WO2024018800A1 - 導電膜、導電膜の製造方法、電極、電池、コンデンサおよび誘電エラストマトランスデューサ - Google Patents

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electrode
conductive polymer
dielectric elastomer
conductive
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正毅 千葉
美紀夫 和氣
誠 竹下
貢 上島
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正毅 千葉
日本ゼオン株式会社
美紀夫 和氣
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    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a conductive film, a method for manufacturing the conductive film, an electrode, a battery, a capacitor, and a dielectric elastomer transducer.
  • Patent Document 1 discloses an example of a conventional conductive polymer.
  • the conductive polymer disclosed in this document is intended to be used in a solid electrolyte layer of a solid capacitor.
  • parts where conductors are used may be required to have good conductivity, as well as flexibility and resistance to breakage.
  • the present disclosure was conceived under the above circumstances, and provides a conductive film capable of improving conductivity and flexibility, a method for manufacturing the conductive film, an electrode, and a battery, a capacitor, and the like using the same.
  • the object is to provide a dielectric elastomer transducer.
  • the conductive film provided by the first aspect of the present disclosure includes a conductive polymer and carbon nanotubes dispersed in the conductive polymer, and can be expanded and contracted by elastic deformation.
  • the expansion/contraction ratio is 1% to 100% when the length in the natural state is taken as 100%.
  • a method for manufacturing a conductive film provided by a second aspect of the present disclosure includes a conductive polymer and carbon nanotubes dispersed in the conductive polymer, and is expandable and contractible.
  • the method includes a step of dispersing carbon nanotubes in a conductive polymer solution.
  • the electrode provided by the third aspect of the present disclosure is formed using the conductive film provided by the first aspect of the present disclosure.
  • the battery provided by the fourth aspect of the present disclosure includes the electrode provided by the third aspect of the present disclosure.
  • the capacitor provided by the fifth aspect of the present disclosure includes the electrode provided by the third aspect of the present disclosure.
  • a dielectric elastomer transducer provided by the sixth aspect of the present disclosure comprises an electrode provided by the third aspect of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing a conductive film according to the present disclosure.
  • FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing an example of a battery according to the present disclosure.
  • FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing an example of a capacitor according to the present disclosure.
  • FIG. 1 is a perspective view and an enlarged cross-sectional view of essential parts of an example of a dielectric elastomer transducer according to the present disclosure.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing a conductive film according to the present disclosure. This manufacturing method includes a pulverized carbon particle generation step, a mixing step, and an electrode generation step.
  • the pulverized carbon particle production step includes pretreatment, pulverization, and extraction.
  • SWCNTs single-walled carbon nanotubes
  • MEK methyl ethyl ketone
  • This solution was dispersed using a high-pressure homogenizer to obtain a SWCNT dispersion (first dispersion).
  • SWCNT dispersion was allowed to stand at a liquid temperature of 20 to 40°C, and the solvent was removed. Thereafter, the mixture was stirred using a glass stirring rod or the like until it became powdery.
  • the carbon material used in the present disclosure is not limited to SWCNTs, and may be, for example, double-wall nanotubes, multi-wall nanotubes, or the like.
  • the powdered SWCNTs were pulverized using a planetary ball mill. A solvent was added to the crushed SWCNT powder, and the mixture was again dispersed using a high-pressure homogenizer. CyH (cyclohexane) was used as the solvent at this time. Further, the SWCNT content was 0.07 to 0.15 wt%.
  • the redispersed SWCNT dispersion liquid (second dispersion liquid) was transferred to a glass container or the like, and ultrasonic vibration was applied thereto. Thereafter, it was left to stand for 24 hours, and it was confirmed that the SWCNTs did not separate from the solvent. When separation was observed, ultrasonic vibration was applied again.
  • the solvent for the conductive polymer in solution form and the solution contained in the extracted pulverized carbon particle dispersion are selected to be the same or mutually miscible.
  • a conductive polymer solution is added to the pulverized carbon particle dispersion.
  • the amount of the conductive polymer solution to be added is an amount that can form a conductive polymer that can be expanded and contracted by elastic deformation, and varies depending on the blending amount of the conductive polymer and the physical properties of the conductive polymer.
  • a stirrer After these are mixed in appropriate amounts, they are mixed using a stirrer.
  • a redispersion step may be performed on these mixed solutions.
  • redispersion treatment is performed using a high-pressure homogenizer. This can alleviate unintentional damage to the shape of the pulverized carbon particles containing SWCNTs (carbon nanotubes).
  • Examples of cases in which the conductive polymer is not in the form of a solution include cases in which the conductive polymer is in the form of a film or in the form of a solid substance.
  • the conductive polymer is pulverized using a planetary ball mill.
  • a solvent is added to the pulverized conductive polymer, and a dispersion process is performed using a rotary homogenizer.
  • this dispersion liquid is subjected to dispersion treatment again using a high-pressure homogenizer.
  • the solvent used here it is preferable to use a solvent that can dissolve the conductive polymer even if only slightly.
  • a pretreatment may be performed to improve the affinity of the conductive polymer for solvents.
  • the subsequent mixing of the conductive polymer dispersion and the pulverized carbon particle dispersion is the same as, for example, when the conductive polymer described above is in the form of a solution. Note that after the mixing step, the above-mentioned redispersion step may be performed on the mixed solution.
  • Electrode generation process an electrode is generated using the pulverized carbon particles derived from carbon nanotubes obtained in the pulverized carbon particle generation step.
  • This electrode is made of a conductive film made of a conductive polymer containing crushed carbon particles derived from carbon nanotubes.
  • an electrode is generated by applying the conductive dispersion obtained in the mixing step of the pulverized carbon particle dispersion and the conductive polymer dispersion.
  • Application methods include a spray method using a spray or airbrush, a roll method using a roller (including methods using an applicator or bar coater), a spin coating method that uses centrifugal force to spread the coating, and a method that uses a conductive dispersion liquid to coat the object.
  • a dipping method is used.
  • the conductive dispersion is applied by a spray method using a spray or an airbrush, and then dried to form the electrode.
  • the conductive polymer for forming the conductive film of the present disclosure is not limited at all.
  • Specific examples of conductive polymers include polypyrrole, Aldrich PEDOT/PSS (dryre-dispersible pellets) Orgacon DRY, polyaniline (emeraldine salt) long chain/lignin graft type, Tosoh Corporation SELFTRON (registered trademark), Shin-Etsu SAS-F manufactured by Polymer Co., Ltd., ED-0130-M manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., ED-BF4 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., AN-SO3-T manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., Aedotron (registered trademark) manufactured by Aldrich Co., Ltd., Aldrich Co., Ltd. Oligotron (registered trademark) manufactured by Manufacturer.
  • FIG. 2 shows an example of how the conductive film A1 is used.
  • Battery B1 shown in the figure is, for example, a lithium ion battery, and includes a positive electrode case 51, a negative electrode terminal 52, an electrode 53, an electrode 54, and a separator 55.
  • the conductive film A1 can be expanded and contracted by elastic deformation.
  • "stretchable by elastic deformation” is not limited to being stretched by an external force or the like and then strictly returning to the size before stretching when the external force or the like is removed.
  • This concept includes a configuration in which, after being expanded by an external force or the like, when the external force or the like is removed, the size shrinks from the size before expansion to a slightly larger state, for example.
  • the specific configuration of the battery B1 is not limited at all, and includes various specific configurations such as an all-solid-state battery, in addition to a type represented by a lithium ion battery containing a liquid inside.
  • the positive electrode case 51 is a case made of metal, such as aluminum, and also serves as a positive electrode terminal.
  • the positive electrode case 51 is electrically connected to an electrode 53 serving as a positive electrode plate.
  • the negative electrode terminal 52 is electrically connected to an electrode 54 serving as a negative electrode plate.
  • Electrodes 53 and electrodes 54 are alternately stacked on each other.
  • a separator 55 is provided between the electrode 53 and the electrode 54. In the illustrated example, the electrodes 53, 54 and the separator 55 are wound into a cylindrical shape.
  • the resistance value of the conductive polymer used as the material for the conductive film A1 was about 550 ⁇ , the resistance value of the conductive film A1 was reduced to about 15 ⁇ . Further, the conductive film A1 had sufficient flexibility, with an expansion/contraction ratio of 25% when the length in the natural state was taken as 100%. Thereby, it is possible to improve the conductivity compared to the case where a single conductive polymer is used. Further, it is possible to improve the flexibility compared to the case where a conductive material having a similar level of good conductivity as the conductive film A1 is used.
  • the electrodes 53 and 54 made of the conductive film A1 have excellent conductivity and flexibility. Therefore, it is possible to suppress damage to the electrodes 53 and 54 when an external shock is applied to the battery B1 during use of the battery B1. Further, even if the electrodes 53 and 54 are deformed by impact, it is expected that good conductivity will be maintained. Further, the electrodes 53 and 54 made of the conductive film A1 have the advantage that they are less likely to corrode than electrodes made of metal or the like.
  • FIG. 3 shows a capacitor as another example of the use of the conductive film A1.
  • the capacitor C1 shown in the figure is a multilayer capacitor, which is a type of solid capacitor.
  • the specific configuration of the capacitor according to the present disclosure is not limited at all.
  • the capacitor C1 includes an external electrode 61, an external electrode 62, an internal electrode 63, an internal electrode 64, and a dielectric 65.
  • the internal electrodes 63 and 64 are made of conductive film A1.
  • the plurality of internal electrodes 63 and the plurality of internal electrodes 64 are stacked on each other with a dielectric 65 in between.
  • the external electrode 61 is electrically connected to the plurality of internal electrodes 63 .
  • the external electrode 62 is electrically connected to the plurality of internal electrodes 64 .
  • the internal electrodes 63 and 64 made of the conductive film A1 have excellent conductivity and flexibility. For this reason, it is possible to suppress damage to the internal electrodes 63 and 64 when an external shock is applied to the capacitor C1 during use of the capacitor C1. Further, even if the internal electrodes 63 and 64 are deformed by impact, it is expected that good conductivity will be maintained. Furthermore, the internal electrodes 63 and 64 made of the conductive film A1 have the advantage of being less likely to corrode compared to electrodes made of metal or the like.
  • FIG. 4 shows a dielectric elastomer transducer as another example of the use of the conductive film A1.
  • the dielectric elastomer transducer D1 shown in the figure includes a pair of dielectric elastomer elements 71 and a support member 72.
  • the pair of dielectric elastomer elements 71 consists of a dielectric elastomer layer 711 and a pair of electrode layers 712.
  • the dielectric elastomer layer 711 is made of, for example, silicone material, acrylic material, nitrile rubber, or the like.
  • the pair of electrode layers 712 is made of a conductive film A1.
  • the support member 72 includes an inner peripheral member 721, a pair of outer peripheral members 722, and a plurality of rods 723.
  • the support member 72 is preferably made of an insulating material, and may have a wiring layer formed on its surface to be electrically connected to the pair of electrode layers 712 .
  • the inner peripheral member 721 the inner peripheral portions of each of the pair of dielectric elastomer elements 71 are fixed.
  • outer peripheral portions of the pair of dielectric elastomer elements 71 are individually fixed.
  • the plurality of rods 723 maintain the pair of outer peripheral members 722 spaced apart from each other. As a result, the pair of dielectric elastomer elements 71 are maintained in a truncated conical shape under tension.
  • a part of the support member 72 may be made of a conductive material.
  • the portion made of this conductive material can be used, for example, as a conduction path between the electrode layer 712 and an external circuit.
  • the rod 723 may be made of a conductive material, and the electrode layers 712 of the pair of dielectric elastomer elements 71 that are connected to ground may be electrically connected to each other via the rod 723. In this case, the number of wires for connecting the pair of dielectric elastomer elements 71 and the external circuit can be reduced.
  • the electrode layer 712 made of the conductive film A1 has excellent conductivity and flexibility. Therefore, when the dielectric elastomer transducer D1 is used, the electrode layer 712 can follow the expansion and contraction of the dielectric elastomer layer 711 well.
  • a conductive film, a method for manufacturing a conductive film, an electrode, a battery, a capacitor, and a dielectric elastomer transducer according to the present disclosure are not limited to the embodiments described above.
  • the conductive film, the method for manufacturing the conductive film, the electrode, the battery, the capacitor, and the specific configuration of each part of the dielectric elastomer transducer according to the present disclosure can be modified in various designs.

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Abstract

導電膜は、導電性ポリマと、前記導電性ポリマ中に分散配置されたカーボンナノチューブと、を備え、弾性変形により伸縮可能である。このような構成により、導電性および柔軟性を向上させることができる。

Description

導電膜、導電膜の製造方法、電極、電池、コンデンサおよび誘電エラストマトランスデューサ
　本発明は、導電膜、導電膜の製造方法、電極、電池、コンデンサおよび誘電エラストマトランスデューサに関する。
　導電性ポリマは、種々のデバイスや機器における導電体として広く用いられている。特許文献１には、従来の導電性ポリマの一例が開示されている。同文献に開示された導電性ポリマは、固体キャパシタの固体電解質層に用いられることが意図されている。
特開２０２１－１１４６０４号公報
　種々のデバイスや機器において、導電体が用いられる部位は、良好な導電性に加えて柔軟性や破損のしにくさが求められる場合がある。
　本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、導電性および柔軟性の向上が可能な導電膜、導電膜の製造方法、電極、およびこれらを用いた電池、コンデンサ、誘電エラストマトランスデューサを提供することをその課題とする。
　本開示の第１の側面によって提供される導電膜は、導電性ポリマと、前記導電性ポリマ中に分散配置されたカーボンナノチューブと、を備え、弾性変形により伸縮可能である。
　本開示の好ましい実施の形態においては、自然状態の長さを１００％とした場合の伸縮率が、１％～１００％である。
　本開示の第２の側面によって提供される導電膜の製造方法は、導電性ポリマと、前記導電性ポリマ中に分散配置されたカーボンナノチューブと、を備え、伸縮可能である、導電膜の製造方法であって、導電性ポリマ溶液にカーボンナノチューブを分散させる工程を有する。
　本開示の第３の側面によって提供される電極は、本開示の第１の側面によって提供される導電膜を用いて形成されている。
　本開示の第４の側面によって提供される電池は、本開示の第３の側面によって提供される電極を備える。
　本開示の第５の側面によって提供されるコンデンサは、本開示の第３の側面によって提供される電極を備える。
　本開示の第６の側面によって提供される誘電エラストマトランスデューサは、本開示の第３の側面によって提供される電極を備える。
　本開示によれば、導電性および柔軟性の向上を図ることができる。
　本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本開示に係る導電膜の製造方法の一例を示すフローチャートである。 本開示に係る電池の一例を示す断面斜視図である。 本開示に係るコンデンサの一例を示す断面斜視図である。 本開示に係る誘電エラストマトランスデューサの一例を示す斜視図および要部拡大断面図である。
　以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
　図１は、本開示に係る導電膜の製造方法の一例を示すフローチャートである。本製造方法は、粉砕炭素粒子生成工程と混合工程と電極生成工程とを備える。
（粉砕炭素粒子生成工程）
　粉砕炭素粒子生成工程は、前処理、粉砕処理および抽出処理を含む。
（前処理）
　まず、単層カーボンナノチューブ（以下、ＳＷＣＮＴ：たとえば日本ゼオン社製ＳＧ１０１）の含有量が０．３５ｗｔ％となるように溶媒に混ぜ分散させる。この際の溶媒は、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）を用いた。この溶液を、高圧ホモジナイザーを用いて分散し、ＳＷＣＮＴ分散液（第１分散液）を得た。次に、このＳＷＣＮＴ分散液を液温２０～４０℃で放置し、溶媒を除去した。その後、ガラス攪拌棒等を用いて、粉末状となるまで撹拌した。なお、本開示に用いられる炭素材料は、ＳＷＣＮＴに限定されず、たとえばダブルウォールナノチューブ、マルチウォールナノチューブ等であってもよい。
（粉砕処理）
　粉末状としたＳＷＣＮＴを遊星型ボールミルによって、粉砕した。粉砕したＳＷＣＮＴの粉末に溶媒を加え、再度、高圧ホモジナイザーを用いて分散した。この際の溶媒は、ＣｙＨ（シクロヘキサン）を用いた。また、ＳＷＣＮＴ含有量は、０．０７～０．１５ｗｔ％であった。再分散されたＳＷＣＮＴ分散液（第２分散液）をガラス容器等に移し、超音波振動を加えた。その後、２４時間放置し、ＳＷＣＮＴが溶媒と分離しないことを確認した。分離が認められる場合、再度、超音波振動を加えた。
（抽出処理）
　ＳＷＣＮＴと溶媒との分離が認められないことを確認した後に、さらに超音波振動を加えた。その後、３０分程度放置し、ＳＷＣＮＴ分散液の液面近くの上部をスポイト等によって吸い上げ、別容器に抽出した。これにより、粉砕されたＳＷＣＮＴ（カーボンナノチューブ）を含む粉砕炭素粒子分散液が得られる。
（混合工程）
　次に、粉砕炭素粒子生成工程で生成した粉砕炭素粒子分散液と導電性ポリマとを混合する。当該工程に用いる導電性ポリマの状態によって、種々の混合工程が行われる。
（導電性ポリマが溶液状である場合）
　まず、溶液状の導電性ポリマの溶媒と抽出された粉砕炭素粒子分散液に含まれる溶液とは、同じものまたは、相互に混合可能なものを選択する。
　次に、粉砕炭素粒子分散液に、導電性ポリマ溶液を加える。加えられる導電性ポリマ溶液の分量は、弾性変形により伸縮可能な導電性ポリマを形成可能な分量であり、導電性ポリマの配合量や導電性ポリマの物性により異なる。これらを適量ずつ混合された後に、攪拌機を用いて混ぜ合わせる。好ましくは、さらに、混合工程の後に、これらの混合溶液を対象に、再分散工程を行ってもよい。好ましくは、高圧ホモジナイザーを用いた再分散処理を行う。これにより、ＳＷＣＮＴ（カーボンナノチューブ）を含む粉砕炭素粒子の形状が意図せずに損なわれてしまうことを緩和することができる。
（導電性ポリマが溶液状ではない場合）
　導電性ポリマが溶液状ではない場合として、たとえば、導電性ポリマがフィルム状である場合や、固形物である場合が挙げられる。
　まず、導電性ポリマを、遊星型ボールミルを用いて粉砕する。次に、粉砕された導電性ポリマに溶剤を加えて、回転式のホモジナイザーを用いて分散処理を行う。次に、この分散液を対象として、高圧ホモジナイザーを用いて再度分散処理を行う。ここで用いる溶剤としては、若干であっても導電性ポリマを溶解可能な溶剤を用いることが好ましい。さらに、導電性ポリマの溶剤に対する親和性を向上させるための前処理を行ってもよい。
　導電性ポリマと溶媒との分離が認められないことを確認した後に、さらに超音波振動を加えてもよい。その後、３０分程度放置し、導電性ポリマ分散液の液面近くの上部をスポイト等によって吸い上げ、別容器に抽出する。これにより、導電性ポリマの分散液が抽出される。なお、このような放置の後に抽出する処理は、省略してもよい。
　この後の、導電性ポリマの分散液と粉砕炭素粒子分散液との混合は、たとえば上述の導電性ポリマが溶液状である場合と同様である。なお、混合工程の後に、混合溶液を対象に、上述した再分散工程を行ってもよい。
（電極生成工程）
　電極生成工程では、粉砕炭素粒子生成工程によって得られたカーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子を用いて電極を生成する。この電極は、導電性ポリマにカーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子を含有させた導電膜からなる。
　電極生成工程では、たとえば、粉砕炭素粒子分散液と導電性ポリマ分散液の混合工程で得られた導電性分散液を塗布することで、電極を生成する。塗布方法は、スプレーやエアブラシを用いるスプレー方式、ローラーで塗布するロール方式（アプリケーターやバーコーターを用いる方式を含む）、遠心力で塗り広げるスピンコート方式、導電性分散液の中に塗布対象物を浸けるディップ方式などが用いられる。好ましくは、スプレーやエアブラシを用いるスプレー方式を用いて導電性分散液を塗布し、乾燥させることで電極を生成する。
　本開示の導電膜を形成するための導電性ポリマは、何ら限定されない。導電性ポリマの具体例を例示すると、ポリピロール、アルドリッチ社製PEDOT/PSS(dryre-dispersible pellets) Orgacon DRY、ポリアニリン(エメラルジン塩)長鎖／リグニングラフト型、東ソー株式会社製SELFTRON（登録商標）、信越ポリマー株式会社製SAS-F、綜研化学株式会社製ED-0130-M、綜研化学株式会社製ED-BF4、綜研化学株式会社製AN-SO3-T、アルドリッチ社製Aedotron（登録商標）、アルドリッチ社製Oligotron（登録商標）が挙げられる。
＜電池Ｂ１＞
　図２は、導電膜Ａ１の使用例を示している。同図に示す電池Ｂ１は、たとえばリチウムイオン電池であり、正極ケース５１、負極端子５２、電極５３、電極５４およびセパレータ５５を備える。ただし、本開示に係る電池の具体的な構成は、何ら限定されない。導電膜Ａ１は、弾性変形により伸縮可能である。本開示における「弾性変形により伸縮可能」とは、外力等によって伸張した後に、外力等を除去した場合に、伸張前の大きさに厳密に復帰するものに限定されない。外力等によって伸張した後に外力等を除去した場合に、たとえば伸張前の大きさから若干大きい状態に収縮する構成を含む概念である。なお、電池Ｂ１の具体的構成は何ら限定されず、内部に液体を含むリチウムイオン電池に代表されるタイプのほか、たとえば全固体電池等の種々の具体的構成を含む。
　正極ケース５１は、たとえばアルミ等の金属製のケースであり、正極端子を兼ねる。正極ケース５１は、正極板としての電極５３に導通する。負極端子５２は、負極板としての電極５４と導通する。電極５３および電極５４は、互いに交互に積層されている。電極５３と電極５４との間には、セパレータ５５が設けられている。図示された例においては、電極５３，５４およびセパレータ５５が、円柱形に巻回されている。
　次に、導電膜Ａ１、電極５３，５４、および電池Ｂ１の作用について説明する。
　導電膜Ａ１の材料として用いた導電性ポリマの抵抗値が、５５０Ω程度であったのに対し、導電膜Ａ１の抵抗値は、１５Ω程度まで低減された。また、導電膜Ａ１は、自然状態の長さを１００％とした場合の伸縮率が２５％と、十分な柔軟性を備えていた。これにより、単体の導電性ポリマを用いる場合と比べて導電性を向上させることが可能である。また、導電膜Ａ１と同程度の良導電体を用いる場合と比べて柔軟性を向上させることが可能である。
　導電膜Ａ１からなる電極５３，５４は、導電性と柔軟性に優れる。このため、電池Ｂ１の使用時等において、電池Ｂ１に外部から衝撃が加えられた場合に、電極５３，５４が破損することを抑制することが可能である。また、衝撃によって、電極５３，５４が変形したとしても、良好な導電性を維持することが期待される。また、導電膜Ａ１からなる電極５３，５４は、金属等からなる電極と比べて腐食しにくいという利点がある。
　図３、図４は、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
＜コンデンサＣ１＞
　図３は、導電膜Ａ１の他の使用例としてのコンデンサを示している。同図に示すコンデンサＣ１は、固体コンデンサの一種である積層コンデンサが例示されている。ただし、本開示に係るコンデンサの具体的な構成は、何ら限定されない。
　コンデンサＣ１は、外部電極６１、外部電極６２、内部電極６３、内部電極６４および誘電体６５を備える。内部電極６３および内部電極６４は、導電膜Ａ１からなる。複数の内部電極６３と複数の内部電極６４とは、誘電体６５を挟んで互いに積層されている。外部電極６１は、複数の内部電極６３に導通している。外部電極６２は、複数の内部電極６４に導通している。
　コンデンサＣ１においても、導電膜Ａ１からなる内部電極６３，６４は、導電性と柔軟性に優れる。このため、コンデンサＣ１の使用時等において、コンデンサＣ１に外部から衝撃が加えられた場合に、内部電極６３，６４が破損することを抑制することが可能である。また、衝撃によって、内部電極６３，６４が変形したとしても、良好な導電性を維持することが期待される。また、導電膜Ａ１からなる内部電極６３，６４は、金属等からなる電極と比べて腐食しにくいという利点がある。
＜誘電エラストマトランスデューサＤ１＞
　図４は、導電膜Ａ１の他の使用例としての誘電エラストマトランスデューサを示している。同図に示した誘電エラストマトランスデューサＤ１は、一対の誘電エラストマ要素７１および支持部材７２を備える。ただし、本開示に係る誘電エラストマトランスデューサの具体的な構成は、何ら限定されない。一対の誘電エラストマ要素７１は、誘電エラストマ層７１１および一対の電極層７１２からなる。誘電エラストマ層７１１は、たとえばシリコーン系材料、アクリル系材料およびニトリル系ゴム等からなる。一対の電極層７１２は、導電膜Ａ１からなる。
　支持部材７２は、内周部材７２１、一対の外周部材７２２および複数のロッド７２３を含む。支持部材７２は、絶縁性材料からなることが好ましく、表層に配線層を形成し、一対の電極層７１２と導通させてもよい。内周部材７２１は、一対の誘電エラストマ要素７１のそれぞれの内周部分が固定されている。一対の外周部材７２２は、一対の誘電エラストマ要素７１の外周部分が個別に固定されている。複数のロッド７２３は、一対の外周部材７２２を、互いに離間させた状態で維持している。これにより、一対の誘電エラストマ要素７１は、張力が生じた状態で、円錐台形状に維持されている。なお、支持部材７２の一部を導電性材料によって構成してもよい。この導電性材料で構成された部分は、たとえば電極層７１２と外部回路との導通経路に利用可能である。たとえば、ロッド７２３を導電性材料によって構成し、一対の誘電エラストマ要素７１の一対の電極層７１２のうちグランド接続されるもの同士を、ロッド７２３を介して導通させる構成であってもよい。この場合、一対の誘電エラストマ要素７１と外部回路とを接続するための配線数を削減することができる。
　誘電エラストマトランスデューサＤ１においても、導電膜Ａ１からなる電極層７１２は、導電性と柔軟性に優れる。このため、誘電エラストマトランスデューサＤ１の使用時等において、電極層７１２が、誘電エラストマ層７１１の伸縮に良好に追従可能である。
　本開示に係る導電膜、導電膜の製造方法、電極、電池、コンデンサおよび誘電エラストマトランスデューサは、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係る導電膜、導電膜の製造方法、電極、電池、コンデンサおよび誘電エラストマトランスデューサの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
Ａ１　　：導電膜
Ｂ１　　：電池
Ｃ１　　：コンデンサ
Ｄ１　　：誘電エラストマトランスデューサ
５１　　：正極ケース
５２　　：負極端子
５３　　：電極
５４　　：電極
５５　　：セパレータ
６１，６２：外部電極
６３，６４：内部電極
６５　　：誘電体
７１　　：誘電エラストマ要素
７２　　：支持部材
７１１　：誘電エラストマ層
７１２　：電極層
７２１　：内周部材
７２２　：外周部材
７２３　：ロッド

Claims (7)

  1. 　導電性ポリマと、
    　前記導電性ポリマ中に分散配置されたカーボンナノチューブと、を備え、
    　弾性変形により伸縮可能である、導電膜。
  2. 　自然状態の長さを１００％とした場合の伸縮率が、１％～１００％である、請求項１に記載の導電膜。
  3. 　導電性ポリマと、前記導電性ポリマ中に分散配置されたカーボンナノチューブと、を備え、伸縮可能である、導電膜の製造方法であって、
    　導電性ポリマ溶液にカーボンナノチューブを分散させる工程を有する、導電膜の製造方法。
  4. 　請求項１または２に記載の導電膜を用いて形成された、電極。
  5. 　請求項４に記載の電極を備える、電池。
  6. 　請求項４に記載の電極を備える、コンデンサ。
  7. 　請求項４に記載の電極を備える、誘電エラストマトランスデューサ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009035619A (ja) * 2007-08-01 2009-02-19 Konica Minolta Holdings Inc 導電性組成物及び導電性膜
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