JPS6376260A - 電池用電極の成形方法 - Google Patents
電池用電極の成形方法Info
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- JPS6376260A JPS6376260A JP61218085A JP21808586A JPS6376260A JP S6376260 A JPS6376260 A JP S6376260A JP 61218085 A JP61218085 A JP 61218085A JP 21808586 A JP21808586 A JP 21808586A JP S6376260 A JPS6376260 A JP S6376260A
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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】
[産業上の利用分野1
本発明は、電導性高分子を電極活物質として用いる電池
用電極の成形方法に関する。
用電極の成形方法に関する。
[従来の技術]
従来、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロ
ール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の電導性高分子
は電気化学的重合あるいは化学的重合により得られてお
り、これらの電導性高分子を電池用電極材料として用い
るためには膜状や板状に成形する必要がある。しかしな
がら、これらの電導性高分子は加熱しても溶融しないた
め、熱可塑性樹脂において通常用いられているような成
形方法によっては成形することはできない。また、これ
らの電導性高分子を溶解する溶媒も見出され′ゐ ておらず、キャスティング法によ9成形もできない。
ール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の電導性高分子
は電気化学的重合あるいは化学的重合により得られてお
り、これらの電導性高分子を電池用電極材料として用い
るためには膜状や板状に成形する必要がある。しかしな
がら、これらの電導性高分子は加熱しても溶融しないた
め、熱可塑性樹脂において通常用いられているような成
形方法によっては成形することはできない。また、これ
らの電導性高分子を溶解する溶媒も見出され′ゐ ておらず、キャスティング法によ9成形もできない。
これらの電導性高分子の成形品を製造する方法としては
、 0) 電気化学的に電極上に析出させる方法((2)
特殊な重合方法によりフィルムを得る方法例えば、山川
触媒によるポリアセチレンの重合 Q9 結着剤を加えて1械ブレスで成形する方法等が
知られている。
、 0) 電気化学的に電極上に析出させる方法((2)
特殊な重合方法によりフィルムを得る方法例えば、山川
触媒によるポリアセチレンの重合 Q9 結着剤を加えて1械ブレスで成形する方法等が
知られている。
[発明が解決しようとする問題点]
上述した従来の成形方法の場合、(鱒、(ロ)の方法は
成形速度か遅いため工業的規模で連続的に成形品を得る
ことは難かしい。またQ9の方法は条件を選べば機械的
強度の強い成形品を得ることができるが、結着剤を加え
て混練したものは成形加工性が悪く、連続成形が困難で
あった。
成形速度か遅いため工業的規模で連続的に成形品を得る
ことは難かしい。またQ9の方法は条件を選べば機械的
強度の強い成形品を得ることができるが、結着剤を加え
て混練したものは成形加工性が悪く、連続成形が困難で
あった。
[問題点を解決するための手段]
上記問題点に鑑み、電導性高分子を電極活物質として用
いる電池用電極を生産性よく連続成形する方法を提供す
ることを目的とする。
いる電池用電極を生産性よく連続成形する方法を提供す
ることを目的とする。
本発明によれば、電導性高分子とフッソ樹脂と導電材と
溶媒からなる組成物を集電体上に被着した後、ロール成
形する電池用電極の成形方法と前記組成物を集電体上に
被着した後、ロール成形し、しかる後プレス成形する電
池用電極の成形方法が提供される。
溶媒からなる組成物を集電体上に被着した後、ロール成
形する電池用電極の成形方法と前記組成物を集電体上に
被着した後、ロール成形し、しかる後プレス成形する電
池用電極の成形方法が提供される。
[発明の具体的構成及び作用]
本発明に用いられる′Fi導性高分子としては、粒状、
フィブリル状、粉末状のものを用いることができ、例え
ば、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン等
及びこれらの誘導体等をあげることができる。
フィブリル状、粉末状のものを用いることができ、例え
ば、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン等
及びこれらの誘導体等をあげることができる。
本発明において使用される導電材は電導性高分子の電気
伝導度を補い、電池性能を向上させるために必要なもの
であり、例えばニッケル、銅、アルミニウム、鉄、ステ
ンレス等の金属の微粉、繊維および網、またはカーボン
ブラック、炭素1lIlt1黒鉛等の如き炭素およびそ
れらの混合物をあげることができる。特にカーボンブラ
ックは電解液を保持する効率もあり好ましい。導電材は
乾燥電極の通常2〜4owt%の範囲で使用され、この
範囲未満では電気伝導度の向上効果が小さく、またこの
範囲を越えると、電極中の活物質の割合が少なくなりす
ぎて、電池容量が小さくなる。
伝導度を補い、電池性能を向上させるために必要なもの
であり、例えばニッケル、銅、アルミニウム、鉄、ステ
ンレス等の金属の微粉、繊維および網、またはカーボン
ブラック、炭素1lIlt1黒鉛等の如き炭素およびそ
れらの混合物をあげることができる。特にカーボンブラ
ックは電解液を保持する効率もあり好ましい。導電材は
乾燥電極の通常2〜4owt%の範囲で使用され、この
範囲未満では電気伝導度の向上効果が小さく、またこの
範囲を越えると、電極中の活物質の割合が少なくなりす
ぎて、電池容量が小さくなる。
本発明に用いられるフッソ樹脂はポリテトラフルオロエ
チレン、ポリクロルトリフルオロエチレンが代表的なも
のであり、フッ化ビニル、3−フッ化エチレン、フッ化
ビニリデン、6−フッ化プロピレンなどの共重合体も用
いることができる。
チレン、ポリクロルトリフルオロエチレンが代表的なも
のであり、フッ化ビニル、3−フッ化エチレン、フッ化
ビニリデン、6−フッ化プロピレンなどの共重合体も用
いることができる。
これらのフッソ樹脂は適当な分散剤(界面活性剤)を用
いたディスパージョンや粉末として使用される。フッソ
樹脂は結着剤としての作用をし、各種有機溶媒に対して
安定なため、非水系電池用電極の優れた結着剤である。
いたディスパージョンや粉末として使用される。フッソ
樹脂は結着剤としての作用をし、各種有機溶媒に対して
安定なため、非水系電池用電極の優れた結着剤である。
フッソ樹脂は乾燥電極の通常2〜40重量%の範囲で使
用される。この範囲未満では結着効果が現われず、この
範囲を越えると電極中の活物質の割合が少なくなりすぎ
て、電池容量が小さくなる。
用される。この範囲未満では結着効果が現われず、この
範囲を越えると電極中の活物質の割合が少なくなりすぎ
て、電池容量が小さくなる。
フッソ樹脂は溶媒とともに用いて混線を行なうことによ
り結着効果が発現される。使用するフッソ樹脂の形態に
より最適な溶媒がある。ディスパージョンの場合には、
水または水と水溶性有機溶媒が溶媒として用いられる。
り結着効果が発現される。使用するフッソ樹脂の形態に
より最適な溶媒がある。ディスパージョンの場合には、
水または水と水溶性有機溶媒が溶媒として用いられる。
水と水溶性有機溶媒との組合せが特に良好であり、水溶
性有機溶媒としてはアセトン、メチルアルコール、エチ
ルアルコール、アリルアルコール、n−プロピルアルコ
ール、イソ−プロピルアルコール、メチルエチルケトン
、酢酸メチル等があげられる。
性有機溶媒としてはアセトン、メチルアルコール、エチ
ルアルコール、アリルアルコール、n−プロピルアルコ
ール、イソ−プロピルアルコール、メチルエチルケトン
、酢酸メチル等があげられる。
乾燥電極に対して溶媒の量は100〜1000重量%で
ある。このように広い範囲の溶媒mが適合するのは、電
導性高分子の吸水性が通常非常に大きいためである。溶
媒は水単独でも水溶性有様溶媒単独でも使用できるが、
溶媒が水の場合は結着性を出すために高温が必要であり
、水溶性有機溶媒単独では結着剤の析出が不均一となる
ため、水溶性有機溶媒と水との組成比は115〜5/1
が好ましい。フッソ樹脂粉末を用いるときは、脂肪族炭
化水素、芳香族炭化水素等の有機溶剤を使用する孔板、
フオーム、打ち抜き板等を使用することができる。その
集電体の材質もステンレス、ニッケル、ニッケル・クロ
ム合金などを用いることができる。
ある。このように広い範囲の溶媒mが適合するのは、電
導性高分子の吸水性が通常非常に大きいためである。溶
媒は水単独でも水溶性有様溶媒単独でも使用できるが、
溶媒が水の場合は結着性を出すために高温が必要であり
、水溶性有機溶媒単独では結着剤の析出が不均一となる
ため、水溶性有機溶媒と水との組成比は115〜5/1
が好ましい。フッソ樹脂粉末を用いるときは、脂肪族炭
化水素、芳香族炭化水素等の有機溶剤を使用する孔板、
フオーム、打ち抜き板等を使用することができる。その
集電体の材質もステンレス、ニッケル、ニッケル・クロ
ム合金などを用いることができる。
電導性高分子とフッソ樹脂と導電材及び溶媒からなる組
成物(以下活物質組成物と称する)を集電体に被着する
方法は、スプレー法、押出し成形法などが用いられる。
成物(以下活物質組成物と称する)を集電体に被着する
方法は、スプレー法、押出し成形法などが用いられる。
活物質組成物は練りを加えると結着剤の効果が現れて、
機械的強度が大きくなり、食物性の電極を得ることがで
きる。しかし、練りを加えるにつれて硬くなるため、成
形加工性2逆に低下してしまう。このため成形加工性と
機械的強度とは相反する関係にあり、適度の練り状態で
両者をバランスさせることは非常に困難であった。
機械的強度が大きくなり、食物性の電極を得ることがで
きる。しかし、練りを加えるにつれて硬くなるため、成
形加工性2逆に低下してしまう。このため成形加工性と
機械的強度とは相反する関係にあり、適度の練り状態で
両者をバランスさせることは非常に困難であった。
本発明者等は機械的強度はあまりなく、成形加工性の良
好な練りを加えない組成物を金網に被着した侵、ロール
成形を行うと成形中に練り効果が現れ、機械的強度も良
好となることを見出した。
好な練りを加えない組成物を金網に被着した侵、ロール
成形を行うと成形中に練り効果が現れ、機械的強度も良
好となることを見出した。
ロールは1段でも多段でもよいが、O−ルの圧縮間隙を
徐々に狭くした多段ロールが好ましい。
徐々に狭くした多段ロールが好ましい。
ロールを通すことにより電極の厚みも任意に制御するこ
とができ、機械的強度の良好な′il!極を連続的に製
造することができる。
とができ、機械的強度の良好な′il!極を連続的に製
造することができる。
ロール成形を行う時、金網に活物質組成物を被着したも
のを直接用いてもよいが、O−ルとの間に付着防止用の
テープを挾んだほうが成形は容易である。この付着防止
用のテープは活物質組成物およびO−ルと接着性がなけ
れば使用可能であるが、溶媒を透過させることができる
構造をもったものが好ましい。このようなテープの例と
しては紙、織布、不織布、多孔質シート等があげられる
。
のを直接用いてもよいが、O−ルとの間に付着防止用の
テープを挾んだほうが成形は容易である。この付着防止
用のテープは活物質組成物およびO−ルと接着性がなけ
れば使用可能であるが、溶媒を透過させることができる
構造をもったものが好ましい。このようなテープの例と
しては紙、織布、不織布、多孔質シート等があげられる
。
このテープは循環させて再使用することもできる。
ロール成形後の電極は乾燥して溶媒を除去すれば使用可
能であるが、嵩密度の高い電極を得るためにはロール成
形後プレス成形を行うことが必要である。ロール成形を
行わずにプレス成形を行っても嵩密度の高い電極を得る
ことができるが、得られる電極の機械的強度は弱く、O
−ル成形を行うことが必須である。
能であるが、嵩密度の高い電極を得るためにはロール成
形後プレス成形を行うことが必要である。ロール成形を
行わずにプレス成形を行っても嵩密度の高い電極を得る
ことができるが、得られる電極の機械的強度は弱く、O
−ル成形を行うことが必須である。
[実 施 例]
以下、実施例および比較例をあげて本発明を更に詳細に
説明する。
説明する。
実施例 1
攪拌機を備えた10Mのオートクレーブに、1N塩酸水
溶液51、アニリン200g(2,2モル)を仕込み、
40℃の温度で十分攪拌しながら過硫酸アンモニウム6
679 (2,9モル)を加えて4時間重合を行った。
溶液51、アニリン200g(2,2モル)を仕込み、
40℃の温度で十分攪拌しながら過硫酸アンモニウム6
679 (2,9モル)を加えて4時間重合を行った。
次いで、系中にアンモニア水を加えて中和後、濾過し、
51の水で3回洗浄してから80℃で減圧乾燥してポリ
アニリンを合成した。このポリアニリン粉末100gに
カーボンブラック粉末10グ、蒸留水200m 、アセ
トン200m 、ポリテトラフルオロエチレンの水性懸
濁液50d (固形分として10g)を加えてニーダ−
中で2分間混合した。
51の水で3回洗浄してから80℃で減圧乾燥してポリ
アニリンを合成した。このポリアニリン粉末100gに
カーボンブラック粉末10グ、蒸留水200m 、アセ
トン200m 、ポリテトラフルオロエチレンの水性懸
濁液50d (固形分として10g)を加えてニーダ−
中で2分間混合した。
このようにして得られたペースト状の活物質組成物をピ
ストン式の押出し機に入れてスリットから押出し、中2
c!II、厚さ2mのシートを連続的に製造した。この
シートを、厚さ0.111111メツシュサイズ2#X
1awのステンレス製のエキスバンドメタルの両側に被
着し、4段ロールで圧延して厚さ1aI+とした。次い
で200 kg / ctiの圧力でプレスして電極を
得た。得られた電極の厚みは0.5mであった。この電
極を長さ20α切り取り、80℃で減圧乾燥後放冷して
機械的強度を測定した。また、捲回性試験として、この
電極を直径5mの丸棒に巻いて活物質の剥離状況を観察
した。電極表面のクラックもほとんどなく、集電体との
密着性も良好であり、集電体を除いた部分のTS密度は
0.81g/aR3であった。
ストン式の押出し機に入れてスリットから押出し、中2
c!II、厚さ2mのシートを連続的に製造した。この
シートを、厚さ0.111111メツシュサイズ2#X
1awのステンレス製のエキスバンドメタルの両側に被
着し、4段ロールで圧延して厚さ1aI+とした。次い
で200 kg / ctiの圧力でプレスして電極を
得た。得られた電極の厚みは0.5mであった。この電
極を長さ20α切り取り、80℃で減圧乾燥後放冷して
機械的強度を測定した。また、捲回性試験として、この
電極を直径5mの丸棒に巻いて活物質の剥離状況を観察
した。電極表面のクラックもほとんどなく、集電体との
密着性も良好であり、集電体を除いた部分のTS密度は
0.81g/aR3であった。
実施例 2
実施例1において、プレスする前の4段ロール出口の電
極について、実施例1と同様な方法で捲回性を調べた。
極について、実施例1と同様な方法で捲回性を調べた。
その結果、電極表面に小さなりラックが見られたが、1
!電休との密着性は良好であり、集電体を除いた部分の
嵩密度はo、53g/l”1l13であった。
!電休との密着性は良好であり、集電体を除いた部分の
嵩密度はo、53g/l”1l13であった。
比較例 1
実施例1において、4段ロールを通す前の電極について
、実施例1と同様な方法で捲回性を調べた。その結果、
電極を巻くと活物質がばらばらと崩れ落ちてしまい、集
電体と全く分離してしまった。
、実施例1と同様な方法で捲回性を調べた。その結果、
電極を巻くと活物質がばらばらと崩れ落ちてしまい、集
電体と全く分離してしまった。
比較例 2
比較例1の電極を200に’j / am 2の圧力で
プレスして厚み0.6順の電極を製造し、実施例1と同
様な方法で捲回性を調べた。その結果、比較例1と同様
に活物質は集電体から分離してしまい、単なるプレスだ
けでは機械的強度は得られなかった。
プレスして厚み0.6順の電極を製造し、実施例1と同
様な方法で捲回性を調べた。その結果、比較例1と同様
に活物質は集電体から分離してしまい、単なるプレスだ
けでは機械的強度は得られなかった。
実施例 3
攪拌機を備えた10Jlのオートクレーブに、トルエン
2g、テトラブチルチタネート0.3!Ir!(1ミリ
モル)とトリエチルアルミニウム1.31d(9ミリモ
ル)を仕込み、攪拌しながらアセチレンガスを分圧で1
.5kg/cm2にして4時間重合した。
2g、テトラブチルチタネート0.3!Ir!(1ミリ
モル)とトリエチルアルミニウム1.31d(9ミリモ
ル)を仕込み、攪拌しながらアセチレンガスを分圧で1
.5kg/cm2にして4時間重合した。
重合後、未反応アセチレンガスを除き、濾過して得られ
た粉末を29のトルエンで3回洗浄してから乾燥し、ポ
リアセチレンを得た。
た粉末を29のトルエンで3回洗浄してから乾燥し、ポ
リアセチレンを得た。
このポリアセチレン粉末100gにカーボンブラック1
0g、ポリテトラフルオロエチレンの粉末10り、トル
エン400dを加えてニーダ−中で2分間混合した。実
施例1と同様の操作を行い、得られた電極について実施
例1と同様の捲回性試験を行った。電橋表面のクラック
もほとんどなく、集電体との密着性も良好であり、集電
体を除いた部分の嵩密度は0.4497aI3であった
。
0g、ポリテトラフルオロエチレンの粉末10り、トル
エン400dを加えてニーダ−中で2分間混合した。実
施例1と同様の操作を行い、得られた電極について実施
例1と同様の捲回性試験を行った。電橋表面のクラック
もほとんどなく、集電体との密着性も良好であり、集電
体を除いた部分の嵩密度は0.4497aI3であった
。
実施例 4
実施例3において、プレスする前の4段ロール出口の電
極について、実施例1と同様な方法で捲回性を調べた。
極について、実施例1と同様な方法で捲回性を調べた。
その結果、集電体を除いた部分の嵩密度は0.29’j
/cIR3と低かったが、クラックも小さく、捲回性は
良好であった。
/cIR3と低かったが、クラックも小さく、捲回性は
良好であった。
比較例 3
実施例3において、4段ロールを通す前の電極について
、実施例1と同様な方法で捲回性を調べたが、電極を巻
くと活物質がはがれ落ちてしまい、N極としては使用で
きなかった。
、実施例1と同様な方法で捲回性を調べたが、電極を巻
くと活物質がはがれ落ちてしまい、N極としては使用で
きなかった。
比較例 4
比較例3の電極を200kg/α2の圧力でプレスして
電極を製造し、実施例1と同様な方法で捲回性を調べた
が、比較例3と同様に活物質は集電体からはがれてしま
い、鍬械的強度は得られなかった。
電極を製造し、実施例1と同様な方法で捲回性を調べた
が、比較例3と同様に活物質は集電体からはがれてしま
い、鍬械的強度は得られなかった。
[発明の効果]
以上の発明から明らかなように、本発明によれば、電導
性高分子とフッソ樹脂と導電材と溶媒からなる組成物を
集電体上に被着した後、ロール成形し、あるいはロール
成形した後にプレス成形することによって、活物質と集
電体との密着性が良好で、かつ機械的強度の大きい電池
用電極を連続的に成形することができる。
性高分子とフッソ樹脂と導電材と溶媒からなる組成物を
集電体上に被着した後、ロール成形し、あるいはロール
成形した後にプレス成形することによって、活物質と集
電体との密着性が良好で、かつ機械的強度の大きい電池
用電極を連続的に成形することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、電導性高分子とフッソ樹脂と導電材と溶媒よりなる
組成物を集電体上に被着した後、ロール成形することを
特徴とする電池用電極の成形方法。 2、電導性高分子とフッソ樹脂と導電材と溶媒よりなる
組成物を集電体上に被着した後、ロール成形し、しかる
後プレス成形することを特徴とする電池用電極の成形方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61218085A JPS6376260A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 電池用電極の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61218085A JPS6376260A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 電池用電極の成形方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6376260A true JPS6376260A (ja) | 1988-04-06 |
Family
ID=16714403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61218085A Pending JPS6376260A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 電池用電極の成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6376260A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0221560A (ja) * | 1988-07-11 | 1990-01-24 | Tokuyama Soda Co Ltd | 膜状物 |
JP2001266853A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウム2次電池用正極ペーストの製造方法 |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP61218085A patent/JPS6376260A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0221560A (ja) * | 1988-07-11 | 1990-01-24 | Tokuyama Soda Co Ltd | 膜状物 |
JP2001266853A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウム2次電池用正極ペーストの製造方法 |
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