JPS60189166A - リチウム電池 - Google Patents

リチウム電池

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JPS60189166A
JPS60189166A JP59041888A JP4188884A JPS60189166A JP S60189166 A JPS60189166 A JP S60189166A JP 59041888 A JP59041888 A JP 59041888A JP 4188884 A JP4188884 A JP 4188884A JP S60189166 A JPS60189166 A JP S60189166A
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iodine
battery
comparative example
carbon
polymer
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JP59041888A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Sugawa
須川 浩
Sadaaki Yamamoto
貞明 山本
Sadao Kobayashi
貞雄 小林
Ryuichi Yamamoto
隆一 山本
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • 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
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/137Electrodes based on electro-active polymers
    • 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
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • 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
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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】 本発明はヨウ素と錯体付加物を形成する能力のあるポリ
マーとヨウ素との付加体および/またはヨウ素と錯体付
加物を形成する能力のあるポリマーにヨウ素を分散せし
めた組成物を正極合剤の主成分として用いる電池に於い
て、該正極合剤に炭素類を分散せしめた固体電解質電池
に関するものである。
一カ素は陰イオンπなり易い物質であり、正極活物質と
して適当なものの一つである。
このヨウ素は各種有機化合物と電荷移動錯体を作ること
か知られている。かかるヨウ素の電荷移動錯体はヨウ素
(アクセプター)と各種電子供与性化合物(有機ドナー
成分)とよりなり、電子供力性化合物としてはフェノチ
アジン、カルノくゾール等のへテロ環;ピレン、ペリレ
ン等の多環芳香族化合物;ポリ−2−ビニルピリジン、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリア
ミド、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリアク
リルアミド、ポリエーテル、ポリアセチレン、7]セリ
パラフエニレン、ポリピロール、ポリアニリン等の有機
ポリマーがある。しかしながら、そ」tにもかかわらず
、従来、ヨウ素を正極活物質として用いた固体電解質電
池の実用化例はほとんど見ろれない。この理由としては
、これらヨウ素電荷移動一体を正極合剤の主成分として
用し・た固体電解質電池の出力、放電電圧の平担性など
電池性能特性が、実用化に耐えられるほど充分満足する
ものではなかったことがあげられる。
本発明者らはヨウ素を活物質とする固体電解質電池につ
いて鋭意検討した結果、ヨウ素と錯体付加物を形成する
能力のあるポリマーとヨウ素よりなる正極合剤に炭素類
を分散せしめることにより優れた固体電解質電池を作り
だせることを見いだし本発明を完成した。すなわち、本
発明は、固体電解質薄膜を備えた固体電解質電池に於て
、ヨウ素とヨウ素と錯体付加物を形成する能力のあるポ
リマーとの錯体付加物および/または該ポリマーにヨウ
素を分散せしめた組成物を正極合剤の主成分として用い
ると共に該正極合剤に炭素類を分散せしめたことを特徴
とする固体電解質電池を提供するものである。本発明に
おいて固体電解質電池は電子伝導性を有する正極合剤と
負極合剤の界面にイオン伝導性を有する固体電解質薄膜
を介在せしめて構成される。なお以下の説明はリチウム
/ヨウ素固体電解質電池を例としてのべるが、この代表
例に本発明の技術的範囲が制限されるものではないこと
はもちろんである。本発明の電池を構成するには負極に
はリチウム金属、正極にはヨウ素/ポリマー錯体付加物
を用い、また固体電解質薄膜としてはLiI、LiaN
、LiAIF4.Lia’Zno、sGem4.LiT
a0a 、などイオン伝導性に優れたもσつを後記する
ような手段によって前もって作製しておき、それを正極
、負極の間にはさみこんで構成する。
しかして固体電解質電池においては一般に放電するにし
たがい両極の(界面)に放電生成物が生成蓄積されるが
、かかる放電生成物は必ずしもイオン伝導性に優れてい
るとは限らずむしろ高抵抗なものが多い。このため放電
するにしたがい内部抵抗が増大し、電池の重要な性能評
価指数である起電力の低下をもたらす。例えばリチウム
/ヨウ素固体電解質電池の場合、放電生成物であるLi
lの導電率は1(rv(Ωα戸にすぎない。このため導
電率を向」ニさせるため、Al2O3やCaI2にLi
Iをドウプさせる方法も提案されているがそれでもたと
えばL i I (Al zOa )の導電率は1眞Ω
crrt’v”s度に改善されるにすぎない。
本発明はかかる欠点をもつ固体電解p電池の性能を向上
させるためになされたものである。
本発明においてヨウ素と錯体付加体を形成する能力のあ
るポリマーとヨウ素との付加体および/またはヨウ素と
錯体付加体を形成する能力のあるポリマーにヨウ素を分
散せしめた組成物はもとのヨウ素単体、ポリマー単体に
比較してはるかに高い導電性を有するようになる。
かかる組成物を正極合剤の主成分として用いる固体電解
質電池もすでに知られており、たとえばポリ−2−ビニ
ルピリジンnIz電池は1974 年Catalyst
 I(、esearch社によって開発された。またこ
のほか各種電池が検討されているが従来の電池は上記し
たごとく放電するにしたがってイオン導電性のあまりよ
くない高抵抗の放電生成物を与えるので、内部抵抗の増
大により放電電圧の平担性がきわめて悪く実用には供し
得なかったのである。
本発明の電池における固体電解質薄膜としてはLiI、
’LiaN、LiAIF4.Lia Zno、s Ge
O4,LiTa0aなどイオン伝導性にすぐれた電解質
が使用されるが、この超薄膜を前もって作成しておき該
薄膜を正極合剤と負極合剤の界面間に介在せしめるよう
に電池を組みあげることが好ましい態様の一つとして挙
げられる。イオン伝導性超薄膜の作製法としては真空蒸
着法、スパッタリング法、CVJ)法、プラズマスプレ
ー法、塗付法、超急冷法など種々の方法があるが、要は
ピンホールのないイオン伝導 性の超薄膜が得られるも
のであればそれで十分である。またその他リチウム負極
を窒素を含むガス ゛に接触させるか、あるいは液に浸
してLi3Nを作くる作製法やリチウム負極をヨウ素を
含むガスに接触させるか、あるいは液に浸して1」i]
を作る作製法なども利用可能である。
次に本発明の特徴である正極合剤に炭素を分散せしめる
に際しての炭素類添加力法につ(・て説明する。この炭
素類添加力法としてはたとえばヨウ素と錯体形成する能
力のあるポリマーを適当な溶媒に溶解し、このものに炭
素類を混合添力1比、しかる後に溶媒を乾燥除去する方
法、あるいはヨウ素と錯体形成する能力のあるポリマー
に直接炭素類を混線分散せしめる方法等がある。こうし
て得られたポリマー炭素複合体にヨウ素を添加しこの錯
体付加物や分散組成物とするのである。ヨウ素添加力法
としては(11上記のごときポリマー炭素複合体にヨウ
素蒸気を接触させる方法、(ii )ポリマー炭素複合
体をヨウ素を含む溶液に浸す方法、(iI+)あるいは
ポリマー炭素複合体にヨウ素を溶融下線り込む方法等が
ある。なお、ポリマー炭素複合体をあらかじめ作る代り
に所定量の該ポリマーに炭素類、ヨウ素同時に加えて分
散状に混練し、一工程で正極合剤を作る方法も採用され
る。この場合、混練するため添加される物質の添加順序
もしくは混合順序は特に問題にはならない。すなわち、
要するに、実質的にヨウ素と錯体付加物形成能力のある
ポリマーとヨウ素との鎖体付加物および/またはヨウ素
の分散組成物に炭素類が分散せしめられた複合体(正極
合剤)を作ることができればよく、その作製方法は特に
限定されるものではない。
もちろん、この作製方法は正極合剤よりすみやかに電気
を増りだすため正極合剤中にさらに集電体を入れる方法
も含まれる。なお、本発明で特に好ましいポリマーとし
ては、前記以外に後記実施例に示すようにポリアクリロ
ニトリル、ノ(レックス樹脂、ナイロン−6−ナイロン
−6,6,ポリ酢酸ビニル、ポリテトラメチルエーテル
、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポ
リテトラヒドロフラン、ポリビニルピロリドン、ポリメ
チルメタアクリレート、ポリ4−ビニルピリジン、ポリ
N−ビニルカルバゾール、ポリ2−ビニ −ルビリジン
、ポリウレタン等があげられるが、もちろんこれに限定
されるものではない。また、これらの二種以上をブレン
ドして用いてもよいし、これらの共重合体を用いてもよ
いことはもちろんである。
本発明において正極合剤に添加される炭素類と、しては
カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト
、ケッチェンブラック(AK7,0社商標)などあるが
粉状、リン片状、短繊維状の如き分散し易い形状のもの
が特に好適に使用される。炭素類の使用量はもちろん炭
素類の種類によって異なるが添加するべ、き該ポリマー
に対して通常は0.5〜60%(電歇%、以下同じ)で
あり、ケッチェンブラックでは0.5〜50%、グラフ
ァイトの粉砕品では0.5〜40%程度である。この値
未満では添加物の効果が少くヨウ素含有量の低いところ
で導電率が急激に低下し、また、上記の値を越えて使用
しても効果はそれ以上向上しないうえ、成形性が悪化す
る。なお、たとえばケッチェンブラックでは5〜40%
がより好ましく 10〜30%が特に好ましい。
以上の如くして作製した正極合剤を主成分としたものを
正極とし、またリチウム、アルミニウム、マグネシウム
、亜鉛、カド門つム等の金属を負極゛として両者の間(
界面)に固体電解質薄膜をはさんで介在せしめ接触させ
ればよい。現状の固体電解質の性能から負極としてはリ
チウムが望ましく・。
本発明の固体電解質電池は以上のごとくして、正極合剤
に炭素類を添加分散せしめて正極合剤の電子伝導性をよ
り増し、これによって生成する放電生成物の電導性−を
増加せしめることによって内部抵抗の増大を減少せしめ
特に放“電電圧の平担性を確保したものである。
以下実施例によって本発明の実施の態様をさらに具体的
に説明するがこれらはあくまで例示であり、特許法第7
0条に規定する本発明の技術範囲がこれらによって制限
的に解釈されるものと解してはならない。
比較例1 0.3gのポリアクリロニトリル(平均分子量1520
00)と2.7gのヨウ素をガラス管中に堆り、内部の
空気を真空ポンプで除いた後ガラス管を溶明する。
このガラス管を115℃の油浴中に16時間放置すると
ヨウ素とポリアクリロニトリルは付加体を作り、黒褐色
の固体が得られる。この際未反応のヨウ素は実質的に残
存しておらず、ヨウ素はほぼ完全に上記付加体中に増り
こまれていると考えられる。
従ってこの固体中へのヨウ素の重量百分率は90%であ
ると推定される。次にこの付加体の1部123rgを増
り正極合剤lとした。−カリチウム負極の力は厚さo、
smmのリチウム板3(三井金属鉱山■販売)の片面を
ヨウ素O11モル/l含むベンゼン溶液で塗布乾燥する
ことにより、ピンホールのない厚さ20/7111.の
ヨウ化リチウムの薄膜5(固体電解質薄膜)をつけこの
両者をアルゴン気流下で第1図に示ず内径約1.ICn
L、厚さ約2 +nmのボタン型ステンレス鋼製容器7
にとじこめる。このステンレス鋼板10、銀製容器70
表側と裏側はポリプロピレン製がスケノド30により絶
縁されており、この両者を結ぶことによって電流、電圧
が得られる。
このようにして作製した電池は2.95Vの開路電圧を
示した。500にΩの抵抗を接続した時の閉路電圧は2
.8Vであった。5001幻の定抵抗下での連続的放電
を行なった結果を第2図に示す。
実施例1 比較例1に用いたポリアクリロニ) IJル(平均分子
量152000) 0.3gにケッチェン譬ブラックK
B−1:;C6Qmg′を分散させた複合体を用いるほ
かは比較例1と同様の操作を行い、第1図に示す電池を
組み上げた。このようにして作製した電池は2.91■
の開路電圧を示した。5001<0 の抵抗を接続した
時の閉路電圧は2.78Vであった。5001<Qの定
抵抗下での連続放電を行なった結果を第2図に示す。第
2図に見られる様に、正極合剤中に炭素類を分散せしめ
ることにより、電池の内部抵抗の増大は比較例1よりは
るかに小さく、放電電圧の平担性は顕著に改善される。
このことは電池寿命が大1〕に伸びていることを示して
いる。また高率数。
電にもむいていることがわかる。
比較例2 0.4gのバレソクス樹脂(米国ソハイオ社商標;三井
東圧化学■販売;アクリロニトリル、メチルアクリレー
ト、ブタジェン共重合、グラフト重合体)と2.6gの
ヨウ素をガラス管中に49つ、内部の空気を真空ポンプ
で除いた後ガラス管を溶封する。このガラス管を115
℃の油浴中に16時間放置するとヨウ素とバレソクス樹
脂は付加体を作くり、黒褐色の固体が得られる。この際
未反応のヨウ素は実質的に残存しておらず、ヨウ素はほ
ぼ完全に上記付加体中に増りこまれていると考えられる
。従ってこの固体中へのヨウ素の重量百分率は86%で
あると推定される。以下比較例1と同様にして電池を作
成したが、このようにして作製した電池は2.93Vの
開路電圧を示した。500Kl の抵抗を接続した時の
閉路電圧は2.7Vであった。
5001<;Q の定抵抗下での連続的放電を行なった
結果を第3図に示す。
実施例2 比較例2に用いたバレックス樹脂(米国ソハイオ社商標
)0.4gにケッチェン・プラックKB−EC5Qmg
を分散させた複合体を用いるほかは比較例2と同様な操
作を行い、第1図に示す電池を組み上げた。このように
して作製した電池は2.90Vの開路電圧を示した。5
oOI<Q の抵抗を接続した時の閉路電圧は2 、7
6Vであった。500KQ の定抵抗下での連続放電を
行なった結果を第3図に示す。
第3図に見られる様に正極合剤中に炭素類を分散せしめ
ることにより、電池の内部抵抗の増大は比較例2よりけ
るかに小さく、放電電圧の平担性は顕著に改善される。
このことは電池寿命が大巾に伸びていることを示してい
る。また高率放電にもむいていることがわかる。
比較例3 0.6gのナイロン−6(東し■製)と2.4gのヨウ
素をガラス管中に増り、内部の空気を真空ポンプで除い
た後ガラス管を溶封する。このガラス管を115℃の油
浴中に16時間放置するとヨウ素とナイロン−6は付加
体を作くり、黒褐色の固体が得られる。この際未反応の
ヨウ素は実質的に残存しておらず、ヨウ素はほぼ完全に
上記付加体中に、摩りこまれていると考えられる。従っ
てこの固体中へのヨウ素の重量百分率は80%であると
推定される。以下比較例1と同様にして電池を作成した
がこのようにして作製した電池は2,92Vの開路電圧
を示した。5001<Q の抵抗を接続した時の閉路電
圧は2,78Vであった。5001G の定抵抗下での
連続的放電を行なった結果を第4図に示す。
実施例3 比較例3に用いたナイロン−60,6gにケッチェン・
ブラックKB−EC60mgを分散させた複合体を用い
るほかは比較例3と同様な操作を行い、第1図に示す電
池を組み上げた。このようにして作製した電池は2.8
9Vの開路電圧を示した。5ooIlの抵抗を接続した
時の閉路電圧は2.78Vfあった。
500KQの定抵抗下での連続放電を行なった結果1を
第4図に示す。第4図に見られる様に正極合剤中匠炭素
類を分散せしめることにより、電池の内部抵抗の増大は
比較例3よりはるかに小さく、放電電圧の平担性は顕著
に改善される。このことは電池寿命が大[旧で伸びてい
ることを示している。
また高率放電にもむいていることがわかる。
比較例4 0.3gのナイロン−6,6(旭化成■製)と2.7g
のヨウ素をガラス管中に増り、内部の空気を真草ポンプ
で除いた後ガラス管を溶封する。このガラス管を115
℃の油浴中にlt1#間放置するとヨウ素とナイロン−
6,6は付加体を作くり、黒褐色の固体が得られる。こ
の際未反応のヨウ素は実質的に残存しておらず、ヨウ素
はほぼ完全に上記+t 、811体中に堆りこまれてい
ると考えられる。従ってこの固体中へのヨウ素の重量百
分率は90%であると推定される。以下比較例1と同様
にして電池を作成したが、このようにして作製した電池
は2.92Vの開路電圧を示した。500Kfl の抵
抗を接続した時の閉路電圧は2,76Vであった。50
01<!Qの定抵抗下での連続的放電を行なった結果を
第5図に示す。
実施例4 比較例4に用いたナイロン−6,6(無化成■製) 0
.3g Kケッチェン・ブラック邪−EC60mgを分
散させた複合体を用いるほかは比較例4と同様な操作を
行い、第1図に示す電池を組み上げた。
このようにして作製した電池は2.9vの開路電圧を示
した。50吐Ωの抵抗を接続した時の閉路電圧は2 、
75Vであった。500′KQの定抵抗下での連続放電
を行なった結果を第5図に示す。第5図に見られる様に
正極合剤中に炭素類を分散せしめることにより、電池の
内部抵抗の増大は比較例4よりはるかに小さく、放電電
圧の平担性は顕著に改善される。このことは電池寿命が
大巾に伸びていることを示している。また高率放電にも
むいていることかわかる。
比較例5 ポリテトラメチレンエーテル(0,1%ベンゼン溶液中
での還元粘度1 、12 ;T、0tsu 、eta 
I 、Mokromol 、’Chem、、71150
(1964))0.4gと2.6gのヨウ素をガラス管
中に増り、内部の空気を真空ポンプで除いた後ガラス管
を溶封する。このガラス管を115℃の油浴中に16時
間放置するとヨウ素とポリテトラメチレンエーテルは付
加体を作くり、黒褐色の固体が得られる。この際未反応
のヨウ素は実質的に残存しておらず、ヨウ素はほぼ完全
に上記伺加体中KJQりこまれていると考えられる。従
ってこの固体中へのヨウ素の重量百分率は86%である
と推定される。以下比較例1と同様にして電池を作成し
たが、このようにして作製した電池は2.94Vの開路
電圧を示した。500・I<Qの抵抗を接続した時の閉
路電圧は2 、84Vであった。500KQの定抵抗下
での連続的放電を行なった結果を童6図に示す。 。
ch−Mcm1c+ 比較例5に用いたポリテトラメチレンエーテル0.4g
にケラチェ/・ブラックKB−EC5Qmgを分散させ
た複合体を用いるほかは比較例5と同様の操作を行い、
第1図に示す電池を組み上げた。このようにして作製し
た電池は2,93Vの開路電圧を示した。5001<f
lの抵抗を接続した時の閉路電圧は2.82Vであった
。5ooKQの定抵抗下での連続放電を行なった結果を
第6図に示す。第6図に見られる様に正極合剤中に炭素
類を分散せしめることにより、電池の内部抵抗の増大は
比較例5よりはるかに小さく、放電電圧の平担性は顕著
((改善される。このことは電池寿命が大巾に伸びてい
ることを示している。また高率放電にもむいていること
がわかる。
比較例6 0.3gのポリエチレングリコール(三井日曹ウレタン
(ハ)製、平均分子量20000 )と2.7gのヨウ
素をガラス管中に増り、内部の空気を真空ポンプで除い
た後ガラス管を溶封する。このガラス管を115℃の油
浴中に16時間放置するとヨウ素とポリエチレングリコ
ールは付加体を作くり、黒褐色の固体が得られる。この
際未反応のヨウ素は実質的に残存しておらず、ヨウ素は
ほぼ完全に上記付加体中に単りこまれていると考えられ
る。従ってこの固体中へのヨウ素の重量百分率は90%
であると推定される。以下、比較例1と同様にして電池
を作成したが、このようにして作製した電池は2.96
Vの開路電圧を示した。500KGの抵抗を接続1−た
時の閉路電圧は2.85Vであった。500I(!Qの
定抵抗下での連続的放電を行なった結果を第7図に示ず
実施例6 比較例6に用いたポリエチレングリコール0.3gにり
°ノチェン・ブラック1ぐF!r−EC60mgを分散
させた複合体を用いるほかは比較例6と同様の操作を行
い、第1図に示す電池を組み上げた。このようにして作
製した電池は2.94V の開路電圧を示した。5oo
l(Qの抵抗を接続した時の閉路電圧は2.81Vであ
った。500KOの定抵抗下での連続放電を行なった結
果を第7図に示す、、筑7図に見られる様に正極合剤中
に炭素類を分散せしめることにより、電池の内部抵抗の
増大は比較例6よりは孟 るかに小さく、放電電圧の平担性は顕著に改善される。
このことは電池寿命が犬1]に伸びていることを示して
いる。また高率放電にもむいていることがわかる。
比較例7 0.6gのポリビニルアルコール(クラン(ハ)製)と
2.4gのヨウ素をガラス管中に阜り、内部の空気を真
空ポンプで除いた後ガラス管を溶封する。
このガラス管を115℃の油浴中に16時間放置すると
ヨウ素とポリビニルアルコールは付加体を作くり、黒褐
色の固体が得られる。この際未反応のヨウ素は実質的に
残存しておらず、ヨウ素はほぼ完全に上記付加体中に取
りこまれていると考えられる。従ってこの固体中へのヨ
ウ素の重量百分率は80%であると推定される。以下比
較例1と同様にして電池を作成したが、このようにして
作製した電池は2,96Vの開路電圧を示した。5oo
JQ1の抵抗を接続した時の閉路電圧は2,86Vであ
った。
5001<f)、の定抵抗下での連続的放電を行なった
結果を第8図に示す。
実施例7 比較例7に用いたポリビニルアルコール(クラレ■製)
 0.6 gにケッチェン・ブラックI(13−EC5
Qmgを分散させた複合体を用いるほかは比較例7と同
様の操作を行い、第1図に示す電池を組み上げた。この
ようにして作製した電池は2.92Vの開路電圧を示し
た。5001<!Qの抵抗を接続した時の閉路電圧は2
,85Vであった。5001<Qの定抵抗下での連続放
電を行なった結果を第8図に示す。
第8図に見られる様に正極合剤中に炭素類を分散せしめ
ることにより、電池の内部抵抗の増大は比較例7よりは
るかに小さく、放電電圧の平担性は顕著に改善される。
このことは電池寿命が犬11〕に伸びていることを示し
ている。また高率放電にもむいていることがわかる。
比較例8 0.2gのポリビニルピロリドン(平均分子量1630
00)と2.8gのヨウ素をガラス管中に摩り、内部の
空気を真空ポンプで除いf後ガラス管を溶封する。この
ガラス管を115℃の油浴中に16時間放置するとヨウ
素とポリビニルピロリドンは伺加体を作くり、黒褐色の
固体が得られる。この際未 ゛反応のヨウ素は実質的に
残存しておらず、ヨウ素はほぼ完全に上記付加体中にポ
リこまれていると考えられる。従ってこの固体中へのヨ
ウ素の重量百分率は93%であると推定される。以下比
較例1と同様にして電池を作成したが、このようにして
作製した電池は2.93Vの開路電圧を示した。
50011の抵抗を接続した時の閉路電圧は2゜81v
であった。500i(00定抵抗下での連続的放電を行
なった結果を第9図に示す。
実施例8 比較例8に用いたポリビニルピロリドン(平均分子量1
63000) 0.2 gにケッチェン中ブラックKB
−F3C60mgを分散させた複合体を用いるほかは比
較例2と同様な操作を行い、第1図に示す電池を組み上
げた。このようにして作製した電r12,1よ2.91
V の開路電圧を示した。50011の抵抗を接続した
時の閉路電圧は・2,80Vであった。500IUの定
抵抗下での連続放電を行なった結果を第9図に示す。第
9図に見られる様に正極合剤中に炭素類を分散せしめる
ことにより、電池の内部抵抗の増大は比較例8よりはる
かに小さく、放電電圧の平担性は顕著に改善される。こ
のことは電池寿命が太1Jに伸びていることを示してい
る。また高率放電にもむいていることがわかる。
比較例9 0.3gのポリメチルメタアクリレート(平均分子14
80000 )と2.7gのヨウ素をガラス管中に増り
、内部の空気を真空ポンプで除いた後ガラス管を溶封す
る。このガラス管を115℃の油浴中に16時間放置す
るとヨウ素とポリメチルメタアクリレートは付加体を作
くり、黒褐色の固体が得られる。
この際未反応のヨウ素は実質的に残存しておらず、池を
作成したが、このようにして作製した電池は2.90V
 の開路電圧を示した。500KQの抵抗を接続した時
の閉路電圧は2.78V’であった。
500KQの定抵抗下での連続的放電を行なった結果を
第10図に示す。
実施例9 比較例9に用いたポリメチルメタアクリレート(平均分
子量480000 ) 0,3 g Kケ、チェノ・ブ
ラックI(13−EC60mgを分散させた複合体を用
いるほかは比較例9と同様の操作を行い2.7gのヨウ
素をガラス管中にポリ、比較例1と同じ操作で伺加俸を
得た。次にこの付加体の一部125+ngを14Vす、
片面をヨウ素0.1モル/l含むベンゼン溶液で塗布方
式により、ピンホールのないηさ20μのヨウ化リチウ
ムの薄膜(固体電解質薄膜)をつけた。
このようにして得られた正極合剤、負極、固体7L解質
薄膜を比較例1と同じボタン型電池のケースの中にアル
ゴン気流下、装入し、第1図に示す電池に組み上げた。
このようにして作製した電池は2.88Vの開路電圧を
示した。50ヒΩの抵抗を接続した時の閉路電圧は2,
75Vであった。
5001(nの定抵抗下での連続放電を行なった結果を
第10図に示ず。第1O図に見られる様に正極合剤中に
炭素類を分散せしめることにより、電池の内部抵抗の増
大は比較例9よりはるかに小さく、放電電圧の平担性は
顕著に改善される。このことは電池寿命が大[Ijに伸
びていることを示している。
また高率放電にもむいてC・ることかわかる。
比較例10 0.2gのポリーービニルビリジン(平均分子量800
00)と2.8gのヨウ素をガラス管中に卆り、内部の
空気を真空ポンプで除いた後ガラス管を溶封する。この
ガラス管を115℃の油浴中に16時間放置するとヨウ
素とボリーマビニルビリジンは付加体を作くり、黒褐色
の固体が得られる。この際未反応のヨウ素は実質的に残
存しておらず、ヨウ素はほぼ完全に上記付加体中に増り
こまれていると考えられる。従ってこの固体中へのヨウ
素の重量百分率は93%であると推定される。以下比較
例1と同様にして電池を作成したがこのようにして作製
した電池は2.97Vの開路電圧を示した。
500KQの抵抗を接続した時の閉路電圧は2.87V
であった。500KQの定抵抗下での連続的放電を行な
った結果を第11図に示す。
実施例10 比較例10に用いたポリ2−ビニルピリジン(平均分子
量80000) 0.2 gにケッチェン・ブラックI
(B−EC60mgを分散させた複合体を用いるほかは
比較例10と同様な操作を行い、第1図に示す電池を組
み上げた。このようにして作製した電池は2.95Vの
開路電圧を示した。5ooKQのIJ(杭を接続した時
の閉路電圧は2.84Vであった。
500Innの定抵抗下での連続放電を行なった結果を
第11図に示す。第11図に見られる様に正極合剤中に
炭素類を分散せしめることにより、電池の内部抵抗の増
大は比較例1(lよりはるかに小さく、放電電圧の平担
性は顕著に改善される。このことは電池寿命が大巾に伸
びていることを示している。
また高率放電にもむいていることがわかる。
比較例11 2.4− )リレンジイリシアネートと2.6・−トリ
レンジイソシアネートの混合物(三井日曹ウレタン(イ
)製’l”l)l −80/20 ) 1 、Ogにト
リプロピレングリコール(三井日曹つレタンar製) 
0.9 gをよ(混合してポリウレタン樹脂組成物とし
、その一部0.3gと2.7gのヨウ素をガラス管中に
増り、内部の空気を真空ポンプで除いた後ガラス管を溶
封する。このガラス管をl15℃の油浴中に16時間放
置するとヨウ素とポリウレタンは付加体を作くり、黒褐
色の固体が得られる。この際未反応のヨウ素は実質的に
残存しておらず、ヨウ素はほぼ完全に上記伺加体中に増
りこまれて(ミると考えられる。従ってこの固体中への
ヨウ素の重量百分率は90%であると推定される。以下
比較例1と同様にして電池を作成したが、このようにし
て作製した電池は2.88Vの開路電圧を示した。so
c+i<nの抵抗を接続した時の閉路電圧は2.74V
であった。
50訃Ωの定抵抗下での連続的放電を行なった結果を第
12図に示す。
実施例11 比較例11に用いたポリウレタン樹脂組成物0.3gに
ケッチェン・ブラックKI3−JIC60mgを分散さ
せた複合体を用いるほかは比較例11と同様な操作を行
い、第1図に示す電池を組み上げた。このようにして作
製した電池は2,86Vの開路電圧を示した。
500KQの抵抗を接続した時の閉路電圧は2,71V
であった。500I’4の定抵抗下での連続放電を行な
った結果を第12図に示す。第12図に見られる様に正
極合剤中に炭素類を分散せしめることにより、電池の内
部抵抗の増大は比較例11よりはるかに小さく、放電電
圧の平担性は顕著に改善される。このことは電池寿命が
大巾に伸びていることを示している。また高率放電にも
むいていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電池の断面図であり第2図ないし第12図は電
圧と経過時間との関係を示すグラフである。 〕 特許出願人 三井東圧化学株式会社 2 ←−−1::三 9 ←ダ、=

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (11固体電解質薄膜を備えた固体電解質電池に於て、
    ヨウ素とヨウ素と錯体付加物を形成する能力のあるポリ
    マーとの錯体付加物および/または該ポリマーにヨウ素
    を分散せしめた組成物を正極合剤の主成分として用いる
    と共に該正極合剤に炭素類を分散せしめたことを特徴と
    する固体電解質電池。
JP59041888A 1984-03-07 1984-03-07 リチウム電池 Pending JPS60189166A (ja)

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JP59041888A JPS60189166A (ja) 1984-03-07 1984-03-07 リチウム電池

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