JP2824093B2 - 有機電解質電池用電極 - Google Patents
有機電解質電池用電極Info
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Description
は、ポリアセン系骨格構造を含有する不溶不融性基体粉
末の成形体の表面に水溶性高分子を施与してなる有機電
解質電池用電極に関する。
系骨格構造を含有する不溶不融性基体に電子供与性物質
又は電子受容性物質をドーピングしたものを電極活物質
として用いる2次電池を提案している(特開昭60−1701
63号)。この電池は高性能であり薄形化、軽量化の可能
性も有しており、電極活物質の酸化安定性も高く、さら
にその成形も容易であるなど将来有望な2次電池であ
る。
願人の出願に係る特願平1−35287号に記載したよう
に、該ポリアミン系骨格構造を含有する不溶不融性基体
を粉砕し、粉末とし、該基体粉末を成型することによ
り、高性能であり、高強度な電極を用いた有機電解質電
池を開発した。
形体への電解液含浸工程、正極と負極のペアリング工
程、外装の型絞め工程からなり、それぞれの工程時間が
短縮されると、その生産性が向上する。しかし、電極活
物質であるポリアセン系骨格構造を含有する不溶不融性
基体粉末の成形体の電極は、一般に工業的に生産されて
いるMnO2等を活物質とした電池用電極に比べて、電解液
の含浸速度が遅いという問題が残されていた。
不融性基体粉末成形体の表面に水溶性高分子を施与する
ことにより上述の問題点が解決できることを見い出し本
発明を完成したものである。
の早い有機電解質電池用電極を提供するにある。
電池用電極を提供することにある。
らかとなろう。
リアセン系骨格構造を含有する不溶不融性基体粉末の成
形体より電極において、該電極の表面に水溶性高分子を
施与したことを特徴とする有機電解質電池用溶電極によ
り達成される。
不融性基体(以下ポリアセンと記す)は本発明の出願人
の出願にかかる特開昭59−3806号公報に記載されている
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。
(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
ムアルデヒド樹脂(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。
系縮合ポリカ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。
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形する。
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。
成物の水素原子/炭素原子(以後H/Cと云う)で表され
る原子数比によって表される。不溶不融性基体のH/Cの
値は0.05〜0.5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
め電気電導度が低く好ましくない。一方、H/Cの値が0.0
5より小さい場合は、炭素化が進みすぎており、電極構
成物質としての性能が低い。
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。
の不溶不融性基体粉末を得ることができる。粉砕方法と
しては、一般にボールミル法、振動ミル法等種々ある
が、粉砕後の比表面積値が600m2/g以下にならないよ
う、衝撃力の小さい粉砕方法がよい。例えばボールミル
による粉砕において、粉砕時間、ボール量、回転数を変
化させることにより、あるいは溶媒を添加することによ
り、衝撃を弱くして粉砕することができる。
い。例えばナイロンボールミルによる粉砕の場合、粉砕
時間は数分〜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。重要なことは、衝
撃力の弱い条件で比表面積値を低下させずに粒径の細か
い粉体を得ることである。
溶不融性基体粉末に導電材とバインダーを加えることに
より成膜が容易となる。導電剤は製造された電池用電極
に適切な電気伝導度を与える為に加えられる。
好ましくは10-3S/cm以上である。電気伝導度が10-5S/cm
以下の場合、電極による内部抵抗が増大し、充放電の効
率を低下させる原因となり好ましくない。
カーボンブラック、黒鉛等の炭素系のものが好ましく、
その粒径は小さければ小さいほど効果的である。導電材
として導電性高分子を用いることも可能である。導電材
の割合は不溶不融性基体粉末の電気伝導度、バインダー
の種類、成形法等の条件によって異なるが、全体量に対
して40〜2wt%必要である。
質を溶かす溶媒、例えばエチレンカーボネイト、プロピ
レンカーボネイト、γ−ブチロラクトン、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシ
ド、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロ
フラン、ジオキソラン、スルホラン等の有機溶媒に不溶
のものであれば特に限定されない。例えばSBR等のゴム
系バイダー、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂、
ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が好ま
しく、ポリ四フッ化エチレンがその中でも特に好まし
い。その混合比はその種類によって異るが全体量に対し
て20wt%以下が望ましく、混合比が20wt%を越えると電
解液が十分に電極内部に入ることができず、容量が低下
する為好ましくない。
ーを十分に混練し、成形して電極とする。
可能である。
より施与することにより、目的とする有機電解質電池用
電極が得られる。
ロース(以下CMCと記す)、メチルセルロース、ヒドロ
キシプロピルセルロースの様なセルロース系水溶性高分
子を含む半合成系水溶性高分子が好ましく、CMCがその
中でも特に好ましい。CMCを電極に施与するCMC水溶液の
濃度は0.01〜1wt%が望ましく、0.01wt%未満では、電
解液の電極への含浸速度を早める効果が低く、1wt%を
上廻ると粘性が高いため取り扱いにくく、しかも電極表
面に膜をつくり、含浸速度は逆に遅くなる。さらには、
CMC水溶液にカーボン粉末が入り、コロイド状溶液とな
っている導電性塗料の様な、CMC単独の水溶液でなくと
も、同様な効果が得られる。また塗布量はスプレー等で
施与するために、特に限定されないが少なくとも全面を
被う程度でよい。
と目的とする電極が得られるが乾燥温度は250℃以下が
望ましい。250℃以上であるとバインダーとして使用し
ているポリ四フッ化エチレンが分解する。
構造を含有する不溶不融性基体粉末の成形体に水溶性高
分子を施与することによって、電解液の含浸速度が大幅
に早くなる。
も、水溶性高分子水溶液と組合わせることにより、一般
に工業的に生産されている他の電池用電極と同等あるい
はそれ以上の生産性が得られ、該電池を製造する時間が
大幅に改善されるので工業的価値は極めて大きい。
を作った。
比で10/25/4の割合で混合した水溶液を100mm×100mm×2
mm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。
気流下で40℃/時間の速度で昇温して、500℃まで熱処
理を行った。次に該熱処理物を希塩酸で洗った後、水洗
し、その後乾燥することによって板状の不溶不融性基体
を得た。
粉末とした。該粉末に対してBET法による比表面積値を
測定したところ600m2/g以上あることを確認し、また元
素分析を行なったところ、水素原子/炭素原子の原子比
は0.24であった。
バインダーとして5部、カーボンブラックを10部加え、
該バチにより充分に混練し、2軸ローラーにて厚さ700
μmの板状成型体を得た。
A)。
調整した。このCMC水溶液をハケで上記(2)で得られ
た電極Aに塗布し、充分に乾燥した(電極B)。
LiClO4を溶解させ、約1.0mol/の溶液を調整した。こ
の溶液を電解液として電極Bに60μの滴下試験を行な
い、含浸時間を測定したところ含浸時間は3分と非常に
早かった。
いない電極Aに対し、実施例と同様に滴下試験を行なっ
たところ含浸時間は30分を要した。すなわちCMC水溶液
を電極に塗布することにより、実施例では含浸時間が1/
10になっている。
Claims (1)
- 【請求項1】ポリアセン系骨格構造を含有する不溶不融
性基体粉末の成形体よりなる電極において、該電極の表
面に水溶性高分子を施与したことを特徴とする有機電解
質電池用電極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1282412A JP2824093B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 有機電解質電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1282412A JP2824093B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 有機電解質電池用電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03145060A JPH03145060A (ja) | 1991-06-20 |
JP2824093B2 true JP2824093B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=17652075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1282412A Expired - Fee Related JP2824093B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 有機電解質電池用電極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2824093B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-30 JP JP1282412A patent/JP2824093B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH03145060A (ja) | 1991-06-20 |
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