JPH01272048A - Secondary battery - Google Patents

Secondary battery

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Publication number
JPH01272048A
JPH01272048A JP63099580A JP9958088A JPH01272048A JP H01272048 A JPH01272048 A JP H01272048A JP 63099580 A JP63099580 A JP 63099580A JP 9958088 A JP9958088 A JP 9958088A JP H01272048 A JPH01272048 A JP H01272048A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alkali metal
polymer
aniline
secondary battery
battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP63099580A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mutsumi Kameyama
亀山 むつみ
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.)
Hitachi Ltd
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK, Hitachi Ltd filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP63099580A priority Critical patent/JPH01272048A/en
Publication of JPH01272048A publication Critical patent/JPH01272048A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

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  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)  産業上の利用分野 本発明は、エネルギー密度が高く、自己放電率が小さく
サイクル寿命が長く、かつ充・放電効率(クーロン効率
)の良好な二次電池に関するものである。
Detailed Description of the Invention (1) Industrial Application Field The present invention relates to a secondary battery that has high energy density, low self-discharge rate, long cycle life, and good charge/discharge efficiency (Coulombic efficiency). It is something.

(2)従来の技術 主鎖に共役二重結合を有する高分子化合物を電極に用い
た、いわゆるポリマー電池は、高エネルギー密度二次電
池として期待されている。ポリマー電池に関してはすで
に多くの報告がなされており、例えば、ピー・ジェー・
ナイグレイ等、ジャーナル・オプ・ザ・ケミカル・ソサ
イアティ、ケミカル・コミュニケーション、1979年
、第594頁[P、J、Nigrey等、J、C,S、
、 Chem、 Commun、+ 1979 +59
4 ) 、ジャーナル・エレクトロケミカル・ソサイア
ティ、 1981年、第1651頁(J、Electr
ochem。
(2) Conventional technology A so-called polymer battery, in which a polymer compound having a conjugated double bond in its main chain is used as an electrode, is expected to be a high energy density secondary battery. Many reports have already been made regarding polymer batteries, for example, P.J.
Nigrey et al., Journal of the Chemical Society, Chemical Communication, 1979, p. 594 [P, J, Nigrey et al., J, C, S,
, Chem, Commun, +1979 +59
4), Journal Electrochemical Society, 1981, p. 1651 (J, Electr.
ochem.

Soc、、 1981.1651) 、特開昭56−1
36469号、同57−121168号、同59−38
70号、同59−3872号、同59−3873号、同
59−196566号、同59−196573号、同5
9−203368号、同59−203369号等をその
一部としてあげることができる。
Soc, 1981.1651), JP-A-56-1
No. 36469, No. 57-121168, No. 59-38
No. 70, No. 59-3872, No. 59-3873, No. 59-196566, No. 59-196573, No. 5
No. 9-203368, No. 59-203369, etc. can be mentioned as some of them.

また、共役系高分子の一種であるアニリンを電解酸化重
合して得られるポリアニリンを水溶液系または非水溶媒
系の電池の電極として用いる提案もすでになされている
〔エイ・ジー・マツクダイアーミド等、ポリマー・プレ
プリフッ。第25巻。
In addition, there have already been proposals to use polyaniline, which is obtained by electrolytic oxidation polymerization of aniline, which is a type of conjugated polymer, as an electrode for aqueous or non-aqueous batteries [A.G. Matsuku Diamide et al. Polymer pre-puri-fu. Volume 25.

ナンバー2.第248頁(19,84年)(A、G。Number 2. Page 248 (19,84) (A, G.

MacDiarmid等、Polymer Prepr
ints+ 25 、 hh 2 +248(1984
) ) 、佐々木等、電気化学協会第50回大会要旨集
、123(1983) 、電気化学協会第51回大会要
旨集、228(1984) )。
MacDiarmid etc., Polymer Prepr
ints+25, hh2+248 (1984
), Sasaki et al., Proceedings of the 50th Annual Conference of the Electrochemical Society, 123 (1983), Collected Proceedings of the 51st Annual Conference of the Electrochemical Society, 228 (1984)).

(3)発明が解決しようとする問題点 しかし、従来公知のポリマーを電極に用いたポリマー電
池では、(i)高エネルギー密度、(ii )低自己放
電、(iii )高充・放電効率および(iv)長サイ
クル寿命を同時に満足するものは得られていなかった。
(3) Problems to be solved by the invention However, polymer batteries using conventionally known polymers as electrodes have the following problems: (i) high energy density, (ii) low self-discharge, (iii) high charge/discharge efficiency, and ( iv) A product that simultaneously satisfies long cycle life has not been obtained.

また、従来公知の文献で用いられているポリアニリンは
、電解酸化重合法で得られたものであり、工業的にはよ
り経済性の高い化学的酸化重合法によって得られるポリ
アニリンを用いることが好ましいと考えられるが、化学
的酸化重合法で得られるポリアニリンの電極性能は、電
解酸化重合で得られるポリアニリンより劣るものであっ
た。
In addition, the polyaniline used in conventionally known documents is obtained by electrolytic oxidation polymerization, and it is preferable to use polyaniline obtained by chemical oxidation polymerization, which is more economical. However, the electrode performance of polyaniline obtained by chemical oxidative polymerization was inferior to that of polyaniline obtained by electrolytic oxidative polymerization.

その最大の理由は化学的酸化重合法で得られるポリアニ
リンを電池活物質にする場合は、実際の活物質として働
かないもの、又は放置中に電解液に溶出してしまうもの
があるからと考えられる。
The biggest reason for this is thought to be that when polyaniline obtained by chemical oxidative polymerization is used as a battery active material, some of it does not work as an actual active material, or some of it dissolves into the electrolyte when left unused. .

(4)課題を解決するための手段 本発明者らは、前記した4つの電池性能を同時に満足し
、かつより経済的な電極材料について種々検討した結果
、アニリン系化合物の化学的酸化重合体を、予め加熱下
で有機溶媒で洗浄することにより、短時間に活物質とし
て働き得ないものを効率よく除去でき、かつ、上記4つ
の性能を同時に満足することのできる二次電池が得られ
ることを見い出した。
(4) Means for Solving the Problems As a result of various studies on electrode materials that simultaneously satisfy the above-mentioned four battery performance requirements and are more economical, the inventors have developed a chemically oxidized polymer of aniline compounds. By washing with an organic solvent under heating in advance, it is possible to efficiently remove substances that cannot function as active materials in a short time, and to obtain a secondary battery that can satisfy the above four performances at the same time. I found it.

即ち、本発明は、正極にポリアニリン系化合物を用い負
極に(i)アルカリ金属、(ii )アルカリ金属合金
、(iii )電導性高分子または(iv )アルカリ
金属もしくはアルカリ金属合金と電導性高分子との複合
体を用いた二次電池において、正極のポリアニリン系化
合物がアニリン系化合物の化学的酸化重合体であり、′
かつ化学的酸化重合体が、予め加熱下で有機溶媒で洗浄
されていることを特徴とする二次電池に関するものであ
る。
That is, the present invention uses a polyaniline compound for the positive electrode, and (i) an alkali metal, (ii) an alkali metal alloy, (iii) a conductive polymer, or (iv) an alkali metal or an alkali metal alloy and a conductive polymer for the negative electrode. In a secondary battery using a composite of
The present invention also relates to a secondary battery characterized in that the chemically oxidized polymer has been washed in advance with an organic solvent under heating.

本発明の二次電池の正極に用いられるアニリン系化合物
の化学的酸化重合体は、下記の一般式(1)と(2)、
および構造式(3)から選ばれた少なくとも一種のアニ
リン系化合物を化学的酸化重合または化学的酸化共重合
することによって得られる。
The chemically oxidized polymer of aniline compound used in the positive electrode of the secondary battery of the present invention has the following general formulas (1) and (2),
and chemical oxidative polymerization or chemical oxidative copolymerization of at least one aniline compound selected from structural formula (3).

〔但し、式中、R+、Rzは炭素数が5以下のアルキル
基または炭素数が5以下のアルコキシ基、X、 Yは0
.1または2である。〕 一般式が(1)および(2)で表わされるアニリン系化
合物の具体例としては、アニリン、2−メチル−アニリ
ン、2,5−ジメチル−アニリン、2−メトキシ−アニ
リン、2.5−ジメトキシ−アニリン、0−フェニレン
ジアミン、3−メチル−1,2−ジアミノ−ベンゼン等
があげられる。式(1)〜(3)で表わされるアニリン
系化合物のうちでも好ましいものとしては、アニリン、
0−フェニレンジアミン、トリフェニルアミンがあげら
れ、特に好ましいものとしてはアニリンがあげられる。
[However, in the formula, R+ and Rz are an alkyl group having 5 or less carbon atoms or an alkoxy group having 5 or less carbon atoms, and X and Y are 0
.. 1 or 2. ] Specific examples of aniline compounds whose general formulas are represented by (1) and (2) include aniline, 2-methyl-aniline, 2,5-dimethyl-aniline, 2-methoxy-aniline, 2,5-dimethoxy -aniline, 0-phenylenediamine, 3-methyl-1,2-diamino-benzene and the like. Among the aniline compounds represented by formulas (1) to (3), aniline,
Examples include 0-phenylenediamine and triphenylamine, with aniline being particularly preferred.

アニリン系化合物の化学的酸化重合体または化学的酸化
共重合体(以下、両者を合せて酸化重合体と略称する)
は、従来公知の化学的酸化重合方法のいずれの方法も用
いることができる。
Chemically oxidized polymers or chemically oxidized copolymers of aniline compounds (hereinafter both are collectively referred to as oxidized polymers)
Any conventionally known chemical oxidative polymerization method can be used.

アニリン系化合物の酸化重合体を化学的方法で製造する
ための具体例としては、例えばアニリン系化合物を水溶
液中で強酸例えば塩酸および無機の過酸化物例えば過硫
酸カリウムにより重合させる方法をあげることができる
。この方法によると、酸化重合体が微粉末状で得られる
。この方法においては塩が存在するので、酸化重合体は
対応するアニオンにより錯化合物になっている。
A specific example of producing an oxidized polymer of an aniline compound by a chemical method is a method in which an aniline compound is polymerized in an aqueous solution with a strong acid such as hydrochloric acid and an inorganic peroxide such as potassium persulfate. can. According to this method, the oxidized polymer is obtained in the form of a fine powder. Since a salt is present in this method, the oxidized polymer is complexed with the corresponding anion.

アニオンで錯化合物化して得られる酸化重合体は、錯化
したアニオンを化学的または電気化学的に取り除いた後
、加熱下で有機溶媒で洗浄してか、ら正極として用いて
も良いし、加熱下で有機溶媒で洗浄した後、錯化したア
ニオンを化学的または電気化学的に取り除いてから、正
極として用いても良い。錯化したアニオンを電気化学的
に取り除く方法としては、従来公知のいずれの方法を採
用してもよく、また、錯化したアニオンを化学的に取り
除く方法としては、KO)1. NaOH,NH40)
j等のアルカリで処理する方法が挙げられる。
The oxidized polymer obtained by forming a complex compound with an anion may be used as a positive electrode after removing the complexed anion chemically or electrochemically and washing with an organic solvent under heating. After washing with an organic solvent, the complexed anions may be removed chemically or electrochemically, and then used as a positive electrode. As a method for electrochemically removing a complexed anion, any conventionally known method may be employed, and as a method for chemically removing a complexed anion, KO) 1. NaOH, NH40)
A method of treating with an alkali such as J.

加熱下で有機溶媒で洗浄する際のアニリン系化合物の酸
化重合体の形状は、酸化重合して得られた微粉末状のも
のであってもよいし、または電極に成形加工したもので
あっても良い。
The shape of the oxidized polymer of the aniline compound when cleaning with an organic solvent under heating may be a fine powder obtained by oxidative polymerization, or it may be formed into an electrode. Also good.

電極として使用しうる成形体は種々の方法により得られ
る。例えばアニリン系化合物の酸化重合体微粉末を既知
方法により加圧下に圧縮成形することによって成形体を
作製することができる。多くの場合、室温〜300℃の
温度及び10〜10,000kg / cIaの圧力が
用いられる。
Molded bodies that can be used as electrodes can be obtained by various methods. For example, a molded article can be produced by compression molding a fine powder of an oxidized polymer of an aniline compound under pressure using a known method. Often temperatures from room temperature to 300 °C and pressures from 10 to 10,000 kg/cIa are used.

さらに電池活物質としては還元型のポリアニリン系化合
物を用いた方がより好ましく、還元方法としては電気化
学的、または化学的方法があるが、特に制限はない。
Furthermore, it is more preferable to use a reduced polyaniline compound as the battery active material, and the reduction method may be electrochemical or chemical, but is not particularly limited.

アニリン系化合物の酸化重合体の洗浄に用いられる有機
溶媒の種類は特に制限はないが、好ましくはエーテル溶
媒またはエーテル系溶媒と他の溶媒との混合系で、少な
くともエーテル系溶媒が30vol1%以上であるもの
がよい。エーテル系溶媒としてはモノエーテル、ポリエ
ーテル、環式エーテルが挙げられ、これらのもののうち
好ましくは、ジエチルエーテル、1.1−ジメトキシエ
タン、■、2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン
、1.3−ジオキソランなどが挙げられる。
The type of organic solvent used for washing the oxidized polymer of the aniline compound is not particularly limited, but it is preferably an ether solvent or a mixed system of an ether solvent and another solvent, and the ether solvent is at least 30 vol 1% or more. Something is good. Examples of ether solvents include monoethers, polyethers, and cyclic ethers, and among these, preferable examples include diethyl ether, 1,1-dimethoxyethane, 2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, and 1,3-dioxolane. can be mentioned.

有機溶媒で洗浄する温度は50℃〜150℃、好ましく
は70℃〜100℃の範囲である。一方洗浄効率をさら
に上げるためには、加圧下で洗浄を行なっても構わない
The temperature for washing with an organic solvent is in the range of 50°C to 150°C, preferably 70°C to 100°C. On the other hand, in order to further increase the cleaning efficiency, cleaning may be performed under pressure.

有機溶媒で洗浄する方法は、洗浄用の有機溶媒が着色し
なくなるまで洗浄する方法である。撹拌の有無、洗浄回
数、時間等は、洗浄するポリマー量と洗浄液の違いによ
り異なる。
The method of washing with an organic solvent is a method of washing until the organic solvent for washing is no longer colored. The presence or absence of stirring, the number of times of washing, the time, etc. vary depending on the amount of polymer to be washed and the difference in the washing liquid.

本発明の二次電池に用いられる負極は、(i)アルカリ
金属、(ii)アルカリ金属合体、(iii )電導性
高分子または(iv )アルカリ金属もしくはアルカリ
金属合金と電導性高分子との複合体である。
The negative electrode used in the secondary battery of the present invention includes (i) an alkali metal, (ii) an alkali metal combination, (iii) a conductive polymer, or (iv) a composite of an alkali metal or an alkali metal alloy and a conductive polymer. It is the body.

(i)アルカリ金属としては、Li+ Na、 K等が
あげられ、(ii)アルカリ金属合金としては、Li/
A1合金、Li/Hg合金、Li/Zn合金、Li/C
d合金、Li/Sn合金、Li/Pb合金およびこれら
合金に用いられたアルカリ金属を含む3種以上の金属の
合金等があげられる。また、(iii )電導性高分子
としては、ポリピロールおよびポリピロール誘導体、ポ
リチオフェンおよびポリチオフェン誘導体、ポリキノリ
ン、ボリアセン、ポリバラフェニレンおよびポリバラフ
ェニレン誘導体、ポリアセチレン等があげられる。さら
に、(iv)アルカリ金属もしくはアルカリ金属合金と
電導性高分子との複合体としては、Li/A7!合金と
上記各種電導性高分子、例えばポリバラフェニレンまた
はポリアセチレンとの複合体があげられる。これらのう
ちで好ましいものとしては、ポリアセチレン、ポリバラ
フェニレン、Li/Aj!合金、Li/Aj!合金とポ
リバラフェニレンとの複合体があげられる。ここでいう
複合体とは、アルカリ金属またはアルカリ金属合金と電
導性高分子の均一な混合物、積層体および基体となる成
分を他の成分で修飾した修飾体を意味する。
(i) Examples of alkali metals include Li+ Na, K, etc.; (ii) Examples of alkali metal alloys include Li/
A1 alloy, Li/Hg alloy, Li/Zn alloy, Li/C
Examples include d alloy, Li/Sn alloy, Li/Pb alloy, and alloys of three or more metals including alkali metals used in these alloys. Examples of the conductive polymer (iii) include polypyrrole and polypyrrole derivatives, polythiophene and polythiophene derivatives, polyquinoline, polyacene, polyvaraphenylene and polyvaraphenylene derivatives, polyacetylene, and the like. Furthermore, (iv) as a composite of an alkali metal or an alkali metal alloy and a conductive polymer, Li/A7! Examples include composites of alloys and the various conductive polymers mentioned above, such as polyvaraphenylene or polyacetylene. Among these, preferred are polyacetylene, polyvaraphenylene, and Li/Aj! Alloy, Li/Aj! Examples include composites of alloys and polyvaraphenylene. The complex herein refers to a homogeneous mixture of an alkali metal or an alkali metal alloy and a conductive polymer, a laminate, and a modified product in which a base component is modified with another component.

本発明の二次電池の電極は、当該業者によく知られてい
るように他の適当な導電材料、例えばカーボンブラック
、アセチレンブラック、金属粉、金属繊維、炭素繊維等
を混合してもよい。
The electrodes of the secondary battery of the present invention may be mixed with other suitable conductive materials, such as carbon black, acetylene black, metal powder, metal fibers, carbon fibers, etc., as is well known to those skilled in the art.

また、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ (テトラフロロエチレン)、工チレンープロ
ピレンゴム([!PR) 、エチレンープロピレンージ
エンーターボリマー(EPDM) 、スルホン化EPD
M等の熱可塑性樹脂で補強してもよい。
In addition, polyethylene, modified polyethylene, polypropylene, poly(tetrafluoroethylene), engineered ethylene-propylene rubber ([!PR), ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated EPD
It may be reinforced with a thermoplastic resin such as M.

本発明の二次電池の電解液の支持電解質は、アルカリ金
属塩である。アルカリ金属塩のアルカリ金属としては、
Li、 NaおよびKの金属があげられ、好ましくはL
i金属があげられる。
The supporting electrolyte of the electrolytic solution of the secondary battery of the present invention is an alkali metal salt. As the alkali metal of the alkali metal salt,
Mention may be made of the metals Li, Na and K, preferably L
i Metals can be mentioned.

支持電解質の代表的なアニオン成分としては、例えばC
1o4−I PFa−+ ASF&−I AgF2−I
 5OiCFa−+BP、−,およびBR#−(但し、
Rは炭素数が1〜10のアルキル基またはアリール基)
等があげられる。
Typical anion components of the supporting electrolyte include, for example, C
1o4-I PFa-+ ASF&-I AgF2-I
5OiCFa-+BP,-, and BR#- (however,
R is an alkyl group or aryl group having 1 to 10 carbon atoms)
etc. can be mentioned.

支持電解質としてのアルカリ金属塩の具体例としては、
LiPF4. Li5bPb、 LiCl 041 L
iAsFa。
Specific examples of alkali metal salts as supporting electrolytes include:
LiPF4. Li5bPb, LiCl 041 L
iAsFa.

CF35OiLt、 LiBFn、  LiB(Bu)
*+  LiB(Et)z(Bu)z。
CF35OiLt, LiBFn, LiB(Bu)
*+ LiB(Et)z(Bu)z.

NaPF6+ NaBF4+ NaAsF&+ NaB
(Bu)*、にB(Bu)a。
NaPF6+ NaBF4+ NaAsF&+ NaB
(Bu)*, to B(Bu)a.

KAsF、などをあげることができるが、必ずしもこれ
らに限定されるものではない。これらのアルカリ金属塩
は一種類または二種類以上を混合して使用してもよい。
KAsF, etc., but are not necessarily limited to these. These alkali metal salts may be used alone or in combination of two or more.

アルカリ金属塩の濃度は、正極に用いるアニリン系化合
物の酸化重合体の種類、陰極の種類、充電条件、作動温
度、支持電解質の種類および有機溶媒の種類等によって
異なるので一概には規定できないが、一般には0.5〜
10モル/lの範囲内であることが好ましい。電解液は
均一系でも不均一系でもよい。
The concentration of the alkali metal salt cannot be categorically defined as it varies depending on the type of oxidized polymer of the aniline compound used in the positive electrode, the type of cathode, charging conditions, operating temperature, type of supporting electrolyte, type of organic solvent, etc. Generally 0.5~
It is preferably within the range of 10 mol/l. The electrolyte may be homogeneous or heterogeneous.

本発明の二次電池の電解液の溶媒として単独または混合
して用いられる有機溶媒としてはラクトン系溶媒例えば
γ−ブチルラクトン、カーボネイト系溶媒例えばプロピ
レンカーボネイト、エチレンカーボネイト、エーテル系
溶媒1.2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランな
どが挙げられる。
Examples of organic solvents used alone or in combination as a solvent for the electrolyte of the secondary battery of the present invention include lactone solvents such as γ-butyl lactone, carbonate solvents such as propylene carbonate, ethylene carbonate, and ether solvents such as 1,2-dimethoxy. Examples include ethane and tetrahydrofuran.

本発明においては、必要ならばポリエチレン、ポリプロ
ピレンのごとき合成樹脂製の多孔質膜や天然繊維紙を隔
膜として用いても一向に差し支えない。
In the present invention, if necessary, a porous membrane made of synthetic resin such as polyethylene or polypropylene or natural fiber paper may be used as the diaphragm.

また、本発明の二次電池に用いられる電極のある種のも
のは、酸素または水と反応して電池の性能を低下させる
場合もあるので、電池は密閉式にして実質的に無酸素お
よび無水の状態であることが望ましい。
In addition, some of the electrodes used in the secondary battery of the present invention may react with oxygen or water and degrade the performance of the battery, so the battery should be sealed and substantially oxygen-free and water-free. It is desirable that the condition is as follows.

(5)実施例 以下、実施例及び比較例をあげて本発明をさらに詳細に
説明する。
(5) Examples Hereinafter, the present invention will be explained in more detail by referring to Examples and Comparative Examples.

実施例1 〔酸化重合体の製造〕 予め脱酸素した蒸留水400 ccと42%HBF、水
溶液100CCを11の三つロフラスコに入れ、撹拌下
約1時間窒素ガスをバブリングさせた。その後、系内を
窒素雰囲気下にし、温度計、コンデンサーを取り付け、
次いでフラスコを水と氷で冷却して溶液温度を15℃に
した。これに、アニリン2 Q、 Q gを加えた。七
ツマ−が溶解した後、過硫酸アンモニウム22gを一度
に加え、撹拌下、内湯を25℃以下に保ちながら、5時
間反応させた。
Example 1 [Manufacture of oxidized polymer] 400 cc of distilled water that had been deoxygenated in advance and 100 cc of an aqueous solution of 42% HBF were placed in an 11 three-necked flask, and nitrogen gas was bubbled through the flask for about 1 hour while stirring. After that, put the inside of the system under a nitrogen atmosphere, attach a thermometer and a condenser,
The flask was then cooled with water and ice to bring the solution temperature to 15°C. To this was added 2 Q, Q g of aniline. After the succulents were dissolved, 22 g of ammonium persulfate was added at once, and the mixture was reacted for 5 hours while stirring and keeping the inner bath at 25° C. or lower.

反応終了後、緑褐色の反応液を濾過し、真空乾燥して濃
緑色の生成物15gを得た。
After the reaction was completed, the greenish-brown reaction liquid was filtered and dried under vacuum to obtain 15 g of a dark green product.

生成物1gに対して1.2−ジメトキシエタン100 
ccを加え、70℃で1時間撹拌した後、スラリー液を
濾過し、固形分を回収した。次いで新たに100 cc
の1.2−ジメトキシエタンを加え、上記と同じ操作を
繰り返した。この操作を3回繰り返したところ、濾液の
着色は殆んどなくなった。
100 1,2-dimethoxyethane per 1 g of product
After adding cc and stirring at 70°C for 1 hour, the slurry liquid was filtered to collect solid content. Then add a new 100 cc
of 1,2-dimethoxyethane was added and the same operation as above was repeated. When this operation was repeated three times, the coloring of the filtrate almost disappeared.

この操作で1.2−ジメトキシエタンに溶解した成分は
20重量%であった。
In this operation, the amount of components dissolved in 1,2-dimethoxyethane was 20% by weight.

〔電池実験〕[Battery experiment]

前記の方法で得られたアニリン酸化重合粉末をNH,O
H水溶液に含浸させることにより、BF4アニオンを取
り除いた後、既知の方法により直径20鶴の円板状に加
圧成形し、リチウムを対極とし、電解液としては常法に
従って蒸留脱水したプロピレンカーボネイトと、1.2
−ジメトキシエタン(体積比が1:1)混合溶媒に溶解
したLiPF、の濃度が2モル/l溶液を用いて電池を
構成した。
The aniline oxidation polymer powder obtained by the above method was treated with NH,O
After removing the BF4 anion by impregnating it in an aqueous H solution, it was press-molded into a disk shape with a diameter of 20 mm by a known method, with lithium as the counter electrode and propylene carbonate distilled and dehydrated according to a conventional method as the electrolyte. , 1.2
- A battery was constructed using a solution of LiPF dissolved in a mixed solvent of dimethoxyethane (volume ratio: 1:1) at a concentration of 2 mol/l.

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り、lは負極用白金リード
線、2は直径20龍、8oメツシユの負極用白金網集電
体、−3は直径2(1+mの円板状負極、4は直径20
鉗の円形の多孔性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2Qmmの円板
状正極、6は直径20ts、80メソシユの正極用白金
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, where 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 20mm and an 8o mesh. Current collector, -3 is a disc-shaped negative electrode with a diameter of 2 (1 + m), 4 is a diameter of 20 m
A circular porous polypropylene diaphragm with a thickness that allows sufficient impregnation with the electrolyte; 5 is a disk-shaped positive electrode with a diameter of 2 Q mm; 6 is a platinum wire mesh current collector for the positive electrode with a diameter of 20 ts and 80 mesos; 7 8 indicates a positive electrode lead wire, and 8 indicates 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
の凹部の下部に入れ、さらに正極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プロピレン製隔膜
4を重ね、電解液を充分含浸させた後、負極3を重ね、
さら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, the porous polypropylene diaphragm 4 is placed on top of it, and after sufficiently impregnated with the electrolyte, the negative electrode 3 is placed on top of the positive electrode 5.
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.

この電池を用いて、上記ポリアニリン電極板をリチウム
対比4■に達するまで、1.On+Aの定電流で充電し
、次いでリチウム対比2■に達するまで1、0 mAの
定電流で放電を行なったところ、放電容量が最大容量(
サイクル寿命)の70%低下するまでに充・放電の繰り
返し回数は810回であった。
Using this battery, the polyaniline electrode plate was heated until the lithium ratio reached 1. When the battery was charged with a constant current of On+A and then discharged with a constant current of 1.0 mA until it reached 2■ compared to lithium, the discharge capacity reached the maximum capacity (
The number of repetitions of charging and discharging was 810 times until the cycle life decreased by 70%.

また、繰り返し回数5回目のエネルギー密度は、138
−・hr/kgで最高光・放電効率は100%であった
。また充電したままで室温で1ケ月放置したところ、そ
の自己放電率は6.8%であった。
Also, the energy density at the fifth repetition is 138
-・hr/kg, the highest light/discharge efficiency was 100%. When the battery was left charged at room temperature for one month, its self-discharge rate was 6.8%.

〔比較例1〕 実施例1の〔酸化重合体の製造〕で得られたアニリン酸
化重合体を1.2−ジメトキシエタン70℃で洗浄する
代わりに、20℃で洗浄した以外は実施例1と全く同じ
方法で〔電池実験〕を行なった結果、サイクル寿命は7
52回であった。
[Comparative Example 1] Same as Example 1 except that the aniline oxidized polymer obtained in [Production of oxidized polymer] of Example 1 was washed at 20°C instead of washing with 1,2-dimethoxyethane at 70°C. As a result of conducting a [battery experiment] using exactly the same method, the cycle life was 7
It was 52 times.

また繰り返し回数5回目のエネルギー密度は133 W
hr/ kgで最高光・放電効率は98%であった。ま
た、充電したままで室温で1ケ月の放置したところその
自己放電率は12.7%であった。
Also, the energy density at the fifth repetition is 133 W.
The highest light/discharge efficiency was 98% at hr/kg. Furthermore, when the battery was left charged at room temperature for one month, its self-discharge rate was 12.7%.

〔実施例2〕 実施例1の〔酸化重合体の製造〕で得られたアニリンの
酸化重合体を1,2−ジメトキシエタンで洗浄する代わ
りに、1.2−ジメトキシエタンとプロピレンカーボネ
イトの混合溶媒(体積比1:1)で洗浄した後1.2−
ジメトキシエタンで洗浄する以外は、実施例と全く同じ
方法で電極の成形及び〔電池実験〕を行なった。サイク
ル寿命は830回、エネルギー密度は、138 Whr
/ kgで最高光・放電効率は100%、室温で1ケ月
の自己放電率は5.1%であった。
[Example 2] Instead of washing the aniline oxidized polymer obtained in [Production of oxidized polymer] in Example 1 with 1,2-dimethoxyethane, a mixed solvent of 1,2-dimethoxyethane and propylene carbonate was used. After washing with (volume ratio 1:1) 1.2-
Electrode molding and [battery experiment] were carried out in exactly the same manner as in the example except for cleaning with dimethoxyethane. Cycle life is 830 times, energy density is 138 Whr
/ kg, the highest light/discharge efficiency was 100%, and the self-discharge rate for one month at room temperature was 5.1%.

実施例3 実施例1の〔酸化重合体の製造〕で得られたアニリン酸
化重合体を圧力5 kg / crAで140℃に加熱
して洗浄して〔電池実験〕を行なった。サイクル寿命は
840回、エネルギー密度は138Whr/kgで最高
光・放電効率は100%、室温で1ケ月の自己放電率は
4.9%であった。
Example 3 The aniline oxidized polymer obtained in [Production of Oxidized Polymer] of Example 1 was heated to 140° C. at a pressure of 5 kg/crA and washed, and [Battery Experiment] was conducted. The cycle life was 840 times, the energy density was 138 Whr/kg, the maximum light/discharge efficiency was 100%, and the self-discharge rate for one month at room temperature was 4.9%.

(6)効果 本発明の二次電池は、高エネルギー密度を有し、充・放
電効率が高く、サイクル寿命が長く、自己放電率が小さ
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機器、電気自動車、ガソリン自動
車および電力貯蔵用バッテリーとして最適である。
(6) Effects 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 devices, electric vehicles, gasoline vehicles, and power storage batteries.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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る。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a battery cell for measuring characteristics of a secondary battery, which is a specific example of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  正極にポリアニリン系化合物を用い、負極に(i)ア
ルカリ金属、(ii)アルカリ金属合金、(iii)電
導性高分子、(iv)アルカリ金属もしくはアルカリ金
属合金と電導性高分子との複合体または(v)層間化合
物を用いた二次電池において、正極のポリアニリン系化
合物がアニリン系化合物の化学的酸化重合体であり、か
つ化学的酸化重合体が予め加熱下で有機溶媒で洗浄され
ていることを特徴とする二次電池。
A polyaniline compound is used for the positive electrode, and (i) an alkali metal, (ii) an alkali metal alloy, (iii) a conductive polymer, (iv) a composite of an alkali metal or an alkali metal alloy and a conductive polymer, or a negative electrode. (v) In a secondary battery using an intercalation compound, the polyaniline compound of the positive electrode is a chemically oxidized polymer of an aniline compound, and the chemically oxidized polymer is washed in advance with an organic solvent under heating. A secondary battery featuring:
JP63099580A 1988-04-21 1988-04-21 Secondary battery Pending JPH01272048A (en)

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