JP5131476B2 - 導電性樹脂フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Description
電気二重層キャパシタは、長いサイクル寿命、急速な充放電の実現等の利点を有し、マイクロコンピューター、メモリ素子、タイマー等のバックアップ電源として利用されている。実際の電気二重層キャパシタは、以下の構造を有する。厚さ20〜40μmのエッチングされた集電体に外部引き出しリード線が取り付けられ、当該集電体のエッチング面には、活性炭、導電剤、バインダー等が含まれる電極材料からなる分極性電極が形成されている。当該集電体上に分極性電極が形成されたものがセパレータを介在させて巻回されてコンデンサ素子が形成され、当該コンデンサ素子が電解液中に浸漬され、セパレータと分極性電極に電解液が含浸されたものが外装材に挿入され、パッキンにより外装材の開口部が封口される。電気二重層キャパシタの性能は、重量当たりの出力と容量当たりの出力が高いほど向上する。一般に、アルミニウム等の金属箔が集電体として使用されているが、金属より比重の小さい導電性樹脂フィルム又は導電性エラストマーフィルムが集電体として使用される電気二重層キャパシタの重量当たりの出力は、金属が集電体として使用される電気二重層キャパシタの単位重量当たりの出力より大きくなり得る。
また、有機溶媒系電解液を用いる電気二重層コンデンサーと同様に、リチウムイオン電池も電解液に有機溶媒を含有している。リチウムイオン電池は、電気二重層キャパシタと同様の構造であり、集電体として銅やアルミニウムなどの金属箔を用いているため、金属より比重の小さい導電性樹脂フィルム又は導電性エラストマーフィルムを集電体として使用した場合には、金属を集電体としたリチウムイオン電池より、単位重量当たりの出力は大きくなり得る。
また、体積固有抵抗値が小さく、引裂き強さ等の機械的強度が高く、有機溶媒を含む電解液に対する耐性が高い導電性樹脂フィルム又は導電性エラストマーフィルムが、有機溶媒系電解液が使用される電気二重層キャパシタの集電体としても求められているが、このような導電性樹脂フィルム又は導電性エラストマーフィルムはこれまで見出されていなかった。
芳香族ビニル−共役ジエンブロック共重合体を構成する芳香族ビニル化合物の具体例は、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、N,N−ジメチル−p−アミノエチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、 N,N−ジエチル−p−アミノエチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等である。中でも、スチレン、α−メチルスチレンが特に好ましい芳香族ビニル化合物である。1種又は2種以上の芳香族ビニル化合物が使用される。
芳香族ビニル−共役ジエン共重合体の水素添加物は、好ましくは、重合体鎖中の不飽和二重結合の80〜99.9モル%、より好ましくは90〜99.9モル%、更に好ましくは95〜99.9モル%が水素化されている。芳香族ビニル−共役ジエンブロック共重合体の水素添加物は市販されており、その具体例はクレイトンジャパン社製クレイトン(登録商標)G1650M、クレイトン(登録商標)G1657Mなどのクレイトン(登録商標)Gシリーズ;旭化成ケミカルズ株式会社製タフテック(登録商標)H1031、タフテック(登録商標)H1051などのタフテック(登録商標)Hシリーズ;クラレ株式会社製セプトン(登録商標)2002、セプトン(登録商標)2004などのセプトン(登録商標)シリーズ;等である。
金属の具体例は、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、バナジウムおよびそれらを2種以上含む任意の合金等である。
本発明の導電性樹脂フィルムは安定剤を含有し得る。安定剤の具体例は、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等である。これらの中でも、フェノール系酸化防止剤が好ましく、アルキル置換フェノール系酸化防止剤が特に好ましい。これらの安定剤は、それぞれ単独で、または2種以上組み合わせて用いられる。安定剤の配合量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、樹脂成分100質量部に対して、通常、0.001〜10質量部の範囲である。
さらに、必要に応じて溶液に含まれる気泡を除去するために、脱泡を行う。脱泡方法の具体例は、真空法、超音波法等である。
5cm×5cmの試験片の表面抵抗値(Ω)と厚さ(cm)から体積固有抵抗値を算出した。
引張り伸び及び引張り強さをJIS K 7127に従い、試験片タイプ2、幅20mm,200mm/minの条件で測定した。
引裂き強さをJIS K 7128−1に従い、トラウザー引裂法により測定した。
六フッ化リン酸リチウムが、エチレンカーボネート:ジエチルカーボネート=1:1(体積比)である混合比でエチレンカーボネートとジエチルカーボネートが混合された混合液に1mol/lの濃度で溶解された電解液が作製された。次いで、試験片を当該電解液に1時間浸漬し、電解液中で二つ折りにした。割れ及び/又は切れが発生しなかった場合は○、割れ及び/又は切れが発生した場合は×と表示した。
表1に示す割合の配合成分を、固形分が20%となるようにシクロヘキサンに分散し、更に、当該配合成分と同じ重量の直径5mmの鋼球を得られた分散液に投入し、当該鋼球を投入した分散液をペイントシェイカーで120分間処理して、一様な塗料を作製した。得られた塗料をポリエチレンテレフタレートフィルムにドクターブレードを用いてキャストし、100℃で1時間乾燥して導電性樹脂フィルムを得た。当該フィルムから所定の試験片をナイフで切り出した。結果を表1に示す。
配合成分の配合割合を表1に示すように変更する以外は、実施例1と同一の操作を行った。比較例4の樹脂組成物についてはフィルムにすることができなかった。結果を表1に示す。
2)日本ゼオン(株)社製ゼオノア(登録商標)1430R
3)ケッチェンブラック・インターナショナル社製ケッチェンブラック(登録商標)EC−600JD(DBP吸油量495cm3/100g、BET表面積1270m2/g)
4)オーウェンスコーニングジャパン(株)社製CS JAFT689(直径10μm、繊維長3mm)
Claims (5)
- (1)(a)ノルボルネン環を有するモノマーの開環重合体又はその水素添加物90〜100質量%と(b)芳香族ビニル−共役ジエンブロック共重合体の水素添加物10〜0質量%からなる樹脂成分100質量部、(2)導電性フィラー15〜50質量部及び(3)ガラス繊維5〜40質量部を含む導電性樹脂フィルム。
- 上記(b)芳香族ビニル−共役ジエンブロック共重合体の水素添加物がスチレン−エチレン−ブテン−スチレンブロック共重合体である、請求項1に記載された導電性樹脂フィルム。
- 上記(2)導電性フィラーがカーボンブラックである、請求項1又は2に記載された導電性樹脂フィルム。
- 厚みが10〜200μmである、請求項1〜3のいずれかに記載された導電性樹脂フィルム。
- (1)(a)ノルボルネン環を有するモノマーの開環重合体又はその水素添加物90〜100質量%と(b)芳香族ビニル−共役ジエンブロック共重合体の水素添加物10〜0質量%からなる樹脂成分100質量部、(2)導電性フィラー15〜50質量部、(3)ガラス繊維5〜40質量部及び(4)溶剤100〜1000質量部を含む導電性樹脂組成物を基材上に塗工し、次いで乾燥することを特徴とする、導電性樹脂フィルムの製造方法。
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