JPS63114066A - 電池用電極 - Google Patents
電池用電極Info
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- JPS63114066A JPS63114066A JP61170170A JP17017086A JPS63114066A JP S63114066 A JPS63114066 A JP S63114066A JP 61170170 A JP61170170 A JP 61170170A JP 17017086 A JP17017086 A JP 17017086A JP S63114066 A JPS63114066 A JP S63114066A
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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
-
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- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- 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
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〕
この発明は有機金属錯体と炭素材からなる化学電池用電
極に関する。
極に関する。
近年、ＬＳＩ、超ＬＳＩをはじめとするエレクトロニク
スの発展がめざましく、それに伴ない電子機器が指数関
数的に小型化し、その電源としての化学電池の小型、軽
量化が強く要求されるようになった。現在、フッ化黒鉛
、二酸化マンガン等を陽極とする非水溶媒リチウム電池
が開発され、実用化されている。これまで有機化合物を
電極活物質とする報告は多く見られる。例えば、Ｊａｃ
ｋｓｏｎ１）がニトロベンゼン、Ｗｉｌｌｉａｍｓら
がジクロロイソシアヌル酸、最近ではＴｏｂｉｓｈｉｍ
ａら３）が２，４−トリニトロ−９−フルオレノン等の
電子受容性の有機化合物、Ｙａｍａｋｉら４）がフタロ
シアニンとその金属塩類を電極活物質として、電池の放
電挙動を調べている。
スの発展がめざましく、それに伴ない電子機器が指数関
数的に小型化し、その電源としての化学電池の小型、軽
量化が強く要求されるようになった。現在、フッ化黒鉛
、二酸化マンガン等を陽極とする非水溶媒リチウム電池
が開発され、実用化されている。これまで有機化合物を
電極活物質とする報告は多く見られる。例えば、Ｊａｃ
ｋｓｏｎ１）がニトロベンゼン、Ｗｉｌｌｉａｍｓら
がジクロロイソシアヌル酸、最近ではＴｏｂｉｓｈｉｍ
ａら３）が２，４−トリニトロ−９−フルオレノン等の
電子受容性の有機化合物、Ｙａｍａｋｉら４）がフタロ
シアニンとその金属塩類を電極活物質として、電池の放
電挙動を調べている。
（引用文献）１）Ｇ．Ｗ．Ｊａｃｋｓｏｎ，Ｊ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏ−ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１２，１２１８（１
９６５）．２）Ｂ．Ｗ．Ｗｉｌｌｉａｍｓら、同上、１
１６，１２１８（１９６５）．３）Ｓ．Ｔｏｂｉｓｈｉ
ｍａら、同上、１３１，５７（１９８４）．４）Ｙｍａ
ｋｉら、同上、１２９，５（１９８２）．〔発明が解決
しようとする問題点〕 これまでの報告から、放電における活物質の単位重量当
りのエネルギー密度はＴｏｂｉｓｈｉｍａらによる２，
４−トリニトロ−９−フルオレノンで２０３０Ｗｈ／Ｋ
ｇ，ＹａｍａｋｉらによるフタロシアニンのＦｅ塩で２
３００Ｗｈ／Ｋｇとかなり大きい値のものもみられるが
、有機化合物全般に２００〜８００Ｗｈ／Ｋｇである。
ｃｔｒｏ−ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１２，１２１８（１
９６５）．２）Ｂ．Ｗ．Ｗｉｌｌｉａｍｓら、同上、１
１６，１２１８（１９６５）．３）Ｓ．Ｔｏｂｉｓｈｉ
ｍａら、同上、１３１，５７（１９８４）．４）Ｙｍａ
ｋｉら、同上、１２９，５（１９８２）．〔発明が解決
しようとする問題点〕 これまでの報告から、放電における活物質の単位重量当
りのエネルギー密度はＴｏｂｉｓｈｉｍａらによる２，
４−トリニトロ−９−フルオレノンで２０３０Ｗｈ／Ｋ
ｇ，ＹａｍａｋｉらによるフタロシアニンのＦｅ塩で２
３００Ｗｈ／Ｋｇとかなり大きい値のものもみられるが
、有機化合物全般に２００〜８００Ｗｈ／Ｋｇである。
さらに、一般的に有機化合物およびその塩類は電解質溶
液に溶けるために、自己放電が生じる欠点があり、実用
に至っていない。
液に溶けるために、自己放電が生じる欠点があり、実用
に至っていない。
この発明は単位重量当りの高いエネルギー密度を示す電
極材を提供することにある。
極材を提供することにある。
この発明は配位原子Ｎ、Ｏ又はＳを含む有機化合物の金
属錯体を導電性炭素材と組み合わせることにより、高エ
ネルギー密度電池用の新しい有効な電極を提供しようと
するものである。
属錯体を導電性炭素材と組み合わせることにより、高エ
ネルギー密度電池用の新しい有効な電極を提供しようと
するものである。
Ｎ、Ｏ又はＳ原子を含む有機化合物を金属錯体とし、こ
れを導電性炭素材と組み合わせることにより、以下の実
施例で述べるように金属錯体の単位重量当り３０００〜
５６００Ｗｈ／Ｋｇの従来得られていない高いエネルギ
ー密度を得ることができる。
れを導電性炭素材と組み合わせることにより、以下の実
施例で述べるように金属錯体の単位重量当り３０００〜
５６００Ｗｈ／Ｋｇの従来得られていない高いエネルギ
ー密度を得ることができる。
〔実施例１〕
Ｎ原子配位の２，４，６−トリ−２−ピリジル−１，３
，５−トリアジン（以下、ＴＰＴＺと略記）の各種金属
錯体の場合の実施結果を示す。この放電特性の測定は第
１および第２図に示すガラスセルを用いて行った。陽極
は金属錯体粉末とグラファイトを重量比１：１で混ぜ、
２０００Ｋｇ／ｃｍ２で加圧し、直系約１．３ｃｍ、厚
さ約０，５ｍｍの円板状に成型する。これを０．１５〜
０．３ｇのカーボンシート（日本カーボン製カーボロン
）で両側から包む。
，５−トリアジン（以下、ＴＰＴＺと略記）の各種金属
錯体の場合の実施結果を示す。この放電特性の測定は第
１および第２図に示すガラスセルを用いて行った。陽極
は金属錯体粉末とグラファイトを重量比１：１で混ぜ、
２０００Ｋｇ／ｃｍ２で加圧し、直系約１．３ｃｍ、厚
さ約０，５ｍｍの円板状に成型する。これを０．１５〜
０．３ｇのカーボンシート（日本カーボン製カーボロン
）で両側から包む。
電解液はＬｉ（ｌＯ４の１ｍｏｌ／ｄｍ３プロピレンカ
ーボネート溶液、陰極はリチウム金属を用いた。放電は
低電流下、２５℃で行った。
ーボネート溶液、陰極はリチウム金属を用いた。放電は
低電流下、２５℃で行った。
ＴＰＴＺの種々の金属錯体のカーボンシート約０．３ｇ
、電流密度０．２ｍＡ／ｃｍ２、２５℃に於ける放電結
果（第１表）およびＴＰＴＺのＮｉ錯体の放電曲線（第
３図）に示すように、ＴＰＴＺ単独では活物質につき３
７０Ａｈ／Ｋｇの放電容量であるが、この金属錯体では
容量が著しく大きい。各種金属の中でＮｉ錯体が２０６
０Ａｈ／Ｋｇ（エネルギー密度にして３０９０Ｗｈ／Ｋ
ｇ）と最も大きい。またＮｉ錯体の放電容量はカーボン
シートを用いない時１００Ａｈ／Ｋｇであるが、カーボ
ンシート量を増すとともに容量が大きく増す（第４図）
。以上の結果から、ＴＰＴＺを金属イオンによってキレ
ート錯体とし、これにカーボンシートを組み合わせるこ
とにより、新しい有効な電極になることが明らかである
。
、電流密度０．２ｍＡ／ｃｍ２、２５℃に於ける放電結
果（第１表）およびＴＰＴＺのＮｉ錯体の放電曲線（第
３図）に示すように、ＴＰＴＺ単独では活物質につき３
７０Ａｈ／Ｋｇの放電容量であるが、この金属錯体では
容量が著しく大きい。各種金属の中でＮｉ錯体が２０６
０Ａｈ／Ｋｇ（エネルギー密度にして３０９０Ｗｈ／Ｋ
ｇ）と最も大きい。またＮｉ錯体の放電容量はカーボン
シートを用いない時１００Ａｈ／Ｋｇであるが、カーボ
ンシート量を増すとともに容量が大きく増す（第４図）
。以上の結果から、ＴＰＴＺを金属イオンによってキレ
ート錯体とし、これにカーボンシートを組み合わせるこ
とにより、新しい有効な電極になることが明らかである
。
〔実施例２〕
同じくＮ原子配位の２，９−ジナチル−１，１０−フェ
ナントロリン（別名ネオクプロイン）（以下、ＮＣと略
記）の各種金属錯体の実施例１と同様に行った結果を第
２表と第５図に示す。カーボンシート約０．１５ｇ、電
流密度０．２ｍＡ／ｃｍ２での放電で、ＮＣ単独では７
０Ａｈ／Ｋｇの放電容量であるが、これを金属錯体にす
ると容量が大きく増加する。Ｆｅ錯体で１．８▽の放電
電圧の下に活物質当り１７４０Ａｈ／Ｋｇ（エネルギー
密度にして３０４０Ｗｈ／Ｋｇ）を示し、最も大きい。
ナントロリン（別名ネオクプロイン）（以下、ＮＣと略
記）の各種金属錯体の実施例１と同様に行った結果を第
２表と第５図に示す。カーボンシート約０．１５ｇ、電
流密度０．２ｍＡ／ｃｍ２での放電で、ＮＣ単独では７
０Ａｈ／Ｋｇの放電容量であるが、これを金属錯体にす
ると容量が大きく増加する。Ｆｅ錯体で１．８▽の放電
電圧の下に活物質当り１７４０Ａｈ／Ｋｇ（エネルギー
密度にして３０４０Ｗｈ／Ｋｇ）を示し、最も大きい。
またカーボンシートを用いない時、６０Ａｈ／ｋｇであ
るので、この使用により容量が著しく増す。この場合も
ＮＣの金属錯体をカーボンシートと組み合わせることに
より、有効な電極が得られることが明らかである。
るので、この使用により容量が著しく増す。この場合も
ＮＣの金属錯体をカーボンシートと組み合わせることに
より、有効な電極が得られることが明らかである。
〔実施例３〕
ＯおよびＮ配位の８−オキシキノリン（以下、ＯＸＩＮ
Ｅと略記）の各種金属錯体の実施結果を第３表と第６図
に示す。カーボンシート約０．１５ｇ、０．２ｍＡ／ｃ
ｍ２の電流密度における放電で、ＯＸＩＮＥ単独では活
物質についての放電容量は９０Ａｈ／Ｋｇと小さいが、
これを金属錯体にすることにより容量が大きく増す。Ｃ
ｏ錯体で１６２０Ａｈ／Ｋｇの放電容量（エネルギー密
度にして２２７０Ｗｈ／Ｋｇ）であり、最も大きい。ま
たカーボンシートを用いない時、Ｃｏ錯体で７０Ａｈ／
Ｋｇであり、この使用によって容量が著しく増す。この
場合もＯＸＩＮＥの金属錯体とカーボンシートを組み合
わせることにより、有効な電極なることが認められる。
Ｅと略記）の各種金属錯体の実施結果を第３表と第６図
に示す。カーボンシート約０．１５ｇ、０．２ｍＡ／ｃ
ｍ２の電流密度における放電で、ＯＸＩＮＥ単独では活
物質についての放電容量は９０Ａｈ／Ｋｇと小さいが、
これを金属錯体にすることにより容量が大きく増す。Ｃ
ｏ錯体で１６２０Ａｈ／Ｋｇの放電容量（エネルギー密
度にして２２７０Ｗｈ／Ｋｇ）であり、最も大きい。ま
たカーボンシートを用いない時、Ｃｏ錯体で７０Ａｈ／
Ｋｇであり、この使用によって容量が著しく増す。この
場合もＯＸＩＮＥの金属錯体とカーボンシートを組み合
わせることにより、有効な電極なることが認められる。
〔実施例４〕
Ｏ原子配位のフェニルニトロソヒドロキシルアミン（別
名、クッペロン）（以後、ＣＵＰＦと略記）の金属錯体
の実施結果を第４表と第７図に示す。
名、クッペロン）（以後、ＣＵＰＦと略記）の金属錯体
の実施結果を第４表と第７図に示す。
カーボンシート約０．２ｇ、電流密度０．２ｍＡ／ｃｍ
２における放電でＣＵＰＦ単独では活物質についての放
電容量は９６０Ａｈ／Ｋｇであるが、これを金属錯体に
することにより放電容量が大きく増す。Ｎｉ錯体で３２
１０Ａｈ／Ｋｇの容量（エネルギー密度にして５６１０
Ｗｈ／Ｋｇ）で極めて大きい。カーボンシートを用いな
い時はＮｉ錯体で１１０Ａｈ／Ｋｇであるので、これを
用いることにより容量が著しく増す。この場合もＣＵＰ
Ｆの金属錯体をカーボンシートと組み合わせることによ
り、極めて有効な電極になることが認められる。
２における放電でＣＵＰＦ単独では活物質についての放
電容量は９６０Ａｈ／Ｋｇであるが、これを金属錯体に
することにより放電容量が大きく増す。Ｎｉ錯体で３２
１０Ａｈ／Ｋｇの容量（エネルギー密度にして５６１０
Ｗｈ／Ｋｇ）で極めて大きい。カーボンシートを用いな
い時はＮｉ錯体で１１０Ａｈ／Ｋｇであるので、これを
用いることにより容量が著しく増す。この場合もＣＵＰ
Ｆの金属錯体をカーボンシートと組み合わせることによ
り、極めて有効な電極になることが認められる。
以上のように、本発明によれば有機金属錯体を炭素材と
組み合わせることにより、高いエネルギー密度を示す有
効な化学電池用電極を提供することができる。
組み合わせることにより、高いエネルギー密度を示す有
効な化学電池用電極を提供することができる。
第１図は放電実験用電池の構成を示すもので、第２図は
第１図の電極構成Ａを示すものである。 第３図はＬｉ／Ｎｉ（ＴＰＴＺ）２（ＣｌＯ４）２電池
の放電曲線図、第４図はカーボンシート量を変えた時の
Ｌｉ／Ｎｉ（ＰＴＴＺ）２（ＣｌＯ４）２電池の放電容
量を示す図である。第５図はＬｉ／Ｆｅ（ＮＣ）１．３
Ｃｌ２電池、第６図はＬｉ／Ｃｏ（ＯＸＩＮＥ）２電池
、第７図はＬＩ／Ｍ（ＣＵＰＦ）２（Ｍ＝Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ）電池の放電曲線図である。 符号の説明、第１図および第２図、Ａ・・・・・・電極
構成、１・・・・・・ガラス、２・・・・・・Ｎｉリー
ド（陽極側）、３・・・・・・テフロン管、４・・・・
・・金属スプリング、５・・・・・・Ｎｉリード（陰極
側）、６・・・・・・Ｌｉ陰極、７・・・・・・陽極、
８・・・・・・ポリプロピレン不織布セパレータ、９・
・・・・・電解液、１０・・・・・・カーボンシート
第１図の電極構成Ａを示すものである。 第３図はＬｉ／Ｎｉ（ＴＰＴＺ）２（ＣｌＯ４）２電池
の放電曲線図、第４図はカーボンシート量を変えた時の
Ｌｉ／Ｎｉ（ＰＴＴＺ）２（ＣｌＯ４）２電池の放電容
量を示す図である。第５図はＬｉ／Ｆｅ（ＮＣ）１．３
Ｃｌ２電池、第６図はＬｉ／Ｃｏ（ＯＸＩＮＥ）２電池
、第７図はＬＩ／Ｍ（ＣＵＰＦ）２（Ｍ＝Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ）電池の放電曲線図である。 符号の説明、第１図および第２図、Ａ・・・・・・電極
構成、１・・・・・・ガラス、２・・・・・・Ｎｉリー
ド（陽極側）、３・・・・・・テフロン管、４・・・・
・・金属スプリング、５・・・・・・Ｎｉリード（陰極
側）、６・・・・・・Ｌｉ陰極、７・・・・・・陽極、
８・・・・・・ポリプロピレン不織布セパレータ、９・
・・・・・電解液、１０・・・・・・カーボンシート
Claims (1)
- 配位結合を形成する配位原子Ｎ、Ｏ又はＳを含む有機化
合物の金属錯体と炭素材とを組み合わせたことを特徴と
する電極
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61170170A JPS63114066A (ja) | 1986-07-19 | 1986-07-19 | 電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61170170A JPS63114066A (ja) | 1986-07-19 | 1986-07-19 | 電池用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63114066A true JPS63114066A (ja) | 1988-05-18 |
Family
ID=15899984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61170170A Pending JPS63114066A (ja) | 1986-07-19 | 1986-07-19 | 電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63114066A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008204668A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Univ Nagoya | 分子クラスター二次電池 |
| JP2011235231A (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Daihatsu Motor Co Ltd | 酸素還元触媒および燃料電池 |
| KR20140015398A (ko) * | 2011-02-25 | 2014-02-06 | 에꼴 뽈리떼끄닉 뻬데랄 드 로잔느 (으뻬에프엘) | 도판트로서의 용도 및 다른 용도를 위한 금속 복합체 |
| JP2015083602A (ja) * | 2008-12-01 | 2015-04-30 | 住友化学株式会社 | 発光性銀錯体 |
| US9302596B2 (en) | 2010-12-31 | 2016-04-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Redox flow battery |
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- 1986-07-19 JP JP61170170A patent/JPS63114066A/ja active Pending
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