JP3032533B2 - 炭素体電極 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は炭素体電極に関する。さらに詳しくは、リチ
ウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、希土類金属あるいは遷移金属等の電子供与
性物質及び／欠はハロゲン、ハロゲン化合物等の電子吸
引性物質を電荷担体として利用した電池に適する炭素体
電極に関するものである。
ウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、希土類金属あるいは遷移金属等の電子供与
性物質及び／欠はハロゲン、ハロゲン化合物等の電子吸
引性物質を電荷担体として利用した電池に適する炭素体
電極に関するものである。
〈従来の技術とその問題点〉 近年、黒鉛材料を電池の電極に応用しようとする研究
が活発である。しかしながら、従来の黒鉛には粉末、フ
ィルム、繊維状等の形態からなるものが多く、これらを
用いて電極を形成する場合、成形形態附与が困難である
上に、集電体となる電極基板にこれら材料を固着させる
複雑な工程が必要となる。またそのために電荷担体以外
に結着剤や導電材等の補助材料を必要とし、単位重量又
は単位体積当りの容量が低下してしまうという欠点があ
る。
が活発である。しかしながら、従来の黒鉛には粉末、フ
ィルム、繊維状等の形態からなるものが多く、これらを
用いて電極を形成する場合、成形形態附与が困難である
上に、集電体となる電極基板にこれら材料を固着させる
複雑な工程が必要となる。またそのために電荷担体以外
に結着剤や導電材等の補助材料を必要とし、単位重量又
は単位体積当りの容量が低下してしまうという欠点があ
る。
これらの欠点を補う方法として集電体となる電極基板
（導電性基板）上に黒鉛を炭化水素類の熱分解によって
直接形成するという方法も考えられているが、所定量の
黒鉛を推積保持するために要する時間が長いという作製
上の大きな問題があると共に、集電効率が不充分である
という問題があった。
（導電性基板）上に黒鉛を炭化水素類の熱分解によって
直接形成するという方法も考えられているが、所定量の
黒鉛を推積保持するために要する時間が長いという作製
上の大きな問題があると共に、集電効率が不充分である
という問題があった。
一方、黒鉛材料を用いて電極を形成する時に、集電効
率を上げるためには、比表面積を上げる必要があるが、
このような形状に粉末、フィルム、繊維状等の黒鉛を形
成するのは一層の困難を要するという問題があった。
率を上げるためには、比表面積を上げる必要があるが、
このような形状に粉末、フィルム、繊維状等の黒鉛を形
成するのは一層の困難を要するという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、集電
効率が良く高容量でかつ製造の容易な炭素体電極を提供
することを目的とする。
効率が良く高容量でかつ製造の容易な炭素体電極を提供
することを目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明者らは、炭化水素類の熱分解によって導電性基
体上に黒鉛を堆積させる炭素体電極の作製工程におい
て、導電性基体が特定の大きな比表面積を有しかつその
表面が炭化水素類の熱分解反応の触媒となり得る金属か
らなる構造体で構成されていれば短時間で集電効率の優
れた炭素体電極が簡便に得られる事実を見出した。
体上に黒鉛を堆積させる炭素体電極の作製工程におい
て、導電性基体が特定の大きな比表面積を有しかつその
表面が炭化水素類の熱分解反応の触媒となり得る金属か
らなる構造体で構成されていれば短時間で集電効率の優
れた炭素体電極が簡便に得られる事実を見出した。
かくして本発明は、導電性基体上に炭化水素類の熱分
解による高結晶化黒鉛の堆積層が形成されてなる炭素体
電極の構成として導電性基体は、少なくともその表面が
上記炭化水素類の熱分解反応の触媒となり得る金属もし
くはこの金属を含む導電材で形成された比表面積が1m2/
m2より大きな構造体からなる構成を有することを特徴と
する。尚、比表面積とは構造体の見かけの面積と実際の
面積の比である。
解による高結晶化黒鉛の堆積層が形成されてなる炭素体
電極の構成として導電性基体は、少なくともその表面が
上記炭化水素類の熱分解反応の触媒となり得る金属もし
くはこの金属を含む導電材で形成された比表面積が1m2/
m2より大きな構造体からなる構成を有することを特徴と
する。尚、比表面積とは構造体の見かけの面積と実際の
面積の比である。
本発明における黒鉛堆積層は、例えば、1500℃以下の
熱分解による気相推積法により炭化水素類を原料ガスと
して用いて行なわれる。この際の原料ガスとしては、脂
肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素等のい
ずれであってもよく、これらは置換基（ハロゲン原子、
水酸基、スルホン酸基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ
基、カルボキシル基等）を一部に有していてもよい。こ
れらの具体例としてはメタン、エタン、プロパン、ブタ
ン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ナフタレ
ン、アントラセン、ピレン、ベンゼン、トルエン、ピリ
ジン、アリルベンゼン、ヘキサメチルベンゼン、アニリ
ン、フェノール、1,2−ジブロモエチレン、２−ブチ
ン、アセチレン、ビフェニル、ジフェニルアセチレン、
スチレン、アクリロニトリル、ピロール、チオフェン及
びその置換誘導体等が上げられる。ここで野分解する炭
化水素類の気相濃度、温度は、出発原料とする炭化水素
化合物により異なるが、通常、数ミリモルパーセントの
濃度、1000℃程度の温度が行なうのが適している。また
原料炭化水素を気化する方法には、アルゴンガスをキャ
リアガスとするバブラー法が代表的であるが、他にキャ
リアガスとして水素やアルゴンと水素の混合気体等を用
いて行なうバブラー法や、さらに蒸発法、昇華法等の方
法を用いてもさしつかえはない。
熱分解による気相推積法により炭化水素類を原料ガスと
して用いて行なわれる。この際の原料ガスとしては、脂
肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素等のい
ずれであってもよく、これらは置換基（ハロゲン原子、
水酸基、スルホン酸基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ
基、カルボキシル基等）を一部に有していてもよい。こ
れらの具体例としてはメタン、エタン、プロパン、ブタ
ン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ナフタレ
ン、アントラセン、ピレン、ベンゼン、トルエン、ピリ
ジン、アリルベンゼン、ヘキサメチルベンゼン、アニリ
ン、フェノール、1,2−ジブロモエチレン、２−ブチ
ン、アセチレン、ビフェニル、ジフェニルアセチレン、
スチレン、アクリロニトリル、ピロール、チオフェン及
びその置換誘導体等が上げられる。ここで野分解する炭
化水素類の気相濃度、温度は、出発原料とする炭化水素
化合物により異なるが、通常、数ミリモルパーセントの
濃度、1000℃程度の温度が行なうのが適している。また
原料炭化水素を気化する方法には、アルゴンガスをキャ
リアガスとするバブラー法が代表的であるが、他にキャ
リアガスとして水素やアルゴンと水素の混合気体等を用
いて行なうバブラー法や、さらに蒸発法、昇華法等の方
法を用いてもさしつかえはない。
本発明における導電性基体としては比表面積が1m2/m2
より大きなものが用いられる。かかる比表面積の大きな
基体としては、網状構造体、綿状構造体、多孔性構造体
等が利用でき、少なくともこれら基体の表面は導電性で
かつ熱分解黒鉛形成の際に触媒として作用する金属又は
この金属を含む導電材で構成されていなければならな
い。
より大きなものが用いられる。かかる比表面積の大きな
基体としては、網状構造体、綿状構造体、多孔性構造体
等が利用でき、少なくともこれら基体の表面は導電性で
かつ熱分解黒鉛形成の際に触媒として作用する金属又は
この金属を含む導電材で構成されていなければならな
い。
本発明に使用される導電性基体は比表面積が1m2/m2以
上であれば効果があり、比表面積が2m2/m2より大きいも
のがより好ましく、更に比表面積が3m2/m2以上が最適で
ある。
上であれば効果があり、比表面積が2m2/m2より大きいも
のがより好ましく、更に比表面積が3m2/m2以上が最適で
ある。
このように比表面積の広い導電性基体を用いることに
より、炭素前駆体が導電性基体と接触する面積が増大す
るため、触媒作用がより効果的に働き、成長速度、炭化
収率を向上させることができると同時に炭素層と導電体
基体の接触面積も大きくなるため、また、密着性の良い
電極が得られるため、集電効率が上がるとともに良好な
サイクル特性が得られる。
より、炭素前駆体が導電性基体と接触する面積が増大す
るため、触媒作用がより効果的に働き、成長速度、炭化
収率を向上させることができると同時に炭素層と導電体
基体の接触面積も大きくなるため、また、密着性の良い
電極が得られるため、集電効率が上がるとともに良好な
サイクル特性が得られる。
ここでは触媒活性な金属としてはニッケル、鉄、コバ
ルト等があり、また導電材としてはこれら金属元素を含
む合金類があり、これらが基体表面に存在することで推
積される黒鉛は高結晶化することができ、また推積速度
を上げることができる。
ルト等があり、また導電材としてはこれら金属元素を含
む合金類があり、これらが基体表面に存在することで推
積される黒鉛は高結晶化することができ、また推積速度
を上げることができる。
かかる導電性基体は、上記金属又は導電材自体で構成
されていてもよい。かかる基体としては、市販されてい
る発泡ニッケルやニッケルメッシュを適宜利用すること
ができる。
されていてもよい。かかる基体としては、市販されてい
る発泡ニッケルやニッケルメッシュを適宜利用すること
ができる。
他の使用できる導電性基体としては、比表面積は大き
いが、導電性や触媒活性を示さない母材の表面に、化学
メッキ、物理蒸着（PVD）、化学蒸着（CVD）、スパッタ
リング、金属溶射等の方法で導電性と触媒活性を共に示
す上記金属や導電材を被覆したものが挙げられる。例え
ば網のメッシュを用い、この上にニッケルメッキを施し
たものが挙げられ、石綿のような非導電性のものでもメ
ッキ、蒸着等を施せば使用可能となる。また、細い線材
を適当な形にすれば比表面積を適宜調節できるが、これ
とメッキ、蒸着等を組み合わせればニッケル、鉄等の触
媒活性元素よりなる線材以外に、銅線、繊維状炭素、ガ
ラス繊維など1000℃程度の温度に耐え得る細線を用いた
母材を用いて導電性基体を構成することができる。
いが、導電性や触媒活性を示さない母材の表面に、化学
メッキ、物理蒸着（PVD）、化学蒸着（CVD）、スパッタ
リング、金属溶射等の方法で導電性と触媒活性を共に示
す上記金属や導電材を被覆したものが挙げられる。例え
ば網のメッシュを用い、この上にニッケルメッキを施し
たものが挙げられ、石綿のような非導電性のものでもメ
ッキ、蒸着等を施せば使用可能となる。また、細い線材
を適当な形にすれば比表面積を適宜調節できるが、これ
とメッキ、蒸着等を組み合わせればニッケル、鉄等の触
媒活性元素よりなる線材以外に、銅線、繊維状炭素、ガ
ラス繊維など1000℃程度の温度に耐え得る細線を用いた
母材を用いて導電性基体を構成することができる。
なお、導電性基体の形状は上記以外に例えばシート形
状を折り曲げて「ひだ」を多数設けたものであってもよ
い。この際にも上記メッキ、蒸着等を用いれば、種々の
母材を利用可能である。
状を折り曲げて「ひだ」を多数設けたものであってもよ
い。この際にも上記メッキ、蒸着等を用いれば、種々の
母材を利用可能である。
上記導電性基体上に前述した熱分解による黒鉛を気相
推積することにより、本発明の炭素体電極が得られる。
なお、熱分解をさらに促進するために、黒鉛を推積させ
る際にリチウム等の金属を同時にドープしてもよい。
推積することにより、本発明の炭素体電極が得られる。
なお、熱分解をさらに促進するために、黒鉛を推積させ
る際にリチウム等の金属を同時にドープしてもよい。
なお、この炭素体電極は正極としても負極としても用
いることができる。本発明で得られる炭素体電極を負極
として用いた場合、対極としての正極には、二酸化マン
ガン、五酸化バナジウム、三酸化クロム、三酸化モリブ
デン等の酸化物、二硫化チタン、二硫化タンタル、セレ
ン化タンタル等のカルコゲン化合物の単一化合物、混合
物又は複合物及びポリアセチレン、ポリアセン等の導電
性高分子などを用いることができる。炭素体電極を正極
として用いる場合、対極としての負極には金属リチウ
ム、金属ナトリウム、金属カリウム等の軽金属単体及び
リチウム−アルミニウム、ウッド合金等に代表される軽
金属合金等を用いることができる。更に、正極及び負極
に本発明の炭素体電極を用いて電池構成としてもさしつ
かえない。電触液には、溶質として過塩素酸リチウム、
ホウフッ化リチウム、六フッ化ヒ酸リチウム等を含むプ
ロピレンカーボネート、ジメトキシエタン等の非プロト
ン性有機溶媒溶液又はプロトン等を電荷担体とする電池
系電解液としての酸性水溶液、アルカリ水溶液等を用い
ることができる。
いることができる。本発明で得られる炭素体電極を負極
として用いた場合、対極としての正極には、二酸化マン
ガン、五酸化バナジウム、三酸化クロム、三酸化モリブ
デン等の酸化物、二硫化チタン、二硫化タンタル、セレ
ン化タンタル等のカルコゲン化合物の単一化合物、混合
物又は複合物及びポリアセチレン、ポリアセン等の導電
性高分子などを用いることができる。炭素体電極を正極
として用いる場合、対極としての負極には金属リチウ
ム、金属ナトリウム、金属カリウム等の軽金属単体及び
リチウム−アルミニウム、ウッド合金等に代表される軽
金属合金等を用いることができる。更に、正極及び負極
に本発明の炭素体電極を用いて電池構成としてもさしつ
かえない。電触液には、溶質として過塩素酸リチウム、
ホウフッ化リチウム、六フッ化ヒ酸リチウム等を含むプ
ロピレンカーボネート、ジメトキシエタン等の非プロト
ン性有機溶媒溶液又はプロトン等を電荷担体とする電池
系電解液としての酸性水溶液、アルカリ水溶液等を用い
ることができる。
〈作 用〉 本発明の炭素体電極は、比表面積が大きく、かつ触媒
活性物質上に推積されることにより形成される高結晶化
黒鉛層を電荷担体として担持しているため、集積効率を
向上させるよう作用する。
活性物質上に推積されることにより形成される高結晶化
黒鉛層を電荷担体として担持しているため、集積効率を
向上させるよう作用する。
〈実施例１〉 第１図は本発明の一実施例に用いられる黒鉛生成装置
のブロック構成図である。
のブロック構成図である。
以下、製造工程に従って説明する。
真空蒸留による精製操作を行なったベンゼンが収納さ
れたバブル容器１内にアルゴンガス制御系２よりアルゴ
ンガスを供給してベンゼンをバブルさせ、パイレックス
ガラス管３を介して石英反応管４へベンゼン分子を給送
する。この際バブル容器１内の液体ベンゼンの温度を一
定に保持してアルゴンガス流量をバルブ５で調節し、ベ
ンゼン分子の反応管４内への供給量を毎時数ミリモルに
制御する。一方希釈ライン６よりアルゴンガスを流し、
反応管４へ給送される直前のガラス管３内におけるアル
ゴンガス中のベンゼン分子数密度及び流速を最適化す
る。反応管４には基板の載置された試料台７が配設され
ており、反応管４の外周囲には加熱炉８が設けられてい
る。この加熱炉８によって反応管４内の推積生成用基板
は約1000℃の温度に保持されている。ベンゼン分子が反
応管４内に給送されるとベンゼン分子は反応管４内で熱
分解し、基板上に炭素推積物（黒鉛）が生成される。反
応管４内へのガスは排気パイプ９を介して排気系10へ導
入され、反応管４から除去される。反応管４内に導入さ
れたベンゼン分子は約1000℃の温度で加熱されて熱分解
し、順次基板上に成長形成される。
れたバブル容器１内にアルゴンガス制御系２よりアルゴ
ンガスを供給してベンゼンをバブルさせ、パイレックス
ガラス管３を介して石英反応管４へベンゼン分子を給送
する。この際バブル容器１内の液体ベンゼンの温度を一
定に保持してアルゴンガス流量をバルブ５で調節し、ベ
ンゼン分子の反応管４内への供給量を毎時数ミリモルに
制御する。一方希釈ライン６よりアルゴンガスを流し、
反応管４へ給送される直前のガラス管３内におけるアル
ゴンガス中のベンゼン分子数密度及び流速を最適化す
る。反応管４には基板の載置された試料台７が配設され
ており、反応管４の外周囲には加熱炉８が設けられてい
る。この加熱炉８によって反応管４内の推積生成用基板
は約1000℃の温度に保持されている。ベンゼン分子が反
応管４内に給送されるとベンゼン分子は反応管４内で熱
分解し、基板上に炭素推積物（黒鉛）が生成される。反
応管４内へのガスは排気パイプ９を介して排気系10へ導
入され、反応管４から除去される。反応管４内に導入さ
れたベンゼン分子は約1000℃の温度で加熱されて熱分解
し、順次基板上に成長形成される。
以上の製造工程において基板（導電性基体）として50
μｍφのニッケル線を編んだ網状金属体を用いた。第２
図にこの網状金属体11（以下、メッシュという）の概観
を示す。基板の大きさは20mm×20mm×0.15mmであり、同
じサイズの平板と比較するとその比表面積は3.7m2/m2で
あり、平板の場合の約3.7倍となっている。平板と推積
量を比較すると、平板に5mg推積している時にメッシュ
上では18mg推積しており、ほぼ表面積に比例して黒鉛の
推積量がふえている。また、本メッシュはニッケルでで
きているために、その触媒的作用によりメッシュ上に形
成された黒鉛は、結晶性が良く、またリチウムのドープ
・脱ドープによる充放電特性も良好であった。第３図に
CuKα線によるＸ線回折パターンを示しているが、触媒
活性の全くない石英基板上に比べて、本メッシュ上の黒
鉛はニッケルの触媒作用により結晶性が著しく良くなっ
ていることがわかる。また、第４図にはリチウムに対す
る充放電特性を示しており、リチウム二次電池用電極と
してこの電極は非常に適していることがわかった。な
お、充放電特性は、第５図に示す測定系において、リチ
ウムに対して測定したものである。図中、12は本発明の
炭素体電極、13は対極、14はリチウム参照極、15は1Mの
過塩素酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネートか
らなる電解液、16は電解槽を各々示す。
μｍφのニッケル線を編んだ網状金属体を用いた。第２
図にこの網状金属体11（以下、メッシュという）の概観
を示す。基板の大きさは20mm×20mm×0.15mmであり、同
じサイズの平板と比較するとその比表面積は3.7m2/m2で
あり、平板の場合の約3.7倍となっている。平板と推積
量を比較すると、平板に5mg推積している時にメッシュ
上では18mg推積しており、ほぼ表面積に比例して黒鉛の
推積量がふえている。また、本メッシュはニッケルでで
きているために、その触媒的作用によりメッシュ上に形
成された黒鉛は、結晶性が良く、またリチウムのドープ
・脱ドープによる充放電特性も良好であった。第３図に
CuKα線によるＸ線回折パターンを示しているが、触媒
活性の全くない石英基板上に比べて、本メッシュ上の黒
鉛はニッケルの触媒作用により結晶性が著しく良くなっ
ていることがわかる。また、第４図にはリチウムに対す
る充放電特性を示しており、リチウム二次電池用電極と
してこの電極は非常に適していることがわかった。な
お、充放電特性は、第５図に示す測定系において、リチ
ウムに対して測定したものである。図中、12は本発明の
炭素体電極、13は対極、14はリチウム参照極、15は1Mの
過塩素酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネートか
らなる電解液、16は電解槽を各々示す。
〈実施例２〉 実施例１と同様の製造工程において、基板としてニッ
ケルの発泡体を使用した。20mm×20mm×1.5mmのサイズ
で比表面積7m2/m2の発泡体ニッケルを使用し、この基板
上への黒鉛の推積量を同一サイズのニッケルの平板と比
較すると、平板上で5mgの推積量に対し、発泡体ニッケ
ル上では40mgの推積量が得られ、かつ充放電特性も良好
なものが得られた。
ケルの発泡体を使用した。20mm×20mm×1.5mmのサイズ
で比表面積7m2/m2の発泡体ニッケルを使用し、この基板
上への黒鉛の推積量を同一サイズのニッケルの平板と比
較すると、平板上で5mgの推積量に対し、発泡体ニッケ
ル上では40mgの推積量が得られ、かつ充放電特性も良好
なものが得られた。
〈実施例３〉 比表面積が大きい基板の中で、メッシュのように孔が
多数開いているものは重ねて１つの電極として使用する
場合にも有効である。一枚一枚の電極がニッケルの平板
上に黒鉛を形成してできたもの（比表面積1m2/m2）の場
合とニッケルメッシュ上に黒鉛を形成してできたもの
（実施例１）とを比較すると、ニッケルメッシュの場
合、電荷担体の拡散がそれぞれの電極へメッシュ上の孔
を通り容易に進むために複数枚重ねても重量あたりの容
量に変化がなかったのに比べ、平板の場合は重量あたり
の容量に減少がみられた。これは比表面積の大きい基板
を用いたことで間接的に生じた効果であり、本発明によ
る電極の広い応用可能性を示すものである。
多数開いているものは重ねて１つの電極として使用する
場合にも有効である。一枚一枚の電極がニッケルの平板
上に黒鉛を形成してできたもの（比表面積1m2/m2）の場
合とニッケルメッシュ上に黒鉛を形成してできたもの
（実施例１）とを比較すると、ニッケルメッシュの場
合、電荷担体の拡散がそれぞれの電極へメッシュ上の孔
を通り容易に進むために複数枚重ねても重量あたりの容
量に変化がなかったのに比べ、平板の場合は重量あたり
の容量に減少がみられた。これは比表面積の大きい基板
を用いたことで間接的に生じた効果であり、本発明によ
る電極の広い応用可能性を示すものである。
〈実施例４〉 出発物質としてプロパンを用い、基板として上記実施
例２で用いたのと同様のニッケルの発泡体を使用した。
プロパンは室温において気体であるので、第１図に示し
た生成装置にみられるようなバブル容器は不用であり、
アルゴンガス制御系の２本のラインの内、一本をプロパ
ンガス供給用のラインとし、他の一本はそのままで希釈
ガス用のArガス供給ラインとした。このような装置でア
ルゴンとプロパンを等量供給しながら、約1000℃の温度
でプロパンから熱分解黒鉛を推積した。得られた炭素体
電極の特性は実施例２で得られたものと大差なく、また
推積量及び推積速度もほぼ同じであり、さらに同様にし
てニッケルの平板上に推積したものの約５倍の推積速度
が得られた。
例２で用いたのと同様のニッケルの発泡体を使用した。
プロパンは室温において気体であるので、第１図に示し
た生成装置にみられるようなバブル容器は不用であり、
アルゴンガス制御系の２本のラインの内、一本をプロパ
ンガス供給用のラインとし、他の一本はそのままで希釈
ガス用のArガス供給ラインとした。このような装置でア
ルゴンとプロパンを等量供給しながら、約1000℃の温度
でプロパンから熱分解黒鉛を推積した。得られた炭素体
電極の特性は実施例２で得られたものと大差なく、また
推積量及び推積速度もほぼ同じであり、さらに同様にし
てニッケルの平板上に推積したものの約５倍の推積速度
が得られた。
〈発明の効果〉 本発明の炭素体電極によれば、特定の大きな比表面積
の基体上に高結晶化された黒鉛が直接担持されているた
め、集電効果が改善される。そのため充放電サイクルの
効率も改善され、かつ過放電に対して強く、また、新た
な導電材やバインダーの添加を必要としないため電極の
充填密度が高くなり、その結果高密度の特性を示す。
の基体上に高結晶化された黒鉛が直接担持されているた
め、集電効果が改善される。そのため充放電サイクルの
効率も改善され、かつ過放電に対して強く、また、新た
な導電材やバインダーの添加を必要としないため電極の
充填密度が高くなり、その結果高密度の特性を示す。
さらに、比表面積の大きな導電性基体を用いることに
より、所定の推積量を得るために必要とする反応所要時
間が短くなり、導電性基体表面の触媒活性を有する金属
又は導電材により、黒鉛の推積速度が上昇すると共に結
晶性の良い黒鉛が効率良く得られる。従って、作製工程
も簡単化されるため、ことに２次電池用の電極として非
常に有利なものである。
より、所定の推積量を得るために必要とする反応所要時
間が短くなり、導電性基体表面の触媒活性を有する金属
又は導電材により、黒鉛の推積速度が上昇すると共に結
晶性の良い黒鉛が効率良く得られる。従って、作製工程
も簡単化されるため、ことに２次電池用の電極として非
常に有利なものである。
しかして、本発明の電極を用いることにより得られる
電池は充放電サイクル特性が良く、小型で低コストの電
池として種々の分野に広く利用することができる。
電池は充放電サイクル特性が良く、小型で低コストの電
池として種々の分野に広く利用することができる。
第１図は本発明の一実施例の説明に供する黒鉛生成装置
のブロック構成図、第２図は実施例１で用いたメッシュ
の部分構造を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦
断面図、（Ｃ）は横断面図、第３図は石英基板上（比較
例）とメッシュ基板上（実施例）の黒鉛の（002）に相
当するＸ線回折パターンを示すグラフ図、第４図は本発
明の炭素体電極にリチウムをドープ、脱ドープさせたと
きの25℃におけるリチウム参照極に対する電位変化と充
放電容量の関係を示すグラフ図、第５図は充放電特性の
測定に供した測定系を示す構成説明図を示す。 １……バブル容器、２……アルゴンガス制御系、３……
パイレックスガラス管、４……反応管、５……バルブ、
６……希釈ライン、７……試料台、８……加熱炉、９…
…排気パイプ、10……排気系、11……網状金属体（メッ
シュ）、12……炭素体電極。
のブロック構成図、第２図は実施例１で用いたメッシュ
の部分構造を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦
断面図、（Ｃ）は横断面図、第３図は石英基板上（比較
例）とメッシュ基板上（実施例）の黒鉛の（002）に相
当するＸ線回折パターンを示すグラフ図、第４図は本発
明の炭素体電極にリチウムをドープ、脱ドープさせたと
きの25℃におけるリチウム参照極に対する電位変化と充
放電容量の関係を示すグラフ図、第５図は充放電特性の
測定に供した測定系を示す構成説明図を示す。 １……バブル容器、２……アルゴンガス制御系、３……
パイレックスガラス管、４……反応管、５……バルブ、
６……希釈ライン、７……試料台、８……加熱炉、９…
…排気パイプ、10……排気系、11……網状金属体（メッ
シュ）、12……炭素体電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 勝 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 中島 重夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 田中 英明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 柳沢 伸浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 毛利 元男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 田島 善光 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−13282（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−245858（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/36 - 4/62 H01M 4/02 - 4/04
Claims (2)
- 【請求項１】炭素の黒鉛化に対して触媒作用を有する金
属もしくはこの金属を含む導電性基体で構成された比表
面積が1m2/m2よりおおきな構造体上に直接炭素層が形成
されてなることを特徴とする炭素体電極。 - 【請求項２】前記炭素の黒鉛化に対して触媒作用を有す
る金属がニッケル、鉄、コバルトであることを特徴とす
る第１項記載の炭素体電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63186152A JP3032533B2 (ja) | 1987-07-27 | 1988-07-25 | 炭素体電極 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-188642 | 1987-07-27 | ||
| JP18864287 | 1987-07-27 | ||
| JP63186152A JP3032533B2 (ja) | 1987-07-27 | 1988-07-25 | 炭素体電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01105469A JPH01105469A (ja) | 1989-04-21 |
| JP3032533B2 true JP3032533B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=26503575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63186152A Expired - Lifetime JP3032533B2 (ja) | 1987-07-27 | 1988-07-25 | 炭素体電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3032533B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2592143B2 (ja) * | 1989-09-06 | 1997-03-19 | シャープ株式会社 | 非水系リチウム二次電池用炭素電極およびその製造方法 |
| US7033703B2 (en) * | 2002-12-20 | 2006-04-25 | Firefly Energy, Inc. | Composite material and current collector for battery |
| JP4550640B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2010-09-22 | シャープ株式会社 | リチウム二次電池、リチウム二次電池用正極板及びそれらの製造方法 |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP63186152A patent/JP3032533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01105469A (ja) | 1989-04-21 |
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