JPS61190870A - 低嵩密度二硫化チタン電極の製造法 - Google Patents
低嵩密度二硫化チタン電極の製造法Info
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- JPS61190870A JPS61190870A JP60029460A JP2946085A JPS61190870A JP S61190870 A JPS61190870 A JP S61190870A JP 60029460 A JP60029460 A JP 60029460A JP 2946085 A JP2946085 A JP 2946085A JP S61190870 A JPS61190870 A JP S61190870A
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- Japan
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- sulfur
- electrode
- binder
- titanium disulfide
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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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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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
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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】
１豆立■皿±１
本発明は、非水二次電池の正極として有用な低嵩密度二
硫化チタン電極の製造法に関するものである。
硫化チタン電極の製造法に関するものである。
′ ・ Ｉ−び が ・ うと る１、 へ非
水系二次電池の正極に使用される二硫化チタン電極は、
二硫化チタンに結着剤、導電助剤を配合した混合物を電
池形状に応じた金型内で、 １トンから５トン程度の
高圧で製造されているため、電極の嵩密度が１．５ｇ／
ｃｍ’から２．０ ｇ ／ ｃ ｍ’となり、従って、
この電極を正極として用いた一二次電池は、高電流密度
での充・放電においては正極での分極が大きくなり、良
好な電池性能が得られない等の欠点があった。これらの
欠点を改良する目的で、特開昭５７−１８９４５４号に
おいては、前記混合物に、さらに沸点が２００℃以下の
液体を混合する方法、特開昭５１１１−１７３１１８８
号においては、前記混合物に、さらに溶媒可溶なリチウ
ム塩を混合する方法等が提案されているが、非水系二次
電池において電極に使用される混合物は、純度、酸素、
水分等が充分管理できる物質を選択する必要性があるこ
と、高圧下で安定な物質であること等を考えると、これ
らの方法は工業的に必ずしも充分満足すべき改良方法と
はいえない。
水系二次電池の正極に使用される二硫化チタン電極は、
二硫化チタンに結着剤、導電助剤を配合した混合物を電
池形状に応じた金型内で、 １トンから５トン程度の
高圧で製造されているため、電極の嵩密度が１．５ｇ／
ｃｍ’から２．０ ｇ ／ ｃ ｍ’となり、従って、
この電極を正極として用いた一二次電池は、高電流密度
での充・放電においては正極での分極が大きくなり、良
好な電池性能が得られない等の欠点があった。これらの
欠点を改良する目的で、特開昭５７−１８９４５４号に
おいては、前記混合物に、さらに沸点が２００℃以下の
液体を混合する方法、特開昭５１１１−１７３１１８８
号においては、前記混合物に、さらに溶媒可溶なリチウ
ム塩を混合する方法等が提案されているが、非水系二次
電池において電極に使用される混合物は、純度、酸素、
水分等が充分管理できる物質を選択する必要性があるこ
と、高圧下で安定な物質であること等を考えると、これ
らの方法は工業的に必ずしも充分満足すべき改良方法と
はいえない。
二次電池の二硫化チタン正極における充電放電は、第（
１）式 ％式％（１） に示すような反応となり、充・放電により体積変化が生
じる。この体積変化を電池内で吸収すること、及び必要
電解液を保持するためには二硫化チタン電極の嵩密度は
小さいほど有利である。しかしながら、嵩密度を小さく
すると電極強度が弱くなって崩壊する確率が高くなると
いう欠点が有り、従って、当該業者の間では、強度を保
ち、かつ嵩密度の小さい電極が必要とされていた。
１）式 ％式％（１） に示すような反応となり、充・放電により体積変化が生
じる。この体積変化を電池内で吸収すること、及び必要
電解液を保持するためには二硫化チタン電極の嵩密度は
小さいほど有利である。しかしながら、嵩密度を小さく
すると電極強度が弱くなって崩壊する確率が高くなると
いう欠点が有り、従って、当該業者の間では、強度を保
ち、かつ嵩密度の小さい電極が必要とされていた。
ル 占 る、 の！
本発明者らは、これら従来技術の欠点を解決するために
種々検討した結果、硫黄を結着剤、導電助剤及び二硫化
チタン粉末と混合して、加圧成形後、硫黄の溶融点付近
で、真空下において硫黄を除去し、多孔質化した後、結
着剤の融点付近で加熱することで、低嵩密度でしかも機
械的強度の大きい電極を成形すること・が可能であるこ
とを見出し本発明に到達した。
種々検討した結果、硫黄を結着剤、導電助剤及び二硫化
チタン粉末と混合して、加圧成形後、硫黄の溶融点付近
で、真空下において硫黄を除去し、多孔質化した後、結
着剤の融点付近で加熱することで、低嵩密度でしかも機
械的強度の大きい電極を成形すること・が可能であるこ
とを見出し本発明に到達した。
即ち１本発明は、二硫化チタン粉末、結着剤、導電助剤
及び硫黄からなる混合物を加圧成形後、真空下において
加熱して硫黄を除去、多孔質化し１次いで結着剤の融点
付近で加熱処理することを特徴とする低嵩密度二硫化チ
タン電極の製造法に関する。
及び硫黄からなる混合物を加圧成形後、真空下において
加熱して硫黄を除去、多孔質化し１次いで結着剤の融点
付近で加熱処理することを特徴とする低嵩密度二硫化チ
タン電極の製造法に関する。
本発明におうて造孔剤として用いられる硫黄としては、
斜方晶系硫黄（α−８）、単斜晶系硫黄（β−８）、不
溶性硫黄（γ−５）及び溶性硫黄等があげられる。これ
らの硫黄はできるだけ純度の高い物がよい、硫黄の配合
量は、二硫化チタン粉末に対して１０ｗｔ％から５００
ｗｔ％まで混合することが可能であるが、電極強度の点
からは、１０ｗｔ％から２００賢ｔ％までが好ましい。
斜方晶系硫黄（α−８）、単斜晶系硫黄（β−８）、不
溶性硫黄（γ−５）及び溶性硫黄等があげられる。これ
らの硫黄はできるだけ純度の高い物がよい、硫黄の配合
量は、二硫化チタン粉末に対して１０ｗｔ％から５００
ｗｔ％まで混合することが可能であるが、電極強度の点
からは、１０ｗｔ％から２００賢ｔ％までが好ましい。
本発明で用いられる結着剤は、特に限定されるものでは
ないが、一般には配合する硫黄の溶融点より高い融点を
有するものが使用される。結着剤としては通常用いられ
ているポリテトラフルオルエチレン、テトラフルオルエ
チレンとエチレンの共重合体、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等が用いられ、好ましいものとしてはポリテトラ
フルオルエチレンをあげることができる。結着剤の配合
量は、通常、二硫化チタン粉末に対して １ｗｔ％から
５Ｑｗｔ％、好ましくは５ｗｔ％から２０ｗｔ％である
。
ないが、一般には配合する硫黄の溶融点より高い融点を
有するものが使用される。結着剤としては通常用いられ
ているポリテトラフルオルエチレン、テトラフルオルエ
チレンとエチレンの共重合体、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等が用いられ、好ましいものとしてはポリテトラ
フルオルエチレンをあげることができる。結着剤の配合
量は、通常、二硫化チタン粉末に対して １ｗｔ％から
５Ｑｗｔ％、好ましくは５ｗｔ％から２０ｗｔ％である
。
本発明で用いられる導電助剤としては、通常用いられて
いるアセチレンブラック、黒鉛、金属繊維、金属粉、金
属網、炭素ｍ雄、炭素網等があげられるが、必ずしもこ
れらに限定されるものではない、導電助剤の配合量は、
通常二硫化チタン粉末に対して、 １ｗｔ％から５０ｗ
ｔ％、好ましくは５ｗｔ％から２０ｗｔ％である。二硫
化チタン粉末と結着剤、導電助剤及び造孔剤としての硫
黄の混合物を加圧成形する際の圧力は、通常５Ｋｇ／ｃ
ｍ’からｌＯｔ ／ ｃ ｍ”の範囲であるが、好まし
くは１００Ｋｇ／ｃ ｍ’からｓｔ／ｃｍ’の範囲であ
る。加圧する時の温度は、使用した硫黄の溶融点以下で
あることが望ましい。
いるアセチレンブラック、黒鉛、金属繊維、金属粉、金
属網、炭素ｍ雄、炭素網等があげられるが、必ずしもこ
れらに限定されるものではない、導電助剤の配合量は、
通常二硫化チタン粉末に対して、 １ｗｔ％から５０ｗ
ｔ％、好ましくは５ｗｔ％から２０ｗｔ％である。二硫
化チタン粉末と結着剤、導電助剤及び造孔剤としての硫
黄の混合物を加圧成形する際の圧力は、通常５Ｋｇ／ｃ
ｍ’からｌＯｔ ／ ｃ ｍ”の範囲であるが、好まし
くは１００Ｋｇ／ｃ ｍ’からｓｔ／ｃｍ’の範囲であ
る。加圧する時の温度は、使用した硫黄の溶融点以下で
あることが望ましい。
成形した電極は、初め硫黄の溶融点付近において、減圧
下で硫黄を気化、除去させて多孔°質の電極とした後、
さらに、温度を結着剤の融点付近まで上昇させることに
よって二硫化チタンと導電助剤を融着し１強固な電極と
する。尚、成形、気化、加熱等の操作は、アルゴンや窒
素等の不活性ガスの雰囲気下または真空下で行うことが
好ましい。このようにして、嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ’
から１．０ｇ／ｃｒｎ”の機械的強度の良好な低嵩密度
二硫化チタン電極を製造することができる。
下で硫黄を気化、除去させて多孔°質の電極とした後、
さらに、温度を結着剤の融点付近まで上昇させることに
よって二硫化チタンと導電助剤を融着し１強固な電極と
する。尚、成形、気化、加熱等の操作は、アルゴンや窒
素等の不活性ガスの雰囲気下または真空下で行うことが
好ましい。このようにして、嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ’
から１．０ｇ／ｃｒｎ”の機械的強度の良好な低嵩密度
二硫化チタン電極を製造することができる。
支崖１
次ぎに、具体的な実施例及び比較例をあげて本発明をさ
らに詳細に説明する。
らに詳細に説明する。
実施例 ・
二硫化チタン粉末と結着剤としてポリテトラフルオルエ
チレン（融点的３２７℃）、導電助剤としてはアセチレ
ンブラック、造孔剤として硫黄（三津和化学■社製、純
度８９．１１９９％、溶融点的ｌ１８℃、単斜晶系硫黄
）を用い、これらを４５：５：５：４５（重量比）の割
合で充分混合した後、１０ＩＩＩＩＩφの金型に３４ｍ
ｇを充填し、２ｔ／Ｃｍ″の圧力で成形して電極を作製
した。次いで、電極をガラス管の中に入れ、電気炉中で
減圧に引きながら、１２０℃において３０分間保持した
あとで温度を３２０℃迄上Ａさせ、１０分後冷却した。
チレン（融点的３２７℃）、導電助剤としてはアセチレ
ンブラック、造孔剤として硫黄（三津和化学■社製、純
度８９．１１９９％、溶融点的ｌ１８℃、単斜晶系硫黄
）を用い、これらを４５：５：５：４５（重量比）の割
合で充分混合した後、１０ＩＩＩＩＩφの金型に３４ｍ
ｇを充填し、２ｔ／Ｃｍ″の圧力で成形して電極を作製
した。次いで、電極をガラス管の中に入れ、電気炉中で
減圧に引きながら、１２０℃において３０分間保持した
あとで温度を３２０℃迄上Ａさせ、１０分後冷却した。
真空ラインのトラップには硫黄の結晶が捕集されていた
。焼成された電極は、厚み０．０３８ｃ＋ｓ、重さ１７
ｍｇであり、嵩密度は０ 、８ ｇ ／ Ｃｍｏであっ
た。
。焼成された電極は、厚み０．０３８ｃ＋ｓ、重さ１７
ｍｇであり、嵩密度は０ 、８ ｇ ／ Ｃｍｏであっ
た。
比較例
実施例の配合比において、硫黄を加えないで成形し、
３２０°Ｃにおいて１０分間加熱焼成した電極は、厚み
０．０２５ｃａ＋、重さ３４ｍｇであり、嵩密度は１．
７３７ｃｍ’であった・ え丑立差課 以り記述したように、本発明の方法によれば、二硫化チ
タンを正極に使用した非水系の二次電池において要求さ
れる低嵩密度、高強度の電極は硫黄を混合し、二段階に
温度を上げる手法を用いることによって製造が可能とな
った。得られた低嵩密度二硫化チタン電極を正極に用い
た場合は、充・放電に伴う体積変化が抑制され１分極が
少なくなり、放電特性の良い非水系二次電池が得られる
ことが判明した。
３２０°Ｃにおいて１０分間加熱焼成した電極は、厚み
０．０２５ｃａ＋、重さ３４ｍｇであり、嵩密度は１．
７３７ｃｍ’であった・ え丑立差課 以り記述したように、本発明の方法によれば、二硫化チ
タンを正極に使用した非水系の二次電池において要求さ
れる低嵩密度、高強度の電極は硫黄を混合し、二段階に
温度を上げる手法を用いることによって製造が可能とな
った。得られた低嵩密度二硫化チタン電極を正極に用い
た場合は、充・放電に伴う体積変化が抑制され１分極が
少なくなり、放電特性の良い非水系二次電池が得られる
ことが判明した。
Claims (1)
- 二硫化チタン粉末、結着剤、導電助剤及び硫黄からなる
混合物を加圧成形後、真空下において加熱して硫黄を除
去、多孔質化し、次いで結着剤の融点付近で加熱処理す
ることを特徴とする低嵩密度二硫化チタン電極の製造法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029460A JPS61190870A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 低嵩密度二硫化チタン電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029460A JPS61190870A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 低嵩密度二硫化チタン電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190870A true JPS61190870A (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=12276709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029460A Pending JPS61190870A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 低嵩密度二硫化チタン電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61190870A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424584U (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-27 | ||
| EP2826085A4 (de) * | 2012-03-14 | 2015-09-02 | Basf Se | Kompositmaterialien, ihre herstellung und verwendung in elektrochemischen zellen |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP60029460A patent/JPS61190870A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424584U (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-27 | ||
| EP2826085A4 (de) * | 2012-03-14 | 2015-09-02 | Basf Se | Kompositmaterialien, ihre herstellung und verwendung in elektrochemischen zellen |
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