JP2014523121A - 電流導電性電極及びそれを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
液体電解質溶液を含む電気エネルギー貯蔵システム(1)用の導電性電極は、金属製電流コレクタ(3)と活性材(7)とを含み、金属製電流コレクタ(3)は、金属製電流コレクタ(3)と活性材(7)との間に挟持された保護導電層(5)を含み、保護導電層(5)は:
―乾燥基準質量比で30〜85%のコポリマーマトリクス、及び
―前記乾燥コポリマーの質量比に対して合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で70〜15%の導電性充填材を含んでいる。
【選択図】図1
Description
C=ε・S/e[εは、媒体の誘電率;Sは、二重層の表面積;eは、二重層の厚みである].
(1)電荷の輸送を確実に行うため、導電性であること。
(2)イオン電荷の輸送を確実に行うために、及び大表面積の周囲に電気二重層を確実に形成するために多孔質であること。
(3)エネルギーを消費する寄生反応を防止するために、化学的に不活性であること。
E=1/2.C.V2[ここで、Vはスーパーキャパシタの電位]。
―乾燥基準質量比で30〜85%のコポリマーマトリクス、及び
―前記乾燥コポリマーの質量比に対して合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で70〜15%の導電性充填材、を含んでいる。
―乾燥基準質量比で50〜65%のコポリマーマトリクス、及び
―前記コポリマーの質量比に対して、合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で50〜35%の導電性充填材を含んでいる。
―乾燥基準質量比で30〜85%のコポリマー及び前記コポリマーの質量比に対して合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で70〜15%の導電性充填材を含み、有機溶媒中で希釈されて粘度が50rpmで1000mPa〜10000mPaに調整された組成物を製造する工程、
―前記組成物を電流コレクタの上へ沈着する工程、
―被覆された金属製電流コレクタを前記溶媒の沸点以下の温度で熱処理する第1熱処理工程、
―前記被覆された金属製電流コレクタを前記コポリマーのガラス転移温度以上の温度であって、前記溶媒の沸点以下の温度で、且つ前記ポリマーの分解温度以下で熱処理する第2熱処理工程。
―乾燥基準質量比で、30〜85%のコポリマー及び前記コポリマーの質量比に対して合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で70〜15%の導電性充填材を含み、有機溶媒中で希釈されて、50rpmにおける粘度が1000mPa〜10000mPaに調整された組成物を沈着する沈着工程、
―前記溶媒の沸点以下の温度での熱処理工程、
―前記コポリマーのガラス転移温度以上の温度であって、前記溶媒の沸点以下の温度で、かつ前記ポリマーの分解温度以下で行う後続熱処理工程。
―乾燥基準質量比で30〜85%のコポリマー、及び前記コポリマーの質量比に対して合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で70〜15%の導電性充填材を含み、有機溶媒中で希釈され、例えば、フィルム・スプレダーにより粘度を50rpmで1000mPa〜10000mPaに調整した組成物の沈着工程、
―前記溶媒の沸点以下の温度での熱処理工程、次いで
―前記コポリマーのガラス転移温度以上の温度であって、前記溶媒の沸点以上の温度で、同時に前記ポリマーの分解温度以下での熱処理工程。
3)結果
3 電流コレクタ
5 保護導電層
7 一体形活性材
11 重り
Claims (18)
- 液体電解質溶液を含む電気エネルギー貯蔵システム(1)用の導電性電極であって、前記導電性電極は、金属製電流コレクタ(3)と活性物質(7)とを備え、前記金属製電流コレクタ(3)は、前記金属製電流コレクタ(3)と前記活性物質(7)との間に挟持された保護導電層(5)を備え、前記保護導電層(5)は:
―乾燥基準質量比で30〜85%のコポリマーマトリクス、及び
―前記乾燥コポリマーの質量比に対して、合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で70〜15%の導電性充填材を含んでいることを特徴とする液体電解質溶液を含む電気エネルギー貯蔵システム(1)用の導電性電極。 - 前記金属製電流コレクタ(3)は、前記保護導電層(5)の上に形成された、少なくとも1つの保護導電層をさらに含んでいることを特徴とする請求項1に記載の導電性電極。
- 前記保護導電層(5)は:
―乾燥基準質量比で50〜65%のコポリマーマトリクス、及び
―前記コポリマーの質量比に対して、合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で50〜35%の導電性充填材を含んでいることを特徴とする請求項1又は2の記載した導電性電極。 - 前記コポリマーは、塩化ビニル単位、及び/又は酢酸ビニル単位、及び/又はカルボン酸基を含んでいることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性電極。
- 前記コポリマーは、さらに、添加材を含んでいることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性電極。
- 前記導電性充填材は、黒鉛、及び/又はグラファイト、及び/又はカーボンナノチューブから選択されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性電極。
- 前記保護導電性層の厚さは、5〜50マイクロメータの間であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性電極。
- 前記活性物質は一体形活性物質であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性電極。
- 前記一体形活性物質(7)は、炭素モノリスであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の導電性電極。
- 電気エネルギー貯蔵システム(1)用の金属製電流コレクタ(3)を製造する方法であって、前記金属製電流コレクタ(3)は、活性物質(7)と電気的に接触して、液体電解質溶液と保護導電層(5)とを含む導電性電極を形成するようになっており、前記方法は、
―乾燥基準質量比で30〜85%のコポリマー、及び前記コポリマーの質量比に対して合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で70〜15%の導電性充填材を含み、有機溶媒中で希釈されて粘度が50rpmで1000mPa〜10000mPaに調整された組成物を製造する工程と、
―前記組成物を電流コレクタ(3)の上へ沈着する工程と、
―被覆された金属製電流コレクタ(3)を溶媒の沸点以下の温度で処理する第1の熱処理工程と、
―前記被覆された金属製電流コレクタ(3)を前記コポリマーのガラス転移温度以上の温度であって、かつ前記溶媒の沸点以下の温度、同時に前記ポリマーの分解温度以下の温度で処理する第2の熱処理工程を含んでいる、電気エネルギー貯蔵システム(1)用の金属製電流コレクタ(3)を製造する方法。 - 前記第2の熱処理工程に続いて、下記の少なくとも1つの保護導電層を適用する工程を更に含む請求項10に記載した方法:
―乾燥基準質量比で30〜85%のコポリマー及び前記コポリマーの質量比に対して合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で70〜15%の導電性充填材を含み、有機溶媒中で希釈されて50rpmにおける粘度が1000mPa〜10000mPaに調整された組成物を沈着する工程、
―前記溶媒の沸点以下の温度での熱処理工程、
―前記コポリマーのガラス転移温度以上の温度であって、前記溶媒の沸点以下の温度、同時に前記ポリマーの分解温度以下での後続熱処理工程。 - 前記組成物の最終粘度は50rpmで7200mPaであることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記組成物は、乾燥基準質量比で50〜65%のコポリマー、及び前記コポリマーの質量比に対して合計で100%になるように添加された乾燥基準質量比で50〜35%の導電性充填材を含んでいることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記コポリマーは、塩化ビニル単位及び/又は酢酸ビニル単位及び/叉はカルボン酸単位を含んでいることを特徴とする請求項10〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記組成物は、乾燥基準質量比で30〜85%のコポリマー及び乾燥基準質量比で70〜15%の導電性充填材、並びに添加材を含んでいることを特徴とする請求項10〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記導電性充填材は、黒鉛及び/又はグラファイト及び/又はカーボンナノチューブから選択されることを特徴とする請求項10〜15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記金属製の電流コレクタ(3)に前記組成物を沈着させる工程は、フィルム・スプレダーを使用して行うことを特徴とする請求項10〜16のいずれか1項に記載した方法。
- 前記第1及び第2の熱処理工程は、それぞれ、30分間継続して行うことを特徴とする請求項10〜17のいずれか1項に記載した方法。
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