JP5369633B2 - Secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は、高出力および高エネルギー密度であり、且つ充放電サイクル特性に優れた二次電池に関し、詳しくは、正極及び/又は負極にレドックス化合物を有する二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery having high output and high energy density and excellent charge / discharge cycle characteristics, and more particularly to a secondary battery having a redox compound in a positive electrode and / or a negative electrode.
ノート型パソコン、携帯電話などの携帯型電子機器の急速な市場拡大に伴い、これらに用いるエネルギー密度が大きな小型大容量二次電池への要求が高まっている。この要求に応えるためにリチウムイオン等のアルカリ金属イオンを荷電担体としてその電荷授受に伴う電気化学反応を利用した二次電池が開発されている。 With the rapid market expansion of portable electronic devices such as notebook computers and mobile phones, there is an increasing demand for small and large capacity secondary batteries with high energy density. In order to meet this demand, a secondary battery using an alkali metal ion such as lithium ion as a charge carrier and utilizing an electrochemical reaction accompanying charge transfer has been developed.
近年、エネルギー密度が高く、より軽量な電池を作製するために、有機化合物を電極材料に用いる検討が行われている。 In recent years, studies have been made on using an organic compound as an electrode material in order to produce a lighter battery having a higher energy density.
しかしながら、有機化合物を活物質として用いた電極では、軽量という特性は実現することができるが、繰り返し充放電特性に問題を有している。その理由としては、有機化合物として例えばテトラチアフルバレンを用いた場合、充放電反応が進むと電子が抜けてカチオンとなり、電解液のアニオンと塩を形成し、溶解性が増加し、電解液中に溶出することでサイクル特性が低下するという問題がある。そのため、金属や炭素材料に担持、ポリマー化等、有機化合物を不溶化する報告や、基材中にイオン性基を持たせることにより溶出を抑制するなどの報告がされている。(例えば特許文献1,2参照) However, an electrode using an organic compound as an active material can realize a light weight characteristic, but has a problem in repeated charge / discharge characteristics. The reason is that, for example, when tetrathiafulvalene is used as the organic compound, when the charge / discharge reaction proceeds, electrons are removed and become cations, forming an anion and a salt of the electrolytic solution, increasing the solubility, There is a problem that the cycle characteristics deteriorate due to elution. For this reason, there have been reports of insolubilizing organic compounds such as support and polymerization on metals and carbon materials, and suppression of elution by providing an ionic group in the substrate. (For example, see Patent Documents 1 and 2)
しかしながら、導電材等の基材に担持させたり、イオン性基を持たせた基材を導入する等の対策では、活物質の重量比を低下させてしまう。また、ポリマー化した場合、嵩比重が低くなるため、体積辺りの容量が低下する。そのため、エネルギー密度が高く、サイクル特性の良好な活物質及びその活物質を備えた二次電池は、未だに得られていなかった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、エネルギー密度が高く、且つ、サイクル特性を向上することが可能な活物質及びそれを用いた二次電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an active material having a high energy density and capable of improving cycle characteristics, and a secondary battery using the active material.
上記課題を解決するために本発明者等は鋭意検討を行った結果、二次電池用正極または負極活物質として、有機レドックス化合物と、金属錯体の共重合体を正極及び/又は負極に有することで上記課題を解決できることを見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies, and as a positive electrode or a negative electrode active material for a secondary battery, have a copolymer of an organic redox compound and a metal complex in the positive electrode and / or the negative electrode. It was found that the above problems can be solved.
すなわち、請求項1記載の本発明の二次電池は、正極と負極とを有する二次電池において、正極と負極の少なくとも一方が、多座配位可能な置換基をもつ有機レドックス化合物と、金属原子が結合した金属錯体と、の共重合体を有し、有機レドックス化合物が、下記の化12式で表されるテトラチアフルバレン又はその誘導体であり、金属錯体が、下記化18〜23式で表されるいずれかであることを特徴とする。 That is, the secondary battery of the present invention according to claim 1 is a secondary battery having a positive electrode and a negative electrode, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode has an organic redox compound having a substituent capable of multidentate coordination, and a metal And an organic redox compound is tetrathiafulvalene represented by the following chemical formula 12 or a derivative thereof, and the metal complex is represented by the following chemical formulas 18 to 23: It is characterized by being expressed .
請求項1に記載の本発明の二次電池は、正極と負極の少なくとも一方に、有機レドックス化合物を有している。有機レドックス化合物は、電池容量を備える物質であり、電極活物質として機能する。そして、有機レドックス化合物が金属錯体との共重合体で電極に含まれることで、電極反応により有機レドックス化合物から電子が抜けても、共重合体のかさ高さにより電解液への溶出が抑制される。この結果、本発明の二次電池は、サイクル特性が向上する。 The secondary battery of the present invention according to claim 1 has an organic redox compound in at least one of the positive electrode and the negative electrode. The organic redox compound is a substance having a battery capacity and functions as an electrode active material. And since an organic redox compound is contained in an electrode as a copolymer with a metal complex, even if electrons are removed from the organic redox compound by an electrode reaction, elution into the electrolyte is suppressed due to the bulkiness of the copolymer. The As a result, the cycle characteristics of the secondary battery of the present invention are improved.
本発明の二次電池は、有機レドックス化合物が、下記の化12式で表されるテトラチアフルバレン又はその誘導体である。 In the secondary battery of the present invention , the organic redox compound is tetrathiafulvalene represented by the following chemical formula 12 or a derivative thereof.
(化12式中のR1〜R4のそれぞれは、鎖状または環状の脂肪族基であり、R1〜R4のうち少なくとも2つは金属と配位可能なニトリル基や下記の化13式または化14式で表される置換基を持つことができる。) (Each of R1 to R4 in the formula 12 is a chain or cyclic aliphatic group, and at least two of the R1 to R4 are nitrile groups capable of coordinating with a metal or the following formula 13 or 14: (It can have a substituent represented by the formula.)
本発明では、有機レドックス化合物がテトラチアフルバレン又はその誘導体となっており、上記の効果を発揮できる。
In the present invention, the organic redox compound is tetrathiafulvalene or a derivative thereof, and the above effects can be exhibited.
請求項2に記載の本発明の二次電池は、請求項1において、有機レドックス化合物が、上記の化14及び化15式中のX及びYが、金属錯体と化学結合を形成し、かつ充放電過程において形式電荷の変化がない。
請求項2によると、請求項1のX及びYが金属錯体と化学結合を形成しかつ充放電過程において形式電荷の変化がないことで、請求項1の効果を発揮できる。
A secondary battery according to a second aspect of the present invention is the secondary battery according to the first aspect, wherein the organic redox compound is a compound in which X and Y in the chemical formulas 14 and 15 form a chemical bond with the metal complex, and There is no change in formal charge during the discharge process.
According to
請求項3に記載の本発明の二次電池は、請求項1において、有機レドックス化合物が、下記の化15式で表される化合物である。 A secondary battery according to a third aspect of the present invention is the secondary battery according to the first aspect, wherein the organic redox compound is a compound represented by the following chemical formula 15 .
(化15式中のZ1〜Z2のそれぞれは、酸素または硫黄であり、R8〜R11のそれぞれは、鎖状または環状の脂肪族基であり、酸素、窒素、硫黄、珪素、リン及びホウ素よりなる群から選ばれる1種以上を含むことができ、Z1〜Z2の元素と同一であってもよい。)
請求項3によると、有機レドックス化合物が化15式に記載の化合物となっており、請求項1の効果を発揮できる。
(In Formula 15 , each of Z1 to Z2 is oxygen or sulfur, each of R8 to R11 is a chain or cyclic aliphatic group, and is composed of oxygen, nitrogen, sulfur, silicon, phosphorus, and boron. One or more selected from the group may be included, and may be the same as the elements of Z1 to Z2.)
According to
請求項4に記載の本発明の二次電池は、請求項1において、有機レドックス化合物が、下記の化16式で表される化合物である。 A secondary battery according to a fourth aspect of the present invention is the secondary battery according to the first aspect, wherein the organic redox compound is a compound represented by the following chemical formula 16 .
(化16式中のZ3〜Z4のそれぞれは、窒素またはリンであり、R12〜R17のそれぞれは、鎖状または環状の脂肪族基であり、酸素、窒素、硫黄、珪素、リン及びホウ素よりなる群から選ばれる1種以上を含むことができ、Z3〜Z4の元素と同一であってもよい。)
請求項4によると、有機レドックス化合物が化16式に記載の化合物となっており、請求項1の効果を発揮できる。
(In the chemical formula 16 , each of Z3 to Z4 is nitrogen or phosphorus, each of R12 to R17 is a chain or cyclic aliphatic group, and is composed of oxygen, nitrogen, sulfur, silicon, phosphorus, and boron. One or more selected from the group may be included, and may be the same as the elements Z3 to Z4.)
According to the fourth aspect , the organic redox compound is the compound represented by the chemical formula 16 , and the effect of the first aspect can be exhibited.
本発明の二次電池は、金属錯体が、少なくとも金属元素を1つ含み、有機レドックス化合物を少なくとも2つ、配位子として有することが好ましい。
金属錯体が金属元素と有機レドックス化合物との錯体よりなることで、請求項1の効果を発揮できる。
In the secondary battery of the present invention , the metal complex preferably includes at least one metal element and has at least two organic redox compounds as a ligand .
The effect of Claim 1 can be exhibited because a metal complex consists of a complex of a metal element and an organic redox compound.
本発明の二次電池は、金属錯体が、下記の化17式で表されるものを用いても良い。 In the secondary battery of the present invention , a metal complex represented by the following chemical formula 17 may be used.
(化17式中のM1は、4〜12族の遷移金属元素であり、L1〜L6のうち、少なくとも2つは前記有機レドックス化合物であり、その他のL1〜L6のそれぞれは、中性またはアニオン性であり、鎖状または環状の脂肪族基であり、中性またはアニオン性の炭素、窒素、酸素、珪素、リン、硫黄、ハロゲン元素とM1とで化学結合を形成することができる。)
金属錯体が化17式に記載の化合物となっており、請求項1の効果を発揮できる。
(M1 in the chemical formula 17 is a transition metal element of
The metal complex is a compound represented by Formula 17 , and the effect of claim 1 can be exhibited.
本発明の二次電池は、金属錯体が、下記の化18式で表されるものとすることができる。 In the secondary battery of the present invention , the metal complex can be represented by the following chemical formula 18 .
(化18式中のM2は、4〜12族の遷移金属元素である。Z5〜Z8のそれぞれは、窒素、酸素、硫黄、リンより選ばれ、L7〜L8は、請求項1記載の有機レドックス化合物であり、R18〜R19のそれぞれは、炭素数が1〜16の鎖状または環状の脂肪族基であり、酸素、窒素、硫黄、珪素、リン及びホウ素よりなる群から選ばれる1種以上の元素を含むことができる。)
金属錯体が化18式に記載の化合物となることで、上記の効果を発揮できる。
( M2 in the chemical formula 18 is a transition metal element of
Said effect can be exhibited because a metal complex turns into a compound as described in Chemical formula 18.
化18式に記載の化合物において、Z5〜8は、酸素または窒素であることが好ましく、カルボキシレート(前駆体であるカルボン酸の例として、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、絡酸、吉草酸、カプロン酸、デカン酸、コハク酸、アクリル酸、メタクリル酸、安息香酸、フタル酸、ナフタレンカルボン酸、リンゴ酸等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。)、アミジナート(前駆体であるアミジンの例として、ホルムアミジン、アセトアミジン、クロロアセトアミジン、ジフルオロアセトアミジン、ペンタフルオロプロピルアミジン、ベンズアミジン、4−アミノベンズアミジン、4−ヒドロキシベンズアミジン、4−ニトロベンズアミジン等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。)、アミデート(前駆体であるアミドの例として、ホルムアミド、アセトアミド、ベンズアミド、4−n−ブチルベンズアミド 、2−アミノベンズアミド、 N−ベンジルホルムアミド、ニコチンアミド、5−ブロモニコチンアミド、マロンアミド、 アクリルアミド、4’−アミノアセトアニリド、1−アセトアミドアダマンタン等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。)であることがより好ましい。また、M2は、特に限定されるものではないが、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛であることが好ましい。 In the compound represented by the formula 18 , Z5 to 8 are preferably oxygen or nitrogen, and carboxylate (examples of carboxylic acid as a precursor include formic acid, acetic acid, propionic acid, entangling acid, valeric acid, capron Acid, decanoic acid, succinic acid, acrylic acid, methacrylic acid, benzoic acid, phthalic acid, naphthalenecarboxylic acid, malic acid, etc., but not limited to them), amidinate (amidine precursor) Examples include, but are not limited to, formamidine, acetamidine, chloroacetamidine, difluoroacetamidine, pentafluoropropylamidine, benzamidine, 4-aminobenzamidine, 4-hydroxybenzamidine, 4-nitrobenzamidine and the like. ), Amidate (the precursor amidate) Examples of formamide, acetamide, benzamide, 4-n-butylbenzamide, 2-aminobenzamide, N-benzylformamide, nicotinamide, 5-bromonicotinamide, malonamide, acrylamide, 4′-aminoacetanilide, 1-acetamidoadamantane Etc., but is not limited thereto.) Is more preferable. M2 is not particularly limited, but is preferably manganese, iron, cobalt, nickel, copper, or zinc.
本発明の二次電池は、金属錯体が、下記の化19式で表されるものとすることができる。 In the secondary battery of the present invention , the metal complex can be represented by the following chemical formula 19 .
(化19式中のM3は、4〜12族の遷移金属元素である。Z5〜Z8のそれぞれは、窒素、酸素、硫黄、リンより選ばれ、L9〜L10は、請求項1記載の有機レドックス化合物であり、R20〜R25のそれぞれは、炭素数が1〜16の鎖状または環状の脂肪族基であり、酸素、窒素、硫黄、珪素、リン及びホウ素よりなる群から選ばれる1種以上の元素を含むことができる。)
金属錯体が化19式に記載の化合物となることで、上記の効果を発揮できる。
( M3 in the chemical formula 19 is a transition metal element of
Said effect can be exhibited because a metal complex turns into a compound as described in Chemical formula 19.
化19式に記載の化合物において、Z5〜Z8のそれぞれは、酸素であることが好ましく、アセチルアセトナート誘導体(前駆体であるジケトンの例として、アセチルアセトン、2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン、3−メチル−2,4−ペンタンジオン、ジピバロイルメタン、ヘキサフルオロアセチルアセトン等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。) であることがより好ましい。また、M3は、特に限定されるものではないが、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛であることが好ましい。 In the compound represented by the formula 19 , each of Z5 to Z8 is preferably oxygen, and an acetylacetonate derivative (as an example of a precursor diketone, acetylacetone, 2,6-dimethyl-3,5-heptane) And dione, 3-methyl-2,4-pentanedione, dipivaloylmethane, hexafluoroacetylacetone, and the like, but are not limited thereto. M3 is not particularly limited, but is preferably manganese, iron, cobalt, nickel, copper, or zinc.
本発明の二次電池は、金属錯体が、下記の化20式で表されるものとすることができる。 In the secondary battery of the present invention , the metal complex can be represented by the following chemical formula 20 .
(化20式中のM4は、4〜12族の遷移金属元素である。L11〜L12のそれぞれは、請求項1記載の有機レドックス化合物であり、R26〜R37のそれぞれは、炭素数が1〜16の鎖状または環状の脂肪族基であり、酸素、窒素、硫黄、珪素、リン及びホウ素よりなる群から選ばれる1種以上の元素を含むことができる。)
金属錯体が化20式に記載の化合物となることで、上記の効果を発揮できる。
( M4 in the chemical formula 20 is a transition metal element of
Said effect can be exhibited because a metal complex turns into a compound as described in Chemical formula 20.
化20式に記載の化合物において、配位子の前駆体であるポルフィリンの例としては、ポルフィリン、テトラフェニルポルフィン、フタロシアニン、テトラキス(4−カルボキシフェニル)ポルフィリン、5,10,15,20−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)−21H,23H−ポルフィン、5,10,15,20−テトラ(4−ピリジル)−21H,23H−ポルフィン等を挙げられることができる。また、M4は、特に限定されるものではないが、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛であることが好ましい。 Examples of the porphyrin which is a precursor of the ligand in the compound represented by the formula 20 include porphyrin, tetraphenylporphine, phthalocyanine, tetrakis (4-carboxyphenyl) porphyrin, 5,10,15,20-tetrakis ( Pentafluorophenyl) -21H, 23H-porphine, 5,10,15,20-tetra (4-pyridyl) -21H, 23H-porphine and the like. M4 is not particularly limited, but is preferably manganese, iron, cobalt, nickel, copper, or zinc.
本発明の二次電池は、金属錯体が、下記の化21式で表されるものとすることができる。 In the secondary battery of the present invention , the metal complex can be represented by the following chemical formula 21:
(化21式中のM5〜M6のそれぞれは、4〜12族の遷移金属元素であり、L13〜L22のうち、少なくとも2つは前記有機レドックス化合物であり、その他のL13〜L22のそれぞれは、中性またはアニオン性であり、鎖状または環状の脂肪族基であり、中性またはアニオン性の炭素、窒素、酸素、珪素、リン、硫黄、ハロゲン元素とM5〜M6とで化学結合を形成することができる。)
金属錯体が化21式に記載の化合物となることで、上記の効果を発揮できる。
(Each of M5 to M6 in the chemical formula 21 is a transition metal element of
Said effect can be exhibited because a metal complex turns into a compound as described in Chemical formula 21 .
化21式に記載の化合物において、M5,6は、特に限定されるものではないが、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、ルテニウム、ロジウムであることが好ましい。 In the compound represented by Formula 21 , M5 and 6 are not particularly limited, but are preferably manganese, iron, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, ruthenium, or rhodium.
本発明の二次電池は、金属錯体が、下記の化22式で表されるものとすることができる。 In the secondary battery of the present invention , the metal complex may be represented by the following chemical formula 22 .
(化22式中のM7〜M8のそれぞれは、4〜12族の遷移金属元素であり、M7とM8の間で結合していなくともよく、Z13〜Z16のそれぞれは、窒素、酸素、硫黄、リンより選ばれ、L23〜L24のそれぞれは、少なくとも2つは前記有機レドックス化合物であり、L25〜L28のそれぞれは、中性またはアニオン性であり、鎖状または環状の脂肪族基であり、R38〜R39のそれぞれは、炭素数が1〜16の鎖状または環状の脂肪族基であり、酸素、窒素、硫黄、珪素、リン及びホウ素よりなる群から選ばれる1種以上の元素を含むことができる。)
金属錯体が化22式に記載の化合物となることで、上記の効果を発揮できる。
(Each of M7 to M8 in the chemical formula 22 is a transition metal element of
Said effect can be exhibited because a metal complex turns into a compound as described in Chemical formula 22 .
化22式に記載の化合物において、Z13〜Z16のそれぞれは、酸素または窒素であることが好ましく、カルボキシレート(前駆体であるカルボン酸の例として、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、絡酸、吉草酸、カプロン酸、デカン酸、コハク酸、アクリル酸、メタクリル酸、安息香酸、フタル酸、ナフタレンカルボン酸、リンゴ酸等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。)、アミジナート(前駆体であるアミジンの例として、ホルムアミジン、アセトアミジン、クロロアセトアミジン、ジフルオロアセトアミジン、ペンタフルオロプロピルアミジン、ベンズアミジン、4−アミノベンズアミジン、4−ヒドロキシベンズアミジン、4−ニトロベンズアミジン等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。)、アミデート(前駆体であるアミドの例として、ホルムアミド、アセトアミド、ベンズアミド、4−n−ブチルベンズアミド 、2−アミノベンズアミド、 N−ベンジルホルムアミド、ニコチンアミド、5−ブロモニコチンアミド、マロンアミド、 アクリルアミド、4’−アミノアセトアニリド、1−アセトアミドアダマンタン等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。)であることが好ましい。また、特に制限はないが、L26〜28もZ13〜Z15と同様にM7〜M8と架橋構造を有する構造であることがより好ましい。また、M7〜8は、特に限定されるものではないが、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、ルテニウム、ロジウムであることが好ましい。 In the compound represented by the chemical formula 22 , each of Z13 to Z16 is preferably oxygen or nitrogen, and carboxylate (examples of carboxylic acid as a precursor include formic acid, acetic acid, propionic acid, entangling acid, and valeric acid. , Caproic acid, decanoic acid, succinic acid, acrylic acid, methacrylic acid, benzoic acid, phthalic acid, naphthalenecarboxylic acid, malic acid, and the like.), Amidinate (a precursor) Examples of amidine include formamidine, acetamidine, chloroacetamidine, difluoroacetamidine, pentafluoropropylamidine, benzamidine, 4-aminobenzamidine, 4-hydroxybenzamidine, 4-nitrobenzamidine and the like. Not limited), amidate ( Examples of amides that are precursors include formamide, acetamide, benzamide, 4-n-butylbenzamide, 2-aminobenzamide, N-benzylformamide, nicotinamide, 5-bromonicotinamide, malonamide, acrylamide, 4′-aminoacetanilide , 1-acetamidoadamantane, and the like, but is not limited thereto. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular, It is more preferable that L26-28 is a structure which has a bridge | crosslinking structure with M7- M8 similarly to Z13-Z15 . Moreover, although M7-8 is not specifically limited, It is preferable that they are manganese, iron, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, ruthenium, and rhodium.
本発明の二次電池は、金属錯体が、下記の化23式で表されるものとすることができる。 In the secondary battery of the present invention , the metal complex can be represented by the following chemical formula 23 .
(化23式中のM9〜M11のそれぞれは、4〜12族の遷移金属元素であり、Z17〜Z23のそれぞれは、窒素、酸素、硫黄、リンより選ばれ、L29〜L31のそれぞれは、前記有機レドックス化合物であり、R40〜R42のそれぞれは、炭素数が1〜16の鎖状または環状の脂肪族基であり、酸素、窒素、硫黄、珪素、リン及びホウ素よりなる群から選ばれる1種以上の元素を含むことができる。)
金属錯体が化23式に記載の化合物となることで、上記の効果を発揮できる。
(Each of M9 to M11 in the chemical formula 23 is a transition metal element of
Said effect can be exhibited because a metal complex turns into a compound as described in Chemical formula 23 .
化23式に記載の化合物において、特に制限はないが、Z17〜Z23のそれぞれは、酸素または窒素であることが好ましく、カルボキシレート(前駆体であるカルボン酸の例として、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、絡酸、吉草酸、カプロン酸、デカン酸、コハク酸、アクリル酸、メタクリル酸、安息香酸、フタル酸、ナフタレンカルボン酸、リンゴ酸等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。)、アミジナート(前駆体であるアミジンの例として、ホルムアミジン、アセトアミジン、クロロアセトアミジン、ジフルオロアセトアミジン、ペンタフルオロプロピルアミジン、ベンズアミジン、4−アミノベンズアミジン、4−ヒドロキシベンズアミジン、4−ニトロベンズアミジン等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。)、アミデート(前駆体であるアミドの例として、ホルムアミド、アセトアミド、ベンズアミド、4−n−ブチルベンズアミド 、2−アミノベンズアミド、 N−ベンジルホルムアミド、ニコチンアミド、5−ブロモニコチンアミド、マロンアミド、 アクリルアミド、4’−アミノアセトアニリド、1−アセトアミドアダマンタン等を挙げられるがそれらに限定されるものではない。)であることが好ましい。また、M9〜11は、特に限定されるものではないが、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、ルテニウム、ロジウムであることが好ましい。 In the compound represented by the formula 23, there is no particular limitation, but each of Z17 to Z23 is preferably oxygen or nitrogen, and carboxylate (examples of carboxylic acid as a precursor include formic acid, acetic acid, propionic acid , Enthalic acid, valeric acid, caproic acid, decanoic acid, succinic acid, acrylic acid, methacrylic acid, benzoic acid, phthalic acid, naphthalenecarboxylic acid, malic acid and the like, but are not limited thereto. Amidinate (examples of the precursor amidine include formamidine, acetamidine, chloroacetamidine, difluoroacetamidine, pentafluoropropylamidine, benzamidine, 4-aminobenzamidine, 4-hydroxybenzamidine, 4-nitrobenzamidine, etc. But not limited to ), Amidate (as examples of amides as precursors, formamide, acetamide, benzamide, 4-n-butylbenzamide, 2-aminobenzamide, N-benzylformamide, nicotinamide, 5-bromonicotinamide, malonamide, acrylamide, 4 '-Aminoacetanilide, 1-acetamidoadamantane and the like can be mentioned but are not limited thereto. Moreover, although M9-11 is not specifically limited, It is preferable that they are manganese, iron, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, ruthenium, and rhodium.
請求項5に記載の本発明の二次電池は、請求項1〜4のいずれかにおいて、有機レドックス化合物と金属錯体からなる共重合体が、繰り返し単位数が5〜100000である。
請求項5よると、有機レドックス化合物と金属錯体からなる共重合体の繰り返し単位数が所定の範囲内となることで、請求項1の効果を発揮できる。
A secondary battery according to a fifth aspect of the present invention is the secondary battery according to any one of the first to fourth aspects, wherein the copolymer composed of the organic redox compound and the metal complex has 5 to 100,000 repeating units.
According to the fifth aspect , the effect of the first aspect can be exhibited when the number of repeating units of the copolymer composed of the organic redox compound and the metal complex is within a predetermined range.
本発明の二次電池は、正極と負極の少なくとも一方に含まれる有機レドックス化合物が活物質として機能し、この有機レドックス化合物が金属錯体と共重合体を形成することにより、有機レドックス化合物の電解液への溶出を抑制できる。これにより、本発明の二次電池は、活物質である有機レドックス化合物の溶出によるサイクル特性の低下が抑えられ、高い電池特性を維持できる。 In the secondary battery of the present invention, an organic redox compound contained in at least one of a positive electrode and a negative electrode functions as an active material, and the organic redox compound forms a copolymer with a metal complex, whereby an electrolytic solution of the organic redox compound Elution can be suppressed. Thereby, the secondary battery of this invention can suppress the fall of the cycling characteristics by the elution of the organic redox compound which is an active material, and can maintain a high battery characteristic.
(共重合体)
本発明の二次電池は、化1〜3式,化10〜11式(化12〜16式)に記載の有機レドックス化合物と、化4〜9式(化18〜23式)に記載の金属錯体の共重合体を、活物質として有する。
(Copolymer)
The secondary battery of the present invention includes an organic redox compound described in Formulas 1 to 3, Formulas 10 to 11 (Formulas 12 to 16) , and a metal described in
共重合体の作成方法としては、有機レドックス化合物及び金属錯体の溶液を混合することにより沈殿として得られる方法を例示できる。また、加熱または指示薬を用いることにより、配位子と有機レドックス化合物を交換することもできる。 Examples of the method for producing a copolymer include a method obtained as a precipitate by mixing a solution of an organic redox compound and a metal complex. In addition, the ligand and the organic redox compound can be exchanged by heating or using an indicator.
(二次電池)
本発明の二次電池は、正極と負極の少なくとも一方に含まれる有機レドックス化合物と金属錯体との共重合体を活物質として有する。また、本発明の二次電池は、正極と負極の少なくとも一方が、有機レドックス化合物と金属錯体との共重合体を有する以外は、従来公知の二次電池と同様の構成とすることができる。
(Secondary battery)
The secondary battery of the present invention has a copolymer of an organic redox compound and a metal complex contained in at least one of a positive electrode and a negative electrode as an active material. The secondary battery of the present invention can have the same configuration as a conventionally known secondary battery except that at least one of the positive electrode and the negative electrode has a copolymer of an organic redox compound and a metal complex.
すなわち、本発明の二次電池は、正極及び負極と、電解液と、を有する電池であればよい。また、本発明の二次電池は、非水電解液電池であることが好ましく、リチウムイオン二次電池であることがより好ましい。そして、正極及び負極は、活物質、結着材、導電材その他の材料から必要に応じて選択される添加材を混合した電極合材層を、集電体の表面に形成してなることが好ましい。 That is, the secondary battery of the present invention may be a battery having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution. The secondary battery of the present invention is preferably a non-aqueous electrolyte battery, and more preferably a lithium ion secondary battery. The positive electrode and the negative electrode may be formed by forming on the surface of the current collector an electrode mixture layer in which an additive selected from active materials, binders, conductive materials, and other materials as necessary is mixed. preferable.
(電極活物質)
本発明の二次電池において、正極または負極の活物質としては、上記の共重合体のみだけではなく、従来の二次電池において活物質として用いられている化合物と混合して用いることができる。
(Electrode active material)
In the secondary battery of the present invention, the active material for the positive electrode or the negative electrode is not limited to the above-mentioned copolymer, but can be used by mixing with a compound used as an active material in a conventional secondary battery.
このような化合物としては、たとえば、リチウムイオン二次電池の正極活物質であるリチウム含有遷移金属酸化物をあげることができる。リチウム含有遷移金属酸化物は、Liイオン(Li+)を脱挿入できる材料であり、層状構造またはスピネル構造のリチウム−金属複合酸化物を挙げることができる。具体的には、Li1−ZNiO2、Li1−ZMnO2、Li1−ZMn2O4、Li1−ZCoO2などの金属酸化物系材料をあげることができる。さらに、Li1−ZβPO4としては、LiFePO4をあげることができ、それらを1種以上含む化合物をあげることができる。なお、Zは0〜1の数を示す。また、各々の金属酸化物系材料は、Li、Mg、Al、又はCo、Ti、Nb、Cr等の遷移金属を添加または置換した材料等であってもよい。さらに、これらのリチウム−金属複合酸化物を単独で用いるばかりでなくこれらを複数種類混合して用いてもよい。 An example of such a compound is a lithium-containing transition metal oxide that is a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery. The lithium-containing transition metal oxide is a material that can insert and remove Li ions (Li + ), and includes a lithium-metal composite oxide having a layered structure or a spinel structure. Specific examples include metal oxide materials such as Li 1-Z NiO 2 , Li 1-Z MnO 2 , Li 1-Z Mn 2 O 4 , and Li 1-Z CoO 2 . Furthermore, examples of Li 1-Z βPO 4 include LiFePO 4, and examples thereof include compounds containing one or more of them. Z represents a number from 0 to 1. In addition, each metal oxide-based material may be Li, Mg, Al, or a material in which a transition metal such as Co, Ti, Nb, or Cr is added or substituted. Furthermore, these lithium-metal composite oxides may be used alone or in combination.
(その他の構成)
結着材は、高分子材料から形成されることが望ましく、二次電池内の雰囲気において化学的・物理的に安定な材料であることが望ましい。この結着材としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、カルボキシルメチルセルロース(CMC)をあげることができる。
(Other configurations)
The binder is desirably formed of a polymer material, and is desirably a material that is chemically and physically stable in the atmosphere in the secondary battery. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene (PTFE), and carboxymethyl cellulose (CMC).
導電材としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、非晶質炭素等などが例示できる。また、導電性高分子ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアセンなどをあげることができる。 Examples of the conductive material include ketjen black, acetylene black, carbon black, graphite, carbon nanotube, and amorphous carbon. Further, conductive polymer polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyacene and the like can be mentioned.
集電体の表面に電極合材層を形成する方法としては、活物質、結着材、導電材を有する電極合材を適当な分散媒中に分散または溶解させた後、集電体の表面に塗布・乾燥する方法をあげることができる。 As a method of forming an electrode mixture layer on the surface of the current collector, an electrode mixture having an active material, a binder, and a conductive material is dispersed or dissolved in an appropriate dispersion medium, and then the surface of the current collector The method of applying and drying can be mentioned.
本発明の二次電池がリチウムイオン二次電池であり、正極が共重合体を有するときには、負極が有する活物質としては、リチウムイオンを充電時には吸蔵し且つ放電時には放出する化合物を用いることができる。この負極活物質は、その材料構成で特に限定されるものではなく、公知の材料、構成のものを用いることができる。例えば、リチウム金属、グラファイト又は非晶質炭素等の炭素材料等、ケイ素、スズなどを含有する合金材料、Li4Ti5O12、Nb2O5等の酸化物材料をあげることができる。 When the secondary battery of the present invention is a lithium ion secondary battery and the positive electrode has a copolymer, a compound that absorbs lithium ions during charging and releases them during discharging can be used as the active material of the negative electrode. . The negative electrode active material is not particularly limited in its material configuration, and known materials and configurations can be used. Examples thereof include carbon materials such as lithium metal, graphite or amorphous carbon, alloy materials containing silicon and tin, and oxide materials such as Li 4 Ti 5 O 12 and Nb 2 O 5 .
電解液は、特に限定されるものではなく、有機溶媒などの溶媒に支持塩を溶解させたもの、自身が液体状であるイオン液体、そのイオン液体に対して更に支持塩を溶解させたものをあげることができる。 The electrolytic solution is not particularly limited, and an electrolytic solution in which a supporting salt is dissolved in a solvent such as an organic solvent, an ionic liquid that is liquid itself, or a supporting salt that is further dissolved in the ionic liquid. I can give you.
有機溶媒としては、通常のリチウムイオン二次電池の電解液に用いられる有機溶媒をあげることができる。例えば、カーボネート類、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ケトン類、ニトリル類、ラクトン類、オキソラン化合物等をあげることができる。特に、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等及びそれらの混合溶媒を用いることが好ましい。これらの有機溶媒のうち、特に、カーボネート類、エーテル類からなる群より選ばれた一種以上の非水溶媒が、支持塩の溶解性、誘電率および粘度において優れ、かつ電池の充放電効率も高いため、好ましい。 As an organic solvent, the organic solvent used for the electrolyte solution of a normal lithium ion secondary battery can be mention | raise | lifted. Examples thereof include carbonates, halogenated hydrocarbons, ethers, ketones, nitriles, lactones, oxolane compounds and the like. In particular, it is preferable to use propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or a mixed solvent thereof. Among these organic solvents, in particular, one or more non-aqueous solvents selected from the group consisting of carbonates and ethers are excellent in the solubility, dielectric constant and viscosity of the supporting salt, and the charge / discharge efficiency of the battery is also high. Therefore, it is preferable.
イオン液体は、通常リチウム二次電池の電解液に用いられるイオン液体であれば特に限定されるものではない。例えば、イオン液体のカチオン成分としては、N−メチル−N−プロピルピペリジニウムや、ジメチルエチルメトキシアンモニウムカチオン等をあげることができ、アニオン成分としは、BF4−、N(SO2CF3)2−等をあげることができる。 An ionic liquid will not be specifically limited if it is an ionic liquid normally used for the electrolyte solution of a lithium secondary battery. For example, as the cation component of the ionic liquid, or N- methyl -N- propyl piperidinium, and dimethyl ethyl methoxy ammonium cations like, and an anionic component, BF 4 -, N (SO 2 CF 3) 2 etc. can be mentioned.
本発明の二次電池において、電解液に用いられる支持塩としては、特に限定されるものではなく、例えば、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3、LiSbF6、LiSCN、LiClO4、LiAlCl4、NaClO4、NaBF4、NaI、これらの誘導体等の塩化合物をあげることができる。これらの中でも、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiCF3SO3の誘導体、LiN(CF3SO2)2の誘導体及びLiC(CF3SO2)3の誘導体からなる群から選ばれる1種以上の塩を用いることが、電気特性の観点から、好ましい。 In the secondary battery of the present invention, the supporting salt used in the electrolytic solution is not particularly limited. For example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 And salt compounds such as LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiSbF 6 , LiSCN, LiClO 4 , LiAlCl 4 , NaClO 4 , NaBF 4 , NaI, and derivatives thereof. Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (CF 3 One or more selected from the group consisting of a derivative of SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), a derivative of LiCF 3 SO 3, a derivative of LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and a derivative of LiC (CF 3 SO 2 ) 3 It is preferable to use a salt from the viewpoint of electrical characteristics.
本発明の二次電池においては、正極と負極との間には電気的な絶縁作用とイオン伝導作用とを両立する部材であるセパレータを介装することが好ましい。支持電解質が液状である場合にはセパレータは、液状の支持電解質を保持する役割をも果たす。セパレータとしては、多孔質合成樹脂膜、特にポリオレフィン系高分子(ポリエチレン、ポリプロピレン)の多孔質膜をあげることができる。更に、セパレータは、正極及び負極の間の絶縁を担保する目的で、正極及び負極よりも更に大きい形態を採用することが好ましい。 In the secondary battery of the present invention, it is preferable to interpose a separator, which is a member that achieves both electrical insulation and ion conduction, between the positive electrode and the negative electrode. When the supporting electrolyte is liquid, the separator also serves to hold the liquid supporting electrolyte. Examples of the separator include a porous synthetic resin film, particularly a porous film of polyolefin polymer (polyethylene, polypropylene). Furthermore, it is preferable that the separator has a larger size than the positive electrode and the negative electrode for the purpose of ensuring the insulation between the positive electrode and the negative electrode.
本発明の二次電池は、上記の要素以外に、その他必要に応じた要素とからなる。本発明の二次電池は、その形状は特に制限を受けず、コイン型、円筒型、角型等、種々の形状の電池とすることができる。 The secondary battery according to the present invention includes elements other than the above elements as required. The shape of the secondary battery of the present invention is not particularly limited, and batteries of various shapes such as a coin shape, a cylindrical shape, and a square shape can be used.
以下、実施例を用いて本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described using examples.
本発明の実施例として、コイン型のリチウムイオン二次電池を製造した。 As an example of the present invention, a coin-type lithium ion secondary battery was manufactured.
(実施例1)
(共重合体の合成)
まず、シュレンクフラスコに有機レドックス化合物として化24式で表される化合物30mgを測り取り、50mlのアルコール(エタノール、イソプロピルアルコール等)で溶解した。この溶解液を溶液(I)とする。
Example 1
(Synthesis of copolymer)
First, 30 mg of a compound represented by the formula 24 was measured as an organic redox compound in a Schlenk flask and dissolved in 50 ml of alcohol (ethanol, isopropyl alcohol, etc.). This solution is designated as solution (I).
次に、シュレンクフラスコに金属錯体として化25式で表される化合物37mgを測り取り、50mlのアルコール(エタノール、イソプロピルアルコール等)で溶解した。この溶解液を溶液(II)とする。 Next, 37 mg of a compound represented by the formula 25 was measured as a metal complex in a Schlenk flask and dissolved in 50 ml of alcohol (ethanol, isopropyl alcohol, etc.). Let this solution be solution (II).
溶液(I)、(II)をシュレンクフラスコ内で均一に混合し、数日間室温で放置し、沈殿を濾取し、エタノールで洗浄した。 Solutions (I) and (II) were uniformly mixed in a Schlenk flask and allowed to stand at room temperature for several days. The precipitate was collected by filtration and washed with ethanol.
以上により、化24式で表される有機レドックス化合物と化25式で表される金属錯体の共重合体(A)が収率45%で得られた。 As a result, a copolymer (A) of the organic redox compound represented by the formula 24 and the metal complex represented by the formula 25 was obtained in a yield of 45%.
(正極の作成)
得られた共重合体(A)20mgと、導電材としてアセチレンブラック20mgと、を均一に混合し、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドン1mlを加え、結着材としてポリフッ化ビニリデン10mgを加え、均一になるまで混合し、黒色のスラリーを得た。これをアルミニウム箔集電体上にキャストし、60℃で真空乾燥を1時間行った。これを13mmの円盤状に打ち抜いて正極とした。
(Creation of positive electrode)
20 mg of the obtained copolymer (A) and 20 mg of acetylene black as a conductive material were uniformly mixed, 1 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was added as a solvent, and 10 mg of polyvinylidene fluoride was added as a binder, Mixing until uniform, a black slurry was obtained. This was cast on an aluminum foil current collector and vacuum-dried at 60 ° C. for 1 hour. This was punched into a 13 mm disk shape to form a positive electrode.
(電解液の調製)
エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とを3:7の質量比で混合した有機溶媒に、LiPF6を1.0mol/Lの濃度となるように添加し電解液とした。
(Preparation of electrolyte)
LiPF 6 was added to an organic solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a mass ratio of 3: 7 to a concentration of 1.0 mol / L to obtain an electrolytic solution.
(コイン型電池の作製)
製造された本実施例の正極1を用いてコイン型電池を製造した。本実施例のコイン型電池1を断面図で図1に示した。本実施例のコイン型電池は、正極2、負極3、電解液4およびセパレータ7を有する。負極3には金属リチウムを、電解液4は調製した前記電解液を、セパレータ7は厚さ25μmのポリエチレン製の多孔質膜を用いた。なお、正極2は正極集電体2aをもち、負極3は負極集電体3aをもつ。
(Production of coin-type battery)
A coin-type battery was manufactured using the manufactured positive electrode 1 of this example. A coin-type battery 1 of this example is shown in FIG. The coin-type battery of this example includes a
これらの発電要素をステンレス製のケース(正極ケース50と負極ケース51から構成されている)中に収納した。正極ケース50と負極ケース51とは正極端子と負極端子とを兼ねている。正極ケース50と負極ケース51との間にはポリプロピレン製のガスケット6を介装することで密閉性と正極ケース50と負極ケース51との間の絶縁性とを担保している。
These power generation elements were housed in a stainless steel case (consisting of a
(比較例1)
本比較例は、共重合体(A)に替えて、テトラチアフルバレン (東京化成工業株式会社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして製造されたコイン型電池である。
(Comparative Example 1)
This comparative example is a coin-type battery manufactured in the same manner as in Example 1 except that tetrathiafulvalene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of the copolymer (A).
(比較例2)
本比較例は、共重合体(A)に替えて、テトラチアフルバレン誘導体であるビス(エチレンジチオ)テトラチアフルバレン(東京化成工業株式会社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして製造されたコイン型電池である。
(Comparative Example 2)
This comparative example was carried out in the same manner as in Example 1 except that bis (ethylenedithio) tetrathiafulvalene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), which is a tetrathiafulvalene derivative, was used instead of the copolymer (A). It is a coin-type battery manufactured in this way.
(実施例2)
有機レドックス化合物として化26式で表される化合物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして製造されたコイン型電池である。
(Example 2)
The coin-type battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula 26 was used as the organic redox compound.
(実施例3)
金属錯体として化27式で表される化合物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして製造されたコイン型電池である。
(Example 3)
A coin-type battery produced in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the formula 27 was used as the metal complex.
(実施例4)
金属錯体として化28式で表される化合物を用いたこと以外は、実施例2と同様にして製造されたコイン型電池である。
Example 4
A coin-type battery produced in the same manner as in Example 2 except that the compound represented by the formula 28 was used as the metal complex.
(実施例5)
金属錯体として酢酸鉄を用いたこと以外は、実施例2と同様にして製造されたコイン型電池である。
(Example 5)
A coin-type battery manufactured in the same manner as in Example 2 except that iron acetate was used as the metal complex.
(実施例6)
金属錯体として化29式で表される化合物を用いたこと以外は、実施例2と同様にして製造されたコイン型電池である。
(Example 6)
A coin-type battery produced in the same manner as in Example 2 except that the compound represented by the formula 29 was used as the metal complex.
(実施例7)
金属錯体として化30式で表される化合物を用いたこと以外は、実施例2と同様にして製造されたコイン型電池である。
(Example 7)
A coin-type battery produced in the same manner as in Example 2 except that the compound represented by the formula 30 was used as the metal complex.
(実施例8)
金属錯体として化31式で表される化合物を用いたこと以外は、実施例2と同様にして製造されたコイン型電池である。
(Example 8)
The coin-type battery was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the compound represented by the formula 31 was used as the metal complex.
(評価)
実施例及び比較例で製造した電池の評価として、サイクル特性を調べた。
(Evaluation)
As an evaluation of the batteries manufactured in Examples and Comparative Examples, cycle characteristics were examined.
(サイクル特性試験方法)
まず、充電電流0.10mA/cm2で0.01Vまで定電流充電し、放電電流0.10mA/cm2で1.5Vまで定電流放電を行った。この時の放電容量を初回放電容量とした。
(Cycle characteristic test method)
First, constant current charging at a charging current 0.10mA / cm 2 to 0.01 V, was constant current discharge to 1.5V at a discharge current 0.10mA / cm 2. The discharge capacity at this time was defined as the initial discharge capacity.
初回充放電後、充電電流0.10mA/cm2で0.01Vまで定電流充電し、放電電流0.10mA/cm2で1.5Vまで定電流放電のサイクルを繰り返して行った。この充放電の10,20回目における放電容量を測定し、放電容量比として表1に示した。なお、表1においては、初回放電容量を100とし、10,20サイクル目の放電容量と初回放電容量とから、下記式により放電容量比を求めた。なお、25℃の雰囲気で充放電及び放電容量の測定を行った。 After initial charge and discharge, a constant current charging at a charging current 0.10mA / cm 2 to 0.01 V, was repeated cycles of constant current discharge to 1.5V at a discharge current 0.10mA / cm 2. The discharge capacities at the 10th and 20th charge / discharge cycles were measured and are shown in Table 1 as the discharge capacity ratio. In Table 1, the initial discharge capacity was set to 100, and the discharge capacity ratio was determined from the following formula using the discharge capacity at the 10th and 20th cycles and the initial discharge capacity. In addition, the measurement of charging / discharging and discharge capacity was performed in 25 degreeC atmosphere.
放電容量比=[(所定のサイクルでの放電容量)/(初回放電容量)]×100 Discharge capacity ratio = [(discharge capacity in a predetermined cycle) / (initial discharge capacity)] × 100
表1に示したように、実施例1〜8のコイン型電池は、10サイクル目及び20サイクル目のいずれにおいても、比較例1〜2のコイン型電池よりも高い放電容量比であることが確認できる。つまり、有機レドックス化合物と金属錯体とが共重合体を形成した状態で電極(正極)に含まれることで、比較例のコイン型電池よりもサイクル特性に優れた電池を得られることが確認できた。 As shown in Table 1, the coin-type batteries of Examples 1 to 8 have a higher discharge capacity ratio than the coin-type batteries of Comparative Examples 1 and 2 in both the 10th cycle and the 20th cycle. I can confirm. In other words, it was confirmed that a battery having better cycle characteristics than the coin-type battery of the comparative example could be obtained by being included in the electrode (positive electrode) in a state where the organic redox compound and the metal complex formed a copolymer. .
1:コイン型電池
2:正極 2a:正極集電体
3:負極 3a:負極集電体
4:電解液
50:正極ケース 51:負極ケース
6:ガスケット
7:セパレータ
1: coin-type battery 2:
Claims (5)
該正極と該負極の少なくとも一方が、
多座配位可能な置換基をもつ有機レドックス化合物と、金属原子が結合した金属錯体と、の共重合体を有し、
該有機レドックス化合物が、下記の化1式で表されるテトラチアフルバレン又はその誘導体であり、
該金属錯体が、下記化4〜9式で表されるいずれかであることを特徴とする二次電池。
At least one of the positive electrode and the negative electrode is
A copolymer of an organic redox compound having a substituent capable of multidentate coordination and a metal complex to which a metal atom is bonded;
The organic redox compound is tetrathiafulvalene represented by the following chemical formula 1 or a derivative thereof:
The secondary battery, wherein the metal complex is represented by any of the following formulas 4 to 9.
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