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JP3002114B2 - 電池用電極の製造方法 - Google Patents

電池用電極の製造方法

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Publication number
JP3002114B2
JP3002114B2 JP7141157A JP14115795A JP3002114B2 JP 3002114 B2 JP3002114 B2 JP 3002114B2 JP 7141157 A JP7141157 A JP 7141157A JP 14115795 A JP14115795 A JP 14115795A JP 3002114 B2 JP3002114 B2 JP 3002114B2
Authority
JP
Japan
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infusible substrate
insoluble
granular
battery electrode
substrate
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP7141157A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08315825A (ja
Inventor
正美 原
正敏 小森
茂 大隈
久史 佐竹
英治 岡本
静邦 矢田
Original Assignee
鐘紡株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 鐘紡株式会社 filed Critical 鐘紡株式会社
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Publication of JPH08315825A publication Critical patent/JPH08315825A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電池用電極およびその
製造法に関する。更に詳しくは、形態安定性に優れたポ
リアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体からなる電
池用電極の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、グラファイト等の炭素材、ポリア
セチレン、ポリパラフェニレン等の導電性高分子にリチ
ウムを担持させたリチウム電池の研究が進められてい
る。しかしながら、デンドライトの発生は著しく少ない
もののリチウムの出し入れに対して、構造の変化が大き
く、サイクル特性が低下するという問題があった。ま
た、一般に電池用電極は、粉末等の形状にある活物質、
例えばポリ四フッ化エチレンバインダ−、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂バインダー等と混
練、加圧成形したものが生産性、寸法安定性の観点から
好ましく用いられる。しかしながら粉末状等の上記不溶
不融性基体を上記方法で成形した成形体にリチウムを担
持させた場合、電極のゆるみが著しく、電池特性、特に
急速放電特性、サイクル特性に問題が残されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、電
極内部の緩みが少なく、形態安定性に優れた電池用電極
のの製造法を提供することにある。更に他の目的および
効果は、以下の説明から明らかにされよう。
【0004】
【問題点を解決するための手段】炭素、水素、酸素から
なる芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって、水素原
子/炭素原子の原子数比が、0.05〜0.5であるポ
リアセン骨格構造を有する不溶不融性基体Aを主活物質
とする電池用電極の製造法において、ポリアセン骨格構
造を有する顆粒状不溶不融性基体Bと粒子状熱硬化性樹
脂とを混合し加圧して得られた加圧成形物を、熱処理す
ることによって達成される。
【0005】上記本発明方法によれば、ポリアセン骨格
構造を有する顆粒状不要不融性基体Bと粒子状熱硬化性
樹脂とを混合し、加圧成形せしめ、該成形物を熱処理す
る。
【0006】本発明におけるポリアセン系骨格構造を含
有する顆粒状不溶不融性基体Bは、特開昭60−170
163号公報に記載されている芳香族系縮合ポリマ−を
特定の条件で熱処理した不溶不融性基体Aから得ること
ができ、例えば次のようにして得られる。
【0007】炭素、水素、酸素および無機塩からなる芳
香族系ポリマーを非酸化性雰囲気中で、400〜800
℃の温度まで加熱して得られた、水素原子/炭素原子の
原子比が0.05〜0.50のポリアセン系骨格構造を
有する不溶不融性基体を、粉砕した後、ポリテトラフル
オロエチレン系結合剤を加え、混合・混練、乾燥後破砕
し、顆粒状不溶不融性基体Aを得る。該顆粒状基体Aの
平均粒子径は、1000μm 以下、より好ましくは、1
0〜500μm である。
【0008】次いで顆粒状基体Bは、下記の方法により
得られる。該顆粒状基体Aにセルロース系結合剤を加
え、混合・造粒される。混合・造粒は市販の混合機また
は造粒機にて実施される。セルロース系結合剤は、該顆
粒状基体Aに対して、0.5〜5%が好ましく、特に好
ましくは、1〜3%である。造粒して得られる顆粒状不
溶不融性基体Bの平均粒子径は、100〜500μmが
好ましいが、成形物の厚みにより、適宜選択される。か
くして、顆粒状不溶不融性基体Bを製造することが出来
る。
【0009】本発明によれば、該顆粒状不溶不融性基体
Bと粒子状熱硬化性樹脂とを混合し加圧して得られた
形物を、熱処理することにより電極内部の緩みが少な
く、形態安定性に優れた電極が得られる。顆粒状不溶
融性基体と樹脂粒子の混合物の成形は、一般的に用いら
れる打錠機にて実施することが出来る。本発明で使用す
粒子状熱硬化性樹脂は、フェノール性水酸基を有する
芳香族系炭化水素化合物とアルデヒド類の縮合物であ
り、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂が好適に使用さ
れる。
【0010】熱硬化性樹脂は、粒子状熱硬化性樹脂を使
用し、樹脂粒子の平均粒径は、5〜100μm、好まし
くは10〜50μmであるが、顆粒状不溶不融性基体の
粒子径により決定され、使用する顆粒状不溶不融性基体
の粒子径の1/10以下が好適である。1/10を越え
ると、加圧成形物が脆くなり好ましくない。混合は、V
型混合機等の市販の粉体混合機が使用され、上記混合比
率にて均一に混合せしめる。粒子状熱硬化性樹脂の量
は、電池を組み立てる際に担持させるリチウム量により
決定されるが、成形物中に占める割合が重量比で1%い
寿70%以下が好ましく、さらに好ましくは5%以上5
0%以下である。1%未満の場合、電極のゆるみを抑止
する効果が小さく、70%を越えると当然のことながら
PAS量が少なくなり、十分なリチウムを担持すること
ができず、電池用電極として使用する場合、電池容量が
低下するため好ましくない。本発明方法によれば、該成
形物の熱処理は、処理温度100〜150℃、30〜1
80min実施される。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、強度に優れ、形態安定
性に優れた電池用電極を製造することが出来る。
【0012】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例1 (1)ポリアセン系骨格構造を含有する顆粒状不溶不融
性基体Aの製造 水溶性レゾ−ル(75%濃度)10部と塩化亜鉛水溶液
(85%濃度)を30部とを、25℃にて連続的に混合
し、100℃にて1時間加熱して硬化させ、フェノ−ル
系樹脂・塩化亜鉛複合体を得た。該複合体を20kgを
電気炉に仕込み、窒素気流下で40℃/時間の速度で昇
温して500℃まで熱処理を行った。次に該熱処理物を
希塩酸で洗った後、水洗し乾燥することにより板状の不
溶不融性基体Aを得た。不溶不融性基体を、本願の出願
人の出願にかかる、特開平2−214762号に記載の
ボールミルで平均粒径0.5μmの不溶不融性基体粉末
が得られるよう粉砕した。該粉末100部に対し、PT
FE系結合剤6部(固形分)と水150部とを加え、ス
テンレスビーカー内で混合した。混合物を二軸ローラー
にて混練し、厚さ2mmの板状の混練物とした。混練物
をあらかじめ3〜5mm角の大きさにカットし、さらに
コーヒーミルにて破砕し、平均粒子径200μmの顆粒
状不溶不融性基体Aを得た。
【0013】(2)ポリアセン系骨格構造を含有する顆
粒状不溶不融性基体Bの製造 顆粒状不溶不融性基体A100部に対し、あらかじめメ
チルセルロース1部を水150部に溶解しておいたメチ
ルセルロース水溶液を加え、ステンレスビーカーにて混
合した後、ダルトン(株)製 品川ミキサーにて造粒し
た該造粒物を150℃にて乾燥して顆粒状不溶不融性基
体Bを得た。この時の粒子径は300μmであった。
【0014】(3)電池用電極 上記の顆粒状不溶不融性基体Bを100部、粒子状フェ
ノール・ホルムアルデヒド樹脂(商品名ベルパールS−
890)50部とをV型混合機にて、1時間混合した
後、市販の打錠機にて、厚み0.40mm、直径15m
mのペレットを得た。該ペレットを150℃、3時間熱
処理して電極用成形体を得た。成形体の折り曲げ強度を
測定した結果、熱処理前で15.4gf、熱処理後で3
0.8gfであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 植前 充司 (56)参考文献 特開 平6−60866(JP,A) 特開 平6−60865(JP,A) 特開 平6−60864(JP,A) 特開 平3−233862(JP,A) 特開 平3−233860(JP,A) 特開 平5−28985(JP,A) 特開 平5−28986(JP,A) 特開 平5−29023(JP,A) 特開 平5−325972(JP,A) 特開 平6−20722(JP,A) 特開 平8−64208(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 4/60 C08G 8/10 C08L 61/06 C08L 101/00 H01M 4/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素、水素、酸素からなる芳香族系縮合ポ
    リマーの熱処理物であって、水素原子/炭素原子の原子
    数比が、0.05〜0.5であるポリアセン骨格構造を
    有する不溶不融性基体を主活物質とする電池用電極にお
    いて、ポリアセン骨格構造を有する顆粒状不溶不融性基
    体と粒子状熱硬化性樹脂とを混合し加圧して得られた加
    圧成形物を、熱処理することを特徴とする電池用電極の
    製造法。
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