JPS62165859A - プラスチツク電池用電極の製造方法 - Google Patents

プラスチツク電池用電極の製造方法

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JPS62165859A
JPS62165859A JP61006650A JP665086A JPS62165859A JP S62165859 A JPS62165859 A JP S62165859A JP 61006650 A JP61006650 A JP 61006650A JP 665086 A JP665086 A JP 665086A JP S62165859 A JPS62165859 A JP S62165859A
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JP
Japan
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conductor
filter
current collector
lithium
electrolytic polymerization
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JP61006650A
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Shoji Yokoishi
章司 横石
Yasuhiro Nonobe
康宏 野々部
Toru Onishi
徹 大西
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438Processes of manufacture in general by electrochemical processing
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    • HELECTRICITY
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラスチック電池用の正極側電極と負極側電
極を電解重合によって同時に製造する方法に関するもの
である。
〔従来の技術〕
従来、プラスチック電池に用いられる電極としては、ア
ルミニウム、カーボン繊維等の導電性材料からなる集電
体の表面にポリピロール等の導電性高分子材料からなる
薄膜を形成したものを正極側電極とし、アルミニウム、
ニッケル、銅等の金属材料からなる導電体の表面にリチ
ウムからなる薄膜を形成したものを負極側電極として使
用している。
そして、正極側電極を作成する際には、集電体を正極側
に接続するとともに、導電体を負極側に接続せしめ、画
体を導電性高分子材料を析出する電解重合液中に浸漬し
、電解重合することによって集電体の表面に導電性高分
子材料からなる薄膜を形成するとともに、導電体の表面
にリチウムを析出させている。
また、負極側電極を製造する際には、リチウム箔を前述
した導電体の表面にプレスまたはロール圧着して形成す
る方法、リチウム粉末をそれのみあるいは導電剤ととも
に導電体の表面に加圧成形する方法、溶融リチウム中に
ニッケルからなる導電体を入れ、リチウムを付着させる
方法によって作られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述のような負極側電極の製造方法にお
いては、いずれの作成方法も導電体の表面に別個にリチ
ウムを形成しているため、製造工程が複雑となることは
もとより、多くの工数を必要とする不具合がある。
また、正極側電極を製造する際にも負極側となる導電体
の表面にリチウムが析出されるが、導電体の表面に析出
されるリチウムは黒い苔状物質として形成され、乾燥後
においてもプラスチック電池の負極側電極として使用す
ることができない不具合がある。
従って、この発明は上記の不具合を解消するためになさ
れたもので、正極側電極の製造時において負極側となる
導電体を特定範囲の濾水能力を持つフィルタで覆うこと
によって、正極側電極と負掘側電極とを同時に製造し、
プラスチック電池に用いられる電極の製造工程および工
数を大幅に低減させることにある。
〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、この発明に係るプラスチック電池用電極の製
造方法においては、プラスチック電池に用いられる導電
性材料からなる集電体の表面に、電解重合によって導電
性高分子材料の薄膜を形成するにあたり、前記集電体を
正極側に接続するとと、もに、この集電体と対向する導
電体を負極側に接続せしめ、さらに、この負極側の電極
板を濾水時間が100ないし350秒のフィルタで覆い
電解重合を行うようにしたものである。
そして、集電体としては、導電性で電解液と反応するこ
とのない材料であればよ(、例えばアルミニウム板等の
金属材料をシート状に加工したもの、カーボン繊維によ
って繊維間に間隔を有するようにシート状に加工したも
の等を挙げることができる。なお、カーボン繊維は導電
性を有するために、特に他の導電性材料を被覆する必要
はないが、より導電性を向上させるために他の導電性材
料を被覆したものを用いてもよい。その際の導電性材料
としては、金、銀、銅等の金属材料の他、rn203−
3n02の固溶体等を用いることができる。そして、導
電性材料は真空蒸着法、イオンブレーティング、スパッ
タリング等の適宜手段によってカーボン繊維の表面に形
成することができる。
また、集電体の対極となる導電体としては、アルミニウ
ム、ニッケル、銅、銀等の金属材料を挙げることができ
る。さらに、この導電体を覆うフィルタとしては、濾水
時間が100ないし350秒の範囲に入る濾紙または多
孔質フィルタを挙げることができ、これらのフィルタで
導電体を包み込むか、貼着して導電体を覆う。そして、
濾水時間が100秒以下のフィルタにおいては電解時間
に不純物がフィルタを通過して析出したリチウムをうば
いとってリチウム析出量が減少し、350秒以上のフィ
ルタではリチウムの析出を妨害して析出に多くの時間を
必要とする。
また、集電体に形成する導電性高分子材料としては、ポ
リピロール、ポリチェニレン、ポリアニリン、ポリアセ
チレン、ポリチオフェン等を挙げることができ、これら
の導電性高分子材料は集電体の表面に電解重合によって
形成することができる。
〔作用〕
かかる、プラスチック電池用電極の製造方法において、
電解重合することによって、正極側に接続されている集
電体の表面には導電性高分子材料の薄膜が全体に析出さ
れ、負極側に接続されて、導電体の表面にはリチウムが
全体に析出される。
その際、導電体の表面はフィルタによって覆われている
ので、正極側にある集電体より発生する低重合度の重合
物質の拡散による付着または析出したリチウムとの反応
が防止され、高純度のリチウムが効率よく析出される。
〔実施例〕
以下、本発明に係るプラスチック電池用電極の製造方法
を実施例によって具体的に説明するが、本発明において
は、この実施例のみに限定するものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々なる変更を加え得る
ことは勿論である。
まず、本発明の実施例で用いられる電解重合装置を第1
図に基づいて説明する。
第1図において、1は絶縁性材料からなる電解槽であっ
て、この電解槽1の内部には電解重合液2が収容されて
いる。また、電解重合液2中には集電体3が収容されて
おり、その対向部位には導電体4が収容され、その外周
部はフィルタ5によって覆われている。さらに、集電体
3側には直流電源6の正極側に接続されているリード線
7aが取り付けられており、導電体4側には直流電源6
の負極側に接続されているリード線7bが接続されてい
る。そして、画体3.4に直流電流を流して電解重合を
行い、集電体3側に導電性高分子材料の薄膜を析出させ
、導電体4側にフィルタ5を介在してリチウムの薄膜を
形成するようになっている。
次に、上述のように構成された電解重合装置を引用して
実施例を説明する。
(実施例1) 電解槽1の内部に0.5モル(mo+/1)のホウフッ
化リチウム(L i B F 4 )および0.2モル
(m、ol/i2)のビロール(C,H5N)をアセト
ニトリルで熔解してなる電解重合液2を収容した。次に
、カーボン繊維によって間隔を存するように編み込んだ
シート状の集電体3およびアルミニウムからなるシート
状の導電体4に濾水時間が200秒の定性濾紙からなる
フィルタ4を貼着したものを電解重合液2中に浸漬した
。つづいて、集電体3側に直流電源6の正極側のリード
線7aを取り付け、導電体4側に直流電源6の負極側の
リード線7bを取り付ける。
この状態で、乾燥窒素雰囲気下において画体3.4間に
7 m A / cm ”の直流電流を流して電解重合
を行づた。その際、正極側に接続されている集電体3の
表面にはテトラフルオロボレートイオン(BF;がドー
プされた黒色で、しかも導電性のポリピロール(CAH
IN)nが全体に析出され、負極側に接続されている導
電体4の表面にはリチウム(L+)が析出される。
この時、導電体4の表面はフィルタ5によって覆われて
いるので、集電体3側に発生する低重合度の重合物質の
拡散による付着または析出したリチウムとの反応が防止
され、高純度のリチウムが効率よく析出される。
そして、1時間経過後において直流電流を停止し、画体
3.4のリード線7a、7bを取り外すとともに、電解
重合液2から取り出して充分に洗浄して乾燥させた。
これによって、集電体3の表面に導電性のポリピロール
の薄膜が均一に形成された正極側電極と導電体4の表面
にリチウムの薄膜が均一に形成された負極電極とを同時
に製造することができた。
(実施例2) 実施例1と同様な電解重合液2中に、カーボン繊維によ
って間隔を有するように編み込んだシート状の集電体3
およびアルミニウムからなるシート状の導電体4に濾水
時間が300秒の定性濾紙からなるフィルタ5を貼着し
たものを浸漬し、実施例1と同様にして電解重合を行っ
た。
これによって、実施例1と同様に集電体3の表面に導電
性のポリピロールの薄膜が均一に形成された正極側電極
と導電体40表面にリチウムの薄膜が均一に形成された
負極側電極とを同時に製造することができた。
(実施例3) 実施例1と同様な電解重合液2中に、カーボン繊維によ
って間隔を有するように編み込んだシート状の集電体3
およびアルミニウムからなるシート状の導電体4に濾水
時間が120秒の定性濾紙からなるフィルタ5を貼着し
たものを浸漬し、実施例1と同様にして電解重合を行っ
た。
これによって、実施例1と同様に集電体3の表面に導電
性のポリピロールの薄膜が均一に形成された正極側電極
と導電体4の表面にリチウムの薄膜が均一に形成された
′fA、極側電極とを同時に製造することができた。
(実施例4) 実施例1と同様な電解重合液2中に、カーボン繊維によ
って間隔を有するように編み込んだシート状の集電体3
およびアルミニウムからなるシート状の導電体4に濾水
時間が200秒のポリプロピレン系不織布からなる多孔
質のフィルタ5で包み込んだものを浸漬し、実施例1と
同様にして電解重合を行った。
これによって、実施例1と同様に集電体3の表面に導電
性のポリピロールの薄膜が均一に形成された正損側電極
と導電体4の表面にリチウムの薄膜が均一に形成された
負極側電極とを同時に製造することができた。
(比較例1) 実施例1と同様な電解重合液2中に、カーボン繊維によ
って間隔を有するように編み込んだシート状の集電体3
およびアルミニウムからるシート状の導電体4に濾水時
間が50秒の定性濾紙からなるフィルタ5を貼着したも
のを浸漬し、実施例1と同様にして電解重合をおこなっ
た。
これによって、実施例1と同様に集電体3の表面に導電
性のポリピロールの薄膜が均一に形成された正極側電極
と導電体4の表面に凹凸のあるリチウムの膜が形成され
た負極側電極とを同時に製造することができた。
(比較例2) 実施例1と同様な電解重合液2中に、カーボン繊維によ
って間隔を有するように編み込んだシート状の集電体3
およびアルミニウムからなるシート状の導電体4に濾水
時間が570秒の定性濾紙からなるフィルタ5を貼着し
たものを浸漬し、実施例1と同様にして電解重合を行っ
た。
これによって、実施例1と同様に集電体3の表面に導電
性のポリピロールの薄膜が均一に形成された正極側電極
と導電体4の表面に斑模様のリチウムの薄膜が形成され
た負極側電極とを同時に製造することができた。
上述の実施例および比較例で得られた負極側電極(導電
体4)の表面に形成されたリチウム量を測定するため、
1mA/an”で放電させて5 i −+Li”+e−
の放電々位を維持する時間によって金属リチウムの放電
々気量を算出し、重合時の電気量に対する割合、すなわ
ちリチウム金属の析出効率を求めてみた。その結果を第
2図に示す。
第2図から明らかなように、本発明る相当する実施例1
ないし4においては、いずれもリチウム金泥の析出効率
が45%以上であって、効率的にリチウムを析出させる
ことが明らかとなった。これに対し、比較例1および2
においてはいずれも実施例1ないし4に比較して劣って
いる。これは、比較例1についてはフィルタ5のメツシ
ュサイズが大きいために不純物がフィルタを通過して導
電体4側に達し、リチウムの析出効率を低下させたもの
と考えられる。また、比較例2についてはフィルタ5の
メツシュサイズが小さいために電解時における極間の電
気抵抗が増加してリチウムの拡散が抑制され、導電体4
とフィルタ5との間に介在するLi+イオンが不足する
ためと考えられる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係るプラスチック電池用
電極の製造方法においては、正極側電極の製造時におい
て負極側となる導電体を特定範囲の濾水能力を持つフィ
ルタで覆ったから、プラスチック電池用の正極側電極と
負極側電極とを同時に製造することができる効果がある
また、本発明に係るプラスチック電池用電極の製造方法
においては、正極側電極と負極側電極とを同時に製造す
ることができることによって、電極の製造工程および工
数を大幅に低減することができる効果がある。
また、本発明に係るプラスチック電池用電極の製造方法
においては、正極側電極と負極側電極の製造後において
電解重量液にかえて電池用の電解液に入れかえることに
よって、速く電池セルとすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るプラスチック電池用電極の製造方
法に利用される電解重合装置の断面図である。 第2図は実施例1ないし4と比較例1および2のリチウ
ムの析出効率を調査した図である。 1−−−一電解槽 2−−−−・・電解重合液 3・・−・−集電体 4−・−導電体 5・−m−・・フィルタ 6−−−−−−直流電源 7a、7b・−−−−・リード線 出願人  トヨタ自動車株式会社 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. プラスチック電池に用いられる導電性材料からなる集電
    体の表面に、電解重合によって導電性高分子材料の薄膜
    を形成するにあたり、前記集電体を正極側に接続すると
    ともに、この集電体と対向する導電体を負極側に接続せ
    しめ、さらに、この負極側の電極板を濾水時間が100
    ないし350秒のフィルタで覆い電解重合を行うことを
    特徴とするプラスチック電池用電極の製造方法。
JP61006650A 1986-01-15 1986-01-15 プラスチツク電池用電極の製造方法 Pending JPS62165859A (ja)

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