[發明專利]導電樹脂薄膜、集電器及其制備方法

無效

• 申請號: 200710168157.5
• 申請日: 2003-06-24
• 公開（公告）號: CN101188150A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 宮川倫成;今井隆
• 申請（專利權）人: 三菱樹脂株式會社
• 主分類號: H01B5/16
• 分類號: H01B5/16;H01B1/24;H01B13/00;H01G9/016
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳平

本申請是國際申請號為PCT/JP2003/007961、國際申請日為2003年6月24日、國家申請號為038?14796.3且發明名稱為“導電樹脂薄膜、集電器及其制備方法”專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種具有提高導電性的單層或層壓樹脂薄膜；特別地，例如，包含含具有顯著更高耐腐蝕性的細微碳纖維的低電阻層的導電樹脂層壓薄膜。本發明還涉及制備該導電樹脂薄膜的方法，進一步涉及在雙電層電容器中使用的集電器。

背景技術

在電子學領域中，根據產品和運用，聚合材料需要的主要性能包括：可塑性、耐熱性、耐久性、高導電性、耐腐蝕性、再充電性(recyclability)和電磁波阻擋效應。一般而言，該領域使用的聚合材料包括熱固性樹膠，如環氧樹脂和苯酚樹脂；和工程塑料，如聚苯醚、液晶聚合體、聚酰亞胺和聚碳酸酯。

但是，盡管非常需要通常具有上述性能的材料，但是制備這種材料通常是困難的，經常產生不利的費用。這些所需要的性能之一是更高的導電性，且除該性能之外，需要進一步顯示良好耐腐蝕性的聚合材料。

日本專利出版物No.1991-77288提出具有更高導電性的細微碳纖維作為導電材料。但是，當與樹脂結合時，這種細微碳纖維可分散性低，導致導電性不足。具體地，如日本專利申請公開出版物No.1995-102112所述，通過以下得到的體積電阻高達約1Ω的產品：在干式混和方法中樹脂(80重量％)與細微碳纖維(20重量％)，然后通過擠壓機成型混合物，其導電性不足。日本專利公開出版物No.1991-55709描述了導電薄片，其中在絕緣聚合材料中分散顆粒中空碳纖維，但是它的體積電阻不足。

需要導電性和耐腐蝕性的應用之一是使用電解水溶液的雙電層電容器。雙電層電容器是由一對可極化電極、集電器和電解質組成的電池。這種集電器一般被分為包含有機溶劑型電解溶液或電解水溶液的那些。

與這兩種類型的集電器相比，包含電解水溶液的電容器一般可以具有比包含有機溶劑的電解溶液的電容器提供低的輸出電壓，但是它在電解溶液中具有較高的離子導電性，所以可以降低電容器的內電阻，以提供有利的較大的輸出電流。此外，含有電解水溶液的電容器是有利的，因為其處理從安全的角度看是容易的，因為它不包含在含有有機溶劑電解溶液的電容器中使用的易燃液體。

包含電解水溶液的雙電層電容器具有如圖1所示的結構，其中可極化電極2通過隔離板4相互相對安置，在單個可極化電極2的外面安置集電器1，并通過墊圈3絕緣。

當為了在包含電解水溶液的雙電層電容器中得到更高的輸出電壓，多個電容器串聯連接或并聯連接，可以提高作為整體的電容器-復合物的內電阻，導致更低的輸出電壓。因此，需要盡可能多地降低每個電容器的內電阻。

眾所周知的是每個電容器中的內電阻上由電解水溶液、可極化電極、集電器和它們之間的界面產生的。每個電容器中的內電阻的減少已經通過例如降低在集電器中的體積電阻而得到進行。

通常使用的集電器包括導電橡膠薄膜(例如，參見日本專利申請公開出版物Nos.2000-12388和1993-94925)。這些包含含導電碳的橡膠等，并且具有的體積電阻通常為約10至100Ωcm。因此，需要具有再更低體積電阻的材料。

另外，包含電解水溶液的雙電層電容器包含作為電解溶液的約25至50％硫酸水溶液。因此，集電器必須也是耐酸性的。

上述集電器的已知實例是導電樹脂薄膜，其中導電材料是金屬(參見日本專利公開出版物No.2000-12388)，但是它的缺陷在于它的導電性在酸性環境中不穩定。當使用具有良好的耐腐蝕性的貴金屬作為導電材料時，費用變得非常高，而含碳的導電材料具有比金屬更低的導電性，導致導電性不夠。

參考文獻目錄

對于導電樹脂薄膜，日本專利出版物No.1991-77288和日本專利公開出版物Nos.1995-102112和1991-55709；

對于雙電層電容器，日本專利公開出版物Nos.2000-12388和1993-94925。

發明內容

本發明的一個方面的目的是提供具有良好導電性和耐酸性的導電樹脂薄膜及其制備方法。

本發明的另一個方面的目的是提供雙電層電容器用的集電器，其具有良好導電性和耐酸性。

本發明的第一個方面提供了包含低電阻層的導電樹脂薄膜，其制備方法和由此制備的集電器，并涉及下面的項(1)至(8)：