JPS60136180A - Secondary battery - Google Patents
Secondary batteryInfo
- Publication number
- JPS60136180A JPS60136180A JP58241867A JP24186783A JPS60136180A JP S60136180 A JPS60136180 A JP S60136180A JP 58241867 A JP58241867 A JP 58241867A JP 24186783 A JP24186783 A JP 24186783A JP S60136180 A JPS60136180 A JP S60136180A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- secondary battery
- acetylene
- electrolyte
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アセチレン高重合体を少なくとも一つの電極
に用いた二次電池において、電解質として1.3−ジア
ルキルイミダゾリウムノーライドと、周期律表第■a杉
族の金属・・ロケ゛ン化物との混合物を用いたことを特
徴とする、性能の良好な二次電池に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a secondary battery using an acetylene polymer in at least one electrode. The present invention relates to a secondary battery with good performance, characterized in that it uses a mixture of metal and chloride.
遷移金属化合物と有機金属化合物とからなる、いわゆる
チーグラー・ナツタ触媒を用いてアセチレンを重合して
得られるアセチレン高重合体は、その電気伝導度が半導
体領域にあることよシ、電気・電子素子として有用な有
機半導体材料であることはすでに知られている。The acetylene polymer obtained by polymerizing acetylene using a so-called Ziegler-Natsuta catalyst, which is composed of a transition metal compound and an organometallic compound, has an electrical conductivity in the semiconductor region, and is suitable for use as an electric/electronic device. It is already known that it is a useful organic semiconductor material.
アセチレン高重合体の実用的成形品を製造する方法とし
ては、
(イ)粉末状アセチレン高重合体を加圧成形する方法、
および
(ロ)特殊な重合条件下で重合と同時に膜状に成形して
、繊維状微結晶(フィブリル)構造を有し、かつ機械的
強度の大きい膜状アセチレン高重合体を得る方法(特公
昭48−32581号)、が知られていた。Methods for producing practical molded products of acetylene high polymers include (a) a method of pressure molding powdered acetylene high polymers;
and (b) a method of obtaining a film-like acetylene polymer having a fibrous microcrystalline (fibril) structure and high mechanical strength by forming it into a film at the same time as polymerization under special polymerization conditions (Tokuko Showa). No. 48-32581) was known.
上記(イ)の方法で得られる粉末状アセチレン高重合体
成形品をBF3. BCt、 、 HCl 、 CL2
15o2tNo HCN−、O2,No等の電子受容性
化合物(アクp
セプクー、)で化学的に処理すると電気伝導度が最高3
桁上昇し、逆にアンモニアやメチルアミンのような電子
供与性化合物(ドナー)で処理すると電気伝導度が最高
4桁低下することもすでに知られている。BF3. BCt, , HCl, CL2
When chemically treated with electron-accepting compounds such as 15o2tNo HCN-, O2, No, etc., the electrical conductivity reaches a maximum of 3.
It is already known that the electrical conductivity increases by an order of magnitude, and conversely, when treated with an electron-donating compound (donor) such as ammonia or methylamine, the electrical conductivity decreases by up to four orders of magnitude.
また、(ロ)の方法で得られる膜状アセチレン高重合体
に、I、 r C12,Br2* ICL、 IBr
+ AsF5rSbF5. PF6等の如き電子受容性
化合物まだはNa 。In addition, I, r C12,Br2* ICL, IBr
+AsF5rSbF5. Electron-accepting compounds such as PF6 and the like are Na.
K 、 Liの如き電子供与性化合物を化学的にドープ
することによってアセチレン高重合体の電気伝導度を1
0〜10Ω ・α の広い範囲にわたって自由にコント
ロールできることもすでに知られている。このド−7°
された膜状アセチレン高重合体を一次電池の正極の材料
として使用するという考えもすでに提案されている。By chemically doping electron-donating compounds such as K and Li, the electrical conductivity of the acetylene polymer can be increased to 1.
It is already known that it can be freely controlled over a wide range of 0 to 10Ω·α. This do -7°
The idea of using the film-like acetylene polymers produced in this way as materials for positive electrodes in primary batteries has already been proposed.
一方、前記の化学的にドーピングする手法以外に、電気
化学的にCm4’e PF6− p AsF6−、 A
s’F、、5cF3so、;−、BF4−等の如きア具
オンおよびR′4N+ (R/:アルキル基)の如きカ
チオンをアセチレン高重合体にドープしてp型およびn
型の電導性アセチレン高重合体を製造する方法もすでに
開発されている。そして、(ロ)の方法で得られる膜状
アセチレン高重合体を用いて電気化学的ドーピングを利
用した再充電可能な電池が報告されている。この電池は
(ロ)の方法で得られる例えば、0.1mmの厚さのア
セチレン高重合体フィルム二枚をそれぞれ正・負の電極
とし、ヨウ化リチウムを含むテトラヒドロフラン溶UK
これを浸して9Vの直流電源につなぐとヨウ化リチウム
が電気分解され、正極のアセチレン高重合体フィルムは
ヨウ素でドープされ、負極のアセチレン高重合体フィル
ムはリチウムでドープされる。この電解ドーピングが充
電過程に相当すると・とになる。ドープされた二つの電
極に負荷をつなげばリチウムイオンとヨウ素Aオフ カ
、反応して電力が取り出せる。この場合、開放端電圧
(Voc )ば28V、短絡電流密度は5 mA/ c
m2であシ、電解液に過塩素酸リチウムのテトラヒドロ
フラン溶液を使用した場合、開放端電圧は2.5V。On the other hand, in addition to the chemical doping method described above, electrochemical doping of Cm4'e PF6- p AsF6-, A
Acetylene polymers are doped with arion such as s'F,,5cF3so,;-,BF4- and cation such as R'4N+ (R/: alkyl group) to form p-type and n-type polymers.
Methods for producing conductive acetylene polymers of the type have also been developed. A rechargeable battery using electrochemical doping using a film-like acetylene polymer obtained by the method (b) has been reported. This battery uses, for example, two 0.1 mm thick acetylene polymer films obtained by the method (b) as positive and negative electrodes, and a tetrahydrofuran solution containing lithium iodide.
When this is soaked and connected to a 9V DC power source, the lithium iodide is electrolyzed, the acetylene polymer film of the positive electrode is doped with iodine, and the acetylene polymer film of the negative electrode is doped with lithium. If this electrolytic doping corresponds to the charging process, then . If a load is connected to the two doped electrodes, the lithium ions and iodine react to generate electricity. In this case, the open circuit voltage (Voc) is 28V, and the short circuit current density is 5 mA/c.
m2, and when a tetrahydrofuran solution of lithium perchlorate is used as the electrolyte, the open circuit voltage is 2.5V.
短絡電流密度は約3 mA/z2であった。The short circuit current density was approximately 3 mA/z2.
この電池は、電極として軽量化および小型化が容易なア
セチレン高重合体をその電極材料として用いているので
、高エネルギー密度を有する軽量化、小型化が容易でか
つ安価な電池として注目を集めている。This battery uses an acetylene polymer as its electrode material, which is easy to reduce weight and size, so it is attracting attention as an inexpensive battery that has high energy density and is easy to reduce weight and size. There is.
しかしながら、これら既知の文献で用いられている電解
質のうち、比較的安定範囲の広い電解質として知られて
いるアルキルアンモニウム塩ヤリチウム塩は、すべて固
体状のものであるため、それ自身のイオン伝導性は殆ん
ど々く、従って電池の電解質として使用するには有機溶
媒に溶解させて用いるしかない。However, among the electrolytes used in these known documents, alkylammonium salts and lithium salts, which are known as electrolytes with a relatively wide stability range, are all solid, so their own ionic conductivity is low. Therefore, the only way to use it as a battery electrolyte is to dissolve it in an organic solvent.
また、これ等既知の文献で電解液の有機溶媒として用い
られているプロピレンカーボネートやテトラヒドロフラ
ンは、その安定電位範囲が比較的狭いため、電池の充電
や放電時に分解や重合を起して電池のエネルギー密度、
充・放電効率、放電時の電圧平坦性及び充・放電サイク
ル数を低下させ、また、電池の自己放電率を高めるとい
う欠点を有する。In addition, propylene carbonate and tetrahydrofuran, which are used as organic solvents for electrolytes in these known documents, have a relatively narrow stable potential range, so they decompose and polymerize during battery charging and discharging, resulting in loss of battery energy. density,
It has the disadvantage of reducing charge/discharge efficiency, voltage flatness during discharge, and number of charge/discharge cycles, and increases the self-discharge rate of the battery.
一般に電解液の安定性は、有機溶媒と電−解質の組み合
せで決まシ、アセチレン高重合体を電極に用いた電池の
場合、充電時または蓄電保存中に充分安定であり、かつ
適切な電導塵を与える電解液は余り多く知られていない
。In general, the stability of an electrolyte is determined by the combination of organic solvent and electrolyte, and in the case of batteries using acetylene polymers as electrodes, it is sufficiently stable during charging or storage storage, and has appropriate conductivity. Not many electrolytes are known that give off dust.
例えばアセチレン高重合体を電極として用いた電池にお
いて、スルホラン系化合物、芳香族・・ログン系化合物
およびニトリル系化合物等は、比較的安定電位範囲の広
い有機溶媒として知られているが、スルホラン系化合物
や芳香族−・ログン系化合物は、一般に高粘度であシ、
電解質を溶解させても導電率が低いため、電池用有機溶
媒として適さないか、または電解質の溶解性が低いもの
ばかりであり、またニトリル系化合物はアルカリ金属と
反応性を有するものが多いため、アルカリ金属塩を電解
質として用いるには難点がある。For example, in batteries using acetylene polymers as electrodes, sulfolane compounds, aromatic/logon compounds, nitrile compounds, etc. are known as organic solvents with a relatively wide stable potential range, but sulfolane compounds Generally, aromatic and rogonic compounds have high viscosity,
Even if the electrolyte is dissolved, the conductivity is low, so they are not suitable as organic solvents for batteries, or the solubility of the electrolyte is low.Also, many nitrile compounds are reactive with alkali metals, so There are drawbacks to using alkali metal salts as electrolytes.
従って、当該業者の間ではよシ安定電位範囲の広い、電
気伝導度の高い電解液を用いた軽量化、小型化が容易で
かつ安価な電池の確立が要望されていた。Therefore, there has been a desire among those in the industry to establish a battery that is lightweight, easy to downsize, and inexpensive, using an electrolytic solution with a high electrical conductivity and a wide stable potential range.
本発明′者らは、上記の点に鑑みて、高エネルギー密度
を有し、充・放電効率が高く、サイクル寿命が長く、電
圧の平坦性が良好で、自己放電高が小さく、軽量化、小
型化が容易で、かつ安価々電池を得るべく穏々検討した
結果、1,3−ジアルキルイミダゾリウムハライドと、
周期律表第n+ a族の全組の−・ログン化物との混合
物を電解質として用いることによシ、良好な性能を持っ
た二次電池が得られることを見い出し、本発明を完成し
たものである。In view of the above points, the present inventors have discovered that the present invention has high energy density, high charge/discharge efficiency, long cycle life, good voltage flatness, low self-discharge height, light weight, As a result of careful consideration to obtain a battery that is easy to miniaturize and is inexpensive, we found that 1,3-dialkylimidazolium halide and
The present invention has been completed based on the discovery that a secondary battery with good performance can be obtained by using as an electrolyte a mixture of -logonides of all groups of group n+a of the periodic table. be.
即ち、本発明は、アセチレン高重合体を少なくとも一つ
の電極に用いた二次電池において、電解質として下記の
一般式で表わされる1、3−ジアルキルイミダゾリウム
ハライドと、周期律表第1rfa族の金属のハロダン化
物との混合物を用いたこと(但し、式中のR4,R2は
炭素数が4以下のアルキル基を示し、Xはハロゲンを示
す)
本発明において用いられる電池の電解質は、前記一般式
で表わされる1、3−ジアルキルイミダゾリウム−・ラ
イドと、周期律表第1ea族の金属のハロゲン化物との
混合物である。That is, the present invention provides a secondary battery in which an acetylene polymer is used for at least one electrode, a 1,3-dialkylimidazolium halide represented by the following general formula as an electrolyte, and a metal in group 1rfa of the periodic table. (However, R4 and R2 in the formula represent an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and X represents a halogen.) The battery electrolyte used in the present invention is a mixture of the general formula It is a mixture of a 1,3-dialkylimidazolium-ride represented by the following formula and a halide of a metal of group 1ea of the periodic table.
上記の1.3−ジアルキルイミダゾリウムハライドのハ
ロケゝンは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素であり、
これらのへロケ゛ンのうちでも塩素または臭素が好まし
く、特に好ましくは塩素である。The halokene of the above 1,3-dialkylimidazolium halide is fluorine, chlorine, bromine or iodine,
Among these heloquines, chlorine or bromine is preferred, and chlorine is particularly preferred.
1.3−ジアルキルイミダゾリウムハライドの具体例と
しては、1−メチル−3−エチルイミダゾリウムクロラ
イド、1−メチル−3−エチルイミダゾリウムブロマイ
ド、1−エチル−3−エチルイミダゾリウムクロライド
、1−エチル−3−エチルイミダゾリウムブロマイド、
f−メチル−3−プロピルイミダゾリウムクロライド、
■−メチルー3−ブチルイミダゾリウムクロライド等が
あげられる。Specific examples of 1.3-dialkylimidazolium halide include 1-methyl-3-ethylimidazolium chloride, 1-methyl-3-ethylimidazolium bromide, 1-ethyl-3-ethylimidazolium chloride, 1-ethyl -3-ethylimidazolium bromide,
f-methyl-3-propylimidazolium chloride,
■-Methyl-3-butylimidazolium chloride and the like.
一方、1.3−ジアルキルイミダゾリウムハライドと組
合せて使用される周期律表第111 a族の金属のハロ
ゲン化物は、ホウ素、アルミニウム、インジウムおよび
タリウムのハロゲン化物であシ、好壕シクはホウ素また
はアルミニウムのハロゲン化物でアシ、特に好ましくは
アルミニウムのハロゲン−化物である。ハロク゛ンとし
ては、フン素、J血素、臭素およびヨウ素があげられ、
好丑しくは塩素捷たは臭素であり、特に好ましくは塩素
である。On the other hand, the halides of metals in group 111a of the periodic table used in combination with the 1,3-dialkylimidazolium halide are boron, aluminum, indium, and thallium halides; Aluminum halides are particularly preferred, and aluminum halides are particularly preferred. Examples of halogens include fluorine, J-blood, bromine, and iodine.
Chlorine or bromine is preferred, and chlorine is particularly preferred.
周期律表第[1a族の金属のハロヶ゛ン化物の具体例と
しては、三塩化アルミニウム、三塩化ホウ素、三塩化タ
リウム、三塩化インジウム等があげられる。Specific examples of halogenides of metals in group 1a of the periodic table include aluminum trichloride, boron trichloride, thallium trichloride, and indium trichloride.
1.3−ジアルキルイミダゾリウムハライドと周期律表
第111aの族の金属のハロヶ゛ン化物との代表的な組
合せとしては、1−メチル−3−エチルイミダゾリウム
クにライトゞと三塩化アルミニウム、1−メチル−3−
エチルイミダゾリウムクロライドと三塩化ホウ素、1−
メチル−3−エチルイミダゾリウムブロマイドと三塩化
アルミニウム、1−メチル−3−エチルイミダゾリウム
クロライドと三塩化タリウム、■−メチルー3−エチル
イミダゾリウムブロマイドと三塩化ホウ素、1−エチル
ー:3−エチルイミダゾリウムブロマイドと三塩化アル
ミニウム、■−エチルー3−エチルイミダゾリウムクロ
ライドと三塩化アルミニウム、1−メチル−3−プロピ
ルイミダゾリウムクロライドと三塩化アルミニウム、■
−メチルー3−ブチルイミダゾリウムクロライドと三塩
化アルミニウム等があげられるか、必ずしもこれらに限
定されるものではない。1. Typical combinations of 3-dialkylimidazolium halide and a halide of a metal in group 111a of the periodic table include 1-methyl-3-ethylimidazolium chloride and aluminum trichloride; 1-methyl-3-
Ethylimidazolium chloride and boron trichloride, 1-
Methyl-3-ethylimidazolium bromide and aluminum trichloride, 1-methyl-3-ethylimidazolium chloride and thallium trichloride, ■-Methyl-3-ethylimidazolium bromide and boron trichloride, 1-ethyl:3-ethylimidazo Lium bromide and aluminum trichloride, ■-Ethyl-3-ethylimidazolium chloride and aluminum trichloride, 1-methyl-3-propylimidazolium chloride and aluminum trichloride, ■
Examples include, but are not necessarily limited to, -methyl-3-butylimidazolium chloride and aluminum trichloride.
1、:3−ジアルキルイミダゾリウムハライドと周期律
表第1II a族の金属のハロゲン化物と混合割合は、
モル上ヒで1=2〜2:1であシ、好捷しくは1:1で
ある。The mixing ratio of 1,:3-dialkylimidazolium halide and halide of a metal of Group 1IIa of the periodic table is:
In terms of molar ratio, 1=2 to 2:1, preferably 1:1.
■、3−ノアルキルイミダゾリウムハライドと周期律表
第1II a族の金属のハロヶ゛ン化物は、その混合割
合を上記範囲内で変えることによって融点および安定電
位範囲を変えることができる。(2) The melting point and stable potential range of the 3-noalkylimidazolium halide and the halide of a metal of group 1IIa of the periodic table can be changed by changing the mixing ratio within the above range.
例えば1−メチル−3−エチルイミダゾリウムクロライ
ドと三塩化アルミニウムを等モル量ずつ混合した場合、
混合物の融点は8℃であシ、室温ての電気伝導度は、0
.0227Ω−*Cm−である。For example, when 1-methyl-3-ethylimidazolium chloride and aluminum trichloride are mixed in equimolar amounts,
The melting point of the mixture is 8°C, and the electrical conductivity at room temperature is 0.
.. 0227Ω-*Cm-.
寸だ、1−メチル−3−エチルイミダゾリウムクロライ
ドと三塩化アルミニウムをモル比で1:2の割合で温合
した場合、混合物の融点は一98℃で、室温での電気伝
導度は0.0154Ω−1・dlである。When 1-methyl-3-ethylimidazolium chloride and aluminum trichloride are heated at a molar ratio of 1:2, the melting point of the mixture is -98°C, and the electrical conductivity at room temperature is 0. 0154Ω-1·dl.
1だ、本発明の電解質は、不活性溶媒であるベンゼンや
トルエンにも良く溶解し、電解液の融点゛を一40℃以
下に下げて使用することも可能である。First, the electrolyte of the present invention dissolves well in benzene and toluene, which are inert solvents, and can be used by lowering the melting point of the electrolyte to below -40°C.
■、3−ノアルキルイミダゾリウムハライドと周期律表
第1II a族の金属のハロケ゛ン化物からなる電解質
は、有機溶媒に溶解させずにその1ま電解液として使用
することも可能であるし、また非プロトン性有機溶媒に
溶解させて使用することもできる。(2) An electrolyte consisting of a 3-noalkylimidazolium halide and a halide of a metal in group 1IIa of the periodic table can be used as an electrolyte without being dissolved in an organic solvent; It can also be used by dissolving it in an aprotic organic solvent.
ここでいう非プロトン性有機溶媒としては、アセトニト
リル、ベンゾニトリル、バレロニトリル、α−トルニト
リル、m−トルニトリル等ノニトリル系化合物;テトラ
ヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1.4−ソオキサ
ン、ジオキソラン等の環状エーテル類;1,2−ジメト
キシエタン、ジグライム等の鎖状エーテル類;ジノチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホ
スホルアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;ジ
メチルスルホキシド、スルホラン、N−メチルチオe
o +)トン等の硫黄化合物;プロピレンヵーホネート
、エチレンカーボネート等のカーボネート類;クロロベ
ンゼン、フロモベンゼン等の芳香族ハロク゛゛ン系化合
物;ベンゼン、トルエン等の不活性芳香族化合物等があ
げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない
。The aprotic organic solvents mentioned here include nonitrile compounds such as acetonitrile, benzonitrile, valeronitrile, α-tolnitrile, and m-tolnitrile; cyclic ethers such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,4-soxane, and dioxolane; , 2-dimethoxyethane, diglyme, etc.; amides such as dinotylformamide, dimethylacetamide, hexamethylphosphoramide, N-methylpyrrolidone; dimethylsulfoxide, sulfolane, N-methylthioe
Examples include sulfur compounds such as propylene carbonate and ethylene carbonate; aromatic halogen compounds such as chlorobenzene and fromobenzene; and inert aromatic compounds such as benzene and toluene. It is not necessarily limited to these.
寸だ、これらの有機溶媒は、単独で用いても良いし、混
合して用いても良い。These organic solvents may be used alone or in combination.
有機溶媒の使用量は、用いる電解質の安定電位範囲を保
持し、二次電池用としてできるだけ電気伝導度を力え、
かつ高エネルギー密度を有する電解液を得るために電解
質量の2倍容量以下が望ましい。The amount of organic solvent used should be determined to maintain the stable potential range of the electrolyte used, and to increase the electrical conductivity as much as possible for secondary batteries.
In addition, in order to obtain an electrolytic solution with high energy density, it is desirable that the capacity be at most twice the amount of electrolyte.
本発明の二次電池に用いる電解液の好せしい使用例とし
て何−1
(1):1−フチルー。3−エチルイミダゾリウムクロ
ライドと三塩化アルミニウムを1:1の等モル量でij
混合し、その11電1W 711として使用する方法、
(2):(1)の系をベンゼン等の不活性芳香族化合物
に等容計以T、上容量以上溶解させて使用する方法、
(3):(1)の系にベンゾニトリル寸たはアセトニト
リル
て使用する方法、
パ9があげられる。A preferred example of the electrolyte used in the secondary battery of the present invention is What-1 (1): 1-phthyl. 3-ethylimidazolium chloride and aluminum trichloride in equimolar amounts of 1:1
(2) A method in which the system of (1) is dissolved in an inert aromatic compound such as benzene in an equal volume or more, and used as 1W 711, (3 ): A method of using benzonitrile or acetonitrile in the system of (1), Part 9 is mentioned.
本発明て用いられるアセチレン高重合体ld 4”、’
jにて・j11限はなく、いずれの方法で製造されたも
のでも用いることができるが、具体的な製造方法として
は特公昭48’−32581号、特公昭56−453(
i5号、特開昭55−129404号、同5 5 −
1 2 8 4. 1 !1号、同55−141201
2号、同!56ー10428−号、同5 61 3 3
1 3 3 +T,.’;、Trans. Fara
dy Soc.+ 6 4 +823(1968)、J
. PolymerSci.、 A−1.7.3419
( ’L 9 6 9 )+ Makromol.Ch
emz Rapid Comm−t 1 mm
621 (1.980)、J.Chem. 円〕ys.
. 6 9(1) 、1 0 G(1978)、Syn
thetic Metals,C 8 1 (1981
)等の方法をあげることができる。Acetylene polymer used in the present invention ld 4'','
There is no limit to the production method, and products produced by any method can be used, but specific manufacturing methods include Japanese Patent Publication No. 48'-32581, Japanese Patent Publication No. 56-453 (
i5, JP-A-55-129404, JP-A No. 55-129404.
1 2 8 4. 1! No. 1, 55-141201
No. 2, same! No. 56-10428-, 5 61 3 3
1 3 3 +T,. ';, Trans. Fara
dy Soc. +6 4 +823 (1968), J
.. PolymerSci. , A-1.7.3419
('L 9 6 9 ) + Makromol. Ch
emz Rapid Comm-t 1 mm 621 (1.980), J. Chem. Yen〕ys.
.. 6 9 (1), 1 0 G (1978), Syn
thetic metals, c 8 1 (1981
).
本発明においては、アセチレン高重合体にグラファイト
、カーボンブラック、アセチレンブラック、金属粉およ
び炭素繊維等のごとき導電材料を混合してもよく、また
集電体として金属網等を入れることも一向に差し支えな
い。また、本発明では、アセチレン高重合体ばかりでな
く、アセチレン高重合体に予めドー・ぐノドをドープし
て得られる電導性アセチレン高重合体も電極として用い
ることができる。In the present invention, a conductive material such as graphite, carbon black, acetylene black, metal powder, carbon fiber, etc. may be mixed with the acetylene polymer, and there is no problem in using a metal net or the like as a current collector. . Furthermore, in the present invention, not only an acetylene polymer but also a conductive acetylene polymer obtained by doping an acetylene polymer with do-gunod in advance can be used as an electrode.
アセチレン高重合体にドープされるドープヤントの量は
、アセチレン高重合体の繰シ返し単位1モルに対し1〜
15モル係であり、好ましくは3〜10モル係である。The amount of doping agent doped into the acetylene polymer is 1 to 1 mole of repeating unit of the acetylene polymer.
15 molar ratio, preferably 3 to 10 molar ratio.
ドープされる1ゝ−ノEントの量が1モル係未満でも、
15モル係超越ても放電容量の充分大きな二次電池を得
ることはできない。Even if the amount of 1ゝ-enoent to be doped is less than 1 molar,
Even if it exceeds 15 molar ratio, a secondary battery with a sufficiently large discharge capacity cannot be obtained.
本発明の二次電池において、電解質として例えば1,3
’−ノアルキルーイミダゾリウムクロライトゞと、):
’8 !tJI i’l’表第111 a 75の金属
塩化物(MC16と略す。In the secondary battery of the present invention, as the electrolyte, for example, 1,3
'-Noalkyl imidazolium chlorite):
'8! tJI i'l' Table 111a 75 Metal chlorides (abbreviated as MC16).
但し、Mt士周期イP表m Ill a族の金属を示す
。)との混合物を用いた場合、混合物ば1.:3−ノア
ルキルイミグソ゛リウトカヂオノとM、Ct 4−アニ
オンに角了虚[1し、電/1!2の11:′極にアチレ
ン高中合体を用いたJ場合、コILにドー70されるド
ー・pノドB、Mcb4−7=オンであり、電池の負極
にアセチレン高重合体を用い/〈−1易合、これにドー
プ゛されるド=・Qン)−f171. 1.1−ノアル
ギルイミダゾリウムカチオンである。However, Mt refers to metals in the periodic Illa group of the P table. ), the mixture B1. : 3-noalkylimigisotrigono and M, Ct 4-anion has an angle completed [1, and the electron/1! 70 Do/p nod B, Mcb4-7=on, and an acetylene polymer is used as the negative electrode of the battery/<-1 If it is doped, do=・Q-on)-f171. 1.1-noargylimidazolium cation.
」\発明において、アセチレン高重合体は、電池の(1
) :F (i頂、(1])負徐寸たは(1++)正極
とニー′シ極の両憧とし7二用いら717る。アセチレ
ン高!1jα体を(1) +E 4iiffま/こ&−
,l’、 (II) 1’、′1.11Qりのり、に用
いる場合、対(途として主鎖に共役−・[1M、+1合
毎イ1する商分子−化合物、例えば月?リパラノ−1,
−レン、月?す(2,5−チェニレン)、ポリ+l’
l:J−−ル、ン」?リイミ ド、ンj?リ フ、二ル
アーヒチレン、1?リアレノ、ポリアセンキノンラノヵ
ル屯合体、ンッフ培1基構造を有するキナゾリン、+?
リマー、月?リアリ−レンキノンジテ、号?リアクリル
ニニトリルや、I?リイミドの熱分解物等を用いること
ができる。”\In the invention, the acetylene polymer is
) :F (i peak, (1)) negative dimension or (1++) positive electrode and knee' peak. &−
,l', (II) 1','1.11 When used in 11Q polymers, conjugated to the main chain as a pair (... 1,
-Len, the moon? (2,5-chenylene), poly+l'
l:J--le,n''? Riimi do, nj? Lif, Niruahitiren, 1? Rialeno, polyacenequinone lanocal tunic combination, quinazoline with one Nuff culture structure, +?
Rimmer, moon? Really Renkinonjite, No.? Reacryl nitrile, I? A thermally decomposed product of liimide or the like can be used.
しかし、これら主鎖に共役二重結合を有する高分頂化合
物を電池の11−極と負極の両極に用いた場合は、アセ
チレン高重合体を画、極に用いた場合に比へ、価電子帯
と伝導帯とのバンドギャップが大きずぎて、充電時′よ
jr−(rX蓄電中の電i督液が不安定でnlll反応
を生じ−やすく、さらに操り返し単位あたりの分)畢−
が犬きすぎて電池のエネルギー密度を大きくてきないと
いう欠点を有している。従って、本発明の電解質五・用
い/こ場合(は、一方の電極には、アセチレン高重合体
を用いることが好寸しい。However, when these highly polarized compounds having a conjugated double bond in the main chain are used for both the 11-electrode and the negative electrode of a battery, when an acetylene polymer is used for the electrode and electrode, the ratio of valence electrons decreases. The bandgap between the band and the conduction band is too large, and during charging, the charge liquid during charging is unstable and tends to cause nllll reactions, and furthermore, the number of minutes per unit of operation increases.
The disadvantage is that the energy density of the battery is too high and the energy density of the battery cannot be increased. Therefore, in this case, it is preferable to use an acetylene polymer for one electrode.
・ド発明に寂ける電極の組へ合せのP、体側として)J
: 、正11免に、q?l’・Sラフェニレン、負極に
アセチレン高重合体を用いたもの、正・陰に7]?リチ
オフエン、負% jlτ7ヒチレン高重合体を用いたも
の、正(夕にアセチレン高重合体、負極に7」?リチオ
フェンを用い/(:もの、jE極にアセチレン高重合体
、負極にグラファイトを用いグともの、正極、負極の両
憧ともアセチレン高重合体を用いたもの等があげられる
。・P for the combination of electrodes that are missing from the invention, as the body side) J
: , 11th grade, q? l'・S raphenylene, using an acetylene high polymer for the negative electrode, 7 for positive and negative electrodes]? Lithiophene, negative% jlτ7 using a high polymer of hytylene, positive (using a high polymer of acetylene for the evening, using high polymer of 7'' for the negative electrode / (: using a high polymer of acetylene for the jE electrode, using graphite for the negative electrode) Examples include those using acetylene polymers for both the positive and negative electrodes.
これらのうち、特に好寸しい電極の絹み合せはrll
極、負極の両極ともにアセチレン高重合体を用い/こも
のである。Among these, the particularly suitable electrode silk combination is rll
Both the electrode and negative electrode are made of acetylene polymer.
本発明の二次電池は、高エネルギー密度を有し、充・放
電効率か高く、サイクル寿命が長く、自己放電率か小さ
く、放電時の電圧の平坦性が良好である。また、本発明
の二次電池は、軽量、小型で、かつ高いエネルギー密度
を有するからポータプル槻滞、電気自動車、ガソリン自
動車および「L力貯蔵用バ、テリーとして最適である。The secondary battery of the present invention has high energy density, high charge/discharge efficiency, long cycle life, low self-discharge rate, and good voltage flatness during discharge. Furthermore, the secondary battery of the present invention is lightweight, compact, and has a high energy density, so it is ideal for use in portable storage systems, electric vehicles, gasoline-powered vehicles, and L-power storage batteries and batteries.
以下に、実施例および比較例をあげて本発明をさらに詳
1別に説明する。The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples.
実施例 1
〔膜状アセチレン高重合体の製造〕
窒素雰囲気下で内容積500m1の力゛ラス製反応容器
に1.7 meのチタニウムテトラブトキサイドを加え
’3 Q 7のアニソールに溶かし、次いで27me
のトリエチルアルミニウムを攪拌しながら加えて触媒溶
液を調製した。Example 1 [Production of film-like acetylene polymer] In a nitrogen atmosphere, 1.7 me of titanium tetrabutoxide was added to a glass reaction vessel with an internal volume of 500 m1 and dissolved in '3Q7 anisole, and then 27 me
of triethylaluminum was added with stirring to prepare a catalyst solution.
この反応容器を液体窒素で冷却して、系中の窒素ガスを
真空ポンプで排気した。次いで、この反卯容器を一78
℃に冷却し、触媒溶液を静+h Lだままで、1気圧の
圧力の了青製アナチレンガスを吹き込んだ。This reaction vessel was cooled with liquid nitrogen, and the nitrogen gas in the system was exhausted using a vacuum pump. Next, put this rabbit container into 178 pieces.
It was cooled to 0.degree. C., and while the catalyst solution remained static, 1 atm of anethylene gas made by Ryo Qing was blown into the reactor.
直ちに、触媒溶液表面で重合が起り、膜状のアセチレン
高重合体が生成した。アセチレン導入後、30分で反応
容器系内のアセチレンガスを排気して重合を停止した。Immediately, polymerization occurred on the surface of the catalyst solution, producing a film-like acetylene high polymer. Thirty minutes after the introduction of acetylene, the acetylene gas in the reaction vessel system was exhausted to stop the polymerization.
窒素雰囲気下で触媒溶液を注射器で除去した後、−78
℃に保った寸を精製トルエン100mgで5回縁シ返し
洗浄した。トルエンで膨潤した膜状アセチレン高重合体
は、フィブリルが密に絡み合った均一な膜状膨潤物であ
った。After removing the catalyst solution with a syringe under nitrogen atmosphere, -78
The sample kept at ℃ was washed 5 times with 100 mg of purified toluene. The film-like acetylene polymer swollen with toluene was a uniform film-like swollen product in which fibrils were tightly intertwined.
次いでとの膨潤物を真空乾燥して金属光沢を有する赤紫
色の厚さ100μmで、ンス含量98%の膜状アセチレ
ン高重合体を得た。また、この膜状アセチレン高重合体
の嵩さ密度は0.30,9/ccであシ、その電気伝導
度(直流四端子法)は20℃で3.2X10 Ω ・c
m であった。The swollen product was then vacuum-dried to obtain a reddish-purple film with a metallic luster, a thickness of 100 μm, and a film-like acetylene polymer containing 98% of the salt content. In addition, the bulk density of this film-like acetylene polymer is 0.30.9/cc, and its electrical conductivity (DC four-probe method) is 3.2×10 Ω・c at 20°C.
It was m.
前記の方法で得られた膜状アセチレン重合体から、直径
20晒の円板2枚を切り抜いて、それぞれを正極、負極
の活物質として、電池を構成した。Two discs with a diameter of 20 mm were cut out from the film-like acetylene polymer obtained by the above method, and a battery was constructed by using the discs as active materials for a positive electrode and a negative electrode, respectively.
第1図は、本発明の一具体例である二次電池の特性測定
用電池セルの断面概略図であシ、1は負極用白金リード
線、2は直径20+m++、80メツシユの負極用白金
網集電体、3は直径20閾の円板状負極、4は直径20
mmの円形の多孔質ポリプロピレン製隔膜で、電解液を
充分含浸できる厚さにしたもの、5は直径20mmの円
板状正極、6は直径20陥、80メ、シーの正極用白金
網集電体、7は正極リード線、8はねじ込み式テフロン
製容器を示す。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a battery cell for measuring the characteristics of a secondary battery, which is a specific example of the present invention, in which 1 is a platinum lead wire for the negative electrode, and 2 is a platinum wire mesh for the negative electrode with a diameter of 20+m++ and 80 meshes. Current collector, 3 is a disc-shaped negative electrode with a diameter of 20 threshold, 4 is a diameter of 20
mm circular porous polypropylene diaphragm thick enough to be sufficiently impregnated with electrolyte, 5 is a disk-shaped positive electrode with a diameter of 20 mm, 6 is a platinum wire mesh current collector for the positive electrode with a diameter of 20 mm, 80 mm, and 2 mm. 7 is a positive electrode lead wire, and 8 is a screw-type Teflon container.
まず、前記、正極用白金網集電体6をテフロン製容器8
の四部の下部に入れ、更に正極5を正極用白金網集電体
6の上に重ね、その上に多孔性ポリン00ピレン製隔膜
4を重ね、電解液を充分含浸させた後、負極3を重ね、
更にその上に負極用白金網集電体2を載置し、テフロン
製容器8を締めつけて電池を作製した。First, the platinum wire mesh current collector 6 for the positive electrode is placed in a Teflon container 8.
Further, the positive electrode 5 is placed on the platinum wire mesh current collector 6 for the positive electrode, and the porous poly-00-pyrene diaphragm 4 is placed on top of the positive electrode 5, and after sufficiently impregnated with the electrolyte, the negative electrode 3 is placed on top of the platinum wire mesh current collector 6 for the positive electrode. Overlapping,
Further, a platinum wire mesh current collector 2 for a negative electrode was placed on top of the current collector 2, and a Teflon container 8 was tightened to produce a battery.
電角イ質としては、1−メチル−3−エチルイミダゾリ
ウムクロライドと三塩化アルミニウムを1:1の等モル
比で混合したものを使用し、特に有機溶媒は用いなかっ
た。As the dielectric substance, a mixture of 1-methyl-3-ethylimidazolium chloride and aluminum trichloride in an equimolar ratio of 1:1 was used, and no organic solvent was used.
1−メチル−3−エチルイミダゾリウムクロライドは、
アルドリッチケミカル社製の1−メチルイミダゾールを
蒸留したものと、東京化成工業(ハ)社製のクロロエタ
ンから反応させて合成し、その生成物をアセトニトリル
とエチルアセテート混合浴片を使用し、3回円、結晶さ
せたものを真空中で乾燥して用いた。1-Methyl-3-ethylimidazolium chloride is
It was synthesized by reacting distilled 1-methylimidazole manufactured by Aldrich Chemical Company with chloroethane manufactured by Tokyo Kasei Kogyo (c), and the product was heated three times in a mixed bath of acetonitrile and ethyl acetate. The crystallized product was dried in vacuum and used.
三塩化アルミニウムは、国産化学(株)社製の結晶三塩
化アルミニウムを減圧下で昇華させて精製したものを用
いた。As aluminum trichloride, crystalline aluminum trichloride manufactured by Kokusan Kagaku Co., Ltd. was purified by sublimation under reduced pressure.
このようにして作製した電池を用いて、20℃、アルゴ
ン雰囲気中で、一定電流下(1,5mA/crn2)で
15分間充電を行ない(ドーピング量6モル係に相当す
る電気量)、充電終了後、直ちに一定電流下(1,5m
A/m2)で、放電を行ない電池電圧が1vになったと
ころで再度前記と同じ条件で充電を行なう充・放電の繰
9返し試験を行なったところ、充・放電効率が、50チ
に低下するまでに充・放電の繰り返し回数は、820回
を記録した。この繰り返し実験での繰シ返し回数5回目
の放電時間と電圧の関係は第2図の曲線(a)のように
なった。Using the battery thus prepared, charging was performed for 15 minutes at a constant current (1.5 mA/crn2) at 20°C in an argon atmosphere (amount of electricity equivalent to 6 moles of doping), and charging was completed. Immediately after that, under constant current (1.5 m
A/m2), the battery was discharged, and when the battery voltage reached 1V, the battery was charged again under the same conditions as above. When the battery was repeatedly charged and discharged 9 times, the charging and discharging efficiency decreased to 50 cm. Up to now, the number of charge/discharge cycles has been recorded 820 times. The relationship between the discharge time and the voltage after the fifth repetition in this repeated experiment was as shown by the curve (a) in FIG. 2.
また繰返し回数5回目のエネルギー密度は140W−h
r/kgで、充・放電効率は99.8%であった。Also, the energy density at the 5th repetition is 140W-h
r/kg, and the charge/discharge efficiency was 99.8%.
比較例 1
実施例1て電池の電解液として用いた1−メチル−3−
エチルイミダゾリウムクロライドと三塩化アルミニウム
の液体電解質の代わシに、既知の文献等でよく用いられ
ているリチウムバークロレートの1モル/Lプロピレン
カーボネート溶液を用いた以外は実施例1と全く同様の
方法で電池の充・放電の繰り返し実験を行なった。Comparative Example 1 1-Methyl-3- used as electrolyte for battery in Example 1
The method was exactly the same as in Example 1, except that instead of the liquid electrolyte of ethylimidazolium chloride and aluminum trichloride, a 1 mol/L propylene carbonate solution of lithium barchlorate, which is often used in known literature, was used. We conducted an experiment of repeatedly charging and discharging the battery.
その結果、最高光・放電効率は89%であシ、充・放電
効率が50%に低下するまでの繰シ返し回数は45回で
あった。この電池実験での5回目の放電時間と電圧の関
係は第2図の曲線(b)のようになった。As a result, the highest light/discharge efficiency was 89%, and the number of repetitions until the charge/discharge efficiency decreased to 50% was 45 times. The relationship between the discharge time and voltage for the fifth time in this battery experiment was as shown by curve (b) in FIG.
また、繰返し回数5回目のエネルギー密度は、118
W ’−hr/kl?で、充・放電効率は88.5%で
hつだ。Also, the energy density at the fifth repetition is 118
W'-hr/kl? The charging/discharging efficiency is 88.5%, which is h.
比較例 2
BulトChem、 Soc、 Japan+r 51
r 2091(1978)に記載されている方法で製
造したポリ(、iラフェニレン)を1 ton/α2の
圧力テ20TMnφの円板状に成形したものを正極およ
び負極とし、両極それぞれのドーピング量を(C6H4
)の繰シ返し単位当シに36モルチとした以外は、実施
例1と全く同じ方法で充・放電の繰シ返し実験を行なっ
た。その結果、最高光・放電効率は72%であり、充・
放電効率が50%に低下するまでの充・放電の繰り返し
回数は28回であった。Comparative example 2 Bult Chem, Soc, Japan+r 51
The positive and negative electrodes were made by molding poly(,i-raphenylene) produced by the method described in 2091 (1978) into a disk shape of 20TMnφ at a pressure of 1 ton/α2, and the doping amount of each of the electrodes was determined by (C6H4
A repeated charging/discharging experiment was carried out in exactly the same manner as in Example 1, except that the repeating unit of ) was set to 36 moles. As a result, the highest light/discharge efficiency was 72%, and the charge/discharge efficiency was 72%.
The number of repetitions of charging and discharging was 28 times until the discharge efficiency decreased to 50%.
この電池実験での5回目の放電時間と電圧との関係は第
2図の曲線(c)のようになった。また、繰り返し回数
5回目のエネルギー密度は108%lhr/ kyで充
・放電効率は70%であった。The relationship between the discharge time and voltage for the fifth time in this battery experiment was as shown by curve (c) in FIG. 2. Furthermore, the energy density at the fifth repetition was 108% lhr/ky, and the charge/discharge efficiency was 70%.
実施例 2
〔電池実験〕
実施例1の方法で得られた膜厚が1(10μmで嵩さ密
度が0.30.97ccの膜状アセチレン高重合体から
実施例1と全く同寸法の円板2枚を切シ抜き、それぞれ
を正極、負極の活物質として電池を構成した。Example 2 [Battery experiment] A disk having exactly the same dimensions as in Example 1 was prepared from a film-like acetylene polymer having a film thickness of 1 (10 μm and a bulk density of 0.30.97 cc) obtained by the method of Example 1. Two sheets were cut out and used as positive and negative electrode active materials to construct a battery.
゛電解液としては、実施例1で用いた1−メチル−3−
エチルイミダゾリウムクロライドと三塩化アルミニウム
をl:1の等モル比で混合したものを使用した。゛As the electrolyte, 1-methyl-3- used in Example 1
A mixture of ethylimidazolium chloride and aluminum trichloride in an equimolar ratio of 1:1 was used.
その他の電池実験方法は実施例1と全く同様の方法で充
・放電の繰シ返し実験を行なった。Other battery experiments were conducted in exactly the same manner as in Example 1, with repeated charging and discharging.
その結果、充・放電効率が50%に低下するまでに充・
放電の繰返し回数は580回を記録した。As a result, the charging/discharging efficiency decreases to 50%.
The number of repetitions of discharge was recorded as 580 times.
繰り返し回数5回目のエネルギー密度は、139W −
h r /kyで充・放電効率は994チであった。The energy density at the fifth repetition is 139W −
The charging/discharging efficiency was 994 cm at h r /ky.
比較例 3
〔電池実験〕
実施例2で用いた電解液の代わりに比較的安定電位範囲
が広い電解液であるテトラブチルアンモニウムテトラフ
ルオロボレートヲアセト二トリルに1モル/を濃度で溶
解させたものを使用した以外は実施例2と全く同様の方
法で充・放電の繰シ返し実験を行なった。Comparative Example 3 [Battery Experiment] Instead of the electrolytic solution used in Example 2, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, which is an electrolytic solution with a relatively wide stable potential range, was dissolved in acetonitrile at a concentration of 1 mol. A repeated charge/discharge experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 2, except that .
その結果、充・放電効率が50%に低下するまでに充・
放電の繰シ返し回数は185回を記録した。繰り返し回
数5回目のエネルギー密度は135w−hr/kgで、
充・放電効率は99.0係であった。As a result, the charging/discharging efficiency decreases to 50%.
The number of repetitions of discharge was recorded as 185 times. The energy density at the fifth repetition is 135 w-hr/kg,
The charging/discharging efficiency was 99.0.
実施例3
〔電池実験〕
実施例2において、電池実験雰囲気温度を一30℃にし
た以外は、実施例2と全く同じ方法で電池実験を行なっ
た。Example 3 [Battery Experiment] In Example 2, a battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 2, except that the temperature of the battery experiment atmosphere was set to -30°C.
その結果、充・放電効率が50%に低下するまでに充・
放電の繰り返し回数は750回を記録し/こ 。As a result, the charging/discharging efficiency decreases to 50%.
The number of repeated discharges was recorded at 750 times.
繰り返し回数5回目の放電時間と電圧の関係は第3図の
曲M(d)のようになった。The relationship between the discharge time and the voltage after the fifth repetition was as shown in track M(d) in FIG.
寸だ、繰り返し回数5回目のエネルギー密度は120
W−hr/kgで、充・放電効率は998%であった0
比較例 4
〔電池実験〕
実施例3で用いた電解液の代わりに比較例3で用いたテ
トラブチルアンモニウムテトラフルオロyl”レ−1・
をアセトニトリル
解させたものを用いた以外は実施例3と全く同じ方法で
電池実験を行なった。The energy density of the fifth repetition is 120.
Comparative Example 4 [Battery Experiment] Tetrabutylammonium tetrafluoroyl” used in Comparative Example 3 was used instead of the electrolyte used in Example 3. -1・
A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 3, except that a solution of acetonitrile was used.
その結果、充・放電効率が50%に低下するまでに充・
放電の繰シ返し回数は215回を記録した。As a result, the charging/discharging efficiency decreases to 50%.
The number of repetitions of discharge was recorded as 215 times.
繰り返し回数5回目の放電時間と電圧の関係は第;3図
の曲線(e)のようになった。The relationship between discharge time and voltage after the fifth repetition was as shown by curve (e) in Figure 3.
寸だ、繰シ返し回数5回目のエネルギー密度は1、 0
8 W − hr/kgで、充・放電効率は992%
であったO
実施例 ・1
〔電池実験〕
実施例1で用いた電池の電解液の代わりに1−メチル−
3−エチルイミダゾリウムクロライドと三」為化クリラ
ムを1=1の等モル比で混合したものを使用した以外は
実施例1と全く同様の方法で電池の充・放電の繰り返し
実験を行なった。The energy density of the fifth repetition is 1, 0.
At 8 W-hr/kg, charge/discharge efficiency is 992%
Example ・1 [Battery experiment] In place of the battery electrolyte used in Example 1, 1-methyl-
Repeated charging and discharging experiments of the battery were conducted in exactly the same manner as in Example 1, except that a mixture of 3-ethylimidazolium chloride and 3-ethylimidazolium chloride in an equimolar ratio of 1=1 was used.
その結果、充・放電効率が50係に低下するまでに充・
放電の繰り返し回数は780回を記録した。この繰シ返
し実験での繰り返し回数5回目のエネルギー密度は]
2 8 W−hr 7kgで、充・放電効率は998係
であった。As a result, the charging/discharging efficiency decreases to 50%.
The number of repetitions of discharge was recorded as 780 times. The energy density at the fifth repetition in this repeated experiment is]
At 28 W-hr 7 kg, the charging/discharging efficiency was 998.
実施例 5
〔結晶性2,5−チェニレン高重合体の製造〕市販のグ
リニヤール試薬用金属マグネシウム2 0 1 El
( 8 2 7 ミ+)モル)を温度計、還流冷却管、
滴下ロートを伺した1007111の三ツロフラスコに
入れ、フラスコ内部を充分乾燥璧素ガスで置換した。こ
れに乾燥精製テトラヒドロフラン60mlを加え、マグ
ネチックスクーラーでかきまぜながら、20g(82.
7ミリモル)の2.5−ツブロムチオフェンを室温にて
滴下した。滴下と同時に反応が始まり、有機マグネシウ
ム化合物が生成した。滴下終了後、油浴上でテトラヒド
ロフランの還流温度で9時間反応させた。この時、生成
物を酸分解しエーテル抽出してガスクロ分析することに
.l:す、86.4モル%f2ーブロムチェニル−5−
マグネシウムブロマイドが生成していることを認めた。Example 5 [Production of crystalline 2,5-thennylene polymer] Commercially available metallic magnesium 201 El for Grignard reagent
(8 2 7 mm+)mol) using a thermometer, reflux condenser,
The dropping funnel was placed in a Mitsuro flask (No. 1007111), and the inside of the flask was purged with sufficiently dry elementary gas. Add 60 ml of dry purified tetrahydrofuran to this, and while stirring with a magnetic cooler, 20 g (82.
7 mmol) of 2,5-tubromothiophene was added dropwise at room temperature. A reaction started simultaneously with the dropwise addition, and an organomagnesium compound was produced. After the dropwise addition was completed, the mixture was reacted on an oil bath at the reflux temperature of tetrahydrofuran for 9 hours. At this time, the product was decomposed with acid, extracted with ether, and analyzed by gas chromatography. l: Su, 86.4 mol% f2-bromochenyl-5-
It was confirmed that magnesium bromide was produced.
その後、油浴温度を120℃迄上昇させ、常圧次いで減
圧でテトラヒドロフランを留去し赤褐色油状残留物を得
た。Thereafter, the oil bath temperature was raised to 120° C., and tetrahydrofuran was distilled off under normal pressure and then reduced pressure to obtain a reddish brown oily residue.
この油状残留物に乾燥精製アニソール60m11ノクロ
o (2,2’−ビビリノン)ニッケル80m9(02
8ミリモル)を加え、152−℃で2時間反応させた後
、500m1の塩酸酸性メタノール中にあけ洗浄した。This oily residue was mixed with 60 ml of dried purified anisole (2,2'-bivirinone) nickel 80 ml (02
After adding 8 mmol) and reacting at 152° C. for 2 hours, the mixture was poured into 500 ml of hydrochloric acid and acidified methanol and washed.
この操作を2回繰返した後、ろ過し、ろ過残渣を熱メタ
ノールで13時間、次いで熱クロロホルムで50時間ソ
ックスレー抽出したところ熱クロロホルム不溶部は60
2gの黒褐色の微粉末でアシ、熱クロロホルム可溶部は
0.4’7であった。After repeating this operation twice, it was filtered, and the filtration residue was Soxhlet extracted with hot methanol for 13 hours and then with hot chloroform for 50 hours, and the amount insoluble in hot chloroform was 60.
It was 2 g of blackish brown fine powder and had a heat chloroform soluble area of 0.4'7.
この熱クロロホルム不溶部の元素分析結果は炭素560
8%、水素2.61%、灰分109%、Ni200 p
pm、 Mg 60 ppmであった。炭素の元素分析
結果から算出される平均分子量は3880であり、平均
重合度は約45であった。さらに赤外分析結果(日本分
光製JASCOA −31Rスペクトルホトメーター使
用) −,960crn−1付近のC−Br伸縮振動に
基づく吸収は極めて小さい一方、785 cm−1付近
の2,5−チェニレン基に基づくと考えられる吸収は極
めて大きく、高重合体にRU −200型X線回折計を
使用)が20−198°、232°、282°に結晶ピ
ークが存在し、とのポリマーが明らかに結晶性であるこ
とを示した。The elemental analysis result of this thermal chloroform insoluble part is carbon 560.
8%, hydrogen 2.61%, ash 109%, Ni 200p
pm, Mg 60 ppm. The average molecular weight calculated from the results of elemental analysis of carbon was 3,880, and the average degree of polymerization was about 45. Furthermore, infrared analysis results (using a JASCOA-31R spectrum photometer manufactured by JASCO Corporation) -, while the absorption based on C-Br stretching vibration near 960 crn-1 is extremely small, the absorption based on the C-Br stretching vibration near 785 cm-1 is The absorption that is thought to be based on the polymer is extremely large, and crystal peaks exist at 20-198°, 232°, and 282° (using an RU-200 model X-ray diffractometer), indicating that the polymer is clearly crystalline. It was shown that
このようにして得られた結晶性2,5−チェニレン高重
合体を1トンツブレス機で圧縮成形したところ、やや柔
軟性のある板状成形物が得られた。この板状成形物は形
を崩すことなくナイフで容易に切ることが出来た。When the crystalline 2,5-chenylene polymer thus obtained was compression molded using a 1-ton press machine, a slightly flexible plate-shaped molded product was obtained. This plate-shaped molded product could be easily cut with a knife without losing its shape.
前記方法で得られた結晶性2,5−チェニレン高重合体
を正極に、実施例1の方法で得られたアセチレン高重合
体を負極に用いた以外は実施例1と全く同じ方法で電池
実験を行なった。A battery experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 1, except that the crystalline 2,5-chenylene polymer obtained by the above method was used as the positive electrode, and the acetylene polymer obtained by the method of Example 1 was used as the negative electrode. I did this.
但し、ドーピング量は正極には結晶性2.5−チェニレ
ン高重合体の(C4’H2S )の繰シ返し単位当りに
24モル係とし、負極にはアセチレン高重合体の(CH
)の繰り返し単位当りに6モル楚とした。However, the doping amount is 24 mol per repeating unit of (C4'H2S) of the crystalline 2.5-thennylene polymer for the positive electrode, and (CH) of the acetylene polymer for the negative electrode.
) was set at 6 moles per repeating unit.
充 放電の繰り返し実験の結果、最高光・放電効率は9
9.9%であシ、繰シ返し回数5回目のエネルギー密度
は、120W−hr/kgで、充・放電効率が50%に
低下するまでの繰り返し回数は623回を記録した。As a result of repeated charge/discharge experiments, the highest light/discharge efficiency was 9.
At 9.9%, the energy density at the fifth repetition was 120 W-hr/kg, and the number of repetitions until the charge/discharge efficiency decreased to 50% was 623.
第1図は本発明の一具体例である二次電池の特性測定用
電池セルの断面概略図、第2図および第3図は、本発明
の実施例11比較例1、比較例2、実施例3および比較
例4における電池の放電時間と電圧の関係を示した図で
ある。
1・・・負極用白金リード線、2・・・負極用白金編集
重体、3・・・負極、4・・・多孔性ポリプロピレン製
隔膜、5・・・正極、6・・・正極用白金網集電体、7
・・・正極リード線、8・・・テフロン製容器。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a battery cell for measuring the characteristics of a secondary battery, which is a specific example of the present invention, and FIGS. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between battery discharge time and voltage in Example 3 and Comparative Example 4. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Platinum lead wire for negative electrode, 2... Platinum edited heavy body for negative electrode, 3... Negative electrode, 4... Porous polypropylene diaphragm, 5... Positive electrode, 6... Platinum mesh for positive electrode Current collector, 7
...Positive electrode lead wire, 8...Teflon container.
Claims (1)
次電池において、電解質として下記の一般式で表わされ
る1、3−ジアルキルイミダゾリウム−・ライドと、周
期律表第■a族の金属のハロダン化物との混合物を用い
たことを特徴とする二次電池。 − (但し、式中のR,、R2は炭素数が4以下のアルキル
基を示し、Xはハロゲンを示す。)[Scope of Claims] A secondary battery using an acetylene polymer in at least one electrode, a 1,3-dialkylimidazolium-lide represented by the following general formula as an electrolyte, and A secondary battery characterized by using a mixture of a group metal and a halide. - (However, R and R2 in the formula represent an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and X represents a halogen.)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58241867A JPS60136180A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | Secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58241867A JPS60136180A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | Secondary battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60136180A true JPS60136180A (en) | 1985-07-19 |
Family
ID=17080701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58241867A Pending JPS60136180A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | Secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60136180A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01296169A (en) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Sony Corp | Spectrum analyzer |
JPH09120816A (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-06 | Sony Corp | Aluminum nonaquoeus electrolyte secondary battery |
US5830600A (en) * | 1996-05-24 | 1998-11-03 | Sri International | Nonflammable/self-extinguishing electrolytes for batteries |
US6025457A (en) * | 1997-09-12 | 2000-02-15 | Shikoku Chemicals Corporation | Molten-salt type polyelectrolyte |
US6498230B2 (en) | 1999-12-28 | 2002-12-24 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Polymer and macromolecular solid electrolyte containing the same |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP58241867A patent/JPS60136180A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01296169A (en) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Sony Corp | Spectrum analyzer |
JPH09120816A (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-06 | Sony Corp | Aluminum nonaquoeus electrolyte secondary battery |
US5830600A (en) * | 1996-05-24 | 1998-11-03 | Sri International | Nonflammable/self-extinguishing electrolytes for batteries |
US6025457A (en) * | 1997-09-12 | 2000-02-15 | Shikoku Chemicals Corporation | Molten-salt type polyelectrolyte |
US6498230B2 (en) | 1999-12-28 | 2002-12-24 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Polymer and macromolecular solid electrolyte containing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS60136180A (en) | Secondary battery | |
JPS59196570A (en) | Cell | |
JPS59196573A (en) | Cell | |
JPS593874A (en) | Battery | |
JPS61279061A (en) | Secondary battery | |
JPH0530026B2 (en) | ||
JPS59196566A (en) | Cell | |
JPS59196572A (en) | Cell | |
JPS61279073A (en) | Nonaqueous secondary battery | |
JPH043066B2 (en) | ||
JPS59203369A (en) | Battery | |
JPS6282649A (en) | Secondary battery | |
JPS6282648A (en) | Secondary battery | |
JPS61279057A (en) | Secondary battery | |
JPS60264050A (en) | Secondary battery | |
JPS6035473A (en) | Secondary battery | |
JPS60180072A (en) | Nonaqueous secondary battery | |
JPS61279058A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JPS61279059A (en) | Nonaqueous secondary battery | |
JPS59228373A (en) | Secondary battery | |
JPS59196567A (en) | Cell | |
JPS6243065A (en) | Nonaqueous secondary battery | |
JPH0628162B2 (en) | Secondary battery | |
JPS63271866A (en) | Secondary battery | |
JPS61284071A (en) | Nonaqueous secondary battery |