JPH0562658A - 薄型電池 - Google Patents
薄型電池Info
- Publication number
- JPH0562658A JPH0562658A JP3222860A JP22286091A JPH0562658A JP H0562658 A JPH0562658 A JP H0562658A JP 3222860 A JP3222860 A JP 3222860A JP 22286091 A JP22286091 A JP 22286091A JP H0562658 A JPH0562658 A JP H0562658A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- spacer
- thickness
- conductive polymer
- electrode
- Prior art date
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- Pending
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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
- 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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 かさ密度の高い導電性高分子電極を有し、か
つより効率的に製造可能な薄型電池を提供すること。 【構成】 少なくとも正極が導電性高分子である薄型電
池において、導電性高分子の厚みに対して１．５〜２．
５倍のスペーサを電池内部に具備したことを特徴とする
薄型電池。
つより効率的に製造可能な薄型電池を提供すること。 【構成】 少なくとも正極が導電性高分子である薄型電
池において、導電性高分子の厚みに対して１．５〜２．
５倍のスペーサを電池内部に具備したことを特徴とする
薄型電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気機器の小型、軽量、薄型化な
どに伴い、その電源として使用する電池においても小
型、軽量、薄型化の要望が高まり、種々のシート状電池
が提案されている。中でもポリピロール、ポリアニリ
ン、ポリアセチレン等の高分子材料を正極、リチウムを
負極に用いたシート状二次電池は、軽量で薄型であり、
高エネルギー密度であることから注目されている。
どに伴い、その電源として使用する電池においても小
型、軽量、薄型化の要望が高まり、種々のシート状電池
が提案されている。中でもポリピロール、ポリアニリ
ン、ポリアセチレン等の高分子材料を正極、リチウムを
負極に用いたシート状二次電池は、軽量で薄型であり、
高エネルギー密度であることから注目されている。
【０００３】特にポリアニリンは放電容量が大きい電池
を形成し得、また充放電の繰返し寿命に優れた二次電池
を形成し得る電極活物質として注目され、このためポリ
アニリンを正極活物質に用いてエネルギー密度の大きな
リチウム二次電池等の電池を形成する試みがなされてい
る。
を形成し得、また充放電の繰返し寿命に優れた二次電池
を形成し得る電極活物質として注目され、このためポリ
アニリンを正極活物質に用いてエネルギー密度の大きな
リチウム二次電池等の電池を形成する試みがなされてい
る。
【０００４】導電性高分子の酸化重合方法としては、過
硫酸塩の如き化学的酸化剤を用いる方法と電解酸化（電
解重合）法があり、前者の化学的酸化法によって製造さ
れた導電性高分子は通常粉末状であるので、これを電極
として用いるには、集電体上に導電性高分子粉末をコー
トし、圧縮成型したり、導電性高分子粉末に粘結剤を混
合してペースト状にし、これを集電体に塗布するなどし
て、集電体と一体化した電極を作成する必要があるが、
この種の電極はエネルギー密度（放電電流及び放電電
圧）などの点で電解酸化法によって合成された導電性高
分子に劣る。これに対し、電解酸化（電解重合）法によ
って導電性高分子を製造する場合は電極に導電性高分子
が析出生成するので、電極をそのまま電池の集電体とす
れば、導電性高分子の製造と同時に電池用電極が製造さ
れることになり、製造コスト上極めて有利になる。
硫酸塩の如き化学的酸化剤を用いる方法と電解酸化（電
解重合）法があり、前者の化学的酸化法によって製造さ
れた導電性高分子は通常粉末状であるので、これを電極
として用いるには、集電体上に導電性高分子粉末をコー
トし、圧縮成型したり、導電性高分子粉末に粘結剤を混
合してペースト状にし、これを集電体に塗布するなどし
て、集電体と一体化した電極を作成する必要があるが、
この種の電極はエネルギー密度（放電電流及び放電電
圧）などの点で電解酸化法によって合成された導電性高
分子に劣る。これに対し、電解酸化（電解重合）法によ
って導電性高分子を製造する場合は電極に導電性高分子
が析出生成するので、電極をそのまま電池の集電体とす
れば、導電性高分子の製造と同時に電池用電極が製造さ
れることになり、製造コスト上極めて有利になる。
【０００５】しかも、電解重合で生成した導電性高分子
は電極、即ち電池電極の集電体と電気的に良好な接続が
取れているため、全ての導電性高分子を有効に利用で
き、内部抵抗による電圧の低下も小さい。従って、電解
重合による導電性高分子を用いた電極が高いエネルギー
密度が得られるので好ましいものである。
は電極、即ち電池電極の集電体と電気的に良好な接続が
取れているため、全ての導電性高分子を有効に利用で
き、内部抵抗による電圧の低下も小さい。従って、電解
重合による導電性高分子を用いた電極が高いエネルギー
密度が得られるので好ましいものである。
【０００６】しかし、電解重合によって得られる導電性
高分子の嵩密度は、重合時の温度、モノマ−濃度、電流
密度、使用する溶媒の種類等によって差はあるものの、
一般的に低く、例えばポリアニリンの場合はせいぜい
０．２g／cm3前後である。導電性高分子を用いた電池に
おいては、重量エネルギー密度は、すぐれているものの
体積エネルギー密度が劣り、その向上が課題となってい
る。例えば重合したポリアニリン（０．２g／cm3）をそ
のまま用いると体積当りのエネルギー密度はポリアニリ
ンの固有容量を１００mAh／gと仮にすると２０mAh／cm3
となる。これに対して、ポリアニリンを圧縮し、かさ密
度を０．３g／cm3としたとすると体積エネルギー密度も
３０mAh／cm3と向上する。また、これに伴い実際に電池
を実装した時に、必要となる電解液の量も、電池内部の
体積の減少にともない、少なくすることができるため、
重量エネルギー密度の点からもかさ密度を適当な範囲ま
で向上させて使用するのが好ましいと言える。
高分子の嵩密度は、重合時の温度、モノマ−濃度、電流
密度、使用する溶媒の種類等によって差はあるものの、
一般的に低く、例えばポリアニリンの場合はせいぜい
０．２g／cm3前後である。導電性高分子を用いた電池に
おいては、重量エネルギー密度は、すぐれているものの
体積エネルギー密度が劣り、その向上が課題となってい
る。例えば重合したポリアニリン（０．２g／cm3）をそ
のまま用いると体積当りのエネルギー密度はポリアニリ
ンの固有容量を１００mAh／gと仮にすると２０mAh／cm3
となる。これに対して、ポリアニリンを圧縮し、かさ密
度を０．３g／cm3としたとすると体積エネルギー密度も
３０mAh／cm3と向上する。また、これに伴い実際に電池
を実装した時に、必要となる電解液の量も、電池内部の
体積の減少にともない、少なくすることができるため、
重量エネルギー密度の点からもかさ密度を適当な範囲ま
で向上させて使用するのが好ましいと言える。
【０００７】従来薄型電池を作成する場合、正極、セパ
レーター、負極を積層し，これを熱融着性プラスチック
シートで電解液注入口をのこし、熱融着させ、液を充分
しみこませたのち、完全に封止し、電池を作成してい
た。この方法においては導電性高分子電極は、あらかじ
めかさ密度を高めておいたのち、実装されていた。この
方法は導電性高分子の密度のコントロールを電池実装前
に行なうため工程数が多くなるとともに作業性が悪くま
たプレスしたのち電解液をしみこませるため、導電性高
分子への電解液のしみこみが時間を要する等の不具合を
有しているため、好ましくは電解液を導電性高分子にし
みこませたのち、プレスするのが望ましいと考えられ
る。
レーター、負極を積層し，これを熱融着性プラスチック
シートで電解液注入口をのこし、熱融着させ、液を充分
しみこませたのち、完全に封止し、電池を作成してい
た。この方法においては導電性高分子電極は、あらかじ
めかさ密度を高めておいたのち、実装されていた。この
方法は導電性高分子の密度のコントロールを電池実装前
に行なうため工程数が多くなるとともに作業性が悪くま
たプレスしたのち電解液をしみこませるため、導電性高
分子への電解液のしみこみが時間を要する等の不具合を
有しているため、好ましくは電解液を導電性高分子にし
みこませたのち、プレスするのが望ましいと考えられ
る。
【０００８】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は、こうした実
情の下にかさ密度を適当な範囲までコントロ−ルした導
電性高分子を有し、かつより効率的に製造することがで
きる薄型電池を提供することを目的とするものである。
情の下にかさ密度を適当な範囲までコントロ−ルした導
電性高分子を有し、かつより効率的に製造することがで
きる薄型電池を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討し
た結果、少なくとも正極、負極、イオン伝導性材料およ
びこれら電池要素を収納する外装材からなり、少なくと
も正極が導電性高分子である薄型電池において、導電性
高分子の厚みに対して１．５〜２．５倍の厚みスペーサ
を電池内部に具備することにより上記欠点を克服できる
ことを見出し、本発明に至った。
た結果、少なくとも正極、負極、イオン伝導性材料およ
びこれら電池要素を収納する外装材からなり、少なくと
も正極が導電性高分子である薄型電池において、導電性
高分子の厚みに対して１．５〜２．５倍の厚みスペーサ
を電池内部に具備することにより上記欠点を克服できる
ことを見出し、本発明に至った。
【００１０】すなわち本発明は、少なくとも正極、負
極、イオン伝導性材料およびこれら電池要素を収納する
外装材からなり、少なくとも正極が導電性高分子である
薄型電池において、導電性高分子の厚みに対して１．５
〜２．５倍の厚みスペーサを電池内部に具備したことを
特徴とする薄型電池である。
極、イオン伝導性材料およびこれら電池要素を収納する
外装材からなり、少なくとも正極が導電性高分子である
薄型電池において、導電性高分子の厚みに対して１．５
〜２．５倍の厚みスペーサを電池内部に具備したことを
特徴とする薄型電池である。
【００１１】本発明の電池の構成例を図１により説明す
る。
る。
【００１２】１ａ，１ｂはアルミニウムを芯材とする熱
融着性プラスチックシート、２はスペーサ、３はＳＵＳ
−導電性高分子複合電極、４はセパレーター、５は集電
体−負極複合電極。
融着性プラスチックシート、２はスペーサ、３はＳＵＳ
−導電性高分子複合電極、４はセパレーター、５は集電
体−負極複合電極。
【００１３】図２は図１の１ａ〜５を積層したものの平
面図である。
面図である。
【００１４】図３は封止前の電池の側面説明図である。
図４は圧縮加熱ロッド６，７で電池をプレスしている図
である。
図４は圧縮加熱ロッド６，７で電池をプレスしている図
である。
【００１５】１ａ，２，３，４，５を積層したのち電解
液を充分しみこませ、１ｂを積層した。（図３）。これ
を圧縮ロッドで圧縮し、スペーサの厚みで動きがとまる
までプレスした。この時使用されている導電性高分子が
圧縮されるとともに、電解液がしみ出すため、これを除
去して、ロッド外部を熱融着させることにより電池を作
成した。
液を充分しみこませ、１ｂを積層した。（図３）。これ
を圧縮ロッドで圧縮し、スペーサの厚みで動きがとまる
までプレスした。この時使用されている導電性高分子が
圧縮されるとともに、電解液がしみ出すため、これを除
去して、ロッド外部を熱融着させることにより電池を作
成した。
【００１６】この方法によれば、導電性高分子のプレス
を電池積層後行うことができ、又プレスに引続き熱融着
ができるため、効率的に電池が作成できる。また、プレ
ス前に電解液をしみこませるため、充分電解液がしみこ
み導電性高分子の電解液不足による内部インピーダンス
の上昇の危惧がなく、時間短縮も可能である。本工程
は、本発明品を得る一例を示したもので、本発明品の製
法がこれに限られるものではない。
を電池積層後行うことができ、又プレスに引続き熱融着
ができるため、効率的に電池が作成できる。また、プレ
ス前に電解液をしみこませるため、充分電解液がしみこ
み導電性高分子の電解液不足による内部インピーダンス
の上昇の危惧がなく、時間短縮も可能である。本工程
は、本発明品を得る一例を示したもので、本発明品の製
法がこれに限られるものではない。
【００１７】本発明に使用するスペーサは、電解液にお
かされず熱融着性プラスチックシートと接着するもので
あれば使用可能であるが、重量や電気伝導度の点からプ
ラスチックが好ましく、できれば熱融着性プラスチック
と同一材質であることが好ましい。またその厚みは導電
性高分子の厚みに対して１．５〜２．５倍が好ましい。
薄すぎれば導電性高分子が圧縮されすぎ電池が動作した
時、反応抵抗の上昇やイオンの拡散が妨げられ、電池の
分極をひきおこし、電池性能が劣下することとなる。厚
すぎれば上記のような心配はないが電池自体の体積エネ
ルギー密度を効率よく向上させることができない。
かされず熱融着性プラスチックシートと接着するもので
あれば使用可能であるが、重量や電気伝導度の点からプ
ラスチックが好ましく、できれば熱融着性プラスチック
と同一材質であることが好ましい。またその厚みは導電
性高分子の厚みに対して１．５〜２．５倍が好ましい。
薄すぎれば導電性高分子が圧縮されすぎ電池が動作した
時、反応抵抗の上昇やイオンの拡散が妨げられ、電池の
分極をひきおこし、電池性能が劣下することとなる。厚
すぎれば上記のような心配はないが電池自体の体積エネ
ルギー密度を効率よく向上させることができない。
【００１８】より好ましくは、スペーサの厚みは各要素
積層後、導電性高分子のかさ密度が０．２５〜０．５の
範囲になるように設定することが好ましい。さらに好ま
しくは０．２５〜０．４の範囲に設定することが好まし
い。
積層後、導電性高分子のかさ密度が０．２５〜０．５の
範囲になるように設定することが好ましい。さらに好ま
しくは０．２５〜０．４の範囲に設定することが好まし
い。
【００１９】本発明でいう導電性高分子とは、例えばピ
ロ−ル、チオフェン等を単量体とする複素五員環系化合
物重合体、ベンゼン、アズレン等を単量体とする芳香族
炭化水素系化合物重合体、アニリン、ジフェニルベンジ
ジン等を単量体とするアミン系化合物重合体を挙げるこ
とができるが、電解重合法により合成できるものであれ
ば特に限定されるものではなく、例えば、フタロシアニ
ンのような材料も可能である。中でも本発明の薄型電池
にはポリアニリンが好ましい。
ロ−ル、チオフェン等を単量体とする複素五員環系化合
物重合体、ベンゼン、アズレン等を単量体とする芳香族
炭化水素系化合物重合体、アニリン、ジフェニルベンジ
ジン等を単量体とするアミン系化合物重合体を挙げるこ
とができるが、電解重合法により合成できるものであれ
ば特に限定されるものではなく、例えば、フタロシアニ
ンのような材料も可能である。中でも本発明の薄型電池
にはポリアニリンが好ましい。
【００２０】本発明に使用されるポリアニリンは電解重
合により製造することが好ましい。電解重合方法とは、
一般には例えば、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．，Ｖｏｌ．１３０，Ｎｏ７，１５０６〜１５０９
（１９８３）、Ｅｌｅｃｔｏｃｈｅｍ．Ａｃｔａ．，Ｖ
ｏｌ．２７，Ｎｏ．１，６１〜６５（１９８２）Ｊ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１１９
９〜（１９８４）などに示されているが、単量体と電解
質とを溶媒に溶解した液を所定の電解槽に入れ、電極を
浸漬し、陽極酸化あるいは陰極還元による電解重合反応
を起こさせることによって行うことができる。
合により製造することが好ましい。電解重合方法とは、
一般には例えば、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．，Ｖｏｌ．１３０，Ｎｏ７，１５０６〜１５０９
（１９８３）、Ｅｌｅｃｔｏｃｈｅｍ．Ａｃｔａ．，Ｖ
ｏｌ．２７，Ｎｏ．１，６１〜６５（１９８２）Ｊ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１１９
９〜（１９８４）などに示されているが、単量体と電解
質とを溶媒に溶解した液を所定の電解槽に入れ、電極を
浸漬し、陽極酸化あるいは陰極還元による電解重合反応
を起こさせることによって行うことができる。
【００２１】非水電解液を構成する溶媒としては、例え
ばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブ
チレンカーボネート、γ−ブチロラクトン及び誘導体、
スルホラン、３−メチルスルホラン、ジメチルアセトア
ミド、ジメチルホルムアミド、ジメトキシエタン、エト
キシメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジエチレング
リコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエ
チルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテ
ル、ポリエチレングリコール及び誘導体、テトラヒドロ
フラン及び誘導体などがあげられる。これらは単独で用
いても、混合して用いてもよい。又、ベンゼン、トルエ
ン等の非極性溶媒を添加してもよい。電解質塩として
は、ＳＣＮ~、Ｃｌ~、Ｂｒ~、Ｉ~、ＢＦ4~、ＰＦ6~、Ｃ
Ｆ3ＳＯ3~、ＳｂＦ6~、ＡｓＦ6~、ＣｌＯ4~、Ｂ（Ｃ6Ｈ
5）4~、等のアニオンと、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+等のアルカ
リ金属カチオン、（Ｃ4Ｈ9）4Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）4Ｎ+等の
有機カチオン等のカチオンとからなる電解質塩があげら
れる。
ばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブ
チレンカーボネート、γ−ブチロラクトン及び誘導体、
スルホラン、３−メチルスルホラン、ジメチルアセトア
ミド、ジメチルホルムアミド、ジメトキシエタン、エト
キシメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジエチレング
リコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエ
チルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテ
ル、ポリエチレングリコール及び誘導体、テトラヒドロ
フラン及び誘導体などがあげられる。これらは単独で用
いても、混合して用いてもよい。又、ベンゼン、トルエ
ン等の非極性溶媒を添加してもよい。電解質塩として
は、ＳＣＮ~、Ｃｌ~、Ｂｒ~、Ｉ~、ＢＦ4~、ＰＦ6~、Ｃ
Ｆ3ＳＯ3~、ＳｂＦ6~、ＡｓＦ6~、ＣｌＯ4~、Ｂ（Ｃ6Ｈ
5）4~、等のアニオンと、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+等のアルカ
リ金属カチオン、（Ｃ4Ｈ9）4Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）4Ｎ+等の
有機カチオン等のカチオンとからなる電解質塩があげら
れる。
【００２２】本発明の負極性物質としてはＬｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ａｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属、あるいは、Ｌｉ
とＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｉｎとの合金、カチ
オンをドープすることのできるポリアセチレン、ポリチ
オフェン、ポリパラフェニレンの他、ポリフェニレンビ
ニレン、ポリフェニレンキシレン等の導電性高分子など
があげられる。
Ｋ、Ａｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属、あるいは、Ｌｉ
とＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｉｎとの合金、カチ
オンをドープすることのできるポリアセチレン、ポリチ
オフェン、ポリパラフェニレンの他、ポリフェニレンビ
ニレン、ポリフェニレンキシレン等の導電性高分子など
があげられる。
【００２３】また、電極の集電効率を高めるため、集電
体を用いるとよい。
体を用いるとよい。
【００２４】集電体としてはＮｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ等
の金属、ステンレス等の合金、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3等の
金属酸化物、炭素体、ポリピロールなどの高電気伝導度
を持つ材料が良い。これらを圧着、あるいは蒸着、無電
解メッキ等により密着し、集電効率を向上させることが
好ましい。導電性高分子電極を用いる場合は集電体に直
接重合するのが好ましい。
の金属、ステンレス等の合金、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3等の
金属酸化物、炭素体、ポリピロールなどの高電気伝導度
を持つ材料が良い。これらを圧着、あるいは蒸着、無電
解メッキ等により密着し、集電効率を向上させることが
好ましい。導電性高分子電極を用いる場合は集電体に直
接重合するのが好ましい。
【００２５】セパレータとしては、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の織布、不織布、ガラス繊維、セ
ラミック繊維、等の不織布、あるいはこれらの複合体が
用いられる。
ン、ポリプロピレン等の織布、不織布、ガラス繊維、セ
ラミック繊維、等の不織布、あるいはこれらの複合体が
用いられる。
【００２６】本発明には固体電解質を用いることも可能
である。その場合、ラジカル重合性モノマーにより電解
液を多量に含有して、固体化した粘弾性体を使用するこ
とがイオン伝導度の点等から好ましく、本発明の薄型電
池作成にも不都合をきたさないとともに、電解液のろう
液がない点で好ましい。
である。その場合、ラジカル重合性モノマーにより電解
液を多量に含有して、固体化した粘弾性体を使用するこ
とがイオン伝導度の点等から好ましく、本発明の薄型電
池作成にも不都合をきたさないとともに、電解液のろう
液がない点で好ましい。
【００２７】用いられる固体電解質は分子内にヘテロ原
子を含有するラジカル重合性の化合物を非水電解液に溶
解し、重合開始剤の存在下、熱重合を行い、粘弾性体と
して得られる。
子を含有するラジカル重合性の化合物を非水電解液に溶
解し、重合開始剤の存在下、熱重合を行い、粘弾性体と
して得られる。
【００２８】ラジカル重合は加熱によりあらかじめ系内
に添加した重合開始剤からラジカルを発生させることに
より開始される。
に添加した重合開始剤からラジカルを発生させることに
より開始される。
【００２９】本発明で用いられるラジカル重合性化合物
は、この分子内に酸素原子や窒素原子、イオウ原子等の
ヘテロ原子を含有するものが好ましい。特に、オキシエ
チレン鎖、オキシプロピレン鎖を有する化合物が好まし
い。これらのヘテロ原子は電解質塩のイオン化を促進さ
せ、固体電解質のイオン伝導性を向上させる。ラジカル
重合性化合物としては、例えば、メトキシエチル（メ
タ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレー
ト、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、エトキシジエチレングリコールメタジアクリレー
ト、フルフリルアクリレート等があげられ、２種以上の
混合物として使用してもかまわないが上記内容を満足す
るものであれば特にこれらに限るものではない。
は、この分子内に酸素原子や窒素原子、イオウ原子等の
ヘテロ原子を含有するものが好ましい。特に、オキシエ
チレン鎖、オキシプロピレン鎖を有する化合物が好まし
い。これらのヘテロ原子は電解質塩のイオン化を促進さ
せ、固体電解質のイオン伝導性を向上させる。ラジカル
重合性化合物としては、例えば、メトキシエチル（メ
タ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレー
ト、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、エトキシジエチレングリコールメタジアクリレー
ト、フルフリルアクリレート等があげられ、２種以上の
混合物として使用してもかまわないが上記内容を満足す
るものであれば特にこれらに限るものではない。
【００３０】熱重合開始剤としては、過酸化ベンゾイ
ル、過酸化ラウロイル、次亜硝酸ｔ−ブチル、アゾビス
イソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリ
ル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、過硫酸塩
などが使用でき、２種以上の混合物としてもよく、また
特にこれらに限るものではない。
ル、過酸化ラウロイル、次亜硝酸ｔ−ブチル、アゾビス
イソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリ
ル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、過硫酸塩
などが使用でき、２種以上の混合物としてもよく、また
特にこれらに限るものではない。
【００３１】好ましくはラジカル発生する温度は低いも
のが好ましい。
のが好ましい。
【００３２】このような固体電解質を用いる場合の電池
実装においては、前述した方法において電解液として重
合開始剤と重合性モノマーを加えたものを用いる以外は
基本的にかわらなく、前述の工程で最後のロッド外部の
熱融着による封止の後に加熱圧縮ロッドにて熱を加え、
ラジカル発生させ、電解液を固体化する工程が最後に加
わることとなる。これにより、全固体の薄型電池を作成
することができる。固体電解質に含有される電解液とし
ては前述と同様のものを用いることができる。
実装においては、前述した方法において電解液として重
合開始剤と重合性モノマーを加えたものを用いる以外は
基本的にかわらなく、前述の工程で最後のロッド外部の
熱融着による封止の後に加熱圧縮ロッドにて熱を加え、
ラジカル発生させ、電解液を固体化する工程が最後に加
わることとなる。これにより、全固体の薄型電池を作成
することができる。固体電解質に含有される電解液とし
ては前述と同様のものを用いることができる。
【００３３】
実施例１ 正極の作成 アニリン０．７５Ｍを含む、３Ｍ ＨＢＦ4 水溶液中で
反応極として２０μｍのブラスト処理を施こした０．９
mmφの貫通孔を有するステンレスシート（反応面積３×
３cm）を用い、３mA／cm2の定電流により１３Ｃ／cm2の
電荷量でポリアニリンを析出させた（片面のみ重合、他
面は粘着テープによりマスクした）この電極を、流水中
にて充分洗浄したのち、０．２ＮＨ2ＳＯ4−ａｑ中−
０．４ＶｖｓＳＣＥまで電位をかけて十分に脱ドーピン
グ操作を行なった。これを２０％ヒドラジンメタノール
溶液を用いて還元し、洗浄、乾燥しポリアニリン電極を
得た。ポリアニリン電極の厚みは３８０μｍであった。
反応極として２０μｍのブラスト処理を施こした０．９
mmφの貫通孔を有するステンレスシート（反応面積３×
３cm）を用い、３mA／cm2の定電流により１３Ｃ／cm2の
電荷量でポリアニリンを析出させた（片面のみ重合、他
面は粘着テープによりマスクした）この電極を、流水中
にて充分洗浄したのち、０．２ＮＨ2ＳＯ4−ａｑ中−
０．４ＶｖｓＳＣＥまで電位をかけて十分に脱ドーピン
グ操作を行なった。これを２０％ヒドラジンメタノール
溶液を用いて還元し、洗浄、乾燥しポリアニリン電極を
得た。ポリアニリン電極の厚みは３８０μｍであった。
【００３４】次に負極として３．１cm×３．１cm厚さ８
０μｍのリチウムホイルを厚さ２０μｍのステンレスホ
イルに圧着したものを用意した。
０μｍのリチウムホイルを厚さ２０μｍのステンレスホ
イルに圧着したものを用意した。
【００３５】セパレータとしてポリプロピレンポアフィ
ルター（ダイセル化学工業製セルガード３５０１）を使
用し、スペーサとして、変性ポリエチレン製熱融性プラ
スチックシートを用いた（厚さ３００μｍ）。これらの
電池要素を図１のごとく積層し、外周部を一部残して封
止した。残した部分より、３ＭＬｉＢＦ4を含むプロピ
レンカーボネイトジメトキシエタン混合溶液をシリンジ
を用いて注入した。この電池を６００mmHgに減圧したの
ち常圧にもどす操作を１回おこない、電池要素へ電解液
をしみこませた。この電池を図４のごとく圧縮ロッド間
に設置し、スペーサーでとまるまで圧縮をおこなった。
あふれた電解液を除去したのち完全に封止をおこない電
池とした。この電池を分解するとポリアニリンの厚みは
１５６μｍであり、かさ密度は０．３２ｇ／cm3であっ
た。又、電池を２．５〜３．７Ｖ±０．１mA／cm2の充
放電をおこなったところ初期容量５mAh体積エネルギー
密度１７．３mAh／cm3であった。
ルター（ダイセル化学工業製セルガード３５０１）を使
用し、スペーサとして、変性ポリエチレン製熱融性プラ
スチックシートを用いた（厚さ３００μｍ）。これらの
電池要素を図１のごとく積層し、外周部を一部残して封
止した。残した部分より、３ＭＬｉＢＦ4を含むプロピ
レンカーボネイトジメトキシエタン混合溶液をシリンジ
を用いて注入した。この電池を６００mmHgに減圧したの
ち常圧にもどす操作を１回おこない、電池要素へ電解液
をしみこませた。この電池を図４のごとく圧縮ロッド間
に設置し、スペーサーでとまるまで圧縮をおこなった。
あふれた電解液を除去したのち完全に封止をおこない電
池とした。この電池を分解するとポリアニリンの厚みは
１５６μｍであり、かさ密度は０．３２ｇ／cm3であっ
た。又、電池を２．５〜３．７Ｖ±０．１mA／cm2の充
放電をおこなったところ初期容量５mAh体積エネルギー
密度１７．３mAh／cm3であった。
【００３６】比較例１ スペーサーを２２０μｍとした以外は実施例１と同様の
電池を作成したポリアニリンの厚みは７５μｍ（かさ密
度０．６７）であり、電池性能は体積エネルギー密度は
１７．５mAh／cm3と優れていたものの初期容量３．７mA
hと小さく内部抵抗が上昇していることが判明した。
電池を作成したポリアニリンの厚みは７５μｍ（かさ密
度０．６７）であり、電池性能は体積エネルギー密度は
１７．５mAh／cm3と優れていたものの初期容量３．７mA
hと小さく内部抵抗が上昇していることが判明した。
【００３７】比較例２ スペーサーとして厚さ４７５μｍのものを用いた以外は
実施例１と同様に電池を作成したポリアニリンの厚みは
３４０μｍ（かさ密度０．１５）であり初期容量５mAh
と優れていたが体積エネルギー密度は１１．０mAh／cm3
と劣っていた。 実施例２ 実施例１において、スペーサーとして３５０μｍ厚を用
い、外周部の一部分をのぞいて封止したのちプロピレン
カーボネイトとジメトキシエタン７／３（体積比）混合
液にＬｉＢＦ4３Ｍを溶解させた電解液を７４％エトキ
シジエチレングリコールアクリレートを２０％、シリコ
ンアルキレンオキシド１％、ベンゾイルパーオキサイド
５％の割合で混合した溶液をシリンジを用いて充分量注
入した。この電池を６００mmHgに減圧したのち、常圧に
もどす操作を１回おこない、図４のごとく圧縮ロッド間
に設置、スペーサーでとまるまで圧縮はあふれた電解液
を除去したのち、圧縮したまま加熱圧縮ロッドで１１０
℃の熱を５分間、ついで徐冷して８０℃になったところ
で２時間加熱し、室温まで放冷し、電解液の固体化をお
こなった。この後完全に封止し、固体電池を作成した実
施例１と同様の試験をおこなったところ初期容量４．８
mAhで体積エネルギー密度１４．３mAh／cm3であった。
本電池のポリアニリンの厚み２１０μｍ（かさ密度０．
２５ｇ／cm3）であった。
実施例１と同様に電池を作成したポリアニリンの厚みは
３４０μｍ（かさ密度０．１５）であり初期容量５mAh
と優れていたが体積エネルギー密度は１１．０mAh／cm3
と劣っていた。 実施例２ 実施例１において、スペーサーとして３５０μｍ厚を用
い、外周部の一部分をのぞいて封止したのちプロピレン
カーボネイトとジメトキシエタン７／３（体積比）混合
液にＬｉＢＦ4３Ｍを溶解させた電解液を７４％エトキ
シジエチレングリコールアクリレートを２０％、シリコ
ンアルキレンオキシド１％、ベンゾイルパーオキサイド
５％の割合で混合した溶液をシリンジを用いて充分量注
入した。この電池を６００mmHgに減圧したのち、常圧に
もどす操作を１回おこない、図４のごとく圧縮ロッド間
に設置、スペーサーでとまるまで圧縮はあふれた電解液
を除去したのち、圧縮したまま加熱圧縮ロッドで１１０
℃の熱を５分間、ついで徐冷して８０℃になったところ
で２時間加熱し、室温まで放冷し、電解液の固体化をお
こなった。この後完全に封止し、固体電池を作成した実
施例１と同様の試験をおこなったところ初期容量４．８
mAhで体積エネルギー密度１４．３mAh／cm3であった。
本電池のポリアニリンの厚み２１０μｍ（かさ密度０．
２５ｇ／cm3）であった。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄型電池
は、かさ密度の高いポリアニリン電極を含み、優れた電
池特性を有しており、かつ電池内部にスペーサを具備す
ることによりその製造をより効率化することができる。
は、かさ密度の高いポリアニリン電極を含み、優れた電
池特性を有しており、かつ電池内部にスペーサを具備す
ることによりその製造をより効率化することができる。
【図１】本発明の薄型電池の構成説明図。
【図２】同電池の構成１ａ〜５までを積層したものの平
面図。
面図。
【図３】本発明の薄型電池の側面説明図。
【図４】電池要素のプレスを説明する図。
１ａ，１ｂ アルミニウムを芯材とする熱融着性プラ
スチックシート ２ スペーサ ３ ＳＵＳ−ポリアニリン複合電極 ４ セパレーター ５ 集電体−負極複合電極 ６，７ 圧縮加熱ロッド
スチックシート ２ スペーサ ３ ＳＵＳ−ポリアニリン複合電極 ４ セパレーター ５ 集電体−負極複合電極 ６，７ 圧縮加熱ロッド
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも正極が導電性高分子である薄
型電池において、導電性高分子の厚みに対して１．５〜
２．５倍のスペーサを電池内部に具備したことを特徴と
する薄型電池。 - 【請求項２】 導電性高分子のかさ密度が０．２５〜
０．５g／cm3であることを特徴とする請求項１記載の薄
型電池。 - 【請求項３】 請求項２記載の導電性高分子がポリアニ
リンである薄型電池。 - 【請求項４】 電解質として高分子重合体中に非水電解
液を含有した構造の固体電解質を用いるとともに、該高
分子重合体が熱重合開始剤の反応により得られたもので
あることを特徴とする請求項１記載の薄型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222860A JPH0562658A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 薄型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222860A JPH0562658A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 薄型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562658A true JPH0562658A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16789030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3222860A Pending JPH0562658A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 薄型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0562658A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7348762B2 (en) | 2003-05-01 | 2008-03-25 | Sony Corporation | Battery pack and method for producing battery pack |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP3222860A patent/JPH0562658A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7348762B2 (en) | 2003-05-01 | 2008-03-25 | Sony Corporation | Battery pack and method for producing battery pack |
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