JPS5966058A - 二次電池 - Google Patents
二次電池Info
- Publication number
- JPS5966058A JPS5966058A JP57177245A JP17724582A JPS5966058A JP S5966058 A JPS5966058 A JP S5966058A JP 57177245 A JP57177245 A JP 57177245A JP 17724582 A JP17724582 A JP 17724582A JP S5966058 A JPS5966058 A JP S5966058A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging
- electrode
- discharging
- polymer
- positive
- 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
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高分子物質を電極材料に用いた二次電池に関
するものである。
するものである。
従来ｐｌｔｆ）構成とその問題点
最近、高分子重合体にある種の物質をドープすると電気
伝導性が向−卜し、ついには金属電導を示すようなもの
が知られており、このような高分子物質は合成金属と呼
ばれている。その代表例としてポリアセチレンやポリフ
ェニレンがある０これらは、高分子主鎖の炭素原子のπ
電子が共役二重結合により主鎖の間で非局在化しており
。
伝導性が向−卜し、ついには金属電導を示すようなもの
が知られており、このような高分子物質は合成金属と呼
ばれている。その代表例としてポリアセチレンやポリフ
ェニレンがある０これらは、高分子主鎖の炭素原子のπ
電子が共役二重結合により主鎖の間で非局在化しており
。
ある種の物質をドープすることにより高導電率を示すよ
うになる。
うになる。
この種の高分子物質を電極材料に用いた新しい号公報に
記載されている。高分子物質を正極に用いた場合の充電
放電反応は、高分子物質の電解液中の陰イオンの取り込
み（ドープ）による充電反応ト、陰イオンの放出（アン
ドープ）による放電反応であり、負極に用いた場合は陽
イオンの取り込みによる充電反応と陽イオンの放出によ
る放電反応である。
記載されている。高分子物質を正極に用いた場合の充電
放電反応は、高分子物質の電解液中の陰イオンの取り込
み（ドープ）による充電反応ト、陰イオンの放出（アン
ドープ）による放電反応であり、負極に用いた場合は陽
イオンの取り込みによる充電反応と陽イオンの放出によ
る放電反応である。
高分子物質としてポリアセチレン（ＣＨ）ｎ−’に解液
として過塩素酸リチウムを例えはプロｌピレンカーボネ
ートに溶解した溶液を用いた場合の充放電反応を以下に
示す。
として過塩素酸リチウムを例えはプロｌピレンカーボネ
ートに溶解した溶液を用いた場合の充放電反応を以下に
示す。
正極
（ＣＨ）ｎ−＋−ｎχ（ＣＡＯ４−）
負極
（ＣＨ）ｙ）−）−ｎＸ＋９＋ｎＸＬｉ’−このように
高分子物質は、正極又は負極として機能するので、他の
負極又は正極と組み合わせることは勿論、高分子物質同
志の組み合わせでも二次電池を構成することができる。
高分子物質は、正極又は負極として機能するので、他の
負極又は正極と組み合わせることは勿論、高分子物質同
志の組み合わせでも二次電池を構成することができる。
この種の高分子物質としては、上記の他、ポリ硫化フェ
ニレン、ポリピロール、あるいは水素原子の若干がハロ
ゲン原子、アルキル基、フェニル基、アルキルフェニル
基、へロフェニル基などで置換きれたポリアセチレンな
どが知られている。
ニレン、ポリピロール、あるいは水素原子の若干がハロ
ゲン原子、アルキル基、フェニル基、アルキルフェニル
基、へロフェニル基などで置換きれたポリアセチレンな
どが知られている。
一方、高分子物質を負極として用いる場合、これと組み
合わせる電解液としては、過塩素酸リチウム（ｔ、１ｃ
６ｏ４）−硼フッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フフ化
リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６） などのリチウム塩を
溶質とし、プロピレンカーボネートやデトラヒドロフラ
ン全溶媒とした有機電解液が知られている。
合わせる電解液としては、過塩素酸リチウム（ｔ、１ｃ
６ｏ４）−硼フッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フフ化
リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６） などのリチウム塩を
溶質とし、プロピレンカーボネートやデトラヒドロフラ
ン全溶媒とした有機電解液が知られている。
しかし、上記に示した高分子物質を電極に用いた場合に
は、高率充放電が困難であるという欠点があった。
は、高率充放電が困難であるという欠点があった。
発明の目的
本発明の目的は、高率充放電が可能な高分子物質電極を
提供することである。
提供することである。
発明の構成
本発明は、ポリアセチレンやポリニトリルのように主鎖
がπ電子で共役しており、との主鎖がフェロセン官能基
により橋かけされている高分子物質を正極または負極と
し、充電、放電により、高分子物質中に取り込まれたり
、放出されたりする陰イオンや陽イオン左肩する溶質を
溶解させた電Ｍｌとからなることを特徴としている。
がπ電子で共役しており、との主鎖がフェロセン官能基
により橋かけされている高分子物質を正極または負極と
し、充電、放電により、高分子物質中に取り込まれたり
、放出されたりする陰イオンや陽イオン左肩する溶質を
溶解させた電Ｍｌとからなることを特徴としている。
本発明の高分子物質が充放電特性に優れるのは、次のよ
うに考えられる。すなわち、例えばポリアセチレンの主
鎖同士をフェロセン官能基で結ぶことによね、平面状に
配置しているポリアセチレンのπ電子がサンドウィッチ
構造を持ち、π電子と鉄のｄ軸道が混成ｖｌ道を作って
いるフェロセンを介して、相−４作用をすることによっ
て、電極としての充放電特性が向上するものである。
うに考えられる。すなわち、例えばポリアセチレンの主
鎖同士をフェロセン官能基で結ぶことによね、平面状に
配置しているポリアセチレンのπ電子がサンドウィッチ
構造を持ち、π電子と鉄のｄ軸道が混成ｖｌ道を作って
いるフェロセンを介して、相−４作用をすることによっ
て、電極としての充放電特性が向上するものである。
実施例の説明
実施例に使用した高分子物質の構造を以下に示以降、高
分子（１）と称することにする。
分子（１）と称することにする。
二次電池の正極としての実施例を以下に示す。
実施例１
電解液に１モル／ｌの過塩素酸リチウムを溶解させたプ
ロピレンカーボネートヲ用いた。対極すなわち負極とし
て、大きさ２ＣｍＸ ２ Ｃ７１１、厚さ１ ｍｍのリ
チウム板を用い、また照合電極としてリチウム板を用い
た。正極材料には、比較例としてのポリアセチレン及び
前記の高分子（１）を用いた。ポリアセチレンは大きさ
２ ｃＩＩＬＸ ２ Ｃｎｌ＋重量５０ｍｇのフィルム
を用い、高分子（１）は粉末６０ ｍｌ ｆ大きさ２α
Ｘ２ｃｎＬのシート状に圧縮成形したものを用いた。
ロピレンカーボネートヲ用いた。対極すなわち負極とし
て、大きさ２ＣｍＸ ２ Ｃ７１１、厚さ１ ｍｍのリ
チウム板を用い、また照合電極としてリチウム板を用い
た。正極材料には、比較例としてのポリアセチレン及び
前記の高分子（１）を用いた。ポリアセチレンは大きさ
２ ｃＩＩＬＸ ２ Ｃｎｌ＋重量５０ｍｇのフィルム
を用い、高分子（１）は粉末６０ ｍｌ ｆ大きさ２α
Ｘ２ｃｎＬのシート状に圧縮成形したものを用いた。
これらの正極拐料１を第１図に示すように−カーボン塗
料２を用いて集電体であるチタン板３に接着して電極を
構成した。
料２を用いて集電体であるチタン板３に接着して電極を
構成した。
充放電試験は、すべて２０゛Ｃで行った。充電は正極の
電位が照合電極に対して−１−４，２ｖになるまで行い
、放電は＋２．ＯＶになるまで行った。
電位が照合電極に対して−１−４，２ｖになるまで行い
、放電は＋２．ＯＶになるまで行った。
第１サイクルの充放電は、○ｊ２ｍＡで行った後。
第２サイクル以降の充放電はすべて４ｍＡで連続して行
った。第２図には一第１０サイクルにおけるそれぞれの
正極の充電曲線、放電曲線を示す。
った。第２図には一第１０サイクルにおけるそれぞれの
正極の充電曲線、放電曲線を示す。
図中、Ａはポリアセチレン、Ｂは高分イ（１）である。
また第１表には、第１０ザイクルにおける充電容凰、放
電容量全示す。
電容量全示す。
第１表
実施例２
実施例１と同じ構成の正＋ｉｆｆ用い、電・解法には１
モル／４のヨウ化亜鉛（ＺｎＩ２）水溶液を用いた。
モル／４のヨウ化亜鉛（ＺｎＩ２）水溶液を用いた。
対極−トなわち負極には曲、鉛板を、照合電極には飽和
間“永電極を用いた。充放電は、全て正極が飽和１土水
電極に対して−１−ｏ、１６ Ｖになるまで行い、放電
は−０，２４Ｖになる寸で行った。第１サイクルの充放
電は０−１２ ｍＡで行い一第２ザイクル以降の充放電
はすべて４ｍＡで行った。第２表には、第１０ザイクル
における各正極の充電容量、放電容量を示した。このよ
うに水溶′ｏ、を電解液とした場合にも高分子（１）は
優れた充放電特性を示す。
間“永電極を用いた。充放電は、全て正極が飽和１土水
電極に対して−１−ｏ、１６ Ｖになるまで行い、放電
は−０，２４Ｖになる寸で行った。第１サイクルの充放
電は０−１２ ｍＡで行い一第２ザイクル以降の充放電
はすべて４ｍＡで行った。第２表には、第１０ザイクル
における各正極の充電容量、放電容量を示した。このよ
うに水溶′ｏ、を電解液とした場合にも高分子（１）は
優れた充放電特性を示す。
第２表
実施例から、高分子（１）を正極とした場合、充放電反
応として、有機電解液中あるいは水溶液中の過塩素酸イ
オンやヨウ素イオンなどの陰イオンの取り込みや放出を
行わせることができ、従来のポリアセチレンに比べ優れ
た性能を示すことがわかる○ 以下に負極としての実施例を述べる。
応として、有機電解液中あるいは水溶液中の過塩素酸イ
オンやヨウ素イオンなどの陰イオンの取り込みや放出を
行わせることができ、従来のポリアセチレンに比べ優れ
た性能を示すことがわかる○ 以下に負極としての実施例を述べる。
実施例３
実施例１で示したのと同様にして第１図のような電極を
構成し負極とした。ただし、第１図で示した電極構成の
うち、２のカーボン塗料は白金系Ａ１であり、３の集電
体としてはチタン板の代りにニッケル板を使った。対極
すなわち正極には、二（１１ｆｆ 化チタ７ （ＴＩＳ
７ ）を用いた。二硫化チタン１１に導電材としての
アセチレンブラック０．１ 、！７ 及［’給着剤とし
ての四フッ化エチレン樹脂０．１９ ｆ加えブこ混合物
を１トンの圧力で大きさ２ Ｃ７ｎ Ｘ ２ Ｃｍの７
−ト状に圧縮成形したものである。照合電極とし７ては
、リチウム板を用いた。電解液には、１モル／βの六フ
ッ化リン酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネート
を用いた。充放電は全て一負極の電位が、リチウム照合
電極に対して＋０．２ｖＶこなるまで充電１−１放電は
負極の電位が→−２．ＯＶになる丑で行った。第１ザイ
クルの充放電電流は、０．１２ｍＡとし、第２サイクル
以降は４ｍＡで充放電を行った。第３図には一第１ｏザ
イクルにおける各負極の充放電曲線を示す。図中Ａ′は
ポリアセチレン、Ｂ′は高分子（１）である。第３表に
は一第１０サイクルにおける充電容量、放電容量を示す
。
構成し負極とした。ただし、第１図で示した電極構成の
うち、２のカーボン塗料は白金系Ａ１であり、３の集電
体としてはチタン板の代りにニッケル板を使った。対極
すなわち正極には、二（１１ｆｆ 化チタ７ （ＴＩＳ
７ ）を用いた。二硫化チタン１１に導電材としての
アセチレンブラック０．１ 、！７ 及［’給着剤とし
ての四フッ化エチレン樹脂０．１９ ｆ加えブこ混合物
を１トンの圧力で大きさ２ Ｃ７ｎ Ｘ ２ Ｃｍの７
−ト状に圧縮成形したものである。照合電極とし７ては
、リチウム板を用いた。電解液には、１モル／βの六フ
ッ化リン酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネート
を用いた。充放電は全て一負極の電位が、リチウム照合
電極に対して＋０．２ｖＶこなるまで充電１−１放電は
負極の電位が→−２．ＯＶになる丑で行った。第１ザイ
クルの充放電電流は、０．１２ｍＡとし、第２サイクル
以降は４ｍＡで充放電を行った。第３図には一第１ｏザ
イクルにおける各負極の充放電曲線を示す。図中Ａ′は
ポリアセチレン、Ｂ′は高分子（１）である。第３表に
は一第１０サイクルにおける充電容量、放電容量を示す
。
第３表
本実施例では、対極すなわち正極に二硫化チタンを用い
たが、負極の特性をリチウム照合電極に対する電位の変
化をパラメータとして評価した。
たが、負極の特性をリチウム照合電極に対する電位の変
化をパラメータとして評価した。
この方法により負極の特性が明確に杷握できるからであ
る。正極に、実施例１と同じ電極、すなわち、高分子を
用いた場合にも、負極の特性は同じであった。
る。正極に、実施例１と同じ電極、すなわち、高分子を
用いた場合にも、負極の特性は同じであった。
またヨウ化亜鉛を溶かした水溶液を電解液に用いて、高
分子物質の負極としての充放電特性全検討した場合にも
、高分子（１）の方が優れていた。
分子物質の負極としての充放電特性全検討した場合にも
、高分子（１）の方が優れていた。
以上より、高分子（１）を負極とした場合にも、充放電
反応として、有機電解液中あるいは水溶液中のリチウム
イオンや亜鉛イオンなどの陽イオンの取り込みや放出を
行わせることができ、従来のポリアセチレンに比べ優れ
た性能を示すことがわかる。
反応として、有機電解液中あるいは水溶液中のリチウム
イオンや亜鉛イオンなどの陽イオンの取り込みや放出を
行わせることができ、従来のポリアセチレンに比べ優れ
た性能を示すことがわかる。
以−ヒの実施例では、ポリアセチレンをフェロセンで橋
かけした構造の高分子物質で示した。その他にも、主鎖
がπ電子で共役していて、その主鎖がフェロセンで橋か
けされている高分子物質として、ポリニトリルをフェロ
センで架橋した高分子物質を検討した結果、ポリアセチ
レンを大きく上回る充放電特性を示した。この高分子物
質の分子構造を（１１）に示す。
かけした構造の高分子物質で示した。その他にも、主鎖
がπ電子で共役していて、その主鎖がフェロセンで橋か
けされている高分子物質として、ポリニトリルをフェロ
センで架橋した高分子物質を検討した結果、ポリアセチ
レンを大きく上回る充放電特性を示した。この高分子物
質の分子構造を（１１）に示す。
以下余白
以上において、π電子で共役している主鎖をフェロセン
で架橋した高分子物質を正極または負極に用いた場合、
その充放電特性が向上することを示した。これより、二
次電池の正極、負極のどちらか一方又は両方に使用する
ことにより、二次電池の充放電特性が向上することが明
らかである。
で架橋した高分子物質を正極または負極に用いた場合、
その充放電特性が向上することを示した。これより、二
次電池の正極、負極のどちらか一方又は両方に使用する
ことにより、二次電池の充放電特性が向上することが明
らかである。
発明の効果
本発明によれば、高分子物質を正極および／または負極
に用いた二次電池の充放電特性を向上さぜることかでき
る。
に用いた二次電池の充放電特性を向上さぜることかでき
る。
第１図は一実施例に用いた電極の縦断面図、第２図は有
機電解液中での各種正極の充放電曲線を示す図、第３図
は治機電解液中での各種負極の充放電曲線を示す。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 充Ｖ吟閣（時間） 放電時間（時間〕第３図
機電解液中での各種正極の充放電曲線を示す図、第３図
は治機電解液中での各種負極の充放電曲線を示す。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 充Ｖ吟閣（時間） 放電時間（時間〕第３図
Claims (1)
- 充放電により可逆的に陰イオンまたは陽イオンを取り込
み、放出する高分子物質よりなる正極または負極と、前
記の陰イオンまたは陽イオンを含む電解液を備え、前記
高分子物質が、π電子によって共役している主鎖の間を
フェロセンによって橋かけ構造となっていることを特徴
とする二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57177245A JPS5966058A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57177245A JPS5966058A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5966058A true JPS5966058A (ja) | 1984-04-14 |
Family
ID=16027686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57177245A Pending JPS5966058A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5966058A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0667032A1 (en) * | 1992-09-01 | 1995-08-16 | Motorola, Inc. | Rechargeable electrical energy storage device having organometallic electrodes |
| JP2005510677A (ja) * | 2001-11-27 | 2005-04-21 | リテンズ オートモーティヴ | 非真円駆動要素を有する同期駆動装置 |
-
1982
- 1982-10-07 JP JP57177245A patent/JPS5966058A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0667032A1 (en) * | 1992-09-01 | 1995-08-16 | Motorola, Inc. | Rechargeable electrical energy storage device having organometallic electrodes |
| EP0667032A4 (en) * | 1992-09-01 | 1995-11-08 | Motorola Inc | RECHARGEABLE DEVICE FOR ACCUMULATING ELECTRICAL ENERGY, WITH ORGANOMETALLIC ELECTRODES. |
| JP2005510677A (ja) * | 2001-11-27 | 2005-04-21 | リテンズ オートモーティヴ | 非真円駆動要素を有する同期駆動装置 |
| US7720650B2 (en) | 2001-11-27 | 2010-05-18 | Litens Automotive | Synchronous drive apparatus and methods |
| US8303444B2 (en) | 2001-11-27 | 2012-11-06 | Litens Automotive Partnership | Synchronous drive apparatus and methods |
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