JPH0782837B2 - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH0782837B2 JPH0782837B2 JP60097152A JP9715285A JPH0782837B2 JP H0782837 B2 JPH0782837 B2 JP H0782837B2 JP 60097152 A JP60097152 A JP 60097152A JP 9715285 A JP9715285 A JP 9715285A JP H0782837 B2 JPH0782837 B2 JP H0782837B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- polymer
- battery
- conductive polymer
- positive electrode
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- Expired - Lifetime
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/137—Electrodes based on electro-active polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は電極材料として導電性ポリマーを使用する非水
電解液二次電池に関するものである。
電解液二次電池に関するものである。
（ロ） 従来の技術 従来の非水電解液二次電池としてはリチウムなどの軽金
属からなる負極と、三酸化モリブデン、五酸化バナジウ
ムなどの金属化合物からなる正極と、有機溶媒に過塩素
酸リチウム（LiClO4）、ホウフッ化リチウム（LiBF4）
などの溶質を溶解させた非水電解液とにより構成されて
いる。
属からなる負極と、三酸化モリブデン、五酸化バナジウ
ムなどの金属化合物からなる正極と、有機溶媒に過塩素
酸リチウム（LiClO4）、ホウフッ化リチウム（LiBF4）
などの溶質を溶解させた非水電解液とにより構成されて
いる。
そして近年に至っては、例えば特開昭56−136469号公報
に開示されているようにポリアセチレンに代表される導
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。
に開示されているようにポリアセチレンに代表される導
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。
通常、有機のポリマーは導電性をほとんど示さないが、
この種の二次電池の電極材料となる導電性ポリマーはド
ーピングが可能であってドーピングにより導電性が飛躍
的に上昇するという特徴を有している。しかもドーピン
グは電気化学的に行うことも可能であって、アニオンを
ドーピングした導電性ポリマーは電池の正極として、ま
たカチオンをドーピングした導電性ポリマーは負極とし
て使用することが可能でありドーピング、脱ドーピング
を可逆的に行うことによって充放電可能な電池を構成す
ることができる。
この種の二次電池の電極材料となる導電性ポリマーはド
ーピングが可能であってドーピングにより導電性が飛躍
的に上昇するという特徴を有している。しかもドーピン
グは電気化学的に行うことも可能であって、アニオンを
ドーピングした導電性ポリマーは電池の正極として、ま
たカチオンをドーピングした導電性ポリマーは負極とし
て使用することが可能でありドーピング、脱ドーピング
を可逆的に行うことによって充放電可能な電池を構成す
ることができる。
（ハ） 発明が解決しようとする問題点 本発明は少なくとも一方の電極材料として導電性ポリマ
ーを用いる非水電解液二次電池の充放電容量効率、充放
電サイクル特性及び保存特性の向上を目的とする。
ーを用いる非水電解液二次電池の充放電容量効率、充放
電サイクル特性及び保存特性の向上を目的とする。
導電性ポリマー電極を用いた電池において、容量の増大
を計るためには電池内の導電性ポリマーの量を多くする
ことが必要である。そのためには導電性ポリマーの形状
として膜状のポリマーを使用するよりも粉末状のポリマ
ーを加圧成型して高密度の電極とするのが有利である。
ところが導電性ポリマー自体は一般に成型性の良くない
ものが多く導電性ポリマーのみを加圧成型しても機械的
強度が小なるため充放電反応や長期の保存によって電極
の崩れが生じサイクル特性や保存特性に問題があった。
を計るためには電池内の導電性ポリマーの量を多くする
ことが必要である。そのためには導電性ポリマーの形状
として膜状のポリマーを使用するよりも粉末状のポリマ
ーを加圧成型して高密度の電極とするのが有利である。
ところが導電性ポリマー自体は一般に成型性の良くない
ものが多く導電性ポリマーのみを加圧成型しても機械的
強度が小なるため充放電反応や長期の保存によって電極
の崩れが生じサイクル特性や保存特性に問題があった。
この対策として例えばポリテトラフルオロエチレンなど
の結着剤を混合することが行なわれるが、結着剤を混合
すればその分だけ単位体積当りの容量が低下することは
免れず、しかもフッ素樹脂系の結着剤を混合した電極は
電解液との“濡れ”が悪いため電池特性に悪影響を与え
ることになる。
の結着剤を混合することが行なわれるが、結着剤を混合
すればその分だけ単位体積当りの容量が低下することは
免れず、しかもフッ素樹脂系の結着剤を混合した電極は
電解液との“濡れ”が悪いため電池特性に悪影響を与え
ることになる。
（ニ） 問題点を解決するための手段 本発明は少なくとも一方の電極として導電性ポリマー電
極を用いる非水電解液二次電池において、導電性ポリマ
ー電極を、粉末状の導電性ポリマーと、らせん構造を有
するポリマーとアルカリ金属塩との複合体からなる高分
子電解質との混合物で構成したことを特徴とするもので
ある。
極を用いる非水電解液二次電池において、導電性ポリマ
ー電極を、粉末状の導電性ポリマーと、らせん構造を有
するポリマーとアルカリ金属塩との複合体からなる高分
子電解質との混合物で構成したことを特徴とするもので
ある。
本発明におけるらせん構造を有するポリマーとアルカリ
金属塩との複合体としては、ポリエチレンオキシド、ポ
リメタクリル酸メチル、ポリビニルピロリデンなどのポ
リマーと、過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウムなど
のリチウム塩との複合体が例示される。
金属塩との複合体としては、ポリエチレンオキシド、ポ
リメタクリル酸メチル、ポリビニルピロリデンなどのポ
リマーと、過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウムなど
のリチウム塩との複合体が例示される。
（ホ） 作用 導電性ポリマーと高分子電解質との混合物よりなる電極
は、導電性ポリマー単独の場合に比して高分子電解質の
存在により、電極と電解液との濡れ性が向上し、且機械
的強度が向上するため充放電容量効率、サイクル特性及
び保存特性が改善される。
は、導電性ポリマー単独の場合に比して高分子電解質の
存在により、電極と電解液との濡れ性が向上し、且機械
的強度が向上するため充放電容量効率、サイクル特性及
び保存特性が改善される。
（ヘ） 実施例 〔実施例１〕 正極として、ポリアセチレン粉末とポリエチレンオキシ
ドを90:10の重量比で混合し、この混合物を径20.0mm、
厚み約0.7mmの円板状に成型したものを使用した。
ドを90:10の重量比で混合し、この混合物を径20.0mm、
厚み約0.7mmの円板状に成型したものを使用した。
負極としては厚み約0.4mmのリチウム箔を径20.0mmに打
抜いたものを用い、又電解液はプロピレンカーポネート
に過塩素酸リチウムを１モル／を溶解したものであ
り、ポリプロピレン不繊布よりなるセパレータに含浸し
て用いて本発明電池（Ａ）を作成した。尚、電池組立時
において正極中のポリエチレンオキシドと電解液として
の過塩素酸リチウムとが反応して正極中に高分子電解質
が形成される。
抜いたものを用い、又電解液はプロピレンカーポネート
に過塩素酸リチウムを１モル／を溶解したものであ
り、ポリプロピレン不繊布よりなるセパレータに含浸し
て用いて本発明電池（Ａ）を作成した。尚、電池組立時
において正極中のポリエチレンオキシドと電解液として
の過塩素酸リチウムとが反応して正極中に高分子電解質
が形成される。
第１図は本発明電池の縦断面図を示し、（１）は導電性
ポリマーと高分子電解質との混合物よりなる正極であっ
て、正極集電体（２）を介して正極缶（３）の内底面に
圧接されている。（４）はリチウム負極であって負極集
電体（５）を介して負極缶（６）の内底面に圧着されて
いる。（７）はセパレータ、（８）は絶縁パッキングで
ある。
ポリマーと高分子電解質との混合物よりなる正極であっ
て、正極集電体（２）を介して正極缶（３）の内底面に
圧接されている。（４）はリチウム負極であって負極集
電体（５）を介して負極缶（６）の内底面に圧着されて
いる。（７）はセパレータ、（８）は絶縁パッキングで
ある。
また比較のために、正極としてポリアセチレン粉末と、
結着剤としてのポリテトラフルオロエチレンとを90:10
の重量比で混合した混合物の成型体を用いることを除い
て他は実施例１と同様の比較電池（Ｄ）を作成した。
結着剤としてのポリテトラフルオロエチレンとを90:10
の重量比で混合した混合物の成型体を用いることを除い
て他は実施例１と同様の比較電池（Ｄ）を作成した。
〔実施例２〕 正極として、ポリアセチレン粉末とポリビニルピロリド
ンを90:10の重量比で混合し、この混合物を円板状に成
型したものを用いることを除いて他は実施例１と同様の
本発明電池（Ｂ）を作成した。
ンを90:10の重量比で混合し、この混合物を円板状に成
型したものを用いることを除いて他は実施例１と同様の
本発明電池（Ｂ）を作成した。
尚、本実施例においても電池組立時に正極中のポリビニ
ルピロリドンと電解液としての過塩素酸リチウムとが反
応して正極中に高分子電解質が形成される。
ルピロリドンと電解液としての過塩素酸リチウムとが反
応して正極中に高分子電解質が形成される。
〔実施例３〕 正極の作成に先立ち、先ずポリエチレンオキシドとホウ
フッ化リチウムとを3:1の重量比でアセトニトリル中に
溶解させて後、アセトニトリルを蒸発させ、ポリエチレ
ンオキシドとホウフッ化リチウムとの複合体を得る。次
にポリアセチレン粉末と上記複合体を85:15の重量比で
十分混合した後、径20.0mm、厚み約0.7mmの円板状に成
型したものを正極とする。
フッ化リチウムとを3:1の重量比でアセトニトリル中に
溶解させて後、アセトニトリルを蒸発させ、ポリエチレ
ンオキシドとホウフッ化リチウムとの複合体を得る。次
にポリアセチレン粉末と上記複合体を85:15の重量比で
十分混合した後、径20.0mm、厚み約0.7mmの円板状に成
型したものを正極とする。
負極は径20.0mm、厚み約0.4mmのリチウム箔を用い、電
解液はプロピレンカーポネートにホウフッ化リチウムを
１モル／溶解したものである。
解液はプロピレンカーポネートにホウフッ化リチウムを
１モル／溶解したものである。
第２図乃至第４図はこれら電池（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
（Ｄ）の電池性能比較図であって、第２図は充放電容量
効率、第３図及び第４図は10サイクル目における充電及
び放電特性を示す。尚、サイクル条件は2mAで１時間充
電し、ついで2mAの電流で放電し放電終止電圧を1.5Vと
した。
（Ｄ）の電池性能比較図であって、第２図は充放電容量
効率、第３図及び第４図は10サイクル目における充電及
び放電特性を示す。尚、サイクル条件は2mAで１時間充
電し、ついで2mAの電流で放電し放電終止電圧を1.5Vと
した。
第２図乃至第４図から本発明電池（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は
比較電池（Ｄ）に比して充放電容量効率が改善され、且
サイクル特性が向上しているのがわかる。
比較電池（Ｄ）に比して充放電容量効率が改善され、且
サイクル特性が向上しているのがわかる。
尚、本発明電池を説明するに際して、一方の電極に導電
性ポリマー電極を使用する場合のみ例示したが、正負極
の双方に導電性ポリマー電極を用いることもできること
は明らかである。
性ポリマー電極を使用する場合のみ例示したが、正負極
の双方に導電性ポリマー電極を用いることもできること
は明らかである。
（ト） 発明の効果 上述した如く、少なくとも一方の電極として導電性ポリ
マー電極を用いるものにおいて、導電性ポリマー電極と
して、粉末状の導電性ポリマーと、らせん構造を有する
ポリマーとアルカリ金属塩との複合体からなる高分子電
解質との混合物を用いることにより、充放電容量効率、
サイクル特性及び保存特性の向上を計ることができるも
のであり、その工業的価値は極めて大である。
マー電極を用いるものにおいて、導電性ポリマー電極と
して、粉末状の導電性ポリマーと、らせん構造を有する
ポリマーとアルカリ金属塩との複合体からなる高分子電
解質との混合物を用いることにより、充放電容量効率、
サイクル特性及び保存特性の向上を計ることができるも
のであり、その工業的価値は極めて大である。
第１図は本発明の一実施例による電池の縦断面図、第２
図乃至第４図は電池特性比較図であって、第２図は充放
電容量効率、第３図及び第４図は10サイクル目における
充電及び放電特性図を夫々示す。 （１）……正極、（２）……正極集電体、（３）……正
極缶、（４）……負極、（５）……負極集電体、（６）
……負極缶、（７）……セパレータ、（８）……絶縁パ
ッキング、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）……本発明電池、（Ｄ）
……比較電池。
図乃至第４図は電池特性比較図であって、第２図は充放
電容量効率、第３図及び第４図は10サイクル目における
充電及び放電特性図を夫々示す。 （１）……正極、（２）……正極集電体、（３）……正
極缶、（４）……負極、（５）……負極集電体、（６）
……負極缶、（７）……セパレータ、（８）……絶縁パ
ッキング、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）……本発明電池、（Ｄ）
……比較電池。
Claims (1)
- 【請求項１】正極、負極及び非水電解液とを備え、少な
くとも一方の電極が、粉末状の導電性ポリマーと、らせ
ん構造を有するポリマーとアルカリ金属塩との複合体か
らなる高分子電解質との混合物よりなることを特徴とす
る非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097152A JPH0782837B2 (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097152A JPH0782837B2 (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281458A JPS61281458A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH0782837B2 true JPH0782837B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=14184594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60097152A Expired - Lifetime JPH0782837B2 (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782837B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63285864A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 電池用電極 |
| DE3729566A1 (de) * | 1987-09-04 | 1989-03-16 | Zipperling Kessler & Co | Intrinsisch leitfaehiges polymer in form eines dispergierbaren feststoffes, dessen herstellung und dessen verwendung |
| JP2690950B2 (ja) * | 1988-07-11 | 1997-12-17 | 株式会社トクヤマ | 膜状物 |
| JP2790647B2 (ja) * | 1989-04-05 | 1998-08-27 | 新日本製鐵株式会社 | Ｄｉ成形性に優れた複合被覆鋼板およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6097561A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-31 | Hitachi Ltd | 固体電解質二次電池 |
-
1985
- 1985-05-07 JP JP60097152A patent/JPH0782837B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61281458A (ja) | 1986-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |