JPS6168868A - シ−ト状バツテリ− - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はシート状バッテリーに係り、特に電極来電体を
シート状の炭素繊維にして、軽量化をはかったバッテリ
ーに関する。

〔発明の背景〕

シート状バッテリーは軽量薄形化が生命で、電極活物質
の集電体として金属多孔体を用いたシ或は有機高分子に
導電体を混入したシートを用いている。しかしこれらは
重量、抵抗等に難点があるため、これに代る材料が望ま
れていた。最近炭素繊維の工業化が進み、これらの製品
で低抵抗のフェルト状グラファイトを用い、これに接触
を塗布してポリアセチレンを合成させる方法などが見出
されている。たとえば特開昭５８−１８９９６８号公報
参照。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、シート状バッテリーを軽量化し、艮好
な充放電特性を持続させることにある。

〔発明の概要〕

本発明はシート状バッテリーの集電体に炭素繊維のシー
トを用いて、これにゲル又は粉末状に合成したポリアセ
チレン等を固着させて電極としたものである。

〔発明の実施例〕

以下添付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。第２
図は従来の一実施例で、ポリアセチレンよりなる電極活
物質４の集電体にエキスバンドメタル３を用いたシート
状バッテリーの断面図である。第１図は本発明のシート
状バッテリーの断面図で、集電体に炭素繊維のシート７
を用いた。

電池のケースは、アルミ箔２の両面にポリエチレン１で
ラミネートしたシート（３５，２Ｘ３５．２鱈）で、そ
の中央に直径１０ｍのアルミ箔２を熱圧着して端子とし
た。従来法ではこのシートの内面を２５×２５順のエキ
スバンドメタル３、厚さ０．１６ｗ５ＵＳ３１６を熱圧
着し、その一部を電気的に端子と接続するようにした。

本発明はエキスバンドメタル３の代りに炭素准維のシー
ト７を用いたもので、このシートは２５Ｘ２５ｎｏ＋、
厚さ０．１ｒｔｍで、従来法と同様にしてケースの内面
に熱圧着させた。

セパレーター５はポリプロピレン製の不織布で３０Ｘ３
０■、厚さ０．１２−を用いた。一方、バッテリー周辺
をシールした場合アルミ箔２が互に接触しないよう、絶
縁シート６（フッ素樹脂シートの表面をアルカリで荒ら
し、ポリエチレンコートしたもの）３５．２Ｘ３５．２
ｍのシート中央ｔ−２７Ｘ２７醪に打ち抜いた。以上の
材料を真空乾燥（８０Ｃ１ｏ時間）してアルゴンガスに
満たしたグローブボックスへ入れた。電解液は例えばア
セトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）に（ＣａＨｓ　）４ＮＢＦ
４　　を１ｍｏｌ／ｌの濃度に溶かした非水電解液（水
分６０Ｆ）を、又電極活物質として冷凍庫に保管してト
リエンを含ませたポリアセチレン粉末をグローブボック
スに入れてフートバッテリーを製作した。

バッテリーの製作は電極集電体（エキスバンドメタル３
又は炭素繊維のシート７）にポリアセチレン粉末を分取
して乗せ、その上部に液吸収体を敷いて６０に９／ｃｍ
”の圧力で成形し、更に真空引きしてトルエンを脱液さ
せた。脱液後のポリアセチレン量は０．１ｇで密度は０
．３５　ｇ　／　ａｎ”である。

これを２枚合せた間に絶縁シード６とセパレーター５を
入れ、周囲を熱圧着して袋状にし、これに電解液（１ｍ
　Ａ　）を注入して密封した。完成したバッテリーの外
形は３５Ｘ３５Ｘ２■で、重量は従来法で１９ｇ、本発
明では１．７ｇが平均で約１０．５−減少させることが
できた。

製作したシート状バッテリーに電流密度を変えて充放電
させた場合の電圧曲線を示した。第３図は従来法、第４
図は本発明によるものである。第３．４図のＩは電流密
度１　ｍ　Ａ　７ｃｍ　”、ドーピング率１ｍｏ１％、
Ｉは電流密度２ｍＡ／ｃｍ”、ドーピング率２　ｍｏ　
１　％、■は電流密度４　ｍ　Ａ　／　ａｎ　”、ドー
ピング率４ｍｏｌチ、■は電流密度８　ｍ　Ａ　／ｃｒ
ｒ１！、ドーピング率ｇｍｏ１％である。これらのクー
ロン効率（放電電気ｆ／充電電気量Ｘ１００）を表１に
示した。

表　　１ 電流密度１　ｍ　Ａ　／　ｃｍ”　　ドーピング率１ｍ
ｏｌチの時は両者共９０チ以上のクーロン効率があって
その差は少ないが、電流密度２ｍＡ／ｃｍ”　　ドーピ
ング率２ｍｏ１％からは両者で１（ｌ程度の開きがあシ
、本発明は電池性能の向上に有効でおる。又本発明では
従来法と比較して放電電圧の平坦性が良い。これは炭素
繊維が層間化合物でちるため電極活物質として作用し、
電解質のドープアンドープがなされたためと思われる。

又集電体としてエキスバンドメタルより電極活物質との
接触面積が大きく集電効果が高いためと考えられる。こ
れら電池の充放電サイクルを電流密度２ｍＡ／ｃｍ”、
ドーピング率２ｍｏ１％で行なった。この結果を第５図
に示す。Ａは従来法、Ｂは本発明のバッテリーで、クー
ロン効率と充電終了電圧を５サイクルごとに記入した。

クーロン効率は従来法人と本発明Ｂでは約４チの差であ
る。クーロン効率９０％までのサイクル数は人が１３０
回、Ｂが１７０回おった。充電終了電圧はクーロン効率
に反比例して上昇する領土にある。

〔発明の効果〕

低濃度の触媒で合成されたゲル又は粉末状の共役二重結
合を有する有機高分子は、生産性が高く工業化しやすい
。これを炭素繊維に固澹させてｄ匝活物質とした場合、
電池特性が向上し、バッテリー重量も大幅に軽量化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるシートバッテリーの断
面図、第２図は従来例のシートバッテリーの断面図、第
３図は従来例のシートバッテリーＩＫＬ電流密度を変え
て充放電させた場合の電圧曲線図、第４図は本発明の７
−トバツテリーに電流密度を変えて充放電させた場合の
電圧曲線図、第５図は従来例および本発明の実施例によ
るバッテリーについて充放電サイクルを連続しておこな
った場合のクーロン効率と充電終了電圧との関係を示す
曲線図である。 ４・・・電極活物質、５・・・セパレーター、６・・・
絶縁シート、７・・・炭素繊維のシート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一方の電極に共役二重結合を有する有機
   高分子よりなる電極活物質を用いたシート状バッテリー
   において、合成した電極活物質を、炭素繊維に固着し、
   陽極及び負極の両方に用いたことを特徴とするシート状
   バッテリー。 ２、前記共役二重結合を有する有機高分子はゲル又は粉
   末状の合成物であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のシート状バッテリー。