JPS6124175A - 二次電池 - Google Patents
二次電池Info
- Publication number
- JPS6124175A JPS6124175A JP59144494A JP14449484A JPS6124175A JP S6124175 A JPS6124175 A JP S6124175A JP 59144494 A JP59144494 A JP 59144494A JP 14449484 A JP14449484 A JP 14449484A JP S6124175 A JPS6124175 A JP S6124175A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- acetylene
- positive electrode
- carbon atoms
- discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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、サイクル寿命、自己放電および放電時の電圧
の平坦性の改良された二次電池に関するものである。
の平坦性の改良された二次電池に関するものである。
従来rシ、アセチレン高重合体を電池の正極および負極
の両極に用いた電池はよく知られている(例えば特開昭
56−136469号、特開昭57−121168号、
特開昭58−384’65号)。
の両極に用いた電池はよく知られている(例えば特開昭
56−136469号、特開昭57−121168号、
特開昭58−384’65号)。
しかし、アセチレン高重合体は、空気中で酸素によって
徐々に酸化反応をうけやすく、電池性能を低下させるば
かシでなく、電気化学的にも充電中の副反応生成物や不
純物、場合によっては用いる電解液そのものによっても
酸化劣化をうけやすい。従ってアセチレン高重合体を電
池の正極罠用いる場合は、用いる電解液の電解質および
溶媒は、電気化学的安定範囲が相当広いものが要求され
、なおかつ電解液は高水準の精製度のものが必要である
。
徐々に酸化反応をうけやすく、電池性能を低下させるば
かシでなく、電気化学的にも充電中の副反応生成物や不
純物、場合によっては用いる電解液そのものによっても
酸化劣化をうけやすい。従ってアセチレン高重合体を電
池の正極罠用いる場合は、用いる電解液の電解質および
溶媒は、電気化学的安定範囲が相当広いものが要求され
、なおかつ電解液は高水準の精製度のものが必要である
。
また、上記の如く、高純度で、かつ電気化学的安定範囲
の広い電解液を用いてもアセチレン高重合体を正極に用
いた場合には、比較的低い酸化電位でも、酸化劣化をう
け、電池性能を低下させる。
の広い電解液を用いてもアセチレン高重合体を正極に用
いた場合には、比較的低い酸化電位でも、酸化劣化をう
け、電池性能を低下させる。
例えば電解液中でL i7’L i+参照極基準で正極
のアセチレン高重合体が3.5v以上になると劣化反応
をうけやすくなる。
のアセチレン高重合体が3.5v以上になると劣化反応
をうけやすくなる。
この原因の一つとして、アセチレン高重合体自体が酸化
劣化しやすい物質であることがあげられる。よって当該
業者の間では、電極自体の劣化が少なく充電保存時の自
己放電量が小さく、かつ充放電の繰シ返し寿命の長い、
よシ高性能の電池を開発することは大きな課題であった
。
劣化しやすい物質であることがあげられる。よって当該
業者の間では、電極自体の劣化が少なく充電保存時の自
己放電量が小さく、かつ充放電の繰シ返し寿命の長い、
よシ高性能の電池を開発することは大きな課題であった
。
禾発明者らは、上記の点に鑑みて、よシ高性能・の電池
を得るべく鍾々検討した結果、電解液にビロール系化合
alAを添加することによフ、電池性能を大幅に向上さ
せることができることを見い出し、本発明に到達した。
を得るべく鍾々検討した結果、電解液にビロール系化合
alAを添加することによフ、電池性能を大幅に向上さ
せることができることを見い出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、アセチレン高重合体を正極または正極
と負極に用いた二次電池において、電解液が有機溶媒、
支持電解質および下記の一鹸式°で表わされるビロール
系化合物からなることを特徴とする二次電池に関する。
と負極に用いた二次電池において、電解液が有機溶媒、
支持電解質および下記の一鹸式°で表わされるビロール
系化合物からなることを特徴とする二次電池に関する。
〔但し一1式中R4は水素原子または炭素数が5以下の
アルキル基%R2は炭素数が5以下のアルキル基、nは
0,1または2である。〕 電解液にピロール系化合物を添加すること罠よって伺故
に電池性能を向上させることができるかは必ずしも明ら
かではないが、電池の充・放電時にアセチレン高重合体
電極上にピロール系化合物の重合物が生成することがそ
の原因の一つと想定される。
アルキル基%R2は炭素数が5以下のアルキル基、nは
0,1または2である。〕 電解液にピロール系化合物を添加すること罠よって伺故
に電池性能を向上させることができるかは必ずしも明ら
かではないが、電池の充・放電時にアセチレン高重合体
電極上にピロール系化合物の重合物が生成することがそ
の原因の一つと想定される。
本発明の二次電池の電極に用いるアセチレン高重合体の
製造方法としては、種々報告されているが、その具体例
としては特公昭48−32581号、特公昭56−45
365号、特開昭55−129404号、同j5−12
8419号、同55−142012号、同56−104
28号。
製造方法としては、種々報告されているが、その具体例
としては特公昭48−32581号、特公昭56−45
365号、特開昭55−129404号、同j5−12
8419号、同55−142012号、同56−104
28号。
同56−133133号、 Trans Farady
、See、。
、See、。
64 、 823 (1968) 、 J、Po
lyme、r Sci、、A−1、7、3419(19
69) 、 Makromol、C’hem、。
lyme、r Sci、、A−1、7、3419(19
69) 、 Makromol、C’hem、。
Rapid Comm、、 1 、621 (19−
80) 、 J、Chem。
80) 、 J、Chem。
Phys、、 69 (1) 、 1.06 (19
78) 、 5ynt’heticMatals、4
.81(1981)等の方法をあげることができるが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。
78) 、 5ynt’heticMatals、4
.81(1981)等の方法をあげることができるが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。
本廃明において電極として用いられるアセチレン高重合
体は、膜状、粉末状、短繊維状等、いずれの形態のもの
も用いることができる。また、アセチレン高重合体には
他の適尚な導電材料、例えばダラファイト、カービンブ
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、集電体として金属網等を入れるこ
とも4向に差し支えない。また、ポリエチレン、変性ポ
゛リエチレン、ポリ(テトラフロロエチレン)、ホ!j
ブタジェン等の熱可塑性樹脂で補強してもよい。
体は、膜状、粉末状、短繊維状等、いずれの形態のもの
も用いることができる。また、アセチレン高重合体には
他の適尚な導電材料、例えばダラファイト、カービンブ
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、集電体として金属網等を入れるこ
とも4向に差し支えない。また、ポリエチレン、変性ポ
゛リエチレン、ポリ(テトラフロロエチレン)、ホ!j
ブタジェン等の熱可塑性樹脂で補強してもよい。
また本発明においては、アセチレン高重合体ばかりでな
く、このアセチレン高重合体に予めドーノヤ/トをドー
グして得られる導電性のアセチレン高重合体も電極とし
て用いることができる。
く、このアセチレン高重合体に予めドーノヤ/トをドー
グして得られる導電性のアセチレン高重合体も電極とし
て用いることができる。
アセチレン高重合体へのドー/’P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。
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。
本発明の二次電池においては、アセチレン高重合体は正
極のみ、または正極、負極の両極に用いられる。アセチ
レン高重合体を正極のみに用いる場合、負極としてはL
i 、 Na 、 K 、 Atの如き軽金属、ポリ(
チオフェン)、ポリ(3−メチルーチ、t7エン)、ポ
リ(ピロごル)、ポリ(N−メチル−ビロール)、ポリ
キノリン(特開昭57−195731号)、ポリ(パラ
フェニレン)、フェノール樹脂焼成体(特開昭58−6
9234号)、高分子焼成体(特開昭58−93176
号)等の電導性高分子が使用されるが、必ずしもこれら
に限定されるものではない。
極のみ、または正極、負極の両極に用いられる。アセチ
レン高重合体を正極のみに用いる場合、負極としてはL
i 、 Na 、 K 、 Atの如き軽金属、ポリ(
チオフェン)、ポリ(3−メチルーチ、t7エン)、ポ
リ(ピロごル)、ポリ(N−メチル−ビロール)、ポリ
キノリン(特開昭57−195731号)、ポリ(パラ
フェニレン)、フェノール樹脂焼成体(特開昭58−6
9234号)、高分子焼成体(特開昭58−93176
号)等の電導性高分子が使用されるが、必ずしもこれら
に限定されるものではない。
本発明の二次電池の光電および放電はそれぞれカチオン
およびアニオンの電極への電気化学的なドーピングおよ
びアンドービンダに対応している。
およびアニオンの電極への電気化学的なドーピングおよ
びアンドービンダに対応している。
電気化学的にドーピングするドーパントとじてけ、(D
PF、: 、 SbF″6. AsF″6,5bCt
″6の如きVa族の元素のハロゲン化物アニオン、 B
F;の如きIIIa族の元素のハロゲン化物アニオン、
I”−(Ii)+ B=。
PF、: 、 SbF″6. AsF″6,5bCt
″6の如きVa族の元素のハロゲン化物アニオン、 B
F;の如きIIIa族の元素のハロゲン化物アニオン、
I”−(Ii)+ B=。
Ct−の如きハロゲンアニオン、 Ct帆の如き過塩素
酸アニオンなどの陰イオン・ドーパントおよび(ii)
Li++ Na+I K+の如きアルカリ金属イオン
、R4N+(R:炭素数1〜20の炭化水素基)の如き
4°級アンモニウムイオンなどの陽イオン・ドー・ぞン
ト等をあげることができるが、必ずしもこれらに限定さ
れるものではない。
酸アニオンなどの陰イオン・ドーパントおよび(ii)
Li++ Na+I K+の如きアルカリ金属イオン
、R4N+(R:炭素数1〜20の炭化水素基)の如き
4°級アンモニウムイオンなどの陽イオン・ドー・ぞン
ト等をあげることができるが、必ずしもこれらに限定さ
れるものではない。
上述の陰イオン・ドーパントおよび陽イオン・ドー・セ
ントを与える支持電解質の具体例とし、ではLiPF6
. LiSbF6. LiAsF6. LiC2O4、
NaI 。
ントを与える支持電解質の具体例とし、ではLiPF6
. LiSbF6. LiAsF6. LiC2O4、
NaI 。
NaPF 、 Na5bF 、 NaAsF 、
NaC10、KI 、KPF6゜KsbF6. KA
IIF6. Kcto4. [Et5BuN:)+−(
BF4)−、゛((n−Bu)4N)+・(AsF6)
−1[(n−Bu)4N]+・(pp6)−+[(n−
Bu)4N〕−C1O4,LiAlCl4. LiBF
4 。
NaC10、KI 、KPF6゜KsbF6. KA
IIF6. Kcto4. [Et5BuN:)+−(
BF4)−、゛((n−Bu)4N)+・(AsF6)
−1[(n−Bu)4N]+・(pp6)−+[(n−
Bu)4N〕−C1O4,LiAlCl4. LiBF
4 。
No ’BF 、 NO’BF 、 No2・As
F6. NO’AsF6゜NO2・C4O4,No−C
4O4をあげることができるが必ずしもこれらに限定さ
れるものではない。これらの支持電解質は4瀕類、また
は二種類以上を混合して使用してもよい。
F6. NO’AsF6゜NO2・C4O4,No−C
4O4をあげることができるが必ずしもこれらに限定さ
れるものではない。これらの支持電解質は4瀕類、また
は二種類以上を混合して使用してもよい。
前記した陽イオンのうちでも一般式が次式で表わされる
非対称4級アンモニウムイオンが好ましい。
非対称4級アンモニウムイオンが好ましい。
〔式中、R,、R2,R,およびR4a炭素数が1〜1
6のアルキル基、またはアリール(aryl )基であ
る。但し、すべてのR,、R,、R3およびR4ケ同時
に同一の基であることはない・〕 非非対称4級アンモニウムイオン具体例としては、トリ
メチルゾロビルアンモニウム、トリメチルブチルアンモ
ニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム、トリlチル
オキシルアンモニウム、トリメチルイソブチルアンモニ
ウム、トリメチルターシャリ−ブチルアンモニウム、ト
リメチルイソプロピルアンモニラ千、トリメチルイソブ
チル”アンモニウム゛′、トリメチルヘキサデシルアン
モニウム、トリメチルペンチルアンモニウム、トリメチ
ルフェニルアンモニウム、トリエチルブチルアンモ−ニ
ウム、トリメチルゾロピルアンモニウム、トリエチルメ
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、トリノロビルブチル
アンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、トリエ
チルメチルアンモニウム、ノプロビ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、ジブチルジメチ
ルアンモニウム、ジメ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、ジブチルエチルメチルアンモニウム、ブ
チルゾロビルエチルメチルアンモニウム等があげられる
。
6のアルキル基、またはアリール(aryl )基であ
る。但し、すべてのR,、R,、R3およびR4ケ同時
に同一の基であることはない・〕 非非対称4級アンモニウムイオン具体例としては、トリ
メチルゾロビルアンモニウム、トリメチルブチルアンモ
ニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム、トリlチル
オキシルアンモニウム、トリメチルイソブチルアンモニ
ウム、トリメチルターシャリ−ブチルアンモニウム、ト
リメチルイソプロピルアンモニラ千、トリメチルイソブ
チル”アンモニウム゛′、トリメチルヘキサデシルアン
モニウム、トリメチルペンチルアンモニウム、トリメチ
ルフェニルアンモニウム、トリエチルブチルアンモ−ニ
ウム、トリメチルゾロピルアンモニウム、トリエチルメ
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、トリノロビルブチル
アンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、トリエ
チルメチルアンモニウム、ノプロビ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、ジブチルジメチ
ルアンモニウム、ジメ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、ジブチルエチルメチルアンモニウム、ブ
チルゾロビルエチルメチルアンモニウム等があげられる
。
前記以外の陰イオン・ドーパントとしてはf(F′iア
ニオンであり、また、前記以外の陽イオン・ドー・セン
トとしては次式(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、Wけ水素原子ま
たは炭素数が1〜15のアルキル基1炭素数6〜15の
アリール“(aryl )基、R〃はノ10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(aryl )基、mけXが酸。素原子のと
き0であシ、Xが窒素原子のとき1である。nけ0また
は1〜5である。)・または次式ω)もしくh(至)で
表わされるカルカ二つム・カチオン: および R’ −C+ (ト) (lO) 〔上式中、R、R、Rは水素原子(R*R*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、アリル(allyl )基、炭素数6〜15
のアリール(aryl )基または一0R5基、但しR
5は炭素数が1〜10のアルキル基または炭素数6〜1
5のアリール(、aryl )基を示し、R4け水素原
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。〕である。
ニオンであり、また、前記以外の陽イオン・ドー・セン
トとしては次式(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、Wけ水素原子ま
たは炭素数が1〜15のアルキル基1炭素数6〜15の
アリール“(aryl )基、R〃はノ10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(aryl )基、mけXが酸。素原子のと
き0であシ、Xが窒素原子のとき1である。nけ0また
は1〜5である。)・または次式ω)もしくh(至)で
表わされるカルカ二つム・カチオン: および R’ −C+ (ト) (lO) 〔上式中、R、R、Rは水素原子(R*R*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、アリル(allyl )基、炭素数6〜15
のアリール(aryl )基または一0R5基、但しR
5は炭素数が1〜10のアルキル基または炭素数6〜1
5のアリール(、aryl )基を示し、R4け水素原
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。〕である。
用いられる)IF;アニオンは通常、下記の一般式■、
(至)または(至): R’4N−HF2 (財)M ′HF
2 (y>〔但し、上式中g、W
は水素原子または炭素数が1〜15のアルキル基、炭素
#1.6〜15の7リール(’aryl )基、rは炭
素数が1〜10のアルキル基、炭素数6〜15の7リー
ル(aryl )基、Xは酸累原子または窒素原子、n
は01fCは5以下の正の整数である0Mけアルカリ金
属である〕で表わされる化合物(フッ化水素塩)を支持
電解質として用いて適当な有機溶媒に溶解することKよ
って得られる。上式(財)、(V)および0で表わされ
る化合物の具体例としてはH4N’HF2 、 Bu4
N−HF2. Na−)IF2゜KIHF2.目・HF
2および 上記式(1)で表わされる♂リリウムもしくはピリジニ
ウムカチオンは、式(Dで表わされるカチオンとcto
″4.、 BF; 、 htct″4. FeCL:
、 5nC25、PF″6゜PCl、’、 SbF;
、 AsF; 、 CF、80B 、 HF″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よって得られる。そのような塩の具
体例としては 等をあげることができる。
(至)または(至): R’4N−HF2 (財)M ′HF
2 (y>〔但し、上式中g、W
は水素原子または炭素数が1〜15のアルキル基、炭素
#1.6〜15の7リール(’aryl )基、rは炭
素数が1〜10のアルキル基、炭素数6〜15の7リー
ル(aryl )基、Xは酸累原子または窒素原子、n
は01fCは5以下の正の整数である0Mけアルカリ金
属である〕で表わされる化合物(フッ化水素塩)を支持
電解質として用いて適当な有機溶媒に溶解することKよ
って得られる。上式(財)、(V)および0で表わされ
る化合物の具体例としてはH4N’HF2 、 Bu4
N−HF2. Na−)IF2゜KIHF2.目・HF
2および 上記式(1)で表わされる♂リリウムもしくはピリジニ
ウムカチオンは、式(Dで表わされるカチオンとcto
″4.、 BF; 、 htct″4. FeCL:
、 5nC25、PF″6゜PCl、’、 SbF;
、 AsF; 、 CF、80B 、 HF″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よって得られる。そのような塩の具
体例としては 等をあげることができる。
上記式(It)または(ト)で表わされるカルコニクム
・カチオンの具体例としては(C6H5)、C+、 (
CH,)、C”、これらのカルがニウムカチオンは、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忙よって得られる。
・カチオンの具体例としては(C6H5)、C+、 (
CH,)、C”、これらのカルがニウムカチオンは、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忙よって得られる。
ここで用いられる陰イオンの代表例としては、BF:
、 A、tCl; 、 KtBr5C1−、FeC1’
5 、 SnC,,4i、PF;。
、 A、tCl; 、 KtBr5C1−、FeC1’
5 、 SnC,,4i、PF;。
pct、 、 5bcz; 、 、sbp″6.
cto2 、 cp、so;等をあげることができ、
また、カルボニウム塩の具体例としでは、例えば(C6
H5)、C−BF4. (CI(、)、C−BF4゜H
CO’AtC14,HCO’BF4. C61i5CO
”EuCl3等をあげることができる・ 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、エステル@、アミド類、カーボネート類、ス
ルホラン系化合物、ハI:lダ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族ニトリル
系化合物があげられる。
cto2 、 cp、so;等をあげることができ、
また、カルボニウム塩の具体例としでは、例えば(C6
H5)、C−BF4. (CI(、)、C−BF4゜H
CO’AtC14,HCO’BF4. C61i5CO
”EuCl3等をあげることができる・ 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、エステル@、アミド類、カーボネート類、ス
ルホラン系化合物、ハI:lダ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族ニトリル
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−メチルテトラヒドロフラン、1.4−ジオキサン
、アニソール、モノグリム、アセトニトリル、プロピオ
ニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、4−メ゛
チル−2−ぜンタノン、ベンゾニトリル、0−)ルニト
リル% m −)ルニトリル、p−’)ルニトリル、α
−4トルニトリル、1.2−ジクロロエタン、γ−ブチ
ロラクトン、ジメトキシエタン、メチルフォルメイト、
プロビレンカーピネユト、エチレンカーボネート、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、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、この中でも好ましい溶媒としては、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、ベンゾニトリル、α−トリニトリル% ’
O−)ルニトリル、m−トルニトリル、p−1ルニトリ
ルがあげられ、特に好ましい溶媒としてはベンゾニトリ
ル、0−トルニトリル、m−)ルニトリル、p−)ルニ
トリルがあげられる。これらの有機溶媒は、混合溶媒と
して用いても4向に差し支えない。
、2−メチルテトラヒドロフラン、1.4−ジオキサン
、アニソール、モノグリム、アセトニトリル、プロピオ
ニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、4−メ゛
チル−2−ぜンタノン、ベンゾニトリル、0−)ルニト
リル% m −)ルニトリル、p−’)ルニトリル、α
−4トルニトリル、1.2−ジクロロエタン、γ−ブチ
ロラクトン、ジメトキシエタン、メチルフォルメイト、
プロビレンカーピネユト、エチレンカーボネート、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、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、この中でも好ましい溶媒としては、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、ベンゾニトリル、α−トリニトリル% ’
O−)ルニトリル、m−トルニトリル、p−1ルニトリ
ルがあげられ、特に好ましい溶媒としてはベンゾニトリ
ル、0−トルニトリル、m−)ルニトリル、p−)ルニ
トリルがあげられる。これらの有機溶媒は、混合溶媒と
して用いても4向に差し支えない。
本発明の二次電池において用いられる支持電解質の濃度
は用いる正極また−は負極の種類、光・放電条件、作動
温度、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4概に規定することはできないが、通常は0.
5〜10モル/lの範囲である。電解液は均−系でも不
均一系でも4向に差し支えない。
は用いる正極また−は負極の種類、光・放電条件、作動
温度、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4概に規定することはできないが、通常は0.
5〜10モル/lの範囲である。電解液は均−系でも不
均一系でも4向に差し支えない。
本発明において用いられるビロール系化合物は、?
〔但し、式中R1は氷菓原子または炭素数が5以下のア
ルキル基、R211−i′炭素数が5以下のアルキル基
、nは0.1または2である。〕 で表わされるものである。ピロール系化合物の具体例と
してはぎロール、N−メチル−ビロール。
ルキル基、R211−i′炭素数が5以下のアルキル基
、nは0.1または2である。〕 で表わされるものである。ピロール系化合物の具体例と
してはぎロール、N−メチル−ビロール。
N−エチル−ビロール、3−メチルービSイ、N−メチ
ルー3−メチル−ビロール等をあげることができる。
ルー3−メチル−ビロール等をあげることができる。
ピロール系化合物の添加量は、正極のアセチレン高重合
体1005Lに対して0.1〜101の範囲内であるこ
とが好オしい。この範囲外では電池性能の大幅な向上は
望めない。
体1005Lに対して0.1〜101の範囲内であるこ
とが好オしい。この範囲外では電池性能の大幅な向上は
望めない。
ま°た、本発明の二次電池において、アセチレン高重合
体にドゴプされるドーパントの量は、アセチレン高重合
体の繰り返し単位(−CH−) 1モルに対して、1〜
15モル係であシ、好ましくは3〜10モルチである。
体にドゴプされるドーパントの量は、アセチレン高重合
体の繰り返し単位(−CH−) 1モルに対して、1〜
15モル係であシ、好ましくは3〜10モルチである。
ドープ量は電解の際に流れた電気量を測定することによ
って自由に制御することができる。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。
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。
本発明において必要ならばIリエチレン、ポリプロピレ
ンのごとき合成樹脂製の多孔質膜や天然繊維紙を隔膜と
して用いても4向に糸し支えない。
ンのごとき合成樹脂製の多孔質膜や天然繊維紙を隔膜と
して用いても4向に糸し支えない。
また、本発明において用いられるアセチレン高重合体は
1.酸素によって徐々に酸化反応をうけ、電池の性能が
低下する場合もあるので、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望ましい。
1.酸素によって徐々に酸化反応をうけ、電池の性能が
低下する場合もあるので、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望ましい。
本発明の二次電池は1.高エネルギー密度を有し、光・
放電効率が高く、サイクル寿命が長く、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
発明の二次電池は、軽震、小型で、かつ高いエネルギー
密度を有するからI−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
。
放電効率が高く、サイクル寿命が長く、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
発明の二次電池は、軽震、小型で、かつ高いエネルギー
密度を有するからI−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
。
以下、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。
に説明する。
実施例1
〔膜状アセチレン高重合体の製造〕
窒素雰囲気イヒで内容積500m1のガラス製反応容器
に1.7麻のチタニウムテトラブトキサイブを加え、3
0m1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攪拌しながら加えて触媒溶液を調
製した。
に1.7麻のチタニウムテトラブトキサイブを加え、3
0m1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攪拌しなが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、この反応容器を一78
℃に冷却し、触媒溶液を静止したままで、1気圧の圧力
の精製アセチレンガスを吹・ き込んだ。
真空ポンプで排気した。次いで、この反応容器を一78
℃に冷却し、触媒溶液を静止したままで、1気圧の圧力
の精製アセチレンガスを吹・ き込んだ。
直ちに、触媒溶液表面で重合が起シ、膜状のアセチレン
高重合体が生成した。アセチレン導入後、30分で反応
容器系内のアセチレンガスを排気シー 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、−
78℃に保ったまま精製トルエン100−で5回縁シ返
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合った均一な膜状膨潤物で
あった。
高重合体が生成した。アセチレン導入後、30分で反応
容器系内のアセチレンガスを排気シー 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、−
78℃に保ったまま精製トルエン100−で5回縁シ返
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合った均一な膜状膨潤物で
あった。
次いでとの膨潤物を真空乾燥して金属光沢を有する赤紫
色の厚さ180μmで、シス含量98チの膜状アセチレ
ン高重合体を得た。また、この膜状ア° 方チレン高
重合体の嵩さ密度は0.30 f−/ccでちシ、その
電気伝導度(直流四端子法)は20℃で3.2X10
Ω ・(1) であった〇〔電池実験〕 前記の方法で得られた膜状アセチレン重合体から、直径
20mの円板2枚を切シ抜いて、それぞれを正極、負極
の活物質として、電池を構成した0図は、本発明の一具
体例である非水二次電池の特性測定用電池セルの断面概
略図であシ、1は負極用白金リード線、2け直径20m
、80メツシーの負極用白金網集電体、3は直径20m
の円板状負極、4は直径20鰭の円径の多孔質ポリプロ
ピレン製隔膜で、電解液を光分含浸で門る厚さにしたも
の、5け直径20■の円板状正極、6け直径20■、8
0メツシー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示す。
色の厚さ180μmで、シス含量98チの膜状アセチレ
ン高重合体を得た。また、この膜状ア° 方チレン高
重合体の嵩さ密度は0.30 f−/ccでちシ、その
電気伝導度(直流四端子法)は20℃で3.2X10
Ω ・(1) であった〇〔電池実験〕 前記の方法で得られた膜状アセチレン重合体から、直径
20mの円板2枚を切シ抜いて、それぞれを正極、負極
の活物質として、電池を構成した0図は、本発明の一具
体例である非水二次電池の特性測定用電池セルの断面概
略図であシ、1は負極用白金リード線、2け直径20m
、80メツシーの負極用白金網集電体、3は直径20m
の円板状負極、4は直径20鰭の円径の多孔質ポリプロ
ピレン製隔膜で、電解液を光分含浸で門る厚さにしたも
の、5け直径20■の円板状正極、6け直径20■、8
0メツシー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示す。
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の上忙重ね、その上に多孔性ポリプロピレン製隔膜4
を重ね、電解液を充分含浸させた後、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を締めつけて電池を作製した。
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の上忙重ね、その上に多孔性ポリプロピレン製隔膜4
を重ね、電解液を充分含浸させた後、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を締めつけて電池を作製した。
゛ 電解液としては、常法に従って蒸留脱水ベンゾニト
リルに溶解したE t 3B uN−BF 4 の2
モル/l溶液1dにビロールo、 1ml (0,11
? )を添加したものを用いた。
リルに溶解したE t 3B uN−BF 4 の2
モル/l溶液1dにビロールo、 1ml (0,11
? )を添加したものを用いた。
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,s mpv/crt? )でト
:−ビング量6モル係に相当する電気量を流して充電し
た。充電終了後、直ちに一定電流下(5,0mA/’c
W?)で、放電を行ない電池電圧が0.3Vになったと
ころで再度前記と同じ条件で充電を行なう充・放電の繰
シ返し試験を行なったところ、光・放電効率が、70%
に低下するまでに光・放電の繰シ返し回数は、623回
を記録した。
中で、一定電流下(4,s mpv/crt? )でト
:−ビング量6モル係に相当する電気量を流して充電し
た。充電終了後、直ちに一定電流下(5,0mA/’c
W?)で、放電を行ない電池電圧が0.3Vになったと
ころで再度前記と同じ条件で充電を行なう充・放電の繰
シ返し試験を行なったところ、光・放電効率が、70%
に低下するまでに光・放電の繰シ返し回数は、623回
を記録した。
また繰り返し回数5回目のエネルギー密度は°、119
W−hrAPで、充・放電効率は98俤であった。
W−hrAPで、充・放電効率は98俤であった。
また、充電したままで62時間放置したところ、その自
己放電率け3,5チであった。
己放電率け3,5チであった。
比較例1
実施例1において、電解液にビロールを添加しなかった
以外は実施例1と全く同様の方法で電゛池の光・放電の
繰シ返し実験を行なったところ、最高光・放電効率は、
95q6であシ、繰シ返し回数381回目で放電が不可
能となった。
以外は実施例1と全く同様の方法で電゛池の光・放電の
繰シ返し実験を行なったところ、最高光・放電効率は、
95q6であシ、繰シ返し回数381回目で放電が不可
能となった。
また繰シ返し回数5回目のエネルギー密度は117 w
−brApで、充・放電効率は95係であった。
−brApで、充・放電効率は95係であった。
また、光電したままで62時間放置したところ、その自
己放電率は8.5係であった。
己放電率は8.5係であった。
実施例2
実施例1において、ビロールの代シにN−メチルビロー
ルを用いた以外は実施例1と全く同様の方法で電池の光
・放電の繰シ返し実験を行なった ゛ところ、光・放電
効率が70係に低下するまでの光・放電の繰シ返し回数
は662回であった。また、繰シ返し回数5回目のエネ
ルギー密度は119W/’hr/kyで、光・放電効率
は98係であった。また、充電した!1まで62時間放
置したところ、その自己放電率は2.9俤であった。
ルを用いた以外は実施例1と全く同様の方法で電池の光
・放電の繰シ返し実験を行なった ゛ところ、光・放電
効率が70係に低下するまでの光・放電の繰シ返し回数
は662回であった。また、繰シ返し回数5回目のエネ
ルギー密度は119W/’hr/kyで、光・放電効率
は98係であった。また、充電した!1まで62時間放
置したところ、その自己放電率は2.9俤であった。
実施例3
窒素ガスで完全に置換した11めガラス製反応容器に、
ステンレス・スチールの100メツシニの網を入れ、次
いで重合溶媒として常法に従って精製したトルエン10
0N、触媒としてテトラブトキシチタニウム4,41ミ
リモルおよびトリエチルアルミニウム11.01ξリモ
ルを順次に室温で仕込んで触媒溶液を調製した。触媒溶
液は均−溶2 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
。−780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。
ステンレス・スチールの100メツシニの網を入れ、次
いで重合溶媒として常法に従って精製したトルエン10
0N、触媒としてテトラブトキシチタニウム4,41ミ
リモルおよびトリエチルアルミニウム11.01ξリモ
ルを順次に室温で仕込んで触媒溶液を調製した。触媒溶
液は均−溶2 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
。−780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気圧に保ったままで10時間
重合反応をそのまま継続した。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、系の温度を一78℃に保ったま4200mの精製
トルエンで4回縁シ返し洗浄し、トルエンで膨潤した膜
厚が約0.5 cmのステンレス・スチールの網を含む
シート状膨潤アセチレン高重合体を得た。この膨潤アセ
チレン高重合体は、300〜500Xの径の繊維状微結
晶(フィブリル)が規則的に絡み合った膨潤物であシ、
粉末状や塊状のポリマーは生成していなかったO このステンレス・スチールの網を含むシート状膨潤アセ
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100 kg/cr?の圧力で予備プレスし、次
いで15 ton/iの圧力で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。
重合反応をそのまま継続した。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、系の温度を一78℃に保ったま4200mの精製
トルエンで4回縁シ返し洗浄し、トルエンで膨潤した膜
厚が約0.5 cmのステンレス・スチールの網を含む
シート状膨潤アセチレン高重合体を得た。この膨潤アセ
チレン高重合体は、300〜500Xの径の繊維状微結
晶(フィブリル)が規則的に絡み合った膨潤物であシ、
粉末状や塊状のポリマーは生成していなかったO このステンレス・スチールの網を含むシート状膨潤アセ
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100 kg/cr?の圧力で予備プレスし、次
いで15 ton/iの圧力で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重量%のステンレ
ス・スチールの網を含有していた。
温で真空乾燥した。この複合体は43重量%のステンレ
ス・スチールの網を含有していた。
前記の方法で得られた複合体から、直径20■の円板2
枚を切シぬいて正極活物質、負極活物質とした以外は実
施例1と全く同様の方法で電池の光・放電の繰シ返し実
験を行なったところ、光・放電効率が70係に低下する
までの光・放電の繰フ返し回数は686回でちった。ま
た、繰シ返し回数5回目のエネルギー密度は119 W
−br/klで、充・放電効率I′i98%であった。
枚を切シぬいて正極活物質、負極活物質とした以外は実
施例1と全く同様の方法で電池の光・放電の繰シ返し実
験を行なったところ、光・放電効率が70係に低下する
までの光・放電の繰フ返し回数は686回でちった。ま
た、繰シ返し回数5回目のエネルギー密度は119 W
−br/klで、充・放電効率I′i98%であった。
また、充電したままで62時間放置したところ、その自
己放電率吐25チであった。
己放電率吐25チであった。
実施例4
Bull 、Chem、Soc、Japan、 、51
.2091(1978)に記載されている方法で製造し
たぼり(・クラフェニレン)を1ton/crr?の圧
力で20w5φの円板状に成形したものを負極とした以
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663回まで第1回目の
放電時の電圧特性とほとんど同じであった。光・放電効
率が70係に低下するまでの繰返し回数は689回を記
録した。この電池のエネルギー密度け166W−h r
/kgであり、光・放電効率は93%であった。
.2091(1978)に記載されている方法で製造し
たぼり(・クラフェニレン)を1ton/crr?の圧
力で20w5φの円板状に成形したものを負極とした以
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663回まで第1回目の
放電時の電圧特性とほとんど同じであった。光・放電効
率が70係に低下するまでの繰返し回数は689回を記
録した。この電池のエネルギー密度け166W−h r
/kgであり、光・放電効率は93%であった。
また、充電したままで62時間放置したとこるぞ・
の自己放電率は3.4%であった。
の自己放電率は3.4%であった。
実施例5
実施例4で用いたポリ(ハラフェニレン)の代りにJ、
Polym、Sci 、 、Polym、Lets、、
、ed、 、18.9(1980)に記載されている
方法で製造したポ’) (2,5−チェニレン)を負極
に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。その結果光・放電効率が70%に低下する
までの繰返し回数は616回を記録した=この電池のエ
ネルギー密度Fi158W−hr/kPであシ、充・放
電効率は97g6であった。また、充電したままで62
時間放置したところその自己放電率は4.0%であった
。
Polym、Sci 、 、Polym、Lets、、
、ed、 、18.9(1980)に記載されている
方法で製造したポ’) (2,5−チェニレン)を負極
に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。その結果光・放電効率が70%に低下する
までの繰返し回数は616回を記録した=この電池のエ
ネルギー密度Fi158W−hr/kPであシ、充・放
電効率は97g6であった。また、充電したままで62
時間放置したところその自己放電率は4.0%であった
。
図は本発明の一具体例である非水二次電池の特性測定用
電池セルの断面概略図である。 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
隔膜、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 特許出願人 昭和電工株式会社 株式会社日立製作所
電池セルの断面概略図である。 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
隔膜、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 特許出願人 昭和電工株式会社 株式会社日立製作所
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 アセチレン高重合体を正極または正極と負極に用いた二
次電池において、電解液が有機溶媒、支持電解質および
下記の一般式で表わされるピロール系化合物からなるこ
とを特徴とする二次電池。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、式中R_1は水素原子または炭素数が5以下の
アルキル基、R_2は炭素数が5以下のアルキル基、n
は0、1または2である。〕
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59144494A JPS6124175A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59144494A JPS6124175A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124175A true JPS6124175A (ja) | 1986-02-01 |
Family
ID=15363645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59144494A Pending JPS6124175A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6124175A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0265821A3 (de) * | 1986-10-27 | 1990-01-17 | BASF Aktiengesellschaft | Elektrolyt für elektrochemische Zellen |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP59144494A patent/JPS6124175A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0265821A3 (de) * | 1986-10-27 | 1990-01-17 | BASF Aktiengesellschaft | Elektrolyt für elektrochemische Zellen |
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