JPS61111908A - 電極材料 - Google Patents
電極材料Info
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- JPS61111908A JPS61111908A JP59230293A JP23029384A JPS61111908A JP S61111908 A JPS61111908 A JP S61111908A JP 59230293 A JP59230293 A JP 59230293A JP 23029384 A JP23029384 A JP 23029384A JP S61111908 A JPS61111908 A JP S61111908A
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- JP
- Japan
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- poly
- battery
- charge
- halogenated
- electrode
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(目 的)
本発明は、@量でエネルギー密度、最大出力密度が高く
、無公害な電池を可能ならしめる電極材料に関する。
、無公害な電池を可能ならしめる電極材料に関する。
(従来技術)
近年、電池の高性能化に向けた研究開発の動きは激しい
。その一つに炭素質材料を電極として、電気化学的ドー
ピングを利用した再充電可能な二次電池の研究がちる。
。その一つに炭素質材料を電極として、電気化学的ドー
ピングを利用した再充電可能な二次電池の研究がちる。
たとえば負極にLi金属を、正極に黒鉛を用いた場合、
黒鉛層間に充電でctOa−1BF番−などの陰イオン
をドープすることができ、この時に生ずる起電力を利用
して電池として応用できる。放電時には、黒鉛層間から
これらのイオンが脱ドープされ、電流がとりだされる。
黒鉛層間に充電でctOa−1BF番−などの陰イオン
をドープすることができ、この時に生ずる起電力を利用
して電池として応用できる。放電時には、黒鉛層間から
これらのイオンが脱ドープされ、電流がとりだされる。
こうして充、放電のくシ返しができる二次電池として痩
用できる(=’!、気化学46,438(1978)な
ど)。
用できる(=’!、気化学46,438(1978)な
ど)。
しかし、この場合には、黒鉛層間にドープされたイオン
同志の反発のためか、ドープ量に限度があり、エネルギ
ー密度も低いものであって正極として黒鉛は不充分であ
る。また、負極としてのLi金属は、充放電のサイクル
をくり返すにつれてLi金属電極上に成長するデンドラ
イトのために充放電のサイクル数をあげることができず
負極とじて不充分である。
同志の反発のためか、ドープ量に限度があり、エネルギ
ー密度も低いものであって正極として黒鉛は不充分であ
る。また、負極としてのLi金属は、充放電のサイクル
をくり返すにつれてLi金属電極上に成長するデンドラ
イトのために充放電のサイクル数をあげることができず
負極とじて不充分である。
また、黒鉛を負極として用いた場合、Li+イオンなど
の陽イオンを層間にドープすることができるが、電解液
中で非常に不安定であり、電解液とも反応するなど電極
材として不適である( J。
の陽イオンを層間にドープすることができるが、電解液
中で非常に不安定であり、電解液とも反応するなど電極
材として不適である( J。
Electrochem、 5ociety、 125
.687(197B) 。
.687(197B) 。
表面21+112(1983)など)。
また、比表面積が100〜2 s o On”/ yと
大きな活性炭素繊維を両極に用いた電池が特開昭58−
35881号公報に提案されている。しかしこれは自己
放電をしやすく長時間放電に耐えず、また、充放電の電
荷効率が低下するといった問題点を有し、高性能で高信
頼性の電池を得るのは難しい。これは、正極としての活
性炭素繊維は、比較的良好な電極特性を有するが、負極
側の活性炭素繊維へのカチオンイオンのドーピング、脱
ドーピングがうまくいかないために、良好な電池特性が
得られないのである。
大きな活性炭素繊維を両極に用いた電池が特開昭58−
35881号公報に提案されている。しかしこれは自己
放電をしやすく長時間放電に耐えず、また、充放電の電
荷効率が低下するといった問題点を有し、高性能で高信
頼性の電池を得るのは難しい。これは、正極としての活
性炭素繊維は、比較的良好な電極特性を有するが、負極
側の活性炭素繊維へのカチオンイオンのドーピング、脱
ドーピングがうまくいかないために、良好な電池特性が
得られないのである。
したがって負極電極としてLi金属を用い、正極電極と
して活性炭素繊維を用いた電池は、両極に活性炭素繊維
を用いた電池と比較してこれらの問題点が改良されるが
、この場合は、Li金属電極上に成長するデンドライト
のために充放電のサイクル数をあげることができない。
して活性炭素繊維を用いた電池は、両極に活性炭素繊維
を用いた電池と比較してこれらの問題点が改良されるが
、この場合は、Li金属電極上に成長するデンドライト
のために充放電のサイクル数をあげることができない。
Li金属にかわる負極電極材料が求められる理由である
。
。
一方、ポリアセチレンなどの導電性高分子を電極として
電気化学的ドー・ピングを利用した再充電可能な二次電
池の研究にも多大の関心が寄せられている。たとえば、
特開昭57−121168号公報にはアセチレン重合体
を用いた電池が提案されている。しかしポリアセチレン
は空気中で酸化劣化するなど不安定であり溶媒に含まれ
る微量の水分や酸素と反応して劣化し電極としての安定
性に劣る。とくに負極として用いたポリアセチレンが、
電解液中での劣化が激しい。
電気化学的ドー・ピングを利用した再充電可能な二次電
池の研究にも多大の関心が寄せられている。たとえば、
特開昭57−121168号公報にはアセチレン重合体
を用いた電池が提案されている。しかしポリアセチレン
は空気中で酸化劣化するなど不安定であり溶媒に含まれ
る微量の水分や酸素と反応して劣化し電極としての安定
性に劣る。とくに負極として用いたポリアセチレンが、
電解液中での劣化が激しい。
したがってポリアセチレンを両極に用いた電池は自己放
電が激しく、また、充放電の電荷効率も悪く、高性能で
高信頼性の電池を得るのが難しい。
電が激しく、また、充放電の電荷効率も悪く、高性能で
高信頼性の電池を得るのが難しい。
負極電極としてLi金属を用い、ポリアセチレンを正極
電極として用いた電池では、自己放電、充放電における
電荷効率などの問題が、両極にポリアセチレンを用いた
電池と比較して改良、されるが、この場合もやはり充放
電過程を重ねるにつれてLi金属電極上に成長するデン
ドライトのために充放電のサイクル数を上げることがで
きない。
電極として用いた電池では、自己放電、充放電における
電荷効率などの問題が、両極にポリアセチレンを用いた
電池と比較して改良、されるが、この場合もやはり充放
電過程を重ねるにつれてLi金属電極上に成長するデン
ドライトのために充放電のサイクル数を上げることがで
きない。
−(発明の概要)
こうした現状に鑑み、本発明者らは、軽量で高エネルギ
ー密度、高最大出力密度の無公害な二次電池の開発には
、イオンのドーピング、脱ドーピングに対し安定で、か
つ多量のイオンをドープできる良好な正極及び負極の電
極材料が重要であること、とりわけ負極電極としてすぐ
れた性能を有する材料の開発が最大のポイントであると
の認識にたち、すぐれた電極材料の開発に鋭意努力して
きた。その結果、本発明に到達したものである。
ー密度、高最大出力密度の無公害な二次電池の開発には
、イオンのドーピング、脱ドーピングに対し安定で、か
つ多量のイオンをドープできる良好な正極及び負極の電
極材料が重要であること、とりわけ負極電極としてすぐ
れた性能を有する材料の開発が最大のポイントであると
の認識にたち、すぐれた電極材料の開発に鋭意努力して
きた。その結果、本発明に到達したものである。
すなわち本発明は、ポリ(α−ハロゲン化アクリロニト
リル)、ポリ(β−ハロゲン化アクリロニトリル)、ポ
リ(ハロゲン化ジシアノエタン)、ポリ(シアノアセチ
レン)およびポリ(ジシアノアセチレン)の1種又は2
種以上の混合物を熱焼成して得られ、元素分析から求め
られる水素/炭素原子の原子比が0.010〜0.55
の範囲である電極材料である。
リル)、ポリ(β−ハロゲン化アクリロニトリル)、ポ
リ(ハロゲン化ジシアノエタン)、ポリ(シアノアセチ
レン)およびポリ(ジシアノアセチレン)の1種又は2
種以上の混合物を熱焼成して得られ、元素分析から求め
られる水素/炭素原子の原子比が0.010〜0.55
の範囲である電極材料である。
負極電極とは充電時、外部電源の陰極に接続されて電子
が送シ込まれ、かつ陽イオンをドープされる電極側の電
極のことである。これに対し正極電極とは充電時、外部
電源の陽極に接続されて電子が抜きとられ、かつ陰イオ
ンをドープされる電極側の電極のことである。
が送シ込まれ、かつ陽イオンをドープされる電極側の電
極のことである。これに対し正極電極とは充電時、外部
電源の陽極に接続されて電子が抜きとられ、かつ陰イオ
ンをドープされる電極側の電極のことである。
本発明の電極材料は、負極電極として用いた時にすぐれ
九電池性能を発揮する。
九電池性能を発揮する。
ざらに本発明の電極材料を正極電極として用いることも
可能である。
可能である。
(具体的説明)
本発明において、熱焼成に供される材料としては、
ポリ(α−ハロゲン化アクリロニトリル)、ポリ(β−
ハロゲン化アクリロニトリル)は、α−ハロゲン化アク
リロニトリル、β−ハロゲン化アクリロニトリルを重合
したもので、α−ハロゲン化アクリロニトリル、β−ハ
ロゲン化アクリロニトリルの単独重合体がある。また、
他の;モノマーを少割合共重合されたものを含む。他の
コモノマーとしてはアクリロニトリルなどのニトリル基
を有するもの、7フ化ビニルなどのハロゲン化ヒニル化
合物などが用いられる。α−ハロゲン化アクリロニトリ
ルは式(1)で、β−ハロゲン化アクリロニトリルは式
(2)であられされる七ツマ−である。
ハロゲン化アクリロニトリル)は、α−ハロゲン化アク
リロニトリル、β−ハロゲン化アクリロニトリルを重合
したもので、α−ハロゲン化アクリロニトリル、β−ハ
ロゲン化アクリロニトリルの単独重合体がある。また、
他の;モノマーを少割合共重合されたものを含む。他の
コモノマーとしてはアクリロニトリルなどのニトリル基
を有するもの、7フ化ビニルなどのハロゲン化ヒニル化
合物などが用いられる。α−ハロゲン化アクリロニトリ
ルは式(1)で、β−ハロゲン化アクリロニトリルは式
(2)であられされる七ツマ−である。
HCコN
HCCツ
ボリ(α−ハロゲン化アクリロニトリル)、ポリ(β−
ハロゲン化アクリロニトリル)は、それぞれα−ハロゲ
ン化アクリロニトリル、β−ハロゲン化アクリロニトリ
ルを通常ラジカル重合して得られる。
ハロゲン化アクリロニトリル)は、それぞれα−ハロゲ
ン化アクリロニトリル、β−ハロゲン化アクリロニトリ
ルを通常ラジカル重合して得られる。
ポリ(ハロゲン化ジシアノエチレン)はノーロゲン化ジ
シアノエチレンを重合したもので、ハロゲン化ジシアノ
エチレンの単独重合体、並びにこれに他のコモノマーが
少割合共重合されたものを含む。ハロゲン化ジシアノエ
チレンは式(3)であられされる七ツマ−である。
シアノエチレンを重合したもので、ハロゲン化ジシアノ
エチレンの単独重合体、並びにこれに他のコモノマーが
少割合共重合されたものを含む。ハロゲン化ジシアノエ
チレンは式(3)であられされる七ツマ−である。
ポリ(シアンアセチレン)、ポリ(ジシアノアセチレン
)は式T41、(5)であられされるシアノアセチレン
、ジシアノアセチレンの重合体であり、単独重合体が好
ましいが、少割合の他のコモノマーが共重合されたもの
も含む。
)は式T41、(5)であられされるシアノアセチレン
、ジシアノアセチレンの重合体であり、単独重合体が好
ましいが、少割合の他のコモノマーが共重合されたもの
も含む。
H−C=C−C帖 (3)
N=C−CTC−CミN(4)
本発明の電極材料は、上述のポリ(α−ハロゲン化アク
リロニトリル)、ポリ(β−ハロゲン化アクリロニトリ
ル)、ポリ(ハロゲン化ジシアノエチレン)、ポリ(シ
アノアセチレン)、及びポリ(ジシアノアセチレン)の
一種又は2m以上の混合物を熱焼成をすることによって
得られ石。モノマー及びポリマーの工業的製造のしやす
さなどの点からポリ(α−ハロゲン化アクリロニトリル
)、ポリ(β−ハロゲン化アクリロニトリル)とくにポ
リ(α−)・ロゲン化アクリロニトリル)を熱焼成する
前駆体として用いるのが好ましい。とくにポリ(α−フ
ルオロアクリロニトリル)、ポリ(α−クロロアクリロ
ニトリル)が好ましい。
リロニトリル)、ポリ(β−ハロゲン化アクリロニトリ
ル)、ポリ(ハロゲン化ジシアノエチレン)、ポリ(シ
アノアセチレン)、及びポリ(ジシアノアセチレン)の
一種又は2m以上の混合物を熱焼成をすることによって
得られ石。モノマー及びポリマーの工業的製造のしやす
さなどの点からポリ(α−ハロゲン化アクリロニトリル
)、ポリ(β−ハロゲン化アクリロニトリル)とくにポ
リ(α−)・ロゲン化アクリロニトリル)を熱焼成する
前駆体として用いるのが好ましい。とくにポリ(α−フ
ルオロアクリロニトリル)、ポリ(α−クロロアクリロ
ニトリル)が好ましい。
ポリ(α−ハロゲン化アクリロニトリル)、ポリ(β−
ハロゲン化アクリロニトリル)、ポリ(ハロゲン化ジシ
アノエチレン)を熱焼成する前に、ピリジン、DBU(
1,8−ジアザビシクロ(4,3゜0)ウンデセン−7
)、トリエチルアミンなどの三級アミン化合物、ベンゼ
ン−トリメチルアンモニウム水酸化物、ナトリウムアミ
ド(液体アンモニア中で使用)、水酸化アルカリ(高温
高圧下で使用)、カリウムブトキシド、ブチルリチウム
、アルカリ水溶液とアミン化合物、クラウンニーチル等
の相間移動触媒成分などを用いて処理し、脱ハロゲン化
水素反応を実施し、その後、熱焼成することで本発明の
電極材料を得る方法は好ましい方法である。
ハロゲン化アクリロニトリル)、ポリ(ハロゲン化ジシ
アノエチレン)を熱焼成する前に、ピリジン、DBU(
1,8−ジアザビシクロ(4,3゜0)ウンデセン−7
)、トリエチルアミンなどの三級アミン化合物、ベンゼ
ン−トリメチルアンモニウム水酸化物、ナトリウムアミ
ド(液体アンモニア中で使用)、水酸化アルカリ(高温
高圧下で使用)、カリウムブトキシド、ブチルリチウム
、アルカリ水溶液とアミン化合物、クラウンニーチル等
の相間移動触媒成分などを用いて処理し、脱ハロゲン化
水素反応を実施し、その後、熱焼成することで本発明の
電極材料を得る方法は好ましい方法である。
熱焼成は、真空中ないし不活性ガス11素、アルゴンe
tc )流下又は酸化性ガス(!2気etc )流下、
又は両者の混合ガス流下に実施される。通常は真空下又
は不活性ガス流下で熱焼成される。
tc )流下又は酸化性ガス(!2気etc )流下、
又は両者の混合ガス流下に実施される。通常は真空下又
は不活性ガス流下で熱焼成される。
熱焼成温度に生成する高分子共役系の水素/炭素原子の
原子比に密接に関連しておシ、この原子比が0.015
〜0.55の範囲に合致させるべく熱焼成温度が選択さ
れる。通常は180〜2000℃の範囲で熱焼成温度が
選択される。
原子比に密接に関連しておシ、この原子比が0.015
〜0.55の範囲に合致させるべく熱焼成温度が選択さ
れる。通常は180〜2000℃の範囲で熱焼成温度が
選択される。
熱焼成する前の前記重合体は繊維状、粉状、粒状、フィ
ルム状など各種の形態で用いられる。
ルム状など各種の形態で用いられる。
また上記のポリシアノアセチレン、ポリジシアノアセチ
レンは、それぞれシアノアセチレンまたはジシアノアセ
チレンを200〜1000℃の適当な温度で熱重合させ
て得ることができ、熱重合物を更に適当な温度で熱焼成
することによシ連続的に製造することができる。
レンは、それぞれシアノアセチレンまたはジシアノアセ
チレンを200〜1000℃の適当な温度で熱重合させ
て得ることができ、熱重合物を更に適当な温度で熱焼成
することによシ連続的に製造することができる。
本発明の電極材料は元素分析から求められる水素/炭素
原子の原子比が0.010〜0.55の範囲に、好まし
くは0.015〜0.50、更に好ましくは0.02
Q〜0.45の範囲にある。水素/炭素原子の原子比が
上限及び下限をこえると電極材料として安定した充放電
特性、貯蔵特性が得られない。
原子の原子比が0.010〜0.55の範囲に、好まし
くは0.015〜0.50、更に好ましくは0.02
Q〜0.45の範囲にある。水素/炭素原子の原子比が
上限及び下限をこえると電極材料として安定した充放電
特性、貯蔵特性が得られない。
さらに本発明の電極材料は、赤外線スペクトルから求め
られる下記式で表わされる吸光度比Aが0.60以下、
好ましくは0.50以下のものが適当である。
られる下記式で表わされる吸光度比Aが0.60以下、
好ましくは0.50以下のものが適当である。
A=A2080〜2280 /Al450 #165G
A 110110−2280 は、赤外線吸収スペク
トルにおける2080〜2280cm の範囲の最大
ピークの吸光度である。厳密には2200〜2240c
mのニトリル基に基く吸収の吸光度である。
A 110110−2280 は、赤外線吸収スペク
トルにおける2080〜2280cm の範囲の最大
ピークの吸光度である。厳密には2200〜2240c
mのニトリル基に基く吸収の吸光度である。
A1450−16501f、赤外吸収スペクトルにおけ
る1450〜1650cM″1の範囲の最大吸収ピーク
の吸光度である。共役系に基く吸収ピークと考えられる
。
る1450〜1650cM″1の範囲の最大吸収ピーク
の吸光度である。共役系に基く吸収ピークと考えられる
。
吸光度比Aは、ニトリル基が環化し、共役系が成長する
につれて小さくなる。
につれて小さくなる。
吸光度比Aが0.60を越えると電極材料として安定し
た充放電の電荷効率、良好な貯蔵特性が得られない。
た充放電の電荷効率、良好な貯蔵特性が得られない。
なお、共役系が広がると2080〜2280cm””に
あられれるC!!!!N基の吸収がみられなくなり、か
つ1450〜165oi1の範囲の吸収ピークもブロー
ドになってしまって、厳密な吸光度比Aの計算ができな
いことがある。この場合は吸光度比人を(吸光度A20
80〜2280 がほぼ0とみなせるとき)はぼ0と
判別することにする。
あられれるC!!!!N基の吸収がみられなくなり、か
つ1450〜165oi1の範囲の吸収ピークもブロー
ドになってしまって、厳密な吸光度比Aの計算ができな
いことがある。この場合は吸光度比人を(吸光度A20
80〜2280 がほぼ0とみなせるとき)はぼ0と
判別することにする。
さらに本発明の電極材料は、電子スピン共鳴スペクトル
(23℃で測定)から求められるt値が19.900〜
20,100の範囲にシグナルを有し、かつそのシグナ
ルの線巾(ΔHPP )が3〜1500ガウスの範囲の
ものが好ましい。
(23℃で測定)から求められるt値が19.900〜
20,100の範囲にシグナルを有し、かつそのシグナ
ルの線巾(ΔHPP )が3〜1500ガウスの範囲の
ものが好ましい。
本発明の電極材料は、場合によっては2つ以上の電子ス
ピン共鳴スペクトルのシグナルを有することがあるが、
そのうちの少なくとも1つのシグナルのt値は1.99
00〜2.0100の範囲にあり、そのシグナルの線巾
(ΔH,,)が3ガウス以上、さらにF13〜1500
ガウスの範囲にある。
ピン共鳴スペクトルのシグナルを有することがあるが、
そのうちの少なくとも1つのシグナルのt値は1.99
00〜2.0100の範囲にあり、そのシグナルの線巾
(ΔH,,)が3ガウス以上、さらにF13〜1500
ガウスの範囲にある。
本発明に関する電極材料は単独で、あるいはこれに炭素
繊維などの導電材、補強材等を加えた形で各種の形状で
電極として用いられる。
繊維などの導電材、補強材等を加えた形で各種の形状で
電極として用いられる。
本発明の電極材料を用いた電池は以下のような構成を有
する。すなわち負極に本発明の電極材料を主な活物質と
して用い、正極には活性化炭素繊維など正極電極として
比較的良好な特性を有する電極材料が選ばれる。
する。すなわち負極に本発明の電極材料を主な活物質と
して用い、正極には活性化炭素繊維など正極電極として
比較的良好な特性を有する電極材料が選ばれる。
負極に他の電極材料、正極に本発明の正極材料を用いる
場合、正極及び負極に本発明の電極材料を用いる場合も
可能である。
場合、正極及び負極に本発明の電極材料を用いる場合も
可能である。
電解質トシテは1ictO4,LiCA、 LiPFg
、 KCNS。
、 KCNS。
NaPFa + LiBF4.N(Bu)4CtO4,
N(Bu)4C6などのアルカリ金属塩、アルカリ土類
金属塩、テトラアルキルアンモニウム塩などの公知の塩
をプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ア
セトニトリル、γ−ブチロラクトン、ジメチルフォルム
アマイド、ジメチルスルフオキシド、エチルエーテル、
テトラヒドロフラン、グライム類等、一般に電池に用い
られる有機溶媒の一種又は二種以上の混合溶媒に溶解さ
せたものを通常は用いる。
N(Bu)4C6などのアルカリ金属塩、アルカリ土類
金属塩、テトラアルキルアンモニウム塩などの公知の塩
をプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ア
セトニトリル、γ−ブチロラクトン、ジメチルフォルム
アマイド、ジメチルスルフオキシド、エチルエーテル、
テトラヒドロフラン、グライム類等、一般に電池に用い
られる有機溶媒の一種又は二種以上の混合溶媒に溶解さ
せたものを通常は用いる。
分解電圧の高い溶媒を用いるという観点からは有機溶媒
としてプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート
などが好ましい。又、液漏れのないコンパクトな電池を
得る丸めには、常温あるいは電池の使用温度で固体の電
解質を用いるのが好ましい。
としてプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート
などが好ましい。又、液漏れのないコンパクトな電池を
得る丸めには、常温あるいは電池の使用温度で固体の電
解質を用いるのが好ましい。
上記の構成からなる電池の両極に外部電源により一定電
圧をかけて、あるいは定電流が流れるように電圧を規制
してなどして充電操作を行なうと、正極には陰イオンが
、負極には陽イオンがドープされて、それぞれP型電極
机型電極となシ、この両極に生じる起電力を利用して電
池として使用することができる。放電時には、各電解質
イオンはそれぞれの電極から脱ドープされ、電流がとシ
だせる。こうした充電、放電のサイクルを繰シ返すこと
によシニ次電池として使用することができる。
圧をかけて、あるいは定電流が流れるように電圧を規制
してなどして充電操作を行なうと、正極には陰イオンが
、負極には陽イオンがドープされて、それぞれP型電極
机型電極となシ、この両極に生じる起電力を利用して電
池として使用することができる。放電時には、各電解質
イオンはそれぞれの電極から脱ドープされ、電流がとシ
だせる。こうした充電、放電のサイクルを繰シ返すこと
によシニ次電池として使用することができる。
また、ドープ看の異なるiyt型またはP型電極どうし
を用いても起電力を生ずるが、その起電力は両極にP型
、h型電極を用いた場合に比して低いものとなる。
を用いても起電力を生ずるが、その起電力は両極にP型
、h型電極を用いた場合に比して低いものとなる。
以下、実施例をあげて5本発明を具体的に説明する。な
お、元素分析、赤外線スペクトル測定、電子スピン共鳴
スペクトルの測定は下記方法により実施した。
お、元素分析、赤外線スペクトル測定、電子スピン共鳴
スペクトルの測定は下記方法により実施した。
サンプルを120℃で約15hr減圧乾燥後、ドライボ
ックス内にて、ホットプレート上で1o。
ックス内にて、ホットプレート上で1o。
℃にして、1hr減圧乾燥し、アルゴン中でアルミニウ
ムカップにテンプリングして、パーキンエルマー240
C型元素分析計にて測定した。
ムカップにテンプリングして、パーキンエルマー240
C型元素分析計にて測定した。
サンプルをKBr錠剤と乳鉢にて混合し、粉末化した。
この粉末をプレスしてシート状に成型した。
このシート状ナンブルをD i gi lab製Qua
limaticフーリエ変換赤外分光光度計にて測定し
た。
limaticフーリエ変換赤外分光光度計にて測定し
た。
電子スピン共鳴の一次微分吸収スベクトルはJEOL
JEB−Pg IX ESRスペク)ロメーター
を用い、Xバンドで測定する。粉末状の試料はそのまま
、微小片状試料はメノウ乳鉢で粉末化して、外径2mの
毛細管に入れ、さらに毛細管を外径511IllのES
R管に入れる。高周波磁場の変調幅を6.3ガウスとす
る。以上すべて空気雰囲気下、23℃で行う。−次微分
吸収スペクトルのピーク間の線巾(ΔHpp )は、M
n” / Mg O標準資料を用いて決定する。
JEB−Pg IX ESRスペク)ロメーター
を用い、Xバンドで測定する。粉末状の試料はそのまま
、微小片状試料はメノウ乳鉢で粉末化して、外径2mの
毛細管に入れ、さらに毛細管を外径511IllのES
R管に入れる。高周波磁場の変調幅を6.3ガウスとす
る。以上すべて空気雰囲気下、23℃で行う。−次微分
吸収スペクトルのピーク間の線巾(ΔHpp )は、M
n” / Mg O標準資料を用いて決定する。
(以下余白)
実施例1
ポリ(α−フルオロアクリロニトリル)をアセトン溶媒
に溶解させた後、ガラス板上にギヤスト、風乾して厚さ
20μのフィルムを得た。このフィルムを石英製ガラス
管に入れ、真空脱気した。さらにこのフィルムの入った
石英製ガラス管を電気加熱炉にセットし、真空下10で
7分の速度で300℃迄昇温した。さらに真空下300
℃で1時間保持した。こうして黒色のフィルム状基体を
得た。このフィルム状基体の赤外線吸収スペクトルを第
1図に示した。
に溶解させた後、ガラス板上にギヤスト、風乾して厚さ
20μのフィルムを得た。このフィルムを石英製ガラス
管に入れ、真空脱気した。さらにこのフィルムの入った
石英製ガラス管を電気加熱炉にセットし、真空下10で
7分の速度で300℃迄昇温した。さらに真空下300
℃で1時間保持した。こうして黒色のフィルム状基体を
得た。このフィルム状基体の赤外線吸収スペクトルを第
1図に示した。
また、パーキンエルマー24QC型元素分析計を用いて
測定した元素分析から求め念原子比を表1に示した。更
に、上記熱焼成して得念フィルム状基体のESRスペク
トルを第2図に示した。これらデータよ抄上記フィルム
状基体の水素/炭素原子比は、0.45赤外線吸収スペ
クトルから求めた吸光度比A=A201G ”w tt
so/)、、!sso 〜1ssoは0.40.電子ス
ピン共鳴スペクトルから求めた?値が2.0 O12の
シグナルの半値巾(Δ■)は6.8ガウスであった。
測定した元素分析から求め念原子比を表1に示した。更
に、上記熱焼成して得念フィルム状基体のESRスペク
トルを第2図に示した。これらデータよ抄上記フィルム
状基体の水素/炭素原子比は、0.45赤外線吸収スペ
クトルから求めた吸光度比A=A201G ”w tt
so/)、、!sso 〜1ssoは0.40.電子ス
ピン共鳴スペクトルから求めた?値が2.0 O12の
シグナルの半値巾(Δ■)は6.8ガウスであった。
表1
〔上記フィルム状基体を負極電極に用いた電池〕上記フ
ィルム状基体11岬を55メツシユの白金製金網に包み
一方の電極とした。又、フェノール系活性炭素繊維フェ
ルト(日本カイノール社製ACN 504−15)1
1yを同様に55メツシユの白金製金網に包みもう一方
の電極とした。
ィルム状基体11岬を55メツシユの白金製金網に包み
一方の電極とした。又、フェノール系活性炭素繊維フェ
ルト(日本カイノール社製ACN 504−15)1
1yを同様に55メツシユの白金製金網に包みもう一方
の電極とした。
両電極間に0.5 ymaの厚みのグラスファイバー濾
紙を隔膜としておいた。両電極間に白金線をリード線と
してつないだ。ポテンショスタット/ガルバノスタット
(北斗電工社製HA−501)の陰極に上記フィルム状
基体を白金製金網で包んだ電極を、又陽極にフェノール
系活性炭素繊維フエルトを白金製金網で包んだ電極を接
続し、両電極間に0.15mAの一定電流を流して充電
し念。クーロンメーター指示値で2.0クーロンの電荷
を充電した時点で充電を打ちきった。
紙を隔膜としておいた。両電極間に白金線をリード線と
してつないだ。ポテンショスタット/ガルバノスタット
(北斗電工社製HA−501)の陰極に上記フィルム状
基体を白金製金網で包んだ電極を、又陽極にフェノール
系活性炭素繊維フエルトを白金製金網で包んだ電極を接
続し、両電極間に0.15mAの一定電流を流して充電
し念。クーロンメーター指示値で2.0クーロンの電荷
を充電した時点で充電を打ちきった。
上記充電後の電池の開路電圧を測定し4.Ovを得た。
父上記充電後直ちにIKΩの抵抗を両極間につないで定
抵抗放電を実施し、両極間の電位が0、IVになる迄に
放電し念電荷量は1.54クーロンであった。
抵抗放電を実施し、両極間の電位が0、IVになる迄に
放電し念電荷量は1.54クーロンであった。
上述の充電及び放電の操作を繰し返し実施し、4回目の
充電量2.Qクーロンに対し放電電荷量は1.50クー
ロンであった。5回目の充電後、15時間放置して後I
KΩの定抵抗放電を実施し充電電荷量2.0クーロンに
対し放電電荷量1.23クーロンを得た。
充電量2.Qクーロンに対し放電電荷量は1.50クー
ロンであった。5回目の充電後、15時間放置して後I
KΩの定抵抗放電を実施し充電電荷量2.0クーロンに
対し放電電荷量1.23クーロンを得た。
各サイクルにおける電荷効率を表−2に示す。
(以下余白)
実施例2
実施例1で得たフィルム状基体をさらに窒素流下20℃
/分の速度でSOO℃迄昇温した。さらに窒素流下SO
O℃で1時間保持した。こうして黒色のフィルム状基体
を得た。このフィルム状基体の赤外線スペクトルを第3
図、元素分析の値を表1に示した。又、電子スピン共鳴
スペクトル(ESBスペクトル)を第4図に示した。こ
れらデータよ沙上記フィルム状基体の水素/炭素原子比
は、0.40、赤外線吸収スペクトルから求めた吸光度
比A = Aj口o 〜!1110 /A15110
N165Gは0.37、電子スピン共鳴スペクトルから
求めたf値が2.0011のシグナルの半値巾(ΔH)
は6.3ガウスであつ九〇 〔上記フィルム状基体を負極電極に用いた電池〕上記フ
ィルム状基体11■を負極に用いた以外は実施例1と同
様の方法で電池を構成し、実施例1と同様にして充電し
念。クーロンメーター指示値で2.0クーロンの電荷を
充電した時点で充電をうちきった。
/分の速度でSOO℃迄昇温した。さらに窒素流下SO
O℃で1時間保持した。こうして黒色のフィルム状基体
を得た。このフィルム状基体の赤外線スペクトルを第3
図、元素分析の値を表1に示した。又、電子スピン共鳴
スペクトル(ESBスペクトル)を第4図に示した。こ
れらデータよ沙上記フィルム状基体の水素/炭素原子比
は、0.40、赤外線吸収スペクトルから求めた吸光度
比A = Aj口o 〜!1110 /A15110
N165Gは0.37、電子スピン共鳴スペクトルから
求めたf値が2.0011のシグナルの半値巾(ΔH)
は6.3ガウスであつ九〇 〔上記フィルム状基体を負極電極に用いた電池〕上記フ
ィルム状基体11■を負極に用いた以外は実施例1と同
様の方法で電池を構成し、実施例1と同様にして充電し
念。クーロンメーター指示値で2.0クーロンの電荷を
充電した時点で充電をうちきった。
上記充電後、直ちにIKΩの抵抗を両極間につないで定
抵抗放電を実施し、両極間の電位がo、iVになる迄に
放電した電荷量は1.56クーロンであった。
抵抗放電を実施し、両極間の電位がo、iVになる迄に
放電した電荷量は1.56クーロンであった。
上述の充電及び放電の操作を繰り返し実施し、4回目の
充電量2.0クーロンに対し放電電荷量は1.57クー
ロンであった。5回目の充電後、15時間放置して後I
KΩの定抵抗放電を実施し、充電電荷量2.0クーロン
に対し放電電荷量は1.27クーロンを得た。
充電量2.0クーロンに対し放電電荷量は1.57クー
ロンであった。5回目の充電後、15時間放置して後I
KΩの定抵抗放電を実施し、充電電荷量2.0クーロン
に対し放電電荷量は1.27クーロンを得た。
比較例1
フェノール系活性炭素繊維フェルト(日本カイノール社
製人eN504−15)1119を負極に用いた以外は
すべて実施例1と同様の方法で電池を構成し、実施何重
と同様にして充電した。クーロンメーター指示値で2.
0クーロンの電荷を充電した時点で充電をうち舞った。
製人eN504−15)1119を負極に用いた以外は
すべて実施例1と同様の方法で電池を構成し、実施何重
と同様にして充電した。クーロンメーター指示値で2.
0クーロンの電荷を充電した時点で充電をうち舞った。
上記充電後、直ちにIKΩの抵抗を両極間につないで定
抵抗放電を実施し、両極間の電位が0.1Vになる迄に
放電した電荷量は1.48クーロンであった。
抵抗放電を実施し、両極間の電位が0.1Vになる迄に
放電した電荷量は1.48クーロンであった。
上述の充電及び放電の操作を繰抄返し実施し、4回目の
充電量2.0クーロンに対し放電電荷量は0.76クー
ロンであった。5回目の充電後、15時間放置して後I
KΩの定抵抗放電を実施し充電電荷量2.0クーロンに
対し放電電荷量0.47クーロンを得た。
充電量2.0クーロンに対し放電電荷量は0.76クー
ロンであった。5回目の充電後、15時間放置して後I
KΩの定抵抗放電を実施し充電電荷量2.0クーロンに
対し放電電荷量0.47クーロンを得た。
比較例2
〔ポリアセチレンフィルムの作成〕
触媒にTi (0−nBu)4A4(Et )s系、溶
媒にトルエンを用いて、1tのガラス製オートクレーブ
にアセチレンガスを吹き込み、白州らの方法(J、P。
媒にトルエンを用いて、1tのガラス製オートクレーブ
にアセチレンガスを吹き込み、白州らの方法(J、P。
S、 Polymer Chemistry Edi
tion Vol 12 11〜20 (1974)
等に記載の公知の方法)によりポリアセチレンフィルム
を得た。
tion Vol 12 11〜20 (1974)
等に記載の公知の方法)によりポリアセチレンフィルム
を得た。
〔上記ポリアセチレンフィルムを負極に用いた電池〕上
記ポリアセチレンフィルム11qを負極に用いた以外は
すべて実施例1と同様の方法で電池を構成し、実施例1
と同様にして充電したクーロンメーター指示値で2.0
クーロンの電荷を充電した時点で充電をうち趣った。
記ポリアセチレンフィルム11qを負極に用いた以外は
すべて実施例1と同様の方法で電池を構成し、実施例1
と同様にして充電したクーロンメーター指示値で2.0
クーロンの電荷を充電した時点で充電をうち趣った。
王妃充電後、只ちにIKΩの抵抗を両極間につないで定
抵抗放電を実施し、両極間の電位が0.1Vになる迄に
放電した電荷量は1.40クーロンであった。
抵抗放電を実施し、両極間の電位が0.1Vになる迄に
放電した電荷量は1.40クーロンであった。
上述の充電及び放電の操作を繰り返し実施し、4回目の
充電量2.0クーロンに対し、放電電荷量は0.70ク
ーロンであり食。5回目の充電後15時間放置して後I
KΩの定抵抗放電を実施し充電電荷量2.0クーロンに
対し放電電荷量0.43クーロンを得た。
充電量2.0クーロンに対し、放電電荷量は0.70ク
ーロンであり食。5回目の充電後15時間放置して後I
KΩの定抵抗放電を実施し充電電荷量2.0クーロンに
対し放電電荷量0.43クーロンを得た。
比較例3
実施例1と同様にしてアセトン溶液からキャストしたポ
リ(α−フルオロアクリロニトリル)のフィルムを石英
製ガラス管に入れ、これを電気加熱戸にセットした。窒
素流下30℃/分の速度で3000℃迄昇温した。さら
に窒素流下、aoo。
リ(α−フルオロアクリロニトリル)のフィルムを石英
製ガラス管に入れ、これを電気加熱戸にセットした。窒
素流下30℃/分の速度で3000℃迄昇温した。さら
に窒素流下、aoo。
℃で30分保持した。こうして黒色のフィルム状基体を
得た。このフィルム状基体をパーキンエルマー240C
型元素分析計を用いて測定した元素分析から求めた水素
/炭素原子の原子比を表1に示したが、水素/炭素原子
の原子比は0.010未満であった。
得た。このフィルム状基体をパーキンエルマー240C
型元素分析計を用いて測定した元素分析から求めた水素
/炭素原子の原子比を表1に示したが、水素/炭素原子
の原子比は0.010未満であった。
〔上記フィルム状基体を負極電極に用いた電池〕E上記
フィルム基体11119を負極に用いた以外は実施例1
と同様の方法で電池を構成し、実施例1と同様にして充
電した。クーロンメーター指示値で2.0クーロンの電
荷を充電した時点で充電をうちきった。
フィルム基体11119を負極に用いた以外は実施例1
と同様の方法で電池を構成し、実施例1と同様にして充
電した。クーロンメーター指示値で2.0クーロンの電
荷を充電した時点で充電をうちきった。
辷記充電後只ちにIKΩの抵抗を両極間につないで定抵
抗放電を実施し、両極間の電位が0.1vになる迄に放
電、した電荷量は0.92クーロンであった。
抗放電を実施し、両極間の電位が0.1vになる迄に放
電、した電荷量は0.92クーロンであった。
上記の充電及び放電の操作を繰り返し実施し・、4回目
の充電量2.0クーロンに対し放電電荷量は0.60ク
ーロンであった。5回目の充電後、15時間放置して後
IKΩの定抵抗放電を実施し充電電荷量2.0クーロン
に対し放電電荷量0.31クーロンを得た。
の充電量2.0クーロンに対し放電電荷量は0.60ク
ーロンであった。5回目の充電後、15時間放置して後
IKΩの定抵抗放電を実施し充電電荷量2.0クーロン
に対し放電電荷量0.31クーロンを得た。
比較例4
比較例3と同様にしてアセトン溶液からキャストしたポ
リ(a−フルオロアクリロニトリル)のフィルムを石英
製ガラス管に入れ、これを電気加熱戸にセットした。窒
素流下10℃/分の速度で180℃迄昇温した。さらに
窒素流下180℃で30分間保持した。こうして得たフ
ィルム状基体の元素分析の値から求めた水素/炭素原子
の原子比は0.59、又赤外線スペクトルから求めた吸
光度比A = Axtao−ggso / A1550
〜1m5oは、1.2であった。
リ(a−フルオロアクリロニトリル)のフィルムを石英
製ガラス管に入れ、これを電気加熱戸にセットした。窒
素流下10℃/分の速度で180℃迄昇温した。さらに
窒素流下180℃で30分間保持した。こうして得たフ
ィルム状基体の元素分析の値から求めた水素/炭素原子
の原子比は0.59、又赤外線スペクトルから求めた吸
光度比A = Axtao−ggso / A1550
〜1m5oは、1.2であった。
〔上記フィルム状基体を負極電極に用いた電池〕上記フ
ィルム状基体11キを負極に用いた以外は実施例1と同
様の方法で電池を構成し、実施例1と同様にして充電し
た。クーロンメーター指示値で2.0クーロンの電荷を
充電した時点で充電をうちきった。
ィルム状基体11キを負極に用いた以外は実施例1と同
様の方法で電池を構成し、実施例1と同様にして充電し
た。クーロンメーター指示値で2.0クーロンの電荷を
充電した時点で充電をうちきった。
上記充電後、只ちにIKΩの抵抗を両極間につないで定
抵抗放電を実施し、両極間の電位が0.IVになる迄放
電したが、放電電荷量は、0.40クーロンに寸ぎなか
った。
抵抗放電を実施し、両極間の電位が0.IVになる迄放
電したが、放電電荷量は、0.40クーロンに寸ぎなか
った。
〔実施例1.2と比較例1.2の比較〕表2の1 cy
cle、 4 cycle 、 5 cycle (1
5時間放電)の充放電電荷動車のいづれも実施例1.2
は比較例1.2より高く、電池としてすぐれていること
がわかる。すなわち本発明の有機高分子系電極材料を負
極として用いた電池は、公知の活性化炭素繊維、ポリア
セチレンを負極に用いた電池よしはるかにすぐれた電池
であることがわかる。
cle、 4 cycle 、 5 cycle (1
5時間放電)の充放電電荷動車のいづれも実施例1.2
は比較例1.2より高く、電池としてすぐれていること
がわかる。すなわち本発明の有機高分子系電極材料を負
極として用いた電池は、公知の活性化炭素繊維、ポリア
セチレンを負極に用いた電池よしはるかにすぐれた電池
であることがわかる。
〔実施例1.2と比較例3、番の比較〕表2の1 cy
cle 、 4 cycle 、 5 cycle (
15時間放置)の充放電の電荷効率のいづれも、実施例
1.2は、比較例3.4より高く、電池としてすぐれて
いることがわかる。すなわち本発明の有機高分子系電極
材料を負極として用いた電池は、本発明の特許請求範囲
外である水素/炭素原子の原子比を有する有機高分子系
電極材料を負極として用いた電池よしすぐれた電池であ
ることがわかる。
cle 、 4 cycle 、 5 cycle (
15時間放置)の充放電の電荷効率のいづれも、実施例
1.2は、比較例3.4より高く、電池としてすぐれて
いることがわかる。すなわち本発明の有機高分子系電極
材料を負極として用いた電池は、本発明の特許請求範囲
外である水素/炭素原子の原子比を有する有機高分子系
電極材料を負極として用いた電池よしすぐれた電池であ
ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例−1で得たフィルム状基体の赤外線吸収
スペクトル図、第2図は同フィルム状基体のESRスペ
クトル図、第3図、第4図はそれぞれ実施例2で得たフ
ィルム状基体の赤外線吸収スペクトル図、ESRスペク
トル図である。 特許出願人 三菱油化株式会社 代理人 弁理士 古 川 秀 利 (ほか1名) 一彼 壺父 (cm−9 第2図
スペクトル図、第2図は同フィルム状基体のESRスペ
クトル図、第3図、第4図はそれぞれ実施例2で得たフ
ィルム状基体の赤外線吸収スペクトル図、ESRスペク
トル図である。 特許出願人 三菱油化株式会社 代理人 弁理士 古 川 秀 利 (ほか1名) 一彼 壺父 (cm−9 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ポリ(α−ハロゲン化アクリロニトリル)、ポリ(
β−ハロゲン化アクリロニトリル)、ポリ(ハロゲン化
ジシアノエチレン)、ポリ(シアノアセチレン)、およ
びポリ(ジシアノアセチレン)から選ばれた1種又は2
種以上の混合物を熱焼成して得られ、水素/炭素原子の
原子比が0.010〜0.55の範囲である電極材料 2 ポリ(α−ハロゲン化アクリロニトリル)を熱焼成
して得られる特許請求範囲1項記載の電極材料
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59230293A JPS61111908A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 電極材料 |
| DE3588167T DE3588167T2 (de) | 1984-06-12 | 1985-06-11 | Sekundärbatterien, die mittels Pyrolyse hergestelltes Pseudo-Graphit als Elektrodenmaterial enthalten |
| EP85304139A EP0165047B1 (en) | 1984-06-12 | 1985-06-11 | Secondary batteries containing electrode material obtained by pyrolysis |
| US07/036,176 US4725422A (en) | 1984-06-12 | 1987-04-08 | Electrode material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59230293A JPS61111908A (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 電極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61111908A true JPS61111908A (ja) | 1986-05-30 |
Family
ID=16905544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59230293A Pending JPS61111908A (ja) | 1984-06-12 | 1984-11-02 | 電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61111908A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4888310A (en) * | 1986-11-25 | 1989-12-19 | Battelle Memorial Institute | Pulverulent silicon nitride composition including oxidized silicon carbide whiskers |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893176A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toray Ind Inc | 二次電池 |
-
1984
- 1984-11-02 JP JP59230293A patent/JPS61111908A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893176A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toray Ind Inc | 二次電池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4888310A (en) * | 1986-11-25 | 1989-12-19 | Battelle Memorial Institute | Pulverulent silicon nitride composition including oxidized silicon carbide whiskers |
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