JPS60139745A - 共役主鎖ポリマーに電子を導入する方法 - Google Patents
共役主鎖ポリマーに電子を導入する方法Info
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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。
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、ポリアセチレンのような共役主tr)1 ’
?:Hするポリマー\の電子供与型化合物(ドナー)ド
ーぎングに関する。
?:Hするポリマー\の電子供与型化合物(ドナー)ド
ーぎングに関する。
ポリアセチレンのような共役主鎖を有するポリマーは、
アルカリ金属カチオンを化学的にあるいは電気化学的に
内位添加し得ることは知られている。化学的ドーピング
ではポリマーはアルカリ金属のナツタリド(例えばリチ
ウムナツタリドまたはナトリウムナツタリド)のような
電気的に活性なアルカリ金属の有機金属化合物と反応す
る。このような方法の実施例はA、G、MacDiar
midらおよびA 、 J、 HevgerのSyn、
Metals、 Vol、 1 + rlp101〜
118(1’9’80) に記載されている。電子供与
型化合物ドープしたポリアセテレ/については特にHe
egerらの米国特許第4’204216号(1980
)に記載されている。
アルカリ金属カチオンを化学的にあるいは電気化学的に
内位添加し得ることは知られている。化学的ドーピング
ではポリマーはアルカリ金属のナツタリド(例えばリチ
ウムナツタリドまたはナトリウムナツタリド)のような
電気的に活性なアルカリ金属の有機金属化合物と反応す
る。このような方法の実施例はA、G、MacDiar
midらおよびA 、 J、 HevgerのSyn、
Metals、 Vol、 1 + rlp101〜
118(1’9’80) に記載されている。電子供与
型化合物ドープしたポリアセテレ/については特にHe
egerらの米国特許第4’204216号(1980
)に記載されている。
電気化学的ド−ピングでは、ポリマー(例えばポリアセ
チレン)を塩溶液(例えばプロピレンカーボネー トに
過塩素酸リチウムを加えたもの)lて接触させて電子を
ポリマーに供与させそして対極から引き出しそれによっ
てポリマーがネガティブに充電され、塩のカチオン(例
えばリチウムカチオン)は対イオンとしてポリマー内に
向って移動するようになる。このような電気化学的なド
ーピングは電池に対する充電機構として利用することが
できる(例えばMacDiarmidらの米国特許第4
;’321.、 i ]、 44号1982)を参照の
こと)。
チレン)を塩溶液(例えばプロピレンカーボネー トに
過塩素酸リチウムを加えたもの)lて接触させて電子を
ポリマーに供与させそして対極から引き出しそれによっ
てポリマーがネガティブに充電され、塩のカチオン(例
えばリチウムカチオン)は対イオンとしてポリマー内に
向って移動するようになる。このような電気化学的なド
ーピングは電池に対する充電機構として利用することが
できる(例えばMacDiarmidらの米国特許第4
;’321.、 i ]、 44号1982)を参照の
こと)。
しかしながら初めに中性ポリマーを陽極として使用する
場合、ドープされていないポリマーは電子の初期導入を
妨げるような高い内部抵抗をもっているから、このよう
な電池を使いならすのは困難なことである。ドープされ
ていない状態の電極をよシ低い抵抗のものにする方法と
しては、導電性物質(例えば黒鉛粉)をポリマーに混合
するかまたはポリマーを初めに化学的にド−プするかの
何れかによる。しかしながら、両方法共電池内に異質の
物質(例えばナフタリンまたは黒鉛)を持ち込むもので
あシ、重tt増しある場合は電極の活性量を増加させる
ことなく副反応(ナフタリンによって弱められる電池の
自己放電のような)を入り組ませるものである。
場合、ドープされていないポリマーは電子の初期導入を
妨げるような高い内部抵抗をもっているから、このよう
な電池を使いならすのは困難なことである。ドープされ
ていない状態の電極をよシ低い抵抗のものにする方法と
しては、導電性物質(例えば黒鉛粉)をポリマーに混合
するかまたはポリマーを初めに化学的にド−プするかの
何れかによる。しかしながら、両方法共電池内に異質の
物質(例えばナフタリンまたは黒鉛)を持ち込むもので
あシ、重tt増しある場合は電極の活性量を増加させる
ことなく副反応(ナフタリンによって弱められる電池の
自己放電のような)を入り組ませるものである。
共役主鎖を有するポリマーは、アルカリ金属が電気的に
活性でない有機成分に共有結合されているアルカリ金属
の有機金属化合物との接触で化学的に不可逆的にドープ
され得ることが見出された。
活性でない有機成分に共有結合されているアルカリ金属
の有機金属化合物との接触で化学的に不可逆的にドープ
され得ることが見出された。
すなわちこれらの有機成分は炭素数が1〜12のアルキ
ル、フェニルおよび炭素数が7〜12のアルキルフェニ
ルである。従って、本発明は共役主鎖を有するポリマー
内にアルカリ金属カチオンでもって電子を導入する方法
を含むものであシ1Mがアルカリ金属で、Rが炭素数1
〜12のアルキル、フェニルおよび炭素数7〜12のア
ルキルフェニルから々る群から選ばれる場合において1
M十カチオyを挿入されてネガティブに充電された共役
主鎖を有するポリマーおよびネガティブに充電された共
役主鎖を有するポリマーとの反応で化合物MRを再生成
することのない有機副生成物を生成する条件のもとに、
前記共役主鎖ボ・1マーを式MRの化合物と接触させる
ことからなるものである。
ル、フェニルおよび炭素数が7〜12のアルキルフェニ
ルである。従って、本発明は共役主鎖を有するポリマー
内にアルカリ金属カチオンでもって電子を導入する方法
を含むものであシ1Mがアルカリ金属で、Rが炭素数1
〜12のアルキル、フェニルおよび炭素数7〜12のア
ルキルフェニルから々る群から選ばれる場合において1
M十カチオyを挿入されてネガティブに充電された共役
主鎖を有するポリマーおよびネガティブに充電された共
役主鎖を有するポリマーとの反応で化合物MRを再生成
することのない有機副生成物を生成する条件のもとに、
前記共役主鎖ボ・1マーを式MRの化合物と接触させる
ことからなるものである。
本発明は、いろいろな共役主鎖ポリマ・−のドーピング
に利用し得るもので、特に電池用電極に構成される1易
合がそうであるけれども、他の構成の場合にも、址だ他
の用途にも利用することができる。ポリマーとして(r
iポリアセチl/ン、ポリフェニレンビニレン、ポリキ
ノリン、ポリチオフェンまたはこれらの置換体が用いら
れ得るが、好ましいのはポリアセチレンである。ポリア
セチレンはシラカワらの方法(J、Polymer S
oc、、’ Polym、 Chem。
に利用し得るもので、特に電池用電極に構成される1易
合がそうであるけれども、他の構成の場合にも、址だ他
の用途にも利用することができる。ポリマーとして(r
iポリアセチl/ン、ポリフェニレンビニレン、ポリキ
ノリン、ポリチオフェンまたはこれらの置換体が用いら
れ得るが、好ましいのはポリアセチレンである。ポリア
セチレンはシラカワらの方法(J、Polymer S
oc、、’ Polym、 Chem。
Ed、、Vol、1.2.p 11(1974))によ
ってつくられる繊維状微結晶の形のものが好ましく、ま
たドーピングの時にはシス型に富むものであっても、ト
ランス型に富むものであってもよい。トランス型はより
高いレベルにド−プされ、電池構成における開路電圧を
より低くする。
ってつくられる繊維状微結晶の形のものが好ましく、ま
たドーピングの時にはシス型に富むものであっても、ト
ランス型に富むものであってもよい。トランス型はより
高いレベルにド−プされ、電池構成における開路電圧を
より低くする。
ト置−プに使用される化合物は式MRで表わすことがで
きる。′M′はリチウム、ナトリウム、カワウ′J−ま
たはセリウムのようなアルカリ金属であり、好ましいの
はリチウム、ナトリウムまたはカリウムである。”R”
は′アルキル、フェニルまたはアルキルフェニル、すな
わちメチル、エチル、アリール、インプロピル、ブチル
、t−ブチル、5eC−ブチル、アミル、ヘキシル、デ
フル、ドブフル、フェニル、p−メチルフェニル、p−
イソプロピルフェニル、2.4−)メチルフェニル、2
.4−ジイソプロピルフェニル、クメニル、p−へキン
ルフェニルまたはベンジルアルいハ(CH3) 3Si
CH2−のようなものであり得る。軽量しい化合物はn
RRが炭素数2〜4のアルキルである場合のそれらの
リチウム、ナトリウムおよびカリウム化合物で一般には
リチウムおよびナトリウム化合物がさらに好ましい。R
群の性質が与えられた温度(他の条件は一定として)で
の最終的な1・8− ピンクレベルを決定する。従って
ドーピングの程度および初期導電性の大きさは適切なR
を選択することによってコントロールすることがでさる
。
きる。′M′はリチウム、ナトリウム、カワウ′J−ま
たはセリウムのようなアルカリ金属であり、好ましいの
はリチウム、ナトリウムまたはカリウムである。”R”
は′アルキル、フェニルまたはアルキルフェニル、すな
わちメチル、エチル、アリール、インプロピル、ブチル
、t−ブチル、5eC−ブチル、アミル、ヘキシル、デ
フル、ドブフル、フェニル、p−メチルフェニル、p−
イソプロピルフェニル、2.4−)メチルフェニル、2
.4−ジイソプロピルフェニル、クメニル、p−へキン
ルフェニルまたはベンジルアルいハ(CH3) 3Si
CH2−のようなものであり得る。軽量しい化合物はn
RRが炭素数2〜4のアルキルである場合のそれらの
リチウム、ナトリウムおよびカリウム化合物で一般には
リチウムおよびナトリウム化合物がさらに好ましい。R
群の性質が与えられた温度(他の条件は一定として)で
の最終的な1・8− ピンクレベルを決定する。従って
ドーピングの程度および初期導電性の大きさは適切なR
を選択することによってコントロールすることがでさる
。
接触は、接触時間や溶媒のような他の接触条件と共に、
アルカリ金属のカチオンが挿入されネガティブに充電さ
れた共役主鎖ポリマーの製造を容易にする都合のよい温
度と圧力で行なわせることができる。捷だ、温度は高い
ほどド−ピングのレベルも高くなりやすい。類似のナフ
タリン化合物でのドーピングとは異なシ、有機金属化合
物全再生成する逆反応は一般に本方法では生じないので
、逆反応を避けるための特別な条件は必要どしない。
アルカリ金属のカチオンが挿入されネガティブに充電さ
れた共役主鎖ポリマーの製造を容易にする都合のよい温
度と圧力で行なわせることができる。捷だ、温度は高い
ほどド−ピングのレベルも高くなりやすい。類似のナフ
タリン化合物でのドーピングとは異なシ、有機金属化合
物全再生成する逆反応は一般に本方法では生じないので
、逆反応を避けるための特別な条件は必要どしない。
有機副生成物は一般に飽和炭化水素R−Rでもあろうし
、あるいは協和および不飽和炭化水素の混合物(たとえ
ばブチルナトリウムから生成された1−ブテンとオクタ
ン)または2つのフェニル環を縮合させてつくったビフ
ェニルなどR基の他の縮合生成物であってもよい。有機
金属化合物の濃度には特別の制限は必要でなく、一般に
は少なくとも10−”S/crrL の導電率にまでポ
リマーをドープするのに十分な量が用いられる。
、あるいは協和および不飽和炭化水素の混合物(たとえ
ばブチルナトリウムから生成された1−ブテンとオクタ
ン)または2つのフェニル環を縮合させてつくったビフ
ェニルなどR基の他の縮合生成物であってもよい。有機
金属化合物の濃度には特別の制限は必要でなく、一般に
は少なくとも10−”S/crrL の導電率にまでポ
リマーをドープするのに十分な量が用いられる。
本発明は、特にポリアセチレン電池電極など電極内に構
成される共役主鎖ポリマーの1・゛−ピングに利用でき
る。このような実施態様では電池各基には少なくとも2
つの電極が、そしてそのうちの少なくとも1つは共役主
鎖ポリマーからなる電極が含−まれる。化合物MRは電
池容器内に導入され、そしてM−1−カチオンが挿入さ
れてネガティブに充電された共役主鎖ポリマーを形成さ
せ、そしてネガティブに充電されたポリマーと反応して
化合物MRを再生成することのない、また電池の機能を
損ねるような対電極物質との反応をすることもない有機
副生成物を形成させる条件のもとで、共役主鎖ポリマー
と接触する。両電極が共役主鎖1r リマ−である場合
には、両電極共に電子供与型化合物のドープになる。1
つの電極がアルカリ金属(リチウム)であるか、合金(
例えばリチウム−アルミニウム合金)であるかの場合に
は、共役主鎖ポリマーのみが本方法によって影響を受け
る。
成される共役主鎖ポリマーの1・゛−ピングに利用でき
る。このような実施態様では電池各基には少なくとも2
つの電極が、そしてそのうちの少なくとも1つは共役主
鎖ポリマーからなる電極が含−まれる。化合物MRは電
池容器内に導入され、そしてM−1−カチオンが挿入さ
れてネガティブに充電された共役主鎖ポリマーを形成さ
せ、そしてネガティブに充電されたポリマーと反応して
化合物MRを再生成することのない、また電池の機能を
損ねるような対電極物質との反応をすることもない有機
副生成物を形成させる条件のもとで、共役主鎖ポリマー
と接触する。両電極が共役主鎖1r リマ−である場合
には、両電極共に電子供与型化合物のドープになる。1
つの電極がアルカリ金属(リチウム)であるか、合金(
例えばリチウム−アルミニウム合金)であるかの場合に
は、共役主鎖ポリマーのみが本方法によって影響を受け
る。
1つの電極が共役主鎖ポリマーであり、他の電極が遷移
金属のカルコゲン化物(チタニウムの二硫化物のような
)である場合には共役主袋ポリマーと遷移金Mのカルコ
ゲ/化物の双方共がアルカリ金属でドープされる。n−
ブチルリチウムがアルカリ金属カルコゲン化物のリチウ
ム誘導体を形成しイ4IることはM、S、Whitti
ngham、 Prog、 5olid St。
金属のカルコゲン化物(チタニウムの二硫化物のような
)である場合には共役主袋ポリマーと遷移金Mのカルコ
ゲ/化物の双方共がアルカリ金属でドープされる。n−
ブチルリチウムがアルカリ金属カルコゲン化物のリチウ
ム誘導体を形成しイ4IることはM、S、Whitti
ngham、 Prog、 5olid St。
Chem、、 Vol、、 12. pagss 41
〜49 (1978)(%にpFlf’、(う45〜4
6)の報文から知られている。
〜49 (1978)(%にpFlf’、(う45〜4
6)の報文から知られている。
これらの線に沿った他の文献からはブチルリチウムは黒
鉛をドープしないことが指摘されている。
鉛をドープしないことが指摘されている。
すなわち、M、S、Whittingham et a
l、、 J、Electrochem。
l、、 J、Electrochem。
Sci、 a−nd TechnoI+、、 Vol、
124 、1387〜88(1977) ; M、B
、Dinec、 Mat、 Res、 Bull、、V
ol。
124 、1387〜88(1977) ; M、B
、Dinec、 Mat、 Res、 Bull、、V
ol。
1(1,prl 287−92(’1975)である。
従ってこのようなポリマー対遷移金属カルコゲン化物電
池において、このような方法で遷移金属カルコゲン化物
にアルカリ金属がドープまたは挿入されるということは
驚くことではない。しかし、ある遷移金属カルコゲン化
物ではこのようなドーピング方法ではナトリウム、カリ
ウムまたはセリウムではなくリチウムのみを挿入させる
ことが可能である。
池において、このような方法で遷移金属カルコゲン化物
にアルカリ金属がドープまたは挿入されるということは
驚くことではない。しかし、ある遷移金属カルコゲン化
物ではこのようなドーピング方法ではナトリウム、カリ
ウムまたはセリウムではなくリチウムのみを挿入させる
ことが可能である。
それ故にもしナトリウムまたはカリウムの有機金属化合
物を用いるならば、共役主鎖ポリマーのみをこの方法で
ド−プさせることが可能−Cある。本発明のすべての形
において、そして特に共役主鎖ポリマ・−が電池電極で
ある場合、副生成物が電子供与型化合物ドープした電極
または電池の溶媒その他の構成分に影響をおよぼすこと
なくガスとして電池電極から除去され得るように、ガス
状の副生成物を生成するRどの有機金属比合物分選ぶこ
と、および/または副生成物のガス状である操作条件を
選ぶことによってこの方法を実施することができる。こ
の理由でもって、Rが炭素数2〜4のアルキルであると
ころの有機金属化合物が特に推奨されるのである。
物を用いるならば、共役主鎖ポリマーのみをこの方法で
ド−プさせることが可能−Cある。本発明のすべての形
において、そして特に共役主鎖ポリマ・−が電池電極で
ある場合、副生成物が電子供与型化合物ドープした電極
または電池の溶媒その他の構成分に影響をおよぼすこと
なくガスとして電池電極から除去され得るように、ガス
状の副生成物を生成するRどの有機金属比合物分選ぶこ
と、および/または副生成物のガス状である操作条件を
選ぶことによってこの方法を実施することができる。こ
の理由でもって、Rが炭素数2〜4のアルキルであると
ころの有機金属化合物が特に推奨されるのである。
本発明の方法によって、電池電極がいったん部分的にド
ープされるとそれらは従来方法で電気化学的に急速充電
が可能となり、従ってドープされていないΣ1!:リマ
ーを用いる場合に必要な標準的なならしのサイクル(ま
たは長ったらしい製造時間および/またはならし時間)
と省略することが可能となる。
ープされるとそれらは従来方法で電気化学的に急速充電
が可能となり、従ってドープされていないΣ1!:リマ
ーを用いる場合に必要な標準的なならしのサイクル(ま
たは長ったらしい製造時間および/またはならし時間)
と省略することが可能となる。
電池の1つの電極がリチウム、ナトリウム、カリウムま
たはセリウムのようなアルカリ金属で、他の電極が共役
ポリマーであるとき、化合物RMは相応するRX化合物
の導入でその場に生成されイ:jる。XはCe、 Br
%I、SCN、SR′テR′はRとして記述された成分
であってもよい。すなわちRXは次式によってRMに転
換される。
たはセリウムのようなアルカリ金属で、他の電極が共役
ポリマーであるとき、化合物RMは相応するRX化合物
の導入でその場に生成されイ:jる。XはCe、 Br
%I、SCN、SR′テR′はRとして記述された成分
であってもよい。すなわちRXは次式によってRMに転
換される。
R−X+2M 、RM+MX
こ\で生成されたRMはポリマー用の不可逆性の化学ド
ーeング剤として働く。たとえばブチルブロマイドをリ
チウム対ポリアセチレン電池に導入させることによって
ブチルブロマイドとリチウム19隠との反応でブチルリ
チウムとリチウムブロマイドが生成することになる。生
成されたブチルリチウムは次いでポリアセチレン全ドー
プし、最初に使用されたブチルブロマイドの濃度に応じ
て10−5ないし約10S/cInの導電率をそれに付
与するようになる。この改良によって屯池蜆造工程で非
常に活性なアルカリ金属化合物を@り扱う必要性が除か
れる。
ーeング剤として働く。たとえばブチルブロマイドをリ
チウム対ポリアセチレン電池に導入させることによって
ブチルブロマイドとリチウム19隠との反応でブチルリ
チウムとリチウムブロマイドが生成することになる。生
成されたブチルリチウムは次いでポリアセチレン全ドー
プし、最初に使用されたブチルブロマイドの濃度に応じ
て10−5ないし約10S/cInの導電率をそれに付
与するようになる。この改良によって屯池蜆造工程で非
常に活性なアルカリ金属化合物を@り扱う必要性が除か
れる。
以上に述べたように、ドーピングのレベルはRの個性そ
して恐らくはMの11(至)性およびドーピングの温度
によってコントロールされ得る。リチウム対電極(10
%以−ヒの1.、; +、Qンクレベルに相当する)に
対する0、6ボルトという低い開路電11ミが71?リ
アセチレンに適用された本方法によって得られる。
して恐らくはMの11(至)性およびドーピングの温度
によってコントロールされ得る。リチウム対電極(10
%以−ヒの1.、; +、Qンクレベルに相当する)に
対する0、6ボルトという低い開路電11ミが71?リ
アセチレンに適用された本方法によって得られる。
実施例1
n−ブチルリチウムによるトゝ−ピング乾燥した2つの
脚部を有する反応容器の中に1片のポリアセチレン薄膜
(シラカワ法で製した)5cHX5儒X0.02儂およ
び、溶液としてヘギサ7 (1,6M 夜1.0 ml
、 Aldrich製→に添加して調製された過剰の1
1−ブチルリチウムを含む溶液をアルゴンガスの存在下
に入れた。薄膜全室温で64時間n−ブチルリチウム溶
液内にそのままおいた。反応容器を10 トルに減圧し
、そして浴tを反応容器の他方の脚部に薄膜から離脱せ
しめて流し出した。使用済みのrl−メチルリチウム液
からヘキサンを、ドープされた薄膜上に蒸留させ、次い
で使用済み液の入った脚部に液を傾は返すことによシ、
薄膜を繰返し洗浄した。次に薄膜を具空下(10””ト
ル)で乾燥しアルゴンを満した乾燥箱に移した。金色を
した薄膜の導電率は3S/crrLであることがわかっ
た。元素分析で平均組成−7,: (C,、。Hl、。
脚部を有する反応容器の中に1片のポリアセチレン薄膜
(シラカワ法で製した)5cHX5儒X0.02儂およ
び、溶液としてヘギサ7 (1,6M 夜1.0 ml
、 Aldrich製→に添加して調製された過剰の1
1−ブチルリチウムを含む溶液をアルゴンガスの存在下
に入れた。薄膜全室温で64時間n−ブチルリチウム溶
液内にそのままおいた。反応容器を10 トルに減圧し
、そして浴tを反応容器の他方の脚部に薄膜から離脱せ
しめて流し出した。使用済みのrl−メチルリチウム液
からヘキサンを、ドープされた薄膜上に蒸留させ、次い
で使用済み液の入った脚部に液を傾は返すことによシ、
薄膜を繰返し洗浄した。次に薄膜を具空下(10””ト
ル)で乾燥しアルゴンを満した乾燥箱に移した。金色を
した薄膜の導電率は3S/crrLであることがわかっ
た。元素分析で平均組成−7,: (C,、。Hl、。
”10.037)X に相当する9 0.00%c17
.50%H,]、、96%L1が得られた。この薄膜の
Ll 金属電極に対する開路電圧は1.2ボルト(テト
ラヒドロフランへ1.5 M LiC(goiを加えた
電解質)であ・ることかわかった。
.50%H,]、、96%L1が得られた。この薄膜の
Ll 金属電極に対する開路電圧は1.2ボルト(テト
ラヒドロフランへ1.5 M LiC(goiを加えた
電解質)であ・ることかわかった。
実施例2
反応溶媒としてヘキサン/テトラヒドロフラノ(l:1
)の混合物を用い、接触時間′f:36時間とした実
施例Jの繰シ返えしでは工5S/Cmの導電率をもった
1へ゛−プ薄膜が得られた。元素分析で(C1゜。Hl
、。Li o、。7)xに相当する平均組成が得られた
。
)の混合物を用い、接触時間′f:36時間とした実
施例Jの繰シ返えしでは工5S/Cmの導電率をもった
1へ゛−プ薄膜が得られた。元素分析で(C1゜。Hl
、。Li o、。7)xに相当する平均組成が得られた
。
実施例3
n−ブチルリチウムの代りにフェニルリチウム(Ven
tron製、/クロヘキサン/エーテル(7:3)へ2
M添加)を用いて実施例1に記載した操作を繰シ返した
。作条終了後、薄膜は1.3O8/鋼の導電率分水しだ
。元素分析で(cl、。鳩、。”10.]0)xに相当
する組成が得られた。ドープされた薄膜のLl 金属対
照電極に対する開路電圧は1.09ボルト(テトラヒド
ロフランに1.5 M LiCe0.1 を加えた電解
質)であった。
tron製、/クロヘキサン/エーテル(7:3)へ2
M添加)を用いて実施例1に記載した操作を繰シ返した
。作条終了後、薄膜は1.3O8/鋼の導電率分水しだ
。元素分析で(cl、。鳩、。”10.]0)xに相当
する組成が得られた。ドープされた薄膜のLl 金属対
照電極に対する開路電圧は1.09ボルト(テトラヒド
ロフランに1.5 M LiCe0.1 を加えた電解
質)であった。
実施例4
tert−ブチルリチウムによるドーピングn−ブチル
リチウムの代りにt−ブチルリチウム(Aldrir、
h製パンタンへ1.7M添加)を用い室温で44時間の
接触時間で実施例1の操作を繰り1区えした。作業終了
後、薄膜は108/crnという導電率を示した。分析
で(CHLlo、057 )n に相当する平均組成が
得られた。
リチウムの代りにt−ブチルリチウム(Aldrir、
h製パンタンへ1.7M添加)を用い室温で44時間の
接触時間で実施例1の操作を繰り1区えした。作業終了
後、薄膜は108/crnという導電率を示した。分析
で(CHLlo、057 )n に相当する平均組成が
得られた。
実施例5
メチルリチウムによるドーピング
n−ブチルリチウムの代シにメチルリチウム(A 1i
r 1c h ’JJジメチルエーテルへ1.2M添
加)′gf:用い実施例1の操作を繰シ返見した。接触
時間は44時間であった。作条終了後、薄膜は4 X
1O−3S/mの導電率を示した。分析で(’CE(L
i O,037’ Xに相当する平均組成が得られた。
r 1c h ’JJジメチルエーテルへ1.2M添
加)′gf:用い実施例1の操作を繰シ返見した。接触
時間は44時間であった。作条終了後、薄膜は4 X
1O−3S/mの導電率を示した。分析で(’CE(L
i O,037’ Xに相当する平均組成が得られた。
実施例6
n−7’チルリチウムの代シに5ec−ブチルリチウム
(シクロヘキサンに1.4M添加)を用い実施例■の操
作を繰返えした。接触時間は44時間であった。作業終
了後、薄膜は448/cmの導電率を示し、Liに対し
103ボルトという開路電圧(2−メチルテトラヒドロ
フランにIM LiBr4を加えた電解質)を示した。
(シクロヘキサンに1.4M添加)を用い実施例■の操
作を繰返えした。接触時間は44時間であった。作業終
了後、薄膜は448/cmの導電率を示し、Liに対し
103ボルトという開路電圧(2−メチルテトラヒドロ
フランにIM LiBr4を加えた電解質)を示した。
実施例7
n−ブチルリチウムの代りにトリフェニル7リルリチウ
ム(Ventron 製テトラヒドロフランに1M添加
)を用いて実施例1の操作を繰シ返えした。
ム(Ventron 製テトラヒドロフランに1M添加
)を用いて実施例1の操作を繰シ返えした。
接触時間は44時間であった。作業終了後、薄膜はト9
−プされていないポリアセチレンの導電率とほとんど同
じ導電率を示した。このようにこの試薬はかなりの程度
−までポリアセチレンi +−゛−プしない。
−プされていないポリアセチレンの導電率とほとんど同
じ導電率を示した。このようにこの試薬はかなりの程度
−までポリアセチレンi +−゛−プしない。
実施例8
ンl?リアセチレ/薄膜の代りにポリ(p−フェニレン
)粉末金剛いて実施例1の操作を繰り返え17た。作業
の終了後、粉末を(KBr赤外線照射)金型を用いアル
インを満した格燥箱の中で啄レットに成形した。処理さ
れたポリマーはレットの導′1”L□率はto−73/
cIrL以下であった。
)粉末金剛いて実施例1の操作を繰り返え17た。作業
の終了後、粉末を(KBr赤外線照射)金型を用いアル
インを満した格燥箱の中で啄レットに成形した。処理さ
れたポリマーはレットの導′1”L□率はto−73/
cIrL以下であった。
実施例9
示すもの:
n−ブチルマグネシウム塩化物によるドーピングリ 會
昏−−帰一□−□輪−□− 1−ブチルマグネシウム塩化物(Aldrich製ジエ
チルエーテルに2.0M添加)?n−ブチルリチウムの
代りに用いて実施例1の操作を繰シ返えした。作業終了
後、得られた薄膜は大部分がイオンによる]、 0−
’ S’/cTLという導電率を示した。
昏−−帰一□−□輪−□− 1−ブチルマグネシウム塩化物(Aldrich製ジエ
チルエーテルに2.0M添加)?n−ブチルリチウムの
代りに用いて実施例1の操作を繰シ返えした。作業終了
後、得られた薄膜は大部分がイオンによる]、 0−
’ S’/cTLという導電率を示した。
実施例10
一ピンク
実施例[の場合のような1片のポリアセチレン薄膜を真
空下180℃で5分間加熱し熱的に異性化1−た。次い
で異性化した薄膜全実施例3におけるように処理した。
空下180℃で5分間加熱し熱的に異性化1−た。次い
で異性化した薄膜全実施例3におけるように処理した。
接触時間は48時間であった。
作業終了後、薄膜は1588/crnの導電率および0
.65ボルトの開路電圧(2−メチル−テトラヒト90
7ランにl M LiBBu4を添加したd解質で。
.65ボルトの開路電圧(2−メチル−テトラヒト90
7ランにl M LiBBu4を添加したd解質で。
リチウム金属に対して)を示した。このようにトランス
形の1ご−ピンクは導電率を高め、開路型IEを低くす
る。
形の1ご−ピンクは導電率を高め、開路型IEを低くす
る。
実施例t1
ドーピング
1片のンスlL!lボリアセチンを実施例1Oの場合の
ように異性化し実施例1の場合のようにn−ブチルリチ
ウムによって処理した。接触時間は48時間であった。
ように異性化し実施例1の場合のようにn−ブチルリチ
ウムによって処理した。接触時間は48時間であった。
作業終了後、薄膜は0.53/傭の導電率および1.0
6ボルトの開路型1−F、(2−メナルー、テトラヒト
ゝロンランにL M LiBBu< k添加した電解質
で、リチウムに対して)を示した。
6ボルトの開路型1−F、(2−メナルー、テトラヒト
ゝロンランにL M LiBBu< k添加した電解質
で、リチウムに対して)を示した。
実施例12
25罰のn−へブタン中に0.5gの蒸留アニンール’
1il−0,33,ワのカリウム金属と共に添加し常r
in’tで16時間]ヤ月゛1′シてフェニルカリウム
金つくった(A、A、Morton and E、J、
Lanph、er、 J、Org。
1il−0,33,ワのカリウム金属と共に添加し常r
in’tで16時間]ヤ月゛1′シてフェニルカリウム
金つくった(A、A、Morton and E、J、
Lanph、er、 J、Org。
Chem、、339163’6* (1958)の方法
に類似)。
に類似)。
各1×2×0,02cInの数片のパリアセチレンをア
ルゴン53 囲’A下でフェニルカリウムの灰色粉末の
懸濁体に添加した。48時間後、30m1の水分を含−
まないテトラヒト907ランを添加し、混合物をE過し
た。ポリアセチレン薄膜 トをテトラヒドロフランで洗
浄し真空乾燥した。ポリアセチレン7−トは12〜17
S/cIrLの導電率の範囲を有していた。
ルゴン53 囲’A下でフェニルカリウムの灰色粉末の
懸濁体に添加した。48時間後、30m1の水分を含−
まないテトラヒト907ランを添加し、混合物をE過し
た。ポリアセチレン薄膜 トをテトラヒドロフランで洗
浄し真空乾燥した。ポリアセチレン7−トは12〜17
S/cIrLの導電率の範囲を有していた。
実施例13
//L1 電池
少量のメチルリチウム(約0.1M)k含む電解質と1
7で2−メチルーテトラヒドロフラ/にLiBBu4
f添加したものを使用して、d +)アセチレン陰極対
リチウム陽極の電池を組み立てた。組み立てた電池の開
路電圧はリチウムに対して1.3ボルトであった。電池
の初期抵抗は40オームで、電池の初期放電は急速に行
なわれた。添加物としてメチルリチウムを用いない類似
の電池では24ボルト(リチウムに対し)の開路電圧お
よび1000オームの高い内部抵抗を示した。初期の放
電速度はかなp緩慢であった。
7で2−メチルーテトラヒドロフラ/にLiBBu4
f添加したものを使用して、d +)アセチレン陰極対
リチウム陽極の電池を組み立てた。組み立てた電池の開
路電圧はリチウムに対して1.3ボルトであった。電池
の初期抵抗は40オームで、電池の初期放電は急速に行
なわれた。添加物としてメチルリチウムを用いない類似
の電池では24ボルト(リチウムに対し)の開路電圧お
よび1000オームの高い内部抵抗を示した。初期の放
電速度はかなp緩慢であった。
実施例14
今1つの電池全陰極としてポリアセチレン、そして陽(
tとしてリチウム金属を2−メチル−テトラヒト90フ
ランにIMのLIBBu3 ’f加えた電解質と共に用
いて密封ガラス容器内につくった。/J)量(50μe
)のn−ブチフレリチウム(ンクロへギッーンに1.6
M f添加)ff:組み立てた電池内に添加した際、
開路電圧は24ボルトがら1.00ボルトに降下した。
tとしてリチウム金属を2−メチル−テトラヒト90フ
ランにIMのLIBBu3 ’f加えた電解質と共に用
いて密封ガラス容器内につくった。/J)量(50μe
)のn−ブチフレリチウム(ンクロへギッーンに1.6
M f添加)ff:組み立てた電池内に添加した際、
開路電圧は24ボルトがら1.00ボルトに降下した。
そして電池の内部抵抗は1000Ωがら10.4Ωに降
下した。電池の初期放電は急速に進み、「ならし」の期
間は不要であった。適用電圧2.2ボルトでの再充電の
後、開路電圧は1.6ボルトに安定していた。2.2ボ
ルトと0.2ボルト間の電池のサイクリングではすぐれ
たクーロン効率が得られた。すなわち10%以上すなわ
ち((Cf()−YL1y〕x でyが0.10以上の
1・゛−ピンダレベルで初めのサイクルでは91%、次
のサイクルで97%以上であった。
下した。電池の初期放電は急速に進み、「ならし」の期
間は不要であった。適用電圧2.2ボルトでの再充電の
後、開路電圧は1.6ボルトに安定していた。2.2ボ
ルトと0.2ボルト間の電池のサイクリングではすぐれ
たクーロン効率が得られた。すなわち10%以上すなわ
ち((Cf()−YL1y〕x でyが0.10以上の
1・゛−ピンダレベルで初めのサイクルでは91%、次
のサイクルで97%以上であった。
特許出願人 アライド・コーポレークヨ/(外5名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)共役主鎖を有するポリマー内にアルカリ金属カチ
オンでもって電子を導入する方法であって、M十カチオ
ンを挿入されてネガティブに充電された共役主鎖ポリマ
ーおよびネガティブに充電された共役主鎖ポリマーと反
応して化合物MRを再生成することのない有機副生成物
が生成される条件のもとで、前記共役主鎖ポリマーを式
MRの化合物〔ただし、Mはアルカリ金属であシ、Rけ
炭素数1〜]2のアルキル、フェニルおよび炭素数7〜
12のアルキルフェニルからなる群から選択される。〕
と接触させることからなる方法。 (2)Rが炭素数2〜4のアルキルであるこトラ特徴と
する特許請求の範囲第(1)項に記載の方法。 (3)前記共役主鎖ポリマーがポリアセチレンである′
ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項または第(
2)項に記載の方法。 (4)MがLl、Na またはKであることを特徴とす
る特許請求の範囲第[11項1たは第(2)項またはm
(3)項に記載の方法。 (5)前記共役、主鎖ポリマーが電池電極に用いられる
ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)〜(4)項の
何れかに記載の方法。− (6)その少なくとも1つが共役主鎖ポリマーからなる
少なくとも2つの電極を含み、かつ有機溶媒を含む電池
容器内[M カチオンが挿入されてネガティブに充電さ
れた共役主鎖ポリマーとネガティブに充電された共役主
鎖ポリマーと反応して化合物MF<f再生成することの
ない有機副生成物とを生成する条件のもとに、化合物M
R(ただしMはアルカリ金属であシ、Rは炭素数1〜1
2のアルキル、フェニルおよび炭素数7〜12のアルキ
ルフェニルからな、る群から選択される〕を導入する。 、工程からなることを特徴とする電池の製造方法。 (力 Mがり、i、、NaまたはKであることを特徴と
する特許請求の範囲第(6)項に記載の方法。 (8)Rが炭素数2〜4のアルキルであることに4Qj
徴とする特許請求の範囲第(6)項または第(7)項に
記載の方法。 (9)前記共役主鎖ポリマーがポリアセチレンであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(6)項または第(月
頃または第(8)項に記載の方法。 (10) 前記電池のアノードおよびカソードがそれぞ
れ共役主鎖ポリマーからなり、かつ共にM+を内位添加
されることを特徴とする特許請求の範囲第(6)項また
は第(月頃または第(8)項に記載の方法。 (11) 1つの電極が遷移金属のカルコゲン化物であ
シ、他の′電極が共役主鎖ポリマーであることを特徴と
する特許請求の範囲第(6)項1だは第(7)項1だは
第(8)項7′f、たは第(9)項に記載の方法。 (1211つの電極がチタン二硫化物であシ、他の電極
がΣli′l)アセチレンであることを特徴とする特許
請求の範囲第(11)項に記載の方法。 (131MがLlであることを特徴とする特許請求の範
囲第(121項に記載の方法。 (14)化合物MRと副生成物MXがその場で生成され
る条件のもとで、化合物RX とアルカリ金属Mとを導
入することによって化合物MR[そだし。 xはハロゲンまたはシソイド−・ロゲンである]を電池
容器内に導入することを特徴とする特許請求の範囲第(
6)項ないし2I演13)項の何れかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/556,718 US4526708A (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Irreversible donor doping of conjugated backbone polymers |
| US556718 | 1983-11-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60139745A true JPS60139745A (ja) | 1985-07-24 |
Family
ID=24222552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59252790A Pending JPS60139745A (ja) | 1983-11-30 | 1984-11-29 | 共役主鎖ポリマーに電子を導入する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4526708A (ja) |
| EP (1) | EP0143965A3 (ja) |
| JP (1) | JPS60139745A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014534551A (ja) * | 2011-09-23 | 2014-12-18 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 充電型有機ナトリウムポリマー電池 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4824745A (en) * | 1987-02-25 | 1989-04-25 | Bridgestone Corporation | Electric cell comprising a polymeric material film electrode having a collection integrated therewith |
| US5388025A (en) * | 1992-09-01 | 1995-02-07 | Motorola, Inc. | Rechargeable electrical energy storage device having organometallic electrodes |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4204216A (en) * | 1978-05-04 | 1980-05-20 | University Patents, Inc. | Electrically conducting doped polyacetylene film exhibiting n-type electrical conductivity and method of preparing same |
| US4321114A (en) * | 1980-03-11 | 1982-03-23 | University Patents, Inc. | Electrochemical doping of conjugated polymers |
| DE3029206A1 (de) * | 1980-08-01 | 1982-03-11 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von elektrisch leitfaehigen polymeren systemen und deren verwendung in der elektrotechnik und zur antistatischen ausruestung von kunststoffen |
| DE3048445A1 (de) * | 1980-12-22 | 1982-07-22 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von elektrisch leitfaehigen polymeren systemen und deren verwendung in der elektrotechnik und zur antistatischen ausruestung von kunststoffen |
| US4356301A (en) * | 1980-12-22 | 1982-10-26 | Rohm And Haas Company | Polyacetylene with anthraquinone system |
| FR2549478B1 (fr) * | 1983-07-21 | 1985-11-08 | Elf Aquitaine | Procede de dopage n des polymeres |
-
1983
- 1983-11-30 US US06/556,718 patent/US4526708A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-10-20 EP EP84112689A patent/EP0143965A3/en not_active Withdrawn
- 1984-11-29 JP JP59252790A patent/JPS60139745A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014534551A (ja) * | 2011-09-23 | 2014-12-18 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 充電型有機ナトリウムポリマー電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0143965A2 (en) | 1985-06-12 |
| US4526708A (en) | 1985-07-02 |
| EP0143965A3 (en) | 1986-08-20 |
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