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JPS60220558A - 二次電池 - Google Patents

二次電池

Info

Publication number
JPS60220558A
JPS60220558A JP59077004A JP7700484A JPS60220558A JP S60220558 A JPS60220558 A JP S60220558A JP 59077004 A JP59077004 A JP 59077004A JP 7700484 A JP7700484 A JP 7700484A JP S60220558 A JPS60220558 A JP S60220558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
electrode
group
secondary battery
porous substrate
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
JP59077004A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuyoshi Suzuki
鈴木 哲身
Akane Okada
岡田 茜
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.)
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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 Mitsubishi Kasei Corp filed Critical Mitsubishi Kasei Corp
Priority to JP59077004A priority Critical patent/JPS60220558A/ja
Publication of JPS60220558A publication Critical patent/JPS60220558A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二次電池に関するものである。詳しくは@!
量、小型で高いエネルギー密度を有する二次電池に関す
るものである。
〔従来め技術〕
近年、ポリアセチレンに一気化学的にBP、−。
020、−1SbF、l−1PF6−等の如きアニオン
またはLi” 、 Na” 、R,N” (Rはアルキ
ル基を表わす)の如きカチオンを、可逆的にドーピング
する方法が見出され、ポリアセチレンを正&または負極
の少くとも一方に用い、電解液として上記イオン等を含
有する溶液を使用した。二次電池の開発が固体物理/7
 A/J (/9/J )頁2!コ〜2!♂でも紹介さ
れている如く、現在活発に行なわれている。
しかし、ポリアセチレンは、それ自体でも。
また、ドーピングを受けた状態でも空気中の酸素によっ
て容易に酸化される極めて不安定な化合物であって、m
化によシポリマーが劣化し。
電極としての性能が低下するという欠点があった。
〔発明の目的〕
従って1本発明の目的は、tjlikK用いられたポリ
マーが酸化によって劣化することがなく。
電極としての性能の低下のない優れた二次電池を提供す
るにある。
〔発明の構成〕
本発明者らは、上記の点に鑑み、鋭意検討した結果1%
殊のアセチレン化合物の重合体を用ることによシ問題を
解決し1本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の袂旨は正極、負極および電解液から成る
二次電池において、正極または負極の少くとも一方が一
般式(1) (式中、R1,l(2およびRjは置換基を有してもよ
いアルキル基、アリル基、又は置換基を有してもよいフ
ェニル基を表わす。) で示される化合物の重合体を多孔性の基体に担持して成
るものから構成されていることを特徴とする二次電池に
存する。
本発明で用いられる上記一般式(1)で表わされるシリ
ルアセチレン化合物のf(1,R2,R3としては、メ
チル、エチル、プロピル、ブチル基等のアルキル基;ハ
ロゲン、アルコキシ、シリル。
アリール基等によって置換された置換アルキル基:アリ
ル基;フェニル基;及びハロゲン、アルキル、アルコキ
シ、シリル、アリール基等によって置換された置換フェ
ニル基等を鰺げることができる。R1,R2及びR8は
同一の基であっても、また、それぞれ異なった基であっ
てもよい。
それらシリルアセチレン化合物の具体例としくOR,)
8Si Oヨ0H11(0,H,)、Si−0gOR%
(OaHg”’z)(OH,)、5i−CヨOH% (
OH,ヤqHOE、)(C!H,)、81−CミCH−
(a1on2)(OH3)、510=OH、、〔(OH
,)、810H,)(OH3)!5i−0=OH、(0
,H,)(OH,)2−8i−0=OH、(p −OF
0、H,)(OH,)281−0=OR,(p−(OH
s)3SiO0H4)(OH3)2Si−0=OH、(
(!6Iff)t(OR8)Si−0=OH、(OH3
)s81−0=O−OH3,(0,H,)、5i−0=
O−OH,、(n−03H7)(OH,)、5i−0=
C−OH3,(06H,)(OH3)2Si−0,=C
!−OH。
本発明で電極として用いられるシリルアセチレン化合物
の重合体は通常、/椋又はそれ以上の前記一般式(1)
で表わされる該シリルアセチレン化合物を溶剤中で触媒
を用いてθ℃〜/θO℃程度の湿度で/〜グ1時間程度
重合させる藁によって得られる。溶剤としては、ベンゼ
ン。
トルエン、テトラリン等の芳香族炭化水素、ジオキサン
、シフゝ1チルエーテル、アニソール等のエーテル知、
安息香酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、四塩化炭
素、オルトジクロロベンゼン、/、コニジクロロエタン
等の塩素化炭化水素等を単独又は混合して用いる事がで
きる。溶媒に対する該シリルアセチレン化合物の濃度と
しては3〜30重fjk%程度とすれば良い。
触媒としては(1)大塩化タングステン、(2)周期律
表第五族遷移金属化合物のハロゲン什物1例えばニオブ
、タンタル等の塩化物若しくは臭化物、又は(3) W
(CO)eまたはMo(00)6に代表される■族遷移
金鳥カルボニルと有機ハロゲン化物、例、t ハCCl
4− CBr4 ”tたは0013000Etとo+i
アルコール知や有機錫化合物等が挙けられ、特に有機錫
化合物が好ましく、中でもテトラフェニル錫が好ましい
。触媒及び助触媒の童としては該シリルアセチレン化合
物に対し各々θ、/〜!重量%程度使用される。
得られたシリルアセチレン化合物の重合体は通常数平均
分子量で7,0θO〜3θ0.θ0θ、好ましくはj、
θθθ〜/θ0,0θθの分子量を有する。
本発明で用いるシリルアセチレン化合物の重合体は通常
粉末、又は縁結・状で得られが、この重合体は空気中で
分m混度は30θ℃以上と非常に安定である。
また本重合体は、N08p?、、N0PF。、N0BF
、 。
NO□SbF、 、No2PF6.No2BF、 、 
So、等で容易にドーピングを受け、局員電気伝導性を
示しその電気伝み就け、室温、湿度=30チの使気中で
少くとも3ケ月間不変である。すなわち、ドーピング状
態が極めて安定的に持続している優れた性能を鳴してい
る。
本発明で使用する電極は、上述のシリルアセチレン化合
物の1合体が多孔性の基体1例えば辰面gi 200−
41000 nt’ 79 g度ノm+ 性k 12 
m及び活性炭や30〜スθoon?/9程度のカーボン
フ゛ラック等に41Aコ守されているものから構成され
ている。
か\る該重合体が多孔性の基体に担持されている電極は
1例えば該重合体と多孔性の基体とを十分混合し、これ
を圧縮成型等によシ欣型して電極とする方法、該重合体
をトルエン、クロロホルム、塩化メチレン、ジメチルス
ルホキシド等の有機溶剤に溶解し、これを多孔性の基体
と十分混合し、乾燥せしめて電極に成型加工する方法、
多孔性の基体の存在下に一般式(1)で示される化合物
を重合触媒1反応溶媒を用いて重合し、溶剤でN!媒等
を洗滌した後、これを乾燥して電りに成Q加工する方法
、又は多孔性の基体を予じめ所定の形状に成形し、これ
に該重合体を前記有機溶剤に溶解せしめた溶液を含浸さ
せ、これを乾燥して電極とする方法等により製造される
。これらの方法で多孔性の基体に付涜させる重合体のM
童は該基体のO9θ!〜20倍放である。他の多孔性の
基体としてはグラファイト、グラファイト化カーボン、
二酸化マンガン、アルミナ等が挙げられる。また、 i
timに成型加工する方法は周知の種々の方法が採用し
得るが、圧縮成型によシ所望の形状と大きさを有する電
極が容易に作製し得るので、圧縮成型が好適である。
本発明の二次電池には、上記重合体を用いた電極を正負
両極に使用する場合さ、一方の電極のみに該電極を使用
し、他の電極には金属を使用する場合とがあるみ例えは
正&にのみ該重合体を用いた電極を使用し、負極として
金属を使用する場合には、負極を構成する金属として電
気陰性度が八に以下のものを用いるのが好ましく、それ
らの例としてはLi、 Nti、に、 Mg、 A1等
が挙げられる。特にLiが好ましb0 本発明の二次電池に用込られる電解液としては支持電解
質を有機溶剤に溶解した溶液が使用される。か\る支持
電解質としては、’を気陰性度が/、6以下の金属の陽
イオンや有機カチオン等の陽イオンと隘イオンとの塩を
挙げる事かでキル。オニウムイオンの例として、4を級
アンモニウムイオン、カルボニウムイオン、オキソニウ
ムイオン等が挙げられる。陰イオンとして。
BP、−、010−+PF、−、AsF6−、OF、5
os−14−1Br−、az−、F−等が緑けられる。
支持tM質の具体例として、LiBFい LiC:10
. 、lUt、−NBF、 。
nBu、N010. 、Li工等を挙げることができる
が。
これらに限定されるものではない。支持電解質として例
えば、LiBF、を用い、正負両極に重合体を用すた電
池では、充電時には、正極側の重合体に、 BP、−が
ドーピングされ、負極側の重合体に、Li+がビー2ン
グされる。放電時には、逆に各々の極から、 BP、−
とL1+が電解液中に、放出される。
支持篭w1質を溶解する有機溶剤としては、高誘電率で
、非プロトン性のものが好ましく、ニトリル、カーボネ
ート、エーテル、ニトロ化合物、アミド、含硫黄化合物
、塩素化炭化水素。
ケトン、エステル等を用いることができる。これらの代
表例として、アセトニトリル、プロピオニトリル、プロ
ピレンカーボネート、エチレンカーボネート、テトラヒ
ドロフラン、/、g−ジオキサン。ニトロメタン、 N
、N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、
r−ブチロ2クトン等を誉けることができるが、これら
に限定されるものではない。本発明の電解液の?#度は
1通常O,θθ/〜/θモル/lで用いられ。
好ましくはθ、/〜−モル/lで用いられる。
本発明では該重合体をそのま\多孔性の基体に担持せし
め、これを電極に成型加工するものについて説明したが
、:前記ドーピング剤を予じめ該重合体に一下一ピング
せしめ、これを多孔性の基体に担持させてt1極として
使用することもできる。
本発明に於て、電解気中で、を極を固定するためにスノ
コ状または孔を有するガラス、テフロン、ポリエチレン
、板等を用いて電極を被覆してもよい。
また本発明において、ガラスフィルターP紙。
テフロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等
の多孔質膜を隔膜として用いてもよい。
〔発明の効果〕
本発明のシリルアセチレン化合物の重合体を多孔性の基
体に担持させた%L極をイリ・用した二次電池は電極中
の該重合体が′ル1解液中のN08t+F、 。
N0PF6+N0BF、 、 No2SbFい N02
F、 、 No!BF’いso。
等のドーピング剤によって電気什学的に、可逆的に極め
て容品にドーピングされる優れた二次it池であるが1
本発明で使用する% itは該重合体が空気中の酸素に
よって酸化されることはなく、また、200℃以上の温
度でも熱分解を受けることもない。従って重合体の劣化
による性能の低下がなく、定電流での充電および定抵抗
での放電を長期間〈シ返し行なり得ると云う特徴を有す
る優れた二次電池である。
本発明の電池は、sf小岱化が可能で、いかなる形状に
も作製することができるので、情報電子材料分野での二
次電池に最適である。
次に本発明を実施例にて肛しく説明するが。
本発明は、その要旨を越えない限シ実施例に限定される
ものではない。
実施例/ 乾保窒素雰曲気下で充分鞘製したトルエン可溶部に、六
塩化タングステン20ミリモルおよびテトラブチル錫コ
θミリモルを加え、30℃で約7!分間熟成させた。得
られた触媒溶液にトリメチルシリルアセチレン八θモル
を添加し。
30℃で2グ時間重合させた。反応終了後、混合物を大
量のメタノール中に投入して生成重合体を沈澱させ、・
F別乾燥した。メタノール不溶性重合体の生成量は、ト
リメチルシリルアセチレンの仕込み濶に対して?2チで
あった。
生成重合体のトルエン可溶部の数平均分子量は蒸気圧平
衡法によれば♂0θOであった。
生成重合体は黄色の粉末であシ、伸件の高い溶媒に不溶
、トルエン、ベンゼン、四環化炭素。
ノルマルヘキサン等の極性の低い溶媒にある程度可溶で
あった(これらの溶媒にもかなシの不溶部が存在する。
)。
生成重合体の分析値は次の通シである。
フし素分析値C(C5H10” i )Hとして〕;t
 #: (i& 、 Hi ol、2に%04 /、/
グチ実測値、H/ 0./に%OにOlり/%赤伺吸収
スペクトル;/オフ0tM−’にC=aに基づく吸収、
/2オθcnl−’にOI(に基づく吸収。
J’ 3 J−1:m−’にO−SiにMツ< 吸11
1>lミラhル。
以上から、生成重合体は1次の構んを有するものと41
F定される。
+o、=oa% (CHs)ss’ 上記で得られた重合体を34tlIvと、!気化手工業
■製のアセテレ/ブラック(商品名)(比表面積& O
H?/ t )とをよく乳ばちで混合し。
赤外スペクトル用錠剤成型器で直径10IIKのディス
ク状に成膜しこのディスクに白金線を圧着し東洋濾紙@
製ガラスフィルターp紙GO夕Oで包み直径j 1nH
の孔を等間隔で穿った。20朋のテフロン根ではさみ正
極とした。負極も全く同様に作製した。両電極を1モル
/lのLiBF、のプロピレンカーボネート溶液コθゴ
に浸し電池を作製した。本電池は定電流での充電および
定抵抗での放電をくシ返し行える二次電池であった放電
開始時の開放端電圧(Voc)及び、短絡電流(工θC
)は各々グ、J−V、/θ、にmAであった。
また、この電池の電極単位重音あた)のエネルギー@度
はlθ、o Whky−’であった。
実施例コ 乾燥蟹素雰囲気下で、充分精製したトルエン/l中に五
塔化ニオブ2θミリモルを加えて。
と0℃に外添した。そこへ/−トリメチルシリル−/−
プロピンC(OHs)ssi−Cミ0−OH,]・・、
/、θモルを碌加してそのままtpro℃で2グ時間軍
合反応を行なった。生成重合体は1重合液を大量のメタ
ノール中に投入して沈澱させた後、P別乾燥した。重合
体は、白色繊維状で、仕込与モノマーに対し収率け10
096であった。重合体の極1退粘度はトルエン中3θ
℃にて當法に従っテ1l11」定$4 出り、 fcと
コロ、[η] −0,99di / ? ”?’あった
上で得られた重合体をトルエンに溶解しθ、1モル/l
の溶液を調製した。これに日本カイノール(へ)ψ製の
フェルト状の活性炭素繊維(比表面積/、θootrz
7y)を3分間&ffiした後引き出し風乾した。重合
体付MKよるMf増は727%でちった。。この活性炭
素繊維を10X10朋切シ出しくZに■)、白金線を圧
着し米国、セラニーズ、コーポレーション製のポリプロ
ピレン不織布ジュラガード24t00(商品名)に包み
実施例/と同様に電極を作製した。以降、実施例/と同
様に電池を作製したところ1本電池も定電流での充電お
よび定抵抗での放電をくシ返し行える二次電池であった
。放電開始時の開放端電圧(Voc)および短絡電流(
工θC)は各々j、jV、9.♂mAであった。また、
この電池のt極単位重量あたシのエネルギー密度は2.
/W h kg −1であった。
実施例3〜6 実施例/でのポリマーの代シに、衣/中に示すポリマー
を用いた他は、実施例/と全く同様に電池を作製した。
本亀池臂、定電流での充電および定抵抗での放電をくシ
返し行える二次電池であった。
本電池の開放端電圧(Voc ) 、短絡電流(工θC
)及び電極単位1當あたシのエネルギー密度を表7に示
す。
表 / 手続補正書(自発) 昭和59年6月2テ日 特許庁長官若杉和夫殿 2 発 明 の名称 二次電池 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目5@2号氏名 (
!196)三菱化成工業株式会社4代理人〒100 (ほか 1 名) 5 補正の対象 明細肝の「発明の詳細な説明」の欄6
 補正の内容 (1)明細1−第1/頁/!;−/7行目にある「電解
液中のN08bF6、N0BF4+No2SbF、 、
 No21i’、 。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 正極、負極および電解液から成る二次電池にお
    いて、正極または、負極の少くとも一方として、シリル
    アセチレンの重合体を多孔性の基体に担持して成るもの
    から構成されることを特徴とする二次電池。 (2J シリルアセチレンの重合体が一般式(式中、 
    R1,R2およびR8は置換基を有してもよいアルキル
    基、アリル基5又は置換基を准してもよいフェニル基を
    表わし、Xは水素又はメチル基を表わす。) で示される化合物の重合体である特許請求の範囲第7項
    記載の二次電池。
JP59077004A 1984-04-17 1984-04-17 二次電池 Pending JPS60220558A (ja)

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JP59077004A JPS60220558A (ja) 1984-04-17 1984-04-17 二次電池

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JP59077004A JPS60220558A (ja) 1984-04-17 1984-04-17 二次電池

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990001515A1 (en) * 1988-08-03 1990-02-22 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Ethynylene-disilanylene copolymers and method of preparing same
EP2408055A1 (en) * 2009-03-09 2012-01-18 Sumitomo Chemical Company, Limited Air battery

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