JPH01232664A - 電池用高分子正極 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ハロゲン系化合物を正極活物質とする電池に
用いる電池用高分子正極に関する。

〔従来の技術〕

近年、プラスチック電池が、鉛電池に比べて軽量、高パ
ワー、無公害である等の点で注目され開発されている。

そのプラスチック電池の正極は、導電性高分子（ポリア
セチレン等）が正極集電体上に保持された構成を有する
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記プラスチック電池の正極に用いる導電性高分子は、
化学重合または電解重合などの方法により正極集電体上
に直接重合して形成されている。なぜならば、上述のよ
うな導電性高分子は、一般に溶剤に対して不溶、不融で
あり、集電体上に塗布することができないからである。

しかし、従来は、集電体の上に直接重合により形成する
事に起因する以下の様な問題が有った。

（１）大面積の集電体の上に重合により樹脂層を形成す
る場合には、均一性などにおいて十分な樹脂Ｆ７ｉを得
ることは困難である。

（２）重合しない化合物は、集電体の上に正極として形
成することが困難である。

（３）樹脂の価格が高く、製造工程も煩雑なので、製品
コストが高い。

本発明は、そのような問題点を解決するためになされた
ものであり、その目的は、大面積であっても作製が容易
であり、使用物質に制限が少なく、製造コストの安い電
池用高分子正極を堤供することにある。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明は、ハロゲンを正極活物質とする電池に用いる高
分子正極において、前記ハロゲンと共に錯体を形成でき
る低分子化合物と結着樹脂とを含む層を有することを特
徴とする高分子正極である。

本発明は、従来の電池用高分子正極のように、高価であ
り、かつ集電体上に形成することが困難な高分子を用い
る代わりに、安価な汎用高分子を結着樹脂とし、その中
に正極活物質と共に錯体を形成できる低分子化合物を含
有させるので、塗布することにより容易に集電体上に樹
脂層を形成することができる。更に、上記低分子物質と
して様々な化合物を用いることができる。

本発明における「低分子化合物」は、ハロゲン（正極活
物質）と共に錯体を形成できる低分子化合物であればよ
いが、特にドナー性の高い化合物、すなわち単位分子量
当りに孤立電子対や非極在化電子を多く含む化合物であ
ることが容量密度の点で好ましく、かつ室温で固体であ
る化合物が取り扱いの点で好ましい。具体的には、例え
ば、ピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチル
ベン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、ベンジジ
ン系化合物、オキサゾール系化合物、オキサジアゾール
系化合物、イミダゾール系化合物等の化合物またはその
誘導体、アクリジン、カルバゾール、キノリン、キノア
ゾリン、キノザリン、インドリジン、シンノリン、フタ
ラジン、インドール、インダゾール等のへテロ芳香環ま
たはその誘導体、ピレン、アズレン、ベワレン、インデ
ン、ペンタレン、ナフタレン、ヘブタレン、フェナレン
、フェナントレン、ヘプタセン等の多環芳香族化合物ま
たはその誘導体などを挙げることができる。

本発明における正極活物質としてのハロゲンには、室温
で固体であるヨウ素を用いることが取り扱いおよび価格
の点で好ましいが、本発明の正極活物質はヨウ素に限定
されるものではなく、フッ素、塩素、臭素、アスクチン
でもよい。

本発明における結＠樹脂としては、例えばボ１）　−２
−ビニルピリジン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リスチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリビニルア
ルコール、ポリアクリルアミド、ポリエーテル、ボリア
リレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニ
ルブチラール、ポリビニルホルマール等を挙げることが
できるが、もちろんこれらに限定されるものではない。

また、上記ポリマーの二種以上よりなるポリマーブレン
ドまたは上記ポリマーのモノマーを二種以上用いて得た
コポリマーなどであっても良い。

なお、上記結着樹脂の選定は、本発明の高分子正極を、
水系電池に使用するか、非水系電池に使用するかによっ
て、適宜行なう必要がある。つまり、６−ナイロン等は
水系、非水系のどちらの電池にも使用可能であるが、ポ
リビニルアルコールは水溶性の高分子なので、非水系電
池にのみ使用可能であり、ポリテトラハイドロフラン（
ポリエーテルの一種）等は一般の有機溶剤に可溶なので
、水系電池にのみ使用可能である。

本発明の正極は、上述した結着樹脂の中に上述した低分
子化合物を分散させるなどして形成できる。

その分散方法としては、上記樹脂を適当な溶媒に溶解し
、その中に上記低分子化合物を添加し、例えばボールミ
ル、サンドミル、ホモジナイザー、超音波、アトライタ
ー、ロールミル、ペイントシェーカー等を用いて分散さ
せる方法などを挙げることができる。

その分散量は、結着樹脂１００重量部に対して低分子化
合物カ月０〜３００重量部が望ましく、５０〜２００重
量部が好ましい。

なお、その際に、正極内部の導電性を向上させる目的で
、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイ
ト、ケッチエンブラック（ＡＫＵＺＯ社商標）、コンダ
クテックス（コロンビアカーボン社商標）等の炭素類を
分散させてもよい。その分散量は、結着樹脂１００重量
部に対して０．５〜６０重■部が望ましく、５〜４０重
量部が好ましい。また、正極活物質であるヨウ素を上記
低分子化合物等と一緒に結着樹脂中に分散させても良い
。

以上のようにして得た分散溶液を、集電体の表面に、例
えばバーコード、ディッピング、ブレードコート、ナイ
フコート、カーテンコート、ロールコート等の公知のコ
ーティング方法により塗布および乾燥したものを本発明
の正極として用いることができる。

上記集電体には、ニッケル、鉄、白金、金、銀、ステン
レス等の金属の板またはメツシュ、もしくは炭素板また
はメツシュ状炭素などの公知の集電体などを用いること
ができる。

以上説明したような本発明の高分子正極を用い、適当な
負極および電解液等と共に、従来のプラスチック電池よ
りも比較的安価な電池を形成することができる。

［実施例１ 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１ ６−ナイロン１．５ｇを含むギ酸１０ｍ１に、アクリジ
ン１．５ｇ、コンダクテックス４０−２２０　（コロン
ビアカーボン社商標）０．４５ｇをペイントシューカー
にて十分に分散して分散溶液を得た。次いで、その分散
溶液を正極集電体である二カフィルムＦＬ４００（日本
カーボン社商標）にバーコーターで均一に塗布し、自然
乾燥によりギ酸を取り除いて本発明の正極を形成した。

負極にはリチウムを、電解液には支持塩として０．５Ｍ
のＬｉＣｌＯ４を含むＩＭのヨウ化リチウム−プロピレ
ンカーボネート溶液を用いて、電極単位面積当り　１．
５ｍ　Ａにて６時間充電し、その後６時間放置して同様
の放電密度で放電したところ、その容量効率は７５％以
上であった。また、その後繰り返しの充電、放電も可能
であった。

実施例２ 実施例１で形成した本発明の正極を、負極には亜鉛を、
電解液には支持塩として０．５ＭのＬｉＣＩＯ４を含む
ＩＭのヨウ化リチウム水溶液を用い、電極単位面積当り
５ｍＡにて３時間充電し、その後３時間放置して同様の
放電密度で放電したところ、その容量効率は８５％以上
であった。また、その後繰り返しの充電、放電も可能で
あった。

実施例３ アクリジンの代わりに、２．４−ジ−ｐ−アミノフェニ
ルオキシジアゾール１．５ｇを用いた以外は実施例１と
全く同様にして本発明の正極を形成した。

その正極の電池特性を、実施例１と同様の方法で評価し
たところ、その容量効率は７０％以上であった。また、
その後繰り返しの充電、放電も可能であった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の電池用高分子正極は、ハ
ロゲン（正極活物質）と共に錯体な形成できる低分子化
合物と結着樹脂とを含む層を有するので、結着樹脂とし
て安価な汎用高分子を使用することができ、塗布するこ
とにより容易にｉ電体上に樹脂層を形成することができ
、更に、上記低分子物質として様々な化合物を用いるこ
とができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ハロゲンを正極活物質とする電池に用いる高分子正極
   において、前記ハロゲンと共に錯体を形成できる低分子
   化合物と結着樹脂とを含む層を有することを特徴とする
   高分子正極。