JPS60225376A - プラスチツク電極 - Google Patents
プラスチツク電極Info
- Publication number
- JPS60225376A JPS60225376A JP59082316A JP8231684A JPS60225376A JP S60225376 A JPS60225376 A JP S60225376A JP 59082316 A JP59082316 A JP 59082316A JP 8231684 A JP8231684 A JP 8231684A JP S60225376 A JPS60225376 A JP S60225376A
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- JP
- Japan
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- electrode
- polymer material
- high polymer
- conductive
- conductive high
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/137—Electrodes based on electro-active polymers
-
- 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
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- 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】
〔技術分野〕
本発明は導電性高分子材料を用いた電極に関する。
従来より電極として導電性高分子材料を用いた電池が知
られている。この電池は鉛電池に比べて開路電圧が大き
く、しかも軽量であるため出力密度が大きいという優れ
た利点を有する。
られている。この電池は鉛電池に比べて開路電圧が大き
く、しかも軽量であるため出力密度が大きいという優れ
た利点を有する。
ところで、導電性高分子は通常数百μｍの薄膜形状であ
るため、自動車等の輸送用電池の電極として用いる場合
、振動、衝撃等を受け耐久性が問題となる。しかしなが
ら、従来このような電池では、導電性高分子材料自体を
そのまま電極として用いたため、電極の構造が薄膜構造
となり十分な機械的強度を得ることができず、例えば電
極自体が変形し起り、またこの電極を外部の回路と接続
した場合には電極が破損しやすいという欠点があった。
るため、自動車等の輸送用電池の電極として用いる場合
、振動、衝撃等を受け耐久性が問題となる。しかしなが
ら、従来このような電池では、導電性高分子材料自体を
そのまま電極として用いたため、電極の構造が薄膜構造
となり十分な機械的強度を得ることができず、例えば電
極自体が変形し起り、またこの電極を外部の回路と接続
した場合には電極が破損しやすいという欠点があった。
そこで、本件出願人は、導電性高分子材料を金属等から
なる導電性基板上に電解重合して電極を形成することに
より、十分な機械的強度を付与した電極を提案した（特
願昭５８−２１１４０９：未公知）。しかしながら、こ
の特願昭５８−２１１４０９による電極は十分な機械的
強度を有するものの、集電体を金属で形成したため重量
が重くなり、導電性高分子材料を用いた電極の大きな利
点である軽量化が損なわれ、エネルギ密度、出力密度が
増加するという問題がある。
なる導電性基板上に電解重合して電極を形成することに
より、十分な機械的強度を付与した電極を提案した（特
願昭５８−２１１４０９：未公知）。しかしながら、こ
の特願昭５８−２１１４０９による電極は十分な機械的
強度を有するものの、集電体を金属で形成したため重量
が重くなり、導電性高分子材料を用いた電極の大きな利
点である軽量化が損なわれ、エネルギ密度、出力密度が
増加するという問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされ
たもので、本発明の目的は、導電性高分子材料を用いた
電極の導電性を損なうことなく、機械的強度が高くかつ
軽量なプラスチック電極を得ることにある。
たもので、本発明の目的は、導電性高分子材料を用いた
電極の導電性を損なうことなく、機械的強度が高くかつ
軽量なプラスチック電極を得ることにある。
（発明の構成）
かかる目的は、本発明によれば、導電性高分子材料を用
いる電極であって、カーボン製シートからなる集電体の
表面に、導電性高分子材料が形成されていることを特徴
とするプラスチック電極によって達成される。
いる電極であって、カーボン製シートからなる集電体の
表面に、導電性高分子材料が形成されていることを特徴
とするプラスチック電極によって達成される。
本発明において、導電性高分子材料としては、ポリピロ
ール、ポリアセチレン、ポリチオフェン等を用いること
ができる。
ール、ポリアセチレン、ポリチオフェン等を用いること
ができる。
集電体としては、軽量で電解液と反応しない材料である
カーボンを用い、例えばカーボン繊維をシート状に加工
したものが用いられる。なお、カーボンは導電性を有す
るため、特に他の導電性材料を被覆する必要はないが、
より導電性の大きい他の材料を被覆したものを用いても
よい。この導電性材料としては、金、銀、銅等の金属の
他、Ｉｎ２Ｏ＋−５ｎｏ２の固溶体等を用いることがで
きる。導電性材料は真空蒸着法、イオンブレーティング
、スパッタリング等の適宜手段により基体上に形成され
る。
カーボンを用い、例えばカーボン繊維をシート状に加工
したものが用いられる。なお、カーボンは導電性を有す
るため、特に他の導電性材料を被覆する必要はないが、
より導電性の大きい他の材料を被覆したものを用いても
よい。この導電性材料としては、金、銀、銅等の金属の
他、Ｉｎ２Ｏ＋−５ｎｏ２の固溶体等を用いることがで
きる。導電性材料は真空蒸着法、イオンブレーティング
、スパッタリング等の適宜手段により基体上に形成され
る。
また、導電性高分子材料は集電体上に電解重合等により
ｉ成される。
ｉ成される。
なお、本発明のプラスチック電極を用いて電池を形成す
る場合、電解質としては、Ｌ ｉ ＣＩｔ ＯＡ、Ｒ，
ＮＣｌ０．（Ｒ：アルキル基、以下同じ）、Ｒ，ＮＢＦ
４、Ｒ４Ｎ Ｐ Ｆ ｓ等を用いることができる。また
、これらの電解質を溶かす有機溶媒としては、プロピレ
ンカーボネート、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ニ
トロメタン、スルホラン等を用いることができる。
る場合、電解質としては、Ｌ ｉ ＣＩｔ ＯＡ、Ｒ，
ＮＣｌ０．（Ｒ：アルキル基、以下同じ）、Ｒ，ＮＢＦ
４、Ｒ４Ｎ Ｐ Ｆ ｓ等を用いることができる。また
、これらの電解質を溶かす有機溶媒としては、プロピレ
ンカーボネート、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ニ
トロメタン、スルホラン等を用いることができる。
次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。
ここで、第１図は本発明の実施例に用いた集電体の部分
拡大図、第２図は本発明の実施例に係るプラスチック電
極の一部破断斜視図、第３図は本発明の実施例に係るプ
ラスチック電極の充放電特性の実験状態を示す説明図、
第４図は本発明の実施例に係るポリピロール電極とリチ
ウム電極の充゛ 放電初期特性を示すグラフである。
拡大図、第２図は本発明の実施例に係るプラスチック電
極の一部破断斜視図、第３図は本発明の実施例に係るプ
ラスチック電極の充放電特性の実験状態を示す説明図、
第４図は本発明の実施例に係るポリピロール電極とリチ
ウム電極の充゛ 放電初期特性を示すグラフである。
まず、グラファイト繊維ｌをシート状に編み、カーボン
製シートとしてのグラファイトシート２を作製し、導電
性を有する集電体３とした。この集電体３に直径０．５
１の白金線を接続しリード線４とした。これを正極とす
る。同様にアルミニウム板にリード線を接続し、これを
負極とする。
製シートとしてのグラファイトシート２を作製し、導電
性を有する集電体３とした。この集電体３に直径０．５
１の白金線を接続しリード線４とした。これを正極とす
る。同様にアルミニウム板にリード線を接続し、これを
負極とする。
次に、０．５モル（ｍｏｆｆｉ／Ｎ）のビロール（０４
Ｈ５Ｎ）と０．５モルの過塩素酸リチウム（ＬｉＣＩ
Ｏ４）をアセトニトリルに溶かして電解液を調整する。
Ｈ５Ｎ）と０．５モルの過塩素酸リチウム（ＬｉＣＩ
Ｏ４）をアセトニトリルに溶かして電解液を調整する。
この電解液をモレキュラシーブス（脱水剤）で脱水処理
した後、この溶液中に上記集電体３とアルミニウム板を
電極として酸素を除去しない電解液に浸漬し、電気分解
した。このとき、電流密度は７ ｍ Ａ ／ ａｌｌと
し、１時間通電した。電気分解を開始すると、陽極（ア
ノード）側では過塩素酸イオン（Ｃｊ！Ｏ，−）がドー
プされた黒色のポリピロール（Ｃ４ＨｊＮ） ｘ ５
（第２図参照）が表面全体に重合され、ポリピロール電
極６が形成される。一方、陰極（カソード）側ではリチ
ウムが析出する。
した後、この溶液中に上記集電体３とアルミニウム板を
電極として酸素を除去しない電解液に浸漬し、電気分解
した。このとき、電流密度は７ ｍ Ａ ／ ａｌｌと
し、１時間通電した。電気分解を開始すると、陽極（ア
ノード）側では過塩素酸イオン（Ｃｊ！Ｏ，−）がドー
プされた黒色のポリピロール（Ｃ４ＨｊＮ） ｘ ５
（第２図参照）が表面全体に重合され、ポリピロール電
極６が形成される。一方、陰極（カソード）側ではリチ
ウムが析出する。
この結果得られたポリピロールとリチウムについて、個
々にセルをくみ、充放電特性を調べた。
々にセルをくみ、充放電特性を調べた。
この実験は、第３図に示すような装置を組み立てて行っ
た。第３図はポリピロール電極６を正極とした場合を示
し、電流は対極７との間に流し、照合電極８に対する電
位を測定した。
た。第３図はポリピロール電極６を正極とした場合を示
し、電流は対極７との間に流し、照合電極８に対する電
位を測定した。
充放電特性を調べた結果を第４図に示す。第４図より、
ポリピロールを陽極、リチウムを陰極とし、ＩＭ−Ｌｉ
ＣＪＩＯ，／アセトニトリルの電解液を用いると、開路
電圧として３．５■の電池ができることが判る。
ポリピロールを陽極、リチウムを陰極とし、ＩＭ−Ｌｉ
ＣＪＩＯ，／アセトニトリルの電解液を用いると、開路
電圧として３．５■の電池ができることが判る。
以上、本発明の特定の実施例について説明した５が、本
発明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請
求の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含される
ものである。
発明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請
求の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含される
ものである。
例えば、実施例ではグラファイトシート上に直接ポリピ
ロールを形成したが、グラファイトシート上にＩＴＯ膜
（酸化インジウム（Ｉ ｎ ２０ ＋ ）と二酸化錫（
Ｓ ｎ ０２ ）の固溶体）等の導電性材料を被覆し、
この導電性材料の上にポリピロールを形成してもよい。
ロールを形成したが、グラファイトシート上にＩＴＯ膜
（酸化インジウム（Ｉ ｎ ２０ ＋ ）と二酸化錫（
Ｓ ｎ ０２ ）の固溶体）等の導電性材料を被覆し、
この導電性材料の上にポリピロールを形成してもよい。
以上より、本発明のプラスチック電極によれば、十分な
導電性を有すると共に、基体としてカーボン製シートを
用いたため機械的強度が高く、かつ基体が軽いカーボン
製シートのため軽量化を図ることができ、エネルギ密度
、出力密度が大幅に増加するという優れた効果を奏する
。
導電性を有すると共に、基体としてカーボン製シートを
用いたため機械的強度が高く、かつ基体が軽いカーボン
製シートのため軽量化を図ることができ、エネルギ密度
、出力密度が大幅に増加するという優れた効果を奏する
。
第１図は本発明の実施例に用いた集電体の部分拡大図、
第２図は本発明の実施例に係るプラスチック電極の一部
破断斜視図、 第３図は本発明の実施例に係るプラスチック電極の充放
電特性の実験状態を示す説明図、第４図は本発明の実施
例に係るポリピロール電極とリチウム電極の充放電初期
特性を示すグラフである。 １’ −−−グラファイト繊維 ２−−−−グラファイトシート （カーボン製シート） ３−”−集電体 ４−−一−−リード線 ５−−−−ポリピロール ６−−−−−ポリピロール電極 （プラスチック電極） ７−−−−−一対極 ８−−−−一照合電極 出願人 トヨタ臼易車抹入会社
破断斜視図、 第３図は本発明の実施例に係るプラスチック電極の充放
電特性の実験状態を示す説明図、第４図は本発明の実施
例に係るポリピロール電極とリチウム電極の充放電初期
特性を示すグラフである。 １’ −−−グラファイト繊維 ２−−−−グラファイトシート （カーボン製シート） ３−”−集電体 ４−−一−−リード線 ５−−−−ポリピロール ６−−−−−ポリピロール電極 （プラスチック電極） ７−−−−−一対極 ８−−−−一照合電極 出願人 トヨタ臼易車抹入会社
Claims (1)
- （１）導電性高分子材料を用いる電極であって、カーボ
ン観、シートからなる集電体の表面に、導電性高分子材
料が形成されていることを特徴とするプラスチック電極
。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記導電性高分
子材料は集電体の表面に電解重合により形成されている
ことを特徴とするプラスチック電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59082316A JPS60225376A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | プラスチツク電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59082316A JPS60225376A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | プラスチツク電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60225376A true JPS60225376A (ja) | 1985-11-09 |
Family
ID=13771160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59082316A Pending JPS60225376A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | プラスチツク電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60225376A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5151162A (en) * | 1989-06-12 | 1992-09-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Rechargeable storage battery with electroactive organic polymer electrodes in polar solvent electrolyte |
| US6413486B2 (en) | 1998-06-05 | 2002-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nonaqueous secondary battery, constituent elements of battery, and materials thereof |
-
1984
- 1984-04-24 JP JP59082316A patent/JPS60225376A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5151162A (en) * | 1989-06-12 | 1992-09-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Rechargeable storage battery with electroactive organic polymer electrodes in polar solvent electrolyte |
| US6413486B2 (en) | 1998-06-05 | 2002-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nonaqueous secondary battery, constituent elements of battery, and materials thereof |
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