JPS59143280A - ポリマを用いた２次電池 - Google Patents
ポリマを用いた２次電池Info
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- JPS59143280A JPS59143280A JP58016134A JP1613483A JPS59143280A JP S59143280 A JPS59143280 A JP S59143280A JP 58016134 A JP58016134 A JP 58016134A JP 1613483 A JP1613483 A JP 1613483A JP S59143280 A JPS59143280 A JP S59143280A
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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
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はポリアセチレンなどのポリマと炭素を域極とす
る光磁可能な重電に関するものである。
る光磁可能な重電に関するものである。
ポリアセチレンなどの共役２Ｎ結合を有するポリマは電
気化学的にＣ１Ｏ＜−ｖ ＰＦ５− ＋ ＢＦｉ等のア
ニオンを、またＬ ｉ”や（Ｃ４Ｈ９）４ Ｎ”などの
カチオン全ドーピングしｐ型及びｎ型嵯導性ボリアセチ
レンを作ることが知られてお’） （Ｊ、 Ｃ，Ｓ、Ｃ
ｈｅｓｎ。
気化学的にＣ１Ｏ＜−ｖ ＰＦ５− ＋ ＢＦｉ等のア
ニオンを、またＬ ｉ”や（Ｃ４Ｈ９）４ Ｎ”などの
カチオン全ドーピングしｐ型及びｎ型嵯導性ボリアセチ
レンを作ることが知られてお’） （Ｊ、 Ｃ，Ｓ、Ｃ
ｈｅｓｎ。
Ｃｏｒｎｎ、（１９７９）［）５９４〜５９５．Ｃ＆Ｅ
Ｎ、２６．３９（１９８１））、ｔｔｉ気化気化学的ド
ーピング用応用充゛−可能な電池が報告されている。こ
の゛電池の一例として正極、負極にポリアセチレン属を
、有機電解液として炭酸プロピレンに（Ｃ４１１９）４
ＮＣｌＯ４を＃解させたものを用ｈｆｃ′Ｉｍ池では
開路電圧２．５Ｖ、短絡電流１．１．１ ｍ Ａが得ら
れている［： Ｊ、Ｃ。
Ｎ、２６．３９（１９８１））、ｔｔｉ気化気化学的ド
ーピング用応用充゛−可能な電池が報告されている。こ
の゛電池の一例として正極、負極にポリアセチレン属を
、有機電解液として炭酸プロピレンに（Ｃ４１１９）４
ＮＣｌＯ４を＃解させたものを用ｈｆｃ′Ｉｍ池では
開路電圧２．５Ｖ、短絡電流１．１．１ ｍ Ａが得ら
れている［： Ｊ、Ｃ。
８、Ｃｈｅｍ、 Ｃ□＋ｎｍ、（１９８１）ｐｐ３１７
〜３１９：］。ポリアセチレンを電極とする二次電池は
エネルギー密度（Ｗｈ／Ｋｆ）が大きく、かつ出力密度
（Ｗ／Ｋｇ）が大きいことから最近注目を集めている。
〜３１９：］。ポリアセチレンを電極とする二次電池は
エネルギー密度（Ｗｈ／Ｋｆ）が大きく、かつ出力密度
（Ｗ／Ｋｇ）が大きいことから最近注目を集めている。
ポリ“１セチレンを使用する電池としては、ドーピング
が放電反応であり負極にＬ（、正極にポリアセチレン全
使用するもの、ドーピングが充電反応であり負極にＬｉ
１正極にポリアセチレンを、また正負極ともにポリアセ
チレン全使用するものが提案されている。
が放電反応であり負極にＬ（、正極にポリアセチレン全
使用するもの、ドーピングが充電反応であり負極にＬｉ
１正極にポリアセチレンを、また正負極ともにポリアセ
チレン全使用するものが提案されている。
この場合、負極ラリチウムとする電池では、充′嵯反応
はｌ、 ４４′＋ｅ −＋ ｌ、 ！なる反応で、１．
１（Ｄ樹枝状析出がおこシ、′電極の短絡を引きおこす
という欠点がある。その他の′電池においても現状では
電電のサイクル）は短かく満足するものではない。
はｌ、 ４４′＋ｅ −＋ ｌ、 ！なる反応で、１．
１（Ｄ樹枝状析出がおこシ、′電極の短絡を引きおこす
という欠点がある。その他の′電池においても現状では
電電のサイクル）は短かく満足するものではない。
添加した電池が提案されている。
本発明の目的は前述の問題を解決し、電池性能、特に寿
命特性の優れたポリマを用いた２次電池を提供するとこ
ろにある。
命特性の優れたポリマを用いた２次電池を提供するとこ
ろにある。
本弗明者らは正極、負極両者にポリアセチレンを用い、
有機電解液を用いる電池において、寿命低下に基づく原
因が負極のポリアセチレンにあることを確認した。すな
わち、正極にポリアセチレンを用い、それぞれ負極にポ
リアセチレンを使用する電池とリチウムを使用する電池
の充放電サイクルの比較を行ったところ、後者のリチウ
ムを負極とする゛電池の寿命は前者のそれより優れてい
る結果を得た。一方、寿命に達した電池の負極のポリア
セチレンの分光学的解析を行った結果、ポリアセチレン
の共役２ｔ結合に変化のあることがわかった。
有機電解液を用いる電池において、寿命低下に基づく原
因が負極のポリアセチレンにあることを確認した。すな
わち、正極にポリアセチレンを用い、それぞれ負極にポ
リアセチレンを使用する電池とリチウムを使用する電池
の充放電サイクルの比較を行ったところ、後者のリチウ
ムを負極とする゛電池の寿命は前者のそれより優れてい
る結果を得た。一方、寿命に達した電池の負極のポリア
セチレンの分光学的解析を行った結果、ポリアセチレン
の共役２ｔ結合に変化のあることがわかった。
本発明の要点は、前述の事実を十分考慮し、陽イオン全
ドーピングする′＃Ｌ極に炭素を使用し、陰イオンをド
ーピングする正極にポリアセチレンを使用した′電池に
ある。これまでこの系の電池は見いだされておらず、本
′亀池の特徴は次の点にある。
ドーピングする′＃Ｌ極に炭素を使用し、陰イオンをド
ーピングする正極にポリアセチレンを使用した′電池に
ある。これまでこの系の電池は見いだされておらず、本
′亀池の特徴は次の点にある。
本発明のポリマを用いた２次電池は、
（ａ） ｌｉｔ！４’１９にの陰イオンと電気化学的
に可逆的な電荷移動錯体金形成しうる共役２重結合を有
するポリマを含む正極、 （ｂ） 該電解質の陽イオンと電気化学的に可逆的な
層間化合物を形成しうるグラファイト環を有する炭素金
倉む負極、及び （Ｃ） 前記正極と負極との間に介在する電解質、を
含むことを特徴とする。
に可逆的な電荷移動錯体金形成しうる共役２重結合を有
するポリマを含む正極、 （ｂ） 該電解質の陽イオンと電気化学的に可逆的な
層間化合物を形成しうるグラファイト環を有する炭素金
倉む負極、及び （Ｃ） 前記正極と負極との間に介在する電解質、を
含むことを特徴とする。
本発明によれは負極として前記炭素を用いることにより
１ｔ）９’ｆ質と電気化学的に可逆的な層間化合物を形
成し、これにより、寿命特性の向上を計ることができる
。層間化合物は次のように形成されるものと推測される
。黒鉛のような炭素は、４つ形成する。残りの１個の価
電子は層に垂直に伸びるπ軌道にある。それ故、この炭
素はＬｉなどの挿入物質との間で電荷移動を生じ、極め
て安定な層間化合物をつくる。ところで、ポリアセチレ
ンのような共役２重結合を有するポリマ中の２重結合は
電荷移動錯体を形成するが不安定で単結合になシ易く、
従って、電解質の陽イオンと電荷移動錯体を形成した後
イオン結合を起し、また溶媒との反応で、解離しない化
合物を形成してしまう。
１ｔ）９’ｆ質と電気化学的に可逆的な層間化合物を形
成し、これにより、寿命特性の向上を計ることができる
。層間化合物は次のように形成されるものと推測される
。黒鉛のような炭素は、４つ形成する。残りの１個の価
電子は層に垂直に伸びるπ軌道にある。それ故、この炭
素はＬｉなどの挿入物質との間で電荷移動を生じ、極め
て安定な層間化合物をつくる。ところで、ポリアセチレ
ンのような共役２重結合を有するポリマ中の２重結合は
電荷移動錯体を形成するが不安定で単結合になシ易く、
従って、電解質の陽イオンと電荷移動錯体を形成した後
イオン結合を起し、また溶媒との反応で、解離しない化
合物を形成してしまう。
そして、このイオン結合は充、放電が繰返されることに
よって次第に増加し、クーロン効率の低下による寿命特
性の低下を招く結果となる。
よって次第に増加し、クーロン効率の低下による寿命特
性の低下を招く結果となる。
本発明で用いられる炭素としては例えば黒鉛あるいは黒
鉛化の進んだ炭素がある。特に、黒鉛の場合は電解質の
陽イオンと層間化合物全形成できるため、エネルギー冨
度および出力密度の点で有利である。炭素自体は繊維状
のものが表面積を犬きくとれるので特に望ましい。炭素
粉末をシート状に成形して用いることもできる。いずれ
の場合も、必要に応じて弗氷１尉脂粉末やその他のバイ
ンダを用いて結着することもできる。
鉛化の進んだ炭素がある。特に、黒鉛の場合は電解質の
陽イオンと層間化合物全形成できるため、エネルギー冨
度および出力密度の点で有利である。炭素自体は繊維状
のものが表面積を犬きくとれるので特に望ましい。炭素
粉末をシート状に成形して用いることもできる。いずれ
の場合も、必要に応じて弗氷１尉脂粉末やその他のバイ
ンダを用いて結着することもできる。
□正極として用いられる前記ポリマとしては例えばポリ
チオエレン、ポリパラフェニレン、ポリ（１゜６ヘプタ
ジイン）、ポリピロール、ポリチオエレン、ボＩＪ（ｐ
−フェニレンスルフィド）、ボ１ｍ−フェニレ／スルフ
ィト）、ポリ（ｐ１１フェニレンオキシド）などが用い
られる。
チオエレン、ポリパラフェニレン、ポリ（１゜６ヘプタ
ジイン）、ポリピロール、ポリチオエレン、ボＩＪ（ｐ
−フェニレンスルフィド）、ボ１ｍ−フェニレ／スルフ
ィト）、ポリ（ｐ１１フェニレンオキシド）などが用い
られる。
本発明において、電解質の陽イオンの例としてはＬｌが
最も望ましいか、Ｎａ” 、Ｋ” 、Ｒｈ”。
最も望ましいか、Ｎａ” 、Ｋ” 、Ｒｈ”。
Ｃ３０のアルカリ金属の他、（ＣＨｍ）ａＮ”（Ｃａ国
４げ（Ｃｓ Ｈ７）４ Ｎ” ＃ （Ｃ４Ｈｌｌ ）４
Ｎ”などの＠４級°ｒンモニウムイオンなども用いら
れる。これらの電解質は少なくとも１種以上が有機溶媒
に溶解され、電解液として使用される。陰イオンの例と
しては、ＣＩｏｌ ｍ ＢＦ４− ＊ ＡｔＣ４ｍ Ａ
ｓ Ｆａ ” ｔ Ｐ Ｆ＠−ｓ Ｓ ＣＮ −５Ｓ
ｂＦａ ’＝ＮｂＦｓ乙ＴａＦ５−などがある。
４げ（Ｃｓ Ｈ７）４ Ｎ” ＃ （Ｃ４Ｈｌｌ ）４
Ｎ”などの＠４級°ｒンモニウムイオンなども用いら
れる。これらの電解質は少なくとも１種以上が有機溶媒
に溶解され、電解液として使用される。陰イオンの例と
しては、ＣＩｏｌ ｍ ＢＦ４− ＊ ＡｔＣ４ｍ Ａ
ｓ Ｆａ ” ｔ Ｐ Ｆ＠−ｓ Ｓ ＣＮ −５Ｓ
ｂＦａ ’＝ＮｂＦｓ乙ＴａＦ５−などがある。
有機溶媒としては電極やその他の電池構成材料に対して
不活性であり、かつ電解質上溶解して高い導電性を与え
、充、放電によっても分解しないような書質でおればす
べて使用可能である。本発明では例をは炭酸プロピレン
が好適であシ、他にテトラ上４０フラン、ｒニブチロ２
クトン、１，２−ジメトキシエタン、ジオキサン、ジク
ロルエタン、ｌＩ２−ジクロルエタ：ｙ、Ｎ、Ｎ−’）
メｆルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチル
サルファイド、エチレンカーボネート、１．３−ジオキ
ソラン、ニトロメタン、ホルムアミド、２−メチルテト
ラヒドロ７ラン、スルホランなどの少なくとも１ｆｆｉ
または２ ｆｉｌ１以上の混合溶媒が用いられる。
不活性であり、かつ電解質上溶解して高い導電性を与え
、充、放電によっても分解しないような書質でおればす
べて使用可能である。本発明では例をは炭酸プロピレン
が好適であシ、他にテトラ上４０フラン、ｒニブチロ２
クトン、１，２−ジメトキシエタン、ジオキサン、ジク
ロルエタン、ｌＩ２−ジクロルエタ：ｙ、Ｎ、Ｎ−’）
メｆルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチル
サルファイド、エチレンカーボネート、１．３−ジオキ
ソラン、ニトロメタン、ホルムアミド、２−メチルテト
ラヒドロ７ラン、スルホランなどの少なくとも１ｆｆｉ
または２ ｆｉｌ１以上の混合溶媒が用いられる。
本発明においては電解質は液状、ペースト伏わるいは固
体状のいずれであってもよい。
体状のいずれであってもよい。
正極と負極の間には両極の接触による短絡を防ぐために
セパレータが用いられることが多い。このセパレータは
正極、負極及び電解質に対して化学的に安定であシ、重
子絶縁性でかつ多孔性で電解液を通したり、含んだシす
ることのできるものであればよい。材質としてはポリテ
トラフルオロエチレン、ポリグロビレ／、ポリエチレン
、ポリ塩化ビニール、フェノール樹脂など、また、ガラ
ス繊維、°γアルミナ維、チタン酸カリウム繊維などの
無機繊維質基材などが用いられる。また、本発明者らね
１、上記セパレータには水分あるいは電池反応によって
分解生成するおそれのある物質を吸着するための吸着剤
粉末を担持しておくか、電池内に適宜配置しておくのが
有効であること全見出した。これにより、充、放′区の
電流効率を向上でき、かつ寿命ｆ：ＩＡ長できる。吸着
剤粉末としては例えば多孔質アルミナ、シリカ、アルミ
ノシリケート化合物（モレキュラーシーブ）など無機吸
着剤、スチレン・ジビニルベンゼン架橋ゲル、アクリル
エステル樹脂など有機合成樹脂、活性炭などの１種以上
が用いられる。
セパレータが用いられることが多い。このセパレータは
正極、負極及び電解質に対して化学的に安定であシ、重
子絶縁性でかつ多孔性で電解液を通したり、含んだシす
ることのできるものであればよい。材質としてはポリテ
トラフルオロエチレン、ポリグロビレ／、ポリエチレン
、ポリ塩化ビニール、フェノール樹脂など、また、ガラ
ス繊維、°γアルミナ維、チタン酸カリウム繊維などの
無機繊維質基材などが用いられる。また、本発明者らね
１、上記セパレータには水分あるいは電池反応によって
分解生成するおそれのある物質を吸着するための吸着剤
粉末を担持しておくか、電池内に適宜配置しておくのが
有効であること全見出した。これにより、充、放′区の
電流効率を向上でき、かつ寿命ｆ：ＩＡ長できる。吸着
剤粉末としては例えば多孔質アルミナ、シリカ、アルミ
ノシリケート化合物（モレキュラーシーブ）など無機吸
着剤、スチレン・ジビニルベンゼン架橋ゲル、アクリル
エステル樹脂など有機合成樹脂、活性炭などの１種以上
が用いられる。
次に、本発明を図面により説明する。第１図ないし第３
図は本発明の一実施例になる２次電池の構造を示す一部
断面図である。各図において、■は正極、２は負極、３
＋ ３８＋ ３１）は正極ｌの一面に設けられた集電体
としての金属ｆＩ層、４．４８ ｓ４ｂは負極２の一面
に設けられた来電体としての金属薄層、５は電解３ｔを
担持した絶縁性多孔質セパレータ、６は電池保持体、７
は電池ケースである。第１図は単電池の＊＃：’ｔ−１
１２図および第３図は単電池を２層重ねた積層型２次電
池の構成を示すものである。電池″ｆＩ：積層する場合
、基本的には、金属薄層３ａまたは４ａのいずれか一方
だけ設けるか、もしくは隣接する正極と負極間に１枚の
金）＃４箔（図示せず）を設ければ電池として動作する
ものであるが、本発明者らは第２図および第３図に示す
ように、金属薄層３ａと４ａｉ設けることによシ、集電
効率をより高め得ることを見出した。
図は本発明の一実施例になる２次電池の構造を示す一部
断面図である。各図において、■は正極、２は負極、３
＋ ３８＋ ３１）は正極ｌの一面に設けられた集電体
としての金属ｆＩ層、４．４８ ｓ４ｂは負極２の一面
に設けられた来電体としての金属薄層、５は電解３ｔを
担持した絶縁性多孔質セパレータ、６は電池保持体、７
は電池ケースである。第１図は単電池の＊＃：’ｔ−１
１２図および第３図は単電池を２層重ねた積層型２次電
池の構成を示すものである。電池″ｆＩ：積層する場合
、基本的には、金属薄層３ａまたは４ａのいずれか一方
だけ設けるか、もしくは隣接する正極と負極間に１枚の
金）＃４箔（図示せず）を設ければ電池として動作する
ものであるが、本発明者らは第２図および第３図に示す
ように、金属薄層３ａと４ａｉ設けることによシ、集電
効率をより高め得ることを見出した。
さらに、本発明者らの研死によれば、第３図に示すよう
に、単位電池間、即ち、隣接する金属薄層３ａと４ａの
間に電解質不透過性の金Ｍ箔８を介在させるのが有効で
あることを見出した。上記金Ｊ４箔８を介在させること
によシ、隣接電池相互におりる出ＪＪｔの、透過が防止
でき、電池特性の低下を防ぐことができることを確認し
た。
に、単位電池間、即ち、隣接する金属薄層３ａと４ａの
間に電解質不透過性の金Ｍ箔８を介在させるのが有効で
あることを見出した。上記金Ｊ４箔８を介在させること
によシ、隣接電池相互におりる出ＪＪｔの、透過が防止
でき、電池特性の低下を防ぐことができることを確認し
た。
本発明において、単位電池を積層する場合、電気的猛１
，１シにおいて、１ｕ列般続、並列接＋ｐ７１：あるい
はそれらを組合せて積層することができる。
，１シにおいて、１ｕ列般続、並列接＋ｐ７１：あるい
はそれらを組合せて積層することができる。
また、本発明においては、外部からの酸素や水分の影響
（侵入）を防ぐために、電池本体と電池ケースとの間に
無機相縁性の層などからなる遮へい層を設けたシ、また
、前ｎＱ第１図および第２図に示されている策、囮薄層
３ｂおよび４ｂを厚くし、酸素および水分に対して不透
過性にするととも有効でおる。Ｊ：た、り゛−ス金シー
ルすることも有効である。
（侵入）を防ぐために、電池本体と電池ケースとの間に
無機相縁性の層などからなる遮へい層を設けたシ、また
、前ｎＱ第１図および第２図に示されている策、囮薄層
３ｂおよび４ｂを厚くし、酸素および水分に対して不透
過性にするととも有効でおる。Ｊ：た、り゛−ス金シー
ルすることも有効である。
実施例１
作用極に１０ｍｍ直径のカーボンベーパヲ、対極に白金
を、Ｓ前極に銀／塩化銀ｉｉｔ極（Ａｇ／Ａｇつ會、有
機電解液として炭酸プロピレンに１ｍｏｌ／１の碕度で
ＩｊＣｔ０４を溶解したものを用い、−位走査による電
気化学的挙動を調べた。電位走査速度１ （ＨＶ ／Ｂ
ｅｅのポルタムグラムｅ＠４図に示す。第４図のマイナ
スに流れる電流は ’１． ｉ ＋が炭素にドーピング
されるときのものであり、プラスに流れるそれはＬｉ”
が炭素からアンドープされるときのものである。ドーピ
ング開始メ電位は一２■（Ａｇ／Ａｇ” ）であり、Ｌ
Ｐが還元されてＬｉ金属になる電位よシ正の電位である
。ドーピングの電気量と°アンドーピングの電気量との
比、容易に入り、また炭素から容易に出ることｔ示して
いる。
を、Ｓ前極に銀／塩化銀ｉｉｔ極（Ａｇ／Ａｇつ會、有
機電解液として炭酸プロピレンに１ｍｏｌ／１の碕度で
ＩｊＣｔ０４を溶解したものを用い、−位走査による電
気化学的挙動を調べた。電位走査速度１ （ＨＶ ／Ｂ
ｅｅのポルタムグラムｅ＠４図に示す。第４図のマイナ
スに流れる電流は ’１． ｉ ＋が炭素にドーピング
されるときのものであり、プラスに流れるそれはＬｉ”
が炭素からアンドープされるときのものである。ドーピ
ング開始メ電位は一２■（Ａｇ／Ａｇ” ）であり、Ｌ
Ｐが還元されてＬｉ金属になる電位よシ正の電位である
。ドーピングの電気量と°アンドーピングの電気量との
比、容易に入り、また炭素から容易に出ることｔ示して
いる。
実施例２
正極に密度０．９、厚さ２５０μｍ、直径１０ｍ＋＋の
ポリアセチレンを、負極に直径１０節のカーボンベーパ
を、実施例１の有機電解液を用い、第１図に示す電池を
組み、電池性能を検討した。充電電流密度２ｍＡ／ｃｍ
”、充電時間２０分、放電電流密度２ｍＡ／ｃｍ”、放
電は電池電圧が１ｖになるまで行い、そのときの充、放
電特性、金弟５図に、また第６図に前述の条件での充、
放電サイクルとクーロン効率の関係を示す。
ポリアセチレンを、負極に直径１０節のカーボンベーパ
を、実施例１の有機電解液を用い、第１図に示す電池を
組み、電池性能を検討した。充電電流密度２ｍＡ／ｃｍ
”、充電時間２０分、放電電流密度２ｍＡ／ｃｍ”、放
電は電池電圧が１ｖになるまで行い、そのときの充、放
電特性、金弟５図に、また第６図に前述の条件での充、
放電サイクルとクーロン効率の関係を示す。
本電池の開路電圧は３．２ｖであシ、充電時の電気量と
放′亀時の電気量の比、すなわちクーロン効率は９２チ
と非常に高い。第６図Ａに示す如くクーロン効率は１５
０サイクルの充、放電においても８９〜９０％が得られ
た。
放′亀時の電気量の比、すなわちクーロン効率は９２チ
と非常に高い。第６図Ａに示す如くクーロン効率は１５
０サイクルの充、放電においても８９〜９０％が得られ
た。
実施例３
実施例２と同様の正極及び負極を用い、有機電解液とし
て、炭酸プロピレンに１ｍｏｌ／ｌの濃度で、（Ｃｍ
Ｕｓ ）４ ＮＣｔＯｓを溶解されたもの全周いて、第
１図に示す電池を組んだ。充、放電の条件は実施例２と
同様である。第６図Ｂに充、放電す［クルｆｆトメ−ロ
ン効率の関係を示す。本電池の開路電圧は３．Ｏｖであ
り充電時の電気量と放電時の電気量の比であるクーロン
効率は９０％であった。
て、炭酸プロピレンに１ｍｏｌ／ｌの濃度で、（Ｃｍ
Ｕｓ ）４ ＮＣｔＯｓを溶解されたもの全周いて、第
１図に示す電池を組んだ。充、放電の条件は実施例２と
同様である。第６図Ｂに充、放電す［クルｆｆトメ−ロ
ン効率の関係を示す。本電池の開路電圧は３．Ｏｖであ
り充電時の電気量と放電時の電気量の比であるクーロン
効率は９０％であった。
１５０サイクルめの充、放電におけるクーロン効率は８
５チで高い効率を保っている。
５チで高い効率を保っている。
第７図に定電流で充、放電し、電気量とその時の電圧の
変化の関係を示す。この電池がコンデンサーの充、放電
に相当するならば電気量と電圧の間には直線関係が成立
する。しかし第７図からも明らかなように、この関係は
成立せず、炭素を負極とし、ポリアセチレンを正極とす
る本電池はドーパントのドーピング及びアンド−ピング
に基づくものであるといえる。
変化の関係を示す。この電池がコンデンサーの充、放電
に相当するならば電気量と電圧の間には直線関係が成立
する。しかし第７図からも明らかなように、この関係は
成立せず、炭素を負極とし、ポリアセチレンを正極とす
る本電池はドーパントのドーピング及びアンド−ピング
に基づくものであるといえる。
実施例４
正極に密度０．９、厚さ２５０μｍ、直径１０ｍ＋のポ
リアセチレンを、負極に黒鉛粉末を厚さ２２０い、有機
電解液として炭酸プロピレンに１ ｍｏ１７ｔの濃度で
、ＬＩＢＦ４を溶解したものを用い、第１図に示す電池
を組んだ。充、放電電流密度は２ｍＡ／ｃｒｎ２、充電
は２０分、放電は電池電圧がＩＶになるまで行った。第
６図Ｃに充、放電サイクル数とクーロン効率の関係を示
す。開路電圧は３．２ｖであり、充、放電サイクルの初
期のクーロン効率は８５％、１５０サイクルめのそれは
８０チである。
リアセチレンを、負極に黒鉛粉末を厚さ２２０い、有機
電解液として炭酸プロピレンに１ ｍｏ１７ｔの濃度で
、ＬＩＢＦ４を溶解したものを用い、第１図に示す電池
を組んだ。充、放電電流密度は２ｍＡ／ｃｒｎ２、充電
は２０分、放電は電池電圧がＩＶになるまで行った。第
６図Ｃに充、放電サイクル数とクーロン効率の関係を示
す。開路電圧は３．２ｖであり、充、放電サイクルの初
期のクーロン効率は８５％、１５０サイクルめのそれは
８０チである。
実施９す５
有機電解液以外は実施列４と１ワ」じ電極を使用し第１
図に示す電池を組んだ。有］幾電解液として炭酸グロビ
レンに１ｍｏｌ／Ｌの濃度で（（３ＩＨｓ）ｉＮＢＦ４
を溶解したものを用いた。電池の充、４１り涜千放屯の
榮閉は実施例４と同様でおる。第８図りに充、放電サイ
クル数とクーロン効率の関係を示す。
図に示す電池を組んだ。有］幾電解液として炭酸グロビ
レンに１ｍｏｌ／Ｌの濃度で（（３ＩＨｓ）ｉＮＢＦ４
を溶解したものを用いた。電池の充、４１り涜千放屯の
榮閉は実施例４と同様でおる。第８図りに充、放電サイ
クル数とクーロン効率の関係を示す。
本電池の開路電圧は３．ＯＶであシ、充、放電サイクル
の初期のクーロン効率は９０％、１５０ザイクルめのそ
れは８２優である。
の初期のクーロン効率は９０％、１５０ザイクルめのそ
れは８２優である。
比較しｕｌ
正極及び負極に密度０．２９、厚さ６０μｍ、直径１０
８のポリアセチレンを用い、有４４１ を解液として、
炭酸プロピレンに、１ｍｏｔ／７の濃度で（Ｃｍ）ム）
４ ＮＢＦＪを溶解させたものを用いて第１図に示す電
池を組んだ。−１ＩＭ、流密度５ ｍ Ａ ７ｃｍ ”
でドーピング率（ドーピングによるドーパントのモル数
と使用したポリアセチレンのモル数の比、ｍｏｌｌｐ
）カ４．０ ％にナル時間ｔ−ｔ’充′亀し、５ｍＡ／
ｃｍ ”の電流密度で、電池電圧がＩＶになるまで放電
し、このときの充、放電サイクルとクーロン効率を求め
た。その結果を第８図Ｅに示す。
８のポリアセチレンを用い、有４４１ を解液として、
炭酸プロピレンに、１ｍｏｔ／７の濃度で（Ｃｍ）ム）
４ ＮＢＦＪを溶解させたものを用いて第１図に示す電
池を組んだ。−１ＩＭ、流密度５ ｍ Ａ ７ｃｍ ”
でドーピング率（ドーピングによるドーパントのモル数
と使用したポリアセチレンのモル数の比、ｍｏｌｌｐ
）カ４．０ ％にナル時間ｔ−ｔ’充′亀し、５ｍＡ／
ｃｍ ”の電流密度で、電池電圧がＩＶになるまで放電
し、このときの充、放電サイクルとクーロン効率を求め
た。その結果を第８図Ｅに示す。
本電池の開路電圧は２．５ｖでちゃ、初期の充。
放電サイクルの４−ロン効率は８５ｇ６であるが５０回
めの充放電サイクルのそれは９％でめった。
めの充放電サイクルのそれは９％でめった。
比較例２
有機電解液としてスルホランに１ｍｏｔ／ｌのｇ度でＬ
ｉ ＣｔＯ＜ を溶解させたものを用い、正極及び負
極は比較例１と同様のもの用いて電池を組み、１！流密
度１ ｍ Ａ ７ｃｍ ”で比較何重と同様の光、放電
〕 電メ験を行った。第８図Ｆに充、放電サイクルとクーロ
ン効率を示す。本電池の開路電圧は２．５■であり、初
期の充、放電サイクルのクーロン効率は９４％’ｉ示す
が、サイクル数が増す毎にクーロン効率は低下し３１回
めのサイクルで２５チである。
ｉ ＣｔＯ＜ を溶解させたものを用い、正極及び負
極は比較例１と同様のもの用いて電池を組み、１！流密
度１ ｍ Ａ ７ｃｍ ”で比較何重と同様の光、放電
〕 電メ験を行った。第８図Ｆに充、放電サイクルとクーロ
ン効率を示す。本電池の開路電圧は２．５■であり、初
期の充、放電サイクルのクーロン効率は９４％’ｉ示す
が、サイクル数が増す毎にクーロン効率は低下し３１回
めのサイクルで２５チである。
比較例３
有機電解液としてスルホランに１ｍｏｚ／ｚの濃度でＬ
ｉＢＦ４ を溶解させたもの金用い、正極及び負極は比
較例１と同様のものを用いて電池を組み、゛電流密度１
ｍん令ｉで比較例１と同様の充、放電試験を行った。第
８図Ｇにその充、放電サイクルとクーロン効率看：示・
１０本電池の回路゛電圧は２．５ｖ′ｃあシ、初期の光
、放電サイクルのクーロン効゛率は９１〜９２チが得ら
れるが、サイクル数が増す毎にクーロン効率は低下し３
ｏサイクルめで３２チである。
ｉＢＦ４ を溶解させたもの金用い、正極及び負極は比
較例１と同様のものを用いて電池を組み、゛電流密度１
ｍん令ｉで比較例１と同様の充、放電試験を行った。第
８図Ｇにその充、放電サイクルとクーロン効率看：示・
１０本電池の回路゛電圧は２．５ｖ′ｃあシ、初期の光
、放電サイクルのクーロン効゛率は９１〜９２チが得ら
れるが、サイクル数が増す毎にクーロン効率は低下し３
ｏサイクルめで３２チである。
以上の実施例、ｉｌ及びに比較レリから明らかな如く、
負極に炭素を、正極にポリアセチレンを用いるととによ
シ、充、放電のクーロン効率を高く維持し、電池寿命を
ｉ！ｉ、はす効果がある。
負極に炭素を、正極にポリアセチレンを用いるととによ
シ、充、放電のクーロン効率を高く維持し、電池寿命を
ｉ！ｉ、はす効果がある。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例になる２次電池
の一部断面図、第４図は炭素を電極としたサイクリック
ポルタムグラム、第５図は炭素全負極、ポリアセチレン
を正極とした電池の充、放電特性、壓６図は１ｔＬ？１
１１Ｉの元、放電サイクル数とクーロン効率、Ｍ７図は
クーロン数と電池電圧の関係、第８図は電池の充、放電
サイクル数と２′・−ロン効率を示す。 １・・・正極、２・・・負極、３ ＃ ３ ａ ＋ ３
ｂ・・・正極の一方の面に設けられた金属薄層、４ｍ
４２ ４ｂ・・・負極の一方の而に設けられた釡ｗ４
噂層、５・・・Ｘ解ＪＸを担持したセパレータ、６・・
・電池保持体、７・・・電池ケース、８用金属薄層３ａ
と４８間に介在す箸 ｌ 図 Ｍ ２ 図 Ｈ，ｉ 図 百４図 ｈ−ｏ・連嘱ト（・※）
の一部断面図、第４図は炭素を電極としたサイクリック
ポルタムグラム、第５図は炭素全負極、ポリアセチレン
を正極とした電池の充、放電特性、壓６図は１ｔＬ？１
１１Ｉの元、放電サイクル数とクーロン効率、Ｍ７図は
クーロン数と電池電圧の関係、第８図は電池の充、放電
サイクル数と２′・−ロン効率を示す。 １・・・正極、２・・・負極、３ ＃ ３ ａ ＋ ３
ｂ・・・正極の一方の面に設けられた金属薄層、４ｍ
４２ ４ｂ・・・負極の一方の而に設けられた釡ｗ４
噂層、５・・・Ｘ解ＪＸを担持したセパレータ、６・・
・電池保持体、７・・・電池ケース、８用金属薄層３ａ
と４８間に介在す箸 ｌ 図 Ｍ ２ 図 Ｈ，ｉ 図 百４図 ｈ−ｏ・連嘱ト（・※）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 、 （ａ）電解質の陰イオンと電気化学的に可逆的
な電荷移動錯体全形成しうる共役２重結合金有す″るポ
リマを含む正極、 （ｂ）該電解質の陽イオンと電気化学的に可逆的な層間
化合物を形成しうるグラファイトａを有する炭素金倉む
聾（極、及び （→前記正極と負極との間に介在する電解質、を含むこ
とを特徴とするポリマを用いた２次′ゼ池。 ２、グラファイトｍを肩する炭素が黒鉛または黒鉛を主
成分とする炭素であることを特徴とする請求の範囲第１
項記載のポリマを用いた２次電池。 ３− （ａ）ｍ＃Ｘの陰イオンと畦気化学的に可逆的な
亀荷移動錯体會形成しうる共役２重結合を有するポリマ
を含む正極、 （ｂ）電解質の陽イオンと電気化学的に可逆的な層間化
合物を形成しうるグラファイト壌ヲ有する炭素を含む負
極、及び ０）前記正極と負極との間に介在された電解質を担持す
る鬼子絶縁性多孔質セパレータ、を含むことを特徴とす
るポリマを用いた２次電池。 ４、グラファイト猿を有する炭素が黒鉛または黒鉛を主
成分とする炭素であることを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載のポリマを用いた２次電池。 ５、電子絶縁性多孔質セパレータが吸着剤を担持した繊
維質基材であることを特徴とする特許請求の範囲第３項
または第４項記載のポリマを用いた２次′醒池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016134A JPS59143280A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | ポリマを用いた２次電池 |
| EP84101017A EP0118026A1 (en) | 1983-02-04 | 1984-02-01 | Secondary cell using polymeric material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016134A JPS59143280A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | ポリマを用いた２次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59143280A true JPS59143280A (ja) | 1984-08-16 |
Family
ID=11908018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58016134A Pending JPS59143280A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | ポリマを用いた２次電池 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0118026A1 (ja) |
| JP (1) | JPS59143280A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06168738A (ja) * | 1983-09-02 | 1994-06-14 | Toray Ind Inc | 充放電可能な電池 |
| CN111916728A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-10 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 富锂锰基正极材料的电化学掺杂方法及掺杂富锂锰基正极材料 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617567A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-14 | Hitachi Ltd | 二次電池およびその製造法 |
| DE3545902A1 (de) * | 1985-12-23 | 1987-06-25 | Basf Ag | Wideraufladbare elektrochemische zelle |
| FR2626412A1 (fr) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Commissariat Energie Atomique | Generateur electrochimique utilisant un polymere conducteur electronique appartenant au groupe du polypyrrole comme cathode et procede de traitement pour ameliorer la capacite massique de cette cathode |
| US5686138A (en) * | 1991-11-12 | 1997-11-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
| EP0541889B1 (en) * | 1991-11-12 | 1998-09-09 | Sanyo Electric Co., Limited. | Lithium secondary battery |
| US9912008B2 (en) | 2013-11-12 | 2018-03-06 | Intec Energy Storage Corporation | Electrical energy storage device with non-aqueous electrolyte |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4579794A (en) * | 1980-10-22 | 1986-04-01 | Rohm And Haas Company | Stable high drain battery |
| US4574113A (en) * | 1980-10-22 | 1986-03-04 | Rohm And Haas Company | Rechargeable cell |
| DE3215126A1 (de) * | 1982-04-23 | 1983-10-27 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Speicherelement fuer elektrische energie |
-
1983
- 1983-02-04 JP JP58016134A patent/JPS59143280A/ja active Pending
-
1984
- 1984-02-01 EP EP84101017A patent/EP0118026A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06168738A (ja) * | 1983-09-02 | 1994-06-14 | Toray Ind Inc | 充放電可能な電池 |
| CN111916728A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-10 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 富锂锰基正极材料的电化学掺杂方法及掺杂富锂锰基正极材料 |
| CN111916728B (zh) * | 2020-07-15 | 2022-09-23 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 富锂锰基正极材料的电化学掺杂方法及掺杂富锂锰基正极材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0118026A1 (en) | 1984-09-12 |
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