[其他]二次电池

说明书

本发明论及一种二次电池，它的特点是能量密度大，充放电效率高，循环使用寿命长，自放电比低，而放电期间电压水平度高。

目前人们可以借助所谓“齐格勒-纳塔”催化剂将乙炔聚合制备一种乙炔高聚物，这种高聚物的电导率在半导体范围内，因此作为一种电气元件或电子元件的材料很有用。上述催化剂由一种过度金属化合物和一种金属有机化合物组成。

作为制备实用的成型的乙炔高聚物品件的方法，目前看下例几种：

（a）对粉末状乙炔高聚物进行模压的方法。

（b）在特定的聚合条件下进行聚合，从而制备一种乙炔高聚物膜，这种膜具有纤维状微晶结构而且机械强度高（参看日本审查专利公开号第32581/73号）。

人们也已经知道，当时由粉末状乙炔高聚物制成的成型品件（按上述方法（a）制备）用接受电子的化合物（即电子接受体，比如BF₃，BCl₃，HCL，CL₂，SO₂，NO₂，HCN，O₂或NO）进行化学处理时，其电导率最大可增加约1000倍，反之，如果用一种供给电子的化合物（电子供给体，比如氨或甲胺）来处理上述成型品件时，则它的电导率在特定情况可减小大约万分之一。

此外，如果对按方法（b）制取的膜状乙炔高聚物进行化学添加，加入接受电子的化合物比如I₂，CL₂，Br₂，ICl，，IBr，AsF₅，SbF₅或PF₆，也可以加入供给电子的化合物比如Na，K或Li，那乙炔高聚物的电导率可任意控制在10^-8到10³Ω^-1·cm^-1这一较宽的范围之内。已有人提出用这种含有添加剂的乙炔高聚物作为一次电池的阳极材料。

除了上述化学添加的方法以外，已研究出另一种方法，即用阴离子（比如CO^-₄，PF^-₆，AsF^-₆，AsF^-₆，CF₃SO^-₃，或BF^-₄）或用阳离子（比如R^′₄N⁺，其中4个R′基是同样的烷基）对乙炔高聚物进行电化学添加，制成P-型或n-型导电乙炔高聚物。已有报告说，可再次充电的电池由一种经过了电化学添加按方法（b）制备的乙炔高聚物膜组成。这种电池包含正极和负极两种乙炔高聚物膜，它们是按方法（b）制备的，厚度为0.1mm（作为例子）。把这种电池浸泡于含有碘化锂的四氢呋喃溶液中，并与9伏直流电源连接时，碘化锂即被电解，这时作为正极的乙炔高聚物膜就被添加了碘，而作为负极的乙炔高聚物膜就被加入锂。这种电解添加过程相当于充电步骤。如果把一只负载连到两个经过添加的电极上，锂离子就与碘离子发生反应，电功率即可输出。在这种情形下，开路电压（Voc）为2.8V，而短路电流密度为5mA/cm²。当以含有高氯酸的锂四氢呋喃溶液作为电解液时，开路电压为2.5V而短路电流密度大约为3mA/cm²。

按照方法（b）制备的、厚度为0.1mm的两种乙炔高聚物膜各自用铂网包起来，铂网上附有一条铅线引出。如果把这些用铂网包住的膜浸泡于一种含有1mole/l的四丁基铵的高氯酸盐的乙腈溶液中，通恒定电流5mA/cm²一定的时间，那么作为负极的乙炔高聚物膜就添加了四丁基铵离子，而作为正极的乙炔高聚物膜就添加了高氯酸根离子。在这种情况下，电池的开路电压（Voc）为2.5V。如果让这种电池以1mA/cm²的电流放电，一直到其电压降为0.1V为止，那么能够得到的放电量相当于充电电量的81%。

由于这些已知的电池采用乙炔高聚物作为电极材料，能造出重量轻、体积小的电池，所以这些电池已引起人们的注意，企图用这种方法生产出廉价、重量轻、体积小而具有高能量密度的电池。