JPH01149370A - プラスチック電極 - Google Patents
プラスチック電極Info
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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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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
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- H01M4/96—Carbon-based electrodes
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- Y—GENERAL 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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)
- (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)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)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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62305975A JPH0724222B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | プラスチック電極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62305975A JPH0724222B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | プラスチック電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01149370A true JPH01149370A (ja) | 1989-06-12 |
JPH0724222B2 JPH0724222B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=17951554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62305975A Expired - Lifetime JPH0724222B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | プラスチック電極 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0724222B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998040919A1 (en) * | 1997-03-11 | 1998-09-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Secondary battery |
WO2013153969A1 (ja) | 2012-04-09 | 2013-10-17 | リケンテクノス株式会社 | 樹脂組成物 |
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 |
US10767035B2 (en) | 2014-10-09 | 2020-09-08 | Riken Technos Corporation | Method for producing thermoplastic resin composition film |
-
1987
- 1987-12-04 JP JP62305975A patent/JPH0724222B2/ja not_active Expired - Lifetime
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WO2013153969A1 (ja) | 2012-04-09 | 2013-10-17 | リケンテクノス株式会社 | 樹脂組成物 |
US9660271B2 (en) | 2012-04-09 | 2017-05-23 | Riken Technos Corporation | Resin composition |
KR20200130477A (ko) | 2012-04-09 | 2020-11-18 | 리켄 테크노스 가부시키가이샤 | 수지조성물 |
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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EP3284782A1 (en) | 2013-09-10 | 2018-02-21 | Riken Technos Corporation | Electrically conductive resin composition, and film produced from same |
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Also Published As
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JPH0724222B2 (ja) | 1995-03-15 |
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