JPH0355709A - 導電性シート - Google Patents

導電性シート

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JPH0355709A
JPH0355709A JP1189271A JP18927189A JPH0355709A JP H0355709 A JPH0355709 A JP H0355709A JP 1189271 A JP1189271 A JP 1189271A JP 18927189 A JP18927189 A JP 18927189A JP H0355709 A JPH0355709 A JP H0355709A
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は特定の炭素ＩＨＮを含有する８ｌ電性シートに
閏し、特に電池用集電体シ一トとして有用である。
（従来の技術〉 現在市販されている電池の形状は大別して、円筒型、偏
平型の２種類ある。一般的に電池は、電池内での電気的
接続を図るために、正極層と外部集電板間、あるいは負
極層と外８ＩｓｉＪ雷板間に、導電性シートをはさんだ
構造となっている。
従来、この導電性シートとしては、黒鉛粉末、アセブー
レンブラック、活性炭粉末等と高分子弾性体を混合し、
シート状に成形したものが用いられていた。
（発明が解決しようとする課題） 電池において、上記の導電性シートに必要とされる特性
は、１）導電性が良好なこと、２）ビンホールのない薄
膜の形或が可能なこと、３）柔軟性を有し正または負電
極層及び外部集電板との間で良好な密着が得られること
、４）電解質と艮時間接してもａｍや変質のないことな
どが挙げられるが、従来の導電性シートでは均一な薄膜
を作成することが困難であり、ビンホールの発生や正ま
たは負電極層及び外部集電板との密着性の点で問題があ
った。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、鋭意検討の結果、特定の炭素繊維を含右
する絶縁性高分子弾性体から成る特定の厚みのシー１・
を用いることにより、上記の問題点を解決しうることを
見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、直径０．００３５〜０．５μで長さ
が直径の少なくとも５倍以上である中空状の炭素フィブ
リルを絶縁性高分子化合物中に５重品％以上含有して成
り、厚みが１０％以上２００一以下である導電性シート
を提供するものである。
本発明に用いる炭素フイブリルは直径が０．　００３５
〜０．５μ好ましくは０．　００３５〜０．　０４７７
１、特に好ましくは０．　０７５〜０．０３１ＪＩ１、
長さが直径の少なくとも５倍以上のものが用いられ、好
ましくは、長さは直径の１０２〜１０４倍である。
炭素フィブリルの直径が０．５−を超えると、導電性を
付与する効果が小さくなり、また０．００３５ｌｌＭ以
下では、炭素フイブリルが飛散しやすくなり取り扱いが
困難となる。また、炭素フイブリルの長さが直径の５倍
以下では、導電性を付与する効果に劣る。
炭素フィブリルは、予めオゾン、硝酸等で表面処理され
ていてもよい。
炭素フィブリルは、規則配列した炭素原子の木質的に連
続的な多重層から成る外側領域と内側コア領域をもち、
多重層とコアとが７ィブリルの円柱軸の周囲に実質的に
同心的に配置ざれている、本質的に円柱状の炭素フィブ
リルであることが好ましく、更に内側コア領域が中空で
あること又は内側コア領域が外側領域の規則配列した炭
素原子ほど規則的でない炭素原子を含むこと、規則配列
した炭素原子が黒鉛状であること、内側コア領域が約２
０―より大きい直径を有することが好ましい。
炭素フイブリルは、例えばυＳＰ第４，６６３，２３０
号に従って製造することができる。
すなわち、炭素フイブリルは、適当な金属含有粒子《例
えばアルミナを支持体とする鉄、コバルト、ニッケル含
有粒子）と適当な気体状炭素含有化合物（例えば一酸化
炭素）とを８５０〜１２００℃の温度で適当な圧力下（
例えば０．１〜１０気圧）で適当な時間（例えば１０秒
〜１８０分）接触させる工程から成り、該炭素含有化合
物と該金属含有粒子の乾燥重用比が少なくとも１００：
１（炭素含有化合物：金属含有粒子）である方法により
好適に得られる。
炭素フィブリルの広角ｘｌｍ回折測定による面間隔は３
．３８〜３．５０人、回折角度は２５．５　〜２Ｇ．３
　ｄｅｇが好ましい。
炭素フィブリルの含有毎は絶縁性高分子化合物に対し５
重蟻％以上、好ましくは５〜６０重は％である。５重量
％未満では大ぎな導電性が得られないため好ましくな＜
、６０重徂％を超えると、導電性シートの強度が低下し
かつ電池に用いたときに、正または負電極層および外部
集電板との密着性が悪くなりやすい。
本発明に用いられる絶縁性高分子化合物は、アルカリ水
溶液、酸水溶液等に安定である材料が好ましい。更に絶
縁性高分子化合物は溶液として用いることが好ましいた
め、少なくとも一種の有機溶剤に可溶な材料であること
が好ましい。
このような絶縁性高分子化合物としては、例えば１．４
−ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、ＳＢＲ
１ＮＢＲ，ＥＰＤＭ１ＥＰＭ，ウレタンゴム、ポリエス
テル系ゴム、クロ０プレンゴム、エビクＯルヒドリンゴ
ム、シリコーンゴム、スチレンーブタジエンースチレン
ブロック共重合体く以下、ｒｓＢｓＪという）、スチレ
ンーイソブレンースチレンブロック共重合体〈以下、「
ＳＩＳ」という〉、スヂレンーエヂレンープチレンスヂ
レン共重合体（以下、ｒｓＥＢｓＪという）、ブチルゴ
ム、ホスファピンゴム、ポリエチレン、ボリブロピレン
、ポリエブレンオ午シド、ボリブロビレンオ４：シド、
ボリスチレン、塩化ビニル、エチレンー酢酸エチル共重
合体、１，２−ポリブタジエン、エボキシ樹脂、フェノ
ール樹脂、環化ボリブタジエン、環化ボリイソプレン、
ポリメタクリル酸メチルおよびこれらの混合物等を挙げ
ることができる。これらのうちでは、ＳＢＳ，ＳＩＳ，
ＳＥＢＳ，１．２−ポリブタジエン等の熱可輩性を有す
るものが好ましく、ざらに柔軟性の点からＡｓＴＭ−Ａ
硬度で９０以下のものが好ましい。
本発明の導電性シートは、例えば上記特定の炭素フィブ
リルを絶縁性高分子化合物溶液と混合し、成膜乾燥する
ことにより得ることができる。
炭素フイブリルを絶縁性高分子化合物中に均一に分敗さ
せるためには、重吊分率で、通常、３〜２５％の高分子
化合物を溶剤に溶解させた溶液と炭素フイブリルとを、
ボールミル等で混合分散さじる。得られた混合物（スラ
リー）はアプリケーター等で離型紙等の上に塗エし、乾
燥することにより、炭素フィブリルがシート而に平行に
配列したλｇ膜とすることができる。高分子溶液中の高
分子含はが３重厘％未満では、炭素フィブリルが良好に
分散せず、得られた導電性シートもビンホールが生じ易
ク、２５重吊％を超えると溶液粘度が高くなり過ぎ、塗
工時に均一な薄膜が得られガくなる。
実施例 以下、本発明を実施例によりさらに説明する。
実施例１〜４ 絶縁性高分子化合物としてＳＢＳ　（比重：　０．９６
、日本合或ゴム■製、Ｔ　Ｒ　−　２０００）をトルエ
ンに溶解させ、Ｓ　Ｂ　８　１０重損％のトルエン溶液
を｛ｑた。
この溶液にＳＢＳに対する重φ分率が１０、２０，　３
５、５０重戦％になるようにそれぞれ直径０．０１５−
、長さ２−の中空炭素フィブリルを加え、ボールミルに
て２時間混練した。その後、この混合物をシリコン樹脂
Ｉｌ！型剤を表面に塗布したポリエステルフィルム上に
アプリケーターバー（ギャップ２００％　）にて塗エし
た。風乾を行なった後、１昼夜真空乾燥を行ない、厚さ
約２０−の導電性シートを｛９だ。
この段階で各シートの外観の観察を行った。
次に、これらの導電性シートの比抵抗を測定した。比抵
抗の測定は、周波数１　ｋｌｌｚ　，　４端子法により
行なった。その結果を第１表に示す。
比較例１ 炭素フィブリルのＳＢＳに対する含消が２．５重４％と
なるようにして、実施例１〜４と同様の方法で導電性シ
ーｉ〜を作成し、導遣率を評価した。
結果を第１表に示す。
第 １ 表 （試験例１〜４，比較試験例１〉 電解二酸化マンガン６２重量部、アセチレンブラック８
重焔部、塩化アンモニウム１４重出部、塩化亜鉛１重鯖
部、水１２重堡部と昇永０．１重量部、カラヤゴム０．
２重量部を混合し、ボールミルにて一昼夜混合後、２５
Ｋ９／ｄの圧力で圧縮し、正極合剤を得た。
次に塩化アンモニウム３５重吊％、塩化亜鉛１０重潰％
、水５５重悉％から成る電解質溶液と、でん粉を水ＩＩ
当たり３ｏｏｇ溶かした懸濁液とを電解質溶液：懸濁液
−１：１０（重量比）の割合で混合し、厚み８０一のク
ラフト紙に塗工乾燥し、電解質シー１・を得た。
最後に、実施例１〜４、比較例１で得られた各導電性シ
ートを外装集電板のＳＵＳ板に１２０℃にて２０Ｋ！ｇ
／　ｔＪに加圧して圧着したもの（正極板）、ＳＵＳ板
と負極である亜鉛板との間に各導電性シ一トをはさみ、
１２０℃、２０Ｋ９／ｃｌで圧着したもの（負極板）を
作り、負極板、電解質シート、正ル合剤、正極板の順に
積層し３０１ｇ／　ｃｌの圧力で加圧し、第１図に示す
構造の電池を作成した。ＩＥＪられた電池からＩＯＩＩ
ＩＡ／Ｊの放電をさせ１．Ｏ　ｖｏｌｔまでの放電容量
（正極合剤単位重五当たり）を求めた。
放電開始電圧は１．６５Ｖであった。結果を第２表に示
す。
第　　２　　表 発明の効果 本発明による導電性シートは、 厚み精度に優れ、 ビンホールのない薄膜として得ることができ、密着性、
導電性に優れ、さらには電解質と良時間接しても膨詞や
変質のない導電性シートとなる。
また、この導電性シーＩ・を用いた電池は、／ｌ５［電
時の内部抵抗による損失が少なく、１ｌｉ電容潰の優れ
た、また貯蔵安定性に優れた電池である。
【図面の簡単な説明】
第１図は試験例及び比較試験例において作成した電池の
構造を示す断面図である。 １・・・・・・導電性シート、　　２・・・・・・Ｓ　
　Ｕ　　Ｓ，３・・・・・・正極合剤、　　　４・・・
・・・電解質シート、５・・・・・・亜　　鉛、　　　
　６・・・・・・エボキシ接着剤。 ７工埋八プ＋”Ｊ！ＩＩ．士 句ＩＩ 山 武

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）直径０．００３５〜０．５μｍで長さが直径の少
    なくとも５倍以上である中空状の炭素フィブリルを絶縁
    性高分子化合物中に５重量％以上含有して成り、厚みが
    １０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする導
    電性シート。
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