JP2713619B2 - 導電性高分子膜製造用電解重合装置及び膜の製造方法 - Google Patents
導電性高分子膜製造用電解重合装置及び膜の製造方法Info
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導電性高分子膜製造用電解重合装置に関し、
更に詳しくは直流電圧と交流電圧を利用して複数の基板
上に、同時に、しかも均一な導電性高分子膜を電解重合
によって製造する装置及び該装置を使用した導電性高分
子膜の製造方法に関する。
更に詳しくは直流電圧と交流電圧を利用して複数の基板
上に、同時に、しかも均一な導電性高分子膜を電解重合
によって製造する装置及び該装置を使用した導電性高分
子膜の製造方法に関する。
導電性高分子膜の製造法としての電解法を例にとる
と、その電解重合法には定電流法、定電圧法、定電位
法、電位走査法等がある。しかし、膜の種類によっては
電解条件に制約のある場合が多い。例えば、アニリンの
電解重合に際しては上記のいずれの方法でも製造するこ
とができるが、その主流は定電位法と電位走査法であ
り、１対の電極を電解液中に挿入してアニリンを重合す
ると、定電位法ではパウダー状の、電位走査法ではフィ
ルム状のポリアニリンが得られる。
と、その電解重合法には定電流法、定電圧法、定電位
法、電位走査法等がある。しかし、膜の種類によっては
電解条件に制約のある場合が多い。例えば、アニリンの
電解重合に際しては上記のいずれの方法でも製造するこ
とができるが、その主流は定電位法と電位走査法であ
り、１対の電極を電解液中に挿入してアニリンを重合す
ると、定電位法ではパウダー状の、電位走査法ではフィ
ルム状のポリアニリンが得られる。
このポリアニリンを正極として、負極にリチウムを用
いた二次電池として作動させた場合の電池性能では電位
走査法で製造したポリアニリンの方が上回っている。
いた二次電池として作動させた場合の電池性能では電位
走査法で製造したポリアニリンの方が上回っている。
第２図はこの電位走査法によるポリアニリンの重合装
置の１例を示したものである。第２図において、重合槽
１の中に電解液（過塩素酸＋アニリン＋水）２を入れ、
基板（チタン）３（＋極）の一部を白金メッキした部分
（ポリアニリンを合成しようとする極面）４と対極（Ti
-Ptメッキ）５とポリアニリンを合成しようとする極面
４に参照電極６の先端を近付けて配置した三極に、ポテ
ンシオスタット７の端子と作用電極３用のリード線８、
対極５用のリード線9,参照電極６用のリード線10が接続
されている。関数発生器11は電位の走査速度と電位の走
査範囲を制御するための装置である。
置の１例を示したものである。第２図において、重合槽
１の中に電解液（過塩素酸＋アニリン＋水）２を入れ、
基板（チタン）３（＋極）の一部を白金メッキした部分
（ポリアニリンを合成しようとする極面）４と対極（Ti
-Ptメッキ）５とポリアニリンを合成しようとする極面
４に参照電極６の先端を近付けて配置した三極に、ポテ
ンシオスタット７の端子と作用電極３用のリード線８、
対極５用のリード線9,参照電極６用のリード線10が接続
されている。関数発生器11は電位の走査速度と電位の走
査範囲を制御するための装置である。
この装置でポリアニリンを合成する場合、作用電極面
４の自然電位の状態から任意の走査電圧信号が関数発生
器11よりポテンシオスタット７に送られる。ポテンシオ
スタット７は作用電極面４と参照電極６の間の電位が関
数発生器11より入ってきた電圧信号に応じた電位になる
よう電流を流す。一般的に、自然電位から徐々に貴な電
位へ走査し、作用電極４を酸化状態にして特定の電位ま
で上昇させた後、今度は逆に、電位を卑な方向へ走査す
る。この走査を何千回、何万回と行うことにより、走査
回数に応じたポリアニリンが得られる。
４の自然電位の状態から任意の走査電圧信号が関数発生
器11よりポテンシオスタット７に送られる。ポテンシオ
スタット７は作用電極面４と参照電極６の間の電位が関
数発生器11より入ってきた電圧信号に応じた電位になる
よう電流を流す。一般的に、自然電位から徐々に貴な電
位へ走査し、作用電極４を酸化状態にして特定の電位ま
で上昇させた後、今度は逆に、電位を卑な方向へ走査す
る。この走査を何千回、何万回と行うことにより、走査
回数に応じたポリアニリンが得られる。
さらに、定電位重合法の場合には第２図の関数発生器
11を除いた装置で重合でき、作用電極面４の部分を一定
の電位（酸化状態）に任意の時間保持するだけで作用電
極面４上にパウダー状のポリアニリンが得られる。
11を除いた装置で重合でき、作用電極面４の部分を一定
の電位（酸化状態）に任意の時間保持するだけで作用電
極面４上にパウダー状のポリアニリンが得られる。
しかし、前述のような方法には次に示すような問題点
を有していた。
を有していた。
（１）両者共、電位情報を得るための参照電極を必要と
する。
する。
（２）１つの装置（第２図）で１つの膜しかできないた
め、工業的には非常に生産性が悪い。従って大量に作ろ
うとすれば、（イ）大きなスペースが要る。（ロ）設備
費がかかる。等の問題点があった。
め、工業的には非常に生産性が悪い。従って大量に作ろ
うとすれば、（イ）大きなスペースが要る。（ロ）設備
費がかかる。等の問題点があった。
さらに定電流法，定電圧法等は電位に制約を受けるポ
リアニリンの重合には、どちらかと言えば不適当であ
り、性能のよい膜を作るには電位走査法がよいが、前記
（１），（２）のような問題点を有しているため生産効
率の低さは避けられない。
リアニリンの重合には、どちらかと言えば不適当であ
り、性能のよい膜を作るには電位走査法がよいが、前記
（１），（２）のような問題点を有しているため生産効
率の低さは避けられない。
本発明は上記技術水準に鑑み、従来技術における問題
点を解消し、多数の基板上に同時に、しかも均一な膜を
重合生成させることができる導電性高分子膜製造用電解
重合装置及びそれを使用した導電性高分子膜の製造方法
を提供しようとするものである。
点を解消し、多数の基板上に同時に、しかも均一な膜を
重合生成させることができる導電性高分子膜製造用電解
重合装置及びそれを使用した導電性高分子膜の製造方法
を提供しようとするものである。
本発明は多数の隔壁によって区分された区画に、各々
一対の電極を配置し、印加電圧可変型直流電圧と周波数
・印加電圧可変型交流電圧を同時に、電極の極性が反転
するように印加できる電源を前記電極に直列に配線して
なることを特徴とする導電性高分子膜製造用電解重合装
置及び該導電性高分子膜製造用電解重合装置を使用し、
該装置の各区画内に導電性高分子のモノマーを含む電解
液を入れ、各区画内の電極に直流電圧と交流電圧とを同
時に、かつ直列に印加することにより、各々の電極上に
導電性高分子膜を形成させることを特徴とする導電性高
分子膜の製造方法である。
一対の電極を配置し、印加電圧可変型直流電圧と周波数
・印加電圧可変型交流電圧を同時に、電極の極性が反転
するように印加できる電源を前記電極に直列に配線して
なることを特徴とする導電性高分子膜製造用電解重合装
置及び該導電性高分子膜製造用電解重合装置を使用し、
該装置の各区画内に導電性高分子のモノマーを含む電解
液を入れ、各区画内の電極に直流電圧と交流電圧とを同
時に、かつ直列に印加することにより、各々の電極上に
導電性高分子膜を形成させることを特徴とする導電性高
分子膜の製造方法である。
以下、本発明の実施例を第１図によって説明する。
前記第２図で説明したように、基板１〜12に白金メッ
キを施した部分13〜24が互いに向かい合うように配置さ
せる。各組の槽は迷走電流を防止するため、仕切り板25
〜29で電解液30〜35が他の槽の電解液と混じり合わない
ようにしている。さらに隣りの槽の近くにある電極とを
通電用リード線36〜40で接続し、両端の電極1,12は通電
用リード線41,42を介して、通信用リード線43で周波数
可変型の交流電圧印加装置44と接続されているポテンシ
オスタット45と接続した。
キを施した部分13〜24が互いに向かい合うように配置さ
せる。各組の槽は迷走電流を防止するため、仕切り板25
〜29で電解液30〜35が他の槽の電解液と混じり合わない
ようにしている。さらに隣りの槽の近くにある電極とを
通電用リード線36〜40で接続し、両端の電極1,12は通電
用リード線41,42を介して、通信用リード線43で周波数
可変型の交流電圧印加装置44と接続されているポテンシ
オスタット45と接続した。
ここで、ポテンシオスタット45と交流電圧印加装置44
はNF回路（株）からセットで発売されている通常FRAと
呼ばれているものを使用したが、直流の印加電圧と周波
数を変化させられる交流の電圧双方を重たんした電圧を
印加させられる装置であればどのようなものでもよい。
はNF回路（株）からセットで発売されている通常FRAと
呼ばれているものを使用したが、直流の印加電圧と周波
数を変化させられる交流の電圧双方を重たんした電圧を
印加させられる装置であればどのようなものでもよい。
試験条件を次に示す。
（イ）基板・・・チタン（3cm×10cm×厚み1mm） （ロ）白金・・・電気メッキ（3cm×3cm×厚み１μ） （ハ）極板の間隔・・・1cm （ニ）電解液・・・過塩素酸（0.2M）＋アニリン（0.1
M）＋水（１） （ホ）直流印加電圧・・・＋1.2V （ヘ）交流印加電圧・・・＋6V （ト）周波数・・・50mHz （チ）電圧印加時間・・・40時間 この重合によって得られた各ポリアニリン膜１〜12の
充放電特性を調べたところ次に示す値が得られた。
M）＋水（１） （ホ）直流印加電圧・・・＋1.2V （ヘ）交流印加電圧・・・＋6V （ト）周波数・・・50mHz （チ）電圧印加時間・・・40時間 この重合によって得られた各ポリアニリン膜１〜12の
充放電特性を調べたところ次に示す値が得られた。
（１）クローン効果・・・多少のばらつきはあるが、全
て93％以上のものが得られた。
て93％以上のものが得られた。
（２）エネルギー密度・・・膜重量をベースにして300
〜350W・Hr/kgとなった。（負極はリチウム） （３）出力密度・・・４〜6KW/kg（負極はリチウム） （４）サイクル寿命・・・各膜とも100サイクルの充放
電を行ったが、クーロン効率，容量の低下はみられなか
った。
〜350W・Hr/kgとなった。（負極はリチウム） （３）出力密度・・・４〜6KW/kg（負極はリチウム） （４）サイクル寿命・・・各膜とも100サイクルの充放
電を行ったが、クーロン効率，容量の低下はみられなか
った。
以上のように、初期特性としては電位走査法で重合し
た膜と同等の性能を有する膜の重合が可能で、しかも12
枚が同時に得られた。
た膜と同等の性能を有する膜の重合が可能で、しかも12
枚が同時に得られた。
上記の実施例では、１度に12枚しか重合できなかった
が、ポテンシオスタットあるいは周波数と印加電圧を変
えられる交流電圧と、さらに印加電圧を変えられる直流
電圧の双方を同時に印加できる電源装置で、電圧，電流
の容量の大きいものを使用すれば、何枚でも同時に重合
させることができる。
が、ポテンシオスタットあるいは周波数と印加電圧を変
えられる交流電圧と、さらに印加電圧を変えられる直流
電圧の双方を同時に印加できる電源装置で、電圧，電流
の容量の大きいものを使用すれば、何枚でも同時に重合
させることができる。
以上の実施例では、ポリアニリンの製造について説明
したが、これ以外にポリピロール、ポリチオフェン、ポ
リメチルチオフェンなどの導電性高分子膜の製造にも本
発明装置が適用されることは云うまでもない。
したが、これ以外にポリピロール、ポリチオフェン、ポ
リメチルチオフェンなどの導電性高分子膜の製造にも本
発明装置が適用されることは云うまでもない。
本発明によれば、参照電極なしに、しかも１つの電源
装置により大量の導電性高分子膜を製造できる装置及び
それを使用した導電性高分子膜の製造方法が提供され
る。
装置により大量の導電性高分子膜を製造できる装置及び
それを使用した導電性高分子膜の製造方法が提供され
る。
第１図は本発明の一実施例装置の概略図、第２図は従来
の電位走査法による電解重合装置の概略図である。
の電位走査法による電解重合装置の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−30689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−99797（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】多数の隔壁によって区分された区画に、各
々一対の電極を配置し、印加電圧可変型直流電圧と周波
数・印加電圧可変型交流電圧を同時に、電極の極性が反
転するように印加できる電源を前記電極に直列に配線し
てなることを特徴とする導電性高分子膜製造用電解重合
装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の導電性高分子膜製造用電
解重合装置を使用し、該装置の各区画内に導電性高分子
のモノマーを含む電解液を入れ、各区画内の電極に直流
電圧と交流電圧とを同時に、かつ直列に印加することに
より、各々の電極上に導電性高分子膜を形成させること
を特徴とする導電性高分子膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1270328A JP2713619B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 導電性高分子膜製造用電解重合装置及び膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1270328A JP2713619B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 導電性高分子膜製造用電解重合装置及び膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03134191A JPH03134191A (ja) | 1991-06-07 |
| JP2713619B2 true JP2713619B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=17484735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1270328A Expired - Fee Related JP2713619B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 導電性高分子膜製造用電解重合装置及び膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2713619B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013057103A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Tokyo Institute Of Technology | 高分子膜の製造方法、高分子膜付き導電性基板、高分子膜製造用電解重合装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6947970B2 (ja) * | 2017-07-14 | 2021-10-13 | 富士通株式会社 | 光電気化学反応装置、及び制御方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130689A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電解重合法 |
| JPS6399797A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-02 | Toshiba Corp | 可変電圧可変周波数電源装置 |
-
1989
- 1989-10-19 JP JP1270328A patent/JP2713619B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013057103A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Tokyo Institute Of Technology | 高分子膜の製造方法、高分子膜付き導電性基板、高分子膜製造用電解重合装置 |
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|---|---|
| JPH03134191A (ja) | 1991-06-07 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |