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JP6606412B2 - Non-aqueous battery - Google Patents
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Description

本発明は、炭素と硫黄を構成元素とする硫化炭素ポリマーを用いた正極活物質及び非水電池に関するものである。   The present invention relates to a positive electrode active material and a nonaqueous battery using a carbon sulfide polymer containing carbon and sulfur as constituent elements.

近年、エネルギー問題や環境問題に対応する新技術の必要性が高まっていることは周知である。有力な技術候補の一つとして、軽量・小型化され、飛躍的な高出力・大容量を保持する蓄電デバイスの開発が挙げられる。しかし、既存のリチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタは、比較的蓄電能力が高い、材料選択の幅が広いなどの特長を有するが、いまだ容量、出力とも充分とは言えず、電極材や蓄電原理に対して根本的に新しいアプローチが望まれる。   In recent years, it is well known that there is an increasing need for new technologies that deal with energy and environmental problems. One of the promising technology candidates is the development of energy storage devices that are lighter and smaller in size and have dramatically higher output and large capacity. However, existing lithium ion secondary batteries and electric double layer capacitors have features such as relatively high storage capacity and a wide range of material selection. However, capacity and output are still not sufficient, and electrode materials and A fundamentally new approach to the power storage principle is desired.

リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質にはコバルト酸リチウムが用いられているが高容量化・高エネルギー密度化には理論的限界がある。最近では、理論エネルギー密度がコバルト酸リチウムより約一桁高い硫黄単体S8が注目されているが、電解液へのSの溶出、電子伝導度の欠如、水との反応によるH2S生成など、正極材としてS8単体に起因する諸問題が指摘されている。 In the case of a lithium ion secondary battery, lithium cobaltate is used as the positive electrode active material, but there is a theoretical limit to increasing the capacity and energy density. Recently, S 8, whose theoretical energy density is about one order of magnitude higher than that of lithium cobaltate, has attracted attention. However, elution of S into the electrolyte, lack of electronic conductivity, H 2 S formation by reaction with water, etc. , various problems caused by the S 8 alone has been pointed out as a positive electrode material.

炭素と硫黄を構成元素とする硫化炭素ポリマーは、高いエネルギー密度を有することから注目されている。例えば、下記特許文献1には、一般式;(CSwp(wは2.5<w≦50、pは2以上を示す)で表わされる硫化炭素ポリマーを用いることが提案され、700〜1350mAh/gの高いエネルギー密度を有することが開示されている。また、下記特許文献2には、一般式;(C2wp(wは1<w≦100、pは2以上を示す)で表わされる硫化炭素ポリマーを用いることが提案され、700〜1350mAh/gの高いエネルギー密度を有することが開示されている。また、下記特許文献3には、一般式;(CSwp(wは1.4〜1.6、pは4以上を示す)で表わされる硫化炭素ポリマーを用いることが提案され、630〜680mAh/gの高いエネルギー密度を有することが開示されている。 Carbon sulfide polymers containing carbon and sulfur as constituent elements are attracting attention because of their high energy density. For example, Patent Document 1 below proposes using a carbon sulfide polymer represented by the general formula: (CS w ) p (w is 2.5 <w ≦ 50, p is 2 or more), 700 to It is disclosed to have a high energy density of 1350 mAh / g. Patent Document 2 below proposes using a carbon sulfide polymer represented by the general formula: (C 2 S w ) p (w is 1 <w ≦ 100, p is 2 or more), and 700 to It is disclosed to have a high energy density of 1350 mAh / g. Patent Document 3 below proposes using a carbon sulfide polymer represented by the general formula: (CS w ) p (w is 1.4 to 1.6, p is 4 or more), 630 to It is disclosed to have a high energy density of 680 mAh / g.

また、下記特許文献4には、一般式;(CSwp(wは0.9〜1.5で、pは4以上を示す)で表わされる硫化炭素ポリマーを用いることが提案され、550〜890mAh/gの高いエネルギー密度を有することが開示されている。 Patent Document 4 listed below proposes using a carbon sulfide polymer represented by the general formula: (CS w ) p (w is 0.9 to 1.5, p is 4 or more) 550 It is disclosed to have a high energy density of ˜890 mAh / g.

また、下記特許文献5には、一般式;(CSwp(wは0.9〜2で、nは4以上を示す)で表される硫化炭素ポリマーとカーボンとを複合化したコンポジットを用いることが提案され、600〜700mAh/gの高いエネルギー密度を有することが開示されている。 Patent Document 5 below discloses a composite in which a carbon sulfide and carbon represented by the general formula: (CS w ) p (w is 0.9 to 2 and n is 4 or more) and carbon are combined. It is proposed to use and is disclosed to have a high energy density of 600-700 mAh / g.

特表平11−514128号公報Japanese National Patent Publication No. 11-514128 特表平11−506799号公報Japanese National Patent Publication No. 11-506799 特開2003−123758号公報JP 2003-123758 A 特開2002−154815号公報JP 2002-154815 A 特開2003−163004号公報JP 2003-163004 A

硫化炭素ポリマーは、高いエネルギー密度を有することから、新しい蓄電デバイスの部材となる可能性があるが、硫化炭素ポリマーに関する報告は極めて少なく、更なる正極活物質として有用な硫化炭素ポリマーの開発も望まれる。   Since carbon sulfide polymers have high energy density, they may become members of new electricity storage devices. However, there are very few reports on carbon sulfide polymers, and further development of carbon sulfide polymers useful as positive electrode active materials is also desirable. It is.

本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、二硫化炭素と第三級ホスフィンとを溶媒中で混合して得られる錯体に紫外線あるいは可視光を照射すると、錯体からCSが脱離し、この脱離したCSは反応性のCSモノマーとなり重合反応が進行し、(CS)nポリマーを生成し、この(CS)nポリマーは、硫黄の含有率が72〜74質量%で、ポリアセチレンと硫黄単体の性質を有したものになること。また、該硫化炭素ポリマーを正極活物質とする非水電池は高容量の電池になることを見出し本発明を完成するに到った。 As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventors have found that when a complex obtained by mixing carbon disulfide and tertiary phosphine in a solvent is irradiated with ultraviolet rays or visible light, CS is released from the complex. release, the desorbed CS becomes reactive CS monomer polymerization reaction progresses, to generate the (CS) n polymer, the (CS) n polymer, the content of sulfur in the 72-74 wt%, polyacetylene And having the properties of sulfur alone. Further, the present inventors have found that a non-aqueous battery using the carbon sulfide polymer as a positive electrode active material becomes a high-capacity battery and completed the present invention.

即ち、本発明の目的は、非水電池の高容量化を達成することが出来る硫化炭素ポリマーを用いた正極活物質及び高容量の非水電池を提供することにある。   That is, an object of the present invention is to provide a positive electrode active material using a carbon sulfide polymer capable of achieving a high capacity of a nonaqueous battery and a high capacity nonaqueous battery.

本発明が提供しようとする非水電池は、一般式;(CS)n(式中、nは30以上である。)で表される硫化炭素ポリマーを正極活物質とする正極と、負極と、非水系の電解液を有する非水電池であって、
前記硫化炭素ポリマーは、主鎖にポリアセチレンの構造単位を含み、硫黄含有量が72〜74質量%であり、電気伝導度が1.0×10-8cm以上であり、且つ、主鎖にジスルフィド結合を含まないことを特徴とする。
The nonaqueous battery to be provided by the present invention includes a positive electrode using a carbon sulfide polymer represented by the general formula; (CS) n (wherein n is 30 or more) as a positive electrode active material, a negative electrode, A non-aqueous battery having a non-aqueous electrolyte solution,
The carbon sulfide polymer includes a structural unit of polyacetylene in the main chain, has a sulfur content of 72 to 74% by mass, has an electric conductivity of 1.0 × 10 −8 S / cm or more, and has a main chain. Is characterized by not containing a disulfide bond.

本発明の硫化炭素ポリマーを含有する正極活物質を用いることにより、高容量の非水電池を提供することができる。   By using the positive electrode active material containing the carbon sulfide polymer of the present invention, a high capacity non-aqueous battery can be provided.

参考実験1で二硫化炭素とトリn―ブチルホスフィンをモル比で1:1で反応させて得られた錯体の吸光度スペクトル。4 is an absorbance spectrum of a complex obtained by reacting carbon disulfide and tri-n-butylphosphine in a molar ratio of 1: 1 in Reference Experiment 1. 参考実験1で二硫化炭素に対してトリn―ブチルホスフィンの添加量を変化させたときの360nm付近での混合液の吸光度スペクトル強度とトリn−ブチルホスフィンの添加量との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the absorption spectrum intensity | strength of the liquid mixture in the vicinity of 360 nm when the addition amount of tri n-butylphosphine is changed with respect to carbon disulfide in the reference experiment 1, and the addition amount of tri n-butylphosphine. 参考実験2で二硫化炭素に対してトリiso―ブチルホスフィンの添加量を変化させたときの360nm付近での混合液の吸光度スペクトル強度とトリiso−ブチルホスフィンの添加量との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the light absorption spectrum intensity | strength of the liquid mixture around 360 nm when the addition amount of triiso-butylphosphine is changed with respect to carbon disulfide with reference experiment 2, and the addition amount of triiso-butylphosphine. 実施例1で用いた実験装置の概略図。1 is a schematic diagram of an experimental apparatus used in Example 1. FIG. 実施例1でガラス板上に得られた粉末(硫化炭素ポリマー)のSEM写真。(a)倍率;5×103、(b)倍率;2×104、(c)倍率;1×104、(d)倍率;3×104The SEM photograph of the powder (carbon sulfide polymer) obtained on the glass plate in Example 1. (A) Magnification: 5 × 10 3 , (b) Magnification: 2 × 10 4 , (c) Magnification: 1 × 10 4 , (d) Magnification: 3 × 10 4 実施例1で得られた粉末(硫化炭素ポリマー)のIRスペクトル図。FIG. 3 is an IR spectrum diagram of the powder (carbon sulfide polymer) obtained in Example 1. 文献で示されている(CS)n、(CS2nポリマーのIRスペクトル図。IR spectrum diagram of (CS) n , (CS 2 ) n polymers shown in the literature. 実施例1で得られた粉末(硫化炭素ポリマー)のC1sのXPSスペクトル図。FIG. 3 is an XPS spectrum diagram of C1s of the powder (carbon sulfide polymer) obtained in Example 1. 実施例1で得られた硫化炭素ポリマーと、ヨウ素をドープさせた硫化炭素ポリマーのインピーダンス測定結果を示す図。The figure which shows the impedance measurement result of the carbon sulfide polymer obtained in Example 1, and the carbon sulfide polymer doped with iodine. 実施例1で得られた粉末(硫化炭素ポリマー)を大気中、メタノール1質量部と水1質量部の混合溶媒中、或いはLiClO4を1モル溶解したプロピレンカーボネート中にそれぞれ25℃で14日間曝露したときの、曝露前と曝露後のEPRスペクトル。The powder (carbon sulfide polymer) obtained in Example 1 is exposed to the atmosphere, in a mixed solvent of 1 part by mass of methanol and 1 part by mass of water, or in propylene carbonate in which 1 mol of LiClO 4 is dissolved at 25 ° C. for 14 days. EPR spectrum before and after exposure.

以下、本発明を好ましい実施形態に基づき説明する。
本発明に係る正極活物質は、炭素と硫黄を構成元素とし、硫黄含有量が72〜74質量%、好ましくは72.5〜73.5質量%、特に好ましくは72.6〜73.1で、一般式(1);(CS)n(式中、nは30以上である。)で表される硫化炭素ポリマーを用いることを一つの特徴とする。
本発明で用いる硫化炭素ポリマーは溶剤にほとんど溶けないので、その分子量を測定することが困難であり、一般式(1)の式中のnの正確な値を求めることができないが、このnは30以上であることが好ましく、35〜70であることが有機溶媒に対する耐性および耐熱性の観点から特に好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments.
The positive electrode active material according to the present invention contains carbon and sulfur as constituent elements, and the sulfur content is 72 to 74% by mass, preferably 72.5 to 73.5% by mass, particularly preferably 72.6 to 73.1. One feature is that a carbon sulfide polymer represented by the general formula (1); (CS) n (wherein n is 30 or more) is used.
Since the carbon sulfide polymer used in the present invention is hardly soluble in a solvent, it is difficult to measure its molecular weight, and an accurate value of n in the formula of the general formula (1) cannot be obtained. It is preferably 30 or more, and particularly preferably 35 to 70 from the viewpoint of resistance to organic solvents and heat resistance.

本発明の正極活物質で用いる硫化炭素ポリマーは、赤外吸収スペクトル分析において、少なくとも1300〜1500cm-1付近、1200〜1340cm-1付近、1100cm-1付近、940〜510cm-1付近及び480cm-1付近に、それぞれC=C、C−C、C=S、C−S、S−S結合に由来する振動吸収のピークが観察されるものであることが好ましい。
なお、本発明において前記付近とは、±2cm-1の範囲を示すものである。
Carbon disulfide polymer used in the positive electrode active material of the present invention, in the infrared absorption spectrum analysis, at least near 1300~1500cm -1, 1200~1340cm around -1, 1100 cm around -1, 940~510cm -1 and around 480 cm -1 It is preferable that vibration absorption peaks derived from C═C, C—C, C═S, C—S, and S—S bonds are observed in the vicinity.
In the present invention, the vicinity means a range of ± 2 cm −1 .

また、該硫化炭素ポリマーの構造の詳細は、溶媒に不溶で、また、分析手段が限られるため、明らかではないが、X線光電子分光分析でのC1sスペクトルは、288eVの結合エネルギーにπ電子のπ−π*遷移に基づく弱いサテライトピークが観察されることから、ポリアセチレン骨格を有するものと推定される。
また、後述する製造方法では、下記反応スキーム(1)で示すように、CS(化合物(a))の一量体がそのまま反応し、(CS)nポリマーが合成されるスキーム、二硫化炭素(CS2)の液相での光重合でも観察されるように二量体(S=C=C=S)(化合物(b))を形成し、その二量体がそのまま反応し、(CS)nポリマーが合成されるスキームがあり、該製造方法で得られる硫化炭素ポリマーは、下記(2−1)で表される構造単位を含有するものと本発明者らは推測している。
Further, the details of the structure of the carbon sulfide polymer are not clear because it is insoluble in the solvent and the analysis means is limited. However, the C1s spectrum in the X-ray photoelectron spectroscopic analysis has a binding energy of 288 eV and π electrons. Since a weak satellite peak based on the π-π * transition is observed, it is presumed to have a polyacetylene skeleton.
In the production method described later, as shown in the following reaction scheme (1), a scheme in which a monomer of CS (compound (a)) reacts as it is to synthesize a (CS) n polymer, carbon disulfide ( CS 2 ) forms a dimer (S = C = C = S) (compound (b)) as observed in the liquid phase photopolymerization, and the dimer reacts as it is, (CS) There is a scheme in which an n polymer is synthesized, and the present inventors presume that a carbon sulfide polymer obtained by the production method contains a structural unit represented by the following (2-1).

また、本発明で用いる硫化炭素ポリマーの電気伝導度は25℃で1.0×10-8S/cm以上、好ましくは1.0×10-7〜1.0×10-5S/cmであり、電気伝導度が高いものを用いることも特徴の一つである。
なお、本発明において、電気伝導度は交流インピーダンス法により得られたCole−Coleプロットから抵抗値を求め、その抵抗値から求められるものである。
Moreover, the electric conductivity of the carbon sulfide polymer used in the present invention is 1.0 × 10 −8 S / cm or more at 25 ° C., preferably 1.0 × 10 −7 to 1.0 × 10 −5 S / cm. There is also a feature of using a material having high electrical conductivity.
In the present invention, the electrical conductivity is obtained from a resistance value obtained from a Cole-Cole plot obtained by the AC impedance method.

上記物性を有する硫化炭素ポリマーは、二硫化炭素と第三級ホスフィンとを混合した混合液を調製する第一工程、次いで該混合液に光を照射する第二工程を含むことにより製造されたものであることが好ましい。   The carbon sulfide polymer having the above physical properties is produced by including a first step of preparing a mixed liquid in which carbon disulfide and tertiary phosphine are mixed, and then a second step of irradiating the mixed liquid with light. It is preferable that

第一工程は、下記反応式(1)に従って二硫化炭素と第三級ホスフィン(化合物(4))とを溶媒中で混合することで、錯体(化合物(5))を含む混合液を得る工程である。本製造方法では、錯体とすることで、多くの場合、360nm付近(±10nm)に極大の光吸収を持つようになる。   The first step is a step of obtaining a mixed solution containing the complex (compound (5)) by mixing carbon disulfide and tertiary phosphine (compound (4)) in a solvent according to the following reaction formula (1). It is. In this manufacturing method, by making it into a complex, in many cases, it has a maximum light absorption near 360 nm (± 10 nm).

第一工程に係る第三級ホスフィン(化合物(4))の式中のRは、アルキル基が挙げられる。このうち、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基等の炭素数2〜10のアルキル基を持つ第3級ホスフィンは二硫化炭素と錯形成しやすいと言う観点から好ましく、n−ブチル基が特に好ましい。   Examples of R in the formula of the tertiary phosphine (compound (4)) according to the first step include an alkyl group. Among these, C2-C10 alkyl groups, such as an ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group. Tertiary phosphines having a hydrogen atom are preferred from the viewpoint that they easily form a complex with carbon disulfide, and an n-butyl group is particularly preferred.

二硫化炭素と第三級ホスフィンとの配合割合は、二硫化炭素と第三級ホスフィンのモル比が概ね1:1とすることが360nm付近(±10nm)の間での吸収スペクトルが特に高くなり、また、未反応の原料の混入を避ける観点から好ましい。   The mixing ratio of carbon disulfide and tertiary phosphine is such that the molar ratio of carbon disulfide to tertiary phosphine is approximately 1: 1, and the absorption spectrum between 360 nm (± 10 nm) is particularly high. Moreover, it is preferable from the viewpoint of avoiding mixing of unreacted raw materials.

第一工程に係る溶媒としては、二硫化炭素と第三級ホスフィン及び錯体とを溶解でき、また、二硫化炭素と第三級ホスフィン及び錯体に対して不活性なものであれば特に制限はない。例えば、脂肪族または芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、脂肪族エーテル或いはアルコール等が挙げられる。脂肪族炭化水素としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等が挙げられる。芳香族炭化水素としては、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられる。ハロゲン化炭化水素としては、例えばクロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、塩化エチル、ジクロロエタン、クロロベンゼン等が挙げられる。脂肪族エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルブチルエーテル等が挙げられる。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独でもよく、2種以上の混合物として使用してもよい。   The solvent in the first step is not particularly limited as long as it can dissolve carbon disulfide, tertiary phosphine and complex, and is inert to carbon disulfide, tertiary phosphine and complex. . Examples thereof include aliphatic or aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, aliphatic ethers, and alcohols. Examples of the aliphatic hydrocarbon include pentane, hexane, heptane, octane and the like. Examples of the aromatic hydrocarbon include benzene, toluene, xylene and the like. Examples of the halogenated hydrocarbon include chloroform, bromoform, methylene chloride, ethyl chloride, dichloroethane, chlorobenzene and the like. Examples of the aliphatic ether include diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, ethyl propyl ether, ethyl butyl ether and the like. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propanol, butanol and the like. These organic solvents may be used alone or as a mixture of two or more.

また、二硫化炭素と第三級ホスフィンとの溶媒への添加は、生成する錯体の濃度が0.1〜60モル/L、好ましくは1.0〜50モル/Lとすることが錯体の安定度の観点から好ましい。   In addition, the addition of carbon disulfide and tertiary phosphine to the solvent can stabilize the complex by adjusting the concentration of the resulting complex to 0.1 to 60 mol / L, preferably 1.0 to 50 mol / L. From the viewpoint of degree.

二硫化炭素と第三級ホスフィンとの混合の際の温度は0〜50℃、好ましくは20〜30℃とすることが二硫化炭素の沸点と錯体の熱解離の観点から好ましい。反応は速やかに進行するため、反応時間は1分程度で十分である。また、錯体が生成されると溶液が変色するため反応終了を確認することができる。例えば、第三級ホスフィンとしてトリn−ブチルホスフィンを用いた場合は、錯体が生成されると透明な混合液は赤色の混合液になることから反応終了を容易に目視で観察することができる。   The temperature at the time of mixing carbon disulfide and tertiary phosphine is preferably 0 to 50 ° C., more preferably 20 to 30 ° C., from the viewpoint of the boiling point of carbon disulfide and the thermal dissociation of the complex. Since the reaction proceeds quickly, a reaction time of about 1 minute is sufficient. Moreover, since the solution is discolored when the complex is formed, the completion of the reaction can be confirmed. For example, when tri-n-butylphosphine is used as the tertiary phosphine, when the complex is formed, the transparent mixed solution becomes a red mixed solution, so that the completion of the reaction can be easily visually observed.

第二工程は、第一工程で調製した混合液に光を照射して目的とする硫化炭素ポリマーを得る工程である。   The second step is a step of obtaining the target carbon sulfide polymer by irradiating the mixed solution prepared in the first step with light.

本製造方法の第二工程に係る反応は、下記反応式(2)に基づいて、光照射により錯体(化合物(5))からCSが脱離すると共に、ホスフィンスルフィド(化合物(6))が生成する。脱離したCSは反応性モノマーとなり重合反応が進行し硫化炭素ポリマー(化合物(1))を生成する。   Based on the following reaction formula (2), the reaction related to the second step of this production method is that CS is released from the complex (compound (5)) by light irradiation and phosphine sulfide (compound (6)) is generated. To do. The detached CS becomes a reactive monomer and the polymerization reaction proceeds to produce a carbon sulfide polymer (compound (1)).

(式中、Rとnは前記と同義。) (In the formula, R and n are as defined above.)

第二工程で用いる光源として、例えば、キセノンランプ、加圧水銀ランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク等を有する紫外線照射装置が使用され、必要に応じて光量、光源の配置などが調整される。   As the light source used in the second step, for example, an ultraviolet irradiation device having a xenon lamp, a pressurized mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a carbon arc, etc. is used. Adjusted.

本製造方法において、照射する光の波長は320〜400nm、好ましくは350〜370nmとすることが錯体のモル吸光係数の観点から好ましい。また、光量は10〜30W/cm2、好ましくは15〜25W/cm2とすることが好ましい。 In this production method, the wavelength of light to be irradiated is preferably 320 to 400 nm, preferably 350 to 370 nm, from the viewpoint of the molar extinction coefficient of the complex. The light quantity is 10 to 30 W / cm 2 , preferably 15 to 25 W / cm 2 .

光を照射する温度は、上記反応式(1)で示したように、錯形成反応は、可逆反応であるため、20℃以下、好ましくは−40〜10℃の低温下で光を照射することが、目的物を収率よく得る観点から好ましい。   As shown in the above reaction formula (1), the light irradiation temperature is 20 ° C. or less, preferably −40 to 10 ° C., because the complex formation reaction is a reversible reaction. However, it is preferable from the viewpoint of obtaining the target product in good yield.

光の照射時間は、本製造方法において臨界的ではなく、硫化炭素ポリマーが生成するまで十分な時間反応を行えばよく、通常は24時間以上、好ましくは48〜96時間である。   The irradiation time of light is not critical in this production method, and the reaction may be performed for a sufficient time until the carbon sulfide polymer is formed, and is usually 24 hours or longer, preferably 48 to 96 hours.

反応終了後、必要により反応液にヘキサン等の貧溶媒を加えて、再分散させる等の精製を行った後、常法により固液分離して硫化炭素ポリマーを反応液から回収し、所望により、更に溶媒等で洗浄等の精製を行って目的とする硫化炭素ポリマーを得ることが出来る。     After completion of the reaction, if necessary, a poor solvent such as hexane is added to the reaction solution and purified by redispersion, etc., followed by solid-liquid separation by a conventional method to recover the carbon sulfide polymer from the reaction solution. Furthermore, the target carbon sulfide polymer can be obtained by purification such as washing with a solvent or the like.

本製造方法では、得られた硫化炭素ポリマーは、加熱処理することで分子量500未満の低分子量体を除去することにより、該硫化炭素ポリマーを正極活物質として用いた非水電池の電池容量を更に向上させることが出来る。   In this production method, the obtained carbon sulfide polymer is subjected to heat treatment to remove low molecular weight substances having a molecular weight of less than 500, thereby further increasing the battery capacity of a non-aqueous battery using the carbon sulfide polymer as a positive electrode active material. Can be improved.

加熱処理温度は200〜500℃、好ましくは250〜400℃である。また、加熱処理の雰囲気は、窒素ガス雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。
加熱処理を行う時間は、通常は1時間以上、好ましくは2〜5時間である。
The heat treatment temperature is 200 to 500 ° C, preferably 250 to 400 ° C. The atmosphere for the heat treatment is preferably an inert gas atmosphere such as a nitrogen gas atmosphere or an argon atmosphere.
The time for performing the heat treatment is usually 1 hour or longer, preferably 2 to 5 hours.

本発明に係る正極活物質は、非水電池の正極活物質として用いて、高容量の電池とすることが出来る。
該非水電池の基本的な構成は、硫化炭素ポリマーを正極活物質とする正極と、負極と、非水系の電解液を有するものである。
The positive electrode active material according to the present invention can be used as a positive electrode active material for a non-aqueous battery to form a high capacity battery.
The basic configuration of the non-aqueous battery includes a positive electrode using a carbon sulfide polymer as a positive electrode active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte solution.

本発明の非水電池に係る正極は、例えば、正極集電体上に正極合剤を塗布乾燥等して形成されるものである。正極合剤は、正極活物質、導電剤、結着剤、及び必要により添加されるフィラー等からなる。本発明の非水電池は、正極に、本発明の硫化炭素ポリマーを含む正極活物質が均一に塗布されている。   The positive electrode according to the nonaqueous battery of the present invention is formed, for example, by applying and drying a positive electrode mixture on a positive electrode current collector. The positive electrode mixture includes a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and a filler that is added as necessary. In the nonaqueous battery of the present invention, the positive electrode active material containing the carbon sulfide polymer of the present invention is uniformly applied to the positive electrode.

本発明の非水電池に係る正極合剤に含有される正極活物質の含有量は、20〜100質量%、好ましくは25〜98質量%が望ましい。   The content of the positive electrode active material contained in the positive electrode mixture according to the nonaqueous battery of the present invention is 20 to 100% by mass, preferably 25 to 98% by mass.

本発明の非水電池に係る正極集電体としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導体であれば特に制限されるものでないが、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル合金、アルミニウム、チタン、焼成炭素、アルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀を表面処理させたもの、或いはNiS、Ni22、NiS2等のニッケルの硫化物等が挙げられる。これらの材料の表面を酸化して用いてもよく、表面処理により集電体表面に凹凸を付けて用いてもよい。また、集電体の形態としては、例えば、フォイル、フィルム、シート、ネット、パンチングされたもの、ラス体、多孔質体、発砲体、繊維群、不織布の成形体などが挙げられる。集電体の厚さは特に制限されないが、1〜500μmとすることが好ましい。 The positive electrode current collector according to the non-aqueous battery of the present invention is not particularly limited as long as it is an electronic conductor that does not cause a chemical change in the constituted battery. For example, stainless steel, nickel, nickel alloy, aluminum In addition, titanium, baked carbon, aluminum or stainless steel having a surface treated with carbon, nickel, titanium, or silver, or nickel sulfide such as NiS, Ni 2 S 2 , or NiS 2 can be used. The surface of these materials may be oxidized and used, or the current collector surface may be provided with irregularities by surface treatment. Examples of the current collector include foils, films, sheets, nets, punched ones, lath bodies, porous bodies, foam bodies, fiber groups, nonwoven fabric molded bodies, and the like. The thickness of the current collector is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 μm.

本発明の非水電池に係る導電剤としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導材料であれば特に限定はない。例えば、天然黒鉛及び人工黒鉛等の黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊維や金属繊維等の導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉等の金属粉末類、酸化亜鉛、チタン酸カリウム等の導電性ウィスカー類、酸化チタン等の導電性金属酸化物、或いはポリフェニレン誘導体等の導電性材料が挙げられ、天然黒鉛としては、例えば、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛及び土状黒鉛等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。導電剤の配合比率は、正極合剤中、1〜60質量%、好ましくは2〜50質量%である。   The conductive agent according to the non-aqueous battery of the present invention is not particularly limited as long as it is an electron conductive material that does not cause a chemical change in the constituted battery. For example, graphite such as natural graphite and artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, carbon black such as thermal black, conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber, Examples include metal powders such as carbon fluoride, aluminum and nickel powder, conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate, conductive metal oxides such as titanium oxide, and conductive materials such as polyphenylene derivatives. Examples of graphite include scaly graphite, scaly graphite, and earthy graphite. These can be used alone or in combination of two or more. The compounding ratio of the conductive agent is 1 to 60% by mass, preferably 2 to 50% by mass in the positive electrode mixture.

本発明の非水電池に係る結着剤としては、例えば、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフロオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体またはその(Na+)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体またはその(Na+)イオン架橋体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体またはその(Na+)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体またはその(Na+)イオン架橋体、ポリエチレンオキシドなどの多糖類、熱可塑性樹脂、ゴム弾性を有するポリマー等が挙げられ、これらは1種または2種以上組み合わせて用いることができる。なお、多糖類のようにリチウムと反応するような官能基を含む化合物を用いるときは、例えば、イソシアネート基のような化合物を添加してその官能基を失活させることが好ましい。結着剤の配合比率は、正極合剤中、1〜50質量%、好ましくは5〜15質量%である。   Examples of the binder according to the nonaqueous battery of the present invention include starch, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, Ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber, fluoro rubber, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoro Alkyl vinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer , Ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride-pentafluoropropylene copolymer, propylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride- Hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer or its (Na +) ionic crosslinked product, ethylene-methacrylic acid copolymer Copolymer or its (Na +) ion crosslinked product, ethylene-methyl acrylate copolymer or its (Na +) ion crosslinked product, ethylene-methyl methacrylate copolymer or its (Na +) ion crosslinked product, polyethylene oxide, etc. Many S, thermoplastic resins, polymers having rubber elasticity, and these may be used individually or in combination. In addition, when using the compound containing the functional group which reacts with lithium like a polysaccharide, it is preferable to add the compound like an isocyanate group and to deactivate the functional group, for example. The blending ratio of the binder is 1 to 50% by mass, preferably 5 to 15% by mass in the positive electrode mixture.

本発明の非水電池に係るフィラーは、正極合剤において正極の体積膨張等を抑制するものであり、必要により添加される。フィラーとしては、構成された電池において化学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いることができるが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素等の繊維が用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、正極合剤中、0〜30質量%が好ましい。   The filler relating to the nonaqueous battery of the present invention suppresses the volume expansion of the positive electrode in the positive electrode mixture, and is added as necessary. As the filler, any fibrous material can be used as long as it does not cause a chemical change in the constructed battery. For example, olefinic polymers such as polypropylene and polyethylene, and fibers such as glass and carbon are used. Although the addition amount of a filler is not specifically limited, 0-30 mass% is preferable in a positive mix.

本発明の非水電池に係る負極は、負極集電体上に負極材料を塗布乾燥等して形成される。本発明の非水電池に係る負極集電体としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導体であれば特に制限されるものでないが、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタン、アルミニウム、焼成炭素、銅やステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀を表面処理させたもの及びアルミニウム−カドミウム合金等が挙げられる。また、これらの材料の表面を酸化して用いてもよく、表面処理により集電体表面に凹凸を付けて用いてもよい。また、集電体の形態としては、例えば、フォイル、フィルム、シート、ネット、パンチングされたもの、ラス体、多孔質体、発砲体、繊維群、不織布の成形体などが挙げられる。集電体の厚さは特に制限されないが、1〜500μmとすることが好ましい。   The negative electrode according to the nonaqueous battery of the present invention is formed by applying and drying a negative electrode material on a negative electrode current collector. The negative electrode current collector according to the non-aqueous battery of the present invention is not particularly limited as long as it is an electronic conductor that does not cause a chemical change in the constructed battery. For example, stainless steel, nickel, copper, titanium, Examples include aluminum, calcined carbon, copper or stainless steel having a surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, and an aluminum-cadmium alloy. Further, the surface of these materials may be used after being oxidized, or the surface of the current collector may be provided with irregularities by surface treatment. Examples of the current collector include foils, films, sheets, nets, punched ones, lath bodies, porous bodies, foam bodies, fiber groups, nonwoven fabric molded bodies, and the like. The thickness of the current collector is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 μm.

本発明の非水電池に係る負極材料としては、特に制限されるものではないが、例えば、炭素質材料、金属複合酸化物、リチウム金属、リチウム合金、ケイ素系合金、錫系合金、金属酸化物、導電性高分子、カルコゲン化合物、Li−Co−Ni系材料、Li4Ti512等が挙げられる。炭素質材料としては、例えば、難黒鉛化炭素材料、黒鉛系炭素材料等が挙げられる。金属複合酸化物としては、例えば、Snp(M1)1-p(M2)qr(式中、M1はMn、Fe、Pb及びGeから選ばれる1種以上の元素を示し、M2はAl、B、P、Si、周期律表第1族、第2族、第3族及びハロゲン元素から選ばれる1種以上の元素を示し、0<p≦1、1≦q≦3、1≦r≦8を示す。)、LitFe23(0≦t≦1)、LitWO2(0≦t≦1)等の化合物が挙げられる。金属酸化物としては、GeO、GeO2、SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb23、Pb34、Sb23、Sb24、Sb25、Bi23、Bi24、Bi25、或いは、一般式SiOx(0.5≦x<1.6)で表される酸化珪素等が挙げられる。導電性高分子としては、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン等が挙げられる。 Although it does not restrict | limit especially as a negative electrode material which concerns on the nonaqueous battery of this invention, For example, a carbonaceous material, a metal complex oxide, lithium metal, a lithium alloy, a silicon-type alloy, a tin-type alloy, a metal oxide , Conductive polymer, chalcogen compound, Li—Co—Ni-based material, Li 4 Ti 5 O 12 and the like. Examples of the carbonaceous material include non-graphitizable carbon materials and graphite-based carbon materials. Examples of the metal composite oxide include Sn p (M1) 1-p (M2) q Or (wherein M1 represents one or more elements selected from Mn, Fe, Pb and Ge, and M2 represents Al. , B, P, Si, one or more elements selected from Group 1, Group 2, Group 3 of the periodic table and halogen elements, 0 <p ≦ 1, 1 ≦ q ≦ 3, 1 ≦ r ≦ shows a 8.), Li t Fe 2 O 3 (0 ≦ t ≦ 1), Li t WO 2 (0 ≦ t ≦ 1) compound of the like. As the metal oxide, GeO, GeO 2, SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 , Bi 2 O 5 , or silicon oxide represented by the general formula SiO x (0.5 ≦ x <1.6). Examples of the conductive polymer include polyacetylene and poly-p-phenylene.

本発明の非水電池に係るセパレーターとしては、大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持った絶縁性の薄膜が用いられる。耐有機溶剤性と疎水性からポリプロピレンなどのオレフィン系ポリマーあるいはガラス繊維あるいはポリエチレンなどからつくられたシートや不織布が用いられる。セパレーターの孔径としては、一般的に電池用として有用な範囲であればよく、例えば、0.01〜10μmである。セパレーターの厚みとしては、一般的な電池用の範囲であればよく、例えば5〜300μmである。なお、後述する電解質としてポリマーなどの固体電解質が用いられる場合には、固体電解質がセパレーターを兼ねるようなものであってもよい。   As the separator according to the nonaqueous battery of the present invention, an insulating thin film having a large ion permeability and a predetermined mechanical strength is used. Sheets and non-woven fabrics made of olefin polymers such as polypropylene, glass fibers or polyethylene are used because of their organic solvent resistance and hydrophobicity. The pore diameter of the separator may be in a range generally useful for batteries, and is, for example, 0.01 to 10 μm. The thickness of the separator may be in a range for a general battery, for example, 5 to 300 μm. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte described later, the solid electrolyte may also serve as a separator.

本発明の非水電池に係るリチウム塩を含有する非水電解質は、非水電解質とリチウム塩とからなるものである。本発明の非水電池に係る非水電解質としては、非水電解液、有機固体電解質、無機固体電解質が用いられる。非水電解液としては、例えば、N−メチル−2−ピロリジノン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、ジエチルエーテル、1,3−プロパンサルトン、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の非プロトン性有機溶媒の1種または2種以上を混合した溶媒が挙げられる。   The nonaqueous electrolyte containing a lithium salt according to the nonaqueous battery of the present invention is composed of a nonaqueous electrolyte and a lithium salt. As the nonaqueous electrolyte according to the nonaqueous battery of the present invention, a nonaqueous electrolytic solution, an organic solid electrolyte, or an inorganic solid electrolyte is used. Examples of the non-aqueous electrolyte include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, and 2-methyl. Tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphate triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, methylsulfolane, 3-methyl -2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, diethyl ether, 1,3- Ropansaruton, methyl propionate, and a solvent obtained by mixing one or more aprotic organic solvents such as ethyl propionate.

本発明の非水電池に係る有機固体電解質としては、例えば、ポリエチレン誘導体、ポリエチレンオキサイド誘導体又はこれを含むポリマー、ポリプロピレンオキサイド誘導体又はこれを含むポリマー、リン酸エステルポリマー、ポリホスファゼン、ポリアジリジン、ポリエチレンスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン等のイオン性解離基を含むポリマー、イオン性解離基を含むポリマーと上記非水電解液の混合物等が挙げられる。   Examples of the organic solid electrolyte according to the nonaqueous battery of the present invention include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives or polymers containing the same, polypropylene oxide derivatives or polymers containing the same, phosphate ester polymers, polyphosphazenes, polyaziridines, and polyethylene sulfides. , A polymer containing an ionic dissociation group such as polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, a mixture of a polymer containing an ionic dissociation group and the non-aqueous electrolyte, and the like.

本発明の非水電池に係る無機固体電解質としては、Liの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩、硫化物等を用いることができ、例えば、Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N−LiI−LiOH、LiSiO4、LiSiO4−LiI−LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4−LiI−LiOH、P25、Li2S又はLi2S−P25、Li2S−SiS2、Li2S−GeS2、Li2S−Ga23、Li2S−B23、Li2S−P25−X、Li2S−SiS2−X、Li2S−GeS2−X、Li2S−Ga23−X、Li2S−B23−X、(式中、XはLiI、B23、又はAl23から選ばれる少なくとも1種以上)等が挙げられる。 As the inorganic solid electrolyte according to the nonaqueous battery of the present invention, Li nitride, halide, oxyacid salt, sulfide, and the like can be used. For example, Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3, Li 4 SiO 4, Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, P 2 S 5, Li 2 S or Li 2 S-P 2 S 5, Li 2 S-SiS 2, Li 2 S-GeS 2, Li 2 S-Ga 2 S 3, Li 2 S-B 2 S 3, Li 2 S-P 2 S 5 -X, Li 2 S- SiS 2 -X, Li 2 S- GeS 2 -X, Li 2 S-Ga 2 S 3 -X, Li 2 S-B 2 S 3 -X, ( wherein, X is LiI, B 2 S 3, or And at least one selected from Al 2 S 3 ).

更に、無機固体電解質が非晶質(ガラス)の場合は、リン酸リチウム(Li3PO4)、酸化リチウム(Li2O)、硫酸リチウム(Li2SO4)、酸化リン(P25)、硼酸リチウム(Li3BO3)等の酸素を含む化合物、Li3PO4-u2u/3(uは0<u<4)、Li4SiO4-u2u/3(uは0<u<4)、Li4GeO4-u2u/3(uは0<u<4)、Li3BO3-u2u/3(uは0<u<3)等の窒素を含む化合物を無機固体電解質に含有させることができる。この酸素を含む化合物又は窒素を含む化合物の添加により、形成される非晶質骨格の隙間を広げ、リチウムイオンが移動する妨げを軽減し、更にイオン伝導性を向上させることができる。 Further, when the inorganic solid electrolyte is amorphous (glass), lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium oxide (Li 2 O), lithium sulfate (Li 2 SO 4 ), phosphorus oxide (P 2 O 5) ), Compounds containing oxygen such as lithium borate (Li 3 BO 3 ), Li 3 PO 4-u N 2u / 3 (u is 0 <u <4), Li 4 SiO 4-u N 2u / 3 (u is Nitrogen such as 0 <u <4), Li 4 GeO 4-u N 2u / 3 (u is 0 <u <4), Li 3 BO 3-u N 2u / 3 (u is 0 <u <3) The compound to be contained can be contained in the inorganic solid electrolyte. By adding the compound containing oxygen or the compound containing nitrogen, the gap between the formed amorphous skeletons can be widened, the hindrance to movement of lithium ions can be reduced, and ion conductivity can be further improved.

本発明の非水電池に係るリチウム塩としては、上記非水電解質に溶解するものが用いられ、例えば、LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiB10Cl10、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO22NLi、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、四フェニルホウ酸リチウム、イミド類等の1種または2種以上を混合した塩が挙げられる。 As the lithium salt related to the non-aqueous battery of the present invention, those that dissolve in the non-aqueous electrolyte are used. For example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxyl Examples thereof include salts obtained by mixing one or more of lithium acid lithium, lithium tetraphenylborate, imides and the like.

また、非水電解質には、放電、充電特性、難燃性を改良する目的で、以下に示す化合物を添加することができる。例えば、ピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、n−グライム、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、N−置換オキサゾリジノンとN,N−置換イミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ポリエチレングルコール、ピロール、2−メトキシエタノール、三塩化アルミニウム、導電性ポリマー電極活物質のモノマー、トリエチレンホスホンアミド、トリアルキルホスフィン、モルフォリン、カルボニル基を持つアリール化合物、ヘキサメチルホスホリックトリアミドと4−アルキルモルフォリン、二環性の三級アミン、オイル、ホスホニウム塩及び三級スルホニウム塩、ホスファゼン、炭酸エステル、Li28等のポリサルファイドのリチウム塩等が挙げられる。また、電解液を不燃性にするために含ハロゲン溶媒、例えば、四塩化炭素、三弗化エチレンを電解液に含ませることができる。また、高温保存に適性を持たせるために電解液に炭酸ガスを含ませることができる。 Moreover, the compound shown below can be added to a nonaqueous electrolyte for the purpose of improving discharge, a charge characteristic, and a flame retardance. For example, pyridine, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, hexaphosphoric acid triamide, nitrobenzene derivative, sulfur, quinoneimine dye, N-substituted oxazolidinone and N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether , Ammonium salt, polyethylene glycol, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, conductive polymer electrode active material monomer, triethylenephosphonamide, trialkylphosphine, morpholine, aryl compounds with carbonyl group, hexamethylphosphine Holic triamide and 4-alkylmorpholine, bicyclic tertiary amine, oil, phosphonium salt and tertiary sulfonium salt, phosphazene, carbonate, Li 2 S And lithium sulfide of polysulfide such as 8 . In order to make the electrolyte nonflammable, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride can be included in the electrolyte. In addition, carbon dioxide gas can be included in the electrolytic solution in order to make it suitable for high-temperature storage.

本発明の非水電池は、高容量の非水電池であり、電池の形状はボタン、シート、シリンダー、角、コイン型等いずれの形状であってもよい。   The non-aqueous battery of the present invention is a high-capacity non-aqueous battery, and the shape of the battery may be any shape such as a button, a sheet, a cylinder, a corner, or a coin type.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.

{参考実験1}
フラスコに、溶媒としてエタノールを10g仕込み、これにトリn―ブチルホスフィンと二硫化炭素とを錯体濃度が1.1×10-3モルとなるように室温下に添加した。添加後、すぐに混合液は赤色に変色した。この赤色の混合液の吸光度を測定した。その吸光度スペクトルを図1に示す。
フラスコに、溶媒としてエタノールを10g仕込み、次いで二硫化炭素0.08g1.1×10-3モル)と添加したトリn―ブチルホスフィンの合計モル数に対するトリn−ブチルホスフィンのモル比を0〜1に変化させて室温で添加し、約1分後に得られる混合液の吸光度を測定した。360nmでの吸光度を図2に示す。
図2から明らかなように、二硫化炭素とトリn−ブチルホスフィンとをモル比で1:1で錯体(錯体)を形成し、また、二硫化炭素とトリn−ブチルホスフィンとをモル比で1:1のときに、吸収度スペクトルの極大が観察された。
{Reference Experiment 1}
A flask was charged with 10 g of ethanol as a solvent, and tri-n-butylphosphine and carbon disulfide were added thereto at room temperature so that the complex concentration was 1.1 × 10 −3 mol. Immediately after the addition, the mixture turned red. The absorbance of this red mixture was measured. The absorbance spectrum is shown in FIG.
The flask is charged with 10 g of ethanol as a solvent, and then the molar ratio of tri-n-butylphosphine to the total number of moles of tri-n-butylphosphine added and 0.08 g of carbon disulfide (1.1 × 10 −3 mol) is set to 0 to 1. The mixture was added at room temperature, and the absorbance of the mixture obtained after about 1 minute was measured. The absorbance at 360 nm is shown in FIG.
As apparent from FIG. 2, a complex (complex) is formed with carbon disulfide and tri-n-butylphosphine at a molar ratio of 1: 1, and carbon disulfide and tri-n-butylphosphine with a molar ratio. At 1: 1, the absorption spectrum maximum was observed.

{参考実験2}
トリn―ブチルホスフィンに代えてトリiso―ブチルホスフィンを用いた以外は参考実験1と同様にして混合液の吸光度を測定した。
図3から明らかなように、二硫化炭素とトリn−ブチルホスフィンとをモル比で1:1で錯体を形成し、また、二硫化炭素とトリn−ブチルホスフィンとをモル比で1:1のときに、吸収度スペクトルの極大が観察された。
{Reference Experiment 2}
The absorbance of the mixed solution was measured in the same manner as in Reference Experiment 1 except that triiso-butylphosphine was used instead of tri-n-butylphosphine.
As is apparent from FIG. 3, a complex is formed with carbon disulfide and tri-n-butylphosphine at a molar ratio of 1: 1, and carbon disulfide and tri-n-butylphosphine with a molar ratio of 1: 1. In this case, the maximum of the absorbance spectrum was observed.

{実施例1}
図4に示す実験装置を用いて、下記反応を行った。
アルゴン置換したフラスコに、脱水及び窒素ガスでバブリングしたジクロロメタン4.5ml、トリn−ブチルホスフィン4.6g(2.3×10-2モル)、二硫化炭素1.7g(2.3×10-2モル)をマイクロシリンジにて秤取り、錯体の濃度が2.0Mの赤色の混合液を調製した。
次に、赤色の混合液を−30℃の冷媒(メタノール)につけ、フラスコ内部にガラス板を吊るして固定した。
フラスコの上部から超高圧水銀灯(ウシオ電機社制、光源装置 SX−UI501HQ型、電源装置 BA−H501型)の光をコールドミラーのみを使用し、350〜370nmの紫外光及び可視光を光量18W/cm2で96時間照射した。
{Example 1}
The following reaction was performed using the experimental apparatus shown in FIG.
Argon purged flask dichloromethane 4.5ml was bubbled with dehydration and nitrogen gas, tri n- butylphosphine 4.6g (2.3 × 10 -2 mol), carbon disulfide 1.7g (2.3 × 10 - 2 mol) was weighed with a microsyringe to prepare a red mixed solution having a complex concentration of 2.0M.
Next, the red mixed liquid was put on a refrigerant (methanol) at −30 ° C., and a glass plate was suspended inside the flask and fixed.
From the upper part of the flask, the ultra high pressure mercury lamp (USHIO Corporation, light source device SX-UI501HQ type, power supply device BA-H501 type) is used only with a cold mirror, and 350 to 370 nm ultraviolet light and visible light are emitted with a light amount of 18 W / Irradiated at cm 2 for 96 hours.

(SEM観察)
光照射終了後、吊るしたガラス板を回収し、走査型電子顕微鏡(SEM)観察を行った。そのSEM写真を図5に示す。
(SEM observation)
After completion of the light irradiation, the suspended glass plate was collected and observed with a scanning electron microscope (SEM). The SEM photograph is shown in FIG.

図5の(a)より、硫化炭素ポリマーの薄膜が形成されていることが確認できた。さらに、(a)を拡大した(b)、(c)、(d)を見てみると、粒子状のものが集合した構造体であることが分かる。このことから、細かいエアロゾルが階層状に集合することによって階層構造となり、ガラス板の表面に硫化炭素ポリマーの薄膜を形成していることが分かった。   From (a) of FIG. 5, it was confirmed that a carbon sulfide polymer thin film was formed. Further, when (b), (c), and (d) are enlarged from (a), it can be seen that the structure is a collection of particles. From this, it was found that fine aerosols gathered hierarchically to form a hierarchical structure, and a carbon sulfide polymer thin film was formed on the surface of the glass plate.

(元素分析)
フラスコの壁面についた粉末を回収し、蒸留水で洗浄した後、乾燥して粉末を得た。この粉末をX線光電子分光分析により元素分析した。その結果、C;27質量%、S;73質量%、H;0質量%、N;0質量%、P;0質量%で、CとSのモル比が1:1であることが確認できた。
(Elemental analysis)
The powder on the wall of the flask was collected, washed with distilled water, and dried to obtain a powder. This powder was subjected to elemental analysis by X-ray photoelectron spectroscopy. As a result, it was confirmed that C: 27 mass%, S: 73 mass%, H: 0 mass%, N: 0 mass%, P: 0 mass%, and the molar ratio of C and S was 1: 1. It was.

(赤外吸収(IR)スペクトル分析)
フラスコの壁面についた粉末を回収し、蒸留水で洗浄した後、乾燥して粉末を得た。この粉末について、赤外吸収スペクトルをフーリエ変換赤外分光光度計(日本分光社、FT/IR 4200型)で測定した。その結果を図6に示す。
また、二硫化炭素への短波長照射により得られる(CS)nと(CS2nの文献(J.Am.Chem.Soc.,2001年,1199−1207頁)で開示されている赤外吸収スペクトルを図7に示す。
(Infrared absorption (IR) spectrum analysis)
The powder on the wall of the flask was collected, washed with distilled water, and dried to obtain a powder. The infrared absorption spectrum of this powder was measured with a Fourier transform infrared spectrophotometer (JASCO Corporation, FT / IR 4200 type). The result is shown in FIG.
Infrared light disclosed in (CS) n and (CS 2 ) n literature (J. Am. Chem. Soc., 2001, pp. 1199-1207) obtained by short wavelength irradiation of carbon disulfide. The absorption spectrum is shown in FIG.

得られた粉末は、文献で示されている(CS)n、(CS2nのチオカルボニル(C=S)由来のピークと同付近、1100cm-1に吸収が見られた。またそのスペクトル形状が酷似していることから、得られた粉末は、文献に開示されている(CS)nポリマーに構造が似通った化合物であることが分かった。 The obtained powder showed absorption at 1100 cm −1 in the vicinity of the peak derived from thiocarbonyl (C═S) of (CS) n and (CS 2 ) n shown in the literature. Moreover, since the spectrum shape was very similar, it was found that the obtained powder was a compound similar in structure to the (CS) n polymer disclosed in the literature.

1100cm-1以外に1300〜1500cm-1、1200〜1340cm-1、940〜510cm-1、480cm-1に、それぞれC=C、C−C、C−S、S−S結合に由来する振動吸収のピークも観察された。 1100cm -1 1300~1500cm -1 Besides, 1200~1340cm -1, 940~510cm -1, to 480 cm -1, respectively C = C, C-C, C-S, vibration absorption derived from S-S bond The peak was also observed.

元素分析及び赤外吸収スペクトル測定により、得られた粉末は、一般式;(CS)n(式中、nは30以上を示す。)で表される硫化炭素ポリマーであることが確認できた。 Elemental analysis and infrared absorption spectrum measurement confirmed that the obtained powder was a sulfurized carbon polymer represented by the general formula: (CS) n (wherein n represents 30 or more).

(X線光電子分光分析)
フラスコの壁面についた粉末を回収し、蒸留水で洗浄した後、乾燥して粉末を得た。この粉末について、X線光電子分光分析を行った。その結果を図8に示す。
測定装置、条件としては、以下の通り。
測定装置;SURFACE SCIENCE INSTRUMENTS社 SSX-100、
測定条件;エネルギー範囲:0〜1100eV、測定温度:25℃
図8の結果より、C1sスペクトルは、288eVの結合エネルギーにπ電子のπ−π*遷移に基づく弱いサテライトピークが観察され、ポリアセチレン骨格を有するものであることが推測できる。
(X-ray photoelectron spectroscopy)
The powder on the wall of the flask was collected, washed with distilled water, and dried to obtain a powder. This powder was subjected to X-ray photoelectron spectroscopic analysis. The result is shown in FIG.
Measurement equipment and conditions are as follows.
Measuring equipment: SURFACE SCIENCE INSTRUMENTS SSX-100,
Measurement conditions; energy range: 0 to 1100 eV, measurement temperature: 25 ° C
From the results of FIG. 8, it can be inferred that the C1s spectrum has a polyacetylene skeleton in which a weak satellite peak based on a π-π * transition of π electrons is observed at a binding energy of 288 eV.

更に、本製造方法では、前述した反応スキーム(1)で示したように、CS(化合物(a))の一量体がそのまま反応し、(CS)nポリマーが合成されるスキーム、二硫化炭素(CS2)の液相での光重合でも観察されるように二量体(S=C=C=S)(化合物(b))を形成し、その二量体がそのまま反応し、(CS)nポリマーが合成されるスキームがあり、本製造方法で得られる硫化炭素ポリマーは、下記一般式(2−1)で表される構造単位を含有するものと本発明者らは推測している。 Furthermore, in this production method, as shown in the above-mentioned reaction scheme (1), a scheme in which a monomer of CS (compound (a)) reacts as it is to synthesize a (CS) n polymer, carbon disulfide, A dimer (S = C = C = S) (compound (b)) is formed as observed in the liquid polymerization of (CS 2 ), and the dimer reacts as it is. ) There is a scheme in which an n polymer is synthesized, and the present inventors presume that the sulfurized carbon polymer obtained by this production method contains a structural unit represented by the following general formula (2-1). .

(電気伝導度の測定)
フラスコの壁面についた粉末を回収し、蒸留水で洗浄した後、乾燥して粉末を得た。この粉末を用い、くし形電極セルに薄膜を形成し、交流インピーダンス法によりインピーダンス/ゲインフェーズアナライザー(東陽テクニカ社 1260、1296型)を用いてインピーダンスを測定した(周波数範囲:5.0MHz〜0.1Hz、交流レベル:1Vms、測定温度25℃)。図9(a)にCole−Coleプロットを示す。くし形電極セルは、電極間距離50μm、電極 50μm幅、セル定数5.55×10-3のセル電極を用いて測定した。図9(b)は周波数に対して|Z|をプロットしたもの、図9(c)は周波数に対してthetaをプロットしたものである。なお、|Z|はインピーダンス絶対値の対数を意味し、thetaは位相差(度)を意味する。
周波数依存に着目すると、10-6という高周波数側で応答していることから、伝導を担っているキャリアが電子やホールといった軽い粒子であることが明らかになった。また、図9(a)のCole−Coleプロットでは半円を描いている。一般的な有機化合物のバルクの電気特性を考えた場合、コンデンサー成分と抵抗成分の並列回路と仮定すると半円が描かれる。半円とインピーダンス実部との交差がインピーダンスに反映している。この結果から、得られた粉末の抵抗値(R)は2.9×104Ωであった。下記式に従い、抵抗値(R)からサンプルの厚さ(L)、電極面積(S)に基づいて電気伝導度σ(S/cm)を計算した結果、2.0×10-7S/cmであった。
R=ρ(L/S)
σ=1/ρ
(Measurement of electrical conductivity)
The powder on the wall of the flask was collected, washed with distilled water, and dried to obtain a powder. Using this powder, a thin film was formed on a comb-shaped electrode cell, and impedance was measured by an AC impedance method using an impedance / gain phase analyzer (Toyo Technica Co., 1260, 1296 type) (frequency range: 5.0 MHz to 0.001). 1 Hz, AC level: 1 Vms, measurement temperature 25 ° C.). FIG. 9A shows a Cole-Cole plot. The interdigital electrode cell was measured using a cell electrode having a distance between electrodes of 50 μm, a width of 50 μm, and a cell constant of 5.55 × 10 −3 . FIG. 9B is a plot of | Z | versus frequency, and FIG. 9C is a plot of theta versus frequency. Here, | Z | means the logarithm of the absolute value of impedance, and theta means the phase difference (degree).
Focusing on the frequency dependence, since it responds on the high frequency side of 10 −6 , it became clear that the carriers responsible for conduction are light particles such as electrons and holes. Further, the Cole-Cole plot in FIG. 9A depicts a semicircle. When considering the bulk electrical characteristics of a general organic compound, a semicircle is drawn assuming a parallel circuit of a capacitor component and a resistance component. The intersection of the semicircle and the real impedance part is reflected in the impedance. From this result, the resistance value (R) of the obtained powder was 2.9 × 10 4 Ω. According to the following formula, the electric conductivity σ (S / cm) was calculated from the resistance value (R) based on the thickness (L) of the sample and the electrode area (S). As a result, 2.0 × 10 −7 S / cm Met.
R = ρ (L / S)
σ = 1 / ρ

また、π電子共役構造の裏付けのため得られた粉末をヨウ素蒸気に接触させ化学ドーピングを施したものについて、同様にインピーダンス測定を行った。その結果も図9に示す。また、同様にして電気伝導度を求めたところ1.1×10-6S/cmであった。 Moreover, the impedance measurement was similarly performed about what obtained the powder obtained for supporting pi-electron conjugated structure, and made iodine contact with chemical vapor. The result is also shown in FIG. Similarly, the electrical conductivity was determined to be 1.1 × 10 −6 S / cm.

これらの結果から、今回得られた硫化炭素ポリマーはπ電子共役構造を持ち、高い電気伝導度を示すことが明らかになった。   From these results, it was found that the carbon sulfide polymer obtained this time has a π-electron conjugated structure and high electrical conductivity.

<安定性の評価>
フラスコの壁面についた粉末を回収し、蒸留水で洗浄した後、乾燥して得た硫化炭素ポリマーについて、大気中、メタノール1質量部と水1質量部の混合溶媒中、或いはLiClO4を1モル溶解したプロピレンカーボネート中にそれぞれ25℃で14日間曝露し、曝露前と曝露後に電子常磁性共鳴(EPR)分析を行った。その結果を図10に示す。
測定装置、条件としては、以下の通り。
測定装置;日本電子 JEOL製 JES-RE3X、
測定条件;Power:4mW、Field and Sweep Width:326±25mT、Sweep Time:1min、Modulation Frequency and Amplitude:100/0.1KHz/mT、Receiver Gain:5×100、Time Constant:0.1sec
図10の結果より、いずれも14日後のEPRスペクトルには、ほとんど変化はなかった。よって、本発明で使用する硫化炭素ポリマーは、空気中、溶媒中や電解液中でも安定な化合物であることが分かる。
<Evaluation of stability>
Collect the powder on the wall of the flask, wash with distilled water, and dry the carbon sulfide polymer obtained in the atmosphere, in a mixed solvent of 1 part by mass of methanol and 1 part by mass of water, or 1 mol of LiClO 4. Each was exposed to dissolved propylene carbonate for 14 days at 25 ° C., and electron paramagnetic resonance (EPR) analysis was performed before and after exposure. The result is shown in FIG.
Measurement equipment and conditions are as follows.
Measuring device: JES-RE3X manufactured by JEOL JEOL,
Measurement conditions: Power: 4 mW, Field and Sweep Width: 326 ± 25 mT, Sweep Time: 1 min, Modulation Frequency and Amplitude: 100 / 0.1 KHz / mT, Receiver Gain: 5 × 100, Time Constant: 0.1 sec
From the results of FIG. 10, there was almost no change in the EPR spectrum after 14 days. Therefore, it can be seen that the carbon sulfide polymer used in the present invention is a stable compound in air, in a solvent, or in an electrolyte solution.

<電池性能の評価>
(1)コイン型セルの作成
フラスコの壁面についた粉末を回収し、蒸留水で洗浄した後、乾燥して得た硫化炭素ポリマー(正極活物質)30質量%、ケッチェンブラック(導電剤)45質量%、ポリテトラフルオロエチレン(バインダー)25質量%を混合して正極剤とし、これをN−メチル−2−ピロリジノンに分散させて混練ペーストを調製した。該混練ペーストをアルミ箔に塗布したのち乾燥、プレスして直径12mmの円盤に打ち抜いて正極板を得た。
この正極板を用いて、セパレーター、負極、正極、集電板、取り付け金具、外部端子、電解液等の各部材を使用してリチウム二次電池を製作した。このうち、負極は金属リチウム箔を用い、電解液にはジエトキシエタンとエチレンカーボネートの9:1混練液1リットルにLi(CF3SO22N(1モル)を溶解したものを使用した。
(2)電池の性能評価
作製したコイン型電池を25℃に保持した恒温層内に設置して3.0Vから1.0Vまでの領域で0.1mAの定電流放電及び定電流充電を行った。この放電と充電を1サイクルとして50サイクル繰り返した。サイクル初期の放電容量、5サイクル目、10サイクル目、50サイクル目の放電容量を表1に示す。
<Evaluation of battery performance>
(1) Preparation of coin-type cell The powder on the wall surface of the flask is collected, washed with distilled water, and dried to obtain 30% by mass of a carbon sulfide polymer (positive electrode active material), ketjen black (conductive agent) 45 A kneading paste was prepared by mixing 5% by mass and 25% by mass of polytetrafluoroethylene (binder) to obtain a positive electrode agent, which was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidinone. The kneaded paste was applied to an aluminum foil, dried, pressed, and punched into a disk having a diameter of 12 mm to obtain a positive electrode plate.
Using this positive electrode plate, a lithium secondary battery was manufactured using each member such as a separator, a negative electrode, a positive electrode, a current collector plate, a mounting bracket, an external terminal, and an electrolytic solution. Of these, a metal lithium foil was used for the negative electrode, and Li (CF 3 SO 2 ) 2 N (1 mol) dissolved in 1 liter of 9: 1 kneaded liquid of diethoxyethane and ethylene carbonate was used for the electrolyte. .
(2) Battery performance evaluation The produced coin-type battery was placed in a thermostatic layer maintained at 25 ° C., and 0.1 mA constant current discharging and constant current charging were performed in the region from 3.0 V to 1.0 V. . This discharge and charge were repeated as 50 cycles for 50 cycles. Table 1 shows the discharge capacity at the beginning of the cycle, the discharge capacity at the 5th cycle, the 10th cycle, and the 50th cycle.

{実施例2}
実施例1で得られた硫化炭素ポリマー70質量%、ケッチェンブラック20質量%、ポリテトラフルオロエチレン10質量%を混合して正極剤とした以外は、実施例1と同様にしてコイン型電池を作成し、実施例1と同様にして電池を評価した。
{Example 2}
A coin-type battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 70% by mass of the carbon sulfide polymer obtained in Example 1, 20% by mass of Ketjen Black, and 10% by mass of polytetrafluoroethylene were mixed to obtain a positive electrode agent. The battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1.

{実施例3}
実施例1でフラスコの壁面についた粉末を回収し、蒸留水で洗浄した後、乾燥した粉末を、アルゴン雰囲気で300℃で3時間加熱処理を行って硫化炭素ポリマーを得た。
次いで、実施例1と同様にしてコイン型電池を作成し、実施例1と同様にして電池を評価した。
{Example 3}
The powder attached to the wall of the flask in Example 1 was collected, washed with distilled water, and then the dried powder was heat treated at 300 ° C. for 3 hours in an argon atmosphere to obtain a carbon sulfide polymer.
Next, a coin-type battery was prepared in the same manner as in Example 1, and the battery was evaluated in the same manner as in Example 1.

上記の放電容量は硫化炭素ポリマーの単位重量(g)当たりの値であるが、硫化炭素ポリマーの導電性により導電剤の使用量を低減することができる。そのため、正極材全体の単位重量当たりの放電容量を考えると、硫化炭素ポリマーの正極活物質としての性能が高いことが分かる。   The discharge capacity is a value per unit weight (g) of the carbon sulfide polymer, but the amount of the conductive agent used can be reduced by the conductivity of the carbon sulfide polymer. Therefore, considering the discharge capacity per unit weight of the entire positive electrode material, it can be seen that the performance of the carbon sulfide polymer as a positive electrode active material is high.

Claims (2)

一般式;(CS)n(式中、nは30以上である。)で表される硫化炭素ポリマーを正極活物質とする正極と、負極と、非水系の電解液を有する非水電池であって、
前記硫化炭素ポリマーは、主鎖にポリアセチレンの構造単位を含み、硫黄含有量が72〜74質量%であり、電気伝導度が1.0×10-8cm以上であり、且つ、主鎖にジスルフィド結合を含まないことを特徴とする非水電池。
A non-aqueous battery having a positive electrode using a carbon sulfide polymer represented by the general formula: (CS) n (wherein n is 30 or more), a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte solution. And
The carbon sulfide polymer includes a structural unit of polyacetylene in the main chain, has a sulfur content of 72 to 74% by mass, has an electric conductivity of 1.0 × 10 −8 S / cm or more, and has a main chain. Does not contain a disulfide bond.
硫化炭素ポリマーは赤外吸収スペクトル分析において、少なくとも1300〜1500cm-1付近、1200〜1340cm-1付近、1100cm-1付近、510〜940cm-1付近及び480cm-1付近に、それぞれC=C、C−C、C=S、C−S、S−S結合に由来する振動吸収のピークを有することを特徴とする請求項1記載の非水電池。 In carbon disulfide polymers infrared absorption spectrum analysis, at least near 1300~1500cm -1, 1200~1340cm around -1, 1100 cm around -1, around 510~940Cm -1 and near 480 cm -1, respectively C = C, C The non-aqueous battery according to claim 1, having vibration absorption peaks derived from —C, C═S, C—S, and S—S bonds.
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