JPS5949161A - 有機電池 - Google Patents

有機電池

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JPS5949161A
JPS5949161A JP57158921A JP15892182A JPS5949161A JP S5949161 A JPS5949161 A JP S5949161A JP 57158921 A JP57158921 A JP 57158921A JP 15892182 A JP15892182 A JP 15892182A JP S5949161 A JPS5949161 A JP S5949161A
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organic
electrode
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淳 渡辺
Hiromochi Muramatsu
弘望 村松
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/137Electrodes based on electro-active polymers
    • HELECTRICITY
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • 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
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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、々電11高分子膜を電極月利どして用いl、
:有機電池に関する。導電性高分子膜は通常ポリjルブ
レン:(CI−1)X膜であるが、一般に有機電池中の
ポリアレヂレン:(CI−1)x電((は、充放電効率
を高めるために9、できるだEJ面lj1を広く1れば
良いと考えられる。しかしながら、実際に実験し−Cみ
るど、(C1l ) x 膜面積を人きくした場合、充
電効率が低下し充分な充電が行なわれないことが4つか
・つだ。そこで(CI−l ) x膜面積かに、電極の
形状を工夫した。例えば電極面積を8cm2どした助に
、1枚が0CIn2の((/ 11 ) x II’A
を用いた場合と1枚が2cm2のしのを4枚用いた場合
を比較し゛(みた。ぞのIi’j ’ij! ’d−C
Yi 1図に承り。
横軸は、注入電荷量(C/町))を−1モジ、相111
II+はドーパン]・濃度、〔(011°■)(に、1
)イ)■〕x中のyを表す。曲線1は1枚の8(7m2
の(CI−l )、x膜を用いた揚台のドーパント澗1
1′(の変化を示し、曲線2は2cm2の(に it 
) x膜を4枚用いた場合のドーパント淵11′J変化
’i >にす。同じ8Cm2の19を用いた場合でム、
4つに分%jl シた方が充電効率はよく、注入雷イ1
;1吊が!−i C/ nl(10月1.1には、(C
H) x膜電極中のドーパントH:!1度(、L約2倍
どなった。ぞしてこのドーパント淵麿は、2cn+2の
(Cl−1) x膜を1枚用いて同様に実験を行なつI
、二場合のビーパン1〜濃度どJ、 < (lソ、(い
ることがわかった。(CH)x膜分割に対りる膜中ドー
パント濃度の変化を第2図に承り、、 Jili ’l
’lll ILL、((旧−1)×膜分割度を表わし、
縦軸は11桑中の1−一バン1〜澹1!■、((CH”
y)(CjlO4’)y )xの■を表わ2ノ、。
曲線1は注入電荷量が5 C/ IllすCある場合に
ついて、曲線2μ注入電荷吊が15 (/ / nl(
]の場合につい−(のドーパン!・濃度変化を承り、1
これかられかる様に、(CLl ) x膜の分割が増り
、稈充電効率は良くなっている。この小は(CLl )
 x膜の断面積が増えた結果であると考えるとうまく説
明がつく。
第3図は、(10λを少量ドープした( CI−1) 
x膜の断面のS[M’(走査型電子顕微鏡)写真(x6
80)である、、この写真は、表面に比べ−C内部(断
面部)の方が(CH)xの繊維と繊維の間が゛すいてお
り、よりすき間の多い構造となっていることを示す。モ
のために、ドーパンI−の出入りはJき間の多い断面を
通して行なった力が、はどんど(Cl−1) x 繊維
が見えない程込み合った表面を通し−(行なうよりら起
こり易いと考えられる。
この写真を見ると、偶然できたピンホールに沿うてドー
バン1−が浸入し、その周囲だりをドーピングしている
様子がよくわかる。
J、た、充電時のみならず放電0.1においてら、(C
I−I ) x膜を分割する事によってより高い電流値
が得られる事が実験からねかつIC0これは充電時と同
様に、りき間が多い稈トーバン1〜の動きが早くなるた
めであろう。
これまで述べIこjJi J:す、ポリ!=へンノリー
の充放電効率を上げるためには、((::If)xl1
%!の総断面積をできるだり人さくりる必す一°がある
ことがわかる。。総断面積の増大を図るl、二めには、
(CH) x成膜できるIご()多く〈明り込力を入れ
るとかか細か 有効な千段ど’t′にる。この{コ1(こりる21; 
fj−より、小さな( C H ) x膜を用いたバツ
jリーてもto:1コーネルギー密磨、高出力密1哀ど
なり、、1、リー1ンバク1〜’eTバッテリーを作る
串が可能とイ1る,。
第4図は本発明の実tir:の 態4i1を小jl.1
.2は電極である。3は電池クースC ts’>リ、例
えば、スアンレススブールより作られる.、 4 1、
L (j椴ポリマー電極であり、右1幾導電{1物T{
、例えば、ポリアセチレン膜が川いらIIる,、 5 
1.1レバ1ノーター(・あり、例えばポリプロピレン
の不織イ1】が用いられる−。6は電解液であり、例え
ばl i (; 、(1 04を1 mol /dm3
でプロピレンカーボ゛ン−1・中に溶解し/.、:t)
のである。7はドライボックスであ・リ、実験はこの中
で行なつI.:。
シー1へ状バッテリーを構成Jる場合には、3のバッテ
リークースとして、アルミニウム箔をポリ、−Ll)一
ル樹脂で挾み、電池内側に感熱性接着剤のフィルムをラ
ミネー1〜した4層構造をしたフィルムを用いでもJ:
い。4は有機導電性物r′1であればJ、く、ポリアレ
ヂレンの他に、ポリビLl−ル、′ポリ−11−フTニ
レン、ポリー〇ーフニ[ニレンスルフイドなどでもJ、
い。5のセパレーターは、ボリブI]ピレンの仙、ボリ
アミド系の不織布ぐもよい。
6の電解液の電llJ!?質としては+−;Cβ04の
他にLiBF,q、(11 一811 )4 NCj!
04、(n −13u )4NPFe、 (C2 IIs > 4 N C 、++ 04、(C
ll3)4 N(1!04などでもよい。まI、:電解
溶媒は、ブL]ビレンカーボネ−1−の他に、ジメチル
スルホ1シド、アt?+−ニトリル、ジメチルアミド、
γー1チロラク1〜ン、デ1ーラヒド11ノラン、1、
2−ツメ1−キシエタンなどの極性非プロl〜ン右機溶
媒を単独でまたはflIi合し−(用い(ムよい。
実施例 (CLI)×膜(例えば2 (、’) >< /I O
 >< 0 、 1 5 11m)をボリアL1ビレン
’PIのレバレータ−を介して2枚の白金板(゛圧着し
刀シス容器内(、入れる1,市販の試薬グレードのブ[
1ピレンカーボネ−1・を 昼夜モレキュラーシ=1で
処理し(乾燥さ+q t:後Cat−12上で真空蒸留
した,1このノ゛11ピ1ノンカーボネ−1〜にl m
(l l / dlll 3(/) n:j I(Lに
l. i C 、Q 0 4 A加え、有機電@質どし
た。
L記バッテリーレル内に右{{■電解j:Ii /,(
1人祷、減圧脱気し、封止した。以−1−の1ヘt・作
はリベC不活竹ガス雰囲気下で行なつIc oこの43
’r <’を電池を至渇において10mAで9 0 /
 Cm 2充−:’.’; L 7;、 IG、放電さ
1,短絡電流、開放?li JJを測定し、lse−4
9、3mA、V oc = ’l 、 −I V.@1
[iた,、またその時の( C I−1 ) x電極を
J、( −f I:lビ1ノンカーボネー1〜およびア
l:7’l−ンで洗浄1リ貞空乾ソ、ヘリさμ、( C
 ti ) x膜の重量変化から++<r中のドーバン
I一濶度V =0.09/lを++7だ。
【図面の簡単な説明】
第1図は、注入型荷吊に対りるボリアヒヂレン電極中の
トーパンh !IiI′!度の変化を示ジグラフである
。。 第2図は、ボリア1どヂレン膜分割に対りるポリアレチ
レン電極中のドーパンh ii’1度の変化をポリグラ
フC°ある、。 第3図は、Ofl O4−で少しドープしたボリアレヂ
レン膜の繊維の形状を示り°断面の走査型電子顕微鏡写
真(x 6F30 )である。 第4図は、本発明の実施の一態様を示ず。 1・・・陽極 2・・・陰極 3・・・電池ケース4・
・・イ1様ポリマー電極 5・・・じパレータ−6・・
・有機電解質溶液 7・・・ドライボックス 代理人 浅  村   皓 牙 1 図 ′2′2図 第4図 手続補正書(自発) 昭和58年8月10日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第158921号 2、発明の名称 有  機  電  池 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住  所 氏 名 (426)日本電装株式会社 (名 称) 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和  年  月  日 6、補正により増加する発明の数 −5芝 (1)特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 (2)朋細書第1頁11行「関する。」の次にr本発明
は、有機電池の充放電効率を高めることを目的とする。 」を加入する。 (3)同第2頁9行「変化を示す。」の次に「高い、ド
ーパント濃度は、高い充電効率を意味する。」を加入す
る。 (4)同第2頁11行「充電効率はよく、」を「ドーパ
ント濃度が高く、シたがって充電効率はよく、」に訂正
する。 (5)同第6頁6行「増す程」の次に「V−パント濃度
が増大し、したがって、」を加入する。 (6)  同第6頁下から6行「また、」の次に「第6
図に示すように」を加入する。 (力 同第6頁2行〜末行「実施例・・・・・・・・・
0.094を得た。」を次のとおり訂正する。 「実施例1 (OH)x膜(2DX4DX0.15mm)Cod×1
〕をボリプ0ピレン製のセパレーターを介して2枚の白
金板で圧着しガラス容器内に入れる。市販の試薬グレー
ドのプロピレンカーボネートを一昼夜モレキュラーシー
デで処理して乾燥させた後0ak2上で真空前9した。 このプロピレンカーボネートに1mol 76m3の濃
度にLi0tO4を加え、有機電解質とした。 上記バッテリーセル内に有機電解質を注入後、減圧脱気
し、封止した。以上の操作はすべて不活性ガス雰囲気下
で行なった。この様に構成した電池を室温において10
 mAで40/−充電した後、(OH)X電極を取り出
し、プロピレンカーボネートおよびアセトンで洗浄・真
空乾燥させ、(OH)x膜の重量変化から膜中のドーパ
ント濃度を求めた。その結果、ドーパント濃度y=0.
068を得た。 (OH)x膜(20X20 Xo、15mm )を2枚
(4c+4−X2)用いた場合も同様に実験を行ない、
40 /ca充電した時の膜中ドーパント濃度はy=0
.078であった。 また、(OH)x膜(20X10X0.15mm)を4
枚(2dX4)用いた場合の、40/−充電した時の膜
中ドーパント濃度はy=0.114であった。 これらの膜中ドーパント濃度を(OH)x膜の周囲の長
さの和に対してプロットすると第5図の様になり、両者
の間には直線関係が成り立っている事がわかった。横軸
は、(OH)!膜の周囲断面部の長さの和(α)を表わ
し、縦軸は、膜中のr−パント濃度、((OI(+Y)
(0!D4−)7)XのYを表わす。 実施例2 (OH)X膜(20,X40X0.15x)C8crI
×1〕をポリプロピレン製のセパレーターを介して2枚
の白金板で圧着しガラス容器内に入れる。市販の試薬グ
レードのゾロピレン、カーボネートを一昼夜モレキュラ
ーシーデで処理して乾燥させた後0a1(2上で真空蒸
留した。 このプロピレンヵーボ*  ) ニ1 mol / d
m”の濃度にLi0tO4を加え、有機電解質とした。 上記バッテリーセル内に有機電解質を注入後、減圧脱気
し、封止した。以上の操作はすべて不活性ガス雰囲気下
で行なった′。この様に構成した電池を室温において1
0 mAで40/d充電した後、放電させ、短絡電流(
工aa)を測定し、工so = i 5 mA/cJを
得た。(OH)x膜(20X 20 X O,15間)
を2枚(4d X 2 ) (9)用いて同様に行なっ
た結果短絡電流は工5o=23 mA/cJ %また(
OH)x膜(20X10X0.15m)を4枚(2cr
IX4)用いた場合には、工sa = 34 mA/C
Jを得た。 実施例1で得られた4 0 / tri充電時の膜中ド
ーパント濃度に対して実施例2で得られた短絡電流をプ
ロットすると第6図の様になり、両者の間に直線関係が
ある事がわかった。横軸は、(OH)x膜電極中のドー
パント濃度、((OH+y) (O204”)y)xの
yを表わし、縦軸は短絡電流(mA/ctll )を表
わす。直線は注入電荷量が407 cdiである場合に
ついての短絡電流の変化を示す。J (8)同S7頁16行に下記を加入する・「第5図は、
ポリアセチレン膜の周囲断面部の長さの和に対する膜中
ドーパント濃度の変化を示すグラフである。 第6図は、膜中ドーパント濃度に対する短絡電流値を示
すグラフである。」 第5図および第6図を加入する。 2、特許請求の範囲

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 導電性高分子膜を電極4.fl料どして用いた有+i(
    l電池においC1該高分子膜の厚み方向に複数の切り込
    みまたはn通孔を設け、膜の内部の一部を露出さけたこ
    とを特徴どす゛る有機電池。
JP57158921A 1982-09-14 1982-09-14 有機電池 Granted JPS5949161A (ja)

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