JPH06251801A - Secondary battery - Google Patents
Secondary batteryInfo
- Publication number
- JPH06251801A JPH06251801A JP5059632A JP5963293A JPH06251801A JP H06251801 A JPH06251801 A JP H06251801A JP 5059632 A JP5059632 A JP 5059632A JP 5963293 A JP5963293 A JP 5963293A JP H06251801 A JPH06251801 A JP H06251801A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound
- ion
- ionic
- polymer compound
- battery
- 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.)
- Granted
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 51
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 33
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 41
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 41
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 27
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 23
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 16
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 claims description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- -1 ion salts Chemical class 0.000 description 13
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 10
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 10
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 7
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 3
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 3
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N cyclopentadiene Chemical compound C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- PHXQIAWFIIMOKG-UHFFFAOYSA-N NClO Chemical compound NClO PHXQIAWFIIMOKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 description 2
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- MGNZXYYWBUKAII-UHFFFAOYSA-N cyclohexa-1,3-diene Chemical compound C1CC=CC=C1 MGNZXYYWBUKAII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 2
- JWZCKIBZGMIRSW-UHFFFAOYSA-N lead lithium Chemical compound [Li].[Pb] JWZCKIBZGMIRSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- UIDWHMKSOZZDAV-UHFFFAOYSA-N lithium tin Chemical compound [Li].[Sn] UIDWHMKSOZZDAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethoxyethane Chemical compound COC(C)OC SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxane Chemical compound C1COCOC1 VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 2-(3-phenylmethoxyphenyl)-1,3-thiazole-4-carbaldehyde Chemical compound O=CC1=CSC(C=2C=C(OCC=3C=CC=CC=3)C=CC=2)=N1 OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N Methylacrylonitrile Chemical compound CC(=C)C#N GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N Poloxamer Chemical compound C1CO1.CC1CO1 RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical group CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000011337 anisotropic pitch Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004067 bulking agent Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N chloroprene Chemical compound ClC(=C)C=C YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cis-cyclohexene Natural products C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- IRDCEJVOXCGYAV-UHFFFAOYSA-M lithium;2-dodecylbenzenesulfonate Chemical compound [Li+].CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S([O-])(=O)=O IRDCEJVOXCGYAV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NTWKDFWKALPPII-UHFFFAOYSA-M lithium;octadecane-1-sulfonate Chemical compound [Li+].CCCCCCCCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O NTWKDFWKALPPII-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 125000005498 phthalate group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M potassium thiocyanate Chemical compound [K+].[S-]C#N ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M sodium thiocyanate Chemical compound [Na+].[S-]C#N VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HRQDCDQDOPSGBR-UHFFFAOYSA-M sodium;octane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCS([O-])(=O)=O HRQDCDQDOPSGBR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、周囲温度下で可逆的に
作動する二次電池に係り、電解質および正極、負極の改
良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery which operates reversibly at ambient temperature, and relates to improvement of electrolyte, positive electrode and negative electrode.
【0002】[0002]
【従来技術】最近のマイクロエレクトロニクス化は、各
種電子機器のメモリーバックアップ用電源に代表される
ように、電池の電子機器内収納、エレクトロニクス素子
および回路との一体化に伴って、電池の小型化、軽量
化、薄形化とさらに高エネルギー密度を有する電池とが
要望されている。1次電池の分野では、既にリチウム電
池などの小型、軽量の電池が実用化されているが、その
用途分野は限られたものである。そこで、従来の鉛電
池、ニッケル−カドミウム電池に代わる電池として、よ
り小型軽量化が可能な非水電解液を用いた二次電池が注
目されているが、電極活物質のサイクル特性、自己放電
特性などの実用物性を満足するものが見いだされていな
いことが原因で現在も多くの研究機関で検討されてい
る。2. Description of the Related Art Recently, as microelectronics has been used, as represented by a power source for memory backup of various electronic devices, a battery has been miniaturized in accordance with the storage of the battery in the electronic device and the integration with electronic elements and circuits. There is a demand for batteries that are lighter in weight, thinner, and have a higher energy density. In the field of primary batteries, small and lightweight batteries such as lithium batteries have already been put into practical use, but their fields of use are limited. Therefore, a secondary battery using a non-aqueous electrolyte that can be made smaller and lighter has attracted attention as a battery that replaces the conventional lead battery and nickel-cadmium battery. Many research institutes are still studying it because of the fact that nothing satisfying the practical physical properties has been found.
【0003】さて、より小型軽量で高エネルギー密度を
有し、かつ高い信頼性を有する電池を設計する上で、以
下の問題について別々に分けて検討する必要がある。 1)電極活物質および電極の問題 2)電解質の問題 上述の1)の問題については、本発明者は薄型電池(単
位セル当たりの厚さが100 〜500 μm (シート状電
池))と呼ばれる電池について検討した際、それに充分
適応できうる品質を有する薄膜状金属リチウムを作製す
ることが技術的に多少困難なこと、電池の製造工程が複
雑となることが問題となってきた。さらに、二次電池と
して使用する場合、リチウムのデンドライトの生成およ
び界面の不動態化といった問題が原因で、金属リチウム
の使用が制限されるといった問題も生じてきた。そのた
め、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム
−スズ合金に代表されるリチウム金属含有合金の研究が
盛んに行われているが、リチウム−アルミニウム合金に
代表されるように、これらの合金は合金の強度が低いた
め、充放電の繰り返しによって電極のわれや微細化を生
じることからサイクル特性の向上にはなっていない。Now, in designing a battery that is smaller, lighter, has a high energy density, and has a high reliability, it is necessary to separately study the following problems. 1) Electrode active material and electrode problem 2) Electrolyte problem Regarding the problem 1) described above, the present inventor called a thin battery (thickness per unit cell is 100 to 500 μm (sheet-shaped battery)) However, it has been technically difficult to produce thin-film metallic lithium having a quality that can be sufficiently applied to it, and the manufacturing process of the battery becomes complicated. Furthermore, when used as a secondary battery, there has been a problem that the use of metallic lithium is restricted due to problems such as generation of dendrite of lithium and passivation of the interface. Therefore, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-metal-containing alloys represented by lithium-tin alloys have been actively researched, but as represented by lithium-aluminum alloys, these alloys are Since the strength is low, the electrodes are cracked and miniaturized due to repeated charging and discharging, so that the cycle characteristics are not improved.
【0004】したがって現在多くの研究機関において
は、電極活物質として層状化合物のインターカレーショ
ン、またはドーピング現象を利用したものについて特に
研究されており、特に上記の考え方の中で、炭素質材料
を電極活物質として用いるという例も、電極活物質のサ
イクル特性、自己放電特性などの問題点の解決策として
現れたものである。この炭素質材料の特徴は、高いドー
プ容量、低い自己放電率、優れたサイクル特性、そして
最も特筆すべきことは、金属リチウムに極めて近い卑電
位を有することである。Therefore, at present, many research institutes have been particularly researching materials utilizing the intercalation or doping phenomenon of a layered compound as an electrode active material, and in particular, in the above concept, a carbonaceous material is used as an electrode. The example of using it as an active material has also appeared as a solution to problems such as cycle characteristics and self-discharge characteristics of electrode active materials. The characteristics of this carbonaceous material are high doping capacity, low self-discharge rate, excellent cycling characteristics, and most notably, a base potential very close to that of metallic lithium.
【0005】一方、上述の2)の問題については以下の
通りである。すなわち、従来から電気化学反応を利用し
た電池や電池以外の電気化学デバイス、すなわち電気二
重層キャパシタ、エレクトロクロミック素子などの電解
質としては、一般的に液体電解質、特に有機電解液にイ
オン性化合物を溶解したものが用いられてきたが、液体
電解質は、部品外部への液漏れ、電極物質の溶出、揮発
などが発生しやすいため、長期信頼性などの問題や、封
口工程での電解液の飛散などが問題となっていた。On the other hand, the above problem 2) is as follows. That is, as an electrolyte for a battery or an electrochemical device other than a battery that has conventionally used an electrochemical reaction, that is, an electric double layer capacitor, an electrochromic element, etc., a ionic compound is generally dissolved in a liquid electrolyte, particularly an organic electrolyte. Although liquid electrolytes have been used, liquid electrolytes are prone to liquid leakage to the outside of parts, elution of electrode substances, volatilization, etc., so problems such as long-term reliability and scattering of electrolytes in the sealing process, etc. Was a problem.
【0006】そのため、これら耐漏液性、長期保存性を
向上させるために、高いイオン伝導性を有するイオン伝
導性高分子化合物が報告され、上記の問題を解決する手
段の1つとして、さらに研究が進められている。現在研
究が進められているイオン伝導性高分子化合物は、エチ
レンオキシドを基本単位とするホモポリマーまたはコポ
リマーの直鎖状高分子、網状架橋高分子または櫛型高分
子などであるが、低温でのイオン伝導度を上げることを
目的として、網状架橋高分子または櫛型高分子にして結
晶化を防ぐことが提案され、実施されている。特に上記
網状架橋高分子を用いたイオン伝導性高分子化合物は、
機械的強度が大でありかつ低温でのイオン伝導度が良好
であるため有用である。上記のイオン伝導性高分子化合
物を用いた電気化学セルについては、特許文献等に広く
記載されており、例えば、アーマンド(Armand)らによ
る米国特許第4,303,748 号(1981)や、ノース(North)の
米国特許第4,589,197 号(1986)およびフーパー(Hooper)
らの米国特許第4,547,440 号(1985)などに代表される。
これらのセルの特徴として挙げられるのが、ポリエーテ
ル構造を有する高分子材料中にイオン性化合物を溶解し
たイオン伝導性高分子化合物を用いたところである。Therefore, in order to improve the liquid leakage resistance and the long-term storage stability, an ion conductive polymer compound having high ion conductivity has been reported, and further research is being conducted as one of the means for solving the above problems. It is being advanced. Ion-conducting polymer compounds that are currently being researched include homopolymers or copolymers of ethylene oxide as a basic unit, linear polymers, reticulated crosslinked polymers, or comb polymers. For the purpose of increasing the conductivity, it has been proposed and practiced to prevent the crystallization by using a crosslinked polymer or a comb polymer. In particular, the ion conductive polymer compound using the reticulated crosslinked polymer,
It is useful because it has high mechanical strength and good ionic conductivity at low temperatures. Electrochemical cells using the above ion-conductive polymer compounds are widely described in patent documents and the like, for example, U.S. Pat.No. 4,303,748 (1981) by Armand et al. And North (North). US Pat. No. 4,589,197 (1986) and Hooper
No. 4,547,440 (1985) and the like.
One of the characteristics of these cells is that an ion-conductive polymer compound obtained by dissolving an ionic compound in a polymer material having a polyether structure is used.
【0007】しかしながら、電気化学反応を利用した電
池や電池以外の電気化学デバイスなどの電解質として上
記イオン伝導性高分子化合物を用いるためには、高いイ
オン伝導性と良好な機械的特性(機械的強度や柔軟性な
ど)を併せ持つ必要があるが、この2つの特性は相反す
るものである。すなわち、上記特許文献の多くは、室温
以下でのイオン伝導度が実用範囲以下であるために、主
に昇温した状態で作動させているのが現状である。そこ
で、イオン伝導性の向上を図る簡単な方法としては、例
えば特開昭59-149601 号、特開昭58-75779号や米国特許
第4,792,504 号などに代表されるような、イオン伝導性
高分子化合物に有機溶媒(特に好ましくは高誘電率有機
溶媒)を添加して、固体状態を保持する方法が提案され
ているが、その結果、イオン伝導度は確実に向上する
が、そのフィルム強度は著しく低下する。However, in order to use the above-mentioned ion-conductive polymer compound as an electrolyte for batteries using electrochemical reaction or electrochemical devices other than batteries, high ion conductivity and good mechanical properties (mechanical strength) are used. , And flexibility), but these two characteristics are in conflict. That is, in most of the above-mentioned patent documents, since the ionic conductivity at room temperature or lower is below the practical range, it is the current situation to operate mainly at a raised temperature. Therefore, as a simple method for improving the ionic conductivity, an ionic conductive polymer as represented by, for example, JP-A-59-149601, JP-A-58-75779 and U.S. Pat. A method has been proposed in which an organic solvent (particularly preferably a high dielectric constant organic solvent) is added to the compound to maintain the solid state. As a result, the ionic conductivity is surely improved, but the film strength is remarkably increased. descend.
【0008】また、上記イオン伝導性高分子化合物を電
気化学デバイスの電解質として応用する際、内部抵抗を
低くするために電解質の薄膜化が必要となってくる。特
に本発明者らにとって、より小型軽量で高エネルギー密
度を有する電池である薄型電池(またはシート状電池)
と呼ばれる電池を設計する上で、上記の薄型化はまさに
至上命題であると言える。上記イオン伝導性高分子化合
物の場合、均一な薄膜を任意の形状に容易に加工するこ
とが可能であるが、その方法が問題となってくる。例え
ば、イオン伝導性高分子化合物の溶液をキャストして溶
媒を蒸発、除去する方法、あるいは、重合性モノマーあ
るいはマクロマーを基板上に塗布して、加熱重合する方
法、あるいは活性光線の照射により硬化させる方法があ
る。しかしながら、上記の方法を用いると均一な薄膜化
は可能であるものの、実際にイオン伝導性高分子化合物
薄膜を電極間に積層して、電池やエレクトロクロミック
素子などを組み立てた時に、上記薄膜が圧縮変形により
破損し、微短絡を生じるといった問題があった。したが
って上記イオン伝導性高分子化合物層を均一に薄膜化す
るためには、その機械的特性の向上がイオン伝導性とと
もに重要となっている。Further, when the above-mentioned ion-conductive polymer compound is applied as an electrolyte of an electrochemical device, it is necessary to reduce the thickness of the electrolyte to reduce the internal resistance. In particular, for the present inventors, a thin battery (or a sheet-like battery) that is a battery that is smaller, lighter, and has a higher energy density.
It can be said that the above-mentioned thinning is a very important issue in designing a battery called. In the case of the above ion-conductive polymer compound, a uniform thin film can be easily processed into an arbitrary shape, but that method becomes a problem. For example, a method of casting a solution of an ion-conductive polymer compound to evaporate and remove the solvent, a method of coating a polymerizable monomer or macromer on a substrate and heating polymerization, or curing by irradiation with actinic rays. There is a way. However, although it is possible to form a uniform thin film by using the above method, when the ion conductive polymer compound thin film is actually laminated between electrodes and the battery or electrochromic device is assembled, the thin film is compressed. There was a problem that it was damaged by deformation and a slight short circuit occurred. Therefore, in order to make the ion conductive polymer compound layer into a uniform thin film, it is important to improve its mechanical properties together with ion conductivity.
【0009】さらに、上記の活性光線の照射による硬化
の際に、以下の問題が生じた。すなわち、上記硬化の際
に重合性モノマーと特定のイオン性化合物(例えば、Li
PF6)とでは副反応が発生し、そのために上記イオン伝
導性高分子化合物のイオン伝導性や機械的特性などが低
下することや、正極がLiCoO2などの正極活物質で構成さ
れる場合および負極が炭素質材料で構成される場合に、
上記正極活物質および炭素質材料表面に不働態被膜を生
成を引き起こすなどの問題が生じ、著しい電池性能の低
下といった現象の要因となった。Further, the following problems occurred during curing by irradiation with the above-mentioned actinic rays. That is, during the above curing, the polymerizable monomer and a specific ionic compound (for example, Li
PF 6 ) causes a side reaction, which lowers the ionic conductivity and mechanical properties of the above ion-conductive polymer compound, and when the positive electrode is composed of a positive electrode active material such as LiCoO 2. When the negative electrode is composed of carbonaceous material,
Problems such as generation of a passive film on the surface of the positive electrode active material and the carbonaceous material occur, which causes a phenomenon such as a significant decrease in battery performance.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、イオン伝導
性高分子化合物を用いた電池において、非常に高い作業
性を有し、さらに外部への液漏れの心配が全くなく長期
信頼性および安全性の高い二次電池、さらに加えて高性
能、高エネルギー密度を有する小型軽量二次電池を提供
するものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a battery using an ion-conductive polymer compound, which has extremely high workability and is free from the risk of liquid leakage to the outside, and has long-term reliability and safety. A secondary battery having high performance, and further a small and lightweight secondary battery having high performance and high energy density are provided.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成すべく、少なくとも1種のイオン性化合物が溶解し
ている高分子物質により構成されたイオン伝導性高分子
化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、 :少なくとも下記の化1または/および下記の化2で
表される有機化合物In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is an ion-conducting polymer compound composed of a polymer substance in which at least one ionic compound is dissolved, The ion conductive polymer compound is: at least an organic compound represented by the following chemical formula 1 or / and the following chemical formula 2.
【0012】[0012]
【化1】(R1 、R2 、R3 は水素原子あるいは炭素数
1以上の低級アルキル基、m、nは、m≧1、n≧0、
n/m=0から5の範囲の整数を示す。)(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms or lower alkyl groups having 1 or more carbon atoms, m and n are m ≧ 1 and n ≧ 0,
n / m is an integer in the range of 0 to 5. )
【0013】[0013]
【化2】(R4 、R5 、R6 は水素原子あるいは炭素数
1以上の低級アルキル基、k、lは、k≧3、l≧0、
l/k=0から5の範囲の整数を示す。)Embedded image (R 4 , R 5 and R 6 are hydrogen atoms or lower alkyl groups having 1 or more carbon atoms, k and l are k ≧ 3, l ≧ 0,
Indicates an integer in the range of 1 / k = 0 to 5. )
【0014】:PF6 - 以外のアニオンであるイオン
性化合物 :のイオン性化合物を溶解可能な有機化合物 任意に :少なくとも、高分子量エチレンオキシド重合体およ
び/または高分子量エチレンオキシド−プロピレンオキ
シドランダム共重合体を重合反応により架橋ネットワー
ク構造を形成する高分子化合物であって、以下の
(A)、(B)あるいは(B’)、(C) イ)少なくとも、電気化学的活性物質と該イオン伝導性
高分子化合物と任意に電子伝導性物質と、任意に溶媒に
溶解および/または分散した有機化合物からなる結着剤
とで構成される複合正極(A); ロ)少なくとも、炭素質材料と該イオン伝導性高分子化
合物と任意に電子伝導性物質と、任意に溶媒に溶解およ
び/または分散した有機化合物からなる結着剤とで構成
される複合負極(B)あるいはアルカリ金属負極
(B'); ハ)少なくとも1種の該イオン伝導性高分子化合物から
なる電解質(C);であり、かつ、上記複合正極
(A)、複合負極(B)および電解質(C)の少なくと
も1つを形成する方法として、電離性放射線の照射によ
って電極および電解質を形成することを第1の発明とす
るものである。[0014]: PF 6 - anion other than a are ionic compounds: the ionic compound capable organic compound optionally dissolved: at least, the high molecular weight ethylene polymer and / or high molecular weight ethylene - propylene oxide random copolymer A polymer compound forming a crosslinked network structure by a polymerization reaction, comprising the following (A), (B) or (B '), (C) a) at least an electrochemically active substance and the ion conductive polymer. A composite positive electrode (A) composed of a compound, optionally an electronically conductive substance, and a binder made of an organic compound optionally dissolved and / or dispersed in a solvent; (b) at least a carbonaceous material and the ionic conductivity thereof. Consists of a polymer compound, optionally an electron-conducting substance, and optionally a binder consisting of an organic compound dissolved and / or dispersed in a solvent. A composite negative electrode (B) or an alkali metal negative electrode (B ′); c) an electrolyte (C) comprising at least one kind of the ion conductive polymer compound, and the composite positive electrode (A) and the composite negative electrode ( As a method for forming at least one of B) and the electrolyte (C), the first invention is to form an electrode and an electrolyte by irradiation with ionizing radiation.
【0015】また、上記のPF6 - 以外のアニオンと
して、特にBF4 - であるイオン性化合物を用いること
を第2の発明とするものである。A second invention is to use an ionic compound which is BF 4 − as the anion other than PF 6 − .
【0016】さらに上記複合正極(A)が電気化学的活
性物質として、Lia Cob Ni1-b O2 (0<a≦
1、0≦b≦1)あるいは、Li1-C Mn2-d (D)d
O4 (0≦c≦1、0<d≦0.5 ただし(D)は、
Ni、Mo、Fe、Crからなる群から選ばれた少なく
とも一つの元素である。)の少なくとも1つから選ば
れ、上記イオン伝導性高分子化合物と任意に電子伝導性
物質と、任意に溶媒に溶解および/または分散した有機
化合物からなる結着剤とで構成されることを第3の発明
とするもので、上記電気化学的活性物質とイオン伝導性
高分子化合物とを混合させて電極を提供することによ
り、上記の目的を達成したものである。Further, the composite positive electrode (A) is used as an electrochemically active substance, Li a Co b Ni 1-b O 2 (0 <a ≦
1, 0 ≦ b ≦ 1) or Li 1-C Mn 2-d (D) d
O 4 (0 ≦ c ≦ 1, 0 <d ≦ 0.5 where (D) is
At least one element selected from the group consisting of Ni, Mo, Fe, and Cr. ) Selected from at least one of the above-mentioned ion-conducting polymer compounds, optionally an electron-conducting substance, and optionally a binder comprising an organic compound dissolved and / or dispersed in a solvent. According to the third aspect of the invention, the above object is achieved by providing an electrode by mixing the electrochemically active substance and the ion conductive polymer compound.
【0017】PF6 - アニオンを有するイオン性化合物
を使用した場合には、例えば下記に示す反応が起こって
いるものと思われる。[0017] PF 6 - when using an ionic compound having an anion is, for example, the reaction shown below is believed to have occurred.
【0018】[0018]
【化3】 [Chemical 3]
【0019】上記に示すように、HFの生成するため
に、正極がLiCoO2などの正極活物質で構成される場合お
よび負極が炭素質材料で構成される場合に、上記正極活
物質および炭素質材料表面に不働態被膜を生成を引き起
こし、それらの現象は電池内部インピーダンスの上昇と
いった形で、例えば長期保存中の自己放電やサイクルに
伴う電池容量の低下が発生する。さらに上記イオン伝導
性高分子化合物のイオン伝導性や機械的特性などが低下
することも大きな問題となっていた。そこで、請求項記
載の通り、PF6 - 以外のアニオンを有するイオン性化
合物を使用することにより、上記化3に示すような反応
が起こることがなく、上記イオン伝導性高分子化合物を
用いた電池の長期信頼性の向上が可能となった。As described above, in order to generate HF, when the positive electrode is made of a positive electrode active material such as LiCoO 2 and the negative electrode is made of a carbonaceous material, the positive electrode active material and the carbonaceous material are produced. This causes the formation of a passive film on the surface of the material, and these phenomena occur in the form of an increase in internal impedance of the battery, for example, self-discharge during long-term storage and a decrease in battery capacity due to cycling. Further, the deterioration of the ionic conductivity and mechanical properties of the above-mentioned ion-conducting polymer compound has been a serious problem. Therefore, as described in the claims, by using an ionic compound having an anion other than PF 6 − , a reaction using the above ion-conductive polymer compound does not occur in the reaction shown in Chemical formula 3 above. It has become possible to improve the long-term reliability of.
【0020】次に、高分子化合物に溶解するイオン性化
合物としては、請求項1のに示したように、PF6 -
以外のアニオンであることが望ましい。例えば、LiCl
O4、LiBF4 、LiAsF6、LiI 、LiBr、Li2B10Cl10、LiCF3S
O3、LiCF3CO2、LiSCN 、NaI 、NaSCN 、NaBr、NaClO4、
KClO4 、KSCN、などのLi、Na、またはK の1種を含む無
機イオン塩、(CH3)4NBF4、(CH3)4NBr 、(C2H5)4NClO4、
(C2H5)4NI 、(C3H7)4NBr、(n-C4H9)4NClO4、(n-C4H9)4N
I 、(C2H5)4N-maleate、(C2H5)4N-benzoate 、(C2H5)4N
-phtalate 等の四級アンモニウム塩、ステアリルスルホ
ン酸リチウム、オクチルスルホン酸ナトリウム、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸リチウム等の有機イオン塩など、
いずれもPF6 - 以外のアニオンであるものが挙げられ
る。これらのイオン性化合物は、2種以上を併用しても
よい。Next, as the ionic compound which is soluble in the polymer compound, shown in claim 1, PF 6 -
Other anions are desirable. For example, LiCl
O 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiI, LiBr, Li 2 B 10 Cl 10 , LiCF 3 S
O 3, LiCF 3 CO 2, LiSCN, NaI, NaSCN, NaBr, NaClO 4,
Inorganic ion salts containing one of Li, Na, or K such as KClO 4 , KSCN, (CH 3 ) 4 NBF 4 , (CH 3 ) 4 NBr, (C 2 H 5 ) 4 NClO 4 ,
(C 2 H 5 ) 4 NI, (C 3 H 7 ) 4 NBr, (nC 4 H 9 ) 4 NClO 4 , (nC 4 H 9 ) 4 N
I, (C 2 H 5) 4 N-maleate, (C 2 H 5) 4 N-benzoate, (C 2 H 5) 4 N
-Quaternary ammonium salts such as phtalate, organic ion salts such as lithium stearyl sulfonate, sodium octyl sulfonate, lithium dodecylbenzene sulfonate, etc.
Any of them is an anion other than PF 6 − . Two or more kinds of these ionic compounds may be used in combination.
【0021】次に、本発明では、請求項1のに記載の
通り、イオン伝導性高分子化合物に、該イオン伝導性高
分子化合物中に含まれる上記のイオン性化合物を溶解
できる物質を含ませてもよく、この種の物質を含ませる
ことによって、高分子化合物の基本骨格を変えることな
く、イオン伝導度を著しく向上できる。Next, in the present invention, as described in claim 1, the ion-conductive polymer compound is allowed to contain a substance capable of dissolving the above-mentioned ionic compound contained in the ion-conductive polymer compound. Alternatively, the inclusion of this type of substance can significantly improve the ionic conductivity without changing the basic skeleton of the polymer compound.
【0022】上記:イオン性化合物を溶解可能な有機
化合物としては、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネートなどの環状炭酸エステル;γ−ブチロラクト
ンなどの環状エステル;テトラヒドロフランまたはその
誘導体、1,3−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタ
ン、メチルジグライムなどのエーテル類;アセトニトリ
ル、ベンゾニトリルなどのニトリル類;ジオキソランま
たはその誘導体;スルホランまたはその誘導体などの単
独またはそれら2種以上の混合物などが挙げられる。し
かしこれらに限定されるものではない。また、その配合
割合および配合方法は任意である。As the organic compound capable of dissolving the ionic compound, cyclic carbonate such as propylene carbonate and ethylene carbonate; cyclic ester such as γ-butyrolactone; tetrahydrofuran or its derivative, 1,3-dioxane, 1,2. -Ethers such as dimethoxyethane and methyl diglyme; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; dioxolane or a derivative thereof; sulfolane or a derivative thereof alone or a mixture of two or more thereof. However, it is not limited to these. Moreover, the compounding ratio and the compounding method are arbitrary.
【0023】なお、上記:イオン性化合物の配合割合
は、前述の化1、化2の有機化合物に対して、イオン性
化合物が0.0001から5.0モル/リットルの割合
であり、中でも0.005から2.0モル/リットルで
あることが好ましい。このイオン性化合物の使用量があ
まり多すぎると、過剰のイオン性化合物、例えば無機イ
オン塩が解離せず、単に混在するのみとなり、イオン伝
導度を逆に低下させる結果となる。The above-mentioned mixing ratio of the ionic compound is 0.0001 to 5.0 mol / liter of the ionic compound with respect to the organic compounds of the above chemical formulas 1 and 2, and is 0 among them. It is preferably 0.005 to 2.0 mol / liter. If the amount of the ionic compound used is too large, an excess ionic compound, for example, an inorganic ionic salt, does not dissociate, but merely mixes, resulting in a decrease in ionic conductivity.
【0024】また、上記イオン性化合物の配合割合は、
電極活物質によって適当な配合割合が異なる。例えば、
層状化合物のインターカレーションを利用した電池にお
いては、電解質のイオン伝導度が最大となる付近が好ま
しいし、また、ドーピング現象を利用する導電性高分子
を電極活物質として使用する電池においては、充放電に
より電解質中のイオン濃度が変化に対応しうる必要があ
る。The mixing ratio of the ionic compound is
The appropriate compounding ratio differs depending on the electrode active material. For example,
In the battery using intercalation of the layered compound, it is preferable that the ionic conductivity of the electrolyte is around the maximum, and in the battery using the conductive polymer that utilizes the doping phenomenon as the electrode active material, It is necessary for the discharge to be able to respond to changes in the ion concentration in the electrolyte.
【0025】上記:イオン性化合物の含有方法につい
ては特に制限はないが、例えば、上記The above: The method of containing the ionic compound is not particularly limited.
【化1】のような有機化合物にメチルエチルケトン等の
有機溶媒に溶解して均一に混合後、真空減圧して上記有
機化合物中に含有させる方法や、上記:イオン性化合
物を溶解可能な有機化合物にイオン性化合物を溶解させ
た後、上記A method of dissolving an organic compound such as [Chemical Formula 1] in an organic solvent such as methyl ethyl ketone and uniformly mixing, and then reducing the pressure in a vacuum to allow the compound to be contained in the above organic compound, or the above: After dissolving the ionic compound,
【化1】のような有機化合物と均一に混合する方法など
も挙げられる。A method of uniformly mixing with an organic compound such as [Chemical Formula 1] may also be mentioned.
【0026】また、上記:高分子量エチレンオキシド
−プロピレンオキシドランダム共重合体におけるエチレ
ンオキシドユニット(EO)とプロピレンオキシドユニ
ット(PO)の組成比(モル比)は、0<(PO)/
(EO)≦5の範囲であることが望ましいが、特に限定
されるものではない。In the above: high molecular weight ethylene oxide-propylene oxide random copolymer, the composition ratio (molar ratio) of ethylene oxide unit (EO) and propylene oxide unit (PO) is 0 <(PO) /
The range of (EO) ≦ 5 is desirable, but the range is not particularly limited.
【0027】また、請求項記載の通り、溶媒に溶解およ
び/または分散した有機化合物からなる結着剤を用いる
場合には、該有機化合物を溶媒に溶解させたバインダー
溶液に、電極活物質や上記イオン伝導性高分子化合物な
どを分散させたものを塗布液として用いる方法や、該有
機化合物と該有機化合物を分散させる分散剤との分散液
に、電極活物質や上記イオン伝導性高分子化合物などを
分散させたのを塗布液として用いる方法などが一般的で
あるが、これらに限定されるものではない。When a binder comprising an organic compound dissolved and / or dispersed in a solvent is used as described in the claims, a binder solution prepared by dissolving the organic compound in the solvent is added to the electrode active material or the above-mentioned material. An electrode active material, the above-mentioned ion-conductive polymer compound, or the like is used in a method in which an ion-conductive polymer compound or the like is dispersed as a coating liquid or in a dispersion liquid of the organic compound and a dispersant for dispersing the organic compound. A method of using a dispersion of the above as a coating solution is generally used, but the method is not limited thereto.
【0028】上記有機化合物の一例を示すと以下のよう
なものが挙げられる。すなわち、アクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、
クロロプレン、ビニルピリジンおよびその誘導体、塩化
ビニリデン、エチレン、プロピレン、環状ジエン(例え
ば、シクロペンタジエン、1,3ーシクロヘキサジエン
など)などの重合体および上記有機化合物の共重合体な
どが挙げられるが、これらに限定されるものではない。Examples of the above organic compounds include the following. That is, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinylidene fluoride, vinyl fluoride,
Examples thereof include polymers such as chloroprene, vinyl pyridine and its derivatives, vinylidene chloride, ethylene, propylene, cyclic dienes (eg, cyclopentadiene, 1,3-cyclohexadiene) and copolymers of the above organic compounds. It is not limited to.
【0029】なお、本発明のイオン伝導性高分子化合物
を複合正極表面上、複合負極表面上に配置する方法につ
いては、例えば、アプリケータロールなどのロールコー
ティング、ドクターブレード法、スピンコーティング、
バーコーダーなどの手段を用いて均一な厚みに塗布する
ことが望ましいが、これらに限定されるものではない。
なお、これらの手段を用いて、上記複合正極表面上およ
び複合負極表面上に、任意の厚みおよび任意の形状に配
置することが可能である。Regarding the method for disposing the ion-conductive polymer of the present invention on the surface of the composite positive electrode and the surface of the composite negative electrode, for example, roll coating such as applicator roll, doctor blade method, spin coating,
It is desirable to apply a uniform thickness using a means such as a bar coder, but it is not limited thereto.
By using these means, it is possible to arrange them on the surface of the composite positive electrode and the surface of the composite negative electrode in any thickness and in any shape.
【0030】さらに、上記イオン伝導性高分子化合物
(化1、化2の有機化合物)を電解質層(セパレータ)
として用いることにより、複合負極周辺部におけるリチ
ウムのデンドライト生成を抑制することにが可能であ
り、かつ機械的強度に優れ、熱的、電気化学的に安定な
電解質層を提供することが可能である。Further, the above ion-conductive polymer compound (organic compound represented by Chemical formula 1 or 2) is added to the electrolyte layer (separator).
It is possible to suppress the generation of lithium dendrites in the peripheral portion of the composite negative electrode, and it is possible to provide a thermally and electrochemically stable electrolyte layer which is excellent in mechanical strength. .
【0031】また、本発明の複合正極(A)に使用する
正極活物質としては、請求項記載の通り以下の電池電極
材料が挙げられる。すなわち、従来のTiS2、MoS2などに
代表される金属カルコゲナイト化合物などは、負極活物
質に炭素質材料を用いた場合(本発明の請求項の複合負
極(B)の場合)には、電池電圧が低いという問題があ
る。そこで、請求項記載の通り、Lia Cob Ni1-b
O2 (0<a≦1、0≦b≦1)あるいは、Li1-C M
n2-d (D)d O4 (0≦c≦1、0<d≦0.5 た
だし(D)は、Ni、Mo、Fe、Crからなる群から
選ばれた少なくとも一つの元素である。)の少なくとも
1つから選ばれることが望ましい。特に代表的な明記す
れば、LiCoO2 、LiNiO2 、LiMn2 O4 な
どが挙げられる。その理由としては、以下の通りであ
る。 1) 電池電圧が3.9V〜4.2Vであること。 2) 負極活物質に炭素質材料を用いた場合(本発明の
請求項の複合負極(B)の場合)に炭素質材料自身の充
電・放電に伴う電圧変化(約1V vs. Li/ Li + ) が
起こっても十分に実用的な作動電圧を示すこと。 3) 負極活物質に炭素質材料を用いた場合に、電池の
充電・放電反応に必要なLiイオンが電池を組み立てる
前から、例えばLiCoO2 、LiNiO2 などの形で
既に含有させていること。As the positive electrode active material used in the composite positive electrode (A) of the present invention, the following battery electrode materials can be mentioned as described in the claims. That is, when a carbonaceous material is used as the negative electrode active material (in the case of the composite negative electrode (B) in the claims of the present invention), a metal chalcogenite compound typified by conventional TiS 2 , MoS 2 or the like is used in a battery. There is a problem of low voltage. Therefore, as described in the claims, Li a Co b Ni 1-b
O 2 (0 <a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1) or Li 1- CM
n 2-d (D) d O 4 (0 ≦ c ≦ 1, 0 <d ≦ 0.5 where (D) is at least one element selected from the group consisting of Ni, Mo, Fe, and Cr. It is desirable to be selected from at least one of. Particularly representative examples include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4, and the like. The reason is as follows. 1) The battery voltage is 3.9V to 4.2V. 2) When a carbonaceous material is used as the negative electrode active material (in the case of the composite negative electrode (B) according to the claims of the present invention), a voltage change (about 1 V vs. Li / Li + ) due to charging and discharging of the carbonaceous material itself. ), The working voltage should be sufficiently practical. 3) When a carbonaceous material is used as the negative electrode active material, Li ions necessary for the charge / discharge reaction of the battery have already been contained in the form of, for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 or the like before the battery is assembled.
【0032】さらに、複合負極(B)に使用する負極活
物質(炭素質材料)としては、以下の電池電極材料が挙
げられる。すなわち、カーボンなどの炭素質材料、 〔例えば上記炭素質材料が、X線回折等による分析結
果; 格子面間隔(d002 ) 3.35から3.40Å a軸方向の結晶子の大きさ La 200 Å以上 c軸方向の結晶子の大きさ Lc 200 Å以上 真密度 2.00から2.25g/cm
3 また、異方性のピッチを2000℃以上の温度で焼成した炭
素粉末(平均粒子径15μm以下)あるいは、炭素繊維で
あるものが望ましいが、もちろんこれらの範囲に限定さ
れるものではない。〕あるいはリチウム金属、リチウム
−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−スズ、リチ
ウム−アルミニウム−スズ、リチウム−ガリウム、およ
びウッド合金などのリチウム金属含有合金などである
が、これらに限定されるものではない。これらの負極活
物質は、単独あるいは2種以上の併用が可能である。Further, examples of the negative electrode active material (carbonaceous material) used for the composite negative electrode (B) include the following battery electrode materials. That is, carbonaceous materials such as carbon, [for example, the above-mentioned carbonaceous materials are analyzed by X-ray diffraction; lattice spacing (d002) 3.35 to 3.40 Å crystallite size in the a-axis direction La 200 Å or more c-axis Direction crystallite size Lc 200 Å or more True density 2.00 to 2.25 g / cm
3 Also, carbon powder (average particle diameter of 15 μm or less) or carbon fiber obtained by firing an anisotropic pitch at a temperature of 2000 ° C. or higher is preferable, but it is not limited to these ranges. ] Or lithium metal-containing alloys such as lithium metal, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, and wood alloys, but are not limited thereto. These negative electrode active materials can be used alone or in combination of two or more.
【0033】なお、本発明の複合正極(A)および複合
負極(B)を、正極集電体上および負極集電体上に配置
する方法については、例えば、アプリケータロールなど
のロールコーティング、ドクターブレード法、スピンコ
ーティング、バーコーダーなどの手段を用いて均一な厚
みに塗布することが望ましいが、これらに限定されるも
のではない。なお、これらの手段を用いた場合、電解質
層およびカレントコレクターと接触する電気化学的活性
物質の実表面積を増加させることが可能である。任意の
厚みおよび任意の形状に配置することが可能である。Regarding the method of disposing the composite positive electrode (A) and composite negative electrode (B) of the present invention on the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, for example, roll coating such as an applicator roll, doctor It is desirable to apply a uniform thickness using a means such as a blade method, spin coating, or a bar coder, but it is not limited thereto. In addition, when these means are used, it is possible to increase the actual surface area of the electrochemically active substance in contact with the electrolyte layer and the current collector. It can be arranged in any thickness and in any shape.
【0034】これらの場合、必要に応じて、グラファイ
ト、カーボンブラック、アセチレンブラックなどのカー
ボン(ここでいうカーボンとは、上述の負極活物質にお
けるカ−ボンとは全く異なる特性を有するものであ
る。)および金属粉末、導電性金属酸化物などの導電材
料を、複合正極および複合負極内に混合して、電子伝導
の向上を図ることができる。In these cases, carbon such as graphite, carbon black and acetylene black is used as needed (the carbon here has completely different characteristics from the carbon in the above-mentioned negative electrode active material). ) And a conductive material such as a metal powder or a conductive metal oxide can be mixed in the composite positive electrode and the composite negative electrode to improve electron conduction.
【0035】また、上記複合正極(A)および複合負極
(B)を製造するとき、均一な混合分散系を得るため
に、数種の分散剤と分散媒を加えることができる。さら
に増粘剤、増量剤、粘着補助剤等を添加することも可能
である。When producing the composite positive electrode (A) and the composite negative electrode (B), several kinds of dispersants and dispersion media can be added in order to obtain a uniform mixed dispersion system. Further, it is possible to add a thickener, a bulking agent, an adhesion aid, and the like.
【0036】正極集電板としては、アルミニウム、ステ
ンレス、チタン、銅などの材質が、また、負極集電板と
しては、ステンレス、鉄、ニッケル、銅などの材質が好
ましいが、特に限定するものではない。The positive electrode current collector plate is preferably made of a material such as aluminum, stainless steel, titanium or copper, and the negative electrode current collector plate is preferably made of a material such as stainless steel, iron, nickel or copper, but is not particularly limited thereto. Absent.
【0037】[0037]
【実施例】以下、本発明の詳細について、実施例により
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。 (実施例1)下記の手順にしたがって、実施例1のシー
ト状電池を作製した。 a)電池の正極活物質としてLiCoO2 を、導電剤と
してアセチレンブラックを用い、ポリアクリロニトリル
のジメチルホルムアミド溶液と、下記化4、化5の有機
化合物とを混合したものを複合正極として使用した。EXAMPLES The details of the present invention are described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 A sheet-shaped battery of Example 1 was manufactured according to the following procedure. a) LiCoO 2 was used as a positive electrode active material of the battery, acetylene black was used as a conductive agent, and a mixture of a dimethylformamide solution of polyacrylonitrile and an organic compound represented by the following chemical formulas 4 and 5 was used as a composite positive electrode.
【0038】[0038]
【化4】 [Chemical 4]
【0039】[0039]
【化5】 [Chemical 5]
【0040】この複合正極の作製方法は以下の通りであ
る。すなわち、LiCoO2 とアセチレンブラックを8
5:15の重量比率で混合したものと、ポリアクリロニ
トリルのジメチルホルムアミド溶液(2wt%溶液)を
混合させたものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、2.4:
2の重量比率で混合した(混合物I)。この混合物I
と、上記化4、化5の有機化合物を3.5:6.5で混
合した有機化合物10重量部と四フッ化ホウ酸リチウム
1重量部と1,2−ジメトキシエタン10重量部および
γ−ブチロラクトン10重量部を混合したものとを、乾
燥不活性ガス雰囲気中で10:3の重量比率で混合する
ことにより混合物IIを得た。これらの混合物IIをア
ルミニウムからなる正極集電板の表面に導電性カーボン
被膜を形成した集電体の上にスクリーンコーティングで
キャストした。その後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子
線量12Mradの電子線を照射することにより上記複
合正極を形成した。正極集電体上に形成した複合正極被
膜の厚さは、60μmであった。The method for producing this composite positive electrode is as follows. That is, LiCoO 2 and acetylene black 8
A mixture of a 5:15 weight ratio and a mixture of polyacrylonitrile dimethylformamide solution (2 wt% solution) in a dry inert gas atmosphere, 2.4:
Mixed in a weight ratio of 2 (mixture I). This mixture I
And 10 parts by weight of an organic compound obtained by mixing the organic compounds of the above chemical formulas 4 and 5 in a ratio of 3.5: 6.5, 1 part by weight of lithium tetrafluoroborate, 10 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane and γ- A mixture II was obtained by mixing 10 parts by weight of butyrolactone with a mixture of 10 parts by weight in a dry inert gas atmosphere. The mixture II was cast by screen coating on a current collector having a conductive carbon film formed on the surface of a positive electrode current collector plate made of aluminum. Then, the composite positive electrode was formed by irradiating an electron beam with an electron dose of 12 Mrad in a dry inert gas atmosphere. The thickness of the composite positive electrode coating film formed on the positive electrode current collector was 60 μm.
【0041】b)次に、上記複合正極上にイオン伝導性
高分子化合物を形成させるべく、上記化4、化5の有機
化合物を3.5:6.5の重量比率で混合した有機化合
物30重量部と、四フッ化ホウ酸リチウム6重量部、
1,2−ジメトキシエタン32重量部およびγ−ブチロ
ラクトン32重量部を混合したものを、乾燥不活性ガス
雰囲気中、上記複合正極上にスクリーンコーティングに
よりキャストし、その後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電
子線量8Mradの電子線を照射することにより上記イ
オン伝導性高分子化合物層を硬化させた。これによって
得られた電解質層の厚みは、25μmであった。B) Next, in order to form an ion-conductive polymer compound on the composite positive electrode, an organic compound 30 is prepared by mixing the organic compounds of Chemical formulas 4 and 5 in a weight ratio of 3.5: 6.5. Parts by weight and 6 parts by weight of lithium tetrafluoroborate,
A mixture of 32 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane and 32 parts by weight of γ-butyrolactone was cast by screen coating on the above composite positive electrode in a dry inert gas atmosphere, and then electron-exposed in a dry inert gas atmosphere. The ion conductive polymer compound layer was cured by irradiating it with an electron beam having a dose of 8 Mrad. The thickness of the electrolyte layer thus obtained was 25 μm.
【0042】c)電池の負極活物質としてカーボン粉末
を用い、エチレン−プロピレン−シクロペンタジエンの
共重合体のキシレン溶液と上記化4、化5の有機化合物
とを混合したものを複合負極として使用した。C) Carbon powder was used as the negative electrode active material of the battery, and a mixture of the xylene solution of the ethylene-propylene-cyclopentadiene copolymer and the organic compounds of the above chemical formulas 4 and 5 was used as the composite negative electrode. .
【0043】この複合負極の作製方法は以下の通りであ
る。すなわちカーボン粉末と、エチレン−プロピレン−
シクロペンタジエンの共重合体のトルエン溶液(2wt
%溶液)を乾燥不活性ガス雰囲気中、2:5の重量比率
で混合した(混合物 III)。この混合物IIIと、
上記化4、化5の有機化合物を3.2:6.8で混合し
た有機化合物10重量部と四フッ化ホウ酸リチウム1重
量部と1,2−ジメトキシエタン10重量部およびγ−
ブチロラクトン10重量部を混合したものとを、乾燥不
活性ガス雰囲気中で8:2の重量比率で混合することに
より混合することにより混合物IVを得た。これらの混
合物IVを、ステンレス鋼からなる負極集電板上にスク
リーンコーティングによりキャストした。その後、乾燥
不活性ガス雰囲気中で、電子線量12Mradの電子線
を照射することにより上記複合負極を形成した。負極集
電体上に形成した複合負極の厚さは、30μmであっ
た。The method for producing this composite negative electrode is as follows. That is, carbon powder and ethylene-propylene-
Toluene solution of cyclopentadiene copolymer (2 wt
% Solution) were mixed in a dry inert gas atmosphere in a weight ratio of 2: 5 (mixture III). This mixture III, and
10 parts by weight of an organic compound obtained by mixing the organic compounds of the above chemical formulas 4 and 5 in a ratio of 3.2: 6.8, 1 part by weight of lithium tetrafluoroborate, 10 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane and γ-
A mixture IV was obtained by mixing with a mixture of 10 parts by weight of butyrolactone in a dry inert gas atmosphere at a weight ratio of 8: 2. The mixture IV was cast by screen coating on a negative electrode current collector plate made of stainless steel. Then, the composite negative electrode was formed by irradiating an electron beam with an electron dose of 12 Mrad in a dry inert gas atmosphere. The composite negative electrode formed on the negative electrode current collector had a thickness of 30 μm.
【0044】d)次に、上記複合負極上にイオン伝導性
高分子化合物を形成させるべく、上記化4、化5の有機
化合物を3.5:6.5の重量比率で混合した有機化合
物30重量部と四フッ化ホウ酸リチウム6重量部、1,
2−ジメトキシエタン32重量部およびγ−ブチロラク
トン32重量部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲
気中、上記複合負極上にスクリーンコーティングにより
キャストし、その後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線
量8Mradの電子線を照射して上記イオン伝導性高分
子化合物層を硬化させた。これによって得られた電解質
層の厚みは、25μmであった。D) Next, in order to form an ion-conductive polymer compound on the composite negative electrode, an organic compound 30 prepared by mixing the organic compounds of Chemical formulas 4 and 5 in a weight ratio of 3.5: 6.5. Parts by weight and 6 parts by weight of lithium tetrafluoroborate, 1,
A mixture of 32 parts by weight of 2-dimethoxyethane and 32 parts by weight of γ-butyrolactone was cast by screen coating on the above composite negative electrode in a dry inert gas atmosphere, and then an electron dose of 8 Mrad was applied in a dry inert gas atmosphere. Was irradiated with the electron beam to cure the ion conductive polymer compound layer. The thickness of the electrolyte layer thus obtained was 25 μm.
【0045】図1は、本発明のシート状電池の断面図で
ある。図中1は、アルミニウムからなる正極集電体で、
外装も兼ねている。2は複合正極であり、正極活物質に
二酸化マンガンを、導電剤としてアセチレンブラック
を、結着剤としてエチレン−プロピレン−1,3−シク
ロヘキサジエン共重合体と上記有機化合物を用いた。ま
た、3は本発明のイオン伝導性高分子化合物からなる電
解質層である。4は金属リチウム、5はステンレス鋼か
らなる負極集電体で、外装も兼ねている。6は変性ポリ
プロピレンからなる封口剤である。FIG. 1 is a sectional view of the sheet-like battery of the present invention. In the figure, 1 is a positive electrode current collector made of aluminum,
It also serves as the exterior. Reference numeral 2 denotes a composite positive electrode, in which manganese dioxide was used as a positive electrode active material, acetylene black was used as a conductive agent, and ethylene-propylene-1,3-cyclohexadiene copolymer was used as a binder and the above organic compound. Further, 3 is an electrolyte layer made of the ion conductive polymer compound of the present invention. Reference numeral 4 is metallic lithium, and 5 is a negative electrode current collector made of stainless steel, which also serves as an exterior. 6 is a sealing agent made of modified polypropylene.
【0046】(比較例1)比較例1のシート状電池は、
実施例1の四フッ化ホウ酸リチウムの代わりに六フッ化
燐酸リチウムを使用したほかは、実施例1のシート状電
池と同様の方法で作製した。Comparative Example 1 The sheet-shaped battery of Comparative Example 1 is
A sheet-like battery was manufactured in the same manner as in the sheet-shaped battery of Example 1 except that lithium hexafluorophosphate was used instead of lithium tetrafluoroborate of Example 1.
【0047】実施例1、比較例1のシート状電池の電極
面積は、作製工程によって種々変更することが可能であ
るが、本実施例では、その電極面積を100cm2 とし
たものを作製した。これらシート状電池を用いて、25
℃で50μA/cm2 定電流・定電圧充電および50μ
A/cm2 定電流放電の充放電サイクル試験を行った。
なお、充電終止電圧4. 1V、放電終止電圧2. 7Vと
して充放電サイクル試験を行った。図2にセル作製直後
と60℃100 日保存後のシート状電池について充放電サイ
クル数と電池容量の関係を示したものである。図2から
わかるように、本発明のシート状電池は、比較例のシー
ト状電池と比較して、優れた充放電サイクル特性を示す
ことがわかる。The electrode area of the sheet-shaped batteries of Example 1 and Comparative Example 1 can be variously changed depending on the manufacturing process. In this example, the electrode area was 100 cm 2 . Using these sheet batteries,
50μA / cm 2 constant current / constant voltage charge and 50μ at ℃
A charge / discharge cycle test of A / cm 2 constant current discharge was performed.
A charge / discharge cycle test was conducted with a charge end voltage of 4.1V and a discharge end voltage of 2.7V. Fig. 2 shows the relationship between the number of charge / discharge cycles and the battery capacity of the sheet-shaped battery immediately after cell preparation and after storage at 60 ° C for 100 days. As can be seen from FIG. 2, the sheet-shaped battery of the present invention exhibits excellent charge / discharge cycle characteristics as compared with the sheet-shaped battery of the comparative example.
【0048】比較例1のシート状電池では、上述した反
応によりHFの生成するために、LiCoO2表面および炭素
質材料表面に不働態被膜を生成を引き起こし、電池内部
インピーダンスの上昇が原因で、サイクルに伴う電池容
量の低下が起こっているものと思われる。In the sheet-shaped battery of Comparative Example 1, since HF was produced by the above-mentioned reaction, a passive film was produced on the surface of LiCoO 2 and the surface of the carbonaceous material, and due to the increase in the internal impedance of the battery, the cycle was generated. It seems that the battery capacity is being reduced due to.
【0049】なお、本実施例には明示されていないが、
さらに、プレス、スパッタリング、懸濁、被膜などの種
々の方法によって薄型電極を作製することができ、電解
質層およびカレントコレクターと接触する活性物質の実
表面積を増加させることが可能となる。Although not explicitly shown in this embodiment,
Furthermore, thin electrodes can be produced by various methods such as pressing, sputtering, suspension, coating, etc., which makes it possible to increase the actual surface area of the active substance in contact with the electrolyte layer and the current collector.
【0050】前記の実施例および他の種々の記載は主と
してリチウムを使用することに関するものであるが、他
のアルカリ金属、例えばナトリウムの使用もまた本発明
の範囲内に入るものである。Although the above examples and various other descriptions relate primarily to the use of lithium, the use of other alkali metals such as sodium is also within the scope of the invention.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のイオン伝導性高分子化合物を用いた電池において、P
F6 - 以外のアニオンを有するイオン性化合物を使用す
ることにより、上述した反応が起こることがなく、HF
の生成がないため、上記イオン伝導性高分子化合物を用
いた電池の長期信頼性の向上が可能となった。 したが
って、電気化学的に最適な複合電極および電解質を作製
することが可能となる。これらのことから、電池の製造
工程の作業性および電池の性能を向上させることができ
るという効果を奏する。As is apparent from the above description, in the battery using the ion conductive polymer compound of the present invention, P
F 6 - The use of ionic compound having an anion other than, without reaction described above occurs, HF
Therefore, it is possible to improve the long-term reliability of the battery using the above ion-conductive polymer compound. Therefore, it becomes possible to produce an electrochemically optimal composite electrode and electrolyte. From these, the workability of the battery manufacturing process and the performance of the battery can be improved.
【図1】本発明のシート状電池の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a sheet-shaped battery of the present invention.
【図2】実施例1のシート状電池、比較例1のシート状
電池の充放電サイクル数と電池容量の関係を示したグラ
フである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the number of charge / discharge cycles and the battery capacity of the sheet-shaped battery of Example 1 and the sheet-shaped battery of Comparative Example 1.
1 正極集電体 2 複合正極 3 電解質 4 複合負極 5 負極集電体 6 封口材 1 Positive Electrode Current Collector 2 Composite Positive Electrode 3 Electrolyte 4 Composite Negative Electrode 5 Negative Current Collector 6 Sealing Material
Claims (3)
している高分子物質により構成されたイオン伝導性高分
子化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、 :少なくとも下記の化1または/および下記の化2で
表される有機化合物 【化1】 (R1 、R2 、R3 は水素原子あるいは炭素数1以上の
低級アルキル基、m、nは、m≧1、n≧0、n/m=
0から5の範囲の整数を示す。) 【化2】 (R4 、R5 、R6 は水素原子あるいは炭素数1以上の
低級アルキル基、k、lは、k≧3、l≧0、l/k=
0から5の範囲の整数を示す。) :PF6 - 以外のアニオンであるイオン性化合物 :のイオン性化合物を溶解可能な有機化合物 を重合反応により架橋ネットワーク構造を形成する高分
子化合物であって、以下の(A)、(B)あるいは
(B’)、(C) イ)少なくとも、電気化学的活性物質と該イオン伝導性
高分子化合物とで構成される複合正極(A); ロ)少なくとも、炭素質材料と該イオン伝導性高分子化
合物とで構成される複合負極(B)あるいはアルカリ金
属負極(B'); ハ)少なくとも1種の該イオン伝導性高分子化合物から
なる電解質(C);であり、かつ、上記複合正極
(A)、複合負極(B)および電解質(C)の少なくと
も1つ電離性放射線の照射によって形成することを特徴
とする二次電池。1. An ion-conducting polymer compound composed of a polymer substance in which at least one ionic compound is dissolved, wherein the ion-conducting polymer compound is: / And an organic compound represented by the following Chemical formula 2 (R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms or lower alkyl groups having 1 or more carbon atoms, m and n are m ≧ 1, n ≧ 0, n / m =
Indicates an integer in the range 0-5. ) [Chemical 2] (R 4 , R 5 , and R 6 are hydrogen atoms or lower alkyl groups having 1 or more carbon atoms, k and l are k ≧ 3, l ≧ 0, and 1 / k =
Indicates an integer in the range 0-5. ): An ionic compound which is an anion other than PF 6 − : an organic compound capable of dissolving the ionic compound of: a polymer compound which forms a crosslinked network structure by a polymerization reaction, and comprises the following (A) and (B): Alternatively, (B ′), (C) a) A composite positive electrode (A) composed of at least an electrochemically active substance and the ion-conductive polymer compound; (b) At least a carbonaceous material and a high ion-conductive property. A composite negative electrode (B) or an alkali metal negative electrode (B ') composed of a molecular compound; (c) an electrolyte (C) comprising at least one kind of the ion conductive polymer compound, and the composite positive electrode ( A secondary battery formed by irradiating at least one of A), a composite negative electrode (B) and an electrolyte (C) with ionizing radiation.
- であるイオン性化合物を用いることを特徴とする請求
項1記載の二次電池。2. The anion other than PF 6 − is BF 4
The secondary battery according to claim 1, wherein the ionic compound is-.
質として、Lia Cob Ni1-b O2 (0<a≦1、0
≦b≦1)あるいは、Li1-C Mn2-d (D)d O
4 (0≦c≦1、0<d≦0.5 ただし(D)は、N
i、Mo、Fe、Crからなる群から選ばれた少なくと
も一つの元素である。)の少なくとも1つから選ばれ、
上記イオン伝導性高分子化合物と任意に電子伝導性物質
と、任意に溶媒に溶解および/または分散した有機化合
物からなる結着剤とで構成されることを特徴とする請求
項1または2記載の二次電池。3. The composite positive electrode (A) comprises Li a Co b Ni 1 -b O 2 (0 <a ≦ 1,0) as an electrochemically active substance.
≦ b ≦ 1) or Li 1-C Mn 2-d (D) d O
4 (0 ≦ c ≦ 1, 0 <d ≦ 0.5 where (D) is N
It is at least one element selected from the group consisting of i, Mo, Fe, and Cr. ) Selected from at least one of
3. The ion-conducting polymer compound, optionally an electron-conducting substance, and a binder comprising an organic compound dissolved and / or dispersed in a solvent, according to claim 1 or 2. Secondary battery.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05963293A JP3240736B2 (en) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | Rechargeable battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05963293A JP3240736B2 (en) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | Rechargeable battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06251801A true JPH06251801A (en) | 1994-09-09 |
JP3240736B2 JP3240736B2 (en) | 2001-12-25 |
Family
ID=13118808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05963293A Expired - Fee Related JP3240736B2 (en) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | Rechargeable battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3240736B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0896817A (en) * | 1994-09-26 | 1996-04-12 | Yuasa Corp | Battery using ion conductive high polymer compound |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP05963293A patent/JP3240736B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0896817A (en) * | 1994-09-26 | 1996-04-12 | Yuasa Corp | Battery using ion conductive high polymer compound |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3240736B2 (en) | 2001-12-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2495795B1 (en) | Lithium secondary battery | |
CN101667640B (en) | Positive electrode active material, positive electrode using the same and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
US20090169992A1 (en) | Lithium Secondary Battery Using Ionic Liquid | |
CN114402471A (en) | Solid electrolyte material and battery using the same | |
KR100462668B1 (en) | Polymer cell | |
JP3446205B2 (en) | Rechargeable battery | |
JPH05295058A (en) | Ionic conductive polymer compound and its production | |
JP3298960B2 (en) | Battery | |
CN100423352C (en) | Nonaqueous electrolyte secondary cell | |
JP3141362B2 (en) | Battery manufacturing method | |
JP3496287B2 (en) | Battery using ion-conductive polymer compound | |
JP3503657B2 (en) | Battery using ion-conductive polymer compound | |
JP3240736B2 (en) | Rechargeable battery | |
JPH05290883A (en) | Battery | |
JPH05303980A (en) | Ion conductive polymer compound and its manufacture | |
JPH0714608A (en) | Battery | |
JPH05326021A (en) | Secondary battery | |
JPH0822838A (en) | Battery using ion-conductive high polymer compound | |
JP3503653B2 (en) | Battery | |
JP3503651B2 (en) | Battery | |
JPH08115743A (en) | Battery using ion conductive polymer compound | |
JPH07263026A (en) | Battery | |
JPH07282850A (en) | Battery | |
EP0592684A1 (en) | Cell | |
JPH07263000A (en) | Battery and manufacture thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071019 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081019 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |