JPS6293863A - Nonaqueous system secondary battery - Google Patents
Nonaqueous system secondary batteryInfo
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- JPS6293863A JPS6293863A JP60233178A JP23317885A JPS6293863A JP S6293863 A JPS6293863 A JP S6293863A JP 60233178 A JP60233178 A JP 60233178A JP 23317885 A JP23317885 A JP 23317885A JP S6293863 A JPS6293863 A JP S6293863A
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Abstract
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、自己放電率が小さく
、かつクーロン効率の良好な高性能非水系二次電池に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a high-performance nonaqueous secondary battery that has high energy density, low self-discharge rate, and good coulombic efficiency.
[従来の技術]
現在、汎用されている二次電池には、鉛蓄電池、Ni/
cdz池等がある。これらの二次電池は、単セルの電池
電圧がせいビい2.OV程度であり、一般には水溶液系
電池である。近年、電池電圧を高くとることができる二
次電池として、liを負極に用いた電池の二次電池化の
研究が盛んに行なわれている。[Prior art] Currently, commonly used secondary batteries include lead acid batteries, Ni/Ni/
There are CDZ ponds etc. These secondary batteries have a high single cell battery voltage.2. It is about OV, and is generally an aqueous battery. BACKGROUND ART In recent years, research has been actively conducted on the development of secondary batteries that use lithium as a negative electrode as a secondary battery that can provide a high battery voltage.
l iを負極に用いた場合には、水と11との高い反応
性のため、電解液としては非水系を用いることが必要で
ある。When l i is used for the negative electrode, it is necessary to use a non-aqueous electrolyte because of the high reactivity of 11 with water.
しかし、Llを負極活物質として二次電池反応を行なう
場合には、充電時に[i+が還元されるときにデンドラ
イトが生じ、充放電効率の低下及び正・負極の短絡等の
問題がある。そのため、デンドライトを防止し、負極の
充放電効率、サイクル寿命を改良するための技術開発も
数多く報告されており、例えばメチル化した環状エーテ
ル系溶媒を電池の電解液の溶媒として用いる方法〔ケー
・エム・アブラハム等パリチウムバッチリーズ″、ジエ
ー・ビー・カルバフ1編集、アカデミツクプレス発行、
ロンドン(1983年)(K、H,Abraham e
t al、 in ”LithiulBatter
ies ” 、J、P、Gabano、editor
、Academicpress、 London (1
983)) )や電解液系に添加物を配合したり、電極
自体をA髪と合金化することにより、l−iのデンドラ
イトを防止する方法〔特開[59−108281号〕等
が提案されている。However, when performing a secondary battery reaction using Ll as a negative electrode active material, dendrites are generated when [i+ is reduced during charging, resulting in problems such as a decrease in charge/discharge efficiency and a short circuit between the positive and negative electrodes. Therefore, many technological developments have been reported to prevent dendrites and improve the charge/discharge efficiency and cycle life of negative electrodes. M. Abraham et al. Palitium Batchries'', edited by G.B. Calbuff 1, published by Academic Press,
London (1983) (K, H, Abraham e
tal, in “LithiulBatter”
ies”, J.P., Gabano, editor.
, Academicpress, London (1
983)))), a method of preventing l-i dendrites by incorporating additives into the electrolyte system, or alloying the electrode itself with A hair [Japanese Patent Application Laid-open No. 59-108281] has been proposed. ing.
また、負極活物質として、アルカリ金属やLi/八丈へ
ごときアルカリ金属合金の他に主鎖に共役二重結合を有
する導電性高分子を用いることも知られている〔ジエー
・エイチ・カーフマン、ジエー・ダブリュ・カウファ一
、ニー・ジ工−・ヒーガー、アール・カーナー、ニー・
ジー・マクダイアミド、フィジックスレビュー、。In addition to alkali metals and Li/Hachijo Hegotoki alkali metal alloys, it is also known to use conductive polymers having conjugated double bonds in their main chains as negative electrode active materials [G.H. Curfman, J.A.・W. Kaufer, nee J. Heeger, Earl Karner, nee.
G. McDiarmid, Physics Review,.
826巻、第2321頁(1982年) (J、11
.Kaul’man。Volume 826, page 2321 (1982) (J, 11
.. Kaul'man.
J、 W、にawt’er、A、J、Heeger、
R,Kaner。J, W, niawt'er, A, J, Heeger,
Kaner, R.
A、G、HacDiarmid、 phys、Rev、
、 826 2327(1982) > )
この方法で用いられる導電性高分子としては、ポリアセ
チレンをはじめ、ポリチオフェン、ポリバラフェニレン
及びポリピロール等がよく知られている。A, G, HacDiarmid, phys, Rev,
, 826 2327 (1982)>) Well-known conductive polymers used in this method include polyacetylene, polythiophene, polyparaphenylene, polypyrrole, and the like.
一方、正極活物質としては、負極活物質と同様に、導電
性高分子を用いることも知られており、またT i S
2のごどきアルカリ金属等と層間化合物を構成するも
のや他のカルコゲナイド化合物や無機酸化物等を用いる
ことも知られている。On the other hand, as a positive electrode active material, it is also known to use a conductive polymer as well as a negative electrode active material, and T i S
It is also known to use compounds that form intercalation compounds with alkali metals such as No. 2, other chalcogenide compounds, inorganic oxides, and the like.
正極活物質として用いられる1j電性高分子としては、
負極に用いられるものと同様ポリアセチレンをはじめ、
ポリチオフェン、ポリアニリン誘導体、ポリバラフェニ
レン、ポリバラフェニレン誘導体、ポリピロール、ポリ
ピロール誘導体等があり、その他ポリアニリンやポリア
ニリン誘導体が良く知られている。1j conductive polymers used as positive electrode active materials include:
Including polyacetylene similar to that used for negative electrodes,
Examples include polythiophene, polyaniline derivatives, polyparaphenylene, polyparaphenylene derivatives, polypyrrole, polypyrrole derivatives, and other well-known examples include polyaniline and polyaniline derivatives.
また、正極活物質として用いられるカルコゲナイド化合
物及び無機酸化物の具体例としては、TiS をはじ
め、Nb 3S4.Mo 3S4゜CoS 、FeS
2.V2O5,Cr2O。Specific examples of chalcogenide compounds and inorganic oxides used as positive electrode active materials include TiS, Nb3S4. Mo3S4゜CoS, FeS
2. V2O5, Cr2O.
MnO,5i02.CoO2,5n02などが知られて
いる。MnO,5i02. CoO2, 5n02, etc. are known.
これらの正極活物質のうち、電池に用いた場合、特に自
己放電率が低いものとしてはポリピロール及びポリピロ
ール誘導体等のどロール系重合体があげられる。ピロー
ル系重合体の製造方法としては、以下の方法がよく知ら
れている。例えば均質溶液中においてピロールを酸化(
例えば、過酸化水素で)することによって生成した粉末
状ポリマー材料であるピロールブラックは長年に渡って
知られている〔ガルディニ、アドバンス・ヘテロサイク
リック・ケミストリー、(Adv、 Heterocy
cl。Among these positive electrode active materials, those having particularly low self-discharge rates when used in batteries include polypyrrole-based polymers such as polypyrrole and polypyrrole derivatives. The following methods are well known as methods for producing pyrrole polymers. For example, pyrrole is oxidized (
Pyrrole black, a powdered polymeric material produced by, for example, hydrogen peroxide), has been known for many years [Gardini, Advanced Heterocyclic Chemistry, (Adv, Heterocy.
cl.
Chem、) 15.67 (1973)参照〕、、電
極上でポリピロールを粉末状フィルムとして製造する電
気化学的方法が報告されている(A、ドール′オーリオ
他、コムプラス・レンドゥス(Camp、 Rend、
、) 433゜267C(1968)参照〕。ピロール
からポリマーフィルムを電解重合によって製造づ“るこ
とが報告されている〔ディアス他、ジャーナル・オブ・
ザ・ケミカル・ソサイアティ・ケミカル・コミュニケー
ション(J、Chem、 Soc、 Chem、 Co
mm、、) 635.(1979)(以下、ディアス(
I ))、ディアス他、ジV−ナル・オブ・ザ・ケミカ
ル・ソザイアティ・ケミカルψコミュニケーション(J
、Chem、 Soc、 Chem。Chem, ) 15.67 (1973)], an electrochemical method for producing polypyrrole as a powder film on an electrode has been reported (A. Doll'Olio et al., Camp, Rend.
) 433°267C (1968)]. It has been reported that a polymer film can be produced from pyrrole by electropolymerization [Diaz et al., Journal of
The Chemical Society Chemical Communication (J, Chem, Soc, Chem, Co
mm,,) 635. (1979) (hereinafter referred to as Diaz (
I)), Diaz et al., General of the Chemical Society, Chemical ψ Communication (J
, Chem, Soc, Chem.
Co1n、、) 397 (1980) (以下、ディ
アス(■))、ディアス、ケミ力・スクリブタ(Che
m i caScripta、)17.45. (19
81)(以下、ディアス(■))、ならびにカナナワ他
、ジャーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソ1ナイアティ・
ケミカル・コミュニケーション(J、Chem、 So
c、、 Chem Comm、、) 954(1979
)(以下、カナザワ(工))参照〕。置換ピロールから
作られた電解重合ポリピロールが報告されている(ディ
アス(■)、ディアス他、ジャーナル・オブ・エレクト
ロアナリティカル・ケミストリー (J、 Elect
roanal Chet、)129.115. (19
81)く以下、ディアス(■))、ディアス他、ジャー
大ル・オブ・エレクトロアナリティカル・ケミストリー
(J、[l1roanal Chem、、)130.1
811. (1981)(以下、ディアス(V))参照
)。ピロールと置換ピロールとの混合物を電解田合覆る
ことによって製造された共重合体フィルムも報告されて
いる。Co1n, ) 397 (1980) (hereinafter referred to as Diaz (■)), Diaz, Chemi-Riki Scribta (Che
m i ca Scripta, ) 17.45. (19
81) (hereinafter referred to as Diaz (■)), and Kananawa et al., Journal of the Chemical Society.
Chemical Communication (J, Chem, So
c, Chem Comm,) 954 (1979
) (hereinafter referred to as Kanazawa (engineering))]. Electropolymerized polypyrroles made from substituted pyrroles have been reported (Diaz (■), Diaz et al., Journal of Electroanalytical Chemistry (J, Elect).
roanal Chet, ) 129.115. (19
81) Kuko, Diaz (■)), Diaz et al., Journal of Electroanalytical Chemistry (J, [l1roanal Chem,,) 130.1
811. (1981) (hereinafter referred to as Diaz (V)). Copolymer films made by electrocoating mixtures of pyrrole and substituted pyrrole have also been reported.
ピロールとN−メブルピロールとの混合物も重合されて
おり、これら最単間体は当該ポリマー中に倉入されてい
るものと信じられている(ディアス(■)、デイツプ、
プロシーデングス・オブ・ザ・インターナショナル・カ
ンフ7レンス オン・ロウ・ディメンジョナル・シンセ
ティック・メタルズ ケミ力・スクリブタ(Proc、
Int、 Cant。Mixtures of pyrrole and N-mebrupyrrole have also been polymerized, and it is believed that these monomers are contained in the polymer (Díaz (■), Dip,
Proceedings of the International Conference 7th Lens On Raw Dimensional Synthetic Metals Chemiriki Scribta (Proc,
Int, Cant.
on Low Dimensional 5ynthe
tic Hetals ChemicaScripta
、) 17,0000.(1981) (以下、デイツ
プ(Vl))、及びカナザワ他、シンセティク・メタル
ズ(Synth Hetals、) 4.119. (
1981) (以下カナザワ(■))参照〕。on Low Dimensional 5ynthe
tic Hetals Chemical Scripta
) 17,0000. (1981) (hereinafter referred to as Deip (Vl)), and Kanazawa et al., Synthetic Metals (Synth Hetals) 4.119. (
1981) (see Kanazawa (■) below)].
ポリピロールは荷電状態あるいは酸化状態〈黒色)にお
いて導電性であり、この状態において電解重合によって
製造される。これが中和状態あるいは放電状態(黄色)
に完全に還元されると、絶縁体となる。電解重合ポリピ
ロールは酸化状態、すなわち導電状態で製造され、ポリ
アセチレンのような他の導電性ポリマーと異なりその導
電率が1/オーム・an以上になっている。電解重合中
にポリマー主鎖上の正電荷と平衡させるために対アニオ
ンが導入される〔デイツプ<m>参照)。Polypyrrole is electrically conductive in its charged or oxidized state (black) and is produced by electropolymerization in this state. This is the neutralized state or discharged state (yellow)
When completely reduced to , it becomes an insulator. Electrolytically polymerized polypyrrole is produced in an oxidized, ie, conductive state, and unlike other conductive polymers such as polyacetylene, its conductivity is greater than 1/ohm·an. During electropolymerization, counteranions are introduced to balance the positive charges on the polymer main chain (see dip<m>).
ポリピロールは粉末として生成できる〔上記ガルディニ
参照〕ポリと【コールは電1−で連続フィルムどして電
解重合できる。この連続フィルムとして最高の導電率は
約100/オーム・cmのオーダーであると報告されて
いる〔デイツプ(■)、カナザワ他、シンセティク・メ
タルズ(Syn、 Metals、) 1.329.
(1980) (以下カナザワ(■))参照〕。この導
電率の値は、導入される対アニオンの種類によってより
低いものとすることができる。Polypyrrole can be produced as a powder (see Gardini above), and polypyrrole can be electrolytically polymerized to form a continuous film with an electric current. It has been reported that the highest conductivity for this continuous film is on the order of about 100/ohm cm [Deip (■), Kanazawa et al., Synthetic Metals (Syn, Metals) 1.329.
(1980) (see Kanazawa (■) below)]. This conductivity value can be lower depending on the type of counteranion introduced.
CM O; 、 H80i 、 C
F3 SO:i 。CM O; , H80i, C
F3 SO:i.
CH3Ce H4SOi 、CF3 COO−。CH3Ce H4SOi , CF3 COO-.
HCl2イ、及びFQ (ON)6である〔デイツプ
(■)、デイツプ(■)、カナザワ(■)、並びにナウ
フィ他、ジャーナル・オブ・ザ・エレクトロケミカル・
ソサイアティ(J、 IEI(ICtrOChemSo
c、) 128,2596. (1981)参照〕。HCl2, and FQ (ON)6 [Deip (■), Deip (■), Kanazawa (■), and Nowfi et al., Journal of the Electrochemical
Society (J, IEI (ICtrOChemSo
c,) 128,2596. (1981)].
N−置換ビロール類も重合されている。その例をあげる
と、メヂルビロール、エチルピロール、n−プロピルビ
ロール、n−ブヂルピロール、イソブヂルビロール、フ
ェニルビロール、および置換フェニルビロールである〔
デイツプ(■)、ディップ1世、エレクトロケミカル・
ソサイアテイ・エキステンデッド・アブストラクツ、8
2−1巻アブストラクトA、617. (1982)
(以下、デイツプ(■))参照〕。これらポリマーの
導電率の値はポリピロール自体よりも低いオーダーであ
ると報告されている(カナヂワ(II)およびデイツプ
(■)参照〕。さらに、3,4−ジメチルビロールのよ
うなベータ置換ビロール類も重合されている〔上記ガル
ディニ参照〕。N-substituted virols have also been polymerized. Examples are medylpyrrole, ethylpyrrole, n-propylpyrrole, n-butylpyrrole, isobutylpyrrole, phenylpyrrole, and substituted phenylpyrrole.
Dip (■), Dip I, Electrochemical
Society Extended Abstracts, 8
Volume 2-1 Abstract A, 617. (1982)
(See Deip (■) below)]. The conductivity values of these polymers have been reported to be of an order of magnitude lower than that of polypyrrole itself (see Kanadjiwa (II) and Deip (■)).In addition, beta-substituted pyrroles such as 3,4-dimethylpyrrole It has also been polymerized [see Gardini, supra].
上記ポリマーは、今日まで、対アニオンを供給する塩を
含有する非水溶媒典型的にはアセトニトリル(デイツプ
(T)、デイツプ(II)およびデイツプ(Vl )参
照)を用いて製造されている。1qられたフィルムの物
理的性質は、その生成条件によって異なることが知られ
ている。例えば、アセトニトリル中に微6の水が存在す
ると、無水アセ1−二トリル中で製造されたものよりも
滑らかな表面を有するフィルムが得られる〔デイツプ(
VT )参照〕。ディアス他によって製造されたポリピ
ロールテトラフルオロボレートフィルムは、148g/
cIIIの密度を有する連続した、嵩高い、結晶性に非
常に乏しいのである〔カナザワ(I[[)参照〕。To date, the above polymers have been produced using non-aqueous solvents, typically acetonitrile (see Dip (T), Dip (II) and Dip (Vl)) containing salts that supply the counter-anion. It is known that the physical properties of the 1q film differ depending on the conditions under which it was produced. For example, the presence of trace amounts of water in acetonitrile results in films with smoother surfaces than those produced in anhydrous acetonitrile.
See VT)]. The polypyrrole tetrafluoroborate film produced by Diaz et al.
It is continuous, bulky, and has very poor crystallinity with a density of cIII [see Kanazawa (I)].
ポリピロールフィルムは、室温でおいて熱的に安定であ
り、普通の溶媒中に不溶である(fイアス(■)、カナ
ザワ〈■)、及びツーリロン(11エレクトロケミカル
・ソサイアティ・エキステンデッド・アブストラクツ、
82−1%、アブストラクト爾618. (1982)
参照〕。酸化状態にあるポリピロールは、酸素及び水分
雰囲気中で数ケ月間化学的に安定であると報告されてい
る〔ディアス他、ジャーナル・オブ・エレクト[コアナ
リティカル・ケミストリー(J、[1ectroana
1. Chem、、) 121゜355、 (1981
) (以下デイツプ(■))、ワタナベ他、ブレチン
・オブ・ザ・ケミカル・ソサイアディ・オブ・ジャパン
(Bull、 Chcm、 Soc、、 Jpn、、
54゜227g、 (198月参照〕。ポリビロールフ
ルオ口ボレ−1〜フイルムは、+0.6ボルト(対5C
E)以上の電位あるいはハ[]ゲンの存在下のような酸
化条件下にJ′3いて、不安定であることが示されてい
る〔プル他、ジV−ナル・オブ・エレクトロケミカル◆
ソサイアディ(J、 [lectroehem、 So
c、暑129、1009 (1982)参照)。Polypyrrole films are thermally stable at room temperature and insoluble in common solvents (Fias (■), Kanazawa <■), and Tourilon (11 Electrochemical Society Extended Abstracts,
82-1%, abstract 618. (1982)
reference〕. Polypyrrole in the oxidized state is reported to be chemically stable for several months in an oxygen and moisture atmosphere [Diaz et al., Journal of Electrical Chemistry (J,
1. Chem, ) 121°355, (1981
) (hereinafter referred to as Dayp (■)), Watanabe et al., Bulletin of the Chemical Society of Japan (Bull, Chcm, Soc,, Jpn,...
54゜227g, (refer to 198).Polyvirol fluo mouth Volley-1 ~ film is +0.6 volts (vs. 5C
E) J'3 has been shown to be unstable under oxidizing conditions such as at potentials above or in the presence of [Pul et al.
Sosiadi (J, [electroehem, So
c. Heat 129, 1009 (1982)).
ポリピロールはig電性状態と非導電性状態との間で繰
り返し駆動できる〔上記プル他、ディアス他[コンダク
ティング・ポリマーズ」、ポリマー・サイエンス・アン
ド・テクノ゛ロジイー(PolymerSci、 &
Technology、 149頁以下(ブレナム・プ
レス礼)(以下、ディアス(rX)参照〕。迅速で完全
なスウィッチングは薄膜(すなわち、約0.1ミクロメ
ーター以下)を用いることが必要とされ、約1ミクロメ
ーターを越える厚さではスウイツヂングは困難であると
されている。〔fイアス(n)及びディアス(rX)参
照)。ピロール重合体フィルムはそれが生成したときく
すなわち、荷電状態)BFイ対イオンを含むことができ
るが、中和状態(すなわち、還元もしくは放電状態)に
あるときはBFイはもはやノイルム中に存在しないこと
が示されている〔ディアス(IV)参照)。また、電解
質塩のアニオン及びカヂオンの双方が、ポリピロールフ
ィルムの還元、33よび酸化中にイオン拡散に影響を及
ぼすことが示されている〔Yイアス(IV)参照〕。Polypyrrole can be repeatedly driven between a conductive state and a non-conductive state [Pul et al., Diaz et al. [Conducting Polymers], Polymer Science and Technology (PolymerSci, &
Technology, pp. 149 et seq. (Courtesy of Blenheim Press) (see Diaz (rX) below). Rapid and complete switching requires the use of thin films (i.e., about 0.1 micrometers or less); It is said that switching is difficult at a thickness exceeding micrometer (see fias (n) and Dias (rX)). The pyrrole polymer film can contain BF ions when it is formed (i.e., in a charged state), but when it is in a neutralized state (i.e., in a reduced or discharged state), BF ions are no longer present in the neurium. It has been shown that this is not the case [see Dias (IV)]. Also, both anions and cations of electrolyte salts have been shown to influence ion diffusion during reduction, 33 and oxidation of polypyrrole films [see Yias (IV)].
ビロール重合体は、アニオン及び(または〉置換基の種
類に応じて、種々の酸化度を持つで製造されてきている
。Virole polymers have been prepared with various degrees of oxidation, depending on the type of anion and/or substituent.
すなわち、ビロール系重合体は、上記方法または上記方
法と類似の方法で製造されるため、得られるビロール系
重合体のほとんどが0,20〜040の酸化度、1なわ
ちビロール系重合体の繰り返し単位当り、175〜21
5が酸化された状態で得られる。そして、そのE、ビロ
ール系重合体は、重合液中の電解質や酸化剤、添加剤及
び電解液中の不純物、または重合時の副反応生成物やオ
リゴマー等を含有した形で得られることが多い。That is, since the virol polymer is produced by the above method or a method similar to the above method, most of the virol polymers obtained have an oxidation degree of 0.20 to 0.40, that is, a repeating virol polymer. per unit, 175-21
5 is obtained in an oxidized state. The E, virol-based polymer is often obtained in a form containing electrolyte, oxidizing agent, additives, impurities in the electrolytic solution, side reaction products during polymerization, oligomers, etc. .
上記した方法で得られたビロール系重合体を正極に用い
た場合は、重合時にすでにドーピングされたアニオンを
電気化学的に放電する際に、どうしてもビロール系重合
体中にドーパントが残存し、可逆的に充ti1電できる
ドーパントの量が限定され、エネルギー密度が小さく、
しかも正極車吊当り最大収容可能な電気容ωが十分でな
く、性能の良好な二次電池が得られなかった。また、上
記の方法で得られたビロール系重合体を例えば3時間か
ら48時間真空乾燥し、かつ200℃以下で熱処理して
から電池の正極として用いても性能の良好な電池は得ら
れない。When the virol polymer obtained by the above method is used as a positive electrode, when electrochemically discharging the anion already doped during polymerization, the dopant inevitably remains in the virol polymer, causing reversible damage. The amount of dopant that can be charged is limited, the energy density is small,
Furthermore, the maximum electrical capacity ω that can be accommodated by the positive electrode wheel was not sufficient, and a secondary battery with good performance could not be obtained. Further, even if the virol polymer obtained by the above method is vacuum-dried for, for example, 3 to 48 hours and heat-treated at 200° C. or lower, a battery with good performance cannot be obtained.
[発明が解決しようとする問題点]
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解決し、(
I)高エネルギー密度、(II)低自己放電率及び(I
ll)高クーロン効率の3つの性能を同時に満足する非
水系二次電池を提供するにある。[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to solve the problems (
I) high energy density, (II) low self-discharge rate and (I
ll) To provide a non-aqueous secondary battery that simultaneously satisfies the three performance requirements of high coulombic efficiency.
[問題点を解決づるための手段]
本発明に従えば、ビロール系重合体からなる正極と、リ
チウム、リチウム合金、導電性高分子またはリチウム合
金と導電性高分子との複合体からなる負極と、アルカリ
金属塩電解質と右別溶媒からなる非水電解とを主体とし
て構成された非水系二次電池において、前記ビロール系
重合体がアルカリで処理されていることを特徴とづ゛る
非水系二次電池が提供される。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, a positive electrode made of a virol polymer, and a negative electrode made of lithium, a lithium alloy, a conductive polymer, or a composite of a lithium alloy and a conductive polymer. , a non-aqueous secondary battery mainly composed of an alkali metal salt electrolyte and a non-aqueous electrolyte consisting of a different solvent, characterized in that the pyrrole polymer is treated with an alkali. The following batteries are provided.
本発明の非水系二次電池の正極に用いられるビロール系
重合体は、下記の一般式で表わされるピロール系化合物
の重合体である。The pyrrole-based polymer used in the positive electrode of the non-aqueous secondary battery of the present invention is a polymer of pyrrole-based compounds represented by the following general formula.
〔式中、R1−R3は異なっていても同一でもよく、水
素原子、炭素数が1〜10のアルキル基、炭素数が1〜
10のアルコキシ基、アリール基または置換アリール基
を示す。〕
上記一般式で表わされるビロール系化合物の代表例とし
ては、ビロール、3〜メチル−ピロール、3.4−ジメ
ヂルービロール、3−メチル−4−エヂルービロール、
3−メトキシ−ピロール、N−メヂルービ[コール、N
−エチル−ビロール、N−n−プロピル−ビロール、N
−n−ブヂルービロール、N−イソブチルーピ[]−ル
、N−フ]−ニル−ビロール等があげられる。これらの
ビロール系化合物は、単独または二秤以上混合して使用
してもよい。[In the formula, R1-R3 may be different or the same, and may be a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a hydrogen atom, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
10 alkoxy groups, aryl groups or substituted aryl groups. ] Typical examples of virol compounds represented by the above general formula include virol, 3-methyl-pyrrole, 3,4-dimedyruvirol, 3-methyl-4-edyruvirol,
3-Methoxy-pyrrole, N-Mediruby [Cole, N
-ethyl-virol, N-n-propyl-virol, N
-n-butyruvirol, N-isobutylupyryl, N-ph]-nyl-virol, and the like. These virol compounds may be used alone or in a mixture of two or more.
ビロール系重合体は、前記のごとく、電気化学的重合法
または化学的重合法のいずれかの方法でも製造すること
ができる。As mentioned above, the virole polymer can be produced by either the electrochemical polymerization method or the chemical polymerization method.
次に、本発明におけるビロール系重合体のアルカリ処理
方法についで説明する。Next, the method for alkali treatment of a pyrrole polymer according to the present invention will be explained.
前記のごとく、電気化学的重合法または化学的重合法に
よって重合して19られるビロール系重合体は、酸化状
態であり、しかも重合液中の電解質、酸化剤、添加剤、
電解液中の不純物または重合時の副反応生成物やオリゴ
マー等を含有した形で1qられることが多い。As mentioned above, the pyrrole-based polymer polymerized by electrochemical polymerization method or chemical polymerization method is in an oxidized state, and the electrolyte, oxidizing agent, additives,
1q is often produced in a form containing impurities in the electrolyte, side reaction products during polymerization, oligomers, etc.
ビロール系重合体をアルカリで処理する方法としては、
ビロール系重合体を水洗後または直線アルカリ水溶液で
洗浄する方法、ビロール系重合体をアルカリ洗浄、水洗
し、これを交りに繰り返し行なう方法、ビロール系重合
体をアルカリ洗浄、水洗し、これを交互に繰り返し行な
い、最後に再度水洗して、最終的に洗浄液の[)11が
5以上、好ましくは洗浄液のpl+が6へ・8の範囲内
になるよて′水洗する方法等があげられる。As a method of treating virol polymer with alkali,
A method in which a virol polymer is washed with water or a linear alkaline aqueous solution, a method in which a virol polymer is washed with an alkali, then washed with water, and this is repeated alternately; a method in which a virol polymer is washed with an alkali, then washed with water, and then this is repeated alternately. Examples of the method include repeating the process repeatedly, and finally washing with water again until the [)11 of the washing liquid becomes 5 or more, preferably pl+ of the washing liquid becomes within the range of 6 to 8.
ここで用いるアルカリ水溶液どしては、水溶液であれば
いずれのものでも用いることができるが、処理効率を上
げるためには、pl+が12以トの水溶液であることが
好ましい。As the alkaline aqueous solution used here, any aqueous solution can be used, but in order to increase treatment efficiency, an aqueous solution with pl+ of 12 or more is preferable.
アルカリ種としては、水溶性であれば無Iアルカリ、有
機アルカリのいずれを用いてもよいが、ロス1〜的には
汎用のアルカリ種を用いることが好ましい。このような
アルカリ種の具体例としては、KOH,Na OH等の
アルカリ金属水酸化物、M!J (OH):+ 、C
a (0)−1>2 !!;のアルカリ土類水酸化物
、アンモニア、アミン等の水溶液があげられる。これら
のアルカリ種の中で好ましいのはKOH,Na OH及
びアンモニア水溶液である。As the alkali species, either a non-I alkali or an organic alkali may be used as long as it is water-soluble, but from a loss point of view, it is preferable to use a general-purpose alkali species. Specific examples of such alkali species include alkali metal hydroxides such as KOH and NaOH, M! J(OH):+,C
a (0)-1>2! ! Examples include aqueous solutions of alkaline earth hydroxides, ammonia, amines, etc. Preferred among these alkaline species are KOH, NaOH and aqueous ammonia.
特に中和処理後の水洗処理及びビロール系重合体の減圧
乾燥処理で、残存アルカリ、または中和塩等を除去する
のが簡単であるアルカリ種はアンモニア水である。In particular, aqueous ammonia is an alkaline species from which residual alkali or neutralized salts can be easily removed during washing with water after neutralization and drying under reduced pressure of the virol polymer.
ビロール系重合体をアルカリで処理する回数は、処理す
る重合体のけまたは形状、重合体を装造した工程、処理
液淵麿、邑及び処理容器の大きさまたは形状等により異
なるが、通常は1回ないし数回洗浄を行なう。The number of times a pyrrole polymer is treated with alkali varies depending on the size or shape of the polymer to be treated, the process in which the polymer is packaged, the size or shape of the treatment liquid, the amount of water used, and the treatment container, but usually Wash once or several times.
ビロール系重合体をアルカリで処理するにあたっては、
単純に重合体をアルカリ水溶液中に浸)dするだけでも
充分に効果を発揮するが、さらに迅速に効果的に洗浄を
行なうには、アルカリ水溶液を循環または重合体をアル
カリ水溶液中に浸漬した状態で全体を撹拌する方法を用
いてもよいし、または超音波等の外部エネルギーを与え
てもよい。When treating virol-based polymers with alkali,
Simply immersing the polymer in an alkaline aqueous solution is sufficiently effective, but for even more rapid and effective cleaning, it is necessary to circulate the alkaline aqueous solution or immerse the polymer in the alkaline aqueous solution. Alternatively, external energy such as ultrasonic waves may be applied.
アルカリ処理時間は、アルカリ処理回数と同様に、ビロ
ール系重合体の帛や形状、処理液の製電、吊及び処理容
器の大きさ、形状によって74なるので一概には規定で
きない。The alkali treatment time, like the number of alkali treatments, depends on the fabric and shape of the virol polymer, the electrical production of the treatment liquid, the size and shape of the hanging and treatment container, and cannot be unconditionally defined.
なお、当然のことながら、アルカリで洗浄処理するビロ
ール系重合体の形状は、フィルム状であっても粒状であ
っても、または粉体状であってもなんら差し支えない。It goes without saying that the shape of the pyrrole polymer to be washed with alkali may be in the form of a film, particles, or powder.
本発明において用いられるビロール系重合体は、前記の
ごとく、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y Bしたものであってもよいが、低嵩密度の
ビロール系重合体を得る点からは、例えば特開昭59−
166529号公報に記載されている方法に従って製造
したビロール系重合体を使用することが好ましい。As mentioned above, the virol polymer used in the present invention may be produced by electrochemical polymerization or chemical polymerization, but the virol polymer with a low bulk density may be From the point of view of obtaining, for example, JP-A-59-
It is preferable to use a pyrrole polymer produced according to the method described in Japanese Patent No. 166529.
一般にポリマー電極は、嵩密度を小さくした方が充放電
効率が良く、高電流密度で作動しやすいため、ポリマー
の嵩密度はでさるだ【J低く(例えば0.9g/IJ3
以下)して、電極に用いることが好ましい。ポリマーの
嵩密度を低くするためには、ドーパントにハロゲンやB
Fイ等の低分子アニオンを用いて電解重合するより、比
較的高分子の低移動度アニオンをドーパントどして電解
重合する方が望ましい。しかし、−亀ドーピングしたこ
の種の低移動度アニオンは、電気化学的には間中にアン
ド−ピングできず、真空乾燥及び200℃以下の熱処理
のみの後処理方法では、電極内部に残存しやすい。従っ
て、低移動度アニオンを含有するこの種のポリマーを電
極としr:電池に用いた場合、電気化学的に充放電でき
ないアニオン(ドーパント〉または塩が残存し、その相
当量だけ実質のエネルギー密庶が小さくなる。In general, polymer electrodes have better charge/discharge efficiency when their bulk density is lower, and are easier to operate at high current densities.
(below) and used for electrodes. In order to lower the bulk density of the polymer, it is necessary to add halogen or B to the dopant.
It is more desirable to carry out electrolytic polymerization using a relatively high-molecular, low-mobility anion as a dopant than to carry out electrolytic polymerization using a low-molecular-weight anion such as F. However, this type of low-mobility anion doped with -kame cannot be electrochemically undoped, and it tends to remain inside the electrode if the post-treatment method consists of vacuum drying and heat treatment at 200°C or less. . Therefore, when this type of polymer containing low-mobility anions is used as an electrode in a battery, anions (dopants) or salts that cannot be electrochemically charged and discharged remain, and a corresponding amount of the anions (dopants) or salts are used as electrodes to reduce the actual energy density. becomes smaller.
しかし、本発明においては、嵩密度の低いビロール系重
合体であってもアルカリで還元処理することにより、含
有されている低移動度アニオンを中和除去すると同時に
、伯の不純物等をも除去することができビロール系重合
体の充放電可能なアニオンの利用率を格段に高め、エネ
ルギー密度の面からも電池特性を向上させることができ
る。However, in the present invention, by reducing even a virol-based polymer with a low bulk density with an alkali, it is possible to neutralize and remove the low-mobility anions contained therein, and at the same time, remove impurities, etc. As a result, the utilization rate of the chargeable and dischargeable anions of the virol polymer can be significantly increased, and the battery characteristics can also be improved in terms of energy density.
アルカリ処理されたビロール系重合体は、適当なバイン
ダー材料及び(または>31a当な高表面積炭素材料を
含んでいてもよい。さらに本発明の電極は少なくとも1
種の他の酸化還元種を含んでいてもよい。好適なバイン
ダー材料は、得られる電極の電気化学的性能を阻害しな
い不活性ポリマーバインダーである。その例をあげると
、ボリテ1〜ラフルオロ1ヂレンのようなハロゲン化重
合体であり、これは好ましくは水系分散体から導入され
る。そのような分散体は、例えば、j″]−ポン社から
テフロンT30Bという商品名で市販されでいる。The alkali-treated virol-based polymer may include a suitable binder material and/or a high surface area carbon material >31a.
The species may also contain other redox species. Suitable binder materials are inert polymeric binders that do not interfere with the electrochemical performance of the resulting electrode. Examples are halogenated polymers such as bolite-1-lafluoro-1 dylene, which are preferably introduced from an aqueous dispersion. Such a dispersion is commercially available, for example, from J″]-Pon under the trade name Teflon T30B.
粉末の形態で導入されるポリテトラフル3ロ]−ブレン
を用いることができる。、強い酸化性ではない条件下に
おいては他のポリマー例えばボリア1コビレンを用いて
もよい。高表面積炭素材料は、約1ないし約2000m
2 / !7 、好ましくは約60ないし約1200m
2/lの表面積を有するものぐある。市販の高表面積炭
素材料の例をあげると、約1200m 2/9の表面積
を有するRBカーボン、及び約60ないし約65m2/
7の表面積を有するシャウィニガンブラックである。It is possible to use polytetraflu-3-brene, which is introduced in the form of a powder. , other polymers may be used, such as boria-1-cobylene, under conditions that are not strongly oxidizing. The high surface area carbon material is about 1 to about 2000 m
2/! 7, preferably about 60 to about 1200 m
There is something with a surface area of 2/l. Examples of commercially available high surface area carbon materials include RB carbon, which has a surface area of about 1200 m2/9;
Shawinigan black with a surface area of 7.
ビロール系重合体の電極は、まずこのビロール系重合体
を場合に応じてバインダー材料、高表面積炭素材料及び
(または)他の酸化還元種とともに水または右磯液体(
例えば、ミネラルスピリット)と混合してペースト状混
合物を作ることによって製造される。このペースト状混
合物を、好ましくは約500ないし12000PSIの
圧力及び室温ないしビロール系重合体の分解温度までの
温度で、標準的な手法により冷間ブレスもしくはロール
掛けして所望の形状の電極とする。本発明のビロール系
重合体は、上記ペースト状混合物を作る11aまたは後
に、その電気化学的蓄電容岱を増大させるために熱処理
することが好ましい。A virol-based polymer electrode is prepared by first injecting the virol-based polymer into water or a liquid (optional), optionally with a binder material, a high surface area carbon material, and/or other redox species.
(e.g., mineral spirits) to form a pasty mixture. The pasty mixture is cold pressed or rolled into the desired shape of the electrode by standard techniques, preferably at a pressure of about 500 to 12,000 PSI and a temperature from room temperature to the decomposition temperature of the pyrolytic polymer. The pyrrole polymer of the present invention is preferably heat-treated in step 11a or after forming the paste-like mixture in order to increase its electrochemical storage capacity.
アノード上のフィルムとしてまたは粉末からプレス成形
されたビロール系重合体゛電極は、二次電池の正極どし
て用いられる。この電極はそれが組込まれる二次電池の
人さざ及び形状に応じてとのような大きさおよび形状に
も成形できる。BACKGROUND ART A virol-based polymer electrode, either as a film on an anode or press-molded from a powder, is used as a positive electrode in a secondary battery. This electrode can be formed into a size and shape depending on the shape and shape of the secondary battery in which it is incorporated.
本発明において負極活物質として用いられるものは、リ
チウム、リチウム合金、導電性高分子またはリチウム合
金と導電性高分子の複合体である。The negative electrode active material used in the present invention is lithium, a lithium alloy, a conductive polymer, or a composite of a lithium alloy and a conductive polymer.
リチウ18合金どしては、Li/八吏へLi/1−(c
+。For Li-18 alloy, Li/1-(c
+.
1i /Zn 、 l−i /Cd 、 Li /Sn
、 Li /Pb及びこれら合金に用いられたリチウ
ムを含む三種以上の合金等があげられる。また、導電性
高分子としては、ポリごロール及びポリピロール誘導体
、ポリチオノ1ン及びポリピロール誘導体、ポリキノリ
ン、ボリアセン、ボリバラフ1ニレン、ボリア(?チレ
ン等があげられる。さらにリチウム合金と導電性高分子
の複合体としては、例えばL1/A更合金と各種導電性
高分子との複合体があげられる。ここでいう複合体とは
、リチウム合金と導電性高分子の均一な混合物、fi層
体及び基体となる成分を他の成分で修飾した修飾体を意
味する。1i/Zn, li/Cd, Li/Sn
, Li/Pb, and three or more types of alloys containing lithium used in these alloys. Examples of conductive polymers include polygorole and polypyrrole derivatives, polythionone and polypyrrole derivatives, polyquinoline, boriacene, borivaraf-1-nylene, boria (?thylene), etc.Furthermore, composites of lithium alloys and conductive polymers Examples of the body include a composite of an L1/A further alloy and various conductive polymers.The composite here refers to a homogeneous mixture of a lithium alloy and a conductive polymer, an FI layer body, and a substrate. It means a modified product in which one component is modified with another component.
本発明の非水系二次電池に用いる電解液のINfi溶媒
どしては、非ブ■コドン性でかつ高誘電室のものが好ま
しい。例えばエーテル類、ケトン類、アミド類、硫黄化
合物、リン酸エステル系化合物、塩素化炭化水素類、エ
ステル類、カーボネート類、ニトロ化合物、スルホラン
類等を用いることができるが、これらのうちでもエーテ
ル類、ケトン類、リン酸エステル系化合物、塩素化炭化
水素類、h−ボネー1〜類、スルホラン類が好ましい。The INfi solvent of the electrolyte used in the non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably one that is non-bucodonic and has a high dielectric chamber. For example, ethers, ketones, amides, sulfur compounds, phosphate ester compounds, chlorinated hydrocarbons, esters, carbonates, nitro compounds, sulfolanes, etc. can be used, but among these, ethers , ketones, phosphoric acid ester compounds, chlorinated hydrocarbons, h-bonnets 1 to 1, and sulfolanes are preferred.
これら有ぼ溶媒の代表例としてtま、テトラヒドロフラ
ン、2−メチルナ1−ラヒドロフラン、1,4−ジオキ
サン、モノグリム、4−メチル−2−ペンタノン、1.
2−ジクロロエタン、γ−ブチロラクトン、バレロラク
トン、ジメトキシエタン、メチルフオルメ−1−、プロ
ピレンカーボネート、エブーレンカーボネート、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、リン酸エチル、リン酸メチル、クロロベ
ンゼン、スルホラン、3−メチルスルホラン等があげら
れる。これらの有機溶媒は、二種以上混合して使用して
もよい。Representative examples of these solvents include tetrahydrofuran, 2-methylna-1-lahydrofuran, 1,4-dioxane, monoglyme, 4-methyl-2-pentanone, 1.
2-dichloroethane, γ-butyrolactone, valerolactone, dimethoxyethane, methylforme-1-, propylene carbonate, ebulene carbonate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylthioformamide, ethyl phosphate, methyl phosphate, chlorobenzene, sulfolane, 3- Examples include methylsulfolane. Two or more of these organic solvents may be used in combination.
また、本発明の非水系二次電池に用いるアルカリ金属塩
電解質の具体例としては、1ipFa。Further, a specific example of the alkali metal salt electrolyte used in the non-aqueous secondary battery of the present invention is 1ipFa.
Li5bFe、LiCJO+、LiASFe。Li5bFe, LiCJO+, LiASFe.
CF35○3 Li 、 Li BF4 、 Li B
(Bll)4 。CF35○3 Li, Li BF4, Li B
(Bll)4.
Li B (Ej)2(811)2 、 Na PFa
。Li B (Ej)2(811)2 , Na PFa
.
Na BF4 、 Na As Fe 、 Na B
(BLI)4 。NaBF4, NaAsFe, NaB
(BLI)4.
KB (BL114 、KAs Fe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
。これらのアルカリ金属塩型[は、一種類または二種類
以上を混合して使用してもよい。Examples include KB (BL114), KAsFe, etc., but are not necessarily limited to these.These alkali metal salt types may be used alone or in combination of two or more types.
アルカリ金属塩電解質の製電は、正極に用いるビロール
系重合体の種類、陰極の種類、充電条件、作動温度、ア
ルカリ金属塩電wI質の種類及びhn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05〜10モル/、Gの範囲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
非水系二次電池において、ビロール系重合体にドープさ
れるドーパントの計は、ビロール系重合体の繰り返し中
位1モルに対して10〜60モル%であり、好ましくは
20〜50モル%である。ドープ串は、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及び電
圧の変化する条fi 1”のいずれの方法でドーピング
を行なってもよい。The production of electricity using alkali metal salt electrolytes varies depending on the type of pyrrole polymer used for the positive electrode, the type of cathode, charging conditions, operating temperature, type of alkali metal salt electrolyte, type of solvent, etc., so there are no general regulations. However, it is generally preferable that the amount is within the range of 05 to 10 mol/G. The electrolyte may be homogeneous or heterogeneous. In the non-aqueous secondary battery of the present invention, the total amount of dopant doped into the virol polymer is 10 to 60 mol %, preferably 20 to 50 mol %, based on 1 mol of repeating medium of the virol polymer. %. The doped skewer can be freely controlled by measuring the amount of electricity that flows during electrolysis. The doping may be carried out either under constant current, under constant voltage, or under varying current and voltage.
[発明の効果]
本発明の非水系二次電池は、高エネルギー密度を有し、
充放電効率が高く、サイクル寿命が良く、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
発明の非水系二次電池は、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、電気自動車、
ガソリン自動車及び電力貯蔵用バッテリーとして最適で
ある。[Effect of the invention] The non-aqueous secondary battery of the present invention has a high energy density,
It has high charge/discharge efficiency, good cycle life, low self-discharge rate, and good voltage flatness during discharge. In addition, the nonaqueous secondary battery of the present invention is lightweight, compact, and has high energy density, so it can be used in portable devices, electric vehicles, etc.
Ideal for gasoline-powered vehicles and power storage batteries.
[実施例]
以下、実施例及び比較例をあげて本発明をさらに詳細に
説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in further detail by giving Examples and Comparative Examples.
実施例 1
ピロール 40gラウリル硫
酸ナトリウム 40gポリエヂレングリ]−
ル 20g蒸留水 1600
g
へブタン 200蛇上記上か
ら4つの成分を容器中に混合し均質にし、この混合物の
375−を10.8X 8.9X 5.7cmの反応容
器に仕込んだ。2つの白金電極を設置した。Example 1 Pyrrole 40g Sodium lauryl sulfate 40g Polyethylene glycol]-
Le 20g distilled water 1600
g Hebutane 200 g The above four ingredients were mixed in a container and made homogeneous, and 375-cm of this mixture was charged into a 10.8 x 8.9 x 5.7 cm reaction vessel. Two platinum electrodes were installed.
ヘプタン50m!!、を加え、撹拌をビブローミキサー
で行なった。Heptane 50m! ! , and stirring was performed using a Vibrow mixer.
2△で30分間の反応時間で2つの別々のフィルムが得
られた。温度は水浴で制御し、始めは21℃であり、反
応中に約34〜37℃に上昇した。電流は2Δに維持し
たが、電圧は反応過程において約60Vから約40Vに
変化させた。各フィルムの電解浴側には樹木状突起(約
1mm)の形態の凹凸がわずかにあったが、フィルムを
電極から剥離する前に軽い研磨によってこれを除去した
。各フィルムの蒸留水及びヘプタン中で充分にすすいだ
。Two separate films were obtained with a reaction time of 30 minutes at 2Δ. The temperature was controlled with a water bath and was 21°C initially and rose to about 34-37°C during the reaction. The current was maintained at 2Δ, but the voltage was varied from about 60V to about 40V during the course of the reaction. There were slight irregularities in the form of dendrites (approximately 1 mm) on the bath side of each film, which were removed by light sanding before peeling the films from the electrodes. Each film was thoroughly rinsed in distilled water and heptane.
1つのフィルムを真空オーブン中50℃で2旧情間充分
に乾燥した。こうして11だフィルムは3層からなって
いた。スチール電極に最も近い第1層は平滑であり、連
続していた。この第1層の次の第2層は均一な多孔質で
あり、これに続く第3層は第2層よりも緻密であり、そ
れほど多孔質でtよなかった。この例で得られたもう1
つのフィルムはその裏地層もしくは平滑層から剥離し3
/4イン7−の帯状に切断した。この帯状フィルムをソ
ックスレー抽出器中で蒸留水を用いて15時間洗浄した
。One film was thoroughly dried in a vacuum oven at 50°C for 2 hours. Thus, the 11-layer film consisted of three layers. The first layer closest to the steel electrode was smooth and continuous. The second layer following this first layer was uniformly porous, and the third layer following it was denser and less porous than the second layer. Another result obtained in this example
The film should be peeled off from its backing layer or smooth layer.
It was cut into strips of /4 in 7-. The film strips were washed in a Soxhlet extractor with distilled water for 15 hours.
¥温で乾燥した後、真空オーブン中50℃で24時間さ
らに乾燥した。After drying at ¥ temperature, it was further dried in a vacuum oven at 50° C. for 24 hours.
次いで、このフィルムを28重量%のアンモニア水溶液
500 m(!が入った1a容器に3時間浸漬させた。Next, this film was immersed in a 1a container containing 500 m of a 28% by weight aqueous ammonia solution for 3 hours.
この間、15分間超高波により中和を促進させた。この
操作を2回繰り返した後、11の蒸留水でそれぞれ3回
洗浄した。この時3回目の洗浄液のpHが7.6を示し
た。このようにして、アルカリ処理した電極を50℃で
1時間予備乾燥した後、真空オーブン中80℃で12時
間乾燥した。During this time, neutralization was promoted by ultrahigh waves for 15 minutes. After repeating this operation twice, each sample was washed three times with 11 distilled water. At this time, the pH of the third washing solution was 7.6. The alkali-treated electrode was preliminarily dried at 50° C. for 1 hour, and then dried in a vacuum oven at 80° C. for 12 hours.
前記の方ン人で得られたアルカリ処理したポリピロール
フィルムから、直径20Mの円板を切り抜いて正極とし
、厚さが200μmのリチウム板を6枚重ね直径20I
unの円板状に打ちぬいたものを負極とし電池を構成し
た。A disk with a diameter of 20M was cut out from the alkali-treated polypyrrole film obtained in the above-mentioned process and used as a positive electrode, and six lithium plates with a thickness of 200μm were stacked together to form a disk with a diameter of 20I.
A battery was constructed by punching out a disk shape of un and using it as a negative electrode.
図は、本発明の一具体例である非水系二次電池の特性測
定用電池セルの断面概略図であり、1は負極用ニッケル
リード線、2は直径20m、80メツシユの負極用ニッ
ケル網集電体、3は直径20mtsの円板状負極、4は
直径20Mの円形の多孔性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20m
mの円板状正極、6は直径20m180メツシユの正極
用白金網集電体、7は正極リード線、8(、tねじ込み
式i〕[]ン製容器を示す。The figure is a schematic cross-sectional view of a battery cell for measuring the characteristics of a non-aqueous secondary battery, which is a specific example of the present invention, in which 1 is a nickel lead wire for the negative electrode, 2 is a nickel mesh for the negative electrode with a diameter of 20 m, and 80 meshes. Electric body, 3 is a disc-shaped negative electrode with a diameter of 20 mts, 4 is a circular porous polypropylene diaphragm with a diameter of 20 m, and is thick enough to be sufficiently impregnated with the electrolyte, 5 is a diameter of 20 m
m, a disc-shaped positive electrode; 6, a platinum wire mesh current collector for the positive electrode with a diameter of 20 m and 180 mesh; 7, a positive electrode lead wire; and 8, a screw-in type container made of [].
まず、前記、正極用白金網集電体6をテフ[コン製容器
8の凹部の下部に入れ、さらに正1り5を正極用白金網
集電体6の−りに重ね、その上に多孔性ポリプロピレン
製隔股4を重ね、電解液を充分含浸させた後、負極3を
重ね、さらにぞの1−に負極用ニッケル網集電体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。First, the platinum wire mesh current collector 6 for the positive electrode is placed in the lower part of the concave portion of the Teflon container 8, and the square wire 5 is placed on top of the platinum wire mesh current collector 6 for the positive electrode. After stacking the partitions 4 made of polypropylene and fully impregnating them with electrolyte, the negative electrode 3 is stacked, and the nickel mesh current collector 2 for the negative electrode is placed on the space 1-, and the Teflon container 8 is tightened to complete the battery. was created.
電解液としては、常法に従って蒸留脱水した2−メチル
−テトラヒドロフランに溶解したL i ・PFoの
0.8モル/l溶液を用いた。As the electrolytic solution, a 0.8 mol/l solution of Li.PFo dissolved in 2-methyl-tetrahydrofuran was used which had been distilled and dehydrated according to a conventional method.
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(1,0mA/c2)で1TEt(iへ
のドーピング吊が45モル%に相当する電気量を流して
充填した。充電終了後、直ちに一定電流下(1,5mA
/α2)で放電を行ない、電池電圧が1.5v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50
%に低下するまでに光・放電の繰り返し回数は368回
を記録した。クーロン効率の最高値は100%であった
。この電池のエネルギー密度は452尋・hr、’Kg
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3.8%であった。ここでエネル
ギー密度は以下の式より求めた。Using the battery prepared in this manner, it was filled by flowing an amount of electricity corresponding to 45 mol% of doping to 1TEt (i) under a constant current (1.0 mA/c2) in an argon atmosphere. Charging completed. After that, immediately under a constant current (1.5mA
/α2), and when the battery voltage reached 1.5V, a repeated charge/discharge test was performed in which the battery was charged again under the same conditions as above, and the charge/discharge efficiency was 50.
%, the number of times the light/discharge was repeated was 368 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%. The energy density of this battery is 452 fathoms/hr, 'Kg
Met. When the battery was left charged for 48 hours, its self-discharge rate was 3.8%. Here, the energy density was calculated using the following formula.
エネル=l!−密度[W −hr/Ky ] =比較例
1
実施例1でアルカリ処理をしないポリピロールフィルム
を正極として用いた以外は、実施例1ど全く同じ方法で
電池実験を行なっlζ。その結果、充放電の繰り返し回
数は220回であり、エネルギー密度は388−・hr
/Kffであった。また、自己放電率は68%であった
。Energy = l! - Density [W - hr/Ky ] = Comparative Example 1 A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 1 except that a polypyrrole film that was not subjected to alkali treatment was used as the positive electrode. As a result, the number of charge/discharge cycles was 220, and the energy density was 388-hr.
/Kff. Moreover, the self-discharge rate was 68%.
実施例 2
実施例1でアンモニア水溶液の代わりに水酸化ナトリウ
ム水溶液(水酸化ナトリウム濃度40j’fffHt%
)で処理したポリピロールフィルムを用いた以外は、実
施例1ど同様な方法で電池実験を行なった。その結果、
充・放電の繰り返し回数は308回を記録した。クーロ
ン効率の最高値は100%であった。この電池のエネル
ギー密度は43814− hr/ Kgであり、自己放
電率は4,0%であった。Example 2 In Example 1, a sodium hydroxide aqueous solution (sodium hydroxide concentration 40j'fffHt%) was used instead of the ammonia aqueous solution.
A battery experiment was conducted in the same manner as in Example 1, except that a polypyrrole film treated with ) was used. the result,
The number of repetitions of charging and discharging was recorded as 308 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%. The energy density of this battery was 43814-hr/Kg and the self-discharge rate was 4,0%.
実施例 3
実施例1で用いたポリピロールの代わりに、以下の重合
条件で製造したポリピロールを用いた以外は、実施例1
と同様な方法でアンモニア水溶液処理及び電池実験を行
なった。Example 3 Example 1 except that polypyrrole produced under the following polymerization conditions was used instead of the polypyrrole used in Example 1.
Ammonia aqueous solution treatment and battery experiments were conducted in the same manner as above.
ビロール5g、エタンジスルホン酸ナトリウム1g、ボ
リエヂレングリコール2g及び水2009よりなる混合
物を調製し、8X7X4.5(Jの反応容器に仕込んだ
。カソードは15x 5 X O,025cmの大きさ
のプレシジョン製シムプラチナ(NID八/へID^1
613D A[)であり、アノードは10x 5 xo
、05cmの大きさのプラチナ200パネルにッケル2
00はインコ社製、高純度ニッケル)であった。A mixture consisting of 5 g of virol, 1 g of sodium ethanedisulfonate, 2 g of polyethylene glycol, and 2009 g of water was prepared and charged into an 8X7X4.5 (J) reaction vessel. Sim Platinum (NID 8/to ID^1
613D A[) and the anode is 10x 5 xo
, Kkel 2 on a platinum 200 panel with a size of 0.5 cm.
00 was made by Inco, high purity nickel).
電解浴中に浸漬した各電極の表面積(電極側、平滑部分
)は約40Cm2であった。トルエン20mf!を加え
、この混合物をごブローミキサーを用いて撹拌した。電
解重合反応は、約17Vの電圧で15分間0.5Aの一
定電流で行なった。電極上に生成したフィルムを剥離し
た。これは厚さ約0.3〜0411IIlの比較的多孔
質の均一なフィルムであった。The surface area of each electrode (electrode side, smooth portion) immersed in the electrolytic bath was approximately 40 cm2. Toluene 20mf! was added, and the mixture was stirred using a blow mixer. The electropolymerization reaction was carried out at a constant current of 0.5 A for 15 minutes at a voltage of about 17 V. The film formed on the electrode was peeled off. This was a relatively porous, uniform film with a thickness of about 0.3-0411 IIl.
電池実験の結果、充・放電の繰り返し回数は304回を
記録した。クーロン効率の最高値は100%であった。As a result of the battery experiment, the number of repeated charging and discharging times was recorded as 304 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%.
この電池のエネルギー密度は425讐・hr/Kgて゛
あり、自己fli電率は41%であった。The energy density of this battery was 425 h/Kg, and the self-fliction rate was 41%.
比較例 2
実施例3でアンモニア水溶液で処理をしないポリピロー
ルを正極として用いた以外は、実7il!例3ど全く同
じ方法で電池実験を行なった。その結果、充・放電の繰
り返し回数は195回であり、エネルギー密度は382
−・hr/ Kびであった。また、自己放電率は6.9
%であった。Comparative Example 2 Except for using polypyrrole, which was not treated with an ammonia aqueous solution, as the positive electrode in Example 3, the actual product was 7 il! A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 3. As a result, the number of charge/discharge cycles was 195, and the energy density was 382.
-・hr/ It was Kbi. Also, the self-discharge rate is 6.9
%Met.
実施例 4
実施例1で用いたポリピロールの代わりに、以下の重合
条件で製造したボリピD−ルを用いた以外は、実施例1
と同様の方法でアントニア水溶液処理及び電池実験を行
なった。ビロール209、テトラ硫酸水素ベンタエリト
リッ1−4り、ポリエチレングリコール4g及び水80
0 !?よりtli:る混合物を調製し、撹拌して均質
にした。この375dを5゜7x 8.9x10.8c
1の反応容器に仕込み、ジクロロメタン50rdを加え
た。カソードは15X 7.5x005傭の大きさの
白金パネル(Nl5I No、 10/10)であり、
7ノードは14.2X 7.OX O,025cの大き
さの白金200シートであった。電解重合は電流を2A
に維持しつつ標準方法で15分間行く蒙った。こうして
、厚さ約1 cyrで密度の低い(0,17/ cm3
)多孔質物質を得た。これは導電性であった。Example 4 Example 1 except that Polypyrrole, which was produced under the following polymerization conditions, was used instead of the polypyrrole used in Example 1.
Antonia aqueous solution treatment and battery experiments were conducted in the same manner as above. Virol 209, 1-4% tetrahydrogenbentaerythritol, 4g polyethylene glycol, and 80% water
0! ? A more tli mixture was prepared and stirred to homogeneity. This 375d is 5゜7x 8.9x10.8c
1, and 50 ml of dichloromethane was added thereto. The cathode is a platinum panel (Nl5I No, 10/10) with a size of 15X 7.5x005,
7 nodes is 14.2X 7. It was a platinum 200 sheet with a size of OX O,025c. For electrolytic polymerization, the current is 2A.
The test was carried out in a standard manner for 15 minutes while maintaining the temperature. Thus, it is approximately 1 cyr thick and has a low density (0,17/cm3
) A porous material was obtained. It was electrically conductive.
電池実験の結果、充・放電の繰り返し回数は364回を
記録した。クーロン効率の最高値は100%であった。As a result of the battery experiment, the number of repeated charging and discharging times was recorded as 364 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%.
この電池のエネルギー密度は450W・hr/Kgであ
り、自己tIi電率は3.9%であった。The energy density of this battery was 450 W·hr/Kg, and the self-tIi electric rate was 3.9%.
比較例 3
実施例4でアンモニア水溶液で処理しないポリピロール
を正極どして用いた以外(ま、実施例4と全く同様の方
法で電池実験を行なった。その結果、充・放電の繰り返
し回数は212回を記録した。また、エネルギー密度は
3821J −hr/ K9であり、自己放電率は7.
0%であった。Comparative Example 3 A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 4, except that polypyrrole, which was not treated with an ammonia aqueous solution, was used as the positive electrode.As a result, the number of charge/discharge cycles was 212. The energy density was 3821 J-hr/K9, and the self-discharge rate was 7.
It was 0%.
実施例 5
実施例1で用いたポリピロールの代わりに、以下の重合
条件で製造したポリピロールを用いた以外は、実施例1
と同様の方法でアンモニア水溶液処理及び電池実験を行
なった。Example 5 Example 1 except that polypyrrole produced under the following polymerization conditions was used instead of the polypyrrole used in Example 1.
Ammonia aqueous solution treatment and battery experiments were conducted in the same manner as above.
N、N−ジメチルホルムアミド中でペンタエリトリット
及びスルファミン酸からテトラ硫酸ペンタエリトリット
アンモニウム塩を調製した。水200d中ピロール5!
?及び上記アンモニウム塩5りの混合物を調製し、8X
7 X 4.5cmの反応容器中で電解重合した。こ
の電解重合では、カソードとして15x 5 X O,
025cmの白金シートを用い、アノードどし′C6,
4x 5 X 0.025cmの白金シートを用いた。Pentaerythritol tetrasulfate ammonium salt was prepared from pentaerythritol and sulfamic acid in N,N-dimethylformamide. Pyrrole 5 in 200 d of water!
? and a mixture of 5 of the above ammonium salts, 8X
Electropolymerization was carried out in a 7 x 4.5 cm reaction vessel. In this electropolymerization, 15× 5 X O,
Using a platinum sheet of 0.25 cm, the anode was connected to 'C6,
A platinum sheet measuring 4 x 5 x 0.025 cm was used.
電解浴に浸漬した白金シートの表面積は約40Cm2で
あった。また、電極間隔は4.5crnであった。電解
重合は0.3Aの電流で10分間行ない、電解浴側にお
いて幾分粗い表面を持つ黒色の導電性フィルムを1qだ
。The surface area of the platinum sheet immersed in the electrolytic bath was approximately 40 cm2. Further, the electrode spacing was 4.5 crn. Electrolytic polymerization was carried out for 10 minutes at a current of 0.3 A, and 1 q of black conductive film with a somewhat rough surface was formed on the electrolytic bath side.
電池実験の結果、充・放電の繰り返し回数は358回を
記録した。クーロン効率の最高値は100%であった。As a result of the battery experiment, the number of repeated charging and discharging times was recorded as 358 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%.
この電池のエネルギー密度は446−・hr/KLJで
あり、自己放電率は41%であった。The energy density of this battery was 446-hr/KLJ, and the self-discharge rate was 41%.
実施例 6
実施例5でリブラムの代わりにLl −へp合金(50
:50原子比)を負極として用いた以外は、実施例5と
同様な方法で電池実験を行なった。その結果、充・tl
i電の繰り返し回数は628回を記録した。また、クー
ロン効率の最iiは100%であった。この電池のエネ
ルギー密度は447讐・hr/Kyであり、自己放電率
は4.2%であった。Example 6 In Example 5, Ll-hep alloy (50
:50 atomic ratio) was used as the negative electrode, a battery experiment was conducted in the same manner as in Example 5. As a result, Mitsuru・tl
The number of repetitions of i-den was recorded as 628 times. Moreover, the maximum coulomb efficiency was 100%. The energy density of this battery was 447 hr/Ky, and the self-discharge rate was 4.2%.
比較例 4
実施例6でアンモニア水溶液で処理しないポリピロール
を正極として用いた以外は、実施例6と全く同様の方法
で電池実験を行なった。その結果、充・放電の繰り返し
回数は458回を記録した。また、エネルギー密度は3
75k・hr/Kgであり、自己tIj、電率は71%
であった。Comparative Example 4 A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 6, except that polypyrrole, which was not treated with an ammonia aqueous solution, was used as the positive electrode. As a result, the number of repetitions of charging and discharging was recorded as 458 times. Also, the energy density is 3
75k・hr/Kg, self tIj, electric rate is 71%
Met.
実施例 7
実施例1で用いたポリピロールの代わりに、下記の重合
条件で製造したポリピロールを用いた以外は、実施例1
と同様の方法でアンモニア水溶液98理及び電池実験を
行なった。Example 7 Example 1 except that polypyrrole produced under the following polymerization conditions was used instead of the polypyrrole used in Example 1.
Ammonia aqueous solution 98 and battery experiments were conducted in the same manner as described above.
反応容器中の混合物にポリエチレングリコール2gを加
えた以外は実施例5ど同様の工程を行に5つだ。こうし
て冑た黒色の導電性フィルムは実施PA5のフィルムよ
りも、電解浴側において6、より均一で平滑であった。Five steps were carried out as in Example 5 except that 2 g of polyethylene glycol was added to the mixture in the reaction vessel. The resulting black conductive film was 6 more uniform and smooth on the electrolytic bath side than the film of Example PA5.
電池実験の結果、充・放電の繰り返し回数は356回を
記録した。クーロン効率の最高値は100%であった。As a result of the battery experiment, the number of repeated charging and discharging times was recorded as 356 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%.
この電池のエネルギー密度は449誓・hr/KFJで
あり、自己放゛市率は4.0%であった。The energy density of this battery was 449 hours/KFJ, and the self-release rate was 4.0%.
比較例 5
実施例7でアンモニア水溶液で処理しないポリピロール
を正極として用いた以外は、実施例7と全く同様の方法
で電池実験を行なった。その結果、充・放電の繰り返し
回数は208回を記録した。また、エネルギー密度は3
77W −hr、’ K9 ”C:あり、自己fll電
率は69%であった。Comparative Example 5 A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 7, except that polypyrrole, which was not treated with an ammonia aqueous solution, was used as the positive electrode. As a result, the number of repetitions of charging and discharging was recorded as 208 times. Also, the energy density is 3
77W-hr, 'K9''C: Yes, self full electric rate was 69%.
実施例 8
実施例1で用いたポリピロールの代わりに、下記の重合
条件で製造したポリピロールを用いた以外は、実施例1
と同様な方法でアンモニア水溶液処理及び電池実験を行
なった。Example 8 Example 1 except that polypyrrole produced under the following polymerization conditions was used instead of the polypyrrole used in Example 1.
Ammonia aqueous solution treatment and battery experiments were conducted in the same manner as above.
ビロール15gと水500gとの混合物を調製し、他方
フェリシアン化カリウム10gどポリエチレングリコー
ル5Jとの混合物を水400d中で調製した。これら2
つの溶液を混合し、振盪した。この混合物的450mを
10. ax 8.9X 5.7cmの反応容器に仕込
んだ。この例で用いた電極は両方とも白金パネルであっ
た。電解重合は5△で行なった。反応開始時におりる温
度は23℃であり、電圧は22Vであった。電解重合反
応中に、温度を水浴で31〜32℃に保持した。この温
度において、5Aの電流を維持するために20Vの電圧
が必要であった。電極間隔は5゜5mであった。電解重
合は40分間行なった。得られたフィルムをアノードか
ら剥離した。A mixture of 15 g of virol and 500 g of water was prepared, while a mixture of 10 g of potassium ferricyanide and 5 J of polyethylene glycol was prepared in 400 d of water. These 2
The two solutions were mixed and shaken. This mixture of 450m is 10. It was charged into a reaction vessel of ax 8.9 x 5.7 cm. Both electrodes used in this example were platinum panels. Electrolytic polymerization was carried out at 5△. The temperature at the start of the reaction was 23°C, and the voltage was 22V. During the electropolymerization reaction, the temperature was maintained at 31-32°C with a water bath. At this temperature, a voltage of 20V was required to maintain a current of 5A. The electrode spacing was 5.5 m. Electrolytic polymerization was carried out for 40 minutes. The resulting film was peeled off from the anode.
このフィルムは厚さが0.8.で黒色の導電性フィルム
であった。また、このフィルムは両面との平滑であった
。This film has a thickness of 0.8. It was a black conductive film. Also, this film was smooth on both sides.
電池実験の結果、充・放電の繰り返し回数は359回を
記録した。クーロン効率の最高値は100%であった。As a result of the battery experiment, the number of repeated charging and discharging times was recorded as 359 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%.
この電池のエネルギー密度は452実施例8でアンモニ
ア水溶液で処理しないポリピロールを正極として用いた
以外は、実施例8ど全く同様の方法で電池実験を行なっ
た。その結果、充・放電の繰り返し回数μ216回を記
録した。また、エネルギー密度は37914・hr/4
.yであり、自己放電率は7.0%であった。The energy density of this battery was 452.A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 8, except that polypyrrole, which was not treated with an ammonia aqueous solution, was used as the positive electrode. As a result, the number of charging/discharging cycles μ216 was recorded. Also, the energy density is 37914・hr/4
.. y, and the self-discharge rate was 7.0%.
実施例 9
実施例1で用いたポリピロールの代わりに、以下の重合
条件で製造したポリピロールを用いた以外は、実施例1
と・同様な方法でアンモニア水溶液処理及び電池実験を
行なった。Example 9 Example 1 except that polypyrrole produced under the following polymerization conditions was used instead of the polypyrrole used in Example 1.
Ammonia aqueous solution treatment and battery experiments were conducted in the same manner.
ピロール2q12−アクリルアミド−2−メブルブロバ
ンスルホン酸のナトリウム塩50%水溶液04g及び水
100dよりなる混合物を調製し2、混合して均質にし
た。この例では、カソードは白金小板(0,5x 3
cm >であり、アノード(よ全表面(約4CI112
を電解浴中に浸漬)であった。これら電極は使用前に蒸
留水ですすいだ。電解重合はヒ−7−レット・バラカー
ド電源/増幅器モデル6824Aを用いて行なった。電
解重合反応は24mAの電流ひ15Vの電圧で2分間行
なった。こうして、薄い黒色の導電性フィルムが金入面
上に析出した。A mixture consisting of 04 g of a 50% aqueous solution of the sodium salt of pyrrole 2q12-acrylamido-2-mebrubrobanesulfonic acid and 100 d of water was prepared 2 and mixed to homogenize. In this example, the cathode is a platinum platelet (0,5x 3
cm >, and the anode (over the whole surface (approximately 4CI112
was immersed in an electrolytic bath). The electrodes were rinsed with distilled water before use. Electropolymerization was carried out using a Hea-7-Let Barracard power supply/amplifier model 6824A. The electrolytic polymerization reaction was carried out at a current of 24 mA and a voltage of 15 V for 2 minutes. A thin black conductive film was thus deposited on the gold-filled surface.
電池実験の結果、充・放電の繰り返し回数は346回記
録した。クーロン効率の最高値は100%であった。こ
の電池のエネルギー密度は448W−hr/Kyであり
、自己放電率は4.3%であった。As a result of the battery experiment, the number of repeated charging/discharging times was recorded as 346 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%. The energy density of this battery was 448 W-hr/Ky, and the self-discharge rate was 4.3%.
比較例 7
実施例9でアンモニア水溶液で処理しないポリピロール
を正極として用いた以外は、実施例9ど全く同様の方法
で電池実験を行なった。その結果、充・放電の繰り返し
回数は211回を記録した。また、エネルギー密度は3
76W −hr/ K9であり、自己放電率は7,3%
であった。Comparative Example 7 A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 9, except that polypyrrole, which was not treated with an ammonia aqueous solution, was used as the positive electrode. As a result, the number of repetitions of charging and discharging was recorded as 211 times. Also, the energy density is 3
76W-hr/K9, self-discharge rate is 7.3%
Met.
実施例 10
実施例1で用いたポリピロールの代わりに、以下の重合
条件で製造したポリピロールを用いた以外は、実施例1
と同様な方法でアンモニア水溶液処理及び電池実験を行
なった。Example 10 Example 1 except that polypyrrole produced under the following polymerization conditions was used instead of the polypyrrole used in Example 1.
Ammonia aqueous solution treatment and battery experiments were conducted in the same manner as above.
水100g中フェニルホスホン酸1g及びビロール2g
よりなる電解浴を調製した。大きざが3×0.5c@の
金小板上で電解浴を撹拌することなく電解重合を行なっ
た。全小板は10の深さまで浸漬した。対極として白金
電極を用い、1mAの電流を300秒維持した。1!1
られた生成物は黒色の導電性フィルムであった。1 g of phenylphosphonic acid and 2 g of virol in 100 g of water
An electrolytic bath was prepared. Electrolytic polymerization was carried out on a small gold plate with a size of 3 x 0.5 cm without stirring the electrolytic bath. All platelets were immersed to a depth of 10. A platinum electrode was used as a counter electrode, and a current of 1 mA was maintained for 300 seconds. 1!1
The resulting product was a black conductive film.
電池実験の結果、充・放電の繰り返し回数は365回記
録した。クーロン効率の最高値は100%であった。こ
の電池のエネルギー密度は445W−hr/に’Jであ
り、自己放電率は3.9%であった。As a result of the battery experiment, the number of repeated charging/discharging times was recorded as 365 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%. The energy density of this battery was 445 W-hr/'J, and the self-discharge rate was 3.9%.
比較例 8
実施例10でアンモニア水溶液で処理しないポリピロー
ルを正極どして用いた以外は、実施例10と全く同様の
方法で電池実験を行なった。その結果、充・放電の繰り
返し回数は228回を記録した。また、エネルギー密度
は374讐・hr/N!IFであり、自己放電率は6.
7%であった。Comparative Example 8 A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 10, except that polypyrrole, which was not treated with an ammonia aqueous solution, was used as the positive electrode. As a result, the number of repetitions of charging and discharging was recorded as 228 times. Also, the energy density is 374 hr/N! IF, and the self-discharge rate is 6.
It was 7%.
実施例 11
実施例1で用いたポリピロールの代わりに、以下の重合
条件で製造したビロールとN−メチルごロールの共重合
体を用いた以外は、実施例1ど同様にアンモニア水溶液
処理及び電池実験を行なった。Example 11 Ammonia aqueous solution treatment and battery experiment were carried out in the same manner as in Example 1, except that a copolymer of pyrrole and N-methyl pyrrole produced under the following polymerization conditions was used instead of the polypyrrole used in Example 1. I did it.
ビロール209、N−メチルビロール20g、1゜6−
ヘキサンジ硫酸ナトリウム15ヒ、C〜Cアルファオレ
フィンスルボネート0.67及び水1400!7よりな
る混合物を撹拌して均質にし、8゜25X14×19C
I11の反応容器に仕込んだ。カソードはトルエンで脱
脂した14x 19x o、 ’IcmのAl5f N
o、 10/10白金パネルであり、アノードは14x
19x o、 Inの白金200パネルであった。ヘ
プタン150dを加え、ビブローミキ号−で撹拌した。Virol 209, N-methylvirol 20g, 1゜6-
A mixture consisting of 15% sodium hexane disulfate, 0.67% C-C alpha olefin sulfonate and 1400% water was stirred to homogenize and was heated to 8°25x14x19C.
It was charged into a reaction vessel of I11. The cathode is 14x 19x O, 'Icm Al5f N degreased with toluene.
o, 10/10 platinum panel, anode 14x
It was a platinum 200 panel of 19 x O, In. 150 d of heptane was added, and the mixture was stirred using a Vibro Miki.
生成ポリマーで覆われたアノード表面積は約250cm
2であった。電解重合は約5A(直流〉の電流で1時間
行なった。The anode surface area covered by the produced polymer is approximately 250 cm
It was 2. Electrolytic polymerization was carried out for 1 hour at a current of about 5 A (direct current).
生成ポリマーフィルムをアノードから剥離し、蒸留水で
洗浄しつつ一部手で粉砕した。このポリマーを蒸留水を
用いたソックスレー抽出によりさらに洗かし、真空オー
ブン中85℃で20時間乾燥した後、モータ付き乳棒で
さらに粉砕した。こうして、微細な黒色の導゛市性粉末
を得た。The resulting polymer film was peeled off from the anode and partially ground by hand while being washed with distilled water. The polymer was further washed by Soxhlet extraction with distilled water, dried in a vacuum oven at 85° C. for 20 hours, and then further ground with a motorized pestle. In this way, a fine black inductive powder was obtained.
電池実験の結果、充・放電の繰り返し回数は315回記
録した。クーロン効率の最高値は100%であった。こ
の電池のエネルギー密度は435W・hr/に’Jであ
り、自己放電率は4.2%であった。As a result of the battery experiment, the number of charging/discharging cycles was recorded as 315 times. The highest value of Coulombic efficiency was 100%. The energy density of this battery was 435 W·hr/'J, and the self-discharge rate was 4.2%.
比較例 9
実施例11でアンモニア水溶液で処理しないビロールど
N−メチルビロールの共重合体を正極として用いた以外
は、実施例11と全く同様の方法で電池実験を行なった
。その結果、充・放電の繰り返し回数は201回を記録
した。また、エネルギー密度は365誓・hr/sgで
あり、自己放電率は7,0%であった。Comparative Example 9 A battery experiment was carried out in exactly the same manner as in Example 11, except that a copolymer of pyrrole and N-methyl pyrrole, which was not treated with an aqueous ammonia solution, was used as the positive electrode. As a result, the number of repetitions of charging and discharging was recorded as 201 times. Further, the energy density was 365 hours/sg, and the self-discharge rate was 7.0%.
実施例 12
実施例1で用いたポリピロールの代わりに、以下の重合
条件で製造したごロールとN−メチルごロールの共重合
体を用いた以外は、実施例1ど同様な方法でアンモニア
水溶液処理を行ない、実施例11と同様な方法で電池実
験を行なった。Example 12 Ammonia aqueous solution treatment was carried out in the same manner as in Example 1, except that a copolymer of Gorole and N-methyl Gorole produced under the following polymerization conditions was used instead of the polypyrrole used in Example 1. A battery experiment was conducted in the same manner as in Example 11.
ビロール20g、N−メチルビロール207、ラウリル
硫酸ナトリウム40g、ポリエチレングリコール20g
、及び水1400(jよりなる混合物を撹拌して均質に
し、8.25 x 14x 19cIRの反応容器に仕
込んだ。用いた両電極は、14X 19x o、 1c
mの、1〜ルエンで脱脂したAl5I No、 10/
10スチールパネルであった。ヘプタン150dを加え
、ビブローミキサーで撹拌した。生成ポリマーで覆われ
たアノード表面積は約250c、2であった。電解重合
は約5A(直流)の電流で1時間行なった。生成ポリマ
ーフィルムを7ノードから剥離し、蒸留水で洗浄しつつ
一部手で粉砕した。このポリマーを蒸留水を用いたソッ
クスレー抽出によりさらに洗浄し、真空オーブン中85
℃で20時間乾燥した後、上−タ付き乳棒でさらに粉砕
した。こうして、微細な黒色の導電性粉末を411だ。Virol 20g, N-methylvirol 207, sodium lauryl sulfate 40g, polyethylene glycol 20g
, and 1400 (j) of water was stirred to homogenize and charged into an 8.25 x 14 x 19 c IR reaction vessel. Both electrodes used were 14 x 19 x o, 1 c
m, 1~Al5I degreased with toluene No, 10/
10 steel panels. 150 d of heptane was added and stirred with a Vibrow mixer. The anode surface area covered by the resulting polymer was approximately 250 c.2. Electrolytic polymerization was carried out for 1 hour at a current of about 5 A (direct current). The resulting polymer film was peeled off from 7 nodes and partially ground by hand while being washed with distilled water. The polymer was further washed by Soxhlet extraction with distilled water and then placed in a vacuum oven for 85 min.
After drying at ℃ for 20 hours, it was further crushed using a pestle with a top. In this way, 411 fine black conductive powder is produced.
電池実験の結果、充・IIi電の繰り返し回数は340
回記録した。クーロン効率の最高頑は100%であった
。この電池のエネルギー密度は438誓・h「実施例1
2でアンモニア水溶液で処理しないビロールとN−メチ
ルピロールの共重合体を正極として用いた以外は、実施
例12と全く同様の方法で電池実験を行なった。その結
果、充・放電の繰り返し回数は208回を記録した。ま
た、エネルギー密度は368胃・hr//(gであり、
自己放電率は6.9%であった。As a result of battery experiments, the number of times of charging/IIIi charging is 340.
recorded times. The maximum Coulombic efficiency was 100%. The energy density of this battery is 438 m/h "Example 1
A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 12, except that in Example 2, a copolymer of pyrrole and N-methylpyrrole that was not treated with an ammonia aqueous solution was used as the positive electrode. As a result, the number of repetitions of charging and discharging was recorded as 208 times. In addition, the energy density is 368 stomach・hr//(g,
The self-discharge rate was 6.9%.
図は本発明の一員体例である非水系二次電池の特性測定
用電池セルの断面概略図である。
1・・・負極用ニッケルリード線
2・・・08i用ニッケル網集電体
3・・・負 極
4・・・多孔質ボリブI]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 昭和電工株式会ン1
株式会社日立製作所The figure is a schematic cross-sectional view of a battery cell for measuring characteristics of a non-aqueous secondary battery, which is an integral example of the present invention. 1... Nickel lead wire for negative electrode 2... Nickel mesh current collector for 08i 3... Negative electrode 4... Porous bolibu I] Pyrene diaphragm 5... Positive electrode 6... For positive electrode Platinum mesh current collector 7...Positive electrode lead wire 8...Teflon container Patent applicant Showa Denko Co., Ltd. 1 Hitachi, Ltd.
Claims (1)
合金、導電性高分子またはリチウム合金と導電性高分子
との複合体からなる負極と、アルカリ金属塩電解質と有
機溶媒からなる非水系電解液とを主体として構成された
非水系二次電池において、前記ピロール系重合体がアル
カリで処理されていることを特徴とする非水系二次電池
。A positive electrode made of a pyrrole polymer, a negative electrode made of lithium, a lithium alloy, a conductive polymer, or a composite of a lithium alloy and a conductive polymer, and a non-aqueous electrolyte made of an alkali metal salt electrolyte and an organic solvent. A non-aqueous secondary battery configured as a main component, wherein the pyrrole polymer is treated with an alkali.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60233178A JPS6293863A (en) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | Nonaqueous system secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60233178A JPS6293863A (en) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | Nonaqueous system secondary battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6293863A true JPS6293863A (en) | 1987-04-30 |
Family
ID=16950949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60233178A Pending JPS6293863A (en) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | Nonaqueous system secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6293863A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0326484A2 (en) * | 1988-01-25 | 1989-08-02 | Commissariat A L'energie Atomique | Electrochemical generator using an electronically conducting polymer of the polypyrrole group as a cathode, and treatment process for the capacity-to-weight ratio of this cathode |
WO2014103779A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 日東電工株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery, and positive electrode used therein |
-
1985
- 1985-10-21 JP JP60233178A patent/JPS6293863A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0326484A2 (en) * | 1988-01-25 | 1989-08-02 | Commissariat A L'energie Atomique | Electrochemical generator using an electronically conducting polymer of the polypyrrole group as a cathode, and treatment process for the capacity-to-weight ratio of this cathode |
EP0326484A3 (en) * | 1988-01-25 | 1991-07-17 | Commissariat A L'energie Atomique | Electrochemical generator using an electronically conducting polymer of the polypyrrole group as a cathode, and treatment process for the capacity-to-weight ratio of this cathode |
WO2014103779A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 日東電工株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery, and positive electrode used therein |
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