JPH02109256A - ペーパー電池 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、正極や負極等を積層して作った偏平薄形の
発電要素を用いて構成される、ベーパー電池に関するも
のである。

〈従来の技術〉 この種のベーパー電池、例えばリチウムベーパー電池で
は、従来より、正極合剤と正極集電体あるいはｄ−極端
子板などとの固着性を改善して電池の内部抵抗を低減す
る方法の１つとして、正極合剤と正極集電体ないし正極
端子板などとの間に、導電性を持つ塗膜を介在させるこ
とが提案されている。

このような導電性塗膜としては、水ガラス系やフッ素系
樹脂等を結着剤としまたグラファイトやカーボンブラッ
ク等の炭素粉を導電性フィラーとして用いてなる導電性
塗料を、正極集電体や正極端子板の正極合剤対向側の面
に塗布して形成したものが知られている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、この導電性塗料において従来より結着剤
として用いられている水ガラス系やフッ素系樹脂等は固
着性に劣るため合剤保持力が低く、このため電池組立時
において、この導電性塗膜を形成した正極集電体ないし
正極端子板の合剤対向面に正極合剤を載置する際、正極
合剤を所定の位置に固定・保持させることが難しい。

それ故ｉＥ極合剤の位置ズレが起こり品＜、電池組立て
に支障が出る等の問題があった。

この発明は、特定の結着剤を用いることで、正極集電体
ないし正極端子板と正極合剤との間の固着性低下を招く
ことなしに、導電性塗膜の合剤保持力を向」ニさせるこ
とかできるペーパー電池を提供することを目的とする。

〈課題を解決するだめの手段〉 この発明のリチウムペーパー電池は、導電性フィラーと
、結着剤としてポリビニルブチラル（ＰＶＢ）と、また
可塑剤としてフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）とを含んでな
る導電性塗料を、正極集電体上ないし正極端子板上に塗
布して導電性塗膜を形成し、更にこの導電性塗膜上に正
極合剤を圧着させ一体化させてなることを要旨とする。

尚、上記圧着による一体化後に、３００℃程度の温度で
加熱乾燥処理を行なうようにしてもよい。この加熱乾燥
処理により、導電性塗膜中のポリビニルブチラール並び
にフタル酸ジブチルをそれぞれ８０〜９０重量％程度熱
分解させることができる。

上記の導電性フィラーとしては、グラファイト、カーボ
ンブラック等の炭素粉末、あるいは銀粉等の金属粉末を
用いることかできる。

そして、ポリビニルブチラール自体は可塑性がないので
、可塑剤を併用する必要がある。この場合、上記のよう
に、ポリビニルブチラールと相溶性のあるフタル酸ジブ
チルを可塑剤に用いることが最適である。

また、このフタル酸ジブチルの添加量をポリビニルブチ
ラールの十分程度とすれば、導電性塗膜を均一なシート
状とし得ることが判っている。

更に、これらポリビニルブチラール、並びにフタル酸ジ
ブチルの添加量は、導電性塗料における導電性フィラー
との合計量に対して、それぞれ２０重量％未満１１０重
量％未満の場合は」二記圧着後に加熱乾燥処理を施す必
要かあり、一方それぞれ５重量％未満、２．５重量％未
満の場合は加熱乾燥処理を施す必要がない。前記範囲内
より多い添加量とした場合は、導電性塗膜の電気抵抗が
大きく増加する。

一方、下限は特に限定されず、例えばポリビニルブチラ
ールを０．５重量％用いた場合でも十分な効果が得られ
る。

また、上記の導電性塗料に、その延展性を増大させるべ
く、例えばアルコール系溶媒を添加しても良い。このよ
うな溶媒は、上記の加熱乾燥処理をする場合はその際、
またこの処理をしない場合でも作業雰囲気で容易に飛散
させることができる。尚、ポリビニルブチラール、並び
にフタル酸ジブチルは水溶性ではないので溶媒として水
を使用することはできない。

〈作用〉 」二紀のように結着剤としてポリビニルブチラールを用
いることで、導電性塗膜に固着性が付与され、正極合剤
を正極集電体ないし正極端子板に確実に固着させること
ができ、電池の組立容品化が図れる。

また、このように導電性塗膜に固着性を持たせることて
正極合剤と正極集電体または正極端子板との固着性が向
上するので、電池内部の接触抵抗を大幅に低下させるこ
とができるという効果がある。

〈実施例〉 次に、実施例について説明する。

ポリビニルブチラール２４重量部とフタル酸ジブチルｉ
２重量部に、導電性フィラーとしてグラファイト６４重
量部と加え、更に所定量のアルコールと分散剤を添加し
、これらをボールミルにより所定時間混練して導電フィ
ラーを均一に分散させ、導電性の塗料を作製した。

次いで、この導電性塗料を正極端子板に所定量塗布して
、厚さ２〜３μｍの導電性の塗膜を形成した後、導電性
塗膜上に正極合剤を圧着し固定させる。

その後、これらを恒温槽中に入れ、３００℃程度の温度
で加熱乾燥処理して、導電性塗膜中のポリビニルブチラ
ール並びにフタル酸ジブチルを熱分解させ、導電性フィ
ラー同士の接触を持だせる。

尚、加熱乾燥処理による熱分解後にロールまたはプレス
しても良い。この圧着により、上記の熱分解処理の際に
生した内部の気泡がなくなり、また導電性フィラー同士
の接触性がより高まるため、導電性塗膜の電気抵抗を更
に向上できて好ましい。

そして、第１図のように、こうして正極端子板７．導電
性塗膜２並びに正極合剤３を組合せて作った正極部を、
セパレータ４を介して負極端子板５にリチウム負極６を
圧着した負極部と組合せ、また正極端子板周縁部と負極
端子板周縁部との間に封口剤７を介在させて両者を密着
させて、図示した通りの、厚さ　０．５順て１．６ｍ１
Ｘ３４　ｉｎの大きさのペーパーリチウム電池（本発明
品）を作製した。

一方、上記の導電性塗膜を形成しない他は同様にして、
リチウムペーパー電池（従来品）を作製した。

これらの電池を各々　１００個ずつ作り、それぞれの電
池について、各電池の内部抵抗（Ω）を調べ、その平均
値、最大１直並びに最小値などを求めた所、下表の通り
の結果を得た。

表 範囲を調べるため、導電性塗料における各組成を変化さ
せ、その際の導電性塗膜の電気抵抗の変化を調べた。

この結果は第２図に示した通りであり、電気抵抗が最も
低くなるのは、導電性フィラーであるグラファイトが７
０重量部、またポリビニルブチラール、フタル酸ジブチ
ルがそれぞれ２０重量部１０重量部の付近であり、この
前後の領域ではいずれも電気抵抗が高くなることが判る
。

尚、この図は導電性塗膜形成後に加熱分解処理を行った
結果である。

グラファイトが７０重量部以下（つまりポリビニルブチ
ラールが２０重量部以上）の領域で電気抵抗が大きく増
加する原因としては、余剰のポリビニルブチラールがグ
ラファイト粒子を覆ってしまうことによりグラファイト
同士の接触が不十分となり、電気抵抗か増加するものと
思われる。

一方、ポリビニルブチラールの添加量が２０重量部未満
の場合、ポリビニルブチラールの量か少量のため、導電
性塗膜に十分な固着性を付与することができなくなり、
グラファイト同士の接触は十分であるにも拘らず、導電
性塗料と正極端子板、導電性塗料とｉＥ極会合剤の接触
が不十分となり、電気抵抗が増加するものと思われる。

尚、ポリビニルブチラールが２０重量部未満の場合には
、上記のように熱分解処理を行なってポリビニルブチラ
ールの８０〜９０重量％を分解（フタル酸ジブチルも同
様に分解）させる必要があり、それにより、グラファイ
ト同士の接触が十分となって、電気抵抗の低い導電性塗
膜が確保される。

また、ポリビニルブチラールの添加量を５重量部未満と
した場合、加熱分解処理をしなくともグラファイト同士
が十分接触しているか、または極めて接近しているため
、電子のトンネル効果により、電気抵抗の低い導電性塗
膜を確保することができる。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明のペーパー電池によれば、電池組
立てに程において正極合剤を正極集電体上ないし正極端
子板上に確実に固着させることができて、電池の組立容
易化が図れる。

更に、正極合剤と正極集電体または正極端子板との固着
性が向上するから、電池内部の接触抵抗が大幅に低下し
、電池性能の向上を図れるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の電池の断面図、第２図は導電性塗膜に
おけるグラファイトの含有量と電気抵抗との関係を示し
たグラフである。 ・正極端子板、 導電性塗膜、 ３・・・正極 合剤、 セバレ 夕、 ５・・・負極端子板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、導電性フィラーと、結着剤としてポリビニルブチラ
   ールと、また可塑剤としてフタル酸ジブチルとを含んで
   なる導電性塗料を、正極集電体上ないし正極端子板上に
   塗布して導電性塗膜を形成し、更にこの導電性塗膜上に
   正極合剤を圧着させてなることを特徴とするペーパー電
   池。