JPH01232665A - リチウム電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ヨウ素を正極活物質とするリチウム電池にす
る。

［従来の技術］ 近年、容量密度等を向上させる目的で、例えば特公昭６
０−１８９１６６号公報などに開示されているような、
ヨウ素を正極活物質として用い、かつヨウ素と共に電荷
移動錯体を形成できる樹脂を正極として用い、かつその
樹脂の導電性を向上させる為に、その樹脂中に炭素類を
分散させたリチウム電池などが提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のような正極に用いる樹脂は、ヨウ
素と錯体を形成する部位（孤立電子対や非極在化電子を
有する部位）の樹脂中に占める割り合いはまだ十分には
大きくなく、正極の容量密度は十分に満足できるもので
はなかった。

本発明は、そのような課題を解決するためになされたも
のであり、その目的は、ヨウ素（活物質）と共に錯体な
形成する能力の高い正極を有し、正極の容量密度が非常
に優れたリチウム電池を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ヨウ素を正極活物質とするリチウム電池にお
いて、ヨウ素と共に錯体を形成できる低分子化合物と結
着樹脂とを含む層を有する正極を有することを特徴とす
るリチウム電池である。

本発明のリチウム電池は、上記低分子化合物を正極中に
有するので、正極中における電荷移動錯体を形成する部
位の割り合いを多くすることができ、それ故に電池の容
量密度を高くすることのできる電池である。

本発明における「低分子化合物」としては、ヨウ素（正
極活物質）と共に錯体を形成できる低分子化合物であれ
ばよいが、特にドナー性の高い化合物、すなわち単位分
子置場りに孤立電子対や非極在化電子を多く含む化合物
であることが容量密度の点で好ましく、かつ室温で固体
である化合物が取り扱いの点で好ましい、具体的には、
例えば、ピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ス
チルベン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、ベン
ジジン系化合物、オキサゾール系化合物、オキサジアゾ
ール系化合物、イミダゾール系化合物等の化合物または
その誘導体、アクリジン、カルバゾール、キノリン、キ
ノアゾリン、キノザリン、インドリジン、シンノリン、
フタラジン、インドール、インダゾール等のへテロ芳香
環またはその誘導体、ピレン、アズレン、ペリレン、イ
ンデン、ペンタレン、ナフタレン、ヘブタレン、フェナ
レン、フェナントレン、ヘプタセン等の多環芳香族化合
物またはその誘導体などを挙げることができる。

本発明における結着樹脂は、ヨウ素と共に錯体を形成で
きる樹脂であっても、形成できない樹脂であってもよい
、具体的には、例えばポリ−２−ビニルピリジン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド
、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル
アミド、ポリエーテル、ボリアリレート、ポリエステル
、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリビニ
ルホルマール等を挙げることができるが、もちろんこれ
らに限定されるものではない。また、上記ポリマーの二
種以上よりなるポリマーブレンドまたは上記ポリマーの
モノマーを二種以上用いて得たコポリマーなどであって
も良い。

本発明の電池における正極は、上述した結着樹脂の中に
上述した低分子化合物を分散させるなどして形成できる
。

その分散方法としては、上記樹脂を適当な溶媒に溶解し
、その中に上記低分子化合物を添加し、例えばボールミ
ル、サンドミル、ホモジナイザー、超音波、アトライタ
ー、ロールミル、ペイントシェーカー等を用いて分散さ
せる方法などを挙げることができる。

その分散量は、結着樹脂１００重量部に対して低分子化
合物が１０〜３００重量部が望ましく、５０〜２００重
量部が好ましい。

なお、その際に、正極内部の導電性を向上させる目的で
、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイ
ト、ケッチエンブラック（ＡＫＵＺＯ社商標）、コンダ
クテックス（コロンビアカーボン社商標）等の炭素類を
分散させてもよい。その分散量は、結着樹脂１００重量
部に対して０．５〜６０重量部が望ましく、５〜４０重
量部が好ましい。また、正極活物質であるヨウ素を上記
低分子化合物等と一緒に結着樹脂中に分散させても良い
。

以上のようにして得た分散溶液を、集電体の表面に、例
えばバーコード、ディッピング、ブレードコート、ナイ
フコート、カーテンコート、ロールコート等の公知のコ
ーティング方法により塗布および乾燥したものを正極と
して用いることができる。

上記集電体には、ニッケル、鉄、白金、金、銀、ステン
レス等の金属の板またはメツシュ、もしくは炭素板また
はメツシュ状炭素などの公知の集電体などを用いること
ができる。

本発明のリチウム電池の電解液としては、従来よりリチ
ウム電池の電解液として使用されたような公知の電解液
の何れをも用いることができる。

具体的には、例えば、アセトニトリル、エチレンカーボ
ネート、プロピレンカーボネート、テトラヒドロフラン
、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエタン、ジメチルス
ルホキシド、ジメチルセルソルブ、ジメチルホルムアミ
ド等の水素イオンを放出しない有極性有機溶媒（ａｐｒ
ｏｔｉｃ　ｄｉｐｏｌａｒｓｏｌｖｅｎｔ　）またはこ
れらの混合溶媒等を電解液として使用できる。また、こ
れらにヨウ化リチウムおよび必要に応じて支持塩を添加
して本発明の電池に用いることができる。

その支持塩は、例えばＬｉＣｌ０＜、ＥｔＪＣＩＯ４、
ＥｔＮＢＦ４（ｎ−Ｂｕ）４Ｎｃｌ＜　、　　（ｎ−Ｂ
ｕ）ＪＢＦ４、ＬｉＰＦａ　、　ＬｉＡｓＦ６、Ｌｉ５
ｂＦ、等から適宜選択すればよい。

また、本発明の電池の正極と負極の間にセパレーターを
挿入してもかまわない。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１ ６−ナイロン１．５ｇを含むギ酸１０ｍ１に、アクリジ
ン１．５ｇ、コンダクテックス４０−２２０　（コロン
ビアカーボン社商標）０．４５ｇをペイントシューカー
にて十分に分散して分散溶液を得た。次いで、その分散
溶液を正極集電体である二カフィルムＦＬ４００　　（
日本カーボン社商標）にバーコーターで均一に塗布し、
自然乾燥によりギ酸を取り除いて正極を形成した。

上記正極を用いて、第１図に示すような構成のセルを作
製した。なお、１は正極集電体、２は正極、３はゴムパ
ツキン、４は電解液、５は負極、６はポリプロピレン、
７はネジである。

なお、負極５にはリチウムを、電解液４には支持塩とし
て０．５ＭのＬｉＣＩＯ４を含むＩＭのヨウ化リチウム
−プロピレンカーボネート溶液を用いた。

上記セルを、２０ｍ　Ａにて６時間充電し、３時間放置
し、その後５ｍＡにて放電し、その電位が１、　ＩＶに
低下するまでの容量を調へた。その結果、正極中の容量
密度は２０５　Ａｈ／ｋｇであった。また、その放電後
の充電も可能であった。

実施例２ アクリジンの代わりに、２．４−ジ−ｐ−アミノフェニ
ルオキシジアゾール１．５ｇを用いた以外は実施例１と
全く同様にして正極を形成し、セルを作製した。

実施例１と同様にして、そのセルの充放電特性を調べた
ところ、正極中の容量密度は１８０　八ｈ／ｋｇであっ
た。また、その放電後の充電も可能であった。

実施例３ アクリジンの代わりに、インデン１．５ｇを用いた以外
は実施例１と全く同様にして正極を形成し、セルを作製
した。

実施例１と同様にして、そのセルの充放電特性を調べた
ところ、正極中の容量密度は１６８　Ａｈ／ｋｇであっ
た。また、その放電後の充電も可能であった。

比較例１ アクリジンを全く添加しない以外は、実施例１と同様に
して正極を形成し、セルを作製し、その充放電特性を調
べたところ、正極中の容量密度は＋３２　Ａｈ／ｋｇで
あった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のリチウム電池は、ヨウ素
（正極活物質）と共に錯体を形成できる低分子化合物と
、結着樹脂とを組み合わせて構成した正極を有するので
、正極中における電荷移動錯体を形成する部位の割り合
いを多くすることができ、それ故に容量密度を高くする
ことができる電池である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例および比較例において作製し
たセルの構成を示す模式的断面図である。 ■・・・正極集電体　　　２・・・正極３・・・ゴムパ
ツキン　　４・・・電解液５・・・負極　　　　　　６
・・・ポリプロピレン７・・・ネジ 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヨウ素を正極活物質とするリチウム電池において、ヨウ
   素と共に錯体を形成できる低分子化合物と結着樹脂とを
   含む層を有する正極を有することを特徴とするリチウム
   電池。