JPH06168738A - 充放電可能な電池 - Google Patents
充放電可能な電池Info
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- JPH06168738A JPH06168738A JP4265493A JP26549392A JPH06168738A JP H06168738 A JPH06168738 A JP H06168738A JP 4265493 A JP4265493 A JP 4265493A JP 26549392 A JP26549392 A JP 26549392A JP H06168738 A JPH06168738 A JP H06168738A
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- discharge
- negative electrode
- doped
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】(1) Ｌｉイオンをドープして得られた炭素繊維
を負極活物質とし、電解液に該Ｌｉイオンを含ませてな
る充放電可能な電池であって、該炭素繊維が高導電性炭
素繊維であり、かつ該電池のクーロン効率が９０％以上
であることを特徴とする、充放電可能な電池。(2) Ｌｉイオンをドープして得られた炭素繊維を負極活
物質とし、電解液に該陽イオンを含ませてなる充放電可
能な電池であって、該炭素繊維が炭素繊維の束であり、
かつ該電池のクーロン効率が９０％以上であ ることを特
徴とする、充放電可能な電池。 【効果】本発明により、充放電特性がすぐれ、自己放電
が小さく、かつ高出力の、充電可能な電池を得ることが
できる。
を負極活物質とし、電解液に該Ｌｉイオンを含ませてな
る充放電可能な電池であって、該炭素繊維が高導電性炭
素繊維であり、かつ該電池のクーロン効率が９０％以上
であることを特徴とする、充放電可能な電池。(2) Ｌｉイオンをドープして得られた炭素繊維を負極活
物質とし、電解液に該陽イオンを含ませてなる充放電可
能な電池であって、該炭素繊維が炭素繊維の束であり、
かつ該電池のクーロン効率が９０％以上であ ることを特
徴とする、充放電可能な電池。 【効果】本発明により、充放電特性がすぐれ、自己放電
が小さく、かつ高出力の、充電可能な電池を得ることが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性高重合体を電池
の活物質に使用した充放電可能な電池に関するものであ
る。
の活物質に使用した充放電可能な電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】共役二重結合を備えた有機高重合体と、
ヨウ素や五フッ化炭素などの分子やＣｌＯ4 - ，ＰＦ6
- ，Ｌｉ+ ，（Ｂｕ2 Ｎ）+ などのイオンの結合体を作
ることによって高い導電性を示す物質が得られることが
明らかになって以来、この分野で多くの研究がすすめら
れてきた。一般に高重合体に他の分子やイオンを入れる
ことをドープと呼び、逆に一旦ドープされた高重合体か
ら分子やイオンがぬけ出ることをアンドープと呼んでい
る。
ヨウ素や五フッ化炭素などの分子やＣｌＯ4 - ，ＰＦ6
- ，Ｌｉ+ ，（Ｂｕ2 Ｎ）+ などのイオンの結合体を作
ることによって高い導電性を示す物質が得られることが
明らかになって以来、この分野で多くの研究がすすめら
れてきた。一般に高重合体に他の分子やイオンを入れる
ことをドープと呼び、逆に一旦ドープされた高重合体か
ら分子やイオンがぬけ出ることをアンドープと呼んでい
る。
【０００３】これらの中でポリアセチレンなどの高重合
体にイオンをドープして得られる導電性高重合体は、こ
のドープ、アンドープが可逆的におこなわれることが見
出され、これらの導電性高重合体を充放電可能な電池の
活物質に使用することが１９７９年にアメリカのペンシ
ルバニア大学マックダイアーミド教授らによって提案さ
れた。現在、多種類の導電性高重合体について、電池へ
の使用可能性についての検討がすすめられているところ
である。
体にイオンをドープして得られる導電性高重合体は、こ
のドープ、アンドープが可逆的におこなわれることが見
出され、これらの導電性高重合体を充放電可能な電池の
活物質に使用することが１９７９年にアメリカのペンシ
ルバニア大学マックダイアーミド教授らによって提案さ
れた。現在、多種類の導電性高重合体について、電池へ
の使用可能性についての検討がすすめられているところ
である。
【０００４】ところが、ポリアセチレンのような導電性
高重合体を電池の活物質に使用する場合、いくつかの問
題が存在する。第１に、これらの電池は最初、正極にド
ープした導電性高重合体、負極にリチウム、電解液に有
機電解液を使用した系として提案されたが、両極がこの
組合せの電池の場合、電池の充電状態（正極はドープさ
れた状態）の開路電圧が４Ｖ以上となり、充電電圧はさ
らに高い値となる。そのため電池の反応以外に電解液の
分解反応などが生じ、これがクーロン効率（充電電気量
に対する放電電気量の比率）が１００％とならなかった
り、また、自己放電の原因のひとつとなっていた。ま
た、充放電の際、リチウム電極には樹枝状結晶（デンド
ライト）が生じるなどの欠点があった。
高重合体を電池の活物質に使用する場合、いくつかの問
題が存在する。第１に、これらの電池は最初、正極にド
ープした導電性高重合体、負極にリチウム、電解液に有
機電解液を使用した系として提案されたが、両極がこの
組合せの電池の場合、電池の充電状態（正極はドープさ
れた状態）の開路電圧が４Ｖ以上となり、充電電圧はさ
らに高い値となる。そのため電池の反応以外に電解液の
分解反応などが生じ、これがクーロン効率（充電電気量
に対する放電電気量の比率）が１００％とならなかった
り、また、自己放電の原因のひとつとなっていた。ま
た、充放電の際、リチウム電極には樹枝状結晶（デンド
ライト）が生じるなどの欠点があった。
【０００５】これを克服するために、電池の負極には陽
イオンをドープした導電性高重合体を使用した、正・負
両極共が導電性高重合体からなる電池が提案されたが、
陽イオンをドープした導電性高重合体は極めて不安定で
あり、クーロン効率も非常に小さい値しか得られないと
いう欠点があった。
イオンをドープした導電性高重合体を使用した、正・負
両極共が導電性高重合体からなる電池が提案されたが、
陽イオンをドープした導電性高重合体は極めて不安定で
あり、クーロン効率も非常に小さい値しか得られないと
いう欠点があった。
【０００６】一方、グラファイトなどに陰イオンをドー
プした層間化合物を電池の正極活物質に使用することも
提案されているが、この電池の場合も負極にリチウムを
使用した場合、開路電圧が４Ｖ以上となって、電解液の
分解などの問題があった。
プした層間化合物を電池の正極活物質に使用することも
提案されているが、この電池の場合も負極にリチウムを
使用した場合、開路電圧が４Ｖ以上となって、電解液の
分解などの問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は炭素繊維に陽
イオンをドープして電池の負極とした場合、クーロン効
率などの特性がすばらしいを発見したことにもとづくも
のである。
イオンをドープして電池の負極とした場合、クーロン効
率などの特性がすばらしいを発見したことにもとづくも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は正極
に陰イオンをドープして得られる導電性高重合体、負極
には陽イオンをドープして得られる炭素繊維、電解液に
は上記陰イオンおよび陽イオンを含む溶液を使用するこ
とによって、従来の正極、負極共に導電性高重合体を使
用した電池の欠点を取り除き、充放電性がすぐれ、自己
放電が小さく、両極活物質に金属を使用しない、軽量か
つ高出力の充放電可能な電池を得るものである。
に陰イオンをドープして得られる導電性高重合体、負極
には陽イオンをドープして得られる炭素繊維、電解液に
は上記陰イオンおよび陽イオンを含む溶液を使用するこ
とによって、従来の正極、負極共に導電性高重合体を使
用した電池の欠点を取り除き、充放電性がすぐれ、自己
放電が小さく、両極活物質に金属を使用しない、軽量か
つ高出力の充放電可能な電池を得るものである。
【０００９】本発明の電池の正極は、ポリアセチレンや
ポリパラフェニレンなどの導電性高重合体からなる。ポ
リアセチレンやポリパラフェニレンなどの高重合体は、
そのままの状態では高電導性を示さないので、電気化学
的ドーピングによって高重合体に陰イオンをドープして
電導性を持たせる必要がある。使用する陰イオンは、Ｃ
ｌＯ4 - ，ＰＦ6 - ，ＡｓＦ6 - ，ＢＦ4 - などの多く
の種類の使用が可能であるが、使用する高重合体にドー
プした際の電導度や安定性を考慮して選択しなければな
らない。また、陰イオンのドープ量は使用する高重合体
によって異なることはいうまでもない。
ポリパラフェニレンなどの導電性高重合体からなる。ポ
リアセチレンやポリパラフェニレンなどの高重合体は、
そのままの状態では高電導性を示さないので、電気化学
的ドーピングによって高重合体に陰イオンをドープして
電導性を持たせる必要がある。使用する陰イオンは、Ｃ
ｌＯ4 - ，ＰＦ6 - ，ＡｓＦ6 - ，ＢＦ4 - などの多く
の種類の使用が可能であるが、使用する高重合体にドー
プした際の電導度や安定性を考慮して選択しなければな
らない。また、陰イオンのドープ量は使用する高重合体
によって異なることはいうまでもない。
【００１０】本発明電池に用いる事の出来るポリアセチ
レンは、一般にチタン、バナジウム等の遷移金属化合物
と周期率表第１〜３族の金属の有機金属化合物から成る
チーグラー型配位アニオン重合触媒により重合される。
例えば、チタン化合物Ｔｉ（ＯＲ）4 Ｒ＝アルキル基
と、有機アルミニウム化合物ＡＩＲ´3 Ｒ´＝アルキル
基、とくにチタニウムテトラブトオキサイド−トリエチ
ルアルミニウムとの組合せが有効である。
レンは、一般にチタン、バナジウム等の遷移金属化合物
と周期率表第１〜３族の金属の有機金属化合物から成る
チーグラー型配位アニオン重合触媒により重合される。
例えば、チタン化合物Ｔｉ（ＯＲ）4 Ｒ＝アルキル基
と、有機アルミニウム化合物ＡＩＲ´3 Ｒ´＝アルキル
基、とくにチタニウムテトラブトオキサイド−トリエチ
ルアルミニウムとの組合せが有効である。
【００１１】重合はこれらの触媒を含む炭化水素溶液に
アセチレンを導入して行う事が出来る。このように重合
して得たポリアセチレンフィルムに、さらに触媒を塗布
し、重ねて重合する事により得た高密度のポリアセチレ
ンフィルムが特に好ましく、本発明電池に用いられる。
アセチレンを導入して行う事が出来る。このように重合
して得たポリアセチレンフィルムに、さらに触媒を塗布
し、重ねて重合する事により得た高密度のポリアセチレ
ンフィルムが特に好ましく、本発明電池に用いられる。
【００１２】一旦陰イオンをドープされた高重合体は、
高電導性を示す。そして、通電方向をかえることによっ
て、陰イオンがドープ（充電）されたり、アンドープ
（放電）されたりする。すなわち電池として充放電が可
能となる。この場合、使用する高重合体は、充放電をい
くら繰り返しても特性が変化せず、かつ充放電の際のク
ーロン効率がすぐれたものを選択する必要がある。
高電導性を示す。そして、通電方向をかえることによっ
て、陰イオンがドープ（充電）されたり、アンドープ
（放電）されたりする。すなわち電池として充放電が可
能となる。この場合、使用する高重合体は、充放電をい
くら繰り返しても特性が変化せず、かつ充放電の際のク
ーロン効率がすぐれたものを選択する必要がある。
【００１３】本発明の負極には炭素繊維を使用する。炭
素繊維はそれ自体が高電導性であるので電極材料として
は極めて有利である。また、空気中においても全く変化
せず、極めて取扱いが便利であり、繊維を束にして布状
に織ることができるので、どのような形状の電極をも作
ることができる、という利点がある。そのうえ表面積が
大きいので、大電流をとり出すことができるという利点
がある。しかも炭素繊維に陽イオンを電気化学的にドー
プあるいはアンドープすることが可能で、ドープした炭
素繊維は極めて安定であり、更にいくらドープとアンド
ープを繰り返しても（充放電）特性の変化はなく、しか
も充放電のクーロン効率はほぼ１００パーセントを示
す。
素繊維はそれ自体が高電導性であるので電極材料として
は極めて有利である。また、空気中においても全く変化
せず、極めて取扱いが便利であり、繊維を束にして布状
に織ることができるので、どのような形状の電極をも作
ることができる、という利点がある。そのうえ表面積が
大きいので、大電流をとり出すことができるという利点
がある。しかも炭素繊維に陽イオンを電気化学的にドー
プあるいはアンドープすることが可能で、ドープした炭
素繊維は極めて安定であり、更にいくらドープとアンド
ープを繰り返しても（充放電）特性の変化はなく、しか
も充放電のクーロン効率はほぼ１００パーセントを示
す。
【００１４】このように炭素繊維は電池の負極の活物質
として極めてすぐれた特性を示すものである。
として極めてすぐれた特性を示すものである。
【００１５】なお、炭素繊維にドープ可能な陽イオンと
しては、Ｌｉ+ 、Ｎａ+ ，（Ｂｕ4Ｎ）+ などをはじ
め、多くの種類が可能となる。また陽イオンのドープ量
は炭素繊維の種類によって決ってくるが、炭素繊維１ｇ
当り４４ｍＡｈ程度がドープされる。負極として好まし
い炭素繊維は黒鉛化度の高い高密度な繊維である。
しては、Ｌｉ+ 、Ｎａ+ ，（Ｂｕ4Ｎ）+ などをはじ
め、多くの種類が可能となる。また陽イオンのドープ量
は炭素繊維の種類によって決ってくるが、炭素繊維１ｇ
当り４４ｍＡｈ程度がドープされる。負極として好まし
い炭素繊維は黒鉛化度の高い高密度な繊維である。
【００１６】本発明電池に用いる事の出来る炭素繊維
は、ポリアクリロニトリル、セルロースあるいはピッツ
等を焼成して合成する事が出来る。炭素繊維はこれら原
料を一般に２０００℃前後で焼成して合成出来るが、更
に高温で焼成しグラファイト化率を向上させた炭素繊維
が好適に本発明電池には用いられ、例えば、“トレカ”
Ｍ−４０，Ｔ−３００（東レ（株）製）等が好適に用い
られる。炭素繊維は長繊維でも短繊維でも良い。
は、ポリアクリロニトリル、セルロースあるいはピッツ
等を焼成して合成する事が出来る。炭素繊維はこれら原
料を一般に２０００℃前後で焼成して合成出来るが、更
に高温で焼成しグラファイト化率を向上させた炭素繊維
が好適に本発明電池には用いられ、例えば、“トレカ”
Ｍ−４０，Ｔ−３００（東レ（株）製）等が好適に用い
られる。炭素繊維は長繊維でも短繊維でも良い。
【００１７】本発明の電解液としては、正極にドープす
る陰イオンと、負極にドープする陽イオンを含み、これ
らイオンを溶解した場合に適当な電導度をもち、分解電
圧がある程度高く、電池の充電時の最適電圧においても
分解しない、安定した溶液を使用する。例えば正極には
ＣｌＯ4 - をドープしたポリアセチレン、負極にはＬｉ
+ をドープした炭素繊維を使用した場合を例にとると、
充電電圧は約２．５Ｖ〜約３．５Ｖ、放電電圧は約３．
０Ｖ〜約１．５Ｖとなるので、少くとも３．５Ｖでは分
解しない電解液を選択しなければならない。このような
電解液としては、水溶液は使用できず、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、
１，２−ジメトキシエタンなどの有機溶媒を使用した溶
液が適している。
る陰イオンと、負極にドープする陽イオンを含み、これ
らイオンを溶解した場合に適当な電導度をもち、分解電
圧がある程度高く、電池の充電時の最適電圧においても
分解しない、安定した溶液を使用する。例えば正極には
ＣｌＯ4 - をドープしたポリアセチレン、負極にはＬｉ
+ をドープした炭素繊維を使用した場合を例にとると、
充電電圧は約２．５Ｖ〜約３．５Ｖ、放電電圧は約３．
０Ｖ〜約１．５Ｖとなるので、少くとも３．５Ｖでは分
解しない電解液を選択しなければならない。このような
電解液としては、水溶液は使用できず、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、
１，２−ジメトキシエタンなどの有機溶媒を使用した溶
液が適している。
【００１８】なお本発明の構成によって二次電池のみな
らず、容量の大きなキャパシターとして利用することも
可能である。
らず、容量の大きなキャパシターとして利用することも
可能である。
【００１９】
【実施例】次に本発明の実施例について述べる。 実施例１ 試作電池の断面を図１に示す。図１において、１はポリ
アセチレン正極活物質、２は正極集電体（材質は白
金）、３は炭素繊維を織った布からなる負極活物質、４
は負極集電体（材質は白金）、５はセパレータとしての
多孔性ガラス板、６は電解液、７はスペーサーとしての
ガラス棒、８は正極端子、９は負極端子、１０はガラス
容器である。
アセチレン正極活物質、２は正極集電体（材質は白
金）、３は炭素繊維を織った布からなる負極活物質、４
は負極集電体（材質は白金）、５はセパレータとしての
多孔性ガラス板、６は電解液、７はスペーサーとしての
ガラス棒、８は正極端子、９は負極端子、１０はガラス
容器である。
【００２０】正極活物質であるポリアセチレンは、大き
さ１０ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、重量８．５ｍ
ｇであった。負極の炭素繊維の布は、大きさ１０ｍｍ×
２０ｍｍ、重量３０ｍｇであった。電解液は１．０ｍｏ
ｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 のプロピレンカーボネート溶液を
使用した。この電池は組立て直後は充電状態にあり、開
路電圧は３．３Ｖを示した。そのあと電池を定電流で放
電と充電を繰り返した。
さ１０ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、重量８．５ｍ
ｇであった。負極の炭素繊維の布は、大きさ１０ｍｍ×
２０ｍｍ、重量３０ｍｇであった。電解液は１．０ｍｏ
ｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 のプロピレンカーボネート溶液を
使用した。この電池は組立て直後は充電状態にあり、開
路電圧は３．３Ｖを示した。そのあと電池を定電流で放
電と充電を繰り返した。
【００２１】図２は上記試作電池の充放電特性を示した
ものである。充放電は室温で、充電、放電とも１．０ｍ
Ａ／ｃｅｌｌの定電流で行なった。図２において、曲線
Ａ−Ｂは充電曲線であり、この時には正極のポリアセチ
レンにはＣｌＯ4-イオンがドープされ、同時に負極の炭
素繊維にはＬｉ+ イオンがドープされる。また図におい
て曲線Ｂ−Ｃは放電曲線であり、この時には正極のポリ
アセチレンではＣｌＯ4 - イオンがアンドープされ、同
時に負極の炭素繊維ではＬｉ+ イオンがアンドープされ
る。放電電圧は２．５Ｖ付近で平坦に近い電圧を示す
が、２．０Ｖ付近から急に低下しはじめる。
ものである。充放電は室温で、充電、放電とも１．０ｍ
Ａ／ｃｅｌｌの定電流で行なった。図２において、曲線
Ａ−Ｂは充電曲線であり、この時には正極のポリアセチ
レンにはＣｌＯ4-イオンがドープされ、同時に負極の炭
素繊維にはＬｉ+ イオンがドープされる。また図におい
て曲線Ｂ−Ｃは放電曲線であり、この時には正極のポリ
アセチレンではＣｌＯ4 - イオンがアンドープされ、同
時に負極の炭素繊維ではＬｉ+ イオンがアンドープされ
る。放電電圧は２．５Ｖ付近で平坦に近い電圧を示す
が、２．０Ｖ付近から急に低下しはじめる。
【００２２】なお、この電池の充放電特性は図２と同じ
条件で充放電サイクルを繰り返した場合、ほとんど変化
しなかった。また、充電を１．０ｍＡ／ｃｅｌｌで６０
分間充電した場合も、充電電圧は３．５Ｖ以下であり、
１．０ｍＡ／ｃｅｌｌでの放電時間も５５〜５８分の間
となった。試作電池は充電電気量が６０ｍＡ・分までの
範囲ではポリアセチレンへのＣｌＯ4 - のドープ量が６
％以下であるので、クーロン効率は９０〜１００％の極
めてすぐれた値を示した。また充電して一定時間開路状
態で放置した後放電した場合、放電容量は充電直後に放
電した場合の容量とほとんど差はなく、自己放電による
容量減少は極めて小さかった。
条件で充放電サイクルを繰り返した場合、ほとんど変化
しなかった。また、充電を１．０ｍＡ／ｃｅｌｌで６０
分間充電した場合も、充電電圧は３．５Ｖ以下であり、
１．０ｍＡ／ｃｅｌｌでの放電時間も５５〜５８分の間
となった。試作電池は充電電気量が６０ｍＡ・分までの
範囲ではポリアセチレンへのＣｌＯ4 - のドープ量が６
％以下であるので、クーロン効率は９０〜１００％の極
めてすぐれた値を示した。また充電して一定時間開路状
態で放置した後放電した場合、放電容量は充電直後に放
電した場合の容量とほとんど差はなく、自己放電による
容量減少は極めて小さかった。
【００２３】次に、従来の電池と比較するために、正・
負両極ともポリアセチレンからなる電池を試作し、実施
例１に示した本発明になる電池との特性を比較した。
負両極ともポリアセチレンからなる電池を試作し、実施
例１に示した本発明になる電池との特性を比較した。
【００２４】電池構成は、正負両極とも大きさ１０ｍｍ
×２０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、重量８．５ｍｇのポリア
セチレンとし、片面に集電体としてはたらく白金板を貼
り付けた。電解液は１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 の
プロピレンカーボネート溶液を使用し、構造は図１に示
したものとほぼ同じとした。この電池の開路電圧は充電
状態で２．６Ｖを示した。
×２０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、重量８．５ｍｇのポリア
セチレンとし、片面に集電体としてはたらく白金板を貼
り付けた。電解液は１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 の
プロピレンカーボネート溶液を使用し、構造は図１に示
したものとほぼ同じとした。この電池の開路電圧は充電
状態で２．６Ｖを示した。
【００２５】図３は上記従来電池の充放電特性を示した
ものであり、充放電は室温で、充電、放電とも０．５ｍ
Ａの定電流で行なった。図３において、曲線Ｄ−Ｅは充
電曲線であり、この時には正極のポリアセチレンにはＣ
ｌＯ4 - イオンがドープされ、負極のポリアセチレンに
はＬｉ+ イオンがドープされる。また、図３において曲
線Ｅ−Ｆは放電曲線であり、この時には正極のポリアセ
チレンではＣｌＯ4 -イオンがアンドープされ、同時に
負極のポリアセチレンではＬｉ+ イオンがアンドープさ
れる。放電電圧は平坦とはならず、放電終止電圧を１．
５Ｖとした場合のクーロン効率は約５０％であった。
ものであり、充放電は室温で、充電、放電とも０．５ｍ
Ａの定電流で行なった。図３において、曲線Ｄ−Ｅは充
電曲線であり、この時には正極のポリアセチレンにはＣ
ｌＯ4 - イオンがドープされ、負極のポリアセチレンに
はＬｉ+ イオンがドープされる。また、図３において曲
線Ｅ−Ｆは放電曲線であり、この時には正極のポリアセ
チレンではＣｌＯ4 -イオンがアンドープされ、同時に
負極のポリアセチレンではＬｉ+ イオンがアンドープさ
れる。放電電圧は平坦とはならず、放電終止電圧を１．
５Ｖとした場合のクーロン効率は約５０％であった。
【００２６】なお、クーロン効率は充放電電流が大きく
なった場合や、充電電気量が大きくなった場合には５０
％より小さくなった。
なった場合や、充電電気量が大きくなった場合には５０
％より小さくなった。
【００２７】以上のように、正、負両極ともポリアセチ
レンからなる従来の電池の特性は実施例１に示した本発
明になる電池の特性より劣っていることは明らかとなっ
た。 実施例２ 電解液に１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＢＦ4 のプロピレンカ
ーボネート溶液を使用し、その他の構成は実施例１と同
じ電池を試作した。この電池の充放電特性は図２に示し
た実施例１の場合とほとんど同じであった。 実施例３ 電解液に１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 のテトラヒド
ラフラン溶液を使用し、その他の構成は実施例１と同じ
電池を試作した。この電池の充放電特性は第２に示した
実施例１の場合とほとんど同じであった。
レンからなる従来の電池の特性は実施例１に示した本発
明になる電池の特性より劣っていることは明らかとなっ
た。 実施例２ 電解液に１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＢＦ4 のプロピレンカ
ーボネート溶液を使用し、その他の構成は実施例１と同
じ電池を試作した。この電池の充放電特性は図２に示し
た実施例１の場合とほとんど同じであった。 実施例３ 電解液に１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 のテトラヒド
ラフラン溶液を使用し、その他の構成は実施例１と同じ
電池を試作した。この電池の充放電特性は第２に示した
実施例１の場合とほとんど同じであった。
【００２８】上記実施例においては導電性高重合体とし
てポリアセチレンの場合を示したが、本発明になる電池
の正極はポリアセチレンに限定されるものではなく、ポ
リパラフェニレンなど実施例以外の多くの導電性重合体
が使用可能であるということはいうまでもない。
てポリアセチレンの場合を示したが、本発明になる電池
の正極はポリアセチレンに限定されるものではなく、ポ
リパラフェニレンなど実施例以外の多くの導電性重合体
が使用可能であるということはいうまでもない。
【００２９】以上の例に示した如く、本発明になる電池
は、正極に導電性高重合体、負極に炭素繊維を使用した
が、共にドープ状態では極めて安定であり、しかも充放
電に際しての形状変化がなく、充放電のクーロン効率が
すぐれているため、いくら充放電を繰り返しても特性に
変化が生じることがない。また、電圧は充電時の最大値
が約３．５Ｖであるため、使用する有機電解液の分解等
は全く生じないので、副反応はなく、自己放電も極めて
わずかに抑えられるものである。
は、正極に導電性高重合体、負極に炭素繊維を使用した
が、共にドープ状態では極めて安定であり、しかも充放
電に際しての形状変化がなく、充放電のクーロン効率が
すぐれているため、いくら充放電を繰り返しても特性に
変化が生じることがない。また、電圧は充電時の最大値
が約３．５Ｖであるため、使用する有機電解液の分解等
は全く生じないので、副反応はなく、自己放電も極めて
わずかに抑えられるものである。
【００３０】
【発明の効果】本発明により、充放電特性がすぐれ、自
己放電が小さく、両極活物質に金属を使用しない、軽量
かつ高出力の、充電可能な電池を得ることができる。
己放電が小さく、両極活物質に金属を使用しない、軽量
かつ高出力の、充電可能な電池を得ることができる。
【図１】本発明の電池の断面図である。
【図２】本発明の電池の充放電曲線の例を示した図面で
ある。
ある。
【図３】本発明の電池の充放電特性を示した図面であ
る。
る。
１：正極 ３：負極 ５：セパレータ ６：電解液
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】充放電可能な電池
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性高重合体を電池
の活物質に使用した充放電可能な電池に関するものであ
る。
の活物質に使用した充放電可能な電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】共役二重結合を備えた有機高重合体と、
ヨウ素や五フッ化炭素などの分子やＣｌＯ4 - ，ＰＦ6
- ，Ｌｉ+ ，（Ｂｕ2 Ｎ）+ などのイオンの結合体を作
ることによって高い導電性を示す物質が得られることが
明らかになって以来、この分野で多くの研究がすすめら
れてきた。一般に高重合体に他の分子やイオンを入れる
ことをドープと呼び、逆に一旦ドープされた高重合体か
ら分子やイオンがぬけ出ることをアンドープと呼んでい
る。
ヨウ素や五フッ化炭素などの分子やＣｌＯ4 - ，ＰＦ6
- ，Ｌｉ+ ，（Ｂｕ2 Ｎ）+ などのイオンの結合体を作
ることによって高い導電性を示す物質が得られることが
明らかになって以来、この分野で多くの研究がすすめら
れてきた。一般に高重合体に他の分子やイオンを入れる
ことをドープと呼び、逆に一旦ドープされた高重合体か
ら分子やイオンがぬけ出ることをアンドープと呼んでい
る。
【０００３】これらの中でポリアセチレンなどの高重合
体にイオンをドープして得られる導電性高重合体は、こ
のドープ、アンドープが可逆的におこなわれることが見
出され、これらの導電性高重合体を充放電可能な電池の
活物質に使用することが１９７９年にアメリカのペンシ
ルバニア大学マックダイアーミド教授らによって提案さ
れた。現在、多種類の導電性高重合体について、電池へ
の使用可能性についての検討がすすめられているところ
である。
体にイオンをドープして得られる導電性高重合体は、こ
のドープ、アンドープが可逆的におこなわれることが見
出され、これらの導電性高重合体を充放電可能な電池の
活物質に使用することが１９７９年にアメリカのペンシ
ルバニア大学マックダイアーミド教授らによって提案さ
れた。現在、多種類の導電性高重合体について、電池へ
の使用可能性についての検討がすすめられているところ
である。
【０００４】ところが、ポリアセチレンのような導電性
高重合体を電池の活物質に使用する場合、いくつかの問
題が存在する。第１に、これらの電池は最初、正極にド
ープした導電性高重合体、負極にリチウム、電解液に有
機電解液を使用した系として提案されたが、両極がこの
組合せの電池の場合、電池の充電状態（正極はドープさ
れた状態）の開路電圧が４Ｖ以上となり、充電電圧はさ
らに高い値となる。そのため電池の反応以外に電解液の
分解反応などが生じ、これがクーロン効率（充電電気量
に対する放電電気量の比率）が１００％とならなかった
り、また、自己放電の原因のひとつとなっていた。ま
た、充放電の際、リチウム電極には樹枝状結晶（デンド
ライト）が生じるなどの欠点があった。
高重合体を電池の活物質に使用する場合、いくつかの問
題が存在する。第１に、これらの電池は最初、正極にド
ープした導電性高重合体、負極にリチウム、電解液に有
機電解液を使用した系として提案されたが、両極がこの
組合せの電池の場合、電池の充電状態（正極はドープさ
れた状態）の開路電圧が４Ｖ以上となり、充電電圧はさ
らに高い値となる。そのため電池の反応以外に電解液の
分解反応などが生じ、これがクーロン効率（充電電気量
に対する放電電気量の比率）が１００％とならなかった
り、また、自己放電の原因のひとつとなっていた。ま
た、充放電の際、リチウム電極には樹枝状結晶（デンド
ライト）が生じるなどの欠点があった。
【０００５】これを克服するために、電池の負極には陽
イオンをドープした導電性高重合体を使用した、正・負
両極共が導電性高重合体からなる電池が提案されたが、
陽イオンをドープした導電性高重合体は極めて不安定で
あり、クーロン効率も非常に小さい値しか得られないと
いう欠点があった。
イオンをドープした導電性高重合体を使用した、正・負
両極共が導電性高重合体からなる電池が提案されたが、
陽イオンをドープした導電性高重合体は極めて不安定で
あり、クーロン効率も非常に小さい値しか得られないと
いう欠点があった。
【０００６】一方、グラファイトなどに陰イオンをドー
プした層間化合物を電池の正極活物質に使用することも
提案されているが、この電池の場合も負極にリチウムを
使用した場合、開路電圧が４Ｖ以上となって、電解液の
分解などの問題があった。
プした層間化合物を電池の正極活物質に使用することも
提案されているが、この電池の場合も負極にリチウムを
使用した場合、開路電圧が４Ｖ以上となって、電解液の
分解などの問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は炭素繊維にＬ
ｉイオンをドープして電池の負極とした場合、クーロン
効率などの特性がすばらしいことを発見したことにもと
づくものであり、充放電特性がすぐれ、自己放電が小さ
い、高出力の充電可能な電池を得ることを目的とする。
ｉイオンをドープして電池の負極とした場合、クーロン
効率などの特性がすばらしいことを発見したことにもと
づくものであり、充放電特性がすぐれ、自己放電が小さ
い、高出力の充電可能な電池を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(1) Ｌｉイオンをドープして得られた炭素繊維を負極活
物質とし、電解液に該陽イオンを含ませてなる充放電可
能な電池であって、該炭素繊維が高導電性炭素繊維であ
り、かつ該電池のクーロン効率が９０％以上であること
を特徴とする、充放電可能な電池、 (2) Ｌｉイオンをド
ープして得られた炭素繊維を負極活物質とし、電解液に
該陽イオンを含ませてなる充放電可能な電池であって、
該炭素繊維が炭素繊維の束であり、かつ該電池のクーロ
ン効率が９０％以上であることを特徴とする、充放電可
能な電池、に関する。
(1) Ｌｉイオンをドープして得られた炭素繊維を負極活
物質とし、電解液に該陽イオンを含ませてなる充放電可
能な電池であって、該炭素繊維が高導電性炭素繊維であ
り、かつ該電池のクーロン効率が９０％以上であること
を特徴とする、充放電可能な電池、 (2) Ｌｉイオンをド
ープして得られた炭素繊維を負極活物質とし、電解液に
該陽イオンを含ませてなる充放電可能な電池であって、
該炭素繊維が炭素繊維の束であり、かつ該電池のクーロ
ン効率が９０％以上であることを特徴とする、充放電可
能な電池、に関する。
【０００９】本発明の負極には炭素繊維を使用する。炭
素繊維はそれ自体が高電導性であるので電極材料として
は極めて有利である。また、空気中においても全く変化
せず、極めて取扱いが便利であり、繊維を束にして布状
に織ることができるので、どのような形状の電極をも作
ることができる、という利点がある。そのうえ表面積が
大きいので、大電流をとり出すことができるという利点
がある。しかも炭素繊維にＬｉイオンを電気化学的にド
ープあるいはアンドープすることが可能で、ドープした
炭素繊維は極めて安定であり、更にいくらドープとアン
ドープを繰り返しても（充放電）特性の変化はなく、し
かも充放電のクーロン効率はほぼ１００パーセントを示
す。
素繊維はそれ自体が高電導性であるので電極材料として
は極めて有利である。また、空気中においても全く変化
せず、極めて取扱いが便利であり、繊維を束にして布状
に織ることができるので、どのような形状の電極をも作
ることができる、という利点がある。そのうえ表面積が
大きいので、大電流をとり出すことができるという利点
がある。しかも炭素繊維にＬｉイオンを電気化学的にド
ープあるいはアンドープすることが可能で、ドープした
炭素繊維は極めて安定であり、更にいくらドープとアン
ドープを繰り返しても（充放電）特性の変化はなく、し
かも充放電のクーロン効率はほぼ１００パーセントを示
す。
【００１０】このように炭素繊維は電池の負極の活物質
として極めてすぐれた特性を示すものである。
として極めてすぐれた特性を示すものである。
【００１１】本発明においては、炭素繊維にドープ可能
な陽イオンとして、Ｌｉ+ が用いられる。またＬｉイオ
ンのドープ量は炭素繊維の種類によって決ってくるが、
炭素繊維１ｇ当り４４ｍＡｈ程度がドープされる。負極
として好ましい炭素繊維は黒鉛化度の高い高密度な繊維
である。
な陽イオンとして、Ｌｉ+ が用いられる。またＬｉイオ
ンのドープ量は炭素繊維の種類によって決ってくるが、
炭素繊維１ｇ当り４４ｍＡｈ程度がドープされる。負極
として好ましい炭素繊維は黒鉛化度の高い高密度な繊維
である。
【００１２】本発明電池に用いる事の出来る炭素繊維
は、ポリアクリロニトリル、セルロースあるいはピッツ
等を焼成して合成する事が出来る。炭素繊維はこれら原
料を一般に２０００℃前後で焼成して合成出来るが、更
に高温で焼成しグラファイト化率を向上させた炭素繊維
が好適に本発明電池には用いられ、例えば、“トレカ”
Ｍ−４０，Ｔ−３００（東レ（株）製）等が好適に用い
られる。炭素繊維は長繊維でも短繊維でも良い。
は、ポリアクリロニトリル、セルロースあるいはピッツ
等を焼成して合成する事が出来る。炭素繊維はこれら原
料を一般に２０００℃前後で焼成して合成出来るが、更
に高温で焼成しグラファイト化率を向上させた炭素繊維
が好適に本発明電池には用いられ、例えば、“トレカ”
Ｍ−４０，Ｔ−３００（東レ（株）製）等が好適に用い
られる。炭素繊維は長繊維でも短繊維でも良い。
【００１３】本発明の電解液としては、負極にドープす
るＬｉイオンを含み、また、場合によっては、正極にド
ープする陰イオンを含み、これらイオンを溶解した場合
に適当な電導度をもち、分解電圧がある程度高く、電池
の充電時の最適電圧においても分解しない、安定した溶
液を使用する。例えば正極にはＣｌＯ4 - をドープした
ポリアセチレン、負極にはＬｉ+ をドープした炭素繊維
を使用した場合を例にとると、充電電圧は約２．５Ｖ〜
約３．５Ｖ、放電電圧は約３．０Ｖ〜約１．５Ｖとなる
ので、少くとも３．５Ｖでは分解しない電解液を選択し
なければならない。このような電解液としては、水溶液
は使用できず、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、１，２−ジメトキシエタ
ンなどの有機溶媒を使用した溶液が適している。
るＬｉイオンを含み、また、場合によっては、正極にド
ープする陰イオンを含み、これらイオンを溶解した場合
に適当な電導度をもち、分解電圧がある程度高く、電池
の充電時の最適電圧においても分解しない、安定した溶
液を使用する。例えば正極にはＣｌＯ4 - をドープした
ポリアセチレン、負極にはＬｉ+ をドープした炭素繊維
を使用した場合を例にとると、充電電圧は約２．５Ｖ〜
約３．５Ｖ、放電電圧は約３．０Ｖ〜約１．５Ｖとなる
ので、少くとも３．５Ｖでは分解しない電解液を選択し
なければならない。このような電解液としては、水溶液
は使用できず、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、１，２−ジメトキシエタ
ンなどの有機溶媒を使用した溶液が適している。
【００１４】なお本発明の構成によって二次電池のみな
らず、容量の大きなキャパシターとして利用することも
可能である。
らず、容量の大きなキャパシターとして利用することも
可能である。
【００１５】
【実施例】次に本発明の実施例について述べる。
【００１６】実施例１ 試作電池の断面を図１に示す。図１において、１はポリ
アセチレン正極活物質、２は正極集電体（材質は白
金）、３は炭素繊維を織った布からなる負極活物質、４
は負極集電体（材質は白金）、５はセパレータとしての
多孔性ガラス板、６は電解液、７はスペーサーとしての
ガラス棒、８は正極端子、９は負極端子、１０はガラス
容器である。
アセチレン正極活物質、２は正極集電体（材質は白
金）、３は炭素繊維を織った布からなる負極活物質、４
は負極集電体（材質は白金）、５はセパレータとしての
多孔性ガラス板、６は電解液、７はスペーサーとしての
ガラス棒、８は正極端子、９は負極端子、１０はガラス
容器である。
【００１７】正極活物質であるポリアセチレンは、大き
さ１０ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、重量８．５ｍ
ｇであった。負極の炭素繊維の布は、大きさ１０ｍｍ×
２０ｍｍ、重量３０ｍｇであった。電解液は１．０ｍｏ
ｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 のプロピレンカーボネート溶液を
使用した。この電池は組立て直後は充電状態にあり、開
路電圧は３．３Ｖを示した。そのあと電池を定電流で放
電と充電を繰り返した。
さ１０ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、重量８．５ｍ
ｇであった。負極の炭素繊維の布は、大きさ１０ｍｍ×
２０ｍｍ、重量３０ｍｇであった。電解液は１．０ｍｏ
ｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 のプロピレンカーボネート溶液を
使用した。この電池は組立て直後は充電状態にあり、開
路電圧は３．３Ｖを示した。そのあと電池を定電流で放
電と充電を繰り返した。
【００１８】図２は上記試作電池の充放電特性を示した
ものである。充放電は室温で、充電、放電とも１．０ｍ
Ａ／ｃｅｌｌの定電流で行なった。図２において、曲線
Ａ−Ｂは充電曲線であり、この時には正極のポリアセチ
レンにはＣｌＯ4-イオンがドープされ、同時に負極の炭
素繊維にはＬｉ+ イオンがドープされる。また図におい
て曲線Ｂ−Ｃは放電曲線であり、この時には正極のポリ
アセチレンではＣｌＯ4 - イオンがアンドープされ、同
時に負極の炭素繊維ではＬｉ+ イオンがアンドープされ
る。放電電圧は２．５Ｖ付近で平坦に近い電圧を示す
が、２．０Ｖ付近から急に低下しはじめる。
ものである。充放電は室温で、充電、放電とも１．０ｍ
Ａ／ｃｅｌｌの定電流で行なった。図２において、曲線
Ａ−Ｂは充電曲線であり、この時には正極のポリアセチ
レンにはＣｌＯ4-イオンがドープされ、同時に負極の炭
素繊維にはＬｉ+ イオンがドープされる。また図におい
て曲線Ｂ−Ｃは放電曲線であり、この時には正極のポリ
アセチレンではＣｌＯ4 - イオンがアンドープされ、同
時に負極の炭素繊維ではＬｉ+ イオンがアンドープされ
る。放電電圧は２．５Ｖ付近で平坦に近い電圧を示す
が、２．０Ｖ付近から急に低下しはじめる。
【００１９】なお、この電池の充放電特性は図２と同じ
条件で充放電サイクルを繰り返した場合、ほとんど変化
しなかった。また、充電を１．０ｍＡ／ｃｅｌｌで６０
分間充電した場合も、充電電圧は３．５Ｖ以下であり、
１．０ｍＡ／ｃｅｌｌでの放電時間も５５〜５８分の間
となった。試作電池は充電電気量が６０ｍＡ・分までの
範囲ではポリアセチレンへのＣｌＯ4 - のドープ量が６
％以下であるので、クーロン効率は９０〜１００％の極
めてすぐれた値を示した。また充電して一定時間開路状
態で放置した後放電した場合、放電容量は充電直後に放
電した場合の容量とほとんど差はなく、自己放電による
容量減少は極めて小さかった。
条件で充放電サイクルを繰り返した場合、ほとんど変化
しなかった。また、充電を１．０ｍＡ／ｃｅｌｌで６０
分間充電した場合も、充電電圧は３．５Ｖ以下であり、
１．０ｍＡ／ｃｅｌｌでの放電時間も５５〜５８分の間
となった。試作電池は充電電気量が６０ｍＡ・分までの
範囲ではポリアセチレンへのＣｌＯ4 - のドープ量が６
％以下であるので、クーロン効率は９０〜１００％の極
めてすぐれた値を示した。また充電して一定時間開路状
態で放置した後放電した場合、放電容量は充電直後に放
電した場合の容量とほとんど差はなく、自己放電による
容量減少は極めて小さかった。
【００２０】次に、従来の電池と比較するために、正・
負両極ともポリアセチレンからなる電池を試作し、実施
例１に示した本発明になる電池との特性を比較した。
負両極ともポリアセチレンからなる電池を試作し、実施
例１に示した本発明になる電池との特性を比較した。
【００２１】電池構成は、正負両極とも大きさ１０ｍｍ
×２０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、重量８．５ｍｇのポリア
セチレンとし、片面に集電体としてはたらく白金板を貼
り付けた。電解液は１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 の
プロピレンカーボネート溶液を使用し、構造は図１に示
したものとほぼ同じとした。この電池の開路電圧は充電
状態で２．６Ｖを示した。
×２０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、重量８．５ｍｇのポリア
セチレンとし、片面に集電体としてはたらく白金板を貼
り付けた。電解液は１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 の
プロピレンカーボネート溶液を使用し、構造は図１に示
したものとほぼ同じとした。この電池の開路電圧は充電
状態で２．６Ｖを示した。
【００２２】図３は上記従来電池の充放電特性を示した
ものであり、充放電は室温で、充電、放電とも０．５ｍ
Ａの定電流で行なった。図３において、曲線Ｄ−Ｅは充
電曲線であり、この時には正極のポリアセチレンにはＣ
ｌＯ4 - イオンがドープされ、負極のポリアセチレンに
はＬｉ+ イオンがドープされる。また、図３において曲
線Ｅ−Ｆは放電曲線であり、この時には正極のポリアセ
チレンではＣｌＯ4 -イオンがアンドープされ、同時に
負極のポリアセチレンではＬｉ+ イオンがアンドープさ
れる。放電電圧は平坦とはならず、放電終止電圧を１．
５Ｖとした場合のクーロン効率は約５０％であった。
ものであり、充放電は室温で、充電、放電とも０．５ｍ
Ａの定電流で行なった。図３において、曲線Ｄ−Ｅは充
電曲線であり、この時には正極のポリアセチレンにはＣ
ｌＯ4 - イオンがドープされ、負極のポリアセチレンに
はＬｉ+ イオンがドープされる。また、図３において曲
線Ｅ−Ｆは放電曲線であり、この時には正極のポリアセ
チレンではＣｌＯ4 -イオンがアンドープされ、同時に
負極のポリアセチレンではＬｉ+ イオンがアンドープさ
れる。放電電圧は平坦とはならず、放電終止電圧を１．
５Ｖとした場合のクーロン効率は約５０％であった。
【００２３】なお、クーロン効率は充放電電流が大きく
なった場合や、充電電気量が大きくなった場合には５０
％より小さくなった。
なった場合や、充電電気量が大きくなった場合には５０
％より小さくなった。
【００２４】以上のように、正、負両極ともポリアセチ
レンからなる従来の電池の特性は実施例１に示した本発
明になる電池の特性より劣っていることは明らかとなっ
た。 実施例２ 電解液に１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＢＦ4 のプロピレンカ
ーボネート溶液を使用し、その他の構成は実施例１と同
じ電池を試作した。この電池の充放電特性は図２に示し
た実施例１の場合とほとんど同じであった。
レンからなる従来の電池の特性は実施例１に示した本発
明になる電池の特性より劣っていることは明らかとなっ
た。 実施例２ 電解液に１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＢＦ4 のプロピレンカ
ーボネート溶液を使用し、その他の構成は実施例１と同
じ電池を試作した。この電池の充放電特性は図２に示し
た実施例１の場合とほとんど同じであった。
【００２５】実施例３ 電解液に１．０ｍｏｌ／ｌ ＬｉＣｌＯ4 のテトラヒド
ラフラン溶液を使用し、その他の構成は実施例１と同じ
電池を試作した。この電池の充放電特性は第２に示した
実施例１の場合とほとんど同じであった。
ラフラン溶液を使用し、その他の構成は実施例１と同じ
電池を試作した。この電池の充放電特性は第２に示した
実施例１の場合とほとんど同じであった。
【００２６】上記実施例においては導電性高重合体とし
てポリアセチレンの場合を示したが、本発明になる電池
の正極はポリアセチレンに限定されるものではなく、ポ
リパラフェニレンなど実施例以外の多くの導電性重合体
が使用可能であるということはいうまでもない。
てポリアセチレンの場合を示したが、本発明になる電池
の正極はポリアセチレンに限定されるものではなく、ポ
リパラフェニレンなど実施例以外の多くの導電性重合体
が使用可能であるということはいうまでもない。
【００２７】以上の例に示した如く、本発明になる電池
は、正極に導電性高重合体、負極に炭素繊維を使用した
が、共にドープ状態では極めて安定であり、しかも充放
電に際しての形状変化がなく、充放電のクーロン効率が
すぐれているため、いくら充放電を繰り返しても特性に
変化が生じることがない。また、電圧は充電時の最大値
が約３．５Ｖであるため、使用する有機電解液の分解等
は全く生じないので、副反応はなく、自己放電も極めて
わずかに抑えられるものである。
は、正極に導電性高重合体、負極に炭素繊維を使用した
が、共にドープ状態では極めて安定であり、しかも充放
電に際しての形状変化がなく、充放電のクーロン効率が
すぐれているため、いくら充放電を繰り返しても特性に
変化が生じることがない。また、電圧は充電時の最大値
が約３．５Ｖであるため、使用する有機電解液の分解等
は全く生じないので、副反応はなく、自己放電も極めて
わずかに抑えられるものである。
【００２８】
【発明の効果】本発明により、充放電特性がすぐれ、自
己放電が小さい、高出力の充電可能な電池を得ることが
できる。
己放電が小さい、高出力の充電可能な電池を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池の断面図である。
【図２】本発明の電池の充放電曲線の例を示した面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の電池の充放電特性を示した面図であ
る。
る。
【符号の説明】 １：正極 ２：負極 ３：セパレータ ４：電解液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 4/60 (72)発明者 柏原 伸 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 斎藤 哲 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】陰イオンをドープして得られる導電性高重
合体を正極活物質、陽イオンをドープして得られる炭素
繊維を負極活物質とし、更に電解液に上記陰イオンおよ
び陽イオンを含ませてなることを特徴とする、充放電可
能な電池。 - 【請求項２】導電性高重合体が陰イオンをドープして得
られるポリアセチレンである請求項１記載の充放電可能
な電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265493A JP2811389B2 (ja) | 1983-09-02 | 1992-09-07 | 充放電可能な電池 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58162331A JPS6054181A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 充放電可能な電池 |
| JP4265493A JP2811389B2 (ja) | 1983-09-02 | 1992-09-07 | 充放電可能な電池 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58162331A Division JPS6054181A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 充放電可能な電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06168738A true JPH06168738A (ja) | 1994-06-14 |
| JP2811389B2 JP2811389B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=26488158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4265493A Expired - Fee Related JP2811389B2 (ja) | 1983-09-02 | 1992-09-07 | 充放電可能な電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2811389B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100442405C (zh) * | 2005-06-13 | 2008-12-10 | 大连恒田电动轿车有限公司 | 一种电池 |
| CN111477468A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-31 | 无锡中基电机制造有限公司 | 一种双励磁绕组节能直流电机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5835881A (ja) * | 1981-08-27 | 1983-03-02 | Kao Corp | 電気化学電池 |
| JPS59143280A (ja) * | 1983-02-04 | 1984-08-16 | Hitachi Ltd | ポリマを用いた２次電池 |
-
1992
- 1992-09-07 JP JP4265493A patent/JP2811389B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5835881A (ja) * | 1981-08-27 | 1983-03-02 | Kao Corp | 電気化学電池 |
| JPS59143280A (ja) * | 1983-02-04 | 1984-08-16 | Hitachi Ltd | ポリマを用いた２次電池 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100442405C (zh) * | 2005-06-13 | 2008-12-10 | 大连恒田电动轿车有限公司 | 一种电池 |
| CN111477468A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-31 | 无锡中基电机制造有限公司 | 一种双励磁绕组节能直流电机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2811389B2 (ja) | 1998-10-15 |
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