JPS60249265A - 二次電池 - Google Patents

二次電池

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Publication number
JPS60249265A
JPS60249265A JP59103641A JP10364184A JPS60249265A JP S60249265 A JPS60249265 A JP S60249265A JP 59103641 A JP59103641 A JP 59103641A JP 10364184 A JP10364184 A JP 10364184A JP S60249265 A JPS60249265 A JP S60249265A
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JP
Japan
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polyaniline
electrolyte
positive electrode
discharge
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP59103641A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Ogawa
雅男 小川
Shinichi Toyosawa
真一 豊澤
Yoshitomo Masuda
善友 増田
Tadashi Nakajima
正 中島
Tadaaki Miyazaki
忠昭 宮崎
Takahiro Kawagoe
隆博 川越
Ryota Fujio
藤尾 亮太
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.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP59103641A priority Critical patent/JPS60249265A/ja
Publication of JPS60249265A publication Critical patent/JPS60249265A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • 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
    • 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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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、正極活物質としてポリアニリンを含有し、臭
素イオン及び/又はヨウ素イオンを含む塩を電解質とし
て含有することを特徴とする二次電池に関する。
近年、電池の軽量化を目的とし、導電性ポリマーを電極
活物質として使用する二次電池について種々検討されて
いるが、これら導電性ポリマーを正極活物質として使用
した電池の中でも、ポリアニリンを電極活物質として使
用する二次電池は、充放電効率の良い導電性ポリマー電
池として知られている。
しかしながら、ポリアニリンを正極として用いた場合、
次の様な欠点があって実用電池とする場合の障害となっ
ていた。
即ち、 (1)ポリアニリンは充電するに従って電位が上昇し、
高充電状態では高電位となる。その為に電解質を溶解し
ている溶媒の酸化劣化や、正極ポリアニリン自体の酸化
劣化が起る。
(2)放電に際しては放電と伴に電圧が激しく降下し、
電圧平坦性が悪い。
本発明者らは、上記事情に鑑みポリアニリンを正極活物
質とする二次電池の改良研究を鋭意進めた結果本発明を
なすに至った。
即ち、従来のポリアニリン正極電池は、電解質として、
過塩素酸リチウムの如き過塩素酸イオンを含む塩を用い
ていたが(例えば、第24回電地討論会講演要旨集、p
197.1983)、これを臭素イオンを含む塩を用い
た場合、上記欠点が同時に解決され、充電電気量に対す
るポリアニリン正極の電位の上昇が低く抑えられ、更に
放電時の電圧平坦性が良くなることを知見した。
以下本発明につき詳しく説明する。
本発明に係る二次電池は、基本的には正極、負極及び電
解質より形成されていて、正極にはポリアニリンを用い
る。ポリアニリンは例えばアニリンを酸化重合すること
により得られる。方法としては、電解酸化よる方法や、
硫酸等の酸化剤による方法等がある。電解酸化によれば
膜状物が得られ易く好適である。
正極にはポリアニリンを単独で使用してもよく、また、
必要に応じてポリアニリンをカーボン、グラファイト、
或いはニッケル等の導電性物質と複合して用いることも
可能である。
本発明の二次電池の負極に含まれる負極活物質としては
、種々のものが用いられるが、特に電解質との間にカチ
オンを可逆的に出し入れすることが可能な物質を活物質
として使用することが好ましい。即ち、負極活物質は充
電状態(還元状態)ではカチオンを活物質中に取り込み
、放電状態(酸化状態)ではカチオンを放出するものが
好ましい。この場合、好ましい負極活物質の例としては
、分子内に高度の共役系結合を持った物質であり、具体
的には、ポリアニリン、アニリン誘導体のポリマー、ポ
リアセチレン、ポリパラフェニレン、ベンゼン及びその
誘導体のポリマー、ポリピリジン、ポリチオフェン、ポ
リフラン、ポリピロール、アントラセンやナフタリン等
の多核芳香族化合物及びそれらの重合体、グラファイト
質などが上げられる。
また、1〜2価のカチオンとなり得る金属であって、具
体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグ
ネシウム、カルシウム、/くリウム、亜鉛等及びそれら
を含む合金(リチウム−アルミニウム合金等)などが挙
げられる。これらの物質の中ではポリアニリンおよびグ
ラファイト質が酸素、水分及び熱に対して比較的安定で
あり、中性、酸化及び還元状態のいずれにおいても、良
い導電性を示すものである点から最も好適に用いられる
。またポリアニリンおよびグラファイト質を負極活物質
とした場合、正極活物質であるポリアニリンと充放電速
度や放電容量が極めて近く似ているために、リチウム等
の金属イオンを含む電解質を用いた場合も負極にデンド
ライトの生成がない二次電池を得ることができる点でも
好ましい。 ここでグラファイト質とは主にカーボンよ
りなり、グラファイト又はそれに近い構造を含む物質で
ある。具体例としては、天然および人工グラファイト、
セルロース、ヤシガラ、ピッチ、ポリアクリロニトリル
、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂等の天然物又は合成
物を焼成したカーボンクロス、カーボンフォイル、グラ
ファイト繊維、グラファイトクロス、グラフアイフォイ
ル、活性炭素などが使用される。
次に本発明二次電池を構成する電解質は臭素イオン及び
/又はヨウ素イオンをアニオンとする塩を含有する。そ
れらの塩の具体例としてはLiBr、NaBr、KBr
1MgBr2、CaBr2、B a B r 2、Z 
n B r 2、LtI、Na1.K1.MgI 2、
CaI 2、BaI2、ZnI2、およびR4NBr、
R4NI (Rは水素又は炭化水素残基を示す)で示さ
れる;アンモニウム塩等が挙げられる。更にRとしては
、CH3、C2H5、C3H7、C4H9等が挙げられ
る。これらの中でもLiBr、NaBr、KBr、およ
びテトラアルキルアンモニウムの臭化物が好ましい。
なお、これらの電解質は通常溶媒により溶解された状態
で使用され、この場合溶媒は特に限定されないが、比較
的極性の大きい溶媒が好適に用いられる。具体的には、
プロビレカーボネート、エチレンカーボネート、ベンゾ
ニトリル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、2−
メチルテトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン、トリ
エチルフォスフェート、 、斗 すエチルフォスファイト、硫酸ジメチル、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフオキ
シド、ジオキサン、ジメトキシエタン、ポリエチレング
リコール、スルフオラン、ジクロロエタン、クロルベン
ゼン、ニトロベンゼン、水などの1種又は2種以上の混
合物を挙げることができる。
特に溶媒として非水溶媒を用いた場合には電池の起電力
が大きくなるので好ましい。
本発明の二次電池は、通常正負極間に電解質を介在させ
ることにより構成されるが、この場合必要によれば正負
極間にポリエチレンやポリプロピレンなとの合成樹脂製
の多孔質膜や、天然および合成繊維紙等を隔膜として使
用することもできる。
以下実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明する
が、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
実施例1 1 (mol/31)ア°ニリン/ 2 (mol/4
1 )塩酸水溶液中にて白金板(2c+*X 2cm)
上に定電位電解(+0.9V −5CE)にてポリアニ
リンを合成した。電流密度は50mA/cn’l’であ
った。得られたポリアニリンは蒸留水で充分洗浄した後
、真空乾燥機にてよく乾燥した。このポリアニリンを正
極に使用し、負極に厚さ1mmのリチウム金属を使用し
た。電解液には1 (mol/Jl) L i B r
/プロピL/7カーポネートを用いて電池を作成した。
電池は定電流(0,1mA)充放電試験で評価した。電
圧は、充電時2.8V〜3.5V、放電時3.4V〜2
.7Vを示シた。
充放電効率は95%、放電容量はポリアニリン1kg当
り160AHであった。
比較例1 実施例と同様な方法でポリアニリンを重合した。
ポリアニリンを正極に、リチウム金属を負極に使用した
電解液には1 (mol/41) L i C104/
プロピレンカーボネートを用いて電池を作成した。電池
は定電流(0,1mA)充放電試験で評価した。電圧は
充電時2.8V〜4.2V、放電時4.1V〜2.7v
を示した。
充放電効率は95%、放電容量はポリアニリン1kg当
り160AHであった。
比較例2 実施例と同様な方法でポリアニリンを重合した。ポリア
ニリンを正極に、リチウム金属を負極に使用した。
電解液には1 (mol/Jl)LiBF4/プロピL
/7カーポネートを用いて電池を作成した。電池は定電
F&(0,1mA)重放電試験で評価した。電圧は充電
時2.8V〜4.2V、放電時4.1V〜2.7Vを示
した。
充放電効率は95%、放電容量はポリアニリン1kg当
り160AHであった。
以」二の結果を第1図、第2図に示す。
比較例1(曲線2)、同2(曲線3)では電圧範囲が広
く、4V以上の高電圧を示す領域もあり、かつ電圧平坦
性もよくなかった。
一方、実施例1(曲線l)では3.5V以上の電圧を示
さず電圧平坦性もきわめて良好であった。
グラフ、第2図は本発明の二次電池及び従来の二次電池
の放電曲線を示すグラフである。
′。 ミ へ 0 1− 国 Σ −−♂ 手続補正書(自発) 昭和59年7月16日 特許庁長官 殿 l、事件の表示 特願昭59−103641号2、発明
の名称 二次電池 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都中央区京橋−丁目IO番1号名称(527
)株式会社アリヂストシ 代表者 服部邦雄 4、代理人 住所 東京都中央区京橋−丁目1番1号 大阪ビル6、
補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄7、補正の
内容 (1)明細書第5頁第2行目「デンドライト」とあるの
を「デンドライト」と訂正する。
(2)同第6頁第9行目[プレビレカーボネート」とあ
るのを「プロピレンカーボネート」と訂正する。
(3)同第7頁第19行目r 1 mmJとあるのを「
0.1層腸」 と訂正する。
(4)同第9頁第5行目「重放電」とあるのを「充放電
」と訂正する。
(5)同第9頁第16行目「た。」の次に次発を挿入す
る。
1実施例2 実施例1と同様な方法で、ポリアニリンを合成した。正
極にポリアニリン、負極に金属リチウム、電解液に1(
モル/Jl)LiI/プロピレンカーボネートを用いて
、電池を作成した。
電池は、定電流(0,5mA)充放電試験で評価した。
電圧は、充電時2.9〜3.Ov、放電時2.9〜2.
8vを示し、電圧平担性は極めて良好であった。
なお、放電要領はポリアニリンIKg当り88AH1充
放電効率は55%であった。
実施例3 実施例1と同様な方法でポリアニリンを合成した。正極
および負極にポリアニリンを使用し、電解液に1(モル
/M)LiBr/プロピレンカーボネートを用いて、電
池を作成した。
電池は、定電流(0,5mA)充放電試験で評価した。
電圧は、充電時2.5〜3.5v、放電時3.3〜2.
3vを示した。
充放電効率は90%、放電容量は正極ポリアニリンIK
g当り130AHであった。
比較例3 実施例3と同様に正極および負極にポリアニリンを使用
した。
電解液に1 (モル7文)LiCfLOψ/プロピレン
カーボネートを用いて電池を作成した。
この電池を、定電流(0,5mA)充放電試験で評価し
た結果、電圧は充電時2.5〜4. IV、放電時3.
8〜2.3vを示し、充放電効率は90%、放電容量は
正極ポリアニリン1Kg当り130AHであった。
実施例3および比較例3の結果から、LiCJloを電
解質に用いた電池は、電圧範囲が広く、4v以上の高電
圧を示す領域もあり、電圧平担性もよくない。一方、実
施例3で示されたようにLiBrを電解質に用いた電池
は、電圧平担性にすぐれていた・」

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 正極活物質としてポリアニリンを含有し、臭素イオン及
    び/又はヨウ素イオンを含む塩を電解質として含有する
    ことを特徴とする二次電池。
JP59103641A 1984-05-24 1984-05-24 二次電池 Pending JPS60249265A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59103641A JPS60249265A (ja) 1984-05-24 1984-05-24 二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59103641A JPS60249265A (ja) 1984-05-24 1984-05-24 二次電池

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JPS60249265A true JPS60249265A (ja) 1985-12-09

Family

ID=14359391

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59103641A Pending JPS60249265A (ja) 1984-05-24 1984-05-24 二次電池

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JP (1) JPS60249265A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4940640A (en) * 1985-07-23 1990-07-10 University Of Pennsylvania High capacity polyaniline electrodes
US5023149A (en) * 1984-06-14 1991-06-11 University Patents, Inc. Electrochemistry employing polyaniline
WO2008060261A2 (en) * 2005-09-30 2008-05-22 Rockwell Scientific Licensing, Llc Multilayer self-decontaminating coatings
US8834687B2 (en) 2005-09-30 2014-09-16 Teledyne Licensing, Llc Multilayer self-decontaminating coatings

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WO2008060261A3 (en) * 2005-09-30 2008-09-18 Rockwell Scient Licensing Llc Multilayer self-decontaminating coatings
US8834687B2 (en) 2005-09-30 2014-09-16 Teledyne Licensing, Llc Multilayer self-decontaminating coatings
US9266733B2 (en) 2005-09-30 2016-02-23 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Multilayer self-decontaminating coatings

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