JPS6154164A - プラスチツク二次電池 - Google Patents
プラスチツク二次電池Info
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- JPS6154164A JPS6154164A JP59175886A JP17588684A JPS6154164A JP S6154164 A JPS6154164 A JP S6154164A JP 59175886 A JP59175886 A JP 59175886A JP 17588684 A JP17588684 A JP 17588684A JP S6154164 A JPS6154164 A JP S6154164A
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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
-
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発１３ＩＩはポリアセチレン膜を電極として採択した
プラスチック電極二次電池の改良に関する。
プラスチッ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４体
としての性質をもっているが、特にチーグラーφナツタ
触媒（Ｔ ｉ （ＯＣ４ＨＪ４ｋｌｃｃｚ Ｈｓ ）ｓ
系）を用いてア七チレンを重合したポリアセチレン膜は
、直径２００八程度のフィブリル（繊維状微結晶）網目
構造を有しており、これをノ・ロゲンガスや二弗化砒素
などの僅かなドーピングを施すことによって、その導電
率を大巾に変化させることができる。
する最も単純な鎖状共役形高分子化合物であり、半４体
としての性質をもっているが、特にチーグラーφナツタ
触媒（Ｔ ｉ （ＯＣ４ＨＪ４ｋｌｃｃｚ Ｈｓ ）ｓ
系）を用いてア七チレンを重合したポリアセチレン膜は
、直径２００八程度のフィブリル（繊維状微結晶）網目
構造を有しており、これをノ・ロゲンガスや二弗化砒素
などの僅かなドーピングを施すことによって、その導電
率を大巾に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、上記フィブリル網
目構造であるために非常に大きな表面積をとることがで
きるなどのことから、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。
安定していること、軽量であること、上記フィブリル網
目構造であるために非常に大きな表面積をとることがで
きるなどのことから、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。
そこで、近年この種のプラスチック二次電池に対する研
究も活発となり、既に本願人も−７２図のｌａｌ （ｂ
Ｊに示す如き当該二次電池につき提案した。
究も活発となり、既に本願人も−７２図のｌａｌ （ｂ
Ｊに示す如き当該二次電池につき提案した。
上記第２図ｔａ）のものは、容器１内にガラス繊維等に
よるフィルターにより形成したセパレーター２を挟んで
、ポリアセチレン膜正電極３、ポリアセチレン膜負電極
４を配し、当該両極３．４から直接に夫々正極端子５、
負極端子６を導出する従前のものを改良し、ボリアセチ
イ／膜正電極３の外側には金蒸着膜などによる補助正電
極７を、ポリアセチレン膜負電極４の外側にはアルミニ
ウム片などによる補助負電極８を夫々配設し、当該正負
各袖助電極了、８から夫々正極端子５、負極端子６を導
出するようにしたものである。
よるフィルターにより形成したセパレーター２を挟んで
、ポリアセチレン膜正電極３、ポリアセチレン膜負電極
４を配し、当該両極３．４から直接に夫々正極端子５、
負極端子６を導出する従前のものを改良し、ボリアセチ
イ／膜正電極３の外側には金蒸着膜などによる補助正電
極７を、ポリアセチレン膜負電極４の外側にはアルミニ
ウム片などによる補助負電極８を夫々配設し、当該正負
各袖助電極了、８から夫々正極端子５、負極端子６を導
出するようにしたものである。
これに対し同図ｔｂ＋のものは、ポリアセチレン膜負電
極４を使用せずに、セパレーター２の一側面に直接補助
負電極８を配設するようにした点が、上記ｔａｒのもの
と相違し、この際の当該電極８にはリチウム片を使用す
るのがよ＜ 、（ａｌｔｂ１例れも容？：（１内の電解
液９には過塩素酸リチウム（ＬｉＣｔＯ＋ ） ｔ−プ
ロピレンカーボネイト（Ｉ） Ｃ）に溶解したものが用
いられ、図中１０はガス抜き孔を示す。
極４を使用せずに、セパレーター２の一側面に直接補助
負電極８を配設するようにした点が、上記ｔａｒのもの
と相違し、この際の当該電極８にはリチウム片を使用す
るのがよ＜ 、（ａｌｔｂ１例れも容？：（１内の電解
液９には過塩素酸リチウム（ＬｉＣｔＯ＋ ） ｔ−プ
ロピレンカーボネイト（Ｉ） Ｃ）に溶解したものが用
いられ、図中１０はガス抜き孔を示す。
このようにすることで、従前のものに比し確かにセル電
圧、エネルギー密度、最大出力密度等の特性を改善する
ことができたのであるが、ポリアセチレン膜はそれ自体
絶縁性が犬であり、不純物の添加により導電率が金属的
になるものであるから、第１図ｔａｌ（ｂｌの如き二次
電池につき１１元気化学的にドーピングをしようとした
際、当該ポリアセチレン膜の初期抵抗が大きく、従って
電極活性物質であるポリアセチレンには高い電圧をかけ
ても大きな電流が流れず、ながながドーピングがし難い
。
圧、エネルギー密度、最大出力密度等の特性を改善する
ことができたのであるが、ポリアセチレン膜はそれ自体
絶縁性が犬であり、不純物の添加により導電率が金属的
になるものであるから、第１図ｔａｌ（ｂｌの如き二次
電池につき１１元気化学的にドーピングをしようとした
際、当該ポリアセチレン膜の初期抵抗が大きく、従って
電極活性物質であるポリアセチレンには高い電圧をかけ
ても大きな電流が流れず、ながながドーピングがし難い
。
しかし一旦ド−グが始まると、急激に内部抵抗が／Ｊ・
さくなり端子電圧が降下してドープされていくのである
が、この場合におけるドープ状態は、ドープされた当該
部分の抵抗が小さくなると、当該箇所へのドープが一層
容易となり、この結果ポリアセチレン膜は部分的にドー
プされてしまうことになり、この結果電極活物質の有効
利用ができないこととなり、従って当該電池のエネルギ
ー密度が充分大きなものとはならない欠陥がある。
さくなり端子電圧が降下してドープされていくのである
が、この場合におけるドープ状態は、ドープされた当該
部分の抵抗が小さくなると、当該箇所へのドープが一層
容易となり、この結果ポリアセチレン膜は部分的にドー
プされてしまうことになり、この結果電極活物質の有効
利用ができないこととなり、従って当該電池のエネルギ
ー密度が充分大きなものとはならない欠陥がある。
本発明は上記既応プラスチック二次電池の難点て鑑み検
討されたもので、ポリアセチレン膜に、予め導電性粉末
を均一に混在させておき、これによってポリアセチレン
膜正電極か、同正電極とボ・リアセチレン膜負電極の双
方を形成することで、電気化学的ドーピングに際し、ポ
リアセチレン膜へのドープを全面にわたり均一に施し得
るようにし、これによりエネルギー密度を飛躍的に改善
して、高エネルギー密度の当該二次電池につき、そのｌ
圧電化、小型化を可能にしようとするのが、その目的で
ある。
討されたもので、ポリアセチレン膜に、予め導電性粉末
を均一に混在させておき、これによってポリアセチレン
膜正電極か、同正電極とボ・リアセチレン膜負電極の双
方を形成することで、電気化学的ドーピングに際し、ポ
リアセチレン膜へのドープを全面にわたり均一に施し得
るようにし、これによりエネルギー密度を飛躍的に改善
して、高エネルギー密度の当該二次電池につき、そのｌ
圧電化、小型化を可能にしようとするのが、その目的で
ある。
本発１ｙＪは上記の諸口的を達成するため、容器内には
、順次導出した正極端子に導通の補助正電極、ポリアセ
チレン膜正電極、ガラス繊維等のフィルターによるセパ
レーター、ポリアセチレン膜負電極を介しまたは介さず
に導出した負極端子と導通して配装の補助負電極が隣設
され、かつ過塩素酸リチウムをプロビレ／カーボネイト
に溶解した電解液が収納されているバッテリーに」・−
いて、上記のポリアセチレン膜正電極と必要に応じ用い
られるポリアセチレン膜負電極が、ポリアセチレン膜に
導電性粉末を均一に混在させて形成したものとなってい
る。
、順次導出した正極端子に導通の補助正電極、ポリアセ
チレン膜正電極、ガラス繊維等のフィルターによるセパ
レーター、ポリアセチレン膜負電極を介しまたは介さず
に導出した負極端子と導通して配装の補助負電極が隣設
され、かつ過塩素酸リチウムをプロビレ／カーボネイト
に溶解した電解液が収納されているバッテリーに」・−
いて、上記のポリアセチレン膜正電極と必要に応じ用い
られるポリアセチレン膜負電極が、ポリアセチレン膜に
導電性粉末を均一に混在させて形成したものとなってい
る。
本発明は、このように導電性粉末の均一混在によるポリ
アセチレン膜の電極使用により、電気化学的ドーピング
に際し、当該電極の内部抵抗が小さくなり、従って低電
圧充電も可能となって、補助電極からポリアセチレン膜
電極への電流が充分に流れると共に、当該電流は一様に
流れることとなって、ドープが均一に進行し、電極活物
質の全面的な有効利用が可能となる。
アセチレン膜の電極使用により、電気化学的ドーピング
に際し、当該電極の内部抵抗が小さくなり、従って低電
圧充電も可能となって、補助電極からポリアセチレン膜
電極への電流が充分に流れると共に、当該電流は一様に
流れることとなって、ドープが均一に進行し、電極活物
質の全面的な有効利用が可能となる。
本発明に係る二次電池として例示した牙１図（ａｌ ｔ
ｂｌＱものは、夫々前掲第２図のｔａｌ ｔｂｌに示さ
れたものと基本構成が同じであるから、同一部材には同
一符号が付されている。
ｂｌＱものは、夫々前掲第２図のｔａｌ ｔｂｌに示さ
れたものと基本構成が同じであるから、同一部材には同
一符号が付されている。
すなわち第１図の実施例でも、容器１内にあって、順次
導出した正極端子５に導通の補助正電極子、ポリアセチ
レノ膜正電極１１、ガラス繊維等のフィルターによるセ
パレーター２、ポリアセチレン膜負電極１２を介しまた
は介さずに、導出した負極端子６と導通して配装の補助
負電極８が隣設され、電解液９についても第２図のもの
と全く同じである。
導出した正極端子５に導通の補助正電極子、ポリアセチ
レノ膜正電極１１、ガラス繊維等のフィルターによるセ
パレーター２、ポリアセチレン膜負電極１２を介しまた
は介さずに、導出した負極端子６と導通して配装の補助
負電極８が隣設され、電解液９についても第２図のもの
と全く同じである。
ここで本発明では上記のポリアセテレノ膜正電極１１か
、またポリアセチレン膜負電極１２をも用いるときは両
電極１１．１２につき、単なるポリアセチレン膜を便用
するのではなく、アセチレンを重合して導電性高分子で
あるポリアセチレン膜を製造する工程に心って、当該膜
中に導電性粉末１３ｆｃ一体化、すなわち混在してやり
、これを電極膜として使用するのである。
、またポリアセチレン膜負電極１２をも用いるときは両
電極１１．１２につき、単なるポリアセチレン膜を便用
するのではなく、アセチレンを重合して導電性高分子で
あるポリアセチレン膜を製造する工程に心って、当該膜
中に導電性粉末１３ｆｃ一体化、すなわち混在してやり
、これを電極膜として使用するのである。
この際上記の導電性粉末１３としては、ポリアセチレン
膜正電極１１用にＡ ｕ ｓ Ｐ ｔ ｓ Ｐ ｄ １
Ｒｂ、ＡｇｌＨｇ、Ｓ ｉや、これらの合金、あ、るい
はカーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛等が採
択でき、ポリアセチレン膜負電極１２用１ｃｃｓ％Ｒ１
：Ｌ、 Ｋ、 Ｎａ、 Ｂａ、 Ｌｉｓ Ｓ ｔｓＣａ
ｓ Ｍ ｇＸ Ｂ ｅ １Ａ Ｚ 等を採択するこ
とができる。
膜正電極１１用にＡ ｕ ｓ Ｐ ｔ ｓ Ｐ ｄ １
Ｒｂ、ＡｇｌＨｇ、Ｓ ｉや、これらの合金、あ、るい
はカーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛等が採
択でき、ポリアセチレン膜負電極１２用１ｃｃｓ％Ｒ１
：Ｌ、 Ｋ、 Ｎａ、 Ｂａ、 Ｌｉｓ Ｓ ｔｓＣａ
ｓ Ｍ ｇＸ Ｂ ｅ １Ａ Ｚ 等を採択するこ
とができる。
そして、この場合上記の導電性粉末１３を、当該補助電
極の素材と同一物質のものとするのが好１しく、粉末粒
度としては、粉径５μｍ〜１５０μｍ程度が適当であシ
、過大であるときは、ポリアセチレン膜の膜厚よりも当
該粉末の直径が犬となってしまい、この結果間膜と補助
電極との接触面積が小さくなったり、間膜と一体化され
る保持力も弱くなって、当該粉末が脱落する傾向が犬と
なり望ましくない。
極の素材と同一物質のものとするのが好１しく、粉末粒
度としては、粉径５μｍ〜１５０μｍ程度が適当であシ
、過大であるときは、ポリアセチレン膜の膜厚よりも当
該粉末の直径が犬となってしまい、この結果間膜と補助
電極との接触面積が小さくなったり、間膜と一体化され
る保持力も弱くなって、当該粉末が脱落する傾向が犬と
なり望ましくない。
ここで導電性粉末１３の混入量であるが、ポリアセチレ
ン重合用触媒１ ｍｌに対し、所望の導電性粉末０．１
ｇ程度とするのが望ましく、混入量が過大に失すれば導
電性粉末部分を電流が短絡する為にポリアセチレンのド
ーピングが不能となり、上記下限値よりも過少であると
実益が殆どなくなってしまう。
ン重合用触媒１ ｍｌに対し、所望の導電性粉末０．１
ｇ程度とするのが望ましく、混入量が過大に失すれば導
電性粉末部分を電流が短絡する為にポリアセチレンのド
ーピングが不能となり、上記下限値よりも過少であると
実益が殆どなくなってしまう。
次に第１図１ａｌに示すプラスチック二次電池の具体例
につき示せば、ポリアセチレン膜正電極１１用のポリア
セチレン膜は、チーグラー・ナツタ触媒（Ｔ ｉ （Ｏ
Ｃ４Ｈｏ ）４ Ａ（Ｃ２°Ｈ５）３）２０ ｍｌ
を調整し、この中に粒径的２０μｍのＡｇ粉末を２ｇだ
け混合し、この粉末入り触媒を用いて、既知の如く一７
８℃にてアセチレンを重合することで製造し、厚さ１５
０μｍにて均一にＡｇ粉末が混入されたフィルム状ポリ
アセチレンを得、これを使用した。
につき示せば、ポリアセチレン膜正電極１１用のポリア
セチレン膜は、チーグラー・ナツタ触媒（Ｔ ｉ （Ｏ
Ｃ４Ｈｏ ）４ Ａ（Ｃ２°Ｈ５）３）２０ ｍｌ
を調整し、この中に粒径的２０μｍのＡｇ粉末を２ｇだ
け混合し、この粉末入り触媒を用いて、既知の如く一７
８℃にてアセチレンを重合することで製造し、厚さ１５
０μｍにて均一にＡｇ粉末が混入されたフィルム状ポリ
アセチレンを得、これを使用した。
そして補助正電極７は、ポリエチレンに八ｇを蒸着して
形成、さらにポリアセチレン膜負電（飯１２も上記と同
じ工程で、触媒２０ｍ１に導電性粉末には粒径的２０μ
ｍのＡｔ粉末に２ｇだけ混合し、セパレーター２にはガ
ラスフィルターを用い、上記両電極１１．１２には２
ｃｍ Ｘ２ｃｔｎのものを使用した。
形成、さらにポリアセチレン膜負電（飯１２も上記と同
じ工程で、触媒２０ｍ１に導電性粉末には粒径的２０μ
ｍのＡｔ粉末に２ｇだけ混合し、セパレーター２にはガ
ラスフィルターを用い、上記両電極１１．１２には２
ｃｍ Ｘ２ｃｔｎのものを使用した。
これに対し、前記第２図（ａｌ Ｋ示す構成のものも製
作して上記本発明のものと比較したが、ポリアセチレン
膜の厚さは本発明のものと同じく１５０μｍとなし、そ
の他補助電極の素材や両電極の寸法も合致させるように
した。
作して上記本発明のものと比較したが、ポリアセチレン
膜の厚さは本発明のものと同じく１５０μｍとなし、そ
の他補助電極の素材や両電極の寸法も合致させるように
した。
上記両電池の比較結果は本発明のものでは、その放電容
量が４．７ ｍＡｈであったのに対し、後渚の電池では
１．９ ｍＡｈであった。
量が４．７ ｍＡｈであったのに対し、後渚の電池では
１．９ ｍＡｈであった。
尚ここで両電池の電解液０度は何れもＩＮとした。
本発明は前記のように構成され、かつ上記実施例によっ
て具現されるものであるから、製作されたプラスチソク
ニ次電池について電気化学的ドーピングを行う際、ドー
ピングが短時間に低電圧にて目的を達し得るだけでなく
、ポリアセチレン膜を均一にドープできることとなるた
め、電極活物質であるポリアセチレンを全面的に活用で
き、この結果放電容量を大巾に増加することができて、
エネルギー密度が向上することとなり、従って電池の＠
量化、小型化も可能となる。
て具現されるものであるから、製作されたプラスチソク
ニ次電池について電気化学的ドーピングを行う際、ドー
ピングが短時間に低電圧にて目的を達し得るだけでなく
、ポリアセチレン膜を均一にドープできることとなるた
め、電極活物質であるポリアセチレンを全面的に活用で
き、この結果放電容量を大巾に増加することができて、
エネルギー密度が向上することとなり、従って電池の＠
量化、小型化も可能となる。
尚前記実施例では、ポリアセチレン膜電極として、ポリ
アセチレン膜を一枚だけ配したものが示されているが、
複数枚間膜を型部して電極とするようにしてもよい。
アセチレン膜を一枚だけ配したものが示されているが、
複数枚間膜を型部して電極とするようにしてもよい。
オＩ図ｔａｌ ｌｂｌは本発明に係る二次電池の異種実
施例を示した夫々の縦断正面図、第２図１ａｌ ｆｂｌ
はは既応の当該二次電池を示す異種例の各縦断正面図で
ちる。 １・・・・・容 器 ２・−・・・セパレーター ５・・・・ψ正極端子 ６・・・争・負極端子 了・・・・・補助正電極 ８・・・・・補助負電極 ９・・・・・電解液 １１・・・・・ポリアセチレン膜正電極１２・・・・・
ポリアセチレン膜負電極１３・・・・・導電性粉末 代理人 弁理士 斎 藤 義 雄 第１ （α） 第２ （ａ）
施例を示した夫々の縦断正面図、第２図１ａｌ ｆｂｌ
はは既応の当該二次電池を示す異種例の各縦断正面図で
ちる。 １・・・・・容 器 ２・−・・・セパレーター ５・・・・ψ正極端子 ６・・・争・負極端子 了・・・・・補助正電極 ８・・・・・補助負電極 ９・・・・・電解液 １１・・・・・ポリアセチレン膜正電極１２・・・・・
ポリアセチレン膜負電極１３・・・・・導電性粉末 代理人 弁理士 斎 藤 義 雄 第１ （α） 第２ （ａ）
Claims (3)
- （１）容器内には、順次導出した正極端子に導通の補助
正電極、ポリアセチレン膜正電極、ガラス繊維等のフィ
ルターによるセパレーター、ポリアセチレン膜負電極を
介しまたは介さずに導出した負極端子と導通して配装の
補助負電極が隣設され、かつ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収納されているバ
ッテリーにおいて、上記のポリアセチレン膜正電極と必
要に応じ用いられるポリアセチレン膜負電極が、ポリア
セチレン膜に導電性粉末を均一に混在させて形成したも
のであることを特徴とするプラスチツク二次電池。 - （２）ポリアセチレン膜正電極または必要に応じ用いら
れるポリアセチレン膜負電極の一方または双方が、複数
枚のポリアセチレン膜を重積して形成されている特許請
求の範囲第１項記載のプラスチツク二次電池。 - （３）ポリアセチレン膜に混在させた導電性粉末が、当
該ポリアセチレン膜正電極、ポリアセチレン膜負電極に
隣設の補助正電極、補助負電極と同一物質にて形成され
ている特許請求の範囲第１項記載のプラスチツク二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175886A JPS6154164A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | プラスチツク二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175886A JPS6154164A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | プラスチツク二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6154164A true JPS6154164A (ja) | 1986-03-18 |
Family
ID=16003932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59175886A Pending JPS6154164A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | プラスチツク二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6154164A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549862A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-10 | Hitachi Ltd | Nonaqueous electrolytic battery |
| JPS58137975A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JPS58189969A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 有機電解質二次電池 |
-
1984
- 1984-08-24 JP JP59175886A patent/JPS6154164A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549862A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-10 | Hitachi Ltd | Nonaqueous electrolytic battery |
| JPS58137975A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JPS58189969A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 有機電解質二次電池 |
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