JP7280564B2 - Carbon nanotube electrode and electricity storage device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、カーボンナノチューブ電極及びこれを用いた蓄電デバイスに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carbon nanotube electrode and an electric storage device using the same.

カーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴと称呼される。）は、従来のグラファイトやダイヤモンド等の材料にない特異な性質から、種々の技術分野に利用することが検討されている。例えば、ＣＮＴを、蓄電デバイスの電極材料に利用することが検討されている。 BACKGROUND ART Carbon nanotubes (hereinafter referred to as CNTs) are being studied for their use in various technical fields due to their unique properties not found in conventional materials such as graphite and diamond. For example, the use of CNTs as an electrode material for electrical storage devices is under study.

特許文献１は、集電体と、集電体の表面に一体化され多数のＣＮＴを抄紙成型したシートからなるカーボンナノチューブ層とを備えた電気二重層キャパシタ用電極を、開示している。特許文献２は、集電体と、電気泳動法による電着により集電体の表面に一体化された多数のＣＮＴからなるカーボンナノチューブ層とを備えた電気二重層キャパシタ用電極を、開示している。 Patent Literature 1 discloses an electrode for an electric double layer capacitor that includes a current collector and a carbon nanotube layer that is integrated with the surface of the current collector and made of a sheet formed by paper-making a large number of CNTs. Patent Document 2 discloses an electrode for an electric double layer capacitor comprising a current collector and a carbon nanotube layer composed of a large number of CNTs integrated on the surface of the current collector by electrophoretic electrodeposition. there is

特開２０１０－８７３０２号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-87302 特開２００９－７６５１４号公報JP 2009-76514 A

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載のカーボンナノチューブ電極は、カーボンナノチューブ層を構成する多数のＣＮＴがランダムに配向している。ＣＮＴは、短軸方向に比べて長軸方向の電気伝導性がかなり優れていることが知られており、カーボンナノチューブ層を構成する多数のＣＮＴがランダムに配向していると、その優れた長軸方向の電気伝導性を十分に生かしきれない。このため、特許文献１及び特許文献２に記載のカーボンナノチューブ電極では、電極の抵抗が大きくなってしまう可能性がある。 However, in the carbon nanotube electrodes described in Patent Documents 1 and 2, a large number of CNTs forming the carbon nanotube layer are randomly oriented. CNTs are known to have much better electrical conductivity in the long-axis direction than in the short-axis direction. The electrical conductivity in the axial direction cannot be fully utilized. Therefore, in the carbon nanotube electrodes described in Patent Documents 1 and 2, the electrode resistance may increase.

更に、特許文献１及び特許文献２に記載のカーボンナノチューブ電極は、カーボンナノチューブ層を構成する多数のＣＮＴがランダムに配向していることにより、カーボンナノチューブ層の集電体に対する接触面が粗い形状になってしまう。このため、カーボンナノチューブ層と（平坦な）集電体の表面との接触面積が小さくなるので、カーボンナノチューブ層の集電体の表面に対する密着性が低下してしまう。 Furthermore, in the carbon nanotube electrodes described in Patent Documents 1 and 2, a large number of CNTs constituting the carbon nanotube layer are randomly oriented, so that the contact surface of the carbon nanotube layer with respect to the current collector has a rough shape. turn into. As a result, the contact area between the carbon nanotube layer and the surface of the (flat) current collector is reduced, and the adhesion of the carbon nanotube layer to the surface of the current collector is reduced.

本発明は上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、電極の抵抗を低減できると共に、集電体の表面に対する密着性を向上することができるカーボンナノチューブ電極（以下、「本発明カーボンナノチューブ電極」と称呼される場合がある。）及びこれを用いた蓄電デバイス（以下、「本発明蓄電デバイス」と称呼される場合がある。）を提供することにある。
The present invention has been made to address the above-mentioned problems. That is, one of the objects of the present invention is to provide a carbon nanotube electrode (hereinafter referred to as the "carbon nanotube electrode of the present invention") capable of reducing electrode resistance and improving adhesion to the surface of a current collector. ) and an electricity storage device using the same (hereinafter sometimes referred to as "the electricity storage device of the present invention" ) .

上述の課題を解決するために、
本発明カーボンナノチューブ電極は、
導電性を有する導電性金属で構成された集電体と、
前記集電体の表面上に設けられたカーボンナノチューブ層と、
を含み、
前記カーボンナノチューブ層は、
前記集電体の表面に平行に配向した複数のカーボンナノチューブを含み、
前記集電体は、前記カーボンナノチューブ層が形成されていない露出部からなる端子部を含み、
前記複数のカーボンナノチューブは、長軸方向の一端が、前記端子部と前記カーボンナノチューブ層との境界にて、前記境界に沿う方向である端子部垂直方向に並ぶように並置されるとともに、前記境界から前記端子部が延びる方向である端子部平行方向に配向した部分を有するカーボンナノチューブ電極であって、
前記カーボンナノチューブ層は、
前記集電体に流れる電流の方向のうち円弧状の電流経路を流れる電流の方向に沿うように、一方向に配向した複数のカーボンナノチューブからなるＣＮＴシートの両端を折り曲げて略Ｕ字状の平面形状を有するように構成された折り曲げＣＮＴシートを有する。
In order to solve the above problems,
The carbon nanotube electrode of the present invention is
a current collector made of a conductive metal having electrical conductivity;
a carbon nanotube layer provided on the surface of the current collector;
including
The carbon nanotube layer is
including a plurality of carbon nanotubes aligned parallel to the surface of the current collector;
the current collector includes a terminal portion consisting of an exposed portion where the carbon nanotube layer is not formed;
The plurality of carbon nanotubes are arranged side by side so that one end in the long axis direction is aligned in a direction perpendicular to the terminal portion, which is a direction along the boundary, at a boundary between the terminal portion and the carbon nanotube layer. A carbon nanotube electrode having a portion oriented in a direction parallel to the terminal portion, which is the direction in which the terminal portion extends from
The carbon nanotube layer is
Both ends of a CNT sheet made of a plurality of carbon nanotubes oriented in one direction along the direction of the current flowing through the arc-shaped current path of the current collector are bent to form a substantially U-shaped plane. It has a folded CNT sheet configured to have a shape .

本発明カーボンナノチューブ電極の一態様において、
前記複数のカーボンナノチューブは、ファンデルワールス力により束化したカーボンナノチューブ束になっている。 In one aspect of the carbon nanotube electrode of the present invention,
The plurality of carbon nanotubes form a carbon nanotube bundle bundled by van der Waals force.

本発明カーボンナノチューブ電極の一態様において、
前記複数のカーボンナノチューブは、前記カーボンナノチューブ束が一方向に延びた長繊維状の長繊維カーボンナノチューブ束になっている。 In one aspect of the carbon nanotube electrode of the present invention,
The plurality of carbon nanotubes form a long fiber carbon nanotube bundle in which the carbon nanotube bundle extends in one direction.

本発明カーボンナノチューブ電極の一態様において、
複数の前記長繊維カーボンナノチューブ束が、前記カーボンナノチューブ層の厚さ方向に重ねられている。 In one aspect of the carbon nanotube electrode of the present invention,
A plurality of the long-fiber carbon nanotube bundles are stacked in the thickness direction of the carbon nanotube layer.

本発明蓄電デバイスは、
カーボンナノチューブ電極を含む蓄電デバイスであって、
前記カーボンナノチューブ電極は、
導電性を有する導電性金属で構成された集電体と、
前記集電体の表面上に設けられ、前記集電体の表面に平行に配向した複数のカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ層と、
を含み、
前記集電体は、前記カーボンナノチューブ層が形成されていない露出部からなる端子部を含み、
前記複数のカーボンナノチューブは、長軸方向の一端が、前記端子部と前記カーボンナノチューブ層との境界にて、前記境界に沿う方向である端子部垂直方向に並ぶように並置されるとともに、前記境界から前記端子部が延びる方向である端子部平行方向に配向した部分を有し、
前記カーボンナノチューブ層は、
前記集電体に流れる電流の方向のうち円弧状の電流経路を流れる電流の方向に沿うように、一方向に配向した複数のカーボンナノチューブからなるＣＮＴシートの両端を折り曲げて略Ｕ字状の平面形状を有するように構成された折り曲げＣＮＴシートを有する。
The electricity storage device of the present invention is
An electrical storage device comprising a carbon nanotube electrode,
The carbon nanotube electrode is
a current collector made of a conductive metal having electrical conductivity;
a carbon nanotube layer provided on the surface of the current collector and containing a plurality of carbon nanotubes aligned parallel to the surface of the current collector ;
including
the current collector includes a terminal portion consisting of an exposed portion where the carbon nanotube layer is not formed;
The plurality of carbon nanotubes are arranged side by side so that one end in the long axis direction is aligned in a direction perpendicular to the terminal portion, which is a direction along the boundary, at a boundary between the terminal portion and the carbon nanotube layer. has a portion oriented in a direction parallel to the terminal portion, which is the direction in which the terminal portion extends from
The carbon nanotube layer is
A CNT sheet made of a plurality of carbon nanotubes oriented in one direction along the direction of the current flowing through the arc-shaped current path among the directions of the current flowing through the current collector is bent at both ends to form a substantially U-shaped plane. It has a folded CNT sheet configured to have a shape .

本発明によれば、電極の抵抗を低減できると共に、集電体の表面に対する密着性を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resistance of an electrode can be reduced and the adhesiveness with respect to the surface of a collector can be improved.

図１は、本発明の第１実施形態に係るカーボンナノチューブ電極の構成例を示す平面図及びＳＥＭ像である。FIG. 1 is a plan view and an SEM image showing a configuration example of a carbon nanotube electrode according to a first embodiment of the present invention. 図２は、図１の線Ｉ－Ｉ’に沿った概略断面図及びＳＥＭ像である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view and SEM image along line I-I' of FIG. 図３は、カーボンナノチューブシートの製造方法を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method for producing a carbon nanotube sheet. 図４は、カーボンナノチューブシートの製造方法を説明するための写真である。FIG. 4 is a photograph for explaining a method for producing a carbon nanotube sheet. 図５は、本発明の第２実施形態に係るカーボンナノチューブ電極の構成例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a configuration example of the carbon nanotube electrode according to the second embodiment of the present invention. 図６は、コンピュータの演算によるシミュレーションによって得られた集電体の電流密度分布図である。FIG. 6 is a current density distribution diagram of a current collector obtained by a computer simulation. 図７は、実施例で用いたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置の構成を説明するための概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the configuration of a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus used in the examples. 図８は、実施例で用いたＣＶＤ装置の石英管内の配置を説明するための概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the arrangement inside the quartz tube of the CVD apparatus used in the example. 図９は、ＣＮＴアレイ付き基板を作製するときの温度プロファイル及び圧力プロファイルを示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the temperature profile and pressure profile when producing a substrate with a CNT array. 図１０は、実施例１で作製したＣＮＴアレイ付き基板の写真である。10 is a photograph of a substrate with a CNT array produced in Example 1. FIG. 図１１は、実施例１で作製したカーボンナノチューブシートの作製方法を説明するための写真である。FIG. 11 is a photograph for explaining a method for producing the carbon nanotube sheet produced in Example 1. FIG. 図１２は、実施例１で作製したカーボンナノチューブシートの写真である。12 is a photograph of the carbon nanotube sheet produced in Example 1. FIG. 図１３は、実施例１のカーボンナノチューブ電極の写真である。13 is a photograph of the carbon nanotube electrode of Example 1. FIG. 図１４は、比較例１のカーボンナノチューブ電極の写真である。14 is a photograph of the carbon nanotube electrode of Comparative Example 1. FIG. 図１５は、実施例１及び比較例１のカーボンナノチューブ電極の断面の一部のＳＥＭ像である。FIG. 15 is a SEM image of a part of the cross section of the carbon nanotube electrode of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 図１６は、密着性評価試験を説明するための写真である。FIG. 16 is a photograph for explaining the adhesion evaluation test. 図１７は、密着性評価結果を説明するための写真である。FIG. 17 is a photograph for explaining the adhesion evaluation results. 図１８は、体積抵抗率の測定方法を説明するための概略図である。FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a method of measuring volume resistivity. 図１９は、体積抵抗率の測定方法を説明するための概略図である。FIG. 19 is a schematic diagram for explaining a method for measuring volume resistivity. 図２０は、実施例１のカーボンナノチューブ電極の一部のＳＥＭ像である。20 is a SEM image of a portion of the carbon nanotube electrode of Example 1. FIG.

以下、本発明の各実施形態に係るカーボンナノチューブ電極について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。 A carbon nanotube electrode according to each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in all the drawings of the embodiment, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts.

＜＜第１実施形態＞＞
本発明の第１実施形態に係るカーボンナノチューブ電極は、例えば、蓄電デバイス（例えば、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池等）の電極（正極、負極）等に好適に用いることができる。 <<First Embodiment>>
The carbon nanotube electrode according to the first embodiment of the present invention can be suitably used, for example, as electrodes (positive and negative electrodes) of electric storage devices (eg, lithium ion capacitors, lithium ion secondary batteries, etc.).

＜カーボンナノチューブ電極の構成＞
図１及び図２は、カーボンナノチューブ電極の構成例を示す。図１に示されるように、カーボンナノチューブ電極は、端子部１０ａと電極部１０ｂとを有する。端子部１０ａは、カーボンナノチューブ層１２（以下、「ＣＮＴ層１２」と称呼される。）が形成されていない集電体１１が露出された露出部で構成されており、外部に電流を取り出すために設けられている。 <Structure of carbon nanotube electrode>
1 and 2 show configuration examples of carbon nanotube electrodes. As shown in FIG. 1, the carbon nanotube electrode has a terminal portion 10a and an electrode portion 10b. The terminal portion 10a is composed of an exposed portion where the current collector 11 is exposed without the carbon nanotube layer 12 (hereinafter referred to as "CNT layer 12") formed thereon, and is used for extracting current to the outside. is provided in

電極部１０ｂは、例えば、矩形状の平面形状を有する。図２に示されるように、電極部１０ｂは、集電体１１と、集電体１１の一主面及び他主面のそれぞれに設けられたＣＮＴ層１２とを有する。尚、図示は省略するが、電極部１０ｂは、集電体１１の一主面のみに、ＣＮＴ層１２を有するようにしてもよい。 The electrode part 10b has, for example, a rectangular planar shape. As shown in FIG. 2, the electrode portion 10b has a current collector 11 and CNT layers 12 provided on one main surface and the other main surface of the current collector 11, respectively. Although illustration is omitted, the electrode portion 10b may have the CNT layer 12 only on one main surface of the current collector 11 .

（集電体）
集電体１１は、導電性を有する導電性金属（導電性金属基材）で構成され、例えば、箔状の導電性金属（導電性金属箔）である。集電体１１としては、例えば、蓄電デバイスの電極（集電体）に好適な銅（Ｃｕ）箔又はアルミニウム（Ａｌ）箔等を用いることが好ましい。なお、集電体１１は、多孔質であってもよい。 (current collector)
The current collector 11 is made of a conductive metal having conductivity (conductive metal substrate), and is, for example, a foil-shaped conductive metal (conductive metal foil). As the current collector 11, for example, it is preferable to use a copper (Cu) foil or an aluminum (Al) foil suitable for an electrode (collector) of an electricity storage device. Note that the current collector 11 may be porous.

（ＣＮＴ層）
集電体１１の一主面及び他主面のそれぞれに形成されたＣＮＴ層１２は、集電体１１の表面に対して平行、且つ、ＣＮＴ層１２の面内方向のうち一つの方向（一つの配向方向）に配向した複数のＣＮＴを含む。本例において、ＣＮＴは、例えば、多層カーボンナノチューブ（以下、「多層ＣＮＴ」と称呼される。）である。多層ＣＮＴは、複数のチューブ状のグラフェンシートが同心円状に配置された構造を有するカーボンナノチューブである。なお、ＣＮＴは、単層カーボンナノチューブ（以下、「単層ＣＮＴ」と称呼される。）であってもよく、多層ＣＮＴ及び単層ＣＮＴの両方であってもよい。単層ＣＮＴは、１層のチューブ状のグラフェンシートで構成されたカーボンナノチューブである。 (CNT layer)
The CNT layers 12 formed on each of the one main surface and the other main surface of the current collector 11 are parallel to the surface of the current collector 11 and in one direction (one direction) of the in-plane directions of the CNT layer 12 . It contains a plurality of CNTs aligned in one alignment direction). In this example, the CNT is, for example, a multi-walled carbon nanotube (hereinafter referred to as "multi-walled CNT"). A multi-walled CNT is a carbon nanotube having a structure in which a plurality of tubular graphene sheets are concentrically arranged. The CNTs may be single-walled carbon nanotubes (hereinafter referred to as "single-walled CNTs") or both multi-walled CNTs and single-walled CNTs. A single-walled CNT is a carbon nanotube composed of a single-layer tubular graphene sheet.

ＣＮＴ層１２を構成するＣＮＴは、複数のＣＮＴが束化（バンドル化）することにより、ＣＮＴ束を形成している。なお、ＣＮＴ束を構成する複数のＣＮＴの各ＣＮＴ間には、ファンデルワールス力が作用しており、これにより、複数のＣＮＴが一つの束を形成している。更に、複数のＣＮＴ束は、一方向に連結して長繊維化することにより一方向に延びた長繊維状のＣＮＴ束の集合体１２ａ（以下、「長繊維ＣＮＴ束１２ａ」と称呼される。図２の領域Ｒ１の構造の一例を示す写真Ｂ１を参照。）を形成している。長繊維ＣＮＴ束１２ａは複数形成され、厚さ方向に重なっている（積層されている。）。なお、長繊維ＣＮＴ束１２ａは、一方向に延びた一つの連続したＣＮＴ束で構成されてもよい。 The CNTs forming the CNT layer 12 form a CNT bundle by bundling a plurality of CNTs. Note that van der Waals forces act between the CNTs of the plurality of CNTs forming the CNT bundle, whereby the plurality of CNTs form one bundle. Further, a plurality of CNT bundles are connected in one direction to form long fibers, thereby forming an aggregate 12a of long-fiber-like CNT bundles extending in one direction (hereinafter referred to as "long-fiber CNT bundles 12a"). See photograph B1 showing an example of the structure of region R1 in FIG. A plurality of long-fiber CNT bundles 12a are formed and overlapped (stacked) in the thickness direction. The long-fiber CNT bundle 12a may be composed of one continuous CNT bundle extending in one direction.

複数の長繊維ＣＮＴ束１２ａは、ＣＮＴ層１２の厚さ方向（集電体１１の表面の法線方向）に重ねられ（積層され）、集電体１１の表面に対して平行な方向且つＣＮＴ層１２の面内方向のうち一つの方向（上述の一つの配向方向）に配向している。本例において、複数の長繊維ＣＮＴ束１２ａは、集電体１１の表面に対して平行な方向、且つ、ＣＮＴ層１２の面内方向のうち一つの方向（本例において、矢印Ｇ１に示される電極部１０ｂの長手方向に沿う方向）に配向している。この電極部１０ｂの長手方向は、端子部１０ａと電極部１０ｂとの境界から端子部１０ａが延びる方向（以下、「端子部平行方向」と称呼される。）に平行な方向でもある。なお、複数の長繊維ＣＮＴ束１２ａを構成する複数のＣＮＴ束及びＣＮＴ束を構成する複数のＣＮＴも、長繊維ＣＮＴ束１２ａと同じ方向に配向している。 The plurality of long-fiber CNT bundles 12a are superimposed (laminated) in the thickness direction of the CNT layer 12 (the normal direction of the surface of the current collector 11), and the direction parallel to the surface of the current collector 11 and the CNT It is oriented in one of the in-plane directions of the layer 12 (the one orientation direction described above). In this example, the plurality of long-fiber CNT bundles 12a are arranged in one of the directions parallel to the surface of the current collector 11 and the in-plane direction of the CNT layer 12 (in this example, indicated by arrow G1 direction along the longitudinal direction of the electrode portion 10b). The longitudinal direction of the electrode portion 10b is also a direction parallel to the direction in which the terminal portion 10a extends from the boundary between the terminal portion 10a and the electrode portion 10b (hereinafter referred to as the "terminal portion parallel direction"). The plurality of CNT bundles forming the plurality of long-fiber CNT bundles 12a and the plurality of CNTs forming the CNT bundles are also oriented in the same direction as the long-fiber CNT bundles 12a.

更に、複数の長繊維ＣＮＴ束１２ａの長軸方向の一端が、端子部１０ａと電極部１０ｂとの境界に、境界に沿う方向（本例において、端子部平行方向に直交する方向（以下、「端子部直交方向」）に）に並ぶように並置されていることが好ましい（図１の領域Ｒ２の構成の一例を示す写真Ｂ２を参照。）。換言すると、複数のＣＮＴ束及びＣＮＴ束を構成する複数のＣＮＴの長軸方向の一端が、端子部１０ａと電極部１０ｂとの境界に沿う方向に並ぶように並置されていることが好ましい。 Furthermore, one end of the plurality of long-fiber CNT bundles 12a in the longitudinal direction is attached to the boundary between the terminal portion 10a and the electrode portion 10b in a direction along the boundary (in this example, a direction perpendicular to the direction parallel to the terminal portion (hereinafter referred to as " It is preferable that they are arranged side by side in the direction perpendicular to the terminal portion") (see photograph B2 showing an example of the configuration of region R2 in FIG. 1). In other words, the plurality of CNT bundles and one end of the plurality of CNTs forming the CNT bundles in the longitudinal direction are preferably arranged side by side in the direction along the boundary between the terminal portion 10a and the electrode portion 10b.

これにより、端子部１０ａと電極部１０ｂの集電体１１との間を、集中的に流れる電流の方向に対して、電気伝導性の高いＣＮＴの長軸が沿うように配置される。従って、端子部１０ａと電極部１０ｂの集電体１１との間を、集中的に流れる電流による抵抗の上昇を抑制できる。 As a result, the major axis of the CNT having high electrical conductivity is arranged along the direction of the current flowing intensively between the terminal portion 10a and the current collector 11 of the electrode portion 10b. Therefore, it is possible to suppress an increase in resistance due to current flowing intensively between the terminal portion 10a and the current collector 11 of the electrode portion 10b.

このような構成のＣＮＴ層１２は、より具体的には、例えば、集電体１１に密着された、カーボンナノチューブシート（以下、「ＣＮＴシート」と称呼される。）で構成されている。 More specifically, the CNT layer 12 having such a structure is composed of, for example, a carbon nanotube sheet (hereinafter referred to as “CNT sheet”) adhered to the current collector 11 .

（ＣＮＴシート）
ＣＮＴシートは、一方向に配向された複数のＣＮＴからなるシート状のカーボンナノチューブ集合体である。ＣＮＴシートは、例えば、次のように作製できる。 (CNT sheet)
A CNT sheet is a sheet-like carbon nanotube aggregate composed of a plurality of unidirectionally oriented CNTs. A CNT sheet can be produced, for example, as follows.

図３に示されるように、基板２１上に垂直（法線方向）に配向して成長させた高密度の複数のＣＮＴからなるＣＮＴの集合体２２（以下、「ＣＮＴアレイ２２」と称呼される。）を用意する。このようなＣＮＴアレイ２２は周知であり、特開２００９－１９６８７３号公報、特開２０１５－６３４６２号公報等に開示されている。なお、ＣＮＴアレイ２２を構成する複数のＣＮＴの１本１本のＣＮＴ間にはファンデルワールス力が作用しており束化している。 As shown in FIG. 3, a CNT aggregate 22 (hereinafter referred to as "CNT array 22") consisting of a plurality of high-density CNTs grown vertically (normal direction) on a substrate 21. ) are prepared. Such a CNT array 22 is well known and disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-196873, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2015-63462, and the like. Note that van der Waals forces act between individual CNTs of the plurality of CNTs forming the CNT array 22 to bundle them.

そして、ＣＮＴアレイ２２の一部をつまみ、矢印Ｇ２に示される基板２１の主面に対して平行な方向に引き出す。これにより、複数のＣＮＴ束１２ａ１が一方向（矢印Ｇ２に示される方向）に連続的に連結しながら基板２１から引き抜かれ一方向に延びた長繊維ＣＮＴ束１２ａを形成すると共に、複数の長繊維ＣＮＴ束１２ａが一方向に配向した状態でシート状に束ねられることにより、シート状の長繊維ＣＮＴ束１２ａの集合体２３（以下、「ＣＮＴウェブ２３」と称呼される。）が形成される（図４の写真Ｂ３を参照。）。なお、このＣＮＴウェブの形成工程は、繊維を長い糸に加工する工程に似ているため「紡績又はＣＮＴ紡績」とも称呼されている。 Then, a part of the CNT array 22 is picked up and pulled out in a direction parallel to the main surface of the substrate 21 indicated by the arrow G2. As a result, the plurality of CNT bundles 12a1 are pulled out from the substrate 21 while being continuously connected in one direction (the direction indicated by the arrow G2) to form the long fiber CNT bundle 12a extending in one direction. By bundling the CNT bundles 12a into a sheet while oriented in one direction, an aggregate 23 of the sheet-like long-fiber CNT bundles 12a (hereinafter referred to as "CNT web 23") is formed ( See photo B3 in Figure 4). The CNT web forming process is also called "spinning or CNT spinning" because it resembles the process of processing fibers into long threads.

更に、このＣＮＴウェブ２３を長繊維ＣＮＴ束１２ａの配向方向と略垂直な方向に複数重ねる（積層する）ことにより、一方向に配向された複数の長繊維ＣＮＴ束１２ａからなるＣＮＴシートが得られる。なお、このＣＮＴシートは、複数の長繊維ＣＮＴ束１２ａを構成する複数のＣＮＴ束及びＣＮＴ束を構成する複数のＣＮＴも、複数の長繊維ＣＮＴ束１２ａの配向方向と同一の一方向に配向している。このＣＮＴシートでは、ＣＮＴシートを構成するＣＮＴがファンデルワールス力だけで結合されている。 Furthermore, by stacking (laminating) a plurality of these CNT webs 23 in a direction substantially perpendicular to the orientation direction of the long-fiber CNT bundles 12a, a CNT sheet composed of a plurality of unidirectionally oriented long-fiber CNT bundles 12a is obtained. . In this CNT sheet, the plurality of CNT bundles constituting the plurality of long-fiber CNT bundles 12a and the plurality of CNTs constituting the CNT bundles are oriented in the same direction as the orientation direction of the plurality of long-fiber CNT bundles 12a. ing. In this CNT sheet, CNTs forming the CNT sheet are bonded only by van der Waals force.

＜カーボンナノチューブ電極の製造方法＞
上述のカーボンナノチューブ電極は、以下に説明するように作製できる。まず、上述の方法にて、ＣＮＴシートを製造する。次に、ＣＮＴシートを所定の形状（電極部１０ｂの平面形状と同じ形状）に切り出す。次に、集電体１１の一主面及び他主面のそれぞれの所定領域（電極部１０ｂ形成領域）に、切り出したＣＮＴシートを配置し、プレス機等を用いて、ＣＮＴシートを集電体１１に圧着する。これにより、上述のカーボンナノチューブ電極を作製できる。 <Method for producing carbon nanotube electrode>
The carbon nanotube electrodes described above can be made as described below. First, a CNT sheet is produced by the method described above. Next, the CNT sheet is cut into a predetermined shape (the same shape as the planar shape of the electrode portion 10b). Next, the cut CNT sheets are placed in respective predetermined regions (electrode part 10b forming regions) of one main surface and the other main surface of the current collector 11, and the CNT sheets are cut into current collectors using a press machine or the like. 11. Thereby, the carbon nanotube electrode described above can be produced.

＜効果＞
本発明の第１実施形態に係るカーボンナノチューブ電極によれば、複数のＣＮＴが集電体１１の表面に平行に配向している。これにより、例えばＣＮＴが垂直方向又はランダムに配向したＣＮＴ層１２の面内方向の電気伝導性に比べて、ＣＮＴ層１２の面内方向の電気伝導性を向上できるので、集電体１１に電流が流れるときのＣＮＴ層１２による抵抗の上昇を抑制できる。その結果、本発明の第１実施形態に係るカーボンナノチューブ電極は、電極の抵抗を低減することができる。 <effect>
According to the carbon nanotube electrode according to the first embodiment of the present invention, multiple CNTs are oriented parallel to the surface of the current collector 11 . As a result, the electrical conductivity in the in-plane direction of the CNT layer 12 can be improved, for example, compared to the electrical conductivity in the in-plane direction of the CNT layer 12 in which the CNTs are oriented vertically or randomly. It is possible to suppress an increase in resistance due to the CNT layer 12 when the current flows. As a result, the carbon nanotube electrode according to the first embodiment of the present invention can reduce electrode resistance.

更に、本発明の第１実施形態に係るカーボンナノチューブ電極によれば、複数のＣＮＴがＣＮＴ層１２の面内方向のうち一つの方向（一つの配向方向）に更に配向している。このＣＮＴの一つの配向方向は、集電体１１の表面の面内方向であって電流が流れる方向のうちの少なくとも一つの方向に沿っており、且つ、ＣＮＴの配向方向のＣＮＴ層１２の電気伝導性は高い。これにより、集電体１１を電流が流れるときのＣＮＴ層１２による抵抗の上昇を抑制できる。その結果、本発明の第１実施形態に係るカーボンナノチューブ電極は、電極の抵抗を更に低減することができる。 Furthermore, according to the carbon nanotube electrode according to the first embodiment of the present invention, the plurality of CNTs are further oriented in one of the in-plane directions of the CNT layer 12 (one orientation direction). The one orientation direction of the CNTs is along at least one of the in-plane directions of the surface of the current collector 11 and the direction in which the current flows, and the electric current of the CNT layer 12 in the orientation direction of the CNTs. High conductivity. This can suppress an increase in resistance due to the CNT layer 12 when current flows through the current collector 11 . As a result, the carbon nanotube electrode according to the first embodiment of the present invention can further reduce the resistance of the electrode.

更に、本発明の第１実施形態に係るカーボンナノチューブ電極によれば、ＣＮＴ層１２を構成する複数のＣＮＴが集電体１１の表面に平行に配向している。これにより、ＣＮＴ層１２と集電体１１の表面との接触面積が大きくなり、その結果、本発明の第１実施形態に係るカーボンナノチューブ電極は、ＣＮＴ層１２の集電体１１に対する密着性を向上することができる。 Furthermore, according to the carbon nanotube electrode according to the first embodiment of the present invention, the plurality of CNTs forming the CNT layer 12 are oriented parallel to the surface of the current collector 11 . As a result, the contact area between the CNT layer 12 and the surface of the current collector 11 increases, and as a result, the carbon nanotube electrode according to the first embodiment of the present invention improves the adhesion of the CNT layer 12 to the current collector 11. can be improved.

＜＜第２実施形態＞＞
次に、本発明の第２実施形態に係るカーボンナノチューブ電極について図面を参照しながら説明する。第２実施形態に係るカーボンナノチューブ電極は、ＣＮＴ層１２を構成するＣＮＴのＣＮＴ層１２の面内方向の配向方向が、第１実施形態のＣＮＴ層１２を構成するＣＮＴのＣＮＴ層１２の面内方向の配向方向と異なる点のみにおいて、第１実施形態に係るカーボンナノチューブ電極と相違する。
以下この相違点を中心として説明する。 <<Second Embodiment>>
Next, a carbon nanotube electrode according to a second embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the carbon nanotube electrode according to the second embodiment, the orientation direction of the CNTs constituting the CNT layer 12 in the in-plane direction of the CNT layer 12 is the in-plane direction of the CNTs constituting the CNT layer 12 of the first embodiment. It is different from the carbon nanotube electrode according to the first embodiment only in that it differs from the orientation direction of the direction.
This difference will be mainly described below.

図５は対向する正極３０及び負極４０の構成を示す平面図である。正極３０及び負極４０は、それぞれ第２実施形態に係るカーボンナノチューブ電極で構成されている。 FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the positive electrode 30 and the negative electrode 40 facing each other. The positive electrode 30 and the negative electrode 40 are each composed of the carbon nanotube electrode according to the second embodiment.

図５に示されるように、正極３０を構成した第２実施形態に係るカーボンナノチューブ電極のＣＮＴ層１２を構成する複数のＣＮＴは、集電体１１の表面に対して平行、且つ、ＣＮＴ層１２の面内方向のうち互いに方向が異なる複数の方向（複数の配向方向。矢印Ｐ１を参照。）に配向している。 As shown in FIG. 5, the plurality of CNTs constituting the CNT layer 12 of the carbon nanotube electrode according to the second embodiment that constitutes the positive electrode 30 are parallel to the surface of the current collector 11 and the CNT layer 12 are oriented in a plurality of directions different from each other (a plurality of orientation directions; see arrow P1) among the in-plane directions.

更に、ＣＮＴ層１２の面内方向のうちの複数の配向方向の少なくとも一つ（本例において、全部）が、集電体１１の面内方向にて、複数の円弧上の電流経路を流れる電流の方向（図６の矢印Ｐ１１を参照。）の少なくとも一つの方向に沿っている。なお、図６に示される電流密度分布図は、ソフトウェア（ＳＴＡＲ－ＣＣＭ＋）を用いたコンピュータの演算によって、正極３０及び負極４０間に電位差を与えた場合のシミュレーションを行った結果である。図６では、シミュレーション結果に基づいて、正極３０（集電体１１）の面内方向の電流の流れる方向を矢印Ｐ１１にて示している。 Furthermore, at least one of the plurality of orientation directions (in this example, all) among the in-plane directions of the CNT layer 12 is the in-plane direction of the current collector 11, and the current flowing through the current paths in the form of a plurality of arcs. (see arrow P11 in FIG. 6). The current density distribution diagram shown in FIG. 6 is the result of a simulation performed when a potential difference is applied between the positive electrode 30 and the negative electrode 40 by computer calculation using software (STAR-CCM+). In FIG. 6, the arrow P11 indicates the direction in which the current flows in the in-plane direction of the positive electrode 30 (current collector 11) based on the simulation results.

従って、ＣＮＴ層１２を構成するＣＮＴの配向方向（矢印Ｐ１）が、集電体１１の面内方向の電流の流れる方向（電流経路）（矢印Ｐ１１）により多く沿うようになり、且つ、ＣＮＴ層１２のＣＮＴの配向方向の電気伝導性は高い。これにより、集電体１１を電流が流れるときのＣＮＴ層１２による抵抗の上昇を抑制することができる。なお、図示は省略するが、負極４０は正極３０と同様の構成を有する。 Therefore, the orientation direction (arrow P1) of the CNTs constituting the CNT layer 12 is more along the direction of current flow (current path) (arrow P11) in the in-plane direction of the current collector 11, and the CNT layer The electrical conductivity in the orientation direction of 12 CNTs is high. Thereby, it is possible to suppress an increase in resistance due to the CNT layer 12 when current flows through the current collector 11 . Although illustration is omitted, the negative electrode 40 has the same configuration as the positive electrode 30 .

このようなＣＮＴ層１２は、より具体的には、例えば、集電体１１の表面を敷き詰めるように配置され、且つ、集電体１１の表面に密着された長方形状の複数のＣＮＴシート５２及び長方形のＣＮＴシートを折り曲げた複数のＣＮＴシート５２（以下「折り曲げＣＮＴシート５２ａ」と称呼される。）で構成されている。 More specifically, such a CNT layer 12 is, for example, a plurality of rectangular CNT sheets 52 arranged so as to cover the surface of the current collector 11 and adhered to the surface of the current collector 11; It is composed of a plurality of CNT sheets 52 (hereinafter referred to as "folded CNT sheets 52a") obtained by folding a rectangular CNT sheet.

ＣＮＴシート５２は、第１実施形態で説明したＣＮＴシートを長方形状に切り出した長方形状のＣＮＴシートである。長方形状のＣＮＴシート５２では、矢印Ｐ１に示される一方向に長繊維ＣＮＴ束（ＣＮＴ束及びＣＮＴ）が配向されている。折り曲げＣＮＴシート５２ａは、長方形状に切り出したＣＮＴシートの両端を折り曲げることにより作製された略Ｕ字状の平面形状を有するＣＮＴシートである。 The CNT sheet 52 is a rectangular CNT sheet obtained by cutting the CNT sheet described in the first embodiment into a rectangular shape. In the rectangular CNT sheet 52, long-fiber CNT bundles (CNT bundles and CNTs) are oriented in one direction indicated by arrow P1. The folded CNT sheet 52a is a CNT sheet having a substantially U-shaped planar shape produced by folding both ends of a CNT sheet cut into a rectangular shape.

折り曲げＣＮＴシート５２ａでは、矢印Ｐ１に示すように略Ｕ字状に長繊維ＣＮＴ束（ＣＮＴ束及びＣＮＴ）が配向されている。これらの長方形状のＣＮＴシート５２及び折り曲げＣＮＴシート５２ａが、図６の集電体１１の電流密度分布（電流経路）に対応するように、集電体１１の表面に密着されている。集電体１１の表面に密着されたこれらのＣＮＴシート５２及び折り曲げＣＮＴシート５２ａにより、ＣＮＴ層１２が構成される。 In the folded CNT sheet 52a, long-fiber CNT bundles (CNT bundles and CNTs) are oriented in a substantially U-shape as indicated by arrow P1. These rectangular CNT sheet 52 and folded CNT sheet 52a are adhered to the surface of the current collector 11 so as to correspond to the current density distribution (current path) of the current collector 11 in FIG. The CNT layer 12 is composed of the CNT sheet 52 and the folded CNT sheet 52a adhered to the surface of the current collector 11 .

＜カーボンナノチューブ電極の製造方法＞
上述のカーボンナノチューブ電極は、以下に説明するように作製できる。まず、第１実施形態で説明した方法によりＣＮＴシートを製造する。次に、ＣＮＴシートを長方形状に切り出すことにより、長方形状のＣＮＴシート５２を作製する。更に、長方形状のＣＮＴシート５２の両端を折り曲げることにより、折り曲げＣＮＴシート５２ａを作製する。 <Method for producing carbon nanotube electrode>
The carbon nanotube electrodes described above can be made as described below. First, a CNT sheet is manufactured by the method described in the first embodiment. Next, a rectangular CNT sheet 52 is produced by cutting the CNT sheet into a rectangular shape. Furthermore, by folding both ends of the rectangular CNT sheet 52, a folded CNT sheet 52a is produced.

次に、複数の長方形状のＣＮＴシート５２及び折り曲げＣＮＴシートを、図６に示される電流密度分布（電流経路）に対応するように、集電体１１の表面に配置し、集電体１１の表面をＣＮＴシート５２及び折り曲げＣＮＴシート５２ａで敷き詰める。その後、プレス機等を用いて敷き詰めたＣＮＴシート５２及び折り曲げＣＮＴシート５２ａを集電体１１の表面に圧着する。これにより、上述のカーボンナノチューブ電極を作製できる。 Next, a plurality of rectangular CNT sheets 52 and folded CNT sheets are arranged on the surface of the current collector 11 so as to correspond to the current density distribution (current path) shown in FIG. The surface is covered with the CNT sheet 52 and the folded CNT sheet 52a. After that, the spread CNT sheet 52 and the folded CNT sheet 52a are press-bonded to the surface of the current collector 11 using a press machine or the like. Thereby, the carbon nanotube electrode described above can be produced.

＜効果＞
本発明の第２実施形態に係るカーボンナノチューブ電極によれば、ＣＮＴ層１２を構成する複数のＣＮＴがＣＮＴ層１２の面内方向のうち複数の方向（複数の配向方向）に配向している。更に、ＣＮＴの複数の配向方向の少なくとも一つ（本例において、全部）が、集電体１１の面内方向であって、集電体１１に流れる電流の方向のうちの少なくとも一つの方向に沿っている。これにより、集電体１１を電流が流れるときのＣＮＴ層１２による抵抗の上昇を更に抑制でき、その結果、本発明の第２実施形態に係るカーボンナノチューブ電極は、電極の抵抗を更に低減することができる。 <effect>
According to the carbon nanotube electrode according to the second embodiment of the present invention, the plurality of CNTs forming the CNT layer 12 are oriented in a plurality of in-plane directions (a plurality of orientation directions) of the CNT layer 12 . Furthermore, at least one of the plurality of orientation directions of the CNTs (all in this example) is the in-plane direction of the current collector 11 and at least one of the directions of the current flowing through the current collector 11. Along. This can further suppress the increase in resistance due to the CNT layer 12 when current flows through the current collector 11, and as a result, the carbon nanotube electrode according to the second embodiment of the present invention can further reduce the resistance of the electrode. can be done.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited only to these examples.

＜実施例１＞
（ＣＶＤ装置）
まず、実施例１のＣＮＴ電極の作製に用いたＣＶＤ装置の構成について説明する。図７はこのＣＶＤ装置の構成を示す。図７に示されるように、ＣＶＤ装置は、石英管（反応管）６１と、電気炉６２と、ガス供給部６３と、圧力調整バルブ６４と、排気部６５と、制御部６６と、を備える。 <Example 1>
(CVD equipment)
First, the configuration of the CVD apparatus used for producing the CNT electrode of Example 1 will be described. FIG. 7 shows the configuration of this CVD apparatus. As shown in FIG. 7, the CVD apparatus includes a quartz tube (reaction tube) 61, an electric furnace 62, a gas supply section 63, a pressure control valve 64, an exhaust section 65, and a control section 66. .

石英管６１は、内部でＣＶＤ反応を生じさせる反応管であり、その両端（一端及び多端）が電気炉６２内から外部につきでるように、電気炉６２内に配置されている。石英管６１の一端には、ガス供給部６３が接続され、石英管６１の他端には、圧力調整バルブ６４及び排気部６５が接続されている。 The quartz tube 61 is a reaction tube that causes a CVD reaction inside, and is arranged inside the electric furnace 62 so that both ends (one end and the other end) of the quartz tube 61 protrude from the inside of the electric furnace 62 to the outside. A gas supply section 63 is connected to one end of the quartz tube 61 , and a pressure control valve 64 and an exhaust section 65 are connected to the other end of the quartz tube 61 .

電気炉６２は、ヒータ６２ａと、温度検出部（本実施例において、熱電対（図示省略））とを備える。ヒータ６２ａは、電気炉６２内の石英管６１を加熱できるように、石英管６１の周囲に配設されている。温度検出部は、石英管６１（石英管６１内）の温度を検出するために、電気炉６２内の石英管６１の近傍に配設されている。 The electric furnace 62 includes a heater 62a and a temperature detector (thermocouple (not shown) in this embodiment). The heater 62 a is arranged around the quartz tube 61 so as to heat the quartz tube 61 in the electric furnace 62 . The temperature detection unit is arranged near the quartz tube 61 inside the electric furnace 62 in order to detect the temperature of the quartz tube 61 (inside the quartz tube 61).

ガス供給部６３は、石英管６１内にガスを供給する。圧力調整バルブ６４は、ガス供給部６３から供給されるガスの圧力を調整する。排気部６５は、石英管６１内にガスを供給する前に、石英管６１内を真空排気するために設けられている。本実施例において、排気部６５は、ロータリーポンプである。 The gas supply unit 63 supplies gas into the quartz tube 61 . The pressure adjustment valve 64 adjusts the pressure of gas supplied from the gas supply section 63 . The exhaust unit 65 is provided to evacuate the inside of the quartz tube 61 before supplying the gas into the quartz tube 61 . In this embodiment, the exhaust section 65 is a rotary pump.

制御部６６は、ヒータ６２ａ及び温度検出部に接続されている。制御部６６は、温度検出部の検出値に基づき、石英管６１の温度（石英管６１の内部の温度）が所望の温度になるように、ヒータ６２ａの通電を制御する。 The controller 66 is connected to the heater 62a and the temperature detector. The control unit 66 controls energization of the heater 62a so that the temperature of the quartz tube 61 (temperature inside the quartz tube 61) reaches a desired temperature based on the value detected by the temperature detection unit.

更に、制御部６６は、ガス供給部６３、圧力調整バルブ６４及び排気部６５に接続されている。制御部６６は、石英管６１内を流通するガス流量及び石英管６１内の圧力が所望の大きさになるように、ガス供給部６３、圧力調整バルブ６４及び排気部６５の作動を制御する。 Furthermore, the control section 66 is connected to the gas supply section 63 , the pressure control valve 64 and the exhaust section 65 . The control unit 66 controls the operations of the gas supply unit 63, the pressure control valve 64, and the exhaust unit 65 so that the flow rate of the gas flowing through the quartz tube 61 and the pressure inside the quartz tube 61 are at desired levels.

（ＣＮＴ作製工程）
ＣＮＴ作製工程では、まずこのＣＶＤ装置を用いて、基板上にＣＮＴ層を形成した。 (CNT production process)
In the CNT production process, first, a CNT layer was formed on a substrate using this CVD apparatus.

基板としては、表面酸化処理を行ったシリコン基板（Ｓｉ基板（市販品）、基板サイズ：１０ｍｍ×１０ｍｍ）を用いた。 As the substrate, a silicon substrate (Si substrate (commercially available), substrate size: 10 mm×10 mm) subjected to surface oxidation treatment was used.

図８に示すように、Ｓｉ基板（上記シリコン基板）７０及び触媒用粉末７１（塩化鉄（ＦｅＣｌ２）粒子の粉体）をＳｉ基板７０上に触媒用粉末７１を載置した状態で、ＣＶＤ装置の石英管６１内の所定位置（図８に示す位置）に、配置した。 As shown in FIG. 8, a Si substrate (the above-described silicon substrate) 70 and catalyst powder 71 (powder of iron chloride (FeCl 2 ) particles) are placed on the Si substrate 70, and then a CVD process is performed. It was arranged at a predetermined position (the position shown in FIG. 8) inside the quartz tube 61 of the device.

図９にＣＮＴ作製工程における圧力プロファイル（線ａ１）及び温度プロファイル（線ｂ１）を示す。具体的には、最初に、石英管６１内の圧力が所定の真空度（１０Ｔｏｒｒ以下）になるまで真空引きを行なった。次に、ヒータ６２ａによる加熱により石英管６１の温度が８２０℃（ＣＮＴ合成（成長）に適した温度）になるまで一定の昇温速度で温度を上昇させた。これにより、触媒用粉末７１を昇華させた。 FIG. 9 shows a pressure profile (line a1) and a temperature profile (line b1) in the CNT fabrication process. Specifically, first, the quartz tube 61 was evacuated until the pressure inside the quartz tube 61 reached a predetermined degree of vacuum (10 Torr or less). Next, the temperature of the quartz tube 61 was raised at a constant heating rate until the temperature of the quartz tube 61 reached 820° C. (a temperature suitable for CNT synthesis (growth)) by heating with the heater 62a. As a result, the catalyst powder 71 was sublimated.

その後、温度が８２０℃に達した時に、アセチレンガス（Ｃ２Ｈ２ガス）を、２００ｓｃｃｍのガス流量で、石英管６１内に流入させ、それと同時に圧力調整器（圧力調整バルブ６４の開度の調整）により、石英管６１内の圧力を１０Ｔｏｒｒに調整した。 After that, when the temperature reaches 820° C., acetylene gas (C 2 H 2 gas) is flowed into the quartz tube 61 at a gas flow rate of 200 sccm, and at the same time, the opening of the pressure regulator (pressure control valve 64 is adjustment), the pressure in the quartz tube 61 was adjusted to 10 Torr.

その後、石英管６１内の圧力を１０Ｔｏｒｒに保ちつつ、アセチレンガスの流入を１０分間継続した。これにより、昇華させた触媒用粉末７１とアセチレンガスとが気相反応して、Ｓｉ基板７０上にＣＮＴが成長し、図１０に示されるように、Ｓｉ基板７０上に基板の面に対して垂直に配向したＣＮＴアレイ２２が形成される。 After that, while maintaining the pressure in the quartz tube 61 at 10 Torr, the inflow of acetylene gas was continued for 10 minutes. As a result, the sublimated catalyst powder 71 and the acetylene gas undergo a vapor phase reaction to grow CNTs on the Si substrate 70, and as shown in FIG. A vertically aligned CNT array 22 is formed.

その後、アセチレンガスの供給を停止し、降温させるとともに石英管６１内のガス排気を行なった。その後、石英管６１の温度が室温程度になるまで冷却（放置冷却）した。そして、石英管６１内の真空度を大気圧に戻し、ワーク（ＣＮＴアレイ付き基板８０）を回収した。 After that, the supply of acetylene gas was stopped, the temperature was lowered, and the gas in the quartz tube 61 was exhausted. Thereafter, the quartz tube 61 was cooled (standing cooling) until the temperature of the quartz tube 61 reached about room temperature. Then, the degree of vacuum inside the quartz tube 61 was returned to the atmospheric pressure, and the work (the substrate 80 with the CNT array) was recovered.

（ＣＮＴシート形成工程）
作製したＣＮＴアレイ付き基板８０を用いて、以下に説明するように、ＣＮＴシートを作製した。 (CNT sheet forming process)
Using the manufactured substrate 80 with a CNT array, a CNT sheet was manufactured as described below.

（ＣＮＴの引き出し（ＣＮＴ紡績））
まず、図１１の写真Ｂ４に示されるように、ＣＮＴアレイ付き基板８０のＣＮＴアレイ２２の側面の一部をピンセットでつまんで水平方向にひっぱることにより、ＣＮＴウェブ２３を引き出し、巻取装置９０の回転部（回転軸）に巻き付けた下敷き（支持体）としての円筒状の紙９１に引っ掛けた。 (CNT withdrawal (CNT spinning))
First, as shown in photograph B4 of FIG. It was hooked on a cylindrical paper 91 as an underlay (support) wrapped around the rotating part (rotating shaft).

（シート化）
次に、巻取装置９０を１ｍ／分の巻取速度で動作させ（回転させ）ることにより、ＣＮＴウェブ２３を円筒状の紙９１に巻き付けた。これにより、ＣＮＴウェブ２３が複数積層された状態で、紙９１に巻き付けられる。 (sheeting)
Next, the CNT web 23 was wound around the cylindrical paper 91 by operating (rotating) the winding device 90 at a winding speed of 1 m/min. As a result, the CNT web 23 is wound around the paper 91 in a state in which a plurality of CNT webs 23 are laminated.

次に、図１１の写真Ｂ５に示されるように、ＣＮＴアレイ付き基板８０のＣＮＴアレイ２２がなくなった（Ｓｉ基板７０の一主面上のＣＮＴアレイ２２が全てＳｉ基板７０から剥離された）時点で、紙９１に巻き付けられた、ＣＮＴウェブ２３が複数積層された積層体９３を紙９１ごと回収した。 Next, as shown in the photograph B5 of FIG. 11, when the CNT array 22 of the substrate 80 with the CNT array disappeared (the CNT array 22 on one main surface of the Si substrate 70 was all peeled off from the Si substrate 70). , a laminated body 93 in which a plurality of CNT webs 23 are laminated and wrapped around the paper 91 is recovered together with the paper 91 .

次に、円筒状の積層体９３を紙９１ごと軸方向に沿って切って、積層体９３を展開した。これにより、図１２に示されるＣＮＴシートを作製した。 Next, the cylindrical laminated body 93 was cut along the axial direction together with the paper 91, and the laminated body 93 was developed. Thus, a CNT sheet shown in FIG. 12 was produced.

（電極作製工程）
図１３の写真Ｂ６に示されるように、所定の平面形状に切り出されたアルミニウム箔（集電体）を用意した。アルミニウム箔の形状寸法は、厚さ３０μｍ、端子部の大きさ：縦１０ｍｍ×横１５ｍｍ（１５０ｍｍ２）、電極部形成領域の大きさ：縦４５ｍｍ×横３５ｍｍ(面積：１５７５ｍｍ２)である。次に、ＣＮＴシートをアルミニウム箔の矩形の平面形状の電極部形成領域と同じ平面形状に切り出した。なお、ＣＮＴシートの切り出しは、アルミニウム箔上に圧着させるＣＮＴの配向方向を考慮して行なった。 (Electrode manufacturing process)
As shown in photograph B6 of FIG. 13, an aluminum foil (current collector) cut into a predetermined planar shape was prepared. The dimensions of the aluminum foil were 30 μm in thickness, 10 mm long×15 mm wide (150 mm 2 ) for the terminal portion, and 45 mm long×35 mm wide (area: 1575 mm 2 ) for forming the electrode portion. Next, the CNT sheet was cut into the same planar shape as the rectangular planar electrode forming region of the aluminum foil. The CNT sheet was cut out in consideration of the direction of orientation of the CNTs to be crimped onto the aluminum foil.

次に、切り出したＣＮＴシートをアルミニウム箔の電極部形成領域に重ねた状態で、ハンドプレス機（（（株）東洋精機製作所製、mini test press-10）を用いて、３ｋｇ／ｃｍ２で加重をかけることにより、ＣＮＴシートをアルミニウム箔の電極部形成領域に圧着した。これにより、アルミニウム箔上にＣＮＴ層が形成された実施例１のカーボンナノチューブ電極（図１３の写真Ｂ７）を作製した。このＣＮＴ層は、ＣＮＴが一方向（端子部平行方向）に配向したＣＮＴシートで構成されているので、ＣＮＴ層のＣＮＴは、アルミニウム箔の表面に平行に配向し、且つ、ＣＮＴ層の面内方向のうち一つの方向（端子部平行方向）に配向されている。 Next, in a state where the cut CNT sheet is superimposed on the electrode portion forming area of the aluminum foil, a hand press machine (mini test press-10 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) is used to apply a weight of 3 kg / cm 2 . The CNT sheet was press-bonded to the electrode part forming region of the aluminum foil by applying a pressure, thereby producing the carbon nanotube electrode of Example 1 (photograph B7 in FIG. 13) in which the CNT layer was formed on the aluminum foil. Since this CNT layer is composed of a CNT sheet in which the CNTs are oriented in one direction (the direction parallel to the terminal portion), the CNTs of the CNT layer are oriented parallel to the surface of the aluminum foil, and It is oriented in one of the directions (the direction parallel to the terminal portion).

＜比較例１＞
（ＣＮＴ作製工程）
実施例１と同様にして、ＣＮＴアレイ付き基板８０を作製した。 <Comparative Example 1>
(CNT production process)
A substrate 80 with a CNT array was produced in the same manner as in Example 1.

（ＣＮＴ混錬、圧着工程）
作製したＣＮＴアレイ付き基板８０から、ＣＮＴアレイ２２をピンセットにて剥ぎ取り、剥ぎ取ったＣＮＴアレイ２２をすり鉢に投入した。 (CNT kneading, crimping process)
The CNT array 22 was peeled off from the manufactured substrate 80 with the CNT array with tweezers, and the peeled CNT array 22 was put into a mortar.

次に、すり鉢内でＣＮＴアレイ２２を混錬することによりＣＮＴアレイ２２を砕いた。そして、ＣＮＴアレイ２２が砕かれることにより配向性を失った砕片状のＣＮＴの集合体を、実施例１と同様の平面形状に切り出した図１４の写真Ｂ８に示されるアルミニウム箔の電極部形成領域にシート状に堆積させた。 Next, the CNT array 22 was crushed by kneading the CNT array 22 in a mortar. Then, an aggregate of fragment-like CNTs that have lost their orientation due to the crushing of the CNT array 22 is cut into a planar shape similar to that of Example 1, and the electrode part forming region of the aluminum foil shown in the photograph B8 of FIG. deposited in a sheet form.

次に、シート状に堆積させた砕片状のＣＮＴの集合体をアルミニウム箔の矩形の平面形状の電極部形成領域に重ねた状態で、ハンドプレス機（（（株）東洋精機製作所製、mini test press-10）を用いて、３ｋｇ／ｃｍ２で加重をかけた。これにより、薄膜状に堆積させた砕片状のＣＮＴの集合体をアルミニウム箔の電極部形成領域に圧着した。これにより、アルミニウム箔上にＣＮＴ層が形成された比較例１のカーボンナノチューブ電極（図１４の写真Ｂ９）を作製した。このＣＮＴ層は配向性を失った砕片状のＣＮＴの集合体で構成されているので、ＣＮＴ層のＣＮＴがランダムに配向されている。 Next, in a state in which an aggregate of fragment-like CNTs deposited in a sheet shape is superimposed on a rectangular planar electrode portion forming region of aluminum foil, a hand press machine (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., mini test A press-10) was used to apply a load of 3 kg/cm 2 , thereby crimping the thin-film-deposited fragment-like CNT aggregates onto the electrode-forming region of the aluminum foil. A carbon nanotube electrode (photograph B9 in FIG. 14) was produced in which a CNT layer was formed on a foil of Comparative Example 1. Since this CNT layer is composed of aggregates of fragment-like CNTs that have lost their orientation, The CNTs of the CNT layer are randomly oriented.

（評価）
作製した実施例１及び比較例１のカーボンナノチューブ電極について、次の評価を行った。 (evaluation)
The carbon nanotube electrodes produced in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated as follows.

（ＣＮＴの密着性の評価）
（アルミニウム箔とＣＮＴ層との界面の観察）
超高分解能分析走査電子顕微鏡（(株)日立ハイテクノロジーズ、ＳＵ－７０）を用いて、実施例１のカーボンナノチューブ電極の領域Ｒ１１（図１３を参照。）の断面及び比較例１のカーボンナノチューブ電極の領域Ｒ２１（図１４を参照。）の断面をＳＥＭ観察した。そのときのＳＥＭ像を図１５に示す。 (Evaluation of adhesion of CNT)
(Observation of interface between aluminum foil and CNT layer)
Using an ultra-high resolution analytical scanning electron microscope (Hitachi High-Technologies Corporation, SU-70), the cross section of the region R11 (see FIG. 13) of the carbon nanotube electrode of Example 1 and the carbon nanotube electrode of Comparative Example 1 SEM observation of the cross section of the region R21 (see FIG. 14). A SEM image at that time is shown in FIG.

（密着性評価試験）
図１６の写真Ｂ１０に示されるように、平面形状が円形であること以外は、実施例１と同様のカーボンナノチューブ電極を作製した。平面形状が円形であること以外は、比較例１と同様のカーボンナノチューブ電極を作製した。これを図１６の写真Ｂ１１に示されるように、ビーカ中にいれたエタノール内に浸漬させ、浸漬させた状態で１日放置した。そして、放置後、目視により、アルミニウム箔上のＣＮＴ層の形成状態を観察した。観察結果（放置後のＣＮＴ層の形成状態の写真）を図１７に示す。 (Adhesion evaluation test)
As shown in photograph B10 of FIG. 16, a carbon nanotube electrode was produced in the same manner as in Example 1, except that the planar shape was circular. A carbon nanotube electrode was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the planar shape was circular. As shown in the photograph B11 of FIG. 16, this was immersed in ethanol placed in a beaker and left in the immersed state for one day. After standing, the state of formation of the CNT layer on the aluminum foil was visually observed. FIG. 17 shows the observation results (photograph of the state of formation of the CNT layer after standing).

図１５に示されるように、実施例１は比較例１に比べて、ＣＮＴ層とアルミニウム箔との密着度合いが高い（接触面積が大きい）ことが確認できた。更に、図１７に示されるように、実施例１では、ＣＮＴのアルミニウム箔からの剥がれが非常に少ないのに対して、比較例１では、ＣＮＴのアルミニウム箔の剥がれが多かった。以上から、実施例１は、比較例１に比べて、アルミニウム箔（集電体）に対する密着性が高いことが確認できた。 As shown in FIG. 15 , it was confirmed that Example 1 has a higher degree of adhesion (larger contact area) between the CNT layer and the aluminum foil than Comparative Example 1. Furthermore, as shown in FIG. 17, in Example 1, the CNTs were very little peeled from the aluminum foil, whereas in Comparative Example 1, the CNTs were often peeled from the aluminum foil. From the above, it was confirmed that Example 1 had higher adhesion to the aluminum foil (current collector) than Comparative Example 1.

（体積抵抗率の測定）
抵抗計１００（日置電機（株）製、ＲＭ３５４５）を用いて、二端子法によりＣＮＴ層の体積抵抗率を測定した。 (Measurement of volume resistivity)
Using a resistance meter 100 (manufactured by Hioki Electric Co., Ltd., RM3545), the volume resistivity of the CNT layer was measured by a two-terminal method.

（実施例１の体積抵抗率１の測定）
図１８に示すように、アルミニウム箔に圧着前のＣＮＴシートを、当該ＣＮＴシートの長手方向の一端及び他端それぞれに抵抗計１００の測定端子をとりつけ、体積抵抗値Ｒ１を測定した。なお、この長手方向は、ＣＮＴシートのＣＮＴ層のＣＮＴの配向方向に平行であり、カーボンナノチューブ電極の状態では、図１３中の矢印にて示す、端子部平行方向に対応している。 (Measurement of Volume Resistivity 1 in Example 1)
As shown in FIG. 18, a CNT sheet before crimping was attached to an aluminum foil, and measurement terminals of a resistance meter 100 were attached to one end and the other end of the CNT sheet in the longitudinal direction to measure the volume resistance value R1. This longitudinal direction is parallel to the alignment direction of the CNTs of the CNT layer of the CNT sheet, and in the state of the carbon nanotube electrode, corresponds to the direction parallel to the terminal portion indicated by the arrow in FIG.

そして、計算式（１）を用いて、測定した体積抵抗値Ｒ１（Ω）と、測定端子間距離Ｌ１（ｃｍ）、及び、端子間のＣＮＴ層面積Ｓ１（ｃｍ２）から体積抵抗率１（Ωｃｍ）を算出した。

体積抵抗率１（Ωｃｍ）＝Ｒ１（Ω）×（Ｓ１（ｃｍ２）／Ｌ１（ｃｍ））
・・・計算式（１）
Then, using the formula (1) , the volume resistivity 1 ( Ωcm) was calculated.

Volume resistivity 1 (Ωcm) = R1 (Ω) x (S1 (cm 2 )/L1 (cm))
... Formula (1)

（実施例１の体積抵抗率２の測定）
図１９に示すように、ＣＮＴシートの短手方向の一端及び他端のそれぞれに抵抗計１００の測定端子をとりつけ、体積抵抗値Ｒ２を測定した。この短手方向は、ＣＮＴシートのＣＮＴ層のＣＮＴの配向方向に略直交する方向であり、カーボンナノチューブ電極の状態では、図１３中の矢印にて示す、端子部直交方向に対応している。 (Measurement of Volume Resistivity 2 in Example 1)
As shown in FIG. 19, measurement terminals of a resistance meter 100 were attached to each of one end and the other end of the CNT sheet in the width direction, and the volume resistance value R2 was measured. This lateral direction is a direction substantially perpendicular to the alignment direction of the CNTs in the CNT layer of the CNT sheet, and corresponds to the direction perpendicular to the terminal portion indicated by the arrow in FIG. 13 in the state of the carbon nanotube electrode.

そして、計算式（２）を用いて、測定した体積抵抗値Ｒ２（Ω）と、測定端子間距離Ｌ２（ｃｍ）、及び、端子間のＣＮＴ層面積Ｓ２（ｃｍ２）から体積抵抗率２（Ωｃｍ）を算出した。

体積抵抗率２（Ωｃｍ）＝Ｒ２（Ω）×（Ｓ２（ｃｍ２）／Ｌ２（ｃｍ））
・・・計算式（２）
Then, using the calculation formula (2), the volume resistivity 2 ( Ωcm) was calculated.

Volume resistivity 2 (Ωcm) = R2 (Ω) × (S2 (cm 2 )/L2 (cm))
... Formula (2)

実施例１の体積抵抗率１及び体積抵抗率２の測定結果を表１に示す。 Table 1 shows the measurement results of volume resistivity 1 and volume resistivity 2 of Example 1.

Figure 0007280564000001
Figure 0007280564000001

表１に示されるように、端子部平行方向のＣＮＴシートの体積抵抗率１は、端子部直交方向のＣＮＴシートの体積抵抗率２より小さかった。 As shown in Table 1, the volume resistivity 1 of the CNT sheet in the direction parallel to the terminal portion was smaller than the volume resistivity 2 of the CNT sheet in the direction perpendicular to the terminal portion.

体積抵抗率１の測定では、電流が流れる方向（端子部平行方向）に沿って、ＣＮＴ層のＣＮＴがＣＮＴ層の面内方向のうち一つの方向に配向している。これに対して、体積抵抗率２の測定では、電流が流れる方向（端子部直交方向）に沿わないで、ＣＮＴ層のＣＮＴがＣＮＴの面内方向のうち一つの方向に配向している。従って、このような結果が得られたと考えられる。 In the measurement of the volume resistivity 1, the CNTs of the CNT layer were oriented in one of the in-plane directions of the CNT layer along the direction of current flow (the direction parallel to the terminal portion). On the other hand, in the measurement of the volume resistivity 2, the CNTs of the CNT layer are oriented in one of the in-plane directions of the CNTs, not along the direction in which the current flows (the direction perpendicular to the terminal portion). Therefore, it is considered that such results were obtained.

（比較例１の体積抵抗率１の測定）
体積抵抗率を測定するために、非導電性のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（厚さ：１００μｍ）上に、比較例１と同様のＣＮＴ層を形成し、図１８に示すように、このＣＮＴ層の長手方向の一端及び他端それぞれに抵抗計１００の測定端子をとりつけ、体積抵抗値Ｒ１を測定した。なお、この長手方向は、カーボンナノチューブ電極の状態では、図１４中の矢印にて示す、端子部平行方向に対応している。そして、計算式（１）を用いて、測定した体積抵抗値Ｒ１と、測定端子間距離Ｌ１、及び、端子間のＣＮＴ層面積Ｓ１から体積抵抗率１を算出した。 (Measurement of Volume Resistivity 1 of Comparative Example 1)
In order to measure volume resistivity, a CNT layer similar to Comparative Example 1 was formed on a non-conductive PET (polyethylene terephthalate) film (thickness: 100 μm), and as shown in FIG. A measuring terminal of a resistance meter 100 was attached to each of one end and the other end in the longitudinal direction, and the volume resistance value R1 was measured. In the state of the carbon nanotube electrode, this longitudinal direction corresponds to the direction parallel to the terminal portion indicated by the arrow in FIG. Then, using the formula (1), the volume resistivity 1 was calculated from the measured volume resistance value R1, the distance L1 between the measurement terminals, and the CNT layer area S1 between the terminals.

測定した比較例１の体積抵抗率１の測定結果を表２に示す。なお、比較のため実施例１の体積抵抗率１も併せて表２に示す。 Table 2 shows the measurement results of the measured volume resistivity 1 of Comparative Example 1. For comparison, the volume resistivity 1 of Example 1 is also shown in Table 2.

Figure 0007280564000002
Figure 0007280564000002

表１に示されるように、比較例１の端子部平行方向のＣＮＴ層の体積抵抗率１は、実施例１の端子部平行方向のＣＮＴシートの体積抵抗率１より大きいことが確認できた。比較例１のＣＮＴ層のＣＮＴは、ランダムに配向しているので、このように体積抵抗率１が大きくなってしまったと考えれられる。 As shown in Table 1, it was confirmed that the volume resistivity 1 of the CNT layer in the direction parallel to the terminal portion of Comparative Example 1 was higher than the volume resistivity 1 of the CNT sheet in the direction parallel to the terminal portion of Example 1. Since the CNTs in the CNT layer of Comparative Example 1 are randomly oriented, it is considered that the volume resistivity 1 is increased in this way.

（端子部と電極部との境界のＣＮＴの形成状態の観察）
端子部と電極部との境界のＣＮＴの形成状態を確認するため、超高分解能分析走査電子顕微鏡（(株)日立ハイテクノロジーズ、ＳＵ－７０）を用いて、実施例１のカーボンナノチューブ電極の領域Ｒ１２をＳＥＭ観察した。そのときのＳＥＭ像を図２０に示す。図２０に示されるように、複数のＣＮＴ（長繊維ＣＮＴ束）の長軸方向の一端が、端子部と電極部との境界に、当該境界に沿う方向（端子部平行方向に直交する方向）に並ぶように並置されていることが確認できた。 (Observation of CNT formation state at the boundary between the terminal portion and the electrode portion)
In order to confirm the state of CNT formation at the boundary between the terminal portion and the electrode portion, an ultra-high resolution analytical scanning electron microscope (Hitachi High-Technologies Corporation, SU-70) was used to examine the region of the carbon nanotube electrode of Example 1. R12 was observed by SEM. An SEM image at that time is shown in FIG. As shown in FIG. 20, one end of a plurality of CNTs (long-fiber CNT bundles) in the long-axis direction is placed on the boundary between the terminal portion and the electrode portion in a direction along the boundary (a direction perpendicular to the direction parallel to the terminal portion). It was confirmed that they were arranged side by side.

＜変形例＞
以上、本発明の各実施形態及び実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の各実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。 <Modification>
Although the embodiments and examples of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications based on the technical idea of the present invention can be made. is possible.

例えば、上述の各実施形態及び実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。 For example, the configurations, methods, steps, shapes, materials and numerical values given in the above embodiments and examples are merely examples, and different configurations, methods, steps, shapes, materials and numerical values may be used if necessary. etc. may be used.

また、上述の各実施形態及び実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。 Also, the configurations, methods, steps, shapes, materials, numerical values, etc. of the above embodiments and examples can be combined with each other without departing from the gist of the present invention.

例えば、上述の各実施形態において、基板上にランダムに配向したＣＮＴからなるＣＮＴ集合体の一部を引き出すことにより、ＣＮＴウェブ２３を作製し、これを用いてＣＮＴシートを作製してもよい。 For example, in each of the above-described embodiments, a CNT web 23 may be produced by drawing out a portion of a CNT aggregate composed of randomly oriented CNTs on a substrate, and used to produce a CNT sheet.

上述したカーボンナノチューブ電極を用いて、蓄電デバイスを構成してもよい。蓄電デバイスとしては、例えば、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池、デュアルカーボン電池、又は、これら以外の他の蓄電デバイスであってもよい。この場合、蓄電デバイスは、正極、負極、電解質、及び、必要に応じてセパレータ等の電池部材で構成され、蓄電デバイスの種類に応じて、正極及び負極の少なくとも一方に上述したカーボンナノチューブ電極が適用される。 An electricity storage device may be configured using the carbon nanotube electrode described above. The electricity storage device may be, for example, a lithium ion capacitor, a lithium ion secondary battery, a dual carbon battery, or other electricity storage devices. In this case, the electricity storage device is composed of a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and, if necessary, a battery member such as a separator. Depending on the type of the electricity storage device, the carbon nanotube electrode described above is applied to at least one of the positive electrode and the negative electrode. be done.

１０ａ…端子部、１０ｂ…電極部、１１…導電性基材、１２…ＣＮＴ層、１２ａ…長繊維ＣＮＴ束、１２ａ１…ＣＮＴ束、５２…ＣＮＴシート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a... Terminal part, 10b... Electrode part, 11... Conductive base material, 12... CNT layer, 12a... Long fiber CNT bundle, 12a1... CNT bundle, 52... CNT sheet

Claims (5)

導電性を有する導電性金属で構成された集電体と、
前記集電体の表面上に設けられたカーボンナノチューブ層と、
を含み、
前記カーボンナノチューブ層は、
前記集電体の表面に平行に配向した複数のカーボンナノチューブを含み、
前記集電体は、前記カーボンナノチューブ層が形成されていない露出部からなる端子部を含み、
前記複数のカーボンナノチューブは、長軸方向の一端が、前記端子部と前記カーボンナノチューブ層との境界にて、前記境界に沿う方向である端子部垂直方向に並ぶように並置されるとともに、前記境界から前記端子部が延びる方向である端子部平行方向に配向した部分を有する、カーボンナノチューブ電極であって、
前記カーボンナノチューブ層は、
前記集電体に流れる電流の方向のうち円弧状の電流経路を流れる電流の方向に沿うように、一方向に配向した複数のカーボンナノチューブからなるＣＮＴシートの両端を折り曲げて略Ｕ字状の平面形状を有するように構成された折り曲げＣＮＴシートを有する、
カーボンナノチューブ電極。 a current collector made of a conductive metal having electrical conductivity;
a carbon nanotube layer provided on the surface of the current collector;
including
The carbon nanotube layer is
including a plurality of carbon nanotubes aligned parallel to the surface of the current collector;
the current collector includes a terminal portion consisting of an exposed portion where the carbon nanotube layer is not formed;
The plurality of carbon nanotubes are arranged side by side so that one end in the long axis direction is aligned in a direction perpendicular to the terminal portion, which is a direction along the boundary, at a boundary between the terminal portion and the carbon nanotube layer. A carbon nanotube electrode having a portion oriented in a direction parallel to the terminal portion, which is the direction in which the terminal portion extends from
The carbon nanotube layer is
A CNT sheet made of a plurality of carbon nanotubes oriented in one direction along the direction of the current flowing through the arc-shaped current path among the directions of the current flowing through the current collector is bent at both ends to form a substantially U-shaped plane. having a folded CNT sheet configured to have a shape;
carbon nanotube electrode. 請求項１に記載のカーボンナノチューブ電極において、
前記複数のカーボンナノチューブは、ファンデルワールス力により束化したカーボンナノチューブ束になっている、
カーボンナノチューブ電極。 The carbon nanotube electrode of claim 1,
The plurality of carbon nanotubes are carbon nanotube bundles bundled by van der Waals force,
carbon nanotube electrode. 請求項２に記載のカーボンナノチューブ電極において、
前記複数のカーボンナノチューブは、前記カーボンナノチューブ束が一方向に延びた長繊維状の長繊維カーボンナノチューブ束になっている、
カーボンナノチューブ電極。 In the carbon nanotube electrode according to claim 2,
The plurality of carbon nanotubes form a long-fiber-like long-fiber carbon nanotube bundle in which the carbon nanotube bundle extends in one direction,
carbon nanotube electrode. 請求項３に記載のカーボンナノチューブ電極において、
複数の前記長繊維カーボンナノチューブ束が、前記カーボンナノチューブ層の厚さ方向に重ねられている、
カーボンナノチューブ電極。 In the carbon nanotube electrode according to claim 3,
A plurality of the long-fiber carbon nanotube bundles are stacked in the thickness direction of the carbon nanotube layer,
carbon nanotube electrode. カーボンナノチューブ電極を含む蓄電デバイスであって、
前記カーボンナノチューブ電極は、
導電性を有する導電性金属で構成された集電体と、
前記集電体の表面上に設けられ、前記集電体の表面に平行に配向した複数のカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ層と、
を含み、
前記集電体は、前記カーボンナノチューブ層が形成されていない露出部からなる端子部を含み、
前記複数のカーボンナノチューブは、長軸方向の一端が、前記端子部と前記カーボンナノチューブ層との境界にて、前記境界に沿う方向である端子部垂直方向に並ぶように並置されるとともに、前記境界から前記端子部が延びる方向である端子部平行方向に配向した部分を有し、
前記カーボンナノチューブ層は、
前記集電体に流れる電流の方向のうち円弧状の電流経路を流れる電流の方向に沿うように、一方向に配向した複数のカーボンナノチューブからなるＣＮＴシートの両端を折り曲げて略Ｕ字状の平面形状を有するように構成された折り曲げＣＮＴシートを有する、
蓄電デバイス。
An electrical storage device comprising a carbon nanotube electrode,
The carbon nanotube electrode is
a current collector made of a conductive metal having electrical conductivity;
a carbon nanotube layer provided on the surface of the current collector and containing a plurality of carbon nanotubes aligned parallel to the surface of the current collector ;
including
the current collector includes a terminal portion consisting of an exposed portion where the carbon nanotube layer is not formed;
The plurality of carbon nanotubes are arranged side by side so that one end in the long axis direction is aligned in a direction perpendicular to the terminal portion, which is a direction along the boundary, at a boundary between the terminal portion and the carbon nanotube layer. has a portion oriented in a direction parallel to the terminal portion, which is the direction in which the terminal portion extends from
The carbon nanotube layer is
A CNT sheet made of a plurality of carbon nanotubes oriented in one direction along the direction of the current flowing through the arc-shaped current path among the directions of the current flowing through the current collector is bent at both ends to form a substantially U-shaped plane. having a folded CNT sheet configured to have a shape;
storage device.
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