JP2006324179A - Electrode and electrochemical element using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエネルギー密度が高く、サイクル特性および出力特性に優れた電極およびそれを用いた電気化学素子に関するものである。 The present invention relates to an electrode having a high energy density and excellent cycle characteristics and output characteristics, and an electrochemical device using the same.
近年、移動体通信機器、携帯電子機器の開発にともない、その電源の需要は非常に大きくなっている。繰り返し充放電ができるリチウム二次電池は起電力が高く、高いエネルギー密度が得られ、電池の繰り返し使用が可能なため、携帯電子機器の電源として広範囲に用いられている。 In recent years, with the development of mobile communication devices and portable electronic devices, the demand for their power sources has become very large. Lithium secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged have a high electromotive force, a high energy density is obtained, and the batteries can be used repeatedly. Therefore, they are widely used as power sources for portable electronic devices.
しかし、携帯電子機器の小型軽量化、高機能化に伴い、電池の高エネルギー密度化、高出力化に対する要望もますます高まってきており、さらに高いエネルギー密度、高出力化を実現する電池などの電気化学素子の出現が望まれている。 However, as portable electronic devices become smaller and lighter and have higher functionality, there is an increasing demand for higher energy density and higher output of batteries, such as batteries that achieve higher energy density and higher output. The appearance of electrochemical elements is desired.
このような背景のもと、様々な取り組みが行われている。特に電極材料である正極材料または負極材料の高エネルギー密度化は、電池自体の高エネルギー密度化に直接的に結びつくために、正極と負極とのそれぞれにおいて材料開発の取り組みが積極的に行われている。 Various efforts are being carried out against this background. In particular, high energy density of the positive electrode material or negative electrode material, which is an electrode material, is directly linked to the high energy density of the battery itself. Yes.
近年、エネルギー密度が高くより軽量な電池を実現するために、有機化合物を電極材料に用いる検討が行われている。有機化合物は比重が１ｇ／ｃｍ３程度と軽く、現在リチウム二次電池材料として用いられているコバルト酸リチウムなどの酸化物と比較して体積あたりの重量は軽量となる。このため、より軽量、高容量な電池を作製することが可能となる。 In recent years, studies have been made on using an organic compound as an electrode material in order to realize a lighter battery having a higher energy density. The specific gravity of the organic compound is as light as about 1 g / cm 3, and the weight per volume is lighter than an oxide such as lithium cobaltate currently used as a lithium secondary battery material. For this reason, it becomes possible to produce a lighter and higher capacity battery.
このような中、ジスルフィド結合を持つ有機化合物を電極材料（活物質）に用いた二次電池が提案されている（例えば特許文献１または２参照）。
Under such circumstances, a secondary battery using an organic compound having a disulfide bond as an electrode material (active material) has been proposed (see, for example,
このジスルフィド結合を有する有機化合物は、最も簡単には、
Ｍ＋−−Ｓ−Ｒ−Ｓ−−Ｍ＋
と表される（Ｒは脂肪族あるいは芳香族の有機基、Ｓは硫黄、Ｍ＋はプロトンあるいは金属カチオン）。この化合物は電気化学的酸化反応によりＳ−Ｓ結合を介して互いに結合し、
Ｍ＋−−Ｓ−Ｒ−Ｓ−Ｓ−Ｒ−Ｓ−Ｓ−Ｒ−Ｓ−−Ｍ＋
のような形でポリマー化する。こうして生成したポリマーは電気化学的還元反応により元のモノマーに戻る。この反応を充放電反応に用いた二次電池が開示されている。
The organic compound having a disulfide bond is most simply
M + − − S−R−S − −M +
Where R is an aliphatic or aromatic organic group, S is sulfur, and M + is a proton or metal cation. This compound is bonded to each other through an SS bond by an electrochemical oxidation reaction,
M + − − S−R−S−S−R−S−S−R−S − −M +
To form a polymer. The polymer thus produced returns to the original monomer by an electrochemical reduction reaction. A secondary battery using this reaction for a charge / discharge reaction is disclosed.
また、単体硫黄を電極材料に用いた検討も行われている（例えば特許文献３および４参照）。単体硫黄は理論容量密度が１６８０ｍＡｈ／ｇと非常に大きく、高容量正極材料として期待され、多く研究されている。
In addition, studies using elemental sulfur as an electrode material have been conducted (see, for example,
また、最近高速の充放電が期待できる新しい活物質としてπ電子共役雲を有する有機化合物及びその反応メカニズムが本発明者らによって明らかにされている（例えば、特許文献５参照）。
しかしながら、前記ジスルフィド結合を有する有機化合物を活物質として用いた場合、あるいは単体硫黄を活物質として用いた場合においても、高容量化という点は可能となったが、サイクル特性および出力特性が悪いという問題があった。これは、硫黄系材料を用いた場合の酸化還元反応が、ジスルフィド結合の解列・再結合を利用したものだからである。ジスルフィド結合の解列・再結合反応の反応速度は非常に遅く、結果として出力特性は低くなる。また、解列した分子は電極内を泳動し、電解質中にまで拡散してゆく。一度電解質中まで拡散した分子は再び電極内で電池反応をすることはできず、電解質に溶出したままの状態となる。結果として電極内で酸化還元反応を行う活物質である分子が電極から徐々に失われることとなりサイクル特性は悪化する。さらにサイクル特性だけでなく、活物質の電解質中への拡散は、内部短絡を引き起こす原因となる虞がある。 However, even when the organic compound having a disulfide bond is used as an active material, or when single sulfur is used as an active material, it is possible to increase the capacity, but the cycle characteristics and output characteristics are poor. There was a problem. This is because the redox reaction using a sulfur-based material utilizes dissociation / recombination of disulfide bonds. The reaction rate of the dissociation / recombination reaction of disulfide bonds is very slow, resulting in low output characteristics. The dissociated molecules migrate in the electrode and diffuse into the electrolyte. The molecules once diffused into the electrolyte cannot react with the battery again in the electrode, and remain in the state of being eluted in the electrolyte. As a result, the molecule, which is an active material that performs a redox reaction in the electrode, is gradually lost from the electrode, and the cycle characteristics deteriorate. Furthermore, not only the cycle characteristics but also diffusion of the active material into the electrolyte may cause an internal short circuit.
また、前述したπ電子共役雲を有する有機化合物を活物質として使用した場合にも、有機化合物が有機電解質中へ溶出し、結果としてサイクル特性が低いという課題を有している。 Further, when the organic compound having the π-electron conjugated cloud described above is used as an active material, there is a problem that the organic compound is eluted into the organic electrolyte, resulting in low cycle characteristics.
活物質である有機化合物が中性状態で有機溶媒に対して不溶であっても、一度イオン化されると有機溶媒に溶解することがある。これは、電荷をもった有機分子がイオン状態であるため、溶解度が中性状態と比べてあがっているためだと考えられる。また電極反応に伴い、溶媒分子によって化合物は溶媒和されるので、この現象によって溶解性は上昇する。 Even if the organic compound as the active material is neutral and insoluble in the organic solvent, it may be dissolved in the organic solvent once ionized. This is presumably because the organic molecules with charge are in an ionic state, so that the solubility is higher than that in the neutral state. In addition, since the compound is solvated by the solvent molecules with the electrode reaction, the solubility is increased by this phenomenon.
以上のように、有機化合物を活物質として用いた軽量で高エネルギー密度の電気化学素子は、その活物質の電解質中への溶出によりサイクル特性が低いという問題があった。 As described above, a lightweight, high energy density electrochemical element using an organic compound as an active material has a problem that cycle characteristics are low due to elution of the active material into an electrolyte.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、活物質の電解質への溶出を抑制した電極を提供することを目的とする。また、この電極を電池の正極と負極の少なくともいずれかに使用することで、サイクル特性を改善し、軽量で高エネルギー密度な電気化学素子を提供することを目的とする。また、この電極を用いたトランジスタを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide an electrode in which elution of an active material into an electrolyte is suppressed. Another object of the present invention is to provide an electrochemical element that improves cycle characteristics and is lightweight and has a high energy density by using this electrode for at least one of a positive electrode and a negative electrode of a battery. Another object of the present invention is to provide a transistor using this electrode.
前記従来の課題を解決するために、本発明の電極は、集電体と、集電体に担持され、π電子共役雲またはラジカルを有する有機化合物と、イオン結合性部位を有する化合物と、を有することを特徴とする。π電子共役雲またはラジカルを有する有機化合物を用いることで、本発明の電極は軽量で高エネルギー密度を有し、かつイオン結合性部位を有する化合物を有することで、電極からの有機化合物の溶出を抑制するため、長寿命化が実現できる。 In order to solve the conventional problems, an electrode of the present invention comprises a current collector, an organic compound having a π-electron conjugated cloud or a radical supported on the current collector, and a compound having an ion binding site. It is characterized by having. By using an organic compound having a π-electron conjugated cloud or a radical, the electrode of the present invention is lightweight, has a high energy density, and has a compound having an ion binding site, so that the organic compound can be eluted from the electrode. In order to suppress this, a long life can be realized.
また本発明の電気化学素子は、正極と負極と電解質とを有し、正極と負極の少なくともいずれかは前述の電極を有することを特徴とする。本構成の電池は、軽量で高エネルギー密度を有し、かつ電極材料が電解質中へ溶出しないために、サイクル特性に優れた電気化学素子とすることができる。 The electrochemical device of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and at least one of the positive electrode and the negative electrode has the electrode described above. The battery having this configuration is lightweight, has a high energy density, and the electrode material does not elute into the electrolyte, so that it can be an electrochemical element having excellent cycle characteristics.
本発明の電極によれば、軽量で高エネルギー密度を有し、長寿命化が可能な電極とすることができる。また本発明の電極を有する電気化学素子は、軽量で高エネルギー密度を有し、サイクル特性に優れた電気化学素子とすることができる。 According to the electrode of the present invention, the electrode can be light, have a high energy density, and can have a long life. Moreover, the electrochemical element which has an electrode of this invention can be made into the electrochemical element which is lightweight, has a high energy density, and was excellent in cycling characteristics.
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
（実施の形態１）
本実施の形態１における電気化学素子は、π電子共役雲を有する有機化合物、あるいはラジカル（孤立電子対）を有する有機化合物と、充放電反応に伴う前記有機化合物の電解質への溶出を抑制するイオン結合性部位を有する化合物と、を有する電極を用いていることを特徴とする。
(Embodiment 1)
The electrochemical element according to the first embodiment includes an organic compound having a π-electron conjugated cloud or an organic compound having a radical (lone electron pair) and ions that suppress elution of the organic compound to the electrolyte accompanying a charge / discharge reaction. An electrode having a compound having a binding site is used.
この電極は正極、負極のどちらか一方、または両方に用いることができる。電極活物質である有機化合物を選択することで、様々な電位の電極を作製することができ、正極としても、負極としても、または両方に用いることができる。本発明の電極を正極もしくは負極のどちらか一方に用いた場合、もう一方の電極には二次電池の活物質材料として一般的なものを用いることができる。 This electrode can be used for either the positive electrode, the negative electrode, or both. By selecting an organic compound that is an electrode active material, electrodes having various potentials can be manufactured, and can be used as a positive electrode, a negative electrode, or both. When the electrode of the present invention is used for either the positive electrode or the negative electrode, a common material can be used as the active material of the secondary battery for the other electrode.
このπ電子共役雲を有する有機化合物は、炭素−炭素二重結合に代表される不対電子を有し、分子表面上がπ電子の電子雲に覆われている。そしてこの電子雲上での電子授受が可能である。電子の授受は酸化・還元反応によって進行する。 The organic compound having a π-electron conjugated cloud has unpaired electrons typified by a carbon-carbon double bond, and the molecular surface is covered with an electron cloud of π electrons. Electrons can be exchanged on this electron cloud. Transfer of electrons proceeds by oxidation / reduction reactions.
例えば、酸化反応（充電反応）時には、π電子共役雲を有する有機化合物が酸化され（活物質酸化体）、化合物自身は中性状態からプラスの電荷をもった状態になる。そしてマイナスの電荷をもった対イオンが配位し、全体として中性状態となる。またこの反応は還元反応（放電反応）時にπ電子共役雲を有する有機化合物が還元されマイナスの電荷を持つ反応でも起こる。 For example, in an oxidation reaction (charging reaction), an organic compound having a π electron conjugated cloud is oxidized (active material oxidant), and the compound itself changes from a neutral state to a state having a positive charge. Then, counter ions having a negative charge are coordinated to be in a neutral state as a whole. This reaction also occurs when the organic compound having a π-electron conjugated cloud is reduced and has a negative charge during the reduction reaction (discharge reaction).
π電子共役雲を有する有機化合物としては、以下の一般式（１）〜（４）のいずれかで表される構造を有する有機化合物が挙げられる。 Examples of the organic compound having a π electron conjugated cloud include organic compounds having a structure represented by any of the following general formulas (1) to (4).
一般式（１）： General formula (1):
（式中、Ｘは硫黄原子、窒素原子、炭素原子、または酸素原子、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ独立した鎖状もしくは環状の脂肪族基、水素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基またはニトロソ基、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立した鎖状もしくは環状の脂肪族基であり、前記脂肪族基は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子およびハロゲン原子よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含む。）
一般式（２）：
(Wherein X is a sulfur atom, nitrogen atom, carbon atom, or oxygen atom, R 1 to R 4 are each an independent chain or cyclic aliphatic group, hydrogen atom, hydroxyl group, cyano group, amino group, nitro group, Group, nitroso group, R 5 and R 6 are each an independent chain or cyclic aliphatic group, and the aliphatic group is an oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, silicon atom, phosphorus atom, boron atom and halogen atom. Including at least one selected from the group consisting of :)
General formula (2):
（式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立した鎖状もしくは環状の脂肪族基であり、Ｒ１とＲ２とは同じであっても異なっていてもよく、Ｘは、硫黄原子、酸素原子、炭素原子、またはテルル原子であり、前記脂肪族基は水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子およびハロゲン原子よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含む。）
一般式（３）：
(Wherein R 1 and R 2 are each an independent chain or cyclic aliphatic group, R 1 and R 2 may be the same or different, and X is a sulfur atom, an oxygen atom , Carbon atom, or tellurium atom, and the aliphatic group contains at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a phosphorus atom, a boron atom, and a halogen atom. )
General formula (3):
（式中、Ｘは、ハロゲン原子、水素原子、シアノ基、鎖状もしくは環状の脂肪族基であり、同じでも異なっていてもよい。）
一般式（４）：
(Wherein X is a halogen atom, a hydrogen atom, a cyano group, a chain or cyclic aliphatic group, and may be the same or different.)
General formula (4):
（式中、Ｘは、ハロゲン原子、水素原子、シアノ基、鎖状もしくは環状の脂肪族基であり、同じでも異なっていてもよい。）
上記、一般式（１）〜（４）のいずれかで表される構造を有する有機化合物は、ジスルフィド結合を有する有機化合物のように、ジスルフィド結合の結合−解列反応を電池反応に用いたものではなく、分子上部位への配位反応であるという点で、サイクル特性、出力特性を向上させることができるという点で好ましい。
(Wherein X is a halogen atom, a hydrogen atom, a cyano group, a chain or cyclic aliphatic group, and may be the same or different.)
The organic compound having the structure represented by any one of the general formulas (1) to (4) is obtained by using a disulfide bond bond-disconnection reaction for a battery reaction like an organic compound having a disulfide bond. However, it is preferable in that the cycle characteristic and the output characteristic can be improved in that it is a coordination reaction to a site on the molecule.
また、ラジカルを有する有機化合物としては、分子内にニトロキシラジカルと酸素ラジカルとの少なくともいずれかを有する有機化合物が挙げられる。具体的には、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル、２，２，５，５−テトラメチル−３−イミダゾリウム−１−ロキシに代表されるニトリキシラジカル類、キノン、ベンゾキノンなどのキノン類があげられる。これらも電池反応が結合の、結合−解列を用いていないという点で好ましい。 Moreover, as an organic compound which has a radical, the organic compound which has at least any one of a nitroxy radical and an oxygen radical in a molecule | numerator is mentioned. Specifically, nitroxy radicals represented by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 2,2,5,5-tetramethyl-3-imidazolium-1-loxy, quinone And quinones such as benzoquinone. These are also preferable in that the battery reaction does not use binding, bond-disconnection.
また、イオン結合性を有する化合物は、π電子共役雲またはラジカルを有する有機化合物を電極内に留め、有機電解質中に溶出するのを抑制する機能を有する。この溶出抑制機能について、図１を用いて説明する。 In addition, the compound having ion binding property has a function of retaining an organic compound having a π-electron conjugated cloud or a radical in the electrode and suppressing elution into the organic electrolyte. This elution suppression function will be described with reference to FIG.
図１は本発明の電極を有する電気化学素子を模式的に示した概略図である。図１において、電気化学素子２０は、第１の集電体１を有する第１の電極２と、第２の集電体５を有する第２の電極４と、第１の電極と第２の電極との間に介在する有機電解質３とを有する。第１の電極には、活物質であるπ電子共役雲を有する有機化合物６と、イオン結合性部位１０を有する化合物１１と、を有する。
FIG. 1 is a schematic view schematically showing an electrochemical device having the electrode of the present invention. In FIG. 1, an
有機化合物６は、例えば酸化状態（充電反応）時に化合物が酸化され、有機化合物自身がプラスの電荷をもった状態になる（図１において６→７への反応）。このとき、プラス電荷の状態になると電解質への溶出が起こると考えられるので、この電荷をもった状態の分子を電極内に固定することが必要となる。
For example, the
電極内では、電極全体として電気的に中性であることが必要である。中性状態の分子がプラス電荷をもった場合、電極全体としてはこの電荷を中性状態にするために、逆電荷であるマイナス電荷が電極外部より電極内に取り込まれる。そして酸化され電荷をもった分子が逆電荷をもった分子と配位することで、電極全体として中性状態となることができる。 In the electrode, the electrode as a whole needs to be electrically neutral. When the molecule in the neutral state has a positive charge, the negative charge, which is a reverse charge, is taken into the electrode from the outside of the electrode in order to make this charge neutral in the entire electrode. Then, the oxidized molecule having a charge is coordinated with a molecule having a reverse charge, so that the electrode as a whole can be in a neutral state.
電極活物質が酸化反応（充電反応）で酸化されプラス電荷となる反応をする場合、電極内に逆電荷、マイナス電荷をもった部位（図１中１０）を設置すると電極内においてイオン結合が形成される。これにより活物質は、マイナス電荷をもった部位に固定され電極外へ溶出することができなくなる。この、イオン対を形成することにより電極活物質の溶出を抑制し、サイクル特性が悪いという課題を解決することができる。 When the electrode active material undergoes a reaction that is oxidized by the oxidation reaction (charging reaction) to become a positive charge, an ionic bond is formed in the electrode by installing a portion (10 in FIG. 1) having a reverse charge or a negative charge in the electrode. Is done. As a result, the active material is fixed to a portion having a negative charge and cannot be eluted out of the electrode. By forming the ion pair, elution of the electrode active material can be suppressed, and the problem of poor cycle characteristics can be solved.
このイオン対を形成させるイオン結合性部位１０としては、ルイス酸またはルイス塩基であることが好ましい。、ルイス塩基はそれぞれ電子対受容体、電子対供与体であり、電荷をもった有機化合物とイオン結合を形成することができるからである。
The
ルイス酸としては、電子を受容できるカチオン性の部位を有する化合物があげられ具体的には、プロトン、アミン基、イミン基などがあげられるがカチオン性機能を持つ部位を有する化合物であればよい。これらは低分子量体、高分子量体のどちらの状態であってもよい。 Examples of the Lewis acid include compounds having a cationic site that can accept electrons, and specific examples include a proton, an amine group, an imine group, and the like, but any compound having a site having a cationic function may be used. These may be in either a low molecular weight form or a high molecular weight form.
アミン基とイミン基との少なくともいずれかを有するポリマーとしては、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等の合成高分子及びポリオルニチン、ポリリジン等のポリアミノ酸が挙げられる。 Examples of the polymer having at least one of an amine group and an imine group include synthetic polymers such as polyethyleneimine, polyvinylamine and polyallylamine, and polyamino acids such as polyornithine and polylysine.
ルイス塩基としては、リン酸、スルホン酸、カルボン酸、水酸基、エーテル結合などが挙げられるが、アニオン性機能を持つ部位を有する化合物であればよい。 Examples of the Lewis base include phosphoric acid, sulfonic acid, carboxylic acid, hydroxyl group, and ether bond, and any compound having a site having an anionic function may be used.
イオン結合性部位を有する化合物は、電極内にあっても、電極−有機電解質界面にあってもよい。電極内にある場合は、電極内にイオン結合性部位を有する化合物を活物質とともに混合することで作製できる。電極−有機電解質界面にある場合には、活物質を有する電極表面上にイオン結合性部位を有する化合物を塗布することで作製できる。電極表面上に塗布する場合は、５〜３０μｍ程度の厚みが好ましい。電極内部の活物質比率を上げることが電極としての高エネルギー密度化につながることから、電極−有機電解質界面にイオン結合性部位を有する化合物がある場合が好ましい。 The compound having an ion binding site may be in the electrode or at the electrode-organic electrolyte interface. When it exists in an electrode, it can produce by mixing the compound which has an ion binding part in an electrode with an active material. When it exists in an electrode-organic-electrolyte interface, it can produce by apply | coating the compound which has an ion binding part on the electrode surface which has an active material. When apply | coating on the electrode surface, the thickness of about 5-30 micrometers is preferable. Since increasing the active material ratio inside the electrode leads to higher energy density as the electrode, it is preferable that there is a compound having an ion binding site at the electrode-organic electrolyte interface.
これらイオン結合性部位を有する化合物は、高分子状態であってもよく、低分子量体であってもよい。 The compound having an ion binding site may be in a high molecular state or a low molecular weight body.
本発明の電極は、電気化学素子用電極として特に優れているが、この電極構成を表示素子、有機トランジスタなどに用いることもできる。また一次電池、電解コンデンサ、各種センサ、エレクトロクロミック素子等の電極に用いることもできる。 The electrode of the present invention is particularly excellent as an electrode for an electrochemical element, but this electrode configuration can also be used for a display element, an organic transistor and the like. It can also be used for electrodes of primary batteries, electrolytic capacitors, various sensors, electrochromic elements and the like.
たとえば、正極材料として本発明の電極を用いる場合には、負極活物質として、グラファイトや、非晶質炭素材料、リチウム金属、リチウム含有複合窒化物、リチウム含有チタン酸化物、スズ（Ｓｎ）、シリコン（Ｓｉ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）および炭素または他の金属との複合物を用いることができる。 For example, when the electrode of the present invention is used as a positive electrode material, graphite, amorphous carbon material, lithium metal, lithium-containing composite nitride, lithium-containing titanium oxide, tin (Sn), silicon are used as the negative electrode active material. Composites of (Si), silicon oxide (SiOx) and carbon or other metals can be used.
また、負極材料として本発明の電極用いる場合には、正極活物質としてＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などの金属酸化物等を用いることができる。 When the electrode of the present invention is used as the negative electrode material, a metal oxide such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 can be used as the positive electrode active material.
本発明の電極に、電極抵抗を低減する目的で、カーボンブラック、グラファイト、アセチレンブラック等の炭素材料、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子を導電補助剤として混合させてもよい。また、イオン伝導補助剤として、ポリエチレンオキシドなどの固体電解質、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリル酸メチルなどのゲル電解質を混合させてもよい。 For the purpose of reducing electrode resistance, the electrode of the present invention may be mixed with a carbon material such as carbon black, graphite or acetylene black, or a conductive polymer such as polyaniline, polypyrrole or polythiophene as a conductive auxiliary. Moreover, you may mix gel electrolytes, such as solid electrolytes, such as a polyethylene oxide, polymethylmethacrylate, and polymethylmethacrylate, as an ion conduction auxiliary agent.
本発明の電極に、電極内物質の各構成材料の結着性を向上させる目的で、結着剤を用いてもよい。この結着剤としては、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルライドーヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライドーテトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンーブタジエン共重合ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド等を用いることができる。 In the electrode of the present invention, a binder may be used for the purpose of improving the binding property of each constituent material of the substance in the electrode. Examples of the binder include polyacrylic acid, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, polytetrafluoroethylene, styrene-butadiene copolymer rubber, polypropylene, Polyethylene, polyimide, or the like can be used.
本発明の電極に用いる集電体としては、ニッケル、アルミニウム、金、銀、銅、ステンレス、アルミニウム合金等の金属箔や、メッシュ状のものを適宜用いることができる。また、集電体上にカーボンなどを塗布し、抵抗値を減少させたり、触媒効果をもたせたり、活物質と集電体を化学結合、物理結合させる機能を持たせてもよい。 As the current collector used for the electrode of the present invention, a metal foil such as nickel, aluminum, gold, silver, copper, stainless steel, aluminum alloy, or a mesh-like material can be appropriately used. Alternatively, carbon or the like may be applied to the current collector to reduce the resistance value, provide a catalytic effect, or have a function of chemically or physically bonding the active material and the current collector.
本発明では、正極、負極間のセパレータに電解質を含有させるが、この電解質内に含まれる電解質塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属やマグネシウムなどのアルカリ土類金属のハロゲン塩、過塩素酸塩およびトリフロロメタンスルホン酸塩を代表とする含フッ素化合物の塩よりなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、そのような電解質塩の具体例として例えばフッ化リチウム、塩化リチウム、過塩素酸リチウム、トリフロロメタンスルホン酸リチウム、四ホウフッ化リチウム、ビストリフロロメチルスルホニルイミドリチウム、チオシアン酸リチウム、過塩素酸マグネシウム、トリフロロメタンスルホン酸マグネシウム、四ホウフッ化ナトリウムなどが挙げられる。 In the present invention, the separator between the positive electrode and the negative electrode contains an electrolyte. Examples of the electrolyte salt contained in the electrolyte include alkali metals such as lithium, sodium, and potassium, alkaline earth metal halogen salts such as magnesium, excess salts. At least one selected from the group consisting of salts of fluorine-containing compounds typified by chlorate and trifluoromethanesulfonate is preferred, and specific examples of such electrolyte salts include, for example, lithium fluoride, lithium chloride, perchlorine Examples thereof include lithium acid, lithium trifluoromethanesulfonate, lithium tetraborofluoride, lithium bistrifluoromethylsulfonylimide, lithium thiocyanate, magnesium perchlorate, magnesium trifluoromethanesulfonate, and sodium tetraborofluoride.
また、その電解質としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ―ブチルラクトン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、スルホラン、ジメチルホルムアミド等の有機溶媒が挙げられる。 Examples of the electrolyte include organic solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, γ-butyl lactone, tetrahydrofuran, dioxolane, sulfolane, and dimethylformamide.
また電解質としては、固体電解質を用いてもよい。固体電解質としては、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２＋ａ（ａはＬｉ３ＰＯ４、ＬｉＩ、Ｌｉ４ＳｉＯ４から選ばれた少なくとも１つ）、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｏ５、Ｌｉ２Ｓ−Ｂ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＧｅＳ２、以外にもナトリウム／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、無定形、低相転移温度（Ｔｇ）のポリエーテル、無定形フッ化ビニリデンコポリマー、異種ポリマーのブレンド体、ポリエチレンオキサイドなどがあげられ、ポリアクリロニトリル、エチレンとアクリロニトリルとのコポリマーまたは架橋されたポリマーにエチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの低分子量非水溶媒を加え、それに電解質塩を添加したイオン伝導性ゲルポリマー電解質などが好適に用いることができる。 Further, a solid electrolyte may be used as the electrolyte. As the solid electrolyte, Li 2 S—SiS 2 + a (a is at least one selected from Li 3 PO 4 , LiI, Li 4 SiO 4 ), Li 2 S—P 2 O 5 , Li 2 S—B 2. S 5 , Li 2 S—P 2 S 5 —GeS 2 , besides sodium / alumina (Al 2 O 3 ), amorphous, low phase transition temperature (Tg) polyether, amorphous vinylidene fluoride copolymer, heterogeneous Examples include polymer blends, polyethylene oxide, etc., and low molecular weight non-aqueous solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate added to polyacrylonitrile, copolymers of ethylene and acrylonitrile, or cross-linked polymers, followed by addition of electrolyte salts A gel polymer electrolyte or the like can be preferably used.
また、本発明の電極は、有機トランジスタの電極としても有用である。近年、次世代トランジスタの材料としてポリチオフェン、ペンタセン、アントラセンに代表されるπ電子共役雲を有する有機化合物が注目され、多くの検討が行われている。これらπ電子共役雲を有する有機化合物を用いてトランジスタを実現させるには、Ｓｉ系トランジスタと同等もしくはそれ以上の周波数特性を実現、つまり半導体層のキャリア移動度を大きくする必要がある。現在提案されている、ペンタセン、アントラセンなどの低分子量体化合物は可能性を示すしつつあるものの、さらなる高性能化が要求されている。さらにこれらの化合物は有機溶媒に不溶であるため、簡便な塗布プロセスは適応できず、比較的コストのかかる蒸着などのプロセスしか適応できないことも課題である。 The electrode of the present invention is also useful as an electrode for organic transistors. In recent years, organic compounds having a π-electron conjugated cloud represented by polythiophene, pentacene, and anthracene have attracted attention as materials for next-generation transistors, and many studies have been made. In order to realize a transistor using an organic compound having these π-electron conjugated clouds, it is necessary to realize a frequency characteristic equivalent to or higher than that of a Si-based transistor, that is, to increase the carrier mobility of the semiconductor layer. Although low molecular weight compounds such as pentacene and anthracene that are currently proposed are showing potential, higher performance is required. Furthermore, since these compounds are insoluble in organic solvents, a simple coating process cannot be applied, and only a relatively expensive process such as vapor deposition can be applied.
本発明の電極を有機トランジスタの電極として用いると、その製造工程において、有機溶媒にπ電子共役雲またはラジカルを有する有機化合物を溶かすことができるので、塗布プロセスが適用できる。また、イオン結合性部位を有する化合物を備えるので、半導体層から溶出することもない、といった利点を有する。 When the electrode of the present invention is used as an electrode of an organic transistor, a coating process can be applied because an organic compound having a π-electron conjugated cloud or a radical can be dissolved in an organic solvent in the manufacturing process. Moreover, since the compound which has an ion binding part is provided, it has the advantage that it does not elute from a semiconductor layer.
（実施例）
以下に本発明の電極材料について、実施例とともに詳細に説明する。
(Example)
Hereinafter, the electrode material of the present invention will be described in detail together with examples.
各実施例では作製した電極活物質の評価を、コイン型電池を作製することで行った。評価は通常の二次電池の評価方法と同様に行った。まず電極作製方法を示し、次にコイン型電池作製方法、充放電試験等の電池特性評価試験の結果（以下特性評価と記載）を説明する。有機化合物の溶出抑制に対する効果は、充放電サイクル特性の向上の有無から検討した。 In each Example, evaluation of the produced electrode active material was performed by producing a coin-type battery. The evaluation was performed in the same manner as a normal secondary battery evaluation method. First, an electrode manufacturing method will be shown, and then a result of a battery characteristic evaluation test such as a coin-type battery manufacturing method and a charge / discharge test (hereinafter referred to as characteristic evaluation) will be described. The effect on the suppression of elution of organic compounds was examined from the presence or absence of improvement in charge / discharge cycle characteristics.
（実施例１）
ガス精製装置を備えたドライボックス中アルゴンガス雰囲気下において、π電子共役を有する有機化合物のテトラチアフルバレンを電極活物質として用いた。このテトラチアフルバレン３０ｍｇと導電補助剤としてのアセチレンブラック３０ｍｇとを均一になるまで混合し、溶剤としてＮ−メチルピロリドンを１ｍＬ加えた。その後、活物質と導電剤とを結着させる目的で結着剤としてポリフッ化ビニリデン５ｍｇを加え、均一になるまで混合させ、黒色のスラリーを得た。これをアルミ箔集電体上にキャストし、室温にて１時間真空乾燥を行った。乾燥後これを１３．５ｍｍの円盤状に打ち抜いて正極極板とした。この正極極板上にイオン結合性部位を有する化合物である、ルイス塩基としてイオン交換膜部位がスルホン酸であるデュポン社製のナフィオンアルコール溶液を塗布した。
Example 1
Tetrathiafulvalene, an organic compound having π electron conjugation, was used as an electrode active material in an argon gas atmosphere in a dry box equipped with a gas purifier. 30 mg of tetrathiafulvalene and 30 mg of acetylene black as a conductive auxiliary agent were mixed until uniform, and 1 mL of N-methylpyrrolidone was added as a solvent. Thereafter, 5 mg of polyvinylidene fluoride was added as a binder for the purpose of binding the active material and the conductive agent and mixed until uniform to obtain a black slurry. This was cast on an aluminum foil current collector and vacuum dried at room temperature for 1 hour. After drying, this was punched out into a disc shape of 13.5 mm to obtain a positive electrode plate. On this positive electrode plate, a Nafion alcohol solution manufactured by DuPont, which is a compound having an ion-binding site and whose ion exchange membrane site is sulfonic acid as a Lewis base, was applied.
有機電解質としては、炭酸エチレンと炭酸ジエチルを重量比１：１で混合したものに、１Ｍほうフッ化リチウムを溶解したものを用いた。 As the organic electrolyte, a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate in a weight ratio of 1: 1 and 1 M lithium borofluoride dissolved therein was used.
負極としては、リチウム金属（厚さ；３００μｍ、直径１４ｍｍ）を用いた。 Lithium metal (thickness: 300 μm, diameter 14 mm) was used as the negative electrode.
上記方法で作製した正極と負極とを用いて、コイン型電池を作製後、特性評価を行った。 Using the positive electrode and the negative electrode manufactured by the above method, a coin-type battery was manufactured, and then the characteristics were evaluated.
評価に用いたコイン型電池の縦断面の構造を図２に示す。電池作製は以下の手順で行った。 The structure of the longitudinal section of the coin-type battery used for the evaluation is shown in FIG. The battery was produced according to the following procedure.
まず、正極２３をケース２１に設けたステンレス製集電体２２上に置き、その上に多孔質ポリエチレンシートからなるセパレータ２４を設置した。
First, the
次に、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートを体積比１：１で混合した溶媒にモル濃度１Ｍのほうフッ化リン酸リチウムを溶解させた電解質をケース内に注液した。次いで、内面に負極２６を圧着し、周縁部にガスケット２８を装着した封口板２５をケース２１に組み合わせて、プレス機にてかしめて封口し、特性評価用のコイン電池を得た。
Next, an electrolyte in which lithium borofluoride having a molar concentration of 1 M was dissolved in a solvent in which ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1 was poured into the case. Next, the
（比較例１）
正極電極表面上にスルホン酸を有するナフィオンを塗布しないこと以外は、実施例１と同様にコイン電池を作製した。
(Comparative Example 1)
A coin battery was produced in the same manner as in Example 1 except that Nafion having sulfonic acid was not applied on the surface of the positive electrode.
（実施例２）
正極電極表面上にルイス塩基としてイオン交換部位がカルボン酸であるポリアクリル酸を塗布したこと以外は、実施例１と同様にコイン電池を作製した。
(Example 2)
A coin battery was produced in the same manner as in Example 1 except that polyacrylic acid having an ion exchange site as a carboxylic acid was applied as a Lewis base on the surface of the positive electrode.
（実施例３）
正極電極表面上にルイス塩基としてイオン交換部位が水酸基であるポリビニルアルコールを塗布したこと以外は、実施例１と同様にコイン電池を作製した。
(Example 3)
A coin battery was produced in the same manner as in Example 1 except that polyvinyl alcohol having an ion exchange site as a hydroxyl group was applied as a Lewis base on the surface of the positive electrode.
（実施例４）
正極電極表面上にルイス塩基であるイオン交換部位がエーテル部位であるポリエチレンオキサイドを塗布したこと以外は、実施例１と同様にコイン電池を作製した。
Example 4
A coin battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that polyethylene oxide whose Lewis ion-exchange site was an ether site was coated on the positive electrode surface.
上記実施例１〜４、および比較例１で作製した電池の１０、２００、３００、４００、５００サイクル目の放電容量を求めることにより特性評価を行った。この結果を図３に示す。 The characteristics were evaluated by determining the discharge capacities at the 10, 200, 300, 400, and 500 cycles of the batteries prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. The result is shown in FIG.
図３から明らかなように、正極電極表面上にイオン結合性部位を有する高分子を設置した場合の実施例１〜４においては、３００サイクルまで安定なサイクル特性をしめした。一方、溶出抑制部位を電極表面上の設置しなかった場合には、３００サイクル以降において大きなサイクル劣化が観察された。このように、有機化合物を電極材料に用いて高いサイクル特性を実現するためには、電極表面にイオン結合性部位を有する化合物を付与することで効果が得られることが分かった。 As is clear from FIG. 3, in Examples 1 to 4 in which a polymer having an ion binding site was placed on the surface of the positive electrode, stable cycle characteristics were demonstrated up to 300 cycles. On the other hand, when no elution suppression site was installed on the electrode surface, a large cycle deterioration was observed after 300 cycles. Thus, in order to achieve high cycle characteristics using an organic compound as an electrode material, it has been found that an effect can be obtained by imparting a compound having an ion binding site to the electrode surface.
次に、イオン結合性部位を有する化合物が電極内部に混合されている場合についての実施例を記載する。 Next, an example in which a compound having an ion binding site is mixed in the electrode will be described.
（実施例５）
π電子共役を有する有機化合物のテトラチアフルバレンを電極活物質として用いた。ガス精製装置を備えたドライボックス中アルゴンガス雰囲気下において、このテトラチアフルバレン３０ｍｇと、導電補助剤としてアセチレンブラック３０ｍｇとを均一になるまで混合し、溶剤としてＮ−メチルピロリドンを１ｍＬ加えた。その後、活物質と導電剤とを結着させる目的と有機化合物の有機電解質中への溶出を抑制する目的で、イオン結合性部位を有する化合物としてスルホン酸を有するデュポン社製のナフィオンアルコール溶液５ｍｇを加え、均一になるまで混合させ、黒色のスラリーが得られた。これをアルミ箔集電体上にキャストし、室温にて１時間真空乾燥を行った。乾燥後これを１３．５ｍｍの円盤状に打ち抜いて正極極板とした。その他は実施例１と同様に行った。
(Example 5)
Tetrathiafulvalene, an organic compound having π electron conjugation, was used as the electrode active material. In an argon gas atmosphere in a dry box equipped with a gas purifier, 30 mg of tetrathiafulvalene and 30 mg of acetylene black as a conductive auxiliary agent were mixed until uniform, and 1 mL of N-methylpyrrolidone was added as a solvent. Thereafter, for the purpose of binding the active material and the conductive agent and suppressing the elution of the organic compound into the organic electrolyte, 5 mg of a Nafion alcohol solution manufactured by DuPont having sulfonic acid as the compound having an ion binding site was added. In addition, mixing was performed until uniform, and a black slurry was obtained. This was cast on an aluminum foil current collector and vacuum dried at room temperature for 1 hour. After drying, this was punched out into a disc shape of 13.5 mm to obtain a positive electrode plate. Others were the same as in Example 1.
（実施例６）
イオン結合性部位を有する化合物としてカルボン酸を有するポリアクリル酸を用いたこと以外、実施例５と同様にコイン電池を作製した。
(Example 6)
A coin battery was fabricated in the same manner as in Example 5 except that polyacrylic acid having carboxylic acid was used as the compound having an ion binding site.
（実施例７）
イオン結合性部位を有する化合物として水酸基を有するポリビニルアルコールを用いたこと以外、実施例５と同様にコイン電池を作製した。
(Example 7)
A coin battery was fabricated in the same manner as in Example 5 except that polyvinyl alcohol having a hydroxyl group was used as the compound having an ion binding site.
（実施例８）
イオン結合性部位を有する化合物としてエーテル結合を有するポリエチレンオキサイドを用いたこと以外、実施例５と同様にコイン電池を作製した。
(Example 8)
A coin battery was fabricated in the same manner as in Example 5 except that polyethylene oxide having an ether bond was used as the compound having an ion binding site.
上記実施例５〜８で作製した電池の１０、２００、３００、４００、５００サイクル目の放電容量を求めることにより特性評価を行った。充放電条件は実施例１と同じとした。この結果を図３に示す。 Characteristic evaluation was performed by calculating | requiring the discharge capacity of 10, 200, 300, 400, 500th cycle of the battery produced in the said Examples 5-8. The charge / discharge conditions were the same as in Example 1. The result is shown in FIG.
図３から明らかなように、電極表面上に溶出抑制部位を付与した場合と同様に、イオン結合性部位を有する化合物を電極に混合した場合も良好なサイクル特性が得られた。さらに、この場合は電極材料を結着させる目的でもちいていたバインダー機能も兼ね備えていることができる。よって、ポリフッ化ビニリデンなど結着剤を別途加える必要がなくなるので、電極体積当りの活物質比率を増やすことが可能となる。 As is clear from FIG. 3, good cycle characteristics were also obtained when a compound having an ion binding site was mixed with the electrode in the same manner as when an elution suppression site was provided on the electrode surface. Furthermore, in this case, it can also have a binder function used for the purpose of binding the electrode material. Therefore, it is not necessary to separately add a binder such as polyvinylidene fluoride, so that the active material ratio per electrode volume can be increased.
（実施例９）
次にπ電子共役雲を有する有機材料として７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンを用い、イオン結合性部位を有する化合物としてルイス酸としてイオン交換部位としてアミド基を有するポリアミドを用いたこと以外、実施例１と同様にしてコイン電池を作製した。
Example 9
Next, 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane was used as an organic material having a π-electron conjugated cloud, and a polyamide having an amide group as an ion exchange site was used as a Lewis acid as a compound having an ion binding site. A coin battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that.
（実施例１０）
π電子共役雲を有する有機材料として７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンを用い、イオン結合性部位を有する化合物としてルイス酸としてイオン交換部位としてアミド基を有するポリエチレンイミンを用いたこと以外、実施例１と同様にしてコイン電池を作製した。
(Example 10)
7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane was used as an organic material having a π-electron conjugated cloud, and a polyethyleneimine having an amide group as an ion exchange site was used as a Lewis acid as a compound having an ion binding site. A coin battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the above.
（実施例１１）
π電子共役雲を有する有機材料として７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンを用い、イオン結合性部位を有する化合物としてルイス酸としてイオン交換部位としてアミド基を有するポリアミドを用いたこと以外、実施例５と同様にしてコイン電池を作製した。
(Example 11)
Other than using 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane as an organic material having a π-electron conjugated cloud, and using a polyamide having an amide group as an ion exchange site as a Lewis acid as a compound having an ion binding site A coin battery was manufactured in the same manner as in Example 5.
（実施例１２）
π電子共役雲を有する有機材料として７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンを用い、イオン結合性部位を有する化合物としてルイス酸としてイオン交換部位としてアミド基を有するポリエチレンイミンを用いたこと以外、実施例５と同様にしてコイン電池を作製した。
(Example 12)
7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane was used as an organic material having a π-electron conjugated cloud, and a polyethyleneimine having an amide group as an ion exchange site was used as a Lewis acid as a compound having an ion binding site. A coin battery was made in the same manner as Example 5 except for the above.
（比較例２）
π電子共役雲を有する有機材料として７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンを用い、比較例１と同様にして電池を作製した。
(Comparative Example 2)
A battery was fabricated in the same manner as in Comparative Example 1 using 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane as the organic material having a π-electron conjugated cloud.
上記実施例９〜１２および比較例２で作製した電池の１０、２００、３００、４００、５００サイクル目の放電容量を求めることにより特性評価を行った。充放電条件は実施例１と同じとした。この結果を図４に示す。 The characteristics were evaluated by determining the discharge capacities at the 10, 200, 300, 400, and 500 cycles of the batteries prepared in Examples 9 to 12 and Comparative Example 2. The charge / discharge conditions were the same as in Example 1. The result is shown in FIG.
図４より明らかなように、電極表面上にイオン結合性部位としてルイス酸を有する化合物を付与した場合、電極内に混合した場合と同様に、良好なサイクル特性が得られた。また電極表面、電極内にルイス酸を有する物質が存在しない場合の比較例２では、大きなサイクル劣化が観察された。実施例９〜１２では、活物質である７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンが還元され、マイナス電荷を帯び、このマイナス電荷を帯びた活物質がポリマーのイオン結合性部位であるルイス酸部分と配位することで、電極内に固定される。これにより、電極外への活物質の移動（溶出）が抑制され、サイクル特性の良好な電極が得られた。
As is clear from FIG. 4, when a compound having a Lewis acid as an ion binding site was applied on the electrode surface, good cycle characteristics were obtained as in the case of mixing in the electrode. Further, in Comparative Example 2 in which no substance having a Lewis acid was present on the electrode surface or in the electrode, a large cycle deterioration was observed. In Examples 9 to 12, the
よって、これら、ルイス酸をイオン結合性部位として用いた場合にも、サイクル特性の良好な電極を提供することができる。 Therefore, even when these Lewis acids are used as ion binding sites, an electrode having good cycle characteristics can be provided.
本発明は、正極または負極に前記集電体に担持され、π電子共役雲またはラジカルを有する有機化合物と、イオン結合性部位を有する化合物とを有する電極を用いることで、サイクル寿命、出力特性に優れた電極、および電気化学素子を提供することができ、携帯電話やノートパソコン、デジタルカメラ等の各種電子機器の主電源およびメモリーバックアップ用電源、負荷平準化用バックアップ電源として、最適な電気化学素子を提供できる。 The present invention uses a positive electrode or a negative electrode supported by the current collector, an electrode having an organic compound having a π-electron conjugated cloud or radical, and a compound having an ion binding site, thereby improving cycle life and output characteristics. It can provide excellent electrodes and electrochemical devices, and is the most suitable electrochemical device as the main power source for various electronic devices such as mobile phones, laptop computers, digital cameras, memory backup power sources, and load leveling backup power sources. Can provide.
１ 第１の集電体
２ 第１の電極
３ 有機電解質
４ 第２の電極
５ 第２の集電体
６ 活物質（還元体）
７ 活物質（酸化体）
８ 溶媒分子
９ 対イオン
１０ イオン結合性部位
１１ 化合物
２０ 電気化学素子
２１ ケース
２２ 集電板
２３ 正極
２４ セパレータ
２５ 封口板
２６ 負極
２７ 集電板
２８ ガスケット
DESCRIPTION OF
7 Active material (oxidized)
8 Solvent molecule 9
Claims (8)
前記集電体に担持され、π電子共役雲またはラジカルを有する有機化合物と、
イオン結合性部位を有する化合物と、
を有する電極。 A current collector,
An organic compound supported on the current collector and having a π-electron conjugated cloud or radical;
A compound having an ion binding site;
Electrode.
請求項１に記載の電極。
一般式（１）：
一般式（２）：
一般式（３）：
一般式（４）：
The electrode according to claim 1.
General formula (1):
General formula (2):
General formula (3):
General formula (4):
請求項１記載の電極。 The organic compound having a radical has at least one of a nitroxy radical and an oxygen radical in the molecule.
The electrode according to claim 1.
請求項１から３のいずれかに記載の電極。 The compound having an ion binding site is a polymer having a Lewis acid or a Lewis base.
The electrode according to claim 1.
請求項４に記載の電極。 The Lewis acid is at least one of an amine group and an imino group.
The electrode according to claim 4.
請求項４に記載の電極。 The Lewis base is at least one selected from the group consisting of sulfonic acid, carboxylic acid, hydroxyl group and ether bond,
The electrode according to claim 4.
前記正極と負極との少なくともいずれかは、請求項１から６のいずれかに記載の電極である、電気化学素子。 An electrochemical element having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and taking out electron transfer accompanying an oxidation-reduction reaction as electric energy,
7. An electrochemical element, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is an electrode according to claim 1.
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