JPS62271345A - 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Info
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- JPS62271345A JPS62271345A JP61113221A JP11322186A JPS62271345A JP S62271345 A JPS62271345 A JP S62271345A JP 61113221 A JP61113221 A JP 61113221A JP 11322186 A JP11322186 A JP 11322186A JP S62271345 A JPS62271345 A JP S62271345A
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- electrode
- electrolytic
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
- H01M4/0464—Electro organic synthesis
- H01M4/0466—Electrochemical polymerisation
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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】
３、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電極の製造方法に関する。
従来より電極として導電性高分子材料を用いたプラスチ
ック電池が知られている。この電池は鉛電池に比べて開
路電圧が大きく、しかも軽量であるため出力密度が大き
いという優れた利点を有する。
ック電池が知られている。この電池は鉛電池に比べて開
路電圧が大きく、しかも軽量であるため出力密度が大き
いという優れた利点を有する。
そして、導電性高分子材料からなるプラスチック電池用
電極を製造する際には、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析出さ
せている（「機能材料ｊ１９８４年４月号第４月号８頁
）。
電極を製造する際には、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析出さ
せている（「機能材料ｊ１９８４年４月号第４月号８頁
）。
従来のプラスチック電池用電極の製造は、次のように行
われていた。
われていた。
第３図に、電解重合を行うための電解槽の概略構成図を
示す。
示す。
電解液５０を収容した電解槽５２中に、間分子薄膜を析
出させるための集電体５４とそれに対向する導電性基板
５６を浸漬し、集電体５４を電源の正掻に接続するとと
もに、導電性基板５６を電源の負極に接続する。そして
、電気分解を行い、集電体５４の表面に高分子材料の薄
膜を形成する。
出させるための集電体５４とそれに対向する導電性基板
５６を浸漬し、集電体５４を電源の正掻に接続するとと
もに、導電性基板５６を電源の負極に接続する。そして
、電気分解を行い、集電体５４の表面に高分子材料の薄
膜を形成する。
ところで、上述の従来の電極の製造方法によれば、集電
体に付着する高分子薄膜の厚さが不均一になるという不
具合が認められた。
体に付着する高分子薄膜の厚さが不均一になるという不
具合が認められた。
すなわち、鉛直な状態で浸漬された集電体表面の下方が
、上方より大きな膜厚となっていることが分かった。
、上方より大きな膜厚となっていることが分かった。
この原因を追究するため、本発明等は、透明な電解槽を
用いて実験を行った結果、次のことが判明した。第２図
（ａ）〜（ｃ）に示した集電体５４の縦断面図に基づき
説明する。なお、図は理解を助けるため、模式的に描い
である。
用いて実験を行った結果、次のことが判明した。第２図
（ａ）〜（ｃ）に示した集電体５４の縦断面図に基づき
説明する。なお、図は理解を助けるため、模式的に描い
である。
電気分解によって電解液中の高分子のアニオンは、正損
側の集電体５４の表面に析出し、薄膜が形成される（第
２図（ａ））。その際、Ｓ電体５４の表面には、本発明
等が「澱ゴマ」と呼ぶ、表面に充分に付着しないで凝集
した高分子材料の塊５８ａ、５８ｂ、５８ｃができる（
第２図（ｂ））。そして、その「澱ゴマ」の大きなもの
は、表面を滑り落ち、下方へと移動するので、下刃の膜
厚が大きくなるのである（第２図（Ｃ））。
側の集電体５４の表面に析出し、薄膜が形成される（第
２図（ａ））。その際、Ｓ電体５４の表面には、本発明
等が「澱ゴマ」と呼ぶ、表面に充分に付着しないで凝集
した高分子材料の塊５８ａ、５８ｂ、５８ｃができる（
第２図（ｂ））。そして、その「澱ゴマ」の大きなもの
は、表面を滑り落ち、下方へと移動するので、下刃の膜
厚が大きくなるのである（第２図（Ｃ））。
このように、下方の膜厚が大きくなると、電極を多数重
ね合わせてプラスチック電池のセルを作るときに、嵩が
増えて単位体積当りの電池の容量が減少する。
ね合わせてプラスチック電池のセルを作るときに、嵩が
増えて単位体積当りの電池の容量が減少する。
したがって、本発明の目的は、均一なｌ１ｌＯ高分子薄
膜を形成した集電体を得る製造方法を提供することによ
り、単位体積当りの容量の大きな電池を得ることにある
。
膜を形成した集電体を得る製造方法を提供することによ
り、単位体積当りの容量の大きな電池を得ることにある
。
Ｃ問題点を解決するための手段）
そこで、本発明は、集電体を水平な状態で浸漬して、電
解重合を行うことにより、重力に基づく「澱ゴマ」の移
動を阻止し、均一な膜厚を得ることを特徴とする。
解重合を行うことにより、重力に基づく「澱ゴマ」の移
動を阻止し、均一な膜厚を得ることを特徴とする。
具体的には、本発明は、導電性材料からなる集電体の表
面に導電性高分子材料を電解重合により付着させてプラ
スチック電池用電極を製造するに当り、電解質を有機溶
媒に溶かした高分子材料を含む電解液を収容する電解槽
中に少なくとも一つの集電体と少なくとも一つの導電体
を浸漬し、この両体間に通電して電気分解により集電体
上に高分子材料を重合付着するプラスチック電池用電極
の製造方法であって、前記電解槽中において集電体と導
電体を水平状態で鉛直方向に対向するように配設して浸
漬し、電解重合を行うプラスチック電池用電極の製造方
法である。
面に導電性高分子材料を電解重合により付着させてプラ
スチック電池用電極を製造するに当り、電解質を有機溶
媒に溶かした高分子材料を含む電解液を収容する電解槽
中に少なくとも一つの集電体と少なくとも一つの導電体
を浸漬し、この両体間に通電して電気分解により集電体
上に高分子材料を重合付着するプラスチック電池用電極
の製造方法であって、前記電解槽中において集電体と導
電体を水平状態で鉛直方向に対向するように配設して浸
漬し、電解重合を行うプラスチック電池用電極の製造方
法である。
集電体としては、導電性で電解液と反応することのない
材料であればよく、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。
材料であればよく、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存するために、特に他の
４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ｍＮ性材料としては、金、銀、銅等の金
属材料の他、ｒｎｚ。
４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ｍＮ性材料としては、金、銀、銅等の金
属材料の他、ｒｎｚ。
□−３ｎＯ，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、スパフ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６また、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される。
グ、スパフ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６また、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される。
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。
ム、ニッケル、銅、銀等の金属材料を挙げることができ
る。
上記した本発明のプラスチック電池用電極の製造方法に
よれば、集電体と導電体を水平状態で鉛直方向に対向す
るよう配設して電解液中に浸漬し、電解重合を行うので
、集電体の表面に充分付着しないで凝集した高分子材料
の塊が、重力によって下方へ移動することがないゆ したがって、電解終了時には、塊の間にも高分子材料が
付着し、全体とし、て均一で、充分付着力のある高分子
薄膜が前記集電体とに形成さ机る。
よれば、集電体と導電体を水平状態で鉛直方向に対向す
るよう配設して電解液中に浸漬し、電解重合を行うので
、集電体の表面に充分付着しないで凝集した高分子材料
の塊が、重力によって下方へ移動することがないゆ したがって、電解終了時には、塊の間にも高分子材料が
付着し、全体とし、て均一で、充分付着力のある高分子
薄膜が前記集電体とに形成さ机る。
次に、図面に基づき、本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明の実施例におけるプラスチック電池用
電極の製造に用いられる電解槽の一部を破断した斜視図
である。
電極の製造に用いられる電解槽の一部を破断した斜視図
である。
図において、１０は電解槽である。電解槽ｌＯは、絶縁
材料であるフッ素系樹脂によって形成されており、上方
のみが開放されている。そして、電解槽重０の底面には
、カーボン繊維によって間隔を有するように腸み込んだ
シート状の集電体１２がｉｉ！ｆされている。集電体１
２の上方には、アルミニウム板１４が、電解槽１ｏの側
壁に取り付けられたテフロン製の支持具１６上にｆ２置
されている。電解ＦＩＯ内には、電解液１８が満たされ
ている。支持具１６は、粗い格子状をしており、格子を
介して電解液１８を通過させられるようになっている。
材料であるフッ素系樹脂によって形成されており、上方
のみが開放されている。そして、電解槽重０の底面には
、カーボン繊維によって間隔を有するように腸み込んだ
シート状の集電体１２がｉｉ！ｆされている。集電体１
２の上方には、アルミニウム板１４が、電解槽１ｏの側
壁に取り付けられたテフロン製の支持具１６上にｆ２置
されている。電解ＦＩＯ内には、電解液１８が満たされ
ている。支持具１６は、粗い格子状をしており、格子を
介して電解液１８を通過させられるようになっている。
集電体１２およびアルミニウム板１４は、それぞれ、電
源２０の正極および負極に接続されている。電源２０に
は、電解電流値を測定するための電流計が設けられ、正
極側には、電解液１８に浸漬されている参照電極２２と
の間に電圧計が設置され、集電体１２の電位を測定する
ようになっている。なお、参照電極２２は、アセトニト
リル中にホウフッカ銀を溶解したものに銀線を通したも
のを用いた。
源２０の正極および負極に接続されている。電源２０に
は、電解電流値を測定するための電流計が設けられ、正
極側には、電解液１８に浸漬されている参照電極２２と
の間に電圧計が設置され、集電体１２の電位を測定する
ようになっている。なお、参照電極２２は、アセトニト
リル中にホウフッカ銀を溶解したものに銀線を通したも
のを用いた。
さらに、電解槽１０の側壁には、モータ２４が取り付け
られており、集電体１２とアルミニウム板１４の間に延
びるスクリュウ２６を回転させて電解液１８を攪拌する
ようになっている。
られており、集電体１２とアルミニウム板１４の間に延
びるスクリュウ２６を回転させて電解液１８を攪拌する
ようになっている。
次に、上述のように構成された電解装置を用いて実験を
行ったので、従来例と比較して説明する。
行ったので、従来例と比較して説明する。
電解槽１０の内部に０．１〜２．０モル（ｍｏｌ！／β
）のホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ、）および０゜１−
１０モル（ｍｏｊ！／１）（７）ピロ）Ｌ／ （Ｃ４Ｈ
５Ｎ）をアセトニトリル（ＣＨ，ＣＮ）で７容解してな
る電解？＆１８を収容した。
）のホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ、）および０゜１−
１０モル（ｍｏｊ！／１）（７）ピロ）Ｌ／ （Ｃ４Ｈ
５Ｎ）をアセトニトリル（ＣＨ，ＣＮ）で７容解してな
る電解？＆１８を収容した。
次に、リード線を取りつけた集電体１２、支持具１６、
リード線を取り付けたアルミニウム板１４、参照電極２
２の順で電解槽１ｏの内部に浸漬した。そして、前述の
ようにリード線等を電Ｒ２０に接続を行った。
リード線を取り付けたアルミニウム板１４、参照電極２
２の順で電解槽１ｏの内部に浸漬した。そして、前述の
ようにリード線等を電Ｒ２０に接続を行った。
この状態で、集電体１２とアルミニウム板１４との間に
、参照電極２２に対する正極側の電位が０．５〜１．Ｏ
Ｖとなるように、電流を通電して電解重合を行った。電
解中は、モータ２４を作動させ、スクリュウ２６により
電解液１８をゆっくりと攪拌した。
、参照電極２２に対する正極側の電位が０．５〜１．Ｏ
Ｖとなるように、電流を通電して電解重合を行った。電
解中は、モータ２４を作動させ、スクリュウ２６により
電解液１８をゆっくりと攪拌した。
その際、正極側に接続されている集電体１２の表面には
テトラフルオロボレートイオン（ＢＦ４．）がドープさ
れた黒色で、しかも導電性のポリピロール（ｃ、Ｈｓ
Ｎ）が全体に徐々に析出され、負極側に接続されている
アルミニウム板１４の表面にはリチウム（Ｌｉ）が析出
された。そして、集電体１２側に析出されるポリピロー
ルの重量が１３０ｍｇになるまで電解重合を継続した。
テトラフルオロボレートイオン（ＢＦ４．）がドープさ
れた黒色で、しかも導電性のポリピロール（ｃ、Ｈｓ
Ｎ）が全体に徐々に析出され、負極側に接続されている
アルミニウム板１４の表面にはリチウム（Ｌｉ）が析出
された。そして、集電体１２側に析出されるポリピロー
ルの重量が１３０ｍｇになるまで電解重合を継続した。
この結果、集電体１２の表面には、均一なポリピロール
の薄膜が形成され、いわゆる「澱ゴマ」は見つからなか
った。
の薄膜が形成され、いわゆる「澱ゴマ」は見つからなか
った。
（比較例）
これに対し、集電体１２およびアルミニウム板１４を鉛
直状態で水平方向に対向させた以外はすべて本実施例と
同一とした比較例の実験結果は、集電体の表面の約３分
の２を「澱ゴマ」が覆っており、集電体の上方に対し下
方部分が最大５００μｍの膜厚差を有した。
直状態で水平方向に対向させた以外はすべて本実施例と
同一とした比較例の実験結果は、集電体の表面の約３分
の２を「澱ゴマ」が覆っており、集電体の上方に対し下
方部分が最大５００μｍの膜厚差を有した。
なお、実施例および比較例で得られた集電体を正極とし
、Ｌｉからなる負極を用い、ホウフッ化リチウム（Ｌ
ｉ Ｂ Ｆ４ ） とプロピレンカーボネート（ＰＣ）
の電解液からなる電池に組み込んで充放電効率を調査し
たので、その結果を第４図に示す。
、Ｌｉからなる負極を用い、ホウフッ化リチウム（Ｌ
ｉ Ｂ Ｆ４ ） とプロピレンカーボネート（ＰＣ）
の電解液からなる電池に組み込んで充放電効率を調査し
たので、その結果を第４図に示す。
第４図から明らかなように、実施例による電池において
は、薄膜が均一に形成されているため、比較例に対して
すべての充放電サイクル数で充放電効率が向上している
ことが分る。
は、薄膜が均一に形成されているため、比較例に対して
すべての充放電サイクル数で充放電効率が向上している
ことが分る。
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではな（、例えば、
集電体と導電体の枚数は、それぞれ１枚に限らず、対向
させて複数組を用いてもよく、また、電解槽を攪拌する
スクリュウの配設位置も集電体および導電体の配置に応
じて、電解液の濃度が均一になるように、種々選択でき
、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包
含されるものである。
明は、この実施例に限定されるものではな（、例えば、
集電体と導電体の枚数は、それぞれ１枚に限らず、対向
させて複数組を用いてもよく、また、電解槽を攪拌する
スクリュウの配設位置も集電体および導電体の配置に応
じて、電解液の濃度が均一になるように、種々選択でき
、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包
含されるものである。
以上より、本発明のプラスチック電極の製造方法によれ
ば、重力の影響を受けることがないようにしたので、集
電体上に均一で、かつ、付着力の強い、導電性高分子材
料からなる薄膜が形成されたプラスチック電池用電極を
得ることができる。
ば、重力の影響を受けることがないようにしたので、集
電体上に均一で、かつ、付着力の強い、導電性高分子材
料からなる薄膜が形成されたプラスチック電池用電極を
得ることができる。
第１図は、本発明の実施例におけるプラスチック電池用
電極の製造に用いられる電解槽の一部を破断した斜視図
、 第２図は、従来例における集電体の表面に対する導電性
高分子材料の付着状態を表しだ集電体の縦断面図、 第３図は、従来例の電解重合に用いられる電解槽の概略
構成図、 そして、第４図は、本発明の実施例および比較例で得ら
れた集電体を工種として用いた電池の充放電効率を調査
した同である。 １０・−・−電解槽 １２−・−・・−集電体 １４−−−−・・アルミニウム板（導電体）Ｌ ６−−
−−−−−支持具 １８・・・・−・−電解液 ２０−・〜・〜・・電源 出願人 トヨタ自動車株式会社 纂１図 第２図 第３図 先方ケ、電“フ“イクノ訳 第４図
電極の製造に用いられる電解槽の一部を破断した斜視図
、 第２図は、従来例における集電体の表面に対する導電性
高分子材料の付着状態を表しだ集電体の縦断面図、 第３図は、従来例の電解重合に用いられる電解槽の概略
構成図、 そして、第４図は、本発明の実施例および比較例で得ら
れた集電体を工種として用いた電池の充放電効率を調査
した同である。 １０・−・−電解槽 １２−・−・・−集電体 １４−−−−・・アルミニウム板（導電体）Ｌ ６−−
−−−−−支持具 １８・・・・−・−電解液 ２０−・〜・〜・・電源 出願人 トヨタ自動車株式会社 纂１図 第２図 第３図 先方ケ、電“フ“イクノ訳 第４図
Claims (1)
- （１）導電性材料からなる集電体の表面に導電性高分子
材料を電解重合により付着させてプラスチック電池用電
極を製造するに当り、電解質を有機溶媒に溶かした高分
子材料を含む電解液を収容する電解槽中に少なくとも一
つの集電体と少なくとも一つの導電体を浸漬し、この両
体間に通電して電気分解により集電体上に高分子材料を
重合付着するプラスチック電池用電極の製造方法であっ
て、前記電解槽中において集電体と導電体を水平状態で
鉛直方向に対向するように配設して浸漬し、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61113221A JPS62271345A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | プラスチツク電池用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61113221A JPS62271345A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | プラスチツク電池用電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62271345A true JPS62271345A (ja) | 1987-11-25 |
Family
ID=14606641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61113221A Pending JPS62271345A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | プラスチツク電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62271345A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992009112A1 (fr) * | 1990-11-16 | 1992-05-29 | Teijin Limited | Piece moulee en polypyrrole, production de cette piece et batterie d'accumulateurs |
| JP2007311725A (ja) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Kyushu Univ | 太陽電池用光応答電極の製造方法、太陽電池用光応答電極及びそれを用いた有機高分子太陽電池。 |
-
1986
- 1986-05-16 JP JP61113221A patent/JPS62271345A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992009112A1 (fr) * | 1990-11-16 | 1992-05-29 | Teijin Limited | Piece moulee en polypyrrole, production de cette piece et batterie d'accumulateurs |
| US5384215A (en) * | 1990-11-16 | 1995-01-24 | Teijin Limited | Polypyrrole shaped material, process for production thereof, and secondary battery |
| JP2007311725A (ja) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Kyushu Univ | 太陽電池用光応答電極の製造方法、太陽電池用光応答電極及びそれを用いた有機高分子太陽電池。 |
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