JPH02638A - Polyaniline - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の禾
本発明は、電極材料、導電性材料9回路素子用材料等と
して好適に用いられるポリアニリンに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial Problems The present invention relates to polyaniline, which is suitably used as an electrode material, a conductive material, a material for nine-circuit elements, and the like.
来の 術 び が しようとする
近年、有機導電性材料としてポリアニリンが注目されて
おり、電池、センサ、エレクトロミックデイスプレィ等
の各種分野への応用が提案されている。In recent years, polyaniline has attracted attention as an organic conductive material, and its application to various fields such as batteries, sensors, and electromic displays has been proposed.
ポリアニリンは、通常アニリンを酸化重合することによ
り得られるが、これを電子材料として用いる場合、アニ
リンの酸性水溶液を用いて電解又は触媒により薄化重合
したポリアニリンが好適である。この場合、アニリンを
酸化重合する方法としては、アニリンの塩酸、ホウフッ
化水素酸、硫酸、過塩素酸等による酸性水溶液より電解
酸化してポリアニリンを得る方法、及び上記酸性水溶液
より過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄2重クロム酸カリ
ウム、過マンガン酸カリウム等の酸化剤にてポリアニリ
ンを得る方法が知られている。Polyaniline is usually obtained by oxidative polymerization of aniline, but when it is used as an electronic material, polyaniline is preferably thinned and polymerized by electrolysis or catalyst using an acidic aqueous solution of aniline. In this case, methods for oxidative polymerization of aniline include electrolytic oxidation of aniline from an acidic aqueous solution of hydrochloric acid, hydrofluoroboric acid, sulfuric acid, perchloric acid, etc. to obtain polyaniline; A method of obtaining polyaniline using an oxidizing agent such as potassium diiron dichromate or potassium permanganate is known.
しかし、ポリアニリンを電子材料に応用する場合、導電
性が高いことが特に重要であり、上記の方法により製造
したポリアニリンは、中性溶液やアルカリ性溶液にて重
合したポリアニリンに比べて導電性が高いものではある
が、金属などの無機材料に比較して導電性が低いのも事
実であり、よりいっそうの導電性の向上が望まれている
。However, when applying polyaniline to electronic materials, high conductivity is particularly important, and polyaniline produced by the above method has higher conductivity than polyaniline polymerized in a neutral or alkaline solution. However, it is also true that they have lower conductivity than inorganic materials such as metals, and further improvement in conductivity is desired.
また、ポリアニリンを電子材料に応用する場合、他の素
材に腐蝕の如き化学変化を生じさせないことが重要であ
るが、上記の方法により製造したポリアニリンは、重合
過程で使用した酸を含んでおり、他の金属材料と共に使
用した際腐蝕を引き起こす。そこで、このようなポリア
ニリンをアンモニアや水酸化ナトリウムの如きアルカリ
で処理して中和することが提案されてはいるが、この方
法では導電性の低下を招くという欠点がある。Furthermore, when applying polyaniline to electronic materials, it is important not to cause chemical changes such as corrosion to other materials, but polyaniline produced by the above method contains the acid used in the polymerization process. Causes corrosion when used with other metal materials. Therefore, it has been proposed to neutralize such polyaniline by treating it with an alkali such as ammonia or sodium hydroxide, but this method has the drawback of causing a decrease in electrical conductivity.
更に従来よりポリアニリンを電子材料に応用する場合、
耐久性等の電子材料としての特性をより改良することが
求められており、中でも電池電極材料として使用する場
合、より一層の耐久性の向上並びに放電容量の増大が望
まれている。Furthermore, when applying polyaniline to electronic materials,
There is a need to further improve the properties of electronic materials such as durability, and in particular, when used as battery electrode materials, further improvements in durability and discharge capacity are desired.
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、電子材料とし
て酊腐食性が高く、高導電性を有し、特に電池電極材料
として使用した場合に自己放電、寿命、放電容量が向上
し、センサーや回路素子に応用した場合に寿命の長いポ
リアニリン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 has high corrosion resistance and high conductivity as an electronic material, and particularly when used as a battery electrode material, has improved self-discharge, service life, and discharge capacity, and can be used as a sensor or The purpose is to provide polyaniline that has a long life when applied to circuit elements.
課 を解 するための手 び
本発明者らは、上記目的を達成する上で、ベンゾノイド
ニアンモニウム塩状態になっている部分が7モル%以下
であり、かつキノイド=ジイミン状態になっている部分
が25モル%以下であるポリアニリンが有効であること
を知見した。In order to achieve the above object, the present inventors have determined that the proportion of the benzonoid in the ammonium salt state is 7 mol % or less, and the portion is in the quinoid = diimine state. It has been found that polyaniline having a content of 25 mole % or less is effective.
即ち、本発明者らの研究によれば、ポリアニリンは下記
式(A)〜(D)(なお、式(B)、(C)は負イオン
種がBF4の例である)、
に示す如く、ベンゾノイド=アミン状態(式A)。That is, according to the research of the present inventors, polyaniline has the following formulas (A) to (D) (formulas (B) and (C) are examples in which the negative ion species is BF4), as shown in Benzonoid = amine state (Formula A).
ベンゾノイドニアンモニウム塩状態(式B)、ドープ=
セミキノンラジカル状態(式C)及びキノイド=ジイミ
ン状態(式D)の混合状態よりなるものである。この場
合、従来の説では、ポリアニリンはベンゾノイド=アミ
ン状態(式A)又はベンゾノイドニアンモニウム塩状態
(弐B)とキノイド=ジイミン状態(式D)との間で電
池挙動を示すとの考え(例えば、A、G、Mac Di
armid et、al、 : 5ynthetic
Metals、 13 。Benzonoid ammonium salt state (formula B), dope =
It consists of a mixed state of a semiquinone radical state (Formula C) and a quinoid=diimine state (Formula D). In this case, the conventional theory is that polyaniline exhibits battery behavior between the benzonoid=amine state (formula A) or the benzonoid niummonium salt state (2B) and the quinoid=diimine state (formula D) ( For example, A, G, Mac Di
armid et al.: 5ynthetic
Metals, 13.
291−297(1986))が有力であったが、本発
明者らの研究によれば、充放電は、ベンゾノイド=アミ
ン状態(式A)又はベンゾノイドニアンモニウム塩状態
(弐B)とドープ=セミキノンラジカル状態(式C)と
の間で電池挙動を示し、更には、キノイド=ジイミン状
態(式D)が少ない方が放電容量が多いことがわかった
。291-297 (1986)), but according to the research of the present inventors, charging and discharging is possible in the benzonoid = amine state (formula A) or the benzonoid niummonium salt state (2 B) and the dope = It was found that the battery behavior was shown between the semiquinone radical state (Formula C) and that the discharge capacity was higher when the quinoid=diimine state (Formula D) was less.
更に、導電機構についても、式りの如く結合交替を有す
るドーピングではなく、弐Cのセミキノンラジカルカチ
オンがポリアニリンの導電性を担っていることがわかっ
た。Furthermore, regarding the conductive mechanism, it was found that the semiquinone radical cation of 2C is responsible for the conductivity of polyaniline, rather than doping with bond alternation as in the formula.
つまり、ポリアニリンでは、N原子の孤立電子対が導電
性にとって本質的に重要な役割を果たし、ポリアニリン
が値化を受けると不対電子となってフェニル基のπ−電
子系と非局在化することがポリアニリンの導電機構にと
って本質的に重要なことであり、導電性の高いポリアニ
リンを得るためには、ポリアニリンのドープ状態でキノ
イド=ジイミン状態を生成せず、ドープ=セミキノンラ
ジカル状態に制御することが好ましいことがわかった。In other words, in polyaniline, the lone pair of electrons on the N atom plays an essentially important role in electrical conductivity, and when polyaniline undergoes valorization, it becomes an unpaired electron and delocalizes with the π-electron system of the phenyl group. This is essentially important for the conductive mechanism of polyaniline, and in order to obtain polyaniline with high conductivity, the doped state of polyaniline should not be generated in the quinoid = diimine state, but should be controlled to the doped = semiquinone radical state. It turns out that this is preferable.
また、従来の説では、ベンゾノイド=アミン状態(式A
)とベンゾノイドニアンモニウム塩状態(弐B)とを比
較した場合、ベンゾノイドニアンモニウム塩状態のポリ
アニリンの方が導電性が高く、電池電極材料として好適
であるとされていた(例えば、N、○yama: J、
Electroanal、Chem、161,399−
4−05(1984))。しかし、本発明者らの知見に
よれば、ベンゾノイド=アミン状態とベンゾノイドニア
ンモニウム塩状態の導電性は同程度であって、両者に優
劣の無いことがわかった。むしろ、電池電fJ、材料と
してポリアニリンを用いる場合、特に非水電解質リチウ
ム二次電池の正極として用いる場合は、ベンゾノイドニ
アンモニウム塩状態の含有量が少ない方が自己放電特性
、フロート特性に優れているものであり、ポリアニリン
をセンサーや回路素子材料として特に非水系で用いる場
合(例えば、E 、W、 Paul、 A、 J 、
Ricco、 M、 S 、Wrighton : J
、Phys、Chew。Furthermore, in the conventional theory, the benzonoid=amine state (formula A
) and benzonoid niummonium salt state (2B), polyaniline in the benzonoid niummonium salt state has higher conductivity and is said to be suitable as a battery electrode material (for example, N, ○yama: J,
Electroanal, Chem, 161,399-
4-05 (1984)). However, according to the findings of the present inventors, the conductivities of the benzonoid=amine state and the benzonoid niummonium salt state are comparable, and it has been found that there is no superiority or inferiority between the two. Rather, when polyaniline is used as a battery material, especially when used as a positive electrode of a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery, the lower the content of benzonoid ammonium salt, the better the self-discharge and float characteristics. When polyaniline is used as a sensor or circuit element material, especially in a non-aqueous system (for example, E, W, Paul, A, J,
Ricco, M.S., Wright: J.
, Phys., Chew.
89.1441(1985))は、ベンゾノイドニアン
モニウム塩状態の含有量が少ない方が誤動作が少なく、
優れており、従ってかかる用途にはベンゾノイドニアン
モニウム塩状態の含有量が少ない方が性能上好ましいも
のであった。しかも、ベンゾノイドニアンモニウム塩状
態は腐蝕性が強いこともわかった。89.1441 (1985)), the lower the content of benzonoid ammonium salt, the less malfunction occurs.
Therefore, in terms of performance, a lower content of benzonoid ammonium salt was preferable for such uses. Moreover, it was also found that the benzonoid in the ammonium salt state is highly corrosive.
本発明者らは、上記知見に基づき、電子材料として優れ
た特性を有するポリアニリンを得るべくポリアニリンの
組成について更に鋭意研究を行なった結果、ベンゾノイ
ドニアンモニウム塩状態部分が7モル%以下、かつキノ
イドニジイミン状態部分が25モル%以下であるポリア
ニリンが上記目的を達成し得ることを見い出し、本発明
をなすに至ったものである。Based on the above knowledge, the present inventors conducted further intensive research on the composition of polyaniline in order to obtain polyaniline with excellent properties as an electronic material. It has been discovered that polyaniline having a nitrogen imine state moiety of 25 mol % or less can achieve the above object, and has led to the present invention.
以下、本発明につき更に詳しく説明する。The present invention will be explained in more detail below.
本発明のポリアニリンは、上述したようにベンゾノイド
ニアンモニウム塩状態部分が7モル%以下、キノイドニ
ジイミン状態部分が25モル%以下のものであるが、こ
の%はそれぞれ全ポリアニリンに対するベンゾノイドニ
アンモニウム塩状態部分のモル%、キノイドニジイミン
状態部分のモル%の割合を示す。なお、これらの割合の
好ましい範囲はベンゾノイドニアンモニウム塩状態部分
が0〜3モル%、キノイドニジイミン状態部分が0〜1
8モル%である。また、ベンゾノイド=アミン状態部分
は18〜100モル%、特に34〜100モル%、ドー
プ=セミキノンラジカル状態部分は0〜50モル%、特
に0〜45モル%であることが好ましい。As mentioned above, the polyaniline of the present invention has a benzonoid niummonium salt state moiety of 7 mol% or less and a quinoid nidiimine state moiety of 25 mol% or less. The mol% of the salt state moiety and the mol% of the quinoid diimine state moiety are shown. The preferable range of these ratios is 0 to 3 mol% for the benzonoid niummonium salt state part and 0 to 1 mol% for the quinoid nidiimine state part.
It is 8 mol%. Further, it is preferable that the benzonoid=amine state part is 18 to 100 mol%, particularly 34 to 100 mol%, and the dope=semiquinone radical state part is 0 to 50 mol%, particularly 0 to 45 mol%.
本発明のポリアニリンは、このようにベンゾノイドニア
ンモニウム塩状態の部分が7モル%以下と小さく、かつ
キノイドニジイミン状態部分も25モル%以下と小さい
ため、耐腐触性が向上し、導電性が高いものであり、特
にこのポリアニリンを電池電極材料とした場合、自己放
電、寿命、放電容量などの点で僅れており、また回路素
子材料として耐久性に優れているものである。In the polyaniline of the present invention, the portion in the benzonoid niummonium salt state is as small as 7 mol% or less, and the portion in the quinoid diimine state is also as small as 25 mol% or less, so the corrosion resistance is improved and the conductivity is improved. Especially when this polyaniline is used as a battery electrode material, it has low self-discharge, life span, discharge capacity, etc., and is excellent in durability as a circuit element material.
これに対し、従来のポリアニリンはベンゾノイドニアン
モニウム塩状態の部分が0〜25モル%、キノイド;ジ
イミン状態部分が0〜55モル%であるが、両者の比率
がともにベンゾノイドニアンモニウム塩状態7モル%以
下かつキノイドニジイミン状態が25モル%以下である
ものは得られておらず、電子材料としての特性が劣るも
のである。On the other hand, in conventional polyaniline, the portion in the benzonoid niummonium salt state is 0 to 25 mol%, and the portion in the quinoid/diimine state is 0 to 55 mol%; No material with a quinoid diimine state of less than 25 mol% has been obtained, and its properties as an electronic material are poor.
即ち、小山等の方法(J 、Electroanal、
Chem。That is, the method of Koyama et al. (J, Electroanal,
Chem.
161.399(1984))のポリアニリンにあって
は、ベンゾノイドニアンモニウム塩状態はほぼ0モル%
であるものの、キノイドニジイミン状態は55モル%程
度であり、マクダイアミド等の方法(特開昭62−71
169号)の実施例1にあっては、ベンゾノイドニアン
モニウム塩状態は25モル%程度、実施例3にあっては
30〜40モル%のアンモニウム塩状態を含む。これら
は、マクダイアミド等がポリアニリンの動作をアミン→
イミン、ベンゾノイド←キノイド間の変化によるもので
あるとの事実誤認によっており、上記公報の特許請求の
範囲第4.5,9.11項に記載されたようなイミンと
キノン間の2重結合は電池充放電に寄与しない。このこ
とは、ラマン分光分析で1470an−1付近にのみピ
ークを持ち、1320cXn−1付近にピークを有しな
い試料が放電不可能なことより立証される。161.399 (1984)), the benzonoid ammonium salt state was approximately 0 mol%.
However, the quinoid diimine state is about 55 mol%, and the method of MacDiamide et al.
In Example 1 of No. 169), the benzonoid in the ammonium salt state is about 25 mol %, and in Example 3, the ammonium salt state is 30 to 40 mol %. These include MacDiamide et al. which amines the behavior of polyaniline →
This is due to a factual misunderstanding that it is due to a change between imine, benzonoid←quinoid, and the double bond between imine and quinone as described in claims 4.5 and 9.11 of the above publication is Does not contribute to battery charging and discharging. This is proven by the fact that a sample having a peak only around 1470an-1 and no peak around 1320cXn-1 cannot be discharged by Raman spectroscopy.
本発明のポリアニリンを特定する方法としては、X線光
電子分光分祈と電気化学的方法とを併用する方法が好適
に採用される。As a method for specifying the polyaniline of the present invention, a method using a combination of X-ray photoelectron spectroscopy and an electrochemical method is suitably employed.
この方法を更に詳述すると、X線光電子分光分祈におい
てC1s軌道を284.OeVに校正し、試料ポリアニ
リンのN I 5軌道のピークをガウス分布を用いて分
割する。この場合、通常3つのピークに分割されるが、
そのうち398.2〜398.8eVに中心を持つピー
クの面積がベンゾノイド=アミン状態とキノイドニジイ
ミン状態との和を表し、398.9〜400.5eVに
中心を持つピークの面積がドープ;セミキノンラジカル
状態を表し、401.○eV以上に中心を持つピークの
面積がベンゾノイドニアンモニウム塩状態を表わす。To explain this method in more detail, in X-ray photoelectron spectroscopy, the C1s orbit is 284. It is calibrated to OeV, and the peak of the N I 5 orbital of the sample polyaniline is divided using a Gaussian distribution. In this case, it is usually divided into three peaks, but
Among these, the area of the peak centered at 398.2 to 398.8 eV represents the sum of the benzonoid=amine state and the quinoid diimine state, and the area of the peak centered at 398.9 to 400.5 eV represents doped; semiquinone Represents a radical state, 401. The area of the peak centered at ○eV or higher represents the benzonoid ammonium salt state.
いずれかの状態が存在しなければそのピークは現れない
。ここで、キノイド=ジイミン状態はベンゾノイド=ア
ミン状態と同一ピークに表われるが、キノイド=ジイミ
ン状態の量を算出するには、試料ポリアニリンを作用極
、リチウムを対極、1モル/QのLiBF、を含むプロ
ピレンカーボネート溶液を電解液に用いて電気化学セル
を構成し、リチウム対比+2vに100時間固定し、次
いで+3.6vに24時間固定し、再び+2vに24時
間固定し、この際の放電容量を測定する。この放電容量
をポリアニリン当たりx A h / kgとすると、
の式で表わされる量がキノイド=ジイミン状態の量であ
る。従って、X線光電子分光によるNISの分析からベ
ンゾノイドニアンモニウム塩状態の量が特定され、上記
した2回目の放電容量からキノイド=ジイミン状態の量
が特定され、またベンゾノイド=アミン状態、ドープ=
セミキノンラジカル状態の量もこれから特定される。If either state does not exist, the peak will not appear. Here, the quinoid=diimine state appears in the same peak as the benzonoid=amine state, but in order to calculate the amount of the quinoid=diimine state, use the sample polyaniline as the working electrode, lithium as the counter electrode, and 1 mol/Q LiBF. An electrochemical cell was constructed using a propylene carbonate solution containing the electrolyte as an electrolyte, and the voltage was fixed at +2V compared to lithium for 100 hours, then at +3.6V for 24 hours, and again at +2V for 24 hours, and the discharge capacity at this time was Measure. If this discharge capacity is x A h / kg per polyaniline, then
The amount expressed by the formula is the amount of quinoid=diimine state. Therefore, the amount of benzonoid in the ammonium salt state was determined from NIS analysis by X-ray photoelectron spectroscopy, the amount of quinoid = diimine state was determined from the above-mentioned second discharge capacity, and the amount of benzonoid = amine state, dope =
The amount of semiquinone radical state is also determined from this.
この場合、上記方法の補助手段としてラマン分光分析法
を採用することもできるにれは、試料ポリアニリンに対
しリチウム対比+2■の放電状態及び+3.6vの充電
状態で514.5nm励起による共鳴ラマン効果を測定
し、キノイド=ジイミン状態を実質的に含まないことを
検証する方法である。In this case, Raman spectroscopy can be employed as an auxiliary means to the above method.The resonance Raman effect caused by excitation at 514.5 nm in a discharge state of +2V and a charge state of +3.6V relative to lithium for the polyaniline sample This is a method to measure and verify that there is substantially no quinoid=diimine state.
即ち、放電状態(ポリアニリンに対し負イオンがドープ
されていない状態、リチウム対比+2v以下)において
514.5nmのレーザー光でポリアニリンを励起し、
そのラマン散乱光を測定することにより、ベンゾノイド
=アミン状態のポリアニリンは1590■−1〜164
0■−1の間に散乱ピークを持ち、キノイド=ジイミン
状態のポリアニリンは1450QTI−’〜1520c
m−”の間に散乱ピークを持つという性質から調べるこ
とができる。That is, in a discharge state (a state in which polyaniline is not doped with negative ions, +2 V or less compared to lithium), polyaniline is excited with a laser beam of 514.5 nm,
By measuring the Raman scattered light, polyaniline in the benzonoid=amine state was found to be 1590■-1 to 164
Polyaniline in the quinoid = diimine state has a scattering peak between 0 and -1 and has a scattering peak of 1450QTI-' to 1520c.
This can be determined from the property that it has a scattering peak between m-''.
一方、ドープ=セミキノンラジカル状態のポリアニリン
は、充電状態(ポリアニリンに対し、負イオンがドープ
されている状態、リチウム電位対比+2.5V以上、特
に+3.6V)において514.5nm励起レーザーラ
マン敗乱分析で1300an−”〜1350an−1の
間に散乱ピークを持つことで確認できる。On the other hand, polyaniline in a doped semiquinone radical state exhibits 514.5 nm excitation laser Raman failure in a charged state (polyaniline is doped with negative ions, +2.5 V or more, especially +3.6 V compared to lithium potential). It can be confirmed by analysis that it has a scattering peak between 1300an-'' and 1350an-1.
ここで充電状態においてドープ=セミキノンラジカル状
態からキノイド=ジイミン状態への変化はどのように起
こるかといえば、下記式(E)(なお、これは負イオン
種がBF4の例である。)、で示されるようにポリアニ
リンの主鎖から正電荷を水素イオンとともに放出して、
セミキノンラジカルがキノンに変化するものであるにの
変化は、514.5nmのレーザー光でポリアニリンを
励起し、そのラマン散乱光を測定すれば1300cm−
”〜1350cm−1の間の散乱ピークがドープ=セミ
キノンラジカル状態の減少と共に減少し、全てキノン=
ジイミン状態に変化するとこのピークが消失することで
確認できる。そこで、充電状態においてポリアニリンの
ラマン散乱光を分析して、514.5nm励起時に13
00cm−”〜1350an−1の間で散乱光が観測さ
れれば、ドープ=セミキノンラジカル状態が確認できる
もので、キノイド=ジイミン状態で充電しようとした場
合は13oOaIf−’〜1350■−1の間にラマン
散乱は起こらない。Here, how does the change from the dope = semiquinone radical state to the quinoid = diimine state occur in the charged state? The following formula (E) (Note that this is an example where the negative ion species is BF4) As shown in , positive charges are released from the main chain of polyaniline along with hydrogen ions,
The change in semiquinone radical to quinone can be determined by exciting polyaniline with a 514.5 nm laser beam and measuring the Raman scattered light at 1300 cm-
”The scattering peak between ~1350 cm-1 decreases with the decrease of the doped=semiquinone radical state, all quinone=
This can be confirmed by the disappearance of this peak when the state changes to the diimine state. Therefore, we analyzed the Raman scattered light of polyaniline in the charged state, and found that when excited at 514.5 nm, 13
If scattered light is observed between 00cm-'' and 1350an-1, the dope=semiquinone radical state can be confirmed, and if charging is attempted in the quinoid=diimine state, 13oOaIf-' to 1350an-1. No Raman scattering occurs in between.
なお、ベンゾノイドニアンモニウム塩状態の量は、上記
X線光電子分光によるN I Sの分析から求めること
ができ、或いは元素分析から求めることもできる。Note that the amount of the benzonoid in the ammonium salt state can be determined from NIS analysis using the above-mentioned X-ray photoelectron spectroscopy, or can also be determined from elemental analysis.
従って、ポリアニリンとして、放電状態において514
.5nmの励起レーザー光を用いたラマン散乱分析で1
590■−1〜1640■−1の間に散乱ピークを持つ
ベンゾノイド=アミン状態のポリアニリンを主成分とし
、かつ1450cff+−”〜1520■−1に散乱ピ
ークを持つキノイド=ジイミン状態のポリアニリンを実
質的に含まないもの、或いは充電状態において514.
5nmの励起レーザー光を用いたラマン散乱分析で13
COan−1−1350cm−’の間に散乱ピークを持
つドープ=セミキノンラジカル状態であるものを二次電
池の電極材料として用いることにより、キノイド=ジイ
ミン状態のポリアニリンを実質的に含まないことが確認
されているので、放電容量の非常に大きい二次電池を得
ることができる。Therefore, as polyaniline, 514
.. 1 in Raman scattering analysis using 5 nm excitation laser light.
The main component is polyaniline in the benzonoid=amine state with a scattering peak between 590■-1 and 1640■-1, and the polyaniline in the quinoid=diimine state with a scattering peak between 1450cff+-" and 1520■-1 as the main component. or not included in 514. in the charging state.
13 by Raman scattering analysis using 5 nm excitation laser light.
By using dope = semiquinone radical state material with a scattering peak between COan-1 and 1350 cm-' as an electrode material for a secondary battery, it was confirmed that polyaniline in the quinoid = diimine state is not substantially contained. Therefore, a secondary battery with a very large discharge capacity can be obtained.
また、上述したように、ポリアニリンの導電性はドープ
=セミキノンラジカル状態の寄与が大きく、ベンゾノイ
ドニアンモニウム塩状態やキノイド=ジイミン状態は腐
蝕性や導電性の点で好ましくないものであるが、ポリア
ニリンのドープ状態でキノイド=ジイミン状態を生成せ
ず、ポリアニリンがドープ=セミキノンラジカル状態に
あることは、X線光電子分光法による荷電子帯の分析に
おいて、7〜9eVに現れるピークの強度が15〜20
eVの間のピーク強度よりも大きいことで確認すること
ができ(なお、X線光電子分光法による荷電子帯分析の
電子密度ピークがキノイド=ジイミン状態のポリアニリ
ンでは5eV以下にあり、ドープ=セミキノンラジカル
状態のポリアニリンは7〜9eVの間であり、ベンゾノ
イド=アミン状態及びベンゾノイドニアンモニウム塩状
態のポリアニリンは15〜20eVのエネルギー領域に
生じる。)、或いはC工、固体高分解能NMRによる分
析で、コンタクトタイム1 m S E C、リラクゼ
イションタイムを○とした時に、140ppm〜145
ppmの間にピークを持ち、かつ14Qppm未満しこ
前記のピークの85%以上の強度のピークを持たないこ
とで確認することができる。Furthermore, as mentioned above, the dope=semiquinone radical state contributes greatly to the conductivity of polyaniline, and the benzonoid niummonium salt state and the quinoid=diimine state are unfavorable in terms of corrosion and conductivity. The fact that polyaniline does not form a quinoid-diimine state in the doped state and is in the doped semiquinone radical state means that the intensity of the peak appearing at 7 to 9 eV is 15 in the valence band analysis by X-ray photoelectron spectroscopy. ~20
This can be confirmed by the peak intensity being larger than the peak intensity between eV (note that the electron density peak of valence band analysis using Polyaniline in the radical state is between 7 and 9 eV, and polyaniline in the benzonoid=amine state and benzonoid ammonium salt state occurs in the energy range of 15 to 20 eV. Contact time 1 m S E C, relaxation time ○, 140 ppm ~ 145
This can be confirmed by having a peak between ppm and having no peak with an intensity of 85% or more of the above peak below 14Qppm.
従って、X線光電子分光法による分析で、15〜20e
Vの間での電子密度の最大値よりも7〜9eVの間にお
ける電子密度の最大値の方が大きいドープ=セミキノン
ラジカル状態のポリアニリンを主成分とするもの、或い
はC□3固体高分解能NMRによる分析で、コンタクト
タイム1m5EC、リラクゼイションタイムを0とした
時に、140ppm〜145ppmの間にピークを持ち
、かつ140ppm未満に前記のピークの85%以上の
強度のピークを持たない実質的にドープ=セミキノンラ
ジカル状態のポリアニリンを主成分として含有するもの
は、特に導電材料として好適である。Therefore, in analysis by X-ray photoelectron spectroscopy, 15~20e
The maximum electron density between 7 and 9 eV is larger than the maximum electron density between V and the main component is polyaniline in a doped semiquinone radical state, or C□3 solid-state high-resolution NMR According to the analysis, when the contact time is 1m5EC and the relaxation time is 0, it has a peak between 140 ppm and 145 ppm, and does not have a peak with an intensity of 85% or more of the above peak below 140 ppm.Substantially doped = A material containing polyaniline in a semiquinone radical state as a main component is particularly suitable as a conductive material.
更に、ポリアニリンをセンサー、回路素子材料等として
使用する場合、上述したようにベンゾノイドニアンモニ
ウム塩状態はスイッチング時の誤動作を生じさせ易いの
で好ましくない。また、かかる素子は、通常ポリアニリ
ンにアニオンをドーピングすると導電性が向上すること
を利用してスイッチングを行なうものであるが、キノイ
ド=ジイミン状態を含んでいると、抵抗がベンゾノイド
=アミン状態よりも高いため、スイッチング特性が劣る
。このため、ベンゾノイド=アミン状態を主成分とし、
これをドープ=セミキノンラジカル状態に変化させるこ
とにより、スイッチングを行ない得るようにしたポリア
ニリンがセンサー、回路素子材料用としては好ましいが
、かかるポリアニリン、即ちポリアニリンの脱ドープ状
態でキノイド=ジイミン状態のポリアニリンを生成せず
、ポリアニリンの主成分がベンゾノイド=アミン状態の
ポリアニリンであることは、C□、固体高分解能N M
R法による分析において、コンタクトタイムを1m5
EC、リラクゼイションタイムをQとした時に、115
〜120ppmと1l35−140ppの間にそれぞれ
ピークを持ち、かつ140〜180ppmの間に前記の
115〜120ppm又は135〜140ppmの間の
いずれか大きい方のピークに対して10%以上の強度の
ピークを持たないことで確認することができる。また、
上述した分析法の併用、特にX線光電子分光によるNI
Sの分析で398.2eV〜398.8eVが主ピーク
であり、かつ514.5nm励起レーザーラマン散乱分
析で1590〜1640an−’にピークを有し。Furthermore, when polyaniline is used as a sensor, circuit element material, etc., the benzonoid ammonium salt state is not preferable because it tends to cause malfunctions during switching, as described above. In addition, such devices usually perform switching by utilizing the fact that conductivity improves when polyaniline is doped with anions, but when the quinoid=diimine state is included, the resistance is higher than the benzonoid=amine state. Therefore, the switching characteristics are inferior. Therefore, the main component is benzonoid = amine state,
Polyaniline, which can perform switching by changing it into a doped semiquinone radical state, is preferable as a material for sensors and circuit elements. The fact that the main component of polyaniline is polyaniline in a benzonoid=amine state means that C
In the analysis using the R method, the contact time was set to 1m5.
EC, when relaxation time is Q, 115
~120ppm and 1l35-140ppm, and a peak between 140 and 180ppm with an intensity of 10% or more of the larger peak between 115 and 120ppm or 135 and 140ppm, respectively. You can confirm this by not having it. Also,
NI by a combination of the analytical methods mentioned above, especially by X-ray photoelectron spectroscopy
In S analysis, the main peak is 398.2 eV to 398.8 eV, and in 514.5 nm excitation laser Raman scattering analysis, it has a peak at 1590 to 1640 an-'.
1500〜1200an−1にピークを持たないことに
より、或いは1元素分析で電解質が検出されず、かつ5
14.5nm励起レーザーラマン散乱分析で1500〜
1200an−1にピークを持たないことによっても確
認し得る。By not having a peak at 1500 to 1200an-1, or when no electrolyte is detected in single element analysis, and 5
1500 ~ by 14.5 nm excitation laser Raman scattering analysis
This can also be confirmed by the fact that there is no peak at 1200an-1.
それ故、C工、固体高分解能NMR法tこよる分析で、
コンタクトタイムを1m5EC、リラクゼイションタイ
ムを○とした時に、115〜120ppmの間と135
〜140ppmの間にそれぞれピ−りを持ち、かつ14
0〜180ppmの間に前記の116〜120ppm又
は135〜140PPmの間のいずれか大きい方のピー
クに対して10%以上の強度のピークを持たないベンゾ
ノイド=アミン状態のポリアニリンを主成分とするもの
、しかもキノイド=ジイミン状態及びベンゾノイドニア
ンモニウム状態のポリアニリンを実質的に含まないもの
がセンサー、回路素子材料として好ましく用いられる。Therefore, in the analysis using the solid-state high-resolution NMR method,
When the contact time is 1m5EC and the relaxation time is ○, it is between 115 and 120 ppm and 135
~140 ppm, and 14
0 to 180 ppm, which does not have a peak with an intensity of 10% or more relative to the larger peak between 116 to 120 ppm or 135 to 140 PPm, which is mainly composed of polyaniline in a benzonoid=amine state; Furthermore, materials that do not substantially contain polyaniline in the quinoid-diimine state or benzonoid-niammonium state are preferably used as materials for sensors and circuit elements.
本発明のベンゾノイドニアンモニウム塩状態が7モル%
以下、かつキノイド=ジイミン状態が25モル%以下で
あるポリアニリンの製造方法に制限はないが、酸性雰囲
気下でアニリンを酸化重合し、その後ベンゾノイドニア
ンモニウム塩状態を取り除く方法が好適に用いられる。The benzonoid ammonium salt state of the present invention is 7 mol%
Although there is no restriction on the method for producing polyaniline having a quinoid=diimine state of 25 mol% or less, a method of oxidatively polymerizing aniline in an acidic atmosphere and then removing the benzonoid ammonium salt state is preferably used.
即ち、まずアニリンをHBF4.HF、HCQ、HCf
lO4等の酸性水溶液下で電解及び/又は触媒により酸
化重合を行なう。この際重合されたポリアニリンは、重
合直後の重合液中では、
ベンゾノイド=アミン状態 20〜60モル%ベンゾノ
イドニアンモニウム状態 12〜25モル%トープ=
セミキノンラジカル状態 30〜55モル%であり、
pHが1より酸性であれば、はとんどキノイド=ジイミ
ン状態は生成しない。従って、この状態からベンゾノイ
ドニアンモニウム塩状態を除去すればよい。That is, first, aniline was converted into HBF4. HF, HCQ, HCf
Oxidative polymerization is carried out using electrolysis and/or a catalyst in an acidic aqueous solution such as lO4. In the polymerization solution immediately after polymerization, the polyaniline polymerized at this time has the following states: benzonoid=amine state 20-60 mol% benzonoid ammonium state 12-25 mol% tope=
Semiquinone radical state is 30 to 55 mol%,
If the pH is more acidic than 1, the quinoid-diimine state will hardly form. Therefore, the benzonoid ammonium salt state may be removed from this state.
この場合、1つの手段として、下記式(1)に示すよう
にアルカリ処理等によってベンゾノイドニアンモニウム
塩状態をベンゾノイド=アミン状態に変化させることが
考えられる。In this case, one possible means is to change the benzonoid niummonium salt state to the benzonoid=amine state by alkali treatment or the like as shown in the following formula (1).
しかしながら、この方法によると、下記式(2)に示す
ようにポリアニリン中のドープ=セミキノンラジカル状
態がポリアニリンの主鎖からプロトンを放出してキノイ
ド=ジイミン状態に変化するため、容量が低下する。However, according to this method, as shown in the following formula (2), the dope=semiquinone radical state in polyaniline releases protons from the main chain of polyaniline and changes to the quinoid=diimine state, resulting in a decrease in capacity.
本発明者らの研究によれば、ドープ=セミキノンラジカ
ル状態からキノイド=ジイミン状態への変化は、pH4
,0よりアルカリ側で急激に進行するので、通常の水洗
によってもキノイド;ジイミン状態が生成してしまう。According to the research conducted by the present inventors, the change from the dope = semiquinone radical state to the quinoid = diimine state occurs at pH 4.
Since the process progresses rapidly on the alkaline side compared to .
また、酸性溶液中に戻しても、−度キノイド=ジイミン
状態になってしまったポリアニリンは、ドープ=セミキ
ノンラジカル状態に完全に戻らないものである。Further, even if the polyaniline is returned to the acidic solution, the polyaniline which has become the -degree quinoid=diimine state will not completely return to the dope=semiquinone radical state.
更に詳しくは、酸性溶液中で重合されたベンゾノイド=
アミン状態・ベンゾノイドニアンモニウム塩状態・ドー
プ=セミキノンラジカル状態の混合状態であって、この
ポリアニリンを水洗すると、ベンゾノイドニアンモニウ
ム塩はベンゾノイド=アミンに変わり、その変化よりや
や遅い速度でドープ=セミキノンラジカル状態はキノイ
ド=ジイミン状態に変化し、このような状態は、ドープ
=セミキノンラジカル状態の含有量が少ない。実際、X
線光電子分光法により荷電子帯を分析してみると、ドー
プ=セミキノンラジカル状態による7〜9eVの間のピ
ークは観測されるもの、ベンゾノイド=アミン状態やベ
ンゾノイドニアンモニウム塩状態による15〜20eV
のピーク強度が強い(例えば、P 、 S nauwa
ert et al、 : S ynthe、Met、
。More specifically, benzonoids polymerized in acidic solution =
It is a mixed state of amine state, benzonoid niummonium salt state, and dope=semiquinone radical state, and when this polyaniline is washed with water, the benzonoid niummonium salt changes to benzonoid=amine, and the dope= state occurs at a slightly slower rate than that change. The semiquinone radical state changes to the quinoid=diimine state, and such a state has a small content of the doped=semiquinone radical state. Actually, X
When the valence band is analyzed by line photoelectron spectroscopy, a peak between 7 and 9 eV is observed due to the doped = semiquinone radical state, and a peak between 15 and 20 eV due to the benzonoid = amine state and benzonoid niummonium salt state.
The peak intensity of is strong (for example, P, S
ert et al.: Synthe, Met.
.
18(1987)335−340)。更に、C工、固体
高分解能NMR法により分析してみると、ドープ=セミ
キノンラジカル状態による140ppm〜145ppm
の間のピークは観測されず、むしろ130ppm付近に
ピークを有するものである(例えばT、Hjertbe
rg、 et al、J 、Po1.Sci、Pol。18 (1987) 335-340). Furthermore, when analyzed by solid-state high-resolution NMR method, it was found that 140 ppm to 145 ppm due to the dope = semiquinone radical state.
A peak between
rg, et al., J., Po1. Sci, Pol.
Let、23(1985)503−508)。Let, 23 (1985) 503-508).
また、アルカリ処理や酸処理によっても、ドープ=セミ
キノンラジカル状態の量を大幅に増大させることはでき
ず、ydJ光電子スペクトルの荷電子領域を測定してみ
ると、やはりアルカリ処理にあってはドープ=セミキノ
ンラジカル状態に基づく7〜9eVのピークが観察され
ず、酸処理でも15〜20eVのピークの方が7〜9e
Vのピークより大きい(例えば、W 、 R、S al
aneck et al、 :5ynthe、Met、
、18(1987)291−296)し、C工、固体高
分解能N M R法により分析してみると、アルカリ処
理にあってはドープ=セミキノンラジカル状態に基づく
140〜145ppmのピークのみでなく120〜13
0ppmにピークが観測され、酸処理では130ppm
付近にのみピークが観測される。In addition, even with alkali treatment or acid treatment, the amount of dope = semiquinone radical state cannot be significantly increased, and when measuring the valence region of the ydJ photoelectron spectrum, it is found that in alkali treatment, dope = The 7-9 eV peak based on the semiquinone radical state was not observed, and even with acid treatment, the 15-20 eV peak was 7-9 eV.
greater than the peak of V (e.g., W, R, S al
aneck et al, :5ynthe, Met,
, 18 (1987) 291-296), and when analyzed by solid-state high-resolution NMR method, it was found that in alkali treatment, there was not only a peak at 140 to 145 ppm based on the dope = semiquinone radical state. 120-13
A peak was observed at 0 ppm, and in acid treatment it was 130 ppm.
A peak is observed only in the vicinity.
それ故、重合後のポリアニリンよりキノイドニジイミン
状態を生成させず、ベンゾノイドニアンモニウム塩状態
を除去してベンゾノイドニアンモニウム塩状態が7モル
%以下であり、かつキノイドニジイミン状態が25モル
%以下であるポリアニリンを得る方法としては、以下の
第1〜第3の方法のいずれか1つ又はこれらを組合せた
方法が好ましい。Therefore, the quinoid diimine state is not generated from the polyaniline after polymerization, the benzonoid niamonium salt state is removed, and the benzonoid niamonium salt state is 7 mol % or less, and the quinoid ni diimine state is 25 mol %. As a method for obtaining the following polyaniline, any one of the following first to third methods or a combination thereof is preferred.
第1の方法は、塩酸ヒドラジン、ホウフッ化水素酸ヒド
ラジン等のヒドラジン化合物の酸性水溶液に浸漬した後
、ヒドラジンで処理する方法が好適に用いられる。この
処理条件に特に制限はないが、酸性処理としては、50
ミリモル/Q〜2モル/Qのヒドラジンを含む酸性水溶
液をポリアニリン100mgに対し50cc以上の量で
処理するのが効果的である。なお、ホウフッ化水素酸ヒ
ドラジンを用いる場合は、ホウフッ化水素酸水溶液とヒ
ドラジン水溶液を適宜混合して用いることができる。そ
の量比は特にモル比にこだわる必要はなく、pH3より
酸性側であれば良好な結果が得られるので、例えば10
0ミリモル/Q〜4モル/Qのホウフッ化水素酸と50
ミリモル/Q〜2モル/Qのヒドラジンを含む水溶液が
好適に用いられる。標準的な処理液としては、42%ホ
ウフッ化水素酸286.5cc、ヒドラジン1水和物4
8.5記、蒸留水665.○■の割合で混合したN2H
4・2HBF4の1M水溶液(pH1)が好適に用いら
れる。なお、浸漬時間は3〜24時間とすることが好ま
しい。また、ヒドラジン処理の方法は、薄膜試料にあっ
てはヒドラジン蒸気に暴露する方法、厚膜試料にあって
はヒドラジン水溶液に浸漬する方法が好適である。この
場合、ヒドラジン蒸気の曝露時間は5分〜72時間が好
ましく、特に5分〜3時間がより好ましい。また、ヒド
ラジン水溶液浸漬処理において、ヒドラジンの濃度は1
0〜50重量/容量%とし、処理時間(浸漬時間)は1
2〜48時間とすることが好ましい。ここで、酸性雰囲
気下でヒドラジン処理をせずに、直接ヒドラジンで処理
することは、ヒドラジンがアルカリ性であり、ヒドラジ
ンでいきなり処理されたポリアニリンはキノイドニジイ
ミン状態を生成してしまうため、不適当である。なお、
ベンゾノイド=アミン状態とキノイドニジイミン状態と
の見分けは比較的容易であって、ベンゾノイド=アミン
状態のポリアニリンは無色(薄膜は透明、厚膜は白色)
であるのに対し、キノイドニジイミン状態を生成したポ
リアニリンは青色になり、更に劣化したものについては
灰色を呈する。The first method is preferably immersed in an acidic aqueous solution of a hydrazine compound such as hydrazine hydrochloride or hydrazine borofluoride, and then treated with hydrazine. There are no particular restrictions on the conditions for this treatment, but as acidic treatment, 50
It is effective to treat 100 mg of polyaniline with an acidic aqueous solution containing hydrazine of mmol/Q to 2 mol/Q in an amount of 50 cc or more. In addition, when using hydrazine fluoroboric acid, an aqueous solution of fluoroboric acid and an aqueous hydrazine solution can be appropriately mixed and used. There is no need to be particular about the molar ratio; good results can be obtained as long as the pH is more acidic than 3, so for example 10
0 mmol/Q to 4 mol/Q of fluoroboric acid and 50
An aqueous solution containing hydrazine at mmol/Q to 2 mol/Q is preferably used. Standard processing solutions include 286.5 cc of 42% fluoroboric acid and 4 ml of hydrazine monohydrate.
8.5, distilled water 665. N2H mixed in the ratio of ○■
A 1M aqueous solution (pH 1) of 4.2HBF4 is preferably used. Note that the immersion time is preferably 3 to 24 hours. Further, as a method for hydrazine treatment, a method of exposing a thin film sample to hydrazine vapor, and a method of immersing a thick film sample in an aqueous hydrazine solution are suitable. In this case, the exposure time to hydrazine vapor is preferably from 5 minutes to 72 hours, particularly preferably from 5 minutes to 3 hours. In addition, in the hydrazine aqueous solution immersion treatment, the concentration of hydrazine was 1
0 to 50% by weight/volume, and the treatment time (soaking time) is 1
It is preferable to set it as 2 to 48 hours. Here, direct treatment with hydrazine without hydrazine treatment in an acidic atmosphere is inappropriate because hydrazine is alkaline and polyaniline suddenly treated with hydrazine will generate a quinoid diimine state. be. In addition,
It is relatively easy to distinguish between the benzonoid=amine state and the quinoid diimine state, and polyaniline in the benzonoid=amine state is colorless (thin film is transparent, thick film is white).
On the other hand, polyaniline that has formed a quinoid diimine state becomes blue, and polyaniline that has further deteriorated has a gray color.
なお、上記の両浸漬方法とも処理温度は一5℃〜30℃
とすることができる。また、上記方法は、処理後のヒド
ラジンの除去が重要であるが、酸化的な雰囲気にさらさ
ないことが肝要であって、ベンゾノイド=アミン状態の
ポリアニリンは空気中の酸素によっても長時間では酸化
を受けるので、真空脱気や不活性ガス通気処理をしたメ
タノール。In both of the above immersion methods, the treatment temperature is -5℃ to 30℃.
It can be done. In addition, in the above method, it is important to remove hydrazine after treatment, but it is important not to expose it to an oxidizing atmosphere, and polyaniline in the benzonoid = amine state cannot be oxidized even by oxygen in the air over a long period of time. methanol that has been vacuum degassed or inert gas vented.
エタノール、アセトニトリル、水等の溶媒で洗浄するの
が好ましい。乾燥方法には制限はないが、100℃以上
に温度を上昇させずに乾燥するのが好ましく、特に60
℃以下で真空乾燥するのが好ましい。保存にあっても、
冷暗所にて真空もしくは不活性ガス中で保存するのが好
ましいが、直射日光を避ければ室内でも保存できる。It is preferable to wash with a solvent such as ethanol, acetonitrile, or water. There are no restrictions on the drying method, but it is preferable to dry without raising the temperature above 100°C, especially at 60°C.
It is preferable to dry under vacuum at a temperature below ℃. Even in preservation,
It is preferable to store it in a cool, dark place under vacuum or inert gas, but it can also be stored indoors as long as it is protected from direct sunlight.
なお、かかる方法により、C工3固体高分解能NMRに
よる分析で、コンタクトタイムを1m5EC、リラクゼ
イションタイムを0とした時に、1l15−120pp
の間と135〜140ppmの間にそれぞれピークを持
ち、かつ140〜180ppmの間に前記の115−1
20ppm又は135〜140ppmの間のいずれか大
きい方のピークに対して10%以上の強度のピークを持
たないベンゾノイド=アミン状態のポリアニリンを主成
分とするポリアニリンを得ることができる。In addition, by this method, analysis by solid-state high-resolution NMR shows 1l15-120pp when the contact time is 1m5EC and the relaxation time is 0.
and between 135 and 140 ppm, and between 140 and 180 ppm, the above 115-1
It is possible to obtain polyaniline whose main component is polyaniline in a benzonoid=amine state that does not have a peak with an intensity of 10% or more with respect to the larger peak of 20 ppm or 135 to 140 ppm.
即ち、ポリアニリンのドープ=セミキノンラジカル状態
、ベンゾノイドニアンモニウム塩状態、ベンゾノイド=
アミン状態及びキノイド=ジイミン状態それぞれの状態
のC工、固体高分解能NMRによるマーカーバンドは、
グリシンのカルボニルを176.5ppmを基準として
校正した場合、ドープ=セミキノンラジカル状態は約1
30ppmに単一のピークを与え(例えば、 F、De
vreux、et al。That is, doping of polyaniline = semiquinone radical state, benzonoid niummonium salt state, benzonoid =
Marker bands determined by solid-state high-resolution NMR in the amine state and quinoid=diimine state are as follows:
When the carbonyl of glycine is calibrated to 176.5 ppm, the dope=semiquinone radical state is approximately 1
gives a single peak at 30 ppm (e.g. F, De
vreux, et al.
J、Physique 4 G(1985))、ベンゾ
ノイドニアンモニウム塩状態は同様に130ppm付近
に単一のピークを与える。ベンゾノイド=アミン状態は
、115〜120ppmの間と135〜140ppmの
間にそれぞれ1つのピークを与え、キノンニジイミン状
態では、ベンゾノイド=アミン状態と同様115−12
0ppmの間と135〜140ppmの間にそれぞれ1
つのピークを与えるのに加えて、140〜180ppm
の間にもキノンニジイミンに由来するピークを与えるこ
とがらC工、固体高分解能NMRによる分析で、コンタ
クトタイムを1m5EC、リラクゼイションタイムをO
とした時に、115〜120ppmの間と135〜14
0ppmの間にそれぞれピークを持ち、かつ140〜1
80ppmの間にピークを持たないように制御すること
により、実質的にベンゾノイド=アミン状態からなるポ
リアニリンを得ることができる。この場合、上述のよう
に140〜180PPmの間はピークがない方が好まし
いが、115〜120ppmの間及び135〜140p
pmの間のいずれか大きい方のピークに対して10%未
満の強度のピークであればキノイド=ジイミン状態のポ
リアニリンによる導電性の低下はほとんど問題がない。J, Physique 4 G (1985)), the benzonoid ammonium salt state similarly gives a single peak around 130 ppm. The benzonoid=amine state gives one peak each between 115-120 ppm and 135-140 ppm, and the quinone diimine state gives 115-12 peaks like the benzonoid=amine state.
1 between 0 ppm and 135-140 ppm, respectively.
140-180 ppm in addition to giving two peaks.
During analysis using solid-state high-resolution NMR, the contact time was set to 1m5EC and the relaxation time was set to O.
between 115 and 120 ppm and between 135 and 14
Each has a peak between 0 ppm and 140 to 1
By controlling the amount so as not to have a peak between 80 ppm, it is possible to obtain polyaniline that is substantially in a benzonoid=amine state. In this case, as mentioned above, it is preferable that there be no peak between 140 and 180 ppm, but between 115 and 120 ppm and between 135 and 140 ppm.
If the peak has an intensity of less than 10% of the larger peak between pm and pm, there is almost no problem with the decrease in conductivity due to polyaniline in the quinoid=diimine state.
第2の方法は、エーテル系溶媒を含まない非水電解液中
でポリアニリンにリチウム対比+3.9v程度の電位を
与えることにより、下記式(3)に示すようにベンゾノ
イドニアンモニウム塩状態をドープ=セミキノンラジカ
ル状態に変える方法である。The second method is to dope the benzonoid in the ammonium salt state as shown in the following formula (3) by applying a potential of about +3.9 V to polyaniline compared to lithium in a non-aqueous electrolyte that does not contain an ether solvent. = This is a method of changing to semiquinone radical state.
この場合、電解によりベンゾノイドニアンモニウム塩状
態をドープ=セミキノンラジカル状態に変える方法に制
限はないが、ホウフッ化リチウム。In this case, there is no limit to the method of changing the benzonoid niummonium salt state to the doped semiquinone radical state by electrolysis, but lithium borofluoride.
過塩素酸リチウム、LiAsF6. LiSbF6.
LiPF。Lithium perchlorate, LiAsF6. LiSbF6.
LiPF.
等のリチウム塩を0.5〜3モル/Q含む有機溶媒、典
型的には後述する公知のリチウム電池用電解液を用い、
リチウムを対極として3〜4vの電圧を1〜50時間、
より好ましくは1〜12時間印加する方法を採用するこ
とができ、その−例としてはホウフッ化リチウムを0.
5〜2モル/Q含むプロピレンカーボネート溶液を十分
に脱水したものを電解液として用いると共に、リチウム
を対極とし、3.9vの電圧を3〜6時間印加する方法
が好適に用いられる。なお、3.9vの電圧を印加する
時間は50時間以内が好適で、これより艮いとポリアニ
リンに劣化が生しるおそれがある。Using an organic solvent containing 0.5 to 3 mol/Q of lithium salt, typically a known electrolyte for lithium batteries described below,
Apply a voltage of 3 to 4 V with lithium as the counter electrode for 1 to 50 hours,
More preferably, a method in which the voltage is applied for 1 to 12 hours can be adopted, and as an example, lithium fluoroborate is applied for 0.5 to 12 hours.
A method is preferably used in which a sufficiently dehydrated propylene carbonate solution containing 5 to 2 mol/Q is used as the electrolytic solution, and a voltage of 3.9 V is applied for 3 to 6 hours using lithium as a counter electrode. Note that the time period for applying the voltage of 3.9 V is preferably within 50 hours, since there is a risk that deterioration of the polyaniline and polyaniline may occur.
このようにして作成したポリアニリンの保存方法は、十
分に脱水したヘキサン、アセトニトリル。The polyaniline created in this way is stored in thoroughly dehydrated hexane and acetonitrile.
リチウム電池用の電解液などに保存するか、真空中や不
活性ガス中に保存するのが好ましく、水や水酸基を遊離
するアルカリ性の環境は避けることが望ましい。これは
ドープ=セミキノンラジカル状態のポリアニリンが上記
(2)式と同様の中和反応を受け、キノイド=ジイミン
状態に変化するのを防ぐためである。It is preferable to store it in an electrolytic solution for lithium batteries, or in a vacuum or inert gas, and preferably to avoid an alkaline environment that releases water or hydroxyl groups. This is to prevent the polyaniline in the doped = semiquinone radical state from undergoing a neutralization reaction similar to the above formula (2) and changing into the quinoid = diimine state.
なお、X線光電子分光法による分析で、15〜20eV
の間での電子密度の最大値よりも7〜9eVの間におけ
る電子密度の最大値の方が大きいドープ=セミキノンラ
ジカル状態のポリアニリンを主成分とするポリアニリン
或いはC工3固体高分解能NMRによる分析で、コンタ
クトタイムを1m5EC、リラクゼイションタイムを0
とした時に、140〜145ppmの間にピークを持ち
、かつ140ppm未満に前記のピークの85%以上の
強度のピークを持たない実質的にドープ=セミキノンラ
ジカル状態のポリアニリンを主成分として含有するポリ
アニリンは、ポリアニリンを精製した後、プロトン受容
体の無い電解液(例えば、非水電解液)中で電気化学セ
ルを作成し、ドープ状態(ポリアニリンに対し、負イオ
ンがドープされている状態。リチウム電位対比、+2.
5V以上)が、ドープ=セミキノンラジカル状態からキ
ノイドニジイミン状態に変化しないように制御すること
により、即ち、種々条件下でポリアニリンを用いた電気
化学セルを作成しドープ状態でポリアニリンのラマン敗
乱光を分析したときに514.5nm励起時に1320
am−”で散乱光が観測されるように、又はX線光電子
分光法で7〜9eVに強い電子密度ピークが観測される
ように、又はC工、固体高分解能NMRによる分析で1
40〜145ppmの間のピークが減少しないように電
気化学セルを作成し、ドープ条件を調節すればよい。こ
の場合、電気化学セル電解液組成、ポリアニリン精製状
態。In addition, analysis by X-ray photoelectron spectroscopy shows that the
The maximum value of electron density between 7 and 9 eV is larger than the maximum value of electron density between So, the contact time is 1m5EC, and the relaxation time is 0.
polyaniline containing as a main component polyaniline in a substantially doped semiquinone radical state, which has a peak between 140 and 145 ppm when After refining polyaniline, an electrochemical cell is created in an electrolytic solution without proton acceptors (e.g., non-aqueous electrolyte), and the doped state (a state in which polyaniline is doped with negative ions. Lithium potential Contrast, +2.
5 V or more) does not change from the doped = semiquinone radical state to the quinoid diimine state. In other words, by creating an electrochemical cell using polyaniline under various conditions, Raman collapse of polyaniline in the doped state is controlled. 1320 at the time of 514.5 nm excitation when analyzing the light
am-", or as a strong electron density peak is observed at 7 to 9 eV by X-ray photoelectron spectroscopy, or by solid-state high-resolution NMR analysis.
An electrochemical cell may be created and doping conditions may be adjusted so that the peak between 40 and 145 ppm does not decrease. In this case, electrochemical cell electrolyte composition, polyaniline purification status.
外気温度、ドープ電圧、ドープ時の温度上昇などが制御
因子として重要である。即ち、電解液はプロピレンカー
ボネート・エチレンカーボネート等の公知のリチウム電
池用電解液が好適に用いられるが、これにジメトキシエ
タン等のエーテル類を粘度低下のために添加した際はド
ープ電圧を0.1V程度低下させた方が好ましい。外気
温度の上昇やドープ時の温度上昇もセミキノンラジカル
がキノンに変化するのを促進するので、ドープ電圧を低
下させるのが好ましい。ドープ電圧は、セミキノンラジ
カルがキノンに変化する過程に大きな影響を及ぼし、ド
ープ電圧を低下させるとキノンへの変化が止まる。ポリ
アニリンの精製状態も重要であって、ベンゾノイド=ア
ミン状態からドープをすれば、ドープ=セミキノンラジ
カル状態に一度変化するものの、リチウム対比+4.3
V程度の電圧によりキノイドニジイミン状態に変化して
しまう。これを防ぐには、20℃前後の気温であればド
ープ電圧を3.7V程度まで低下させればよい。また、
その後の処理としては、アセトニトリルなどのプロトン
受容性の低い溶媒で洗浄し、真空乾燥するのが好ましい
。Outside air temperature, doping voltage, temperature rise during doping, etc. are important control factors. That is, a known electrolyte for lithium batteries such as propylene carbonate or ethylene carbonate is suitably used as the electrolyte, but when an ether such as dimethoxyethane is added to this to reduce the viscosity, the dope voltage is set to 0.1V. It is preferable to reduce the degree. Since an increase in outside air temperature or a temperature increase during doping also promotes the transformation of semiquinone radicals into quinone, it is preferable to lower the doping voltage. Doping voltage has a large effect on the process by which semiquinone radicals change into quinones, and lowering the doping voltage stops the conversion to quinones. The purification state of polyaniline is also important; if it is doped from a benzonoid = amine state, it will change once to a doped = semiquinone radical state, but it will be +4.3 compared to lithium.
A voltage of about V changes it to a quinoid diimine state. To prevent this, if the temperature is around 20° C., the doping voltage may be lowered to around 3.7V. Also,
As for subsequent treatment, it is preferable to wash with a solvent with low proton acceptability such as acetonitrile and vacuum dry.
第3の方法は、ベンゾノイドニアンモニウム塩状態から
ベンゾノイド=アミン状態に変化する上記(1)式と類
似の反応が、ドープ=セミキノンラジカルからキノイド
ニジイミンに変化する上記(2)式との類似の反応に比
較してpHが3〜8の間でより速く進行することを利用
し、PHが3〜8の洗浄液を高速・大量・短時間にポリ
アニリンに通過させ、手早く乾燥する方法である。その
具体的な方法に制限はないが、−例を挙げると、洗浄液
としてはpH6〜8の蒸留水やイオン交換水、pH3〜
8の各種緩衝液、或いは50mミリモル/氾以下の濃度
のホウフッ化水素酸や塩酸や過塩素酸等の酸の水溶液で
pHが3〜6のものが好ましく用いられる。なお、ホウ
フッ化水素酸を蒸留水で希釈する場合にあっては、0.
1〜5ミリモル/Qの水溶液とすることが好適である。The third method is a reaction similar to the above equation (1) in which the benzonoid niummonium salt state changes to the benzonoid=amine state, but a reaction similar to the above equation (2) in which the dope = semiquinone radical changes to the quinoid diimine state. This is a method that takes advantage of the fact that the reaction proceeds faster when the pH is between 3 and 8 compared to similar reactions, and allows a cleaning solution with a pH of 3 to 8 to pass through polyaniline at high speed, in large quantities, and in a short period of time to quickly dry it. . There are no specific restrictions on the specific method, but examples include distilled water with a pH of 6 to 8, ion exchange water with a pH of 3 to 8, and cleaning solutions with a pH of 6 to 8.
8 various buffer solutions, or aqueous solutions of acids such as fluoroboric acid, hydrochloric acid, and perchloric acid having a concentration of 50 mmol/flood or less and having a pH of 3 to 6 are preferably used. In addition, when diluting fluoroboric acid with distilled water, 0.
An aqueous solution of 1 to 5 mmol/Q is suitable.
これらの洗浄液をポリアニリン中に通過させる方法とし
ては、例えばポリアニリンに減圧下で1分当たり5 c
c / cxK以上の洗浄液を通過させる方法が有効で
ある。洗浄時間は pH6〜8で1時間以内、pH3〜
5でも3時間以内、より好ましくはpH6〜8で25分
以内、pH3〜5で50分以内が好ましい。洗浄後の保
存にあっては、真空又は不活性ガス中に保存するのが好
ましいが、直射日光を避け、室内で1週間程度保存する
ことも可能である。As a method of passing these washing liquids through polyaniline, for example, 5 c/min of polyaniline under reduced pressure can be used.
An effective method is to pass a cleaning solution of c/cxK or higher. Washing time is within 1 hour at pH 6-8, pH 3-8
5, preferably within 3 hours, more preferably within 25 minutes at pH 6 to 8, and preferably within 50 minutes at pH 3 to 5. For storage after washing, it is preferable to store in vacuum or in an inert gas, but it is also possible to store it indoors for about a week, avoiding direct sunlight.
なお、上記第1〜第3の方法で得られたポリアニリンに
対し、非水電解液中でリチウム対比2〜3.9vの電位
を与えてベンゾノイド=アミン状態部分をドープ=セミ
キノンラジカル状態に一部変更し、導電性を調節したポ
リアニリンも好ましい。In addition, the polyaniline obtained by the first to third methods above was given a potential of 2 to 3.9 V relative to lithium in a non-aqueous electrolyte to convert the benzonoid=amine state portion into a doped=semiquinone radical state. Polyaniline whose conductivity has been adjusted by changing the part is also preferable.
具体的には、エーテル系溶媒を含まない非水電解液中で
ポリアニリンにリチウム対比2〜3.9V程度の電位を
与えるものであるが、この場合ホウフッ化リチウム、過
塩素酸リチウム、LiAsF、。Specifically, a potential of about 2 to 3.9 V relative to lithium is applied to polyaniline in a nonaqueous electrolyte that does not contain an ether solvent, and in this case, lithium fluoroborate, lithium perchlorate, LiAsF, etc. are used.
Li5bF、、LiPF、等のリチウム塩を0.5〜3
モル/Q含む有機溶媒、典型的には後述する公知のリチ
ウム電池用電解液を用い、リチウムを対極として2〜3
.9vの電圧を10分〜72時間、より好ましくは2〜
3.6■の電圧を1〜24時間印加する方法を採用する
ことができ、その−例としてはホウフッ化リチウムを0
.5〜2モル/Q含むプロピレンカートボネート溶液を
十分に脱水したものを電解液に用いると共に、リチウム
を対極とし、2〜3.6vの電圧を1〜24時間印加す
る方法が好適に用いられる。0.5 to 3 lithium salts such as Li5bF, LiPF, etc.
Using an organic solvent containing mol/Q, typically a known electrolyte for lithium batteries described below, and using 2 to 3 mol/Q of lithium as a counter electrode,
.. 9v voltage for 10 minutes to 72 hours, more preferably 2 to 72 hours.
A method of applying a voltage of 3.6 ■ for 1 to 24 hours can be adopted; for example, lithium borofluoride is
.. A method is preferably used in which a sufficiently dehydrated propylene carbonate solution containing 5 to 2 mol/Q is used as the electrolytic solution, and a voltage of 2 to 3.6 V is applied for 1 to 24 hours using lithium as a counter electrode.
本発明のポリアニリンは、電池の正極材料として好適に
使用され、充放電特性1m久性に優れた電池を得ること
ができる。この場合、負極活物質としては種々のものが
用いられるが、特に電解質との間にカチオンを可逆的に
出し入れすることが可能な物質を活物質として使用する
ことが好ましい。即ち、負極活物質は充電状態(還元状
態)ではカチオンを活物質中に取り込み、放電状態(酸
化状M)ではカチオンを放出するものが好ましい。The polyaniline of the present invention is suitably used as a positive electrode material for batteries, and it is possible to obtain batteries with excellent charge/discharge characteristics and 1-meter durability. In this case, various negative electrode active materials can be used, but it is particularly preferable to use a material that can reversibly transfer cations into and out of the electrolyte. That is, the negative electrode active material preferably incorporates cations into the active material in a charged state (reduced state) and releases cations in a discharged state (oxidized M).
負極活物質としては、分子内中に高度の共役系結合を持
った物質、具体的にはセントラセンやナフタリンやテト
ラセン等の多核芳香族化合物、有機導電性高分子物質及
びグラフアイ1〜質などが挙げられる。更に、1〜2価
のカチオンとなり得る金属、具体的にはリチウム、ナト
リウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウ
ム、亜鉛等及びそれらを含む合金なども好適に使用し得
る。Examples of negative electrode active materials include substances with a high degree of conjugated bond in the molecule, specifically polynuclear aromatic compounds such as centracene, naphthalene, and tetracene, organic conductive polymer substances, and graphite materials. Can be mentioned. Furthermore, metals that can be monovalent or divalent cations, specifically lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, barium, zinc, etc., and alloys containing them can also be suitably used.
これらの中では、高い電池電圧が得られること、サイク
ル性能が良いこと、自己放電しにくいこと等の点からリ
チウム及びリチウム合金が負極活物質として好適に用い
られ、本発明のポリアニリンを正極活物質として組合せ
ることにより、電池電圧が高く、容量密度、サイクル寿
命、自己放電等の電池性能に優れた非水リチウム二次電
池を構成することができる。なお、リチウム合金として
は、Li−AQ、Li−AQ−In、Li AQ−B
i等が好適に用いられるが、この他にもリチウムと合金
形成できる金属との合金であれば特に制限はなく、Af
l、 Mg、 In、 Pb、 Sn、 Bi、 Sb
、 Ta、 Zn。Among these, lithium and lithium alloys are preferably used as negative electrode active materials because of their ability to obtain high battery voltage, good cycle performance, and resistance to self-discharge. By combining these, it is possible to construct a non-aqueous lithium secondary battery with high battery voltage and excellent battery performance such as capacity density, cycle life, and self-discharge. In addition, as a lithium alloy, Li-AQ, Li-AQ-In, Li AQ-B
i etc. are preferably used, but there is no particular restriction as long as it is an alloy with a metal that can form an alloy with lithium.
l, Mg, In, Pb, Sn, Bi, Sb
, Ta, Zn.
Cd等の1種以上との合金などが用いられる。An alloy with one or more types of Cd etc. is used.
また、電池を構成する電解質は、アニオンとカチオンと
の組合せよりなる化合物であって、アニオンの例として
はPFG”’、5bF1.AsF、−8bCQ6−の如
きVA族元素のハロゲン化物アニオン、B F4−、
AQCQ4−の如きIIIA族元素のハロゲン化物アニ
オン、I−(I3−) 、B r−CQ−の如きハロゲ
ンアニオン、Cρ04−の如き過塩素酸アニオン、HF
2−、CF、SC2−; 5CN−″、SOニー、H8
04−等を挙げることができるが、必ずしもこれらのア
ニオンに限定されるものではない。また、カチオンとし
ては、Li”、Na”、に+の如きアルカリ金属イオン
、Ma”、Ca”、Ba2+の如きアルカリ土類金属イ
オンのほか、AQ3+なども挙げられ、更にR4N”(
Rは水素又は炭化水素残基を示す)の如き第4級アンモ
ニウムイオン等を挙げることができるが、必ずしもこれ
らのカチオンに限定されるものではない。The electrolyte constituting the battery is a compound consisting of a combination of an anion and a cation, and examples of anions include halide anions of VA group elements such as PFG"', 5bF1.AsF, -8bCQ6-, B F4 -,
Halide anions of group IIIA elements such as AQCQ4-, halogen anions such as I-(I3-), B r-CQ-, perchlorate anions such as Cρ04-, HF
2-, CF, SC2-; 5CN-'', SO knee, H8
04-, etc., but the anion is not necessarily limited to these anions. In addition, examples of cations include alkali metal ions such as Li", Na", and alkaline earth metal ions such as Ma", Ca", and Ba2+, as well as AQ3+, and R4N"(
Examples include quaternary ammonium ions such as (R represents hydrogen or a hydrocarbon residue), but the cations are not necessarily limited to these cations.
このようなアニオン、カチオンをもつ電解質の具体例と
しては、LiP F、、 Li5bFG、 LiAsF
G、 Li(404,Lid、 LiBr、 LiCf
1. NaPF、、 Na5bF、、 NaAsF、、
NCfO4,NaI、 KPF6. KSbF、、
KAsFG、 KCQO4,LiBF4. LiAUC
Q4. LiHF2. Li5CN、 KSCN、 L
iSO3CF、、 (n−C,H7)4NAsFG。Specific examples of electrolytes having such anions and cations include LiPF, Li5bFG, and LiAsF.
G, Li (404, Lid, LiBr, LiCf
1. NaPF, Na5bF, NaAsF,
NCfO4, NaI, KPF6. KSbF,,
KAsFG, KCQO4, LiBF4. LiAUC
Q4. LiHF2. Li5CN, KSCN, L
iSO3CF, (n-C,H7)4NAsFG.
(n−C4H7)4NPF、、(n−C4H7)、NC
f1O4゜(n −C4H7)4 N B F 4 t
(C2H5)4 N CQO41(n−C4H,)4
NI等が挙げられる。これらのうちでは、特にLiCΩ
○、、LiBF4が好適である。(n-C4H7)4NPF, (n-C4H7), NC
f1O4゜(n -C4H7)4 N B F 4 t
(C2H5)4 N CQO41(n-C4H,)4
Examples include NI. Among these, especially LiCΩ
○, LiBF4 is suitable.
なお、これらの電解質は通常溶媒により溶解された状態
で使用され、この場合溶媒としては比較的極性の大きい
非水溶媒が好適に用いられる。具体的には、プロピレン
カーボネート、エチレンカーボネート、ベンゾニトリル
、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、2−メチルテ
トラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン、トリエチルフ
ォスフェート、トリエチルフォスフアイ1〜、硫酸ジメ
チル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
ジメチルスルフオキシド、ジオキサン、ジメトキシエタ
ン、ポリエチレングリコール、スルフオラン、ジクロロ
エタン、クロルベンゼン、ニトロベンゼンなどの1種又
は2種以上の混合物を挙げることができる。Note that these electrolytes are usually used in a state dissolved in a solvent, and in this case, a relatively polar non-aqueous solvent is preferably used as the solvent. Specifically, propylene carbonate, ethylene carbonate, benzonitrile, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, γ-butyrolactone, triethyl phosphate, triethyl phosphate 1~, dimethyl sulfate, dimethylformamide, dimethylacetamide,
Examples include one or a mixture of two or more of dimethyl sulfoxide, dioxane, dimethoxyethane, polyethylene glycol, sulfolane, dichloroethane, chlorobenzene, nitrobenzene, and the like.
また、上記電解質を例えばポリエチレンオキサイド、ポ
リプロピレンオキサイド、ポリエチレンオキサイドのイ
ソシアネート架橋体、エチレンオキサイドオリゴマーを
側鎖に持つホスファゼンポリマー等の重合体に含浸させ
た有機固体電解質、Li、N、LiBCQ4等の無機イ
オン導電体、Li4SiO,−Li3B○1等のリチウ
ムガラスなどの無機固体電解質を用いることもできる。In addition, organic solid electrolytes in which the above electrolytes are impregnated with polymers such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, isocyanate crosslinked products of polyethylene oxide, phosphazene polymers having ethylene oxide oligomers in their side chains, and inorganic ions such as Li, N, and LiBCQ4 are also available. A conductor, an inorganic solid electrolyte such as lithium glass such as Li4SiO, -Li3B○1, etc. can also be used.
なお、電池は通常正負極間に電解液を介在させることに
より構成されるが、この場合必要によれば正負極間にポ
リエチレンやポリプロピレンなどの合成樹脂製の多孔質
膜や天然繊維等を隔膜(セパレーター)として使用する
ことができる。Batteries are usually constructed by interposing an electrolyte between the positive and negative electrodes, but in this case, if necessary, a diaphragm (such as a porous membrane made of synthetic resin such as polyethylene or polypropylene, natural fibers, etc.) may be used between the positive and negative electrodes. separator).
なお、ポリアニリンを重合してから電池を組み立てるま
での環境としては、周囲の雰囲気をアルゴンガスなどの
不活性ガス又は窒素ガスで満たす方法、ヒドラジン蒸気
などの非酸化雰囲気にする方法、重合してから電池組み
立てまでの時間を管理する方法、ポリアニリンの洗浄液
を弱酸性から酸性の範囲に管理する方法などが好適に採
用される。電池の電解液の組成の?A整としては、水分
濃度を管理する方法、水酸基などのプロトンアクセプタ
ー濃度を管理する方法などが好適に採用される。The environment from polymerizing polyaniline to assembling the battery can be achieved by filling the surrounding atmosphere with an inert gas such as argon gas or nitrogen gas, by creating a non-oxidizing atmosphere such as hydrazine vapor, or by filling the surrounding atmosphere with an inert gas such as argon gas or nitrogen gas; A method of controlling the time until battery assembly, a method of controlling the cleaning solution for polyaniline to be in the range of weak acidity to acidity, etc. are preferably adopted. What is the composition of the battery electrolyte? As the A adjustment, a method of controlling the water concentration, a method of controlling the concentration of proton acceptors such as hydroxyl groups, etc. are suitably employed.
本発明のポリアニリンは、更に従来知られた用途に用い
ることができるが、この場合通常の態様、方法において
ポリアニリンを使用することができる。The polyaniline of the present invention can be further used in conventionally known applications, and in this case, the polyaniline can be used in conventional manners and methods.
2月Rυ弧果
以上説明したように、本発明のポリアニリンは、ベンゾ
ノイドニアンモニウム塩状態になっている部分が7%以
下であり、かつキノイドニジイミン状態になっている部
分が25%以下であることにより、電子材料として良好
な特性を有し、耐腐蝕性が高く、また導電性が高いもの
であり、電池電極材料として用いた場合に優れた高温自
己放電特性、フロート特性、放電容量、耐久性を示し、
またセンサーや回路素子材料として用いた場合に寿命が
長いものであり、このため電池、センサーエレクトロク
ロミンクデイスプレィ、光電池等の電極材料、導電材料
1回路素子材料などとして好適に用いられる。As explained above, in the polyaniline of the present invention, the portion in the benzonoid niummonium salt state is 7% or less, and the portion in the quinoid nidiimine state is 25% or less. Due to these characteristics, it has good properties as an electronic material, high corrosion resistance, and high conductivity, and when used as a battery electrode material, it has excellent high-temperature self-discharge properties, float properties, discharge capacity, Demonstrates durability,
Furthermore, it has a long life when used as a sensor or circuit element material, and is therefore suitably used as an electrode material for batteries, sensor electrochromic displays, photovoltaic cells, etc., conductive materials, and single circuit element materials.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明
するが1本発明は下記実施例に制限されるものではない
。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples and Comparative Examples; however, the present invention is not limited to the following Examples.
〔実施例1〕
アニリン5cc、42%ホウフッ化水素酸15cc、イ
オン交換水30ccからなる電解液を用い、重合極とし
て白金、対極として白金を使用して10mAの定電流で
2.8時間通電し、ポリアニリンを得た。[Example 1] Using an electrolytic solution consisting of 5 cc of aniline, 15 cc of 42% fluoroboric acid, and 30 cc of ion-exchanged water, electricity was applied at a constant current of 10 mA for 2.8 hours using platinum as the polymerization electrode and platinum as the counter electrode. , polyaniline was obtained.
このポリアニリンを1モル/Qの塩酸ヒドラジン水溶液
(pH約1)に室温で24時間浸漬し、更にヒドラジン
を30重量/容量%含有するヒドラジン水溶液に室温で
24時間浸漬し、メタノール洗浄して真空乾燥した。This polyaniline was immersed in a 1 mol/Q aqueous solution of hydrazine hydrochloride (pH approximately 1) for 24 hours at room temperature, further immersed in an aqueous hydrazine solution containing 30% by weight/volume of hydrazine for 24 hours at room temperature, washed with methanol, and dried in vacuum. did.
次に、上記ポリアニリンを正極とし、リチウムを負極、
LiBF、/プロピレンカーボネート1モル/Qを電解
液として電池を構成した。この電池を用いて、上記ポリ
アニリン電極がリチウム対比3.6vに達するまで0.
1mAの定電流で充電し、次にリチウム対比1.7■に
達するまで0.1mAの定電流で放電した。Next, the above polyaniline was used as a positive electrode, lithium was used as a negative electrode,
A battery was constructed using LiBF/propylene carbonate 1 mol/Q as an electrolyte. Using this battery, the polyaniline electrode was 0.0V until the voltage of the polyaniline electrode reached 3.6V vs. lithium.
The battery was charged at a constant current of 1 mA, and then discharged at a constant current of 0.1 mA until reaching 1.7 cm compared to lithium.
このポリアニリンは、514.5nm励起のラマン散乱
分析でその組成を調べたところ、1590釧−1〜16
40an−’の間に散乱ピークを持つベンゾノイド=ア
ミン状態のポリアニリンを主成分とし、かつ1450c
g−1〜1520an−1に散乱ピークを持つキノイド
ニジイミン状態を含まないものであった(第1図)。The composition of this polyaniline was investigated by Raman scattering analysis using 514.5 nm excitation, and the composition was found to be 1590 Sen-1 to 16.
The main component is polyaniline in a benzonoid=amine state with a scattering peak between 40an-' and 1450c.
It did not contain a quinoid diimine state having a scattering peak between g-1 and 1520an-1 (Fig. 1).
また、X線光電子分光によりNISスペクトルを調べた
結果は、全くドープ=セミキノンラジカル状態、ベンゾ
ノイドニアンモニウム塩状態を含まず、ベンゾノイド=
アミン状態が実質的に100%のものであった(第2図
)。なお、第2図において、横軸の数値と図中に記載し
た数値が一致していないのは1図中記載の数値は校正の
後のものであるからであり、この校正した図中の数値が
正しい値である(第3図及び第4図も同じ)。In addition, the results of examining the NIS spectrum by X-ray photoelectron spectroscopy show that there is no dope=semiquinone radical state or benzonoid niummonium salt state, and benzonoid=
The amine status was essentially 100% (Figure 2). In addition, in Figure 2, the values on the horizontal axis and the numbers written in the figure do not match because the values written in Figure 1 are after calibration, and the values in the figure after this calibration. is the correct value (the same applies to Figures 3 and 4).
次いで、リチウム対比3.6■に達するまで0.1mA
の定電流で充電し、リチウム対比2.OVまで0.1m
Aの定電流で放電したところ、放主容量密度は110A
h/kgであった。Then, 0.1mA until reaching 3.6■ compared to lithium.
Charge with a constant current of 2. compared to lithium. 0.1m to OV
When discharged at a constant current of A, the discharge capacity density was 110A.
h/kg.
また同じく、リチウム対比3.6vに達するまで充電し
、60°Cで10日間放置後の容量保持率は91%であ
った。Similarly, the battery was charged until the voltage reached 3.6V compared to lithium, and the capacity retention rate after being left at 60°C for 10 days was 91%.
〔実施例2〕
アニリン5cc、42%ホウフッ化水素915 cc、
イオン交換水30ccからなる電解液を用い、重合極に
白金、対極に白金を使用して10mAの定電流で2,8
時間通電し、ポリアニリンを得た。[Example 2] Aniline 5 cc, 42% borohydrogen fluoride 915 cc,
Using an electrolytic solution consisting of 30 cc of ion-exchanged water, using platinum as the polymerization electrode and platinum as the counter electrode, a constant current of 10 mA was used.
Electricity was applied for a certain period of time to obtain polyaniline.
このポリアニリンを蒸留水で洗浄した後、真空乾燥した
。This polyaniline was washed with distilled water and then vacuum dried.
次に、上記ポリアニリンを正極とし、リチウムを負極と
し、50ccのLiBF、/プロピレンカーボネート1
モル/Q溶液を電解液として電気化学セルを構成し、3
.9vの定電圧を3時間印加した後、3.8vの定電圧
に3時間固定した。これを脱酸素したアセトニトリルで
洗浄し、真空乾燥した。Next, the above polyaniline was used as a positive electrode, lithium was used as a negative electrode, and 50cc of LiBF/propylene carbonate 1
Construct an electrochemical cell using a mol/Q solution as an electrolyte, and
.. After applying a constant voltage of 9v for 3 hours, the constant voltage of 3.8v was fixed for 3 hours. This was washed with deoxygenated acetonitrile and dried under vacuum.
このポリアニリンのX線光電子分光によるスペクトルを
第3図に示す。The spectrum of this polyaniline obtained by X-ray photoelectron spectroscopy is shown in FIG.
続いて、上記ポリアニリンを正極、リチウムを負極、L
iBF、/プロピレンカーボネート1モル/Qを電解液
とする電池を構成し、2vに100時間固定して放電し
、3.6■に24時間固定して充電した後、2vに24
時間固定して放電し、その時の放電容量を測定した結果
は110Ah/爾であった・
従って、以上のことから、上記ポリアニリンの組成は
ベンゾノイド=アミン状態 54モル%ドープ=
セミキノンラジカル状態 466モル%キノイドニジイ
ミン態 0モル%であると認められた。Next, the above polyaniline was used as a positive electrode, lithium was used as a negative electrode, and L
A battery was constructed using iBF,/propylene carbonate 1 mol/Q as the electrolyte, discharged at 2V for 100 hours, charged at 3.6V for 24 hours, and then charged at 2V for 24 hours.
The discharge capacity was measured at a fixed time and the discharge capacity was 110 Ah/h. Therefore, from the above, the composition of the polyaniline is benzonoid = amine state, 54 mol% doped =
It was found that the semiquinone radical state was 466 mol%, and the quinoid diimine state was 0 mol%.
また同じく、リチウム対比3.6vに達するまで充電し
、60℃で10日間放置後の容量保持率は91%であっ
た。Similarly, the battery was charged until the voltage reached 3.6V compared to lithium, and the capacity retention rate after being left at 60° C. for 10 days was 91%.
〔実施例3〕
アニリン5部、42%ホウフッ化水素酸15cc、イオ
ン交換水30ccからなる電解液を用い1重合極にSU
S 316金網、対極にSUS 316金網を使用
して10mAの定電流で2.8時間通電し、ポリアニリ
ンを得た。[Example 3] Using an electrolytic solution consisting of 5 parts of aniline, 15 cc of 42% fluoroboric acid, and 30 cc of ion-exchanged water, one polymerization electrode was charged with SU.
A constant current of 10 mA was applied for 2.8 hours using an SUS 316 wire mesh and an SUS 316 wire mesh as the counter electrode, to obtain polyaniline.
次に、このポリアニリンを40anHgの減圧下に蒸留
水80ccで5分間洗浄した。Next, this polyaniline was washed with 80 cc of distilled water for 5 minutes under a reduced pressure of 40 anHg.
このポリアニリンのX線光電子分光によるスペクトルを
第4図に示す。The spectrum of this polyaniline obtained by X-ray photoelectron spectroscopy is shown in FIG.
続いて、上記ポリアニリンを正極、リチウムを負極、L
x B F 4 /プロピレンカーボネート1モル/
Qを電解液とする電池を構成し、2vに100時間固定
して放電し、3.6vに24時間固定して充電した後2
vに24時間固定して放電し、その時の放電容量を測定
した結果は105Ah/kgであった。Next, the above polyaniline was used as a positive electrode, lithium was used as a negative electrode, and L
x B F 4 /propylene carbonate 1 mol/
Construct a battery using Q as the electrolyte, discharge it by fixing it at 2V for 100 hours, and charging it by fixing it at 3.6V for 24 hours.
The battery was discharged for 24 hours at a fixed voltage of V, and the discharge capacity at that time was measured, and the result was 105 Ah/kg.
従って、以上のことから、上記ポリアニリンの組成は
ベンゾノイド=アミン状態 75.7モル%ベンゾ
ノイドニアンモニウム塩状態 3.4モル%ドープ
=セミキノンラジカル状態 16.4モル%キノイ
ド=ジイミン状態 4.5モル%であると認められ
た。Therefore, from the above, the composition of the polyaniline is: benzonoid = amine state 75.7 mol% benzonoid niummonium salt state 3.4 mol% dope = semiquinone radical state 16.4 mol% quinoid = diimine state 4.5 It was found to be mol%.
また同じく、リチウム対比3.6vに達するまで充電し
、60’Cで10日間放置後の容量保持率は88%であ
った。Similarly, the battery was charged until the voltage reached 3.6V compared to lithium, and the capacity retention rate after being left at 60'C for 10 days was 88%.
〔比較例1〕
アニリン5cc、42%ホウフッ酸15 cc、イオン
交換水30ccからなる電解液を用い、10mAの定電
流で2.8時間通電し、ポリアニリンを得た。[Comparative Example 1] Using an electrolytic solution consisting of 5 cc of aniline, 15 cc of 42% borofluoric acid, and 30 cc of ion-exchanged water, electricity was applied at a constant current of 10 mA for 2.8 hours to obtain polyaniline.
次に、このポリアニリン1■に対して10ccの水を5
回交換し、のべ120時間水洗後、真空乾燥した。Next, add 5 cc of water to 1 cc of this polyaniline.
It was exchanged several times, washed with water for a total of 120 hours, and then dried in vacuum.
このポリアニリンは、チッ素とフッ素の元素の元素分析
によれば、ベンゾノイドニアンモニウム塩状態とドープ
=セミキノンラジカル状態との総量は10モル%であっ
た。According to elemental analysis of the elements nitrogen and fluorine, this polyaniline had a total amount of 10 mol % in the benzonoid niummonium salt state and the doped semiquinone radical state.
また、電池を構成し、初回の放電容量よりドープ=セミ
キノンラジカル状態の量を求めたところ8モル%であり
、従ってベンゾノイドニアンモニウム塩状態は2モル%
であることが結論された。In addition, when the battery was constructed and the amount of dope=semiquinone radical state was determined from the initial discharge capacity, it was 8 mol%, so the benzonoid ammonium salt state was 2 mol%.
It was concluded that.
更に、3.6vまで充電し、放電容量を測定したところ
76Ah/kgであり、キノイドニジイミン状態は31
モル%、ベンゾノイド=アミン状態は59モル%である
ことが結論された。Furthermore, when it was charged to 3.6V and the discharge capacity was measured, it was 76Ah/kg, and the quinoid diimine state was 31
It was concluded that the benzonoid=amine status was 59 mole %.
次に、上記ポリアニリンを用いて実施例1と同様にして
電池を構成し、同様の電池試験を行なったところ、放電
容量は70Ah/kgであり、6゜°Cで10日間放置
後の容量保持率は90%であった。Next, a battery was constructed using the polyaniline described above in the same manner as in Example 1, and a similar battery test was conducted.The discharge capacity was 70Ah/kg, and the capacity was maintained after being left at 6°C for 10 days. The rate was 90%.
〔比較例2〕
アニリン5cc、42%ホウフッr& l 5 cc、
イオン交換水30ccからなる電解液を用い、10mA
の定電流で2.8時間通電し、ポリアニリンを得た。[Comparative Example 2] Aniline 5 cc, 42% Hofu R&I 5 cc,
Using an electrolytic solution consisting of 30 cc of ion-exchanged water, 10 mA
A constant current of 2.8 hours was applied to obtain polyaniline.
次いでこのポリアニリン1■に対して10ccの水を用
いて30分洗浄後、真空乾燥した。Next, 1 inch of this polyaniline was washed with 10 cc of water for 30 minutes, and then dried under vacuum.
このポリアニリンは、比較例1と同様にして分析を行な
った結果、ベンゾノイド=アミン状態が42モル%、ド
ープ=セミキノンラジカル状態が30モル%、ベンゾノ
イドニアンモニウム塩状態が17モル%、キノイドニジ
イミン状態が11モル%であった。This polyaniline was analyzed in the same manner as in Comparative Example 1, and the results showed that 42 mol% was in the benzonoid=amine state, 30 mol% was in the dope=semiquinone radical state, 17 mol% was in the benzonoid niummonium salt state, and 17 mol% was in the benzonoid niummonium salt state. The imine state was 11 mol%.
次に、上記ポリアニリンを用いて実施例1と同様にして
電池を構成し、同様の電池試験を行なったところ、放電
容量は105Ah/kgであり、60’Cで10日間放
置後の容量保持率は55%であった。Next, a battery was constructed using the polyaniline described above in the same manner as in Example 1, and a similar battery test was conducted.The discharge capacity was 105Ah/kg, and the capacity retention rate after being left at 60'C for 10 days. was 55%.
〔実施例4〕
アニリン5cc、42%ホウフッ化水素酸15 cc
。[Example 4] Aniline 5 cc, 42% fluoroboric acid 15 cc
.
イオン交換水30ccからなる電解液を用い、10mA
の定電流で2.8時間通電し、ポリアニリンを得た。Using an electrolytic solution consisting of 30 cc of ion-exchanged water, 10 mA
A constant current of 2.8 hours was applied to obtain polyaniline.
次いでこのポリアニリンを1モル/Q、の塩酸ヒドラジ
ン水溶液(pH約1)に24時間浸漬し、更にヒドラジ
ン30重量/容量%を含む水溶液に24時間浸漬し、メ
タノール洗浄して真空乾燥した。Next, this polyaniline was immersed in a 1 mol/Q aqueous solution of hydrazine hydrochloride (pH approximately 1) for 24 hours, further immersed in an aqueous solution containing 30% by weight/volume of hydrazine for 24 hours, washed with methanol, and vacuum dried.
次に、上記ポリアニリンを正極とし、リチウムを負極、
L x B F 4 /プロピレンカーボネート1モル
/Qを電解液として電気化学セルを構成した。Next, the above polyaniline was used as a positive electrode, lithium was used as a negative electrode,
An electrochemical cell was constructed using L x B F 4 /propylene carbonate 1 mol/Q as an electrolyte.
この電気化学セルを用いて、上記ポリアニリン電極をリ
チウム対比3.8vに達するまで0.1mAの定電流で
ドープし、アセトニトリルで洗浄後真空乾燥した。Using this electrochemical cell, the polyaniline electrode was doped with a constant current of 0.1 mA until the voltage reached 3.8 V relative to lithium, washed with acetonitrile, and then dried in vacuum.
このポリアニリンは、X線光電子分光法により分析した
ところ、7〜9eVの間に強いピークがあり、ドープ=
セミキノンラジカル状態の含有量が非常に多かった(第
5図)。その導電率を測定したところ、50S/口であ
った。When this polyaniline was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy, there was a strong peak between 7 and 9 eV, and doping =
The content of semiquinone radical state was extremely high (Figure 5). When its electrical conductivity was measured, it was 50 S/mouth.
また、このポリアニリンをc13固体高分解能NMRに
より分析したところ、140−145ppmの間にピー
クを持ち、かつ140ppm未満にこのピークの85%
を超えるピークを持たず、この点からもドープ=セミキ
ノンラジカル状態の含有量が非常に多いことが確認され
た(第6図)。When this polyaniline was analyzed by C13 solid state high resolution NMR, it was found that it had a peak between 140 and 145 ppm, and 85% of this peak was below 140 ppm.
It was confirmed that the content of the dope=semiquinone radical state was extremely high from this point as well (Figure 6).
〔比較例3〕
アニリン5a、42%ホウフッ化水素酸15 cc、イ
オン交換水30ccからなる電解液を用い、10mAの
定電流で2.8時間通電し、ポリアニリンを得た。[Comparative Example 3] Using an electrolytic solution consisting of aniline 5a, 15 cc of 42% fluoroboric acid, and 30 cc of ion-exchanged water, electricity was applied at a constant current of 10 mA for 2.8 hours to obtain polyaniline.
次いでこのポリアニリンを1M水酸化ナトリウムに24
時間浸漬し、メタノール洗浄して真空乾燥した。This polyaniline was then dissolved in 1M sodium hydroxide for 24 hours.
It was soaked for an hour, washed with methanol, and dried in vacuum.
このポリアニリンは、X線光電子分光法により分析した
ところ、5eV以下のエネルギー領域に低いピークを2
つ有し、キノイドニジイミン状態の含有量が多かった(
第7図)。その導電率を測定したところ、10−’S/
■以下であった。When this polyaniline was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy, it showed two low peaks in the energy region of 5 eV or less.
The content of the quinoid diimine state was high (
Figure 7). When its conductivity was measured, it was found to be 10-'S/
■It was below.
次に、上記ポリアニリンを正極とし、リチウムを負極、
LiBF4/プロピレンカーボネート1モル/Qを電解
液として電池を構成した。この電池を用いて、上記ポリ
アニリン電極がリチウム対比3.6vに達するまで0.
1mAの定電流で充電し。Next, the above polyaniline was used as a positive electrode, lithium was used as a negative electrode,
A battery was constructed using LiBF4/propylene carbonate 1 mol/Q as an electrolyte. Using this battery, the polyaniline electrode was 0.0V until the voltage of the polyaniline electrode reached 3.6V vs. lithium.
Charge with a constant current of 1mA.
次にリチウム対比1.7vに達するまで0.1mAの定
電流で放電した。このポリアニリンは。Next, the battery was discharged at a constant current of 0.1 mA until reaching 1.7 V relative to lithium. This polyaniline.
514.5nm励起のラマン散乱分析でその組成を調べ
たところ、145o印−1〜1520ロー1の間に散乱
ピークを持つキノイドニジイミン状態のポリアニリンを
含んでいた(第8図)。なお、リチウム対比3.6に達
するまで0.1mAの定電流で充電した充電状態のポリ
アニリンは514.5nm励起のラマン散乱分析で13
00■−1〜1350ロー1の間の散乱ピークを持たず
、むしろ1470(m””付近に散乱ピークを持つので
、この点からもキノンニジイミン構造であることが確認
された。When its composition was investigated by Raman scattering analysis using excitation at 514.5 nm, it was found to contain polyaniline in a quinoid diimine state with a scattering peak between 145o mark -1 and 1520o mark (Fig. 8). In addition, polyaniline in a charged state, which was charged at a constant current of 0.1 mA until reaching 3.6 compared to lithium, was 13 by Raman scattering analysis with excitation at 514.5 nm.
Since it did not have a scattering peak between 00<-1> and 1350 rho1, but rather had a scattering peak near 1470 (m""), it was confirmed from this point that it was a quinone diimine structure.
次いで、リチウム対比3.6vに達するまで0.1mA
の定電流で充電し、リチウム対比2.OvまでQ、1m
Aの定電流で放電したところ、放電容量密度はほぼOA
h /kgであった。Then 0.1mA until reaching 3.6v vs. lithium
Charge with a constant current of 2. compared to lithium. Q to Ov, 1m
When discharged at a constant current of A, the discharge capacity density was approximately OA
h/kg.
〔比較例4〕
アニリン5cc、42%ホウフッ化水素5915cc、
イオン交換水30ccからなる電解液を用い、10mA
の定電流で2.8時間通電し、ポリアニリンを得た。[Comparative Example 4] 5 cc of aniline, 5915 cc of 42% hydrogen borofluoride,
Using an electrolytic solution consisting of 30 cc of ion-exchanged water, 10 mA
A constant current of 2.8 hours was applied to obtain polyaniline.
次いでこのポリアニリンを水洗後、真空乾燥した。Next, this polyaniline was washed with water and then vacuum dried.
このポリアニリンは、X線光電子分光法により分析した
ところ、8〜9eVの間にピークがあるものの、15〜
20eVの間にあるピークの方が大きく、P 、 Sn
auwaert at al、 : 5ynthe、M
et。When this polyaniline was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy, it showed a peak between 8 and 9 eV, but
The peak between 20 eV is larger and P, Sn
auwaert at al,: 5ynthe, M
etc.
18(1987)338に記載のスペクトルと同様の結
果を得た。その導電率を測定したところ、2S/■であ
った・
〔実施例5〕
アニリン5cc、42%ホウフッ化水素酸15 cc、
イオン交換水30ccからなる電解液を用い、10mA
の定電流で2.8時間通電し、ポリアニリンを得た。18 (1987) 338, similar results were obtained. When its conductivity was measured, it was 2S/■ [Example 5] 5 cc of aniline, 15 cc of 42% fluoroboric acid,
Using an electrolytic solution consisting of 30 cc of ion-exchanged water, 10 mA
A constant current of 2.8 hours was applied to obtain polyaniline.
次いで、このポリアニリンを1モル/Qの塩酸ヒドラジ
ン水溶液(pH約1)に24時間浸漬し、更にヒドラジ
ン30重量/容量%を含む水溶液に24時間浸漬し、メ
タノール洗浄して真空乾燥した。Next, this polyaniline was immersed in a 1 mol/Q aqueous solution of hydrazine hydrochloride (pH approximately 1) for 24 hours, further immersed in an aqueous solution containing 30% by weight/volume of hydrazine for 24 hours, washed with methanol, and vacuum dried.
このポリアニリンは、C□、固体高分解能NMRにより
分析したところ、115〜120ppmの間と135〜
140ppmの間にそれぞれ1つのピークを与えた(第
9図)。次に、導電率を測定したところ、1O−5S/
anであった。This polyaniline has C□, between 115 and 120 ppm and between 135 and 120 ppm, as analyzed by solid state high resolution NMR.
One peak was obtained between 140 ppm (Figure 9). Next, when the conductivity was measured, it was found that 1O-5S/
It was an.
〔比較例5〕
アニリン5cc、42%ホウフッ化水素酸15cc、イ
オン交換水30ccからなる電解液を用い、10mAの
定電流で2.8時間通電し、ポリアニリンを得た。[Comparative Example 5] Using an electrolytic solution consisting of 5 cc of aniline, 15 cc of 42% fluoroboric acid, and 30 cc of ion-exchanged water, electricity was applied at a constant current of 10 mA for 2.8 hours to obtain polyaniline.
次いで、このポリアニリンを1モル水酸化ナトリウムに
24時間浸漬し、メタノール洗浄して真空乾燥した。Next, this polyaniline was immersed in 1M sodium hydroxide for 24 hours, washed with methanol, and dried in vacuum.
このポリアニリンは、C□3固体高分解能NMR分析に
より115〜120ppmの間と135〜140ppm
の間と140〜180ppmの間にそれぞれピークを与
え、キノンニジイミン状態の含有量が多かった(第10
図)。次に、導電率を測定したところ、10−’S/a
++以下であった。This polyaniline has concentrations between 115 and 120 ppm and between 135 and 140 ppm by C□3 solid state high resolution NMR analysis.
peaks were given between 140 and 180 ppm, and the content of quinone diimine state was high (10
figure). Next, when the conductivity was measured, it was found to be 10-'S/a
It was below ++.
〔比較例6〕
アニリン5cc、42%ホウフッ化水素酸15cc、イ
オン交換水30ccからなる電解液を用い、10mAの
定電流で2.8時間通電し、ポリアニリンを得た。[Comparative Example 6] Using an electrolytic solution consisting of 5 cc of aniline, 15 cc of 42% fluoroboric acid, and 30 cc of ion-exchanged water, electricity was applied at a constant current of 10 mA for 2.8 hours to obtain polyaniline.
次いで、このポリアニリンを水洗後、真空乾燥した。Next, this polyaniline was washed with water and then vacuum dried.
このポリアニリンは、C工、固体高分解能NMR分析に
より130ppm付近に単一のピークを与えた(第11
図)。導電率を測定したところ、2S/■であったもの
の、亜鉛メツキした鉄の缶に保存しておいたところ、1
週間で缶が錆びていた。This polyaniline gave a single peak around 130 ppm (11th
figure). When I measured the conductivity, it was 2S/■, but when I stored it in a galvanized iron can, it was 1S/■.
The can had rusted within a week.
第1図は本発明の一実施例に係るポリアニリンの放電状
態における514.Snm励起レーザー光を用いたラマ
ン散乱スペクトル、第2図は同ポリアニリンのX線光電
子分光によるC15−284 、 OeVに校正したN
ISスペクトル、第3図は本発明の他の実施例に係るポ
リアニリンのX線光電子分光によるcls= 284
、 OeV NISスペクトル、第4図は本発明の更に
他の実施例に係るポリアニリンのX線光電子分光による
cis” 284 、○eVNISスペクトル、第5図
は本発明の別の実施例に係るポリアニリンのX線光電子
分光スペクトル、第6図は同ポリアニリンのC13固体
高分解能NMRスペクトル、第7図は比較例3のポリア
ニリンのX線高電子スペクトル、第8図は同ポリアニリ
ンの放電状態における514.Snm励起レーザー光を
用いたラマン散乱スペクトル、第9図は本発明の更に別
の実施例に係るポリアニリンのC工、固体高分解能NM
Rスペクトル、第10図は比較例5に係るポリアニリン
のC工3固体高分解能NMRスペクトル、第11図は比
較例6に係るポリアニリンのC工、固体高分解能N M
Rスペクトルである。FIG. 1 shows 514.5% of polyaniline in a discharge state according to an embodiment of the present invention. Raman scattering spectrum using Snm excitation laser light, Figure 2 shows C15-284 by X-ray photoelectron spectroscopy of the polyaniline, N calibrated to OeV.
IS spectrum, FIG. 3 is cls=284 obtained by X-ray photoelectron spectroscopy of polyaniline according to another example of the present invention.
, OeV NIS spectrum, FIG. 4 shows the cis" 284, ○eV NIS spectrum of polyaniline according to yet another embodiment of the present invention by X-ray photoelectron spectroscopy, and FIG. 5 shows the X Line photoelectron spectroscopy spectrum, Figure 6 shows the C13 solid-state high-resolution NMR spectrum of the same polyaniline, Figure 7 shows the X-ray high electron spectrum of the polyaniline of Comparative Example 3, and Figure 8 shows the 514.Snm excitation laser in the discharge state of the same polyaniline. A Raman scattering spectrum using light, FIG. 9 is a C-processed, solid-state high-resolution NM of polyaniline according to yet another embodiment of the present invention.
R spectrum, FIG. 10 is the solid-state high-resolution NMR spectrum of polyaniline according to Comparative Example 5, and FIG. 11 is the solid-state high-resolution NMR spectrum of polyaniline according to Comparative Example 6.
This is the R spectrum.
Claims (1)
分が7モル%以下であり、かつキノイド=ジイミン状態
になっている部分が25モル%以下であるポリアニリン
。1. Polyaniline in which the portion in the benzonoid niummonium salt state is 7 mol% or less, and the portion in the quinoid=diimine state is 25 mol% or less.
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16496887 | 1987-07-01 | ||
JP62-164968 | 1987-07-01 | ||
JP62-238168 | 1987-09-22 | ||
JP62-249146 | 1987-10-02 | ||
JP62-292391 | 1987-11-19 | ||
JP62-306715 | 1987-12-03 | ||
JP63-29707 | 1988-02-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02638A true JPH02638A (en) | 1990-01-05 |
Family
ID=15803296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63142460A Pending JPH02638A (en) | 1987-07-01 | 1988-06-09 | Polyaniline |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02638A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6866964B2 (en) | 2000-02-25 | 2005-03-15 | Nec Corporation | Secondary battery |
CN1293239C (en) * | 2001-11-19 | 2007-01-03 | 慈溪市大成经营公司 | Production process of polyester/polyester composite hot-melt short fiber |
-
1988
- 1988-06-09 JP JP63142460A patent/JPH02638A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6866964B2 (en) | 2000-02-25 | 2005-03-15 | Nec Corporation | Secondary battery |
US7642011B2 (en) | 2000-02-25 | 2010-01-05 | Nec Corporation | Secondary battery with a radical compound active material |
CN1293239C (en) * | 2001-11-19 | 2007-01-03 | 慈溪市大成经营公司 | Production process of polyester/polyester composite hot-melt short fiber |
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