JPS6313259A - 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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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〕
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」１９８４年４月号第８〜１８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」１９８４年４月号第８〜１８頁
）。
この従来例におけるプラスチック電池用電極の製造は、
電解液を収容した電解槽中に、高分子薄膜を析出させる
ための集電体とそれに対向する導電体を浸漬し、集電体
を電源の正掻に接続するとともに、導電体を電源の負極
に接続する。そして、電気分解を行い、集電体の表面に
高分子材料の薄膜を形成する。
電解液を収容した電解槽中に、高分子薄膜を析出させる
ための集電体とそれに対向する導電体を浸漬し、集電体
を電源の正掻に接続するとともに、導電体を電源の負極
に接続する。そして、電気分解を行い、集電体の表面に
高分子材料の薄膜を形成する。
ところで、上述の従来例における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。
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。
すなわち、集電体を流れる電流が集電体の中央部分とそ
の周辺部分で異なり、中央部分とその周辺部分での高分
子材料の膜厚が異なっている。
の周辺部分で異なり、中央部分とその周辺部分での高分
子材料の膜厚が異なっている。
このように、膜厚が異なると、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。
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、均一な膜厚の高分子薄膜
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。
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。
そこで、本発明は、電極より大きめの集電体を用い、高
分子材料の電解重合後に中央部分を取り出し、均一な膜
厚を得ることを特徴とする。
分子材料の電解重合後に中央部分を取り出し、均一な膜
厚を得ることを特徴とする。
本発明は、具体的には、次の構成からなる。
高分子材料を含む電解質を有機溶媒に溶かした電解液を
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る。
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る。
前記集電体は、その大きさが前記電極より所定寸法だけ
大きめのものが用いられる。そして、高分子材料の重合
付着後に、前記集電体より中央部分を取り出して前記電
極とするものである。
大きめのものが用いられる。そして、高分子材料の重合
付着後に、前記集電体より中央部分を取り出して前記電
極とするものである。
上記の本発明の構成において、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、ＩｎｔＯ３ＳｎＯ，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。
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。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、ＩｎｔＯ３ＳｎＯ，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、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。
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。
有機電解液は、電解質を有機溶媒に溶かした溶液である
。電解質としては、ホウフッ化リチウム（Ｌ ｉ Ｂ
Ｆ＆）、過塩素酸リチウム（ＬｔＣｊ！Ｏ＃）、Ｒ，Ｎ
Ｃ１０，（Ｒ：アルキル基、以下同じ）、Ｒ−Ｎ Ｂ
Ｆ −、Ｒａ Ｎ Ｐ Ｆ ｈ等を用いることができる
。また、有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、
７セトニトリル、ベンゾニトリル、ニトロメタン、スル
ホラン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン等
を用いることができる。
。電解質としては、ホウフッ化リチウム（Ｌ ｉ Ｂ
Ｆ＆）、過塩素酸リチウム（ＬｔＣｊ！Ｏ＃）、Ｒ，Ｎ
Ｃ１０，（Ｒ：アルキル基、以下同じ）、Ｒ−Ｎ Ｂ
Ｆ −、Ｒａ Ｎ Ｐ Ｆ ｈ等を用いることができる
。また、有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、
７セトニトリル、ベンゾニトリル、ニトロメタン、スル
ホラン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン等
を用いることができる。
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、電極より大きめの集電体を用いて電解重合を行
い、膜厚の均一な中央部分のみを電極として用いるので
、膜厚の均一な電極が得られる。
よれば、電極より大きめの集電体を用いて電解重合を行
い、膜厚の均一な中央部分のみを電極として用いるので
、膜厚の均一な電極が得られる。
次に、図面に基づき、本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明の実施例にかかるプラスチック電池用
電極の製造により得られた高分子材料を付着した集電体
の正面図、第２図は、第１図の■−ｎ線矢視断面図、第
３図は、第１図のｍ−ｍ線矢視断面図、そして、第４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断面図である。
電極の製造により得られた高分子材料を付着した集電体
の正面図、第２図は、第１図の■−ｎ線矢視断面図、第
３図は、第１図のｍ−ｍ線矢視断面図、そして、第４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断面図である。
第４図に示す電解重合装置において、符号１０は電解槽
である。電解槽１０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１０の底面には、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１２が支
持具（図示しない）により支持されている。集電体１２
の両側には、アルミニウム板１４．１６が支持具（図示
しない）により支持されている。電解槽１０内には、導
電性高分子材料を含む電解液１８が満たされている。集
電体１２およびアルミニウム板１４．１６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２
０には、電解電流値を測定するための電流計２２が設け
られ、通電電流を測定するようになっている。
である。電解槽１０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１０の底面には、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１２が支
持具（図示しない）により支持されている。集電体１２
の両側には、アルミニウム板１４．１６が支持具（図示
しない）により支持されている。電解槽１０内には、導
電性高分子材料を含む電解液１８が満たされている。集
電体１２およびアルミニウム板１４．１６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２
０には、電解電流値を測定するための電流計２２が設け
られ、通電電流を測定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た本実施
例の製造方法について説明する。
例の製造方法について説明する。
電解槽１０の内部に０．５〜２．０モル（ｍｏｊ！／ｌ
）のホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）および０゜２〜
１．０モル（ｓｏｌ／ｊりのピロール（Ｃ４Ｈ５Ｎ）を
アセトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）に溶解してなる電解液１
８を収容した。集電体１２は、８ｃｍ口で厚さが０．３
ｔｍのものを用いた。アルミニウム板１４．１６は、
８０１１１口で厚さが０．２ ｍのものを用いた。
）のホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）および０゜２〜
１．０モル（ｓｏｌ／ｊりのピロール（Ｃ４Ｈ５Ｎ）を
アセトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）に溶解してなる電解液１
８を収容した。集電体１２は、８ｃｍ口で厚さが０．３
ｔｍのものを用いた。アルミニウム板１４．１６は、
８０１１１口で厚さが０．２ ｍのものを用いた。
そして、集電体１２およびアルミニウム板１４．１６に
上述のように電源を接続した状態で、集電体１２とアル
ミニウム板１４．１６との間に、電流計２２の値が５〜
１０ｍＡ／−となるように、電流を通電して３時間の電
解重合を行った。
上述のように電源を接続した状態で、集電体１２とアル
ミニウム板１４．１６との間に、電流計２２の値が５〜
１０ｍＡ／−となるように、電流を通電して３時間の電
解重合を行った。
その際、工種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，Ｈ，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１４．１６の集電体１２側の表面にはリチ
ウム（Ｌｉ）が析出された。
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，Ｈ，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１４．１６の集電体１２側の表面にはリチ
ウム（Ｌｉ）が析出された。
この結果、集電体１２の表面には、第２図に示すように
、ポリピロールの薄膜２４が形成された。
、ポリピロールの薄膜２４が形成された。
その薄膜２４は、膜厚が均一な中央部分２４ａと膜厚が
小さい水平方向の周辺部分２４ｂとからなり、中央部分
２４ａの厚さは７０〜８０μｍ１周辺部分２４ｂの厚さ
は４０〜６０μｍであった。
小さい水平方向の周辺部分２４ｂとからなり、中央部分
２４ａの厚さは７０〜８０μｍ１周辺部分２４ｂの厚さ
は４０〜６０μｍであった。
また、第３図に示すように、薄膜２４の鉛直方向におい
て、中央部分２４ａの厚さは均一であり、周辺部分２４
Ｃ，２４ｄの厚さは、それぞれ１００μｍ、１００μｍ
であった。
て、中央部分２４ａの厚さは均一であり、周辺部分２４
Ｃ，２４ｄの厚さは、それぞれ１００μｍ、１００μｍ
であった。
次に、ポリピロールが析出した集電体１２の中央部分１
２ａ （第１図の破線ｌで囲まれる部分）を切断し、電
極とした。この電極は、５ｃｍ口で厚さが０．３ ｓ＊
の集電体に約７０〜８０μｍの均一な膜厚を有するもの
が得られた。
２ａ （第１図の破線ｌで囲まれる部分）を切断し、電
極とした。この電極は、５ｃｍ口で厚さが０．３ ｓ＊
の集電体に約７０〜８０μｍの均一な膜厚を有するもの
が得られた。
この電極をプラスチック電池の正極として用い、負極に
表面にリチウムを析出したアルミニウム板を配設し、ホ
ウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）とプロピレンカーボネ
ート（ＰＣ）からなる電解液を用いて、充放電特性を測
定した。
表面にリチウムを析出したアルミニウム板を配設し、ホ
ウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）とプロピレンカーボネ
ート（ＰＣ）からなる電解液を用いて、充放電特性を測
定した。
その結果、０．３〜０．５＊Ａ／ｃｊの充放電電流密度
で、３．３０ｓＡｈ ／ａｉの電気容量が得られた。
で、３．３０ｓＡｈ ／ａｉの電気容量が得られた。
（比較例）
これに対し、５Ｃ１１口で厚さが０．３ ｍのカーボン
グラフアトペーパーからなる集電体と５ｃｍ口で厚さが
０．２ ｖａのアルミニウム板を用いて電解重合を行っ
た。得られたポリピロールが付着した集電体をそのまま
電極として用い、実施例と同様にして電池に組みつけ、
充放電電流密度を測定した。
グラフアトペーパーからなる集電体と５ｃｍ口で厚さが
０．２ ｖａのアルミニウム板を用いて電解重合を行っ
た。得られたポリピロールが付着した集電体をそのまま
電極として用い、実施例と同様にして電池に組みつけ、
充放電電流密度を測定した。
その結果、０．３〜０．５ｍＡ／−の充放電電流密度で
、２．６５ｓＡｈ ／−の電気容量が得られた。
、２．６５ｓＡｈ ／−の電気容量が得られた。
これから明らかなように、実施例により得た電極は、従
来技術としての比較例のものに対し、約２５％の電気容
量の向上が見られた。
来技術としての比較例のものに対し、約２５％の電気容
量の向上が見られた。
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く、例えば、
集電体とｉｔ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、特許請求の範囲に記載の
範囲内で種々の実施１ｌＬｉ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く、例えば、
集電体とｉｔ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、特許請求の範囲に記載の
範囲内で種々の実施１ｌＬｉ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、集電体の中央部分のみをｔｉとして用いることによ
り、均一な膜厚の１！極が得られるので、単位体積当り
の容量の大きな電池ことができる。また、均一な膜厚を
得るに当たって、電解重合等の条件は、従来と変わらな
いので、たとえば集電体表面の電流を均一にする等、制
御を複雑化することがない。
ば、集電体の中央部分のみをｔｉとして用いることによ
り、均一な膜厚の１！極が得られるので、単位体積当り
の容量の大きな電池ことができる。また、均一な膜厚を
得るに当たって、電解重合等の条件は、従来と変わらな
いので、たとえば集電体表面の電流を均一にする等、制
御を複雑化することがない。
第１図は、本発明の実施例にかかるプラスチック電池用
電極の製造により得られた高分子材料を付着した集電体
の正面図、 第２図は、第１図の■−■線矢視断面図、第３図は、第
１図のｍ−ｍ線矢視断面図、そして、第４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
られる電解槽の断面図である。 １０−・−一〜−−電解槽 １２−−−−−−一集電体 １２ａ−・−集電体の中央部分 １４−−−−−−−−・アルミニウム板（導電体）１６
−・−アルミニウム板（導電体） １８−−−−−−・電解液 ２０−−−−−−−一電源
電極の製造により得られた高分子材料を付着した集電体
の正面図、 第２図は、第１図の■−■線矢視断面図、第３図は、第
１図のｍ−ｍ線矢視断面図、そして、第４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
られる電解槽の断面図である。 １０−・−一〜−−電解槽 １２−−−−−−一集電体 １２ａ−・−集電体の中央部分 １４−−−−−−−−・アルミニウム板（導電体）１６
−・−アルミニウム板（導電体） １８−−−−−−・電解液 ２０−−−−−−−一電源
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 高分子材料を含む電解質を有機溶媒に溶かした電解液を
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、 前記集電体をその大きさが前記電極より所定寸法だけ大
きめのものを用い、高分子材料の重合付着後に、前記集
電体より中央部分を取り出して前記電極とすることを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP61158199A JPS6313259A (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP61158199A JPS6313259A (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | プラスチツク電池用電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6313259A true JPS6313259A (ja) | 1988-01-20 |
Family
ID=15666438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61158199A Pending JPS6313259A (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | プラスチツク電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6313259A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2624526A1 (fr) * | 1987-12-14 | 1989-06-16 | Ricoh Kk | Electrode composite comprenant un corps en aluminium lie a un polymere electroconducteur et cellule electrique utilisant une telle electrode composite |
| CN109052578A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-21 | 江南大学 | 一种改性电极的制备方法及其用于连续流生物电芬顿系统处理废水的方法 |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP61158199A patent/JPS6313259A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2624526A1 (fr) * | 1987-12-14 | 1989-06-16 | Ricoh Kk | Electrode composite comprenant un corps en aluminium lie a un polymere electroconducteur et cellule electrique utilisant une telle electrode composite |
| CN109052578A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-21 | 江南大学 | 一种改性电极的制备方法及其用于连续流生物电芬顿系统处理废水的方法 |
| CN109052578B (zh) * | 2018-08-22 | 2021-09-24 | 江南大学 | 一种改性电极用于连续流生物电芬顿系统处理废水的方法 |
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