JPS6376274A - Secondary battery - Google Patents

Secondary battery

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JPS6376274A
JPS6376274A JP61218086A JP21808686A JPS6376274A JP S6376274 A JPS6376274 A JP S6376274A JP 61218086 A JP61218086 A JP 61218086A JP 21808686 A JP21808686 A JP 21808686A JP S6376274 A JPS6376274 A JP S6376274A
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JP
Japan
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alkali metal
electrolyte
battery
discharge
negative electrode
Prior art date
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Application number
JP61218086A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Konuma
博 小沼
Hidenori Nakamura
英則 中村
Riichi Shishikura
利一 獅々倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Showa Denko KK, Hitachi Ltd filed Critical Showa Denko KK
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a high performance secondary battery having large enrgy density, good charge-discharge reversibility, low self-discharge rate, and long cycle life by adding a specified amount of alkali metal fluoride in an electrolyte comprising alkali metal salt and nonaqueous solvent. CONSTITUTION:In a secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte, the negative electrode consists of an alkali metal alloy or a composite of the alkali metal alloy and a conductive polymer, and the electrolyte consists of alkali metal salt containing fluorine indicated in the formula M.XFn (M is an alkali metal, X is an element selected from a group of B, P, As, Sb, and Si, n is an integer of 4-6) and a nonaqueous solvent, and the concentration of alkali metal fluoride indicated in the formula MF (M is an alkali metal) is 0.001-2 wt% of the nonaqueous solvent. By specifying the concentration of the alkali metal fluoride to 0.001-2 wt%, the high performance battery having large energy density, high charge-discharge efficiency, and long cycle life can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エネルギー密度が大きく、充放電の可逆性が
良好であり、自己放電率が極めて低く、且つ、サイクル
寿命の長い高性能な二次電池に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a high-performance secondary battery that has high energy density, good charge/discharge reversibility, extremely low self-discharge rate, and long cycle life. Regarding the next battery.

[従来の技術] 近年負極にリチウムを用いた二次電池の開発が盛んに行
なわれている。
[Prior Art] In recent years, secondary batteries using lithium as a negative electrode have been actively developed.

リチウムを電極に用いた場合には、水とリチウムとの高
い反応性のために、電解液としては、非水系を用いるこ
とが必要である。
When lithium is used in the electrode, it is necessary to use a non-aqueous electrolyte because of the high reactivity between water and lithium.

しかし、リチウムを負極活物質に用いる場合には、リチ
ウムの活性が非常に高いため、充電時に発生するデンド
ライトによって、充放電効率が低下し、また正負極が短
絡する等の問題がある。
However, when lithium is used as a negative electrode active material, since lithium has a very high activity, there are problems such as dendrites generated during charging, resulting in a decrease in charging and discharging efficiency and short-circuiting of the positive and negative electrodes.

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1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♂媒として用いる方法〔ケー・エム・ア
ブラハム等゛リチウム バッチリーズ″、ジェー・ピー
・ガバノ9編集、アカデミツクプレス発行、ロンドン(
1983年)  (K、H,Abraham et a
l、  in”Lithium Batteries 
” 、 J、P、Gabano、 editor。
Therefore, it prevents dendrites and improves the charging and discharging efficiency of the negative electrode.
Many technological developments have been reported to improve cycle life.1 For example, a method using a methylated cyclic ether solvent as a battery electrolyte medium [KM Abraham et al.・Edited by P. Gavano9, published by Academic Press, London (
(1983) (K.H.Abraham et a.
l, in”Lithium Batteries
”, J. P. Gabano, editor.

Academic press、 London (1
983) > )やff1ffi自体をアルミニウムと
合金化することにより、リチウムのアンドライトを防止
する方法(ビー、エム、エル、ラオ、アール、ダブリュ
ー、フランシス及びエイチ、ニー、クリストファー、ジ
ャーナル・オブ・エレクトロケミカル・ソサイアティ、
第124巻、第10号、 1490〜1492頁、  
(1977年) (8,M、L、Rao、 R,W、F
rancis、 andH,A、Christophe
r、 J、Electrochell、 Soc、。
Academic press, London (1
983) > ) and ff1ffi itself is alloyed with aluminum to prevent lithium andrite (B, M, L, Rao, R, W, Francis and H, Nie, Christopher, Journal of Electron. chemical society,
Volume 124, No. 10, pp. 1490-1492,
(1977) (8, M, L, Rao, R, W, F
rancis, and H.A., Christopher
r, J, Electrochel, Soc.

Vol、124. No、10.1490〜1492 
(1977) ) )等が提案されている。
Vol, 124. No, 10.1490-1492
(1977) ) etc. have been proposed.

一方、正極活物質としては、導電性高分子を用いること
が知られており、またTiS2のごときアルカリ金属等
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, it is known that a conductive polymer is used as the positive electrode active material, and it is also known that a material that forms an intercalation compound with an alkali metal such as TiS2, or other chalcogenide compounds or inorganic oxides is used. It is being

正極活物質として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、ポリチオフェ
ン誘導体、ポリバラフェニレン、ポリバラフェニレンI
s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のごときアニリ
ン系重合体が良く知られている。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II化物の具
体例としては、■20.をはじめ、Nb5S4゜Mo 
3S4.Co S2.Fe 82 、Ti 32 。
Conductive polymers used as positive electrode active materials include polyacetylene, polythiophene, polythiophene derivatives, polyvaraphenylene, and polyvaraphenylene I.
There are s-forms, polypyrrole, polypyrrole derivatives, and other aniline-based polymers such as polyaniline and polyaniline derivatives are well known. Further, as specific examples of chalcogenide compounds and II-free compounds used as positive electrode active materials, 20. Including, Nb5S4゜Mo
3S4. Co S2. Fe82, Ti32.

Cr2o5.Mn 02 、Si 02 、Co o2
゜SnO2などが知られている。
Cr2o5. Mn 02 , Si 02 , Co 02
゜SnO2 and the like are known.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、負極にアルカリ金属合金を用い、正極に
アニリン系重合体を用いて二次電池を構成した場合には
、充分な可逆性及び低い自己放電率を同時に満足する高
エネルギー密度を有する二次電池を得ることは困難であ
った。
[Problems to be solved by the invention] However, when a secondary battery is constructed using an alkali metal alloy for the negative electrode and an aniline polymer for the positive electrode, it is difficult to achieve sufficient reversibility and a low self-discharge rate at the same time. It has been difficult to obtain a secondary battery with a satisfactory high energy density.

この困難性は、3v以上の大きい起電力を有する電池の
充放電を可逆的に行えるだけの高イオン導電率を有した
安定な電解液が見い出されていないことに大きく起因し
ている。例えば、非水溶媒系リチウム−次電池に一般的
に用いられているプロピレンカーボネートと1,2−ジ
メトキシエタンどの混合溶媒にL i B F 4やL
iCNO4を溶かした電解液は、電池の作動(充電また
は放電)時に溶媒が分解し、負極表面に高抵抗被膜を生
じたり、分解ガス等のために電池内圧が上昇したりして
、高い電流効率で充放電を繰り返すことができない。特
に負極表面に高抵抗被膜を生じると、その部分が不1l
i7I態化し、電気の通りやすい所に局部的に電流が集
中し、デンドライトの発生や電極崩壊を生じ、また過電
圧が急激に上昇して、電池として作動し得なくなる。
This difficulty is largely due to the fact that a stable electrolytic solution with a high ionic conductivity sufficient to reversibly charge and discharge a battery having a large electromotive force of 3 V or more has not been found. For example, a mixed solvent such as propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane, which are commonly used in non-aqueous lithium batteries, may be mixed with Li B F 4 or L
The electrolytic solution containing iCNO4 has high current efficiency because the solvent decomposes during battery operation (charging or discharging), forming a high-resistance film on the negative electrode surface, and increasing the internal pressure of the battery due to decomposition gas, etc. cannot be repeatedly charged and discharged. In particular, if a high-resistance film forms on the surface of the negative electrode, that part will be damaged.
The battery becomes i7I, and current concentrates locally in areas where electricity can easily pass, causing dendrite formation and electrode collapse, and the overvoltage rapidly increases, making it impossible to operate as a battery.

本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意研究した
結果、アルカリ金属塩と非水溶媒からなる電解液に、特
定Rのアルカリ金属のフッ化物を添加することによって
高性能な二次電池が得られることを見い出した。
As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have discovered that high-performance secondary It was discovered that a battery can be obtained.

本発明は上記の発見に基づいてなされたもので、従来の
欠点を解消し、エネルギー密度が大きく、充放電の可逆
性が良好であり、自己放電率が極めて低く、サイクル寿
命の長い高性能な二次電池を提供することを目的とする
The present invention has been made based on the above-mentioned findings, and eliminates the drawbacks of the conventional technology. The purpose is to provide secondary batteries.

[問題点を解決するための手段] 本発明は上記の目的を達成すべくなされたもので、その
要旨は、正極と負極と非水電解液からなる二次電池にお
いて、負極がアルカリ土類金、またはアルカリ金属合金
と導電性高分子の複合体からなり、電解液の電解質が下
記一般式〔Mはアルカリ金属、XはB、P、△s、3b
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to achieve the above object, and its gist is that in a secondary battery consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, the negative electrode is made of alkaline earth metal. , or a composite of an alkali metal alloy and a conductive polymer, and the electrolyte of the electrolyte has the following general formula [M is an alkali metal, X is B, P, Δs, 3b
.

Si、よりなる群より選択された元素、nは4〜6の整
数を示す。〕 で表わされるフッ素含有アルカリ金属塩と、非水溶媒か
らなり、下記一般式 MF   (Mはアルカリ金属を示す。)で表ねざる。
Si, an element selected from the group consisting of; n represents an integer of 4 to 6; ] It consists of a fluorine-containing alkali metal salt represented by the following and a nonaqueous solvent, and is represented by the following general formula MF (M represents an alkali metal).

アルカリ金属のフッ化物の濃度が、非水溶媒に対して0
.001〜2重百%である二次電池にある。
The concentration of alkali metal fluoride is 0 compared to nonaqueous solvents.
.. 001-2% in secondary batteries.

[発明の具体的構成および作用] 以下、本発明の詳細な説明する。[Specific structure and operation of the invention] The present invention will be explained in detail below.

本発明において、負極として用いられるアルカリ金属合
金は、アルカリ金属とアルミニウム、マグネシウム、マ
ンガン、錫、亜鉛、ビスマス、ケイ素、鉛及びカドミウ
ムからなるnYから選ばれた少なくとも一種の全屈との
合金であり、代表例としては、Li/AfJ合金、Li
/MCI合金、Li/Aρ/M(1合金、Li /Si
合金、Li/11 /Si合金等があげられる。この場
合、合金比率は、特に制限はないが、充電時のアルカリ
金属の原子比が20%以上であることが好ましい。
In the present invention, the alkali metal alloy used as the negative electrode is an alloy of an alkali metal and at least one type of metal selected from nY consisting of aluminum, magnesium, manganese, tin, zinc, bismuth, silicon, lead, and cadmium. , typical examples include Li/AfJ alloy, Li
/MCI alloy, Li/Aρ/M (1 alloy, Li /Si
alloy, Li/11/Si alloy, etc. In this case, the alloy ratio is not particularly limited, but it is preferable that the alkali metal atomic ratio during charging is 20% or more.

また、本発明において負極として用いられる複合体とし
ては、前記アルカリ金属合金とポリピロール、ポリピロ
ール誘導体、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、
ポリキノリン、ボリアセン、ポリパラフェニレン及びポ
リアセチレンからなる群から選ばれた少なくとも一種の
導電性高分子との複合体があげられる。複合体の代表例
としては、Li/A1合金とポリパラフェニレンとの複
合体、Li/A、Q合金とポリアセチレンとの複合体、
Li/Mg合金とポリパラフェニレンとの複合体があげ
られる。ここでいう複合体とは、アルカリ金属合金と導
電性高分子との均一な混合物、積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。
In addition, the composites used as the negative electrode in the present invention include the alkali metal alloy and polypyrrole, polypyrrole derivatives, polythiophene, polythiophene derivatives,
Examples include a complex with at least one conductive polymer selected from the group consisting of polyquinoline, boriacene, polyparaphenylene, and polyacetylene. Typical examples of composites include a composite of Li/A1 alloy and polyparaphenylene, a composite of Li/A, Q alloy and polyacetylene,
Examples include a composite of Li/Mg alloy and polyparaphenylene. The term "composite" as used herein refers to a homogeneous mixture of an alkali metal alloy and a conductive polymer, a laminate, or a modified product in which a base component is modified with another component.

本発明において、正極には無機酸化物、カルゲコナイド
化合物、導電性高分子等を用いることができ、導電性高
分子の中ではアニリン系重合体が好ましい。このアニリ
ン系重合体は、下記一般式(1)で表わされるアニリン
系化合物の酸化重合体である。
In the present invention, an inorganic oxide, a calgeconide compound, a conductive polymer, etc. can be used for the positive electrode, and among the conductive polymers, an aniline polymer is preferable. This aniline polymer is an oxidized polymer of an aniline compound represented by the following general formula (1).

〔式中、R1−R4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のアルコキシ基または炭素数が6〜10のアリー
ル基を示す。〕 上記一般式で示されるアニリン系化合物の代表例として
は、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、2,6−シメトキシーアニリン
、3.5−ジメトキシ−アニリン、2−エトキシ−3−
メトキシ−アニリン、2.5−ジフェニルアニリン、2
−フェニル−3−メチル−アニリン、2.3.5−トリ
メトキシ−アニリン、2,3−ジフェルアニリン、2,
3,5.6−チトラメチルーアニリン等があげられるが
、これらの中で最も好ましいのはアニリンである。
[In the formula, R1-R4 may be different or the same,
Hydrogen atom, alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 1 carbon number
-10 alkoxy group or aryl group having 6 to 10 carbon atoms. ] Typical examples of aniline compounds represented by the above general formula include aniline, 2-methoxy-aniline, 3-methoxy-aniline, 2,3-dimethoxy-aniline, 2.5-
Dimethoxy-aniline, 2,6-simethoxyaniline, 3,5-dimethoxy-aniline, 2-ethoxy-3-
Methoxy-aniline, 2,5-diphenylaniline, 2
-Phenyl-3-methyl-aniline, 2.3.5-trimethoxy-aniline, 2,3-diferaniline, 2,
Examples include 3,5,6-titramethyl-aniline, among which aniline is most preferred.

アニリン系重合体を製造する方法としては、電気化学的
重合法と化学的重合法が知られている。電気化学的重合
法としての公知文献の一例としては、日本化学会誌鶏1
1.1801頁(1984年)が知られており、また化
学的重合法の公知文献の一例としては、エイ・ジー・グ
リーン及びエイ・イー・ウッドヘッド、ジャーナル・オ
ブ・す・ケミカル・ソサイアテイ、、第2388頁、 
1910年(A、G、Green and^、E、Wo
odhead、 J、Chem、 Soc、。
Electrochemical polymerization methods and chemical polymerization methods are known as methods for producing aniline polymers. An example of a known document on the electrochemical polymerization method is the Journal of the Chemical Society of Japan, Tori 1.
1.1801 pages (1984) is known, and examples of known literature on chemical polymerization methods include A.G. Green and A.E. Woodhead, Journal of the Chemical Society; , page 2388,
1910 (A, G, Green and^, E, Wo
odhead, J., Chem, Soc.

2388 (1910) )が知られているが、一般に
はアニリン系重合体は、次の方法によって製造される。
2388 (1910)) is known, but aniline polymers are generally produced by the following method.

電気化学的重合法の場合には、アニリン系化合物の重合
は陽極酸化により行われ、約0.01〜50mA/cm
2、電解電圧は通常1〜10Vの範囲で、定電流法、定
電圧法及びそれ以外のいかなる方法をち用いることがで
きる。重合は水溶液中、非水溶媒中、例えばアルコール
類、ニトリル類またはこれらの混合溶媒中で行われるが
、好ましくは水溶液中で行うのがよい。非水溶媒は生成
するアニリン系重合体(酸化重合体)が溶解しても、ま
た溶解しなくてもよい。
In the case of the electrochemical polymerization method, the polymerization of the aniline compound is performed by anodic oxidation, and the polymerization rate is about 0.01 to 50 mA/cm.
2. The electrolytic voltage is usually in the range of 1 to 10 V, and a constant current method, a constant voltage method, and any other method can be used. The polymerization is carried out in an aqueous solution or a nonaqueous solvent, such as an alcohol, a nitrile, or a mixed solvent thereof, but preferably in an aqueous solution. The non-aqueous solvent may or may not dissolve the produced aniline polymer (oxidized polymer).

好適な電解液のpHは特に制限はないが、好ましくはp
tlが4以下、特に好ましくはpHが2以下である。p
tlの調節に用いる酸の具体例としては、HCj 、H
BF  、CF3COOH,H2S○4及びHNO3等
をあげることができるが、特にこれらに限定されるもの
ではない。
There is no particular restriction on the pH of the electrolytic solution, but it is preferable that the pH of the electrolyte be
tl is 4 or less, particularly preferably pH is 2 or less. p
Specific examples of acids used to adjust tl include HCj, H
Examples include BF, CF3COOH, H2S4 and HNO3, but are not particularly limited to these.

化学的重合法の場合には、例えばアニリン系化合物を水
溶液中で酸化性強酸により、または強酸と過酸化物、例
えば過Ta酸カリウムの組合せにより酸化重合させるこ
とができる。この方法によって得られるアニリン系重合
体く酸化重合体)は、粉末状で得ることができるので、
これを分離乾燥して用いることができる。
In the case of chemical polymerization, for example, aniline compounds can be oxidatively polymerized in an aqueous solution with a strong oxidizing acid or with a combination of a strong acid and a peroxide, such as potassium pertarate. The aniline polymer (oxidized polymer) obtained by this method can be obtained in powder form, so
This can be separated and dried before use.

また、電気化学的重合法及び化学的重合法のいずれの場
合においても、重合電解液中に他の添加物、例えば、カ
ーボンブラック、ポリテトラフルオロエチレンパウダー
、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド等
を添加して重合することも可能である。
In addition, in both the electrochemical polymerization method and the chemical polymerization method, other additives such as carbon black, polytetrafluoroethylene powder, polyethylene glycol, polyethylene oxide, etc. are added to the polymerization electrolyte. Polymerization is also possible.

本発明の二次電池に用いる電解液の非水溶媒としては、
非プロトン性でかつ高誘電率のものが好ましい。例えば
、エーテル類、ケトン類、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、カーボネート
類、スルホラン類が好ましく、特にエーテル類とカーボ
ネート類とを組合せて使用することが好ましい。
The non-aqueous solvent for the electrolyte used in the secondary battery of the present invention includes:
Those that are aprotic and have a high dielectric constant are preferred. For example, ethers, ketones, 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, carbonates, and sulfolanes are preferable, and it is particularly preferable to use a combination of ethers and carbonates.

これら非水溶媒の代表例としては、テトラヒドロフラン
、2−メチルテトラヒドロフラン、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、メチルフォルメート、プロピレン
カーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルホルム
アミド、ジメヂルスルホキシド、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
れらの溶媒は二種以上混合して用いてもよい。
Representative examples of these nonaqueous solvents include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, monoglyme, 4-methyl-2-pentanone, 1,2-
Dichloroethane, γ-butyrolactone, valerolactone, dimethoxyethane, methylformate, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethylformamide, dimedyl sulfoxide, dimethylthioformamide, ethyl phosphate, methyl phosphate, chlorobenzene,
Examples include sulfolane and 3-methylsulfolane. Two or more of these solvents may be used in combination.

また、本発明の二次電池に用いるアニオンがフッ素化物
からなるアルカリ金属塩の具体例としては、Li PF
6.Li Sb F6.KPF6 。
Further, as a specific example of the alkali metal salt whose anion is a fluoride used in the secondary battery of the present invention, Li PF
6. LiSbF6. KPF6.

Na PF  、LiBF  、LiAs F6などを
あげろごとができるが、必ずしもこれらに限定されるも
のではなく、アニオンがフッ素含有アルカリ金属塩であ
れば良い。これらのアルカリ金属塩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 Na PF , LiBF , LiAs F6, etc., but the anion is not necessarily limited to these, as long as the anion is a fluorine-containing alkali metal salt. These alkali metal salts may be used alone or in combination of two or more.

アルカリ金属塩の濃度は、充電条件、作動温度、アルカ
リ金属塩の種類及び非水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/ρ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。
The concentration of the alkali metal salt varies depending on the charging conditions, operating temperature, type of alkali metal salt, type of non-aqueous solvent, etc., so it cannot be specified unconditionally, but it is generally 0.5.
It is preferably within the range of ~10 mol/ρ. The electrolyte may be homogeneous or heterogeneous.

本発明においては、前記電解液にアルカリ金属のフッ化
物が添加される。アルカリ金属のフッ化物としては、L
i F、KF、Na Fなどをあげることができる。
In the present invention, an alkali metal fluoride is added to the electrolyte. As an alkali metal fluoride, L
Examples include iF, KF, NaF, etc.

アルカリ金属のフッ化物の添加量は、電解液中の非水溶
媒に対して重量81度で0.001〜2%、好ましくは
0.01〜0.5%である。添加量が重昂淵度で0.0
01%未満では本発明の効果が得られず、一方、添加■
が重fH1度で2%より多い場合には、電気伝導度が低
下するなどの悪影響が強くなり、充放電効率、可逆性と
もに低下する。
The amount of the alkali metal fluoride added is 0.001 to 2%, preferably 0.01 to 0.5%, based on the weight of 81 degrees with respect to the nonaqueous solvent in the electrolytic solution. The amount added is 0.0 in Chongyang Yuan degree.
If the amount is less than 0.01%, the effect of the present invention cannot be obtained;
If it is more than 2% at 1 degree fH, adverse effects such as a decrease in electrical conductivity will be strong, and both charging and discharging efficiency and reversibility will decrease.

本発明の二次電池において、正極のアニリン系重合体に
ドープされるドーパントの岳は、アニリン系重合体の繰
り返し単位1モルに対して、10〜100モル%であり
、好ましくは20〜100モル%である。
In the secondary battery of the present invention, the amount of dopant doped into the aniline polymer of the positive electrode is 10 to 100 mol%, preferably 20 to 100 mol%, per 1 mol of repeating units of the aniline polymer. %.

ドープ量は、電解の際に流れた電気mを測定することに
よって、自由に制御することができる。
The amount of doping can be freely controlled by measuring the electricity m flowing during electrolysis.

一定電流下でも、一定電圧下でも、また、電流及び電圧
の変化する条件下のいずれの方法でドーピングを行なっ
てもよい。
Doping may be performed under constant current, constant voltage, or varying current and voltage conditions.

また、本発明の二次電池において、負極のアルカリ金属
合金またはアルカリ金属合金と導電性高分子との複合体
から一回に放電できるアルカリ金FAmの好ましい値(
放電深さ)は、合金中のアルカリ金Effiに対し2%
〜90%である。
In addition, in the secondary battery of the present invention, a preferable value of alkali gold FAm (
(discharge depth) is 2% relative to the alkali gold Effi in the alloy.
~90%.

ただし、放電深さを大きくとると、電極の劣化が生じや
すく、放電深さを小さくとると、電池全体のエネルギー
密度が低下するので、実用的には、電池の用途に応じて
、好適な放電深さを設定することが望ましい。
However, if the discharge depth is too large, the electrodes tend to deteriorate, and if the discharge depth is too small, the energy density of the entire battery will decrease. It is desirable to set the depth.

本発明において、電解液中にアルカリ金属のフッ化物を
添加する効果は、極めて顕著であり、その作用機構は、
明らかではないが、電解液中のアルカリ金属塩のアニオ
ンの分解物であるPF5゜Sb F  、BF3.As
 F5などが、アルカリ金属のフッ化物と反応して、P
F −、Sb F6−。
In the present invention, the effect of adding alkali metal fluoride to the electrolyte is extremely significant, and its mechanism of action is as follows:
Although it is not clear, PF5°Sb F , BF3. As
F5 etc. reacts with alkali metal fluoride to produce P.
F-, Sb F6-.

BF +、 As F6−などに戻り、アニオンが常に
有効に使われるものと考えられる。
Returning to BF +, As F6-, etc., it is considered that anions are always effectively used.

[実 施 例コ 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 more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

実施例 1 (ポリアニリンの製造) アニリン濃度が0,2モル/jの1N−HBF4の水溶
液100cc中で、白金板(15mφ、直径0.5my
φのリード線付き)の面上に、一定電流密度LOmA/
ctx2で電解重合を行なった。この場合、対極には上
記と同径の白金板を用い、参照極にAO/AgCJI極
を用いた。
Example 1 (Production of polyaniline) A platinum plate (15 mφ, diameter 0.5 my
With a lead wire of φ), a constant current density LOmA/
Electrolytic polymerization was performed using ctx2. In this case, a platinum plate with the same diameter as above was used as the counter electrode, and an AO/AgCJI electrode was used as the reference electrode.

電解重合電気沿が30クーロンに達したところで重合を
停止させたところ、白金板の両面に、総重量が15.0
Rgの深緑色で、フィブリルが絡み合った形のフィルム
状ポリアニリンが得られた。平均重合電位は、へ〇/A
gCJI参照極に対し O,74Vであった。
When the polymerization was stopped when the electrolytic polymerization electric current reached 30 coulombs, a total weight of 15.0
A film-like polyaniline with Rg deep green color and entangled fibrils was obtained. The average polymerization potential is 〇/A
The voltage was 0.74 V with respect to the gCJI reference electrode.

次いで、このポリアニリンを白金板ごと、28重重母濃
度のアンモニア水中に約1時間浸漬した。
Next, this polyaniline together with the platinum plate was immersed in ammonia water having a concentration of 28 deuterium for about 1 hour.

アンモニア水に浸漬中、約1分間の超音波を与えた。次
いで、蒸留水中に白金板ごとフィルム状ポリアニリンを
移し、以下、上記の操作を2回繰り返した。最後に、白
金板ごとポリアニリンを蒸留水で約1時間洗浄したとこ
ろ、洗浄水のpHは7.1であった。次いで、200℃
で4時間減圧乾燥を行い、乾燥後のポリアニリンの重量
は10.0■で黄色を呈していた。
While immersed in ammonia water, ultrasonic waves were applied for about 1 minute. Next, the polyaniline film together with the platinum plate was transferred to distilled water, and the above operation was repeated twice. Finally, the polyaniline together with the platinum plate was washed with distilled water for about 1 hour, and the pH of the washing water was 7.1. Then 200℃
After drying, the weight of the polyaniline was 10.0 cm and it was yellow in color.

(実験セルの構成) 正極に、上記操作で白金板上に得られたポリアニリンを
白金板そのものを集電体として用い、負極にL;とAJ
の原子比が、50:50の合金粉末30mgをニッケル
金網上にδき、約350℃で15Mφの形状に圧着成形
したものを用い、ニッケル金網の一部からニッケル線を
引き出し負極リード線とした。ニッケル線の露出部分は
、ポリテトラフルオロエチレン製収縮チューブでシール
した。
(Configuration of experimental cell) For the positive electrode, the platinum plate itself was used as a current collector, using the polyaniline obtained on the platinum plate by the above operation, and for the negative electrode, L; and AJ were used.
30 mg of alloy powder with an atomic ratio of 50:50 was spread on a nickel wire mesh and pressure-molded into a shape of 15 Mφ at about 350°C. A nickel wire was pulled out from a part of the nickel wire and used as a negative electrode lead wire. . The exposed portion of the nickel wire was sealed with polytetrafluoroethylene shrink tubing.

電解液としては、1モル/ρ溌度のL i B F a
を体積比が1:1のプロピレンカーボネートと1.2−
ジメトキシエタンの混合溶媒に溶解させたものに、さら
に、フッ化リチウムを混合溶媒伍に対し0.5g 1%
添加したものを用いた。
As the electrolyte, L i B Fa of 1 mol/ρ permeability is used.
with propylene carbonate in a volume ratio of 1:1 and 1.2-
In addition to the dimethoxyethane solution dissolved in the mixed solvent, add 0.5g 1% of lithium fluoride to the mixed solvent.
The one added was used.

実験セルは上記の構成で第1図に示したものを用いた。The experimental cell shown in FIG. 1 with the above configuration was used.

(電池性能試験) 組み立てた電池を、まず、2.OVの電圧になるまで1
.0mA/as2の一定電密で放電したが、殆んど電流
が流れなかった。次いで、直ちに、同じ電流密度で電池
電圧が4.0■になるまで充電し、以後、上記操作を同
じ条件で繰り返した。サイクル5回目で充mW気O1放
電電気Rとも殆んど一定になり、その電気量は、5.5
0クーロンであつた。
(Battery performance test) First, the assembled battery was tested in 2. 1 until the voltage reaches OV.
.. Although discharge was carried out at a constant electric density of 0 mA/as2, almost no current flowed. Next, the battery was immediately charged at the same current density until the battery voltage reached 4.0 square meters, and thereafter the above operation was repeated under the same conditions. At the fifth cycle, charging mW, O1, and discharge electricity R become almost constant, and the amount of electricity is 5.5
It was 0 coulombs.

以後、上記充放電の繰り返しを続けてサイクル10回目
の充iI、電池系を開回路で、168時間放置し、自己
放電試験を行なったところ、放置後の放電電気りは5.
33クーロンを示し、7日間の自己放電率は5.7%で
あった。
Thereafter, the above charging and discharging process was repeated until the 10th cycle, when the battery system was left open for 168 hours and a self-discharge test was conducted.
33 coulombs, and the self-discharge rate for 7 days was 5.7%.

ざらに、この電池の充放電の繰り返し試験を続けたとこ
ろ、充放電効率は、90%を維持しながら徐々に充・放
電電気tが減少し、放電電気mが、2.75クーロンに
低下するまでの繰り返し寿命は313回であった。
Roughly speaking, when this battery was repeatedly tested for charging and discharging, the charging and discharging efficiency was maintained at 90%, but the charging/discharging electricity t gradually decreased, and the discharging electricity m decreased to 2.75 coulombs. The cycle life was 313 times.

この電池のサイクル9回目の放電カーブから求めた正極
及び負極重量当りのエネルギー密度は106 wh/)
t9であった。
The energy density per weight of positive and negative electrodes determined from the discharge curve of this battery at the 9th cycle is 106 wh/)
It was t9.

比較例 1 実施例1の(実験セルの構成)で用いた電解液の代わり
に、フッ化リチウムを添加しない、1モル/Nl1度の
し1BF4を体積比が1:1のプロピレンカーボネート
と 1.2−ジメトキシエタンの混合溶媒に溶解させた
ものを、電解液として用いた以外は、実施例1と全く同
様の方法で(電池性能試験)を行なった。
Comparative Example 1 Instead of the electrolytic solution used in Example 1 (experimental cell configuration), lithium fluoride was not added and 1 mole/Nl 1 degree of 1BF4 was mixed with propylene carbonate at a volume ratio of 1:1. A battery performance test was conducted in exactly the same manner as in Example 1, except that a solution dissolved in a mixed solvent of 2-dimethoxyethane was used as the electrolyte.

その結果、サイクル5回目で充放電効率は97%であっ
たが最大の放電電気fi 5.30クーロンを得た。以
後、徐々に充放電効率及び放電電気σとも減少した。サ
イクル10回目の充電終了後、実施例1ど同様に7日間
の自己放電率を調べたところ、18.5%であった。
As a result, at the fifth cycle, the charging/discharging efficiency was 97%, but the maximum discharge electricity fi was 5.30 coulombs. After that, both the charging and discharging efficiency and the discharge electricity σ gradually decreased. After the 10th cycle of charging was completed, the self-discharge rate for 7 days was examined in the same manner as in Example 1 and found to be 18.5%.

さらに、充放電の繰り返し試験を行なったところ、サイ
クル173回目で放a[気aも2.65クーロンに低下
してしまった。
Furthermore, when a repeated charging/discharging test was conducted, at the 173rd cycle, the air release rate (a) also decreased to 2.65 coulombs.

この電池のサイクル5回目の放電カーブから求めたエネ
ルギー密度は93Wh/kgであった。
The energy density determined from the discharge curve of this battery at the fifth cycle was 93Wh/kg.

実施例 2 (ポリアニリンの製造) アニリン濃度が0.22モル/fJのI N −HCρ
水溶液100ccをマグネットスターラーで撹拌しなが
ら、これに酸化剤として0.25モル/1相当の(NH
4)2S208を添加し、アニリンを化学重合させた。
Example 2 (Production of polyaniline) I N -HCρ with aniline concentration of 0.22 mol/fJ
While stirring 100 cc of aqueous solution with a magnetic stirrer, add (NH
4) 2S208 was added to chemically polymerize aniline.

得られたポリアニリンは粉体状であった。The obtained polyaniline was in powder form.

このポリアニリンを蒸留水で数回洗浄後、100℃で2
4時間減圧乾燥を行なった。
After washing this polyaniline several times with distilled water, it was heated at 100℃ for 2 hours.
Drying was carried out under reduced pressure for 4 hours.

(正極の作製) 次いで、上記処理を行なったポリアニリンから10.0
Rgを取り出し、これに結着剤としてポリテトラフルオ
ロエチレンパウダー1.0Rgと導電助剤としてカーボ
ンブラック1.0msを配合して、総■12、ORgの
粉体を良く混合した。次いで、この混合物を白金金網集
電体を内部に包含する形で10mmφの円板上に成形し
た。白金金網の一部から白金線をリード線として取り出
し、リード線部分はポリテトラフルオロエチレン製の収
縮チューブでシールし、リード線が直接電解液と接触し
ないようにした。
(Preparation of positive electrode) Next, from the polyaniline treated above, 10.0%
Rg was taken out, and 1.0 Rg of polytetrafluoroethylene powder as a binder and 1.0 ms of carbon black as a conductive agent were added thereto, and the powder with a total weight of 12 and ORg was well mixed. Next, this mixture was molded onto a 10 mmφ disc so as to include a platinum wire mesh current collector therein. A platinum wire was taken out as a lead wire from a part of the platinum wire mesh, and the lead wire portion was sealed with a polytetrafluoroethylene shrink tube to prevent the lead wire from coming into direct contact with the electrolyte.

(負極の作製) 純度99.9%のアルミニウム板(厚さ100μTrL
)を7モル/ρ濃度のNa OH水溶液で20秒間洗浄
した後、蒸留水で数回洗浄して減圧乾燥を行なった。
(Preparation of negative electrode) Aluminum plate with a purity of 99.9% (thickness 100μTrL)
) was washed for 20 seconds with an aqueous NaOH solution having a concentration of 7 mol/ρ, washed several times with distilled water, and dried under reduced pressure.

次いで、アルゴンガス雰囲気中で、エメリー紙でアルミ
ニウム表面を研摩した後、1.2−ジメトキシエタンで
数回洗浄し、アルゴンガス雰囲気中で自然乾燥させた。
Next, the aluminum surface was polished with emery paper in an argon gas atmosphere, washed several times with 1,2-dimethoxyethane, and air-dried in an argon gas atmosphere.

次いで、このアルミニウム板を、一部リード線として残
した形で10履φの円板状に切り取り、リード線部分を
ポリテトラフルオロエチレン製収縮チューブでシールし
た。10sφの円板状アルミニウムに相当する重Glは
20.0■であった。
Next, this aluminum plate was cut into a disk shape of 10 mm with a portion left as a lead wire, and the lead wire portion was sealed with a shrink tube made of polytetrafluoroethylene. The weight Gl corresponding to a 10 sφ disc-shaped aluminum was 20.0 ■.

このアルミニウム極と、対極の100りのリヂウム金属
をニッケル網に圧着したものとを、1モルlfJm度の
LiPF6のテトラヒドロフラン溶液に浸し、アルミニ
ウム極にリヂウムを0.5TrLA/cm2の一定電密
で電気量が35.0クーロンになるまで析出させて、電
気化学的に合金化した。この場合、電気化学的に合金化
されていないアルミニウム極内部は、そのまま電極基板
として活用した。
This aluminum electrode and a counter electrode of 100 ml of lithium metal crimped onto a nickel mesh were immersed in a 1 mol lfJm solution of LiPF6 in tetrahydrofuran, and lithium was applied to the aluminum electrode at a constant electric density of 0.5 TrLA/cm2. It was deposited and alloyed electrochemically until the amount reached 35.0 coulombs. In this case, the inside of the aluminum pole, which was not electrochemically alloyed, was used as it was as an electrode substrate.

(実験セルの構成) 上記の(正極の作製)で得られたポリアニリンを正(り
に用い、(負極の作製)で得られたしi/八へ合金を負
極に用い、電解液に1モル/ρ′a度のLiPF6をプ
ロピレンカーボネートと2−メチル−テトラヒドロフラ
ンの1:1(体積比)の混合溶媒に溶解させたものに、
さらに混合溶媒口に対して0.1?4 fi%のフッ化
すチウムを添加したものを電解液として用い、両極の間
に電解液を浸み込ませた厚さ0.5綱のポリプロピレン
製隔膜を用いて、第2図の実験セルを構成した。
(Configuration of experimental cell) The polyaniline obtained in the above (fabrication of positive electrode) was used as the positive electrode, the i/8 alloy obtained in (fabrication of negative electrode) was used as the negative electrode, and 1 mol of the electrolyte was added to the electrolyte. /ρ'a degrees of LiPF6 dissolved in a mixed solvent of propylene carbonate and 2-methyl-tetrahydrofuran at a ratio of 1:1 (volume ratio),
Furthermore, 0.1 to 4 fi% of lithium fluoride was added to the mixed solvent port as an electrolyte, and the electrolyte was soaked between the two electrodes of a 0.5-wire polypropylene diaphragm. The experimental cell shown in FIG. 2 was constructed using the following.

(電池性能試験) まず、2.5mA/c!I2の一定電密で、放電方向か
ら電流を流し始め、セル電圧が2.OVに1工したとこ
ろで放電を終了した。続いて第1回目の充電を行ない、
同じ電流密度で電気9が4.2クーロンになるまで充電
し、その後、2.OVまでの放電、充電、放電を繰り返
してこの電池の充放電特性を調べた。
(Battery performance test) First, 2.5mA/c! At a constant density of I2, current starts flowing from the discharge direction, and the cell voltage reaches 2. Discharging was terminated after one step to OV. Then perform the first charge,
Charge the electricity 9 with the same current density until it reaches 4.2 coulombs, then 2. The charging and discharging characteristics of this battery were investigated by repeatedly discharging, charging, and discharging to OV.

その結果、第1回目の充電以後の充放電効率とサイクル
数との関係は、第3図の(a)のようになり、極めて良
好なサイクル特性を示した。
As a result, the relationship between the charge/discharge efficiency and the number of cycles after the first charge was as shown in FIG. 3(a), indicating extremely good cycle characteristics.

比較例 2 実施例2の(実験セルの構成)で用いた電解液の代りに
、フッ化リチウムを添加しないで1モル/ρ濃度のLi
PF6を体積比が1:1のプロピレンカーボネートと2
−メチル−テトラヒドロフランの混合溶媒に溶解したも
のを電解液として使用した以外は、実施例2と全く同様
の方法で電池性能試験を行なった。その結果、サイクル
数と充放電効率との関係は第3図の(b)のようであっ
た。
Comparative Example 2 Instead of the electrolyte used in Example 2 (experimental cell configuration), Li with a concentration of 1 mol/ρ was used without adding lithium fluoride.
PF6 with propylene carbonate in a volume ratio of 1:1
A battery performance test was conducted in exactly the same manner as in Example 2, except that a solution dissolved in a mixed solvent of -methyl-tetrahydrofuran was used as the electrolyte. As a result, the relationship between the number of cycles and charge/discharge efficiency was as shown in FIG. 3(b).

実施例 3 (負極の作製) MOCfJ、50■を撹拌子付きガラス容器に入れ、次
いで、ベンゼン200mを滴下してよく撹拌しながら、
50℃で2時間反応させて、ポリパラフェニレンを得た
。このポリパラフェニレンを一度減圧乾燥後、塩酸−メ
タノール液で洗浄し、さらにメタノールで洗浄し、再度
減圧乾燥した。次いで、不活性雰囲気下で400℃で1
5時間熱処理した。
Example 3 (Preparation of negative electrode) MOCfJ, 50cm was placed in a glass container with a stirrer, and then 200ml of benzene was added dropwise and stirred well.
The mixture was reacted at 50° C. for 2 hours to obtain polyparaphenylene. This polyparaphenylene was once dried under reduced pressure, washed with a hydrochloric acid-methanol solution, further washed with methanol, and dried under reduced pressure again. Then 1 at 400°C under an inert atmosphere.
Heat treatment was performed for 5 hours.

上記方法で得られたポリパラフェニレン10#I9と原
子比が50:50のLi/A1合金粉末20η及び結着
剤としてボリエヂレンパウダー3Rgをよく混合した。
Polyparaphenylene 10#I9 obtained by the above method, 20η of Li/A1 alloy powder with an atomic ratio of 50:50, and 3Rg of polyethylene powder as a binder were thoroughly mixed.

この混合物をニッケル金網上に置き、15履φの円板に
成形し、一部からニッケル線を引き出してリード線とし
た。
This mixture was placed on a nickel wire gauze and formed into a 15-dia. disc, and a nickel wire was pulled out from a portion to form a lead wire.

(実験セルの構成) 正極及び電解液は実施例1と全く同様のものを用い、負
極には上記(負極の作製)で1qられたポリパラフェニ
レンを用い、第1図の実験セルを構成した。
(Configuration of experimental cell) The positive electrode and electrolyte were exactly the same as in Example 1, and the negative electrode was polyparaphenylene prepared in the above (fabrication of negative electrode), and the experimental cell shown in Figure 1 was constructed. .

(電池性能試験) この電池の充・放電の繰り返し回数5回目の充M電効率
は99%であり、その時の放電容量は4.46クーロン
であった。サイクル10回目の充電後、電池系を開回路
にして168時間放置し、自己放電試験を行なったとこ
ろ、放置後の放電電気mは4,07クーロンを示し、7
日間の自己放電率は8.6%であった。
(Battery Performance Test) The charging efficiency of this battery after the fifth repetition of charging and discharging was 99%, and the discharge capacity at that time was 4.46 coulombs. After charging for the 10th cycle, the battery system was left in an open circuit for 168 hours and a self-discharge test was performed.The discharge electricity m after being left unused showed 4.07 coulombs, 7
The daily self-discharge rate was 8.6%.

この電池の放電容量が2.3クーロン以下になるまでの
繰り返し寿命は283回であった。
The cycle life of this battery was 283 times until the discharge capacity became 2.3 coulombs or less.

また、繰り返し回数9回目の放電カーブから求めた正極
及び負極重量当りのエネルギー密度は101.3Wh/
に9であった。
In addition, the energy density per weight of the positive electrode and negative electrode determined from the discharge curve at the 9th repetition was 101.3Wh/
It was 9.

比較例 3 実施例3の(実験セルの構成)で用いた電解液の代わり
に、フッ化リチウムを添加しない電解液を用いた以外は
、実施例3と全く同様の方法で電池性能試験を行なった
Comparative Example 3 A battery performance test was conducted in exactly the same manner as in Example 3, except that an electrolyte to which lithium fluoride was not added was used instead of the electrolyte used in Example 3 (experimental cell configuration). Ta.

その結果、この電池の充放電の繰り返し回数9回目の充
放電効率は97%であり、その時の放電容量は4.37
クーロンであった。
As a result, the charging/discharging efficiency of this battery was 97% after the ninth repetition of charging/discharging, and the discharge capacity at that time was 4.37%.
It was Coulomb.

また、サイクル10回目の自己放電率は18.3%であ
り、サイクル寿命は149回であった。
Further, the self-discharge rate at the 10th cycle was 18.3%, and the cycle life was 149 times.

また、繰り返し回数9回目の放電カーブから求めたエネ
ルギー密度は92. Owh/ kgであった。
Also, the energy density determined from the discharge curve at the 9th repetition was 92. Owh/kg.

比較例 4 実施例1の(実験セルの構成)で用いた電解液の代りに
、1モル/、1lilD度のL+BF4を体積比が1=
1のプロピレンカーボネートと1.2−ジメトキシエタ
ンの混合溶媒に溶解させたものに、さらにフッ化リチウ
ムを混合溶媒mに対して6%添加したものを電解液とし
て用いた以外は、実施例1と全く同様の方法で電池性能
試験を行なった。
Comparative Example 4 Instead of the electrolyte used in Example 1 (experimental cell configuration), 1 mol/1 lilD of L+BF4 was added at a volume ratio of 1=
The same procedure as Example 1 was used, except that the electrolytic solution was prepared by dissolving propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane in the mixed solvent of Example 1 and adding 6% of lithium fluoride to the mixed solvent m. A battery performance test was conducted in exactly the same manner.

その結果、サイクル5回目で、最大充放電効率98%を
示し、放i W気量は539クーロンを示したが、以後
、徐々に、充放電効率及び放電電気量とも減少した。
As a result, at the fifth cycle, the maximum charging/discharging efficiency was 98% and the amount of released iW was 539 coulombs, but thereafter, both the charging/discharging efficiency and the amount of discharged electricity gradually decreased.

サイクル10回目の充電終了後、実施例1と同様に7日
間の自己放電率を調べたところ、20.3%であった。
After the 10th cycle of charging was completed, the self-discharge rate for 7 days was examined in the same manner as in Example 1 and found to be 20.3%.

さらに、充放電の繰り返し試験を行なったところ、サイ
クル87回目で充放電効率が50%を割り、その時の放
電電気菌も2.26クーロンに低下した。
Furthermore, when a repeated charging and discharging test was conducted, the charging and discharging efficiency fell below 50% at the 87th cycle, and the discharge electric bacteria at that time also decreased to 2.26 coulombs.

この電池のサイクル5回目の放電カーブから求めたエネ
ルギー密度は、96wh/Icgであった。
The energy density determined from the discharge curve of this battery at the fifth cycle was 96 wh/Icg.

実施例 4 (正極の作製) 純度99.9% ノV 20 s ヲ、300℃テ24
時間、減圧乾燥して得たV2O5から10.OIItg
を取り出し、これに結着剤としてポリテトラフルオロエ
ヂレンパウダー1.0ffi!Jと、導電助剤としてカ
ーボンブラック1.OrItgを配合して総量12.O
#19の粉体を良く混合した。次いでこの混合物をニッ
ケル金網集電体を内部に包含する形で10層φ円板上に
成形した。
Example 4 (Preparation of positive electrode) Purity: 99.9%, temperature: 20 s, 300°C: 24
10 hours from V2O5 obtained by drying under reduced pressure. OIItg
Take it out and add 1.0ffi of polytetrafluoroethylene powder as a binder to it! J, and carbon black 1 as a conductive additive. OrItg was added to the total amount of 12. O
#19 powder was mixed well. Next, this mixture was molded onto a 10-layer φ disc so as to include a nickel wire mesh current collector therein.

ニッケル金網の一部からニッケル線をリード線として取
り出し、リード線部分はポリテトラフルオロエチレン製
の収縮チューブでシールし、リード線が直接電解液と接
触しないようにした。
A nickel wire was taken out as a lead wire from a part of the nickel wire mesh, and the lead wire portion was sealed with a polytetrafluoroethylene shrink tube to prevent the lead wire from coming into direct contact with the electrolyte.

(実験セルの構成) 上記のく正極の作製)で得られたv205を正極に用い
た曲は、実施例2と全(同様のものを用い、第2図の実
験セルを構成した。
(Construction of Experimental Cell) The same composition as in Example 2 was used for all songs using v205 obtained in the above-mentioned procedure (Preparation of Positive Electrode) as the positive electrode, and the experimental cell shown in FIG. 2 was constructed.

(電池性能試験) この電池の充・放電の繰り返し回数5回目の充放電効率
は、99,5%であり、そのときの放電容をは、4.7
0クーロンであった。サイクル10回目の充・放Ti後
、電池系を開回路にして168時間放冒し、自己放電試
験を行ったところ、放置後の放電電気釘は4.52クー
ロンを示し、7日間の自己放電率は3.8%であった。
(Battery performance test) The charging and discharging efficiency of this battery after the fifth repetition of charging and discharging was 99.5%, and the discharge capacity at that time was 4.7%.
It was 0 coulombs. After charging and discharging Ti for the 10th cycle, the battery system was left open for 168 hours and a self-discharge test was performed.The discharge electric nail after being left unused showed 4.52 coulombs, indicating a 7-day self-discharge rate. was 3.8%.

この電池の放電容量が2.3クーロン以下になるまでの
繰り返し寿命は148回であった。
The cycle life of this battery was 148 times until the discharge capacity became 2.3 coulombs or less.

比較例 5 実施例4で用いた電解液の代りにフッ化リチウムを添加
しないで、1モル/」濃度のLiPFeを体積比が1=
1のプロピレンカーボネートと2−メヂルーテトラヒド
ロフランの混合溶媒に溶解したものを電解液として使用
した以外は、実施例4と全く同様の方法で電池性能試験
を行った。
Comparative Example 5 Instead of the electrolyte used in Example 4, without adding lithium fluoride, LiPFe with a concentration of 1 mol/'' was added at a volume ratio of 1=
A battery performance test was conducted in exactly the same manner as in Example 4, except that a solution of No. 1 in a mixed solvent of propylene carbonate and 2-medylene tetrahydrofuran was used as the electrolyte.

その結果、この電池の充・放電の繰り返し回数5回目の
充・放電効率は99.4%を示し、放電電気mは、4.
69クーロンであった。
As a result, the charging/discharging efficiency of this battery after the fifth repetition of charging/discharging was 99.4%, and the discharge electricity m was 4.
It was 69 coulombs.

またサイクル10回目の自己放電率は、7.8%であり
、サイクル寿命は86回であった。
Further, the self-discharge rate at the 10th cycle was 7.8%, and the cycle life was 86 times.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明に係る二次電池は、電解液中
にアルカリ金属のフッ化物を添加し、そのアルカリ金属
のフッ化物の濃度を、電解液中の非水溶媒に対して0.
001〜2ffiff1%にすることによって、従来の
アルカリ金属のフッ化物を電解液中に添加しない非水電
解液を用いた二次電池に比べ、エネルギー密度が大きく
、高い充放電効率を維持しながら、しかも極めてサイク
ル寿命の長い高性能な特性を有するものである。
[Effects of the Invention] As described above, in the secondary battery according to the present invention, an alkali metal fluoride is added to an electrolytic solution, and the concentration of the alkali metal fluoride is adjusted to 0.
By setting the ratio to 001 to 2ffiff1%, the battery has a higher energy density and maintains high charge/discharge efficiency compared to a secondary battery using a non-aqueous electrolyte in which no alkali metal fluoride is added to the electrolyte. Moreover, it has extremely long cycle life and high performance characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は電池実験用セルの断面概略図であり
、第3図は実施例2及び比較例2における充放電効率と
サイクル数との関係を示した図である。 1・・・正 極      2・・・負 極3・・・ポ
リテトラフルオロエチレン製チューブでシールした正極
用リード線 4・・・ポリテトラフルオロエチレン製チューブでシー
ルした負極用リード線 5・・・電解液      6・・・ガラス容器7・・
・負 極 8・・・ポリプロピレン製隔膜 9・・・正 極 10・・・ポリテトラフルオロエチレン製チューブでシ
ールした正極用リード線 11・・・ポリテトラフルオロエチレン製チューブでシ
ールした負極用リード線 12・・・ポリテトラフルオロエチレン製容器特許出願
人  昭和電工株式会社 株式会社 日立製作所
1 and 2 are schematic cross-sectional views of a battery experimental cell, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between charge/discharge efficiency and cycle number in Example 2 and Comparative Example 2. 1... Positive electrode 2... Negative electrode 3... Positive electrode lead wire sealed with a polytetrafluoroethylene tube 4... Negative electrode lead wire sealed with a polytetrafluoroethylene tube 5... Electrolyte 6...Glass container 7...
・Negative electrode 8... Polypropylene diaphragm 9... Positive electrode 10... Positive electrode lead wire sealed with a polytetrafluoroethylene tube 11... Negative electrode lead wire sealed with a polytetrafluoroethylene tube 12...Polytetrafluoroethylene container patent applicant Showa Denko Co., Ltd. Hitachi, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 正極と負極と非水電解液からなる二次電池において、負
極がアルカリ金属合金、またはアルカリ金属合金と導電
性高分子の複合体からなり、電解液の電解質が下記一般
式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔Mはアルカリ金属、XはB、P、As、Sb、Si、
よりなる群より選択された元素、nは4〜6の整数を示
す。〕 で表わされるフッ素含有アルカリ金属塩と、非水溶媒か
らなり、下記一般式 MF〔Mはアルカリ金属を示す。〕 で表わさるアルカリ金属のフッ化物の濃度が、非水溶媒
に対して0.001〜2重量%であることを特徴とする
二次電池。
[Scope of Claims] In a secondary battery consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, the negative electrode is made of an alkali metal alloy or a composite of an alkali metal alloy and a conductive polymer, and the electrolyte of the electrolyte has the following general formula: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [M is an alkali metal, X is B, P, As, Sb, Si,
an element selected from the group consisting of; n represents an integer of 4 to 6; ] It consists of a fluorine-containing alkali metal salt represented by the following and a nonaqueous solvent, and is composed of the following general formula MF [M represents an alkali metal. ] A secondary battery characterized in that the concentration of an alkali metal fluoride represented by the formula is 0.001 to 2% by weight based on the nonaqueous solvent.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02177270A (en) * 1988-12-28 1990-07-10 Ricoh Co Ltd Accumulator
JPH02215059A (en) * 1989-02-15 1990-08-28 Asahi Chem Ind Co Ltd Nonaqueous secondary battery
JP2008078199A (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Daihatsu Motor Co Ltd Power storage device
US8159815B2 (en) 2006-09-19 2012-04-17 Daihatsu Motor Co., Ltd. Electrochemical capacitor

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