JP2010118321A - 二次電池用活物質及び二次電池 - Google Patents
二次電池用活物質及び二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010118321A JP2010118321A JP2008292664A JP2008292664A JP2010118321A JP 2010118321 A JP2010118321 A JP 2010118321A JP 2008292664 A JP2008292664 A JP 2008292664A JP 2008292664 A JP2008292664 A JP 2008292664A JP 2010118321 A JP2010118321 A JP 2010118321A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- formulas
- secondary battery
- positive electrode
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
本実施形態の二次電池用活物質は、(i)上記一般式(A)及び/又は(B)で表される高分子化合物、又は、(ii)上記一般式(E)及び/又は(F)で表される単位化合物を主成分とする単量体混合物を、その単位化合物のR1〜R4以外に結合した水素が脱離することで重合した高分子化合物を有することを特徴とする。この高分子化合物の分子量は特に限定しない。例えば、電池中において電解液に溶解して電解液中へ散逸しない程度の分子量を採用したり、固体となる分子量を採用できる。具体的には分子量が1000〜100000程度の値を採用できる。従って、分子量に応じて各式中のnの値が決定される。
本実施形態の二次電池は正極活物質及び負極活物質の少なくとも一方に前述した本実施形態の二次電池用活物質を採用した構成を有する。具体的には、何らかの導電性材料から構成される集電体上に高分子化合物を主成分とする膜を形成することで電極を製造することができる。膜の形成方法は一般的な方法が採用できる。
2,5−ジヨード−1,4−ベンゼンジカルボン酸と4−ヒドロキシ−2,2,6,6,−テトラメチルピペリジン−1−オキシルのジエステル(化合物A)の合成
窒素雰囲気下300mLのシュレンク管に、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−ヒドロキシ−N−1−オキシル(1.74 g)、トリエチルアミン(10 mL)、トルエン(100 mL)を加えた。2,5−ジヨード−1,4−ジベンゼンカルボン酸塩化物(2.30 g)のトルエン(50 mL)溶液を1時間かけて滴下し、反応溶液を室温で21時間攪拌した。反応溶液を水に加え、クロロホルムで抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄を行った後、硫酸ナトリウムを用いて乾燥を行った。次いで、ろ過を行い、ろ液を濃縮後、アルミナカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)で精製を行うことにより、下記式:
紫外可視吸収スペクトル(nm):323(クロロホルム溶液)
赤外スペクトル(cm−1):3437、3082、2974、2934、2867、1715、1462、1366、1331、1279、1261、1224、1179、1140、1125、1046、962、938、908、838、777、688、563、481
窒素雰囲気下、100 mLのシュレンク管に、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)(0.83 g)、2,2’−ビピリジル(0.47 g)、脱水N,N−ジメチルホルムアミド(25 mL)、1,5−シクロオクタジエン(0.32 mL)を加えた。化合物A(0.73 g)を1時間かけて加え、反応溶液を80℃で48時間攪拌した。メタノール、水混合溶媒に反応溶液を注ぎ込み、高分子化合物を再沈殿させた。得られた沈殿を、メタノール、水で2回、メタノールで2回洗浄を行った後、減圧乾燥することにより、重合体を0.26 g得た。
赤外スペクトル(cm−1):3437、2974、2937、2812、1715、1634、1463、1383、1315、1285、1238、1176、1118、1068、996、961、833、756、640、444
窒素置換した100 mLシュレンク管に化合物A(0.73 g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.12 g)、ヨウ化銅(I)(0.02 g)、トリエチルアミン(10 mL)、脱水トルエン(20 mL)、脱水テトラヒドロフラン(30 mL)を加え、50℃に加熱し溶解させた。トリメチルシリルアセチレン(0.34 mL)を加え、反応溶液を50℃で18時間攪拌した。反応溶液を飽和食塩水に加え、有機層を集め、水層をクロロホルムで抽出した。集めた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥を行い、セライトを用いてろ過後、アルミナカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)で精製した。100 mLのナス型フラスコに移し、溶媒を留去した後、テトラヒドロフラン(15 mL)に溶解させた。1M フッ化テトラ−n−ブチルアンモニウムのテトラヒドロフラン溶液(0.7 mL)をゆっくり滴下し、室温で1時間攪拌した。反応溶液を飽和食塩水に加え、クロロホルムで抽出した。集めた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥を行い、アルミナカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)で精製した。得られた固体をメタノールで洗浄することにより、下記式:
紫外可視吸収スペクトル(nm):327(クロロホルム溶液)
赤外スペクトル(cm−1):3441、3262、3210、2974、2936、2869、2104、1720、1631、1463、1436、1393、1376、1365、1311、1287、1232、1180、1113、1022、1003、916、839、787、694
窒素置換した50 mLシュレンク管に化合物A(0.22 g)、化合物B(0.16 g)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(0.04 g)、ヨウ化銅(I)(0.006g)、脱水N,N−ジメチルホルムアミド(10 mL)、トリエチルアミン(5 mL)を加えた。反応溶液を50℃で48時間攪拌を行った。反応溶液を、メタノールに注ぐことにより再沈殿を行い、得られた固体を、水で洗浄後、クロロホルムに溶解させ、メタノールにより再沈殿を行った。固体をろ別し減圧乾燥することにより重合体(0.26 g)を得た。
赤外スペクトル(cm−1):3444、3052、2974、2938、2869、2204、1727、1634、1500、1464、1435、1412、1377、1364、1286、1230、1179、1110、1026、1002、979、963、935、786、746、694
(正極の作製)
高分子化合物Aを30質量部、カーボンブラックを60質量部、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を10質量部にノルマルメチルピロリドン(NMP)を加え、混合、分散させ均質塗料液を調製した。この均質塗料液をアルミ製の集電体(膜厚50μm)の片面に塗布し、乾燥、プレス後、所定のサイズに裁断することで正極を作製した。作製した正極の厚みはアルミ製の集電体を含め100μmであった。
リチウム金属箔(300μm)を所定のサイズに裁断することで負極を作製した。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとを体積比3:7に混合し、該混合有機溶媒に支持電解質としてLiPF6 を1mol/Lの濃度で溶解し、電解液とした。
上記で得られた正極および負極の間にポリプロピレン製セパレータを挟み重ね合わせることで、平板形状の電極体を形成した。得られた平板形状の電極体をケースの内部に挿入し、ケース内に保持した。その後、平板形状の電極体を保持したケース内に上記電解液を注入した後、ケースを密閉、封止した。以上の手順により、φ19mm、厚さ3mmのコイン型電池を製作し本実施例の試験電池とした。
作製した電池を0.1mAの電流値にて2.5Vから4.1Vまで充電した後、0.1mAの電流値で4.1Vから2.5Vまで放電した結果、3.5V付近で平坦な放電カーブを示し、電池活物質あたりの容量は53mAh/gであった。
高分子化合物Aの代わりに高分子化合物Bを用いた以外は実施例1と同様にして電極、電池の作製及び評価を実施した。その結果、3.5V付近で平坦な放電カーブを示し、0.1mA放電時の電池容量は101mAh/gであった。
高分子化合物Aの代わりにLiNiO2を用いた以外は実施例1と同様にして電極、電池の作製及び評価を実施した。その結果、0.1mA放電時の電池容量は138mAh/gであった。
高分子化合物Aの代わりにカーボンブラックを用いた以外は実施例1と同様にして電極、電池の作製及び評価を実施した。その結果、平坦な放電カーブは見られず、電池容量もほとんど得られなかった。
従って、本発明の高分子化合物A及びBを正極に用いて製造した電池は従来の活物質などを正極に採用した電池と比較して高い性能を有することが分かった。
1a…正極集電体
2 …負極(金属リチウム箔)
3 …電解液
4 …正極ケース
5 …負極ケース
6 …ガスケット
7 …セパレータ
10…コイン型の非水電解液二次電池
Claims (7)
- 正極と負極と電解質とを有する二次電池における該正極及び/又は該負極の活物質であって、下記一般式(A)〜(B)で表される高分子化合物を有することを特徴とする二次電池用活物質。
- 正極と負極と電解質とを有する二次電池における該正極及び/又は該負極の活物質であって、下記一般式(E)及び/又は(F)で表される単位化合物を主成分とする単量体混合物を、該単位化合物のR1〜R4以外に結合した水素が脱離することで重合した高分子化合物を有することを特徴とする二次電池用活物質。
- 前記単量体混合物はピロール、1以上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基にて置換されたピロール、チオフェン及び/又は1以上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基にて置換されたチオフェンを含む請求項3に記載の二次電池用活物質。
- 正極活物質である請求項1〜4の何れか1項に記載の二次電池用活物質。
- リチウム含有遷移金属酸化物を有する請求項5に記載の二次電池用活物質。
- 正極と負極と電解質とを有する二次電池であって、該正極及び/又は該負極の活物質は請求項1〜6のいずれかに記載の二次電池用活物質であることを特徴とする二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008292664A JP5280806B2 (ja) | 2008-11-14 | 2008-11-14 | 二次電池用活物質及び二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008292664A JP5280806B2 (ja) | 2008-11-14 | 2008-11-14 | 二次電池用活物質及び二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010118321A true JP2010118321A (ja) | 2010-05-27 |
JP5280806B2 JP5280806B2 (ja) | 2013-09-04 |
Family
ID=42305858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008292664A Expired - Fee Related JP5280806B2 (ja) | 2008-11-14 | 2008-11-14 | 二次電池用活物質及び二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5280806B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012060445A1 (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-10 | 株式会社 村田製作所 | 二次電池 |
JP2017220310A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | 株式会社リコー | 二次電池 |
JP2018035174A (ja) * | 2011-04-21 | 2018-03-08 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung | 化合物および液晶媒体 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56136469A (en) * | 1980-03-11 | 1981-10-24 | University Patents Inc | Secondary cell and method of charging same |
JPH09309945A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-12-02 | Maxdem Inc | ポリフェニレンコポリマー |
JP2001181377A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-03 | Japan Science & Technology Corp | 高分子化合物 |
JP3687736B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2005-08-24 | 日本電気株式会社 | 二次電池 |
JP2007037291A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Nec Corp | 自動車用蓄電システム |
-
2008
- 2008-11-14 JP JP2008292664A patent/JP5280806B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56136469A (en) * | 1980-03-11 | 1981-10-24 | University Patents Inc | Secondary cell and method of charging same |
JPH09309945A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-12-02 | Maxdem Inc | ポリフェニレンコポリマー |
JP2001181377A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-03 | Japan Science & Technology Corp | 高分子化合物 |
JP3687736B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2005-08-24 | 日本電気株式会社 | 二次電池 |
JP2007037291A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Nec Corp | 自動車用蓄電システム |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012060445A1 (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-10 | 株式会社 村田製作所 | 二次電池 |
JP5645319B2 (ja) * | 2010-11-05 | 2014-12-24 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
JP2018035174A (ja) * | 2011-04-21 | 2018-03-08 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung | 化合物および液晶媒体 |
JP2017220310A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-14 | 株式会社リコー | 二次電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5280806B2 (ja) | 2013-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100413595B1 (ko) | 2차전지 | |
JP4687848B2 (ja) | 蓄電デバイス | |
JP5413710B2 (ja) | 電極活物質と、その製造方法及びそれを用いた電池 | |
JP5526399B2 (ja) | 電極活物質、その製造方法及び二次電池 | |
JP5625151B2 (ja) | ラジカルを有する化合物、重合体、およびその重合体を用いた蓄電デバイス | |
KR20160079574A (ko) | 고분자, 이를 포함하는 전해질 및 리튬이차전지 | |
EP3182501B1 (en) | Electrolyte for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery using the same | |
WO2020084828A1 (ja) | ポリマー、電極活物質及び二次電池 | |
JP2012221575A (ja) | ラジカル化合物、その製造方法及び二次電池 | |
JP2009295397A (ja) | 有機ラジカル二次電池、有機ラジカル二次電池の充放電制御方法及び有機ラジカル二次電池の充放電制御装置 | |
JP4904662B2 (ja) | 二次電池用活物質 | |
JP5280806B2 (ja) | 二次電池用活物質及び二次電池 | |
US8148005B2 (en) | Active material and a secondary battery using the active material | |
JP2008159275A (ja) | 電極活物質およびこれを用いた蓄電デバイス | |
JP2004179169A (ja) | 二次電池 | |
JP5455669B2 (ja) | 二次電池用活物質及び二次電池 | |
JP4737365B2 (ja) | 電極活物質、電池および重合体 | |
JP5471324B2 (ja) | 二次電池 | |
US20040248004A1 (en) | Secondary battery | |
JP2004228008A (ja) | 二次電池、単量体および重合体 | |
WO2021106834A1 (ja) | 電極材料 | |
JP4752217B2 (ja) | 活物質、電池および重合体 | |
JP2006073240A (ja) | 電極活物質、電池およびポリラジカル化合物 | |
JP2007035375A (ja) | 電極活物質、電池および重合体 | |
JPH1021918A (ja) | 非水電解質二次電池用負極およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110519 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110519 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130405 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130430 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130523 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5280806 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |