JPH10261418A - リチウム二次電池用正極材料 - Google Patents

リチウム二次電池用正極材料

Info

Publication number
JPH10261418A
JPH10261418A JP9065153A JP6515397A JPH10261418A JP H10261418 A JPH10261418 A JP H10261418A JP 9065153 A JP9065153 A JP 9065153A JP 6515397 A JP6515397 A JP 6515397A JP H10261418 A JPH10261418 A JP H10261418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
lithium secondary
secondary battery
electrode material
conductive polymer
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.)
Pending
Application number
JP9065153A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaji Ishikawa
正司 石川
Kazuyuki Adachi
和之 足立
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.)
Kyushu Electric Power Co Inc
Original Assignee
Kyushu Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyushu Electric Power Co Inc filed Critical Kyushu Electric Power Co Inc
Priority to JP9065153A priority Critical patent/JPH10261418A/ja
Publication of JPH10261418A publication Critical patent/JPH10261418A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リチウム二次電池の正極の放電容量を向上さ
せ、かつ正極の充電/放電の際に、リチウムイオンが脱
ドープ/ドープするため電解質濃度が変化しないことか
ら電解液量を少量化できる正極を提供する。 【解決手段】 ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオ
フェン等の導電性高分子とテトラシアノキノジメタンや
テトラシアノジフェノキノジメタン等のテトラシアノキ
ノジメタン誘導体を複合化させた膜をリチウム二次電池
用正極に用いる。さらに必要な場合にはこの膜上にナフ
ィオン、ポリスチレンスルホン酸等のカチオン交換膜を
積層して用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はリチウム二次電池
用正極材料に関するものである。本発明の正極と、リチ
ウム金属、リチウム合金、または炭素材料からなる負
極、さらに有機電解液または固体電解質からなる電解質
の主要な3種の構成要素によりリチウム二次電池が構成
できる。このリチウム二次電池は、ポータブルビデオ、
携帯電話ならびにポータブルパーソナルコンピユータな
どの小型携帯電子機器など、現在実際に市販のリチウム
二次電池の適用がなされている分野から、将来的なリチ
ウム二次電池の適用が期待されている電気自動車の動力
電源など、多くの利用分野を挙げることができる。
【0002】
【従来の技術】リチウム二次電池の正極活物質として導
電性高分子を用いる技術開発が盛んに行われてきた。ポ
リアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性
高分子は、その電気化学的酸化(場合によっては以下充
電とも称す)においては電解質中のアニオンがドープさ
れ、一方その電気化学的還元(場合によっては以下放電
とも称す)においてはアニオンが脱ドープされる。
【0003】一方、この正極が酸化/還元される際、電
池の負極ではリチウムイオンの電解質中からの取り込み
/電解質中への放出、が起こるので、電池を構成した場
合、充放電時に電解質濃度が変化し、多量の電解液が必
要となる。
【0004】とりわけ問題になるのは、導電性高分子の
単位体積あたりの酸化還元電気量が比較的少ないため、
正極の体積あたりの充電ならびに放電容量が低く、高性
能電池に要求される電池全体の体積あたりの放電容量向
上の要求に応えるには従来限界があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、リチ
ウム二次電池の正極の放電容量を向上させ、かつ正極の
充電/放電の際に、リチウムイオンが脱ドープ/ドープ
するため電解質濃度が変化しないことから電解液量を少
量化できる正極材料を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリアニリ
ン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子と
テトラシアノキノジメタンやテトラシアノジフェノキノ
ジメタン等のテトラシアノキノジメタン誘導体を複合化
させた膜をリチウム二次電池用正極材料に用いるもので
ある。さらに必要な場合にはこの膜上にナフィオン、ポ
リスチレンスルホン酸等のカチオン交換膜を積層して用
いることができる。なお、上記導電性高分子は、化学的
酸化重合や電気化学的酸化重合など特に合成法は限定さ
れない。また、上記導電性高分子とテトラシアノキノジ
メタン誘導体の混合比は任意であり、積層させるカチオ
ン交換膜の量も任意である。また、ここで用いるテトラ
シアノキノジメタン誘導体とは、下記の化学式(1)ま
たは(2)に示す構造を持ち、式中のCは炭素原子、C
NまたはNCはシアノ基、単線は単結合、二重線は二重
結合を表す。
【0007】
【化1】 置換基(R1〜R12)は水素原子、フッ素原子、塩素
原子、臭素原子またはヨウ素原子等を用いることがで
き、これらの原子の組み合わせも特に限定されない。な
お、R1からR4が水素原子で構成される場合、通常テ
トラシアノキノジメタン(場合によってはTCNQと記
す)と呼ばれ、R5からR12が水素原子から構成され
る場合、通常テトラシアノジフェノキノジメタン(場合
によっては以下TCNDQと記す)と呼ばれる。
【0008】
【実施例】
<実施例1>濃度が0.5mol dm-3の過塩素酸な
らびに濃度が0.25mol dm-3のアニリンを含む
水溶液中で、白金基板の面積当たり0.25mA cm
-2の定電流下、同面積当たり通電電気量1.8C cm
-2で電解酸化重合によりポリアニリン膜を白金基板上に
調製した。乾燥の後、その上に濃度が0.01mold
-3のテトラシアノキノジメタンを含むアセトニトリル
溶液を0.1ml滴下、乾燥させることによりテトラシ
アノキノジメタンとポリアニリンの複合膜を調製した。
【0009】さらに、その膜にナフィオンのアルコール
溶液を滴下乾燥させた。この膜をPAN/TCNQ/ナ
フィオンと記す。膜の充放電試験には、リチウム金属片
を参照電極(Li/Li+)およびリチウム金属箔を対
極に用い、過塩素酸を溶解したプロピレンカーボネート
とジメトキシエタン(体積比1/1)の混合溶媒電解液
を用いた。
【0010】膜の充放電は膜の見かけの面積当たり0.
127mA cm-2の定電流で、参照電極に対し2.7
〜4.3Vの範囲で行った。
【0011】充放電試験の結果について図1に示す。ポ
リアニリン上にナフィオンは塗布しているがテトラシア
ノキノジメタンとは複合化していない膜(この膜をPA
N/ナフィオンと記す)に較べて、サイクル初期で11
%ほど高い放電容量を示し、その後も高い値を示した。
また、このPAN/TCNQ/ナフィオンの充放電の際
には全イオン移動の中の95%がリチウムイオンの移動
であり、アニオンは殆ど移動しなかった。
【0012】<実施例2>濃度が0.5mol dm-3
の過塩素酸ならびに濃度が0.25mol dm-3のア
ニリンを含む水溶液中で、白金基板の面積当たり0.2
5mA cm-2の定電流下、同面積当たり通電電気量
1.8C cm-2で電解酸化重合によりポリアニリン膜
を白金基板上に調製した。乾燥の後、その上に濃度が
0.01moldm-3のテトラシアノジフェノキノジメ
タンを含むアセトニトリル溶液を0.1ml滴下、乾燥
させることによりテトラシアノジフェノキノジメタンと
ポリアニリンの複合膜を調製した。
【0013】さらに、その膜にナフィオンのアルコール
溶液を滴下乾燥させた。この膜をPAN/TCNDQ/
ナフィオンと記す。膜の充放電試験は、実施例1と同様
の条件で行った。
【0014】充放電試験の結果について図1に併せて示
す。PAN/ナフィオン膜に較べて、サイクル初期で1
8%ほど高い放電容量を示し、その後も高い値を示し
た。また、このPAN/TCNDQ/ナフィオンの充放
電の際には全イオン移動の中の95%がリチウムイオン
の移動であり、アニオンは殆ど移動しなかった。
【0015】
【発明の効果】本発明における正極材料は、複合化した
テトラシアノキノジメタン誘導体の効果で、通常の導電
性高分子より高い放電容量を示し、また充電/放電反応
に対応してリチウムイオンのみが脱ドープ/ドープした
ことにより、電解質濃度の変化を引き起こさず、用いる
電解液を少量化できる。このように、テトラシアノキノ
ジメタン誘導体と複合化した導電性高分子を用いること
により、従来の導電性高分子からなる正極よりも高い放
電容量を持ち、かつリチウムイオンのみが移動する正極
が構成できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 放電容量と充放電のサイクル数との関係を示
すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テトラシアノキノジメタン誘導体と導電
    性高分子との複合体からなるリチウム二次電池用正極材
    料。
  2. 【請求項2】 前記導電性高分子はポリアニリン、ポリ
    ピロール、ポリチオフェン等である請求項第1項記載の
    リチウム二次電池用正極材料。
  3. 【請求項3】 テトラシアノキノジメタン誘導体と導電
    性高分子との複合体の表面にナフィオン、ポリスチレン
    スルホン酸等のカチオン交換膜を積層した請求項第1項
    記載のリチウム二次電池用正極材料。
JP9065153A 1997-03-18 1997-03-18 リチウム二次電池用正極材料 Pending JPH10261418A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9065153A JPH10261418A (ja) 1997-03-18 1997-03-18 リチウム二次電池用正極材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9065153A JPH10261418A (ja) 1997-03-18 1997-03-18 リチウム二次電池用正極材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10261418A true JPH10261418A (ja) 1998-09-29

Family

ID=13278660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9065153A Pending JPH10261418A (ja) 1997-03-18 1997-03-18 リチウム二次電池用正極材料

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10261418A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6099989A (en) * 1997-10-23 2000-08-08 Nec Corporation Polymer secondary batteries
KR100443776B1 (ko) * 2000-12-20 2004-08-09 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤 하나 이상의 전극의 일부를 형성하는 환상 공액 카르보닐 화합물을 함유하는 전극층을 갖는 고에너지 밀도 및 대용량의 안정한 전지
JP2007529609A (ja) * 2004-03-17 2007-10-25 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 高分子酸コロイドを用いて生成した電子用途向け水分散性ポリピロール
JP2010044882A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Osaka City Univ 電極活物質、及び二次電池
JP2011227462A (ja) * 2010-03-31 2011-11-10 Fujifilm Corp 色調可変膜、その製造方法及び該製造方法により得られたエレクトロクロミック素子
US8062553B2 (en) 2006-12-28 2011-11-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Compositions of polyaniline made with perfuoropolymeric acid which are heat-enhanced and electronic devices made therewith
US8318046B2 (en) 2002-09-24 2012-11-27 E I Du Pont De Nemours And Company Water dispersible polyanilines made with polymeric acid colloids for electronics applications
US8409476B2 (en) 2005-06-28 2013-04-02 E I Du Pont De Nemours And Company High work function transparent conductors
WO2018079637A1 (ja) * 2016-10-28 2018-05-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 電気化学デバイス

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6099989A (en) * 1997-10-23 2000-08-08 Nec Corporation Polymer secondary batteries
KR100443776B1 (ko) * 2000-12-20 2004-08-09 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤 하나 이상의 전극의 일부를 형성하는 환상 공액 카르보닐 화합물을 함유하는 전극층을 갖는 고에너지 밀도 및 대용량의 안정한 전지
US8318046B2 (en) 2002-09-24 2012-11-27 E I Du Pont De Nemours And Company Water dispersible polyanilines made with polymeric acid colloids for electronics applications
JP2007529609A (ja) * 2004-03-17 2007-10-25 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 高分子酸コロイドを用いて生成した電子用途向け水分散性ポリピロール
US8409476B2 (en) 2005-06-28 2013-04-02 E I Du Pont De Nemours And Company High work function transparent conductors
US8062553B2 (en) 2006-12-28 2011-11-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Compositions of polyaniline made with perfuoropolymeric acid which are heat-enhanced and electronic devices made therewith
JP2010044882A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Osaka City Univ 電極活物質、及び二次電池
JP2011227462A (ja) * 2010-03-31 2011-11-10 Fujifilm Corp 色調可変膜、その製造方法及び該製造方法により得られたエレクトロクロミック素子
WO2018079637A1 (ja) * 2016-10-28 2018-05-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 電気化学デバイス
CN109863633A (zh) * 2016-10-28 2019-06-07 松下知识产权经营株式会社 电化学装置
JPWO2018079637A1 (ja) * 2016-10-28 2019-09-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 電気化学デバイス
CN109863633B (zh) * 2016-10-28 2022-08-12 松下知识产权经营株式会社 电化学装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5050847B2 (ja) 二次電池とこれを用いた電源システム、電源システムの使用方法
US6509116B1 (en) Secondary battery and capacitor using indole polymeric compound
JP4259617B2 (ja) フルオロフェニルチオフェンポリマーから調製された少なくとも1つの電極を含む電気化学的蓄電池
JP4004769B2 (ja) 電解液、並びにこれを用いた電気化学セル
JP3039484B2 (ja) ポリマー電池
KR102133614B1 (ko) 알루미늄 2차 전지 및 전자 기기
JP5596908B2 (ja) エネルギー貯蔵デバイス
JPH0438104B2 (ja)
JP2002151141A (ja) プロトン伝導型ポリマー2次電池
US20200075952A1 (en) Complexed Iodine-Based Electrolyte and Redox Flow Battery Comprising the Same
JP2002093419A (ja) インドール系化合物を用いた二次電池及びキャパシタ
JPH10261418A (ja) リチウム二次電池用正極材料
Thamizhselvan et al. Redox flow batteries: Pushing the cell voltage limits for sustainable energy storage
JP2008117648A (ja) 電気化学セル
JP3538185B2 (ja) インドール系化合物を用いた二次電池及びキャパシタ
JP2004127920A (ja) セル電極およびこの電極を用いた電気化学セル
JP3727264B2 (ja) インドール系化合物を用いた電気化学セル
JP5105401B2 (ja) 電極活物質及びそれを用いた電気化学素子
JP3089707B2 (ja) 固形電極組成物
JP3723140B2 (ja) キノキサリン系化合物を用いた蓄電素子
JP2000277118A (ja) 電極および電池
JP3066426B2 (ja) 電気化学素子及びその製造法
JPS63264878A (ja) 常温溶融塩系電解液を用いるAl/導電性高分子型二次電池
KR102210657B1 (ko) 니켈을 전극활물질로 포함하는 수계 레독스 흐름 전지
JP4379966B2 (ja) リチウム電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040312

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070112

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070629