JP2018501639A - 導電性電極及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
C=E×S/e
(式中、Eは媒体の誘電率であり、
Sは二重層により占有される表面積であり、かつ、
eは二重層の厚さである)である。
E=1/2×C×V2
(式中、Vはスーパーキャパシタの電位である)に従って定義される。
(A)
(A1)少なくとも1つの架橋エポキシポリマー又はコポリマー、及び
(A2)少なくとも1つのエラストマー、
を含む、ポリマーマトリックス、並びに
(B)導電性フィラー、
を含むことを特徴とする、電極に関する。
1)金属製集電体を供給すること、
2)
(A1)少なくとも1つのエポキシポリマー又はコポリマー及び少なくとも1つの架橋剤、
(A2)少なくとも1つのエラストマー、及び
(B)導電性フィラー、
を含む水性組成物(G)を調製すること、
3)組成物(G)を、集電体の片面の少なくとも一部に堆積させること、
4)組成物(G)を乾燥させるための第1の熱処理、
5)架橋エポキシポリマー又はコポリマー(A1)のガラス転移温度より高く、かつ架橋エポキシポリマー又はコポリマー(A1)の分解温度未満の温度における、コーティングされた集電体の第2の熱処理、並びに
6)活物質層を、コーティングされた集電体上に堆積させること、
を含む、電極製造方法に関する。
前記ポリマーマトリックス(A)の前駆体である、
架橋エポキシポリマー(複数の場合もある)又はコポリマー(複数の場合もある)(A1)の前駆体、及び
少なくとも1つのエラストマー(A2)、並びに
導電性フィラー(B)、
を含む水性組成物(G)を乾燥及び架橋させることによって得られる。
前記ポリマーマトリックス(A)の前駆体である、
架橋エポキシポリマー(複数の場合もある)又はコポリマー(複数の場合もある)(A1)の前駆体、及び
少なくとも1つのエラストマー(A2)、並びに
導電性フィラー(B)、
から基本的になる水性組成物(G)を乾燥及び架橋させることによって得られる。
前記ポリマー組成物(A)は50〜70%を示し、
前記導電性フィラー(B)は30〜50%を示し、並びに、
(A)及び(B)の重量の合計は95〜100%、有益には98〜100%、好ましくは99〜100%を示す。
30〜60%の少なくとも1つの架橋エポキシポリマー又はコポリマー(A1)、
10〜30%の少なくとも1つのエラストマー(A2)、及び
30〜50%の導電性フィラー(B)、
を含み、並びに
(A1)、(A2)及び(B)の重量の合計は95〜100%、有益には98〜100%、好ましくは99〜100%を示す。
(i)活物質の水性組成物を調製するサブ工程、
(ii)活物質の前記組成物を前記保護層上に堆積させるサブ工程、及び
(iii)乾燥のための熱処理のサブ工程、
を含む。
集電体:
既知のように、集電体に用いられる材料は例えば、アルミニウム及びアルミニウム合金、銅及び銅合金、ステンレス鋼、ニッケル及びニッケル合金、チタン及びチタン合金、並びに炭素によるアルミニウム又はステンレス鋼又はチタンの表面処理により得られる材料とすることができる。中でも、アルミニウム及びアルミニウム合金、並びに銅及び銅合金が好ましい例である。有益には、集電体はアルミニウム又は銅から作られるものとする。これらの材料はまた、使用前に表面酸化処理が施されていてもよい。表面処理による、集電体の表面上におけるマイクロレリーフの導入は、材料の付着性を改善させ得るため有益である。集電体の厚さは概して5〜30μmの範囲である。
保護層は、少なくとも1つの架橋エポキシポリマー又はコポリマー(A1)、及び少なくとも1つのエラストマー(A2)を含むポリマーマトリックス(A)を含む。保護層はまたフィラータイプの導電性材料(B)を含む。
ポリマーマトリックス(A)は50〜70%を示し、
導電性フィラー(B)は30〜50%を示し、
(A)及び(B)の重量の合計は95〜100%を示す。
30〜60%の架橋エポキシマトリックス(A1)、
10〜30%の少なくとも1つのエラストマー(A2)、及び
30〜50%の導電性フィラー(B)、
を含み、並びに、
(A1)、(A2)及び(B)の重量の合計が95〜100%を示す。
ポリマーマトリックス(A)は、
(A1)少なくとも1つの架橋エポキシポリマー又はコポリマー、及び
(A2)少なくとも1つのエラストマー、
を含む。
好適なジヒドロキシ化合物を、二酸又はジアミンと、またエピクロロヒドリンと縮合反応させることにより調製されるグリシジルエポキシ樹脂、例えばビスフェノールAのジグリシジルエーテル(DGEBA)
ノボラックフェノール樹脂のグリシジルエーテルであるノボラックエポキシ樹脂に言及することができる。ノボラックエポキシ樹脂は、酸触媒の存在下でフェノールをホルムアルデヒドと反応させてノボラックフェノール樹脂を生成した後、エピクロロヒドリンと反応させることによって得られる。
架橋エポキシポリマー、架橋エポキシ−アルキドコポリマー、エポキシポリマーと架橋アルキド樹脂との混合物から選択される、30〜60%のマトリックス(A1)、
ブタジエン−アクリロニトリル(NBR)格子及びポリウレタン格子から選択される、10〜30%の少なくとも1つのエラストマー(A2)、及び
30〜50%の導電性フィラー(B)、
を含み、並びに、
(A1)、(A2)及び(B)の重量の合計は95〜100%、有益には98〜100%、更に好ましくは99〜100%を示す。
本発明によれば、保護層は、
ポリマーマトリックス(A)の前駆体である、
架橋エポキシポリマー(複数の場合もある)又はコポリマー(複数の場合もある)(A1)の前駆体、
少なくとも1つのエラストマー(A2)、及び
導電性フィラー(B)、
を含む水性組成物(G)を乾燥及び架橋させることによって得られる。
ポリマーマトリックス(A)の前駆体は50〜70%を示し、
導電性フィラー(B)は30〜50%を示し、
(A)及び(B)の重量の合計は95〜100%を示す。
30〜60%の架橋エポキシマトリックス(A1)の前駆体、
10〜30%の少なくとも1つのエラストマー(A2)、及び
30〜50%の導電性フィラー(B)、
を含み、かつ、
(A1)、(A2)及び(B)の重量の合計が95〜100%を示す。
(A1)が、架橋エポキシポリマー、架橋エポキシ−アルキドコポリマー、エポキシポリマーと架橋アルキド樹脂との混合物から選択される、30〜60%の架橋エポキシマトリックス(A1)の前駆体、
ブタジエン−アクリロニトリル(NBR)格子及びポリウレタン格子から選択される、10〜30%の少なくとも1つのエラストマー(A2)、及び
30〜50%の導電性フィラー(B)、
を含み、並びに、
(A1)、(A2)及び(B)の重量の合計は、95〜100%、有益には98〜100%、更に好ましくは99〜100%を示す。
「導電性フィラー」とは、本発明においては、1×10−9〜1Ω・cmの体積抵抗率を有するフィラーを意味する。好ましい体積抵抗率は1×10−6〜1×10−1Ω・cmである。
有益には、水性組成物(G)が少なくとも1つの界面活性剤を含む。界面活性剤は、導電性保護層中において複数の機能を発揮するのに用いることができる。界面活性剤は、(CA1)中、(CA2)中、及び/又は(CA1)と(CA2)と(B)とを混合した後に投入してもよい。
導電性フィラーに加えて非導電性フィラーを保護組成物に使用してもよい。電気を伝えないフィラーの例は、非導電性炭素、無機酸化物、樹脂である。フィラーの性質及び量は、導電性保護層の適用性(レオロジー)及び使用特性(付着特性、電気抵抗)に関連して選択される。
保護層は集電体と活物質との間に配置される。また、プライマーを金属製集電体と保護層との間に配置することを想定してもよく、上記プライマーは、水分散性バインダと導電性フィラーとを含む。例えば、水分散性バインダはポリウレタンラテックスとすることができる。
60〜70%の少なくとも1つの水分散性バインダ、及び
30〜40%の導電性フィラー、
を含むことができ、水分散性バインダ及び導電性フィラーは、乾物重量比でプライマーの95〜100%を示す。
合計95〜100wt%に達するように補填物として、乾物重量比で、60〜70%の水分散性バインダと、30〜40%の導電性フィラーとを含む、水性溶媒中に希釈させた組成物を調製する工程、
上記組成物を保護層上に堆積させる工程、及び
金属製集電体を乾燥させる工程、
を行う。
本発明はまた、
1)金属製集電体を供給すること、
2)
少なくとも1つのエポキシポリマー又はコポリマー及び少なくとも1つの架橋剤、
少なくとも1つのエラストマー、及び
導電性フィラー、
を含む水性組成物(G)を調製すること、
3)組成物(G)を、集電体の片面の少なくとも一部に堆積させること、
4)25〜60℃の範囲の温度における、(G)でコーティングされた集電体の第1の熱処理、
5)架橋エポキシポリマー又はコポリマーのガラス転移温度より高く、かつ架橋エポキシポリマー又はコポリマーの分解温度未満の温度における、乾燥組成物(G)でコーティングされた集電体の第2の熱処理、並びに
6)活物質層を、保護層又は乾燥させただけの組成物(G)でコーティングされた集電体上に堆積させること、
を含む、電極製造方法に関する。
(i)例えば、カーボンブラック、ポリビニルアルコール、ポリ(アクリル)酸及びカルボキシメチルセルロースから開始して、活物質の水性組成物を調製するサブ工程、
(ii)例えばフィルムプラーを用いて、活物質の組成物を保護層上に堆積させるサブ工程、
(iii)例えば50℃で30分間乾燥させる熱処理のサブ工程、及び
(iv)例えば140℃で30分間架橋させる熱処理のサブ工程、
を含んでいてもよい。
I−材料及び方法:
I−1.材料:
バインダ(A1):これは、架橋によりRESYDROL AX 906W(商標)樹脂(CYTEC)から得られる。エポキシ官能基及びアルキド官能基を含有する樹脂を、水性相中に35%で分散させる。熱硬化性ポリマーを形成するために、樹脂をヘキサメトキシメチルメラミンで架橋する。使用する架橋剤はCYMEL(商標)303(CYTEC)である。この反応は、予めエタノール中に分散させたパラ−トルエンスルホン酸であるCYCAT 4040(商標)(CYTEC)によって触媒される。
バインダ(A2):
LITEX NX 1200(商標)(SYNTHOMER):水性相中に45%で分散させたブタジエン−アクリロニトリルラテックス、又は、
PU6800(ALBERDINGK):水性相中に33%で分散させたポリウレタンラテックス。
フィラー:使用する導電性フィラー(B)はカーボンブラック(ENSACO 260G(商標))及び黒鉛(TIMCAL、Timrex KS6L(商標))。
添加剤:シリコーン界面活性剤を、表面張力を低減させるとともに、それによって、基板上のコーティングの湿潤性を改善させるために、製剤に添加する。この作用物質はBYK(商標)349とする。
金属ストリップ:アルミニウムホイル20μm厚。
保護コーティング剤の塗布:
55μmの保護組成物を、Elcometer(商標)を介しフィルムプラーを用いて金属ストリップの第1の面に堆積させることで、制御された均一な堆積が得られる。50℃で30分間乾燥させた後、コーティングされたストリップをその後140℃で30分間処理する。マイクロメーターを用いてコーティング厚さを測定したところ、15ミクロン〜20ミクロンとなる。総厚が約35μmとなるように、第2の層を同様に製造する。
コーティング剤の塗布は上記と同様とする。
第A表に規定されるプライマー(製剤4)55μmをコーティング層上に堆積させる。金属製集電体を50℃の温度で30分間乾燥させると、20±3マイクロメートルの厚さを有する層が得られる。同量を両電極上に堆積させる。
4つの異なる試験方法を用いてコーティングされたストリップを特性決定する。
本測定は、0.8Vにおける3電極セットアップに基づくものである。
飽和カロメル基準電極15、
表面3.1部分は保護コーティングで被覆されるが、電解質中に浸漬されない3.2部分はコーティングされておらず、集電体3の背面(不図示)及び縁を保護するプラスチックフィルム13でコーティングされている集電体3からなる作用電極2(図3に詳細に示される)、
ステンレス鋼の対向電極17、
である。3つの電極を180mLの電解質19を充填したビーカー内に浸漬させる。
或る特定の用途、特に自動車に関して、スーパーキャパシタをホットスポットの近くに配置しなければならない場合、最大60℃の温度における高い耐性が要求され得る。そのため或る特定の状況において60℃でも動的腐食試験を行った。本試験は目下任意選択的なものである。その実施は、セットアップの温度以外同一のものであり、試験の間中60℃に保たれる。導電性保護コーティングを40時間放置すれば、試験は実証されるものとする。
本発明による電極を含むセルでは、室温におけるサイクル動作及び60℃におけるサイクル動作を行う。0V〜1.5Vの充放電サイクルを採用する。完全なシステムの初期及び最終ESR試験は、室温における試験では90000サイクル後、60℃における試験では10000サイクル後に行う。
90000サイクルを超える室温サイクル動作では、ESR最終<2×ESR初期となり、
10000サイクルを超える60℃におけるサイクル動作では、ESR最終<2×ESR初期となる。
0V〜3Vの充放電サイクルで上記の試験4と同様に試験を行う。システム(集電体+保護コーティング+活物質)の全体性能は、クローズドセルにおいて評価する。
電圧(V)>3
静電容量(F)>10
ESR(mΩ)<70
本発明による電極を含むセルでは、DC電圧(3V)を室温において印加する。システム(集電体+コーティング+活物質)の全体性能は、クローズドセルにおいて評価する。
電圧(V)>3
静電容量(F)>10
ESR(mΩ)<70
金属製集電体のコーティング用の導電性保護層を作製するための製剤の例を以下に示す。
製剤1(F1.1及びF1.2):水性相中に分散させたエポキシ樹脂
第1表に記載される様々な組成物を混合するとペーストが得られる。製剤は、エタノール中に分散させる触媒を添加する前を100%と表す。
エポキシ樹脂をベースとする製剤の性能を改善させるために、第3表に記載されるものから選択されるラテックス製剤をこのペーストに添加した。これらの2つの分散体が、水性相中に分散されているエポキシ樹脂自体と相溶性であることから、これらを使用した。
製剤1/製剤2湿潤重量比は90/10〜85/15である。製剤1+製剤2を含むコーティング組成物は製剤3と称し、37.6%の乾燥抽出物を有するものとする。
試験プロトコル5に従ってセルを試験する。
試験プロトコル6に従ってセルを試験する。
Claims (24)
- 金属製集電体(3)と活物質(7)とを含む、電気エネルギーを貯蔵する電極(2)であって、前記集電体(3)の片面の少なくとも一部が、前記集電体(3)と前記活物質(7)との間に配置される少なくとも1つの保護層(5)でコーティングされており、前記保護層(5)が、
(A)
(A1)少なくとも1つの架橋エポキシポリマー又はコポリマー、及び
(A2)少なくとも1つのエラストマー、
を含む、ポリマーマトリックス、並びに
(B)導電性フィラー、
を含むことを特徴とする、電極。 - 請求項1に記載の電極(2)であって、前記保護層(5)が、
前記ポリマーマトリックス(A)の前駆体である、
架橋エポキシポリマー(複数の場合もある)又はコポリマー(複数の場合もある)(A1)の前駆体、及び
少なくとも1つのエラストマー(A2)、並びに
導電性フィラー(B)、
を含む水性組成物(G)を乾燥及び架橋させることによって得られる、電極。 - 請求項1又は2に記載の電極(2)であって、前記集電体(3)が、アルミニウム又は銅から作られる、電極。
- (A2)が、20℃未満の塗膜形成温度を有するエラストマーから選択される、先行する請求項のいずれか1つに記載の電極。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の電極(2)であって、(A1)が、架橋エポキシポリマー、架橋エポキシ−アルキドコポリマー、エポキシポリマーと架橋アルキド樹脂との混合物から選択される、電極。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の電極(2)であって、(A1)が、架橋エポキシ−アルキドコポリマーである、電極。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の電極(2)であって、(A2)が、ブタジエン−アクリロニトリル(NBR)格子及びポリウレタン格子から選択される、電極。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の電極(2)であって、(B)が、カーボンブラックと黒鉛との混合物から選択される、電極。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の電極(2)であって、前記保護層(5)の総乾物重量に対して、乾物重量比で、
前記ポリマー組成物(A)が50〜70%を示し、
前記導電性フィラー(B)が30〜50%を示し、並びに、
(A)及び(B)の重量の合計が95〜100%を示す、電極。 - 前記保護層(5)が、該保護層(5)の総乾物重量に対して、乾物重量比で、
30〜60%の少なくとも1つの架橋エポキシポリマー又はコポリマー(A1)、
10〜30%の少なくとも1つのエラストマー(A2)、及び
30〜50%の導電性フィラー(B)、
を含み、並びに、
(A1)、(A2)及び(B)の重量の合計が95〜100%を示す、先行する請求項のいずれか1つに記載の電極。 - 前記保護層(5)が5〜50μmの範囲の厚さを有する、先行する請求項のいずれか1つに記載の電極。
- プライマーを前記金属製集電体(3)と前記保護層(5)との間に配置する、先行する請求項のいずれか1つに記載の電極。
- プライマーを前記保護層(5)と前記活物質(7)との間に配置する、先行する請求項のいずれか1つに記載の電極。
- 電極(2)を製造する方法であって、
1)金属製集電体(3)を供給すること、
2)
(A1)少なくとも1つのエポキシポリマー又はコポリマー及び少なくとも1つの架橋剤、
(A2)少なくとも1つのエラストマー、及び
(B)導電性フィラー、
を含む水性組成物(G)を調製すること、
3)前記組成物(G)を、前記集電体(3)の片面の少なくとも一部に堆積させること、
4)前記組成物(G)を乾燥させるための第1の熱処理、
5)前記架橋エポキシポリマー又はコポリマー(A1)のガラス転移温度より高く、かつ前記架橋エポキシポリマー又はコポリマー(A1)の分解温度未満の温度における、前記コーティングされた集電体(3)の第2の熱処理、並びに
6)活物質層を、前記コーティングされた集電体(3)上に堆積させること、
を含む、方法。 - 前記組成物(G)の堆積前に、前記集電体(3)を調製する工程を更に含み、前記工程が、研磨処理、化学処理から選択される1つ又は複数の工程を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記集電体(3)上への前記組成物(G)の堆積を、フィルムプラーを用いて行う、請求項14又は15に記載の方法。
- 乾燥後の堆積物厚さが5〜50μmとなるまで、前記堆積工程3)と、それに続く乾燥4)とを1回又は複数回行う、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 工程5)における処理温度が、120〜160℃、好ましくは130〜150℃である、請求項14〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記活物質の調製及び堆積が、
(i)活物質の水性組成物を調製するサブ工程、
(ii)活物質の前記組成物を前記保護層上に堆積させるサブ工程、及び
(iii)乾燥のための熱処理のサブ工程、
を含む、請求項14〜18のいずれか一項に記載の方法。 - 活物質層を堆積させる工程6)を、第2の熱処理の工程5)の前に行う、請求項14〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 2つの電極(2)を備えるスーパーキャパシタ(1)であって、前記2つの電極の少なくとも一部がイオン性電解質に浸漬しており、前記2つの電極(2)が絶縁膜(9)によって分離されており、前記2つの電極の少なくとも1つが請求項1〜13のいずれか一項に記載されるものである、スーパーキャパシタ。
- 請求項21に記載のスーパーキャパシタ(1)であって、前記電解質が水性電解質である、スーパーキャパシタ。
- 請求項21又は22に記載のスーパーキャパシタ(1)であって、前記電解質がイオン液体である、スーパーキャパシタ。
- 請求項21〜23のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ(1)であって、前記2つの電極が請求項1〜13のいずれか一項に記載されるものである、スーパーキャパシタ。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60176216A (ja) * | 1984-02-22 | 1985-09-10 | 松下電器産業株式会社 | 電気二重層キヤパシタ |
JP2003142105A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-05-16 | Natl Starch & Chem Investment Holding Corp | カソード塗料分散液 |
JP2011501383A (ja) * | 2007-10-26 | 2011-01-06 | サイオン パワー コーポレイション | バッテリ電極用プライマー |
WO2011024799A1 (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | 大日精化工業株式会社 | 電極板用の水系塗工液、蓄電装置用電極板、蓄電装置用電極板の製造方法及び蓄電装置 |
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DE3381893D1 (de) | 1982-06-30 | 1990-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Kondensator mit elektrischer doppellage. |
JPH0582396A (ja) | 1991-09-24 | 1993-04-02 | Isuzu Motors Ltd | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
JP3344152B2 (ja) * | 1995-04-24 | 2002-11-11 | 松下電器産業株式会社 | 鉛蓄電池用極板の製造法 |
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JP2001076971A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-23 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 |
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JP2005191423A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Tdk Corp | キャパシタ用電極 |
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