JPS59173962A - 二次電池 - Google Patents

二次電池

Info

Publication number
JPS59173962A
JPS59173962A JP58049454A JP4945483A JPS59173962A JP S59173962 A JPS59173962 A JP S59173962A JP 58049454 A JP58049454 A JP 58049454A JP 4945483 A JP4945483 A JP 4945483A JP S59173962 A JPS59173962 A JP S59173962A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current collector
secondary battery
electrode
polyacetylene
electrolyte
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
JP58049454A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeoki Nishimura
西村 成興
Kazunori Fujita
一紀 藤田
Noboru Ebato
江波戸 昇
Hiroyuki Sugimoto
博幸 杉本
Atsuko Toyama
遠山 厚子
Shinpei Matsuda
松田 臣平
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.)
Hitachi Ltd
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Hitachi Ltd
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 Showa Denko KK, Hitachi Ltd filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP58049454A priority Critical patent/JPS59173962A/ja
Publication of JPS59173962A publication Critical patent/JPS59173962A/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
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/661Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/669Steels
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は二次電池に係シ、特に共役二重結合を有する有
機高分子化合物を少なくとも一方の電極とした充電過程
において電解質を消費する二次電池の改良に関するもの
である。
〔従来技術〕
共役二重結合を有する有機高分子化合物、例えば、アセ
チレン重合体であるポリアセチレンは入電気化学的にC
1O<−、PF6−、’ BF4−等のアニオンまたは
L i ” 、  (C4H8)4N+等のカチオンを
ドーピングすることによ、!1111)型およびn型の
導電性アセチレン重合体とすることが可能であることが
知られティるC J、C,S、 CC11e、 Com
m、、(1979)pp594〜595.C,&EN、
、翻、39 (1981))。
そしてこの電気化学的ドーピングを応用すれば、ポリア
セチレンを用いて充放電可能な二次電池ができることが
報告されている。この電池の一例として、正極、負極に
ポリアセチレン膜を用い、電解質兼ドーパントとしてプ
ロピレンカーボネートに溶解させたテトラブチルアンモ
ニウムの過塩素酸塩C(C4H9)4 NCtO4]を
用いた電池では、開路電圧2.5V、短絡電流11.1
mAが得られているC J、 C,S、 Chem、 
Comm、 、 (1981) pI)317〜319
〕。
ポリアセチレンは、チーグラー・ナツタ−触媒を用いて
アセチレンを重合することによって得られる。そして直
接膜状とする方法およびゲルまだは粉末をプレス加工し
て膜状とする方法によって製膜している。ポリアセチレ
ンの電気型導度は、ドーピング前におイテは約10−1
0%10−5Ω−1ctn−1であるが、ドーピングを
行うと、ドーピングの程度によ、910−5〜10’Ω
−1Crn−1となる。しかし、ポリアセチレンのみで
集電子をも兼ねさせるのには、ポリアセチレン自身の電
気型導度の値およびその酸化安定性から問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、エネルギー効率とエネルギー密度を向上する
ことができ、がっ、性能が安定な二次電池を提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、電極の集電子として鉄合金を用いるよ
うにした点にある。
〔発明の実施例〕
以下本発明を第4図、第5図に示しだ実施例および第1
図〜第3図を用いて詳細に説明する。
第1図はポリアセチレン電池の基本構成図である。第1
図においては、正、負電極を構成するポリアセテ込ン膜
1を対向させて配電し、その間にドーパントを溶解させ
た電解液を含浸させたガラス、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等の多孔体よりなるセパレータ2をはさみ、各ポ
リアセチレン膜1の外側(内側でもよい)に集電子3を
配置しである。なお、ポリアセチレン膜1は、電池の系
によっては一方をLi等の金属に置き換えるようにして
もよい。
ところで集電子3を各ポリアセチレン膜1の外側に配置
する場合、接触抵抗の大きさが問題となる。集電子3の
材質としては、導電性であれば何でもよいというわけで
はなく、第1に電池の作動電圧範囲において集電子3自
体は酸化、還元を受けない。第2に同電圧範囲において
集電子表面にてドーパント、溶媒およびポリアセチレン
が酸化。
還元2重合9分解などの反応を起さない。第3に安画で
ある。第4に薄膜化などの加工が容易で、集電子重量が
電池総重量に対して占める割合が小さい。第5にポリア
セチレン中に埋め込みやすく、ポリアセチレンの脱落が
ないようにできるなどの性能を有していることが必要で
ある。
第2図は、作用極を白金(P t )とし、過塩素酸リ
チウム(LiClO4)をプロピレンカーボネートとジ
メトキシエタンとの1対1混合物に0.5mo!!−/
l溶解した電解液を用い、L i / L i ”を参
照極とし、、50mv/sの速さで電位走査試験を行っ
たときの電位走査線図である。第2図によれば、4.5
Vで酸化電流が流れ出し、Ptの安定電位幅が広く、シ
たがって、Ptを集電子として使用した場合、良好な性
能を示すが、ptは高価であり、まだ、負極としてLl
を用いた場合には、pt−Li合金を作る恐れがあシ、
実用的でない。
そこで、八(0を含む鉄合金の薄板を用いて、上記した
ptの場合と同様の電位走査試験を行った。
Moを含む鉄合金としては、68Fe−30Cr= 2
 M oと65〜72Fe−10〜14N+−16〜1
8Cr−2〜3Mo(SUS316)とを用いた。その
ときの結果をそれぞれ第3図(a)。
(b)に示す。両者とも安定電位幅が広く、良好な結果
を示すが、実用的には第3図(b)の特性を示すSUS
 31.6の方が集電子材料として好まましい。
なお、比較のため、N1およびFeについても同様の実
験を行い、その結果をそれぞれ第3図(a)。
(d)に示した。図に示すように、これらはいずれも安
定電位幅が狭く、集電子材料としては不適当であること
がわかった。
したがって、本発明においては、集電子としてMOを含
む鉄合金を用いるようにした。
第4図は本発明の一実施例を示す構造説明図である。第
4図において、11はそれぞれ厚さ200μm1密度0
.5g/cm3、直径10咽のポリアセチレン膜よりな
る電極、12は対向させて配置した各電極11の間には
さみ込んだ電解液を含浸させであるポリプロピレン不織
布よシなるセパレータで、電解液としては、プロピレン
カーボネートとジメトキシエタンの1対1の混合物を溶
媒とし、これにドーパント、すなわち、電解質としてL
ICt4を0.5 mol/ lを溶解したものを用い
た。
13はそれぞれ電極11に接合した厚さ0.1 ’rr
anのSUS 316よシなる集電子、14は全体を保
持しているテフロン製の電池わくである。
ところで、電極11となるポリアセチレン膜には電解液
が含浸されるが、この電解液には電子電導性がなく、ま
た、ポリアセチレンは直径200人程鹿の繊維状構造(
フィブリル)となっているため、集電子13をポリアセ
チレン膜に押しつけただけでは接触抵抗が大きくなる可
能性がある。
そのため、集電子13の一部をポリアセチレン膜中に埋
め込む必要がある。また、放電時におけるポリアセチレ
ン膜の電気抵抗が太きいだめ、集電子13からのまだは
集電子13への電流分布を電極11全而にわたって均一
とした方が電池内部での抵抗損失を小さくできる。また
、ゲル状または粉末状として合成したポリアセチレンを
プレスによシ加圧成型して膜状としたポリアセチン膜を
電極11とした場合は、充放電の繰り返しによりポリア
セチレン膜が集電子13より脱落しないようにすること
が必要である。これらのことを考慮して、本実施例にお
いては、5US316  よりなる集電子13を網目状
のものとし、その一部をポリアセチレン膜中に埋め込む
ようにしだ。SUS、316の薄板を網目状にするにあ
たっては、第5図に示すように、5US316薄板15
に多数のスリット16を入れ、これを上下に引きのばし
て菱形状の開口部17を形成するようにした。これ1は
エキスバンドメタル加工によって容易に実現できる。こ
の場合、スリツー6のピッチ、長さ、引きのばし長さに
より、開口部、7の開口比を任意にできる。
そして、この網目状の集電子13にポリアセチン膜を乗
せてプレスすることにより、集電子13の一部を埋め込
んだ電極11とするようにした。これにより、開口比を
90%とすることも可能であり、電極11の厚さ方向に
対する集電効率を著しく向上することができる。
上記した実施例の二次電池を充放電の電流密度を1 m
 A / an 3 とし、ポリアセチレンへのドーヒ
フグ率4%で充放電を繰り返したとき、電流効率(放電
電荷量/充電電荷量X100)90%程度が得られ、繰
り返し回数30回まで安定であった。
また、エネルギー効率72%が得られ、さらに、パッケ
ージ係数(電池総重量/集電子を含めた電極重量)を5
以下とすることが可能であり、ドーピング率4%でも2
0 Wh r/に9以上のエネルギー密度の電池が得ら
れる。
なお、比較のため、第4図の集電子13として網目状と
してない厚さ0. l mmの、9US316 の薄板
を用い、これを電極11であるポリアセチレノ膜に押し
伺けるようにした二次電池を作り、上記と同様の電池試
験を行った。その結果によれば、接触抵抗が大きいため
、1mA/Cm2の電流密度の充放電では電流効率が8
2%と低く、また、エネルギー効率は57%とであった
また、第4図の集電子13として5US316の平織り
のものを用い、これの一部をポリアセチレン膜に埋め込
んだ二次電池を作り、上記と同様の電池試験を行ったと
ころ、電流効率90%、エネルギー効率72%が得られ
たが、集電子13の重量が上記した実施例の網目状のも
のに比較して約5倍となるため、電池のパッケージ係数
を5以下とすることができず、エネルギー密度を20W
hr/Kq以上と、することが不可能となる。
次に、他の実施例について説明する。上記した実施例に
おいて、ドーパントとして(CzHs)NC740、5
mo!!7’tをアセトニトリルからなる溶媒に溶解し
た電解液を用い、その他は上記した実施例と同様0.1
 in厚さの網目状の5US316  よりなる集電子
13をポリアセチレン膜に埋め込んだ二次電池とし、上
記と同様電流密度1mA/cm2、ドーピング率4%で
充放電の繰シ返し試験を行った。その結果、電流効率9
6%が得られ、繰り返し回数30回まで安定であった。
また、エネルギー効率は73%と良好であった。
〔発明の効果〕
以」二説明したように、本発明によれば、エネルギー効
率とエネルギー密度を向上することができ、かつ、性能
が安定した二次電池が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はポリアセチレン電池の基本構成図、第2図、第
3図は電位走査線図、第4図は本発明の二次電池の一実
施例を示す構造説明図、第5図は第4図の集電子を網目
状とする方法の一例を説明するための工程図である。 11・・・ポリアセチレン膜よりなる電極、12・・・
セ(ほか1名) 草 1 区 第2 凶 4.3 日 」 第 4の 華 ■閏 第1頁の続き ■出 願 人 昭和電工株式会社 東京都港区芝大門1丁目13番9

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも一方の電極が共役二重結合を有する有機
    高分子化合物で構成しである充電過程において電解質を
    消費する二次電池において、前記電極の集電子として鉄
    合金を用いであることを特徴とする二次電池。 2、前記有機高分子化合物はポリアセチレンである特許
    請求の範囲第1項記載の二次電池。 3、前記鉄合金はモリブデンを含む鉄合金である特許請
    求の範囲第1項または第2項記載の二次電池。 4゜前記集電子はその一部を電極を構成している部材中
    に埋め込んである特許請求の範囲第1項または第2項ま
    たは第3項記載の二次電池。 5、前記集電子は網目状に構成しである特許請求の範囲
    第1項または第2項または第3項または第4項記載の二
    次電池。
JP58049454A 1983-03-23 1983-03-23 二次電池 Pending JPS59173962A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58049454A JPS59173962A (ja) 1983-03-23 1983-03-23 二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58049454A JPS59173962A (ja) 1983-03-23 1983-03-23 二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59173962A true JPS59173962A (ja) 1984-10-02

Family

ID=12831584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58049454A Pending JPS59173962A (ja) 1983-03-23 1983-03-23 二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59173962A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014241304A (ja) * 2009-01-30 2014-12-25 株式会社エクォス・リサーチ 二次電池用集電体
JP2015008154A (ja) * 2009-03-31 2015-01-15 株式会社エクォス・リサーチ 電池ケース
CN106450339A (zh) * 2016-08-30 2017-02-22 广州鹏辉能源科技股份有限公司 一种锂锰电池的正极片集流体以及其正极片与电池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014241304A (ja) * 2009-01-30 2014-12-25 株式会社エクォス・リサーチ 二次電池用集電体
JP2015008154A (ja) * 2009-03-31 2015-01-15 株式会社エクォス・リサーチ 電池ケース
CN106450339A (zh) * 2016-08-30 2017-02-22 广州鹏辉能源科技股份有限公司 一种锂锰电池的正极片集流体以及其正极片与电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10141559B2 (en) Porous interlayer for a lithium-sulfur battery
CN110176591B (zh) 一种水系锌离子二次电池及其基于有机电极材料的正极的制备方法
US5498489A (en) Rechargeable non-aqueous lithium battery having stacked electrochemical cells
US5518838A (en) Electrochemical cell having solid polymer electrolyte and asymmetric inorganic electrodes
US5262255A (en) Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery
CN102379017A (zh) 蓄电装置
Yata et al. Polymer battery employing polyacenic semiconductor
JP2000150319A (ja) 電気二重層キャパシタの製造方法及び使用方法
JPH0864203A (ja) 電極、電極の製造方法および該電極を用いた二次電池
JP2001052746A (ja) 高分子固体電解質およびそれを用いたリチウム二次電池
JP7115318B2 (ja) ラジカルポリマーを用いた電極及び二次電池
JPS59173962A (ja) 二次電池
GB2298309A (en) Fan-folded lithium battery construction comprising lithium ion-containing polymer electrolyte sandwiched between discrete electrode plates
JPS63168964A (ja) 薄型電池および該電池を用いたカセツト電池
JP3403858B2 (ja) 有機電解質電池
CN112713002A (zh) 一种锂离子电容器及其制备方法
JPS59173944A (ja) 二次電池
JPH07240233A (ja) 高分子固体電解質リチウム二次電池
US20110305931A1 (en) Secondary power source and method for manufacturing the same
JPS61206170A (ja) 二次電池
JPS62176068A (ja) 円筒状ポリマ−電池
KR101124154B1 (ko) 2차 전원
JPH09312161A (ja) 電気化学素子の集電体および電気化学素子
JPS61133582A (ja) 二次電池
JPS60151978A (ja) 電池