JPS60225375A - Secondary battery - Google Patents

Secondary battery

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JPS60225375A
JPS60225375A JP59080260A JP8026084A JPS60225375A JP S60225375 A JPS60225375 A JP S60225375A JP 59080260 A JP59080260 A JP 59080260A JP 8026084 A JP8026084 A JP 8026084A JP S60225375 A JPS60225375 A JP S60225375A
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JP
Japan
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electrolyte
secondary battery
battery
electrolytic solution
amount
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Application number
JP59080260A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yorikatsu Hawakabe
波々伯部 自克
Masao Kobayashi
小林 征男
Hiroyuki Sugimoto
博幸 杉本
Kazunori Fujita
一紀 藤田
Noboru Ebato
江波戸 昇
Atsuko Toyama
遠山 厚子
Shigeoki Nishimura
西村 茂興
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
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • 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

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To reduce the amount of an electrolytic solution so as to make a secondary battery light and compact by using the electrolytic solution that contains a part of the electrolyte not in a dissolved state in all processes of charge and discharge. CONSTITUTION:In a secondary battery based on doping or intercalation mechanism, an electrolytic solution is formed so as to contain a part of the electrolyte not in a dissolved state in all processes of charge and discharge. For example, the electrolytic solution is formed in which propylene carbonate and such are used as the solvent and ammonium tetraethyl perchlorate or lithium perchlorate is used as the electrolyte. When the electrolyte of a battery in the charge completion state is most consumed, the electrolytic solution contains solid phases and the amount of non-dissolution (the amount of deposition) is set to within 50%, desirably within 20% of the entire electrolyte. Since the amount of solvent can be reduced in this battery, energy density can be improved.

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り、特に電解液量を減少でき、エ
ネルギー密度の向上をはかるのに好適な、充、放電の全
過程において電解質の一部を未溶解状態で含む電解液を
用いる二次電池に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a secondary battery, and in particular to a secondary battery that is suitable for reducing the amount of electrolyte and improving energy density. This invention relates to a secondary battery using an electrolytic solution containing a portion of the electrolyte in an undissolved state.

[発明の背景1 従来、ドーピングおよび脱ドーピング可能な電極材料を
用いる電池においては、ドーピング種を構成すべき電解
質の全量が溶媒に溶解している系(以下、完全溶解系電
池と略称する)、あるいはドーピング種を構成すべき電
解質からなる固体相にドーピング種のイオン易動性を与
える一Fで必要最少限あるいはそれに近い極めて少量の
溶媒を含浸させる系(以上、固体電解質系電池と略称づ
゛る)が知られている。
[Background of the Invention 1 Conventionally, in batteries using electrode materials that can be doped and undoped, there are systems in which the entire amount of electrolyte that constitutes the doping species is dissolved in a solvent (hereinafter referred to as a completely dissolved battery), Alternatively, a system in which a solid phase consisting of an electrolyte that is to constitute a doping species is impregnated with the minimum necessary amount or an extremely small amount of solvent at 1F that provides ion mobility for the doping species (hereinafter referred to as a solid electrolyte battery) ) is known.

電池の性能、特にエネルギー密度およびパワー密度に関
しては、電極材料自身の°電池適性、ドーピング種およ
び電解質の電池適性などが特に重要であるが、実用的見
地からはその他の電池構成材料、例えば東電体、セパレ
ータ、容器等の構造材料あるいは溶媒の重量を出来るだ
け減らし、あるいはそれらの大きさまたは容積を出来る
だ()小さく覆ることも前者に劣らず重要であり、それ
により電池のエネルギー密度およびパワー密度の向上を
はかることができる。
Regarding battery performance, especially energy density and power density, the battery suitability of the electrode material itself, the doping species, and the battery suitability of the electrolyte are particularly important, but from a practical standpoint, other battery constituent materials, such as TEPCO It is equally important to reduce the weight of structural materials such as separators, containers, or solvents, or to reduce their size or volume as much as possible, thereby reducing the energy density and power density of the battery. can be improved.

前記の完全溶解系電池においては、充電あるいは放電時
に必要どされる石のドーピング種の物質移動を実用的に
望ましい速度で行なわゼしめる上で、および電池の液抵
抗を所望のレベルの低さに保つ上で必要な電解質の全量
が液相中に溶解して存在している。そして電極材料の単
位重量当りのドープ量あるいは脱ドープ量をより多くす
ることにより電池のエネルギー密度あるいはパワー密度
を高めるためには、該電解質の溶解度による制約のため
、必要ドープ量あるいは脱ドープ量に応じて溶tsff
iを多くする必要があるが、それは電池全重量の増加を
来たし、実用上好ましくない。
In the fully dissolved battery described above, it is necessary to achieve the mass transfer of the stone doping species required during charging or discharging at a practically desirable rate, and to reduce the liquid resistance of the battery to a desired low level. The entire amount of electrolyte required for maintenance is present dissolved in the liquid phase. In order to increase the energy density or power density of the battery by increasing the amount of doping or dedoping per unit weight of the electrode material, the required amount of doping or dedoping is limited due to the solubility of the electrolyte. melt tsff accordingly
Although it is necessary to increase i, this increases the total weight of the battery, which is not practical.

また、周体電解質系電池においては、充電あるいは放電
時に必要とされるドーピング種のイオン易動性を確保す
るために必要な最少限あるいはそれに近い極めて少量の
溶媒を用いる。しかし、単にドーピング種のイオン易動
性確保のみを考えた場合には溶媒量としては電解質から
なる固体相に少量の溶媒が含浸された程度の溶媒量でも
よいが、電極材料に実用電池として必要とされる量のド
ーピングあるいは脱ドーピングを必要な速度において行
なわせしめるためには、電解質の電導度をさらに引上げ
、電解質による抵抗過電圧を可能な限り引き下げること
が必要である。従って電解質固体に比し極めて少量の溶
媒しか含有しない固体電解質系電池は実用上大きな制約
を受け、特にパワー密度の高いことが要求される用途に
は不利である。
Furthermore, in a periphery electrolyte battery, a minimum amount of solvent or an extremely small amount close to the minimum amount necessary for ensuring the ion mobility of the doping species required during charging or discharging is used. However, when considering simply securing the ion mobility of the doping species, the amount of solvent may be sufficient to impregnate a small amount of solvent into the solid phase consisting of the electrolyte, but it is necessary for electrode materials and practical batteries. In order to achieve the required amount of doping or dedoping at the required rate, it is necessary to further increase the conductivity of the electrolyte and to reduce the resistance overvoltage due to the electrolyte as much as possible. Therefore, solid electrolyte batteries containing only a very small amount of solvent compared to the solid electrolyte are subject to significant practical limitations, and are particularly disadvantageous for applications requiring high power density.

上述のように完全溶解系電池および固体電解質系電池は
いずれも実用、[好ましくない欠点を有する。
As mentioned above, both completely dissolved batteries and solid electrolyte batteries have drawbacks that are undesirable in practical use.

近年、高エネルギー密度二次電池として、層間化合物あ
るいはポリアセチレン等の主鎖に共役二重結合をもつ有
機高分子化合物を電極とする二次電池が各種考案されC
いる。
In recent years, various types of secondary batteries have been devised as high-energy density secondary batteries that use interlayer compounds or organic polymer compounds with conjugated double bonds in their main chains, such as polyacetylene, as electrodes.
There is.

以下、ポリアセチレンを正極および負極とした二次電池
を例にどって説明づる。ポリアセチレンは、アセチレン
をデーグラ・ナツタ触媒〔例えば、Ti(OC4F+9
 )4 ・AI (C2H5)3 ) テ 重合させる
ことによって得られる有機高分子化合物である。この化
合物に各種のアニオン、カチオンを電気化学的手法でド
ープし得ることがら、ポリアセチレンを二次電池の電極
材料として使用できることが明らかにされている(例え
ば、特開昭56−136469号公報)。これにより、
ポリアセチレンを正極および負極に用い、電気化学的に
広い安定範囲をもつイオンよりなる電解質を電気化学的
に広い安定範囲をもつ溶媒中に溶解させたものを電解液
として二次電池を構成することができる。この場合の電
解質としては、アルカリ金属あるいは四級アンモニウム
の過塩素酸塩、ホウフッ酸塩等がよく用いられ、また、
溶媒としては、テトラヒトOフラン、プロピレンカーボ
ネート等がよく用いられる。
Hereinafter, a secondary battery using polyacetylene as a positive electrode and a negative electrode will be explained as an example. Polyacetylene is prepared by converting acetylene into Degla-Natsuta catalyst [for example, Ti(OC4F+9
)4 ・AI (C2H5)3 ) Te It is an organic polymer compound obtained by polymerization. Since this compound can be doped with various anions and cations by electrochemical techniques, it has been revealed that polyacetylene can be used as an electrode material for secondary batteries (for example, JP-A-56-136469). This results in
It is possible to construct a secondary battery using polyacetylene as the positive and negative electrodes, and using an electrolyte consisting of ions with a wide electrochemical stability range dissolved in a solvent with a wide electrochemical stability range. can. As the electrolyte in this case, alkali metal or quaternary ammonium perchlorates, borofluorates, etc. are often used, and
As the solvent, tetrahydrofuran, propylene carbonate, etc. are often used.

電池の動作としては、過塩素酸テトラ]−デルアンモニ
ウムを電解質とした場合を例にとれば、次のようになる
。すなわち、充電時には、正極のポリアセチレン内に過
塩素酸イオンが電解液内からドープされ(ポリアセチレ
ン内に取り込まれること)、負極のポリアセチレン内に
テトラエチルアンモニウムイオンが電解液内からドープ
される。
The operation of the battery is as follows, taking as an example the case where tetra]-derammonium perchlorate is used as the electrolyte. That is, during charging, perchlorate ions are doped from the electrolyte into the polyacetylene of the positive electrode (incorporated into the polyacetylene), and tetraethylammonium ions are doped from the electrolyte into the polyacetylene of the negative electrode.

一方、放電過程においては、上記のようにポリアセチレ
ンにドープされたアニオン、カチオンが再び電解液中に
放出される。
On the other hand, in the discharge process, the anions and cations doped into the polyacetylene as described above are released into the electrolytic solution again.

したがって、この電池においては、充電時にポリアセチ
レン内に取り込まれる充分な量の電解質高1モル/斐程
度であるから、従来のように、電解質が完全に溶媒中に
溶解している電解液を用いた場合は、電解液量を多くす
る必要があり、それにともない電池の1ネルギ一密度が
低下Jるという問題があった。
Therefore, in this battery, since the sufficient amount of electrolyte incorporated into the polyacetylene during charging is about 1 mol/hour, it is not necessary to use an electrolyte solution in which the electrolyte is completely dissolved in the solvent as in the past. In this case, it is necessary to increase the amount of electrolyte, which causes a problem in that the energy density of the battery decreases.

[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Jる
ところは、電解液量を減少することがぐき、エネルギー
密度が向上し、電池の軽翔、小形化を実現できる二次電
池を提供することにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above, and its objectives are to reduce the amount of electrolyte, improve energy density, and realize lighter and more compact batteries. Our goal is to provide rechargeable batteries that can.

[発明の概要1 本発明の特徴は、ドーピングまたはインター力レーシ]
ン機構に基づく二次電池におい又、電解液が充、放電の
全過程でドーピング種を構成1べきまたはインターカレ
ーシヨンを行なうべき電解質の一部を未溶解状態で含l
υでいる点にある。
[Summary of the Invention 1 The feature of the present invention is doping or interreaction]
In a secondary battery based on the intercalation mechanism, the electrolyte forms a doping species during the entire process of charging and discharging.
It lies in the point of being υ.

本発明の電池において、ドーピング機構に基づく電極反
応を行なう電極14料とし−Cは、主鎖に共役二重結合
を右づる右機高分子化合物があげられる。主鎖に共役二
重結合を有する有機高分子化合物の具体例としては、ア
セチレン高重合体(ポリアセチレン)、ポリフェニルア
セチレン、ポリバラフェニレン、ポリメタフェニレン、
ポリ(2゜5−チェニレン)、ポリ(3−メチル−2,
5−チェニレン)、ポリピロール、ポリ(エチニルナフ
タレン)、ポリイミド、ポリアクリルニトリル、ポリ−
α−シアノアクリルの熱分解物、ポリアセン、ポリアセ
チレン、キナシンポリマーおよびポリアリーレンキノン
等をあげることが必ずしもこれ等に限定されるものでは
なく、主鎖に共役二重結合を有する有機高分子化合物(
以下、共役高分子化合物と略称する)であればよい。こ
れら共役高分子化合物はホモポリマーでも共重合体であ
ってもよい。上記の共役高分子化合物のうちでし好まし
いものとしては、アセチレン高重合体、ポリパラフェニ
レン、ポリ(2,5−チェニレン)、ポリピロールがあ
げられ、さらに好ましいものとしてはアセチレン高重合
体があげられ、特に好ましいものとしては高結晶性のア
セチレン高重合体をあげることができる。
In the battery of the present invention, -C, which is the material for the electrode 14 that performs the electrode reaction based on the doping mechanism, is a right-handed polymer compound having a conjugated double bond in its main chain. Specific examples of organic polymer compounds having a conjugated double bond in the main chain include acetylene polymer (polyacetylene), polyphenylacetylene, polyvaraphenylene, polymetaphenylene,
Poly(2゜5-chenylene), poly(3-methyl-2,
5-chenylene), polypyrrole, poly(ethynylnaphthalene), polyimide, polyacrylonitrile, poly-
The examples include, but are not limited to, thermal decomposition products of α-cyanoacrylic, polyacene, polyacetylene, quinacin polymer, and polyarylene quinone, and organic polymer compounds having a conjugated double bond in the main chain (
Hereinafter, it may be abbreviated as a conjugated polymer compound). These conjugated polymer compounds may be homopolymers or copolymers. Among the above conjugated polymer compounds, preferred are acetylene high polymer, polyparaphenylene, poly(2,5-chenylene), and polypyrrole, and more preferred is acetylene high polymer. Especially preferred are highly crystalline acetylene polymers.

本発明で好ましく用いられるアセチレン高重合体の製造
方法は特に制限は4Tり、いずれの方法でし用いられる
が、その具体例としては特公昭4848−3zb号、持
分111S&−453654、特’Ifd Wa 5!
i −129404号、同55−128419号、同5
5−142012号、同56−10428号、同56−
133133号、Trans、 raradySoc、
、64.823(1968)、 J、Polymer 
Sci、、^−1,7゜3419(1969)、 Ma
kromol、Chem、、Rapid Conun、
、1゜621(1980) 、 J、Chcm、Phy
s、、 69(1)、10&(1978) 。
The method for producing the acetylene polymer preferably used in the present invention is particularly limited to 4T, and any method can be used. 5!
i-129404, i-55-128419, i-5
No. 5-142012, No. 56-10428, No. 56-
No. 133133, Trans, raradySoc,
, 64.823 (1968), J. Polymer
Sci, ^-1,7゜3419 (1969), Ma
kromol, Chem, Rapid Conun,
, 1°621 (1980), J. Chcm, Phy.
s, 69(1), 10 & (1978).

5ynthetic Metals、4.8H1981
)Wの方法をあげることができる。
5ynthetic Metals, 4.8H1981
)W method can be cited.

本発明の電池において、インターカレーシz1ン機構に
基づく電極反応を行なう電極材料どしては、黒鉛、炭素
、TiS2.NbS3.NbSe3゜Nb Se 4 
、N! PS3 、V205 、Mn 02 。
In the battery of the present invention, the electrode materials that perform the electrode reaction based on the intercalation z1 mechanism include graphite, carbon, TiS2. NbS3. NbSe3゜NbSe 4
,N! PS3, V205, Mn02.

Ve O+a 、Mo O3,MO02、Fe OCI
Ve O+a , Mo O3, MO02, Fe OCI
.

WO2等の層間化合物をあげることかできるが、これ等
のうちでも好ましい層間化合物は黒鉛、炭素、Ti 3
2であり、特に好ましい層間化合物としては黒鉛、Ti
 82をあげることができる。本発明の効果を最大限に
発揮させるには、正極または負極の少なくとも一方の電
極が共役高分子化合物であることが好ましい。本発明で
電極材料として用いられるドーピングまたはインターカ
レーション反応を行なう共役高分子化合物は膜状、粉末
状、短繊維状等、また層間化合物は雲母状、粒状、塊状
等、いずれの形態のものも用いることができるが、共役
高分子化合物の形状が膜状以外のもの、または層間化合
物の形状が雲母状以外のものは当該業者に公知の方法で
成形して必要な機械的強度を有する成形品としておくこ
とが望ましい。また、共役高分子化合物に他の適当なη
電材料、例えばグラフ>フィト、カーボンブラック、ア
セチレンブラック、金属粉、炭素繊維等を混合すること
も、また、層間化合物に他の導電材料、例えばカーボン
ブラック、アセチレンブラック、金属粉、炭素繊維等を
混合することも、さらにこれらの化合物に集電体として
金属網等を入れることも一向に差し支えない。
Intercalation compounds such as WO2 can be mentioned, but among these, preferred intercalation compounds are graphite, carbon, and Ti3.
2, and particularly preferred intercalation compounds include graphite and Ti.
I can give you 82. In order to maximize the effects of the present invention, it is preferable that at least one of the positive electrode and the negative electrode is a conjugated polymer compound. The conjugated polymer compound that undergoes the doping or intercalation reaction used as an electrode material in the present invention may be in the form of a film, powder, short fibers, etc., and the intercalation compound may be in any form such as mica, granules, or lumps. However, if the shape of the conjugated polymer compound is other than film-like, or if the shape of the intercalation compound is other than mica-like, molded products with the necessary mechanical strength can be formed by methods known to those skilled in the art. It is desirable to keep it as In addition, other suitable η for the conjugated polymer compound
It is also possible to mix electrically conductive materials such as graphite, carbon black, acetylene black, metal powder, carbon fiber, etc., or to mix other electrically conductive materials such as carbon black, acetylene black, metal powder, carbon fiber, etc. with the intercalation compound. There is no problem at all with mixing these compounds, or with adding a metal net or the like as a current collector to these compounds.

本発明の電池の電極材料としては共役高分子化合物また
は層間化合物ばかりでなく共役高分子化合物または層間
化合物にドーピングまたはインターカレーションしく電
導性を高めたものも用いることができる。
As the electrode material for the battery of the present invention, not only a conjugated polymer compound or an intercalation compound but also a conjugated polymer compound or an intercalation compound with enhanced conductivity by doping or intercalation can be used.

共役高分子化合物または@間化合物へドーピングまたは
インターカレーションする方法としでは化学的方法およ
び電気化学的方法のいずれの方法ンする化合物としては
、従来知られている種々の° 電子受容性化合物および
電子供与性化合物、即ち(1)ヨウ素、臭素およびヨウ
化臭素の如きハロゲン、(II)五フッ化ヒ素、五フッ
化アンヂモン、四フッ化ケイ素、五塩化リン、ガッツ化
リン、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、フッ化ア
ルミニウム、Nb R5、Ta R5、WFe、Fe 
C!L3およびCdCl2等の如き金属ハロゲン化物、
(1)硫酸、過塩素酸、硝酸、フルオロ硫酸、トリフル
オロメタン硫酸およびクロロ硫酸の如きプロ1〜ン酸、
(IV)三酸化イオウ、二酸化窒素、ジフルオロスルホ
ニルパーオキシドの如き酸化剤、(V)A(l ClO
4、(vl)テトラシアノエチレン、デトラシアノキノ
ジメタン、りOラニール、2−13−ジクロル−5,6
−ジシアツバラベンゾキノン、2,3−ジブロム−5,
6−ジシアツバラベンゾキノン、 (■)No” sb Fe −、NO2” Sb Fs
 −。
Various conventionally known electron-accepting compounds and electron-accepting compounds can be used to dope or intercalate a conjugated polymer compound or an intercalation compound using either a chemical method or an electrochemical method. Donor compounds, namely (1) halogens such as iodine, bromine and bromine iodide; (II) arsenic pentafluoride, andimony pentafluoride, silicon tetrafluoride, phosphorus pentachloride, phosphorus guttide, aluminum chloride, bromide; Aluminum, aluminum fluoride, Nb R5, Ta R5, WFe, Fe
C! metal halides such as L3 and CdCl2, etc.
(1) Pronic acids such as sulfuric acid, perchloric acid, nitric acid, fluorosulfuric acid, trifluoromethanesulfuric acid and chlorosulfuric acid,
(IV) oxidizing agents such as sulfur trioxide, nitrogen dioxide, difluorosulfonyl peroxide; (V) A(l ClO
4, (vl) Tetracyanoethylene, Detracyanoquinodimethane, RiOranyl, 2-13-dichloro-5,6
-Dicyatsubara benzoquinone, 2,3-dibrome-5,
6-disiacbenzoquinone, (■) No" sb Fe -, NO2" Sb Fs
−.

NO+AS Fe −、No +PFe 。NO+AS Fe-, No+PFe.

NO2+PF6−、NO+BF4−。NO2+PF6-, NO+BF4-.

No ’ ClO4−等のごときニドOまたはニトロソ
化合物、(X)Li、Na、にの如きアルカリ金属等を
あげることができる。
Examples include nido-O or nitroso compounds such as No' ClO4-, alkali metals such as (X)Li, Na, and Ni.

一方、電気化学的にドーピングまたはインターカレーシ
ョンするイオンとしては、(i) PFe −。
On the other hand, as ions for electrochemical doping or intercalation, (i) PFe −.

Sb Fe−、As Fe −、Sb C1e−の如゛
きva族の元素のハロゲン化物アニオン、BF4−の如
きlla族の元素のハロゲン化物アニオン、1− (1
3’−>、Br−、Cl−の如きハロゲンアニオン、C
n O4−の如き過塩素酸アニオンな゛どの陰イオンお
よび(ii)Li ” 、 K+、 Na の如きアル
カリ金属イオン、R4N+ (R:炭素数1〜20の炭
化水素基)の如ぎ4級アンモニウムイオンなどの陽イオ
ン等をあげることができるが、必ずしもこれ等に限定さ
れるものではない。
Halide anions of elements of the va group such as Sb Fe-, As Fe-, Sb C1e-, halide anions of elements of the lla group such as BF4-, 1- (1
3'->, halogen anion such as Br-, Cl-, C
Anions such as perchlorate anions such as nO4-, and (ii) alkali metal ions such as Li'', K+, Na, quaternary ammoniums such as R4N+ (R: hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms). Examples include cations such as ions, but are not necessarily limited to these.

上述の陰イオンおよび陽イオンを与える化合物0)具体
例とLTはLi PFa 、Li Sb Fe 。
Compounds providing the above-mentioned anions and cations 0) Specific examples and LT are Li PFa, Li Sb Fe.

Li As Fe 、Li ClO4,Na I。Li As Fe, Li ClO4, Na I.

Na P[e 、 Na sb Fe 、 Na As
 Fa’。
Na P[e, Na sb Fe, Na As
Fa'.

Na C(10+ 、K I、KPFe 、KSb R
6゜KAs トe 、 KCt’104((n −BU
)4 N ) +・(As Fe )−、((n−E3
u )4 N)4・(PF6)−、((n −Bu)4
 N” ・Cf1.04゜LiAIG斐4.1−iBF
4等をあげることができるが必ずしもこれ等に限定され
るbのではない。
Na C(10+, K I, KPFe, KSb R
6゜KAs toe, KCt'104((n -BU
)4 N) +・(As Fe)−, ((n−E3
u )4 N)4・(PF6)−, ((n −Bu)4
N”・Cf1.04゜LiAIG斐4.1-iBF
4 etc., but it is not necessarily limited to these.

これらの化合物は一種類、または二種類以上を混合して
使用してもよい。
These compounds may be used alone or in combination of two or more.

前記以外の陰イオンとし又は14F2−アニオンであり
、また、前記以外の陽イオンとしては次式(I)で表わ
されるビリリウムまたはピリジニウム・カチオン: (式中、Xは酸素原子または窒素原子、R′甘氷水素原
子たは炭素数が1〜15のアルキル基、炭素数6〜15
のアリール(aryl )基、R″はハロゲン原子また
は炭素数が1〜10のアルキル基、炭素数が6〜15の
アリールcary+>基、鞘はXが酸素原子のどぎOで
あり、Xが窒素原子のとぎ1である。
Anions other than the above or 14F2-anions, and cations other than the above include biryllium or pyridinium cations represented by the following formula (I): (wherein, X is an oxygen atom or a nitrogen atom, R' Sweet ice hydrogen atom or alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, 6 to 15 carbon atoms
aryl group, R'' is a halogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, the sheath is an oxygen atom, and X is a nitrogen atom. This is atomic sword 1.

nは0または1〜5である。) または次式(II)もしくは(III)で表わされるカ
ルボニウム・カチオン: および 〔上式中、R1、R2、R3は水素原子(R1゜R2,
R3は同時に水素原子であることはない)、炭素数1〜
15のアルキル基、)7リル(allyl)基、炭素数
6へ・15のアリール(aryl )基また(31−O
R5基、但しR5は炭素数が1〜10のアルキル基また
は炭素数6〜15のアリール(aryl>間を示し、R
4は水素原子、炭素数が1〜15のアルキル基、炭素数
6−・15のアリール基である3、〕である。
n is 0 or 1-5. ) or a carbonium cation represented by the following formula (II) or (III): and [wherein R1, R2, and R3 are hydrogen atoms (R1°R2,
R3 is not a hydrogen atom at the same time), carbon number 1 ~
15 alkyl group, )7 allyl group, 15 aryl group to 6 carbon atoms, or (31-O
R5 group, provided that R5 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R
4 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and 3, which is an aryl group having 6-15 carbon atoms.

用いられる11[2−アニオン【よ通常、下記の一般式
(IV)、(V)または(Vl): [で4’N・l−4’ F e (rV )M−HF2
 (v) 〔但し、上式中8’、R”は水素原子または炭素数が1
〜15のアルキル基、炭素数6〜15のアリール(ar
yl )基、R″′は炭素数が1〜10のアルキル基、
炭素数6〜15のアリール(aryl )基、×は酸素
原子または窒素原子、nはOまたは5以下の正の整数で
ある。Mはアルカリ金属である〕で表わされる化合物(
フッ化水素塩)を支持電解質どして用いて適当な有機溶
媒に溶解することによって得られる。上式(rV)、(
V)および(W )で表わされる化合物の具体例どして
はH4N・HF2.B’u4nNl−HF2.Na−H
F2゜K・(−1ト2 、Li −HF2および4 をあげることが・・できる。
The 11[2-anion used] usually has the following general formula (IV), (V) or (Vl):
(v) [However, in the above formula, 8' and R'' are hydrogen atoms or carbon atoms of 1
~15 alkyl group, aryl having 6 to 15 carbon atoms (ar
yl) group, R″′ is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
An aryl group having 6 to 15 carbon atoms, x is an oxygen atom or a nitrogen atom, and n is O or a positive integer of 5 or less. M is an alkali metal]
Hydrogen fluoride salt) is used as a supporting electrolyte and dissolved in a suitable organic solvent. The above formula (rV), (
Specific examples of compounds represented by V) and (W) include H4N.HF2. B'u4nNl-HF2. Na-H
F2゜K・(-1to2, Li-HF2 and 4 can be raised.

上記<I)で表わされるピリリウムもしくはピリジニウ
ムカチオンは、式(I)で表わされるカチオンとClO
4−、BF4−、A斐C斐4−2Fe C(14−、S
n C1!i −、PFe −。
The pyrylium or pyridinium cation represented by <I) above is the cation represented by the formula (I) and ClO
4-, BF4-, A-C 4-2Fe C(14-, S
nC1! i −, PFe −.

PCus −、Sb Fe −、As l= 6 − 
PCus −, Sb Fe −, As l=6 −
.

CF3 SO3−、H1二2−等のアニオンとの塩を支
持電解質として用いて適当な有機溶媒に溶解することに
につて得られる。そのような塩の具体例としては (以下余白) 等をあげることができる。
It can be obtained by dissolving a salt with an anion such as CF3SO3- or H12-2- as a supporting electrolyte in a suitable organic solvent. Specific examples of such salts include (hereinafter referred to as the margin).

上記式(n)よIこは(I[[>で表わされるカルボニ
ウム・カチオンの具体例としては (Co 1−15 )3 C” 、 (CH3)3 C
” 、 HC” 。
Specific examples of carbonium cations represented by the above formula (n) are (Co 1-15 )3 C'', (CH3)3 C
”, HC”.

1 CoHbC4をあげることができる。1 CoHbC4 can be mentioned.

1 これからのカルボニウムカブ−Aンは、それらと陰イオ
ンの塩(カルボニウム塩)を支持電解質として適当な有
機溶媒に溶解することによって得られる。ここで用いら
れる陰イオンの代表例としては、BF4− 、AIC!
L4− 、AlBr 3 C(1−。
1 The carbonium Kab-A from here on can be obtained by dissolving them and an anion salt (carbonium salt) in a suitable organic solvent as a supporting electrolyte. Representative examples of anions used here include BF4-, AIC!
L4-, AlBr3C(1-.

Fe CUq −,3u C(A3−、PFa −。Fe CUq -, 3u C(A3-, PFa -.

PCl3−.5t)Cue −、Sb [a −。PCl3-. 5t) Cue-, Sb [a-.

ClO4−、’、CF3 SO3−等をあげルコトがで
き、また、カルボニウム塩のり体制としては、例え ば
 (Ce R5)3 C−BF 4 、 (CH3)3
 C・BF4.HCO・八1(11−4,HCCIBF
i 。
ClO4-,', CF3SO3-, etc. can be added, and carbonium salt systems include, for example, (Ce R5)3 C-BF4, (CH3)3
C・BF4. HCO・81 (11-4, HCCIBF
i.

C8H:1Go−3n Cu5等をあげることができる
Examples include C8H:1Go-3n Cu5.

ドープ吊またはインターカレーションする量は電解の際
に流れた電気量をコントロールすることによって自由に
制御することができる。一定電流下でも一定電圧下でも
j、た電流J−3よび電圧の変化する条件下のいずれの
方法でドーピングまたはインターカレーションを行なっ
てもよい。ドーピングまたはインターカレーションの際
の電流偵、電圧値おにび時間等は、用いる電極材料の種
類、高さ密度、面積、イオンの種類、電解液の種類、要
求される電気伝導度によっC異なるので一概に規定する
ことはできない。
The amount of dope suspension or intercalation can be freely controlled by controlling the amount of electricity flowing during electrolysis. The doping or intercalation may be carried out either under a constant current, under a constant voltage, or under conditions where the current J-3 and the voltage are varied. The current value, voltage value, and time during doping or intercalation depend on the type of electrode material, height density, area, type of ion, type of electrolyte, and required electrical conductivity. Since they are different, it is not possible to make a general rule.

本発明の電池にJ3いて用いられる電解液の支持電解質
としては、前記の電気化学的ドーピングまたはインター
カレーションの際に用いられたものと同一の電解質を使
用することができる。
As the supporting electrolyte of the electrolyte used in the battery of the present invention, the same electrolyte used in the electrochemical doping or intercalation described above can be used.

ドーピング量またはインク、−力レーションJる閤は、
前記と同一の方法で制御することができる。
Doping amount or ink, - force ration is,
It can be controlled in the same way as described above.

本発明の電池の電解液の有機溶媒としては、例えばエー
テル類、ケトン類、脂肪族よIこはy′J杏族ニトリル
類、アミン類、アミド類、硫黄化合物、塩素化炭化水素
類、エステル類、カーボネート類、ニド0化合物、リン
酸エステル系化合物、スルホラン系化合物等を用いるこ
とができるが、これらのうちでも]−−チル類、ケトン
類、脂肪族まlこは芳香族ニトリル類、塩素化炭化水素
類、カーボネー1〜類、スルボラン系化合物が好ましく
、脂肪族または芳香族ニトリル類が特に好ましい。ト記
右機溶媒の代表例としては、テトラヒドロフラン、2−
メチルiトラヒドローノラン、1,4−ジオキサン、ア
ニソール、モノ、−グリム、アセトニトリル、プロピA
−1−リル、ブチロニトリル、ベンズニトリル、4−メ
チル−2−ペンタノン、プチロニ1−リル、1.2−ジ
クロロエタン、T−ブチロラクトン、ジメトキシエタン
、メヂルフAルメイト、プロピレンカーボネート、エチ
レンカーボネート、ジメチルホルムアミド、ジメチルス
ル小キシド、ジメチルチオホルムアミド、スルホラン、
3−メチル−スルホラン、リン酸トリメチル、リン酸ト
リエチル等をあげることができるが、必ずしもこれ等に
限定されるものではない。
Examples of organic solvents for the electrolyte of the battery of the present invention include ethers, ketones, aliphatic nitriles, amines, amides, sulfur compounds, chlorinated hydrocarbons, and esters. compounds, carbonates, nido-0 compounds, phosphoric ester compounds, sulfolane compounds, etc. can be used, but among these, - thials, ketones, aliphatic and aromatic nitriles, Chlorinated hydrocarbons, carbonates 1 to 1, and sulborane compounds are preferred, and aliphatic or aromatic nitriles are particularly preferred. Typical examples of solvents listed above include tetrahydrofuran, 2-
Methyl-trahydronolane, 1,4-dioxane, anisole, mono-glyme, acetonitrile, propylene A
-1-lyl, butyronitrile, benznitrile, 4-methyl-2-pentanone, butyronitrile, 1,2-dichloroethane, T-butyrolactone, dimethoxyethane, medilphalmate, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethylformamide, dimethyl sulfate Small oxide, dimethylthioformamide, sulfolane,
Examples include 3-methyl-sulfolane, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, etc., but are not necessarily limited to these.

本発明の電池においては、ドーピング種を構成ずべぎま
たはインターカレーションを行なうべき電解質と有機溶
媒との存在割合が前記の完全溶解系電池あるいは固体電
解質系電池のいずれにも属さない範囲にある系(以下、
固液共存系電池と略称する)を選択することが必要であ
る。
In the battery of the present invention, the ratio of the electrolyte that constitutes the doping species or the organic solvent to be intercalated is within a range that does not belong to either the completely dissolved type battery or the solid electrolyte type battery. (below,
It is necessary to select a solid-liquid coexistence battery.

本発明はエネルギー密度と出力密度の双方を調和した状
態でできるだけ大きくするための条件を見出し、実験的
に確認したものである。すなわち本発明においては電解
質が最も消費されている状態(これは充電完了状態に対
応づる)での電M液が固相を含有し、その未溶解1?l
(析出m)は全電解質の50%以内、好ましくは20%
以内、特に好ましくは10%以内であるようにりる。そ
の溶媒■においでは電池の液抵抗を所要のレベルの低さ
に保つ上で必要な電解v1のイオン易動性の確保は同時
に満h2できるもの(ある。
The present invention is based on the discovery and experimental confirmation of conditions for increasing both energy density and power density as much as possible in a harmonious state. That is, in the present invention, the electrolyte solution in the state where the electrolyte is consumed the most (this corresponds to the fully charged state) contains a solid phase, and the undissolved 1? l
(Precipitation m) is within 50% of the total electrolyte, preferably 20%
within 10%, particularly preferably within 10%. In the solvent (2), the ionic mobility of the electrolysis v1 necessary to maintain the battery's liquid resistance at the required low level can be ensured at the same time as h2.

゛ このように電池を構成することにより、完全溶解系
電池あるい(,1固体電解質系電池に比して極めて高い
1ネルギ一密度あるいはパワー密度を有する固液共存系
電池を得ることができる。
By configuring the battery in this way, it is possible to obtain a completely dissolved battery or a solid-liquid coexistence battery having an extremely high energy density or power density compared to a solid electrolyte battery.

本発明の電池は、完全溶解系の電池に比較して溶媒量を
にり低くできるので電池のエネルギー密度をより高める
ことができる。
In the battery of the present invention, the amount of solvent can be reduced compared to a completely dissolved type battery, and therefore the energy density of the battery can be further increased.

この場合、電解液の状態としでは、未溶解の電解質が微
小結晶として存在していることが好ましいが、必ずしも
均一に分散している必要はない。
In this case, in the state of the electrolytic solution, it is preferable that the undissolved electrolyte exists as microcrystals, but it does not necessarily have to be uniformly dispersed.

本発明において、共役高分子化合物または層間化合物は
、電池の(i)正極も1ツクは(ii)負極または(i
ii)正・負両極の活性物質としで用いることができる
が、好ましい電池は(+)または(iii)のタイプの
ものであり、特に好ましくは(iii)のタイプの電池
である。
In the present invention, the conjugated polymer compound or intercalation compound is used in (i) the positive electrode, (ii) the negative electrode, or (i) of the battery.
ii) It can be used as both positive and negative active material, but preferred batteries are of the (+) or (iii) type, particularly preferred are (iii) type batteries.

二次電池の場合の具体例としては、例えば、アセヂレン
高重合体を(CH)xとすると、(ON)i (正ll
1)/Li C斐04 (支持電解質)/Li(負極)
、(CH)x(正極)/LiCuO+(支持電解質)/
(CH)x (負極)、(((、H)”002’(Cu
O+ )−) (正0.024 x 極)/ (n −BLI 4 N)” ・(CuO4)
−(支持電解質) / ((n −Bu 4N> +0
.(,24+0.06 (CH)’°024〕x(負極)、((CH)(1〕F
’a)−) (正極)1 0.06 x (Et 4 N)+・(PFa )−(支持電解質)/
((Li ) + (CH)−0°06)(負極)、o
、oe x 〔(CH)+0°050((,104) −) (正0
.050 x 、 極)/(Li)″・(C皇04)−(支持電解質)/ 
((CH) +0”20(CjLO4) −□、020
) x(負極)、((n−13u 4 N ) ’ 。
As a specific example in the case of a secondary battery, for example, if acetylene polymer is (CH)x, (ON)i (positive ll
1)/Li C 04 (supporting electrolyte)/Li (negative electrode)
, (CH)x (positive electrode)/LiCuO+ (supporting electrolyte)/
(CH)x (negative electrode), (((,H)"002'(Cu
O+)-) (positive 0.024 x pole)/(n-BLI 4 N)” ・(CuO4)
−(Supporting electrolyte) / ((n −Bu 4N> +0
.. (,24+0.06 (CH)'°024]x(negative electrode),((CH)(1)F
'a)-) (Positive electrode) 1 0.06 x (Et4N)+・(PFa)-(Supporting electrolyte)/
((Li) + (CH)-0°06) (negative electrode), o
, oe x [(CH)+0°050((,104) −) (positive 0
.. 050
((CH) +0”20(CjLO4) −□,020
) x (negative electrode), ((n-13u 4 N )'.

H2(CH”2) x (正ll) / (n−Bu 
4 N ) 4・(Cす04)−(支持電解質)/ ((BU 4 N)” (CH)−”’ )x(負 0
1 極)、((CH)+0.010(13) −)0.01
0 x (正極)/Li1(支持電解質)/ ((CH璽0°”0(Li ) + )(負極)、o、
oi。
H2(CH”2) x (positive ll) / (n-Bu
4 N) 4・(Cs04)-(supporting electrolyte)/((BU4N)"(CH)-"')x(negative 0
1 pole), ((CH)+0.010(13)-)0.01
0 x (positive electrode) / Li1 (supporting electrolyte) / ((CH 0°"0 (Li) + ) (negative electrode), o,
oi.

(CI−1) <正極)/LiC吏04 (支持電解質
)/黒鉛(負極)、(CI−口。
(CI-1) <Positive electrode)/LiC 04 (Supporting electrolyte)/Graphite (negative electrode), (CI-port).

(正極)/LiC吏04 (支持電解質)/炭素(負極
)、(CH)x (正極)/Li CfLO+(支持電
解質)/1−is2 (負極)等をあげることができる
(Positive electrode)/LiC 04 (Supporting electrolyte)/Carbon (Negative electrode), (CH)x (Positive electrode)/Li CfLO+ (Supporting electrolyte)/1-is2 (Negative electrode), and the like.

ボリパラフ、[ニレンの場合には前記の(CH) の代
りに(Co H4) xを、ポリ× (2,5−チェニレン)の場合には(CH)xの代りに
(04H2S )xを、ポリピロールの場合には(C4
H3N)Xとして前記と同じ型の二次電池として用いら
れる。
Voriparaf, [In the case of nylene, (Co H4) In the case of (C4
H3N)X is used as a secondary battery of the same type as above.

また、本発明では正、負極にそれぞれ異なった共役高分
子化合物または層間化合物を用いることbでき、その具
体例としては (G H) / L + C104/ (Ce H4)
 x、(CH) /Li ClO4/ (04H2S)
x。
Furthermore, in the present invention, different conjugated polymer compounds or intercalation compounds can be used for the positive and negative electrodes, and a specific example thereof is (G H) / L + C104/ (Ce H4).
x, (CH) /Li ClO4/ (04H2S)
x.

(Co H4)x (Li ClO4/(C482”’
S) 、等をあげることができる。
(Co H4)x (Li ClO4/(C482"'
S), etc.

本発明において必要ならばポリエチレン、ポリプロピレ
ンのごとき合成樹脂の多孔質膜や天然繊紺紙を隔膜とし
て用いても一向に差し支えない。
In the present invention, if necessary, a porous membrane of synthetic resin such as polyethylene or polypropylene or natural fiber navy blue paper may be used as the diaphragm.

また、本発明においで用いられる共役高分子化合物のあ
る種のものは、酸素によって徐々に酸化反応をうけ、電
池の性能を低下させるものもあるので、電池は密閉式に
して実質的に無酸素の状態であることが好ましい。また
、本発明の電池は薄い電池でよく、紙のように薄い電池
でさえよく、複数の層を互いに積み重ねて直列または並
列に互いに結合してもよく、或いは一本の長い電池をそ
れ自体を巻くかまたは螺旋状にしてもよい。
In addition, some of the conjugated polymer compounds used in the present invention undergo gradual oxidation reactions with oxygen, reducing the performance of the battery. It is preferable that the state is as follows. Additionally, the cells of the present invention may be thin cells, even paper-thin cells, multiple layers may be stacked on top of each other and coupled together in series or parallel, or a single long cell may be assembled by itself. It may be rolled or spiraled.

本発明の電池は、高エネルギー密度を有し、充・放電効
率が高く、サイクル寿命が長(、自己放電率が小さく、
放電時の電圧の平坦性が良好である。また、本発明電池
は、軽量、小型で、かつ高いエネルギー密度を有するか
らポータプル機器、電気自動車、ガソリン自動車および
電力貯蔵用バッテリーとして最適である。
The battery of the present invention has high energy density, high charge/discharge efficiency, long cycle life (low self-discharge rate,
Good voltage flatness during discharge. Furthermore, the battery of the present invention is lightweight, compact, and has a high energy density, so it is suitable for use in portable devices, electric vehicles, gasoline vehicles, and power storage batteries.

以下に、実施例および比較例をあげて本発明をさらに詳
細に説明する。
EXAMPLES The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples.

[弁用の実施例] [膜状ポリアセチレンの製造1 窒素雰囲気下で内容積500−のガラス製反応容器に1
.7mQのチタニウムデトラブトキサイドを加え、30
dのアニソールに溶かし、次い′C″2.77のトリエ
チルアルミニウムを撹拌しながら加えて触媒溶液を調製
した。
[Example for valve] [Production of film-like polyacetylene 1.
.. Add 7 mQ of titanium detrabutoxide,
A catalyst solution was prepared by dissolving d in anisole and then adding triethylaluminum with a C of 2.77 with stirring.

この反応容器を液体窒素で冷却して、系中の窒素ガスを
真空ポンプで排気した。次いで、この反応容器を一18
℃に冷却し、触媒溶液を静11−シたままで、1気圧の
圧力の精製アセチレンガスを吹き込んだ。
This reaction vessel was cooled with liquid nitrogen, and the nitrogen gas in the system was exhausted using a vacuum pump. Next, this reaction vessel was
The catalyst solution was cooled to 11° C. and purified acetylene gas at a pressure of 1 atm was blown into the reactor while the catalyst solution remained static.

白ちに、触媒溶液表面で重合が起り、膜状のアセヂレン
高重合体が生成した。アセチレン導入後、49分で反応
容器系内のアセチレンガスを排気して重合を停止した。
Immediately, polymerization occurred on the surface of the catalyst solution, producing a film-like acetylene high polymer. 49 minutes after the introduction of acetylene, the acetylene gas in the reaction vessel system was exhausted to stop the polymerization.

窒素雰囲気下で触媒溶液を注射器で除去した後、−78
℃に保ったまま精製トルエンi 00yd!、で5回繰
り返し洗浄した。トルエンで膨潤した膜状アセチレン高
重合体は、フィブリルが密に絡み含つIこ均一な膜状膨
潤物であった。次いでこの膨潤物を真空乾燥して金属光
沢を有する赤紫色のシス含量98%の膜状アセチレン高
重合体を得た。また、この膜状ポリアセチレンの高さ密
度は0.451/CCであり、その電気伝導度(直流四
端子法)は20℃で3.2X 10’Ω−1・c、−1
であつIC0以下本発明を第1図および第2図を用いて
詳細に説明する。
After removing the catalyst solution with a syringe under nitrogen atmosphere, -78
Purified toluene while kept at ℃ 00yd! , and washed 5 times. The film-like acetylene polymer swollen with toluene was a uniform film-like swollen product containing closely entangled fibrils. This swollen product was then vacuum-dried to obtain a reddish-purple film-like acetylene high polymer with a cis content of 98% and a metallic luster. In addition, the height density of this film-like polyacetylene is 0.451/CC, and its electrical conductivity (DC four-terminal method) is 3.2X 10'Ω-1·c, -1 at 20°C.
The present invention will be explained in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図は本発明の二次電池の−・実施例を示す構成説明
図である。第1図においては、ステンレス鋼製正極電池
わく1の上に金属網からなる正極集電体2をスポット溶
接し、東電体2の上に上記の方法で得られlこ嵩さ密l
 0.45 g/ccのポリアセチレン膜よりなる正極
3を設け、正極3の上にボリプロピレン不織布よりなる
レバレータ4を買さ、セパレータ4には、微粉化l−1
c10+とゾ【]ピレンカーボネートからなる電解液を
保持さけた。。
FIG. 1 is a structural explanatory diagram showing an embodiment of the secondary battery of the present invention. In FIG. 1, a cathode current collector 2 made of a metal net is spot welded onto a stainless steel cathode battery frame 1, and a bulk density l obtained by the above method is placed on top of the TEPCO body 2.
A positive electrode 3 made of a polyacetylene film of 0.45 g/cc was provided, a leverator 4 made of a polypropylene nonwoven fabric was placed on the positive electrode 3, and the separator 4 contained pulverized l-1.
An electrolytic solution consisting of c10+ and zo[]pyrene carbonate was avoided. .

さらに、セパレータ4の上には正極3と同様のボリアし
ヂレン膜よりなる負極5と金属網からなる負ti集電休
6とを順次重ねた後、ステンレス鋼製負極電池わく7を
乗せ、正極電池わく1をかしめて密、j、tl L、で
ある。8はバッキングぐある。
Further, on top of the separator 4, a negative electrode 5 made of the same boric acid film as the positive electrode 3 and a negative Ti current collector 6 made of metal mesh are sequentially stacked, and then a stainless steel negative electrode battery frame 7 is placed on top of the positive electrode. The battery frame 1 is crimped tightly, j, tl L,. 8 has a backing.

電解液は、微粉化L−icljo4どプロピレンカーボ
ネートをそれぞれ表に示した割合で使用し゛C調製した
。釦し、表におい′C’(A)は充電の初期から均−溶
解系、づ−なわち充電および放電の全過程で完全溶解系
であり、(B)は充電および放電の全過程で不均一系(
固液共存系)の電池の例である。(B)の電解液は、微
粉化1−iclo4とプロピレンカーボネートどを混合
してスラリー状としたものを用いた3゜ また、各々の電池において、電極の厚みや面積は一定と
し、セパレータに用い1=ポリプロピレン不織布の厚み
は電解液量を保持するに必要な最小の厚みどした。
The electrolytic solution was prepared using micronized L-icljo4 and propylene carbonate in the proportions shown in the table. As shown in the table, 'C' (A) is a homogeneous dissolution system from the beginning of charging, that is, a completely dissolving system during the entire charging and discharging process, and (B) is a homogeneous dissolving system during the entire charging and discharging process. Homogeneous system (
This is an example of a solid-liquid coexistence battery. The electrolyte in (B) was a slurry made by mixing micronized 1-iclo4 and propylene carbonate.Also, in each battery, the thickness and area of the electrodes were constant, and the electrolyte was used as a separator. 1=The thickness of the polypropylene nonwoven fabric was set to the minimum thickness necessary to hold the amount of electrolyte.

なお、表において電解質の吊は、ドーピング率6Eル%
に相当りる量の1.2倍を用いた。
In addition, in the table, the doping rate of the electrolyte is 6E%.
An amount equivalent to 1.2 times was used.

結果を表に示した。The results are shown in the table.

(註)*ポリアセチレン分子中の+CH+単位当り また、第1図おいて、ステンレス鋼製正極電池わく1の
上に金属網からなる正極集電体2をスポット溶接し、集
電体2の上に直径15mm、厚さ0.5111111.
上記の方法によって得られた高さ密度が0.45 fj
 Iccのポリアセチレン膜よりなる正極3を設け、正
極3の上にポリプロピレン不織布よりなる厚さ約0.3
Mのセパレータ4を置き、セパレータ4には、前記(B
)の電解液を保持させた。
(Note) *per +CH+ unit in polyacetylene molecule Also, in Fig. 1, a positive electrode current collector 2 made of a metal mesh is spot welded onto the stainless steel positive electrode battery frame 1, and the positive electrode current collector 2 is placed on the current collector 2. Diameter 15mm, thickness 0.5111111.
The height density obtained by the above method is 0.45 fj
A positive electrode 3 made of an Icc polyacetylene film is provided, and on top of the positive electrode 3 a film made of a polypropylene nonwoven fabric with a thickness of about 0.3
A separator 4 of M is placed, and the separator 4 has the above (B
) was retained.

さらに、セパレータ4の上には正極3と同様のポリアセ
チレン膜J、りなる負極5と金属網からなる負極集電体
6どを順次重ねた後、ステンレス鋼製負極電池わく7を
乗せ、正極電池わく1をかしめて密封しである。8はバ
ッキングである。
Further, on top of the separator 4, a polyacetylene film J similar to that of the positive electrode 3, a negative electrode 5, a negative electrode current collector 6 made of a metal mesh, etc. are sequentially stacked, and then a stainless steel negative electrode battery frame 7 is placed on top of the positive electrode battery. Seal by caulking frame 1. 8 is the backing.

この電池を電流密度1m^/cdで電圧が4.OVとな
るまで充電し、次に、同じ電流密度で1.5■になるま
で放電したときの時間と電圧の関係を第2図に8曲線で
示しである。なお、第2図の5曲線は、第1図に示す構
成の二次電池において、ヒバレータ4に保持させるN解
散として前記(A)のものを用いた場合の上記と同様電
流密度111^/ oJにおける充放電特性で、この場
合は、ポリアセチレンおよびセパレータ4に含浸されて
いる電解液量では、図示のように3時間程度で電解質が
すべて消費されるので、この時点で電圧が4.0Vにな
っている。これに対して本発明の実施例では、電解液中
の未溶解状態の電解質が電解質の消費につれて溶解して
充電反応に使用されるので、電圧が4.0■になるのに
約4,3時間かがり、それだけ電気容量が増大している
。また、本発明の実施例による場合、3回繰り返して充
放電しても、第2図の8曲線と同一の充放電特性が得ら
れ、安定性があることが確認された。
This battery was used at a current density of 1 m^/cd and a voltage of 4. FIG. 2 shows the relationship between time and voltage when the battery was charged until it reached OV and then discharged at the same current density until it reached 1.5 square meters, as shown by eight curves in FIG. In addition, curve 5 in FIG. 2 is the same as the above when the above-mentioned curve (A) is used as the N dissolution to be held in the hibarator 4 in the secondary battery having the configuration shown in FIG. 1, at a current density of 111^/oJ. In this case, with the amount of electrolyte impregnated in polyacetylene and separator 4, the electrolyte will be completely consumed in about 3 hours as shown in the figure, so the voltage will be 4.0V at this point. ing. On the other hand, in the embodiment of the present invention, the undissolved electrolyte in the electrolyte dissolves as the electrolyte is consumed and is used for the charging reaction, so it takes about 4.3 As time passes, the electrical capacity increases accordingly. Further, in the case of the example of the present invention, even after repeated charging and discharging three times, the same charging and discharging characteristics as the 8 curves in FIG. 2 were obtained, and it was confirmed that the battery was stable.

上記したように、本発明の実施例によれば、電解液量の
減少をはかることができ、エネルギー密度の向上と軽量
、小形化を実現できる。
As described above, according to the embodiments of the present invention, it is possible to reduce the amount of electrolyte, and it is possible to improve energy density, and achieve weight and size reduction.

なお、第1図において、正極3として直径15111#
I、厚さ0.5.のポリアセチレン膜をl−1cJjo
4のプロピレンカーボネート飽和溶液中に漬けて1時間
放置したものを用い、負極5として二硫化チタン粉末5
0IIFIに黒鉛粉末10ayおよび10%のポリテト
ラフルオルエチレン溶液を0.1m!加え、乳鉢で混練
し、これを直径15囚の円板状にプレス成形し、この円
板状二硫化チタンを空気中にて350℃で2時間焼成し
、上記と同様、LiCIC)+のプロピレンカーボネー
ト飽和溶液中に漬番ノ1時間放置したものを用い、一方
、電解液としては、150℃で東学乾燥を行った微粉化
1−i CuO+ 20gに11]ピレンカーボネート
20ad!を加え、混合して未溶解電解質(LiC10
4)を含むスラリー状の電解液を用い上記実施例と同様
の手法で、ポリアセチレン膜が正極3、二硫化チタン板
が負極5ど77るように電池わく1.7に組み入れて、
二次電池を構成してもよい。この場合は、電流密度0.
1m^/dで充放電を繰り返すと、充放N電圧が1V程
疫となり、ト記した実施例の場合よりも低くなるが、同
程度の電気容量の二次電池が得られる。
In addition, in FIG. 1, the positive electrode 3 has a diameter of 15111#.
I, thickness 0.5. The polyacetylene film of l-1cJjo
4 was soaked in a propylene carbonate saturated solution and left for 1 hour, and titanium disulfide powder 5 was used as the negative electrode 5.
Add 10ay of graphite powder and 0.1m of 10% polytetrafluoroethylene solution to 0IIFI! In addition, the mixture was kneaded in a mortar, press-molded into a disc shape with a diameter of 15 mm, and the disc-shaped titanium disulfide was fired in air at 350°C for 2 hours, and the propylene of LiCIC)+ was kneaded in the same manner as above. The electrolyte used was 20 g of micronized 1-i CuO+ dried at 150° C. and 20 ad! and mix to remove undissolved electrolyte (LiC10
Using a slurry-like electrolytic solution containing 4) and using the same method as in the above embodiment, the polyacetylene film was assembled into the battery frame 1.7 so that the positive electrode 3 and the titanium disulfide plate were the negative electrode 5 and 77, respectively.
It may also constitute a secondary battery. In this case, the current density is 0.
When charging and discharging are repeated at a rate of 1 m^/d, the charging/discharging N voltage becomes approximately 1 V, which is lower than that of the embodiment described above, but a secondary battery having the same electric capacity can be obtained.

[発明の効果1 以上説明したように、本発明によれば、電解液量を減少
することができ、1ネルギ一密度が向−1し、電池の軽
量、小形化を実現できるという効果がある。
[Effect of the invention 1 As explained above, according to the present invention, the amount of electrolyte can be reduced, the energy per density increases by -1, and the battery can be made lighter and smaller. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の二次電池の一実施例を示す構成説明図
、第2図は本発明の詳細な説明するための二次電池の充
放電曲線を示す図である。 2・・・正極集電体 3・・・正極 4・・・セパレータ 5・・・負極 6・・・負極集電体 特許出願人 昭和電工株式会社 株式会社日立製作所 代 庁 人 弁理士 菊 地 精 − 第1頁の続き [相]発明者江波戸 昇 @発明者遠山 原子 @発明者西村 茂興 @発明者松1)阻子 日立市幸町3丁目1番1号 株式会社日立製作所日。立
研究所内 日立市幸町3丁目1番1号 株式会社日立製作所日立研
究所内 日立市幸町3丁目1番1号 株式会社日立製作所日立研
究所内 日立市幸町3丁目1番1号 株式会社日立製作所日立研
究所内
FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing one embodiment of a secondary battery of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a charge/discharge curve of the secondary battery for explaining the present invention in detail. 2...Positive electrode current collector 3...Positive electrode 4...Separator 5...Negative electrode 6...Negative electrode current collector Patent applicant Showa Denko Co., Ltd. Hitachi Ltd. Representative Patent attorney Sei Kikuchi - Continued from page 1 [Phase] Inventor Noboru Ebato @ Inventor Toyama Atomic @ Inventor Shigeoki Nishimura @ Inventor Matsu 1) Seiko Hitachi, Ltd., 3-1-1 Saiwai-cho, Hitachi City. 3-1-1 Saiwai-cho, Hitachi, Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory 3-1-1 Saiwai-cho, Hitachi, Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory 3-1-1 Saiwai-cho, Hitachi, Hitachi, Ltd. Works inside Hitachi Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 正負の電極とこれら両極間に介在する電解質を含
む電解液とを備え、ドーピングまたはインターカレーシ
ョン機構によって充、放電を繰返す二次電池において、
前記電解液が充、放電の全過程で電解質の一部を未溶解
状態で含んでいることを特徴と1゛る二次電池。 2、 電極の少なくとも一方は主鎖に共投二小結合をも
つ有機高分子化合物より構成しである特許請求の範囲第
1項記載の二次電池。 3、 前記有機高分子化合物がポリアセチレンである特
許請求の範囲第2項記載の二次電池。 4、 電極の少なくとb一方は肋間化合物を形成する物
質より構成しである特許請求の範囲第1項記載の二次電
池。 5、 前記層間化合物を形成する物質が二硫化チタンで
ある特許請求の範囲第4項記載の二次電池。 6、 電解液が有機溶媒と電解質からなる特許請求の範
囲第1項または第2項または第3項または第4項または
第5項記載の二次電池。 7、 前記電解液がプロピレンカーボネートを溶媒とし
過塩素酸テトラエチルアンモニウムまたは過塩素酸リチ
ウムを電解質とするものである特許請求の範囲第6項記
載の二次電池。
[Claims] 1. A secondary battery comprising positive and negative electrodes and an electrolytic solution containing an electrolyte interposed between these electrodes, and which is repeatedly charged and discharged by a doping or intercalation mechanism,
1. A secondary battery characterized in that the electrolytic solution contains a part of the electrolyte in an undissolved state during the entire process of charging and discharging. 2. The secondary battery according to claim 1, wherein at least one of the electrodes is composed of an organic polymer compound having two small bonds in the main chain. 3. The secondary battery according to claim 2, wherein the organic polymer compound is polyacetylene. 4. The secondary battery according to claim 1, wherein at least one of the electrodes is made of a substance that forms an intercostal compound. 5. The secondary battery according to claim 4, wherein the substance forming the intercalation compound is titanium disulfide. 6. The secondary battery according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the electrolyte comprises an organic solvent and an electrolyte. 7. The secondary battery according to claim 6, wherein the electrolytic solution uses propylene carbonate as a solvent and tetraethylammonium perchlorate or lithium perchlorate as an electrolyte.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001223022A (en) * 2000-02-08 2001-08-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Nonaqueous electrolyte secondary battery

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