JPH08315825A - 電池用電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、電極内部の緩みが少なく、形態安定
性に優れた電池用電極の製造法を提供することを目的と
する。 【構成】炭素、水素、酸素からなる芳香族系縮合ポリマ
ーの熱処理物であって、水素原子／炭素原子の原子数比
が、０．０５〜０．５であるポリアセン骨格構造を有す
る不溶不融性基体を主活物質とする電池用電極におい
て、ポリアセン骨格構造を有する顆粒状不溶不融性基体
と熱硬化性樹脂とからなる成形物を、熱処理することを
特徴とする電池用電極の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池用電極およびその
製造法に関する。更に詳しくは、形態安定性に優れたポ
リアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体からなる電
池用電極の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、グラファイト等の炭素材、ポリア
セチレン、ポリパラフェニレン等の導電性高分子にリチ
ウムを担持させたリチウム電池の研究が進められてい
る。しかしながら、デンドライトの発生は著しく少ない
もののリチウムの出し入れに対して、構造の変化が大き
く、サイクル特性が低下するという問題があった。ま
た、一般に電池用電極は、粉末等の形状にある活物質、
例えばポリ四フッ化エチレンバインダ−、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂バインダー等と混
練、加圧成形したものが生産性、寸法安定性の観点から
好ましく用いられる。しかしながら粉末状等の上記不溶
不融性基体を上記方法で成形した成形体にリチウムを担
持させた場合、電極のゆるみが著しく、電池特性、特に
急速放電特性、サイクル特性に問題が残されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、電
極内部の緩みが少なく、形態安定性に優れた電池用電極
のの製造法を提供することにある。更に他の目的および
効果は、以下の説明から明らかにされよう。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】炭素、水素、酸素から
なる芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって、水素原
子／炭素原子の原子数比が、０．０５〜０．５であるポ
リアセン骨格構造を有する不溶不融性基体Ａを主活物質
とする電池用電極の製造法において、ポリアセン骨格構
造を有する顆粒状不溶不融性基体Ｂと熱硬化性樹脂とか
らなる成形物を、熱処理することによって達成される。

【０００５】上記本発明方法によれば、ポリアセン骨格
構造を有する顆粒状不溶不融性基体Ｂと熱硬化性樹脂と
を混合し、加圧成形せしめ、該成形物を熱処理する。

【０００６】本発明におけるポリアセン系骨格構造を含
有する顆粒状不溶不融性基体Ｂは、特開昭６０−１７０
１６３号公報に記載されている芳香族系縮合ポリマ−を
特定の条件で熱処理した不溶不融性基体Ａから得ること
ができ、例えば次のようにして得られる。

【０００７】炭素、水素、酸素および無機塩からなる芳
香族系ポリマーを非酸化性雰囲気中で、４００〜８００
℃の温度まで加熱して得られた、水素原子／炭素原子の
原子比が０．０５〜０．５０のポリアセン系骨格構造を
有する不溶不融性基体を、粉砕した後、ポリテトラフル
オロエチレン系結合剤を加え、混合・混練、乾燥後破砕
し、顆粒状不溶不融性基体Ａを得る。該顆粒状基体Ａの
平均粒子径は、１０００μm 以下、より好ましくは、１
０〜５００μm である。

【０００８】次いで顆粒状基体Ｂは、下記の方法により
得られる。該顆粒状基体Ａにセルロース系結合剤を加
え、混合・造粒される。混合・造粒は市販の混合機また
は造粒機にて実施される。セルロース系結合剤は、該顆
粒状基体Ａに対して、０．５〜５％が好ましく、特に好
ましくは、１〜３％である。造粒して得られる顆粒状不
溶不融性基体Ｂの平均粒子径は、１００〜５００μｍが
好ましいが、成形物の厚みにより、適宜選択される。か
くして、顆粒状不溶不融性基体Ｂを製造することが出来
る。

【０００９】本発明によれば、該顆粒状不溶不融性基体
Ｂと熱硬化性樹脂とからなる成形物を熱処理することに
より電極内部の緩みが少なく、形態安定性に優れた電極
が得られる。顆粒状不融不融性基体と樹脂粒子の混合物
の成形は、一般的に用いられる打錠機にて実施すること
が出来る。本発明で使用する熱硬化性樹脂は、フェノ−
ル性水酸基を有する芳香族系炭化水素化合物とアルデヒ
ド類の縮合物であり、フェノ−ル・ホルムアルデヒド樹
脂が好適に使用される。

【００１０】熱硬化性樹脂は、好ましくは粒子として使
用し、樹脂粒子の平均粒径は、５〜１００μｍ、好まし
くは１０〜５０μｍであるが、顆粒状不溶不融性基体の
粒子径により決定され、使用する顆粒状不溶不融性基体
の粒子径の１／１０以下が好適である。１／１０を越え
ると、加圧成形物が脆くなり好ましくない。混合は、Ｖ
型混合機等の市販の粉体混合機が使用され、上記混合比
率にて均一に混合せしめる。熱硬化性樹脂の量は、電池
を組み立てる際に担持させるリチウム量により決定され
るが、成形物中に占める割合が重量比で１％以上７０％
以下が好ましく、さらに好ましくは５％以上５０％以下
である。１％未満の場合、電極のゆるみを抑止する効果
が小さく、７０％を越えると当然のことながらＰＡＳ量
が少なくなり、十分なリチウムを担持することができ
ず、電池用電極として使用する場合、電池容量が低下す
るため好ましくない。本発明方法によれば、該成形物の
熱処理は、処理温度１００〜１５０℃、３０〜１８０ｍ
ｉｎ実施される。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、強度に優れ、形態安定
性に優れた電池用電極を製造することが出来る。

【００１２】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例１ （１）ポリアセン系骨格構造を含有する顆粒状不溶不融
性基体Ａの製造 水溶性レゾ−ル（７５％濃度）１０部と塩化亜鉛水溶液
（８５％濃度）を３０部とを、２５℃にて連続的に混合
し、１００℃にて１時間加熱して硬化させ、フェノ−ル
系樹脂・塩化亜鉛複合体を得た。該複合体を２０ｋｇを
電気炉に仕込み、窒素気流下で４０℃／時間の速度で昇
温して５００℃まで熱処理を行った。次に該熱処理物を
希塩酸で洗った後、水洗し乾燥することにより板状の不
溶不融性基体Ａを得た。不溶不融性基体を、本願の出願
人の出願にかかる、特開平２−２１４７６２号に記載の
ボールミルで平均粒径０．５μｍの不溶不融性基体粉末
が得られるよう粉砕した。該粉末１００部に対し、ＰＴ
ＦＥ系結合剤６部（固形分）と水１５０部とを加え、ス
テンレスビーカー内で混合した。混合物を二軸ローラー
にて混練し、厚さ２ｍｍの板状の混練物とした。混練物
をあらかじめ３〜５ｍｍ角の大きさにカットし、さらに
コーヒーミルにて破砕し、平均粒子径２００μｍの顆粒
状不溶不融性基体Ａを得た。

【００１３】（２）ポリアセン系骨格構造を含有する顆
粒状不溶不融性基体Ｂの製造 顆粒状不溶不融性基体Ａ１００部に対し、あらかじめメ
チルセルロース１部を水１５０部に溶解しておいたメチ
ルセルロース水溶液を加え、ステンレスビーカーにて混
合した後、ダルトン（株）製 品川ミキサーにて造粒し
た該造粒物を１５０℃にて乾燥して顆粒状不溶不融性基
体Ｂを得た。この時の粒子径は３００μｍであった。

【００１４】（３）電池用電極 上記の顆粒状不溶不融性基体Ｂを１００部、フェノ−ル
・ホルムアルデヒド樹脂（商品名ベルパ−ルＳ−８９
０）５０部とをＶ型混合機にて、１時間混合した後、市
販の打錠機にて、厚み０．４０ｍｍ、直径１５ｍｍのペ
レットを得た。該ペレットを１５０℃、３時間熱処理し
て電極用成形体を得た。成形体の折り曲げ強度を測定し
た結果、熱処理前で１５．４ｇｆ、熱処理後で３０．８
ｇｆであった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢田 静邦 兵庫県加古郡播磨町宮西２丁目６番13号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素、水素、酸素からなる芳香族系縮合
   ポリマーの熱処理物であって、水素原子／炭素原子の原
   子数比が、０．０５〜０．５であるポリアセン骨格構造
   を有する不溶不融性基体を主活物質とする電池用電極に
   おいて、ポリアセン骨格構造を有する顆粒状不溶不融性
   基体と熱硬化性樹脂とからなる成形物を、熱処理するこ
   とを特徴とする電池用電極の製造法。