物のモノマーとし
ては、クラウンエーテル/(+)−18−クラウン−6
−テトラカルボン酸、1,5,9,13,17,21−
ヘキサチアシクロテトラコサン−3,11,19−トリ
オール、1,5,9,13−テトラチアシクロヘキサデ
カン−3,11−ジオール、1−アザ−12−クラウン
−4、1−アザ−15−クラウン−5、1−アザ−18
−クラウン−6、1,4,10,13−テトラオキサ−
7,16−ジアザシクロオクタデカン、1,4,10−
トリオキサ−7,13−ジアザシクロペンタデカン、
6,8−ジオキサビシクロ[3.2.1]−オクタン−
7−オン、などがあり、そのほかにジベンゾクラウンエ
ーテル類が使用できる。
The macrocyclic compound monomer used in the polymerization is crown ether / (+)-18-crown-6.
-Tetracarboxylic acid, 1,5,9,13,17,21-
Hexathiacyclotetracosane-3,11,19-triol, 1,5,9,13-tetrathiacyclohexadecane-3,11-diol, 1-aza-12-crown-4, 1-aza-15-crown -5, 1-aza-18
-Crown-6,1,4,10,13-tetraoxa-
7,16-diazacyclooctadecane, 1,4,10-
Trioxa-7,13-diazacyclopentadecane,
6,8-Dioxabicyclo [3.2.1] -octane-
7-one, etc., and other dibenzocrown ethers can be used.

【0070】上記重合では、大環状化合物誘導体同士の
重合以外の、2種類以上の大環状化合物誘導体の共重
合、大環状化合物誘導体と他のモノマーの共重合も可能
である。さらに、各種ポリマーに大環状化合物誘導体を
置換反応にて導入して得られるポリマーも利用できる。
In the above-mentioned polymerization, it is possible to copolymerize two or more kinds of macrocyclic compound derivatives other than the polymerization of macrocyclic compound derivatives with each other and copolymerize the macrocyclic compound derivative with other monomers. Further, polymers obtained by introducing a macrocyclic compound derivative into various polymers by a substitution reaction can also be used.

【0071】電池を作製する場合には、電解液の溶媒に
溶解しないポリマーを選ぶか、ポリマーの架橋反応を進
行させて電解液に溶解しないようにすることが必要であ
る。また、バインダーとしてのポリマーに末端基にカル
ボキシル基かアミノ基か水酸基を有するあるいはビニル
結合かジエン結合を有する大環状化合物誘導体と、架橋
剤を混合させて硬化させる。このとき促進剤をも混入し
てもよい。架橋剤としては、ジイソシアナート、ポリイ
ソシアナートプレポリマー、ブロックイソシアナート、
有機過酸化物、ポリアミン、オキシム類、ニトロソ化合
物、硫黄及び硫黄化合物、セレン、酸化マグネシウム、
酸化鉛、酸化亜鉛などが使用される。有機過酸化物の例
としては、ジ−クミル−ペルオキシド、2,5−ジメチ
ル−2,5ジ−(t−ブチル−ペルオキシ)ヘキサン、
1,3−ビス−(t−ブチル−ペルオキシーイソプロピ
ル)ベンゼン、1,1−ビス−(t−ブチル−ペルオキ
シ)−3,3,5−トリメチル−シクロヘキサン、n−
ブチル−4,4−ビス−(t−ブチルペルオキシ)バレ
レート、2,2−ビス−(t−ブチル−ペルオキシ)ブ
タン、t−ブチル−ペルオキシ−ベンゼン、ビニル−ト
リス−(t−ブチル−ペルオキシ)シランなどが使用さ
れる。促進剤としては、グアニジン系、アルデヒド−ア
ミン系、アルデヒド−アンモニア系、チアゾ−ル系、ス
ルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカ
ーバメート系、ザンテート系などが使用される。
When manufacturing a battery, it is necessary to select a polymer which is not dissolved in the solvent of the electrolytic solution or to promote the crosslinking reaction of the polymer so as not to dissolve it in the electrolytic solution. Further, a macrocyclic compound derivative having a carboxyl group, an amino group or a hydroxyl group at the terminal group or having a vinyl bond or a diene bond in a polymer as a binder is mixed and cured. At this time, a promoter may also be mixed. As the cross-linking agent, diisocyanate, polyisocyanate prepolymer, block isocyanate,
Organic peroxides, polyamines, oximes, nitroso compounds, sulfur and sulfur compounds, selenium, magnesium oxide,
Lead oxide, zinc oxide, etc. are used. Examples of organic peroxides include di-cumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5 di- (t-butyl-peroxy) hexane,
1,3-bis- (t-butyl-peroxy-isopropyl) benzene, 1,1-bis- (t-butyl-peroxy) -3,3,5-trimethyl-cyclohexane, n-
Butyl-4,4-bis- (t-butylperoxy) valerate, 2,2-bis- (t-butyl-peroxy) butane, t-butyl-peroxy-benzene, vinyl-tris- (t-butyl-peroxy) Silane or the like is used. As the accelerator, guanidine-based, aldehyde-amine-based, aldehyde-ammonia-based, thiazole-based, sulfenamide-based, thiourea-based, thiuram-based, dithiocarbamate-based, xanthate-based and the like are used.

【0072】バインダーポリマーを用いた他の被覆方法
としては、バインダーポリマーに大環状化合物を混合し
たものを塗布して、放射線や電子線、あるいは紫外線を
照射して架橋させる方法もある。
As another coating method using a binder polymer, there is also a method in which a binder polymer mixed with a macrocyclic compound is applied and cross-linked by irradiation with radiation, electron beams or ultraviolet rays.

【0073】また、電解重合によって負極活物質極を被
覆する方法としては、ジベンゾクラウンエーテルなどの
モノマーを電解液に混合させた後、負極活物質あるいは
導電性マトリックスをアノードとして電解重合をする。
電解液の溶媒としては、アセトニトリル:CH3CN、
べンゾニトリル:C65CN、プロピレンカーボネイ
ト:PC、ジメチルホルムアミド:DMF、テトラハイ
ドロフラン:THF、ニトロベンゼン:C65NO2
ジクロロエタン、ジエトキシエタン、クロロベンゼン、
γ−ブチロラクトン、ジオキソランなど、およびこれら
の混合液が使用できる。上記溶媒は、活性アルミナ、モ
レキュラーシーブ、五酸化リン、塩化カルシウムなどで
脱水するか、溶媒によっては、不活性ガス中でアルカリ
金属共存下で蒸留して不純物除去と脱水をも行うのがよ
い。支持電解質は、H2SO4,HCl,HNO3などの
酸、一価金属イオン(Li+,K+,Na+,Rb+,Ag
+)あるいはテトラアンモニウムイオン(テトラブチル
アンモニウムイオン:TBA+,テトラエチルアンモニ
ウムイオン:TEA+)とルイス酸イオン(BF4 -,P
6 -,AsF6 -,ClO4 -)から成る塩、およびこれら
の混合塩を用いる。上記塩は、再結晶化して精製する、
滅圧下で加熱したりして十分な脱水と脱酸素を行ってお
くことが望ましい。
As a method of coating the negative electrode active material electrode by electrolytic polymerization, a monomer such as dibenzocrown ether is mixed with an electrolytic solution, and then electrolytic polymerization is performed using the negative electrode active material or the conductive matrix as an anode.
As the solvent of the electrolytic solution, acetonitrile: CH 3 CN,
Benzonitrile: C 6 H 5 CN, Propylene Carbonate: PC, Dimethylformamide: DMF, Tetrahydrofuran: THF, Nitrobenzene: C 6 H 5 NO 2 ,
Dichloroethane, diethoxyethane, chlorobenzene,
γ-butyrolactone, dioxolane, etc., and a mixture thereof can be used. The solvent may be dehydrated with activated alumina, molecular sieves, phosphorus pentoxide, calcium chloride or the like, or depending on the solvent, it may be distilled to remove impurities and dehydrate in the presence of an alkali metal in an inert gas. The supporting electrolyte is an acid such as H 2 SO 4 , HCl or HNO 3 or a monovalent metal ion (Li + , K + , Na + , Rb + , Ag).
+) Or tetrabutylammonium ion (tetrabutylammonium ion: TBA +, tetraethylammonium ion: TEA +) and Lewis acid ion (BF 4 -, P
F 6 , AsF 6 , ClO 4 ) and a mixed salt thereof are used. The salt is recrystallized and purified,
It is desirable to perform sufficient dehydration and deoxidation by heating under depressurization.

【0074】モノマーとしては、クラウンエーテル/ベ
ンゾ−15−クラウン−5、クラウンエーテル/べンゾ
−18−クラウン−6、クラウンエーテル/N−フェニ
ルアザ−15−クラウン−5、クラウンエーテル/ジベ
ンゾ−18−クラウン−6、クラウンエーテル/ジベン
ゾピリディノ−18−クラウン−6、クラウンエ−テル
/ジベンゾ−24−クラウン−8、1,13−ビス(8
−キノリル)−1,4,7,10,13−ペンタオキサ
トリデカン、5,6−ベンゾ−4,7,13,16,2
1,24−ヘキサオキサ−1,10−ジアザビシクロ
[8.8.8]−ヘキサコサン、5,6−14,15−
ジベンゾ−4,7,13,16,21,24−へキサオ
キサ−1,10−ジアザビシクロ[8.8.8]−へキ
サコサン、ビス[(ベンゾ−15−クラウン−5−)−
15−イルメチル]ピメレイト、クラウンエーテル/ジ
ベンゾ−30−クラウン−10、N,N’−ジベンジル
−1,4,10,13−テトラオキサ−7,16−ジア
ザシクロオクタデカン、ジリチウムフタロシアニン、
4’−ニトロベンゾ−15−クラウン−5、3,6,
9,14−テトラチアビシクロ[9.2.1]テトラデ
カ−11,13−ジエン、など、およびこれらの混合物
が使用できる。
As the monomer, crown ether / benzo-15-crown-5, crown ether / benzo-18-crown-6, crown ether / N-phenylaza-15-crown-5, crown ether / dibenzo-18 are used. -Crown-6, crown ether / dibenzopyridino-18-crown-6, crown ether / dibenzo-24-crown-8,1,13-bis (8
-Quinolyl) -1,4,7,10,13-pentaoxatridecane, 5,6-benzo-4,7,13,16,2
1,24-Hexaoxa-1,10-diazabicyclo [8.8.8] -hexacosane, 5,6-14,15-
Dibenzo-4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo [8.8.8] -hexacosane, bis [(benzo-15-crown-5)-]-
15-ylmethyl] pimelate, crown ether / dibenzo-30-crown-10, N, N′-dibenzyl-1,4,10,13-tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane, dilithium phthalocyanine,
4'-nitrobenzo-15-crown-5,3,6
9,14-Tetrathiabicyclo [9.2.1] tetradec-11,13-diene, and the like, and mixtures thereof can be used.

【0075】上記負極活物質表面を被覆するポリマーの
皮膜は、電解液に溶解すると、電池性能を低下する原因
になるので、架橋している方が好ましい。
The polymer film for coating the surface of the negative electrode active material dissolves in the electrolytic solution and causes deterioration of battery performance. Therefore, it is preferable that the polymer film is crosslinked.

【0076】リチウム表面に形成する皮膜の膜厚は、5
0オングストロームから100ミクロンの範囲が好まし
く、100オングストロームから10ミクロンの範囲が
より好ましい。皮膜の最適膜厚は、皮膜の密度あるいは
空隙率によって、さらに使用する電解液の種類によって
異なる。皮膜の膜厚の調整は、塗布液中の皮膜形成主材
の濃度を変えることによって可能である。
The thickness of the film formed on the lithium surface is 5
The range of 0 angstroms to 100 microns is preferred, and the range of 100 angstroms to 10 microns is more preferred. The optimum film thickness of the coating varies depending on the density or porosity of the coating and the type of electrolyte used. The film thickness of the film can be adjusted by changing the concentration of the film forming main material in the coating liquid.

【0077】[0077]

【0078】[0078]

【0079】[0079]

【0080】[0080]

【0081】[0081]

【0082】[0082]

【0083】7.他の有機高分子皮膜について 負極表面は、酸素,窒素,イオウの元素から選択される
一種または二種以上の元素を含有し、電池反応に関与す
るイオンを透過できる、有機高分子材で被覆する。この
被覆によって、充電反応により析出するフレッシュな負
極活物質は、直接電解液と接触することがないので、電
解液と反応してできる導電性の低い反応物で覆われるこ
とがないなどのため、デンドライト成長は起こりにくく
なる。
7. Regarding other organic polymer coatings The surface of the negative electrode is coated with an organic polymer material that contains one or more elements selected from oxygen, nitrogen and sulfur elements and is permeable to the ions involved in the battery reaction. . By this coating, the fresh negative electrode active material deposited by the charging reaction does not come into direct contact with the electrolytic solution, so that it is not covered with a low-conductivity reaction product formed by reacting with the electrolytic solution. Dendrite growth is less likely to occur.

【0084】酸素元素を含む有機高分子材としては、セ
ルロース,アルキルセルロース,ニトロセルロース,ア
セチルセルロース,キチン,キトサン、ポリビニルアル
コール,ポリ酢酸ビニル,ポリラクチド、ポリラクト
ン,ポリ3−ヒドロキシアルカノエート,ポリグリコー
ル酸,ポリ乳酸,ポリジオキサノン,グリコール酸−乳
酸共重合体,ポリエチレンテレフタレート,ポリフェニ
レンオキサイド,ポリエーテルエーテルケトンなどが挙
げられる。特に、アセチルセルロース、キチン、ポリビ
ニルアルコールなどが好ましい。
[0084] As the organic polymer material containing elemental oxygen, cellulose, alkyl cellulose, nitrocellulose, acetyl cellulose, chitin, chitosan, Po polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polylactides, polylactones, poly 3-hydroxyalkanoate, poly Glycolic acid, polylactic acid, polydioxanone, glycolic acid-lactic acid copolymer, polyethylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyether ether ketone and the like can be mentioned. In particular, acetyl cellulose, chitin, polyvinyl alcohol and the like are preferable.

【0085】窒素元素を含む有機高分子材としては、コ
ラーゲン,キチン,キトサン,ポリウレタン,ポリイミ
ド,ポリアミド,ポリエーテルイミド,などが挙げられ
る。イオウ元素を含む有機高分子材としては、ポリスル
ホン,ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。
Examples of the organic polymer material containing a nitrogen element include collagen, chitin, chitosan, polyurethane, polyimide, polyamide, polyetherimide and the like. The organic polymer material containing sulfur, Po Lisle <br/> phone, and polyether sulfone.

【0086】上記有機高分子材での負極表面の被覆方法
としては、有機高分子材の溶液を塗布し乾燥した後、架
橋反応を起こさせて皮膜を形成する、または有機高分子
をターゲットとしてスパッタリング法にて皮膜を形成す
る、あるいは有機高分子材の原料となるモノマーをプラ
ズマ重合させて皮膜を形成する、などの方法がある。
As a method for coating the surface of the negative electrode with the organic polymer material, a solution of the organic polymer material is applied and dried, and then a cross-linking reaction is caused to form a film, or sputtering is performed with the organic polymer as a target. There is a method of forming a film by a method or a method of forming a film by plasma-polymerizing a monomer which is a raw material of an organic polymer material.

【0087】塗布方法としては、ディッピング、スプレ
ー、スクリーン印刷などの方法がある。
As a coating method, there are methods such as dipping, spraying and screen printing.

【0088】架橋反応を起こす方法としては、紫外線,
電子線,放射線などの照射、あるいはアゾビスブチロニ
トリル,過酸化ベンゾイルなどのラジカル発生剤の分
解、などの方法がある。皮膜の有機高分子材を架橋させ
るのは、皮膜が電解液中に溶け出すのを防ぐためであ
る。
As a method of causing a crosslinking reaction, ultraviolet rays,
There are methods such as irradiation with electron beams and radiation, or decomposition of radical generators such as azobisbutyronitrile and benzoyl peroxide. The reason why the organic polymer material of the coating is crosslinked is to prevent the coating from dissolving into the electrolytic solution.

【0089】皮膜の厚みは、電解液中の電池反応に関与
するイオンが透過できる範囲がよく、皮膜の材質及び空
隙率,イオンの種類,によって異なるが、平均すると1
0オングストロームから100ミクロンの範囲が好まし
く、100オングストロームから10ミクロンの範囲が
より好ましい。皮膜のイオン透過性がよくない場合に
は、皮膜形成時に電解質を混合してもよい。
The thickness of the film is preferably in a range where the ions involved in the battery reaction in the electrolytic solution can permeate, and it varies depending on the material and the porosity of the film and the type of ions, but it is 1 on average.
The range of 0 angstroms to 100 microns is preferred, and the range of 100 angstroms to 10 microns is more preferred. When the film has poor ion permeability, an electrolyte may be mixed during the film formation.

【0090】電池の電解液が水溶液で、上記有機高分子
皮膜に親水性でない場合には、シランカップリング剤や
チタネートカップリング剤で処理をして親水性を付与す
るのがよい。
When the electrolytic solution of the battery is an aqueous solution and the organic polymer film is not hydrophilic, it is preferable to treat it with a silane coupling agent or a titanate coupling agent to impart hydrophilicity.

【0091】以上、各種被覆材料と被覆方法に関して、
負極活物質を直接被覆する方法中心に述べたが、先に導
電性マトリックスを被覆材で被覆した後、負極活物質を
導入してもよい。
As described above, with respect to various coating materials and coating methods,
Although the method of directly coating the negative electrode active material has been mainly described, the negative electrode active material may be introduced after first coating the conductive matrix with the coating material.

【0092】(負極活物質)負極活物質101として
は、金属リチウムとリチウム合金、あるいは亜鉛と亜鉛
合金を使用する。リチウム合金としては、マグネシウ
ム、アルミニウム、カリウム、ナトリウム、カルシウ
ム、亜鉛、鉛から選択される一種または二種以上の元素
を含有するリチウム合金も使用できる。亜鉛合金として
は、アルミニウム、インジウム、マグネシウム、スズ、
チタン、銅、鉛、から選択される一種または二種以上の
元素を含有する亜鉛合金も使用できる。
(Negative Electrode Active Material) As the negative electrode active material 101, metallic lithium and a lithium alloy, or zinc and a zinc alloy are used. As the lithium alloy, a lithium alloy containing one or more elements selected from magnesium, aluminum, potassium, sodium, calcium, zinc and lead can also be used. Zinc alloys include aluminum, indium, magnesium, tin,
A zinc alloy containing one or more elements selected from titanium, copper and lead can also be used.

【0093】(正極)正極は、集電体上に、正極活物質
と導電体粉と結着剤などを混合して成形してする。正極
活物質の成形を容易にするするために、場合によっては
ポリプロピレンやポリエチレンやフッ素樹脂などの耐溶
剤性の樹脂を結着剤として用いる。より集電を容易にす
るために導電体粉を成形時に混合する。導電体粉の材料
としては、各種カーボン、銅、ニッケル、チタン、など
を使用する。
(Positive Electrode) The positive electrode is formed by mixing a positive electrode active material, conductive powder, a binder and the like on a current collector. In order to facilitate the molding of the positive electrode active material, a solvent resistant resin such as polypropylene, polyethylene or fluororesin is used as a binder in some cases. Conductor powder is mixed at the time of molding in order to facilitate current collection. As the material of the conductor powder, various kinds of carbon, copper, nickel, titanium, etc. are used.

【0094】負極活物質がリチウムである場合には、正
極活物質104としては、リチウムが層間に入る、酸化
ニッケル、酸化コバルト、酸化チタン、酸化鉄、酸化バ
ナジウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化クロ
ム、酸化タングステンなどの金属酸化物、あるいは硫化
モリブデン、硫化鉄、硫化チタンなどの金属硫化物、オ
キシ水酸化鉄などの水酸化物、ポリアセチレン、ポリア
ニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性ポ
リマーが使用できる。
When the negative electrode active material is lithium, as the positive electrode active material 104, lithium intercalates lithium, nickel oxide, cobalt oxide, titanium oxide, iron oxide, vanadium oxide, manganese oxide, molybdenum oxide, chromium oxide. Metal oxides such as tungsten oxide, metal sulfides such as molybdenum sulfide, iron sulfide, and titanium sulfide, hydroxides such as iron oxyhydroxide, and conductive polymers such as polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, and polythiophene can be used.

【0095】負極活物質が亜鉛であるニッケル亜鉛電池
では、正極活物質に酸化水酸化ニッケルを用いる。
In a nickel-zinc battery in which the negative electrode active material is zinc, nickel oxide hydroxide is used as the positive electrode active material.

【0096】負極活物質が亜鉛である空気亜鉛電池で
は、正極活物質は酸素であり、正極は集電体と触媒と撥
水材から構成されている。触媒には多孔質炭素,多孔質
ニッケル,酸化銅などが用いられる。撥水材としては、
多孔質の四フッ化エチレン樹脂のようなフッ素樹脂が用
いられる。
In an air zinc battery in which the negative electrode active material is zinc, the positive electrode active material is oxygen, and the positive electrode is composed of a current collector, a catalyst and a water repellent material. Porous carbon, porous nickel, copper oxide, etc. are used for the catalyst. As a water repellent material,
A fluororesin such as a porous tetrafluoroethylene resin is used.

【0097】負極活物質が亜鉛である亜鉛臭素電池で
は、正極活物質には臭素を用いる。
In a zinc bromine battery in which the negative electrode active material is zinc, bromine is used as the positive electrode active material.

【0098】(正極の被覆)充電時に短絡の要因となる
デンドライトの発生を防止するために、正極の表面を、
電池反応に関与するイオンが透過する皮膜で被覆した方
が電池のサイクル寿命を伸ばすことができる。
(Coating of positive electrode) In order to prevent generation of dendrite which causes a short circuit at the time of charging, the surface of the positive electrode is
The cycle life of the battery can be extended by coating it with a film that allows the ions involved in the battery reaction to pass therethrough.

【0099】被覆材としては、大環状化合物誘導体のポ
リマー,芳香族炭化水素誘導体のポリマー,フッ素樹
脂,シリコーン樹脂,チタン樹脂,ポリオレフィン,あ
るいは無機酸化物,窒化物,炭化物,ハロゲン化物など
が使用できる。フッ素樹脂,ポリホスファゼン,無機酸
化物,窒化物,炭化物,ハロゲン化物などの難燃材また
は不燃材での被覆は、さらにリチウム二次電池の安全性
を高めるのに有効である。
As the coating material, a macrocyclic compound derivative polymer, an aromatic hydrocarbon derivative polymer, a fluororesin, a silicone resin, a titanium resin, a polyolefin, or an inorganic oxide, a nitride, a carbide or a halide can be used. . Covering with a flame-retardant material or non-combustible material such as fluororesin, polyphosphazene, inorganic oxides, nitrides, carbides, and halides is effective for further improving the safety of the lithium secondary battery.

【0100】(電解質)電解質はそのままの状態で使用
する場合のほかに、溶媒に溶解した溶液や溶液にポリマ
ーなどのゲル化剤を添加して固定化したものを使用す
る。一般的には、溶媒に電解質を溶かした電解液を多孔
性のセパレーターに保液させて使用する。
(Electrolyte) In addition to the case where the electrolyte is used as it is, a solution dissolved in a solvent or a solution in which a gelling agent such as a polymer is added and immobilized is used. Generally, an electrolyte solution obtained by dissolving an electrolyte in a solvent is used by holding it in a porous separator.

【0101】電解質の導電率は高ければ高いほど好まし
く、少なくも25℃での導電率は1×10-3S/cm以
上あることが望ましく、5×10-3S/cm以上あるこ
とがより好ましい。
The higher the conductivity of the electrolyte is, the more preferable. The conductivity at 25 ° C. is preferably 1 × 10 −3 S / cm or more, and more preferably 5 × 10 −3 S / cm or more. preferable.

【0102】[負極活物質がリチウムまたはリチウム合
金の場合]電解質は、H2SO4,HCl,HNO3など
の酸、リチウムイオン(Li+)とルイス酸イオン(B
4 -,PF6 -,AsF6 -,ClO4 -)から成る塩、およ
びこれらの混合塩を用いる。上記支持電解質のほかに
は、ナトリウムイオン,カリウムイオン,テトラアルキ
ルアンモニウムイオン,などの陽イオンとルイス酸イオ
ンとの塩も使用できる。上記塩は、減圧下で加熱したり
して、十分な脱水と脱酸素を行っておくことが望まし
い。
[When the Negative Electrode Active Material is Lithium or a Lithium Alloy] The electrolyte is an acid such as H 2 SO 4 , HCl or HNO 3 , lithium ion (Li + ) and Lewis acid ion (B).
F 4 , PF 6 , AsF 6 , ClO 4 ) and mixed salts thereof are used. In addition to the above supporting electrolyte, a salt of a cation such as sodium ion, potassium ion, tetraalkylammonium ion and Lewis acid ion can be used. It is desirable that the salt be heated under reduced pressure to be sufficiently dehydrated and deoxidized.

【0103】電解質の溶媒としては、アセトニトリル:
CH3CN,ベンゾニトリル:C6 5CN,プロピレン
カーボネイト:PC,エチレンカーボネート:EC,ジ
メチルホルムアミド:DMF,テトラヒドロフラン:T
HF,ニトロベンゼン:C65NO2,ジクロロエタ
ン,ジエトキシエタン,クロロベンゼン,γ−ブチロラ
クトン,ジオキソラン,スルホラン,ニトロメタン,ジ
メチルサルファイド,ジメチルサルオキシド,ジメトキ
シエタン,ギ酸メチル,3−メチル−2−オキダゾリジ
ノン,2−メチルテトラヒドロフラン,二酸化イオウ,
塩化ホスホリル,塩化チオニル,塩化スルフリル,な
ど、およびこれらの混合液が使用できる。
As the solvent of the electrolyte, acetonitrile:
CH3CN, benzonitrile: C6H FiveCN, propylene
Carbonate: PC, Ethylene carbonate: EC, Di
Methylformamide: DMF, Tetrahydrofuran: T
HF, nitrobenzene: C6HFiveNO2, Dichloroethane
Amine, diethoxyethane, chlorobenzene, γ-butyral
Kuton, dioxolane, sulfolane, nitromethane, di
Methyl sulfide, dimethyl sulphoxide, dimethoxide
Cietane, Methyl formate, 3-Methyl-2-Oxazolide
Non-, 2-methyltetrahydrofuran, sulfur dioxide,
Phosphoryl chloride, thionyl chloride, sulfuryl chloride,
Etc. and mixtures of these can be used.

【0104】上記溶媒は、活性アルミナ,モレキュラー
シーブ,五酸化リン,塩化カルシウムなどで脱水する
か、溶媒によっては、不活性ガス中でアルカリ金属共存
下で蒸留して不純物除去と脱水をも行うのがよい。
The solvent may be dehydrated with activated alumina, molecular sieve, phosphorus pentoxide, calcium chloride or the like, or depending on the solvent, it may be distilled in an inert gas in the presence of an alkali metal to remove impurities and dehydrate. Is good.

【0105】電解液の漏洩を防止するために、ゲル化す
ることが好ましい。ゲル化剤としては電解液の溶媒を吸
収して膨潤するようなポリマーを用いるのが望ましく、
ポリエチレンオキサイドやポリビニルアルコール、ポリ
アクリルアミドなどのポリマーが用いられる。
Gelation is preferable in order to prevent leakage of the electrolytic solution. As the gelling agent, it is desirable to use a polymer that absorbs the solvent of the electrolytic solution and swells,
Polymers such as polyethylene oxide, polyvinyl alcohol and polyacrylamide are used.

【0106】[負極活物質が亜鉛か亜鉛合金の場合]電
解質としては、水酸化カリウム,水酸化ナトリウム,水
酸化リチウム,水酸化アンモニウム,などのアルカリ及
び臭化亜鉛などの塩が使用される。
[When Negative Electrode Active Material is Zinc or Zinc Alloy] As the electrolyte, alkali salts such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide and ammonium hydroxide, and salts such as zinc bromide are used.

【0107】電解液の漏洩を防止するために、ゲル化す
ることが好ましい。ゲル化剤としては電解液の溶媒を吸
収して膨潤するようなポリマーを用いるのが望ましく、
ポリエチレンオキサイド,ポリビニルアルコール,ポリ
アクリルアミドなどのポリマーやデンプンが用いられ
る。
Gelation is preferable in order to prevent leakage of the electrolytic solution. As the gelling agent, it is desirable to use a polymer that absorbs the solvent of the electrolytic solution and swells,
Polymers such as polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide and starch are used.

【0108】臭素亜鉛電池のようなアルカリ電池以外の
電池の場合には、臭化亜鉛のような塩が用いられる。
In the case of batteries other than alkaline batteries such as zinc bromine batteries, salts such as zinc bromide are used.

【0109】(セパレーター)セパレーターとしては、
負極と正極の短絡を防ぐ役割を持っている。また、電解
液を保持する役目を有する場合もある。セパレーターは
電池反応に関与するイオンが移動できる細孔を有し、電
解液に不溶で安定である必要があるため、ガラス,ポリ
プロピレン,ポリエチレン,フッ素樹脂,ポリアミドな
どの不織布あるいはミクロポア構造の材料のものが用い
られる。また、微細孔を有する金属酸化物フィルムある
いは金属酸化物を複合化した樹脂フィルムも使用でき
る。特に多層状構造をした金属酸化物フィルムを使用し
た場合には、デンドライトが貫通しにくく、短絡防止に
効果がある。難燃材であるフッ素樹脂フィルムあるいは
不燃材であるガラスや金属酸化物フィルムを用いた場合
には、より安全性を高めることができる。
(Separator) As the separator,
It also has the role of preventing a short circuit between the negative and positive electrodes. It may also have a role of holding the electrolytic solution. Since the separator has pores through which the ions involved in the battery reaction can move and must be insoluble and stable in the electrolyte, it must be made of a non-woven fabric such as glass, polypropylene, polyethylene, fluororesin, or polyamide, or a material with a micropore structure. Is used. Further, a metal oxide film having fine pores or a resin film in which a metal oxide is composited can also be used. In particular, when a metal oxide film having a multi-layered structure is used, it is difficult for dendrites to penetrate, which is effective in preventing short circuits. When a fluororesin film which is a flame retardant material or a glass or metal oxide film which is a nonflammable material is used, the safety can be further enhanced.

【0110】(集電体)集電体100,103として
は、繊維状,多孔状あるいはメッシュ状のカーボン、ス
テンレススチール、チタン、ニッケル、銅、白金、金な
どを使用する。
(Current Collector) As the current collectors 100 and 103, fibrous, porous or mesh carbon, stainless steel, titanium, nickel, copper, platinum, gold or the like is used.

【0111】(電池の形状及び構造)実際の電池の形状
としては、偏平型や円筒型や直方形型、シート型などの
電池がある。スパイラル構造円筒型では、負極と正極の
間にセパレーターをはさんで卷くことによって電極面積
を大きくすることができ、充放電時に大電流を流すこと
ができる。また、直方体型では、二次電池を収納する機
器の収納スペースを有効利用することができる。構造と
しても、単層式と多層式などの構造がある。
(Battery Shape and Structure) Actual battery shapes include flat type, cylindrical type, rectangular type and sheet type batteries. In the spiral structure cylindrical type, by sandwiching a separator between the negative electrode and the positive electrode, the electrode area can be increased, and a large current can be passed during charge / discharge. Further, in the rectangular parallelepiped type, it is possible to effectively use the storage space of the device that stores the secondary battery. As for the structure, there are structures such as a single layer type and a multilayer type.

【0112】図2と図3は、それぞれ、単層式偏平型電
池、スパイラル構造円筒型電池の概略断面図の一例であ
る。図2と図3において、201と301は皮膜で被覆
処理した負極、200と300は負極集電体、203と
303は正極活物質から成る正極、304は正極集電
体、206と306は負極端子(負極キャップ)、20
7と307は外装缶(正極缶兼電池ケース)、208と
308は電解液を保持したセパレーター、210と31
0は絶縁パッキング、311は絶縁板である。
FIG. 2 and FIG. 3 are examples of schematic sectional views of a single-layer flat type battery and a spiral structure cylindrical battery, respectively. 2 and 3, 201 and 301 are negative electrodes coated with a film, 200 and 300 are negative electrode current collectors, 203 and 303 are positive electrode active material positive electrodes, 304 is a positive electrode current collector, and 206 and 306 are negative electrodes. Terminal (negative electrode cap), 20
7 and 307 are outer cans (positive electrode can and battery case), 208 and 308 are separators holding an electrolytic solution, 210 and 31
Reference numeral 0 is an insulating packing, and 311 is an insulating plate.

【0113】図2や図3の電池の組立の一例としては、
表面処理を施した負極201,301と正極203,3
03でセパレーター208,308を挟んで正極缶20
7,307に組み込み、電解液を注入した後、負極キャ
ップ206,306と絶縁パッキング210,310を
組み、かしめて電池を作製する。
As an example of assembling the battery of FIGS. 2 and 3,
Surface-treated negative electrodes 201, 301 and positive electrodes 203, 3
Positive electrode can 20 with separators 208 and 308 sandwiched by 03
7 and 307, and after injecting an electrolytic solution, the negative electrode caps 206 and 306 and the insulating packings 210 and 310 are assembled and caulked to produce a battery.

【0114】なお、リチウム電池の場合は、材料の調
製、および電池の組立は、水分が十分除去された乾燥空
気中、あるいは乾燥不活性ガス中で行うのが望ましい。
In the case of a lithium battery, it is desirable to prepare the materials and assemble the battery in dry air from which water is sufficiently removed or in dry inert gas.

【0115】(電池ケース(外装缶))電池ケースに
は、出力端子を兼用する金属材の外装缶のほか、プラス
チックの樹脂材ケースも使用する。
(Battery Case (Exterior Can)) As the battery case, a plastic resin material case is used in addition to a metallic outer can that also serves as an output terminal.

【0116】実際の電池の正極缶207,307や負極
キャップ206,306の材料としては、ステンレスス
チール、特にチタンクラッドステンレスや銅クラッドス
テンレス、ニッケルメッキ鋼板などが用いられる。
As the material of the positive electrode cans 207 and 307 and the negative electrode caps 206 and 306 of the actual battery, stainless steel, particularly titanium clad stainless steel, copper clad stainless steel, nickel plated steel plate and the like are used.

【0117】図2と図3では正極缶207,307が電
池ケース及び出力端子を兼ねているが、電池ケースの材
質としては、ステンレススチール以外にもアルミニウム
などの金属、ポリプロピレンなどのプラスチック、ある
いは金属やガラス繊維とプラスチックの複合材を用いる
ことができる。
2 and 3, the positive electrode cans 207 and 307 also serve as the battery case and the output terminal, but as the material of the battery case, in addition to stainless steel, metal such as aluminum, plastic such as polypropylene, or metal. Alternatively, a composite material of glass fiber and plastic can be used.

【0118】(絶縁パッキング)絶縁パッキング21
0,310の材料としては、フッ素樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリスルフォン樹脂、各種ゴムなどが使用できる。
(Insulating packing) Insulating packing 21
As the material of 0,310, fluororesin, polyamide resin, polysulfone resin, various rubbers, etc. can be used.

【0119】(封口)封口方法としては、絶縁パッキン
グなどのガスケットを用いたかしめ以外にも、接着剤、
溶接、半田付け、ガラス封管などの方法が用いられる。
(Sealing) As a sealing method, in addition to caulking using a gasket such as an insulating packing, an adhesive,
Methods such as welding, soldering, and glass sealing tubes are used.

【0120】(絶縁板)電池内の絶縁隔離のために使用
する絶縁板311の材料としては、各種有機樹脂材料や
セラミックスが用いられる。
(Insulating Plate) As the material of the insulating plate 311 used for insulation and isolation in the battery, various organic resin materials and ceramics are used.

【0121】(安全弁)図2と図3には図示されていな
いが、電池の内圧が高まったときの安全策としては、ゴ
ム,スプリング,金属ボールなどを利用した安全弁を設
ける。
(Safety valve) Although not shown in FIGS. 2 and 3, as a safety measure when the internal pressure of the battery increases, a safety valve using rubber, springs, metal balls or the like is provided.

【0122】[0122]

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples. The present invention is not limited to these examples.

【0123】(実施例1−1)構造と組立が簡単な図2
に示した概略断面構造の偏平型電池を組み立てて、二次
電池の特性をサイクル寿命を中心に評価した。
(Embodiment 1-1) FIG. 2 showing a simple structure and assembly.
The flat type battery having the schematic cross-sectional structure shown in Fig. 3 was assembled, and the characteristics of the secondary battery were evaluated centering on the cycle life.

【0124】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、触媒
化成工業製の疎水処理したコロイド状シリカを、N,N
−ジメチルフォルムアミドに分散した溶液を活性アルミ
ナで脱水した。次に、裏面側からチタンメッシュ集電体
200を圧着したリチウム金属箔を上記方法にて調製し
たコロイド状シリカの溶液に浸し、120℃で乾燥し
て、シリカで被覆したリチウム極201を調製した。
First, in a dry argon gas atmosphere, hydrophobized colloidal silica manufactured by Catalysis Co., Ltd. was treated with N, N.
The solution dispersed in dimethylformamide was dehydrated on activated alumina. Next, the lithium metal foil to which the titanium mesh current collector 200 was pressed from the back surface side was dipped in the solution of colloidal silica prepared by the above method and dried at 120 ° C. to prepare a lithium electrode 201 coated with silica. .

【0125】正極活物質203としては、脱水した電解
二酸化マンガンと炭酸リチウムの混合物とグラファイト
の混合物の熱処理からリチウム−マンガン複合酸化物を
調製した。その後、テトラフルオロエチレンポリマー粉
を混合した後、チタンメッシュに加圧成形した。
As the positive electrode active material 203, a lithium-manganese composite oxide was prepared by heat treatment of a mixture of dehydrated electrolytic manganese dioxide, lithium carbonate and graphite. Then, after mixing the tetrafluoroethylene polymer powder, it was pressure molded into a titanium mesh.

【0126】電解液208には、プロピレンカーボネー
ト(PC)とジメトキシエタン(DME)の等量混合溶
媒に、六フッ化砒酸リチウム塩を1M(mol/l)溶
解したものを使用した。
As the electrolyte solution 208, 1M (mol / l) of hexafluoroarsenic acid lithium salt was dissolved in an equal amount mixed solvent of propylene carbonate (PC) and dimethoxyethane (DME).

【0127】セパレーター208は、ポリプロピレン不
織布でポリプロピレンの微孔セパレータをサンドイッチ
したものを用いた。
As the separator 208, a polypropylene nonwoven fabric sandwiched with polypropylene micropore separators was used.

【0128】組立は、負極201と正極203の間にセ
パレータ208をはさみ、チタンクラッドのステンレス
材の正極缶207に挿入して、電解液を注入した後、チ
タンクラッドのステンレス材の負極キャップ206とフ
ッ素ゴムの絶縁パッキング210で密閉して、リチウム
二次電池を作製した。
For assembly, a separator 208 is sandwiched between the negative electrode 201 and the positive electrode 203, inserted into a positive electrode can 207 made of a titanium clad stainless material, an electrolyte is injected, and then a negative electrode cap 206 made of a titanium clad stainless material is formed. A lithium secondary battery was produced by sealing with an insulating packing 210 of fluororubber.

【0129】(比較例1−1)実施例1−1において、
金属リチウム箔の表面被覆処理を施さないのを除いて、
同様の方法でリチウム二次電池を作製した。
(Comparative Example 1-1) In Example 1-1,
Except that the surface coating of metallic lithium foil is not applied,
A lithium secondary battery was produced by the same method.

【0130】(実施例1−2)実施例1−1と同様な電
池を作製した。
Example 1-2 A battery similar to that of Example 1-1 was prepared.

【0131】材料の調製と組立は、実施例1−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。
Materials were prepared and assembled as in Example 1-1 in dry argon.

【0132】まず、エチルアルコール中で、三塩化アル
ミニウムとリン酸を反応させて、100℃まで徐々に加
熱して、ガラス状のリン酸アルミニウムを得た後、n−
ヘキサンに分散させ、皮膜形成液を調製した。この皮膜
形成液を、チタンメッシュ集電体を圧着したリチウム金
属箔に塗り、120℃で皮膜を形成した。後は、実施例
1−1と同様の方法でリチウム電池を作製した。
First, aluminum trichloride and phosphoric acid are reacted in ethyl alcohol and gradually heated to 100 ° C. to obtain glassy aluminum phosphate, and then n-
It was dispersed in hexane to prepare a film forming liquid. This film forming liquid was applied to a lithium metal foil to which a titanium mesh current collector was pressure bonded, and a film was formed at 120 ° C. After that, a lithium battery was produced in the same manner as in Example 1-1.

【0133】(実施例1−3)実施例1−1と同様な電
池を作製した。
Example 1-3 A battery similar to that of Example 1-1 was prepared.

【0134】材料の調製と組立は、実施例1−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。
Materials were prepared and assembled as in Example 1-1 in dry argon.

【0135】まず、テトラブトキシチタンのエチルアル
コール溶液に、酢酸と水を添加して加水分解をした後、
ジエチルアミンを添加し、コロイド状酸化チタンを形成
した。ついで、ポリエチレンのキシレン溶液にコロイド
状酸化チタンを分散させて、皮膜形成液を調製した。こ
の皮膜形成液をステンレスメッシュ集電体を圧着したリ
チウム金属箔に塗布し、100℃で乾燥後電子線を照射
してポリエチレンを架橋させ、皮膜を形成した。後は、
実施例1−1と同様の方法でリチウム電池を作製した。
First, acetic acid and water were added to an ethyl alcohol solution of tetrabutoxy titanium for hydrolysis,
Diethylamine was added to form colloidal titanium oxide. Then, a colloidal titanium oxide was dispersed in a polyethylene xylene solution to prepare a film-forming solution. This film-forming solution was applied to a lithium metal foil to which a stainless mesh current collector was pressure bonded, dried at 100 ° C., and then irradiated with an electron beam to crosslink polyethylene to form a film. After that,
A lithium battery was produced in the same manner as in Example 1-1.

【0136】(実施例1−4)実施例1−1と同様な電
池を作製した。
Example 1-4 A battery similar to that of Example 1-1 was prepared.

【0137】材料の調製と組立は、実施例1−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。
Materials were prepared and assembled as in Example 1-1 in dry argon.

【0138】まず、テトラブトキシチタンのイソプロピ
ルアルコール溶液にトリエチルアルミニウムのトルエン
溶液を混合し、酢酸と水を添加して加水分解をした後、
ジエチルアミンを添加し、コロイド状の酸化チタン−ア
ルミナを形成した。ついで、アクリル樹脂とエポキシ樹
脂を溶解させたトルエン溶液にコロイド状酸化チタンー
アルミナを分散させて、皮膜形成液を調製した。この皮
膜形成液をステンレスメッシュ集電体を圧着したリチウ
ム金属箔に塗布した後、80℃で皮膜を形成した。後
は、実施例1−1と同様の方法でリチウム電池を作製し
た。
First, a solution of tetrabutoxytitanium in isopropyl alcohol was mixed with a solution of triethylaluminum in toluene, and acetic acid and water were added for hydrolysis.
Diethylamine was added to form colloidal titanium oxide-alumina. Then, colloidal titanium oxide-alumina was dispersed in a toluene solution in which an acrylic resin and an epoxy resin were dissolved to prepare a film forming solution. This film forming liquid was applied to a lithium metal foil to which a stainless mesh current collector was pressure bonded, and then a film was formed at 80 ° C. After that, a lithium battery was produced in the same manner as in Example 1-1.

【0139】(実施例1−5)実施例1−1と同様な電
池を作製した。材料の調製と組立は、実施例1−1同様
に乾燥アルゴン中で行った。
Example 1-5 A battery similar to that in Example 1-1 was prepared. Material preparation and assembly was performed in dry argon as in Example 1-1.

【0140】まず、テトラエトキシランのエチルアルコ
ール溶液に、酢酸と水を添加して加水分解をした後、ジ
エチルアミンを添加し、コロイド状酸化シリカを形成し
た。ついで、ポリエチレングリコールのアセトニトリル
溶液にコロイド状シリカを分散させて、アゾビスイソブ
チロニトリルと六フッ化砒酸リチウム塩を添加して、皮
膜形成液を調製した。この皮膜形成液をステンレスメッ
シュ集電体を圧着したリチウム金属箔に塗布し、100
℃で乾燥後紫外線を照射してポリエチレングリコールを
架橋させ、皮膜を形成した。後は、実施例1−1と同様
の方法でリチウム電池を作製した。
First, acetic acid and water were added to an ethyl alcohol solution of tetraethoxylane for hydrolysis, and then diethylamine was added to form colloidal silica oxide. Then, colloidal silica was dispersed in a solution of polyethylene glycol in acetonitrile, and azobisisobutyronitrile and lithium hexafluoroarsenate salt were added to prepare a film forming solution. This film-forming solution is applied to a lithium metal foil to which a stainless mesh current collector is pressure bonded,
After drying at ℃, ultraviolet rays were irradiated to crosslink polyethylene glycol to form a film. After that, a lithium battery was produced in the same manner as in Example 1-1.

【0141】(実施例1−6)実施例1−1と同様な電
池を作製した。
Example 1-6 A battery similar to that in Example 1-1 was prepared.

【0142】材料の調整と組立は、乾燥空気中で行っ
た。
Material preparation and assembly was done in dry air.

【0143】まず、フェルト状カーボンを、四フッ化ホ
ウ酸リチウム塩を添加した日産化学工業社製シリカコー
ティング液NT−G326に浸し、引き上げ、110℃
20分、300℃30分で硬化させ被覆した後、得られ
たシリカ被覆のフェルト状カーボンをカソード、リチウ
ム金属をアノードとして、電解液に十分脱水をしたプロ
ピレンカーボネートとジメトキシエタンの等量混合溶媒
に六フッ砒酸リチウム塩を1M(mol/l)溶解した
ものを用いて、リチウムをシリカ被覆のフェルト状カー
ボンに導入付着させて、負極201を作製した。
First, felt-like carbon was dipped in a silica coating solution NT-G326 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., to which lithium tetrafluoroborate salt was added, and the temperature was raised to 110 ° C.
After curing and coating for 20 minutes at 300 ° C. for 30 minutes, the obtained silica-coated felt-like carbon is used as a cathode, and lithium metal is used as an anode, in an equal amount of a mixed solvent of propylene carbonate and dimethoxyethane that is sufficiently dehydrated in an electrolytic solution. A negative electrode 201 was produced by introducing and adhering lithium to silica-coated felt-like carbon using a solution of lithium hexafluoroacid salt dissolved in 1 M (mol / l).

【0144】後は、実施例1−1と同様の方法でリチウ
ム電池を作製した。
After that, a lithium battery was produced in the same manner as in Example 1-1.

【0145】(実施例1−7)実施例1−1と同様の電
池を作製した。
Example 1-7 A battery similar to that of Example 1-1 was prepared.

【0146】まず、住友電工社製発泡ニッケル(セルメ
ット)に、酸化亜鉛粉と金属亜鉛粉と水ガラスを混合し
て得たペーストを充填した後、80℃20分、200℃
30分の条件で硬化させて負極201を形成した。
First, foamed nickel (Celmet) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. was filled with a paste obtained by mixing zinc oxide powder, metallic zinc powder and water glass, and then at 80 ° C. for 20 minutes at 200 ° C.
The negative electrode 201 was formed by curing under the condition of 30 minutes.

【0147】次に、水酸化ニッケルに、ニッケル粉とコ
バルト粉、結着剤としてカルボキシメチルセルロース、
エチレングリコール、水を混合して得たペーストを住友
電工社製セルメットに充填した後、乾燥、プレスして正
極203を形成した。
Next, nickel hydroxide, nickel powder and cobalt powder, carboxymethyl cellulose as a binder,
A paste obtained by mixing ethylene glycol and water was filled in a Celmet manufactured by Sumitomo Electric Industries, and then dried and pressed to form a positive electrode 203.

【0148】セパレータ208としては、親水処理した
微孔性ポリプロピレンフィルムをポリアミド不職布でサ
ンドイッチしたものを用いた。電解液には、30重量%
水酸化カリウム溶液を用いた。組立は、実施例1−1と
同様にして、ニッケル−亜鉛二次電池を作製した。
As the separator 208, a hydrophilic microporous polypropylene film sandwiched with polyamide non-woven cloth was used. 30% by weight in the electrolyte
A potassium hydroxide solution was used. A nickel-zinc secondary battery was produced in the same manner as in Example 1-1.

【0149】(比較例1−2)実施例1−7において、
水ガラスに替えて、結着剤としてのポリエチレンとエチ
レングリコールを混合して負極を作製した以外は同様の
方法でニッケル−亜鉛二次電池を作製した。
(Comparative Example 1-2) In Example 1-7,
A nickel-zinc secondary battery was produced in the same manner except that the negative electrode was produced by mixing polyethylene as a binder and ethylene glycol instead of water glass.

【0150】(実施例1−8)実施例1−1と同様な構
造の電池を作製した。ただし、空気中の酸素を取り込む
ための細孔を有した正極缶を採用した。
Example 1-8 A battery having the same structure as in Example 1-1 was prepared. However, a positive electrode can having pores for taking in oxygen in the air was adopted.

【0151】負極201としては、実施例1−7と同一
のものを使用した。
As the negative electrode 201, the same one as in Example 1-7 was used.

【0152】正極203としては、活性炭に二酸化マン
ガンを添加したものを正極触媒層とし、これにポリテト
ラフルオロエチレンの撥水膜とセルロース性の拡散紙を
積層したものを形成した。
The positive electrode 203 was formed by adding manganese dioxide to activated carbon as a positive electrode catalyst layer, and laminating a water repellent film of polytetrafluoroethylene and cellulosic diffusion paper on the positive electrode catalyst layer.

【0153】セパレータ208としては、セロハンフィ
ルム、電解液としては、30重量%の水酸化カリウム溶
液を使用した。
A cellophane film was used as the separator 208, and a 30 wt% potassium hydroxide solution was used as the electrolytic solution.

【0154】組立は、負極201と正極203の間にセ
パレータ208をはさみ、空気中の酸素取り入れ口とし
ての細孔付きのチタンクラッドのステンレス材の正極缶
207に挿入して、電解液を注水した後、チタンクラッ
ドのステンレス材の負極キャップ206とフッ素ゴムの
絶縁パッキング210で密閉して、空気−亜鉛二次電池
を作製した。
For assembly, the separator 208 was sandwiched between the negative electrode 201 and the positive electrode 203, and the separator 208 was inserted into a positive electrode can 207 made of a titanium clad stainless material with pores as an inlet for oxygen in the air, and the electrolyte was poured. After that, the titanium-clad negative electrode cap 206 made of a stainless steel material and an insulating packing 210 made of fluororubber were hermetically sealed to manufacture an air-zinc secondary battery.

【0155】(比較例1−3)実施例1−8において、
負極として比較例1−2で作製した負極を用いる以外は
同様の方法で空気−亜鉛二次電池を作製した。
Comparative Example 1-3 In Example 1-8,
An air-zinc secondary battery was produced in the same manner except that the negative electrode produced in Comparative Example 1-2 was used as the negative electrode.

【0156】(二次電池の性能評価)実施例1−1〜1
−6および比較例1−1で作製したリチウム二次電池、
実施例1−7および比較例1−2で作製したニッケル−
亜鉛二次電池、実施例1−8および比較例1−3で作製
した空気−亜鉛二次電池の性能評価を以下の条件で充放
電サイクル試験を行い、比較例1−1、1−2、1−3
の電池のサイクル寿命と比較して性能を評価した。サイ
クル試験の条件は、0.2C(容量/時間の0.2倍の
電流)の充放電、30分の休憩時間、1.0Vのカット
オフ電圧、とした。なお、電池の充放電装置には、北斗
電工製HJ−101M6を使用した。なお、充放電試験
は放電より開始し、電池容量は3回目の放電量とし、サ
イクル寿命は電池容量の60%を切ったサイクル回数と
した。
(Evaluation of Performance of Secondary Battery) Examples 1-1 to 1
-6 and the lithium secondary battery produced in Comparative Example 1-1,
Nickel produced in Example 1-7 and Comparative Example 1-2
The performance evaluation of the zinc secondary battery, the air-zinc secondary battery produced in Example 1-8 and the comparative example 1-3 was performed a charge / discharge cycle test under the following conditions, and comparative examples 1-1, 1-2, 1-3
The performance was evaluated by comparing with the cycle life of the battery. The conditions of the cycle test were a charge / discharge of 0.2 C (0.2 times the capacity / time), a break time of 30 minutes, and a cutoff voltage of 1.0 V. Hokuto Denko HJ-101M6 was used as the battery charging / discharging device. The charge / discharge test was started from discharging, the battery capacity was the third discharge amount, and the cycle life was the number of cycles below 60% of the battery capacity.

【0157】比較例1−1の電池のサイクル寿命を1と
した場合の、各実施例の電池のサイクル寿命は、表1の
ようになった。
When the cycle life of the battery of Comparative Example 1-1 was 1, the cycle life of the batteries of the respective Examples was as shown in Table 1.

【0158】以上実施例1−1〜1−6と比較例1−
1、実施例1−7と比較例1−2、実施例1−8と比較
例1−3の比較から、本発明のリチウムイオンを透過す
る無機ガラス構造を有する膜で表面を被覆した負極活物
質箔を負極に用いることによって、サイクル寿命がかな
り伸びることがわかった。
As described above, Examples 1-1 to 1-6 and Comparative Example 1-
From the comparison between 1, Example 1-7 and Comparative Example 1-2, and Example 1-8 and Comparative Example 1-3, a negative electrode active material whose surface is coated with a film having an inorganic glass structure that permeates the lithium ion of the present invention. It was found that the use of the material foil for the negative electrode significantly extends the cycle life.

【0159】[0159]

【表1】 (実施例2−1)構造と組立が簡単な図2に示した概略
断面構造の偏平型電池を組み立てて、二次電池の特性を
サイクル寿命を中心に評価した。
[Table 1] (Example 2-1) A flat battery having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 2 which is easy in structure and assembly was assembled, and the characteristics of the secondary battery were evaluated centering on the cycle life.

【0160】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、Al
drich Chemical Company,In
c.のポリ(2−ビニルナフタレン)のトルエン溶液に
過酸化べンゾイルを溶解させ、裏面側からチタンメッシ
ュ集電体200を圧着したリチウム金属箔を浸した後、
100℃で熱処理をしてポリ(2−ビニルナフタレン)
で被覆したリチウム極201を調製した。
First, in a dry argon gas atmosphere, Al
drich Chemical Company, In
c. Benzoyl peroxide was dissolved in a toluene solution of poly (2-vinylnaphthalene), and the lithium metal foil to which the titanium mesh current collector 200 was pressure-bonded was dipped from the back surface side,
Heat treated at 100 ℃ to poly (2-vinylnaphthalene)
A lithium electrode 201 coated with was prepared.

【0161】正極活物質204としては、脱水した電解
二酸化マンガンと炭酸リチウムの混合物とグラファイト
の混合物の熱処理からリチウム−マンガン複合酸化物を
調製した。その後、テトラフルオロエチレンポリマー粉
を混合した後、チタンメッシュに加圧成形して形成し
た。
As the positive electrode active material 204, a lithium-manganese composite oxide was prepared by heat treatment of a mixture of dehydrated electrolytic manganese dioxide, lithium carbonate and graphite. Then, it was formed by mixing tetrafluoroethylene polymer powder and press-molding it into a titanium mesh.

【0162】電解液208には、プロピレンカーボネー
ト(PC)とジメトキシエタン(DME)の等量混合溶
媒に、六フッ化砒酸リチウム塩を1M(mol/l)溶
解したものを使用した。
As the electrolytic solution 208, 1M (mol / l) of hexafluoroarsenic acid lithium salt was dissolved in a mixed solvent of equal amounts of propylene carbonate (PC) and dimethoxyethane (DME).

【0163】セバレータ208は、ポリプロピレン不織
布でポリプロピレンの微孔セパレーターをサンドイッチ
したものを用いた。
As the separator 208, a polypropylene nonwoven fabric sandwiched with polypropylene micropore separators was used.

【0164】組立は、負極201と正極203の間にセ
パレーター208をはさみ、チタンクラッドのステンレ
ス材の正極缶207に挿入して、電解液を注入した後、
チタンクラッドのステンレス材の負極キャップ206と
フッ素ゴムの絶縁パッキング210で密閉して、リチウ
ム二次電池を作製した。
Assembling was performed by inserting a separator 208 between the negative electrode 201 and the positive electrode 203, inserting it into a positive electrode can 207 made of a titanium clad stainless material, and injecting an electrolytic solution.
A lithium secondary battery was produced by sealing with a negative electrode cap 206 made of a titanium clad stainless material and an insulating packing 210 made of fluororubber.

【0165】(比較例2−1)実施例2−1において、
金属リチウム箔の表面被覆処理を施さないのを除いて、
同様の方法でリチウム二次電池を作製した。
(Comparative Example 2-1) In Example 2-1,
Except that the surface coating of metallic lithium foil is not applied,
A lithium secondary battery was produced by the same method.

【0166】(実施例2−2)実施例2−1と同様な電
池を作製した。
(Example 2-2) A battery similar to that of Example 2-1 was prepared.

【0167】材料の調製と組立は、実施例2−1同様に
乾操アルゴン中で行った。
The materials were prepared and assembled in the same manner as in Example 2-1 in dry-dried argon.

【0168】まず、9−ビニルアントラセンのテトラヒ
ドロフラン5M溶液に、アゾビスイソブチロニトリル
0.03Mを加え、45℃にて重合を行い、ポリマー溶
液を得た。次に、チタンメッシュ集電体を圧着したリチ
ウム金属箔に、ポリマー溶液を塗布し乾燥した後、紫外
線を照射してポリビニルアントラセンの皮膜を形成した
リチウム極を作製した。以下は、実施例2−1と同様に
してリチウム二次電池を作製した。
First, 0.03 M of azobisisobutyronitrile was added to a 5 M solution of 9-vinylanthracene in tetrahydrofuran, and polymerization was carried out at 45 ° C. to obtain a polymer solution. Next, a polymer solution was applied to a lithium metal foil to which a titanium mesh current collector was pressure-bonded, dried, and then irradiated with ultraviolet rays to produce a lithium electrode having a film of polyvinylanthracene formed thereon. Hereinafter, a lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2-1.

【0169】(実施例2−3)実施例2−1と同様な電
池を作製した。
Example 2-3 A battery similar to that of Example 2-1 was prepared.

【0170】材料の調製と組立は、実施例2−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。
Material preparation and assembly was performed in dry argon as in Example 2-1.

【0171】まず、等モルの9,10−アントラセンジ
プロピオニック酸とエチレングリコール、少量の酢酸亜
鉛を反応容器に加え、アルゴン気流下で200℃で脱水
縮合反応をさせた後、アゾビスイソブチロニトリルを添
加し、ステンレススチールメッシュ集電体を圧着したリ
チウム金属箔を浸し、引き上げて100℃に加熱してリ
チウム表面に皮膜を形成した。以下は、実施例2−1と
同様にしてリチウム二次電池を作製した。
First, equimolar amounts of 9,10-anthracene dipropionic acid, ethylene glycol and a small amount of zinc acetate were added to a reaction vessel, and a dehydration condensation reaction was carried out at 200 ° C. under an argon stream, and then azobisisobutyric acid was added. Ronitrile was added, and the lithium metal foil to which the stainless steel mesh current collector was pressure-bonded was dipped, pulled up and heated to 100 ° C. to form a film on the lithium surface. Hereinafter, a lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2-1.

【0172】(実施例2−4)実施例2−1と同様な電
池を作製した。
(Example 2-4) A battery similar to that of Example 2-1 was prepared.

【0173】材料の調製と組立は、実施例2−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。
Materials were prepared and assembled as in Example 2-1 in dry argon.

【0174】トルエンに五塩化タンタルを80℃の加温
下で溶解し、5,12−ビス(フェニルエチニル)ナフ
タレンのトルエン溶液を添加し80℃の温度で重合した
後、得られたポリマーをメチルアルコールで洗浄し、乾
燥し、再度トルエンに溶解して、皮膜形成液を調製し
た。次に、ステンレススチールメツシユ集電体を圧着し
たリチウム金属箔を浸し、引き上げて乾燥した後、電子
線を照射して架橋させて、リチウム表面に皮膜を形成し
た。以下は、実施例2−1と同様にしてリチウム二次電
池を作製した。
Tantalum pentachloride was dissolved in toluene under heating at 80 ° C., a toluene solution of 5,12-bis (phenylethynyl) naphthalene was added, and the mixture was polymerized at a temperature of 80 ° C. The obtained polymer was methylated. It was washed with alcohol, dried, and dissolved again in toluene to prepare a film forming liquid. Next, the lithium metal foil to which the stainless steel mesh current collector was pressure-bonded was dipped, pulled up and dried, and then irradiated with an electron beam to be crosslinked to form a film on the lithium surface. Hereinafter, a lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2-1.

【0175】(実施例2−5)実施例2−1において、
ポリ(2−ビニルナフタレン)のトルエン溶液に過酸化
べンゾイルを溶解させた後に、六フッ化砒酸リチウム塩
を添加して皮膜形成液を調製した以外は、同様の操作で
リチウム二次電池を作製した。
(Example 2-5) In Example 2-1,
A lithium secondary battery was produced by the same operation except that benzoyl peroxide was dissolved in a toluene solution of poly (2-vinylnaphthalene) and lithium hexafluoroarsenate was added to prepare a film-forming solution. did.

【0176】(実施例2−6)実施例2−1と同様な電
池を作製した。
Example 2-6 A battery similar to that of Example 2-1 was produced.

【0177】材料の調整と組立は、実施例2−1と同様
に乾燥アルゴン中で行った。
Preparation and assembly of materials were carried out in dry argon as in Example 2-1.

【0178】ステンレス容器内で溶解したリチウムに、
脱水乾燥したフェルト状カーボンを浸し、冷却し、リチ
ウム被覆したフェルト状カーボンを作製した後、アゾビ
スイソブチロニトリルを添加したポリ(2−ビニルナフ
タレン)のトルエン溶液に浸し、引き上げ、80℃で乾
燥し、紫外線を照射し架橋させて、負極201を作製し
た。それ以外は、実施例2−1と同様の方法でリチウム
二次電池を組み立てて作製した。
Lithium dissolved in the stainless steel container,
After the dehydrated and dried felt-like carbon was immersed and cooled to prepare a lithium-coated felt-like carbon, it was immersed in a toluene solution of poly (2-vinylnaphthalene) to which azobisisobutyronitrile was added, and was pulled up at 80 ° C. A negative electrode 201 was manufactured by drying and irradiating with ultraviolet rays to crosslink. Otherwise, a lithium secondary battery was assembled and manufactured by the same method as in Example 2-1.

【0179】(リチウム二次電池の性能評価)実施例2
−1〜2−5および比較例2−1で作製したリチウム二
次電池の性能評価を以下の条件で充放電サイクル試験を
行い、比較例2−1の電池のサイクル寿命と比較して性
能を評価した。サイクル試験の条件は、0.2C(容量
/時間の0.2倍の電流)の充放電、30分の休憩時
間、1.0Vのカットオフ電圧、とした。なお、電池の
充放電装置には、北斗電工製HJ−101M6を使用し
た。充放電試験は、放電より開始し、電池容量は3回目
の放電量とし、サイクル寿命は、電池容量の60%を切
ったサイクル回数とした。
(Evaluation of Performance of Lithium Secondary Battery) Example 2
-1 to 2-5 and the performance evaluation of the lithium secondary battery produced in Comparative Example 2-1 was performed under a charge / discharge cycle test under the following conditions, and the performance was compared with the cycle life of the battery of Comparative Example 2-1. evaluated. The conditions of the cycle test were a charge / discharge of 0.2 C (0.2 times the capacity / time), a break time of 30 minutes, and a cutoff voltage of 1.0 V. Hokuto Denko HJ-101M6 was used as the battery charging / discharging device. The charge / discharge test was started from the discharge, the battery capacity was the third discharge amount, and the cycle life was the number of cycles below 60% of the battery capacity.

【0180】比較例2−1の電池のサイクル寿命を1と
した場合の、各実施例の電池のサイクル寿命は、表2の
ようになった。
When the cycle life of the battery of Comparative Example 2-1 was set to 1, the cycle life of the batteries of the respective Examples are shown in Table 2.

【0181】以上実施例2−1〜2−5と比較例2−1
の比較から、本発明の芳香族炭化水素化合物誘導体のポ
リマーで表面を被覆したリチウム箔を負極に用いること
によって、サイクル寿命がかなり伸びることがわかっ
た。
As described above, Examples 2-1 to 2-5 and Comparative Example 2-1
From the comparison, it was found that the cycle life is considerably extended by using the lithium foil whose surface is coated with the polymer of the aromatic hydrocarbon compound derivative of the present invention as the negative electrode.

【0182】[0182]

【表2】 (実施例3−1)構造と組立が簡単な図2に示した概略
断面構造の偏平型電池を組み立てて、二次電池の特性を
サイクル寿命を中心に評価した。
[Table 2] (Example 3-1) A flat-type battery having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 2 which is easy in structure and assembly was assembled, and the characteristics of the secondary battery were evaluated centering on the cycle life.

【0183】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、リチ
ウム金属箔は裏面側からチタンメッシュ集電体200を
圧着した後、テトラブトキシチタンのジオキサン溶液
に、上記リチウム金属箔を浸し、乾燥して、皮膜を形成
したリチウム極201を調製した。
First, in a dry argon gas atmosphere, the titanium metal current collector 200 was pressure-bonded to the lithium metal foil from the back side, and then the lithium metal foil was dipped in a dioxane solution of tetrabutoxytitanium and dried to form a film. A lithium electrode 201 having the above structure was prepared.

【0184】正極活物質204としては、脱水した電解
二酸化マンガンと炭酸リチウムの混合物とグラファイト
の混合物の熱処理からリチウム−マンガン複合酸化物を
調製した。その後、テトラフルオロエチレンポリマー粉
を混合した後、チタンメッシュに加圧成形して形成し
た。
As the positive electrode active material 204, a lithium-manganese composite oxide was prepared by heat treatment of a mixture of dehydrated electrolytic manganese dioxide and lithium carbonate and graphite. Then, it was formed by mixing tetrafluoroethylene polymer powder and press-molding it into a titanium mesh.

【0185】電解液208には、プロピレンカーボネー
ト(PC)とジメトキシエタン(DME)の等量混合溶
媒に、六フッ化砒酸リチウム塩を1M(mol/l)溶
解したものを使用した。
As the electrolytic solution 208, 1M (mol / l) of hexafluoroarsenic acid lithium salt was dissolved in an equal amount mixed solvent of propylene carbonate (PC) and dimethoxyethane (DME).

【0186】セパレーター208は、ポリプロピレン不
織布でポリプロピレンの微孔セパレーターをサンドイッ
チしたものを用いた。
As the separator 208, a polypropylene nonwoven fabric sandwiched with polypropylene micropore separators was used.

【0187】組立は、負極201と正極203の間にセ
パレーター208をはさみ、チタンクラッドのステンレ
ス材の正極缶207に挿入して、電解液を注入した後、
チタンクラッドのステンレス材の負極キャップ206と
フッ素ゴムの絶縁パッキング210で密閉して、リチウ
ム二次電池を作製した。
For assembly, a separator 208 is sandwiched between the negative electrode 201 and the positive electrode 203, the titanium clad is inserted into a positive electrode can 207 made of a stainless steel material, and an electrolytic solution is injected.
A lithium secondary battery was produced by sealing with a negative electrode cap 206 made of a titanium clad stainless material and an insulating packing 210 made of fluororubber.

【0188】(比較例3−1)実施例3−1において、
金属リチウム箔の表面被覆処理を施さないのを除いて、
同様の方法でリチウム二次電池を作製した。
(Comparative Example 3-1) In Example 3-1,
Except that the surface coating of metallic lithium foil is not applied,
A lithium secondary battery was produced by the same method.

【0189】(実施例3−2)実施例3−1と同様な電
池を作製した。
(Example 3-2) A battery similar to that in Example 3-1 was produced.

【0190】材料の調製と組立は、実施例3−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。宇部興産製チラノコート(ポ
リチタノカルボシラン)のへキサン溶液に過酸化べンゾ
イルを添加した溶液を、チタンメッシュ集電体を圧着し
たリチウム金属箔に塗布し乾燥した後、80℃に加熱
し、ついで150℃で熱処理をして、チラノコートの皮
膜を形成したリチウム極を作製した。
Material preparation and assembly was performed in dry argon as in Example 3-1. Ube Industries, Ltd. Tyranno coat (polytitanocarbosilane) hexane solution was added to the solution of benzoyl peroxide is applied to a titanium metal current collector pressure-bonded lithium metal foil, dried, and then heated to 80 ° C. Then, heat treatment was performed at 150 ° C. to prepare a lithium electrode having a tyrano coat film formed thereon.

【0191】後は、実施例3−1と同様の操作でリチウ
ム二次電池を作製した。
After that, a lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3-1.

【0192】(実施例3−3)実施例3−1と同様な電
池を作製した。
(Example 3-3) A battery similar to that in Example 3-1 was produced.

【0193】材料の調製と組立は、実施例3−1と同様
に乾燥アルゴン中で行った。
Material preparation and assembly was performed in dry argon as in Example 3-1.

【0194】まず、2,4,6−トリメチル−トリス
(3,3,3−トリフルオロプロピル)シクロトリシロ
キサンをアルゴン気流中76℃に加熱し、カリウムシラ
レート触媒を添加し重合してポリマーを得た。これに過
酸化ベンゾイルを添加した後、ステンレススチールメッ
シュ集電体を圧着したリチウム金属箔を浸し、引き上げ
た後、100℃で熱処理をしてポリシロキサンの皮膜を
形成したリチウム極を作製した。
First, 2,4,6-trimethyl-tris (3,3,3-trifluoropropyl) cyclotrisiloxane was heated to 76 ° C. in an argon stream and a potassium silarate catalyst was added to polymerize the polymer. Obtained. After adding benzoyl peroxide to this, a lithium metal foil with a stainless steel mesh current collector pressure-bonded was dipped and pulled up, and then heat-treated at 100 ° C. to prepare a lithium electrode having a polysiloxane film formed thereon.

【0195】後は実施例3−1と同様の操作でリチウム
二次電池を作製した。
Thereafter, a lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3-1.

【0196】(実施例3−4)実施例3−1と同様な電
池を作製した。
(Example 3-4) A battery similar to that in Example 3-1 was produced.

【0197】材料の調製と組立は、実施例3−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。
Material preparation and assembly was performed in dry argon as in Example 3-1.

【0198】まず、テトラメチルジビニルジシロキサン
にアゾビスイソブチロニトリルを添加して、ステンレス
スチールメッシユ集電体を圧着したリチウム金属箔を浸
し、引き上げた後、紫外線を照射してポリシロキサンの
皮膜を形成したリチウム極を作製した。
First, azobisisobutyronitrile was added to tetramethyldivinyldisiloxane, the lithium metal foil to which the stainless steel mesh current collector had been pressure-bonded was dipped, and after pulling up, ultraviolet rays were radiated to produce polysiloxane. A lithium electrode having a film formed was prepared.

【0199】後は、実施例3−1と同様の操作でリチウ
ム二次電池を作製した。
Thereafter, a lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3-1.

【0200】(実施例3−5)実施例3−1と同様な電
池を作製した。
(Example 3-5) A battery similar to that in Example 3-1 was produced.

【0201】材料の調製と組立は、実施例3−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。
Materials were prepared and assembled as in Example 3-1 in dry argon.

【0202】実施例3−2において、宇部興産製チラノ
コート(ポリチタノカルボシラン)のヘキサン溶液に過
酸化ベンゾイルを添加した溶液に、六フッ化砒酸リチウ
ム塩を添加して、リチウムを浸した以外は、同様の操作
でリチウム二次電池を作製した。
In Example 3-2, except that lithium hexafluoroarsenate was added to a solution prepared by adding benzoyl peroxide to a hexane solution of Tyranno Coat (polytitanocarbosilane) manufactured by Ube Industries, and immersing lithium in the solution. Manufactured a lithium secondary battery by the same operation.

【0203】(リチウム二次電池の性能評価)実施例3
−1、3−2、3−3、3−4、3−5および比較例3
−1で作製したリチウム二次電池の性能評価を以下の条
件で充放電サイクル試験を行い、比較例3−1の電池の
サイクル寿命と比較して性能を評価した。サイクル試験
の条件は、0.2C(容量/時間の0.2倍の電流)の
充放電、30分の休憩時間、1.0Vのカットオフ電
圧、とした。なお、電池の充放電装置には、北斗電工製
HJ−101M6を使用した。充放電試験は放電より開
始し、電池容量は3回目の放電量とし、サイクル寿命は
電池容量の60%を切ったサイクル回数とした。
(Evaluation of Performance of Lithium Secondary Battery) Example 3
-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5 and Comparative Example 3
For the performance evaluation of the lithium secondary battery manufactured in No. 1, a charge / discharge cycle test was performed under the following conditions, and the performance was evaluated by comparing with the cycle life of the battery of Comparative Example 3-1. The conditions of the cycle test were a charge / discharge of 0.2 C (0.2 times the capacity / time), a break time of 30 minutes, and a cutoff voltage of 1.0 V. Hokuto Denko HJ-101M6 was used as the battery charging / discharging device. The charge / discharge test was started from discharge, the battery capacity was the third discharge amount, and the cycle life was the number of cycles below 60% of the battery capacity.

【0204】比較例3−1の電池のサイクル寿命を1と
した場合の、各実施例の電池のサイクル寿命は、表3の
ようになった。
When the cycle life of the battery of Comparative Example 3-1 was set to 1, the cycle life of the batteries of the respective Examples is shown in Table 3.

【0205】以上実施例3−1、3−2、3−3、3−
4、3−5と比較例3−1の比較から、本発明の有機金
属化合物で表面を被覆したリチウム箔を負極に用いるこ
とによって、サイクル寿命がかなり伸びることがわかっ
た。
The above Examples 3-1, 3-2, 3-3, 3-
From the comparison between Nos. 4 and 3-5 and Comparative Example 3-1, it was found that the cycle life was considerably extended by using the lithium foil whose surface was coated with the organometallic compound of the present invention as the negative electrode.

【0206】[0206]

【表3】 (実施例4−1)構造と組立が簡単な図2に示した概略
断面構造の偏平型電池を組み立てて、二次電池の特性を
サイクル寿命を中心に評価した。
[Table 3] (Example 4-1) A flat battery having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 2 having a simple structure and assembly was assembled, and the characteristics of the secondary battery were evaluated centering on the cycle life.

【0207】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、リチ
ウム金属箔は裏面側からチタンメッシュ集電体200を
圧着した後、テトラフルオロエチレンと2,2−ビスト
リフルオロメチル−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオ
キソールの共重合体であるDUPONT社製テフロンA
Fの溶液に、上記リチウム金属箔を浸し、乾燥して、非
晶質フッ素樹脂で被覆したリチウム極201を調製し
た。正極活物質204としては、脱水した電解二酸化マ
ンガンと炭酸リチウムの混合物とグラファイトの混合物
の熱処理からリチウム−マンガン複合酸化物を調製し
た。その後、テトラフルオロエチレンポリマー粉を混合
した後、チタンメッシュに加圧成形して形成した。電解
液208には、プロピレンカーボネート(PC)とジメ
トキシエタン(DME)の等量混合溶媒に、六フッ化砒
酸リチウム塩を1M(mol/l)溶解したものを使用
した。セパレーター208は、ポリプロピレン不織布で
ポリプロピレンの微孔セパレーターをサンドイッチした
ものを用いた。組立は、負極201と正極203の間に
セパレーター208をはさみ、チタンクラッドのステン
レス材の正極缶207に挿入して、電解液を注入した
後、チタンクラッドのステンレス材の負極キャップ20
6とフッ素ゴムの絶縁パッキング210で密閉して、リ
チウム二次電池を作製した。
First, in a dry argon gas atmosphere, after a titanium mesh current collector 200 was pressure-bonded to the lithium metal foil from the back surface side, tetrafluoroethylene and 2,2-bistrifluoromethyl-4,5-difluoro-1, Teflon A manufactured by DUPONT, which is a copolymer of 3-dioxole
The lithium metal foil was immersed in the solution of F and dried to prepare a lithium electrode 201 coated with an amorphous fluororesin. As the positive electrode active material 204, a lithium-manganese composite oxide was prepared by heat treatment of a mixture of dehydrated electrolytic manganese dioxide, lithium carbonate, and graphite. Then, it was formed by mixing tetrafluoroethylene polymer powder and press-molding it into a titanium mesh. As the electrolytic solution 208, a solution obtained by dissolving 1M (mol / l) of lithium hexafluoroarsenate salt in an equal amount mixed solvent of propylene carbonate (PC) and dimethoxyethane (DME) was used. As the separator 208, a polypropylene nonwoven fabric sandwiched with polypropylene micropore separators was used. Assembling is performed by inserting a separator 208 between the negative electrode 201 and the positive electrode 203, inserting the positive electrode can 207 made of a titanium clad stainless material, and injecting an electrolytic solution, and then making a negative electrode cap 20 made of a titanium clad stainless material.
6 and a fluororubber insulating packing 210 were sealed to produce a lithium secondary battery.

【0208】(比較例4−1)実施例4−1において、
金属リチウム箔の表面被覆処理を施さないのを除いて、
同様の方法でリチウム二次電池を作製した。
(Comparative Example 4-1) In Example 4-1,
Except that the surface coating of metallic lithium foil is not applied,
A lithium secondary battery was produced by the same method.

【0209】(実施例4−2)実施例4−1と同様な電
池を作製した。
(Example 4-2) A battery similar to that in Example 4-1 was produced.

【0210】材料の調製と組立は、実施例4−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。チタンメッシュ集電体を圧着
したリチウム金属箔をスパッタリング装置のチャンバー
に挿入した後、5×10-6Torrの真空度まで排気し
た後、アルゴンガスを流し、内圧を3×10-3Torr
制御して、RF放電によりプラズマを発生してテトラフ
ルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテル
の共重合体であるダイキン工業社製ネオフロンPFAを
ターゲットに、スパッタリングして皮膜を形成したリチ
ウム極を調製した。実施例4−1において、同様の方法
でリチウム二次電池を作製した。
Materials were prepared and assembled as in Example 4-1 in dry argon. After inserting the lithium metal foil to which the titanium mesh current collector was pressure-bonded into the chamber of the sputtering apparatus, after exhausting to a vacuum degree of 5 × 10 −6 Torr, argon gas was flown and the internal pressure was 3 × 10 −3 Torr.
Under control, plasma was generated by RF discharge to target a neoflon PFA manufactured by Daikin Industries, Ltd., which is a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether, as a target to prepare a lithium electrode having a film formed thereon by sputtering. A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 4-1.

【0211】(実施例4−3)実施例4−1と同様な電
池を作製した。
(Example 4-3) A battery similar to that in Example 4-1 was produced.

【0212】材料の調製と組立は、実施例4−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。ステンレススチールメッシュ
集電体を圧着したリチウム金属箔をRF(ラジオ波)プ
ラズマCVD装置のチャンバーに挿入し、2×10-6
orrの真空度まで排気した後、ビリニリデンフルオラ
イドをチャンパーに導入し、水素ガスをキャリアガスと
してイソブチルビニルエーテルをチャンバーに導入し、
内圧を1Torrに制御しながら、RF放電を起こし
て、プラズマ重合皮膜をリチウム表面に形成した。実施
例4−1において、同様の方法でリチウム二次電池を作
製した。
Materials were prepared and assembled as in Example 4-1 in dry argon. A lithium metal foil with a stainless steel mesh current collector pressure-bonded was inserted into the chamber of an RF (radio wave) plasma CVD apparatus, and 2 × 10 −6 T
After evacuation to a vacuum of orr, vinylidene fluoride was introduced into the champer, and isobutyl vinyl ether was introduced into the chamber using hydrogen gas as a carrier gas.
While controlling the internal pressure to 1 Torr, RF discharge was generated to form a plasma polymerized film on the lithium surface. A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 4-1.

【0213】(実施例4−4)実施例4−1と同様な電
池を作製した。
(Example 4-4) A battery similar to that in Example 4-1 was produced.

【0214】材料の調製と組立は、実施例4−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。実施例4−1において、リチ
ウム金属箔は裏面側からチタンメッシュ集電体を圧着し
た後、テトラフルオロエチレンと非フッ素系ビニルエー
テルの共重合体である旭硝子社製ルミフロンのキシレン
溶液にイソシアネートとグラファイト粉を混合し、上記
リチウム金属箔を浸し、140℃10分間乾燥して、非
晶質フッ素樹脂で被覆したリチウム極を調製した以外は
同様の操作をして、リチウム二次電池を作製した。
Materials were prepared and assembled as in Example 4-1 in dry argon. In Example 4-1, after the lithium metal foil was pressure-bonded with a titanium mesh current collector from the back surface side, isocyanate and graphite powder were added to a xylene solution of Lumiflon manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., which is a copolymer of tetrafluoroethylene and a non-fluorinated vinyl ether. Was mixed, the lithium metal foil was dipped, and the mixture was dried at 140 ° C. for 10 minutes to prepare a lithium electrode coated with an amorphous fluororesin, and the same operation was performed to produce a lithium secondary battery.

【0215】(実施例4−5)実施例4−1と同様な電
池を作製した。
(Example 4-5) A battery similar to that in Example 4-1 was produced.

【0216】材料の調製と組立は、実施例4−1と同様
に乾燥アルゴン中で行った。まず、コーティング用フッ
素樹脂の調製を行った。攪拌機付きオートクレープに2
00部の純粋、40部のフッ化ビニル、60部のエチル
ビニルエーテル、0.6部のぺルフルオロカルボン酸、
0.2部の過硫酸アンモニウムおよび3部の水ガラスを
入れ、46℃に加熱し42.5気圧に保ち、8時間重合
を行う。得られたポリマーを熱メタノールで洗浄し乾燥
した後、アルゴンガス中で、十分に脱水したテトラヒド
ロフランに溶解して、過酸化ベンゾイルを加え、次にス
テンレススチールメッシュ集電体を圧着したリチウム金
属箔を浸し引き上げて、100℃で熱処理して、フッ素
樹脂で被覆したリチウム極を調製した。
Materials were prepared and assembled in dry argon as in Example 4-1. First, a fluororesin for coating was prepared. 2 in autoclave with stirrer
00 parts pure, 40 parts vinyl fluoride, 60 parts ethyl vinyl ether, 0.6 parts perfluorocarboxylic acid,
0.2 part of ammonium persulfate and 3 parts of water glass are added, heated to 46 ° C. and kept at 42.5 atm, and polymerization is carried out for 8 hours. The polymer obtained was washed with hot methanol and dried, then dissolved in sufficiently dehydrated tetrahydrofuran in argon gas, benzoyl peroxide was added, and then a lithium metal foil with a stainless steel mesh current collector pressure-bonded It was soaked and pulled up and heat-treated at 100 ° C. to prepare a lithium electrode coated with a fluororesin.

【0217】後は、実施例4−1と同様の操作でリチウ
ム二次電池を作製した。
After that, a lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 4-1.

【0218】(実施例4−6)実施例4−1と同様な電
池を作製した。
Example 4-6 A battery similar to that in Example 4-1 was produced.

【0219】まず、リチウム極の調製を行った。13.
56MHzの高周波電源が接続された平行平板型プラズ
マCVD装置の真空チャンバーにステンレススチールメ
ッシュ集電体を圧着したリチウム金属箔を入れ、平行平
板電極に垂直方向に装着した後、10-5Torrの真空
まで脱気し、テトラフロロエチレン10sccm,エチ
レン2sccm,水素2sccm,ヘリウム1scc
m,酸素1sccmを反応室である真空チャンバーに導
入し内圧を0.8Torrに維持した。次に、高周波電
力を平行平板電極に200ワット供給して、リチウム金
属表面にフッ素樹脂のプラズマ重合膜を形成した。上記
方法で調製したフッ素樹脂被覆のリチウム極を用いて、
実施例4−1と同様の操作でリチウム二次電池を作製し
た。
First, a lithium electrode was prepared. 13.
A lithium metal foil with a stainless steel mesh current collector pressure-bonded was placed in a vacuum chamber of a parallel plate type plasma CVD apparatus connected to a high frequency power source of 56 MHz, and the parallel plate electrodes were mounted vertically, and then a vacuum of 10 -5 Torr was applied. Degassed to tetrafluoroethylene 10sccm, ethylene 2sccm, hydrogen 2sccm, helium 1scc
m and oxygen of 1 sccm were introduced into the vacuum chamber as a reaction chamber, and the internal pressure was maintained at 0.8 Torr. Next, 200 watts of high frequency power was supplied to the parallel plate electrodes to form a plasma polymerized film of fluororesin on the surface of the lithium metal. Using the fluororesin-coated lithium electrode prepared by the above method,
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 4-1.

【0220】(リチウム二次電池の性能評価)実施例4
−1、4−2、4−3、4−4、4−5、4−6および
比較例4−1で作製したリチウム二次電池の性能評価を
以下の条件で充放電サイクル試験を行い、比較例4−1
の電池のサイクル寿命と比較して性能を評価した。サイ
クル試験の条件は、0.2C(容量/時間の0.2倍の
電流)の充放電、30分の休憩時間、1.0Vのカット
オフ電圧、とした。なお、電池の充放電装置には、北斗
電工製HJ−101M6を使用した。充放電試験は放電
より開始し、電池容量は3回目の放電量とし、サイクル
寿命は電池容量の60%を切ったサイクル回数とした。
(Evaluation of Performance of Lithium Secondary Battery) Example 4
-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6 and the performance evaluation of the lithium secondary battery produced in Comparative Example 4-1 was performed a charge-discharge cycle test under the following conditions, Comparative Example 4-1
The performance was evaluated by comparing with the cycle life of the battery. The conditions of the cycle test were a charge / discharge of 0.2 C (0.2 times the capacity / time), a break time of 30 minutes, and a cutoff voltage of 1.0 V. Hokuto Denko HJ-101M6 was used as the battery charging / discharging device. The charge / discharge test was started from discharge, the battery capacity was the third discharge amount, and the cycle life was the number of cycles below 60% of the battery capacity.

【0221】比較例4−1の電池のサイクル寿命を1と
した場合の、各実施例の電池のサイクル寿命は、表4の
ようになった。
When the cycle life of the battery of Comparative Example 4-1 was set to 1, the cycle life of the batteries of the respective examples are shown in Table 4.

【0222】以上実施例4−1、4−2、4−3、4−
4、4−5、4−6と比較例4−1の比較から、本発明
のエーテル結合を有するフッ素樹脂で表面を被覆したリ
チウム箔を負極に用いることによって、サイクル寿命が
かなり伸びることがわかった。
The above Examples 4-1, 4-2, 4-3, 4-
From the comparison between 4, 4-5, 4-6 and Comparative Example 4-1, it was found that the cycle life is considerably extended by using the lithium foil whose surface is coated with the fluororesin having the ether bond of the present invention as the negative electrode. It was

【0223】[0223]

【表4】 (実施例5−1)構造と組立が簡単な図2に示す概略断
面構造の偏平型電池を組み立てて、二次電池の特性をサ
イクル寿命を中心に評価した。
[Table 4] (Example 5-1) A flat battery having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 2 that has a simple structure and easy assembly was assembled, and the characteristics of the secondary battery were evaluated centering on the cycle life.

【0224】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、リチ
ウム金属箔は裏面側からチタンメッシュ集電極200を
圧着した後、大環状化合物ポリマーであるE.Merc
k社製Kryptofix222 B Polymer
のテトラヒドロフラン溶液に、上記リチウム金属箔を浸
し、乾燥し150℃で熱処理して、大環状化合物のポリ
マーで被覆したリチウム極201を調製した。
First, in a dry argon gas atmosphere, after the titanium metal collector electrode 200 was pressure-bonded to the lithium metal foil from the back surface side, E. Merc
Kryptofix 222 B Polymer made by k company
The above lithium metal foil was immersed in a tetrahydrofuran solution of, dried and heat-treated at 150 ° C. to prepare a lithium electrode 201 coated with a macrocyclic compound polymer.

【0225】正極活物質としては、脱水した電解二酸化
マンガンと炭酸リチウムの混合物とグラファイトの混合
物の熱処理からリチウム−マンガン複合酸化物を調整し
た。その後、テトラフルオロエチレンポリマー粉を混合
した後、ステンレススチールメッシュに加圧成形して形
成した。
As the positive electrode active material, a lithium-manganese composite oxide was prepared by heat treatment of a mixture of dehydrated electrolytic manganese dioxide and lithium carbonate and graphite. Then, it was formed by mixing tetrafluoroethylene polymer powder and press-molding it on a stainless steel mesh.

【0226】セパレーター208は、ポリプロピレン不
織布でポリプロピレンの微孔セパレータをサンドイッチ
したものを用いた。
As the separator 208, a polypropylene nonwoven fabric sandwiched with polypropylene micropore separators was used.

【0227】電解液には、プロピレンカーボネート(P
C)とジメトキシエタン(DME)の等量混合溶媒に、
六フッ化砒酸リチウム塩を1M(mol/l)溶解した
ものを便用した。
The electrolyte solution contains propylene carbonate (P
C) and dimethoxyethane (DME) in an equal amount mixed solvent,
A solution of lithium hexafluoroarsenate salt dissolved in 1 M (mol / l) was used as a stool.

【0228】組立は、負極201と正極203の間にセ
パレーター208をはさみ、チタンクラッドのステンレ
ス材の正極缶207に挿入して、電解液を注入した後、
チタンクラッドのステンレス材の負極キャップ206と
フッ素ゴムの絶縁パッキング210で密閉して、リチウ
ム二次電池を作製した。
Assembling is performed by inserting a separator 208 between the negative electrode 201 and the positive electrode 203, inserting it into a positive electrode can 207 made of a titanium clad stainless material, and injecting an electrolytic solution.
A lithium secondary battery was produced by sealing with a negative electrode cap 206 made of a titanium clad stainless material and an insulating packing 210 made of fluororubber.

【0229】(比較例5−1)実施例5−1において、
金属リチウム箔の表面被覆処理を施さないのを除いて、
同様の方法でリチウム二次電池を作製した。
(Comparative Example 5-1) In Example 5-1,
Except that the surface coating of metallic lithium foil is not applied,
A lithium secondary battery was produced by the same method.

【0230】(実施例5−2)実施例5−1と同様な電
池を作製した。
Example 5-2 A battery similar to that in Example 5-1 was prepared.

【0231】材料の調製と組立は、実施例5−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。チタンメッシュ電極を圧着し
たリチウム金属箔をモノマーのベンゾ−15−クラウン
−5を0.1Mと電解質の四フッ化ホウ酸テトラブチル
アンモニウム塩を0.2M溶解したアセトニトリル溶液
に、白金電極をカソード極にして、3ボルトの電圧を印
加し、電解重合により大環状化合物ポリマーの皮膜を形
成したリチウム極を調製した。
Materials were prepared and assembled as in Example 5-1 in dry argon. The lithium metal foil to which the titanium mesh electrode is pressure-bonded is dissolved in an acetonitrile solution in which 0.1 M of benzo-15-crown-5 as a monomer and 0.2 M of tetrabutylammonium tetrafluoroborate as an electrolyte are dissolved, and a platinum electrode is used as a cathode electrode. Then, a voltage of 3 V was applied to prepare a lithium electrode on which a macrocyclic compound polymer film was formed by electrolytic polymerization.

【0232】実施例5−1において、同様の方法でリチ
ウム二次電池を作製した。
A lithium secondary battery was made in the same manner as in Example 5-1.

【0233】(実施例5−3)実施例5−1と同様な電
池を作製した。
(Example 5-3) A battery similar to that in Example 5-1 was produced.

【0234】材料の調製と組立は、実施例5−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。(+)−18−クラウン−6
−テトラカルボン酸(0.4mol)と1,4−ブタン
ジオール(0.8mol)、チタン酸テトラ−n−ブチ
ルエステル(0.08g)、ブチルヒドロキシスズオキ
シド(0.03g)を混合した後、220℃の温度に保
ち蒸留を60分間行い、水などの生成物を除いた。次
に、この反応生成物とチタン酸テトラ−n−ブチルエス
テル(0.02g)をオートクレーブに入れ、減圧にし
た後、250℃22時間加熱して、ポリマーを得た。
Materials were prepared and assembled as in Example 5-1 in dry argon. (+)-18-crown-6
-After mixing tetracarboxylic acid (0.4 mol), 1,4-butanediol (0.8 mol), titanic acid tetra-n-butyl ester (0.08 g) and butylhydroxytin oxide (0.03 g), Distillation was carried out for 60 minutes while maintaining the temperature at 220 ° C. to remove products such as water. Next, this reaction product and titanic acid tetra-n-butyl ester (0.02 g) were placed in an autoclave, decompressed, and heated at 250 ° C. for 22 hours to obtain a polymer.

【0235】上記反応で得られたポリマーに、トリレン
ジイソシアナートを添加した後、チタンメッシュ電極を
圧着したリチウム金属箔を浸した後、引き上げ、80℃
で熱処理乾燥させて、リチウム箔表面を大環状化合物ポ
リマーで被覆した。
Tolylene diisocyanate was added to the polymer obtained in the above reaction, and the lithium metal foil to which a titanium mesh electrode had been pressure-bonded was dipped in the polymer and then pulled up at 80 ° C.
Then, the surface of the lithium foil was coated with the macrocyclic compound polymer.

【0236】実施例5−1において、同様の方法でリチ
ウム二次電池を作製した。
A lithium secondary battery was made in the same manner as in Example 5-1.

【0237】(実施例5−4)実施例5−1と同様な電
池を作製した。
Example 5-4 A battery similar to that in Example 5-1 was prepared.

【0238】材料の調製と組立は、実施例5−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。チタンメッシュ電極を圧着し
たリチウム金属を、アゾビスイソブチロニトリルと六フ
ッ化砒酸リチウム塩を添加したポリスチレンと3,3’
−ジベンジル−1,4,8,11−テトラオキサシクロ
テトラデカンのトルエン溶液に浸し、引き上げ、乾燥し
た後、紫外線を照射して架橋させ、リチウム金属箔の表
面を被覆した。
Materials were prepared and assembled as in Example 5-1 in dry argon. Lithium metal to which a titanium mesh electrode was pressure-bonded, polystyrene to which azobisisobutyronitrile and lithium hexafluoroarsenate were added, and 3,3 '
The surface of the lithium metal foil was coated by immersing it in a toluene solution of dibenzyl-1,4,8,11-tetraoxacyclotetradecane, pulling it up, drying it, and then irradiating it with ultraviolet rays to crosslink it.

【0239】実施例5−1において、同様の方法でリチ
ウム二次電池を作製した。
A lithium secondary battery was made in the same manner as in Example 5-1.

【0240】(実施例5−5)実施例5−1と同様な電
池を作製した。
Example 5-5 A battery similar to that in Example 5-1 was prepared.

【0241】材料の調製と組立は、実施例5−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。十分な脱気と脱水を行ったナ
フタレンのテトラヒドロフラン溶液に、スチレンと4,
7,13,16,21,24−へキサオキサ−1,10
−ジアザビシクロ[8.8.8]へキサコサンを溶解さ
せ、グラファイト粉を混合し、チタンメッシュ電極を圧
着したリチウム金属を浸し重合反応を行い、乾燥させ硬
化させて、リチウム表面を大環状化合物ポリマーで被覆
した。
Materials were prepared and assembled as in Example 5-1 in dry argon. Sufficient degassed and dehydrated naphthalene in tetrahydrofuran solution, styrene and 4,
7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10
-Diazabicyclo [8.8.8] hexacosane is dissolved, graphite powder is mixed, lithium metal pressed with titanium mesh electrode is soaked to cause polymerization reaction, dried and cured, and lithium surface is macrocyclic compound polymer. Coated.

【0242】実施例5−1において、同様の方法でリチ
ウム二次電池を作製した。
A lithium secondary battery was made in the same manner as in Example 5-1.

【0243】(実験例5−6)実験例5−1と同様な電
池を作製した。
(Experimental Example 5-6) A battery similar to that of Experimental Example 5-1 was prepared.

【0244】材料の調整と組立は、乾燥空気中で行っ
た。
Material preparation and assembly was done in dry air.

【0245】大阪ガス社製多孔質ニッケルシートを脱水
乾燥した後、アノードとして、白金電極をカソードとし
て、ベンゾ−18−クラウン−6 0.1Mと四フッ化
ホウ酸テトラブチルアンモニウム塩を0.2M溶解した
アセトニトリル溶液で電解重合を行い、クラウンエーテ
ルポリマーで被覆した多孔質ニッケルシートを作製し
た。ついで、プロピレンカーボネートとジメトキシエタ
ンの等量混合溶媒に四フッ化ホウ酸リチウム塩を1M溶
解したものを電解液に使用し、得られた被覆多孔質ニッ
ケルシートをカソード、リチウム金属をアノードとし
て、多孔質ニッケルシートの被膜とニッケルの間にリチ
ウムを挿入付着させて負極203を形成した。
After dehydrating and drying a porous nickel sheet manufactured by Osaka Gas Co., Ltd., an anode was used, a platinum electrode was used as a cathode, and 0.1 M of benzo-18-crown-6 and tetrabutylammonium tetrafluoroborate salt were added to 0.2 M. Electrolytic polymerization was performed with the dissolved acetonitrile solution to prepare a porous nickel sheet coated with a crown ether polymer. Then, 1 M of tetrafluoroboric acid lithium salt dissolved in an equal amount mixed solvent of propylene carbonate and dimethoxyethane was used as an electrolytic solution, and the obtained coated porous nickel sheet was used as a cathode and lithium metal was used as an anode. A negative electrode 203 was formed by inserting and adhering lithium between the coating of the high quality nickel sheet and nickel.

【0246】以下は、実施例5−1と同様にしてリチウ
ム二次電池を作製した。
Thereafter, a lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 5-1.

【0247】(実施例5−7)実施例5−1と同様な構
造のニッケル亜鉛電池を作製した。
(Example 5-7) A nickel zinc battery having the same structure as that of Example 5-1 was produced.

【0248】まず、ポリビニルアルコール、フタロシア
ニン亜鉛、酸化亜鉛粉、亜鉛粉、ホルムアルデヒド、ギ
酸、水を混合してペーストを調整し、このペーストをニ
ッケルメッシュに塗布した後、加熱反応させて、負極2
01を作製した。
First, polyvinyl alcohol, zinc phthalocyanine, zinc oxide powder, zinc powder, formaldehyde, formic acid, and water were mixed to prepare a paste, and this paste was applied to a nickel mesh and then reacted by heating to produce a negative electrode 2.
01 was produced.

【0249】次に、水酸化ニッケルに、ニッケル粉とコ
バルト粉、結着剤としてカルボキシメチルセルロース、
エチレングリコール、水を混合して得たペーストを住友
電工社製発泡ニッケル(セルメット)に充填した後、乾
燥、プレスして正極203を形成した。
Next, nickel hydroxide, nickel powder and cobalt powder, carboxymethyl cellulose as a binder,
A paste obtained by mixing ethylene glycol and water was filled in foamed nickel (Celmet) manufactured by Sumitomo Electric Co., Ltd., and dried and pressed to form a positive electrode 203.

【0250】セパレータ208としては、親水処理した
微孔性ポリアミドフィルムをポリアミド不織布でサンド
イッチしたものを用いた。電解液には、30重量%水酸
化カリウム溶液を用いた。組立は、実施例5−1と同様
にして、ニッケル−亜鉛二次電池を作製した。
As the separator 208, a hydrophilic microporous polyamide film sandwiched between polyamide nonwoven fabrics was used. A 30 wt% potassium hydroxide solution was used as the electrolytic solution. A nickel-zinc secondary battery was prepared in the same manner as in Example 5-1.

【0251】(比較例5−2)実施例5−7において、
酸化亜鉛粉、亜鉛粉、ポリビニルアルコール、エチレン
グリコールを混合して得たペーストをニッケルメッシュ
に塗布乾燥して負極201を形成した以外は、同様の手
順でニッケル−亜鉛二次電池を作製した。
(Comparative Example 5-2) In Example 5-7,
A nickel-zinc secondary battery was produced in the same procedure except that a paste obtained by mixing zinc oxide powder, zinc powder, polyvinyl alcohol, and ethylene glycol was applied onto a nickel mesh and dried to form the negative electrode 201.

【0252】(実施例5−8)実施例5−1と同様な構
造の電池を作製した。ただし、空気中の酸素を取り込む
ための細孔を有した正極缶を使用した。
Example 5-8 A battery having the same structure as that of Example 5-1 was produced. However, a positive electrode can having pores for taking in oxygen in the air was used.

【0253】負極201としては、酸化亜鉛粉、亜鉛
粉、ポリアクリルアミド、水、ホルムアルデヒド、水酸
化リチウム、フタロシアニン亜鉛を混合して得られたペ
ーストをニッケルメッシュに塗布後、加熱乾燥して作製
した。
As the negative electrode 201, a paste obtained by mixing zinc oxide powder, zinc powder, polyacrylamide, water, formaldehyde, lithium hydroxide, and zinc phthalocyanine was applied on a nickel mesh and then dried by heating.

【0254】正極203としては、活性炭に二酸化マン
ガンを添加したものを正極触媒層とし、これにポリテト
ラフルオロエチレンの撥水膜とセルロース製の拡散紙を
積層したものを形成した。セパレータ209としては、
セロハンフィルム、電解液としては30重量%の水酸化
カリウム溶液を使用した。
The positive electrode 203 was formed by adding manganese dioxide to activated carbon as a positive electrode catalyst layer, and laminating a water repellent film of polytetrafluoroethylene and a diffusion paper made of cellulose on the positive electrode catalyst layer. As the separator 209,
A 30% by weight potassium hydroxide solution was used as the cellophane film and the electrolytic solution.

【0255】組立は、負極201と正極203の間にセ
パレータ208をはさみ、空気中の酸素取り入れ口とし
ての細孔付きのチタンクラッドのステンレス材の正極缶
207に挿入して、電解液を注水した後、チタンクラッ
ドのステンレス材の負極キャップ206とフッ素ゴムの
絶縁パッキング210で密閉して空気−亜鉛二次電池を
作製した。
For assembly, a separator 208 was sandwiched between the negative electrode 201 and the positive electrode 203, and the separator 208 was inserted into a positive electrode can 207 made of a titanium clad stainless material with pores as an oxygen intake in the air, and the electrolyte was poured. After that, a titanium-clad negative electrode cap 206 made of a stainless material and an insulating packing 210 made of fluororubber were hermetically sealed to produce an air-zinc secondary battery.

【0256】(比較例5−3)実施例5−8において、
負極として比較例5−2で作製した負極を用いる以外は
同様の方法で空気−亜鉛二次電池を作製した。
(Comparative Example 5-3) In Example 5-8,
An air-zinc secondary battery was produced in the same manner except that the negative electrode produced in Comparative Example 5-2 was used as the negative electrode.

【0257】(リチウム二次電池の性能評価)実施例5
−1、5−2、5−3、5−4、5−5および比較例5
−1で作製したリチウム二次電池の性能評価を以下の条
件で充放電サイクル試験を行い、比較例1の電池のサイ
クル寿命と比較して性能を評価した。サイクル試験の条
件は、0.2C(容量/時間の0.2倍の電流)の充放
電、30分の休憩時間、2.0Vのカットオフ電圧、1
00%の放電深度、とした。なお、電池の充放電装置に
は、北斗電工製HJ.101M6を使用した。充放電試
験は放電より開始し、電池容量は3回目の放電量とし、
サイクル寿命は電池容量の60%を切ったサイクル回数
とした。
(Evaluation of Performance of Lithium Secondary Battery) Example 5
-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5 and Comparative Example 5
For the performance evaluation of the lithium secondary battery manufactured in No. 1, a charge / discharge cycle test was performed under the following conditions, and the performance was evaluated by comparing with the cycle life of the battery of Comparative Example 1. The conditions of the cycle test are: 0.2 C (0.2 times the capacity / hour of current) charge / discharge, 30 minutes break time, 2.0 V cut-off voltage, 1
The depth of discharge was 00%. The battery charging / discharging device is HJ. 101M6 was used. The charge / discharge test starts from the discharge, and the battery capacity is the third discharge amount,
The cycle life was defined as the number of cycles when the battery capacity was less than 60%.

【0258】比較例5−1の電池のサイクル寿命を1と
した場合の、各実施例の電池のサイクル寿命は、表5の
ようになった。
When the cycle life of the battery of Comparative Example 5-1 was set to 1, the cycle life of the batteries of Examples was as shown in Table 5.

【0259】以上実施例5−1、5−2、5−3、5−
4、5−5、5−6と比較例5−1及び実施例5−7と
比較例5−2並びに実施例5−8と比較例5−3の比較
から、本発明の大環状化合物で表面を被覆したリチウム
あるいは亜鉛を負極に用いることによって、サイクル寿
命がかなり伸びることがわかった。
The above Examples 5-1, 5-2, 5-3, 5-
4, 5-5, 5-6 and Comparative Example 5-1 and Example 5-7 and Comparative Example 5-2, and Example 5-8 and Comparative Example 5-3, the macrocyclic compound of the present invention It was found that the cycle life is considerably extended by using lithium or zinc coated on the surface for the negative electrode.

【0260】[0260]

【表5】 [Table 5]

【0261】[0261]

【0262】[0262]

【0263】[0263]

【0264】[0264]

【0265】[0265]

【0266】[0266]

【0267】[0267]

【0268】[0268]

【0269】[0269]

【0270】(実施例−1) 組立が容易な図2の構成の偏平型のリチウム二次電池を
作製した。なお、材料の調製と組立は、乾燥アルゴン中
で行った。
[0270] to a lithium secondary battery of (Example 6-1) flat type of assembly easy Figure 2 configuration. The materials were prepared and assembled in dry argon.

【0271】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、リチ
ウム金属箔に裏面側からリード付きチタンメッシュ集電
体200を圧着し、アゾビスイソブチロニトリルと四フ
ッ化ホウ酸リチウム塩を添加したアセチルセルロースの
ニトロメタン溶液に浸漬した後、110℃で乾燥し、紫
外線照射し皮膜を形成して、リチウム負極201を調製
した。
First, in a dry argon gas atmosphere, a leaded titanium mesh current collector 200 was pressure-bonded to a lithium metal foil from the back side, and acetyl cellulose obtained by adding azobisisobutyronitrile and lithium tetrafluoroborate lithium salt was added. After immersing in a nitromethane solution of 110 ° C., it was dried at 110 ° C. and irradiated with ultraviolet rays to form a film to prepare a lithium negative electrode 201.

【0272】正極活物質としては、電解二酸化マンガン
と炭酸リチウムを1:0.4の比率で混合した後、80
0℃で加熱してリチウム−マンガン酸化物を調製した。
調製したリチウム−マンガン酸化物にケッチェンブラッ
クと日本油脂製粉体フッ素樹脂塗料スーパーコナックを
混合した後、ニッケルメッシュに加圧成形し170℃の
熱処理をして正極203を形成した。
As the positive electrode active material, electrolytic manganese dioxide and lithium carbonate were mixed in a ratio of 1: 0.4, and then 80
A lithium-manganese oxide was prepared by heating at 0 ° C.
The prepared lithium-manganese oxide was mixed with Ketjen black and Nippon Oil &Fat's powder fluororesin coating material Super Konak, and then pressure-molded on a nickel mesh and heat-treated at 170 ° C. to form a positive electrode 203.

【0273】セパレータ208は、多孔性層状アルミナ
フィルムとポリプロピレン不織布とポリプロピレンの微
孔セパレータをサンドイッチしたものを用いた。
As the separator 208, a sandwich of a porous layered alumina film, a polypropylene non-woven fabric and a polypropylene fine pore separator was used.

【0274】電解液には、プロピレンカーボネート(P
C)とジメトキシエタン(DME)の等量混合溶媒に、
四フッ化ホウ酸リチウム塩を1M(mol/l)溶解し
たものを使用した。
The electrolytic solution contains propylene carbonate (P
C) and dimethoxyethane (DME) in an equal amount mixed solvent,
A solution obtained by dissolving 1M (mol / l) of lithium tetrafluoroborate salt was used.

【0275】組立は、負極201と正極203とセパレ
ータ208をはさみ、チタンクラッドのステンレス材の
正極缶207に挿入して、電解液を注入した後、チタン
クラッドのステンレス材の負極キャップ206とフッ素
ゴムの絶縁パッキング210で密閉して、リチウム二次
電池を作製した。
For assembly, the negative electrode 201, the positive electrode 203, and the separator 208 are sandwiched, the titanium clad stainless steel positive electrode can 207 is inserted, the electrolytic solution is injected, and then the titanium clad stainless steel negative electrode cap 206 and fluororubber. A lithium secondary battery was manufactured by hermetically sealing with an insulating packing 210.

【0276】[0276]

【0277】[0277]

【0278】[0278]

【0279】[0279]

【0280】[0280]

【0281】[0281]

【0282】[0282]

【0283】[0283]

【0284】(実施例) 実施例−1と同様な図2の電池を作製した。[0284] (Example 6 - 2) A battery was produced in the same manner as in Example 6-1 Fig.

【0285】材料の調製と組立は、実施例−1同様に
乾燥アルゴン中で行った。
[0285] Preparation and assembly of the materials was carried out in Example 6-1 Similarly dry argon.

【0286】まず、リチウムの表面皮膜をニッケルメッ
シュ集電体200を圧着したリチウム箔をスパッタ装置
に装着し、1.5×10-4パスカルの真空度まで減圧脱
気した後、アルゴンガスを5sccmの流量導入し、成
膜チャンバーの内圧を6×10-1パスカルに維持し、ポ
リエーテルスルホンをターゲットにスパッタリングし、
厚さ500オングストロームのキトサンで被覆したリチ
ウム負極201を得た。
First, a lithium foil, to which a nickel mesh current collector 200 was pressure-bonded, was attached to a sputtering apparatus with a lithium surface coating, and degassed to a vacuum degree of 1.5 × 10 −4 Pascal, followed by argon gas at 5 sccm. Is introduced, the internal pressure of the film forming chamber is maintained at 6 × 10 −1 Pascal, and polyether sulfone is sputtered on the target.
A lithium negative electrode 201 coated with chitosan having a thickness of 500 Å was obtained.

【0287】正極活物質としては、電解二酸化マンガン
と炭酸リチウムを1:0.4の比率で混合した後、80
0℃で加熱してリチウム・マンガン酸化物を調製した。
調製したリチウム−マンガン酸化物にケッチェンブラッ
クとテトラフルオロエチレンポリマー粉を混合した後、
ニッケルメッシュに加圧成形し250℃の熱処理をして
正極203を形成した。セパレータ208は、ポリプロ
ピレン不織布とポリプロピレンの微孔セパレータをサン
ドイッチしたものを用いた。電解液には、プロピレンカ
ーボネート(PC)溶媒に、四フッ化ホウ酸リチウム塩
を1M(mol/l)溶解したものを使用した。後は、
実施例6−1と同様の操作で、リチウム二次電池を作製
した。
As the positive electrode active material, electrolytic manganese dioxide is used.
And lithium carbonate at a ratio of 1: 0.4, then 80
Lithium-manganese oxide was prepared by heating at 0 ° C.
The lithium-manganese oxide prepared was used to
After mixing the powder with tetrafluoroethylene polymer powder,
Pressure molding into nickel mesh and heat treatment at 250 ℃
The positive electrode 203 was formed. The separator 208 is a polypro
Pyrene non-woven fabric and polypropylene micropore separator
I used the one that was ditched. Use propylene carbonate as the electrolyte.
Carbonate (PC) solvent, lithium tetrafluoroborate salt
Was dissolved in 1M (mol / l). After that,
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 6-1.
did.

【0288】(実施例) 実施例において、ニッケルメッシュ集電体200
を圧着したリチウム箔をスパッタ装置に装着し、1.5
×10-4パスカルの真空度まで減圧脱気した後、アルゴ
ンガスを5sccmの流量導入し、成膜チャンパーの内
圧を6×10-1パスカルに維持し、キトサンをターゲッ
トにスパッタリングし、厚さ1000オングストローム
のキトサンで被覆したリチウム負極201を作製した。
[0288] (Example 6 - 3) Example 6 - In 2, the nickel mesh current collector 200
Attach the lithium foil with pressure bonded to the sputter device, and
After degassing to a vacuum degree of × 10 -4 Pascal under a reduced pressure, argon gas was introduced at a flow rate of 5 sccm, the internal pressure of the film forming champer was maintained at 6 × 10 -1 Pascal, and chitosan was sputtered on the target to a thickness of 1000. A lithium negative electrode 201 coated with Angstrom chitosan was prepared.

【0289】後は、実施例−2と同様の方法でリチウ
ム二次電池を作製した。
[0289] After, to prepare a lithium secondary battery in the same manner as in Example 6-2.

【0290】(実施例) 構造と組立が簡単な図2に示した概略断面構造の偏平型
ニッケル亜鉛二次電池を作製した。
[0290] (Example 6 - 4) was prepared flat type nickel-zinc secondary battery schematic cross-sectional structure structure and assembly is illustrated in simplified FIG.

【0291】まず、負極は銅のパンチングメタルの両面
に、亜鉛粉末と酸化亜鉛粉末の混合物に四フッ化エチレ
ンポリマー粉末を結着剤として加えて圧着成形して形成
した。この負極をアゾビスイソブチロニトリルを添加し
たアセチルセルロースのアセトン−エチルアルコール溶
液に浸漬した後、乾燥し、110℃で熱処理し、紫外線
照射し皮膜を形成して、亜鉛負極201を調製した。
First, the negative electrode was formed by press-bonding a mixture of zinc powder and zinc oxide powder with tetrafluoroethylene polymer powder as a binder on both surfaces of a copper punching metal. This negative electrode was dipped in an acetone-ethyl alcohol solution of acetylcellulose to which azobisisobutyronitrile was added, dried, heat-treated at 110 ° C., and irradiated with ultraviolet rays to form a film, thereby preparing a zinc negative electrode 201.

【0292】正極203は焼結ニッケル極板に水酸化ニ
ッケルを含浸させて調製した後、負極と同様にしてアセ
チルセルロースの皮膜で被覆して作製した。
The positive electrode 203 was prepared by impregnating a sintered nickel electrode plate with nickel hydroxide and then coating it with a film of acetyl cellulose in the same manner as the negative electrode.

【0293】セパレータ208は、親水処理したナイロ
ン不織布と微孔ナイロンフィルムをサンドイッチしたも
のを用いた。
As the separator 208, a sandwich of hydrophilic non-woven fabric and microporous nylon film was used.

【0294】電解液は水酸化リチウムを添加した30w
t%水酸化カリウム水溶液を使用した。
[0294] The electrolytic solution was 30 w to which lithium hydroxide was added.
A t% aqueous potassium hydroxide solution was used.

【0295】電池の組立は実施例−1と同様にして行
った。
[0295] Assembly of the battery was carried out in the same manner as in Example 6-1.

【0296】(実施例) 構造と組立が簡単な図2に示した概略断面構造のニッケ
ル亜鉛二次電池を作製した。
[0296] (Example 6 - 5) to produce structural and nickel-zinc secondary battery schematic cross-sectional structure assembly shown in simplified FIG.

【0297】実施例において、成形した亜鉛負極
をスパッタ装置に装着し、1.5×10-4パスカルの真
空度まで減圧脱気した後、アルゴンガスを5sccmの
流量導入し、成膜チャンパーの内圧を6×10-1パスカ
ルに維持し、コラーゲンをターゲットにスパッタリング
し、厚さ1000オングストロームのコラーゲンで被覆
した亜鉛負極を得た。
[0297] Example 6 - In 4, the molded zinc anode mounted in the sputtering apparatus, after deaeration under reduced pressure to a vacuum degree of 1.5 × 10 -4 Pa, argon gas flow rate introduced in the 5 sccm, the film formation The internal pressure of the champer was maintained at 6 × 10 −1 Pascal, and collagen was sputtered on the target to obtain a zinc negative electrode coated with collagen having a thickness of 1000 Å.

【0298】正極203は焼結ニッケル極板に水酸化ニ
ッケルを含浸させて調製した。
The positive electrode 203 was prepared by impregnating a sintered nickel electrode plate with nickel hydroxide.

【0299】後は、実施例と同様の方法でニッケ
ル亜鉛二次電池を作製した。
[0299] After the Example 6 - was produced nickel-zinc secondary battery in the same manner as 4.

【0300】上記実施例で作製した電池の性能を比較評
価するために、以下の比較例の電池を作製した。
In order to compare and evaluate the performance of the batteries produced in the above examples, the batteries of the following comparative examples were produced.

【0301】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、リチ
ウム金属箔に裏面側からリード付きチタンメッシュ集電
体200を圧着して、リチウム負極201を調製した。
正極活物質としては、実施例6−2と同じく電解二酸化
マンガンと炭酸リチウムを1:0.4の比率で混合した
後、800℃で加熱してリチウム・マンガン酸化物を調
製した。調製したリチウム−マンガン酸化物にケッチェ
ンブラックとテトラフルオロエチレンポリマー粉を混合
した後、ニッケルメッシュに加圧成形し250℃の熱処
理をして正極203を形成した。セパレータ208は、
ポリプロピレン不織布とポリプロピレンの微孔セパレー
タをサンドイッチしたものを用いた。電解液には、プロ
ピレンカーボネート(PC)溶媒に、四フッ化ホウ酸リ
チウム塩を1M(mol/l)溶解したものを使用し
た。後は、実施例6−1と同様の操作で、リチウム二次
電池を作製した。
First, in a dry argon gas atmosphere,
Um metal foil with lead from the back side titanium mesh current collector
The body 200 was pressure-bonded to prepare a lithium negative electrode 201.
As the positive electrode active material, electrolytic dioxide was used as in Example 6-2.
Manganese and lithium carbonate were mixed in a ratio of 1: 0.4
Then, heat at 800 ° C to prepare lithium manganese oxide.
Made To the prepared lithium-manganese oxide,
Black and tetrafluoroethylene polymer powder mixed
After that, it is pressed into a nickel mesh and heat treated at 250 ° C.
Then, the positive electrode 203 was formed. The separator 208 is
Polypropylene nonwoven fabric and polypropylene micropore separation
A sandwich of seaweed was used. The electrolyte should be a professional
Pyrocarbonate (PC) solvent, tetrafluoroboric acid
Use a solution containing 1M (mol / l) of thium salt.
It was After that, by the same operation as in Example 6-1, lithium secondary
A battery was made.

【0302】(比較例−2) 実施例において、亜鉛負極の表面被覆処理を施さ
ないのを除いて、同様の方法でニッケル亜鉛二次電池を
作製した。
[0302] (Comparative Example 6-2) Example 6 - In 5, except that not subjected to surface coating treatment of the zinc anode, to produce a nickel-zinc secondary battery in the same way.

【0303】(二次電池の性能評価)実施例および比較
例で作製したリチウム二次電池とニッケル亜鉛二次電池
の性能評価を以下の条件で充放電サイクル試験を行い、
比較例の電池と比較して性能を評価した。
(Evaluation of Performance of Secondary Battery) A lithium secondary battery and a nickel-zinc secondary battery produced in Examples and Comparative Examples were subjected to a performance evaluation under the following conditions to evaluate the performance.
The performance was evaluated in comparison with the battery of the comparative example.

【0304】サイクル試験の条件は、0.2C(容量/
時間の0.2倍の電流)の充放電、30分の休憩時間、
1.0Vのカットオフ電圧、とした。電池の充放電装置
には、北斗電工製HJ−101M6を使用した。なお、
充放電試験は、放電より開始し、電池容量は3回目の放
電量とし、サイクル寿命は電池容量の60%を切ったサ
イクル回数とした。
The condition of the cycle test is 0.2 C (capacity /
Charge / discharge of 0.2 times the time), break time of 30 minutes,
The cutoff voltage was 1.0 V. Hokuto Denko HJ-101M6 was used for the battery charging / discharging device. In addition,
The charge / discharge test was started from discharge, the battery capacity was the third discharge amount, and the cycle life was the number of cycles below 60% of the battery capacity.

【0305】本発明の実施例で作製した二次電池と比較
例で作製した二次電池のサイクル寿命に関する性能の評
価結果を、比較例の電池の性能を1.0として、表
まとめて示した。
Table 6 summarizes the evaluation results of the cycle life performance of the secondary batteries prepared in the examples of the present invention and the secondary batteries prepared in the comparative examples, with the performance of the comparative battery as 1.0. Indicated.

【0306】[0306]

【表6】 の評価結果の、実施例−1からと比較例
−1の比較、実施例及び実施例と比較例
−2の比較から、本発明の構成の二次電池を採用するこ
とによって、サイクル寿命が伸びることがわかった。
[Table 6] Evaluation of the results of Table 6, Examples 6 - 16 - 3 and Comparative Example 6
Comparison of -1, Example 6 - 4 and Example 6 - 5 and Comparative Example 6
From the comparison of -2, it was found that the cycle life was extended by adopting the secondary battery having the constitution of the present invention.

【0307】[0307]

【発明の効果】本発明によれば、充電時のリチウムある
いは亜鉛のデンドライトの成長を抑えることができるこ
とによって、負極と正極が短絡するのを防止でき、充放
電サイクル寿命の長いリチウム二次電池,ニッケル亜鉛
二次電池,空気亜鉛二次電池,臭素亜鉛二次電池などを
作製することが可能となる。さらに、金属リチウムを負
極に使用できるため、エネルギー密度の高い二次電池を
作製することができる。
According to the present invention, by suppressing the growth of lithium or zinc dendrites during charging, it is possible to prevent a short circuit between the negative electrode and the positive electrode, and to have a long charge / discharge cycle life. It is possible to manufacture nickel-zinc secondary batteries, zinc-air secondary batteries, zinc-bromine secondary batteries, and the like. Furthermore, since lithium metal can be used for the negative electrode, a secondary battery with high energy density can be manufactured.

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

【図1】本発明の二次電池の基本構成図である。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a secondary battery of the present invention.

【図2】本発明を応用した偏平型電池の概略断面図の一
例である。
FIG. 2 is an example of a schematic cross-sectional view of a flat battery to which the present invention is applied.

【図3】本発明を応用した円筒型電池の概略断面図の一
例である。
FIG. 3 is an example of a schematic sectional view of a cylindrical battery to which the present invention is applied.

【図4】本発明の電池反応に関与するイオンが透過でき
る皮膜で被覆して形成された負極の部分的構造を示す模
式図の一例である。
FIG. 4 is an example of a schematic view showing a partial structure of a negative electrode formed by coating with a film permeable to ions involved in the battery reaction of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200,300,400 負極集電体、 101,401 負極活物質、 102,402 イオン透過性皮膜、 201,301 被覆処理した負極、 103,304 正極集電体、 104,203,303 正極、 105 電解質、 106,206,306 負極端子、 107,207,307 正極端子、 108 セパレーター、 208,308 電解液を保持したセパレーター、 109 電池ケース、 210,310 絶縁パッキング、 311 絶縁板。 100, 200, 300, 400 Negative electrode current collector, 101, 401 negative electrode active material, 102, 402 ion-permeable film, 201,301 coated negative electrode, 103, 304 positive electrode current collector, 104, 203, 303 positive electrode, 105 electrolyte, 106, 206, 306 negative electrode terminal, 107, 207, 307 positive electrode terminal, 108 separator, 208,308 separator holding electrolyte, 109 battery case, 210,310 insulation packing, 311 Insulation plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−245324 (32)優先日 平成4年9月14日(1992.9.14) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−245325 (32)優先日 平成4年9月14日(1992.9.14) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−245326 (32)優先日 平成4年9月14日(1992.9.14) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平5−13721 (32)優先日 平成5年1月29日(1993.1.29) (33)優先権主張国 日本(JP) (56)参考文献 特開 平2−215043(JP,A) 特開 昭59−873(JP,A) 特開 平4−248276(JP,A) 特開 昭59−173977(JP,A) 特開 平6−60871(JP,A) 特開 平4−28173(JP,A) 特開 昭58−163187(JP,A) 特開 昭58−111276(JP,A) 特開 昭58−163188(JP,A) 特開 昭63−289759(JP,A) 特開 平4−22072(JP,A) 特開 平4−28172(JP,A) 特開 平2−284358(JP,A) 特開 昭57−163963(JP,A) 特開 平2−215048(JP,A) 特開 昭47−15648(JP,A) 特公 昭47−25207(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 4/02 - 4/04 H01M 4/36 - 4/62 H01M 10/36 - 10/40 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-245324 (32) Priority date September 14, 1992 (September 14, 1992) (33) Country of priority claim Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-245325 (32) Priority date September 14, 1992 (September 14, 1992) (33) Country of priority claim Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-245326 (32) Priority date September 14, 1992 (September 14, 1992) (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 5-13721 ( 32) Priority date January 29, 1993 (January 29, 1993) (33) Priority claiming country Japan (JP) (56) Reference JP-A-2-215043 (JP, A) JP-A-59- 873 (JP, A) JP 4-248276 (JP, A) JP 59-173977 (JP, A) JP 6-60871 (JP, A) JP 4-28173 (JP, A) JP-A-58-163187 (JP, A) JP-A-58-111276 (JP, A) JP-A-58-163188 (JP, A) JP-A-63-289759 (JP, A) JP-A-4-22072 ( JP, A) JP 4-28172 (JP, A) JP 2-284358 (JP, A) JP 57-163963 (JP, A) JP 2-215048 (JP, A) JP 47-15648 (JP, A) JP-B 47-25207 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 4/02-4/04 H01M 4/36-4 / 62 H01M 10/36-10/40

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 リチウムあるいはリチウム合金から成る
負極、セパレーター、正極活物質から成る正極、電解質
または電解質溶液(電解液)、集電体、電池ケースから
少なくとも形成された二次電池において、負極表面が電
池反応に関与するイオンを透過できる構造で、電解質ま
たは電解液に反応あるいは溶解せず安定である皮膜で被
覆してあり、前記皮膜が、ナフタレン、アントラセン、
フェナントレン、ナフタセン、ピレン、トリフェニレ
ン、ペリレン、ピセン、ベンゾピレン、コロネン、オバ
レン、から選択される一種類以上の芳香族炭化水素化合
物の誘導体のポリマー膜であることを特徴とする二次電
池。
1. A secondary battery comprising at least a negative electrode made of lithium or a lithium alloy , a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution), a current collector, and a battery case. The structure is permeable to ions involved in battery reaction, and is coated with a stable film that does not react or dissolve in an electrolyte or an electrolytic solution, and the film is naphthalene, anthracene,
A secondary battery comprising a polymer film of a derivative of one or more aromatic hydrocarbon compounds selected from phenanthrene, naphthacene, pyrene, triphenylene, perylene, picene, benzopyrene, coronene, and ovalen.
【請求項2】 リチウムあるいはリチウム合金から成る
負極、セパレーター、正極活物質から成る正極、電解質
または電解質溶液(電解液)、集電体、電池ケースから
少なくとも形成された二次電池において、負極表面が電
池反応に関与するイオンを透過できる構造で、電解質ま
たは電解液に反応あるいは溶解せず安定である皮膜で被
覆してあり、前記皮膜が、電池反応に関与するイオンの
半径以上の半径の細孔を有する、大環状化合物の誘導体
のポリマー膜であることを特徴とする二次電池。
2. A secondary battery comprising at least a negative electrode made of lithium or a lithium alloy , a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution), a current collector, and a battery case. It has a structure that allows the ions involved in the battery reaction to permeate, and is covered with a film that is stable without reacting or dissolving in the electrolyte or electrolytic solution, and the film has pores with a radius greater than the radius of the ions participating in the battery reaction. A secondary battery comprising a polymer film of a macrocyclic compound derivative having:
【請求項3】 リチウムあるいはリチウム合金から成る
負極、セパレーター、正極活物質から成る正極、電解質
または電解質溶液(電解液)、集電体、電池ケースから
少なくとも形成された二次電池において、負極表面が電
池反応に関与するイオンを透過できる構造で、電解質ま
たは電解液に反応あるいは溶解せず安定である皮膜で被
覆してあり、前記皮膜が、エーテル結合を有するフッ素
樹脂膜であることを特徴とする二次電池。
3. A secondary battery comprising at least a negative electrode made of lithium or a lithium alloy, a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution), a current collector, and a battery case. A structure capable of transmitting ions involved in a battery reaction, coated with a film that does not react or dissolve in an electrolyte or an electrolytic solution and is stable, and the film is a fluororesin film having an ether bond. Secondary battery.
【請求項4】 リチウムあるいはリチウム合金から成る
負極、セパレーター、正極活物質から成る正極、電解質
または電解質溶液(電解液)、集電体、電池ケースから
少なくとも形成された二次電池において、負極表面が電
池反応に関与するイオンを透過できる構造で、電解質ま
たは電解液に反応あるいは溶解せず安定である皮膜で被
覆してあり、前記皮膜が、チタン、アルミニウム、シリ
コン、ジルコニウム、タンタル、マグネシウム、インジ
ウム、スズ、モリブデン、タングステン、ゲルマニウ
ム、から選択される金属の、金属アルコキシド、アルキ
ル金属化合物、アセチルアセトン金属塩、ナフテン酸金
属塩、オクチル酸金属塩、の群から選択される一種類以
上の有機金属化合物とリチウムを反応させて形成される
皮膜であることを特徴とする二次電池。
4. A secondary battery comprising at least a negative electrode made of lithium or a lithium alloy, a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution), a current collector, and a battery case. It has a structure capable of transmitting ions involved in a battery reaction, and is coated with a film that does not react or dissolve in an electrolyte or an electrolytic solution and is stable, and the film is titanium, aluminum, silicon, zirconium, tantalum, magnesium, indium, One or more organometallic compounds selected from the group consisting of metal alkoxides, alkyl metal compounds, acetylacetone metal salts, naphthenic acid metal salts, and octylic acid metal salts, of metals selected from tin, molybdenum, tungsten, and germanium. Characterized by a film formed by reacting lithium And a secondary battery.
【請求項5】 リチウムあるいはリチウム合金から成る
負極、セパレーター、正極活物質から成る正極、電解質
または電解質溶液(電解液)、集電体、電池ケースから
少なくとも形成された二次電池において、負極表面が電
池反応に関与するイオンを透過できる構造で、電解質ま
たは電解液に反応あるいは溶解せず安定である皮膜で被
覆してあり、前記皮膜がガラス状の金属酸化物であり、
該皮膜が有機ポリマーと複合化していることを特徴とす
る二次電池。
5. A secondary battery comprising at least a negative electrode made of lithium or a lithium alloy, a separator, a positive electrode made of a positive electrode active material, an electrolyte or an electrolyte solution (electrolyte solution), a current collector, and a battery case. in the structure that can penetrate the ion involved in the cell reaction, Yes coated with a stable coating does not react or dissolve in the electrolyte or electrolyte solution, is said coating Gaga lath metal oxide,
A secondary battery in which the film is combined with an organic polymer .
【請求項6】 上記皮膜が、電池反応に関与するイオン
より大きな隙間のある分子構造あるいは細孔を有してい
ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載
の二次電池。
Wherein said coating is a secondary battery of any one of claims 1 to 5, characterized in that it has a molecular structure or pore with a large gap than ions involved in the battery reaction .
【請求項7】 上記皮膜が、電池反応に関与するイオン
は透過するが充電時に負極に析出する負極活物質を透過
しない分子構造あるいは細孔を有していることを特徴と
する請求項1乃至6のいずれか1項記載の二次電池。
7. The coating, to claim 1, characterized in that an ion involved in the cell reaction is transmitted has a molecular structure or pore does not transmit a negative electrode active material deposited on the negative electrode during charging The secondary battery according to any one of 6 above.
【請求項8】 上記皮膜が、架橋した高分子構造である
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の
二次電池。
8. The coating, a secondary battery of any one of claims 1 to 5, characterized in that a crosslinked polymer structure.
【請求項9】 上記皮膜中に、導電体粉を分散している
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の
二次電池。
9. A said film in the secondary battery of any one of claims 1 to 5, characterized in that by dispersing conductive powder.
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