JP5800443B2 - 二次電池、及び二次電池の充放電方法 - Google Patents
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Description
−(NH−CS−CS−NH)…(1′)
で示される構造単位を有し、リチウムイオンと結合可能であるルベアン酸又はルベアン酸ポリマーを含む電池用電極が提案されている。
ジチオン化合物は、充放電時(酸化状態及び還元状態)の安定性に優れており、酸化還元反応で二電子以上の多電子反応が可能である。したがって、前記ジチオン化合物を正極活物質に使用すると共に、電解質溶液9にスルホン化合物を含有させ、かつ少なくとも第1回目の充放電時に電極活物質の一部をオリゴマー化させた場合は、正極4及び負極6間で生じる充放電反応が安定し、これにより多電子反応の充放電を安定的に繰り返すことができ、充放電効率が良好でサイクル特性の向上した高容量密度の二次電池を得ることが可能となる。
ジオン化合物も、ジチオン化合物と同様、充放電時(酸化状態及び還元状態)の安定性に優れており、酸化還元反応で二電子以上の多電子反応が可能である。したがって、前記ジオン化合物を正極活物質に使用すると共に、電解質溶液9にスルホン化合物を含有させ、かつ少なくとも第1回目の充放電時に電極活物質の一部をオリゴマー化させた場合は、正極4及び負極6間で生じる充放電反応が安定し、これにより多電子反応の充放電を安定的に繰り返すことができ、充放電効率が良好でサイクル特性の向上した高容量密度の二次電池を得ることが可能となる。
ジアミン化合物も、ジチオン化合物やジオン化合物と同様、充放電時(酸化状態及び還元状態)の安定性に優れており、酸化還元反応で二電子以上の多電子反応が可能である。したがって、前記ジアミン化合物を正極活物質に使用すると共に、電解質溶液9にスルホン化合物を含有させ、かつ少なくとも第1回目の充放電時に電極活物質の一部をオリゴマー化させた場合は、正極4及び負極6間で生じる充放電反応が安定し、これにより多電子反応の充放電を安定的に繰り返すことができ、充放電効率が良好でサイクル特性が向上した高容量密度の二次電池を得ることが可能となる。
活物質用材料として、化学式(2a)で表されるルベアン酸を用意し、電解質溶液の溶媒として、化学式(1a)で表されるスルホランを用意した。
以上のようにして作製した電池セルを、0.1mAの定電流で電圧が4.0Vになるまで充電し、その後、0.1mAの定電流で1.5Vまで放電した。
電解質溶液用の溶媒として、スルホランに代えて、化学式(1g)で表されるエチルイソプロピルスルホンを使用した以外は、〔実施例1〕と同様の方法・手順で電池セルを作製した。
上記電池セルを、実施例1と同様の条件で充放電を行い、動作確認した。
電解質溶液用の溶媒として、スルホランに代えて、化学式(100)で表されるジエチルカーボネートを使用した以外は、〔実施例1〕と同様の方法・手順で電池セルを作製した。
上記電池セルを、実施例1と同様の条件で充放電を行い、動作確認した。
6 負極
9 電解質溶液
Claims (10)
- 電極活物質と電解質塩を溶媒中に溶解させた電解質溶液とを有し、前記電極活物質の電池電極反応によって充放電を繰り返す二次電池であって、
前記電極活物質が、前記電池電極反応で2つ以上の電子が関与する低分子量の多電子系有機化合物を主体とすると共に、前記溶媒が、スルホン化合物を含有し、
少なくとも第1回目の充放電時に前記電極活物質の一部がオリゴマー化されてなり、
かつ、前記多電子系有機化合物は、ジチオン構造を有するジチオン化合物、ジオン構造を有するジオン化合物、及びジアミン構造を有するジアミン化合物の中から選択された少なくとも一種を構成単位中に有していることを特徴とする二次電池。 - 前記スルホン化合物は、一般式
で表わされることを特徴とする請求項1記載の二次電池。 - 前記ジチオン化合物は、一般式
で表わされることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の二次電池。 - 前記ジチオン化合物は、一般式
で表わされることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の二次電池。 - 前記ジオン化合物は、一般式
で表わされることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の二次電池。 - 前記ジオン化合物は、一般式
で表わされることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の二次電池。 - 前記ジアミン化合物は、一般式
で表わされることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の二次電池。 - 前記電極活物質が、前記電池電極反応の少なくとも放電反応における反応出発物、生成物及び中間生成物のうちのいずれかに含まれることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の二次電池。
- 正極及び負極を有し、前記正極が前記電極活物質を主体としていることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の二次電池。
- 電極活物質と電解質塩を溶媒中に溶解させた電解質溶液とを有し、前記電極活物質の電池電極反応によって充放電を繰り返す二次電池の充放電方法であって、
前記電極活物質が、前記電池電極反応で2つ以上の電子が関与する低分子量の多電子系有機化合物を主体とする共に、該多電子系有機化合物は、ジチオン構造を有するジチオン化合物、ジオン構造を有するジオン化合物、及びジアミン構造を有するジアミン化合物の中から選択された少なくとも一種を構成単位中に有し、前記溶媒が、スルホン化合物を含有し、
少なくとも第1回目の充放電時に前記電極活物質の一部を前記電解質溶液に溶解させて反応させ、前記電極活物質の一部をオリゴマー化することを特徴とする二次電池の充放電方法。
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