JPS61279058A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPS61279058A JPS61279058A JP60119745A JP11974585A JPS61279058A JP S61279058 A JPS61279058 A JP S61279058A JP 60119745 A JP60119745 A JP 60119745A JP 11974585 A JP11974585 A JP 11974585A JP S61279058 A JPS61279058 A JP S61279058A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aniline
- triphenylamine
- copolymer
- positive electrode
- family compound
- 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
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Classifications
-
- 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
-
- 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 & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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】
[産業上の利用分野]
本発明は、エネルギー密度が高く、自己放電が小さく、
サイクルズを命が長く、かつ充・放電効率(クーロン効
率)の良好な非水電解液二次電池に関する。
サイクルズを命が長く、かつ充・放電効率(クーロン効
率)の良好な非水電解液二次電池に関する。
[従来の技#4]
主鎖に共役二重結合を有する高分子化合物を電極に用い
た、いわゆるポリマー電池は、高エネルギー密度二次電
池として期待されている。ポリマー電池に関してはすで
に多くの報告がなされており、例えば、ビー・ジエー・
ナイグレイ等、ジャーナル、・オブ・ザ・ケミカル・ツ
ナイアティ。
た、いわゆるポリマー電池は、高エネルギー密度二次電
池として期待されている。ポリマー電池に関してはすで
に多くの報告がなされており、例えば、ビー・ジエー・
ナイグレイ等、ジャーナル、・オブ・ザ・ケミカル・ツ
ナイアティ。
ケミカル・コミュニケーション、 1979年、第59
4頁(P、J、N+9reV等、J、C,S、、 Ch
ew、 Commum、。
4頁(P、J、N+9reV等、J、C,S、、 Ch
ew、 Commum、。
1979、594 ) ;ジャーナル・エレクトロケミ
カル・ソサイアテイ、 1981年、第1651頁(J
、EIectrochem、 Soc、、 1981
1651 ) 、特開昭56−136469号、同57
−121168号、同59−3870号、同59−38
72号、同59−3813号、同59 196566@
、同59−196573号、同59−203368号、
同59−203369号等をその一部としてあげること
ができる。
カル・ソサイアテイ、 1981年、第1651頁(J
、EIectrochem、 Soc、、 1981
1651 ) 、特開昭56−136469号、同57
−121168号、同59−3870号、同59−38
72号、同59−3813号、同59 196566@
、同59−196573号、同59−203368号、
同59−203369号等をその一部としてあげること
ができる。
また、共役高分子の一種であるアニリンを酸化重合して
得られるポリアニリンを水溶液系または非水溶媒系の電
池の電極として用いる提案もすでになされている〔エイ
・ジー・マツクダイアーミド等、ポリマー・プレプリフ
ッ。第25巻、ナンバー2.第248頁(1984年>
(A、G、l(acOiarmid等、Polym
er Preprints、 25. No、2.24
8(1984)) 、佐々木等、電気化学協会第50回
大会要旨集、123(1983) 、電気化学協会第5
1回大会要旨集、228(1984) )。
得られるポリアニリンを水溶液系または非水溶媒系の電
池の電極として用いる提案もすでになされている〔エイ
・ジー・マツクダイアーミド等、ポリマー・プレプリフ
ッ。第25巻、ナンバー2.第248頁(1984年>
(A、G、l(acOiarmid等、Polym
er Preprints、 25. No、2.24
8(1984)) 、佐々木等、電気化学協会第50回
大会要旨集、123(1983) 、電気化学協会第5
1回大会要旨集、228(1984) )。
[発明が解決しようする問題点]
しかし、従来公知のポリマーを電極に用いたポリマー電
池では、(1)高エネルギー密度、(it)低自己放電
、(Di)i!充・放電効率および(tV)長サイクル
寿命を同時に満足するものは得られていなかっlζ。
池では、(1)高エネルギー密度、(it)低自己放電
、(Di)i!充・放電効率および(tV)長サイクル
寿命を同時に満足するものは得られていなかっlζ。
[問題点を解決するための手段]
本発明とらは、前記4つの電池性能を同時に満足する二
次電池を得るべき種々検問した結梁、アニリン系化合物
とトリフ1ニルアミン系化合物との酸化共重合体を正極
に用いることによって、前記4つの電池性能を同時に満
足する非水電解液二次電池が得られることを見い出し、
本発明に到達した。
次電池を得るべき種々検問した結梁、アニリン系化合物
とトリフ1ニルアミン系化合物との酸化共重合体を正極
に用いることによって、前記4つの電池性能を同時に満
足する非水電解液二次電池が得られることを見い出し、
本発明に到達した。
正極として下記の一般式(I)で表わされるアニリン系
化合物と、下記の一般式(II)で表わされるトリフェ
ニルアミン系化合物との酸化共重合体を用いることを特
徴とする非水電解液二次電池に関する。
化合物と、下記の一般式(II)で表わされるトリフェ
ニルアミン系化合物との酸化共重合体を用いることを特
徴とする非水電解液二次電池に関する。
〔式中、R1〜R4Gよ水素原子、炭素数が1〜10の
アルキル基、または炭素数が1〜10のアルコキシ基で
あり、nは1または2である。〕本発明において用いら
れるアニリン系化合物は、前記一般式(I)で表わされ
るものであり、代表例としてはアニリン、2−メブルー
アニリン、3−メチル−アニリン、2.3−ジメチル−
アニリン、2,5−ジメチル−アニリン、3,5−ジメ
チル−アニリン、2−メトキシ−アニリン、3−メトキ
シ−アニリン、2.3−ジメトキシ−アニリン、2,5
−ジメトキシ−アニリン、3,5−ラメ1〜キシーアニ
リン、2−エト4−シーアニリン、3−エトキシ−アニ
リン、2.3−ジェトキシ−アニリン、3.5−ジェト
キシ−アニリン、2゜5−ジェトキシルアニリン等があ
げられる。
アルキル基、または炭素数が1〜10のアルコキシ基で
あり、nは1または2である。〕本発明において用いら
れるアニリン系化合物は、前記一般式(I)で表わされ
るものであり、代表例としてはアニリン、2−メブルー
アニリン、3−メチル−アニリン、2.3−ジメチル−
アニリン、2,5−ジメチル−アニリン、3,5−ジメ
チル−アニリン、2−メトキシ−アニリン、3−メトキ
シ−アニリン、2.3−ジメトキシ−アニリン、2,5
−ジメトキシ−アニリン、3,5−ラメ1〜キシーアニ
リン、2−エト4−シーアニリン、3−エトキシ−アニ
リン、2.3−ジェトキシ−アニリン、3.5−ジェト
キシ−アニリン、2゜5−ジェトキシルアニリン等があ
げられる。
また、本発明において用いられるトリフェニルアミン系
化合物は、前記一般式(II)で表わされるものであれ
ばいずれでもよく、代表例としてはトリフェニルアミン
があげられる。
化合物は、前記一般式(II)で表わされるものであれ
ばいずれでもよく、代表例としてはトリフェニルアミン
があげられる。
上記したアニリン系化合物とトリフェニルアミン系化合
物との酸化共重合体のうち、電池のエネルギー密度の点
からは、アニリン系化合物としてアニリンを使用し、ト
リフェニルアミン系化合物としてトリフェニルアミンを
使用したアニリンとトリフェニルアミンとの酸化共重合
体が好ましい。
物との酸化共重合体のうち、電池のエネルギー密度の点
からは、アニリン系化合物としてアニリンを使用し、ト
リフェニルアミン系化合物としてトリフェニルアミンを
使用したアニリンとトリフェニルアミンとの酸化共重合
体が好ましい。
酸化共重合体中のアニリン系化合物と、トリフェニルア
ミン系化合物の共重合組成比は、特に限定はされないが
、性能のより良好な電池を得る点からは、その干ル比が
アニリン系化合物/トリフェニルアミン系化合物−6〜
1≠噂であることが好ましい。
ミン系化合物の共重合組成比は、特に限定はされないが
、性能のより良好な電池を得る点からは、その干ル比が
アニリン系化合物/トリフェニルアミン系化合物−6〜
1≠噂であることが好ましい。
本発明において正極として用いられるアニリン系化合物
とトリフェニルアミン系化合物との酸化共重合体tよ、
電気化学的重合法または化学的重合法のいずれの方法で
も製造することができる。
とトリフェニルアミン系化合物との酸化共重合体tよ、
電気化学的重合法または化学的重合法のいずれの方法で
も製造することができる。
電気化学的重合法を用いる場合、七ツマ−の重合は陽極
酸化により行われる。そのためには例えば2〜20mA
/Cm2の電流密度が用いられる。多くは10〜300
ボルトの電圧が印加される。重合は好ましくはアニリン
系化合物とトリフェニルアミン巣化合物が可溶な補助液
体の存在下で行われる。
酸化により行われる。そのためには例えば2〜20mA
/Cm2の電流密度が用いられる。多くは10〜300
ボルトの電圧が印加される。重合は好ましくはアニリン
系化合物とトリフェニルアミン巣化合物が可溶な補助液
体の存在下で行われる。
そのためには水または極性右m溶剤を使用できる。
71ζ
社4と混合しつる溶剤を使用するときは生命の水を添加
してもよい。優れた有機溶剤は、アルコール、エーテル
例えばジオキサンまたはテトラヒドロフラン、アセトン
またはアセトニトリル、ジメチルホルムアミドまたはN
−メチルピロリドンである。
してもよい。優れた有機溶剤は、アルコール、エーテル
例えばジオキサンまたはテトラヒドロフラン、アセトン
またはアセトニトリル、ジメチルホルムアミドまたはN
−メチルピロリドンである。
昏
共重合は錯化合物化剤の散在下で行われる。これは、ア
ニオンとしてBF?、AsFイ。
ニオンとしてBF?、AsFイ。
ASFi 、 Sb Fii 、 Sb C吏−、PF
i。
i。
C愛Oイ、l−1801および5042−の基を含有す
る塩を意味する。
る塩を意味する。
これらの塩は、カチオンとして例えばH+、4級アンモ
ニウムカヂオン、リチウム、ナ1〜す「クムまたはカリ
ウムを含有する。この種の化合物の使用は既知であって
、本発明の対象ではない。これらの化合物は通常は酸化
共重合体がアニオン性錯化合物化剤を、20〜100モ
ル%含有する量で用いられる。
ニウムカヂオン、リチウム、ナ1〜す「クムまたはカリ
ウムを含有する。この種の化合物の使用は既知であって
、本発明の対象ではない。これらの化合物は通常は酸化
共重合体がアニオン性錯化合物化剤を、20〜100モ
ル%含有する量で用いられる。
酸化共重合体を化学的方法で製造する場合には、例えば
アニリン系化合物とトリフェニルアミン系化合物との混
合物を水溶液中で強酸により、または無礪の過酸化物例
えば過硫酸カリウムにより重合させることができる。こ
の方法によると、酸化共重合体が微粉末状で得られる。
アニリン系化合物とトリフェニルアミン系化合物との混
合物を水溶液中で強酸により、または無礪の過酸化物例
えば過硫酸カリウムにより重合させることができる。こ
の方法によると、酸化共重合体が微粉末状で得られる。
これらの方法においても塩が存在するので、酸化共重合
体は対応するアニオンにより錯化合物になっている。
体は対応するアニオンにより錯化合物になっている。
電極として使用しうる成形体は、種々の方法により得ら
れる。例えばアニリン系化合物とトリフェニルアミン系
化合物の陽極酸化共重合の場合は、通常、酸化共重合体
はアニオンにより錯化合物化され、そ()て使用陽極の
形を呈する共重合体が形成される。陽極が平らな形状な
らば、共重合体の平らな層が形成される。酸化共重合体
微粉末の製法を利用覆るときは、この微粉末を既知方法
により加圧および加熱下に成形体に圧縮成形することが
できる。多くの場合、室温〜300℃の温度および50
〜150バールの圧力が用いられる。アニオン性の錯化
合物化した酸化共重合体を製造するためのこの既知の方
法によれば、任意の形の成形体を得ることができる。即
ち、例えば薄膜、板または立体形態の成形物が用いられ
る。
れる。例えばアニリン系化合物とトリフェニルアミン系
化合物の陽極酸化共重合の場合は、通常、酸化共重合体
はアニオンにより錯化合物化され、そ()て使用陽極の
形を呈する共重合体が形成される。陽極が平らな形状な
らば、共重合体の平らな層が形成される。酸化共重合体
微粉末の製法を利用覆るときは、この微粉末を既知方法
により加圧および加熱下に成形体に圧縮成形することが
できる。多くの場合、室温〜300℃の温度および50
〜150バールの圧力が用いられる。アニオン性の錯化
合物化した酸化共重合体を製造するためのこの既知の方
法によれば、任意の形の成形体を得ることができる。即
ち、例えば薄膜、板または立体形態の成形物が用いられ
る。
アニオンで錯化合物化して得られる酸化共重合体は、そ
のまま本発明の二次電池の正極として用いてもよいし、
また錯化したアニオンを化学的または電気化学的に取り
除いたものを正極として用いてもよい。
のまま本発明の二次電池の正極として用いてもよいし、
また錯化したアニオンを化学的または電気化学的に取り
除いたものを正極として用いてもよい。
本発明の二次電池に用いられる負極は特に制限はなく、
例えばポリピロールおよびポリピロール誘導体、ポリチ
オフェンおよびポリチオフェン誘導体、ポリキノリン、
ボリアセン、ポリバラフェニレン、ポリアセチレン等の
ml性高分子、グラファイト、Ti 32等の層間化合
物、リチウム、ナトリウム、リチウム−アルミニウム等
のアルカリ金属またはその合金、または前記電導性高分
子とアルカリ金属またはその合金との複合体および積層
体等があげられるが、これらのうちで好ましいものとし
てはポリアセチレン、ポリバラフェニレン、リチウム−
アルミニウム合金をあげられる。
例えばポリピロールおよびポリピロール誘導体、ポリチ
オフェンおよびポリチオフェン誘導体、ポリキノリン、
ボリアセン、ポリバラフェニレン、ポリアセチレン等の
ml性高分子、グラファイト、Ti 32等の層間化合
物、リチウム、ナトリウム、リチウム−アルミニウム等
のアルカリ金属またはその合金、または前記電導性高分
子とアルカリ金属またはその合金との複合体および積層
体等があげられるが、これらのうちで好ましいものとし
てはポリアセチレン、ポリバラフェニレン、リチウム−
アルミニウム合金をあげられる。
本発明の二次電池の電極として用いられる酸化共重合体
および電導性高分子には、当該業者に良く知られている
ように他の適当な導電材料、例えばカーボンブラック、
アセチレンブラック、金属粉、金属繊維、炭素繊維専を
混合して用いてもよい。
および電導性高分子には、当該業者に良く知られている
ように他の適当な導電材料、例えばカーボンブラック、
アセチレンブラック、金属粉、金属繊維、炭素繊維専を
混合して用いてもよい。
また、ポリエチレン、変性ボリエブレン、ポリプロピレ
ン、ポリ(テトラフロロエチレン)、エチレンーブロビ
レンージエンーターボリマ−(EPDM) 、スルホン
化EPDM等の熱可塑性樹脂で補強してもよい。
ン、ポリ(テトラフロロエチレン)、エチレンーブロビ
レンージエンーターボリマ−(EPDM) 、スルホン
化EPDM等の熱可塑性樹脂で補強してもよい。
本発明の二次電池の°電解液の溶媒として単独または混
合して用いられる有機溶媒としては次のものがあげられ
る。
合して用いられる有機溶媒としては次のものがあげられ
る。
アルキレン ニトリル二個、クロトニトリル(液状Ii
!囲、−51,1℃〜120℃)トリアルキル ボレー
ト:例、ホウ酸トリメチル、(CH30)3 B (液
状範囲、−29,3℃〜67℃)テトラアルキル シリ
ケート二例、ケイ酸デトラメチル、(CH30)4 S
i (沸点、121℃)ニトロアルカン:例、ニトロ
メタン、 CH3NO2(液状範囲、−17℃〜100.8℃)ア
ルキルニトリル:例、アセトニトリル、CI−hcN
(液状範囲、−45℃〜81.6℃)ジアルキルアミ
ド:例、ジメチルホルムアミド、HCON (CH3)
2 (液状範囲、−60,48℃〜149℃) (液状範囲、−16℃〜202℃) モノカルボン酸エステル二例、酢fJxチル〈液状範囲
、−83,6−77、06℃)ソ オルトエステル二個、トルメチルオルトホルメート、H
C(OCH3)3 (沸点、103℃)(液状範囲
、−42〜206℃) ジアルキル カルレボネート二例、ジメチルカルボネー
ト、QC(OCH3)2 (液状範囲、2〜90
℃) (液状範囲、−48〜242℃) モノエーテル:例、ジエヂルエーテル (液状範囲、−116〜34,5℃) ポリエーテル:例、1.1−および1.2−ジメトキシ
エタン(液状範囲、それぞれ−113,2〜64.5℃
および一58〜83℃) 環式エーテル二g!4、テトラヒドロノラン(液状範囲
、−65〜67℃);1,3−ジオキンラン(液状範囲
、−95〜78℃) ニトロ芳香族:例、ニトロベンゼン (液状範囲、5.7〜210.8℃) 芳香族カルボン酸ハロゲン化物二側、塩化ベンゾイル(
液状範囲、0〜197℃)、臭化ベンゾイル(液状範1
i1fl、−24〜218℃)芳香族スルホン酸ハロゲ
ン化物二個、ベンゼンスルホニル クロライド (液状範囲、14.5〜251℃) 芳香族ホスホン酸二ハロゲン化物二側、ベンゼンホスホ
ニル ジクロライド(沸点、258℃)芳香族チオボス
ホン酸二ハロゲン化物:例、ベンゼン チオホスホニル
ジクロライド (沸点、5mで134℃) 3−メチルスルホラン (融点、−1℃)アル
キル スルポン耐ハロゲン化物:例、メタンスルホニル
クロライド(沸点、161℃)アルキル カルボン酸
ハロゲン化物:例、塩化アセデル(液状範囲、−112
〜50.9℃)、臭化アセチル(液状範囲、−96〜7
6℃)、塩化プロピオニル(液状範囲、−94〜80℃
〉 飽和複索環式化合物:例、テトラヒドロチオフェン(液
状範囲、−96℃〜121℃):3−メチル−2−オキ
サゾリドン(融点、1589℃)ジアルキル スルファ
ミン酸 ハロゲン化物:例、ジメチル スルファミル
クロライド (沸点、16a+mで80℃) アルキル ハロスルホネー)へ二例、クロロスルホン酸
エチル(沸点、151℃) 不飽和複−素環カルボン酸ハロゲン化物二個、塩化2−
フロイル(液状範囲、−2〜173℃)五貝不飽和複素
環式化合物二個、1−メチルビロール(沸点、114℃
) 、2.4−ジメチルチアゾール(沸点、144℃)
、フラン(液状範囲、−,85,65〜31.36℃) 二塩基カルボン酸のエステルおよび/またはハロゲン化
物:例、エチル オキサリル クロライド(沸点、13
5℃) U合アルキルスルホン酸ハロゲン化物/カルボン酸ハロ
ゲン化物二個、クロロスルホニル アセデル クロライ
ド(沸点、10.で98℃)ジアルキル スルホキシド
二個、ジメチル スルホキシド(液状範囲、18.4〜
189℃)ジアルキル9ルフエート:例、ジメチルサル
フェート(液状範囲、−31,75〜188.5℃)ジ
アルキル サルファイド:例、ジメチルサルファイド(
沸点、126℃) アルキレン サルファイド:例、エチレン グリコール
サルファイド(液状範囲一11〜173℃)ハロゲン
化アルカン;例、塩化メチレン(液状範囲、−95〜4
0℃) 、1.3−ジク[10プロパン(液状範囲、−
995〜120□4℃)前記のうらで好ましい有i溶媒
はスルホラン、クロトニトリル、ニトロベンゼン、デト
ラヒドロフラン、メチル置換テトラヒドロフラン、1,
3−ジオキソラン、3−メチル−2−オキナシリドン、
プロピレンまたはエチレンカーボネート、スルホラン、
γ−ブヂロラクトン、エチレン、グリコール サルファ
イド、ジメチルザルファイト、ジメチル スルホキシド
、および1.1−ならびに1,2−ジメトキシエタンで
あり、特に好ましい有機溶媒としては、プロピレンカー
ボネートとジメトキシエタンとの混合溶媒、スルホラン
とジメトキシエタンとの混合溶媒をあげることができる
。なぜならばこれらは電池成分に対して化学的に最も不
活性であると思われ、また広い液状範囲を有するからで
あり、特にこれらは正極物質を高度に、かつ効率的に利
用可能とするからである。
!囲、−51,1℃〜120℃)トリアルキル ボレー
ト:例、ホウ酸トリメチル、(CH30)3 B (液
状範囲、−29,3℃〜67℃)テトラアルキル シリ
ケート二例、ケイ酸デトラメチル、(CH30)4 S
i (沸点、121℃)ニトロアルカン:例、ニトロ
メタン、 CH3NO2(液状範囲、−17℃〜100.8℃)ア
ルキルニトリル:例、アセトニトリル、CI−hcN
(液状範囲、−45℃〜81.6℃)ジアルキルアミ
ド:例、ジメチルホルムアミド、HCON (CH3)
2 (液状範囲、−60,48℃〜149℃) (液状範囲、−16℃〜202℃) モノカルボン酸エステル二例、酢fJxチル〈液状範囲
、−83,6−77、06℃)ソ オルトエステル二個、トルメチルオルトホルメート、H
C(OCH3)3 (沸点、103℃)(液状範囲
、−42〜206℃) ジアルキル カルレボネート二例、ジメチルカルボネー
ト、QC(OCH3)2 (液状範囲、2〜90
℃) (液状範囲、−48〜242℃) モノエーテル:例、ジエヂルエーテル (液状範囲、−116〜34,5℃) ポリエーテル:例、1.1−および1.2−ジメトキシ
エタン(液状範囲、それぞれ−113,2〜64.5℃
および一58〜83℃) 環式エーテル二g!4、テトラヒドロノラン(液状範囲
、−65〜67℃);1,3−ジオキンラン(液状範囲
、−95〜78℃) ニトロ芳香族:例、ニトロベンゼン (液状範囲、5.7〜210.8℃) 芳香族カルボン酸ハロゲン化物二側、塩化ベンゾイル(
液状範囲、0〜197℃)、臭化ベンゾイル(液状範1
i1fl、−24〜218℃)芳香族スルホン酸ハロゲ
ン化物二個、ベンゼンスルホニル クロライド (液状範囲、14.5〜251℃) 芳香族ホスホン酸二ハロゲン化物二側、ベンゼンホスホ
ニル ジクロライド(沸点、258℃)芳香族チオボス
ホン酸二ハロゲン化物:例、ベンゼン チオホスホニル
ジクロライド (沸点、5mで134℃) 3−メチルスルホラン (融点、−1℃)アル
キル スルポン耐ハロゲン化物:例、メタンスルホニル
クロライド(沸点、161℃)アルキル カルボン酸
ハロゲン化物:例、塩化アセデル(液状範囲、−112
〜50.9℃)、臭化アセチル(液状範囲、−96〜7
6℃)、塩化プロピオニル(液状範囲、−94〜80℃
〉 飽和複索環式化合物:例、テトラヒドロチオフェン(液
状範囲、−96℃〜121℃):3−メチル−2−オキ
サゾリドン(融点、1589℃)ジアルキル スルファ
ミン酸 ハロゲン化物:例、ジメチル スルファミル
クロライド (沸点、16a+mで80℃) アルキル ハロスルホネー)へ二例、クロロスルホン酸
エチル(沸点、151℃) 不飽和複−素環カルボン酸ハロゲン化物二個、塩化2−
フロイル(液状範囲、−2〜173℃)五貝不飽和複素
環式化合物二個、1−メチルビロール(沸点、114℃
) 、2.4−ジメチルチアゾール(沸点、144℃)
、フラン(液状範囲、−,85,65〜31.36℃) 二塩基カルボン酸のエステルおよび/またはハロゲン化
物:例、エチル オキサリル クロライド(沸点、13
5℃) U合アルキルスルホン酸ハロゲン化物/カルボン酸ハロ
ゲン化物二個、クロロスルホニル アセデル クロライ
ド(沸点、10.で98℃)ジアルキル スルホキシド
二個、ジメチル スルホキシド(液状範囲、18.4〜
189℃)ジアルキル9ルフエート:例、ジメチルサル
フェート(液状範囲、−31,75〜188.5℃)ジ
アルキル サルファイド:例、ジメチルサルファイド(
沸点、126℃) アルキレン サルファイド:例、エチレン グリコール
サルファイド(液状範囲一11〜173℃)ハロゲン
化アルカン;例、塩化メチレン(液状範囲、−95〜4
0℃) 、1.3−ジク[10プロパン(液状範囲、−
995〜120□4℃)前記のうらで好ましい有i溶媒
はスルホラン、クロトニトリル、ニトロベンゼン、デト
ラヒドロフラン、メチル置換テトラヒドロフラン、1,
3−ジオキソラン、3−メチル−2−オキナシリドン、
プロピレンまたはエチレンカーボネート、スルホラン、
γ−ブヂロラクトン、エチレン、グリコール サルファ
イド、ジメチルザルファイト、ジメチル スルホキシド
、および1.1−ならびに1,2−ジメトキシエタンで
あり、特に好ましい有機溶媒としては、プロピレンカー
ボネートとジメトキシエタンとの混合溶媒、スルホラン
とジメトキシエタンとの混合溶媒をあげることができる
。なぜならばこれらは電池成分に対して化学的に最も不
活性であると思われ、また広い液状範囲を有するからで
あり、特にこれらは正極物質を高度に、かつ効率的に利
用可能とするからである。
本発明の二次電池の電解液に用いられる支持電解質の代
表的なカチオン成分としては、例えばポーリングの電気
隙性度値が1.6を超えない金属の金属陽イオンかまた
は一般式がR4−xMHx+またはR3E+ (但し、
Rは炭素数が1〜10のアルキル基またはアリール基、
MはN、PまたはAS原子、EはOまたはS原子、Xは
0から4までの整数)で表わされる有機陽イオンがあげ
られる。
表的なカチオン成分としては、例えばポーリングの電気
隙性度値が1.6を超えない金属の金属陽イオンかまた
は一般式がR4−xMHx+またはR3E+ (但し、
Rは炭素数が1〜10のアルキル基またはアリール基、
MはN、PまたはAS原子、EはOまたはS原子、Xは
0から4までの整数)で表わされる有機陽イオンがあげ
られる。
また、支持電解質の代表的なアニオン成分としては、例
えばC10″i、 PFi 、 AS Fii 。
えばC10″i、 PFi 、 AS Fii 。
ASFイ、803 CF’i 、BFiおJ:びBR?
(但し、Rは炭素数が1〜10のアルキル基またはアリ
ール基)等があげられる。
(但し、Rは炭素数が1〜10のアルキル基またはアリ
ール基)等があげられる。
支持電解質の具体例としては、LiPF5゜Li Sb
Fa 、Li ClO4,Li As Fo 。
Fa 、Li ClO4,Li As Fo 。
CF3303 Li 、Li BF4 、Li B (
Bu)s 。
Bu)s 。
Li B (Et)z (Btl)2 、 Na P
Fe 。
Fe 。
Na BF4 、 Na As Fe 、 Na B
(Bu)、4 。
(Bu)、4 。
KB (814)4 、 ′KAs Faなどをあげる
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一種類または二種類以上を
混合して使用してもよい。
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一種類または二種類以上を
混合して使用してもよい。
支持電解質の濃度は、正極に用いる酸化共重合体の種類
、陰極の種類、充電条件、作動温度、支持電解質の種類
および有機溶媒の種類等によって異なるので一概には規
定することはできないが、一般には0.5〜10モル/
吏の範凹内であることが好ましい。電解液は均−系でも
不均一系でもよい。
、陰極の種類、充電条件、作動温度、支持電解質の種類
および有機溶媒の種類等によって異なるので一概には規
定することはできないが、一般には0.5〜10モル/
吏の範凹内であることが好ましい。電解液は均−系でも
不均一系でもよい。
本発明の二次電池において、酸化共重合体にドープされ
るドーパントの間は、酸化共重合体中のN原子畳の繰り
返し単位1モルに対して、20〜150モル%であり、
好ましくは20〜100モル%である。
るドーパントの間は、酸化共重合体中のN原子畳の繰り
返し単位1モルに対して、20〜150モル%であり、
好ましくは20〜100モル%である。
ドープ恐は、電解の際に流れた電気量を測定することに
よって自由に副葬することができる。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。
よって自由に副葬することができる。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。
本発明においては、必要ならばボリエヂレン、ポリプロ
ピレンのごどき合成樹脂製の多孔質膜や天然繊維紙を隔
膜として用いても一向に差し支えない。
ピレンのごどき合成樹脂製の多孔質膜や天然繊維紙を隔
膜として用いても一向に差し支えない。
また、本発明の二次電池に用いられる電極のある種のも
のは、酸素または水と反応して電池の性能を低下させる
場合もあるので、電池は密閉式にして実質的に無酸素お
よび無水の状態であることが望ましい。
のは、酸素または水と反応して電池の性能を低下させる
場合もあるので、電池は密閉式にして実質的に無酸素お
よび無水の状態であることが望ましい。
[発明の効果]
本発明の非水電解液二次電池は、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、電気量8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。
し、充・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、電気量8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。
[実施例]
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
[l!2化共化合重合体造方法]
ガラス容器に蒸留水、I」BF4、アニリンおよびトリ
フェニルアミンを加え、I」B F 4のamが1.5
Tニル、アニリンおよびトリフェニルアミンの濃度がそ
れぞれ0.6モルおよび0.2モルになるように調製し
た。水溶液中に2ctRの間隔で各々6dの2つの白金
電極を装入した後、攪拌下に電気量120アンペア・秒
で電解した。この際、陽極板上に黒紫色の酸化共重合体
が析出した。被覆された陽極を蒸留水で3回繰り返し洗
浄し、次いで20℃で真空乾燥後、生成した酸化共重合
体フィルムをC:I−1:N:B:F−8,08;
7.03 ; 1.00 :0.34 : 1.4
0であった。この値から、この酸化共重合体は、トリフ
ェニルアミン1分子に対して、約5分子のアニリンが重
合した構造をとっていることが推定される。また、この
酸化共重合体には、BF4アニオンが約35モル%存在
していることも確認された。
フェニルアミンを加え、I」B F 4のamが1.5
Tニル、アニリンおよびトリフェニルアミンの濃度がそ
れぞれ0.6モルおよび0.2モルになるように調製し
た。水溶液中に2ctRの間隔で各々6dの2つの白金
電極を装入した後、攪拌下に電気量120アンペア・秒
で電解した。この際、陽極板上に黒紫色の酸化共重合体
が析出した。被覆された陽極を蒸留水で3回繰り返し洗
浄し、次いで20℃で真空乾燥後、生成した酸化共重合
体フィルムをC:I−1:N:B:F−8,08;
7.03 ; 1.00 :0.34 : 1.4
0であった。この値から、この酸化共重合体は、トリフ
ェニルアミン1分子に対して、約5分子のアニリンが重
合した構造をとっていることが推定される。また、この
酸化共重合体には、BF4アニオンが約35モル%存在
していることも確認された。
また、この酸化共重合体の電気伝導度(直流四端子法)
は20℃で10−1Ω−1・(:ll”であった。
は20℃で10−1Ω−1・(:ll”であった。
[膜状アセチレン高重合体の製造]
千
窒素雰囲気ゝ北′で内容積500 tmのガラス製反応
容器に 1.77のチタニウムテトラブト主1ナイドを
加え、30+tl!のアニソールに溶かし、次いで2.
7dのトリエチルアルミニウムをIJjしながら加えて
触媒溶液を調製した。
容器に 1.77のチタニウムテトラブト主1ナイドを
加え、30+tl!のアニソールに溶かし、次いで2.
7dのトリエチルアルミニウムをIJj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り、膜状のアセチレン
81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して重合を停止した。
81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、−78
℃に保ったままvi製トルエン10(1−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81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、こ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180μ肌で、シス含旦98%の膜
状アセチレン高重合体を得た。また、この膜状アセチレ
ン高重合体の嵩さ密度は0.309/CCであり、その
電気伝導度(直流四端子法)は20℃で3.2X10−
9Ω−1・Crn−1であった。
℃に保ったままvi製トルエン10(1−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81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、こ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180μ肌で、シス含旦98%の膜
状アセチレン高重合体を得た。また、この膜状アセチレ
ン高重合体の嵩さ密度は0.309/CCであり、その
電気伝導度(直流四端子法)は20℃で3.2X10−
9Ω−1・Crn−1であった。
[電池実jli]
前記の方法で得られたアニリンとトリフェニルアミンと
の酸化共重合体フィルムおよび膜状アセチレン重合体か
ら、それぞれ直径20Illl11の円板を切り抜いて
、それぞれを正極および負極の活物質として、電池を構
成した。但し、アニリンとトリフェニルアミンとの酸化
共重合体は、N+−(40H水溶液に含浸させることに
より、BF4アニオンを取り除いた状態で用いた。
の酸化共重合体フィルムおよび膜状アセチレン重合体か
ら、それぞれ直径20Illl11の円板を切り抜いて
、それぞれを正極および負極の活物質として、電池を構
成した。但し、アニリンとトリフェニルアミンとの酸化
共重合体は、N+−(40H水溶液に含浸させることに
より、BF4アニオンを取り除いた状態で用いた。
図は、本発明の一員体例である非水電解液二次電池の特
性測定用電池セルの断面概略図であり、1は負極用白金
リード線、2は直径20m+、80メツシュの負極用白
金網集電体、3は直径20m+の円板状負極、4は直径
20mの円形の多孔質ポリプロピレン製隔膜で、電解液
を充分含浸できる厚さにしたもの、5は直径20馴の円
板状正極、6は直径20m1%80メツシユの正極用白
金WJ東電電体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。
性測定用電池セルの断面概略図であり、1は負極用白金
リード線、2は直径20m+、80メツシュの負極用白
金網集電体、3は直径20m+の円板状負極、4は直径
20mの円形の多孔質ポリプロピレン製隔膜で、電解液
を充分含浸できる厚さにしたもの、5は直径20馴の円
板状正極、6は直径20m1%80メツシユの正極用白
金WJ東電電体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、さらに正極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、
さら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、さらに正極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、
さら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。
電解液どしては、常法に従って蒸留脱水したプロピレン
カーボネート−1,2−ジメトキシエタン(体積比1:
1)の混合溶媒に溶解したLiBF4の1モル/l溶液
を用いた。
カーボネート−1,2−ジメトキシエタン(体積比1:
1)の混合溶媒に溶解したLiBF4の1モル/l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(2,0mA/cd)で正極および負
極へのドーピング洛がそれぞれ100モル%および5モ
ル%に相当づ゛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(2,0mA/cd)で、放電を行
ない電池電圧が0.20 V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・放電の繰り返し試験を行
なったところ、充・放電効率が70%に低下するまでに
充・放電の繰り返し回数は、820回を記録した。
中で、一定電流下(2,0mA/cd)で正極および負
極へのドーピング洛がそれぞれ100モル%および5モ
ル%に相当づ゛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(2,0mA/cd)で、放電を行
ない電池電圧が0.20 V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・放電の繰り返し試験を行
なったところ、充・放電効率が70%に低下するまでに
充・放電の繰り返し回数は、820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、132
W −hr/Kgで、最高充・放電効率は100%であ
った。また、充電したままで60時間放置したところ、
その自己放電率は1.5%であった。
W −hr/Kgで、最高充・放電効率は100%であ
った。また、充電したままで60時間放置したところ、
その自己放電率は1.5%であった。
実施例 2
実施例1において、負極に用いたアセヂレン高重合体の
代りに、ブリチン・オブ・ケミカル・ソサイアティ・オ
ブ・ジャパン、第51巻、第2091頁(1978年)
(Bull Chcm、 Soc、 Japan、
、 512091(19rg)に記載されている方法
で製造したポリパラフェニレンを1ton/iの圧力で
20m+φの円板状に成形したものを負極として用いた
以外は、実施例1と全く同じ方法で〔電池実験〕を行な
りた結果、充・放電効率が70%に低下するまでの繰り
返し回数は718回を記録した。この電池のエネルギー
密度は128W −hr/に9であり、最高充・放電効
率は100%であった。また、充電したままで63時間
放置したところその自己放電率は1.8%であった。
代りに、ブリチン・オブ・ケミカル・ソサイアティ・オ
ブ・ジャパン、第51巻、第2091頁(1978年)
(Bull Chcm、 Soc、 Japan、
、 512091(19rg)に記載されている方法
で製造したポリパラフェニレンを1ton/iの圧力で
20m+φの円板状に成形したものを負極として用いた
以外は、実施例1と全く同じ方法で〔電池実験〕を行な
りた結果、充・放電効率が70%に低下するまでの繰り
返し回数は718回を記録した。この電池のエネルギー
密度は128W −hr/に9であり、最高充・放電効
率は100%であった。また、充電したままで63時間
放置したところその自己放電率は1.8%であった。
実施例 3
実施例1において、負極に用いたアセヂレン高重合体の
代りにLi−A1合a(原子比が1:1)を負極に用い
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。その結果充・放電効率が70%に低下するまで
の繰返し回数は878回を記録した。この°電池のエネ
ルギー密度は185W・hr/Kgであり、最高充・放
電効率は100%であった。また、充電したままで63
時間放置したところその自己放電率は1,2%であった
。
代りにLi−A1合a(原子比が1:1)を負極に用い
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。その結果充・放電効率が70%に低下するまで
の繰返し回数は878回を記録した。この°電池のエネ
ルギー密度は185W・hr/Kgであり、最高充・放
電効率は100%であった。また、充電したままで63
時間放置したところその自己放電率は1,2%であった
。
図は本発明の一興体例である非水電解液二次電池の特性
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
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
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 正極、負極および非水電解液を主要構成要素とする非水
電解液二次電池において、正極として下記の一般式(
I )で表わされるアニリン系化合物と、下記の一般式(
II)で表わされるトリフェニルアミン系化合物との酸化
共重合体を用いることを特徴とする非水電解液二次電池
。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R_1〜R_4は水素原子、炭素数が1〜10
のアルキル基、または炭素数が1〜10のアルコキシ基
であり、nは1または2である。〕
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60119745A JPS61279058A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60119745A JPS61279058A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61279058A true JPS61279058A (ja) | 1986-12-09 |
Family
ID=14769091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60119745A Pending JPS61279058A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61279058A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108976393A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-12-11 | 浙江工业大学 | 聚[1,3,5-三(4-二苯基氨基苯基)苯]有机微介孔聚合物材料及其制备和应用 |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP60119745A patent/JPS61279058A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108976393A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-12-11 | 浙江工业大学 | 聚[1,3,5-三(4-二苯基氨基苯基)苯]有机微介孔聚合物材料及其制备和应用 |
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