JPH0722025B2 - Secondary battery - Google Patents

Secondary battery

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JPH0722025B2
JPH0722025B2 JP61069880A JP6988086A JPH0722025B2 JP H0722025 B2 JPH0722025 B2 JP H0722025B2 JP 61069880 A JP61069880 A JP 61069880A JP 6988086 A JP6988086 A JP 6988086A JP H0722025 B2 JPH0722025 B2 JP H0722025B2
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哲身 鈴木
和美 長谷川
修弘 古川
晃治 西尾
正久 藤本
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Mitsubishi Chemical Corp
Sanyo Electric Co Ltd
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Mitsubishi Chemical Corp
Sanyo Electric Co Ltd
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は二次電池に関し、詳しくは、有機材料よりな
る導電体を電極材料として用いた非水系の二次電池に関
するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a non-aqueous secondary battery using a conductor made of an organic material as an electrode material.

〈従来の技術〉 近年、各種有機材料からなる導電性ポリマーを電極材料
とした二次電池が提案されている。
<Prior Art> In recent years, a secondary battery using a conductive polymer made of various organic materials as an electrode material has been proposed.

この種の二次電池の電極材料となる導電性ポリマーは、
通常は導電性はわずかであるが、各種アニオンやカチオ
ンの如きドーパントをドーピング並びにアンドーピング
処理することが可能であり、ドーピングにより導電性が
飛躍的に上昇する。そして、アニオンがドーピングされ
る導電性ポリマーを正極材料として、またカチオンがド
ーピングされる導電性ポリマーを負極材料として各々使
用すると共に上記ドーパントを含有する溶液を電解液と
して用い、ドーピング及びアンドーピングを電気化学的
に可逆的に行なうことにより充放電可能な電池が構成さ
れる。
The conductive polymer used as the electrode material of this type of secondary battery is
Usually, the conductivity is low, but it is possible to dope and undo the dopants such as various anions and cations, and the conductivity is remarkably increased by the doping. Then, a conductive polymer doped with anions is used as a positive electrode material, and a conductive polymer doped with cations is used as a negative electrode material, and a solution containing the above dopant is used as an electrolytic solution. A battery that can be charged and discharged is constructed by performing the chemical reversible process.

このような導電性ポリマーとしては従来よりポリアセチ
レン,ポリチオフェン,ポリピロールなどが知られてお
り、ポリアセチレンを例に採れば、ポリアセチレンを正
極または負極の少なくとも一方の電極材料として用い、
BF4 -、ClO4 -、SbF6 -、PF6 -等のアニオン、またはLi+、N
a+、R4−N+(Rはアルキル基を表わす)等のカチオンを
電気化学的に可逆的にドーピング,アンドーピングする
構成が採られている。
As such a conductive polymer, polyacetylene, polythiophene, polypyrrole, etc. have been conventionally known. Taking polyacetylene as an example, polyacetylene is used as an electrode material for at least one of a positive electrode and a negative electrode,
BF 4 -, ClO 4 -, SbF 6 -, PF 6 - , etc. anions or Li, +, N
A configuration is adopted in which cations such as a + , R 4 -N + (R represents an alkyl group) and the like are electrochemically reversibly doped and undoped.

ところで、この種の導電性ポリマー、例えばポリアセチ
レンは、ドーピング及びアンドーピング状態において空
気中の酸素によって非常にたやすく酸化され易いという
欠点をもつ。このため、これを電極材料とした場合、電
極作製環境の管理が重大となり、電極作製作業が困難且
つ煩雑化し、また電極自身の保存性が悪い等という不都
合がある。更に、電池内に組込んだ場合、微量の酸素や
水分が存在するだけで変成あるいは分解を起こして電池
特性劣化を引き起す他、過充電を行なうとポリマーが変
成,分解する可能性がある等の欠点があり、充電電圧の
急上昇、充放電効率の低下や電池サイクル寿命の減少等
を招くことから、電極材料としてはあまり好ましくな
い。
By the way, this kind of conductive polymer, for example, polyacetylene, has a drawback that it is very easily oxidized by oxygen in the air in a doped and undoped state. For this reason, when this is used as an electrode material, there is a problem that the management of the electrode manufacturing environment becomes important, the electrode manufacturing work becomes difficult and complicated, and the storage stability of the electrode itself is poor. Furthermore, when it is incorporated into a battery, it may be degraded or decomposed only by the presence of a trace amount of oxygen or water, causing deterioration of the battery characteristics. In addition, if overcharged, the polymer may be degraded or decomposed. However, it is not preferable as an electrode material because it causes a rapid increase in charging voltage, a decrease in charge / discharge efficiency, a decrease in battery cycle life, and the like.

一方、上記の各種導電性ポリマーのうちポリピロール
は、ポリアセチレンに較べて、空気中での安定性が良好
で酸化劣化が極めて少なくて取扱い易いという特徴があ
る。従ってポリピロールを電池の電極材料として用いた
時には、ポリアセチレンの場合のような欠点がなく、作
製容易で保存性のよい電極を得ることができる。
On the other hand, among the above-mentioned various conductive polymers, polypyrrole is characterized in that it has better stability in air, extremely less oxidative deterioration, and is easier to handle than polyacetylene. Therefore, when polypyrrole is used as an electrode material for a battery, it is possible to obtain an electrode that is easy to manufacture and has good storage stability without the drawbacks of polyacetylene.

このようなポリピロールとしては、従来、ピロールを
電気化学的に酸化重合(電解重合)したもの、酸化剤
を使用してピロールを化学的に酸化重合したもの、等が
知られている。そして、の場合は電解陽極上にポリピ
ロールがフィルム状に析出し、析出後に同極上から剥離
することによりフィルム状のポリピロールが得られる。
またの場合、酸化剤として過硫酸カリウムや過硫酸ア
ンモニウムなどの過酸化物、硝酸や硫酸あるいはクロム
酸などの酸、塩化第二鉄や塩化ルテニウムや塩化タング
ステンあるいは塩化モリブデンなどのルイス酸などを使
用して酸化重合したり、あるいは、有機溶媒中で過塩素
酸第二鉄を酸化剤に使用してピロールの酸化重合を行な
い(Mol.Cryst.Liq.Cryst.誌 1985年 vol 118の第149
〜153頁)、粉末状のポリピロールが得られている。
As such polypyrrole, conventionally known are those in which pyrrole is electrochemically oxidatively polymerized (electrolytically polymerized), those in which pyrrole is chemically oxidatively polymerized using an oxidizing agent, and the like. Then, in the case, polypyrrole is deposited in a film shape on the electrolytic anode, and after the deposition, the film is peeled off from the same electrode to obtain a film-shaped polypyrrole.
In this case, use peroxides such as potassium persulfate or ammonium persulfate as oxidizing agents, acids such as nitric acid, sulfuric acid or chromic acid, and Lewis acids such as ferric chloride, ruthenium chloride, tungsten chloride or molybdenum chloride. Oxidative polymerization, or oxidative polymerization of pyrrole using ferric perchlorate as an oxidant in an organic solvent (Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1985 vol 118 vol. 149).
~ 153), powdery polypyrrole is obtained.

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来のポリピロールのうちのもの
は、製造方法が煩雑で、電池コスト高の原因となるばか
りか、ポリピロールが電解陽極面上で生成するので得ら
れるポリピロールの形状や大きさがその電極板の寸法に
規制され、このため電池品種に応じた自由な寸法に成形
するのが難しいという問題がある。更に、均一な厚さで
膜厚のものが再現性よく得にくいので、工業用の電池用
材料としては膜厚の薄いものしか利用できず、このため
電池電極自体並びに電池の充放電容量が制限を受けて容
量増大が極めて困難であるという問題もある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, one of the above-mentioned conventional polypyrroles is obtained because the manufacturing method is complicated and not only causes a high battery cost but also polypyrrole is generated on the electrolytic anode surface. The shape and size of polypyrrole are regulated by the size of the electrode plate, which makes it difficult to form the polypyrrole into a free size according to the battery type. Furthermore, since it is difficult to obtain a uniform thickness and thickness with good reproducibility, only thin thickness materials can be used as industrial battery materials, which limits the battery electrode itself and the charge / discharge capacity of the battery. Therefore, there is also a problem that it is extremely difficult to increase the capacity.

一方、上記で得られたポリピロールを用いた場合は上
記のような問題はない。しかしながら、のポリピロー
ルはその電気伝導度が極めて小さいので、これを電極材
料として二次電池を作製した場合、電池の内部抵抗が増
大すると共に充放電反応が電極各部で不均一になってし
まう。このため、充放電サイクルを繰返すと充電電圧が
上昇し易く、充電電圧の上昇に伴って電解液の分解が起
こって電池特性の著しい劣化を招き易いという問題があ
る。
On the other hand, when the polypyrrole obtained above is used, the above problem does not occur. However, since the electric conductivity of polypyrrole is extremely small, when a secondary battery is manufactured by using this as an electrode material, the internal resistance of the battery increases and the charge / discharge reaction becomes nonuniform in each part of the electrode. Therefore, when the charge / discharge cycle is repeated, there is a problem that the charging voltage is likely to increase, and the electrolyte solution is decomposed with the increase of the charging voltage, so that the battery characteristics are likely to be significantly deteriorated.

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者は、上記従来のピロール系ポリマーの如き欠点
のないピロール系の導電性ポリマーを電極材料として用
いることで上記問題点を解決せんと研究し、特定の第二
鉄化合物とピロール系化合物とを液相で反応させて得ら
れる粉末状の有機半導体を用いた場合には所期の目的を
達成できることを知得してこの発明を完成した。即ち、
この発明の二次電池は、ピロール系化合物と酸化剤とを
液相で反応させて得られる粉末状有機半導体を正極また
は負極の少なくとも一方の電極として用いてなる二次電
池であって、該酸化剤が、一般式 Fe ……(1) (式中、XはClO4 -、BF4 -、AsF6 -、PF6 -、SbF6 -、CH3C6
H4SO3 -、CF3SO3 -、ZrF6 --、TiF6 --またはSiF6 --を表わ
し、m及びnは1〜3の整数を表わす。) で示される第二鉄化合物であることを要旨とする二次電
池に存する。
<Means for Solving Problems> The present inventor has studied to solve the above problems by using a pyrrole-based conductive polymer having no defect such as the conventional pyrrole-based polymer as an electrode material, and specified. The present invention has been completed based on the knowledge that the intended object can be achieved when a powdery organic semiconductor obtained by reacting a ferric compound with a pyrrole compound in the liquid phase is used. That is,
The secondary battery of the present invention is a secondary battery in which a powdery organic semiconductor obtained by reacting a pyrrole compound and an oxidizing agent in a liquid phase is used as at least one electrode of a positive electrode and a negative electrode, agent has the general formula Fe m X n ...... (1) ( wherein, X is ClO 4 -, BF 4 -, AsF 6 -, PF 6 -, SbF 6 -, CH 3 C 6
H 4 SO 3 -, CF 3 SO 3 -, ZrF 6 -, TiF 6 - or SiF 6 - represents, m and n is an integer of 1-3. ) The secondary battery is characterized by being a ferric compound represented by.

上記のような有機半導体は、単一または異なる二種類以
上の後述する如きピロール系化合物を出発物質に用い、
これと、単一または異なる二種類以上の後述する第二鉄
化合物とを反応させて得ることができる。
The organic semiconductor as described above uses a single or different two or more kinds of pyrrole compounds as described below as starting materials,
This can be obtained by reacting a single or two or more different types of ferric compounds described below.

本発明で使用される上記ピロール系化合物としては、例
えば、一般式 (式中、R1及びR2は水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、アリール基、アリロキシ基、アルキルチオ基、アミ
ノ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基を表わ
し、R3は水素原子、アルキル基またはアリール基を表わ
す。) で示される化合物が挙げられる。
Examples of the pyrrole compound used in the present invention include those represented by the general formula: (In the formula, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an allyloxy group, an alkylthio group, an amino group, a halogen atom, a cyano group or a nitro group, and R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group. Or represents an aryl group).

上記一般式(2)で示されるピロール系化合物におい
て、ピロール環骨格構造の2,5位置に置換基をもたない
ピロール系化合物が好ましい。
Among the pyrrole compounds represented by the above general formula (2), the pyrrole compounds having no substituent at the 2,5 position of the pyrrole ring skeleton structure are preferable.

また、詳しくは、R1〜R2は水素原子、メチル基、エチル
基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソ
ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、メトキシ
基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、
n-ブトキシ基、フエニル基、トルイル基、ナフチル基、
フェノキシ基、メチルフェノキシ基、ナフトキシ基、メ
チルチオ基、エチルチオ基、アミノ基、フッ素原子、塩
素原子、臭素原子、沃素原子、シアノ基、ニトロ基を表
わし、R3は水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル
基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-
ブチル基、tert-ブチル基、フエニル基、トルイル基、
ナフチル基を表わす。
Further, in detail, R 1 to R 2 are hydrogen atom, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, methoxy group, ethoxy group. Group, n-propoxy group, isopropoxy group,
n-butoxy group, phenyl group, toluyl group, naphthyl group,
Phenoxy group, methylphenoxy group, naphthoxy group, methylthio group, ethylthio group, amino group, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, cyano group, nitro group, R 3 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group , N-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-
Butyl group, tert-butyl group, phenyl group, toluyl group,
Represents a naphthyl group.

このようなピロール系化合物としては、具体的にはピロ
ール、N-メチルピロール、N-エチルピロール、N-フエニ
ルピロール、3-メチルピロール、N-メチル‐3-メチルピ
ロール、3-クロルピロール、3,4-ジクロルピロール、3-
ブロムピロール、N-メチル‐3-ブロムピロール、3-メト
キシピロール、3-フェノキシピロール、3-フェニルピロ
ール、3-メチルチオピロール、3-エチルチオピロール、
3-アミノピロール、3-ニトロピロール、N-フェニル‐3-
メチルピロール、N-ナフチル‐3-メチルピロールなどが
挙げられる。
As such a pyrrole compound, specifically, pyrrole, N-methylpyrrole, N-ethylpyrrole, N-phenylpyrrole, 3-methylpyrrole, N-methyl-3-methylpyrrole, 3-chloropyrrole, 3,4-dichloropyrrole, 3-
Brompyrrole, N-methyl-3-bromopyrrole, 3-methoxypyrrole, 3-phenoxypyrrole, 3-phenylpyrrole, 3-methylthiopyrrole, 3-ethylthiopyrrole,
3-aminopyrrole, 3-nitropyrrole, N-phenyl-3-
Examples thereof include methylpyrrole and N-naphthyl-3-methylpyrrole.

前記一般式(1)で示される第二鉄化合物は、具体的に
は、Fe(ClO4、 Fe(BF4、Fe(AsF6、 Fe(PF6、Fe(SbF6、 Fe(CH3C6H4SO3、 Fe(CF3SO3、 Fe2(ZrF6、Fe2、(TiF6 -、 Fe2(SiF6であり、これらは通常結晶水をもつ化合
物もしくは水溶液として使用される。
The ferric iron compound represented by the general formula (1) is specifically Fe (ClO 4 ) 3 , Fe (BF 4 ) 3 , Fe (AsF 6 ) 3 , Fe (PF 6 ) 3 , Fe ( SbF 6) 3, Fe (CH 3 C 6 H 4 SO 3) 3, Fe (CF 3 SO 3) 3, Fe 2 (ZrF 6) 3, Fe 2, (TiF 6 -) 3, Fe 2 (SiF 6 ) 3 , which are usually used as a compound having water of crystallization or as an aqueous solution.

使用量はピロール系化合物1モルに対して0.01〜100倍
モルであり、好ましくは0.1〜50倍モルである。
The amount used is 0.01 to 100 times mol, preferably 0.1 to 50 times mol, per mol of the pyrrole compound.

前記一般式(1)で示される第二鉄化合物と例えば前記
一般式(2)で示されるピロール系化合物との反応は、
両者が溶解する任意の溶媒の存在下、液相で行なうが、
このような溶媒としては、上記第二鉄化合物並びに上記
ピロール系化合物と直接反応しないものなら適宜選択で
きる。両者を溶解する溶媒として、水、メタノール、エ
タノール等のアルコール類、極性有機系溶媒、具体的に
はアセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、
ニトロメタン、酢酸、プロピレンカーボネートなどが使
用される。
The reaction between the ferric compound represented by the general formula (1) and the pyrrole compound represented by the general formula (2) is
In the liquid phase in the presence of any solvent that dissolves both,
Such a solvent can be appropriately selected as long as it does not directly react with the ferric compound or the pyrrole compound. As a solvent that dissolves both, water, alcohols such as methanol and ethanol, polar organic solvents, specifically acetonitrile, tetrahydrofuran, dioxane,
Nitromethane, acetic acid, propylene carbonate, etc. are used.

尚、上記溶媒として上記の極性有機系溶媒を用いた場
合、これら極性有機系溶媒は前記酸化剤、例えば過塩素
酸第二鉄の溶解度が水溶液中に較べて非常に小さいた
め、有機半導体の量産性の面で製造上制約を受けて不利
であり電池コスト高を招く原因となると共に、溶解度の
減少分だけ溶媒中における前記ドーピング剤の濃度が低
下するため、生成するポリピロールの電気伝導度が小さ
くなり易く、電池特性劣化の度合が大きい等という欠点
がある。また、上記アルコール類を用いた場合もこの傾
向がある。よって、上記溶媒としてはこのような欠点の
ない水を用いることが好ましい。
When the polar organic solvent is used as the solvent, the polar organic solvent has a very low solubility of the oxidizing agent, for example, ferric perchlorate, as compared with an aqueous solution, and thus the mass production of organic semiconductors. It is disadvantageous due to restrictions on manufacturing in terms of manufacturing property and causes high battery cost, and since the concentration of the doping agent in the solvent decreases by the decrease in solubility, the electrical conductivity of the polypyrrole produced is small. However, there is a drawback that the battery characteristics tend to deteriorate and the degree of deterioration of the battery characteristics is large. This tendency also exists when the above alcohols are used. Therefore, it is preferable to use water that does not have such drawbacks as the solvent.

また、反応温度は−50℃〜150℃であり、好ましくは−2
0℃〜100℃である。反応時間は反応温度と関連するが通
常0.5〜200時間、好ましくは1.0〜100時間である。
The reaction temperature is −50 ° C. to 150 ° C., preferably −2
It is 0 ° C to 100 ° C. The reaction time is related to the reaction temperature, but is usually 0.5 to 200 hours, preferably 1.0 to 100 hours.

反応生成物は暗褐色〜黒色の粉末状物質であり、上記溶
媒存在下での反応では反応終了後溶媒を通常の方法で除
去するか、水、アルコール中などに移し生成物を取す
ることができる。
The reaction product is a dark brown to black powdery substance, and in the reaction in the presence of the above solvent, the solvent may be removed by a usual method after the reaction is completed, or the product may be taken in water, alcohol, etc. it can.

この反応生成物は実施例において述べる如く導電性を有
する。本発明では、かかる反応生成物を加圧成形の如き
公知の方法で所要形状に成形加工し、二次電池の電極と
して使用する。この際、かかる反応生成物を単独で使用
することも可能であるが、電極の機械的強度を高めると
共に、導電性を上昇させて電池特性向上を図るために熱
可塑性樹脂や適宜な導電性部材等を添加するのが好まし
い。このような熱可塑性樹脂としては、電池の電解液に
対して実質的に不溶のものであれば特に制限なく用いる
ことができる。通常、分子量1万以上のものが用いら
れ、具体例としては、ポリエチレン,ポリプロピレン,
エチレン‐プロピレン共重合体,エチレン‐テトラフル
オロエチレン共重合体,ポリテトラフルオロエチレン,
ポリトリフルオロエチレン,ポリジフルオロエチレン,
四フッ化エチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体,四フッ化エチレン‐六フッ化プロピレン共
重合体,ポリ三フッ化塩化エチレン,ポリフッ化ビニリ
デン,四フッ化エチレン‐エチレン共重合体,クロロト
リフルオロエチレン‐エチレン共重合体,ポリアミド,
ポリエステル,ポリカーボネート、及び、変成ポリオレ
フィン等が挙げられる。
This reaction product is electrically conductive as described in the examples. In the present invention, the reaction product is molded into a desired shape by a known method such as pressure molding and used as an electrode of a secondary battery. At this time, such a reaction product can be used alone, but in order to increase the mechanical strength of the electrode and increase the conductivity to improve the battery characteristics, a thermoplastic resin or an appropriate conductive member is used. Etc. are preferably added. Such a thermoplastic resin can be used without particular limitation as long as it is substantially insoluble in the electrolytic solution of the battery. Usually, those having a molecular weight of 10,000 or more are used. Specific examples include polyethylene, polypropylene,
Ethylene-propylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polytetrafluoroethylene,
Polytrifluoroethylene, polydifluoroethylene,
Tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polytrifluoroethylene chloride, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, chlorotrifluoro Ethylene-ethylene copolymer, polyamide,
Examples thereof include polyester, polycarbonate, and modified polyolefin.

また、導電性部材としては充放電を繰り返しても溶解し
ない材質のもの、例えばステンレス鋼,金,白金,ニッ
ケル,銅,モリブデン,チタン等の金属、カーボン,炭
素繊維等の部材からなるものならば特に制限はないが、
特に、軽量且つ高導電性のものが好ましい。具体的に
は、そのような金属からできた金属網、あるいは、金属
メッキ繊維,金属蒸着繊維,金属含有合成繊維、更には
炭素繊維,炭素複合繊維等からなる網や織布および不織
布が挙げられる。
Further, if the conductive member is a material that does not dissolve even after repeated charging and discharging, for example, a member such as stainless steel, metal such as gold, platinum, nickel, copper, molybdenum, titanium, carbon, carbon fiber, etc. There is no particular limitation,
Particularly, a lightweight and highly conductive material is preferable. Specific examples include a metal net made of such a metal, a metal plated fiber, a metal vapor-deposited fiber, a metal-containing synthetic fiber, and a net, a woven fabric and a non-woven fabric made of carbon fiber, carbon composite fiber and the like. .

このような熱可塑性樹脂及び導電性部材の添加量は反応
生成物(有機半導体)100重量部に対して熱可塑性樹脂
0.02〜1000重量部、導電性部材2〜100重量部使用する
ことが好ましい。
The amount of such thermoplastic resin and conductive member added is 100 parts by weight of the reaction product (organic semiconductor) based on the thermoplastic resin.
It is preferable to use 0.02 to 1000 parts by weight and 2 to 100 parts by weight of the conductive member.

本発明の二次電池には、かかる反応生成物を電極材料と
して用いてなる電極を正負両極に使用する場合と、一方
の電極のみにこの電極を使用し、他の電極には、金属や
金属酸化物あるいは他の無機化合物更には本発明の反応
生成物以外の公知の導電性重合体や有機化合物および有
機金属化合物等を電極材料として使用する場合とがあ
る。正極にのみこの反応生成物を用いた電極を使用し、
負極の電極材料として金属を使用する場合を例にとれ
ば、負極を構成する金属として電気陰性度が1.6以下の
ものを用いるのが好ましく、このような金属の例として
はLi,Na,K,Mg,Alあるいはそれらの合金等が挙げられ、L
iおよびLi合金が好ましい。
In the secondary battery of the present invention, an electrode formed by using such a reaction product as an electrode material is used for both positive and negative electrodes, and this electrode is used for only one electrode, and the other electrode is made of metal or metal. In some cases, an oxide or other inorganic compound, or a known conductive polymer other than the reaction product of the present invention, an organic compound, an organometallic compound, or the like is used as an electrode material. Using an electrode using this reaction product only for the positive electrode,
Taking the case of using a metal as the electrode material of the negative electrode, it is preferable to use one having an electronegativity of 1.6 or less as the metal constituting the negative electrode, and examples of such a metal include Li, Na, K, Mg, Al or their alloys, etc.
i and Li alloys are preferred.

一方、本発明の二次電池に用いられる電解液としては、
例えば、電解質を有機溶剤に溶解した溶液が使用され
る。かかる電解質としては、電気陰性度が1.6以下の金
属の陽イオンや有機カチオン等の陽イオン及び陰イオン
との塩を挙げることができる。オニウムイオンの例とし
て、4級アンモニウムイオン、カルボニウムイオン、オ
キソニウムイオン等が挙げられる。また、陰イオンとし
ては、BF4 -、ClO4 -、PF6 -、AsF6 -、CF3SO3 -、I-、Br-
Cl-、F-等が挙げられる。そして、このような電解質の
具体例としては、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF
4)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、ヘキサフルオロリ
ン酸リチウム(LiPF6)、テトラクロロアルミン酸リチ
ウム(LiAlCl4)、テトラフルオロホウ酸テトラエチル
アンモニウム(Et4NBF4)、過塩素酸テトラn-ブチルア
ンモニウム(nBu4NClO4)、トリフルオロメタンスルホ
ン酸リチウム(LiCF3SO3)、ヨウ化リチウム(LiI)、
臭化リチウム(LiBr)等が挙げることができるが、これ
らに限定されるものではない。そして、正負両極に本発
明の有機半導体を用い、LiBF4を電解質として溶解して
なる電解液を用いて構成される電池を例にとれば、充電
時には、正極内の有機半導体に電解液中のBF4 -が、また
負極内の有機半導体には電解液中のLi+が夫々ドーピン
グされる。一方、放電時には、正,負極にドーピングさ
れたBF4 -、Li+が夫々電解液中に放出される。
On the other hand, as the electrolytic solution used in the secondary battery of the present invention,
For example, a solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent is used. Examples of such electrolytes include salts with cations such as metal cations having an electronegativity of 1.6 or less, cations such as organic cations, and anions. Examples of onium ions include quaternary ammonium ions, carbonium ions, oxonium ions and the like. As the anion, BF 4 -, ClO 4 - , PF 6 -, AsF 6 -, CF 3 SO 3 -, I -, Br -,
Cl -, F -, and the like. Then, as a specific example of such an electrolyte, lithium tetrafluoroborate (LiBF
4 ), Lithium perchlorate (LiClO 4 ), Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), Lithium tetrachloroaluminate (LiAlCl 4 ), Tetraethylammonium tetrafluoroborate (Et 4 NBF 4 ), Tetra n perchlorate -Butyl ammonium (nBu 4 NClO 4 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ), lithium iodide (LiI),
Examples thereof include lithium bromide (LiBr), but are not limited thereto. Then, using the organic semiconductor of the present invention in the positive and negative electrodes, as an example of a battery configured by using an electrolytic solution obtained by dissolving LiBF 4 as an electrolyte, during charging, the organic semiconductor in the positive electrode in the electrolytic solution BF 4 − and the organic semiconductor in the negative electrode are doped with Li + in the electrolytic solution, respectively. On the other hand, during discharge, BF 4 and Li + doped in the positive and negative electrodes are released into the electrolytic solution, respectively.

また、電解質を溶解する有機溶剤としては、高誘電率で
非プロトン性のものが好ましく、ニトリル、カーボネー
ト、エーテル、ニトロ化合物、アミド、含硫黄化合物、
塩素化炭化水素、ケトン、エステル等を用いることがで
きる。また、このような溶剤は二種以上を混合して用い
ることもできる。これらの代表例として、アセトニトリ
ル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリ
ル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、
テトラヒドロフラン、ジオキソラン、1,4-ジオキサン、
ニトロメタン、N,N-ジメチルホルミアミド、ジメチルス
ルホキシド、スルホラン、1,2-ジクロロエタン、γ−ブ
チロラクトン、1,2-ジメトキシエタン、リン酸メチル、
リン酸エチル等を挙げることができるが、これらに限定
されるものではない。
The organic solvent that dissolves the electrolyte is preferably an aprotic one having a high dielectric constant, such as nitrile, carbonate, ether, nitro compound, amide, sulfur-containing compound,
Chlorinated hydrocarbons, ketones, esters and the like can be used. Further, such solvents may be used as a mixture of two or more kinds. As typical examples of these, acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, benzonitrile, propylene carbonate, ethylene carbonate,
Tetrahydrofuran, dioxolane, 1,4-dioxane,
Nitromethane, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, sulfolane, 1,2-dichloroethane, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, methyl phosphate,
Examples thereof include ethyl phosphate, but are not limited thereto.

そして、本発明の電解液の濃度は、通常0.001〜10モル/
lで用いられ、好ましくは0.1〜3モル/lで用いられる。
And the concentration of the electrolytic solution of the present invention is usually 0.001 ~ 10 mol /
It is used in an amount of 0.1, preferably 0.1 to 3 mol / l.

このような電解液は注液の他、予め本発明の有機半導体
を用いた電極に含液させて用いることもできる。
Such an electrolytic solution can be used not only by pouring but also by preliminarily impregnating the electrode using the organic semiconductor of the present invention.

また、以上では有機半導体にドーピング処理をすること
なくそのまま電極に成形加工する方法について説明した
が、ドーパントを予め有機半導体にドーピングせしめ、
しかる後、単独あるいはこれと上記した如き導電性材料
及び又は熱可塑性樹脂を用いて、電極に成形加工して使
用することもできる。
Further, in the above, the method of forming the electrode as it is without performing the doping treatment on the organic semiconductor has been described, but the organic semiconductor is previously doped with the dopant,
After that, it can be used alone or by molding it into an electrode using the conductive material and / or the thermoplastic resin as described above.

更に、本発明に於て、電解質中で電極を固定するため
に、スノコ状または孔を有するガラス、テフロン、ポリ
エチレン、板等を用いて電極を被覆する構成としてもよ
い。
Further, in the present invention, in order to fix the electrode in the electrolyte, the electrode may be covered with glass, Teflon, polyethylene, a plate or the like having a drainboard shape or a hole.

また、本発明の電池においては、ガラスフィルター濾
紙、テフロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロ
ン等の多孔質膜をセパレータとして用いてもよい。
Further, in the battery of the present invention, a porous membrane such as glass filter paper, Teflon, polyethylene, polypropylene, nylon, etc. may be used as the separator.

〈作用〉 上記の如き有機半導体は、耐酸化性が優れていることは
勿論、前記従来のポリピロールの如き問題なく、製造容
易で電気伝導度が大きい。このため、この有機半導体を
電極材料とした場合、電極作製環境の管理が非常に容易
化し、また電極自身の保存性が向上する等のことは勿
論、電池電極並びに電池の充放電容量が制限をうけるこ
ともなく、また電極各部の充放電反応の不均一などに起
因する電池の特性劣化の度合も非常に小さく、電池のサ
イクル特性が大幅に改善される。
<Operation> The organic semiconductor as described above is not only excellent in oxidation resistance, but is also easy to manufacture and has high electric conductivity without the problems of the conventional polypyrrole. For this reason, when this organic semiconductor is used as an electrode material, it is very easy to control the electrode production environment, the storage stability of the electrode itself is improved, and the charge / discharge capacity of the battery electrode and the battery is limited. In addition, the degree of deterioration of battery characteristics due to non-uniform charging / discharging reaction of electrode parts is very small, and the cycle characteristics of the battery are significantly improved.

〈実施例〉 以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。<Examples> The present invention will be specifically described below with reference to Examples.

有機半導体の製造例1 1の丸底フラスコにFe(ClO4・8H2Oを74.9g(0.1
5mol)採り、脱塩水600mlを加えて窒素雰囲気下で撹拌
しながら溶解させる。この水溶液に、室温(25℃)、窒
素気流下でピロール10.1gを滴下した。滴下とともに反
応液は黒色に変化し、2時間撹拌を継続した後、室温で
一夜放置したところ、黒色の粉末状沈澱が反応液の下部
に認められた。過後、残をメタノール200mlで3回
洗浄を繰返した後、更に水200mlで2回、トルエン200ml
で2回、メタノール200mlで2回ずつ洗浄を繰返した。
洗浄後60℃減圧下で乾燥すると、6.0gの黒色粉末状物質
が得られた。得られた黒色物の元素分析はC50.65%、H
2.83%、N14.45%、Cl9.29%であり、炭素を4.0と仮定
すると、C4.0、H2.7、N1.0、Cl0.25に相当するもの
を得た。また別途、鉄の含有量を分析した結果、炭素4.
0に対して鉄0.001であった。これはピロールに対してFe
(ClO4が反応したものであり、殊にそのアニオン部
分が付加したものであることを示している。
Production Example 1 1 round bottom flask organic semiconductor Fe (ClO 4) 3 · 8H 2 O and 74.9 g (0.1
(5 mol), add 600 ml of demineralized water, and dissolve with stirring under a nitrogen atmosphere. To this aqueous solution, 10.1 g of pyrrole was added dropwise at room temperature (25 ° C) under a nitrogen stream. The reaction liquid turned black upon dropping, and after stirring for 2 hours and then standing overnight at room temperature, a black powdery precipitate was observed at the bottom of the reaction liquid. After the filtration, the residue was washed 3 times with 200 ml of methanol and then twice with 200 ml of water and 200 ml of toluene.
The washing was repeated twice with 2 times and twice with 200 ml of methanol.
After washing and drying under reduced pressure at 60 ° C., 6.0 g of a black powdery substance was obtained. The elemental analysis of the obtained black material was C50.65%, H
2.83%, N14.45%, a Cl9.29%, assuming carbon 4.0 and, C 4.0, H 2.7, N 1.0, to give the equivalent of Cl 0.25. Separately, as a result of analyzing the iron content, carbon 4.
Iron was 0.001 against 0. This is Fe for pyrrole
It is shown that (ClO 4 ) 3 has reacted, and in particular, its anion portion has been added.

この反応生成物について2端子法による電気伝導度の測
定を行なった結果、7.6×10-2Scm-1を得、半導体領域の
伝導度をもつ有機半導体であることがわかった。
As a result of measuring the electric conductivity of this reaction product by the two-terminal method, 7.6 × 10 -2 Scm -1 was obtained, which was found to be an organic semiconductor having a conductivity in the semiconductor region.

有機半導体の製造例2 ピロールの代りにN−メチルピロール12.2gを使用した
ほかは実施例1と同様にして実験を行なった結果、7.3g
の黒色粉末状物質を得た。得られた黒色物の元素分析は
C59.58%、H4.77%、N13,90%、Cl7.75%であり、炭素
を5.0と仮定すると、C5.04.8、N1.0、Cl0.22に相当
するものを得た。
Production Example 2 of Organic Semiconductor As a result of conducting an experiment in the same manner as in Example 1 except that 12.2 g of N-methylpyrrole was used instead of pyrrole, 7.3 g was obtained.
To obtain a black powder substance. The elemental analysis of the obtained black material
C59.58%, H4.77%, N13,90% , a Cl7.75%, assuming 5.0 carbon, C 5.0 H 4.8, N 1.0 , to give the equivalent of Cl 0.22.

これはN-メチルピロールに対して Fe(ClO4が反応したものであり、殊にそのアニオン
部分が付加したものであることを示している。この黒色
物の電気伝導度は3.5×10-3Scm-1であった。
This indicates that Fe (ClO 4 ) 3 was reacted with N-methylpyrrole, and in particular, its anion portion was added. The electrical conductivity of this black material was 3.5 × 10 -3 Scm -1 .

有機半導体の製造例3〜14 各種のピロール系化合物を使用し、これらと各種第二鉄
化合物との反応を実施例1と同様に行なった。得られた
暗褐色〜黒色粉末の検討結果を第1表に示した。
Production Examples 3 to 14 of Organic Semiconductor Various kinds of pyrrole compounds were used, and the reaction of these with various kinds of ferric compounds was carried out in the same manner as in Example 1. The examination results of the obtained dark brown to black powder are shown in Table 1.

電池の実施例 上記製造例1で得た有機半導体を正極材料として用い、
これとアセチレンブラック(導電剤)、並びにポリテト
ラフルオロエチレン(結着剤)とを重量比85:10:5の割
合で混合した後、ディスク状に加圧成形したものを正極
とした。また、リチウムを所定寸法に打ち抜いたものを
負極とした。
Battery Example Using the organic semiconductor obtained in Production Example 1 as a positive electrode material,
This was mixed with acetylene black (conducting agent) and polytetrafluoroethylene (binder) at a weight ratio of 85: 10: 5, and then pressure-molded into a disk shape to obtain a positive electrode. In addition, lithium was punched into a predetermined size to form a negative electrode.

次いで、第1図に示すように、上記の負極2を負極集電
体8を介して負極缶7の底面に圧着させてなる負極部分
と、上記の正極1を正極集電体6を介して正極缶5の底
面に密着させてなる正極部分とを、ポリプロピレン不織
布からできたセパレータ3を介して組合せ、また、過塩
素酸リチウム(電解質)をプロピレンカーボネート(溶
媒)に溶解してなる電解液を用いて、本発明に係る電池
(本発明品A)を作製した。尚、第1図において4は絶
縁ガスケットである。
Next, as shown in FIG. 1, the negative electrode portion is formed by pressing the negative electrode 2 onto the bottom surface of the negative electrode can 7 via the negative electrode current collector 8 and the positive electrode 1 via the positive electrode current collector 6 as shown in FIG. A positive electrode portion that is in close contact with the bottom surface of the positive electrode can 5 is combined through a separator 3 made of polypropylene nonwoven fabric, and an electrolytic solution obtained by dissolving lithium perchlorate (electrolyte) in propylene carbonate (solvent) is prepared. A battery according to the present invention (product A of the present invention) was produced using the above. In FIG. 1, reference numeral 4 is an insulating gasket.

また、上記製造例2で得た有機半導体を正極材料として
用い、これとアセチレンブラック、並びにポリテトラフ
ルオロエチレンとを重量比85:10:5の割合で混合しディ
スク状に加圧成形したものを正極とした他は本発明品A
と同様にして、本発明に係る電池(本発明品B)を作製
した。
Further, the organic semiconductor obtained in the above Production Example 2 was used as a positive electrode material, which was mixed with acetylene black and polytetrafluoroethylene at a weight ratio of 85: 10: 5 and pressure-molded into a disk shape. Other than the positive electrode, the product A of the present invention
A battery according to the present invention (product B of the present invention) was produced in the same manner as in.

一方、正極材料としてポリアセチレン粉末を用い、これ
とアセチレンブラック、並びにポリテトラフルオロエチ
レンとを重量比85:10:5の割合で混合しディスク状に加
圧成形したものを正極とし、他は本発明品Aと同様にし
て比較用の電池(比較品C)を作製した。
On the other hand, using a polyacetylene powder as the positive electrode material, acetylene black, and polytetrafluoroethylene were mixed at a weight ratio of 85: 10: 5 and pressed into a disk shape to form a positive electrode, and the other embodiments of the present invention A battery for comparison (comparative product C) was prepared in the same manner as product A.

更に以下の手順で比較用の電池(比較品D)を作製し
た。
Further, a battery for comparison (Comparative Product D) was produced by the following procedure.

500mlの丸底フラスコにFeCl3・6H2Oを40.6g(0.15mol)
採り、脱塩水300mlを加えて窒素雰囲気下で撹拌しなが
ら溶解させる。この水溶液に室温(25℃)窒素気流下で
ピロール10.1gを滴下した。次いで、6時間撹拌を継続
した後、室温で一日放置したところ、黒色の粉末状沈澱
が反応液の下部に認められた。過後、残をメタノー
ル200mlで3回洗浄を繰返した後、更に水200mlで2回、
トルエン200mlで2回、メタノール200mlで2回洗浄を繰
返した。洗浄後60℃減圧下で乾燥すると黒色粉末状物質
が得られた。
Round bottom flask 500ml FeCl 3 · 6H 2 O and 40.6 g (0.15 mol)
Collect, add 300 ml of demineralized water and dissolve under stirring in a nitrogen atmosphere. 10.1 g of pyrrole was added dropwise to this aqueous solution under a nitrogen stream at room temperature (25 ° C). Then, after continuing stirring for 6 hours, the mixture was allowed to stand at room temperature for one day, and black powdery precipitate was observed at the bottom of the reaction solution. After the filtration, the residue was washed with 200 ml of methanol three times, and then with 200 ml of water twice.
The washing was repeated twice with 200 ml of toluene and twice with 200 ml of methanol. After washing, it was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain a black powdery substance.

このようにして、上記塩化鉄を酸化剤としてピロールを
化学的に重合させて作製した有機半導体(ポリピロー
ル)を正極材料として用い、これとアセチレンブラッ
ク、並びにポリテトラフルオロエチレンとを重量比85:1
0:5の割合で混合し、ディスク状に加圧成形したものを
正極とした他は本発明品Aと同様にして、比較用の電池
(比較品D)を作製した。
In this way, an organic semiconductor (polypyrrole) prepared by chemically polymerizing pyrrole with iron chloride as an oxidant is used as a positive electrode material, and this, acetylene black, and polytetrafluoroethylene are used in a weight ratio of 85: 1.
A comparative battery (comparative product D) was prepared in the same manner as the product A of the present invention, except that the mixture was mixed at a ratio of 0: 5 and pressure-molded into a disk shape to serve as the positive electrode.

以上の4つの電池について、1mAの電流で5時間充電し
た後、1mAの電流で電池電圧が2.5Vになるまで放電する
という一連の充放電サイクルを繰り返し行なった時の充
放電効率(%)のサイクル変化を調べた。結果は第2図
に示す通りである。
The charge and discharge efficiency (%) of the above four batteries was evaluated by repeating a series of charge and discharge cycles of charging the battery at 1 mA for 5 hours and then discharging it at 1 mA until the battery voltage reached 2.5 V. The cycle change was investigated. The results are shown in FIG.

同図より、比較品Cは20サイクル当たりまでは充放電効
率が低いが、本発明品A,Bではサイクル初期から高い充
放電効率を維持している。このように本発明品A,Bがサ
イクル初期から高い充放電効率を示すのは、上記製造例
1及び2で得られた有機半導体が予め過塩素酸イオンが
ドープされたものであるためと考えられる。また比較品
Dもサイクル初期から高い充放電効率を維持するもの
の、本発明品A,Bに較べて劣っているのは、ドープされ
ているイオンが過塩素酸イオンでなく塩素イオンである
ためである。
From the figure, the comparative product C has a low charge / discharge efficiency up to 20 cycles, but the products A and B of the present invention maintain a high charge / discharge efficiency from the beginning of the cycle. Thus, the reason why the products A and B of the present invention show high charge / discharge efficiency from the beginning of the cycle is considered to be that the organic semiconductors obtained in the above Production Examples 1 and 2 were previously doped with perchlorate ions. To be The comparative product D also maintains high charge / discharge efficiency from the beginning of the cycle, but is inferior to the products A and B of the invention because the doped ions are not perchlorate ions but chlorine ions. is there.

また、比較品Cは50サイクルをすぎるあたりから充放電
効率の急激な低下がみられるのに対し、本発明品A,Bで
は、全サイクルを通じて比較品Cより高い充放電効率を
示すのみならず80サイクルをすぎても90%以上の高い充
放電効率を維持し続けることがわかる。尚、第80サイク
ル目における本発明品A,Bの充放電効率は夫々99%,95%
であるのに対し、比較品C及び比較品Dの場合は夫々25
%及び55%と僅かであった。比較品Cのサイクル特性が
このように劣悪であるのは、ポリアセチレン粉末に完全
に除去されずに吸着あるいは付着していた水や酸素、並
びに電解液中の溶存酸素や微量水分によって、正極材料
であるポリアセチレン粉末が材質劣化したことに依るも
のと思われる。本発明品A,Bの場合は、正極材料である
有機半導体が優れた耐酸化性をもつことから電解液中の
溶存酸素や微量水分による材質劣化がなく、良好なサイ
クル特性が得られる訳である。また、比較品Dのサイク
ル特性が悪いのは、その正極材料として用いた従来の化
学的に酸化重合して得たポリピロールの電気伝導度が小
さい他、正極材料中にドーパントとして塩素イオンが存
在し、このためにサイクル中に塩素ガスが発生し、この
塩素ガスと負極との反応等が起こるためと考えられる。
本発明品A,Bの場合は、正極材料として用いたポリピロ
ールの電気伝導度が優秀であり、またサイクル中に塩素
イオンが存在する可能性は殆んどないので上記負極にお
ける副反応が生じることはなく、良好なサイクル特性が
得られる。
Further, while the comparative product C shows a sharp decrease in charge / discharge efficiency after about 50 cycles, the products A and B of the present invention not only show higher charge / discharge efficiency than the comparative product C over the entire cycle. It can be seen that the high charge / discharge efficiency of 90% or higher is maintained even after 80 cycles. The charge and discharge efficiencies of the products A and B of the present invention at the 80th cycle were 99% and 95%, respectively.
On the other hand, in the case of the comparative product C and the comparative product D, respectively, 25
% And 55%, which were small. The reason why the cycle characteristic of the comparative product C is such poor is that the positive electrode material is caused by the water and oxygen adsorbed or adhered to the polyacetylene powder without being completely removed, and the dissolved oxygen and trace water in the electrolytic solution. It seems that this is due to the deterioration of the material of a certain polyacetylene powder. In the case of the products A and B of the present invention, since the organic semiconductor that is the positive electrode material has excellent oxidation resistance, there is no material deterioration due to dissolved oxygen or trace moisture in the electrolytic solution, and good cycle characteristics can be obtained. is there. Further, the cycle characteristics of the comparative product D are poor because the conventional polypyrrole obtained by chemically oxidizing and polymerizing the positive electrode material has a low electric conductivity, and chlorine ions are present as a dopant in the positive electrode material. This is probably because chlorine gas is generated during the cycle, and the reaction between the chlorine gas and the negative electrode occurs.
In the case of the products A and B of the present invention, the electrical conductivity of the polypyrrole used as the positive electrode material is excellent, and there is almost no possibility that chlorine ions will be present during the cycle, so that a side reaction occurs in the negative electrode. However, good cycle characteristics can be obtained.

また、第80サイクル目における充電及び放電時の夫々の
電池電圧の経時変化を第3図に示す。尚、同図において
実線は充電時の、点線は放電時の電圧変化である。第3
図より、本発明品A,Bは充電時における電圧の急激な立
ち上がりもなく、また比較品C,Dに較べて放電電圧の平
坦性が必常に良いことがわかる。
Further, FIG. 3 shows changes with time in the battery voltage during charging and discharging in the 80th cycle. In the figure, the solid line shows the voltage change during charging and the dotted line shows the voltage change during discharging. Third
From the figure, it can be seen that the products A and B of the present invention do not have a sharp rise in voltage during charging, and the discharge voltage is inevitably flatter than the comparative products C and D.

更に、第4図に保存中における電池の自己放電特性を示
す。同図より、本発明品A,Bは比較品C,Dに較べて自己放
電が小さく、保存性が良好であることがわかる。比較品
Cに較べて本発明品A,Bの保存性がよいのは、本発明品
A,Bで正極材料として用いた有機半導体が優れた耐酸化
性をもつために、電解液中の溶存酸素や微量水分による
材質劣化がないことによると考えられる。また、比較品
Dの場合、予め塩素がドープされた正極材料を用いてお
り、このドーパントと電池反応によってドープされるド
ーパント(過塩素酸イオン)とが異なっているため、電
池系内に塩素イオンなる不純物が存在することとなり、
このためその自己放電が大きいものと考えられる。本発
明品A,Bの場合は、電池系内に塩素イオンのような不純
物が存在する可能性は少ないためにこのようなことはな
く、比較品Cより保存性がよいのである。
Furthermore, FIG. 4 shows the self-discharge characteristics of the battery during storage. From the figure, it can be seen that the products A and B of the present invention have smaller self-discharge than the comparative products C and D and have good storage stability. Compared with the comparative product C, the products A and B of the present invention have better storage stability than the product of the present invention.
It is considered that this is because the organic semiconductors used as the positive electrode materials in A and B have excellent oxidation resistance, so that there is no material deterioration due to dissolved oxygen or a trace amount of water in the electrolytic solution. Further, in the case of the comparative product D, since the positive electrode material previously doped with chlorine is used, and this dopant and the dopant (perchlorate ion) doped by the battery reaction are different from each other, chlorine ion is not present in the battery system. Will be present,
Therefore, it is considered that the self-discharge is large. In the case of the products A and B of the present invention, this is not the case because impurities such as chlorine ions are unlikely to exist in the battery system, and the shelf life is better than that of the comparative product C.

尚、以上は正極材料にのみ有機半導体を用いたものにつ
いて説明したが、負極材料、あるいは正負極材料に本発
明に係る有機半導体を用いた場合も同様の効果が得られ
ることは明らかである。
In the above description, the organic semiconductor is used only as the positive electrode material, but it is clear that the same effect can be obtained when the organic semiconductor according to the present invention is used as the negative electrode material or the positive and negative electrode material.

〈発明の効果〉 以上のように構成されるこの発明の二次電池によれば、
電極作製環境の管理が非常に容易化しまた電極自身の保
存性が向上することは勿論、電極並びに電池の充放電容
量が制限をうけることもなく、また電池内における電極
各部の充放電反応の不均一などに起因する電池の特性劣
化も僅かで充放電効率並びにサイクル寿命などの特性向
上が図れるといった効果を奏する。
<Effects of the Invention> According to the secondary battery of the present invention configured as described above,
The management of the electrode production environment is greatly facilitated and the storage stability of the electrode itself is improved, and the charge and discharge capacities of the electrode and the battery are not limited. The effect of improving characteristics such as charge / discharge efficiency and cycle life with a slight deterioration of the characteristics of the battery due to uniformity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例等の電池構造を示した断面図、
第2図は本発明品及び比較品のサイクル特性を示したグ
ラフ、第3図は同じく充放電における電池電圧の経時変
化を示したグラフ、第4図は本発明品及び比較品の自己
放電特性を示したグラフである。 1……正極、2……負極、3……セパレータ、5……正
極缶、7……負極缶。
FIG. 1 is a sectional view showing a battery structure according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a graph showing the cycle characteristics of the product of the present invention and the comparative product, FIG. 3 is a graph showing the change over time of the battery voltage during charging and discharging, and FIG. 4 is a self-discharge characteristic of the product of the present invention and the comparative product. It is a graph showing. 1 ... Positive electrode, 2 ... Negative electrode, 3 ... Separator, 5 ... Positive electrode can, 7 ... Negative electrode can.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 修弘 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 藤本 正久 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−119860(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Nobuhiro Furukawa 2-18 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Koji Nishio 2-18 Keiyo Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Incorporated (72) Inventor Masahisa Fujimoto 2-18 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (56) Reference JP-A-62-119860 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ピロール系化合物と酸化剤とを液相で反応
させて得られる粉末状の有機半導体を正極または負極の
少なくとも一方の電極として用いてなる二次電池であっ
て、該酸化剤が、一般式 Fe ……(1) (式中、XはClO4 -、BF4 -、AsF6 -、PF6 -、SbF6 -、CH3C6
H4SO3 -、CF3SO3 -、ZrF6 --、TiF6 --またはSiF6 --を表わ
し、m及びnは1〜3の整数を表わす。) で示される第二鉄化合物であることを特徴とする二次電
池。
1. A secondary battery comprising a powdery organic semiconductor obtained by reacting a pyrrole compound and an oxidant in a liquid phase as at least one of a positive electrode and a negative electrode, wherein the oxidant is formula Fe m X n ...... (1) ( wherein, X is ClO 4 -, BF 4 -, AsF 6 -, PF 6 -, SbF 6 -, CH 3 C 6
H 4 SO 3 -, CF 3 SO 3 -, ZrF 6 -, TiF 6 - or SiF 6 - represents, m and n is an integer of 1-3. ) A secondary battery which is a ferric compound represented by:
【請求項2】ピロール系化合物が、一般式 (式中、R1及びR2は水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、アリール基、アリロキシ基、アルキルチオ基、アミ
ノ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基を表わ
し、R3は水素原子、アルキル基またはアリール基を表わ
す。) で示される化合物であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の二次電池。
2. A pyrrole compound having a general formula (In the formula, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an allyloxy group, an alkylthio group, an amino group, a halogen atom, a cyano group or a nitro group, and R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group. Or a compound which represents an aryl group.) The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is a compound represented by the formula:
【請求項3】ピロール系化合物と酸化剤との反応を水溶
液中で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
たは第2項記載の二次電池。
3. The secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the reaction between the pyrrole compound and the oxidizing agent is carried out in an aqueous solution.
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