JPS6093773A - 二次電池 - Google Patents
二次電池Info
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- JPS6093773A JPS6093773A JP58199280A JP19928083A JPS6093773A JP S6093773 A JPS6093773 A JP S6093773A JP 58199280 A JP58199280 A JP 58199280A JP 19928083 A JP19928083 A JP 19928083A JP S6093773 A JPS6093773 A JP S6093773A
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- electrolyte
- battery
- charging
- acetylene
- polymer
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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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、高エネルギー密麿を有し、充・放電効率が高
く、サイクル寿命が長く、自己放電が小さく、放電時の
電圧の平担性が良好な二次電池に関づる。
く、サイクル寿命が長く、自己放電が小さく、放電時の
電圧の平担性が良好な二次電池に関づる。
遷移金属化合物と有機金属化合物とからなる、いわゆる
チーグラー・ナツタ触媒を用いてアセチレンを重合して
得られるアセチレン高重合体は、その電気伝導度が半導
体領域にあることにより、電気・電子素子として有用な
有機半導体月利であることはブでに知らCいる。
チーグラー・ナツタ触媒を用いてアセチレンを重合して
得られるアセチレン高重合体は、その電気伝導度が半導
体領域にあることにより、電気・電子素子として有用な
有機半導体月利であることはブでに知らCいる。
アセチレン高重合体の実用的成形品を製造する方法とし
ては、 (イ) 粉末状アセチレン八手合体を加圧成形りる方法
、および (LJ) 特殊な重合条イ′1下c !ti台と同+1
i5にNU状に成形して、繊維状微結晶(ノイブリル)
構造を有し、かつ機械的強度の人さい膜状アレブレン高
重合体を得る方法(特公昭48−324+8+号)、 が知られている。
ては、 (イ) 粉末状アセチレン八手合体を加圧成形りる方法
、および (LJ) 特殊な重合条イ′1下c !ti台と同+1
i5にNU状に成形して、繊維状微結晶(ノイブリル)
構造を有し、かつ機械的強度の人さい膜状アレブレン高
重合体を得る方法(特公昭48−324+8+号)、 が知られている。
上記(イ)の方法で得られる粉末状アセチレン高重合体
成形品をBF3 、BCl3.HCI。
成形品をBF3 、BCl3.HCI。
0文2.802 、NO2,1−IcN、02 、NO
6の電子受容性化合物〈アクセプター)で化学的に処理
すると電気伝導度が最高3桁上昇し、逆にアンモニアや
メチルアミンのような電子供与性化合物(ドナー)r:
処理づると電気伝導度が最高4桁低下することちりでに
知られている。
6の電子受容性化合物〈アクセプター)で化学的に処理
すると電気伝導度が最高3桁上昇し、逆にアンモニアや
メチルアミンのような電子供与性化合物(ドナー)r:
処理づると電気伝導度が最高4桁低下することちりでに
知られている。
また、(ロ)の方法で得られる膜状アセチレン高重合体
に、12 、CD−2、Br2.fcffi、1[3r
、As F5 、Sb F5 、PFa等の如き電子
受容性化合物またはNa 、に、Liの如き電子供与性
化合物を化学的にドープすることによってアセチレン高
重合体の電気伝導度を10−8〜103Ω−1・Cm−
1の広い範囲にわたって自由にコントロールできること
もづでに知られでいる。このドープされた膜状アセチレ
ン高重合体を一次電池の正極の材料として使用するとい
う考えもブでに提案されている。
に、12 、CD−2、Br2.fcffi、1[3r
、As F5 、Sb F5 、PFa等の如き電子
受容性化合物またはNa 、に、Liの如き電子供与性
化合物を化学的にドープすることによってアセチレン高
重合体の電気伝導度を10−8〜103Ω−1・Cm−
1の広い範囲にわたって自由にコントロールできること
もづでに知られでいる。このドープされた膜状アセチレ
ン高重合体を一次電池の正極の材料として使用するとい
う考えもブでに提案されている。
一方、前記の化学的にドーピングする手法以外に、電気
化学的にC髪04、PI’二、AS F二、As F4
、CF3303 、BF4等の如き?ニオンおよびR
’ 4 N” (R’ はアルIニル基で、しかも同時
に同一の基である。)の如ぎカチオンをアセチレン高重
合体にドープしてp型および「)型の電導性アセチレン
高重合体を製造覆る方法IJツでに開発されている。そ
して、(ロ)の方法で得られる膜状アセチレン高重合体
を用いて電気化学的ドーピングを利用した再充電可能な
電池が報告されている。この電池は(ロ)の方法で得ら
れる例えば、o、immの厚さのアセチレン高重合体フ
ィルム二枚をそれぞれ正・負の電極とし、ヨウ化リチウ
ムを含むテトラハイドロフラン溶液にこれを浸して9v
の直流電源につなぐとヨIり化リチウムが電気分解され
、正極のアレチレン高重合体フィルムはヨウ素でドープ
され、負極のアセチレン高重合体フィルムはリチウムで
ドープされる。この電解ドーピングが充電過程に相当づ
ることになる。
化学的にC髪04、PI’二、AS F二、As F4
、CF3303 、BF4等の如き?ニオンおよびR
’ 4 N” (R’ はアルIニル基で、しかも同時
に同一の基である。)の如ぎカチオンをアセチレン高重
合体にドープしてp型および「)型の電導性アセチレン
高重合体を製造覆る方法IJツでに開発されている。そ
して、(ロ)の方法で得られる膜状アセチレン高重合体
を用いて電気化学的ドーピングを利用した再充電可能な
電池が報告されている。この電池は(ロ)の方法で得ら
れる例えば、o、immの厚さのアセチレン高重合体フ
ィルム二枚をそれぞれ正・負の電極とし、ヨウ化リチウ
ムを含むテトラハイドロフラン溶液にこれを浸して9v
の直流電源につなぐとヨIり化リチウムが電気分解され
、正極のアレチレン高重合体フィルムはヨウ素でドープ
され、負極のアセチレン高重合体フィルムはリチウムで
ドープされる。この電解ドーピングが充電過程に相当づ
ることになる。
ドープされた二つの電極に負向をつなげぼりヂウムイオ
ンとヨウ素イオンが反応して電力が取り出せる。この場
合、開放端電圧(VOO)は2.8v、yJJ絡電流密
度は5 m A / Cl112であり、電解液に過塩
素酸リチウムのテトラハイドロフラン溶液を使用した場
合、IIH放端層端電圧、5V、短絡電流密度は約3m
7!v/Cll12テあツタ。
ンとヨウ素イオンが反応して電力が取り出せる。この場
合、開放端電圧(VOO)は2.8v、yJJ絡電流密
度は5 m A / Cl112であり、電解液に過塩
素酸リチウムのテトラハイドロフラン溶液を使用した場
合、IIH放端層端電圧、5V、短絡電流密度は約3m
7!v/Cll12テあツタ。
また、上記の(ロ)の方法で得られた厚さ0.1mmの
アセチレン高重合体フィルム2枚をそれぞれ別々にリー
ド線を取り出した白金メツシュに包み。
アセチレン高重合体フィルム2枚をそれぞれ別々にリー
ド線を取り出した白金メツシュに包み。
1モル/斐相当のテ1〜ラブブールノ1ミモニウムバー
クロレートを含むアセ1〜ニトリル溶液に浸漬し、5m
A/cm2の定電流で一定11、)間充電づると、テ1
〜ラブブルアンモニウムイΔンは、負極のアセチレン高
重合フィルムにドープされ、パークロレーi・イオンは
、正極のアレチレン高重合体フィルムにドープされる。
クロレートを含むアセ1〜ニトリル溶液に浸漬し、5m
A/cm2の定電流で一定11、)間充電づると、テ1
〜ラブブルアンモニウムイΔンは、負極のアセチレン高
重合フィルムにドープされ、パークロレーi・イオンは
、正極のアレチレン高重合体フィルムにドープされる。
この場合、電池の開放端電圧(V OC)ハ’2.5V
テアツタ。こ(7)iJIを1rnA/c、m 2で
電?l!!電圧が1.Ovに低下づるまで放電させると
充電電気量に対し、81%の効率で放電電気量4武 ■
υ &q Ll! →す ス これらの電池は、電極材料としC軽量化および小型化が
容易なアセチレン高重合体を用いCいるので、高エネル
ギー密度を有する軽量化、小型化が容易で、かつ安価な
電池として注目を集めている。
テアツタ。こ(7)iJIを1rnA/c、m 2で
電?l!!電圧が1.Ovに低下づるまで放電させると
充電電気量に対し、81%の効率で放電電気量4武 ■
υ &q Ll! →す ス これらの電池は、電極材料としC軽量化および小型化が
容易なアセチレン高重合体を用いCいるので、高エネル
ギー密度を有する軽量化、小型化が容易で、かつ安価な
電池として注目を集めている。
しかしながら、これら既知の文献で用いられているドー
パントとしての電解質のほとんどは、比較的安定電位範
囲の広い溶媒に対し−C溶解度が低く、また、電解液と
しての電気伝導度が低いか、または、電解質そのものあ
るいはその電気分解物が比較的安定電位範囲の広い溶媒
と反応性を有ηるため、安定電位範囲の広いPI媒には
、使用できないという鮪点を右づるゎ 例えば、リチウム金属は、比較的安定電位範囲の広い溶
媒とされているニトリル系溶媒とは反応性を有し、リチ
ウム金属をカチオン成ブフとするリチウム塩を電解質と
使用づるにはデU点を有づる。
パントとしての電解質のほとんどは、比較的安定電位範
囲の広い溶媒に対し−C溶解度が低く、また、電解液と
しての電気伝導度が低いか、または、電解質そのものあ
るいはその電気分解物が比較的安定電位範囲の広い溶媒
と反応性を有ηるため、安定電位範囲の広いPI媒には
、使用できないという鮪点を右づるゎ 例えば、リチウム金属は、比較的安定電位範囲の広い溶
媒とされているニトリル系溶媒とは反応性を有し、リチ
ウム金属をカチオン成ブフとするリチウム塩を電解質と
使用づるにはデU点を有づる。
また、前記のようなテI−ラブチルノフン七ニウム塩は
、ニトリル系溶媒には比較的良く溶解し、電解質として
使用した場合、高い充・放電効率を得ることは可能であ
るが、エネルギー密度が充分満足すべきものではない。
、ニトリル系溶媒には比較的良く溶解し、電解質として
使用した場合、高い充・放電効率を得ることは可能であ
るが、エネルギー密度が充分満足すべきものではない。
さらに、同じアルキルアンモニウム塩の一つであるテト
ラエチルアンモニウム塩を電解質として使用する場合は
、安定電位範囲の広いベンゾニトリルに対してテトラエ
チルアンモニウム塩の溶解度が低く、−空温での飽和溶
解度は1モル/Uに達せず、従ってテトラエチルアンモ
ニウム塩をベンゾニトリルに溶解した電解液はエネルギ
ー密度の点から考えると非常に不利であり、高エネルギ
ー密度を右り゛る電池用電解液として適用しにくい。
ラエチルアンモニウム塩を電解質として使用する場合は
、安定電位範囲の広いベンゾニトリルに対してテトラエ
チルアンモニウム塩の溶解度が低く、−空温での飽和溶
解度は1モル/Uに達せず、従ってテトラエチルアンモ
ニウム塩をベンゾニトリルに溶解した電解液はエネルギ
ー密度の点から考えると非常に不利であり、高エネルギ
ー密度を右り゛る電池用電解液として適用しにくい。
従って、比較的安定電位範囲の広い有機溶媒を用いた場
合、有機溶媒への溶解度が高く、モル分子量がij]能
な限り小さく、かつ高電気伝導度を与える、それ自身の
電気化学的安定性がよく、電極としC使用する主鎖に共
役二重結合を有する高分子化合物との反応性が小さい電
解質、即ちドーパントを得ることは当該業者間で強く要
求されていた。
合、有機溶媒への溶解度が高く、モル分子量がij]能
な限り小さく、かつ高電気伝導度を与える、それ自身の
電気化学的安定性がよく、電極としC使用する主鎖に共
役二重結合を有する高分子化合物との反応性が小さい電
解質、即ちドーパントを得ることは当該業者間で強く要
求されていた。
本発明者らは、上記の点に鑑みて、高エネルギー密度を
有し、充・放電効率が高く、サイクル寿命が長く、電圧
の平担性が良9Tで、自己放電率が小さく、軽量化、小
型化が容易で、かつ安価な電池を得るべく種々検討した
結果、カチオン成分が第4級アンモニウムイオンからな
るアンモニウム塩が前記要求を満足し、これを電解質と
して用いることにより、良好な性能を持った二次電池が
得られることを見い出し、本発明を完成したものである
。
有し、充・放電効率が高く、サイクル寿命が長く、電圧
の平担性が良9Tで、自己放電率が小さく、軽量化、小
型化が容易で、かつ安価な電池を得るべく種々検討した
結果、カチオン成分が第4級アンモニウムイオンからな
るアンモニウム塩が前記要求を満足し、これを電解質と
して用いることにより、良好な性能を持った二次電池が
得られることを見い出し、本発明を完成したものである
。
即ち、本発明は、主鎖に共役二重結合を有りる高分子化
合物、または該高分子化合物にドーパントをドープして
得られる電導性高分子化合物を°負極、または正極と負
極の両極に用いた電池にJ3いて、電解液の電解質とし
てカチオン成分が下記の一般式で表わされる第4級アン
モニウムイオンからなるアンモニウム塩を用いたことを
特徴とする二次電池に関づるものである。
合物、または該高分子化合物にドーパントをドープして
得られる電導性高分子化合物を°負極、または正極と負
極の両極に用いた電池にJ3いて、電解液の電解質とし
てカチオン成分が下記の一般式で表わされる第4級アン
モニウムイオンからなるアンモニウム塩を用いたことを
特徴とする二次電池に関づるものである。
〈以下余白)
[式中、R+ 、R2、R3およびR4は炭素数が1〜
16のアルキル基、またはアリール(aryl)基であ
る。但し、すべてのR1,R2、R3およびR4は同時
に同一の基であることはない。] 本ざt明のアンしニウム塩を電解液の電解質として用い
た二次電池は、従来公知のR’ 4 N+(R’ はア
ル4ル基で、しかし同時に同一の基である)で表わされ
る第4級アンモニウムイオンをカチオン成分どりるアン
−[ニウム塩やリチウム塩を電解質として用いた二次電
池に比較して(I)1ネルギ一密度が大きい、(I[)
電圧の平担性が良好である、(Ill)自己放電が少な
い、(IV)繰り返しの寿命が長い、という利点を有す
る。
16のアルキル基、またはアリール(aryl)基であ
る。但し、すべてのR1,R2、R3およびR4は同時
に同一の基であることはない。] 本ざt明のアンしニウム塩を電解液の電解質として用い
た二次電池は、従来公知のR’ 4 N+(R’ はア
ル4ル基で、しかし同時に同一の基である)で表わされ
る第4級アンモニウムイオンをカチオン成分どりるアン
−[ニウム塩やリチウム塩を電解質として用いた二次電
池に比較して(I)1ネルギ一密度が大きい、(I[)
電圧の平担性が良好である、(Ill)自己放電が少な
い、(IV)繰り返しの寿命が長い、という利点を有す
る。
本発明で用いられる主鎖に共役二重結合を有づる高分子
化合物(以下、共役高分子化合物と略称する)の具体例
としては、アセチレン高重合体くポリアセチレ〕/)、
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)、ポリピロール、ポリイミド、ポリフ
ェニルアセチレン、ボリアセン、ポリアセンキノンラジ
カル重合体、シッフ塩基@造を有づるキナゾリンポリマ
ー、ポリアリーレンキノン類、ポリアクリルニ1−リル
やポリイミドの熱分解物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く、主鎖に共役二重
結合を有する高分子化合物ひあればよい。また小モポリ
マー〇も鼓型合体でも一部に差し支えない。上記の高分
子化合物のうちでも好ましいものとしては、アセチレン
高重合体、ポリバラフェニレン、ポリ(2,5−チェニ
レン)、ポリピロールをあげることができ、特に好まし
いしのとしてはアセチレン高重合体をあげることができ
る。
化合物(以下、共役高分子化合物と略称する)の具体例
としては、アセチレン高重合体くポリアセチレ〕/)、
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)、ポリピロール、ポリイミド、ポリフ
ェニルアセチレン、ボリアセン、ポリアセンキノンラジ
カル重合体、シッフ塩基@造を有づるキナゾリンポリマ
ー、ポリアリーレンキノン類、ポリアクリルニ1−リル
やポリイミドの熱分解物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く、主鎖に共役二重
結合を有する高分子化合物ひあればよい。また小モポリ
マー〇も鼓型合体でも一部に差し支えない。上記の高分
子化合物のうちでも好ましいものとしては、アセチレン
高重合体、ポリバラフェニレン、ポリ(2,5−チェニ
レン)、ポリピロールをあげることができ、特に好まし
いしのとしてはアセチレン高重合体をあげることができ
る。
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
方法は特に制限はなく、いずれの方法Cも用いられるが
、その具体例としくは特公昭48−32581 @、特
公昭56−45365@、特開昭55−129404号
1.同55−128419号、同55−142012号
、同56−101128号、同56−133133号、
Trans、Farady 3oc、、64,823
(1968) 、J 。
方法は特に制限はなく、いずれの方法Cも用いられるが
、その具体例としくは特公昭48−32581 @、特
公昭56−45365@、特開昭55−129404号
1.同55−128419号、同55−142012号
、同56−101128号、同56−133133号、
Trans、Farady 3oc、、64,823
(1968) 、J 。
P olymers ci、、A −1、f、3419
(1969) 。
(1969) 。
Makromol、Cbcm、、Rapid Comm
、、1. 621(1980) 、J 、Chem、P
hys、、69 (1) 、106(1978) 、5
ynthetic Metals 、f、81 (19
81)等の方法をあげることができる。
、、1. 621(1980) 、J 、Chem、P
hys、、69 (1) 、106(1978) 、5
ynthetic Metals 、f、81 (19
81)等の方法をあげることができる。
本発明においては、共役高分子化合物にグラフフィト、
カーボンブラック、アセチレンブラック、金属粉および
炭素[[1等のことさ導電材料を混合しCもよく、また
東電体として金属網等を入れることも一部に差し支えな
い。
カーボンブラック、アセチレンブラック、金属粉および
炭素[[1等のことさ導電材料を混合しCもよく、また
東電体として金属網等を入れることも一部に差し支えな
い。
本発明では、共役高分子化合物ばかりでなく、該高分子
化合物にドーパントをドープUUIUられる電導性高分
子化合物t)電極としC用いることが1′さる、。
化合物にドーパントをドープUUIUられる電導性高分
子化合物t)電極としC用いることが1′さる、。
共役高分子化合物へのドーパントのドーピング方法は、
化学的ドーピングおよび電気化学的ドーピングのいずれ
の方法を採用してもよい。
化学的ドーピングおよび電気化学的ドーピングのいずれ
の方法を採用してもよい。
共役高分子化合物に化学的にドーピングするドーパント
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、(I)ヨウ素、臭素およ
びヨウ化臭素の如きハロゲン、(I[)五フフ化ヒ素、
五フッ化アンチ[ン、四フッ化ケイ素、五塩化リン、五
フッ化リン、塩化アンモニウム、臭化アルミニウムおよ
びフッ化アルミニウムの如き金属ハロゲン化物、(Il
l ) 1M酸、硝酸、フルAD硫酸、トリフルメロメ
タン硫酸およびクロロfa酸の如きプロトン酸、(IV
)三酸化イオウ、二酸化窒素、ジフルオロスルボニル
バーAキシトノ如き酸化剤、(V)AQ CfLO4、
(Vl )テi〜ラシアノエチレン、デ1〜ラシアノキ
ノジメタン、フロラニール、2.3−ジクロル−5,6
−ジシアノバラベンゾキノン、2.3−ジブロム−5,
6,−ジシアノバラベンゾキノン等をあげることができ
る。
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、(I)ヨウ素、臭素およ
びヨウ化臭素の如きハロゲン、(I[)五フフ化ヒ素、
五フッ化アンチ[ン、四フッ化ケイ素、五塩化リン、五
フッ化リン、塩化アンモニウム、臭化アルミニウムおよ
びフッ化アルミニウムの如き金属ハロゲン化物、(Il
l ) 1M酸、硝酸、フルAD硫酸、トリフルメロメ
タン硫酸およびクロロfa酸の如きプロトン酸、(IV
)三酸化イオウ、二酸化窒素、ジフルオロスルボニル
バーAキシトノ如き酸化剤、(V)AQ CfLO4、
(Vl )テi〜ラシアノエチレン、デ1〜ラシアノキ
ノジメタン、フロラニール、2.3−ジクロル−5,6
−ジシアノバラベンゾキノン、2.3−ジブロム−5,
6,−ジシアノバラベンゾキノン等をあげることができ
る。
一方、共役高分子化合物に電気化学的にドーピングする
ドーパントとしては、(I)pF;、5bF−二、As
f−s 、SLl Cua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、l (J3 ン、3r−1C1−の
如きハロゲンアニオン、cio;の如き過塩素酸アニオ
ンなどの陰イオン・ドーパントくいずれも(〕型電電導
性共役高分子化合を与えるドーパントとして有効)およ
び(n)Li”、Na”、K+の如きアルカリ金属イオ
ン、R4N”(R:炭素数1〜20の炭化水素M)の如
き4級アンモニウムイオンなどの陰イオン・ドーパント
(いずれもn聖霊轡性共役高分子化合物を与えるドーパ
ントとして有効)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。
ドーパントとしては、(I)pF;、5bF−二、As
f−s 、SLl Cua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、l (J3 ン、3r−1C1−の
如きハロゲンアニオン、cio;の如き過塩素酸アニオ
ンなどの陰イオン・ドーパントくいずれも(〕型電電導
性共役高分子化合を与えるドーパントとして有効)およ
び(n)Li”、Na”、K+の如きアルカリ金属イオ
ン、R4N”(R:炭素数1〜20の炭化水素M)の如
き4級アンモニウムイオンなどの陰イオン・ドーパント
(いずれもn聖霊轡性共役高分子化合物を与えるドーパ
ントとして有効)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。
但し、共役高分子化合物に予めドーパントをドープして
得られる電導性高分子化合物を電極に用いる場合は、負
極に予備ドープされるドーパントは、本発明において電
池の電m質に用いられる第4級アンモーウムカy−オン
と同一のものが望ましい。
得られる電導性高分子化合物を電極に用いる場合は、負
極に予備ドープされるドーパントは、本発明において電
池の電m質に用いられる第4級アンモーウムカy−オン
と同一のものが望ましい。
また、本発明における電池のドープ憬は電解の際に流れ
た電気量を測定することによって自由に制御づることが
できる。一定電流下でも一定電圧下でもまた電流および
電圧の変化する条件下のいずれの方法でドーピングを行
なってもよい。ドーピングの際の電流値、電圧値および
ドーピング時間等は、用いる共役高分子化合物の種類、
高さ密度、面積、ドーパントの種類、電解液の種類、要
求される電気伝導麿によって異なるので一部に規定する
ことはできない。
た電気量を測定することによって自由に制御づることが
できる。一定電流下でも一定電圧下でもまた電流および
電圧の変化する条件下のいずれの方法でドーピングを行
なってもよい。ドーピングの際の電流値、電圧値および
ドーピング時間等は、用いる共役高分子化合物の種類、
高さ密度、面積、ドーパントの種類、電解液の種類、要
求される電気伝導麿によって異なるので一部に規定する
ことはできない。
共役高分子化合物にドープされるドーパントの闇は、共
役高分子化合物の繰り返し単位1モルに対して2〜40
モル%であり、好ましくは4〜30モル%、特に好まし
くは5〜20モル%でおる。ドープしたドーパントの闇
が2モル%以下でも401:/し%以上Cも放電容量の
充分大さな二次電池を得ることはできない。
役高分子化合物の繰り返し単位1モルに対して2〜40
モル%であり、好ましくは4〜30モル%、特に好まし
くは5〜20モル%でおる。ドープしたドーパントの闇
が2モル%以下でも401:/し%以上Cも放電容量の
充分大さな二次電池を得ることはできない。
共役高分子化合物の電気伝導爪はドーピング前において
、10−6Ω゛1・Cl11−1以下であり、ドーパン
トをドープして得られる電力性共役高分子化合物の電気
伝導度は約10″に1〜1040−1 ・Cm−1の範
囲である。
、10−6Ω゛1・Cl11−1以下であり、ドーパン
トをドープして得られる電力性共役高分子化合物の電気
伝導度は約10″に1〜1040−1 ・Cm−1の範
囲である。
本発明においC用いられる電池の電解質は、カチオン成
分が前記一般式で表わされる第4級アンモニウムイオン
からなるアンモニウム塩pある。
分が前記一般式で表わされる第4級アンモニウムイオン
からなるアンモニウム塩pある。
アンモニウム塩のカチオン成−分の具体例としては、ト
リメデルプロピルアンモニウム、トリブチルメチルアン
モニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム、トリメチ
ル第4:シルアンモニウム、トリメデルイソブチルアン
モニウム、トリメチルターン1フリーブチルアンモニウ
ム、トリメチルイソプロピルアン上ニウム、1−リメチ
ルイソブチルアンモニウム、1〜リメチルベキ1ノデシ
ルアンモニウム、トリメチルペンチル】ノン[ニウム、
トリエチルプロピルアンモニウム、1〜リエチルブチル
アン七−ウtいトリエチルプロピルアンモニウム、トリ
ブチルメチルアンモニウム、トリエチルヘキシルアンモ
ニウム、トリエチルフェニルアンモニウム、トリプロピ
ルブチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム
、i−リブチルエチルアンモニウム、ジプロピルジエチ
ルアンモニウム、ジブチルジエチルアンモニウム、ジブ
1ルジメチルアンモニウム、ジエチルジフェニルアンモ
ニウム、ジエチルジフェニルアンモニウム、ジブチルエ
チルメチルアンモニウム、ジプロピルエチルメチルアン
モニウム、ブヂルブロピルコニヂルメチルアンモニウム
等があげられる。
リメデルプロピルアンモニウム、トリブチルメチルアン
モニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム、トリメチ
ル第4:シルアンモニウム、トリメデルイソブチルアン
モニウム、トリメチルターン1フリーブチルアンモニウ
ム、トリメチルイソプロピルアン上ニウム、1−リメチ
ルイソブチルアンモニウム、1〜リメチルベキ1ノデシ
ルアンモニウム、トリメチルペンチル】ノン[ニウム、
トリエチルプロピルアンモニウム、1〜リエチルブチル
アン七−ウtいトリエチルプロピルアンモニウム、トリ
ブチルメチルアンモニウム、トリエチルヘキシルアンモ
ニウム、トリエチルフェニルアンモニウム、トリプロピ
ルブチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム
、i−リブチルエチルアンモニウム、ジプロピルジエチ
ルアンモニウム、ジブチルジエチルアンモニウム、ジブ
1ルジメチルアンモニウム、ジエチルジフェニルアンモ
ニウム、ジエチルジフェニルアンモニウム、ジブチルエ
チルメチルアンモニウム、ジプロピルエチルメチルアン
モニウム、ブヂルブロピルコニヂルメチルアンモニウム
等があげられる。
これらのカチオン成分とアンモニウム塩を構成するアニ
オン成分の具体例としては、HF 2、C斐0:、AI
Cす4 、Br; 、 l”e C斐:、Sn C1s
、PF6 、PC(Lc 、St R4、SbF二、
AsF二、CF3 SOi等があげられる。
オン成分の具体例としては、HF 2、C斐0:、AI
Cす4 、Br; 、 l”e C斐:、Sn C1s
、PF6 、PC(Lc 、St R4、SbF二、
AsF二、CF3 SOi等があげられる。
アンモニウム塩の具体例としては、トリエヂルブチルア
ンモニウムテトラブルAロボレート、1−リブチルエチ
ルアンモニウムバーク[ル−1〜、hリブチルエチルア
ンモニウムへキリーフルAロフAスフエート、トリメチ
ルペンルアン−しニウムトリフルオロメタンスルフォネ
−1・、1〜リメチル1 fルアンモニウムテトラブル
71 Uボレー1〜.1−リブチルエチルアンモニウム
へキリフルAロフオスフエ−1へ、ジブチルジエチルア
ンモニウムパークロレート、トリブチルエチルアンモニ
ウムテトラフルオロボレート、ブチルプロピルエチルメ
チルアンモニウムへニヤリクロロフオスフエート、トリ
メデルフェニルテトラフルメロボレート、トリエチルフ
ェニル7トラフルオロボレート等をあげることができる
が、これらに限定されるものではない。
ンモニウムテトラブルAロボレート、1−リブチルエチ
ルアンモニウムバーク[ル−1〜、hリブチルエチルア
ンモニウムへキリーフルAロフAスフエート、トリメチ
ルペンルアン−しニウムトリフルオロメタンスルフォネ
−1・、1〜リメチル1 fルアンモニウムテトラブル
71 Uボレー1〜.1−リブチルエチルアンモニウム
へキリフルAロフオスフエ−1へ、ジブチルジエチルア
ンモニウムパークロレート、トリブチルエチルアンモニ
ウムテトラフルオロボレート、ブチルプロピルエチルメ
チルアンモニウムへニヤリクロロフオスフエート、トリ
メデルフェニルテトラフルメロボレート、トリエチルフ
ェニル7トラフルオロボレート等をあげることができる
が、これらに限定されるものではない。
これらのアンモニウム塩は、1種または2種以上を混合
して使用してもJ、い。
して使用してもJ、い。
また、本発明のアン七−ウムJuは、他のアルキルアン
七ニウム塩、例えばテトノゾチルアンモニウム塩A5テ
トラエチルアンモーウム塩との混合電解費として用いて
も差し支えないし、またはアルカリ金属塩、例えばリチ
ウム塩、ノー1〜リウム塩およびカリウム塩との混合電
解質として用いても差し支えない。
七ニウム塩、例えばテトノゾチルアンモニウム塩A5テ
トラエチルアンモーウム塩との混合電解費として用いて
も差し支えないし、またはアルカリ金属塩、例えばリチ
ウム塩、ノー1〜リウム塩およびカリウム塩との混合電
解質として用いても差し支えない。
さらに、本発明のアンモニウム塩は、次式(I)ひ表わ
されるビリリウムまたはピリジウム・カチオン: 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(arVl>塁、[じ【ま)−ログン
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(ary+)基1.はXが酸素1京子
のときOであり、Xが窒素原子のとき1である。
されるビリリウムまたはピリジウム・カチオン: 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(arVl>塁、[じ【ま)−ログン
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(ary+)基1.はXが酸素1京子
のときOであり、Xが窒素原子のとき1である。
。はOまたは1〜5T’ある。1
または次式(II) bL<は(III ’) ’r表
わされるカルボニウム・カチオン: または R4−C” (III) 1 [式中、R1、R2、R3は水素原子(、R1゜1(2
,R3は同時に水素原子であること1.I Q &’
)、炭素数1〜15のアルキル基、アリル(allyl
>基、炭素数6〜15のアリール(aryl)基また
は−OR5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)基を示
し、1マ4は水素原子、炭素数が1〜15のアルキル基
、炭素数6〜↑5のアリール基である。」をカヂAン成
分として右づる電解質と混合しC使用しCもよい。
わされるカルボニウム・カチオン: または R4−C” (III) 1 [式中、R1、R2、R3は水素原子(、R1゜1(2
,R3は同時に水素原子であること1.I Q &’
)、炭素数1〜15のアルキル基、アリル(allyl
>基、炭素数6〜15のアリール(aryl)基また
は−OR5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)基を示
し、1マ4は水素原子、炭素数が1〜15のアルキル基
、炭素数6〜↑5のアリール基である。」をカヂAン成
分として右づる電解質と混合しC使用しCもよい。
但し、本発明のカブメン成分が第11級アンモニウムイ
オンからなるアンモニウム塩と他の電解質とを混合して
用いる場合は、アンモニウム塩を等モル以上含有した形
態で用いることがQ?ましい。
オンからなるアンモニウム塩と他の電解質とを混合して
用いる場合は、アンモニウム塩を等モル以上含有した形
態で用いることがQ?ましい。
本発明において用いられる電解液の有機溶媒としては、
脂肪族ニトリル系化合物、芳香族ニトリル系化合物、エ
ーテル類1.1−ス°アル類、アミド類、カーボネート
類、スルホラン系化合物、ハロゲン化合物等があげられ
るが、好ましくは脂肪族ニトリル系化合物、芳香族ニト
リル系化合物があげられ、特に好ましくは芳香前二1〜
リル系化合物があげられる。
脂肪族ニトリル系化合物、芳香族ニトリル系化合物、エ
ーテル類1.1−ス°アル類、アミド類、カーボネート
類、スルホラン系化合物、ハロゲン化合物等があげられ
るが、好ましくは脂肪族ニトリル系化合物、芳香族ニト
リル系化合物があげられ、特に好ましくは芳香前二1〜
リル系化合物があげられる。
これら有機溶媒の具体例としては、テトラヒドロフラン
、2−メチルテi〜ラヒドlコフラン、 1,4−ジオ
キサン、アニソール、七ノグリム、アセトニトリル、プ
ロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、4
−メチル−2−ペンタノン、ベンゾニトリル、O〜トル
ニ1−リル、m−t−ル二1−リル、p−トルニトリル
、α−1〜ルニ1−リル、1.2−ジクロロエタン、γ
−シブ1」ラクトン、ジメトキシエタン、メチルフAル
メイ1−、プロピレンカーボネー1〜、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7j(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1−リエ
チル等をあげることがU′きるが、この中でbりrまし
い溶媒としては、アセトニトリル、プロピA二1〜リル
、ブチロニトリル、ハレ+−+ −1〜リル、ベンゾニ
トリル、α−1−ルニトリル、0−1−ルニトリル、m
−トルニトリル、[〕−〕1−ルニトリがあげられ、特
に好ましい溶媒としてはベンゾニトリル、〇−トルニト
リル、m −トルニトリル、[)−トルニトリルがあげ
られる。これらの溶媒は、混合溶媒として用いCも一部
に差し支えない。
、2−メチルテi〜ラヒドlコフラン、 1,4−ジオ
キサン、アニソール、七ノグリム、アセトニトリル、プ
ロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、4
−メチル−2−ペンタノン、ベンゾニトリル、O〜トル
ニ1−リル、m−t−ル二1−リル、p−トルニトリル
、α−1〜ルニ1−リル、1.2−ジクロロエタン、γ
−シブ1」ラクトン、ジメトキシエタン、メチルフAル
メイ1−、プロピレンカーボネー1〜、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7j(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1−リエ
チル等をあげることがU′きるが、この中でbりrまし
い溶媒としては、アセトニトリル、プロピA二1〜リル
、ブチロニトリル、ハレ+−+ −1〜リル、ベンゾニ
トリル、α−1−ルニトリル、0−1−ルニトリル、m
−トルニトリル、[〕−〕1−ルニトリがあげられ、特
に好ましい溶媒としてはベンゾニトリル、〇−トルニト
リル、m −トルニトリル、[)−トルニトリルがあげ
られる。これらの溶媒は、混合溶媒として用いCも一部
に差し支えない。
本発明の二次電池にa3いC用いられる電解質のm度は
用いる正極または負極の種類、充・放電条f′1、作動
温石、電解質の種類および有機溶媒の種類等によって異
なるので一部に規定することはできないが、通常は0.
5〜10モル/1の範囲である。
用いる正極または負極の種類、充・放電条f′1、作動
温石、電解質の種類および有機溶媒の種類等によって異
なるので一部に規定することはできないが、通常は0.
5〜10モル/1の範囲である。
電解液は均一系Cも不均一系でも一部に差し支えない。
本発明において、共役高分子化合物または該共役高分子
化合物にドーパントをドープして1qられる電導性共役
高分子化合物は、電池の(I)負極または(I[>正極
と負極の両極の活性物質として用いることができるが、
本発明の効果を最大限に発揮するには(■)のタイプの
電池が91ましい。
化合物にドーパントをドープして1qられる電導性共役
高分子化合物は、電池の(I)負極または(I[>正極
と負極の両極の活性物質として用いることができるが、
本発明の効果を最大限に発揮するには(■)のタイプの
電池が91ましい。
例えば共役高分子化合物としてアセチレン高重合体を用
いた二次電池の場合、(I)の例として、アセチレン高
重合体を(CI)xとすると、グラフ1イト(正極)/
(Et 3 Bu N)” ・(C1O+ )−(電
解質) / (CI−l ) x (負極)、(n)の
例としては [(CH) +ac11(C104)ux]x (正f
f1)/<MQ3Bu N)” ・(C’lOq >−
(電解質)/ [(M es B u N ) ” ”
’ (Cl−1) −”’ ] X (負極)、[(C
H) ÷眠(PFe)u冒X (正極)/(Bu Et
N) 十 ・ (PFa )−(?ffM ¥i )
/[(BU3EtN) +−(引()−”]x(負極
)、[(Et3BuN)”″” (C1l ) −”
] x(正極)/ (Et 33u N) +・(Cu
O2)−(電解質)/ [(El 3 Bu N) ”
’(CH)−”]x (*1M)Wをあげることができ
る。
いた二次電池の場合、(I)の例として、アセチレン高
重合体を(CI)xとすると、グラフ1イト(正極)/
(Et 3 Bu N)” ・(C1O+ )−(電
解質) / (CI−l ) x (負極)、(n)の
例としては [(CH) +ac11(C104)ux]x (正f
f1)/<MQ3Bu N)” ・(C’lOq >−
(電解質)/ [(M es B u N ) ” ”
’ (Cl−1) −”’ ] X (負極)、[(C
H) ÷眠(PFe)u冒X (正極)/(Bu Et
N) 十 ・ (PFa )−(?ffM ¥i )
/[(BU3EtN) +−(引()−”]x(負極
)、[(Et3BuN)”″” (C1l ) −”
] x(正極)/ (Et 33u N) +・(Cu
O2)−(電解質)/ [(El 3 Bu N) ”
’(CH)−”]x (*1M)Wをあげることができ
る。
ポリパラフェニレンの場合には前記の
(CH)xの代りに(Ca H4)Xを、ポリ(2,6
−チェニレン)の場合には(CI−1)χの代りに(C
4H2S)Xを、ボリビ1」−ルの場合には(C4H2
N)Xとして前記と111jじ型の二次電池として用い
られる。
−チェニレン)の場合には(CI−1)χの代りに(C
4H2S)Xを、ボリビ1」−ルの場合には(C4H2
N)Xとして前記と111jじ型の二次電池として用い
られる。
また、本発明では正極、負極にイれぞれ異なった共役高
分子化合物を用いることもでき、その貝体側としては〈
Cト1ンx/EL3BLIN・CfL O4/ (C6
ト14 )X 、(OH)x/Me3BuN−Bf−+
/(C41−12s)x、(Co H4)X /El
2 Bu 2 N ・PFs ・(04H2S)x等を
あげることができる。
分子化合物を用いることもでき、その貝体側としては〈
Cト1ンx/EL3BLIN・CfL O4/ (C6
ト14 )X 、(OH)x/Me3BuN−Bf−+
/(C41−12s)x、(Co H4)X /El
2 Bu 2 N ・PFs ・(04H2S)x等を
あげることができる。
本発明において必要ならばポリエチレン、ポリプロピレ
ンのごとぎ合成樹脂製の多孔質膜や天然繊維紙を隔膜と
して用いてし一部に差し支えない。
ンのごとぎ合成樹脂製の多孔質膜や天然繊維紙を隔膜と
して用いてし一部に差し支えない。
また、本発明にJ3いて用いられる共役高分子化合物の
一部lよ、酸素によって徐々に酸化反応をうり、電池の
性能が低Fさせる場合もあるので、電池はf?i閉式に
して実質的に無酸素の状態であることが必要である。
一部lよ、酸素によって徐々に酸化反応をうり、電池の
性能が低Fさせる場合もあるので、電池はf?i閉式に
して実質的に無酸素の状態であることが必要である。
本発明の二次電池は、^」−ネルギー密度を有し、充・
放電効率が高く、サイクルXTaが長く、自己放電率が
小さく、放電114の電L[の平担性が良好である。ま
た、本発明の二次電池は、軽量、小型で、かつIX′!
いエネルギー密1哀を右づるからポータプル機器、電気
自動車、ガソリン自動車J5よび電力貯蔵用バツlリー
として最適である。
放電効率が高く、サイクルXTaが長く、自己放電率が
小さく、放電114の電L[の平担性が良好である。ま
た、本発明の二次電池は、軽量、小型で、かつIX′!
いエネルギー密1哀を右づるからポータプル機器、電気
自動車、ガソリン自動車J5よび電力貯蔵用バツlリー
として最適である。
以下、実施例および比較例をあげて本gt明をさらに詳
細に説明づる。
細に説明づる。
実施例 1
[膜状アセチレン高重合体の製造]
窒素雰囲気下で内容積500dのガラス製反応容器に
1.7dのチタニウムテトラブトキサイドえ、、30m
lのアニソールに溶かし、次いで2.7ml!のトリエ
チルアルミニウムをIff J’l’ シ’tから加え
て触媒溶液を調製した。
1.7dのチタニウムテトラブトキサイドえ、、30m
lのアニソールに溶かし、次いで2.7ml!のトリエ
チルアルミニウムをIff J’l’ シ’tから加え
て触媒溶液を調製した。
この反応容器を液体窒素で冷7JI L ’T、系中の
窒素ガスを真空ポンプて・1ノ1気した。次いて−、こ
の反応容器を一18℃に冷AIIL,、触II1.溶液
を静J1シたン1まで、1気圧の圧力の精製アL/ルン
ガスを吹き込んだ。
窒素ガスを真空ポンプて・1ノ1気した。次いて−、こ
の反応容器を一18℃に冷AIIL,、触II1.溶液
を静J1シたン1まで、1気圧の圧力の精製アL/ルン
ガスを吹き込んだ。
直ちに、触媒溶液人血■]が起り、膜状のアセチレン高
重合体が生成した。アセチレン尋人後、30分で反応容
器系内のアセチレンガスを粘気して重合を停止した。窒
素雰囲気下で触媒溶液を注射器で除去した後、−γ8℃
に保ったまま精製1〜ルLン 100,+11!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、ノイブリルが密に絡み台った均一な膜状膨
潤物Cありた。次いでこの膨潤物を真空吃燥しC金属光
沢を有する赤紫色の厚さ 100μmで、シス含司98
%の膜状アセチレン高重合体を4qた.また、この膜状
アセチレン高重合体の高さ密度は0.30g/ccであ
り、その電気伝導度(直流四端子法)は20℃7: 3
.2x10−9Ω−1.にI11−1であった。
重合体が生成した。アセチレン尋人後、30分で反応容
器系内のアセチレンガスを粘気して重合を停止した。窒
素雰囲気下で触媒溶液を注射器で除去した後、−γ8℃
に保ったまま精製1〜ルLン 100,+11!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、ノイブリルが密に絡み台った均一な膜状膨
潤物Cありた。次いでこの膨潤物を真空吃燥しC金属光
沢を有する赤紫色の厚さ 100μmで、シス含司98
%の膜状アセチレン高重合体を4qた.また、この膜状
アセチレン高重合体の高さ密度は0.30g/ccであ
り、その電気伝導度(直流四端子法)は20℃7: 3
.2x10−9Ω−1.にI11−1であった。
[電池実験J
前記のh法で得られた膜状アセチレン重合体から、直径
2 0 m Iffの円板2枚を切り抜いて、それぞれ
を正極、負極の活物質として、電池を構成した。
2 0 m Iffの円板2枚を切り抜いて、それぞれ
を正極、負極の活物質として、電池を構成した。
第1図は、本発明の一員体例である二、次電池の特性測
定用電池レルの断面概略図であり、1は負極用白金リー
ド線、2はめ径20mm, 80メツシユの負極用白金
網集電体、3は1径20IIIIllの円板状負極、4
は1径20IIllllの円形の多孔質ポリプロピレン
製隔膜で、電WI液を充分含浸でさる厚さにしだらの、
5 ハiii径20mIll)R板状正I4i、6 ハ
ii! 径20ml11, 80メツシユの正極用白金
網集電体、7は正極リード線、8はねじ込み式テフロン
製容器を承り。
定用電池レルの断面概略図であり、1は負極用白金リー
ド線、2はめ径20mm, 80メツシユの負極用白金
網集電体、3は1径20IIIIllの円板状負極、4
は1径20IIllllの円形の多孔質ポリプロピレン
製隔膜で、電WI液を充分含浸でさる厚さにしだらの、
5 ハiii径20mIll)R板状正I4i、6 ハ
ii! 径20ml11, 80メツシユの正極用白金
網集電体、7は正極リード線、8はねじ込み式テフロン
製容器を承り。
まず、前記、正極用白金網集電体6をテフロン製容器8
の凹部の下部に入れ、更に正極5を正極用白金網集電体
6の上に重ね、その上に多孔性ポリ1Uピレン製隔It
! 4を重ね、電解液を充分含浸させた債、負極3を重
ね、更にその上に負極用白金網集電体2を載置し、テフ
ロン製容器8を締めつ番ブて電池を作製し/ζ。
の凹部の下部に入れ、更に正極5を正極用白金網集電体
6の上に重ね、その上に多孔性ポリ1Uピレン製隔It
! 4を重ね、電解液を充分含浸させた債、負極3を重
ね、更にその上に負極用白金網集電体2を載置し、テフ
ロン製容器8を締めつ番ブて電池を作製し/ζ。
電解液としては、常法に従って蒸留+112水ベンゾニ
トリルに溶解したEt 3 Bu N−BF4の1モル
/愛溶液を用いた。
トリルに溶解したEt 3 Bu N−BF4の1モル
/愛溶液を用いた。
このようにして作製した電池を用いて、アルゴン雰囲気
中で、一定電流下( 4.0rnΔ/c+n2)で15
分間充電を行なった(ドーピングm 5 rニル%に相
当する電気量)。充電終r後、直ちに一定電流下( 4
.0mA/cm2 )で、放電を行ない電池’3:i
Kが1vになったところで再度前記とIi4じ条(’l
’(’充電を行なう充・放電の繰り返し試験を行なっ
たところ、充・放電効率が、50%に低下りるまCに充
・放電の繰り返し回数は、100@を記録した。この繰
り返し実験での繰り返し回数5回目の放電時間と電圧の
関係は、第2図の曲線(a)のようになった。
中で、一定電流下( 4.0rnΔ/c+n2)で15
分間充電を行なった(ドーピングm 5 rニル%に相
当する電気量)。充電終r後、直ちに一定電流下( 4
.0mA/cm2 )で、放電を行ない電池’3:i
Kが1vになったところで再度前記とIi4じ条(’l
’(’充電を行なう充・放電の繰り返し試験を行なっ
たところ、充・放電効率が、50%に低下りるまCに充
・放電の繰り返し回数は、100@を記録した。この繰
り返し実験での繰り返し回数5回目の放電時間と電圧の
関係は、第2図の曲線(a)のようになった。
また繰り返し回数5回目のエネルギー密度は、140W
・I+r/kgで、充・放電効率は99%であった。
・I+r/kgで、充・放電効率は99%であった。
また、充電したままで48時間放置したところ、その自
己放電率は3.0%であった。
己放電率は3.0%であった。
比較例 1
実施例1において、電解液の電解質として用いたE【3
Bu N−BF4の代りにBU 4 N ・8 F
4を用いた以外は実施例1と全く同様の方法で電池の充
・放電の繰り返し実験を行なったところ、最高充・放電
効率は、96%であり、繰り返し回数410回目で放電
が不可能どなった。
Bu N−BF4の代りにBU 4 N ・8 F
4を用いた以外は実施例1と全く同様の方法で電池の充
・放電の繰り返し実験を行なったところ、最高充・放電
効率は、96%であり、繰り返し回数410回目で放電
が不可能どなった。
この電池実験ひの5回1−1の放電時間と電L[の関係
は、第2図の曲M(b)のJζうになった。また繰り返
し回数5回目のエネルギー密度は +30W・11r/
koで、充・放電効率は96%であった。また、充電し
たままで48時間放置したところ、その自己放電率は5
.2%であった。
は、第2図の曲M(b)のJζうになった。また繰り返
し回数5回目のエネルギー密度は +30W・11r/
koで、充・放電効率は96%であった。また、充電し
たままで48時間放置したところ、その自己放電率は5
.2%であった。
比較例 2
実施例1において、電解液の電解質として用いたEt
3 Bu N−BF4の代りにEt4N・BF4を等モ
ルm用いて試みたところ、[Et 4 N・BF4はベ
ンゾニトリルに殆/υど溶解Uず、溶解しないEt4N
−BF<か沈殿したままの状態で実施例1と同様の方法
で電池の充・放電の繰り返し実験を行なった。その結果
、最高、充放電効率は72%であり、繰返し回数25回
目で放電が不可能となった。
3 Bu N−BF4の代りにEt4N・BF4を等モ
ルm用いて試みたところ、[Et 4 N・BF4はベ
ンゾニトリルに殆/υど溶解Uず、溶解しないEt4N
−BF<か沈殿したままの状態で実施例1と同様の方法
で電池の充・放電の繰り返し実験を行なった。その結果
、最高、充放電効率は72%であり、繰返し回数25回
目で放電が不可能となった。
比較例 3
実施例1にa5いC,電解液の′Fi解v1として用い
たEl 3 Bu N−BF4の代りにLi BF4を
等モル吊用いて試みたどころ、Li13F4はベンゾニ
トリルに完全には溶解せず、一部、不溶解ぐ沈殿しまま
の状態で実施例1と同様の方法で電池の充・放電の繰返
し実験を行なった。結果は、最高充放電効率は24%で
あり、繰り返し回数12回1」で放電が不可能となった
。
たEl 3 Bu N−BF4の代りにLi BF4を
等モル吊用いて試みたどころ、Li13F4はベンゾニ
トリルに完全には溶解せず、一部、不溶解ぐ沈殿しまま
の状態で実施例1と同様の方法で電池の充・放電の繰返
し実験を行なった。結果は、最高充放電効率は24%で
あり、繰り返し回数12回1」で放電が不可能となった
。
この電池実験での5回目の/15I電時間と電h−の1
311係は、第2図の曲線(C)のようになった。また
繰り返し数5回目のエネルギー密度は24W・11r/
k(lで充・放電効率は、18%であった。
311係は、第2図の曲線(C)のようになった。また
繰り返し数5回目のエネルギー密度は24W・11r/
k(lで充・放電効率は、18%であった。
実施例 2
窒素ガスで完全に置換した11のガラス製反応容器に、
スj゛ンレス・スチールの100メツシユの網を入れ、
次いで重合FFJv1.とじて常法に従って精製したト
ルエン1oo7、触媒としてテ1〜ラブドキシチタニウ
ム4.41ミリしルおよびトリエチルアルミニウム11
.0Tミリモルを順次に室温で仕込んで触媒溶液を調製
した。M媒溶液は均一溶液であった。次いで、反応器を
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。−18℃に反応器を冷却し、触媒溶液を静置した
状態で1気圧の圧力の精製アセチレンガスを吹き込んだ
。アセチレンガスの圧力を1気n−に保ったままで10
時間重合反応をそのまま継続しIこ、1系は赤紫色を呈
した寒天状であった。重合終了後、未反応のアセチレン
ガスを除去し、系の湿瓜を一78℃に保ったまま200
dの精製トルエンで4回繰り返し洗浄し、トルエンで膨
潤した膜厚が約0.5cmのステンレス・スチールの網
を含むシー1〜状膨潤アレヂレン高重合体を得た。この
膨潤アセチレン高重合体は、300〜500人の径のI
ll状微結晶(フィブリル)が規則的に絡み合った膨潤
物であり、粉末状や椀状のポリマーは生成していなかっ
た。
スj゛ンレス・スチールの100メツシユの網を入れ、
次いで重合FFJv1.とじて常法に従って精製したト
ルエン1oo7、触媒としてテ1〜ラブドキシチタニウ
ム4.41ミリしルおよびトリエチルアルミニウム11
.0Tミリモルを順次に室温で仕込んで触媒溶液を調製
した。M媒溶液は均一溶液であった。次いで、反応器を
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。−18℃に反応器を冷却し、触媒溶液を静置した
状態で1気圧の圧力の精製アセチレンガスを吹き込んだ
。アセチレンガスの圧力を1気n−に保ったままで10
時間重合反応をそのまま継続しIこ、1系は赤紫色を呈
した寒天状であった。重合終了後、未反応のアセチレン
ガスを除去し、系の湿瓜を一78℃に保ったまま200
dの精製トルエンで4回繰り返し洗浄し、トルエンで膨
潤した膜厚が約0.5cmのステンレス・スチールの網
を含むシー1〜状膨潤アレヂレン高重合体を得た。この
膨潤アセチレン高重合体は、300〜500人の径のI
ll状微結晶(フィブリル)が規則的に絡み合った膨潤
物であり、粉末状や椀状のポリマーは生成していなかっ
た。
このステンレス・スチールの網を含むシー1−状膨潤ア
セチレン高重合体をクロムメッキしたフェロ板にはさみ
、室温で100kg/cm2の圧力で予備プレスし、次
いで151011 /cm2の圧ツノで子1−11プレ
スして赤褐色の金属光沢を持った均一で可撓性のある膜
厚280μmの複合体を得た。この複合体を5時間室温
で真空乾燥した。この複合体は43重足%のステンレス
・スチールの網を含有していに1゜[電池実験] 前記の方法で得られた複合体から、直径20mmの円板
2枚を切りぬいて正極活物質、負極活物質とし、電解液
としては蒸留脱水アセトニトリルに溶解したMe 3
Bu N−ClO4の1モル/ll溶液を用い、実施例
1と全く同様のヒルで充・放電実験を行、なった。充電
電流密度は、5 、0 mA/ cm2で15分間充電
を行なった(ドーピング量は5Tニル%相当)。充電終
了後、泊らに敢?ff ffi el?、密度5.0m
A/cm2で放電を(jない電池電圧がIVになったど
ころで再度、前記ど1r1[じ条flで充電を行なう充
・放電の繰り返し試験をtjなったところ、充・放電効
率が50%に低−トするまでに充・放電の繰り返し回数
は420回を記録した。
セチレン高重合体をクロムメッキしたフェロ板にはさみ
、室温で100kg/cm2の圧力で予備プレスし、次
いで151011 /cm2の圧ツノで子1−11プレ
スして赤褐色の金属光沢を持った均一で可撓性のある膜
厚280μmの複合体を得た。この複合体を5時間室温
で真空乾燥した。この複合体は43重足%のステンレス
・スチールの網を含有していに1゜[電池実験] 前記の方法で得られた複合体から、直径20mmの円板
2枚を切りぬいて正極活物質、負極活物質とし、電解液
としては蒸留脱水アセトニトリルに溶解したMe 3
Bu N−ClO4の1モル/ll溶液を用い、実施例
1と全く同様のヒルで充・放電実験を行、なった。充電
電流密度は、5 、0 mA/ cm2で15分間充電
を行なった(ドーピング量は5Tニル%相当)。充電終
了後、泊らに敢?ff ffi el?、密度5.0m
A/cm2で放電を(jない電池電圧がIVになったど
ころで再度、前記ど1r1[じ条flで充電を行なう充
・放電の繰り返し試験をtjなったところ、充・放電効
率が50%に低−トするまでに充・放電の繰り返し回数
は420回を記録した。
この繰り返し実験Cの繰り返し回数5回目の1ネルギー
密瓜は、152W・hr/k(lで、充・放電効率は9
8%であった。また、充電したままで48M間放置した
ところ、その自己放電率は9.5%であつlこ 。
密瓜は、152W・hr/k(lで、充・放電効率は9
8%であった。また、充電したままで48M間放置した
ところ、その自己放電率は9.5%であつlこ 。
比較例 4
実施例2において、電解液の電解質として用いたMe
3 Bu N−BF<の代りにEt 4N ・r([4
を用いた以外は実施例2と全く同様の方法で電池の充・
放電の繰り返し実験を行なったところ、充・放電効率が
50%に低下するまでの充・放電の繰り返し回数は28
5回Cあった。
3 Bu N−BF<の代りにEt 4N ・r([4
を用いた以外は実施例2と全く同様の方法で電池の充・
放電の繰り返し実験を行なったところ、充・放電効率が
50%に低下するまでの充・放電の繰り返し回数は28
5回Cあった。
また繰返し回数5回目のエネルギー密度は、145W−
hr/ kQで充電・h’l電効率は、96%であった
。また、充電したままで48時間放置したところ、その
自己放電率は16.5%であった。
hr/ kQで充電・h’l電効率は、96%であった
。また、充電したままで48時間放置したところ、その
自己放電率は16.5%であった。
比較例 5
実施例2において、電解液の電解質として用いたMe
3Bu N 13F4の代りにMe 4 N ・BF4
を用いて実験を試みたところ、MO<N・13F4はア
セ1−二トリルに殆んど溶解せず、充・放電の繰り返し
も100回に満たなかった。
3Bu N 13F4の代りにMe 4 N ・BF4
を用いて実験を試みたところ、MO<N・13F4はア
セ1−二トリルに殆んど溶解せず、充・放電の繰り返し
も100回に満たなかった。
実施例 3
Bull、Chem、Soc、 Japan、、51.
2091 (1978)に記載されている方法で製造し
たポリくバラフェニレン)を1 ton 7cm2の圧
力で20 m mψの円板状に成形したものを正極とし
た以外は実施例1と全く同じ方法で[電池実験]を行な
った結果、充・放電の繰り返し試験250回まで第1回
目の7151電簡の電圧特性とほとんど同じであった。
2091 (1978)に記載されている方法で製造し
たポリくバラフェニレン)を1 ton 7cm2の圧
力で20 m mψの円板状に成形したものを正極とし
た以外は実施例1と全く同じ方法で[電池実験]を行な
った結果、充・放電の繰り返し試験250回まで第1回
目の7151電簡の電圧特性とほとんど同じであった。
充・放電効率が50%に低下づるまでの繰返し回数は3
65回を記録した。この電池のエネルギー密度は162
W・t+r/kgであり、充・放電効率は91%であっ
た。また、充電したままで48時間放置したところその
自己放電率は4.5%であった。
65回を記録した。この電池のエネルギー密度は162
W・t+r/kgであり、充・放電効率は91%であっ
た。また、充電したままで48時間放置したところその
自己放電率は4.5%であった。
比較例 6
実施例3において、電解液の電解質として用いたE(3
Bu N−BF4の代わりに、ペンツニトリルに1モル
/a近く溶解りる対称形アルキルアンモニウム塩で、か
つ分子聞がEj 3 Bu N・13F4にでざるだt
)近いbのとしてPr4N・BF4を用いた。
Bu N−BF4の代わりに、ペンツニトリルに1モル
/a近く溶解りる対称形アルキルアンモニウム塩で、か
つ分子聞がEj 3 Bu N・13F4にでざるだt
)近いbのとしてPr4N・BF4を用いた。
以下、実施例3と全く同じ方法で[電池実験]を行なっ
た。その結果充・放電の繰り返しは、215回目でスト
ップした。また、この電池のエネルギー密度は145W
・Il+”/koで、充・放電効率は88%であった。
た。その結果充・放電の繰り返しは、215回目でスト
ップした。また、この電池のエネルギー密度は145W
・Il+”/koで、充・放電効率は88%であった。
ざらに、充電したままで48時間放置したところその自
己放電率は18%であった。
己放電率は18%であった。
実施例 4
実施例1と全く同様の方法で製造した膜状アセチレン高
重合体を実施例1で用いたセルと同じセルを使用し、電
解液の溶媒として、プロピレンカーボネートを用いた以
外は実施例1と全く同じ方法で電池実験を行なったとこ
ろ、充・放電効率が50%に低下するまでに充・放電の
繰り返し回数は、485回を記録した。この繰り返し回
数5回目のエネルギー密度は142W・t+r/kaで
、充・放電効率は99%であった。また、充電したまま
て・48時I!I蔵置したところその自己放電率Iよ1
2%ぐあった。
重合体を実施例1で用いたセルと同じセルを使用し、電
解液の溶媒として、プロピレンカーボネートを用いた以
外は実施例1と全く同じ方法で電池実験を行なったとこ
ろ、充・放電効率が50%に低下するまでに充・放電の
繰り返し回数は、485回を記録した。この繰り返し回
数5回目のエネルギー密度は142W・t+r/kaで
、充・放電効率は99%であった。また、充電したまま
て・48時I!I蔵置したところその自己放電率Iよ1
2%ぐあった。
比較例 7
実施例4において、電解液の電解質として用いたEt
3 Bu N−BF4の代わりに3u4N・BF4を用
いた以外は、実施例4と全く同じ方法で電池実験を行な
ったところ、充・放電の繰り返しは180回目でス!〜
ツブした。また、この電池の繰り返し回15回目のエネ
ルギー密度は132W・hr/ kgで、充・放電効率
は97%であった。また、充電したままで48時間放置
したところ、その自己放電率は22%であった。
3 Bu N−BF4の代わりに3u4N・BF4を用
いた以外は、実施例4と全く同じ方法で電池実験を行な
ったところ、充・放電の繰り返しは180回目でス!〜
ツブした。また、この電池の繰り返し回15回目のエネ
ルギー密度は132W・hr/ kgで、充・放電効率
は97%であった。また、充電したままで48時間放置
したところ、その自己放電率は22%であった。
比較例 8
実施例4で用いた電解質[t 3 Bu N−BI’<
の代わりにEL4N−BF4を用いた以外は、実施例4
と全く同じ方法で電池実験を行なったところ、充・7i
5I電の繰り返しは、235回目でストップした。また
この電池の繰り返し回数5回目のエネルギー密度は、1
40W・l+r/kgで充・放電効率は、98%であっ
た。また自己放電率は15%であった。
の代わりにEL4N−BF4を用いた以外は、実施例4
と全く同じ方法で電池実験を行なったところ、充・7i
5I電の繰り返しは、235回目でストップした。また
この電池の繰り返し回数5回目のエネルギー密度は、1
40W・l+r/kgで充・放電効率は、98%であっ
た。また自己放電率は15%であった。
比較例 9
実施例4で用いた71¥fi[Tt 3 Bu N−B
F4の代わりに、l i BF4を用いた以外は実施例
4と全く同じ方法で電池実験を行なったところ、充・放
電の繰り返しは、88回目でストップした。またこの電
池の繰り返し回数5回目のエネルギー密度は、121W
・llr/k(Iで充放電効率は92%であった1、ま
た自己放電率は4.2%であった。
F4の代わりに、l i BF4を用いた以外は実施例
4と全く同じ方法で電池実験を行なったところ、充・放
電の繰り返しは、88回目でストップした。またこの電
池の繰り返し回数5回目のエネルギー密度は、121W
・llr/k(Iで充放電効率は92%であった1、ま
た自己放電率は4.2%であった。
実施例 55〜11
実施例′1において、電解質及び溶媒の組み合せを表の
ごどく変えた以外は実施例1と全く同様なんFl=’
を充・放電の繰り返し実験を1jなった。結果を表に示
した。表中、エネルギー密1良は繰り返し回数55回]
」のものを示し、リイクル寿命は充・放電効率が50%
に低下JるJ:での繰り返し回数を示した。まlζ、自
己放電量は、充電終了148時間、開回路で放置した後
のものを示しIC6(以下余白)
ごどく変えた以外は実施例1と全く同様なんFl=’
を充・放電の繰り返し実験を1jなった。結果を表に示
した。表中、エネルギー密1良は繰り返し回数55回]
」のものを示し、リイクル寿命は充・放電効率が50%
に低下JるJ:での繰り返し回数を示した。まlζ、自
己放電量は、充電終了148時間、開回路で放置した後
のものを示しIC6(以下余白)
第1図は本発明の一興体例である二次電池の特lR間と
電圧の関係を示した図である。 1・・・負極用白金リード線 2・・・負極用白金網集電体 3・・・負極 4・・・多孔性ポリプロピレン製陶+1!5・・・正極 6・・・正極用白金網集電体 7・・・正極リード線 8・・・テフロン製容器 特n出願人 昭和電工株式合着 株式会社日立製作所 代 理 人 弁理士 菊 地 精 −
電圧の関係を示した図である。 1・・・負極用白金リード線 2・・・負極用白金網集電体 3・・・負極 4・・・多孔性ポリプロピレン製陶+1!5・・・正極 6・・・正極用白金網集電体 7・・・正極リード線 8・・・テフロン製容器 特n出願人 昭和電工株式合着 株式会社日立製作所 代 理 人 弁理士 菊 地 精 −
Claims (1)
- 主鎖に共役二重結合を有する高分子化合物または該高分
子化合物にドーパントをドープして得られる電導性高分
子化合物を負極、または正極と負極の両極に用いた電池
に83いて、電解液の電解質としてカチオン成分が下記
の一般式で表わされる第4級アンモニウムイオンからな
るアンモニウム[式中、R+ 、R2,R:+ d3J
、び1<4は炭素数が1〜16のアルキル基、またはア
リール(aryl> 基である。但し、ずべてのR+
、R2、R3およびR4は同時に同一の基であることは
ない、、]
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199280A JPS6093773A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 二次電池 |
| US06/663,540 US4537843A (en) | 1983-10-26 | 1984-10-22 | Secondary battery |
| CA000466056A CA1242483A (en) | 1983-10-26 | 1984-10-22 | Secondary battery |
| DE8484112784T DE3473387D1 (en) | 1983-10-26 | 1984-10-23 | Secondary battery |
| EP84112784A EP0141371B1 (en) | 1983-10-26 | 1984-10-23 | Secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199280A JPS6093773A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093773A true JPS6093773A (ja) | 1985-05-25 |
| JPH0582032B2 JPH0582032B2 (ja) | 1993-11-17 |
Family
ID=16405162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58199280A Granted JPS6093773A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6093773A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58121569A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-19 | Hitachi Ltd | プラスチツク2次電池 |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP58199280A patent/JPS6093773A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58121569A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-19 | Hitachi Ltd | プラスチツク2次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0582032B2 (ja) | 1993-11-17 |
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