JPH0660906A - 有機化合物電池 - Google Patents
有機化合物電池Info
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- JPH0660906A JPH0660906A JP4208014A JP20801492A JPH0660906A JP H0660906 A JPH0660906 A JP H0660906A JP 4208014 A JP4208014 A JP 4208014A JP 20801492 A JP20801492 A JP 20801492A JP H0660906 A JPH0660906 A JP H0660906A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ジスルフィド系化合物を活物質とした正極に
おいて、高エネルギー密度を有するという特徴を損なわ
ず、かつ室温でも大電流充放電が可能で可逆性に優れた
電池を提供する。 【構成】 ジスルフィド系化合物を正極５の活物質と
し、負極３に金属リチウムを用いた電池を構成する。電
解質部分には、アルカリ金属塩を溶解した電解液を用
い、その組成をプロピレンカーボネート、またはプロピ
レンカーボネートとジメトキシエタンの混合液などを用
いる。これにより室温で十分なイオン伝導度が得られ、
大電流による充放電が可能となる。さらに複合正極内部
に電解液がしみこむことにより実質的な接触面積が格段
に増大され、ほぼ１００％に近い正極容量を得ることが
できる。また反応の可逆性も向上しサイクル特性も安定
する。
おいて、高エネルギー密度を有するという特徴を損なわ
ず、かつ室温でも大電流充放電が可能で可逆性に優れた
電池を提供する。 【構成】 ジスルフィド系化合物を正極５の活物質と
し、負極３に金属リチウムを用いた電池を構成する。電
解質部分には、アルカリ金属塩を溶解した電解液を用
い、その組成をプロピレンカーボネート、またはプロピ
レンカーボネートとジメトキシエタンの混合液などを用
いる。これにより室温で十分なイオン伝導度が得られ、
大電流による充放電が可能となる。さらに複合正極内部
に電解液がしみこむことにより実質的な接触面積が格段
に増大され、ほぼ１００％に近い正極容量を得ることが
できる。また反応の可逆性も向上しサイクル特性も安定
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジスルフィド系化合物
を正極活物質として用いた二次電池に関するものであ
る。
を正極活物質として用いた二次電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】導電性高分子を電極材料に用いると、軽
量で高エネルギー密度の電池や大面積のエレクトロクロ
ミック素子、微小電極を用いた生物化学センサーなどの
電気化学素子の実現が期待できることから、導電性高分
子電極の実用が盛んに検討されている。１９７１年に白
川らが発見したポリアセチレンに始まり、ポリアニリ
ン、ポリピロール、ポリアセン、ポリチオフェンなどの
π電子共役系導電性高分子が見いだされ、これらを電極
として用いた二次電池が開発されるに及んでいる。
量で高エネルギー密度の電池や大面積のエレクトロクロ
ミック素子、微小電極を用いた生物化学センサーなどの
電気化学素子の実現が期待できることから、導電性高分
子電極の実用が盛んに検討されている。１９７１年に白
川らが発見したポリアセチレンに始まり、ポリアニリ
ン、ポリピロール、ポリアセン、ポリチオフェンなどの
π電子共役系導電性高分子が見いだされ、これらを電極
として用いた二次電池が開発されるに及んでいる。
【０００３】これらの導電性高分子を用いた電極のエネ
ルギー密度としては、導電性高分子あたりで２５０〜４
００Ｗｈ／ｋｇで実際の電池を構成する段階での実効的
なエネルギー密度はこの１０〜３０％程度すなわち２０
〜１２０Ｗｈ／ｋｇとなる。
ルギー密度としては、導電性高分子あたりで２５０〜４
００Ｗｈ／ｋｇで実際の電池を構成する段階での実効的
なエネルギー密度はこの１０〜３０％程度すなわち２０
〜１２０Ｗｈ／ｋｇとなる。
【０００４】これに対し、２倍から４倍の高エネルギー
密度が期待できる有機材料として、米国特許第４，８３
３，０４８号明細書にジスルフィド化合物が提案されて
いる。この化合物は、最も簡単な形でＲ−Ｓ−Ｓ−Ｒと
表わされ、Ｓ−Ｓ結合が電解還元によって開裂し、電解
浴中のカチオン（Ｍ+ ）とでＲ−Ｓ- ・Ｍ+ で表わされ
る塩を生成する。また、この塩は、電解酸化により再び
元のＲ−Ｓ−Ｓ−Ｒの戻るという性質を持つものであ
る。また、カチオン（Ｍ+ ）を供給、捕捉する金属Ｍと
ジスルフィド系化合物を組み合わせた金属−硫黄二次電
池が前述の米国特許に提案されており、電池あたり１５
０Ｗｈ／ｋｇと通常の二次電池に匹敵あるいはそれ以上
のエネルギー密度が期待できる。
密度が期待できる有機材料として、米国特許第４，８３
３，０４８号明細書にジスルフィド化合物が提案されて
いる。この化合物は、最も簡単な形でＲ−Ｓ−Ｓ−Ｒと
表わされ、Ｓ−Ｓ結合が電解還元によって開裂し、電解
浴中のカチオン（Ｍ+ ）とでＲ−Ｓ- ・Ｍ+ で表わされ
る塩を生成する。また、この塩は、電解酸化により再び
元のＲ−Ｓ−Ｓ−Ｒの戻るという性質を持つものであ
る。また、カチオン（Ｍ+ ）を供給、捕捉する金属Ｍと
ジスルフィド系化合物を組み合わせた金属−硫黄二次電
池が前述の米国特許に提案されており、電池あたり１５
０Ｗｈ／ｋｇと通常の二次電池に匹敵あるいはそれ以上
のエネルギー密度が期待できる。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、提案さ
れているジスルフィド系化合物は、米国特許第４，８３
３，０４８号の発明者らが、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１３６，Ｎｏ．９，ｐ．２５７
０〜２５７５（１９８９）で報告しているように、たと
えばテトラエチルチウラムジスルフィド（化３）の電解
では、酸化と還元の電位が１ｖｏｌｔ以上離れており、
電極反応論の教えるところによれば、このような材料に
おける電気化学反応は、その電子移動過程が極めて遅
く、従って室温付近では実用に見合う大きな電流、例え
ば１ｍＡ／ｃｍ2 以上の電流を取り出すことが困難であ
り、１００〜２００℃の高温での使用に限られるという
課題を有していた。
れているジスルフィド系化合物は、米国特許第４，８３
３，０４８号の発明者らが、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１３６，Ｎｏ．９，ｐ．２５７
０〜２５７５（１９８９）で報告しているように、たと
えばテトラエチルチウラムジスルフィド（化３）の電解
では、酸化と還元の電位が１ｖｏｌｔ以上離れており、
電極反応論の教えるところによれば、このような材料に
おける電気化学反応は、その電子移動過程が極めて遅
く、従って室温付近では実用に見合う大きな電流、例え
ば１ｍＡ／ｃｍ2 以上の電流を取り出すことが困難であ
り、１００〜２００℃の高温での使用に限られるという
課題を有していた。
【０００６】
【化３】
【０００７】また、同じ発明者らが、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１３７，Ｎｏ．４，
ｐ．１１９１〜１１９２（１９９０）で報告していると
ころによるとジメチルスルホキシドに溶解したテトラエ
チルチウラムジスルフィドを電池活物質として、正極グ
ラファイトと負極リチウムとを用いたセルにより、室温
で１６ｍＡ／ｃｍ2 の高い電流密度で充電と放電を繰り
返したことを報告している。また、３．４ｍＡ／ｃｍ2
でサイクル特性を検討しているが、いずれの場合も放電
深度を１０％に抑えているため低容量であった。
ｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１３７，Ｎｏ．４，
ｐ．１１９１〜１１９２（１９９０）で報告していると
ころによるとジメチルスルホキシドに溶解したテトラエ
チルチウラムジスルフィドを電池活物質として、正極グ
ラファイトと負極リチウムとを用いたセルにより、室温
で１６ｍＡ／ｃｍ2 の高い電流密度で充電と放電を繰り
返したことを報告している。また、３．４ｍＡ／ｃｍ2
でサイクル特性を検討しているが、いずれの場合も放電
深度を１０％に抑えているため低容量であった。
【０００８】さらに、同じ発明者らがＭｏｌ．Ｃｒｙｓ
ｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，Ｖｏｌ．１９０，ｐｐ．１
８５〜１９５（１９９０）で報告している中で、２，５
−ジメルカプト１，３，４−チアジアゾールとカーボン
とイオン伝導性高分子としてポリエチレンオキサイドを
混合した電極を用い、ポリエチレンオキサイドと塩から
なる電解質とＬｉ金属とを組み合わせて電池を構成し、
８０〜１００℃で作動させているが、この場合にも電流
密度は０．５ｍＡ／ｃｍ2 にとどまっている。
ｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，Ｖｏｌ．１９０，ｐｐ．１
８５〜１９５（１９９０）で報告している中で、２，５
−ジメルカプト１，３，４−チアジアゾールとカーボン
とイオン伝導性高分子としてポリエチレンオキサイドを
混合した電極を用い、ポリエチレンオキサイドと塩から
なる電解質とＬｉ金属とを組み合わせて電池を構成し、
８０〜１００℃で作動させているが、この場合にも電流
密度は０．５ｍＡ／ｃｍ2 にとどまっている。
【０００９】本発明は、前記従来の課題を解決するた
め、ジスルフィド系化合物の単量体あるいは重合体を電
池の電極として用い、高エネルギー密度を有するという
性質を損なわず、かつ室温でも大電流充放電が可能で可
逆性に優れた電池を提供することを目的とする。
め、ジスルフィド系化合物の単量体あるいは重合体を電
池の電極として用い、高エネルギー密度を有するという
性質を損なわず、かつ室温でも大電流充放電が可能で可
逆性に優れた電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の有機化合物電池は、ジスルフィド系有機化
合物を正極活物質に用いた電池であって、アルカリ金属
塩を溶解した電解液として、プロピレンカーボネート、
プロピレンカーボネートとジメトキシエタンの混合液、
プロピレンカーボネートとテトラヒドロフランの混合
液、スルホランとジメトキシエタンの混合液、スルホラ
ンとテトラヒドロフランの混合液から選ばれる少なくと
も一つの溶液を用いることを特徴とする。
め、本発明の有機化合物電池は、ジスルフィド系有機化
合物を正極活物質に用いた電池であって、アルカリ金属
塩を溶解した電解液として、プロピレンカーボネート、
プロピレンカーボネートとジメトキシエタンの混合液、
プロピレンカーボネートとテトラヒドロフランの混合
液、スルホランとジメトキシエタンの混合液、スルホラ
ンとテトラヒドロフランの混合液から選ばれる少なくと
も一つの溶液を用いることを特徴とする。
【００１１】前記構成においては、アルカリ金属塩が、
過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチ
ウム、四フッ化ホウ酸リチウム、六フッ化リン酸リチウ
ムから選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチ
ウム、四フッ化ホウ酸リチウム、六フッ化リン酸リチウ
ムから選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
【００１２】また前記構成においては、ジスルフィド系
有機化合物が、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チ
アジアゾールの単量体（前記化１）またはその重合体
（前記化２）であることが好ましい。
有機化合物が、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チ
アジアゾールの単量体（前記化１）またはその重合体
（前記化２）であることが好ましい。
【００１３】
【作用】前記した本発明の構成によれば、電解質を液体
にすることにより、室温で十分なイオン伝導度が得ら
れ、大電流による充放電が可能となった。また、複合正
極内部に電解液が含浸することにより実質的な接触面積
が格段に増大され、ほぼ１００％に近い正極容量を得る
ことができ、反応の可逆性も向上し、サイクル特性が安
定する。そして、液体溶媒を比較検討し、プロピレンカ
ーボネート、もしくはプロピレンカーボネートとジメト
キシエタンの混合液、プロピレンカーボネートとテトラ
ヒドロフランの混合液、またはスルホランとジメトキシ
エタンの混合液、スルホランとテトラヒドロフランの混
合液を溶媒としたときに正極利用率、サイクル特性とも
に向上する。
にすることにより、室温で十分なイオン伝導度が得ら
れ、大電流による充放電が可能となった。また、複合正
極内部に電解液が含浸することにより実質的な接触面積
が格段に増大され、ほぼ１００％に近い正極容量を得る
ことができ、反応の可逆性も向上し、サイクル特性が安
定する。そして、液体溶媒を比較検討し、プロピレンカ
ーボネート、もしくはプロピレンカーボネートとジメト
キシエタンの混合液、プロピレンカーボネートとテトラ
ヒドロフランの混合液、またはスルホランとジメトキシ
エタンの混合液、スルホランとテトラヒドロフランの混
合液を溶媒としたときに正極利用率、サイクル特性とも
に向上する。
【００１４】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。図１は本発明の一具体例であるコイン型電池
の構成図である。図１において、１はセパレータ、２は
負極ケース、３は負極、４はガスケット、５は正極、６
は正極ケースである。
説明する。図１は本発明の一具体例であるコイン型電池
の構成図である。図１において、１はセパレータ、２は
負極ケース、３は負極、４はガスケット、５は正極、６
は正極ケースである。
【００１５】本発明において正極５に用いることができ
るジスルフィド系有機化合物の例としては、たとえば下
記（化４）〜（化９）に示される繰り返し単位のポリマ
ーがある。下記（化４）〜（化９）において、（化４）
は２−メルカプトエチルエーテル、（化５）は２−メル
カプトエチルスルフィド、（化６）は１，２−エタンジ
チオール、（化７）はテトラチオエチレンジアミン、
（化８）はトリチオシアヌル酸、（化９）は２，４−ジ
チオピリジンのそれぞれポリマーである。
るジスルフィド系有機化合物の例としては、たとえば下
記（化４）〜（化９）に示される繰り返し単位のポリマ
ーがある。下記（化４）〜（化９）において、（化４）
は２−メルカプトエチルエーテル、（化５）は２−メル
カプトエチルスルフィド、（化６）は１，２−エタンジ
チオール、（化７）はテトラチオエチレンジアミン、
（化８）はトリチオシアヌル酸、（化９）は２，４−ジ
チオピリジンのそれぞれポリマーである。
【００１６】
【化４】
【００１７】
【化５】
【００１８】
【化６】
【００１９】
【化７】
【００２０】
【化８】
【００２１】
【化９】
【００２２】次にアルカリ金属塩を溶解した電解液とし
て、プロピレンカーボネート、プロピレンカーボネート
とジメトキシエタンの混合液、プロピレンカーボネート
とテトラヒドロフランの混合液、スルホランとジメトキ
シエタンの混合液、スルホランとテトラヒドロフランの
混合液から選ばれる少なくとも一つの溶液を用いるが、
混合液の場合は、混合比率を任意のものとすることがで
きる。
て、プロピレンカーボネート、プロピレンカーボネート
とジメトキシエタンの混合液、プロピレンカーボネート
とテトラヒドロフランの混合液、スルホランとジメトキ
シエタンの混合液、スルホランとテトラヒドロフランの
混合液から選ばれる少なくとも一つの溶液を用いるが、
混合液の場合は、混合比率を任意のものとすることがで
きる。
【００２３】次にアルカリ金属塩としては、過塩素酸リ
チウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、四フ
ッ化ホウ酸リチウム、六フッ化リン酸リチウムから選ば
れる少なくとも一つを用いるが、その使用量は通常の電
池に使用するものと同等で良い。
チウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、四フ
ッ化ホウ酸リチウム、六フッ化リン酸リチウムから選ば
れる少なくとも一つを用いるが、その使用量は通常の電
池に使用するものと同等で良い。
【００２４】実施例１ ジスルフィド系有機化合物の一例である２，５−ジメル
カプト１，３，４−チアジアゾール（前記化１）０．２
ｍｏｌに１Ｍ濃度のＬｉＯＨ水溶液４００ｍｌを加えて
完全に溶解した。不溶物をろ過後、ろ液に１ＭのＫ3 Ｆ
ｅ（ＣＮ）6 水溶液を撹拌しながら徐々に加えて酸化重
合を行なった。生成した沈澱物を分取し、大量の水で洗
ったあとエタノールで洗浄して乾燥させ、前記（化２）
で示されるユニットのポリマーを得た。収率は８５％で
あった。この生成物は、水、エタノール、エーテルに不
溶であった。単量体がエタノール、エーテルに溶解する
ことから、この生成物が単量体ではないことを確認し
た。
カプト１，３，４−チアジアゾール（前記化１）０．２
ｍｏｌに１Ｍ濃度のＬｉＯＨ水溶液４００ｍｌを加えて
完全に溶解した。不溶物をろ過後、ろ液に１ＭのＫ3 Ｆ
ｅ（ＣＮ）6 水溶液を撹拌しながら徐々に加えて酸化重
合を行なった。生成した沈澱物を分取し、大量の水で洗
ったあとエタノールで洗浄して乾燥させ、前記（化２）
で示されるユニットのポリマーを得た。収率は８５％で
あった。この生成物は、水、エタノール、エーテルに不
溶であった。単量体がエタノール、エーテルに溶解する
ことから、この生成物が単量体ではないことを確認し
た。
【００２５】上記の酸化剤を用いて重合させた２，５−
ジメルカプト１，３，４−チアジアゾールの重合体粉末
１ｇと炭素粉末（黒鉛化気相法炭素繊維 昭和電工製）
５ｇとポリテトラフルオロエチレン（ポリフロン Ｆ−
１０３ ダイキン製）粉末２ｇをすり鉢で混合し、すり
合わせることによってガムペースト状の固まりを作成し
た。これを粉砕し、粉状の混合物を加圧成形することで
正極とした。
ジメルカプト１，３，４−チアジアゾールの重合体粉末
１ｇと炭素粉末（黒鉛化気相法炭素繊維 昭和電工製）
５ｇとポリテトラフルオロエチレン（ポリフロン Ｆ−
１０３ ダイキン製）粉末２ｇをすり鉢で混合し、すり
合わせることによってガムペースト状の固まりを作成し
た。これを粉砕し、粉状の混合物を加圧成形することで
正極とした。
【００２６】プロピレンカーボネート１０ｇとジメトキ
シエタン１０ｇを混合した溶液を作成し、この溶液２０
ｍｌに四フッ化ホウ酸リチウム１．９ｇを溶解して電解
液とした。
シエタン１０ｇを混合した溶液を作成し、この溶液２０
ｍｌに四フッ化ホウ酸リチウム１．９ｇを溶解して電解
液とした。
【００２７】前記の方法で作られた複合正極とＬｉ金属
からなる負極とした電池を構成し、電解液に前記の方法
で作成したプロピレンカーボネートとジメトキシエタン
の混合溶媒を用いた。この場合の正極５（図１）の重量
は１５０ｍｇとした。
からなる負極とした電池を構成し、電解液に前記の方法
で作成したプロピレンカーボネートとジメトキシエタン
の混合溶媒を用いた。この場合の正極５（図１）の重量
は１５０ｍｇとした。
【００２８】一定電流（２ｍＡ／ｃｍ2 ）で３．５Ｖと
２．６Ｖの間で充電・放電の繰り返し試験を行なったと
ころ、平坦な放電電位を有する放電カーブが得られ、初
期の容量が理論値の９０％と高く、５０回目で８０％の
容量が維持されていた。
２．６Ｖの間で充電・放電の繰り返し試験を行なったと
ころ、平坦な放電電位を有する放電カーブが得られ、初
期の容量が理論値の９０％と高く、５０回目で８０％の
容量が維持されていた。
【００２９】さらに、３．５Ｖと２．０Ｖの間で充電と
放電を繰り返したところ、初期の容量が理論値の９０％
と高く、５０回目で５０％の容量が維持されていた。 実施例２ 実施例１と同様の方法で作成した正極用い、プロピレン
カーボネート１０ｇとテトラヒドロフラン１０ｇを混合
した溶液を作成し、この溶液２０ｍｌにトリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム３．０ｇを溶解して電解液とし
た。
放電を繰り返したところ、初期の容量が理論値の９０％
と高く、５０回目で５０％の容量が維持されていた。 実施例２ 実施例１と同様の方法で作成した正極用い、プロピレン
カーボネート１０ｇとテトラヒドロフラン１０ｇを混合
した溶液を作成し、この溶液２０ｍｌにトリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム３．０ｇを溶解して電解液とし
た。
【００３０】前記の方法で作られた複合正極とＬｉ金属
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したプロピレンカーボネートとテトラヒドロフラ
ンの混合溶媒とした。
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したプロピレンカーボネートとテトラヒドロフラ
ンの混合溶媒とした。
【００３１】実施例１と全く同じ方法で３．５Ｖと２．
６Ｖの間で充電と放電の繰り返し試験を行なったとこ
ろ、平坦な放電電位を有する放電カーブが得られ、初期
の容量が理論値の９０％と高く、５０回目で８０％の容
量が維持されていた。
６Ｖの間で充電と放電の繰り返し試験を行なったとこ
ろ、平坦な放電電位を有する放電カーブが得られ、初期
の容量が理論値の９０％と高く、５０回目で８０％の容
量が維持されていた。
【００３２】さらに、実施例１と同様に３．５Ｖと２．
０Ｖの間で充電と放電を繰り返したところ、初期の容量
が理論値の９０％と高く、５０回目で４５％の容量が維
持されていた。
０Ｖの間で充電と放電を繰り返したところ、初期の容量
が理論値の９０％と高く、５０回目で４５％の容量が維
持されていた。
【００３３】実施例３ 実施例１と同様の方法で作成した正極用い、スルホラン
１０ｇとジメトキシエタン１０ｇを混合した溶液を作成
し、この溶液２０ｍｌに四フッ化ホウ酸リチウム１．９
ｇを溶解して電解液とした。
１０ｇとジメトキシエタン１０ｇを混合した溶液を作成
し、この溶液２０ｍｌに四フッ化ホウ酸リチウム１．９
ｇを溶解して電解液とした。
【００３４】前記の方法で作られた複合正極とＬｉ金属
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したスルホランとジメトキシエタンの混合溶媒と
した。実施例１と全く同じ方法で３．５Ｖと２．６Ｖの
間で充電と放電の繰り返し試験を行なったところ、平坦
な放電電位を有する放電カーブが得られ、初期の容量が
理論値の９０％と高く、５０回目で７５％の容量が維持
されていた。
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したスルホランとジメトキシエタンの混合溶媒と
した。実施例１と全く同じ方法で３．５Ｖと２．６Ｖの
間で充電と放電の繰り返し試験を行なったところ、平坦
な放電電位を有する放電カーブが得られ、初期の容量が
理論値の９０％と高く、５０回目で７５％の容量が維持
されていた。
【００３５】さらに、実施例１と同様に３．５Ｖと２．
０Ｖの間で充電と放電を繰り返したところ、初期の容量
が理論値の９０％と高く、５０回目で５５％の容量が維
持されていた。
０Ｖの間で充電と放電を繰り返したところ、初期の容量
が理論値の９０％と高く、５０回目で５５％の容量が維
持されていた。
【００３６】実施例４ 実施例１と同様の方法で作成した正極用い、スルホラン
１０ｇとテトラヒドロフラン１０ｇを混合した溶液を作
成し、この溶液２０ｍｌに過塩素酸リチウム２．０ｇを
溶解して電解液とした。
１０ｇとテトラヒドロフラン１０ｇを混合した溶液を作
成し、この溶液２０ｍｌに過塩素酸リチウム２．０ｇを
溶解して電解液とした。
【００３７】前記の方法で作られた複合正極とＬｉ金属
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したスルホランとジメトキシエタンの混合溶媒と
した。実施例１と全く同じ方法で３．５Ｖと２．６Ｖの
間で充電と放電の繰り返し試験を行なったところ、平坦
な放電電位を有する放電カーブが得られ、初期の容量が
理論値の９０％と高く、５０回目で７０％の容量が維持
されていた。
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したスルホランとジメトキシエタンの混合溶媒と
した。実施例１と全く同じ方法で３．５Ｖと２．６Ｖの
間で充電と放電の繰り返し試験を行なったところ、平坦
な放電電位を有する放電カーブが得られ、初期の容量が
理論値の９０％と高く、５０回目で７０％の容量が維持
されていた。
【００３８】さらに、実施例１と同様に３．５Ｖと２．
０Ｖの間で充電と放電を繰り返したところ、初期の容量
が理論値の９０％と高く、５０回目で５０％の容量が維
持されていた。
０Ｖの間で充電と放電を繰り返したところ、初期の容量
が理論値の９０％と高く、５０回目で５０％の容量が維
持されていた。
【００３９】実施例５ 実施例１と同様の方法で作成した正極用い、プロピレン
カーボネート２０ｍｌに四フッ化ホウ酸リチウム１．９
ｇを溶解して電解液とした。
カーボネート２０ｍｌに四フッ化ホウ酸リチウム１．９
ｇを溶解して電解液とした。
【００４０】前記の方法で作られた複合正極とＬｉ金属
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したプロピレンカーボネート溶液とした。実施例
１と全く同じ方法で３．５Ｖと２．６Ｖの間で充電と放
電の繰り返し試験を行なったところ、平坦な放電電位を
有する放電カーブが得られ、初期の容量が理論値の９０
％と高く、５０回目で７０％の容量が維持されていた。
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したプロピレンカーボネート溶液とした。実施例
１と全く同じ方法で３．５Ｖと２．６Ｖの間で充電と放
電の繰り返し試験を行なったところ、平坦な放電電位を
有する放電カーブが得られ、初期の容量が理論値の９０
％と高く、５０回目で７０％の容量が維持されていた。
【００４１】さらに、実施例１と同様に３．５Ｖと２．
０Ｖの間で充電と放電を繰り返したところ、初期の容量
が理論値の９０％と高く、５０回目で５０％の容量が維
持されていた。
０Ｖの間で充電と放電を繰り返したところ、初期の容量
が理論値の９０％と高く、５０回目で５０％の容量が維
持されていた。
【００４２】比較例１ 実施例１と同様の方法で作成した正極用い、エチレンカ
ーボネート１０ｇとジメトキシエタン１０ｇを混合した
溶液を作成し、この溶液２０ｍｌに四フッ化ホウ酸リチ
ウム１．９ｇを溶解して電解液とした。
ーボネート１０ｇとジメトキシエタン１０ｇを混合した
溶液を作成し、この溶液２０ｍｌに四フッ化ホウ酸リチ
ウム１．９ｇを溶解して電解液とした。
【００４３】前記の方法で作られた複合正極とＬｉ金属
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したエチレンカーボネートとジメトキシエタンの
混合溶媒とした。
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したエチレンカーボネートとジメトキシエタンの
混合溶媒とした。
【００４４】実施例１と全く同じ方法で３．５Ｖと２．
６Ｖの間で充電と放電の繰り返し試験を行なったとこ
ろ、平坦な放電電位を有する放電カーブが得られ、初期
の容量は理論値の９０％と高かったが、３回目で１０％
以下の容量しか維持されなかった。さらに、実施例１と
同様に３．５Ｖと２．０Ｖの間で充電と放電を繰り返し
たが、初期の容量は理論値の９０％と高いが、やはり３
回目で１０％以下の容量となった。
６Ｖの間で充電と放電の繰り返し試験を行なったとこ
ろ、平坦な放電電位を有する放電カーブが得られ、初期
の容量は理論値の９０％と高かったが、３回目で１０％
以下の容量しか維持されなかった。さらに、実施例１と
同様に３．５Ｖと２．０Ｖの間で充電と放電を繰り返し
たが、初期の容量は理論値の９０％と高いが、やはり３
回目で１０％以下の容量となった。
【００４５】比較例２ 実施例１と同様の方法で作成した正極用い、ジメチルス
ルホキシド２０ｍｌに四フッ化ホウ素酸リチウム３．２
ｇを溶解して電解液とした。
ルホキシド２０ｍｌに四フッ化ホウ素酸リチウム３．２
ｇを溶解して電解液とした。
【００４６】前記の方法で作られた複合正極とＬｉ金属
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したジメチルスルホキシド溶媒とした。実施例１
と全く同じ方法で３．５Ｖと２．６Ｖの間で充電と放電
の繰り返し試験を行なったところ、平坦な放電電位を有
する放電カーブが得られたが、初期の容量は理論値の５
０％と低く、３回目で１０％以下の容量しか維持されな
かった。さらに実施例１と同様に３．５Ｖと２．０Ｖの
間で充電と放電を繰り返した結果、初期の容量は理論値
の５０％と低くが３回目で１０％以下の容量となった。
からなる負極とした電池を構成し、電解液を前記の方法
で作成したジメチルスルホキシド溶媒とした。実施例１
と全く同じ方法で３．５Ｖと２．６Ｖの間で充電と放電
の繰り返し試験を行なったところ、平坦な放電電位を有
する放電カーブが得られたが、初期の容量は理論値の５
０％と低く、３回目で１０％以下の容量しか維持されな
かった。さらに実施例１と同様に３．５Ｖと２．０Ｖの
間で充電と放電を繰り返した結果、初期の容量は理論値
の５０％と低くが３回目で１０％以下の容量となった。
【００４７】以上の結果を（表１）にまとめて示した。
【００４８】
【表１】
【００４９】実施例では、負極として金属リチウムを用
いているが、この他にＬｉ−Ａｌなどのリチウム合金
や、カーボンとＡｌ粉末とポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリエチレンオキシド、合成ゴムなどの有機バイン
ダーで構成されるカーボン複合負極などを用いることが
できる。
いているが、この他にＬｉ−Ａｌなどのリチウム合金
や、カーボンとＡｌ粉末とポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリエチレンオキシド、合成ゴムなどの有機バイン
ダーで構成されるカーボン複合負極などを用いることが
できる。
【００５０】以上説明したように、本実施例の有機化合
物電池は、ジスルフィド系化合物を正極の活物質とし、
負極に金属リチウムを用いた電池を構成する。電解質部
分には、アルカリ金属塩を溶解した電解液を用い、その
組成をプロピレンカーボネート、またはプロピレンカー
ボネートとジメトキシエタンの混合液などを用いる。こ
れにより室温で十分なイオン伝導度が得られ、大電流に
よる充放電が可能となる。さらに複合正極内部に電解液
がしみこむことにより実質的な接触面積が格段に増大さ
れ、ほぼ１００％に近い正極容量を得ることができる。
また反応の可逆性も向上しサイクル特性も安定する。好
適な例としては、室温で１ｍＡ／ｃｍ2以上の大電流で
の充放電が可能で、正極の利用率を向上し、かつサイク
ル寿命を改善することができる。
物電池は、ジスルフィド系化合物を正極の活物質とし、
負極に金属リチウムを用いた電池を構成する。電解質部
分には、アルカリ金属塩を溶解した電解液を用い、その
組成をプロピレンカーボネート、またはプロピレンカー
ボネートとジメトキシエタンの混合液などを用いる。こ
れにより室温で十分なイオン伝導度が得られ、大電流に
よる充放電が可能となる。さらに複合正極内部に電解液
がしみこむことにより実質的な接触面積が格段に増大さ
れ、ほぼ１００％に近い正極容量を得ることができる。
また反応の可逆性も向上しサイクル特性も安定する。好
適な例としては、室温で１ｍＡ／ｃｍ2以上の大電流で
の充放電が可能で、正極の利用率を向上し、かつサイク
ル寿命を改善することができる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ジ
スルフィド系化合物を活物質とした正極において、高エ
ネルギー密度を有するという特徴を損なわず、かつ室温
でも大電流充放電が可能で可逆性に優れた電池を提供す
ることができた。
スルフィド系化合物を活物質とした正極において、高エ
ネルギー密度を有するという特徴を損なわず、かつ室温
でも大電流充放電が可能で可逆性に優れた電池を提供す
ることができた。
【図１】本発明の一実施例のコイン型電池の構成図であ
る。
る。
１ セパレータ ２ 負極ケース ３ 負極 ４ ガスケット ５ 正極 ６ 正極ケース
Claims (3)
- 【請求項１】 ジスルフィド系有機化合物を正極活物質
に用いた電池であって、アルカリ金属塩を溶解した電解
液として、プロピレンカーボネート、プロピレンカーボ
ネートとジメトキシエタンの混合液、プロピレンカーボ
ネートとテトラヒドロフランの混合液、スルホランとジ
メトキシエタンの混合液、スルホランとテトラヒドロフ
ランの混合液から選ばれる少なくとも一つの溶液を用い
ることを特徴とする有機化合物電池。 - 【請求項２】 アルカリ金属塩が、過塩素酸リチウム、
トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、四フッ化ホウ
酸リチウム、六フッ化リン酸リチウムから選ばれる少な
くとも一つである請求項１に記載の有機化合物電池。 - 【請求項３】 ジスルフィド系有機化合物が、２，５−
ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールの単量体
（化１）またはその重合体（化２）である請求項１に記
載の有機化合物電池。 【化１】 【化２】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208014A JPH0660906A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 有機化合物電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208014A JPH0660906A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 有機化合物電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0660906A true JPH0660906A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16549250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4208014A Pending JPH0660906A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 有機化合物電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660906A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334698A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-22 | Hitachi Maxell Ltd | 電極及びそれを用いた非水電解質電池 |
| JP2008066125A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電極材料およびその製造方法ならびにそれを用いた蓄電池 |
| US8329343B2 (en) | 2008-08-05 | 2012-12-11 | Sony Corporation | Battery and electrode |
-
1992
- 1992-08-04 JP JP4208014A patent/JPH0660906A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334698A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-22 | Hitachi Maxell Ltd | 電極及びそれを用いた非水電解質電池 |
| JP2008066125A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電極材料およびその製造方法ならびにそれを用いた蓄電池 |
| US8329343B2 (en) | 2008-08-05 | 2012-12-11 | Sony Corporation | Battery and electrode |
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