JPS58204478A - 高出力電池 - Google Patents

高出力電池

Info

Publication number
JPS58204478A
JPS58204478A JP57086446A JP8644682A JPS58204478A JP S58204478 A JPS58204478 A JP S58204478A JP 57086446 A JP57086446 A JP 57086446A JP 8644682 A JP8644682 A JP 8644682A JP S58204478 A JPS58204478 A JP S58204478A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
polythiazyl
active material
electrolyte
alkali metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57086446A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Ozaki
勝 尾崎
Tatsumi Arakawa
荒川 辰美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd, Asahi Kasei Kogyo KK filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP57086446A priority Critical patent/JPS58204478A/ja
Publication of JPS58204478A publication Critical patent/JPS58204478A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • YGENERAL 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全く新規な高出力電池に関するものである。
近年、エネルギー関連分野、電子機器分野における電池
の利用が活発化してきていると同時に、電池の開発研究
も盛んである。エネルギー関連分野においては、電気自
動車の動力源或いは電力貯蔵用として高出力の電池が望
まれるのに対し、電子機器分野においては、電子機器の
小型化、軽量化に伴い、小型、軽量、更には薄膜化可能
な電池が待ち望まれている。しかし、両者を同時に満足
させる小型、軽量、薄膜化可能な高出力電池はいまだ存
在しない。現状では前者の分野において鉛誓電池、Na
−B電池、後者の分野においては酸化銀電池、リチウム
電池が各々独立に研究され、一部特殊用途において市販
されているものもめる。
しかしそれらは、高出力の点のみならずlJA型、軽量
、薄膜化の点に於いても肯定すべきものではない0 そこで本発明者らは、これらの問題点全解決すべく鋭意
検討した結果、全く新規な構成からなる不発明の電池に
よって以上の問題点を同時に解決できること全見出し、
本発明に到達した。すなわち本発明の電池は、小型、軽
量、薄膜化可能な新規の高出力電池である。また、本発
明は従来の電池に比べ保存性、長期信頼性の点において
も優れた、電池構成と電池構造を提供するものである。
本発明の電池は、アルカリ金属又はアルカリ金属のせ金
を負極活物質、ポリチアジル又にノ・ロデンをドープし
たポリチアシル又は・・ロデン以外の電子吸引性物質を
ドープしたポリチアジル全正極活物質とし、アル刀り金
属過ヨウ素酸塩、AMF、。
A2MIF62よびAM″F6(Aはアルカリ金属; 
M 、 M’およびM“はそれぞれ周期律表第■族す、
第■族および第V族すの元素)のいづれか’tt解質と
して用いて溝底された高出力電池である。
本発明の主たる特徴は、前記の両極活物質で構成された
電池構成において、電解質溶液として過ヨウ素酸塩又は
フルオロ錯塩を溶解させた溶液を使用している点にある
。これらの電解質溶液を用いることにより、エネルギー
密度の高い高出力電池全提供することができる0さらに
本発明のもう一つの特徴は、正極活物質自身が金属導電
性をも併せもつポリチアジル又はドープされたポリチア
シルポリマーを使用している点にある。
また、該ポリマーが軽量であると同時に薄膜形底能をも
mしているため、小型、軽重、薄膜化可能な高出力電池
になる。さらには、ノ・口rン又は他の電子吸引性物質
ドーパントとポリチアジルとは、吸着によるものではな
くクーロン力で安定に結合された電荷移動錯体を形成す
るたり、正極活物質としての長期保存性に潰れている0
そt数本発明の電池は、保存性、長期安定性の点でも優
れた電池である。また本発明の電池は、その構成、構造
から、明らかに二次電池として便用可能である。
次に本発明に使用する電解質としては、前述したアルカ
リ金属の過ヨウ素酸塩又はフルオロ錯塩(AMF、、 
A2M’F6. AM”F、’ (Aはアルカリ金属:
M。
M′お二びM”はそれぞれ周期律衣第■族す、第■族お
よび第V族すの元素)〕がある。具体的にはアルカリ金
属の過ヨウ素酸塩としてLi、工、04゜Na工0. 
、 K工04等があり、アルカリ金属のフルオロ錯塩の
AMF、としてはLiBF、、 NaBF、等が、A2
M’F6としてはLi2SiF6 、 Na2diF6
 等力、マタAM” F 、としてはLiPF6. N
aPF5. LIA8F6. Li5t)F6゜Na 
S bF 6等が挙げられる。これらの電解質のアルカ
リ金属イオン棟は、負極活物質のアルカリ金属と同一の
ものを用いることが、高エネルギー密度を提供する意味
においても、さらには二次電池としての性能を同上させ
る意味においても好ましい。
前記電解質を溶解させる各課としては、M機憔性溶媒か
あり、具体的にはプロピレン刀−ざネート、γ−ブチロ
ラクト/、ジメチルスルフオキシド、テトラヒドロフラ
ン、ジメトキシエタン、メチルフォルメイト等を代茨的
なものとして挙けることができるが、これらの各課は単
一で用いてもよいし、混合して使用してもよい。これら
の極性有機で媒に対する前記電解質濃度は、Q、Oo1
〜2.0モル/lが好ましい。特に、電池の寿命を向上
せしめる点では0.o1〜0.5モル/lが最適である
しかしこれらの電解質一度は上記範囲に限定されるもの
ではない。また、電池を溝底する際、これらの電解質有
機溶液を不織布、紙、セルロース、ポリマー等の媒体に
含浸させて用いるのが一般的であるが、その方法につい
ては特に限定はない。
電解質層の厚みはできるだけ薄い方が高エネルギー密度
化、軽量化の点で好ましいが、電池の保存性、長期安定
性の点全考慮すると10μm〜1mの範囲が好ましい。
次に本発明に使用する正極活物質のポリチアシル、ハロ
ダン金ドーノしたポリチアシルまたはハロゲン以外の電
子吸引性物質をドープしたポリテアジルは、単結晶坏、
エピタキシャル成長させた形態またはアモルファスの形
態においても使用可能であり、これらの使用形態を特に
制限するものではない。正極剤としての機能を付与する
ためにはより導電性の高い形態、すなわち結晶体(ポリ
チアジルで5 X 103Ω−1画一1)iたはエピタ
キシャル成長させた形態(ポリテアゾルで2×100−
1cm ’ )での使用が好ましい。前記正也活物質を
薄膜化するには、単結晶体の場合は薄くスライス状に切
ることにより、またエピタキシャル成長させた形態又は
アモルファスの形態で使用する場せは、単結晶体からの
加熱蒸着法或はスパッタ蒸着法等により薄膜化ができる
。またポリチアジルを、重合時に薄膜状で形成させても
よい。その厚みは自由にコントロールでき、通常0.1
〜10μのものが好ましい。ポリチアシルのドーパント
としては、ハロゲン及び種々の電子吸引性物質かりる。
具体的VCハハロクンとしてC12、B r 2、■2
、工Ct1よりr、 IC43等がろり、電子吸引性物
質としてはAs F 5、PF5、BF3.81)F5
、及びMo2O3、MPF 6、MBF、 (Mはアル
カリ金R)の暖イオン等が挙げられる。こちらに限定さ
れることなく、逼常卸られているポリアセチレンのドー
パントの使用が可能である。
これらのドーピング#度は、最大量ドーピングすること
が電池のエネルギー密度を高くするので好ましい。その
ドーピング方法は、ポリチアシルをドーパント蒸気と気
相で接触させる方法、電気化学的ドーピング法等があり
、特に限定しない。
次に負極活物質としては、イオン化傾向の高い金属、す
なわちアルカリ金属及びその合金(アルカリ金属同士ま
たはアルカリ金轡とMg、At、Ba等との合金)が用
いられる。中でも、Na、Li。
K等のアルカリ金属及びNa−Li、Na −K 、 
Li−At等の合金は高出力電池を提供する意味で特に
好ましい。これらをバルク状、薄膜状で用いてもよい。
薄膜状で使用する場合には金属箔、蒸着膜等の形態があ
る。これら負極活物質の厚みは、正極活物質の使用量と
対比させて電気化学的に同等もしくはそれ以上になるよ
うその厚みを調節し、適正値を選ぶことが電池を軽量化
する意味からも好ましい0 以上の正負両活吻質はAt、Ni、ステンレス、カーボ
ンフィルム等の導電性支持体(たとえば金属箔)上に設
けてもよいし、ポリエステルフィルム、テフロン、プラ
ス等の絶縁体上に設けてもよい0 さらに本発明の電池の基本構成及び基本礪造に、通常の
電池でよく用いられるセパレーター、シールド技術、バ
ッキング技術等を応用することができる。
、′ また本発明の電池は前述したように、充放電をくり返し
行える二次電池である。充電方法は、放’II終了時に
印加電圧5〜10Vを加えて行うとよい0 不発明の電池に、アルカリ金属又はその合金を負極活物
質、ポリチアシル又はノ・口rン或は−・ロダン以外の
寛子吸引性物/iヲドーゾしたポリチアシルを正櫃活物
質とし、電解質として例えば有機極性溶媒中にアルカリ
金属の過ヨウ素酸塩又は前記フルオロ錯塩を溶解させた
もの音用いることにより、従来にない小形、軽量、薄膜
化可能なエネルギー密度の高い高出力電池を実現するこ
とができたO同時に、負極活物質、電解質の選択により
、保存性、長期信頼性の点でも優れたものが得られる。
ざらに二次電池としての使用も可能であることから、本
発明の効果は著しい。
本発明は以下の実施例に限定されるものではないが、実
施例にもとづき、本発明金さらに具体的に説明する。
実施例1 本実施例における電池の断面を第1図に示す0公知の方
f:(ジャーナル オデ アメリカン ケミカル ンサ
イアテイ、97巻、22号、6658頁、1975年)
に従って合成した(SN)x単結晶を厚み0.1 cm
にスライスして平板状にし、その平板状のポリチアシル
(SN)x単結晶(面積3.14CM2)を真空下でB
 r 2蒸気と接触させてBr2にドープしたポリチア
ジル(5NBro、3 )X単結晶1を得た。次に、k
rドライボックス中でこの単結晶上に0.01モル/l
@にのNa 工04−ゾロピレンカーボネート浴液を含
浸させた不織布(厚み100μ、面積6.14−)zを
設け、ついでその上に0.05α厚、6.14−面積の
Na薄板3を2 Kq/crn”加圧して設け、電池を
作製した。続いて、(SNBro、3)x正極とNa負
極に電極端子pt線をポイントコンタクトさせ、電池特
性((sNBro、3)Xを■極、Na fθ極)を測
定した。初期開路電圧2.51負荷抵抗10にΩで平均
閉路電流5mA、平均閉路電圧2.6Vを示し、電池容
量は120 mAKであった。放電終了後、Na側をe
極、対他全■極として9v印別して1時間充電した結果
、前回と同じ放電特性を示めした。
充放ml<り返し20回行っても電池性能はほとんど変
化しなかった。
実施例2 本実施例における電池の断面を第2図に示す。
実施例1と同様にして作成した(SN)X単結晶を真空
下で140℃に加熱し、−i o ℃に冷却されたガラ
ス基板4上に厚み5μm、面積3.5 crr?の(S
N)X蒸着層5を設けた。その上にセパレーターとして
ポリプロピレンフィルム(厚み20μm)6e設け、つ
づいて0.1モル/ L Li25iF、−ジメチルス
ルフオキシド溶液金言浸させた不織布(厚み25μm)
γを設けた。さらにその上に厚みCC105Lにスライ
スしたL工普属板8t−2,5匂/iの圧力を加えて設
けた。以上の操作は実施例1と同様、Arドライボック
ス中で行った。実施例1と同様の方法で両極に電極端子
を接続させた。次に(SN)工を■側に、Li iO側
にして6vの電圧全1時間印加し、充電を行った。その
結果、初期開路電圧4.OV、負荷抵抗10KGで平均
閉路電流6榊、平均□1 閉路電圧ろ、6Vを示し、電池容量は35 mAHであ
った。充放iItをくり返し行なったが電池特性は変ら
なかった。以上の操作もArドライボックス中で行った
っ 実施例6 実施例1の(S NB r o、3 )Xの代りに、P
F51ポリチアシル(単結晶でなく、延伸されたポリエ
チレンフィルム上にエピタキシャル成長させた(SN)
X)に1−ノさせた[5JPF6)。2、〕Xを使用し
た電池を実施例1と同様の手法で作製した。ただし、不
織布に含浸させる電解質浴液は、0.1モル/lNa 
PF 6−プロピレンカーボネート溶液を用いたつこの
電解質層、Na層の各厚み、面積も実施例1と同じであ
る。この電池の電池特性を測定したところ、初期開路電
圧2.7 V、負荷抵抗10KOで平均閉路電流6ml
、平均閉路電圧2.3’t−示し、電池容量は40−H
でめった。充放電のくり返し使用も可能であり、実施例
1と同様の二次電池特性を示した。
実施例4 実施例1の(5NBr O,3)xの代りにBF3を1
−プしたポリチアシル[:5N(BF4)oo、−’x
 (実施列6と同じくエピタキシャル成長させた(SN
)xVCF −7゜した。)を用い、かつNa薄板の代
りにL1薄板を用いて、実施例1と同様の手法で電池を
作製した。
ただし、不織布に含浸させる電解質浴液は0.8モル/
 tLIBF4−プロピレンカーボネート溶液を用いた
。この電解質層、Li層の厚み、面積も実施例1と同じ
である。この電池の電池特性は、初期開路電圧2.8V
、負荷抵抗10にで平均閉路電流3,5皐、平均閉路電
圧2.4vを示し、電池容 ′竜は42 mAHであっ
た。充放電のくり返し使用も可能であり、実施例1゛と
同様の二次電池特性を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1の電池の断面図である。 1 ・−Br2 k )’−ゾしたポリチアジA/ (
sNBro、3)。 単結晶板、2・・・Ha工04プロピレンカーボネート
電解質溶液層、3・・・Na薄板 第2図は実施例2の電池の断面図である。 4・・−がラス基板、5・・・(SN)1蒸着層、6・
・・ポリプロピレンセパレーターフィルム、7・−Li
25iF、 −ジメチルスルフオキシド電解質溶液層、
8・・・Li金属板 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アルカリ金属又はアルカリ金属の合金を負極活物質、ポ
    リチアジル又はハロゲンをドープしたポリチアジル又は
    ハロゲン以外の電子吸引性物質をドープしたポリチアジ
    ルを正極活物質とし、アルカリ金属過ヨウ素酸塩、AM
    ?、 、 A2M’F6および鮒#F、(Aはアルカリ
    金JI:M、M’およびM”はそれぞれ周期律表第■族
    す、第■族および第V族すの元素)のいづれかを電解質
    として用いたことを特徴とする高出力電池。
JP57086446A 1982-05-24 1982-05-24 高出力電池 Pending JPS58204478A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57086446A JPS58204478A (ja) 1982-05-24 1982-05-24 高出力電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57086446A JPS58204478A (ja) 1982-05-24 1982-05-24 高出力電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58204478A true JPS58204478A (ja) 1983-11-29

Family

ID=13887143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57086446A Pending JPS58204478A (ja) 1982-05-24 1982-05-24 高出力電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58204478A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63239781A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウムイオン伝導性電解質
JPS63239780A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウムイオン伝導性電解質

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63239781A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウムイオン伝導性電解質
JPS63239780A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウムイオン伝導性電解質

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alamgir et al. Room temperature rechargeable polymer electrolyte batteries
US5720780A (en) Film forming method for lithium ion rechargeable batteries
US6955866B2 (en) Coated lithium electrodes
US6280873B1 (en) Wound battery and method for making it
JP6885309B2 (ja) 直列積層型全固体電池
KR102069017B1 (ko) 고 사이클 안정성을 가진 리튬-황 배터리 및 그 작동방법
US20080318128A1 (en) Lithium alloy/sulfur batteries
JP2698340B2 (ja) 電気化学的電池
US20040043295A1 (en) Rechargeable composite polymer battery
JPS63102173A (ja) リチウム二次電池
KR102324692B1 (ko) 리튬 이차 전지용 음극, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 리튬 이차 전지
KR20200018294A (ko) 에너지 저장 장치, 이극성 전극 배열체 및 방법
US20210313574A1 (en) Negative electrode for lithium ion secondary battery
JPH0636800A (ja) リチウム二次電池
JP2023513815A (ja) 陽極片、当該極片を採用した電池及び電子装置
JPH09283117A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2018198132A (ja) リチウムイオン二次電池用正極及びそれを用いるリチウムイオン二次電池
JP3587982B2 (ja) 高分子固体電解質およびこれを用いたリチウム二次電池と電気二重層キャパシタ
JPH05234583A (ja) リチウム二次電池用負極およびそれを用いたリチウム二次電池
EP3916854B1 (en) Electrode plate and battery
JPS6362869B2 (ja)
JPH0456079A (ja) リチウム二次電池用非水電解液並にリチウム二次電池
JPS58204478A (ja) 高出力電池
JPH09293496A (ja) 積層型電池
JP2965674B2 (ja) リチウム二次電池