JP6125265B2 - 積層型導電シート、その製造方法、集電体およびバイポーラ電池 - Google Patents
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Description
具体的には、積層型導電シート1を、例えば、バイポーラ電池(双極型電池)の集電体として用いることができる。
(熱可塑性樹脂を含有する樹脂含有シート)
カーボンブラック(EC300J 平均粒子径39.5μm ライオン社製)16質量部、SIBS(SIBSTAR072T カネカ社製)84質量部をドライブレンドし、ラボブラストミルにて、170℃、30rpmで30分混練し、混練体を得た。
(熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を含有する樹脂含有シート)
カーボンブラック(EC300J 平均粒子径39.5μm ライオン社製)16質量部、エポキシ樹脂(YSLV−80XY ビスフェノールF型エポキシ樹脂 新日鐵化学社製)26質量部、フェノール樹脂(MEH7851SS 明和化成社製)25質量部、SIBS(SIBSTAR072T カネカ社製)33質量部をドライブレンドし、ラボブラストミルにて、170℃、30rpmで30分混練した後、樹脂温度が120℃になったことを確認した後、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(2PHZ−PW 触媒(硬化促進剤) 四国化成社製)0.5質量部を添加し、ラボブラストミルにて、120℃、30rpmで、10分間混練し、混練体を得た。
(熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を含有する樹脂含有シート)
カーボンブラック(EC300J 平均粒子径39.5μm ライオン社製)18質量部、黒鉛(JB−5 鱗状 最大長さの平均値50μm 日本黒鉛社製)42質量部、エポキシ樹脂(YSLV−80XY ビスフェノールF型エポキシ樹脂 新日鐵化学社製)13質量部、フェノール樹脂(MEH7851SS 明和化成社製)14質量部、SIBS(SIBSTAR072T カネカ社製)13質量部をドライブレンドし、ラボブラストミルにて、170℃、30rpmで、30分間混練した後、樹脂温度が120℃になったことを確認した後、触媒(2PHZ−PW 四国化成社製)0.5質量部を添加し、ラボブラストミルにて120℃、30rpm、10分混練し、Bステージの混練体を得た。
(熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を含有する樹脂含有シート)
銅粉(HWQ−20 球状 平均粒子径20μm 福田金属箔粉工業社製)93質量部、エポキシ樹脂(YSLV−80XY ビスフェノールF型エポキシ樹脂 新日鐵化学社製)2質量部、フェノール樹脂(MEH7851SS 明和化成社製)2質量部、SIBS(SIBSTAR072T カネカ社製)3質量部をドライブレンドし、ラボブラストミルにて170℃/30rpm/30分混練した後、樹脂温度が120℃になったことを確認した後、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(2PHZ−PW 触媒(硬化促進剤) 四国化成社製)0.5質量部を添加し、ラボブラストミルにて120℃/30rpm/10分混練し、Bステージの混練体を得た。
(支持基板:ステンレス/導電層:銅)
支持基板としてSUS304H−TA(ステンレス箔、厚み50μm、新日鐵マテリアルズ社製)を準備した。なお、支持基板の表面および裏面には、不導体からなる厚み5nmの剥離層が形成されていた。
硫酸(和光純薬社製) 180g/L
塩素(和光純薬社製) 40mg/L (塩素イオン含有)
有機添加物 3mL/L
(日本エレクトロプレーティングエンジニヤーズ社製
CC−1220)
次いで、電解銅めっき液に、陰極として支持基板と、陽極として銅板とを浸漬し、電解液温度25℃、電流密度1.3A/dm2の条件で、電解銅めっき液をバブリングしながら、電解銅めっきを実施して、表2に記載の厚みの導電層を支持基板の表側(および裏側)に形成した(図5(a)参照)。詳しくは、支持基板の表側の剥離層の表面、および、支持基板の裏側の剥離層の裏面に、導電層を形成した。
(支持基板:アルミニウム/導電層:銅)
支持基板として、SUS304H−TA(ステンレス箔)に代えて、アルミニウム箔(竹内金属粉工業社製)を準備した以外は、製造例1と同様に処理して、表2に記載の厚みの導電層を支持基板の表側(および裏側)に形成した。
(導電層の転写)
樹脂含有シート(作製例A〜D)と支持基板付導電層(作製例1および2)とをそれぞれ準備した(図5(b)参照)。具体的には、導電層を樹脂含有シートの表側に対向配置した。
ポリアミドイミド100質量部、カーボンブラック20質量部、および、n−メチルピロリドン700質量部を含有するワニスを調製した。続いて、ワニスを、支持基板付導電層(作製例1)の表面に塗布して塗膜を形成し、その後、塗膜を、100℃で10分間加熱して乾燥させ、続いて、250℃で30分間加熱して硬化させた。これにより、樹脂含有層と導電層とを積層した(図4参照)。
ポリアミドイミド100質量部に代えてポリイミド100質量部を用い、塗膜の加熱(硬化)温度を、250℃から350℃に変更し、また、加熱(硬化)時間を30分間から60分間に変更した以外は、実施例7と同様に処理して、積層型導電シートを作製した。
(導電層の直接形成)
硫酸銅(日鉱金属社製)、硫酸(和光純薬社製)、塩素(和光純薬社製)、有機添加物(日本エレクトロプレーティングエンジニヤーズ社製 CC−1220)を、下記濃度となるように水に配合して、電解銅めっき液を調製した。
硫酸(和光純薬社製) 180g/L
塩素(和光純薬社製) 40mg/L (塩素イオン含有)
有機添加物 3mL/L
(日本エレクトロプレーティングエンジニヤーズ社製
CC−1220)
次いで、電解銅めっき液に、陰極として、作製例Cで作製した樹脂含有シート(図6(a)参照)と、陽極として銅板とを浸漬し、電解液温度25℃、電流密度1.3A/dm2の条件で、電解銅めっき液をバブリングしながら、電解銅めっきを実施して、表2に記載の厚みの導電層を樹脂含有シートの表面に形成した(図6(b)参照)。
(外観評価)
積層型導電シートの外観を目視で観察し、下記の基準で評価した。その結果を表2に示す。
光学顕微鏡およびSEMにて、導電層の表面を観察した。その結果を表2に示す。また、実施例3のSEM写真および比較例3の光学顕微鏡のCCD写真をそれぞれ、図8および図9に示す。
まず、積層型導電シートを3×3cmの大きさに裁断した。
2 支持基板
3 導電層
4 樹脂含有シート
4’樹脂含有層
6 集電体
10バイポーラ電池
12電極
14正極
15負極
Claims (16)
- 支持基板を準備する工程、
剥離層を、前記支持基板の前記厚み方向一方面に形成する工程、
導電層を前記剥離層の厚み方向一方面に形成する工程、および、
前記導電層を、樹脂を含有する樹脂含有層の少なくとも厚み方向一方面に転写する工程
を備えることを特徴とする、集電体の製造方法。 - 前記剥離層は、金属酸化物および/または不動態からなることを特徴とする、請求項1に記載の集電体の製造方法。
- 前記樹脂含有層が、導電性であることを特徴とする、請求項1または2に記載の集電体の製造方法。
- 支持基板を準備する工程、
導電層を前記支持基板の厚み方向一方側に形成する工程、および、
前記導電層を、樹脂を含有する樹脂含有層の少なくとも厚み方向一方面に転写する工程
を備え、
前記樹脂含有層が、導電性であることを特徴とする、集電体の製造方法。 - 前記支持基板の前記厚み方向一方面には、剥離層が形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の集電体の製造方法。
- 前記剥離層は、金属酸化物および/または不動態からなることを特徴とする、請求項5に記載の集電体の製造方法。
- 前記導電層を前記樹脂含有層に転写する工程は、
前記樹脂含有層を樹脂含有シートとして準備する工程、および、
準備した前記樹脂含有シートと前記導電層とを積層する工程
を備えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の集電体の製造方法。 - 前記導電層を前記樹脂含有層に転写する工程は、前記樹脂含有層を、樹脂を含有するワニスを前記導電層に塗布することにより、形成する工程を備えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の集電体の製造方法。
- 前記導電層を前記支持基板の前記厚み方向一方側に形成する工程では、前記導電層をめっきにより形成することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の集電体の製造方法。
- 前記支持基板は、ステンレスまたはアルミニウムからなることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の集電体の製造方法。
- 前記導電層の厚みが、0.1μm以上5μm以下であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の集電体の製造方法。
- 前記樹脂は、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂であることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の集電体の製造方法。
- 前記樹脂含有層が、導電フィラーをさらに含有することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の集電体の製造方法。
- 互いに間隔を隔てて複数設けられる電極と、
各前記電極間に配置される電解質層とを備えるバイポーラ電池の製造方法であり、
前記複数の電極の少なくとも1つは、
請求項1〜13のいずれか一項に記載の集電体の製造方法により得られる集電体を用意する工程、
正極を前記集電体の厚み方向一方面に積層する工程と、
負極を前記集電体の厚み方向他方面に積層する工程とを備えることを特徴とする、バイポーラ電池の製造方法。 - リチウムイオン二次電池の製造方法として用いられることを特徴とする、請求項14に記載のバイポーラ電池の製造方法。
- 前記正極が、リチウム化合物を含有し、
前記電解質層が、リチウム塩を含有することを特徴とする、請求項15に記載のバイポーラ電池の製造方法。
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