JPS6224554A - 電池 - Google Patents

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】 伎森分災 本発明は、高分子物質を電極活物質として用いた二次電
池に関する。

災釆件抜遵 ポリアセチレンのような共役二重結合を有する有機高分
子化合物は、電気化学的にアニオンまたはカチオンをド
ーピングすることによりｐ型あるいはｎ型の導電性高分
子となることが知られており［Ｊ、　Ｃ，Ｓ、　Ｃｈｅ
ｍ、　Ｃｏｍｍ１（１９７９）Ｐ５９４〜５９５］　、
これらの導電性高分子を電極として用いた電池が提案さ
れている。この電池は従来の二次電池に比ベエネルギー
密度が高く、軽量、薄型電池として注目されている。

この電池は、電極活物質として高分子物質を用い、電気
化学的に電解質カチオンまたはアニオンを取り込むこと
により充電され、これらを放出することにより外部回路
を通して電気エネルギーが取り出される。このような高
分子物質は、電極活物質として優れているが、同時に集
電体としての役目を持たせるには、酸化安定性やドーパ
ント放出状態での電気型導度の点で問題が大きいのが現
状である。そこで、電気抵抗が小さい導電材料を集電体
として用いることが行われている。

しかしながら、プラスチック製の外側容器を用い、リー
ド線を取り出すタイプの電池においては、電子が集電体
に直接流入することが避けられず、この結果、エネルギ
ー密度の低下や充放電効率の低下が起こる。

凡吸■豆孜 本発明は、電子の集電体への直接流入を防止して電池特
性を改善することを目的とする。

光更段夏或 本発明の電池は、高分子物質を電極活物質として用いた
電極を有する二次電池において、該電極の片面が電気抵
抗１０ａΩ・Ｃｍ以上の高抵抗層で被覆されていること
を特徴とする。

以下、添付図面に沿って本発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は本発明の構成例を示す断面図である。

陽極】１および陰極２１がセパレータ３１を介して対向
して配設されており、この電極アッセンブリ１０が電槽
（図示せず）に収納され、ドーパントを含む電解液がセ
パレータ３１部を中心として電槽内に満たされ二次電池
が形成される。プレート状の陽極ＩＪは、集電体１３と
この集電体１３上に形成された電極活物質１５とから構
成され、さらに、陰極２１との対向面の反対面側の電極
活物質１５上は、高抵抗層１７で被覆されている。同様
に、陰極２１は、集電体２３とこの集電体２３上に形成
された電極活物質２５とから構成され、さらに、陽極１
１との対向面の反対面側の電極活物質２５上には、高抵
抗層２７が設けられている。３３．３５はリード線を示
す。

電池の充放電に際しては、＠極活物質と電解液との間で
電子のやりとりが行われる。このとき、電子の集電体へ
の直接流入が起こり、電流効率および充放電効率が低下
してしまう。この現象は、とくに対向電極面でない電極
面で顕著であるが、本発明ではこの面が高抵抗層により
被覆されているので、電子の集電体への直接流入を有効
に防止できる。

電極活物質としては、たとえば、ポリアセチレン、ポリ
パラフェニレン、ポリ（３−メチル−２，５−チェニレ
ン）、ポリピロール、ポリフェニルアセチレン、さらに
はポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリ−α−シア
ンアクリル等の熱分解物などの高分子物質が挙げられる
。

これら活物質は膜状、ペレット状などの形をとることが
できる。

集電体としては、金属、カーボンなどの導電体が用いら
れる。

高抵抗層１７は、電気抵抗が１０８Ω・ｃｍ以上の高抵
抗ないし絶縁性の物質で形成さ九、電解液溶媒に対して
不溶で、かつ、電池を構成する要素と反応性のない材料
が好ましい。高抵抗層はコーティング用塗料で形成する
ことが好ましく、この塗料用樹脂としてはメラニン樹脂
、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、アク
リル樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素
樹脂等の熱可塑性樹脂など一般的な樹脂が用いられる。

これら樹脂はガラス転移点（Ｔｇ）が６０℃以上である
ことが適当である。ガラス転移点が６０℃未満であると
、経時で固体電解質となり、イオン導電性が生じて効果
が減少してしまう。成膜性、密着性、電解液中での膨潤
が少ない点で、ウレタン系またはエポキシ系の硬化性樹
脂、フッ素樹脂、ポリアクリロニトリルなどが好ましい
。

電池の電解液の支持電解質としては、 （１）ＰＦ６−、ＳｂＦ、−、ＡｓＦ５−．５ｂＣ１，
−の如きＶａ族の元素のハロゲン化物アニオン、ＢＦ４
−の如きｍａ族の元素のハロゲン化物アニオン、ＣｌＯ
４−の如き過塩素酸アニオンなどの陰イオンドーパント
；・ （２）Ｌｉ”、に＋の如きアルカリ金属イオン、Ｒ’Ｎ
”　（Ｒ：炭素数１〜２０の炭化水素基）などの陽イオ
ンドーパント を例示することができる。陽イオンドーパントはｎ型の
電導性共役高分子を与え、陰イオンドーパントはｐ型を
与える。

上記のドーパントを与える化合物の具体例としては、Ｌ
　ｉ　Ｐ　Ｆ、、Ｌ　ｉ　Ｓ　ｂ　Ｆ、、Ｌ　ｉ　Ａ　
ｓ　Ｆ、。

Ｌ　ｉ　ＣＩ　Ｏ４，Ｎ　ａ　Ｃｌ○、、ＫＩ、ＫＰＦ
、’。

ＫＳ　ｂ　Ｆ、、ＫＡｓ　Ｆ、、ＫＣｌＯ２゜［（ｎ　
−Ｂ　ｕ）、Ｎ）”　・（Ａ　ｓ　Ｆ、）″。

［（ｎ−Ｂｕ）、Ｎ］”・ＣｌＯ４−、ＬｉＡｌＣｌ４
゜Ｌ　ｉ　Ｂ　Ｆ、などが例示される（Ｂｕニブチル基
）、。

電池の電解液の溶媒としては、非プロトン性溶媒で比誘
電率の大きい極性非プロトン性溶媒といわれるものが好
ましい。具体的には、たとえばケトン類、ニトリル類、
エステル類、カーボネート類、ニトロ化合物、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
もニトリル類、カーボネート類、スルホラン系化合物が
好ましい。この代表例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、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、３−メチルス
ルホラン等を挙げることができる。

第２図は本発明の他の構成例を示し、電極活物質１５．
２５の対向面と反対側の面上に、集電体１３’、２３’
が設けられて陽極１１および陰極２１が形成されている
。さらに、この集電体１３’、２３’上に、それぞれ高
抵抗層１７．２７が設けられて電極アセラセンブリ１０
が形成され、第１図の実施例と同様に二次電池を構成す
る。

集電体１３”　、　２３’は、第１図の場合と同様に導
電材料から形成されるが、フレキシブルな導電層で形成
することが好ましい。導電層としては電気抵抗が１０２
Ω・ｃｍ以下のものが適当であり、たとえば、Ｎｉ＋　
Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇなどの金属箔または金属蒸着膜
、あるいはカーボン、金属などの良導体を樹脂バインダ
ー中に分散せしめた複合導電層などを用いることができ
る。

このような導電層で集電体を構成することにより、フレ
キシブルな可撓性電池とすることができる。他の構成部
材については、第１図の場合と同様である。

第３図に示した電池は、一方の電極（陰極２１）が金属
からなる以外は、第２図に示したものと同様である。こ
のような金属としてはＬｉ。

Ｚｎ、Ｃｄなどが用いられる。

光１目と１果 本発明によれば、電極の片面が高抵抗層で被覆されてい
ることにより、電子の集電体への直接流入を防止し、電
流効率および充放電効率を向上させることができる。

実施例 後記の第１表に示した各電極を用い、高抵抗層を設けた
もの（実施例１〜３）と、高抵抗層を設けないもの（比
較例１〜２についての必要な充電時間を比較した。電解
液としては１モル−リチウムバークロレート／プロピレ
ンカーボネートを使用した。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明の電池の構成例を示す断面図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、高分子物質を電極活物質として用いた電極を有する
   二次電池において、該電極の片面が電気抵抗１０＾８Ω
   ・ｃｍ以上の高抵抗層で被覆されていることを特徴とす
   る電池。