JPH04133275A - 二次電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は、導電性ポリマーを用いた二次電池に関する。

（ロ）　従来の技術 近年、導電性ポリマーを利用した導電材料が提案されて
いる。この導電性ポリマーは、各種アニオンやカチオン
などをドーパントとしたドーピング並びにアンド−ピン
グ処理が可能であり、ドーピング処理により導電性を飛
躍的に上昇させることが可能である。また、アニオンが
ドーピングされる導電性ポリマーを正極材料として、カ
チオンがドーピングされる導電性ポリマーを負極材料と
して各々使用すると共に、上記ドーパントを含有する溶
液を電解液として用い、ドーピング及びアンド−ピング
を電気化学的に可逆的に行なうことにより充放電可能な
電池が構成される。

このような導電性ポリマーとしては、従来よりポリアセ
チレン、ポリパラフェニレン、ボリチェニレン、ポリピ
ロール、ポリアニリン、ポリバラフェニレンビニレンな
どのような共役二重結合を有する重合体が知られている
。

これらは粉末状、フィルム状で得られるが、このように
して得られたものは分子量分布がブロードであり、電極
材料として使用した場合、その電極容量が低くなってし
まう。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 そして特に、電解重合法により得た導電性ポリマーは比
較的有機溶媒に溶解しやすいが、これは低分子量のもの
が多いためであり、電極材料として使用した場合、その
特性が十分ではないという問題点があった。

そこで本発明は前記問題点に鑑みて成されたものであっ
て、導電性ポリマーを用いた場合に、電極特性が優秀で
あり、高容量まで充電可能な電極を備えた二次電池を提
供するものである。

（ニ）　　課題を解決するための手段 本発明の二次電池は、電解重合の電解液溶媒として、窒
素原子を含む化合物を用いて重合した導電性ポリマーを
、電極材料に用いたことを特徴とするものである。

またここで前記窒素原子を含む化合物としては、環内に
窒素原子を１原子以上有する環状化合物、環内に窒素原
子と酸素原子をそれぞれ１原子以上有する環状化合物及
びホルムアミド誘導体からなる群より選択された少なく
とも１種を使用することができる。

そして、前記前記窒素原子を含む化合物としては、ピロ
リドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピロリジン、２
−ピロリン、ピラゾール、ピラゾリジン、１，２−ジメ
チルイミダゾール、ＩＨ−１，２，３−トリアゾール、
ＩＨ−テトラゾール、ホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチル
ホルムアミドからなる群より選択された少なくとも１種
が好ましい。

またここで使用する導電性ポリマーとしては、電解重合
可能なものならばその種類を問わないが、具体的には、
ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの共
役二重結合を有する導電性ポリマー等が、特に望ましい
。

（ホ）作用 上記のような窒素原子を含む化合物を含有した電解液溶
媒中で、導電性ポリマーを電解重合して合成することに
より、導電性ポリマーの低分子量成分が溶解し、高分子
量の成分が残る。導電性ポリマーは分子量が高い程、電
池電極として用いた場合の電極特性が優秀となり、高容
量まで充電可能な電極が得られる。

（へ）　実施例 以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明する。

［実施例１コ アニリンを、ホウフッ化リチウムのＮ−メチル−２−ピ
ロリドン（窒素原子を含む化合物）溶液に溶解したもの
を電解液として、陽極としてステンレス網、一方、陰極
としてリチウム金属を用いて、１ｍ＾／ｃｍ’の定電流
で電解重合を行った。このようにして陽極上に得られた
ポリアニリンを乾燥して、ポリアニリン粉末を得た。こ
のポリアニリンを加圧成形し、正極として使用した。

一方、負極にはリチウム−アルミニウム合金を用い、電
解液としてはホウフッ化リチウム／プロピレンカーボネ
ート溶液を使用して、第１図に示した構造を有する本発
明電池Ａを作製した。

ここで、第１図は本発明電池の縦断面図である。第１図
中、１は正極、２は負極であり、これらはセパレータ３
によって隔離されている。また４は正極缶、５は負極缶
であり、その内底面にはそれぞれ正極集電体６及び負極
集電体７が固定されている。そして前記極缶４及び負極
缶５は、絶縁バッキング８によって、絶縁されている。

［比較例１コ 比較例として、電解重合の電解液溶媒としてプロピレン
カーボネートを用いて重合して得たポリアニリンを正極
材料とした以外は、前記実施例１と同様にして、比較電
池Ｘを組み立てた。

［実施例２コ 導電性ポリマーとして、前記同様の方法で、ビロールか
らポリピロールを合成し、ボリアニリンの代わりに用い
た以外は前記実施例１と同様にして、本発明電池Ｂを組
み立てた。

［比較例２］ 比較例として、電解重合の電解液溶媒としてプロピレン
カーボネートを用いて重合したポリピロールを正極材料
とした以外は、前記実施例２と同様にして、比較電池Ｙ
を組み立てた。

［実施例３］ 電解液溶媒として、２−ピロリン（窒素原子を含む化合
物）を用いてポリアニリンを重合した以外は、前記実施
例１と同様にして、本発明電池Ｃを組み立てた。

これらの電池Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｘ、Ｙ、を用いて、電池の充
放電試験を行なった。この時の充電は充電電流１ｍＡで
、３．６Ｖまで、放電は放電電流１ｍＡで２．５Ｖまで
とした。

第２図に、これらの電池の充放電特性を示す。

いずれの電池も充放電効率は１００％を示したが、本発
明電池Ａ、Ｂ、Ｃは６　ｍＡｈ以上充電できるのに対し
、比較電池Ｘ、Ｙは４　ｍＡｈ以下しが充電できない。

これは本発明電池Ａ、Ｂ、Ｃに用（また導電性ポリマー
のほうが、比較電池Ｘ、Ｙに用Ｕ）だものと比較して、
重合度が太き１ムためと考えられる。

（ト）　　発明の効果 以上述べた如く、本発明によれば、導電性ポリマーを用
いた二次電池の放電容量の増大が図られるので、その工
業的価値は極めて大き１）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電池の縦断面図、第２図は電池の充放電
特性を示す図である。 １・・・・正極、２・・・・負極、３・・・・七ノ（レ
ーク、４・・・・正極缶、５・・・・負極針、６・・・
・正極集電体、７・・・・負極集電体、８・・・・絶縁
）（・ンキング、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・・本発明電池、 Ｘ、Ｙ・・・・　　比較電池。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電解重合の電解液溶媒として、窒素原子を含む化
   合物を用いて重合した導電性ポリマーを、電極材料に用
   いたことを特徴とする二次電池。
2. （２）前記窒素原子を含む化合物は、環内に窒素原子を
   １原子以上有する環状化合物、環内に窒素原子と酸素原
   子をそれぞれ１原子以上有する環状化合物及びホルムア
   ミド誘導体からなる群より選択された少なくとも１種で
   あることを特徴とする請求項１記載の二次電池。
3. （３）前記前記窒素原子を含む化合物が、ピロリドン、
   Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピロリジン、２−ピロリ
   ン、ピラゾール、ピラゾリジン、１、２−ジメチルイミ
   ダゾール、ＩＨ−１、２、３−トリアゾール、１Ｈ−テ
   トラゾール、ホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムア
   ミドからなる群より選択された少なくとも１種であるこ
   とを特徴とする請求項（２）記載の二次電池。