JPH04540Y2 - - Google Patents
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- JPH04540Y2 JPH04540Y2 JP1984037531U JP3753184U JPH04540Y2 JP H04540 Y2 JPH04540 Y2 JP H04540Y2 JP 1984037531 U JP1984037531 U JP 1984037531U JP 3753184 U JP3753184 U JP 3753184U JP H04540 Y2 JPH04540 Y2 JP H04540Y2
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- polyacetylene
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Classifications
-
- Y02E60/122—
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本考案は、ポリアセチレン膜を電極として採択
したプラスチツク電極二次電池の改良に関する。 ポリアセチレンは、炭素と水素原子各１個を構
成単位とする最も単純な鎖状共役形高分子化合物
であり、半導体としての性質をもつているが、特
にチーグラー・ナツタ触媒（Ti（OC4H9）4−Al
（C2H5）3系）を用いてアセチレン重合したポリア
セチレン膜は、直径200Å程度のフイブリル（繊
維状微結晶）網目構造を有しており、これにハロ
ゲンガスや五弗化砒素などの僅かなドーピングを
施すことによつて、その導電率を大巾を変化させ
ることができる。 そこで、このようなポリアセチレン膜は、化学
的に極めて安定していること、軽量であること、
上記フイブリル網目構造であるため非常に大きな
表面積をとることができることなどのことから、
二次電池の有望な電極材料として既に注目を集め
ている。 ところが、従来この種のプラスチツク二次電池
は、容器内に、正極端子を導出したポリアセチレ
ン膜電極と、負極端子を導出したポリアセチレン
膜電極とを対設し、両電極間にセパレーターを挾
着すると共に、過塩素酸リチウム（LiClO4）を
プロピレンカーボネイト（PC）に溶解した電解
液が用いられる構成のものであり、確かに当該電
池によれば、鉛蓄電池がセル電圧2.1V、エネル
ギー密度30Wh／Kg、充放電回数が200〜300回程
度の性能であるのに対して、セル電圧2.5Vエネ
ルギー密度150Wh／Kg、最大出力密度17KW／
Kg、エネルギー効率80％、充放電回数300回程度
と、その特性は可成り改善され、軽量に仕上げる
ことができる。 しかし、上記性能は満足すべきものとはいえ
ず、本出願人は前記の諸特性を大巾に向上し得る
プラスチツク電極二次電池につき、既に提案をし
た。 すなわち、第１図に示す如く、ポリエチレン等
の剛性樹脂によつて形成された閉成状態の容器１
には、その天井壁にガス抜き孔２を設け、当該容
器１内には、外部に導出した正極端子３に導通の
ポリアセチレン膜電極４と、外部に導出した負極
端子５に導通のポリアセチレン膜電極６と、両電
極の間に挾着されたガラス繊維フイルターによる
セパレーター７が収納されていると共に、電解液
８には前記の如く過塩素酸リチウムをプロピレカ
ーボネイトに溶解したもの（濃度１規定）が封入
される。 さらに、上記正極、負極のポリアセリレン膜電
極４，６には、その外側に夫々蒸着手段により形
成された金による補助正電極９、アルミニウム片
による補助負電極１０が接着されるだけでなく、
当該両ポリアセチレン膜電極４，６は、所望複数
枚のポリアセチレン膜４′，４′……，６′，６…
…を接着して構成するのである。 ここで、上記のポリアセチレン膜４′，４′…
…，６′，６′……相互の接着、ポリアセチレン膜
電極４，６と補助正電極９，補助負電極１０との
接着手段としては、圧力接着または超音波接着な
どの手段により固定される。 尚、ここで当該電池の製作に際しては、ガラス
繊維フイルターによるセパレーター７、補助電極
９，１０、そして容器１は、予め真空乾燥を行な
い、PCは減圧乾燥、過塩素酸リチウムは５時間
真空中で脱水した後、24時間減圧乾燥が施され
る。 また、当該電極反応は、次の通りであり、下記
の右方向矢印が放電、左方向矢印が充電を示して
いる。 〔CH（ClO- 4）y〕x＋XY- e （CH）x＋XYClO- 4 ……正極 〔CH（Li+）y〕x （CH）x＋XYLi+＋XY- e ……負極 〔CH（ClO- 4）y〕x＋〔CH（Li+）y〕x ２（CH）x＋XY（Li+＋ClO- 4） ……電池反応 上記既提案の二次電池によれば、セル電圧3.3
〜3.5Vとなり、エネルギー密度も424Wh／Kgと
補助電極のない従来品に比し大巾に特性が改善さ
れ、また最大出力密度も24.5KW／Kgと大とな
り、エネルギー効率も80％と不変の値が示され
た。 さらに、ポリアセチレン膜単葉の電極を用いた
場合に比し、同一充電条件でありながら短絡電流
が、下表のように著しく増大することを確認する
ことができた。 なお、下表値は0.5mA／cm2の充電電流による場
合を示し、またポリアセチレン膜製造時の重合温
度は−78℃、圧力760mmＨｇ、重合時間は約５分、
さらに製造されたポリアセチレン膜の嵩さ密度は
0.3g／cm3、膜厚70〜80μｍである。
したプラスチツク電極二次電池の改良に関する。 ポリアセチレンは、炭素と水素原子各１個を構
成単位とする最も単純な鎖状共役形高分子化合物
であり、半導体としての性質をもつているが、特
にチーグラー・ナツタ触媒（Ti（OC4H9）4−Al
（C2H5）3系）を用いてアセチレン重合したポリア
セチレン膜は、直径200Å程度のフイブリル（繊
維状微結晶）網目構造を有しており、これにハロ
ゲンガスや五弗化砒素などの僅かなドーピングを
施すことによつて、その導電率を大巾を変化させ
ることができる。 そこで、このようなポリアセチレン膜は、化学
的に極めて安定していること、軽量であること、
上記フイブリル網目構造であるため非常に大きな
表面積をとることができることなどのことから、
二次電池の有望な電極材料として既に注目を集め
ている。 ところが、従来この種のプラスチツク二次電池
は、容器内に、正極端子を導出したポリアセチレ
ン膜電極と、負極端子を導出したポリアセチレン
膜電極とを対設し、両電極間にセパレーターを挾
着すると共に、過塩素酸リチウム（LiClO4）を
プロピレンカーボネイト（PC）に溶解した電解
液が用いられる構成のものであり、確かに当該電
池によれば、鉛蓄電池がセル電圧2.1V、エネル
ギー密度30Wh／Kg、充放電回数が200〜300回程
度の性能であるのに対して、セル電圧2.5Vエネ
ルギー密度150Wh／Kg、最大出力密度17KW／
Kg、エネルギー効率80％、充放電回数300回程度
と、その特性は可成り改善され、軽量に仕上げる
ことができる。 しかし、上記性能は満足すべきものとはいえ
ず、本出願人は前記の諸特性を大巾に向上し得る
プラスチツク電極二次電池につき、既に提案をし
た。 すなわち、第１図に示す如く、ポリエチレン等
の剛性樹脂によつて形成された閉成状態の容器１
には、その天井壁にガス抜き孔２を設け、当該容
器１内には、外部に導出した正極端子３に導通の
ポリアセチレン膜電極４と、外部に導出した負極
端子５に導通のポリアセチレン膜電極６と、両電
極の間に挾着されたガラス繊維フイルターによる
セパレーター７が収納されていると共に、電解液
８には前記の如く過塩素酸リチウムをプロピレカ
ーボネイトに溶解したもの（濃度１規定）が封入
される。 さらに、上記正極、負極のポリアセリレン膜電
極４，６には、その外側に夫々蒸着手段により形
成された金による補助正電極９、アルミニウム片
による補助負電極１０が接着されるだけでなく、
当該両ポリアセチレン膜電極４，６は、所望複数
枚のポリアセチレン膜４′，４′……，６′，６…
…を接着して構成するのである。 ここで、上記のポリアセチレン膜４′，４′…
…，６′，６′……相互の接着、ポリアセチレン膜
電極４，６と補助正電極９，補助負電極１０との
接着手段としては、圧力接着または超音波接着な
どの手段により固定される。 尚、ここで当該電池の製作に際しては、ガラス
繊維フイルターによるセパレーター７、補助電極
９，１０、そして容器１は、予め真空乾燥を行な
い、PCは減圧乾燥、過塩素酸リチウムは５時間
真空中で脱水した後、24時間減圧乾燥が施され
る。 また、当該電極反応は、次の通りであり、下記
の右方向矢印が放電、左方向矢印が充電を示して
いる。 〔CH（ClO- 4）y〕x＋XY- e （CH）x＋XYClO- 4 ……正極 〔CH（Li+）y〕x （CH）x＋XYLi+＋XY- e ……負極 〔CH（ClO- 4）y〕x＋〔CH（Li+）y〕x ２（CH）x＋XY（Li+＋ClO- 4） ……電池反応 上記既提案の二次電池によれば、セル電圧3.3
〜3.5Vとなり、エネルギー密度も424Wh／Kgと
補助電極のない従来品に比し大巾に特性が改善さ
れ、また最大出力密度も24.5KW／Kgと大とな
り、エネルギー効率も80％と不変の値が示され
た。 さらに、ポリアセチレン膜単葉の電極を用いた
場合に比し、同一充電条件でありながら短絡電流
が、下表のように著しく増大することを確認する
ことができた。 なお、下表値は0.5mA／cm2の充電電流による場
合を示し、またポリアセチレン膜製造時の重合温
度は−78℃、圧力760mmＨｇ、重合時間は約５分、
さらに製造されたポリアセチレン膜の嵩さ密度は
0.3g／cm3、膜厚70〜80μｍである。
【表】
そこで、本考案は、上記提案のものにあつて、
ポリアセチレン膜の表面密度を適切に選定するこ
とにより、上記の如く改善された特性を、より優
れたものにするのがその目的である。 以下、本考案を図示の実施例について詳述すれ
ば、本考案では第１図に示すものと同じく構成さ
れた二次電池において、正極、負極の補助電極
９，１０と接触するポリアセチレン膜４′，４′…
…，６′，６′……の表面密度をセパレーター７と
接触するポリアセチレン膜４′，４′……，６′，
６′……の表面密度よりも高くするのである。 そこで上記ポリアセチレン膜を製造するには、
例えば当該触媒として、Al／Tiのモル比が４：
１で、Ti濃度が100mmol／と600mmol／の
２種のチーグラナツタ触媒（Ti／OC4H9）4−Al
（C2H5）3系）を用いた。 また、重合は、圧力が1atm、温度が−78℃の
条件の下で行つた。 そして、ポリアセチレン膜の構造には、図示し
ない、重合瓶に不活性ガスを封入しておき、該重
合瓶を垂直状態において略100r.p.m.、で回転さ
せるようにした。 すなわち、まず、不活性ガスが封入された重合
瓶を回転させながら、触媒注入口からTi濃度
600mmol／の触媒を１mlだけ重合瓶の底面に
滴下させ、触媒が底面に広がつた時点で回転を止
め、不活性ガスを排気して、アセチレンガスを10
分間導入し、第１層のポリアセチレン膜を製造し
た。 次に、上記重合瓶を回転させながら、触媒注入
口からTi濃度100mmol／の触媒を１mlだけ重
合瓶内の上記第１層のポリアセチレン膜面に滴下
し、上記と同様にして重合を行い、第１層のポリ
アセチレン膜と密度の異なるポリアセチレン膜
を、該第１層のポリアセチレン膜上に形成する。 上記方法によつて製造した第２層目のポリアセ
チレン膜Ｂは、前記第１層目のポリアセチレン膜
Ａが、第２図に示すように、その表面密度小であ
るのに反し、第３図に示す如くその表面密度が大
きくなつている。 すなわち、同膜Ｂの場合は空洞部B′が少なく
繊維状部B″が大きくなつているのに対し、上記
膜Ａでは繊維状部A″が少なく、空洞部A′の部分
が大きくなつており、このポリアセチレン膜Ｂを
前記の如く正極、負極の補助電極９，１０に当接
させ、ポリアセチレン膜Ａがセパレーター７側に
接触するように配装するのである。 表１は、第１図に示す二次電池において、正
極、負極のポリアセチレン膜４′，４′……，６′，
６′につき、その表面密度を変化させ、これらに
ついて１時間充電させた場合の短絡電流値を夫々
示すものである。 ここで、充電電流は、2mA／cm2である。
ポリアセチレン膜の表面密度を適切に選定するこ
とにより、上記の如く改善された特性を、より優
れたものにするのがその目的である。 以下、本考案を図示の実施例について詳述すれ
ば、本考案では第１図に示すものと同じく構成さ
れた二次電池において、正極、負極の補助電極
９，１０と接触するポリアセチレン膜４′，４′…
…，６′，６′……の表面密度をセパレーター７と
接触するポリアセチレン膜４′，４′……，６′，
６′……の表面密度よりも高くするのである。 そこで上記ポリアセチレン膜を製造するには、
例えば当該触媒として、Al／Tiのモル比が４：
１で、Ti濃度が100mmol／と600mmol／の
２種のチーグラナツタ触媒（Ti／OC4H9）4−Al
（C2H5）3系）を用いた。 また、重合は、圧力が1atm、温度が−78℃の
条件の下で行つた。 そして、ポリアセチレン膜の構造には、図示し
ない、重合瓶に不活性ガスを封入しておき、該重
合瓶を垂直状態において略100r.p.m.、で回転さ
せるようにした。 すなわち、まず、不活性ガスが封入された重合
瓶を回転させながら、触媒注入口からTi濃度
600mmol／の触媒を１mlだけ重合瓶の底面に
滴下させ、触媒が底面に広がつた時点で回転を止
め、不活性ガスを排気して、アセチレンガスを10
分間導入し、第１層のポリアセチレン膜を製造し
た。 次に、上記重合瓶を回転させながら、触媒注入
口からTi濃度100mmol／の触媒を１mlだけ重
合瓶内の上記第１層のポリアセチレン膜面に滴下
し、上記と同様にして重合を行い、第１層のポリ
アセチレン膜と密度の異なるポリアセチレン膜
を、該第１層のポリアセチレン膜上に形成する。 上記方法によつて製造した第２層目のポリアセ
チレン膜Ｂは、前記第１層目のポリアセチレン膜
Ａが、第２図に示すように、その表面密度小であ
るのに反し、第３図に示す如くその表面密度が大
きくなつている。 すなわち、同膜Ｂの場合は空洞部B′が少なく
繊維状部B″が大きくなつているのに対し、上記
膜Ａでは繊維状部A″が少なく、空洞部A′の部分
が大きくなつており、このポリアセチレン膜Ｂを
前記の如く正極、負極の補助電極９，１０に当接
させ、ポリアセチレン膜Ａがセパレーター７側に
接触するように配装するのである。 表１は、第１図に示す二次電池において、正
極、負極のポリアセチレン膜４′，４′……，６′，
６′につき、その表面密度を変化させ、これらに
ついて１時間充電させた場合の短絡電流値を夫々
示すものである。 ここで、充電電流は、2mA／cm2である。
【表】
同表により、正負両極のポリアセチレン膜４′，
４′……，６′，６′……について、その膜表面密
度を大きくしてやれば、両極補助電極との接触面
積が増大して、短絡電流値が大となることを解認
することができた。 本考案は、上記実施例に具現されるように、ポ
リアセチレン膜４′，６′を電極としたプラスチツ
ク電極二次電池において、正極、負極のポリアセ
チレン膜電極４，６の表面密度が、正極、負極の
補助電極９，１０と接触するポリアセチレン膜
４′，６′よりも大きくなつているので、ポリアセ
チレン膜４′，６′の密度を均一としたものに比
べ、正負両極との接触面積が増大し、これに伴つ
て短絡電流値も大となり、しかもポリアセチレン
膜電極４，６全体として、空洞部分が極端に小さ
くなり、電解液と当該膜電極との接触面積が削減
されてしまうこともないから、重負荷に耐え得る
プラスチツク電極二次電池を提供することができ
る。
４′……，６′，６′……について、その膜表面密
度を大きくしてやれば、両極補助電極との接触面
積が増大して、短絡電流値が大となることを解認
することができた。 本考案は、上記実施例に具現されるように、ポ
リアセチレン膜４′，６′を電極としたプラスチツ
ク電極二次電池において、正極、負極のポリアセ
チレン膜電極４，６の表面密度が、正極、負極の
補助電極９，１０と接触するポリアセチレン膜
４′，６′よりも大きくなつているので、ポリアセ
チレン膜４′，６′の密度を均一としたものに比
べ、正負両極との接触面積が増大し、これに伴つ
て短絡電流値も大となり、しかもポリアセチレン
膜電極４，６全体として、空洞部分が極端に小さ
くなり、電解液と当該膜電極との接触面積が削減
されてしまうこともないから、重負荷に耐え得る
プラスチツク電極二次電池を提供することができ
る。
第１図は本考案に係るプラスチツク電極二次電
池の一実施例を示す縦断正面図、第２図は同電池
のセパレーター側と当接されるポリアセチレン膜
につき、その表面密度を説示した拡大図、第３図
は同電池の補助電極側と当接するポリアセチレン
膜につき、その表面密度を説示した拡大図であ
る。 １……容器、３……正極端子、４……正極のポ
リアセチレン膜電極、４′……正極のポリアセチ
レン膜、５……負極端子、６……負極のポリアセ
チレン膜電極、６′……負極のポリアセチレン膜、
７……セパレーター、８……電解液、９……補助
正電極、１０……補助負電極。
池の一実施例を示す縦断正面図、第２図は同電池
のセパレーター側と当接されるポリアセチレン膜
につき、その表面密度を説示した拡大図、第３図
は同電池の補助電極側と当接するポリアセチレン
膜につき、その表面密度を説示した拡大図であ
る。 １……容器、３……正極端子、４……正極のポ
リアセチレン膜電極、４′……正極のポリアセチ
レン膜、５……負極端子、６……負極のポリアセ
チレン膜電極、６′……負極のポリアセチレン膜、
７……セパレーター、８……電解液、９……補助
正電極、１０……補助負電極。
Claims (1)
- 容器内には、導出した正極端子に導通のポリア
セチレ膜電極と、導出した負極端子に導通のポリ
アセチレン膜電極と、当該正極、負極のポリアセ
チレン膜電極間に挟着のセパレータと、上記正
極、負極のポリアセチレン膜電極の各外側に接着
された夫々金による補助正電極、アルミニウムに
よる補助負電極とが設けられ、さらに当該両ポリ
アセチレン膜電極が、ポリアセチレン膜の積層接
着して構成されていると共に、過塩素酸リチウム
をプロピレンカーボネイトに溶解した電解液が、
当該容器内に収納されているプラスチツク電極二
次電池において、上記正極、負極のポリアセチレ
ン膜電極につき、正極、負極の補助電極と接触す
るポリアセチレン膜の密度が、上記セパレーター
と接触するポリアセチレン膜の密度よりも大きく
なつているプラスチツク電極二次電池。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984037531U JPS60150778U (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | プラスチツク電極二次電池 |
| DE8484305885T DE3480312D1 (en) | 1983-08-31 | 1984-08-29 | Plastics electrode secondary battery |
| EP84305885A EP0136099B1 (en) | 1983-08-31 | 1984-08-29 | Plastics electrode secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984037531U JPS60150778U (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | プラスチツク電極二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60150778U JPS60150778U (ja) | 1985-10-07 |
| JPH04540Y2 true JPH04540Y2 (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=30543697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1984037531U Granted JPS60150778U (ja) | 1983-08-31 | 1984-03-16 | プラスチツク電極二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60150778U (ja) |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP1984037531U patent/JPS60150778U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60150778U (ja) | 1985-10-07 |
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