JP2843261B2 - 電池用電極合剤の製造法 - Google Patents
電池用電極合剤の製造法Info
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Description
る電極合剤の製造法に係り、更に詳しくは、圧縮成型用
のポリアセン系構造を有する顆粒状の不溶不融性基体の
製造法に関する。
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。
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、 1.(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)電気伝導性が未だ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た目的とする形状の
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かかる、特開平2−214762
号に記載の粉末材料においても、粉末の流動性が悪く、
圧縮成型時の寸法精度が不十分である。
電池用電極合剤の有する上述の諸問題点に鑑み、鋭意研
究を重ねた結果本発明を完成したものであって、その目
的とするところは、半導性乃至導電体の電気伝導性を有
し、且つ成型性に優れた顆粒状の電池用電極合剤を提供
するにある。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。
の上記目的および利点は、炭素、水素および酸素からな
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
ン系骨格構造を有する不溶・不融性基体の粉末を、ポリ
テトラフルオロエチレン系結合剤を使用して顆粒状とな
し、該顆粒状不溶不融性基体にセルロース系結合剤を加
え混合、造粒することを特徴とする電池用電極合剤の製
造法。
溶不融性基体粉末とは、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
し、粉砕することにより得られる。
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。
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
とにより硬化成形する。
性雰囲気中で400〜800℃の温度、好ましくは45
0〜750℃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を得る。
度は最終生成物の水素原子/炭素原子(以下H/Cと云
う)で表わ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の価は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。
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
により粉砕の場合、粉砕時間が数分〜100時間が適当
であるが、その時間は粉末の粒子サイズによって決定す
べきものである。かくして該不溶不融性基体粉末がえら
れる。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。
トラフルオロエチレン系結合剤を使用して顆粒状とな
す。すなわち、ここでいう顆粒とは、結合剤により粉末
を結着してなる集合体を指すものである。この顆粒状に
する方法としては種々考えられるが例えば、(イ)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、造粒し顆粒状とする方法、(ロ)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、該混練物を破砕する方法等が挙げ
られる。
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(F
EP)、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)等があるがPTF
Eが好ましく、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10
0重量部に対し、3〜30重量部(固形分)が好まし
い。下限より少ない場合、結合剤の効果が少なく、実用
的な強度が得にくく、上限より多い場合は電解質溶液の
浸透性が悪化するため、好ましくない。
エチレン系結合剤の混合・混練は市販の混合機、または
造粒機、例えばダルトン(株)製 品川ミキサー等の混
合造粒機により実施される。造粒は、通常数分〜数時間
が好ましく、さらに好ましくは、5分〜1時間である。
下限より少ない場合は、不均一となり好ましくなく、上
限以上となる場合、時間が長くなるだけで実用的でな
い。
造粒物を乾燥した後、破砕する。乾燥は100度〜20
0度にてN 2 雰囲気下で行われ、該造粒物の水分が5%
以下となるよう乾燥され、乾燥機は市販のN 2 雰囲気下
で実施できるものであればよい。次いで破砕することに
よって顆粒状不溶不融性基体が得られる。破砕は、一般
的に知られているカッティングミル、コーヒーミル等な
んでもよく、破砕して得られる顆粒状不溶不融性基体の
平均粒子径は、1000μm以下、より好ましくは10
〜500μmであるが、その粒径は成型物の厚みにより
適宜選択されるべきものである。
合・混練を、前記市販の混合機にて実施した後さらにロ
ーラーにて混練し、シート状にしてもよい。次いで、該
混合機を乾燥した後、破砕する。乾燥は100度〜20
0度にてN 2 雰囲気下で行われ、該混練物の水分が5%
以下となるよう乾燥する。乾燥機は市販のN 2 雰囲気下
で実施できるものであればよい。次いで破砕することに
よって顆粒状とする。破砕は、一般的に知られているカ
ッティングミル、コーヒーミル等なんでもよく、破砕し
て得られる顆粒状不溶不融性基体の平均粒子径は、10
00μm以下、より好ましくは10〜500μmである
が、その粒径は成型物の厚みにより適宜選択すればよ
い。
剤を加え、混合・造粒される。混合・造粒は、前途の市
販の混合機または造粒機にて実施される。セルロース系
結合剤は、該顆粒状基体に対して、0.5〜5%が好ま
しく、さらに好ましくは、1〜3%である。上限より大
きい場合、該顆粒状基体を用いて成型品とした時、実用
的な強度が得にくく、下限より小さい場合、該顆粒状基
体の流動性が悪化し、均一な厚みの成型品が得にくく、
好ましくない。かくして本発明によれば、圧縮成型用顆
粒状不溶不融性基体を製造することができる。
状不溶不融性基体は、ポリアセン系骨格構造を有する不
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・造粒して得られた顆粒状不溶不融性
基体にセルロース系結合剤を加えることによって圧縮成
型時の顆粒状基体の流動性が向上し、圧縮成型体の厚み
の均一性が向上するため、2次電池用電極合剤として使
用できる。
する。
作った。水溶性レゾール(役60%濃度)/塩化亜鉛/
水を重量比で10/25/4の割合で混合した水溶液を
100mm×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を得た。
願の出願人の出願にかかる、特開平2−214762号
に記載のボールミルで平均粒径0.5μmの不溶不融性
基体粉末が得られるよう粉砕した。
し、PTFE系結合剤20部(固形分)と水150部と
を加え、ステンレスビーカーにて混合した後、ダルトン
(株)製品川ミキサーにて造粒した。該混合物を150
℃にて乾燥して顆粒状基体を得た。この時の平均粒径は
0.8mmであった。
100部に対し、あらかじめメチルセルロース1部を水
150部に溶解しておいたメチルセルロース水溶液を加
え、ステンレスビーカーにて混合した後、ダルトン
(株)製品川ミキサーにて造粒した該造粒物を150℃
にて乾燥して顆粒状基体を得た。この時の粒子径は1.
0mmであった。
を圧縮成型機にて厚さ3mm、直径15mmφの円板状
に圧縮成型を行った。圧縮成型時の、ホッパーから臼部
への落下流動性を測定したところ750cc/minの
降下速度を示し、圧縮成型物の厚みは、平均値が3.0
0mm、標準偏差が0.013mmであった。又、電解
液(1Mのテトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニ
ウムのプロピレンカーボネート液)30mgを滴下して
求めた吸液時間は4分であった。
平均粒径0.5μmの不溶不融性基体粉末を作った。該
粉末100部に対し、PTFE系結合剤20部及び水1
50部とを混合し、造粒を行ない乾燥した。実施例1
(5)と同様に成型し、厚みを測定した結果、平均値は
1.00mm、標準偏差0.035mmであり、大きい
バラツキとなってしまった。これは該顆粒状粒子が軟ら
かく、流動性が悪かったために、成型機の臼部への供給
が不十分であったためである。
平均粒径0.5μmの不溶不融性基体粉末を作った。該
粉末100部に対し、PTFE系結合剤20部(固形
分)と、あらかじめメチルセルロース1部を水150部
に溶解しておいたメチルセルロース溶液とを加え混合し
た後、ダルトン(株)製 品川ミキサーにて造粒した。
該造粒物を150℃にて乾燥して、顆粒状基体を得た。
この時の平均粒径は1.1mmであった。 該顆粒状基
体を圧縮成型機にて厚さ3mm、直径15mmφの円板
状に圧縮成型を行った。圧縮成型時ホッパーから臼部へ
の落下流動性を測定したところ、150cc/minの
降下速度を示し、圧縮成型物の厚みは平均径3.05m
m、標準偏差0.020であった。又、電解液(1Mの
テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウムのプロ
ピレンカーボネート液)30mgを滴下して求めた吸液
時間は10分であった。
平均粒径0.5μmの不溶不融性基体粉末を作った。該
粉末100部に対し、PTFE系結合剤6部(固形分)
と水150部とを加え、ステンレスビーカー内で混合し
た。上記の混合物を二軸ローラーにて混練し、厚さ2m
mの板状の混練物とした。該混練物をあらかじめ3〜5
mm角の大きさにカットし、さらにコーヒーミルにて破
砕し、平均粒子径200μmの顆粒状不溶不融性基体と
した。上記顆粒状不溶不融性基体100部に対し、あら
かじめメチルセルロース1部を水150部に溶解してお
いたメチルセルロース水溶液を加え、ステンレスビーカ
ーにて混合した後、ダルトン(株)製 品川ミキサーに
て造粒した該造粒物を150℃にて乾燥して顆粒状基体
を得た。この時の粒子径は300μmであった。上記の
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った。圧縮成型
時、ホッパーから臼部への落下流動性を測定した結果3
50cc/minの降下速度を示し、圧縮成型物の厚み
は、平均値が1.02mm、標準偏差は0.016mm
であった。又、電解液(1Mのテトラフルオロホウ酸テ
トラエチルアンモニウムのプロピレンカーボネート液)
30mgを滴下して求めた吸液時間は5分であった。
mの不溶不融性基体粉末を作成した。該粉末100部に
対し、PTFE30部(固形分)と、あらかじめメチル
セルロース1部を水150部に溶解しておいたメチルセ
ルロース水溶液とを加え、ステンレスビーカー内で混合
した。上記混合物を実施例2と同様に二軸ローラーにて
混練し、厚さ2mmの板状の混練物とした後、あらかじ
め3〜5mm角の大きさにカットし、さらにコーヒーミ
ルにて破砕し、平均粒子径300μmの顆粒状不溶不融
性基体を得た。得られた顆粒状基体を圧縮成型機にて、
実施例2と同様な評価をした結果、流動性はホッパー降
下速度70cc/min、圧縮成型物の厚みは、平均値
が1.00mm、標準偏差は0.036mmであった。
又、電解液(1Mのテトラフルオロホウ酸テトラエチル
アンモニウムのプロピレンカーボネート液)30mgを
滴下して求めた吸液時間は12分であった。
Claims (3)
- 【請求項1】 炭素、水素および酸素からなる芳香族系
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
造を有する不溶不融性基体の粉末を、ポリテトラフルオ
ロエチレン系結合剤を使用して顆粒状となし、該顆粒状
不溶不融性基体にセルロース系結合剤を加え混合、造粒
することを特徴とする電池用電極合剤の製造法。 - 【請求項2】 顆粒状不溶不融性基体が、不溶不融性基
体の粉末に、ポリテトラフルオロエチレン系結合剤を加
え、混合、造粒して得られたものである請求項1記載の
電池用電極合剤の製造法。 - 【請求項3】 顆粒状不溶不融性基体が、不溶不融性基
体の粉末に、ポリテトラフルオロエチレン系結合剤を加
え、混合、混練して混練物となし、該混練物を破砕して
得られたものである請求項1記載の電池用電極合剤の製
造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6216582A JP2843261B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 電池用電極合剤の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6216582A JP2843261B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 電池用電極合剤の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0864208A JPH0864208A (ja) | 1996-03-08 |
JP2843261B2 true JP2843261B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=16690680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6216582A Expired - Lifetime JP2843261B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 電池用電極合剤の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2843261B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5278277B2 (ja) * | 2009-10-15 | 2013-09-04 | トヨタ自動車株式会社 | 二軸連続混練機、及びそれを用いた電池の製造方法 |
-
1994
- 1994-08-17 JP JP6216582A patent/JP2843261B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0864208A (ja) | 1996-03-08 |
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