JPH02220373A - Battery - Google Patents

Battery

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JPH02220373A
JPH02220373A JP1041320A JP4132089A JPH02220373A JP H02220373 A JPH02220373 A JP H02220373A JP 1041320 A JP1041320 A JP 1041320A JP 4132089 A JP4132089 A JP 4132089A JP H02220373 A JPH02220373 A JP H02220373A
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polyaniline
acid
polymer
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soluble
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Hiroyuki Higuchi
浩之 樋口
Masao Abe
正男 阿部
Keiko Mochizuki
恵子 望月
Shinya Akizuki
伸也 秋月
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Nitto Denko Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PURPOSE:To improve the capacity, energy density and durability by using a porous film consisting of specified conductive polyaniline for positive pole active material. CONSTITUTION:A porous film consisting of conductive polyaniline having the illustrated expression for a repetition unit, which is soluble in organic solvent in a dedoped condition having a limiting viscosity (eta) of more than 0.40dl/g as measured in N-methylpyrolidone at 30 deg.C, but which is doped by proton acid of a pKa value of less than 4.0 to be insoluble in organic solvent, is used for positive pole active material. In the expression, (m) and (n) refert to the molar fraction of quinoimidine structure unit and a phenylene diamine structure unit in the repetition unit respectively, where 0<=m<=1, 0<=n<=1, m+n=1. It is preferable to use solvent-soluble polyaniline of a limiting viscosity of more than 0.40 for obtaining a porous film having a high strength and flexibility.

Description

【発明の詳細な説明】 産呈上少肌■分団 本発明は電池に関し、詳しくは、アニリンの化学酸化に
よって得られる新規な多孔質導電性高分子有機重合体を
正極活物質とし、高い容量密度とエネルギー密度を有す
る電池に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a battery with high capacity density and a positive electrode active material using a novel porous conductive organic polymer obtained by chemical oxidation of aniline. and energy density.

獲米■及血 導電性有機重合体が二次電池の活物質として有用である
ことは、既に1980年頃に見出されており、以後、こ
れに関して、多(の研究がなされてきてきいる。かかる
研究の初期のものとしては、例えば、R,Buvetら
によるアニリン酸化重合体、所謂ポリアニリン(J、 
Polymer Sci、+ Part C,22+1
187 (1969)) 、^、G、 McDiarm
idらのポリアセチレン(J、 C,S、Chew、 
Com+sun、、 317 (1891))等を挙げ
ることができる。特に、ポリアニリンを正極活物質とし
て用いる電池は、環境安定性にすぐれ、充放電容量が大
きく、また、耐久性にすぐれる等の理由から、近年、注
目を集めている。
It was already discovered around 1980 that conductive organic polymers are useful as active materials for secondary batteries, and since then, much research has been conducted in this regard. In the early stages of research, for example, aniline oxidized polymers, so-called polyaniline (J,
Polymer Sci, + Part C, 22+1
187 (1969)), ^, G, McDiarm
polyacetylene (J, C, S, Chew,
Com+sun, 317 (1891)). In particular, batteries using polyaniline as a positive electrode active material have attracted attention in recent years because of their excellent environmental stability, large charge/discharge capacity, and excellent durability.

一般に、ポリアニリンの製造方法としては、電気化学的
酸化法と化学酸化法とが知られており、電気化学酸化に
よるときは、重合体は電極上にフィルムとして得られ、
化学酸化法によるときは、粉末として得られる。そこで
、かかるフィルムや、或いは粉末の成形物を用いた水系
又は非水溶剤系の電池が、従来、例えば、A、 G、 
McDiarmidらACS(Polymer Pre
prints、 25. No、 2+ 248 (1
984))、木香ら(電気化学および工業物理化学、 
53(8)。
Generally, electrochemical oxidation methods and chemical oxidation methods are known as methods for producing polyaniline. When electrochemical oxidation is used, the polymer is obtained as a film on an electrode.
When using the chemical oxidation method, it is obtained as a powder. Therefore, conventionally, aqueous or non-aqueous batteries using such films or powder moldings have been produced using A, G,
McDiarmid et al. ACS (Polymer Pre
prints, 25. No, 2+ 248 (1
984)), Kika et al. (Electrochemistry and Industrial Physical Chemistry,
53(8).

592 (1985))、小浦ら(電気化学および工業
物理化学、競(5)、 386 (1987))、特開
昭61−200669号公報等に種々報告されている。
592 (1985)), Koura et al. (Electrochemistry and Industrial Physical Chemistry, Competition (5), 386 (1987)), JP-A-61-200669, etc.

このような従来のポリアニリンを用いる電池において、
電気化学的にポリアニリンを得るときは、ポリアニリン
が電極上に多孔質膜として析出するので、これをそのま
ま電極として用いることができ、従って、電池の組立も
比較容易である。しかし、電気化学的方法によるポリア
ニリンの製造には、多大の電気エネルギーを必要とし、
工業的に不利であるうえに、得られる多孔質膜の強度が
低く、また、電極から容易に脱落するために、種々の後
加工が困難である。大面積のフィルムの製造も容易では
ない。
In batteries using such conventional polyaniline,
When polyaniline is obtained electrochemically, the polyaniline is deposited as a porous film on the electrode, so it can be used as it is as an electrode, and therefore, the assembly of the battery is relatively easy. However, producing polyaniline by electrochemical methods requires a large amount of electrical energy;
In addition to being industrially disadvantageous, the resulting porous membrane has low strength and easily falls off the electrode, making various post-processing difficult. Manufacturing large-area films is also not easy.

他方、前述したように、化学酸化法によるときは、ポリ
アニリンは、通常、粉末として得られるので、電極とし
て用いるには、粉末を加圧成形等の手段にて加工せざる
を得ず、しかも、得られる成形物は脆く、割れやすく、
従って、薄膜化が容易ではない。
On the other hand, as mentioned above, when using the chemical oxidation method, polyaniline is usually obtained as a powder, so in order to use it as an electrode, the powder must be processed by means such as pressure molding. The resulting molded product is brittle and easily cracks.
Therefore, it is not easy to make the film thin.

例えば、アニリンを化学酸化剤にて化学酸化重合して、
ドーパントとしての電解質イオンを含み、電導度が10
−’S/am以上である導電性有機重合体を製造する方
法は既に知られており、更に、かかる化学酸化重合によ
る導電性ポリアニリンの製造において、標準水素電極を
基準とする還元半電池反応における起電力として定めら
れる標準電極電位が0.6V以上である酸化剤が特に好
適に用いられることも、既に特開昭61−258831
号公報に記載されているが、このようにして得られるポ
リアニリンは、不溶不融性である。
For example, by chemically oxidizing and polymerizing aniline with a chemical oxidizing agent,
Contains electrolyte ions as dopants and has a conductivity of 10
-'S/am or higher is already known, and furthermore, in the production of conductive polyaniline by such chemical oxidative polymerization, in the reduction half-cell reaction based on a standard hydrogen electrode, It has already been reported in JP-A No. 61-258831 that an oxidizing agent having a standard electrode potential defined as an electromotive force of 0.6 V or more is particularly suitable for use.
As described in the above publication, the polyaniline obtained in this manner is insoluble and infusible.

そこで、従来、有機溶剤に可溶性の中間体を製造し、そ
の溶液をキャスティング法にてフィルム化した後、中間
体を物理的又は化学的手段にて導電性重合体に変換させ
る方法が種々提案されている。しかし、この方法による
ときは、高温での処理を必要としたり、或いは中間体か
ら導電性重合体への変換が必ずしも理論どおりに進行し
ないので、製造面からも、得られるフィルムの物性の面
からも、導電性有機重合体フィルムの製造方法としては
、実用的ではない。
Therefore, various methods have been proposed in the past in which an intermediate soluble in an organic solvent is produced, the solution is formed into a film by a casting method, and then the intermediate is converted into a conductive polymer by physical or chemical means. ing. However, when using this method, high temperature treatment is required, or the conversion of the intermediate to the conductive polymer does not necessarily proceed as theoretically. However, this method is not practical as a method for producing a conductive organic polymer film.

ポリピロール又はポリチオフェンの分野では、有機溶剤
に可溶性の重合体が知られている。即ち、長鎖アルキル
基を置換基として有するチオフェンやアルキルスルホン
酸基を置換基として有するビロールを電解酸化重合して
、それぞれ有機溶剤可溶性のポリ3−アルキルチオフェ
ン及びポリチオフェンアルカンスルホン酸を得ることが
できる。
In the field of polypyrrole or polythiophene, polymers soluble in organic solvents are known. That is, thiophene having a long-chain alkyl group as a substituent and virol having an alkylsulfonic acid group as a substituent are subjected to electrolytic oxidation polymerization to obtain organic solvent-soluble poly3-alkylthiophene and polythiophenealkanesulfonic acid, respectively. .

これら重合体は、いずれもその溶液からキャスティング
法にてフィルムを得ることができる。しかし、この方法
は、いずれも特殊な単量体を用いると共に、これを電解
酸化重合するので、製造費用が著しく高い。
A film can be obtained from a solution of any of these polymers by a casting method. However, since all of these methods use special monomers and undergo electrolytic oxidation polymerization, the manufacturing cost is extremely high.

他方、アニリンの化学酸化重合の分野においては、最近
、アニリンに対して約1/4モル量のベルオキソニ硫酸
アンモニウムを酸化剤として作用させ、アニリンを化学
酸化重合させて、有機溶剤可溶性のポリアニリンを得る
ことができることが報告されている(A、 G、 Ma
cDiarmid et al、、 5yn−thet
ic Metals+ 21+ 21 (1987);
 A、 G、 MacDiar−mid  at  a
l、、  L、  Alcacer  (ed、)+ 
 ConductingPolymers+ 105−
120 (D、 Re1del Publishing
 Co、+1987)。しかし、この重合体は、N−メ
チル−2−ピロリドンやジメチルスルホキシドのみなら
ず、80%酢酸や60%ギ酸水溶液にも可溶性であるの
で、その分子量は低い。また、重合体のN−メチル−2
−ピロリドンやジメチルスルホキシドの溶液から自立性
フィルムを得ることができることも記載されている。更
に、酢酸溶液から酢酸にてドープされた導電性重合体フ
ィルムを得ることができ、これをアンモニアで脱ドープ
したフィルムとすることも記載されている。しかし、こ
の脱ド−プ状aのフィルムは、ポリアニリンの分子量が
低いために、強度が小さく、折り曲げによって容易に割
れるので、実用に耐えない。
On the other hand, in the field of chemical oxidative polymerization of aniline, it has recently been reported that aniline is chemically oxidatively polymerized by using about 1/4 molar amount of ammonium beroxonisulfate as an oxidizing agent to obtain organic solvent-soluble polyaniline. It has been reported that (A, G, Ma
cDiarmid et al., 5yn-thet
ic Metals+ 21+ 21 (1987);
A, G, MacDiar-mid at a
L, L, Alcacer (ed,)+
Conducting Polymers+ 105-
120 (D, Re1del Publishing
Co, +1987). However, since this polymer is soluble not only in N-methyl-2-pyrrolidone and dimethyl sulfoxide but also in 80% acetic acid and 60% formic acid aqueous solutions, its molecular weight is low. In addition, the polymer N-methyl-2
- It is also described that self-supporting films can be obtained from solutions of pyrrolidone or dimethyl sulfoxide. Furthermore, it is also described that a conductive polymer film doped with acetic acid can be obtained from an acetic acid solution, and that this is made into a film dedoped with ammonia. However, this dedoped film a has low strength due to the low molecular weight of polyaniline and easily cracks when bent, so it cannot be put to practical use.

また、アニリンをベルオキソニ硫酸アンモニウムで酸化
して、テトラヒドロフランに溶解するポリアニリンを得
ることができることも知られている(J、 Tang、
 5ynthetic Metals+ 2C231(
1988)。
It is also known that aniline can be oxidized with ammonium belloxonisulfate to obtain polyaniline, which is soluble in tetrahydrofuran (J, Tang, et al.
5ynthetic Metals+ 2C231(
1988).

しかし、この重合体も、テトラヒドロフランに溶解する
ところからみて、分子量は低いものとみられる。
However, this polymer also appears to have a low molecular weight considering its solubility in tetrahydrofuran.

更に、上記のようにして得られるポリアニリンフィルム
は、緻密であって、フィルム内部でのイオンの拡散が容
易ではないので、電池の電極活物質としての利用には適
さない。
Furthermore, the polyaniline film obtained as described above is dense and ions do not easily diffuse within the film, so it is not suitable for use as an electrode active material for batteries.

日が”° しようとする課 本発明者らは、特に、アニリンの化学酸化重合によって
有機溶剤可溶性の高分子有機重合体を得るべく鋭意研究
した結果、従来、知られているポリアニリンよりも蟲か
に高分子量でありながら、脱ドープ状態において、種々
の有機溶剤に可溶性であって、容易にその溶液からキャ
スティング法にて自立性のフィルムを得ることができ、
しかも、このフィルムが強靭であり、可撓性にすぐれる
と共に、高い引張強度を有することを既に見出し、更に
、かかるフィルムにプロトン酸をドーピングすることに
よって、強靭な高分子量高導電性有機重合体フィルムを
得ることができることも、既に見出している。
The present inventors have conducted intensive research to obtain organic solvent-soluble high-molecular organic polymers by chemical oxidative polymerization of aniline. Although it has a high molecular weight, it is soluble in various organic solvents in a dedoped state, and a self-supporting film can be easily obtained from the solution by a casting method.
Moreover, it has already been discovered that this film is strong, has excellent flexibility, and has high tensile strength. Furthermore, by doping this film with protonic acid, it is possible to create a strong, high molecular weight, highly conductive organic polymer. It has also already been found that films can be obtained.

そこで、本発明者らは、かかる導電性有機重合体の電池
への利用について、更に鋭意研究した結果、上記有機溶
剤可溶性の高分子量ポリアニリンの溶液をキャスティン
グした後、溶剤を除去する所謂湿式製膜法と称される方
法を採用することによって、柔軟な多孔質膜を得ること
ができると共に、これを電池における正極活物質として
用いることによって、高容量、高エネルギー密度であっ
て、且つ、耐久性にすぐれる電池を得ることができるこ
とを見出して、本発明に至ったものである。
Therefore, the present inventors conducted further intensive research into the use of such conductive organic polymers in batteries, and found that a so-called wet film forming method, in which the solvent is removed after casting a solution of the above-mentioned organic solvent-soluble high molecular weight polyaniline, was developed. By adopting a method called ``method,'' it is possible to obtain a flexible porous membrane, and by using this as a positive electrode active material in a battery, it is possible to obtain a membrane with high capacity, high energy density, and durability. The inventors have discovered that it is possible to obtain a battery with excellent properties, leading to the present invention.

課 を”°するための 本発明による電池は、一般式 (式中、m及びnはそれぞれ繰返し単位中のキノンジイ
ミン構造単位及びフェニレンジアミン構造単位のモル分
率を示し、0≦m≦1、O≦n≦1、m+n=1である
。) を主たる繰返し単位として有し、脱ドープ状態において
は、有機溶剤に可溶性であり、且つ、N−メチルピロリ
ドン中、30℃で測定した極限粘度〔η〕が0.40 
dl/g以上であるが、pKa値が4.0以下のプロト
ン酸にてドーピングされて、有機溶剤に不溶性とされた
導電性ポリアニリンからなる多孔質膜を正極活物質とし
て有することを特徴とする。
The battery according to the present invention for ``°'' has the general formula (where m and n respectively represent the molar fraction of the quinonediimine structural unit and the phenylenediamine structural unit in the repeating unit, 0≦m≦1, O ≦n≦1, m+n=1) as the main repeating unit, is soluble in organic solvents in the dedoped state, and has an intrinsic viscosity [η ] is 0.40
dl/g or more, but a porous membrane made of conductive polyaniline doped with a protic acid having a pKa value of 4.0 or less and made insoluble in organic solvents as a positive electrode active material. .

先ず、プロトン酸にてドーピングされた有機溶剤不溶性
のポリアニリンの製造及びその脱ドーピングによる有機
溶剤可溶性のポリアニリンの製造について説明する。
First, the production of organic solvent-insoluble polyaniline doped with protonic acid and the production of organic solvent-soluble polyaniline by dedoping will be explained.

プロトン酸の存在下にアニリンを酸化重合して、上記プ
ロトン酸にてドーピングされているポリアニリンを製造
するに際して、上記酸化剤としては、二酸化マンガン、
ベルオキソニ硫酸アンモニウム、過酸化水素、第二鉄塩
、ヨウ素酸塩等が特に好ましく用いられる。これらの中
で、例えば、ベルオキソニ硫酸アンモニウムや二酸化マ
ンガンは、その酸化反応において、共に1分子当りに2
個の電子が関与するので、通常、アニリン1モルに対し
て1〜1.25モルの範囲の量が用いられる。
When oxidatively polymerizing aniline in the presence of a protonic acid to produce polyaniline doped with the protonic acid, the oxidizing agent may include manganese dioxide,
Ammonium peroxonisulfate, hydrogen peroxide, ferric salts, iodates, and the like are particularly preferably used. Among these, for example, ammonium beroxonisulfate and manganese dioxide both produce 2 per molecule in their oxidation reaction.
Since 2 electrons are involved, amounts ranging from 1 to 1.25 moles per mole of aniline are usually used.

上記プロトン酸は、酸解離定数pKa値が3.0以下で
あれば、特に、限定されるものではなく、例えば、塩酸
、硫酸、硝酸、過塩素酸、ホウフッ化水素酸、リンフッ
化水素酸、フッ化水素酸、ヨウ化水素酸等の無機酸、ベ
ンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等の芳香族
スルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸等の
アルカンスルホン酸、ピクリン酸等のフェノール[、m
−二トロ安息香酸等の芳香族カルボン酸、ジクロロ酢酸
等の脂肪族カルボン酸等を挙げることができる。
The above protonic acid is not particularly limited as long as the acid dissociation constant pKa value is 3.0 or less, and examples include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, hydrofluoroboric acid, hydrofluoric acid, Inorganic acids such as hydrofluoric acid and hydroiodic acid, aromatic sulfonic acids such as benzenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid, alkanesulfonic acids such as methanesulfonic acid and ethanesulfonic acid, and phenols such as picric acid. m
Examples include aromatic carboxylic acids such as -nitrobenzoic acid and aliphatic carboxylic acids such as dichloroacetic acid.

また、ポリマー酸も用いることができる。かかるポリマ
ー酸としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリ
ビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリビニル
硫酸等を挙げることができる。
Polymeric acids can also be used. Examples of such polymer acids include polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallylsulfonic acid, polyvinyl sulfuric acid, and the like.

用いるプロトン酸の量は、用いる酸化剤の反応様式に依
存する。例えば、二酸化マンガンの場合は、酸化反応は
、 Mn0t+4H”+2e−−Mn”+2H,0で示され
るから、用いる二酸化マンガンの少なくとも4倍モル量
のプロトンを供給し得るプロトン酸を用いる必要がある
。また、過酸化水素の場合も、酸化反応は、 LOz+211”+2e−−* 2H!0で示されるか
ら、用いる過酸化水素の少なくとも2倍モル量のプロト
ンを供給し得るプロトン酸を用いる必要がある。他方、
ベルオキソニ硫酸アンモニウムの場合は、酸化反応は、 S、O,”−+2e−−250,”− で示されるから、特に、プロトン酸を用いる必要はない
。しかし、本発明においては、酸化剤として、ベルオキ
ソニ硫酸アンモニウムを用いる場合であっても、この酸
化剤と等モル量のプロトン酸を用いることが好ましい。
The amount of protic acid used depends on the reaction mode of the oxidizing agent used. For example, in the case of manganese dioxide, the oxidation reaction is expressed as Mn0t+4H"+2e--Mn"+2H,0, so it is necessary to use a protonic acid capable of supplying at least four times the molar amount of protons as the manganese dioxide used. Also, in the case of hydrogen peroxide, the oxidation reaction is expressed as LOz+211"+2e--*2H!0, so it is necessary to use a protonic acid that can supply at least twice the molar amount of protons as the hydrogen peroxide used. .On the other hand,
In the case of ammonium belloxonisulfate, the oxidation reaction is represented by S,O,"-+2e--250,"-, so there is no particular need to use a protonic acid. However, in the present invention, even when ammonium beroxonisulfate is used as the oxidizing agent, it is preferable to use a protonic acid in an equimolar amount to the oxidizing agent.

アニリンの酸化重合における溶剤としては、アニリン、
プロトン酸及び酸化剤を溶解し、且つ、酸化剤によって
酸化されないものが用いられる。
As a solvent for oxidative polymerization of aniline, aniline,
A substance that dissolves the protonic acid and the oxidizing agent and is not oxidized by the oxidizing agent is used.

水が最も好ましく用いられるが、しかし、必要に応じて
、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトニ
トリル等のニトリル類、N−メチル−2−ピロリドン、
ジメチルスルホキシド等の極性溶剤、テトラヒドロフラ
ン等のエーテル類、酢酸等の有機酸類も用いることがで
きる。また、これら有機溶剤と水との混合溶剤も用いる
ことができる。
Water is most preferably used, but if necessary, alcohols such as methanol and ethanol, nitriles such as acetonitrile, N-methyl-2-pyrrolidone,
Polar solvents such as dimethyl sulfoxide, ethers such as tetrahydrofuran, and organic acids such as acetic acid can also be used. Moreover, a mixed solvent of these organic solvents and water can also be used.

溶剤可溶性のアニリン酸化重合体を得る方法において、
反応の間、特に、酸化剤溶液をアニリン溶液に加える間
に、反応混合物の温度を常に5℃以下に保持することが
重要である。従って、酸化剤溶液は、アニリンに徐々に
加えて、反応混合物の温度が5℃を越えないようにする
必要がある。
In a method for obtaining a solvent-soluble aniline oxidized polymer,
It is important to maintain the temperature of the reaction mixture below 5°C at all times during the reaction, especially during the addition of the oxidizing agent solution to the aniline solution. Therefore, the oxidizing agent solution must be added gradually to the aniline so that the temperature of the reaction mixture does not exceed 5°C.

急激に酸化剤を加えるときは、外部からの冷却によって
も、反応混合物の温度が上昇して、低分子量の重合体を
生成したり、或いは後述する脱ドーピング後にも溶剤不
溶性の酸化重合体が生成する。
When adding an oxidizing agent rapidly, external cooling may raise the temperature of the reaction mixture and produce a low molecular weight polymer, or even after dedoping as described below, a solvent-insoluble oxidized polymer may be produced. do.

特に、本発明においては、反応温度を0℃以下に保持す
るのが好ましく、これによって、脱ドーピング後、N−
メチル−2−ピロリドン中、30℃で測定した(以下、
同じ。)極限粘度〔η〕が1.0dl/g以上の高分子
量の溶剤可溶性のアニリンの酸化重合体を得ることがで
きる。
In particular, in the present invention, it is preferable to maintain the reaction temperature at 0°C or lower, so that after dedoping, N-
Measured in methyl-2-pyrrolidone at 30°C (hereinafter referred to as
same. ) A high molecular weight, solvent-soluble aniline oxidation polymer having an intrinsic viscosity [η] of 1.0 dl/g or more can be obtained.

このようにして、用いたプロトン酸によってドーピング
されたアニリンの酸化重合体、即ち、ポリアニリンを得
ることができる。ドープ状態では、このポリアニリンは
、プロトン酸と塩を形成しているために、後述するよう
な有機溶剤に溶解しない。高分子量アミンの塩が一般に
有機溶剤に難溶性であることはよく知られている。しか
しながら、本発明によれば、この有機溶剤不溶性のポリ
アニリンを脱ドーピングすることによって、有機溶剤に
可溶性のポリアニリンとすることができる。
In this way, an oxidized polymer of aniline doped with the protic acid used, ie polyaniline, can be obtained. In a doped state, this polyaniline forms a salt with a protonic acid, and therefore does not dissolve in an organic solvent as described below. It is well known that salts of high molecular weight amines are generally poorly soluble in organic solvents. However, according to the present invention, by dedoping this organic solvent-insoluble polyaniline, it is possible to make it into an organic solvent-soluble polyaniline.

かかるプロトン酸にてドーピングされているポリアニリ
ンの脱ドーピングは、一種の中和反応であるから、ドー
パントとしてのプロトン酸を中和し得る塩基性物質であ
れば、特に、限定されるものではないが、好ましくは、
アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム
等の金属水酸化物が用いられる。脱ドーピングは、上記
アニリンの酸化重合の後、反応混合物中に直接に塩基性
物質を加えてもよく、或いは重合体を一旦単離した後、
塩基性物質を作用させてもよい。
Since dedoping of polyaniline doped with such protonic acid is a kind of neutralization reaction, it is not particularly limited as long as it is a basic substance that can neutralize the protonic acid as a dopant. ,Preferably,
Metal hydroxides such as aqueous ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide are used. Dedoping may be carried out by adding a basic substance directly into the reaction mixture after the oxidative polymerization of aniline, or by once isolating the polymer,
A basic substance may also be applied.

アニリンの酸化重合によって得られたドープ状態のポリ
アニリンは、通常、1O−bS/cm以上の電導度を有
して、黒縁色を呈するが、脱ドーピング後は、紫色或い
は紫がかった銅色である。この変色は、重合体中の塩構
造のアミン窒素が遊離アミンに変化したためである。電
導度は、通常、10−105/am台である。
Doped polyaniline obtained by oxidative polymerization of aniline usually has an electrical conductivity of 1 O-bS/cm or more and has a black edge color, but after dedoping, it has a purple or purplish copper color. . This discoloration is due to the conversion of the amine nitrogen in the salt structure into free amine in the polymer. The conductivity is usually on the order of 10-105/am.

このようにして得られる脱ドープ状態のポリアニリンは
、高分子量を有し、しかも、種々の有機溶剤に溶解する
。かかる有機溶剤としては、N−メチル−2−ピロリド
ン、N、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノン、スルホラン等の非プロトン
性極性有機溶剤を挙げることができる。
The dedoped polyaniline thus obtained has a high molecular weight and is soluble in various organic solvents. Such organic solvents include aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and sulfolane. Organic solvents may be mentioned.

かかる有機溶剤に対する脱ドープ状態のポリアニリンの
溶解性は、ポリアニリンの平均分子量や溶剤にもよるが
、その1〜100%が溶け、1〜30重量%の溶液を得
ることができる。特に、脱ドーピング状態のポリアニリ
ンは、N−メチル−2−ピロリドンに高い溶解性を示し
、通常、その20〜100%が溶解し、3〜30重量%
溶液を得ることができる。しかし、テトラヒドロフラン
、80%酢酸水溶液、60%ギ酸水溶液、アセトニトリ
ル等には溶解しない。
The solubility of dedoped polyaniline in such organic solvents depends on the average molecular weight of polyaniline and the solvent, but 1 to 100% of the polyaniline dissolves, and a solution of 1 to 30% by weight can be obtained. In particular, undoped polyaniline shows high solubility in N-methyl-2-pyrrolidone, usually 20-100% of it is dissolved, and 3-30% by weight of N-methyl-2-pyrrolidone.
A solution can be obtained. However, it does not dissolve in tetrahydrofuran, 80% aqueous acetic acid, 60% aqueous formic acid, acetonitrile, etc.

次に、かかる溶剤可溶性のポリアニリンを用いる導電性
多孔質膜の製造について説明する。
Next, the production of a conductive porous membrane using such solvent-soluble polyaniline will be explained.

本発明によれば、先ず、かかる溶剤可溶性のポリアニリ
ンを前記したような非プロトン性極性有機溶剤又は後述
する添加剤を含有するかかる非プロトン性極性有機溶剤
に溶解して製膜溶液とし、この製膜溶液を適宜の支持基
材上に塗布した後、上記有機溶剤と混和性を有するが、
上記ポリアニリンを溶解させない凝固溶剤に接触させ、
脱溶剤して、多孔質膜を得る。製膜溶液のための有機溶
剤としては、ポリアニリンを脱ドープ状態に保つために
、前述したような非プロトン性有機溶剤が用いられるが
、特に、N−メチル−2−ピロリドンがポリアニリンに
対する溶解性にすぐれているので、本発明において好ま
しく用いられる。
According to the present invention, first, such a solvent-soluble polyaniline is dissolved in an aprotic polar organic solvent as described above or such an aprotic polar organic solvent containing an additive as described below to prepare a film forming solution. After coating the membrane solution on a suitable support substrate, it is miscible with the above organic solvent, but
Contact with a coagulating solvent that does not dissolve the polyaniline,
The solvent is removed to obtain a porous membrane. As the organic solvent for the film-forming solution, aprotic organic solvents such as those mentioned above are used in order to keep polyaniline in a dedoped state, but in particular, N-methyl-2-pyrrolidone has a negative effect on the solubility of polyaniline. Because of its excellent properties, it is preferably used in the present invention.

このように、一般に、重合体を含む製膜溶液から多孔質
膜を製造する方法は、湿式法として既によく知られてお
り、限外濾過膜や逆浸透膜がかかる方法にて製造されて
いる。このような膜は、表面の緻密な所謂スキン層が多
孔質層にて一体的に支持されている所謂異方性多孔質膜
である。上記多孔質層には空洞を有する指状構造を含む
こともある。上記のようにして得られる溶剤可溶性のポ
リアニリンから得られる多孔質膜も、このような構造を
有する異方性膜である。
In general, the method of manufacturing porous membranes from membrane-forming solutions containing polymers is already well known as a wet method, and ultrafiltration membranes and reverse osmosis membranes are manufactured by such methods. . Such a membrane is a so-called anisotropic porous membrane in which a dense so-called skin layer on the surface is integrally supported by a porous layer. The porous layer may include a finger-like structure having cavities. The porous membrane obtained from the solvent-soluble polyaniline obtained as described above is also an anisotropic membrane having such a structure.

本発明においては、強靭で可撓性にすぐれる多孔質膜を
得るには、極限粘度〔η〕が0.40以上の前記した溶
剤可溶性ポリアニリンを用いることが望ましい。また、
製膜溶液におけるポリアニリンの濃度は、通常、0.5
〜30重量%、好ましくは1〜20重量%の範囲である
In the present invention, in order to obtain a porous membrane with excellent toughness and flexibility, it is desirable to use the above-mentioned solvent-soluble polyaniline having an intrinsic viscosity [η] of 0.40 or more. Also,
The concentration of polyaniline in the film forming solution is usually 0.5
-30% by weight, preferably 1-20% by weight.

本発明においては、得られる多孔質膜の多孔度や表面積
を調整するために、種々の添加剤を製膜溶液に加えても
よい。かかる添加剤は、製膜溶液に溶解することが必要
であり、例えば、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩
が好ましく用いられる。具体例としては、例えば、硝酸
リチウム、硝酸カリウム、臭化リチウム等を挙げること
ができるが、これらに限定されるものではない。かかる
無機系添加剤は、通常、ポリアニリン100重量部当た
りに100重量部以下の範囲で用いられる。
In the present invention, various additives may be added to the membrane forming solution in order to adjust the porosity and surface area of the resulting porous membrane. Such additives need to be dissolved in the membrane forming solution, and for example, alkali metal salts and alkaline earth metal salts are preferably used. Specific examples include, but are not limited to, lithium nitrate, potassium nitrate, lithium bromide, and the like. Such inorganic additives are usually used in an amount of 100 parts by weight or less per 100 parts by weight of polyaniline.

添加剤を過多に用いるときは、製膜溶液の均一性を阻害
する傾向があり、均一な選択性透過膜を得ることが困難
となる。
When too much additive is used, it tends to impair the uniformity of the membrane forming solution, making it difficult to obtain a uniform selectively permeable membrane.

また、添加剤として、有機化合物も用いることができる
。かかる有機添加剤としては、例えば、−価アルコール
、多価アルコール、ケトン、ニトリル、炭化水素、エー
テル、アルキレングリコール、ポリアルキレングリコー
ル、エステル類等カ用いられる。具体例としては、例え
ば、エタノール、プロパツール、ブタノール、グリセリ
ン、ブタンジオール、アセトン、メチルエチルケトン、
アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、
ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、ジエチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン、1.4−ジオキサン、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレン
グリコール、ジプロピレングリコール等を挙げることが
できるが、これらに限定されるものではない。
Moreover, organic compounds can also be used as additives. Examples of such organic additives include -hydric alcohols, polyhydric alcohols, ketones, nitriles, hydrocarbons, ethers, alkylene glycols, polyalkylene glycols, and esters. Specific examples include ethanol, propatool, butanol, glycerin, butanediol, acetone, methyl ethyl ketone,
Acetonitrile, propionitrile, butyronitrile,
Examples include, but are not limited to, hexane, heptane, benzene, toluene, diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, and the like.

かかる添加剤は、製膜溶液に溶解することが好ましいが
、溶解しない添加剤の使用も可能である。
Although such additives are preferably dissolved in the membrane forming solution, it is also possible to use additives that are not dissolved.

これら有機系添加剤は、ポリアニリン100重量部当た
りに、通常、1000重量部以下の範囲で用いられる。
These organic additives are usually used in an amount of 1000 parts by weight or less per 100 parts by weight of polyaniline.

必要ならば、上記無機系添加剤と有機系添加剤とを併用
することもできる。
If necessary, the above-mentioned inorganic additives and organic additives can be used together.

製膜溶液を塗布する支持基材は、特に、限定されない、
ガラス、ステンレス、アルミニウム、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等で例示される材料からなる平滑な表面を
有する板部材を用いることによって、ポリアニリンが凝
固した後、これら基材から容易に剥離するので、シート
状多孔質膜を得ることができる。
The supporting base material to which the film-forming solution is applied is not particularly limited.
By using a plate member with a smooth surface made of materials such as glass, stainless steel, aluminum, polyethylene, and polypropylene, polyaniline can be easily peeled off from these substrates after solidifying, so that sheet-like porous membranes can be used. can be obtained.

支持基材への製膜溶液の塗布厚さは、得られる選択性透
過膜の用途や基材の種類によっても異なるが、通常は、
得られる多孔質膜の厚さが10〜700+um、好まし
くは50〜200μmとなるように塗布される。膜厚が
薄すぎるときは、得られる多孔質膜が機械的強度に劣る
ようになり、他方、厚すぎるときは、イオン拡散性に劣
るようになり、共に、正極物質としての実用性に劣るこ
ととなる。
The coating thickness of the membrane-forming solution on the support substrate varies depending on the intended use of the selectively permeable membrane and the type of substrate, but usually,
The coating is applied so that the resulting porous membrane has a thickness of 10 to 700 um, preferably 50 to 200 um. If the film thickness is too thin, the resulting porous film will have poor mechanical strength, while if it is too thick, it will have poor ion diffusivity, both of which will be poor in practicality as a positive electrode material. becomes.

このように、製膜溶液を支持基材上に薄層に塗布した後
、この層から有機溶剤を一部蒸発させて、スキン層の形
成を促すのが好ましい。かかる溶剤の蒸発の条件は、製
膜溶液の成分組成等に応じて適宜に選ばれるが、溶剤の
沸点未満の温度、例えば、溶剤がN−メチル−2−ピロ
リドンの場合であれば、0〜200℃の範囲とし、蒸発
させるための時間は、特に、限定されるものではなく、
数秒から数時間にわたってよい。
It is thus preferable to apply a thin layer of the film-forming solution onto the supporting substrate and then partially evaporate the organic solvent from this layer to promote the formation of the skin layer. The conditions for evaporating the solvent are appropriately selected depending on the component composition of the film-forming solution, etc., but if the temperature is below the boiling point of the solvent, for example, when the solvent is N-methyl-2-pyrrolidone, the temperature is 0 to 0. The temperature is within the range of 200°C, and the time for evaporation is not particularly limited.
May last from a few seconds to several hours.

次いで、製膜溶液を塗布した基材を凝固溶剤に浸漬して
、ポリアニリンを脱溶剤、凝固させて、多孔質膜化させ
る。凝固溶剤は、ポリアニリンを溶解させないが、製膜
溶液の溶剤と良好な相溶性を有し、好ましくは、任意の
割合にて相溶し、更に、前述した添加剤を溶解させるこ
とが必要であり、代表的には、水が用いられる。凝固溶
剤の他の例としては、水に相溶し得る有機溶剤と水との
混合溶剤を挙げることができ、かかる有機溶剤の具体例
として、例えば、アセトン、グリセリン、メタノール等
を挙げることができる。必要ならば、かかる有機溶剤を
単独で凝固溶剤として用いることもできる。
Next, the base material coated with the membrane forming solution is immersed in a coagulating solvent to remove the solvent and coagulate the polyaniline to form a porous membrane. The coagulating solvent does not dissolve polyaniline, but has good compatibility with the solvent of the membrane-forming solution, preferably in an arbitrary proportion, and is further required to dissolve the aforementioned additives. , typically water is used. Other examples of coagulating solvents include mixed solvents of water and organic solvents that are compatible with water, and specific examples of such organic solvents include acetone, glycerin, methanol, etc. . If necessary, such an organic solvent can be used alone as a coagulation solvent.

ポリアニリンを凝固溶剤に接触させて、ポリアニリンを
多孔質膜化する際の温度は、−船釣には、用いる凝固溶
剤の沸点未満の温度である。水を凝固溶剤として用いる
場合、通常、0〜80℃、好ましくは0〜50℃の範囲
である。凝固に要する時間は、特に、限定されるもので
はないが、1分から20時間にわたってよい。
The temperature at which polyaniline is brought into contact with a coagulating solvent to form a porous film is - for boat fishing, a temperature below the boiling point of the coagulating solvent used. When water is used as a coagulating solvent, the temperature is usually in the range of 0 to 80°C, preferably 0 to 50°C. The time required for coagulation is not particularly limited, but may range from 1 minute to 20 hours.

本発明によれば、次いで、このようにし°て得られたポ
リアニリン多孔質膜をpKa値が4.0以下のプロトン
酸にてドーピングすることによって、上記ポリアニリン
に導電性を付与し、かくして、導電性ポリアニリン多孔
質膜を得る。
According to the present invention, the polyaniline porous membrane thus obtained is then doped with a protonic acid having a pKa value of 4.0 or less to impart electrical conductivity to the polyaniline, thus making the polyaniline conductive. A polyaniline porous membrane is obtained.

かかるドーピング剤としては、例えば、塩酸、硫酸、硝
酸、過塩素酸、ホウフッ化水素酸、リンフッ化水素酸等
の無機酸が好ましく用いられる。
As such a doping agent, for example, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, hydrofluoroboric acid, and hydrofluoric phosphoric acid are preferably used.

しかし、必要に応じて、ベンゼンスルホン酸、p−トル
エンスルホン酸等の芳香族スルホン酸、メタンスルホン
酸、エタンスルホン酸等の脂肪族スルホン酸、ピクリン
酸等のフェノール類、m−ニトロ安息香酸等の芳香族カ
ルボン酸、ジクロロ酢酸等の脂肪族カルボン酸等の有機
酸も用いることができる。
However, if necessary, aromatic sulfonic acids such as benzenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid, aliphatic sulfonic acids such as methanesulfonic acid and ethanesulfonic acid, phenols such as picric acid, m-nitrobenzoic acid, etc. Organic acids such as aromatic carboxylic acids and aliphatic carboxylic acids such as dichloroacetic acid can also be used.

ポリアニリン多孔質膜のドーピングは、通常、上記した
ようなドーピング剤を含む溶液中に、通常、数時間から
数日間、膜を浸漬し、その後、洗浄、乾燥すればよい。
Doping of a polyaniline porous membrane can be carried out by immersing the membrane in a solution containing the above-mentioned doping agent for several hours to several days, followed by washing and drying.

本発明によれば、ポリアニリン多孔質膜がヒドラジンや
フェニルヒドラジン等の還元剤にて完全に還元されてい
るとき、電極活物質として最大の容量を得ることができ
る。最大の容量とは、アニリン1単位当り1電子の酸化
還元を行なうことができる場合をいい、それらは、ポリ
アニリンが電池に組み込まれる際に、式 において、0<m≦1であって、mにて表わされるキノ
ンジイミン構造の繰り返し単位中の窒素原子がすべてプ
ロトン化されて、式 で表わされるドープ状態にある場合であるか、又はmが
0であって、完全に還元されたフェニレンジアミン構造
の繰り返し単位のみからなる場合である。
According to the present invention, when the polyaniline porous membrane is completely reduced with a reducing agent such as hydrazine or phenylhydrazine, maximum capacity can be obtained as an electrode active material. Maximum capacity refers to the case where one unit of aniline can undergo redox of one electron, and when polyaniline is incorporated into a battery, in the formula, 0<m≦1 and m is All the nitrogen atoms in the repeating unit of the quinonediimine structure represented by the formula are protonated and are in the doped state represented by the formula, or m is 0 and the repeating unit of the phenylenediamine structure is completely reduced. This is the case when it consists only of units.

これらの場合、得られる理論容量は、ポリアニリンのみ
の重量を基準とすれば、290Ah/kg、ドーパント
として例えば)lBF4を含めた重量を基準とすれば、
290Ah/kgである。
In these cases, the theoretical capacity obtained is 290 Ah/kg based on the weight of polyaniline alone, and based on the weight including (for example) lBF4 as a dopant.
It is 290Ah/kg.

尚、ドーピングされて、導電性を与えられたポリアニリ
ンは、プロトン酸の存在下に調製されたポリアニリンと
同様に、プロトン酸にてドーピングされているために、
前述した理由によって、前記した有機溶剤には溶解しな
い。
Note that polyaniline that has been doped and given conductivity is doped with a protic acid, similar to polyaniline prepared in the presence of a protic acid.
For the reasons mentioned above, it does not dissolve in the organic solvents mentioned above.

本発明による前記可溶性アニリン酸化重合体は、元素分
析、赤外線吸収スペクトル、ESRスペクトル、熱重量
分析、溶剤への溶解性、可視乃至近赤外吸収スペクトル
から、 (式中、m及びnはそれぞれ繰返し単位中のキノンジイ
ミン構造単位及びフェニレンジアミン構造単位のモル分
率を示し、0≦n≦1.0≦n≦1、m+n=1である
。) を主たる繰返し単位として有する重合体である。
The soluble aniline oxidation polymer according to the present invention can be determined from elemental analysis, infrared absorption spectrum, ESR spectrum, thermogravimetric analysis, solubility in solvents, and visible to near infrared absorption spectrum. The molar fraction of the quinonediimine structural unit and the phenylenediamine structural unit in the unit is 0≦n≦1.0≦n≦1, m+n=1) as the main repeating unit.

このように、本発明によるアニリンの酸化重合体は、繰
返し単位として、キノンジイミン構造単位及びフェニレ
ンジアミン構造単位を有するので、プロトン酸にてドー
ピングされた状態においては、酸化還元反応を伴なわず
に、酸塩基反応のみによって、導電性を有するものとし
て説明される。この導電・機構は、八、G、 MacD
iarmid らによるものであって(A、 G、 M
acDiarmid et al、、 J、 Chew
As described above, since the aniline oxidation polymer according to the present invention has a quinone diimine structural unit and a phenylene diamine structural unit as repeating units, in a state doped with a protonic acid, the oxidized polymer of aniline does not undergo a redox reaction. It is described as having electrical conductivity only through acid-base reactions. This conductivity/mechanism is 8, G, MacD
iarmid et al. (A, G, M
acDiarmid et al., J. Chew
.

Soc、、 Chell、 Commun、、 19B
?+  1784)、プロトン酸によるドーピングによ
って、下に示すように、キノンジイミン構造がプロトン
化され、これがセミキノンカチオンラジカル構造をとっ
て、導電性を有するものである。かかる状態は、ポーラ
ロン状態と呼ばれる。
Soc, Chell, Commun, 19B
? + 1784), by doping with a protic acid, the quinone diimine structure is protonated as shown below, and this forms a semiquinone cation radical structure, which has electrical conductivity. Such a state is called a polaron state.

IHX  <プロトン酸) ↓分子内酸化還元反応 HH (セミキノンカチオンラジカル(ポーラロン))ドーピ
ングによって得られるポリアニリンからなる多孔質膜の
電導度は、用いるプロトン酸のpKa値に依存する。ポ
リアニリンのドーピングには、pKa値が4.0以下の
プロトン酸が有効であり、pKa値が1〜4のプロトン
酸を用いるときは、そのpKa値が小さいほど、即ち、
酸性が強いほど、得られる膜の電導度は高い。しかし、
pKa値が1よりも小さいときは、得られる膜の電導度
は、最早、殆ど変化せず、はぼ一定である。
IHX <protonic acid) ↓ Intramolecular redox reaction HH (semiquinone cation radical (polaron)) The electrical conductivity of a porous membrane made of polyaniline obtained by doping depends on the pKa value of the protonic acid used. A protonic acid with a pKa value of 4.0 or less is effective for doping polyaniline, and when using a protonic acid with a pKa value of 1 to 4, the smaller the pKa value, the more
The stronger the acidity, the higher the conductivity of the resulting film. but,
When the pKa value is less than 1, the conductivity of the resulting membrane no longer changes much and is almost constant.

プロトン酸によるドーピング後のポリアニリンの導電性
は、通常、l(m’s/am以上、多くの場合、10−
’S/as以上であって、しかも、この導電性は、湿度
には何ら影響されない。特に、低湿度領域にて電導度が
変化しない特性を有する。
The conductivity of polyaniline after doping with protic acid is usually greater than l(m's/am, often 10-
'S/as or more, and this conductivity is not affected by humidity at all. In particular, it has a characteristic that the conductivity does not change in a low humidity region.

次に、本発明による電池について説明する。Next, a battery according to the present invention will be explained.

本発明による電池は、上述したポリアニリンからなる導
電性多孔質膜を正極活物質として用いる。
The battery according to the present invention uses the above-mentioned conductive porous membrane made of polyaniline as a positive electrode active material.

他方、負極活物質としては、例えば、リチウム、カリウ
ム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、
カドミウム、スズ、鉛、鉄及びこれらの合金等が用いら
れるが、これらに限定されるものではない。
On the other hand, examples of negative electrode active materials include lithium, potassium, sodium, magnesium, aluminum, zinc,
Cadmium, tin, lead, iron, alloys thereof, and the like are used, but are not limited to these.

また、電解質の溶剤としては、水のほか、アルカリ金属
を負極に用いる場合は、非プロトン性有機溶剤も用いら
れる。かかる非プロトン性有機溶剤としては、例えば、
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、テト
ラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、γ−
ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスル
ホキシド、アセトニトリル、スルホラン等も用いられる
In addition to water, when an alkali metal is used for the negative electrode, an aprotic organic solvent may also be used as the electrolyte solvent. Examples of such aprotic organic solvents include:
Ethylene carbonate, propylene carbonate, tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, γ-
Butyrolactone, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, acetonitrile, sulfolane, etc. are also used.

かかる溶剤に溶解させる電解質としては、上記溶剤に易
溶性の負極金属の塩、例えば、塩化物、硫酸塩、硝酸塩
、テトラフルオロホウ酸塩、過塩素酸塩、ヘキサフルオ
ロリン酸塩等が好適に用いられる。
The electrolyte to be dissolved in such a solvent is preferably a salt of a negative electrode metal that is easily soluble in the above solvent, such as a chloride, a sulfate, a nitrate, a tetrafluoroborate, a perchlorate, a hexafluorophosphate, etc. used.

発IIと九展 以上のように、本発明において用いる導電性ポリアニリ
ンからなる多孔質膜は、導電性重合体であるポリアニリ
ンが従来より知られている導電性ポリアニリンに比べて
、蟲かに高分子量を有するために、強靭で可撓性及び耐
熱性にすぐれ、しかも、高導電性を有し、従って、本発
明によれば、かかる導電性ポリアニリン多孔質膜を正極
活物質として用いることによって、高容量高エネルギー
密度を有する電池を得ることができる。
As described above, in the porous membrane made of conductive polyaniline used in the present invention, polyaniline, which is a conductive polymer, has an extremely high molecular weight compared to conventionally known conductive polyaniline. Therefore, according to the present invention, by using such a conductive polyaniline porous membrane as a positive electrode active material, it has excellent toughness, flexibility, and heat resistance, and high conductivity. A battery with high capacity and high energy density can be obtained.

しかも、本発明にて用いる導電性ポリアニリン多孔質膜
は、化学酸化法にて得られた溶剤可溶性ポリアニリンを
キャスティング法にて製膜し、ドーピングすることによ
って、任意の面積にて容易に得ることができるので、低
度な電池製作を可能とする。
Furthermore, the conductive polyaniline porous membrane used in the present invention can be easily obtained in any area by forming a film using a casting method from solvent-soluble polyaniline obtained by a chemical oxidation method and doping the film. This makes it possible to manufacture batteries at a low level.

尖隻貫 以下にポリアニリン及びそれよりなる多孔質膜の製造に
関する参考例及び本発明による実施例を挙げるが、本発
明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
Reference examples and examples according to the present invention relating to the production of polyaniline and porous membranes made of the same are listed below, but the present invention is not limited to these examples in any way.

参考例1 (アニリンの酸化重合によるドープ状態の導電性有機重
合体の製造のその1) 撹拌装置、温度計及び滴下ろうとを備えた31容量セパ
ラブル・フラスコに蒸留水1500g、36%塩酸90
m1及びアニリン100g(1,07モル)をこの順序
にて仕込み、アニリンを溶解させた。別に、氷水にて冷
却しながら、ビーカー中の蒸留水370gに97%濃硫
酸107g(1,09モル)を加え、混合して、硫酸水
溶液を調製した。この硫酸水溶液を上記セパラブル・フ
ラスコに加え、フラスコ全体を氷水で一3℃以下の温度
まで冷却した。
Reference Example 1 (Production of doped conductive organic polymer by oxidative polymerization of aniline Part 1) In a 31-volume separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a dropping funnel, 1500 g of distilled water and 90 g of 36% hydrochloric acid were added.
m1 and 100 g (1.07 mol) of aniline were charged in this order to dissolve the aniline. Separately, while cooling with ice water, 107 g (1.09 mol) of 97% concentrated sulfuric acid was added to 370 g of distilled water in a beaker and mixed to prepare an aqueous sulfuric acid solution. This aqueous sulfuric acid solution was added to the separable flask, and the entire flask was cooled with ice water to a temperature of -3°C or less.

次に、ビーカー中にて蒸留水573gにベルオキソニ硫
酸アンモニウム245g(1,07モル)を加え、溶解
させて、酸化剤水溶液を調製した。
Next, 245 g (1.07 mol) of ammonium beroxonisulfate was added and dissolved in 573 g of distilled water in a beaker to prepare an oxidizing agent aqueous solution.

フラスコ全体を低温恒温槽で冷却して、反応混合物の温
度を一3℃以下に保持しつつ、撹拌下にアニリン塩の水
溶液に上記ベルオキソニ硫酸アンモニウム水溶液を徐々
に200分を要して滴下した。最初、無色透明の溶液は
、重合の進行に伴って緑青色から黒縁色となり、次いで
、黒縁色の粉末が析出した。ベルオキソニ硫酸アンモニ
ウム水溶液の滴下終了後、更に25分間、−3℃の温度
にて撹拌を続けた。
The entire flask was cooled in a low-temperature constant temperature bath, and while the temperature of the reaction mixture was maintained at -3°C or below, the above aqueous solution of ammonium beroxonisulfate was gradually added dropwise to the aqueous solution of the aniline salt over a period of 200 minutes while stirring. Initially, the colorless and transparent solution turned from greenish-blue to a black-rimmed color as the polymerization progressed, and then a black-rimmed powder was precipitated. After the dropwise addition of the aqueous solution of ammonium belloxonisulfate was completed, stirring was continued for an additional 25 minutes at a temperature of -3°C.

得られた重合体粉末の一部を採取し、水洗、アセトン洗
浄し、室温で真空乾燥して、黒縁色の重合体粉末を得た
。これを直径131m、厚さ700μmのディスクに加
圧成形し、ファン・デル・ポー法によって、その電導度
を測定したところ、3゜708/国であった。
A portion of the obtained polymer powder was collected, washed with water and acetone, and vacuum-dried at room temperature to obtain a black-rimmed polymer powder. This was pressure-molded into a disk with a diameter of 131 m and a thickness of 700 μm, and its electrical conductivity was measured by the van der Pauw method and found to be 3°708/country.

得られた重合体スラリーを蒸留水31にて2回、更に、
アセトン31にて3回、濾過洗浄した後、重合体を室温
で減圧乾燥した。
The obtained polymer slurry was diluted with distilled water 31 times twice, and
After filtering and washing three times with acetone 31, the polymer was dried under reduced pressure at room temperature.

(導電性有機重合体のアンモニアによる脱ドーピング) 上記ドープされている導電性重合体粉末を25%アンモ
ニア水21に分散させ、冷却下、2時間撹拌した後、蒸
留水31にて1回、アセトン31にて4回、撹拌洗浄と
濾過を繰返した。室温で電圧乾燥して、脱ドープされた
ポリアニリン粉末79.5gを得た。
(Dedoping of conductive organic polymer with ammonia) The doped conductive polymer powder was dispersed in 25% ammonia water 21, stirred for 2 hours under cooling, and then diluted with acetone once in distilled water 31. The stirring washing and filtration were repeated four times at 31°C. Voltage drying was performed at room temperature to obtain 79.5 g of dedoped polyaniline powder.

このポリアニリンは、N−メチル−2−ピロリドンに可
溶性であった。また、これを溶剤とじて30℃で測定し
た極限粘度〔η〕は1.24であった。
This polyaniline was soluble in N-methyl-2-pyrrolidone. Further, the intrinsic viscosity [η] measured at 30° C. after removing the solvent was 1.24.

この重合体は、ジメチルスルホキシド及びジメチルホル
ムアミドには1%以下の溶解度であった。
This polymer had a solubility of less than 1% in dimethyl sulfoxide and dimethyl formamide.

テトラヒドロフラン、ピリジン、80%酢酸水溶液、6
0%ギ酸水溶液及びアセトニトリルには実質的に溶解し
なかった。
Tetrahydrofuran, pyridine, 80% acetic acid aqueous solution, 6
It was not substantially dissolved in 0% formic acid aqueous solution and acetonitrile.

参考例2 (アニリンの酸化重合によるドープ状態の導電性有機重
合体の製造のその2) 参考例1において、反応温度の制御をやや緩くして、反
応中の平均温度を約1℃(但し、反応中、5℃を越える
ことはなかった。)とした以外は、参考例1と同様にし
て、ドープ状態の導電性ポリアニリンを得た。このポリ
アニリンの電導度は2゜8S1011であった。
Reference Example 2 (Production of doped conductive organic polymer by oxidative polymerization of aniline, Part 2) In Reference Example 1, the reaction temperature was controlled somewhat loosely, and the average temperature during the reaction was set to about 1°C (however, Doped conductive polyaniline was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that the temperature did not exceed 5° C. during the reaction. The electrical conductivity of this polyaniline was 2°8S1011.

また、上記と同様にして、脱ドープした得た溶剤可溶性
ポリアニリンは、極限粘度0.67であった。
Further, the solvent-soluble polyaniline obtained by dedoping in the same manner as above had an intrinsic viscosity of 0.67.

参考例3 (可溶性アニリン酸化重合体を用いる自立性フィルムの
調製) 参考例1にて得た脱ドープしたアニリン酸化重合体粉末
5gをN−メチル−2−ピロリドン95g中に少量ずつ
加え、室温にて溶解させて、黒青色溶液を得た。この溶
液を03ガラスフイルターにて真空濾過したところ、フ
ィルター上に残存した不溶物は極めて少量であった。こ
のフィルターをアセトンにて洗浄し、残存する不溶物を
乾燥後、重量測定したところ、75■であった。従って
、重合体は、その98.5%が溶解し、不溶物は1.5
%であった。
Reference Example 3 (Preparation of self-supporting film using soluble aniline oxide polymer) 5 g of the dedoped aniline oxide polymer powder obtained in Reference Example 1 was added little by little to 95 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and the mixture was heated to room temperature. A black-blue solution was obtained. When this solution was vacuum filtered using a 03 glass filter, extremely small amounts of insoluble matter remained on the filter. This filter was washed with acetone, and after drying the remaining insoluble matter, the weight was measured and found to be 75 cm. Therefore, 98.5% of the polymer is dissolved, and the insoluble matter is 1.5%.
%Met.

このようにして得られた重合体溶液をガラス板上にキャ
スティングし、ガラス棒にてしごいた後、熱風循環乾燥
耳中でN−メチル−2−ピロリドンを蒸発揮散させた。
The polymer solution thus obtained was cast on a glass plate, squeezed with a glass rod, and then N-methyl-2-pyrrolidone was evaporated and evaporated in a hot air circulation drying ear.

この後、ガラス板を冷水中に浸漬することによって、重
合体フィルムがガラス板より自然に剥離し、かくして、
厚さ40μmの重合体フィルムを得た。
After this, by immersing the glass plate in cold water, the polymer film will peel off naturally from the glass plate, thus
A polymer film with a thickness of 40 μm was obtained.

このフィルムをアセトンで洗浄した後、室温で風乾して
、銅色の金属光沢を有するフィルムを得た。
After washing this film with acetone, it was air-dried at room temperature to obtain a film with copper-colored metallic luster.

フィルムは、その乾燥温度によって、強度及び溶解性が
異なる。乾燥温度が100℃以下のときは、得られるフ
ィルムは、N−メチル−2−ピロリドンに少量溶解する
と共に、強度も比較的小さい。しかし、130℃以上の
温度で加熱して得られるフィルムは、非常に強靭であっ
て、また、N−メチル−2−ピロリドンやその他の有機
溶剤にも溶解しない。また、濃硫酸にも溶解しない。こ
のように、高温で加熱すると、その過程で重合体分子が
相互に架橋し、不溶性となるものとみられる。
Films differ in strength and solubility depending on their drying temperature. When the drying temperature is 100° C. or less, the resulting film dissolves in N-methyl-2-pyrrolidone to a small extent and has relatively low strength. However, the film obtained by heating at a temperature of 130° C. or higher is very tough and does not dissolve in N-methyl-2-pyrrolidone or other organic solvents. It also does not dissolve in concentrated sulfuric acid. Thus, it appears that when heated at high temperatures, the polymer molecules crosslink with each other in the process and become insoluble.

このようにして得られた脱ドープ状態のフィルムは、電
導度はいずれもI O−” S/am台であった。
The dedoped films obtained in this way all had electrical conductivities on the order of IO-''S/am.

また、フィルムは10000回の折り曲げによっても割
れず、引張強度は840kg/ciであった。
Further, the film did not crack even after being bent 10,000 times, and its tensile strength was 840 kg/ci.

実施例4 (自立性フィルムのプロトン酸によるドービン力゛)参
考例3において、150℃で30分間加熱乾燥して得た
自立性フィルムをそれぞれINの硫酸、過塩素酸及び塩
酸水溶液中に室温にて66時間浸漬した後、アセトンで
洗浄し、風乾して、それぞれ導電性フィルムを得た。
Example 4 (Dobin's force due to protonic acid on self-supporting film) In Reference Example 3, the self-supporting films obtained by heating and drying at 150°C for 30 minutes were placed in IN aqueous solutions of sulfuric acid, perchloric acid, and hydrochloric acid at room temperature. After soaking in water for 66 hours, they were washed with acetone and air-dried to obtain conductive films.

フィルムは、いずれも濃青色を呈し、電導度は、それぞ
れ8.2 S/csiS11 S/am及び5 S /
 cmであった。また、過塩素酸にてドーピングしたフ
ィルムの引張強度は500kg/−であった。
Both films exhibit a deep blue color and have electrical conductivities of 8.2 S/CSIS11 S/am and 5 S/am, respectively.
It was cm. Further, the tensile strength of the film doped with perchloric acid was 500 kg/-.

参考例5 (共に脱ドープ状態で可溶性の重合体及び不溶性フィル
ム化された重合体のスペクトル及び構造)参考例1にて
得た可溶性重合体粉末と参考例3にて得た不溶性重合体
フィルムのKBrBr法によるFT−I Rスペクトル
をそれぞれ第1図及び第2図に示す。2つのスペクトル
は殆ど同じであるので、溶剤可溶性の重合体のキャステ
ィング後の溶剤の加熱乾燥によって、重合体は架橋によ
って溶剤不溶化するものの、化学構造において大きい変
化が生じていないことが認められる。
Reference Example 5 (Spectrum and structure of soluble polymer and insoluble film-formed polymer both in dedoped state) Spectrum and structure of soluble polymer powder obtained in Reference Example 1 and insoluble polymer film obtained in Reference Example 3. FT-IR spectra obtained by the KBrBr method are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. Since the two spectra are almost the same, it can be seen that although the polymer becomes insolubilized by crosslinking by heating and drying the solvent after casting the solvent-soluble polymer, no major change has occurred in the chemical structure.

上記可溶性重合体粉末及び不溶性重合体フィルムの熱重
量分析の結果を第3図に示す。いずれも高い耐熱性を有
する。不溶性のフィルムがより高い温度まで分解しない
ので、濃硫酸に不溶性であることを考慮すれば、不溶性
フィルムにおいては、重合体分子が架橋していることを
示すものである。
The results of thermogravimetric analysis of the above-mentioned soluble polymer powder and insoluble polymer film are shown in FIG. Both have high heat resistance. Considering that insoluble films are insoluble in concentrated sulfuric acid, they do not decompose up to higher temperatures, indicating that the polymer molecules are crosslinked in insoluble films.

また、第4図にESRスペクトルを示す。スピン濃度は
、可溶性重合体が1.4X10”スピン/gであり、不
溶性重合体が2.7X101?スピン/gであった。可
溶性重合体から不溶性重合体へのスピン濃度の減少は、
前述したように、フィルム調製における溶剤の加熱乾燥
過程における重合体分子の架橋によるものであるとみら
れる。
Further, FIG. 4 shows the ESR spectrum. The spin concentration was 1.4X10'' spins/g for the soluble polymer and 2.7X10'' spins/g for the insoluble polymer.The decrease in spin concentration from the soluble to the insoluble polymer was
As mentioned above, this appears to be due to crosslinking of polymer molecules during the heating and drying process of the solvent during film preparation.

次に、可溶性重合体と不溶性重合体について、元素分析
の結果を以下に示す。
Next, the results of elemental analysis of the soluble polymer and insoluble polymer are shown below.

可溶性重合体 C,77,9’7; H,5,05; N、 14.6
8  (合計 97.70)不溶性重合体 C,?8.31. H,5,38; N、 15.31
  (合計 99.00)この元素分析に基づいて、C
I 2. OOに規格化した可溶性重合体の組成式はC
82,。。H9,zbN+、 qaであり、不溶性の重
合体の組成式はCI□、。。H9,ll!Nz、。1で
ある。他方、同様に、C12,OOに規格化したキノン
ジイミン構造単位及びフェニレンジアミン構造単位は、
それぞれ下記のとおりである。
Soluble polymer C, 77,9'7; H, 5,05; N, 14.6
8 (Total 97.70) Insoluble polymer C,? 8.31. H, 5,38; N, 15.31
(Total 99.00) Based on this elemental analysis, C
I 2. The compositional formula of the soluble polymer standardized to OO is C
82,. . H9,zbN+, qa, and the compositional formula of the insoluble polymer is CI□. . H9,ll! Nz. It is 1. On the other hand, similarly, the quinonediimine structural unit and phenylenediamine structural unit standardized to C12,OO are:
Each is as follows.

キノンジイミン構造単位 c+t)IsLフェニレンジ
アミン構造単位C+tH+aNz従って、可溶性重合体
及び溶剤不溶性重合体共に、前述したように、キノンジ
イミン構造単位とフェニレンジアミン構造単位を主たる
繰返し単位として有する重合体である。
Quinonediimine structural unit c+t)IsL Phenylenediamine structural unit C+tH+aNz Therefore, as described above, both the soluble polymer and the solvent-insoluble polymer are polymers having quinonediimine structural units and phenylenediamine structural units as main repeating units.

次に、参考例3にて得た脱ドープ状態のフィルムと参考
例4にて得た過塩素酸をドープしたフィルムの可視乃至
近赤外領域の反射スペクトルをそれぞれ第5図に示す。
Next, FIG. 5 shows the reflection spectra in the visible to near-infrared region of the dedoped film obtained in Reference Example 3 and the perchloric acid-doped film obtained in Reference Example 4, respectively.

脱ドープ状態においては、近赤外光を殆ど反射している
が、ドープ後には、近赤外光を吸収しており、反射が殆
どないことが認められる。これは、プロトン酸ドーピン
グによって生成した導電性をもたらすポーラロン又はバ
イポーラロンによる吸収に基づく。
In the undoped state, most of the near-infrared light is reflected, but after doping, the near-infrared light is absorbed and almost no reflection is observed. This is based on absorption by polarons or bipolarons resulting in conductivity generated by protic acid doping.

また、脱ドープ状態のフィルムを過塩素酸にてドープす
ることによって、ESR吸収が大幅に増大し、スピン濃
度は3.8X10”スピン/gにも達する。これは生成
したポーラロンであるセミキノンラジカルに由来するも
のである。
Furthermore, by doping the undoped film with perchloric acid, the ESR absorption increases significantly, and the spin concentration reaches 3.8×10” spin/g. It originates from.

参考例6 参考例3にて得られた重合体フィルムを種々のpKa値
を有するプロトン酸の水溶液又はアルコール溶液に浸漬
し、ドーピングの可否を調べた。結果を第6図に示す。
Reference Example 6 The polymer film obtained in Reference Example 3 was immersed in aqueous or alcoholic solutions of protonic acids having various pKa values, and the possibility of doping was examined. The results are shown in Figure 6.

種々のpKa値を有するプロトン酸にてドーピングして
得られた重合体フィルムの電導度を第1表に示す。
Table 1 shows the electrical conductivity of polymer films doped with protic acids having various pKa values.

第1表 以上の結果から、pKa値が4.0以下であるプロトン
酸が重合体のドーピングに有効であることが示される。
The results in Table 1 and above show that protonic acids having a pKa value of 4.0 or less are effective for doping polymers.

参考例7 (正極活物質としての導電性ポリアニリン多孔質膜の製
造) 参考例1にて得た溶剤可溶性ポリアニリンをN−メチル
−2−ピロリドンに5重量%濃度にて溶解させて、製膜
溶液を調製した。同様に、参考例2にて得た溶剤可溶性
ポリアニリンをN−メチル−2−ピロリドンに8重量%
濃度にて溶解させて、製膜溶液を調製した。
Reference Example 7 (Production of conductive polyaniline porous membrane as positive electrode active material) The solvent-soluble polyaniline obtained in Reference Example 1 was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone at a concentration of 5% by weight to prepare a membrane forming solution. was prepared. Similarly, 8% by weight of the solvent-soluble polyaniline obtained in Reference Example 2 was added to N-methyl-2-pyrrolidone.
A film-forming solution was prepared by dissolving at a certain concentration.

これら製膜溶液を厚さ590μmのスペーサを置いたガ
ラス板上にそれぞれ室温にてキャスティングした後、第
2表に示す条件にて温度及び時間にて処理して、溶剤を
蒸発させた。次いで、キャスティング層をガラス板と共
に水中に1分間浸漬し、ポリアニリンを凝固させ、ガラ
ス板から剥離させた。得られた多孔質膜をアセトンにて
洗浄液が着色しなくなるまで十分に洗浄した後、室温で
減圧乾燥して、柔軟な脱ドープ状態のポリアニリン多孔
質膜を得た。
These film-forming solutions were each cast at room temperature onto a glass plate on which a 590 μm thick spacer was placed, and then treated at the temperature and time shown in Table 2 to evaporate the solvent. The casting layer was then immersed in water together with the glass plate for 1 minute to solidify the polyaniline and peel it off from the glass plate. The obtained porous membrane was sufficiently washed with acetone until the washing solution was no longer colored, and then dried under reduced pressure at room temperature to obtain a flexible polyaniline porous membrane in an undoped state.

次に、この多孔質膜に導電性を与えるために、多孔質膜
を42%ホウフッ化水素酸水溶液中に約12時間浸漬し
た後、80℃にて3時間減圧乾燥させて、電池用正極活
物質として用いた。
Next, in order to impart electrical conductivity to this porous membrane, the porous membrane was immersed in a 42% aqueous borofluoric acid solution for about 12 hours, and then dried under reduced pressure at 80°C for 3 hours. Used as a substance.

参考例8 参考例1にて得た溶剤可溶性ポリアニリンを第2表に示
す添加剤と共にN−メチル−2−ピロリドンに所定濃度
に溶解させて、製膜溶液を調製した。
Reference Example 8 A film-forming solution was prepared by dissolving the solvent-soluble polyaniline obtained in Reference Example 1 in N-methyl-2-pyrrolidone to a predetermined concentration together with the additives shown in Table 2.

これら製膜溶液を厚さ590μmのスペーサを置いたガ
ラス板上にそれぞれ室温にてキャスティングした後、8
0℃の温度で15分間加熱して、溶剤の一部を蒸発除去
した後、キャスティング層をガラス板と共に25℃の蒸
留水中に浸漬し、残存溶剤を除去して、ポリアニリンを
凝固させ、ガラス板から剥離させた。多孔質膜を得た。
These film-forming solutions were each cast at room temperature on a glass plate with a 590 μm thick spacer placed thereon.
After heating at a temperature of 0°C for 15 minutes to evaporate and remove a portion of the solvent, the casting layer and the glass plate were immersed in distilled water at 25°C to remove the remaining solvent, solidify the polyaniline, and remove the glass plate. It was peeled off from. A porous membrane was obtained.

得られた多孔質膜をアセトンにて洗浄液が着色しなくな
るまで十分に洗浄した後、室温で減圧乾燥して、柔軟な
脱ドープ状態のポリアニリン多孔質膜を得た。
The obtained porous membrane was sufficiently washed with acetone until the washing solution was no longer colored, and then dried under reduced pressure at room temperature to obtain a flexible polyaniline porous membrane in an undoped state.

次に、この多孔質膜に導電性を与えるために、多孔質膜
を42%ホウフッ化水素酸水溶液中に約12時間浸漬し
た後、80℃にて3時間減圧乾燥させて、電池用正極活
物質として用いた。
Next, in order to impart electrical conductivity to this porous membrane, the porous membrane was immersed in a 42% aqueous borofluoric acid solution for about 12 hours, and then dried under reduced pressure at 80°C for 3 hours. Used as a substance.

(電池性能試験) 上記ポリアニリン多孔質膜をアルゴンガス中で約1−に
切取って試料とし、その厚みと重量を測定した後、リー
ド線付きの白金メツシュで包んで正極とした。
(Battery Performance Test) The above polyaniline porous membrane was cut into a sample in an approximately 1-mm length in argon gas, and after measuring its thickness and weight, it was wrapped in a platinum mesh with a lead wire to form a positive electrode.

電池セパレータとしては、ポリプロピレン製不織布を、
また、負極には厚さ200μmのリチウム箔を2cm角
に切り、ステンレスメツシュを集電材として一体化させ
たものを用いた。また、電解質にはホウフッ化リチウム
1モルを溶解させた精製プロピレンカーボネート溶液を
用いた。
As a battery separator, polypropylene nonwoven fabric is used.
In addition, for the negative electrode, a piece of 200 μm thick lithium foil cut into 2 cm square pieces and integrated with a stainless steel mesh as a current collector was used. Further, a purified propylene carbonate solution in which 1 mole of lithium fluoroborate was dissolved was used as the electrolyte.

充放電は定電流にて放電終了電圧2■1.充電終了電圧
4vにて行なった。結果を第3表に示す。
Charging and discharging are performed at a constant current with a discharge end voltage of 2■1. The charging was carried out at a charging end voltage of 4V. The results are shown in Table 3.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、脱ドープ状態で可溶性のポリアニリンのKB
r錠剤法によるFT−IRスペクトル、第2図は、上記
溶剤可溶性のポリアニリンをキャスティングして得た溶
剤不溶性のフィルムのKBr錠刑法によるFT−IRス
ペクトル、第3図は、上記可溶性ポリアニリン及び不溶
性ポリアニリンフィルムの熱重量分析、第4図は、上記
可溶性ポリアニリン及び不溶性ポリアニリンのESRス
ペクトル、第5図は、脱ドープ状態のポリアニリンフィ
ルムとこれを過塩素酸にてドープしたフィルムの可視か
ら近赤外領域の反射スペクトル、第6図は、脱ドープ状
態のポリアニリンフィルムを種々のpKa値を有するプ
ロトン酸にてドープしたとき、プロトン酸のpKa値と
得られたフィルムの電導度との関係を示すグラフである
Figure 1 shows the KB of soluble polyaniline in the dedoped state.
FT-IR spectrum obtained by the r-tablet method; FIG. 2 is an FT-IR spectrum obtained by the KBr tablet method of a solvent-insoluble film obtained by casting the above solvent-soluble polyaniline; FIG. 3 is an FT-IR spectrum obtained by the KBr tablet method. Thermogravimetric analysis of the film. Figure 4 shows the ESR spectra of the above-mentioned soluble polyaniline and insoluble polyaniline. Figure 5 shows the visible to near-infrared region of the undoped polyaniline film and the film doped with perchloric acid. Figure 6 is a graph showing the relationship between the pKa value of the protonic acid and the conductivity of the resulting film when a dedoped polyaniline film is doped with protonic acids having various pKa values. be.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、m及びnはそれぞれ繰返し単位中のキノンジイ
ミン構造単位及びフエニレンジアミン構造単位のモル分
率を示し、0≦m≦1、0≦n≦1、m+n=1である
。) を主たる繰返し単位として有し、脱ドープ状態において
は、有機溶剤に可溶性であり、且つ、N−メチルピロリ
ドン中、30℃で測定した極限粘度〔η〕が0.40d
l/g以上であるが、pKa値が4.0以下のプロトン
酸にてドーピングされて、有機溶剤に不溶性とされた導
電性ポリアニリンからなる多孔質膜を正極活物質として
有することを特徴とする電池。
(1) General formula ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. ▼ (In the formula, m and n respectively indicate the molar fraction of the quinonediimine structural unit and phenylenediamine structural unit in the repeating unit, 0≦m≦1, 0≦n≦1, m+n=1) as the main repeating unit, is soluble in organic solvents in the dedoped state, and has an intrinsic viscosity measured at 30°C in N-methylpyrrolidone [ η] is 0.40d
l/g or more, but has a pKa value of 4.0 or less, and is characterized by having a porous membrane made of conductive polyaniline doped with a protic acid to make it insoluble in organic solvents as a positive electrode active material. battery.
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