JPS5946760A - 二次電池 - Google Patents
二次電池Info
- Publication number
- JPS5946760A JPS5946760A JP57158312A JP15831282A JPS5946760A JP S5946760 A JPS5946760 A JP S5946760A JP 57158312 A JP57158312 A JP 57158312A JP 15831282 A JP15831282 A JP 15831282A JP S5946760 A JPS5946760 A JP S5946760A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- ferrocene
- polyacetylene
- positive electrode
- charging
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高分子化合物を電極材料に用いた二次電池に
関するものである。
関するものである。
従来例の構成とその間順点
最近、高分子重合体にある種の物質をトープすると電気
伝導性が向上し、ついには金属電導を示すようなものが
知られており、このような高分子物質は合成金属と呼ば
れている。その代表例としてポリアセチレンやポリフェ
ニレンがある。
伝導性が向上し、ついには金属電導を示すようなものが
知られており、このような高分子物質は合成金属と呼ば
れている。その代表例としてポリアセチレンやポリフェ
ニレンがある。
ポリアセチレン ポリフェニレンこれらは、
高分子主鎖の炭素原子のπ電子が共役二重結合により主
鎖の間で非局在化しており、ある種の物質をドープする
ことにより高導電率を示すようになる。
高分子主鎖の炭素原子のπ電子が共役二重結合により主
鎖の間で非局在化しており、ある種の物質をドープする
ことにより高導電率を示すようになる。
この種の高０子物質を電１料に用いた新しいタイプの二
次電池が、例えば特開昭５６−１３６４６９号公報に記
載されている。高分子物質を正極に用いた場合の充電放
電反応は、高分子物質の電解液中の陰イオンの敗り込み
（ドープ）による充電反応と、陰イオンの放出（アンド
ープ）による放電反応であり、負極に用いた場合は陽イ
オンの敗り込みによる充電反応と陽イオンの放出による
放電反応である。
次電池が、例えば特開昭５６−１３６４６９号公報に記
載されている。高分子物質を正極に用いた場合の充電放
電反応は、高分子物質の電解液中の陰イオンの敗り込み
（ドープ）による充電反応と、陰イオンの放出（アンド
ープ）による放電反応であり、負極に用いた場合は陽イ
オンの敗り込みによる充電反応と陽イオンの放出による
放電反応である。
高分子物質としてポリアセチレン（ＣＨ）ｎ、電解液と
して過塩素酸リチウムを例えばプロピレンカーボネート
に溶解した溶液を用いた場合の充放電反応を以下に示す
○ 正極 （ＣＨ） ｎ＋ｎｘ （Ｃ１１Ｏ４−）負極 （ＣＨ）ｎ＋ ｎｘｅ ＋ ｎｘＬｉ＋このように高分
子物質は、正極又は負極として機能するので、他の負極
又は正伶と組み合わせることは勿論、高分子物質同志の
組み合わせでも二次電池を構成することができる。
して過塩素酸リチウムを例えばプロピレンカーボネート
に溶解した溶液を用いた場合の充放電反応を以下に示す
○ 正極 （ＣＨ） ｎ＋ｎｘ （Ｃ１１Ｏ４−）負極 （ＣＨ）ｎ＋ ｎｘｅ ＋ ｎｘＬｉ＋このように高分
子物質は、正極又は負極として機能するので、他の負極
又は正伶と組み合わせることは勿論、高分子物質同志の
組み合わせでも二次電池を構成することができる。
この秤の高分子物質としては、上記の他、ポリ硫化フェ
ニレン、ポリピロールあるいは水素原子の若干がハロゲ
ン原子、アルキル基、フェニル基アルキルフェニル基、
ハロフェニル基などで置換されたポリアセチレンなどが
知られている。
ニレン、ポリピロールあるいは水素原子の若干がハロゲ
ン原子、アルキル基、フェニル基アルキルフェニル基、
ハロフェニル基などで置換されたポリアセチレンなどが
知られている。
一方、高分子物質を負極として用いる場合、これと組み
合わせる電解液としては、過塩素酸リチウム（ＬｉＣ氾
ｏ４）、硼フッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フフ化リ
ン酸リチウム（Ｌ ｉＰ Ｆｅ ）などのリチウム塩を
溶質とし、プロピレンカーボネートやテトラヒドロフラ
ンを溶媒と（７だ有機電解液が知られている。
合わせる電解液としては、過塩素酸リチウム（ＬｉＣ氾
ｏ４）、硼フッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フフ化リ
ン酸リチウム（Ｌ ｉＰ Ｆｅ ）などのリチウム塩を
溶質とし、プロピレンカーボネートやテトラヒドロフラ
ンを溶媒と（７だ有機電解液が知られている。
しかし、」二重に示しだ高分子物質を電極に用い／こ場
合には、高率での充放電が困難であるという欠点があっ
た。。
合には、高率での充放電が困難であるという欠点があっ
た。。
発明の目的
本発明の目的は、高率充放電が可能な高分子物質を二次
電池用電極として提供することにある。
電池用電極として提供することにある。
発明の構成
本発明は、電）祇の高分子物質として、側鎖にフェロン
官能基を有する物質を用いることを７時機とする。
官能基を有する物質を用いることを７時機とする。
本発明者らは、ポリアセチレンの水素原子を何らかの官
能基で置換することにより、ポリアセチ性が向上するも
のと考え、各種の官能基について検討した結果、本発明
に至ったものである。
能基で置換することにより、ポリアセチ性が向上するも
のと考え、各種の官能基について検討した結果、本発明
に至ったものである。
フェロセン官能基を導入したポリアセチレンの構造式を
次に示す。
次に示す。
仁のフェロセン官能基を持つポリアセチレンは、例えば
先の特開昭５６−１３６４６９号公報に記載されている
ような他の官能基を導入したポリアセチレンよりすぐれ
た電極特性を示しだ。これはフェロセン官能基が、ポリ
アセチレンの主鎖同士を空間的に引き離す以外の作用を
もするものと考えしかし、このポリビニルフェロセンは
、５フエロセン官能基をもつポリアセチレンに比較する
と劣る。フェロセン官能基を持ったポリアセチレンの主
鎖は、共役二重結合によりπ電子が共役しているのに対
して、ポリビニルフェロセンでは、主鎖はσ結合よりで
きていて、π電子は存在しない。
先の特開昭５６−１３６４６９号公報に記載されている
ような他の官能基を導入したポリアセチレンよりすぐれ
た電極特性を示しだ。これはフェロセン官能基が、ポリ
アセチレンの主鎖同士を空間的に引き離す以外の作用を
もするものと考えしかし、このポリビニルフェロセンは
、５フエロセン官能基をもつポリアセチレンに比較する
と劣る。フェロセン官能基を持ったポリアセチレンの主
鎖は、共役二重結合によりπ電子が共役しているのに対
して、ポリビニルフェロセンでは、主鎖はσ結合よりで
きていて、π電子は存在しない。
したがって、フェロセン官能基を有するポリアセチレン
では、フェロセン官能基と、主鎖のπ電子との相互作用
により、二次電池用電極としての性能が相乗的に向上す
るものと思われる。
では、フェロセン官能基と、主鎖のπ電子との相互作用
により、二次電池用電極としての性能が相乗的に向上す
るものと思われる。
実施例の説明
二次電池の正極としての実施例を以下に示す。
実施例１
電解液に１モル／Ｕの過塩素酸リチウムを溶解させたプ
ロピレンカーボネートを用いた。対極ずチウム板を用い
、また照合電極としてリチウム板を用いた。
ロピレンカーボネートを用いた。対極ずチウム板を用い
、また照合電極としてリチウム板を用いた。
正極材料には、１式に示したフェロセン官能基を有する
ポリアセチレン、２式に示しだポリビニル７エロセン、
及び比較例としてのポリアセチレンを用いた。ポリアセ
チレンは、大きさ２ ｃｌｎ Ｘ ２ ｃｎｔ 。
ポリアセチレン、２式に示しだポリビニル７エロセン、
及び比較例としてのポリアセチレンを用いた。ポリアセ
チレンは、大きさ２ ｃｌｎ Ｘ ２ ｃｎｔ 。
重量５０ｒｑのフィルムを用い、フェロセン官能基を有
するポリアセチレンは粉末６０ｍｇ、ポリビニルフェロ
センはこれと導電材としての黒鉛とを重量比で１０：１
の割合で混合した粉末５ｏｍｇをそれぞれ大きさ２ ｃ
ｎｔ Ｘ ２ ｃｎｔに圧縮成形したものを用いた。
するポリアセチレンは粉末６０ｍｇ、ポリビニルフェロ
センはこれと導電材としての黒鉛とを重量比で１０：１
の割合で混合した粉末５ｏｍｇをそれぞれ大きさ２ ｃ
ｎｔ Ｘ ２ ｃｎｔに圧縮成形したものを用いた。
第１図は上記の正極材料を用いた電極の構造を示す。１
１７１上記の板状の正極材料であり、カーボン塗料２に
よりチタンよシなる集電板３に接着しである。
１７１上記の板状の正極材料であり、カーボン塗料２に
よりチタンよシなる集電板３に接着しである。
」二重の各正極について、２０℃で以下のような充放電
試験をした。なお、充電は正極の電位が照合電極に対し
て＋４．２ｖになる丑で、放電は＋２．ＯＶになるまで
とした。
試験をした。なお、充電は正極の電位が照合電極に対し
て＋４．２ｖになる丑で、放電は＋２．ＯＶになるまで
とした。
第１サイクルとして０．１２ｍＡの電流で充放電した後
、第２ザイクル以降はすべて４ｍＡで連続的に充放電し
た。第２図は、第１０サイクルにおけるそＪｌぞれの正
体の充電曲線と放電曲線を示す。
、第２ザイクル以降はすべて４ｍＡで連続的に充放電し
た。第２図は、第１０サイクルにおけるそＪｌぞれの正
体の充電曲線と放電曲線を示す。
なお、図中Ａはポリアセチレン、Ｂはポリビニルフェロ
セン、Ｃはフェロセン官能基を有するポリアセチレンの
特性を示す。
セン、Ｃはフェロセン官能基を有するポリアセチレンの
特性を示す。
丑た、第１表は第１０サイクルにおける充電容はと放電
容量を示す。
容量を示す。
実施例２
実施例１と同じ構成の正極を用い、電解液には１モル／
ｆ！、のヨウ化１１１も鉛（Ｚｎ Ｉ ２ ）水溶液を
用いた。
ｆ！、のヨウ化１１１も鉛（Ｚｎ Ｉ ２ ）水溶液を
用いた。
対極すなわち負極には亜鉛板を、照合電極には飽和旧来
電極を用いた。充放電は、２０℃において行い、充電は
正極が飽和甘木電極に対して＋０．１６■になる丑で、
放電は一〇。２４Ｖになるまでとしだ。
電極を用いた。充放電は、２０℃において行い、充電は
正極が飽和甘木電極に対して＋０．１６■になる丑で、
放電は一〇。２４Ｖになるまでとしだ。
第１サイクルの充放電は０゜１２ｍＡで行い、第２サイ
クルリ、降の充放電はすべて４ｍＡで行った。
クルリ、降の充放電はすべて４ｍＡで行った。
第２表は、第１０サイクルにおける各正伜の充電容量、
放電容量を示す。
放電容量を示す。
フェＩ′−１セン官能基をもつポリアセチレンやポリビ
ニルフェロセンは、水溶液を電解液とした場合もすぐれ
た高率充放電特性を示す。
ニルフェロセンは、水溶液を電解液とした場合もすぐれ
た高率充放電特性を示す。
以下に二次電池負極としての実施例を述へる。
実施例３
実施１＋ｌｌ １で示しだのと同様にして第１図のよう
な電極を構成し負極とした。第１図で示した電極構成の
うち、カーボン塗料２は白金塗料に代え、集電体３とし
ては、チタン板の代わりにニッケル板を用いた。対極す
なわち正極には、二硫化チタン（Ｔ ｉＳ２ ）を用い
た。ずなわち二硫化チタン１ｙと導電材のアセチレンブ
ラック０．１．７と結着剤の四フッ化エチレン樹脂０．
１ｙの混合物を１トンの圧力で２ ＣＦ＋ｌ Ｘ ２
ＣｎＬの大きさに圧縮成形したものである。照合電極に
はリチウム板、電解液には１七し／Ｕの六フッ化リン酸
リチウム（Ｌ Ｉ Ｐ Ｆ６）を溶解したプロピレンカ
ーボネートを用いた。
な電極を構成し負極とした。第１図で示した電極構成の
うち、カーボン塗料２は白金塗料に代え、集電体３とし
ては、チタン板の代わりにニッケル板を用いた。対極す
なわち正極には、二硫化チタン（Ｔ ｉＳ２ ）を用い
た。ずなわち二硫化チタン１ｙと導電材のアセチレンブ
ラック０．１．７と結着剤の四フッ化エチレン樹脂０．
１ｙの混合物を１トンの圧力で２ ＣＦ＋ｌ Ｘ ２
ＣｎＬの大きさに圧縮成形したものである。照合電極に
はリチウム板、電解液には１七し／Ｕの六フッ化リン酸
リチウム（Ｌ Ｉ Ｐ Ｆ６）を溶解したプロピレンカ
ーボネートを用いた。
充電は負極の電位かリチウム照合電極に対して＋０．２
Ｖになる寸で、放電は負極の電位か＋２．Ｏｖになるま
で行った。第１ザイクルの充放電電流は、０．１２ｍＡ
とし、第２ザイクル以降は４ｍＡで充放電した。
Ｖになる寸で、放電は負極の電位か＋２．Ｏｖになるま
で行った。第１ザイクルの充放電電流は、０．１２ｍＡ
とし、第２ザイクル以降は４ｍＡで充放電した。
第３図は、第１０サイクルにおける各負ｊ柩の充放電曲
線を示す。図中、Ａ′はポリアセチレン、Ｂ′はポリビ
ニルフェロセン、Ｃ′は側鎖にフェロセン官能基を有す
るポリアセチレンである。寸／仁、第３表に−、第１０
ザイクルにおける充電容量、放電容量４示した。
線を示す。図中、Ａ′はポリアセチレン、Ｂ′はポリビ
ニルフェロセン、Ｃ′は側鎖にフェロセン官能基を有す
るポリアセチレンである。寸／仁、第３表に−、第１０
ザイクルにおける充電容量、放電容量４示した。
本実施例では、対極すなわち正極に二硫化チタンを用い
たが、負極の特性をリチウム照合電極に対する電位の変
化をパラメータとして評価した。
たが、負極の特性をリチウム照合電極に対する電位の変
化をパラメータとして評価した。
この方法により負極の特性が明確に把握できるからであ
Ｚ）。正極に、実施例１と同じ電極、すなわち高分子物
質を用いた場合にも、負極の特性（は回しであった。
Ｚ）。正極に、実施例１と同じ電極、すなわち高分子物
質を用いた場合にも、負極の特性（は回しであった。
またヨウ化亜鉛水溶液を電解液に用いて、高分子物質の
負極としての充放電特性を倹８−］シた場合にも、本発
明の側鎖にフェロセン官能基を有する高分子物質の方が
優れていた。
負極としての充放電特性を倹８−］シた場合にも、本発
明の側鎖にフェロセン官能基を有する高分子物質の方が
優れていた。
以上、本発明の実施例として、高分子物質の主鎖が共役
二重結合よりなり、側鎖にフェロセン官能基を有するも
のとして、フェロセン官能基を有する１式のポリアセチ
レンを例にとって説明した。
二重結合よりなり、側鎖にフェロセン官能基を有するも
のとして、フェロセン官能基を有する１式のポリアセチ
レンを例にとって説明した。
この他にも、側鎖にフェロセンを持ち、主鎖がニトリル
である３式に示した高分子物質や、主鎖がビニレンヒド
ロキ７ニトリルである４式に示した高分子物質も良好で
あった。
である３式に示した高分子物質や、主鎖がビニレンヒド
ロキ７ニトリルである４式に示した高分子物質も良好で
あった。
捷だ、主鎖がσの結合よりなっていて、側鎖にフェロセ
ン官能基を有するものとして、ポリビニルフェロセンを
実施例に示した。この他にも主鎖がポリエチレンよりで
きている５式に示しだ高分子物質も、良好な正極として
の充放電特性を示したＯ 発明の効果 本発明の高分子物質を電極とする二次電池は、高率での
充放電特性が改良される。
ン官能基を有するものとして、ポリビニルフェロセンを
実施例に示した。この他にも主鎖がポリエチレンよりで
きている５式に示しだ高分子物質も、良好な正極として
の充放電特性を示したＯ 発明の効果 本発明の高分子物質を電極とする二次電池は、高率での
充放電特性が改良される。
第ルイ１は実施例に用いた電（りの縦断面図、第２図は
有機電解液中での各種正極の充放電曲線を示す図、第３
図は有機電解液中での各種負極の充放電曲線である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
ｒｌＡ 第２図 充電時間（充Ｙ） 放電埼開（′ｆＬｒ）第３図
有機電解液中での各種正極の充放電曲線を示す図、第３
図は有機電解液中での各種負極の充放電曲線である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
ｒｌＡ 第２図 充電時間（充Ｙ） 放電埼開（′ｆＬｒ）第３図
Claims (1)
- 充放電により可逆的に陰イオン−１へは陽イオンを敗り
込み、放出する高分子物質よりなる正極または負極と、
前記の陰イオンまたは陽イオンを含む電解液を備え、前
記高分子物質がその側鎖にフェロセン官能基を持つこと
を特徴とする二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158312A JPS5946760A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | 二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158312A JPS5946760A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | 二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5946760A true JPS5946760A (ja) | 1984-03-16 |
Family
ID=15668876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57158312A Pending JPS5946760A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | 二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5946760A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0111237A2 (de) * | 1982-12-04 | 1984-06-20 | BASF Aktiengesellschaft | Batterie oder elektrochemischer Speicher auf Basis von elektrochemisch oxidierbaren und/oder reduzierbaren Polymeren |
| US5388025A (en) * | 1992-09-01 | 1995-02-07 | Motorola, Inc. | Rechargeable electrical energy storage device having organometallic electrodes |
-
1982
- 1982-09-10 JP JP57158312A patent/JPS5946760A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0111237A2 (de) * | 1982-12-04 | 1984-06-20 | BASF Aktiengesellschaft | Batterie oder elektrochemischer Speicher auf Basis von elektrochemisch oxidierbaren und/oder reduzierbaren Polymeren |
| US5388025A (en) * | 1992-09-01 | 1995-02-07 | Motorola, Inc. | Rechargeable electrical energy storage device having organometallic electrodes |
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