JP2001118570A - ポリマー二次電池用電極の製造方法 - Google Patents
ポリマー二次電池用電極の製造方法Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】厚膜化電極の製造によりポリマー二次電池のエ
ネルギー密度を向上する。 【解決手段】電気化学的酸化還元反応特性を有するポリ
マー活物質１の粉末と導電補助剤２の粉末を混合した粉
末を熱プレスで一体成型し、ヒビ、割れの発生にない厚
膜の電池用電極を製造する。
ネルギー密度を向上する。 【解決手段】電気化学的酸化還元反応特性を有するポリ
マー活物質１の粉末と導電補助剤２の粉末を混合した粉
末を熱プレスで一体成型し、ヒビ、割れの発生にない厚
膜の電池用電極を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はポリマー二次電池用
電極の製造方法に関し、特に電気化学的に酸化還元反応
を示す高分子材料と導電補助剤を使用したポリマー二次
電池用電極の製造方法に関する。
電極の製造方法に関し、特に電気化学的に酸化還元反応
を示す高分子材料と導電補助剤を使用したポリマー二次
電池用電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境、エネルギー問題等を背景
に、電気自動車（ＥＶ）又はハイブッリトカーへの関心
が高まっている。従来よりＥＶ、ハイブッリドカー普及
の最大の課題は電池キャパシター等の蓄電素子に関する
ものであった。これらを考えたとき、蓄電素子の技術的
問題点として低エネルギー密度、低パワー密度、
低サイクル性等が指摘されてきた。
に、電気自動車（ＥＶ）又はハイブッリトカーへの関心
が高まっている。従来よりＥＶ、ハイブッリドカー普及
の最大の課題は電池キャパシター等の蓄電素子に関する
ものであった。これらを考えたとき、蓄電素子の技術的
問題点として低エネルギー密度、低パワー密度、
低サイクル性等が指摘されてきた。
【０００３】低エネルギー密度を解決するためには電
池の起電力を上げる、電極活物質の容量を上げる、
電池の体積効率を改善する等の対策が考えられる。解決
策は新規活物質材料の開発、電位窓の広い電解液の
開発など非常に困難である。一方、対策は電極膜厚を
厚くすることで電極／集電体の膜厚比を挙げることがで
きエネルギー密度の向上につながる。
池の起電力を上げる、電極活物質の容量を上げる、
電池の体積効率を改善する等の対策が考えられる。解決
策は新規活物質材料の開発、電位窓の広い電解液の
開発など非常に困難である。一方、対策は電極膜厚を
厚くすることで電極／集電体の膜厚比を挙げることがで
きエネルギー密度の向上につながる。
【０００４】従来の電極製造方法は、電極活物質とバイ
ンダー、導電補助剤、溶剤を混合したスラリーを集電体
にドクターブレード等を用いて塗工する。しかし、上記
方法で成膜した電極の膜厚は２００μｍ以下であり、電
極と集電体の膜厚比が１０程度と低かった。この原因と
して、バインダーを溶剤で溶解しているために、乾燥時
にバインダーの収縮が大きく、電極自体も収縮する。こ
のとき電極にヒビ、割れの発生や電極が集電体からの剥
離する等の不具合がをしばしば生じていた。この現象
は、電極膜厚が厚くなるにつれて顕著であり、また、電
極のヒビ等を防ぐためにバインダー量を増やすとバイン
ダー分子が電池活物質表面を覆い、電池の活性が低下す
る問題点があった。
ンダー、導電補助剤、溶剤を混合したスラリーを集電体
にドクターブレード等を用いて塗工する。しかし、上記
方法で成膜した電極の膜厚は２００μｍ以下であり、電
極と集電体の膜厚比が１０程度と低かった。この原因と
して、バインダーを溶剤で溶解しているために、乾燥時
にバインダーの収縮が大きく、電極自体も収縮する。こ
のとき電極にヒビ、割れの発生や電極が集電体からの剥
離する等の不具合がをしばしば生じていた。この現象
は、電極膜厚が厚くなるにつれて顕著であり、また、電
極のヒビ等を防ぐためにバインダー量を増やすとバイン
ダー分子が電池活物質表面を覆い、電池の活性が低下す
る問題点があった。
【０００５】この問題を解決するために特開平８―６４
２００号公報にはポリアセチレンやポリピロール等の電
気化学的に酸化還元を示す高分子材料にフタル酸ジブチ
ル等の可塑剤を添加した電極が開示されている。この電
極は高分子材料に可塑剤を添加することで電極のフレキ
シブル性向上に効果を得ている。
２００号公報にはポリアセチレンやポリピロール等の電
気化学的に酸化還元を示す高分子材料にフタル酸ジブチ
ル等の可塑剤を添加した電極が開示されている。この電
極は高分子材料に可塑剤を添加することで電極のフレキ
シブル性向上に効果を得ている。
【０００６】また、特開昭６１―２１４４１８号公報で
は活性炭繊維をポリエチレンやポリプロピレン等の熱融
着性結合媒体を用いて抄紙法により紙状に形成し、熱プ
レス又は熱カレンダー加工により活性炭繊維と結合媒体
とを熱融着させた電極が開示されている。
は活性炭繊維をポリエチレンやポリプロピレン等の熱融
着性結合媒体を用いて抄紙法により紙状に形成し、熱プ
レス又は熱カレンダー加工により活性炭繊維と結合媒体
とを熱融着させた電極が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術には以下に揚げる問題点があった。即ち、特開
平８―６４２００号公報に開示されている電極の場合、
可塑剤の添加で電極のフレキシブル性はある程度向上す
るが、電気化学的に酸化還元を示す高分子と可塑剤を溶
剤で溶解して成膜を行うために、乾燥時に前記高分子が
収縮し、可塑剤を添加していても厚膜電極を形成すると
きには、従来同様に、電極にヒビ、割れ等が生じやす
い。そのために電極の膜厚は２０〜１００μｍに限定す
る必要があった。
従来技術には以下に揚げる問題点があった。即ち、特開
平８―６４２００号公報に開示されている電極の場合、
可塑剤の添加で電極のフレキシブル性はある程度向上す
るが、電気化学的に酸化還元を示す高分子と可塑剤を溶
剤で溶解して成膜を行うために、乾燥時に前記高分子が
収縮し、可塑剤を添加していても厚膜電極を形成すると
きには、従来同様に、電極にヒビ、割れ等が生じやす
い。そのために電極の膜厚は２０〜１００μｍに限定す
る必要があった。
【０００８】また、上記の特開昭６１―２１４４１８号
公報では、酸化還元を示さないポリエチレンやポリプロ
ピレン等の高分子バインダーを用いているために、バイ
ンダー分子が電池活物質表面を覆ってしまい、電池の活
性が低下する問題があった。
公報では、酸化還元を示さないポリエチレンやポリプロ
ピレン等の高分子バインダーを用いているために、バイ
ンダー分子が電池活物質表面を覆ってしまい、電池の活
性が低下する問題があった。
【０００９】従って、本発明の目的は、上記の従来技術
の問題点を解決した電気化学的な酸化還元反応を示すポ
リマー活物質と導電補助剤を使用したポリマー二次電池
用電極の製造方法を提供することにある。
の問題点を解決した電気化学的な酸化還元反応を示すポ
リマー活物質と導電補助剤を使用したポリマー二次電池
用電極の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のポリマー二次電
池用電極の製造方法の第１の構成は、電気化学的に酸化
還元反応を示すポリマー活物質の粉末と導電補助剤の粉
末の混合粉末を熱プレスにより所定の厚さに一体成型す
ることを特徴とする。
池用電極の製造方法の第１の構成は、電気化学的に酸化
還元反応を示すポリマー活物質の粉末と導電補助剤の粉
末の混合粉末を熱プレスにより所定の厚さに一体成型す
ることを特徴とする。
【００１１】本発明のポリマー二次電池用電極の製造方
法の第２の構成は、電気化学的に酸化還元反応を示すポ
リマー活物質をあらかじめ導電補助剤に被覆した粉末を
熱プレスにより所定の厚さに一体成型することを特徴と
する。
法の第２の構成は、電気化学的に酸化還元反応を示すポ
リマー活物質をあらかじめ導電補助剤に被覆した粉末を
熱プレスにより所定の厚さに一体成型することを特徴と
する。
【００１２】上記の本発明の第１および第２の構成にお
ける前記ポリマー活物質としては、ポリアニリン，ポリ
ピロール，ポリチオフェン，ポリアセチレン，ポリビニ
ルカルバゾール，ポリトリフェニルアミン，ポリピリジ
ン，ポリピリミジン，ポリキノキサリン，ポリフェニル
キノキサリン，ポリイソチアナフテン，ポリピリジンジ
イル，ポリチエニレン，ポリパラフェニレン，ポリフル
ラン，ポリアセン，ポリフラン，ポリアズレン，ポリイ
ンドール，ポリジアミノアントラキノン等を使用するこ
とができる。
ける前記ポリマー活物質としては、ポリアニリン，ポリ
ピロール，ポリチオフェン，ポリアセチレン，ポリビニ
ルカルバゾール，ポリトリフェニルアミン，ポリピリジ
ン，ポリピリミジン，ポリキノキサリン，ポリフェニル
キノキサリン，ポリイソチアナフテン，ポリピリジンジ
イル，ポリチエニレン，ポリパラフェニレン，ポリフル
ラン，ポリアセン，ポリフラン，ポリアズレン，ポリイ
ンドール，ポリジアミノアントラキノン等を使用するこ
とができる。
【００１３】本発明の上記第１および第２の構成におけ
る熱プレスの温度としては、前記熱プレスの温度が前記
ポリマー活物質のガラス転移点以上または溶融温度以上
の温度が使用され、この温度でポリマー活物質の一部ゴ
ム状または溶融し、この状態でプレスすると高分子間ま
たは高分子と導電補助剤間が密着し、溶解した高分子同
士が接着して電極が一体成型される。この電極を冷却し
ても前記高分子が部分的にしか溶解していないために高
分子の収縮が少なく、電極膜厚を厚くしてもヒビ、割れ
等が生じにくい。
る熱プレスの温度としては、前記熱プレスの温度が前記
ポリマー活物質のガラス転移点以上または溶融温度以上
の温度が使用され、この温度でポリマー活物質の一部ゴ
ム状または溶融し、この状態でプレスすると高分子間ま
たは高分子と導電補助剤間が密着し、溶解した高分子同
士が接着して電極が一体成型される。この電極を冷却し
ても前記高分子が部分的にしか溶解していないために高
分子の収縮が少なく、電極膜厚を厚くしてもヒビ、割れ
等が生じにくい。
【００１４】また上記の熱プレス雰囲気を窒素ガス等の
不活性ガス雰囲気とすることによりポリマー活物質の酸
化を抑制し、ポリマー活物質の酸化還元活性を維持でき
る。
不活性ガス雰囲気とすることによりポリマー活物質の酸
化を抑制し、ポリマー活物質の酸化還元活性を維持でき
る。
【００１５】本発明の上記の第１および第２の構成にお
ける前記導電補助剤の粉末としては、アセチレンブラッ
ク，ケッチェンブラック，気相成長カーボン，グラファ
イト粉末，アニリンブラックまたは活性炭粉末等の導電
性炭素粉末、ポリアクリロニトリル，ピッチ，セルロー
ス，フェノール樹脂または椰子殻から形成される焼結性
炭素粉末、Ｔｉ，ＳｎまたはＩｎの酸化物微粉末、ステ
ンレス，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｔａ，Ｎｂ，ＣｕまたはＡ
ｌの金属粉末等を使用できる。
ける前記導電補助剤の粉末としては、アセチレンブラッ
ク，ケッチェンブラック，気相成長カーボン，グラファ
イト粉末，アニリンブラックまたは活性炭粉末等の導電
性炭素粉末、ポリアクリロニトリル，ピッチ，セルロー
ス，フェノール樹脂または椰子殻から形成される焼結性
炭素粉末、Ｔｉ，ＳｎまたはＩｎの酸化物微粉末、ステ
ンレス，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｔａ，Ｎｂ，ＣｕまたはＡ
ｌの金属粉末等を使用できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１
実施の形態の電池用電極の製造方法を説明するための電
極要部の断面図である。図１のように、電極は、ポリマ
ー活物質１の粉末と導電補助剤２粉末の混合粉末を熱プ
レスし所定の厚に一体成型して製造される。
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１
実施の形態の電池用電極の製造方法を説明するための電
極要部の断面図である。図１のように、電極は、ポリマ
ー活物質１の粉末と導電補助剤２粉末の混合粉末を熱プ
レスし所定の厚に一体成型して製造される。
【００１７】本実施の形態の電池用電極のポリマー活物
質１として酸化還元反応を示すポリアニリン，ポリピロ
ール，ポリチオフェン，ポリアセチレン，ポリビニルカ
ルバゾール，ポリトリフェニルアミン，ポリピリジン，
ポリピリミジン，ポリキノキサリン，ポリフェニルキノ
キサリン，ポリイソチアナフテン，ポリピリジンジイ
ル，ポリチエニレン，ポリパラフェニレン，ポリフルラ
ン，ポリアセン，ポリフラン，ポリアズレン，ポリイン
ドール，ポリジアミノアントラキノン等が挙げられる。
質１として酸化還元反応を示すポリアニリン，ポリピロ
ール，ポリチオフェン，ポリアセチレン，ポリビニルカ
ルバゾール，ポリトリフェニルアミン，ポリピリジン，
ポリピリミジン，ポリキノキサリン，ポリフェニルキノ
キサリン，ポリイソチアナフテン，ポリピリジンジイ
ル，ポリチエニレン，ポリパラフェニレン，ポリフルラ
ン，ポリアセン，ポリフラン，ポリアズレン，ポリイン
ドール，ポリジアミノアントラキノン等が挙げられる。
【００１８】また、導電補助剤２としてはアセチレンブ
ラック，ケッチェンブラック，気相成長カーボン，グラ
ファイト粉末，アニリンブラックまたは活性炭粉末等の
導電性炭素粉末、ポリアクリロニトリル，ピッチ，セル
ロース，フェノール樹脂または椰子殻等から形成される
焼結性炭素粉末、Ｔｉ，Ｓｎ，またはＩｎ等で構成され
る酸化物微粉末、ステンレス，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｔ
ａ，Ｎｂ，ＣｕまたはＡｌ等の金属粉末等が挙げられ
る。なお、これらの導電補助剤を混合して使用すること
もできる。
ラック，ケッチェンブラック，気相成長カーボン，グラ
ファイト粉末，アニリンブラックまたは活性炭粉末等の
導電性炭素粉末、ポリアクリロニトリル，ピッチ，セル
ロース，フェノール樹脂または椰子殻等から形成される
焼結性炭素粉末、Ｔｉ，Ｓｎ，またはＩｎ等で構成され
る酸化物微粉末、ステンレス，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｔ
ａ，Ｎｂ，ＣｕまたはＡｌ等の金属粉末等が挙げられ
る。なお、これらの導電補助剤を混合して使用すること
もできる。
【００１９】次に、本発明の第１の実施の形態の電池用
電極の製造方法について次の実施例１および２により具
体的に説明する。
電極の製造方法について次の実施例１および２により具
体的に説明する。
【００２０】（実施例１） 正極活物質として電気化学
的に酸化還元反応を示すポリマー活物質として下記化学
式１で表されるポリインドール（正極活物質に使用）と
化学式２で表されるポリフェニルキノキサリン（負極活
物質に使用）を使用した。
的に酸化還元反応を示すポリマー活物質として下記化学
式１で表されるポリインドール（正極活物質に使用）と
化学式２で表されるポリフェニルキノキサリン（負極活
物質に使用）を使用した。
【００２１】
【化１】
【００２２】
【化２】
【００２３】まず、ポリインドールと導電性補助剤とし
て気相成長カーボンを重量比で９０：１０の割合で調合
し、これらを自動乳鉢で均一に分散して調製した。ここ
で使用するポリインドールの平均粒径は１０μｍ以下、
好ましくは５μｍ以下、最大粒径１００μｍ以下、好ま
しくは３０μｍ以下の微粒子状物である。
て気相成長カーボンを重量比で９０：１０の割合で調合
し、これらを自動乳鉢で均一に分散して調製した。ここ
で使用するポリインドールの平均粒径は１０μｍ以下、
好ましくは５μｍ以下、最大粒径１００μｍ以下、好ま
しくは３０μｍ以下の微粒子状物である。
【００２４】次に、分散調製した粉末を外形サイズ９０
×７０ｍｍ、内形サイズ７０×５０ｍｍ、深さ１０ｍｍ
のステンレス製の熱プレス型に入れて、粉末が均一な厚
さになるようにしてから、外形サイズ７０×５０ｍｍの
プレス板で１００ｋｇ／ｃｍ 2の圧力でプレスして電極
を成型した。プレス成型した電極を空気中で温度２５０
℃で１時間熱処理を行った。得られた電極は膜厚０．５
ｍｍ、密度０．８ｇ／ｃｍ3の均一な膜厚の正極電極が
得られた。
×７０ｍｍ、内形サイズ７０×５０ｍｍ、深さ１０ｍｍ
のステンレス製の熱プレス型に入れて、粉末が均一な厚
さになるようにしてから、外形サイズ７０×５０ｍｍの
プレス板で１００ｋｇ／ｃｍ 2の圧力でプレスして電極
を成型した。プレス成型した電極を空気中で温度２５０
℃で１時間熱処理を行った。得られた電極は膜厚０．５
ｍｍ、密度０．８ｇ／ｃｍ3の均一な膜厚の正極電極が
得られた。
【００２５】次に負極電極の製造方法を説明する。負極
活物質として電気化学的に酸化還元反応を示すポリマー
活物質のポリフェニルキノキサリンと導電性補助剤とし
て気相成長カーボンを重量比で９０：１０の割合で調合
し、これらを自動乳鉢で均一に分散して調製した。ここ
で使用するポリフェニルキノキサリンの平均粒径は１０
μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、最大粒径１００μｍ
以下、好ましくは３０μｍ以下の微粒子状物である。
活物質として電気化学的に酸化還元反応を示すポリマー
活物質のポリフェニルキノキサリンと導電性補助剤とし
て気相成長カーボンを重量比で９０：１０の割合で調合
し、これらを自動乳鉢で均一に分散して調製した。ここ
で使用するポリフェニルキノキサリンの平均粒径は１０
μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、最大粒径１００μｍ
以下、好ましくは３０μｍ以下の微粒子状物である。
【００２６】次いで、正極同様に、分散調製した粉末を
外形９０×７０ｍｍ、内形７０×５０ｍｍ、深さ１０ｍ
ｍのステンレス製熱プレス型に入れて、粉末が均一な厚
さになるようにしてから、外形７０×５０ｍｍのプレス
板で１００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でプレスした。プレスし
た電極を空気中で温度２５０℃で１時間熱処理を行っ
た。得られた電極は膜厚０．５ｍｍ、密度０．８ｇ／ｃ
ｍ3の均一な膜厚の負極電極が得られた。
外形９０×７０ｍｍ、内形７０×５０ｍｍ、深さ１０ｍ
ｍのステンレス製熱プレス型に入れて、粉末が均一な厚
さになるようにしてから、外形７０×５０ｍｍのプレス
板で１００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でプレスした。プレスし
た電極を空気中で温度２５０℃で１時間熱処理を行っ
た。得られた電極は膜厚０．５ｍｍ、密度０．８ｇ／ｃ
ｍ3の均一な膜厚の負極電極が得られた。
【００２７】次に得られた正および負極電極に４０ｗｔ
％硫酸水溶液を真空含浸し、厚さ１００μｍの導電性ゴ
ム製の集電体上に厚さ２５μｍのセパレータ（商品名：
セルガード）を介して対向配置した正極と負極を積層し
てポリマー電池を得た。図２はこのポリマー電池の構成
模型図である。図中、符号３は集電体、４は正極、５は
負極を示し、６は正極と負極を電気的に分離する多孔性
のセパレータである。
％硫酸水溶液を真空含浸し、厚さ１００μｍの導電性ゴ
ム製の集電体上に厚さ２５μｍのセパレータ（商品名：
セルガード）を介して対向配置した正極と負極を積層し
てポリマー電池を得た。図２はこのポリマー電池の構成
模型図である。図中、符号３は集電体、４は正極、５は
負極を示し、６は正極と負極を電気的に分離する多孔性
のセパレータである。
【００２８】完成したポリマー電池を１．２Ｖまで１０
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電した。電池評価
は正極と負極の電極膜厚の和を２０ｍｍにして評価を行
った。結果を表１に示す。なお、表１に示した容量は１
０サイクル試験後のデータである。その結果、得られた
容量は２．３Ｗｈでセル体積当たり２７Ｗｈ／ｌであっ
た。
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電した。電池評価
は正極と負極の電極膜厚の和を２０ｍｍにして評価を行
った。結果を表１に示す。なお、表１に示した容量は１
０サイクル試験後のデータである。その結果、得られた
容量は２．３Ｗｈでセル体積当たり２７Ｗｈ／ｌであっ
た。
【００２９】尚、本実施例では電池の電解液として４０
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
【００３０】（実施例２） 本実施例では、上記の実施
例１よりも正極、負極電極の１枚当たりの厚さを１０ｍ
ｍと厚くした。本実施例では、集電体の使用枚数を低減
し、電池の体積当たりの容量を向上させる効果がある。
例１よりも正極、負極電極の１枚当たりの厚さを１０ｍ
ｍと厚くした。本実施例では、集電体の使用枚数を低減
し、電池の体積当たりの容量を向上させる効果がある。
【００３１】まず、実施例１と同じポリインドールとポ
リフェニルキノキサリンを使用して正極と負極電極を作
製した。熱プレス後の電極の膜厚が１０ｍｍになるよう
に粉末の量を調整した。得られた電極は膜厚１０ｍｍ、
密度０．８ｇ／ｃｍ3の均一な膜厚の電極が得られた。
リフェニルキノキサリンを使用して正極と負極電極を作
製した。熱プレス後の電極の膜厚が１０ｍｍになるよう
に粉末の量を調整した。得られた電極は膜厚１０ｍｍ、
密度０．８ｇ／ｃｍ3の均一な膜厚の電極が得られた。
【００３２】電池の作製も実施例１と同様にして作製し
た。完成したポリマー電池の構成模型図を図３に示す。
図中符号、４ａは正極、５ａは負極を示し、図２と同じ
符号のものは図２と同じものを使用している。電池の電
極の膜厚合計は２０ｍｍである。この電池を１．２Ｖま
で１０ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃ
ｍ2の定電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電して充
放電特性を試験した。
た。完成したポリマー電池の構成模型図を図３に示す。
図中符号、４ａは正極、５ａは負極を示し、図２と同じ
符号のものは図２と同じものを使用している。電池の電
極の膜厚合計は２０ｍｍである。この電池を１．２Ｖま
で１０ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃ
ｍ2の定電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電して充
放電特性を試験した。
【００３３】結果を表１に示す。その結果、得られた容
量は２．３Ｗｈでセル体積当たり３２．１Ｗｈ／ｌで実
施例１に比べて容量が１．２倍になった。
量は２．３Ｗｈでセル体積当たり３２．１Ｗｈ／ｌで実
施例１に比べて容量が１．２倍になった。
【００３４】尚、本実施例では電池の電解液として４０
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
【００３５】次に本発明の第２の実施の形態の電池用電
極の製造方法について図４を参照して説明する。本実施
の形態では、導電補助剤２の表面を予めポリマー活物質
１で被覆した粉末を使用し、この粉末を熱プレスで一体
成型したことを特徴としている。
極の製造方法について図４を参照して説明する。本実施
の形態では、導電補助剤２の表面を予めポリマー活物質
１で被覆した粉末を使用し、この粉末を熱プレスで一体
成型したことを特徴としている。
【００３６】本実施の形態における導電補助剤として
は、上記の第１の実施の形態と同様な粉末を使用するこ
とができる。また、導電補助剤の表面のポリマー活物質
の被覆方法としては、ポリマー活物質粉末および導電補
助剤の粉末をポリマー活性剤が溶解する溶剤と混合した
後、乾燥して再粉砕して形成する方法、ポリマー活物質
を化学重合するモノマー溶液中に導電補助剤の粉末を分
散させて、化学重合して得られた重合物を粉砕して粉末
を形成する方法、またはポリマー活物質を電解重合する
モノマー溶液中に導電補助剤の粉末を分散させて、導電
補助剤を含有する電解重合膜を形成し、この膜を剥離し
て粉砕して粉末を形成する方法等を使用することができ
る。
は、上記の第１の実施の形態と同様な粉末を使用するこ
とができる。また、導電補助剤の表面のポリマー活物質
の被覆方法としては、ポリマー活物質粉末および導電補
助剤の粉末をポリマー活性剤が溶解する溶剤と混合した
後、乾燥して再粉砕して形成する方法、ポリマー活物質
を化学重合するモノマー溶液中に導電補助剤の粉末を分
散させて、化学重合して得られた重合物を粉砕して粉末
を形成する方法、またはポリマー活物質を電解重合する
モノマー溶液中に導電補助剤の粉末を分散させて、導電
補助剤を含有する電解重合膜を形成し、この膜を剥離し
て粉砕して粉末を形成する方法等を使用することができ
る。
【００３７】本実施の形態では、密着性の悪い高分子材
料と導電性無機材料を予め密着させておくことで低い温
度での熱プレスが可能となり、熱酸化による電極の高分
子材料の電気化学的な活性低下を防止できる効果を有す
る。
料と導電性無機材料を予め密着させておくことで低い温
度での熱プレスが可能となり、熱酸化による電極の高分
子材料の電気化学的な活性低下を防止できる効果を有す
る。
【００３８】次に、本発明の第２の実施の形態の電池用
電極の製造方法について次の実施例３〜５により具体的
に説明する。
電極の製造方法について次の実施例３〜５により具体的
に説明する。
【００３９】（実施例３） 正極活物質のポリインドー
ルと導電性補助剤として気相成長カーボンを重量比で９
０：１０の割合で調合し、これらを自動乳鉢で均一に分
散さした。分散した正極粉末にジメチルフォルムアミド
（ＤＭＦ）を加えて膨潤又は溶解させてホモジナイザー
で１５０００ｒｐｍで１５間分散した。分散後、真空乾
燥機で１０Ｔｏｒｒ，６０℃で乾燥さした。乾燥後、複
合体の塊をアナリティカルミルを使用し、２００００ｒ
ｐｍで３分間粉砕し、粉末を形成した。
ルと導電性補助剤として気相成長カーボンを重量比で９
０：１０の割合で調合し、これらを自動乳鉢で均一に分
散さした。分散した正極粉末にジメチルフォルムアミド
（ＤＭＦ）を加えて膨潤又は溶解させてホモジナイザー
で１５０００ｒｐｍで１５間分散した。分散後、真空乾
燥機で１０Ｔｏｒｒ，６０℃で乾燥さした。乾燥後、複
合体の塊をアナリティカルミルを使用し、２００００ｒ
ｐｍで３分間粉砕し、粉末を形成した。
【００４０】粉砕した粉末を用いて、外形９０×７０ｍ
ｍ、内形７０×５０ｍｍ、深さ１０ｍｍのステンレス製
熱プレス型に粉砕した粉末を入れて、粉末が均一な厚さ
になるようにしてから、外形７０×５０ｍｍのプレス板
で１００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でプレスした。次いで、プ
レスした電極を空気中で２００℃、３０分間熱処理し正
極電極を形成した。得られた電極は膜厚１０ｍｍ、密度
０．９ｇ／ｃｍ3であった。
ｍ、内形７０×５０ｍｍ、深さ１０ｍｍのステンレス製
熱プレス型に粉砕した粉末を入れて、粉末が均一な厚さ
になるようにしてから、外形７０×５０ｍｍのプレス板
で１００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でプレスした。次いで、プ
レスした電極を空気中で２００℃、３０分間熱処理し正
極電極を形成した。得られた電極は膜厚１０ｍｍ、密度
０．９ｇ／ｃｍ3であった。
【００４１】次に、負極活物質のポリフェニルキノキサ
リンと導電性補助剤として気相成長カーボンを重量比で
９０：１０の割合で調合し、これらを自動乳鉢で均一に
分散さした。分散した負極粉末にメタクレゾールを加え
て膨潤又は溶解させてホモジナイザーを使用し、１５０
００ｒｐｍで１５間分散さした。分散後、真空乾燥機で
１０Ｔｏｒｒ，６０℃で乾燥さした。乾燥後、複合体の
塊をアナリティカルミルを使用し、２００００ｒｐｍで
３分間粉砕して粉末を形成した。
リンと導電性補助剤として気相成長カーボンを重量比で
９０：１０の割合で調合し、これらを自動乳鉢で均一に
分散さした。分散した負極粉末にメタクレゾールを加え
て膨潤又は溶解させてホモジナイザーを使用し、１５０
００ｒｐｍで１５間分散さした。分散後、真空乾燥機で
１０Ｔｏｒｒ，６０℃で乾燥さした。乾燥後、複合体の
塊をアナリティカルミルを使用し、２００００ｒｐｍで
３分間粉砕して粉末を形成した。
【００４２】粉砕した粉末を用いて、正極同様に熱プレ
スを行い、膜厚１０ｍｍ、密度０．９ｇ／ｃｃの均一な
膜厚の負極電極が得られた。これらの正極電極と負極電
極を使用して、実施例２と同様な方法で電池を作製し
た。
スを行い、膜厚１０ｍｍ、密度０．９ｇ／ｃｃの均一な
膜厚の負極電極が得られた。これらの正極電極と負極電
極を使用して、実施例２と同様な方法で電池を作製し
た。
【００４３】完成したポリマー電池を１．２Ｖまで１０
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電した。電池評価
は正極と負極の電極膜厚の和を２０ｍｍにして評価を行
った。結果を表１に示す。その結果、得られた容量は
２．８Ｗｈでセル体積当たり４０．１Ｗｈ／ｌで実施例
１に比べて容量が１．５倍になった。
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電した。電池評価
は正極と負極の電極膜厚の和を２０ｍｍにして評価を行
った。結果を表１に示す。その結果、得られた容量は
２．８Ｗｈでセル体積当たり４０．１Ｗｈ／ｌで実施例
１に比べて容量が１．５倍になった。
【００４４】尚、本実施例では電池の電解液として４０
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
【００４５】（実施例４） 本実施例は実施例３におい
て熱プレスを不活性ガス雰囲気中で行った場合である。
本実施例では、不活性ガス雰囲気中で熱プレスすること
で高分子材料（ポリマー活物質）の酸化反応を抑えるこ
とが可能となり、高分子材料の電気化学的な活性低下を
抑制する効果がある。なお、本実施例における不活性ガ
ス雰囲気中で熱プレスする方法は、上記の第１の実施の
形態の電池用電極の製造方法にも適用できる。
て熱プレスを不活性ガス雰囲気中で行った場合である。
本実施例では、不活性ガス雰囲気中で熱プレスすること
で高分子材料（ポリマー活物質）の酸化反応を抑えるこ
とが可能となり、高分子材料の電気化学的な活性低下を
抑制する効果がある。なお、本実施例における不活性ガ
ス雰囲気中で熱プレスする方法は、上記の第１の実施の
形態の電池用電極の製造方法にも適用できる。
【００４６】正極、負極電極共に実施例３と同様にして
作製し、熱プレス雰囲気を窒素ガス雰囲気とした。電池
の作製も実施例３と同様にして作製した。得られた電極
は膜厚１０ｍｍ、密度０．９ｇ／ｃｍ3の均一な膜厚の
電極が得られた。これらの電極を使用して、実施例２と
同様にして電池を作製した。
作製し、熱プレス雰囲気を窒素ガス雰囲気とした。電池
の作製も実施例３と同様にして作製した。得られた電極
は膜厚１０ｍｍ、密度０．９ｇ／ｃｍ3の均一な膜厚の
電極が得られた。これらの電極を使用して、実施例２と
同様にして電池を作製した。
【００４７】完成したポリマー電池を１．２Ｖまで１０
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電し、充放電特性
を試験した。結果を表１に示す。その結果、得られた容
量は３．１Ｗｈでセル体積当たり４４．１Ｗｈ／ｌで実
施例１に比べて容量が１．６倍になった。
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電し、充放電特性
を試験した。結果を表１に示す。その結果、得られた容
量は３．１Ｗｈでセル体積当たり４４．１Ｗｈ／ｌで実
施例１に比べて容量が１．６倍になった。
【００４８】尚、本実施例では電池の電解液として４０
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
【００４９】（実施例５） 本実施例は、実施例４の条
件の熱プレスのプレス圧をさらに上げた場合である。本
実施例では、熱プレス圧を上げることで電極の電極密度
を向上させ、エネルギー密度を上げる効果を有する。
件の熱プレスのプレス圧をさらに上げた場合である。本
実施例では、熱プレス圧を上げることで電極の電極密度
を向上させ、エネルギー密度を上げる効果を有する。
【００５０】正極、負極電極共に実施例４と同様にして
作製し、プレス圧を２００ｋｇ／ｃｍ2とした。得られ
た電極は膜厚１０ｍｍ、密度１．１ｇ／ｃｍ3の均一な
膜厚の電極であった。これらの電極を使用して、実施例
２と同様にして電池を作製した。
作製し、プレス圧を２００ｋｇ／ｃｍ2とした。得られ
た電極は膜厚１０ｍｍ、密度１．１ｇ／ｃｍ3の均一な
膜厚の電極であった。これらの電極を使用して、実施例
２と同様にして電池を作製した。
【００５１】完成したポリマー電池を１．２Ｖまで１０
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電し、充放電特性
を試験した。結果を表１に示す。その結果、得られた容
量は上記の実施例３および実施例４よりもさらに向上
し、実施例１の２倍と大きく、３．８Ｗｈ（セル体積当
たり５４Ｗｈ／ｌ）が得られた。
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電し、充放電特性
を試験した。結果を表１に示す。その結果、得られた容
量は上記の実施例３および実施例４よりもさらに向上
し、実施例１の２倍と大きく、３．８Ｗｈ（セル体積当
たり５４Ｗｈ／ｌ）が得られた。
【００５２】尚、本実施例では電池の電解液として４０
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
ｗｔ％硫酸水溶液、高分子材料としてポリインドールと
ポリフェニルキノキサリンを用いて説明したが、本発明
は本実施例により限定されるものではい。
【００５３】上記の本発明の実施の形態では導電補助剤
２としてはアセチレンブラック，ケッチェンブラック，
気相成長カーボン，グラファイト粉末，アニリンブラッ
クまたは活性炭粉末等の導電性炭素粉末、ポリアクリロ
ニトリル，ピッチ，セルロース，フェノール樹脂または
椰子殻等から形成される焼結性炭素粉末、Ｔｉ，Ｓｎ，
またはＩｎ等で構成される酸化物微粉末、ステンレス，
Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｔａ，Ｎｂ，ＣｕまたはＡｌ等の金
属粉末を使用したが、導電補助剤としては金属箔，金属
メッシュまたは金属繊維状物などを使用することがで
き、金属箔の場合には、金属箔上にポリマー活物質の粉
末を熱プレスで圧着し、金属箔を集電体として兼用して
もよい。また、金属メッシュや金属繊維を使用した場合
には、金属箔と同様にそれらの表面にポリマー活物質粉
末を熱プレスで圧着して電極を形成することができる。
２としてはアセチレンブラック，ケッチェンブラック，
気相成長カーボン，グラファイト粉末，アニリンブラッ
クまたは活性炭粉末等の導電性炭素粉末、ポリアクリロ
ニトリル，ピッチ，セルロース，フェノール樹脂または
椰子殻等から形成される焼結性炭素粉末、Ｔｉ，Ｓｎ，
またはＩｎ等で構成される酸化物微粉末、ステンレス，
Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｔａ，Ｎｂ，ＣｕまたはＡｌ等の金
属粉末を使用したが、導電補助剤としては金属箔，金属
メッシュまたは金属繊維状物などを使用することがで
き、金属箔の場合には、金属箔上にポリマー活物質の粉
末を熱プレスで圧着し、金属箔を集電体として兼用して
もよい。また、金属メッシュや金属繊維を使用した場合
には、金属箔と同様にそれらの表面にポリマー活物質粉
末を熱プレスで圧着して電極を形成することができる。
【００５４】次に、電池用電極の従来技術の具体例につ
いて下記の比較例１〜４により説明する。
いて下記の比較例１〜４により説明する。
【００５５】（比較例１） 図５は従来技術の電池電極
の断面図である。図中符号１はポリマー活物質、２は導
電補助剤、１０はバインダーであり、電極は、ポリマ−
活物質１と導電補助剤２はバインダーを介して結合した
構造を有している。
の断面図である。図中符号１はポリマー活物質、２は導
電補助剤、１０はバインダーであり、電極は、ポリマ−
活物質１と導電補助剤２はバインダーを介して結合した
構造を有している。
【００５６】正極活物質のポリインドールと導電性補助
剤として気相成長カーボンとバインダー樹脂であるポリ
フッ化ビニリデン（平均分子量：１０００）を重量比で
８５：１０：５の割合で調合し、Ｎ−メチルピロリドン
を加えてスラリー状にし、ホモジナイザーを使用し、１
５０００ｒｐｍで１５分間分散さした。
剤として気相成長カーボンとバインダー樹脂であるポリ
フッ化ビニリデン（平均分子量：１０００）を重量比で
８５：１０：５の割合で調合し、Ｎ−メチルピロリドン
を加えてスラリー状にし、ホモジナイザーを使用し、１
５０００ｒｐｍで１５分間分散さした。
【００５７】このスラリーをドクターブレードを用いて
導電性ゴム集電体シート上に成膜した。成膜厚は乾燥後
５００μｍになるように調整した。その後、それぞれを
所定の形状に切断し、正極電極とした。
導電性ゴム集電体シート上に成膜した。成膜厚は乾燥後
５００μｍになるように調整した。その後、それぞれを
所定の形状に切断し、正極電極とした。
【００５８】負極活物質のポリフェニルキノキサリンと
導電性補助剤として気相成長カーボンとバインダー樹脂
であるポリフッ化ビニリデン（平均分子量：１０００）
を重量比で８５：１０：５の割合で調合し、メタクレゾ
ールを加えてスラリー状にし、ホモジナイザーを使用
し、１５０００ｒｐｍで１５分間分散した。
導電性補助剤として気相成長カーボンとバインダー樹脂
であるポリフッ化ビニリデン（平均分子量：１０００）
を重量比で８５：１０：５の割合で調合し、メタクレゾ
ールを加えてスラリー状にし、ホモジナイザーを使用
し、１５０００ｒｐｍで１５分間分散した。
【００５９】このスラリーをドクターブレードを用いて
導電性ゴム集電体シート上に成膜した。成膜厚は乾燥後
５００μｍになるように調整した。その後、それぞれを
所定の形状に切断し、負極電極とした。
導電性ゴム集電体シート上に成膜した。成膜厚は乾燥後
５００μｍになるように調整した。その後、それぞれを
所定の形状に切断し、負極電極とした。
【００６０】得られた正極、負極電極の膜厚は０．５ｍ
ｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3で本発明の上記の実施例１
の二分の一以下であった。また、電極は中央が端の部分
よりも低くなった不均一な電極であった。電池の作製は
本発明の実施例１と同様にして作製した。
ｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ3で本発明の上記の実施例１
の二分の一以下であった。また、電極は中央が端の部分
よりも低くなった不均一な電極であった。電池の作製は
本発明の実施例１と同様にして作製した。
【００６１】完成したポリマー電池を１．２Ｖまで１０
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電し、充放電特性
を試験した。電池評価は正極と負極の電極膜厚の和を２
０ｍｍにして評価を行った。結果を表１に示す。その結
果、得られた容量は０．９Ｗｈでセル体積当たり１１．
２Ｗｈ／ｌで実施例１の二分の一以下であった。
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電し、充放電特性
を試験した。電池評価は正極と負極の電極膜厚の和を２
０ｍｍにして評価を行った。結果を表１に示す。その結
果、得られた容量は０．９Ｗｈでセル体積当たり１１．
２Ｗｈ／ｌで実施例１の二分の一以下であった。
【００６２】（比較例２） 比較例２では比較例１の電
極膜厚を１０ｍｍと厚膜化した構造とした場合である。
極膜厚を１０ｍｍと厚膜化した構造とした場合である。
【００６３】正極、負極電極共に比較例１と同様にして
作製し、膜厚が１０ｍｍになるように成膜した。しか
し、作製した電極は正極、負極共にヒビ、割れ、電極剥
離が起こり、１０ｍｍ厚の電極は得られなかった。
作製し、膜厚が１０ｍｍになるように成膜した。しか
し、作製した電極は正極、負極共にヒビ、割れ、電極剥
離が起こり、１０ｍｍ厚の電極は得られなかった。
【００６４】（比較例３） 本例では負極、正極電極中
の活物質を溶解して成膜を行う電極である。
の活物質を溶解して成膜を行う電極である。
【００６５】正極活物質のポリインドールと導電性補助
剤として気相成長カーボンを重量比で９０：１０の割合
で調合し、ＤＭＦを加えてスラリー状にし、ホモジナイ
ザーを使用し、１５０００ｒｐｍで１５分間分散した。
剤として気相成長カーボンを重量比で９０：１０の割合
で調合し、ＤＭＦを加えてスラリー状にし、ホモジナイ
ザーを使用し、１５０００ｒｐｍで１５分間分散した。
【００６６】このスラリーをドクターブレードを用いて
導電性ゴム集電体シート上に成膜した。成膜厚は乾燥後
５００μｍになるように調整した。その後、それぞれを
所定の形状に切断し、正極電極とした。
導電性ゴム集電体シート上に成膜した。成膜厚は乾燥後
５００μｍになるように調整した。その後、それぞれを
所定の形状に切断し、正極電極とした。
【００６７】負極活物質のポリキノキサリンと導電性補
助剤として気相成長カーボンを重量比で９０：１０の割
合で調合し、メタクレゾールを加えてスラリー状にし、
ホモジナイザーで１５０００ｒｐｍで１５分間分散し
た。
助剤として気相成長カーボンを重量比で９０：１０の割
合で調合し、メタクレゾールを加えてスラリー状にし、
ホモジナイザーで１５０００ｒｐｍで１５分間分散し
た。
【００６８】このスラリーをドクターブレードを用いて
導電性ゴム集電体シート上に成膜した。成膜厚は乾燥後
５００μｍになるように調整した。その後、それぞれを
所定の形状に切断し、負極電極とした。
導電性ゴム集電体シート上に成膜した。成膜厚は乾燥後
５００μｍになるように調整した。その後、それぞれを
所定の形状に切断し、負極電極とした。
【００６９】得られた正極、負極電極の膜厚は０．５ｍ
ｍ、密度０．４ｇ／ｃｍ3で実施例１の二分の一であっ
た。また、電極は中央が端の部分よりも低くなった不均
一な電極であった。電池の作製は実施例１と同様にして
作製した。
ｍ、密度０．４ｇ／ｃｍ3で実施例１の二分の一であっ
た。また、電極は中央が端の部分よりも低くなった不均
一な電極であった。電池の作製は実施例１と同様にして
作製した。
【００７０】完成したポリマー電池を１．２Ｖまで１０
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電し、充放電試験
を行った。電池評価は正極と負極の電極膜厚の和を２０
ｍｍとして行った。
ｍＡ／ｃｍ2で定電流充電を行い、１０ｍＡ／ｃｍ2の定
電流放電を０．８Ｖになる容量まで放電し、充放電試験
を行った。電池評価は正極と負極の電極膜厚の和を２０
ｍｍとして行った。
【００７１】結果を表１に示すように、得られた容量は
１．１Ｗｈでセル体積当たり１３．５Ｗｈ／ｌで、比較
例１と比較して若干容量は増加するものの、本発明の実
施例１〜５と比較して小さいことがわかった。
１．１Ｗｈでセル体積当たり１３．５Ｗｈ／ｌで、比較
例１と比較して若干容量は増加するものの、本発明の実
施例１〜５と比較して小さいことがわかった。
【００７２】（比較例４） 本例では比較例３の電極膜
厚を１０ｍｍにした構造である。正極、負極電極共に比
較例３と同様にして作製し、膜厚が１０ｍｍになるよう
にした。しかし、作製した電極は正極、負極共にヒビ、
割れ、電極剥離が起こり、１０ｍｍ厚の電極は得られな
かった。
厚を１０ｍｍにした構造である。正極、負極電極共に比
較例３と同様にして作製し、膜厚が１０ｍｍになるよう
にした。しかし、作製した電極は正極、負極共にヒビ、
割れ、電極剥離が起こり、１０ｍｍ厚の電極は得られな
かった。
【００７３】
【表１】
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、酸化
還元反応活性を有するポリマー活物質粉末と導電補助剤
の粉末を混合した粉末または、あらかじめ導電補助剤を
該ポリマー活物質で被覆した構造の粉末を熱プレスして
一体成型して電池用電極を製造することによって次のよ
うな効果が得られる。 （１）電極はポリマー活物質が熱により一部溶融して成
型され、該ポリマー活物質の固化時の体積変化が少な
く、電極固化時の収縮に伴う電極の割れ、ヒビ等が生じ
にくい厚膜の電極の作成ができる。 （２）電極形成時に熱プレスすることにより電極密度が
増加し、電極体積当たりのエネルギー密度を向上でき
る。 （３）電極成型時に平坦なプレス面で所定の量の粉末を
プレスするために、膜厚が一定で均一な電極を容易に大
量に生産可能である。
還元反応活性を有するポリマー活物質粉末と導電補助剤
の粉末を混合した粉末または、あらかじめ導電補助剤を
該ポリマー活物質で被覆した構造の粉末を熱プレスして
一体成型して電池用電極を製造することによって次のよ
うな効果が得られる。 （１）電極はポリマー活物質が熱により一部溶融して成
型され、該ポリマー活物質の固化時の体積変化が少な
く、電極固化時の収縮に伴う電極の割れ、ヒビ等が生じ
にくい厚膜の電極の作成ができる。 （２）電極形成時に熱プレスすることにより電極密度が
増加し、電極体積当たりのエネルギー密度を向上でき
る。 （３）電極成型時に平坦なプレス面で所定の量の粉末を
プレスするために、膜厚が一定で均一な電極を容易に大
量に生産可能である。
【図１】本発明の第１実施の形態の電池用電極の製造方
法を説明するための電極要部の断面図である。
法を説明するための電極要部の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の電池用電極の製造
方法で製造した電極を使用して構成した電池の一例の断
面図である。
方法で製造した電極を使用して構成した電池の一例の断
面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の電池用電極の製造
方法で製造した電極を使用して構成した電池の他の例の
断面図である。
方法で製造した電極を使用して構成した電池の他の例の
断面図である。
【図４】本発明の第２実施の形態の電池用電極の製造方
法を説明するための電極要部の断面図である。
法を説明するための電極要部の断面図である。
【図５】従来の電池用電極の製造方法を説明するための
電極要部の断面図である。
電極要部の断面図である。
【図６】本発明で製造した電極を使用したポリマー電池
と従来技術の電極を使用したポリマー電池の放電時の定
電流放電時の電圧―容量特性曲線である。
と従来技術の電極を使用したポリマー電池の放電時の定
電流放電時の電圧―容量特性曲線である。
１ ポリマー活物質 ２ 導電補助剤 ３ 集電体 ４，４ａ 正極 ５，５ａ 負極 ６ セパレータ １０ バインダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 正樹 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 金子 志奈子 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 黒崎 雅人 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 中川 裕二 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA01 AA08 BA01 BA03 BA05 BB14 BB15 BB33 BB35 BB36 BC01 BC05 BD01 5H014 AA02 AA06 BB01 BB05 CC01 EE02 EE03 EE05 EE07 HH08
Claims (11)
- 【請求項１】 電気化学的に酸化還元反応を示すポリマ
ー活物質の粉末と導電補助剤の粉末の混合粉末を熱プレ
スにより所定の厚さに一体成型することを特徴とするポ
リマー二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項２】 電気化学的に酸化還元反応を示すポリマ
ー活物質をあらかじめ導電補助剤に被覆した粉末を熱プ
レスにより所定の厚さに一体成型することを特徴とする
ポリマー二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項３】 前記ポリマー活物質としてポリアニリ
ン，ポリピロール，ポリチオフェン，ポリアセチレン，
ポリビニルカルバゾール，ポリトリフェニルアミン，ポ
リピリジン，ポリピリミジン，ポリキノキサリン，ポリ
フェニルキノキサリン，ポリイソチアナフテン，ポリピ
リジンジイル，ポリチエニレン，ポリパラフェニレン，
ポリフルラン，ポリアセン，ポリフラン，ポリアズレ
ン，ポリインドール，ポリジアミノアントラキノンから
選ばれた一つを使用した請求項１または２記載のポリマ
ー二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項４】 前記熱プレスの温度が前記ポリマー活物
質のガラス転移点以上または溶融温度以上の温度である
ことを特徴とする請求項１または２記載のポリマー二次
電池用電極の製造方法。 - 【請求項５】 前記熱プレスを行う雰囲気が窒素ガス雰
囲気であることを特徴する請求項１または２記載のポリ
マー二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項６】 電気化学的に酸化還元反応を示す前記ポ
リマー活物質をあらかじめ前記導電補助剤に被覆した前
記粉末を調製する方法として、前記ポリマー活物質の粉
末および前記導電補助剤の粉末を前記ポリマー活物質が
膨潤または／および溶解する溶剤と所定の時間混合した
後、真空乾燥して前記ポリマー物質と前記導電補助剤の
混合固形物を形成し、次いで前記混合固形物を所定の粒
径の粉末に粉砕して前記導電補助剤に前記ポリマー活物
質が被覆された粉末を調製することを特徴とする請求項
２記載のポリマー二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項７】 電気化学的に酸化還元反応を示す前記ポ
リマー活物質をあらかじめ前記導電補助剤に被覆した前
記粉末を調製する方法として、前記ポリマー活物質を化
学重合または電解重合するモノマー含有溶液に前記導電
補助剤の粉末を分散させ、次いで前記モノマーを化学重
合または電解重合し、得られた前記モノマーの重合物を
乾燥して所定の粒径の粉末を形成し、前記ポリマー活物
質をあらかじめ前記導電補助剤に被覆した前記粉末を調
製することを特徴とする請求項２記載のポリマー二次電
池用電極の製造方法。 - 【請求項８】 前記導電補助剤の粉末として、アセチレ
ンブラック，ケッチェンブラック，気相成長カーボン，
グラファイト粉末，アニリンブラックまたは活性炭粉末
等の導電性炭素粉末、ポリアクリロニトリル，ピッチ，
セルロース，フェノール樹脂または椰子殻から形成され
る焼結性炭素粉末、Ｔｉ，ＳｎまたはＩｎの酸化物微粉
末、ステンレス，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｕ
またはＡｌの金属粉末の中から選ばれた一つの粉末また
はそれらの粉末の混合粉末からなることを特徴する請求
項１，２，６または７のいずれか一つに記載のポリマー
二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項９】 電気化学的に酸化還元反応を示すポリマ
ー活物質の粉末を導電補助剤の金属箔，金属メッシュま
たは金属繊維上に熱プレスにより所定の厚さに圧着して
一体成型することを特徴とするポリマー二次電池用電極
の製造方法。 - 【請求項１０】 電気化学的に酸化還元反応を示すポリ
マー活物質の粉末をあらかじめ前記ポリマー活物質で被
覆した金属箔，金属メッシュまたは金属繊維上に熱プレ
スにより所定の厚さに圧着して一体成型することを特徴
とするポリマー二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項１１】 金属箔，金属メッシュまたは金属繊維
の金属として、ステンレス，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｔａ，
Ｎｂ，ＣｕまたはＡｌの中から選ばれた一つを使用した
ことを特徴する請求項９または１０記載のポリマー二次
電池用電極の製造方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP29690399A JP2001118570A (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | ポリマー二次電池用電極の製造方法 |
| US09/668,944 US6641759B1 (en) | 1999-10-19 | 2000-09-22 | Polymer secondary cell electrode production method |
| EP06006871A EP1699098A1 (en) | 1999-10-19 | 2000-10-17 | Polymer secondary cell electrode production method |
| EP00122609A EP1094531A3 (en) | 1999-10-19 | 2000-10-17 | Polymer secondary cell electrode production method |
| KR10-2000-0061159A KR100407917B1 (ko) | 1999-10-19 | 2000-10-18 | 중합체이차전지전극제조방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29690399A JP2001118570A (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | ポリマー二次電池用電極の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001118570A true JP2001118570A (ja) | 2001-04-27 |
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ID=17839659
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29690399A Pending JP2001118570A (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | ポリマー二次電池用電極の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (2) | EP1094531A3 (ja) |
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| KR (1) | KR100407917B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008090832A1 (ja) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Nec Corporation | ポリラジカル化合物－導電性物質複合体及びその製造方法ならびにそれを用いた電池 |
| WO2010016545A1 (ja) | 2008-08-06 | 2010-02-11 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 電極材料前駆体の製造方法及び得られた電極材料前駆体を用いる電極材料の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| EP1388906A3 (en) * | 2002-08-05 | 2006-10-11 | Nec Tokin Corporation | Cell electrode and electrochemical cell therewith |
| CA2534243A1 (fr) * | 2006-01-25 | 2007-07-25 | Hydro Quebec | Particules d'oxyde metallique enrobees a faible taux de dissolution, procedes de preparation et utilisation dans les systemes electrochimiques |
| NO339255B1 (no) | 2013-05-22 | 2016-11-21 | Multivector As | Anordning for virvling av minst ett fragmentert stoff |
| FR3072214A1 (fr) * | 2017-10-09 | 2019-04-12 | Hutchinson | Composition d'electrode et procede de preparation pour batterie lithium-ion, electrode et batterie l'incorporant |
| KR20200054002A (ko) | 2018-11-09 | 2020-05-19 | 삼성전자주식회사 | 고분자, 이를 포함한 복합양극활물질, 및 상기 복합양극활물질을 포함한 전극을 포함한 리튬이차전지 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3307954A1 (de) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von elektrisch leitfaehigen feinteiligen pyrrolpoylmerisaten |
| JPS61214418A (ja) | 1985-03-19 | 1986-09-24 | 松下電器産業株式会社 | 分極性電極体の製造方法 |
| US4915985A (en) * | 1985-08-05 | 1990-04-10 | Allied-Signal Inc. | Process for forming articles of filled intrinsically conductive polymers |
| JPS62157675A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-13 | Showa Denko Kk | 二次電池 |
| US5266177A (en) * | 1986-03-07 | 1993-11-30 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Process for preparing reaction layer of gas permeable electrode |
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| FR2616809B1 (fr) * | 1987-06-19 | 1991-06-14 | Rhone Poulenc Chimie | Materiau electroactive a base de fibres conductrices, sa fabrication et son utilisation pour realiser des elements cathodiques |
| FI82702C (fi) * | 1987-07-29 | 1991-04-10 | Neste Oy | Elledande plastkompositer, som innehaoller poly (3-alkyltiofen) |
| DE3809758A1 (de) * | 1988-03-23 | 1989-10-05 | Dietrich Dipl Chem Dr Schuster | Organisches elektrodenmaterial, verfahren zu seiner herstellung und anwendung |
| US5032475A (en) * | 1989-09-18 | 1991-07-16 | Toshiba Battery Co. | Nickel-metal hydride secondary cell |
| FR2697261B1 (fr) * | 1992-10-28 | 1995-01-06 | Centre Ntal Detudes Spatiales | Composé d'insertion polyacétylène-lithium, son utilisation dans un accumulateur électrique, et procédé de préparation de composés d'insertion du type polymère conjugué-lithium. |
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-
1999
- 1999-10-19 JP JP29690399A patent/JP2001118570A/ja active Pending
-
2000
- 2000-09-22 US US09/668,944 patent/US6641759B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-17 EP EP00122609A patent/EP1094531A3/en not_active Withdrawn
- 2000-10-17 EP EP06006871A patent/EP1699098A1/en not_active Withdrawn
- 2000-10-18 KR KR10-2000-0061159A patent/KR100407917B1/ko not_active IP Right Cessation
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