JPH01149370A - プラスチック電極 - Google Patents

プラスチック電極

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JPH01149370A
JPH01149370A JP62305975A JP30597587A JPH01149370A JP H01149370 A JPH01149370 A JP H01149370A JP 62305975 A JP62305975 A JP 62305975A JP 30597587 A JP30597587 A JP 30597587A JP H01149370 A JPH01149370 A JP H01149370A
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carbon black
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graphite
black
bromine
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Kazuo Fushimi
伏見 和夫
Akihiko Hirota
広田 明彦
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96Carbon-based electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、二次電池に用いられるプラスチック電極の組
成の改良に関するものである。
B0発明の概要 本発明では、プラスチック電極の組成(熱可塑性樹脂/
カーボンブラック/グラファイト)中のカーボンブラッ
クとして新しいタイプのケッチエンブラックを使用し、
熱可塑性樹脂/カーボンブラック+グラフアイI−=4
5155〜50150、カーボンブラック/グラファイ
ト−3752〜10/45とすることで、従来のカーボ
ンブラシりの添加量の70〜60%で、同程度の比抵抗
が得られ臭素透過量を低(抑えることができ、その結果
、押し出し成形が可能になり、M極を大量生産すること
ができるようになった。
C0従来の技術 本発明者は以前に活物質に対する耐食性のよいプラスチ
ック電極を提案した(特願昭60−226943号)。
この従来のプラスチック電極は、高密度の熱可塑性樹脂
のマトリックスにカーボンブラック、グラファイトほか
各種添加物を加熱混練して成るものであり、特に熱可塑
性樹脂に対するカーボンブラックおよびグラファイトの
配合重量比を100:150〜100:  10とし、
かつカーボンブラックに対するグラファイトの配合重量
比を100:190〜100:  1000とする電極
材をシートまたは板状に形成し、さらにグラファイトと
じて平均粒径70μm以下のKish黒鉛を採用したも
のであった。
これにより、臭素透過量の少ないしかも長寿命のプラス
チック電極が得られた。
D0発明が解決しようとする問題点 前述の従来のプラスチック電極は、プレス成形によって
成形するものと考えられたが、電極を大量生産するため
には、押し出し成形が望ましい。
そこで、従来の電極材をそのまま実際に押出し機で電極
に成形してみると、その比抵抗がプレス成形で得られて
いた1、0Ω・ell以下よりも大きく、1.2〜1.
7Ω・C−になってしまい、電池に組んだ後の電圧効率
が小さく、これが原因でエネルギー効率が小さくなると
いう結果が樽られた。
これは、プレス成形に比べて押し出し成形のほうが、か
さ比重が小さく、そのため電極の比抵抗が大きくなった
ためと考えられた。
比抵抗を小さくするために、熱可塑性fI4脂に対する
カーボンブラックおよびグラファイトの重量に基づく配
合量の比を上げる方法が考えられたが、熱可塑性@脂の
割合を下げると、電極の寿命が短くなる。ちなみに充放
電サイクル試験(m流密度13.5mA/cm”、1k
Wの充放電サイクル試験)の結果から、従来のプラスチ
ック電極は、寿命が1、 Gooサイクル以下でしかも
たなかった。
そこで、本発明は、熱可塑性I/Mwsに対するカーボ
ンブラックおよびグラファイトの重量に基づく配合量の
比を上げることなく、比抵抗の小さい、耐臭素性の良い
プラスチック電極を得ることを目的とする。
E0問題点を解決するための手段 本発明に係わるプラスチック電極は、高密度ポリエチレ
ンまたはポリプロピレンである熱可塑性18Waをマト
リックスとし、これにカーボンブラック、グラファイト
ほか、各種添加物を加熱加圧下で混練し、これをシート
又は板状に成形してなる電極において、前記熱可塑性樹
脂に対する前記カーボンブラックおよびグラファイトの
重量に基づく配合量を45:55〜50:50とし、か
つ前記カーボンブラックに対する前記グラファイトの重
量に基づく配合量を3: 52〜10:45とし、前記
カーボンブラックとしてヨウ素吸着量100100O/
g以上、DBP吸着量450mj7100g以上、表面
積IBET11200rf1″/g以上のケッチエンブ
ラックを使用したものである。
F0作用 本発明では、プラスチック電極の導電付与剤の一つであ
るカーボンブラックを、粒子径が小さく、ストラフチャ
ーの高いケッチエンブラックを使用したので、押し出し
成形によっても比抵抗が小さい電極とすることができた
本発明の電極に使用するケッチエンブラックの好適例は
、ライオンアクシー社製のケッチエンブラックEC−D
J600(商品名)が代表的である。
G、実施例 本発明で使用したカーボンブラック〔ケッチエンブラッ
クE C−D J 000 (ライオンアクシー製)〕
 (〕以下EC−DJ60と略す)の性質と従来使用し
ていたカーボンブラック〔ケッチエンブラックEC(ラ
イオンアクシー製)〕(以下ECと略す)の性質との比
較を表1に示した。
表1 新たに使用したEC−DJ600は、D 13 I’吸
油量が上昇しているので、カーボンブラックのストラク
チャーが高く、ヨウ素吸着景と表面積の値が上昇してい
るので、粒子径が小さいカーボンブラックであることが
判る。
このカーボッブラックを導電付与剤の一つとして用い、
次の電極を作成しtこ。
(実施例1) カーボンブラックとしてケッチエンブラックEC−D 
J 600 (ライオンアクシー製) (以下EC−D
J600と略す)を、ポリエチレンとして密度0.96
3g/ell’、M、F、R,(メルト・ブロー レイ
 l・)  5.3g710s+inの高密度ポリエチ
レン(以下PEと略す)を、グラファイトとじてキッシ
ュグラファイトKNC−S (光和製試製) (以下G
と略す)を使い、PE/EC−DJ600/G= 45
1515G (重量比)の組成を加圧ニーダーで混練し
、その後、押し出し成形して厚さt=1.0a+mのシ
ート状電極に成形した。
(実施例2) PE/EC−DJ6.00/G= 45/7/48 (
重量比)の組成を加圧ニーダーで混練し、その後押し出
し成形して厚さt=1.0mmのシート状電極に成形し
た。
(実施例3) PE/EC−DJ600/G= 50/15/35 (
重量比)の組成を加圧ニーダーで混練し、その後押し出
し成形して厚さL=1.0m++mのシート状fa極に
成形した。
(実施例4) 実施例1の組成のものをプレス機にて、厚さt=1.0
m−のり−ト状電極に成形した。
(実施例5) 実施例3の組成のものをプレス機にて、厚さt=1.0
1m5+のシート状電極に成形した。
(実施例6) 実施例5の組成のものをプレス機にて、厚さも=1.0
mmのシート状電極に成形した。
(比較例1) 従来使用していたカーボンブラック〔ケッチエンブラッ
クEC(ライオンアクシー製)](以下ECと略す)を
用いて PE/EC/G= 4515150 (重量比)の組成
を加圧ニーダーで混練し、その後押し出し成形して厚さ
t”1.0mgのシート状電極に成形した。
(比較例2) PE/EC/G= 4577748 (重量比)の組成
を加圧ニーダ−で混練し、その後押し出し成形して厚さ
t=1.0鵬−のシート状電極に成形した。
(比較例3) PH7EC/G= So/Is/35 (重量比)の組
成を加圧ニーダーで混練し、その後押し出し成形して厚
さt = 1.0mmのシート状電極に成形した。
(実施例7) 実施例1〜6、比較例1〜3で得た各シート状電極の比
抵抗を測定し表2に示した。
表2 単位・Ωiml なお、表中(PE/CB/G)は、(高密度ポリエチレ
ン/カーボンブラック/グラファイト)の重量割合を示
す。
表2によると、新しいカーボンブラックを使用した本発
明のものは、カーボンブラックの添加量が同量の従来品
に比べて比抵抗が約173〜1/2になっている。また
プレス成形したものは、押出しシート成形のものに比べ
て、比抵抗が273となって小さいことがわかった。
(実施例8) 押し出し成形された実施例1〜3の電極と押し出し成形
による比較例1〜3の電極とについて、第2図に示す臭
素透過量測定装置を用いて、活物質臭素の透過量を測定
した。第2図において、(A)は臭素透過m測定装置の
全体構成説明図であり、図の中央部に、試料(13)と
しての直径35mψの実施例および比較例の試料シート
状電極を取付け、これを隔膜とし、これを図示のように
両側からはさむ左右のパイプ容器に、亜鉛−臭素電極の
正極用および負極用の電解液をそれぞれ等量25m1づ
つ満たし、試料の電解液と接する径20順φの部分を通
して拡散する臭素Br2の透過量を測定した。すなわち
、図の左側のパイプ容器(斜線部)には、正極用の電解
液と同様なZnBr、 3 +mol/ l +3 s
+ol/ l Brzの電解液を25+wtj採り入れ
、全体を40℃の雰囲気中で、最大約500時間までの
範囲で、左側から右側へシート膜を通して拡散移動する
臭素すなわちBr2の景を測定するものである。第2図
(B)に試料(13)すなわち電極用シートの取付は固
定部分を示したが、取付固定部分はとくに気密性を保ち
、かつ臭素や電解液に対して不活性な材料を用い、図の
ように、ガラス(14)、ゴムパツキン(15)および
グリース(16)等でシート膜と左右パイプをシールし
、(A)に示すように、ガラス部を金属板とネジで抑圧
固定しである。
第1図は、上記の臭素透過1i11定装置により、実施
例1〜3および比較例1〜3の電極について活物質臭素
の透過量を測定した結果を示す。
同じ組成であると、新しいカーボンブラックの添加によ
っては、臭素透過量にそれほど変化がないことがわかる
そこで、実施例2の電極を使用することにより、比較例
3程度の低い比抵抗で、比較例1なみの臭素透過量の低
いプラスチック電極ができた。これにより、押し出し成
形で電圧効率の低下の少ない、耐臭素性の良いプラスチ
ック電極を得ることができた。また、比抵抗が小さいの
で組成中の熱可塑性!7rI4脂の割合を上げることに
より、電極の寿命を長くすることも期待できろ。
H0発明の効果 本発明は以上説明した通り、電圧効率の低下の少ない、
耐臭素性の良いプラスチック電極を得られる効果がある
。さらに、押し出し成形で大量に生産することができる
効果がある。また、比抵抗が小さいので組成中の熱可塑
性樹脂の割合を上げることにより、電極の寿命を長くす
ることも期待できる。
【図面の簡単な説明】
一第1図は本発明の実施例および比較例について臭素透
過特性を比較した測定結果図、第2図は本発明の効果を
試験するためのプラスチック電極用シー1−の臭素透過
量測定装置の説明図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1.  (1)高密度ポリエチレンまたはポリプロピレンであ
    る熱可塑性樹脂をマトリックスとし、これにカーボンブ
    ラック、グラファイトほか、各種添加物を加熱加圧下で
    混練し、これをシート又は板状に成形してなる電極にお
    いて、前記熱可塑性樹脂に対する前記カーボンブラック
    およびグラファイトの重量に基づく配合量を45:55
    〜50:50とし、かつ前記カーボンブラックに対する
    前記グラファイトの重量に基づく配合量を3:52〜1
    0:45とし、前記カーボンブラックとしてヨウ素吸着
    量1000mg/g以上、DBP吸着量450ml/1
    00g以上、表面積(BET)1200m^2/g以上
    のケッチエンブラックを使用したことを特徴とするプラ
    スチック電極。
  2.  (2)グラファイトの混練配合において使用したグラ
    ファイトが平均粒径60μmのKish黒鉛であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプラスチック
    電極。
  3.  (3)高密度ポリエチレンとカーボンブラックとグラ
    フアイトの重量に基づく配合量が 45:7:48であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のプラスチック電極。
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WO2015037383A1 (ja) 2013-09-10 2015-03-19 リケンテクノス株式会社 導電性樹脂組成物及びそのフィルム
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