JPH0636371B2 - 高分子固体のみにより形成される２次電池の製造法 - Google Patents
高分子固体のみにより形成される２次電池の製造法Info
- Publication number
- JPH0636371B2 JPH0636371B2 JP1034702A JP3470289A JPH0636371B2 JP H0636371 B2 JPH0636371 B2 JP H0636371B2 JP 1034702 A JP1034702 A JP 1034702A JP 3470289 A JP3470289 A JP 3470289A JP H0636371 B2 JPH0636371 B2 JP H0636371B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- pyrrole
- thiophene
- polymer solid
- layer
- 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.)
- Expired - Lifetime
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
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- 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
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、正極と負極との間に電解液を存在せしめず、
また、必要としない高分子固体のみにより形成される２
次電池の製造法に関する。
また、必要としない高分子固体のみにより形成される２
次電池の製造法に関する。
正極及び負極に夫々別個の導電性高分子固体を使用して
なる高分子２次電池は、従来の鉛畜電池の如き金属２次
電池に比して遥かに軽量であるため、電気機器特に自動
車、航空機、潜水艦等の移動型の電気機器等の電源とし
て注目されている。しかし、この場合であっても、起電
力は正極と負極との間に電解液を介在して発生せしめる
ため、該電解液及びこれを収容する容器の形状及び重量
が可成大となり電池の軽量化、小型化を阻む原因となっ
ていた。また、移動型電気機器用では、その形状に大な
る自由度が要求されるにも拘らず、電解液及びこれを収
容する容器の存在がこれを妨げていた。
なる高分子２次電池は、従来の鉛畜電池の如き金属２次
電池に比して遥かに軽量であるため、電気機器特に自動
車、航空機、潜水艦等の移動型の電気機器等の電源とし
て注目されている。しかし、この場合であっても、起電
力は正極と負極との間に電解液を介在して発生せしめる
ため、該電解液及びこれを収容する容器の形状及び重量
が可成大となり電池の軽量化、小型化を阻む原因となっ
ていた。また、移動型電気機器用では、その形状に大な
る自由度が要求されるにも拘らず、電解液及びこれを収
容する容器の存在がこれを妨げていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、叙上の実状に鑑みてなされたもので、２次電
池特に高分子２次電池をより一層軽量化し、かつ、形状
の自由化を企図してなされたもので、これがため導電性
高分子固体からなる正負極間を電解液に替わる導電性高
分子層で充填し、全体を高分子固体のみにより形成され
る２次電池を提供しようとするものである。
池特に高分子２次電池をより一層軽量化し、かつ、形状
の自由化を企図してなされたもので、これがため導電性
高分子固体からなる正負極間を電解液に替わる導電性高
分子層で充填し、全体を高分子固体のみにより形成され
る２次電池を提供しようとするものである。
まず、本発明者により下記の如き研究が行われた。
溶媒としてアセトニトリルを、支持電解質としてテトラ
エチルアンモニウムテトラフルオロボレート（以下TEAF
Bという。）使用する電解においてピロールとチオフェ
ンの酸化電位はそれぞれ約１．０Ｖと２．０Ｖであるの
で、ピロール／チオフェン混合系おける電気重合体は、
上記の酸化電位の差により、層間に電位差のある２層構
造を有する導電性高分子の生成が期待される。
エチルアンモニウムテトラフルオロボレート（以下TEAF
Bという。）使用する電解においてピロールとチオフェ
ンの酸化電位はそれぞれ約１．０Ｖと２．０Ｖであるの
で、ピロール／チオフェン混合系おける電気重合体は、
上記の酸化電位の差により、層間に電位差のある２層構
造を有する導電性高分子の生成が期待される。
アセトニトリル／TEAFB／ピロール／チオフェン系の電
解性共重合の態様、その生成物並びに該生成物の物性を
調べるため、飽和カロメル電極を参照電極とし、また、
白金電極を作用電極及び対電極とした３極方式による定
電流電解重合を行なった。溶剤は前記のアセトニトリ
ル、支持電解質はTEAFBを使用し、第１表の如く反応開
始時のピロールとチオフェンのモル比が異なる電解液を
反応せしめた。
解性共重合の態様、その生成物並びに該生成物の物性を
調べるため、飽和カロメル電極を参照電極とし、また、
白金電極を作用電極及び対電極とした３極方式による定
電流電解重合を行なった。溶剤は前記のアセトニトリ
ル、支持電解質はTEAFBを使用し、第１表の如く反応開
始時のピロールとチオフェンのモル比が異なる電解液を
反応せしめた。
反応の初期において、酸化電位は約１．０Ｖ付近でほぼ
一定であったが、その後徐々に約２．０Ｖ付近まで上昇
し、再び一定となった。変化した時間をｔｃとすると、
上表の如くピロールのモル比が大ある程ｔｃが長くな
る。（特にエントリー２及び３を参照） 生成した重合物について、ＩＲスペクトルを測定した結
果、電極側のスペクトルと溶剤側のスペクトルは夫々ピ
ロール、チオフェンのホモポリマーに相似していること
から、生成重合体は、先に重合するポリピロールとあと
から重合するポリチォフェンの２重構造を有することが
判明した。これは酸化電位の変化の事実からも支持され
た。
一定であったが、その後徐々に約２．０Ｖ付近まで上昇
し、再び一定となった。変化した時間をｔｃとすると、
上表の如くピロールのモル比が大ある程ｔｃが長くな
る。（特にエントリー２及び３を参照） 生成した重合物について、ＩＲスペクトルを測定した結
果、電極側のスペクトルと溶剤側のスペクトルは夫々ピ
ロール、チオフェンのホモポリマーに相似していること
から、生成重合体は、先に重合するポリピロールとあと
から重合するポリチォフェンの２重構造を有することが
判明した。これは酸化電位の変化の事実からも支持され
た。
次に、上記の共重合体試料にリード線を取付け一定時間
電池を接続したのち、マルチメータで電流を測定した結
果、該試料に電流が流れることが観測され、充放電特性
を有することが判明し、この際放電時間と導電率との間
に相関関係が認められ、導電率が極大値を示し、極大導
電率は初期導電率の１０３倍であった。このような充放
電特性はピロール、チオフェンの夫々のホモポリマーに
は見受けられなかった。
電池を接続したのち、マルチメータで電流を測定した結
果、該試料に電流が流れることが観測され、充放電特性
を有することが判明し、この際放電時間と導電率との間
に相関関係が認められ、導電率が極大値を示し、極大導
電率は初期導電率の１０３倍であった。このような充放
電特性はピロール、チオフェンの夫々のホモポリマーに
は見受けられなかった。
以上の研究に基づいて、電解液を使用しなくても、複数
種の単量体を含む溶液から電解重合によって得られる高
分子固体が２次電池を構成することを知得し、本発明を
完成するに至りたるものである。
種の単量体を含む溶液から電解重合によって得られる高
分子固体が２次電池を構成することを知得し、本発明を
完成するに至りたるものである。
本発明は、 ａ． ピロール及びチオフエンの夫々の単量体と支持電
解質になるテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボ
レートとを含む溶液内に、 ｂ． 対向する白金電極を挿入し該白金電極間を一定電
流に保つように電圧を印加して、 ｃ． 殆んどポリピロールからなる層と殆んどポリチオ
フエンからなる層との間にピロール・チオフエン共重合
体からなる層を連続して形成せしめ、 ｄ． 前記殆んどポリピロールからなる層を正極とし前
記殆んどポリチオフエンからなる層を負極とし前記ピロ
ール・チオフエン共重合体からなる層を導電部とする ｅ． 高分子固体のみにより形成される２次電池の製造
法。
解質になるテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボ
レートとを含む溶液内に、 ｂ． 対向する白金電極を挿入し該白金電極間を一定電
流に保つように電圧を印加して、 ｃ． 殆んどポリピロールからなる層と殆んどポリチオ
フエンからなる層との間にピロール・チオフエン共重合
体からなる層を連続して形成せしめ、 ｄ． 前記殆んどポリピロールからなる層を正極とし前
記殆んどポリチオフエンからなる層を負極とし前記ピロ
ール・チオフエン共重合体からなる層を導電部とする ｅ． 高分子固体のみにより形成される２次電池の製造
法。
以上を要旨として成立するものである。
特定の１種類の単量体と支持電解質を含む溶液に電極を
挿入し電圧を印加して導電性高分子を生成する方法は電
解重合法と呼ばれ、この方法により生成された高分子
は、ほぼ一定の電位状態が保たれる。
挿入し電圧を印加して導電性高分子を生成する方法は電
解重合法と呼ばれ、この方法により生成された高分子
は、ほぼ一定の電位状態が保たれる。
従って、異なる電位状態にある導電性高分子間には、電
位差を生じ、起電力が発生する筈である。本発明は、２
種類以上の単量体を含む溶液を電解重合して、異なる電
位状態の複数種のホモポリマー間を該複数種の単量体か
らなるコポリマー（共重合体）で連接した、高分子固体
のみからなる２次電池を形成しようとするものである。
位差を生じ、起電力が発生する筈である。本発明は、２
種類以上の単量体を含む溶液を電解重合して、異なる電
位状態の複数種のホモポリマー間を該複数種の単量体か
らなるコポリマー（共重合体）で連接した、高分子固体
のみからなる２次電池を形成しようとするものである。
以下実施例に基づいて本発明を説明する。
実施例１ 単量体として、ピロール０．６mgとチオフェン０．８mg
を、また、溶媒としてアセトニトリル１５０mlを、さら
に、電解液中に電流を流れ易くする支持電解質としてＴ
ＥＡＦＢ3.2ｇを収容した電解槽に、縦２０mm、横１０m
m、厚さ０．５mmの白金電極を２個平行に挿入し、定電
流発生装置を使用して、７．５mA/cm2の直流電流を約５
０時間印加し、第１図に略示する如き高分子固体が得ら
れた。図中、Ａは殆んどポリピロールの層からなる正
極、Ｂはピロール・チオフェン共重合体からなる導電
部、Ｃは殆んどポリチオフェンの層からなる負極であ
る。Ａ，Ｂ両部にリード線を付設して１．５Ｖ１分間の
充電実施後の保有電圧は約０．４Ｖであって、２次電池
の形成が確認される。
を、また、溶媒としてアセトニトリル１５０mlを、さら
に、電解液中に電流を流れ易くする支持電解質としてＴ
ＥＡＦＢ3.2ｇを収容した電解槽に、縦２０mm、横１０m
m、厚さ０．５mmの白金電極を２個平行に挿入し、定電
流発生装置を使用して、７．５mA/cm2の直流電流を約５
０時間印加し、第１図に略示する如き高分子固体が得ら
れた。図中、Ａは殆んどポリピロールの層からなる正
極、Ｂはピロール・チオフェン共重合体からなる導電
部、Ｃは殆んどポリチオフェンの層からなる負極であ
る。Ａ，Ｂ両部にリード線を付設して１．５Ｖ１分間の
充電実施後の保有電圧は約０．４Ｖであって、２次電池
の形成が確認される。
実地例２ 単量体として、ピロール０．９mgとチオフェン１．２mg
を、また、溶媒としてアセトニトリル１５０mlを、さら
に、支持電解質としてTEAFB３．２ｇを収容した電解槽
に、実施例１と同様の大きさの白金電極を挿入し、定電
流発生装置を用い７．５mA/cm2の直流電流を約７０時間
印加して得られた高分子固体の１．５Ｖ１分間充電後の
保有電圧は約０．４Ｖであって、２次電池の形成が確認
される。
を、また、溶媒としてアセトニトリル１５０mlを、さら
に、支持電解質としてTEAFB３．２ｇを収容した電解槽
に、実施例１と同様の大きさの白金電極を挿入し、定電
流発生装置を用い７．５mA/cm2の直流電流を約７０時間
印加して得られた高分子固体の１．５Ｖ１分間充電後の
保有電圧は約０．４Ｖであって、２次電池の形成が確認
される。
本発明は以上の構成に基づくものであって、得られた高
分子固体のみにより形成される２次電池は、保有電圧当
りの体積及び重量が共に鉛畜電池の約５００分の１とな
り非常に軽量かつ小型である。また、作用電極の形状を
変えることにより任意の形状の２次電池が形成される。
分子固体のみにより形成される２次電池は、保有電圧当
りの体積及び重量が共に鉛畜電池の約５００分の１とな
り非常に軽量かつ小型である。また、作用電極の形状を
変えることにより任意の形状の２次電池が形成される。
この結果、自動車、航空機又は潜水艦等において使用さ
れるコンピューター付きの探索・制御用等の複雑な電気
機器に適用して、その軽量・小型であり形状にかなりの
自由度を有する２次電池として極めて好適であり、有用
なる発明といいうるものである。
れるコンピューター付きの探索・制御用等の複雑な電気
機器に適用して、その軽量・小型であり形状にかなりの
自由度を有する２次電池として極めて好適であり、有用
なる発明といいうるものである。
第１図は、本発明に係る高分子固体の略示的説明図であ
る。 Ａ……殆んどポリピロールの層からなる正極 Ｂ……ピロール、チオフェン共重合体からなる導電部 Ｃ……殆んどポリチオフェンの層からなる負極
る。 Ａ……殆んどポリピロールの層からなる正極 Ｂ……ピロール、チオフェン共重合体からなる導電部 Ｃ……殆んどポリチオフェンの層からなる負極
Claims (1)
- 【請求項１】ピロール及びチオフエンの夫々の単量体と
支持電解質になるテトラエチルアンモニウムテトラフル
オロボレートとを含む溶液内に、対向する白金電極を挿
入し該白金電極間を一定電流に保つように電圧を印加し
て、殆んどポリピロールからなる層と殆んどポリチオフ
エンからなる層との間にピロール・チオフエン共重合体
からなる層を連続して形成せしめ、前記殆んどポリピロ
ールからなる層を正極とし前記殆んどポリチオフエンか
らなる層を負極とし前記ピロール・チオフエン共重合体
からなる層を導電部とする高分子固体のみにより形成さ
れる２次電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034702A JPH0636371B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 高分子固体のみにより形成される２次電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034702A JPH0636371B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 高分子固体のみにより形成される２次電池の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02215060A JPH02215060A (ja) | 1990-08-28 |
| JPH0636371B2 true JPH0636371B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=12421692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1034702A Expired - Lifetime JPH0636371B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 高分子固体のみにより形成される２次電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636371B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100424256B1 (ko) * | 2001-10-20 | 2004-03-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전기화학적 중합방법에 의한 고분자 전해질의 제조방법 및이를 채용한 리튬 전지 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63205063A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Ube Ind Ltd | 電池の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP1034702A patent/JPH0636371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02215060A (ja) | 1990-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Conway et al. | Double-layer and pseudocapacitance types of electrochemical capacitors and their applications to the development of hybrid devices | |
| Sung et al. | Fabrication of microcapacitors using conducting polymer microelectrodes | |
| Yu et al. | Flexible, sandwich-like Ag-nanowire/PEDOT: PSS-nanopillar/MnO 2 high performance supercapacitors | |
| US5527640A (en) | Electrochemical supercapacitors | |
| JPH0454350B2 (ja) | ||
| JP2001518234A (ja) | 対称無機電極を有する電気化学的セル | |
| DE3280397D1 (de) | Elektrische energiespeichervorrichtung. | |
| JP2009104819A (ja) | 蓄電材料およびそれを用いた二次電池 | |
| JP2003526899A (ja) | ２重電気層を備えたコンデンサ | |
| Trinidad et al. | Electrochemical behaviour of polypyrrole films as secondary battery electrodes in LiClO4-propylene carbonate | |
| Arslan et al. | Electrochemical storage properties of polyaniline-, poly (N-methylaniline)-, and poly (N-ethylaniline)-coated pencil graphite electrodes | |
| US6699621B2 (en) | Method for electrochemical conditioning polymeric electrodes | |
| JPH0636371B2 (ja) | 高分子固体のみにより形成される２次電池の製造法 | |
| EP2735008A1 (en) | An energy storage device, an inorganic gelled electrolyte and methods thereof | |
| JP2009277760A (ja) | ファラデー容量型キャパシタ用電極、ファラデー容量型キャパシタ用電極の製造方法、及びファラデー容量型キャパシタ | |
| USH1054H (en) | Electrochemical cell that delivers high power pulses | |
| JP3051550B2 (ja) | 電池用電極の製造法 | |
| JPS62271345A (ja) | プラスチツク電池用電極の製造方法 | |
| JPH07201676A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
| JPH0240868A (ja) | 二次電池 | |
| JPH10116620A (ja) | 薄形リチウム電池とその製造方法 | |
| Maletin et al. | Supercapacitors: old problems and new trends | |
| JPS59157974A (ja) | 二次電池 | |
| JPS6313259A (ja) | プラスチツク電池用電極の製造方法 | |
| JP2001257133A (ja) | 導電性高分子複合電極および電気化学キャパシタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |