JPS6266571A - 有機電池 - Google Patents
有機電池Info
- Publication number
- JPS6266571A JPS6266571A JP60205912A JP20591285A JPS6266571A JP S6266571 A JPS6266571 A JP S6266571A JP 60205912 A JP60205912 A JP 60205912A JP 20591285 A JP20591285 A JP 20591285A JP S6266571 A JPS6266571 A JP S6266571A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iodine
- polyacetylene
- discharge
- active material
- battery
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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、有機半導体を電極活物質として用いた電池に
関するものである。
関するものである。
従来の有機電池（ポリマーバッテリー）は、正極活物質
に有機半導体（例えば、ポリアセチレン）負極活物質に
リチウム又はアルミニウムーリチウム合金、そして電解
液としては過塩素酸リチウムを炭酸プリピレンなどに溶
かしたものを用いている。
に有機半導体（例えば、ポリアセチレン）負極活物質に
リチウム又はアルミニウムーリチウム合金、そして電解
液としては過塩素酸リチウムを炭酸プリピレンなどに溶
かしたものを用いている。
前記従来の有機電池においては、自己放電が多く、また
サイクル寿命が短いという問題点がある。
サイクル寿命が短いという問題点がある。
本発明は、ポリアセチレンにヨウ素を濃度３〜１３ｍｏ
１％ドープしたものを正極活物質としたものである。
１％ドープしたものを正極活物質としたものである。
有機電池にヨウ素を加えることにより、ポリアセチレン
とは強い結合をしていないヨウ素分子が放電時に電解液
に溶出し、放電容量が大きくなる。
とは強い結合をしていないヨウ素分子が放電時に電解液
に溶出し、放電容量が大きくなる。
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図は本発明になる有機電池の一実施例の全体構成を
示す縦断面図で、ｌａ、ｌｂは正極活物質で、ヨウ素を
ドープしたポリアセチレンであり、１５鶴×１００鰭、
厚み０．１ｍの大きさを有している。２ａ、２ｂは負極
活物質で、リチウム金属である。３はセパレータで、ポ
リプロピレン不織布である。４は電解液で、過塩素酸リ
チウム（ＬｉＣｊｌ！０４）とビロールをそれぞれ１．
５ ｍ 。
示す縦断面図で、ｌａ、ｌｂは正極活物質で、ヨウ素を
ドープしたポリアセチレンであり、１５鶴×１００鰭、
厚み０．１ｍの大きさを有している。２ａ、２ｂは負極
活物質で、リチウム金属である。３はセパレータで、ポ
リプロピレン不織布である。４は電解液で、過塩素酸リ
チウム（ＬｉＣｊｌ！０４）とビロールをそれぞれ１．
５ ｍ 。
１／ｄｍ” （＝１．５Ｍ）？１度になる様に炭酸プ
ロピレン（Ｐ Ｃ）に溶解させたものである。電解質と
しては、Ｌ ｉ ＣＩ Ｏａの他にＬｉＢＦ４、（ｎ
Ｂ ｕ） ａ Ｎ Ｃｌ ０４、（ｎ Ｂｕ）４Ｎ
ＰＦ＊、 （Ｃ２Ｈｓ ） ４ Ｎ ＣＩ Ｏ４、（ＣＨｓ ）
ａ Ｎ ＣＩ Ｏａなどでもよい。また電解溶媒は、炭
酸プロピレンの他に、ジメチルスルホキシド、アセトニ
トリル、ジメチルアミド、γ−ブチロラクトン、テトラ
ヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキ
サン、ジエチレングリコール・ジエチルエーテル、ジエ
チレングリコール・ジメチルエーテル、１，３−ジオキ
サンなどの極性有機溶媒を単独でまたは混合して用いて
もよい。電解液濃度は１．５ｍｏｌ／ｄｍ’に限らず、
希望電池性能に見合った濃度のものを、用いればよい。
ロピレン（Ｐ Ｃ）に溶解させたものである。電解質と
しては、Ｌ ｉ ＣＩ Ｏａの他にＬｉＢＦ４、（ｎ
Ｂ ｕ） ａ Ｎ Ｃｌ ０４、（ｎ Ｂｕ）４Ｎ
ＰＦ＊、 （Ｃ２Ｈｓ ） ４ Ｎ ＣＩ Ｏ４、（ＣＨｓ ）
ａ Ｎ ＣＩ Ｏａなどでもよい。また電解溶媒は、炭
酸プロピレンの他に、ジメチルスルホキシド、アセトニ
トリル、ジメチルアミド、γ−ブチロラクトン、テトラ
ヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキ
サン、ジエチレングリコール・ジエチルエーテル、ジエ
チレングリコール・ジメチルエーテル、１，３−ジオキ
サンなどの極性有機溶媒を単独でまたは混合して用いて
もよい。電解液濃度は１．５ｍｏｌ／ｄｍ’に限らず、
希望電池性能に見合った濃度のものを、用いればよい。
またビロールの代わりに、チオフェン、フランなど、正
極上で電解重合し、被膜のできるものならよい。これら
の添加剤の濃度は、これらが重合してできた被膜が十分
に正極上を覆う量が必要であり、１〜３ ｍ ｏ １
／ ｌ程度が適当である。５−は正極リード線でチタン
線を使用しである。６は負極リード線でニッケル線、ま
たはニッケルメッキしたチタン線もしくは銅線を使用し
である。７は絶縁板で、正極活物質１ａ、ｌｂがケース
１０と接触しないようにする為のもので、ポリプロピレ
ン製で負極リード線６を通す穴がおいている。８はフタ
で、ポリプロピレン製である。
極上で電解重合し、被膜のできるものならよい。これら
の添加剤の濃度は、これらが重合してできた被膜が十分
に正極上を覆う量が必要であり、１〜３ ｍ ｏ １
／ ｌ程度が適当である。５−は正極リード線でチタン
線を使用しである。６は負極リード線でニッケル線、ま
たはニッケルメッキしたチタン線もしくは銅線を使用し
である。７は絶縁板で、正極活物質１ａ、ｌｂがケース
１０と接触しないようにする為のもので、ポリプロピレ
ン製で負極リード線６を通す穴がおいている。８はフタ
で、ポリプロピレン製である。
９は正極端子で、フタ８と密着しており、前記電解液４
が外部に漏れないようになっており、また、その下部で
正極リード線５と結ばれている。１０は負極端子として
作用するケースでアルミニウム製である。
が外部に漏れないようになっており、また、その下部で
正極リード線５と結ばれている。１０は負極端子として
作用するケースでアルミニウム製である。
なお、ポリアセチレンへのヨウ素のドーピングは、真空
中にヨウ素とポリアセチレンを同居させ、自然にヨウ素
ガスがポリアセチレン膜内に浸入していくガスドーピン
グ法で行なった。
中にヨウ素とポリアセチレンを同居させ、自然にヨウ素
ガスがポリアセチレン膜内に浸入していくガスドーピン
グ法で行なった。
上記構成になる本発明有機電池において、正極活物質は
、充分量のドーパント（ヨウ素）を有しているため、電
池組立て直後から充分な電池容量を有している。
、充分量のドーパント（ヨウ素）を有しているため、電
池組立て直後から充分な電池容量を有している。
第２図は自己放電現象を調べた結果を示し、Ａは本発明
になる有機電池の特性、Ｂは従来のを機電池の特性を示
し、本発明になる有機電池は自己放電が少なく、安定電
圧が得られる。
になる有機電池の特性、Ｂは従来のを機電池の特性を示
し、本発明になる有機電池は自己放電が少なく、安定電
圧が得られる。
第３図は、ポリアセチレンにドープされたヨウ素濃度を
変えて放電容量を測定した結果を示し、ヨウ素濃度が１
３ｍｏｌ％で放電容量が最高の２゜２ｍＡｈ／ｃｍ”
となり、従来のヨウ素がＯｍ。
変えて放電容量を測定した結果を示し、ヨウ素濃度が１
３ｍｏｌ％で放電容量が最高の２゜２ｍＡｈ／ｃｍ”
となり、従来のヨウ素がＯｍ。
１％の時に比べて３倍以上放電容量が増加している。ま
た、第４図は各充放電サイクルにおけるクーロン効率を
測定した結果を示し、ヨウ素を１３ｍｏｌ％ドープした
場合の特性が一番よく、Ｏｍｏｌ％の時に比べて初期に
おいて４０倍以上、６０サイクルにおいて３倍程度のク
ーロン効果の改善が見られた。なお、本発明になる有機
電池内におけるヨウ素のもたらす作用は、次の様に考え
られる。すなわち、ヨウ素をプレドープしたポリアセチ
レン上には、ポリアセチレンとは強い結合（ドーピング
状態）をしていないヨウ素分子が多数存在していて、こ
のヨウ素分子が放電時に溶出するため、電池の放電容量
が増加すると考えられる。
た、第４図は各充放電サイクルにおけるクーロン効率を
測定した結果を示し、ヨウ素を１３ｍｏｌ％ドープした
場合の特性が一番よく、Ｏｍｏｌ％の時に比べて初期に
おいて４０倍以上、６０サイクルにおいて３倍程度のク
ーロン効果の改善が見られた。なお、本発明になる有機
電池内におけるヨウ素のもたらす作用は、次の様に考え
られる。すなわち、ヨウ素をプレドープしたポリアセチ
レン上には、ポリアセチレンとは強い結合（ドーピング
状態）をしていないヨウ素分子が多数存在していて、こ
のヨウ素分子が放電時に溶出するため、電池の放電容量
が増加すると考えられる。
次に、本発明になる有機電池の他の実施例について説明
する。前記第１図図示の有機電池において、正極活物質
１ａ、ｌｂにヨウ素がドープされていない純粋なポリア
セチレンを用い、電解液４を１．５Ｍ濃度のヨウ素と過
塩素酸リチウムを溶かした炭酸プロピレン溶液にし、こ
の電解液４中のヨウ素は、上記ポリアセチレン中に浸透
してドーブされる。この時電解液に溶かすヨウ素の濃度
によって、ポリアセチレン中のヨウ素濃度を３〜１３ｍ
ｏｌ％にする。その他の構成は前記第１図図示の有機電
池の構成と同じである。上記構成になる本発明有機電池
の効果は前記実施例の効果と同じである。
する。前記第１図図示の有機電池において、正極活物質
１ａ、ｌｂにヨウ素がドープされていない純粋なポリア
セチレンを用い、電解液４を１．５Ｍ濃度のヨウ素と過
塩素酸リチウムを溶かした炭酸プロピレン溶液にし、こ
の電解液４中のヨウ素は、上記ポリアセチレン中に浸透
してドーブされる。この時電解液に溶かすヨウ素の濃度
によって、ポリアセチレン中のヨウ素濃度を３〜１３ｍ
ｏｌ％にする。その他の構成は前記第１図図示の有機電
池の構成と同じである。上記構成になる本発明有機電池
の効果は前記実施例の効果と同じである。
この実施例の作用効果が前記第１図図示の実施例の効果
と同じなのは、純粋なポリアセチレンが、電解液４中の
ヨウ素によってポリアセチレンに対して３〜１３ｍｏ
１％にドープされ、前記実施例と同様に最初からヨウ素
がドープされた電極状態になっている為である。
と同じなのは、純粋なポリアセチレンが、電解液４中の
ヨウ素によってポリアセチレンに対して３〜１３ｍｏ
１％にドープされ、前記実施例と同様に最初からヨウ素
がドープされた電極状態になっている為である。
以上述べたように本発明になる有機電池においては、ポ
リアセチレンにヨウ素をドープしたものを正極活物質と
することにより、自己放電の低減と放電容量の増加及び
充放電サイクル寿命の増加が得られるという効果が大で
ある。
リアセチレンにヨウ素をドープしたものを正極活物質と
することにより、自己放電の低減と放電容量の増加及び
充放電サイクル寿命の増加が得られるという効果が大で
ある。
第１図は本発明になる有機電池の一実施例の全体構成を
示す縦断面図、第２図は本発明有機電池と従来の有機電
池の自己放電特性図、第３図はヨウ素濃度と放電容量の
関係図、第４図は各充放電サイクル数に対するクーロン
効果を示す図である。 ｌａ、ｌｂ・・・正極活物質、 ２ａ、 ２ｂ・・
・負極活物質、３・・・セパレータ、４・・・電解液、
５・・・正極リード線、６・・・負極リード線、７・・
・絶縁板、８・・・フタ、９・・・正極端子、１０・・
・ケース。 代理人弁理士 岡 部 隆 １ａ、１ｂ ： 正極シ古宇）貰 ６：
敬右シリードシ幕２ａ、２ｂ ： ＊＆ＡＰＩ′［ｊ
７： １ｔｔｉ＊３：ｔ！）守し一夕−８：
フタ ４：を鱗表 ９：正鴇誌を５：正極リ−ド
線 １ｏ：）ｙ−ス第１図 ヨウ素）農産／ｍｏΩ％ 第３図
示す縦断面図、第２図は本発明有機電池と従来の有機電
池の自己放電特性図、第３図はヨウ素濃度と放電容量の
関係図、第４図は各充放電サイクル数に対するクーロン
効果を示す図である。 ｌａ、ｌｂ・・・正極活物質、 ２ａ、 ２ｂ・・
・負極活物質、３・・・セパレータ、４・・・電解液、
５・・・正極リード線、６・・・負極リード線、７・・
・絶縁板、８・・・フタ、９・・・正極端子、１０・・
・ケース。 代理人弁理士 岡 部 隆 １ａ、１ｂ ： 正極シ古宇）貰 ６：
敬右シリードシ幕２ａ、２ｂ ： ＊＆ＡＰＩ′［ｊ
７： １ｔｔｉ＊３：ｔ！）守し一夕−８：
フタ ４：を鱗表 ９：正鴇誌を５：正極リ−ド
線 １ｏ：）ｙ−ス第１図 ヨウ素）農産／ｍｏΩ％ 第３図
Claims (1)
- 導電性ポリアセチレンを正極活物質として用いる有機電
池において、前記ポリアセチレンには、ヨウ素が３〜１
３ｍｏｌ％の濃度でドープされていることを特徴とする
有機電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60205912A JPS6266571A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 有機電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60205912A JPS6266571A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 有機電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6266571A true JPS6266571A (ja) | 1987-03-26 |
Family
ID=16514808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60205912A Pending JPS6266571A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 有機電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6266571A (ja) |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP60205912A patent/JPS6266571A/ja active Pending
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