JPH02304875A - 導電性ポリマー電池 - Google Patents
導電性ポリマー電池Info
- Publication number
- JPH02304875A JPH02304875A JP1126483A JP12648389A JPH02304875A JP H02304875 A JPH02304875 A JP H02304875A JP 1126483 A JP1126483 A JP 1126483A JP 12648389 A JP12648389 A JP 12648389A JP H02304875 A JPH02304875 A JP H02304875A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive polymer
- battery
- negative electrode
- current collector
- positive electrode
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は導電性ポリマーを使用する導電性ポリマー電池
に関するものである。
に関するものである。
導電性ポリマーを使用する導電性ポリマー電池はプラス
チック電池とも呼ばれ、導電性ポリマーを正極物質とし
て使用する電池である。従来このような導電性ポリマー
電池、特に導電性ポリマーを正極物質として使用する電
池においては、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電
性ポリマーを、集電体を芯としてシート状に加工したも
のを正極物質とし、これをプラスチック不織布からなる
セパレータおよびＬｉ−Ａｌ等の負極金属と重ねて使用
するか、あるいは円柱または角柱に沿ってうず巻状に巻
きつけてケース内に装填して電池を形成している。
チック電池とも呼ばれ、導電性ポリマーを正極物質とし
て使用する電池である。従来このような導電性ポリマー
電池、特に導電性ポリマーを正極物質として使用する電
池においては、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電
性ポリマーを、集電体を芯としてシート状に加工したも
のを正極物質とし、これをプラスチック不織布からなる
セパレータおよびＬｉ−Ａｌ等の負極金属と重ねて使用
するか、あるいは円柱または角柱に沿ってうず巻状に巻
きつけてケース内に装填して電池を形成している。
上記のような導電性ポリマーを電解重合法で製造する場
合は、生成する導電性ポリマーは電極に付着するため、
うず巻状の積層体を形成しやすいが、導電性ポリマーを
化学重合法で製造する場合は導電性ポリマーは粉末状に
生成するため、これを集電体に付着させることは困難で
ある。
合は、生成する導電性ポリマーは電極に付着するため、
うず巻状の積層体を形成しやすいが、導電性ポリマーを
化学重合法で製造する場合は導電性ポリマーは粉末状に
生成するため、これを集電体に付着させることは困難で
ある。
しかるに導電性ポリマーとしては、化学重合法によるも
のは電解重合法によるものよりも充放電特性等の電気的
特性に優れるとともに、カーボンブラック等の他の導電
性粉末との混合が可能であるため、化学重合法による粉
末の心電性ポリマーを使用することが好ましい。
のは電解重合法によるものよりも充放電特性等の電気的
特性に優れるとともに、カーボンブラック等の他の導電
性粉末との混合が可能であるため、化学重合法による粉
末の心電性ポリマーを使用することが好ましい。
本発明の目的は導電性ポリマーの粉末を用いて、簡単な
操作により電池を形成することができ、かつ組成の変更
および濃度管理が容易な導電性ポリマー電池を提供する
ことである。
操作により電池を形成することができ、かつ組成の変更
および濃度管理が容易な導電性ポリマー電池を提供する
ことである。
本発明は、電池ケースの内周に沿って形成された負極金
属と、この負極金属の内側にセパレータを介して充填さ
れた粉末状の導電性ポリマー、カーボンブラックおよび
電解質溶液を含有する正極物質と、この正極物質内に配
置された透孔を有するうず巻状の集電体とを備えた導電
性ポリマー電池である。
属と、この負極金属の内側にセパレータを介して充填さ
れた粉末状の導電性ポリマー、カーボンブラックおよび
電解質溶液を含有する正極物質と、この正極物質内に配
置された透孔を有するうず巻状の集電体とを備えた導電
性ポリマー電池である。
本発明の導電性ポリマー電池は粉末状の導電性ポリマー
を正極物質として使用する電池であり。
を正極物質として使用する電池であり。
−次電池、二次電池のいずれであってもよいが、導電性
ポリマーを充放電を繰えすだめの正極物質として使用す
る二次電池とするのが好ましい。
ポリマーを充放電を繰えすだめの正極物質として使用す
る二次電池とするのが好ましい。
本発明において使用する導電性ポリマーとしては、ポリ
アニリン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリチ
オフェン等の導電性を有するポリマーが使用できる。こ
れらの導電性ポリマーは粉末状のものが使用され、化学
重合法により製造された粉末状のものはそのまま使用で
きるが、他の方法で製造されるものも粉末状として使用
することもできる。
アニリン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリチ
オフェン等の導電性を有するポリマーが使用できる。こ
れらの導電性ポリマーは粉末状のものが使用され、化学
重合法により製造された粉末状のものはそのまま使用で
きるが、他の方法で製造されるものも粉末状として使用
することもできる。
正へ物質はこれらの粉末状の導電性ポリマー、カーボン
ブラックおよび電解質溶液を含むものであって、ペース
ト状として使用される。
ブラックおよび電解質溶液を含むものであって、ペース
ト状として使用される。
電解液には電解質としてリチウム塩を使用するが、代表
例としてはＬｉＢＦ、、ＬｉＰＦｔ、、ＬｉＡｓＦＧ、
Ｌｉ５ｂＦ、、ＬｉＣＱおよびＬｉ（４０４などがあげ
られ、特にＬｉＢＦ、、ＬｉＰＦＧが好ましい。溶媒と
してはリチウム塩を溶解する有機溶剤で、高誘電率、非
プロトン性のものが良く１代表例としてプロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、］、］２−ジメトキ
シエタン１，４−ジオキサン等があげられるが、プロピ
レンカーボネートおよび１，２−ジメトキシエタンの容
量比１：１の混合溶媒が好ましい。そして電解液として
は、上記混合溶媒に電解質としてＬｉＢＦ４またはＬｉ
ＰＦ、を４−５ｍｏｌ溶解したものが好ましい。導電性
ポリマー二カーボンブラック：＠解質溶液の重量比は通
常１００：（５〜２５） ： （２００〜６００）であ
る。
例としてはＬｉＢＦ、、ＬｉＰＦｔ、、ＬｉＡｓＦＧ、
Ｌｉ５ｂＦ、、ＬｉＣＱおよびＬｉ（４０４などがあげ
られ、特にＬｉＢＦ、、ＬｉＰＦＧが好ましい。溶媒と
してはリチウム塩を溶解する有機溶剤で、高誘電率、非
プロトン性のものが良く１代表例としてプロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、］、］２−ジメトキ
シエタン１，４−ジオキサン等があげられるが、プロピ
レンカーボネートおよび１，２−ジメトキシエタンの容
量比１：１の混合溶媒が好ましい。そして電解液として
は、上記混合溶媒に電解質としてＬｉＢＦ４またはＬｉ
ＰＦ、を４−５ｍｏｌ溶解したものが好ましい。導電性
ポリマー二カーボンブラック：＠解質溶液の重量比は通
常１００：（５〜２５） ： （２００〜６００）であ
る。
カーボンブラックとしてはケッチェンブラック、アセチ
レンブラック等があげられるが、ケッチェンブラックが
好ましい。
レンブラック等があげられるが、ケッチェンブラックが
好ましい。
負極金鷹としてはＬｉ、 Ｌｉ・Ａ１等の金属が使用で
きる。正極の集電体としてはＮｉ、ステンレス鋼（例え
ば５ＬＩＳ−４１６）等のメツシュ、パンチングメタル
、グレーチングなどの透孔を有する板状体が使用でき、
うず巻状に形成して使用する。セパレータとしては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等のプラスチ
ックの不織布等が使用でき、負極金属と正極物質を遮断
するように配置される。
きる。正極の集電体としてはＮｉ、ステンレス鋼（例え
ば５ＬＩＳ−４１６）等のメツシュ、パンチングメタル
、グレーチングなどの透孔を有する板状体が使用でき、
うず巻状に形成して使用する。セパレータとしては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等のプラスチ
ックの不織布等が使用でき、負極金属と正極物質を遮断
するように配置される。
本発明の導電性ポリマー電池は、電池ケース内周に負極
金属を形成し、その内側にセパレータを配置し、さらに
その内側にうず巻状の集電体を挿入し、うず巻状の集電
体およびセパレータとのすき間にペースト状の正極物質
を充填して形成される。
金属を形成し、その内側にセパレータを配置し、さらに
その内側にうず巻状の集電体を挿入し、うず巻状の集電
体およびセパレータとのすき間にペースト状の正極物質
を充填して形成される。
この場合、正極物質はシート状に形成する必要がなく、
また集電体等と積層してうず巻状に巻く必要がなく、ペ
ースト状のものを充填するだけでよいので製造が容易で
ある。また正極物質にはカーボンブラックを混入して電
気的特性を改善することができ１組成の変更、濃度管理
等も容易である。
また集電体等と積層してうず巻状に巻く必要がなく、ペ
ースト状のものを充填するだけでよいので製造が容易で
ある。また正極物質にはカーボンブラックを混入して電
気的特性を改善することができ１組成の変更、濃度管理
等も容易である。
以下、本発明を図面の実施例により説明する。
第１図は実施例の導電性ポリマー電池を示す断面図であ
り、二次電池に適用した例を示す。
り、二次電池に適用した例を示す。
図において、１は電池で、外装缶となる金属環の有底円
筒状の電池ケース２の内周に沿って有底円筒状の負極金
、属３が形成されている。電池ケース２の側面外周には
、ヒートシールフィルムからなる絶縁Ｍ４が形成さ九て
おり、電池ケース２の絶縁層４が存在しない底部は負極
端子部５となっている。
筒状の電池ケース２の内周に沿って有底円筒状の負極金
、属３が形成されている。電池ケース２の側面外周には
、ヒートシールフィルムからなる絶縁Ｍ４が形成さ九て
おり、電池ケース２の絶縁層４が存在しない底部は負極
端子部５となっている。
負極金属３の内周に密着するように、プラスチツク不織
布製の袋状のセパレータ６が配置され、その内部に導電
性ポリマー、カーボンブラックおよび電解質溶液を含む
ペースト状の正極物質７が充填されている。正極物質７
内には透孔を有するうす巻状の集電体８が挿入されてい
る。セパレータ６は負極金属３と正極物質７を遮断する
ように、正極物質７の全周を覆っており、その上部にポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等のプラスチ
ック製の円板９が被せられ、突起ＩＯで固定されている
。
布製の袋状のセパレータ６が配置され、その内部に導電
性ポリマー、カーボンブラックおよび電解質溶液を含む
ペースト状の正極物質７が充填されている。正極物質７
内には透孔を有するうす巻状の集電体８が挿入されてい
る。セパレータ６は負極金属３と正極物質７を遮断する
ように、正極物質７の全周を覆っており、その上部にポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等のプラスチ
ック製の円板９が被せられ、突起ＩＯで固定されている
。
突起１０の上部には、電池ケース２の開口部を覆うよう
に、中央部に正極端子部材１１を有するプラスチック製
の封口部材１２が取付けられ、かしめ部１３により密封
状に固定されている。正極端子部材１１は、外周部のア
ンカ一部１４を埋込むように封口部材１２にインサート
成形されており、また中央部下部から接続部材１５が円
板９およびセパレータ６に形成された貫通孔１６を通し
て集電体８に接続している。正極端子部材１１には安全
弁１７が形成されており、ゴム等の弾性材からなる弁体
１８が孔１９を塞いでいる。
に、中央部に正極端子部材１１を有するプラスチック製
の封口部材１２が取付けられ、かしめ部１３により密封
状に固定されている。正極端子部材１１は、外周部のア
ンカ一部１４を埋込むように封口部材１２にインサート
成形されており、また中央部下部から接続部材１５が円
板９およびセパレータ６に形成された貫通孔１６を通し
て集電体８に接続している。正極端子部材１１には安全
弁１７が形成されており、ゴム等の弾性材からなる弁体
１８が孔１９を塞いでいる。
上記の導電性ポリマー電池１は、電池ケース２内周に負
極金属３を形成し、その内側にセパレータ６を配置し、
さらにその内側にうず巻状の集電体８を挿入し、うず巻
状の集電体８およびセパレータ６とのすき間にペースト
状の正極物質７を充填する。そして、集電体８がら接続
部材１５を伸した状態で、正極物質７の上部をセパレー
タ６で覆い、その上から円板′９を被せ、しぼり等によ
り溝入加工を行って突起１０を形成し、円板９を固定す
る。その上に正極端子部材１１を有する封口部材１２を
被せて接続部材１５を正極端子に接続するとともに、電
池ケース２の上端部にかしめ部１３を形成して封口部材
１２を固定する。さらに電池ケース２の側面外周に、ヒ
ートシールにより絶縁Ｍ４を形成し、電池１が完成する
。
極金属３を形成し、その内側にセパレータ６を配置し、
さらにその内側にうず巻状の集電体８を挿入し、うず巻
状の集電体８およびセパレータ６とのすき間にペースト
状の正極物質７を充填する。そして、集電体８がら接続
部材１５を伸した状態で、正極物質７の上部をセパレー
タ６で覆い、その上から円板′９を被せ、しぼり等によ
り溝入加工を行って突起１０を形成し、円板９を固定す
る。その上に正極端子部材１１を有する封口部材１２を
被せて接続部材１５を正極端子に接続するとともに、電
池ケース２の上端部にかしめ部１３を形成して封口部材
１２を固定する。さらに電池ケース２の側面外周に、ヒ
ートシールにより絶縁Ｍ４を形成し、電池１が完成する
。
この場合、正極物質７は粒末状の導電性ポリマーをシー
ト状に形成する必要がなく、また集電体８等と積層して
うず巻状に巻く必要がなく、ペースト状のものを充填す
るだけでよいので製造が容易である。また正極物質７に
はカーボンブラックを混入して電気的特性を改善するこ
とができ、組成の変更、濃度管理等も容易である。
ト状に形成する必要がなく、また集電体８等と積層して
うず巻状に巻く必要がなく、ペースト状のものを充填す
るだけでよいので製造が容易である。また正極物質７に
はカーボンブラックを混入して電気的特性を改善するこ
とができ、組成の変更、濃度管理等も容易である。
集電体はうず巻状であるので集電面積は大きく、また透
孔を有するため、イオンの移動は自由であり、集電効率
は高い。
孔を有するため、イオンの移動は自由であり、集電効率
は高い。
試験例
化学重合ポリアニリン粉末１．２ｇを事前にプロトン酸
でプレドープした後、ケッチェンブラック０．２４ｇと
混合し、１２０℃で１２時間減圧乾燥したものに、電解
液（プロピレンカーボネー）−： １，２−ジメトキシ
エタン＝１：１の混合溶剤にＬｉＢＦ、を５ｍ０１溶解
したもの）を６ｇ混合してペースト状にした。
でプレドープした後、ケッチェンブラック０．２４ｇと
混合し、１２０℃で１２時間減圧乾燥したものに、電解
液（プロピレンカーボネー）−： １，２−ジメトキシ
エタン＝１：１の混合溶剤にＬｉＢＦ、を５ｍ０１溶解
したもの）を６ｇ混合してペースト状にした。
そしてケースの内側に負極金属（Ｌｉｌ）とセパレータ
ーを施し、うず巻状の集電体（ＳＵＳ ３１６，２００
メツシユ鋼）をセットしたものに、上記ペースト状の混
合物を充填し、二次電池を作成した。この電池は起電圧
３．２■、充放電電流２０ｍＡで試験例を行ったとき、
放電容：ｊｔ１８０ｍＡｈ、サイクル９０回以上の充放
電が可能であった。
ーを施し、うず巻状の集電体（ＳＵＳ ３１６，２００
メツシユ鋼）をセットしたものに、上記ペースト状の混
合物を充填し、二次電池を作成した。この電池は起電圧
３．２■、充放電電流２０ｍＡで試験例を行ったとき、
放電容：ｊｔ１８０ｍＡｈ、サイクル９０回以上の充放
電が可能であった。
本発明によれば、導電性ポリマーを粉末状で使用するの
で、特性の優れた化学重合法による導電性ポリマーを、
得られた状態でそのまま使用することができ、シート状
にして積層状態で巻付ける必要がなく、ペースト状のも
のを圧入充填することにより、容易に電池を形成するこ
とができる。
で、特性の優れた化学重合法による導電性ポリマーを、
得られた状態でそのまま使用することができ、シート状
にして積層状態で巻付ける必要がなく、ペースト状のも
のを圧入充填することにより、容易に電池を形成するこ
とができる。
またカーボンブラックを混合することができるので、特
性を高めることができるとともに、その配合の変更や濃
度！１３Ｉ整が容易である。
性を高めることができるとともに、その配合の変更や濃
度！１３Ｉ整が容易である。
第１図は実施例の断面図であり、２は電池ケース、３は
負極金属、４は絶縁層、５は負極端子部、６はセパレー
タ、７は正極物質、８は集電体、９は円板、１１は正極
端子部材、１２は封口部材である。
負極金属、４は絶縁層、５は負極端子部、６はセパレー
タ、７は正極物質、８は集電体、９は円板、１１は正極
端子部材、１２は封口部材である。
Claims (1)
- （１）電池ケースの内周に沿って形成された負極金属と
、この負極金属の内側にセパレータを介して充填された
粉末状の導電性ポリマー、カーボンブラックおよび電解
質溶液を含有する正極物質と、この正極物質内に配置さ
れた透孔を有するうず巻状の集電体とを備えた導電性ポ
リマー電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126483A JPH02304875A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 導電性ポリマー電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126483A JPH02304875A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 導電性ポリマー電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02304875A true JPH02304875A (ja) | 1990-12-18 |
Family
ID=14936328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1126483A Pending JPH02304875A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 導電性ポリマー電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02304875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012134236A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Jsr Corp | リチウムイオンキャパシタ |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP1126483A patent/JPH02304875A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012134236A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Jsr Corp | リチウムイオンキャパシタ |
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