JP2723763B2 - 2次電池用電極 - Google Patents
2次電池用電極Info
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- JP2723763B2 JP2723763B2 JP4233147A JP23314792A JP2723763B2 JP 2723763 B2 JP2723763 B2 JP 2723763B2 JP 4233147 A JP4233147 A JP 4233147A JP 23314792 A JP23314792 A JP 23314792A JP 2723763 B2 JP2723763 B2 JP 2723763B2
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- infusible
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
更に詳しくは、芳香族系ポリマーの熱処理物の粉砕物に
ポリテトラフルオロエチレン系結合剤(以下PTFE系
結合剤と記す)を加え、混合・混練し、該混練物を破砕
し、圧縮成型して得られたポリアセン系骨格構造を有す
る2次電池用電極に関する。
性に優れている。そのため高分子材料のこれらの特性を
生かして、電気的に半導性を有する有機高分子材料がエ
レクトロニクス産業を始めとして多くの産業分野におい
て希求されている。初期の有機半導体はフイルム状ある
いは板状体等に成型することが困難であり、又n型ある
いはp型の不純物半導体としての性質を有していなかっ
たため、用途的にも限定されていた。近年、比較的成型
性に優れた有機半導体が得られるようになり、しかもこ
れらの半導体に電子供与性ドーパントあるいは電子受容
性ドーパントをドーピングすることによってn型あるい
はp型の有機半導体とすることが可能となった。そのよ
うな有機半導体の代表例として、ポリアセチレンがあ
る。ところがポリアセチレンは酸素によって酸化され易
い欠点がある。このため空気中で取り扱うことが困難で
あり、工業材料としては実用性に欠ける。本願の出願人
の出願にかかる、特開昭59−3806号公報には
(A)炭素,水素および酸素から成る芳香族系ポリマー
の熱処理物であって、水素原子/炭素原子の原子比が
0.60〜0.15で表わされるポリアセン系骨格構造
を含有する不溶不融性基体と、(B)電子供与性ドーピ
ング剤又は電子受容性ドーピング剤とから成り、(C)
電気伝導性が未ドープの該基体よりも大であることを特
徴とする電気伝導性有機高分子系材料。が提案されてい
る。
して実用的である。しかしながら、この先願において
も、ポリアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体から
なる有機高分子系材料を板状,円筒状等の成型体とする
時熱処理時の寸法安定性に問題があり、正確な寸法の材
料を得る事は難しく、また、大きなサイズの成型体を得
ようとした時、熱処理時にクラック等が発生するという
問題が残されていた。一方、セラミックス材料,炭素材
料等の様々な分野で粉末体を成型して目的とする形状の
製品を得る事は、一般的方法として知られており、成型
性に優れ、かつ高性能の粉末に対するニーズも大きい。
本願の出願人の出願に係る、特開平2−214762号
公報に記載の粉末材料では、結合剤と混合しただけで圧
縮成型すると、十分な強度を有する圧縮成型体を得るこ
とができなかった。
セン系骨格構造を含有する不溶不融性基体を粉砕し、粉
末化し、PTFE系結合剤を加え、混合・混練し、該混
練物を破砕して得られた顆粒状不溶不融性基体を圧縮成
型することにより上述の問題点を解決した。本発明の目
的は、半導性ないし導電体の電気伝導性を有し、且つ成
型性に優れた顆粒状粒子を圧縮成型することによって得
られる2次電池用電極を提供することにある。更に他の
目的および効果は以下の説明から明らかにされよう。
素・水素および酸素から成る芳香族系ポリマーの熱処理
物であって、水素原子/炭素原子の原子比が0.05〜
0.5であるポリアセン系骨格構造を含有する不溶不融
性基体粉末に、PTFE系結合剤を加え、混合混練し、
該混練物を破砕して得られる顆粒状不溶不融性基体を圧
縮成型することを特徴とする2次電池用電極によって達
成される。
溶不融性基体とは、特開昭59−3806号公報に記載
される芳香族系縮合ポリマーを特定の条件で熱処理する
ことにより得られる。具体的には本発明に用いる該芳香
族系ポリマーは(a)フェノール・ホルムアルデヒド樹
脂の如き、フェノール性水酸基を有する芳香族系炭化水
素化合物とアルデヒド類の縮合物、(b)キシレン変性
フェノール,ホルムアルデド樹脂(フェノールの一部を
キシレンで置換したもの)の如き、フェノール性水酸基
を有する芳香族系炭化水素化合物,フェノール性水酸基
を有さない芳香族系炭化水素化合物およびアルデヒドの
縮合物及び(c)フラン樹脂が好適である。
如き芳香族系ポリマーの熱処理物であって例えば次のよ
うにして製造することができる。前記した芳香族系ポリ
マーに塩化亜鉛,リン酸ナトリウム等の無機塩を混合す
る。これにより、不溶不融性基体に多孔性を付与するこ
とができる。混入する量は、無機塩の種類及び目的とす
る電極の形状,性能によって異なるが、重量比で10/
1〜1/7が好ましい。また、多孔性でありかつ連通孔
を有する基体を得る場合には、無機塩を芳香族系縮合ポ
リマーの2.5〜10重量倍の量で用いることが好まし
い。このようにして得られた無機塩と芳香族系縮合ポリ
マーの混合物を、フィルム状,板状等の目的とする形と
なし、50〜180℃の温度で2〜90分間加熱するこ
とにより硬化成型する。かくして得られた硬化体を、次
いで非酸化性雰囲気中で400〜800℃の温度、好ま
しくは450〜750℃の温度、特に好ましくは500
〜700℃の温度まで加熱する。この熱処理によって芳
香族系縮合ポリマーは、脱水素脱水反応をおこし、芳香
環の縮合反応によって、ポリアセン系骨格構造が形成さ
れる。得られた熱処理体を水あるいは希塩酸等で十分洗
浄することによって、熱処理体中に含まれている無機塩
を除去する。その後、これを乾燥すると不溶不融性基体
が得られる。
度は最終生成物の水素原子/炭素原子(以後H/Cと云
う)で表わされる原子数比によって表わされる。不溶不
融性基体のH/Cの値は0.05〜0.5、好ましく
は、0.15〜0.35である。不溶不融性基体のH/
Cの値が0.5より大きい場合は、ポリアセン系骨格構
造が未発達なため電気伝導度が低く好ましくない。一
方、H/Cの値が0.05より小さい場合、ドーピング
できるドーパント量が少なく好ましくない。次に該不溶
不融性基体を粉砕することによって、不溶不融性基体粉
末を得ることができる。本発明の不溶不融性基体粉末を
得るためには、当然のことながら装置の機種を選定する
ことが重要であるが、その中で一般に知られているボー
ルミル,振動ミル,ジェットミル等の微粉砕可能な装置
が好ましい。例えばボールミルによる粉砕の場合、粉砕
時間が数分〜100時間が適当であるが、その時間は得
るものによって決定すべきものである。かくして該不溶
不融性基体粉末が得られる。さらに該粉末の平均粒径は
0.1〜5.0μm、好ましくは0.1〜2.0μmで
ある。平均粒径が上限より大きい場合、該粉末を用いて
成型品とした時、実用的に十分な強度が得にくく、下限
より小さい場合、粉砕効率,粉砕時間の点から実用的で
ない。
基体粉末にPTFE系結合剤を加え、市販の混合機,ま
たは造粒機、例えばダルトン(株)製 品川ミキサー等
の混合機により混合する。このときのPTFE系結合剤
としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),
ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE),テト
ラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE),
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(FEP),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(PFA)等が挙
げられるがPTFEが特に好ましく、エマルジョンタイ
プでも粉末タイプでもよい。PTFE系結合剤量は、不
溶不融性基体粉末100重量部に対し、3〜30重量部
(固形分)が好ましい。得られた混合物を混練機により
混練する。混練機としては、二軸ローラー,ニーダー,
スクリュー押出機,らいかい機等があるが、練り作用の
行なえる装置であればなんでもよいが、二軸ローラーが
好ましい。次に得られた混練物を破砕し、顆粒状不溶不
融性基体を得る。破砕する装置は一般に知られているコ
ーヒーミル,カッティングミル等特に限定されるもので
はない。
成型を行なう。該不溶不融性基体はそのままでも成型可
能であるが、その粒径を小さくして用いることもでき
る。粒径は10〜2000μmが好ましいが、その粒径
は、成型物の形状により選択されるべきものである。成
型するための圧縮成型機は市販の打錠機を使用すること
により自動的に成型物となる。例えばロータリー型打錠
機あるいは単発式打錠機でよい。すなわち、臼部ときね
部とがあり、臼部に入った顆粒状粒子をかきとることに
より、一定量の粒子が臼部に入る。それを上下からきね
で圧縮し、抜き出すことにより、成型物、すなわち電池
用電極となる。かくして圧縮成型しやすい顆粒状粒子か
ら、2次電池用電極が得られる。
セン系骨格構造を含有する不溶不融性基体粉末とPTF
E系結合剤との混合物を混練後、破砕することによって
得られる顆粒状不溶不融性基体を用いることにより圧縮
成型が可能で、充分な強度を有する電極となる。さらに
は臼部の形状を変えることにより、板状,円板状に成型
できる。以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
比で10/25/4の割合で混合した水溶液を100m
m×2mmの型に流し込みその上にガラス板を被せ水分
が蒸発しない様にした後、約100℃の温度で1時間加
熱して硬化させた。該フェノール樹脂をシリコニット電
気炉中に入れ窒素気流下で40℃/時間の速度で昇温し
て、500℃まで熱処理を行なった。次に該熱処理物を
希塩酸で洗った後、水洗いし、その後乾燥することによ
って板状の不溶不融性基体(S1 −1)を得た。上記
(S1 −1)の不溶不融性基体を、本願の出願人の出願
に係る、特開平2−214762号公報に記載のボール
ミルで平均粒径0.5μmの不溶不融性基体粉末(S 1
−2)が得られるよう粉砕した。上記(S1 −2)の該
粉末100部に対し、PTFE系結合剤10部(固形
分)と水150部とを加え、ステンレスビーカーにて内
で混合した。 上記の混合物(S1 −3)を二軸ローラー
にて混練し、厚さ2mmの板状の混練物(S1 −4)と
した。上記(S1 −4)の混練物をあらかじめ3〜5m
m角の大きさにカットし、さらにコーヒーミルにて破砕
し、顆粒状不溶不融性基体(S1 −5)とした。上記
(S1 −5)の顆粒状不溶不融性基体を圧縮成型機にて
厚さ1mm,直径15mmφの円板状に圧縮成型を行な
った。該成型物(S1 −6)の強度を確認するため、円
板状の該成型物を10個抜き出し、直径部分から30°
の角度に曲げてみたが、10個中10個とも割れは生じ
ていず、充分な強度を有していた。 比較例 実施例(S1 −2)と同様な方法で平均粒径0.5μm
の不溶不融性基体粉体(S0 −2)を作成した。該粉末
100部に対し、PTFE30部(固形分)と、水15
0部とを加え、ステンレスビーカー内で混合した。 上記
の混合物(S 0 −3)を、混練する事無く且つ破砕する
事無く、へらで攪拌し、乾燥し、顆粒状不溶不融性基体
(S0 −5)を得た。 該基体(S0 −5)を実施例と同
様な方法で圧縮成型を行ない、該成型物の強度を10個
試験したが、10個中10個とも30°の角度に曲げる
とわれてしまった。
Claims (1)
- 【請求項1】炭素・水素および酸素から成る芳香族系縮
合ポリマーの熱処理物であって、水素原子/炭素原子の
原子比が0.05〜0.5であるポリアセン系骨格構造
を含有する不溶不融性基体粉末に、ポリテトラフルオロ
エチレン系結合剤を加え、混合・混練し、該混練物を破
砕して得られる顆粒状不溶不融性基体を圧縮成形するこ
とを特徴とする2次電池用電極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4233147A JP2723763B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 2次電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4233147A JP2723763B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 2次電池用電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0660865A JPH0660865A (ja) | 1994-03-04 |
JP2723763B2 true JP2723763B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=16950461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4233147A Expired - Lifetime JP2723763B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 2次電池用電極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2723763B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3253859B2 (ja) * | 1996-08-09 | 2002-02-04 | 東芝電池株式会社 | 非水溶媒二次電池およびその負極合剤の造粒方法 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP4233147A patent/JP2723763B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0660865A (ja) | 1994-03-04 |
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