JPH01213958A - 高分子電極の製造方法 - Google Patents

高分子電極の製造方法

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JPH01213958A
JPH01213958A JP63039047A JP3904788A JPH01213958A JP H01213958 A JPH01213958 A JP H01213958A JP 63039047 A JP63039047 A JP 63039047A JP 3904788 A JP3904788 A JP 3904788A JP H01213958 A JPH01213958 A JP H01213958A
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JP
Japan
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electrode
heat treatment
polymer material
under vacuum
polyaniline
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JP63039047A
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Akira Kabumoto
昭 株本
Kenji Shinozaki
研二 篠崎
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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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】 （産業上の利用範囲） 本発明は充電可能で、重量エネルギー密度及び体積エネ
ルギー密度が共に高い高分子材料を用いた電池用電極の
製造方法に関する。
（従来の技術） 従来、高分子材料を電極活物質として用いる電池では白
金、ニッケル、ステンレス、銅等の板或は格子状の金属
体からなる集電体上に、高分子材料を電気化学的方法に
より合成し、乾燥後そのまま電極として用いるか或は上
記の集電体上に粉末状の高分子材料をプレスにより圧着
して電極に使用するという方法が用いられている。
（従来技術の問題点） しかし上記の方法により得られた電極はプレスされた活
物質の機械的強度が小さく、また集電体との密着強度も
十分でないため、充放電の過程に於て活物質が電極より
脱落したり、或はプレスされていた活物質の層がフィル
ム状に集電体より剥離する等の現象が起こり、電池とし
ての実用に供しえないものであった。
（発明の目的） 本発明はかかる実情に鑑みて鋭意研究し、正極活物質が
集電体から脱落し難く、且つ長期の充放電にも耐える電
極を得ることができる高分子電極の製造方法を提供する
ものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明の高分子電極の製造方法は、導電性基板上に形成
した電気活性を有する高分子材料を還元性ガス或は不活
性ガス雰囲気下又は真空下で熱処理することを特徴とす
るものである。
本発明における電気活性を有する高分子材料とは、アニ
オンまたはカチオンを電気化学的なドープ及び脱ドープ
反応によってＩｒｆ逆的に吸収及び放出できる高分子材
料であり、具体的な例としてはポリアニリン、ポリピロ
ール、ポリアズレン、ポリチオフェン、ポリアセチレン
、ポリカルバゾール、ポリジフェニルアミン、ポリイン
ドール及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらの
うち特にポリアニリンが好ましい、その理由は合成が容
易でかつ空気中においては非常に安定な物質であるから
である。
これらの電気活性を有する高分子材料を導電性基板上に
形成するには、導電性基板−Ｈに上記の高分子材料を粉
末状もしくはフィルム状にしてプレスにより圧着する方
法、或は導電性基板上に電解酸化重合法により直接電析
せしめてプレスする方法などにより行なう。
電気活性を有する高分子材料がポリアニリンの場合には
後者の方法が特に好ましい、この場合、電解重合のため
の電析液はモノマーであるアニリンを過塩素酸、四フッ
化ホウ酸、硝酸、塩酸、硫酸、トリフルオロ酢酸或は六
フッ化リン酸等の水溶液に溶解させたものが好ましい、
又集電体となる導電性基板の材質は使用する酸の種類に
応じて選定する必要があるが、白金、ニッケルまたはス
テンレスが好ましい。
前記高分子材料の熱処理は、プレス前に還元性ガス或は
不活性ガス雰囲気下又は真空下で行なっても良いし、或
はプレス後に還元性ガス或は不活性ガス雰囲気下又は真
空下で行なっても良い、熱処理温度は２５０℃以下であ
れば効果が得られるが、より好ましくは１００〜２００
℃である。熱処理時間は５〜１０時間が好ましい、真空
下で熱処理を行なう場合の真空度は１Ｏ−３Ｔａｒｒ以
下が好ましい。
又熱処理に用いるガスとしては、水素、−４化炭素、窒
素、アルゴン、ヘリウムおよびこれらの混合ガスが好ま
しい、ポリアニリンを用いる場合には、アルゴンが特に
好ましい。
又本発明の方法により得た電極により電池を製造する場
合には、高エネルギー密度のものを得るために負極活物
質にリチウムを用いることが好ましい。
この負極活物質を得るための電解質としては四フッ化ホ
ウ酸リチウム、六フッ化リン酸リチウム、六フッ化ヒ素
リチウム、過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスル
ホン酸リチウムまたはこれらの混合物を用いるのが好ま
しい、又溶媒としてはプロピレンカーボネート、エチレ
ンカーボネート、１．２−ジメトキシエタン、γ−ブチ
ロラクトン、ジオキソラン、テトラしドロフラン、２−
メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、アセトニトリ
ル、ジメチルスルホキサイド、ジメチルホルムアミドま
たはこれらの混合物が好ましい。
（実施例１） ［集電体の製作］ 第１図にのように厚さ０．３ｍｍ、面［２５，００ｍ２
のステンレススチール材製メツシュ２にり一ド３として
直径ｌ鳳膳のステンレススチール棒をスポット溶接によ
り融着させた後、同メツシュ２をクロム酸混液（濃硫酸
１ｄ１３に対し重クロム酸カリウム３０ｇを溶解させた
もの）に数分間浸漬して、同ステンレススチール材製メ
ツシュの表面に付着した油及びほこりを十分に除去し、
更に蒸留水にて洗汚して集電体ｌを得た。
［ポリアニリン電極の製作］ 上記の集電体ｌをガラス容器内に２枚対向させて設置し
、一方を７ノード、他方をカソードとし、この間に飽和
１［こう電極を設け、電析液として過塩素酸ＩＭ、アニ
リン０．５Ｍの混合液を使用し、該飽和甘こう電極に対
して６００ｍＶの電位に設定して７ノード酸化を開始し
た。この時の電析量はクーロンメーターでモニターを行
ない１５００クーロンとなったところで電解重合を停止
した。その所要時間は１〜２時間程度であった。
次に上記７ノードにポリアニリンの活物質を付着せしめ
た電極を酸性水溶液（ｐＨ＝０〜６）中に設置し、対極
にステンレススチール材製メツシュを設け、その中間に
飽和甘こう電極を対向せしめ、−２００ｍＶの脱ドープ
電位に設定して電解還元を開始した。そして還元電流が
ゼロとなったところで電解還元を停止した。然る後、蒸
留水にて洗浄し、その後、真空下１００℃にて２４時間
乾燥した０次いでこの電極をプレス機により８００に５
／ｃ■２の圧力で１分間プレスを行なって活物質（ポリ
アニリン）の密度０．９５〜０．９７ｇ／　ＣＣを有す
るポリアニリン電極を得た。
次にこの電極を真空昇温加熱炉中に設置し、昇温速度５
℃／分の条件下でアルゴンガス雰囲気中で２００℃にて
５時間熱処理を行なった。
なおポリアニリンはステンレススチール材製メー２シュ
の集電体と良く密着し脱落するようなことはなかった。
［ポリアニリン電池の製作］ 次に第２図に示すように、上記方法で得られたポリアニ
リン電極を袋状のポリプロピレン不織布にて包被したも
のをアノード５とし、またステンレススチール材製メツ
シュ上にリチウムを圧着したものをカソード６とし、こ
の両極間にポリプロピレン不織布を介在せしめたものを
角型セル４内に装着し、且つ該セル内に四フッ化ホウ酸
リチウムを２Ｍの濃度でプロピレンカーボネートとジメ
キシエタンとを１＝１に混合した混合溶媒に溶解させた
電解液を６．５ｃｃ注入してポリアニリン電池を製作し
た。
このようにして得られたポリアニリン電池は未充電時の
開路電圧が３．３ｖであった。これをｌ鵬Ａ／ａｍ２の
定電流で４．０〜２．０Ｖの電圧範囲で充放電させたと
ころ、正極活物質の単位重量当り１５０　Ａｈ／　ｋｇ
の容量が得られた。また充放電を１００回繰り返し行な
ったが、集電体からのポリアニリンの脱落は全く認めら
れなかった。
なおこのときの充放電効率は９５％以上であった。
（比較例） 実施例と同様の７ノード、カソード及び電析液を使用し
、アノード酸化を行なって来電体上に析出したポリアニ
リンを採取し、蒸留水にて洗浄し且つ真空下１００℃で
２４時間乾燥した。
このポリアニリン粉末を粉砕機にて微粒子化したのち、
プレス機を使用してステンレススチール材製メツシュの
集電体上に８００　ｋｇ／　ｃｍ２の圧力にて１分間プ
レスしてポリアニリンを圧着せしめてポリアニリン電極
を得た。
このポリアニリン電極を用いて実施例と同様にしてポリ
アニリン電池を作成し、１　ｍＡ／　ｃｓ２の定電流に
て４．０〜２．ＯＶの電圧範囲で充放電させたところ、
容量は活物質（ポリアニリン）の重徴当り９０〜１００
Ａｈ／ｋｇであった。又充放電回数が増大するに伴なっ
て集電体上からのポリアニリンの脱落が認められた。
なおこの時の充放電効率は約９０％であった。
（発明の効果） 本発明の高分子電極の製造方法によれば次のような効果
がある。
（１）活物質の強度が極めて大きく、集電体から剥離す
ることが少なく、且つ充放電が速やかになり、高い電流
密度による充放電においても大きな放電容量を有する電
極が得られる。
ちなみに上記の利点が得られる原因は充分に解明するこ
とはできないが、熱処理中に高分子材料中の不純物或は
低分子量留分が飛び去り、高分子材料の結晶性等が良く
なるためであると推察される。
（２）本発明の製造方法により得られた高分子電極を用
いて電池を製作すれば得られた電池は、重量並びに容積
エネルギー密度および充放電効率に極めて優れ、長期間
使用しても集電体から活物質が脱落しない等工業上有用
なものとなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の製造方法により電極を得るための集電
体の一例を示す概略説明図、第２図は同製造方法により
得た電極にて構成された電池の一例を示す概略説明図で
ある。 ｌは集電体 ２はステンレススチール材製メツシュ ３はステンレススチール棒 ４は角型セル ５はポリアニリン電極 ６はリチウム電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　導電性基板上に形成した電気活性を有する高分子材料
    を還元性ガス或は不活性ガス雰囲気下または真空下で熱
    処理することを特徴とする高分子電極の製造方法。
JP63039047A 1988-02-22 1988-02-22 高分子電極の製造方法 Pending JPH01213958A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100553728B1 (ko) * 1999-01-22 2006-02-17 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 전극 제조방법
WO2012075893A1 (zh) * 2010-12-10 2012-06-14 奇瑞汽车股份有限公司 锂离子二次电池极片的干燥方法和制造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100553728B1 (ko) * 1999-01-22 2006-02-17 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 전극 제조방법
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