JP3280520B2 - 電池用電極 - Google Patents
電池用電極Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムをド−ピング
（担持）させたポリアセン系骨格構造を有する不溶不融
性基体よりなる電池用電極に関する。
（担持）させたポリアセン系骨格構造を有する不溶不融
性基体よりなる電池用電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、導電性高分子、遷移金属酸化物等
を正極とし、負極にリチウム金属あるいはリチウム合金
を用いた二次電池がエネルギー密度が高いことから、Ｎ
ｉ−Ｃｄ電池、鉛電池に代る電池として提案されてい
る。しかし、これら二次電池は繰り返し充放電を行うと
正極、あるいは負極の劣化による容量低下が大きく実用
に問題が残されている。特に負極の劣化はデントライト
と呼ばれるこけ状のリチウム結晶の生成を伴い、充放電
の繰り返しにより終局的にはデントライトがセパレータ
ーを貫通し、電池内部でショートを引き起こし、場合に
よっては電池が破裂する等、安全面においても問題があ
った。
を正極とし、負極にリチウム金属あるいはリチウム合金
を用いた二次電池がエネルギー密度が高いことから、Ｎ
ｉ−Ｃｄ電池、鉛電池に代る電池として提案されてい
る。しかし、これら二次電池は繰り返し充放電を行うと
正極、あるいは負極の劣化による容量低下が大きく実用
に問題が残されている。特に負極の劣化はデントライト
と呼ばれるこけ状のリチウム結晶の生成を伴い、充放電
の繰り返しにより終局的にはデントライトがセパレータ
ーを貫通し、電池内部でショートを引き起こし、場合に
よっては電池が破裂する等、安全面においても問題があ
った。
【０００３】近時、上記問題点を解決すべく、リチウム
金属に代わる電池用電極としてグラファイト等の炭素材
料を用いることが提案されている。しかしながら、一般
的な炭素材料のリチウム担持能は理論値でＣ6 Ｌｉであ
り、更なる容量向上の試みがなされている。一方、芳香
族系縮合ポリマ−の熱処理物であって水素原子／炭素原
子の原子比が０．５〜０．０５であるポリアセン系骨格
構造を有する不溶不融性基体は、一般の炭素材料に比べ
大量にリチウムをド−プ、脱ド−プする事が可能である
が、該不溶不融性基体を負極とし、電池を組んだ場合そ
の容量を十分に発揮することができなかった。
金属に代わる電池用電極としてグラファイト等の炭素材
料を用いることが提案されている。しかしながら、一般
的な炭素材料のリチウム担持能は理論値でＣ6 Ｌｉであ
り、更なる容量向上の試みがなされている。一方、芳香
族系縮合ポリマ−の熱処理物であって水素原子／炭素原
子の原子比が０．５〜０．０５であるポリアセン系骨格
構造を有する不溶不融性基体は、一般の炭素材料に比べ
大量にリチウムをド−プ、脱ド−プする事が可能である
が、該不溶不融性基体を負極とし、電池を組んだ場合そ
の容量を十分に発揮することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、鋭意研究を続けた結果本発明を完成したも
のであって、本発明の目的はポリアセン系骨格構造を有
する不溶不融性基体固有の性能（高容量）を発揮するこ
とができる電池用電極を提供するにある。本発明の他の
目的は長期に亘って充放電が可能な電池用電極を提供す
ることにある。本発明の更に他の目的は以下の説明から
明らかにされよう。
題点に鑑み、鋭意研究を続けた結果本発明を完成したも
のであって、本発明の目的はポリアセン系骨格構造を有
する不溶不融性基体固有の性能（高容量）を発揮するこ
とができる電池用電極を提供するにある。本発明の他の
目的は長期に亘って充放電が可能な電池用電極を提供す
ることにある。本発明の更に他の目的は以下の説明から
明らかにされよう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリアセ
ン系骨格構造を有する不溶不融性基体のリチウム量を適
切に制御することにより本発明を完成した。すなわち、
本発明は、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって水
素原子／炭素原子の原子比が０．５〜０．０５であるポ
リアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体にリチウム
／炭素原子の原子比が０．０７以上となるようリチウム
を担持せしめてなる電極であり、その電極がポリアセン
系骨格構造を有する不溶不融性基体とバインダーとのス
ラリーより得られる成形体であり、バインダーがフッ素
原子／炭素原子の原子比が１．５未満０．７５以上であ
る含フッ素系ポリマーであり、充放電５サイクル目の電
荷効率が９６％より大きい電池用電極である。
ン系骨格構造を有する不溶不融性基体のリチウム量を適
切に制御することにより本発明を完成した。すなわち、
本発明は、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって水
素原子／炭素原子の原子比が０．５〜０．０５であるポ
リアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体にリチウム
／炭素原子の原子比が０．０７以上となるようリチウム
を担持せしめてなる電極であり、その電極がポリアセン
系骨格構造を有する不溶不融性基体とバインダーとのス
ラリーより得られる成形体であり、バインダーがフッ素
原子／炭素原子の原子比が１．５未満０．７５以上であ
る含フッ素系ポリマーであり、充放電５サイクル目の電
荷効率が９６％より大きい電池用電極である。
【０００６】本発明における芳香族系縮合ポリマ−と
は、芳香族炭化水素化合物とアルデヒド類との縮合物で
ある。芳香族炭化水素化合物としては、例えば、フェノ
ール，クレゾール，キシレノール等の如き、いわゆるフ
ェノール類が好適である。例えば、下記式
は、芳香族炭化水素化合物とアルデヒド類との縮合物で
ある。芳香族炭化水素化合物としては、例えば、フェノ
ール，クレゾール，キシレノール等の如き、いわゆるフ
ェノール類が好適である。例えば、下記式
【化１】 （ここで、ｘおよびｙはそれぞれ独立に、０、１又は２
である）で表されるメチレン・ビスフェノール類である
ことができ、或いはヒドロキシ・ビフェニル類、ヒドロ
キシナフタレン類であることもできる。これらの内、実
用的にはフェノール類、特にフェノールが好適である。
本発明における芳香族系縮合ポリマ−として、上記のフ
ェノール性水酸基を有する芳香族炭化水素化合物の１部
をフェノール性水酸基を有さない芳香族炭化水素化合
物、例えば、キシレン、トルエン、アニリン等で置換し
た変成芳香族系縮合ポリマー例えばフェノールとキシレ
ンとホルムアルデヒドとの縮合物を用いることもでき、
また、メラミン、尿素で置換した変成芳香族系ポリマー
を用いることもできる。また、フラン樹脂も好適であ
る。また、アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、フルフラール等のアルデヒドを使用す
ることができるが、ホルムアルデヒドが好適である。フ
ェノールホルムアルデヒド縮合物としては、ノボラック
型又はレゾール型或はそれらの混合物のいずれであって
もよい。
である）で表されるメチレン・ビスフェノール類である
ことができ、或いはヒドロキシ・ビフェニル類、ヒドロ
キシナフタレン類であることもできる。これらの内、実
用的にはフェノール類、特にフェノールが好適である。
本発明における芳香族系縮合ポリマ−として、上記のフ
ェノール性水酸基を有する芳香族炭化水素化合物の１部
をフェノール性水酸基を有さない芳香族炭化水素化合
物、例えば、キシレン、トルエン、アニリン等で置換し
た変成芳香族系縮合ポリマー例えばフェノールとキシレ
ンとホルムアルデヒドとの縮合物を用いることもでき、
また、メラミン、尿素で置換した変成芳香族系ポリマー
を用いることもできる。また、フラン樹脂も好適であ
る。また、アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、フルフラール等のアルデヒドを使用す
ることができるが、ホルムアルデヒドが好適である。フ
ェノールホルムアルデヒド縮合物としては、ノボラック
型又はレゾール型或はそれらの混合物のいずれであって
もよい。
【０００７】本発明における不溶不融性基体は、上記芳
香族系ポリマ−を熱処理する事により得られ、特公平１
−４４２１２号公報、特公平３−２４０２４号公報等に
記載されているポリアセン系骨格構造を有する不溶不融
性基体は全て用いることができ、例えば、次のようにし
て製造することもできる。該芳香族系縮合ポリマ−を、
非酸化性雰囲気下（真空も含む）中で、４００°Ｃ〜８
００°Ｃの適当な温度まで徐々に加熱する事により、水
素原子／炭素原子の原子比（以下Ｈ／Ｃと記す）が０．
５０〜０．０５、好ましくは０．３５〜０．１０の不溶
不融性基体を得ることができる。また、特公平３−２４
０２４号公報等に記載されている方法で、６００ｍ2 ／
ｇ以上のＢＥＴ法による比表面積を有する不溶不融性基
体を得ることもできる。例えば、芳香族系縮合ポリマ−
の初期縮合物と無機塩、例えば塩化亜鉛を含む溶液を調
製し、該溶液を加熱して型内で硬化する。かくして得ら
れた硬化体を、非酸化性雰囲気化（真空も含む）中で、
３５０°Ｃ〜８００°Ｃの温度まで、好ましくは４００
°Ｃ〜７５０°Ｃの適当な温度まで徐々に加熱した後、
水あるいは希塩酸等によって充分に洗浄することによ
り、上記Ｈ／Ｃを有し、かつ、例えば６００ｍ2 ／ｇ以
上のＢＥＴ法による比表面積を有する不溶不融性基体を
得ることもできる。
香族系ポリマ−を熱処理する事により得られ、特公平１
−４４２１２号公報、特公平３−２４０２４号公報等に
記載されているポリアセン系骨格構造を有する不溶不融
性基体は全て用いることができ、例えば、次のようにし
て製造することもできる。該芳香族系縮合ポリマ−を、
非酸化性雰囲気下（真空も含む）中で、４００°Ｃ〜８
００°Ｃの適当な温度まで徐々に加熱する事により、水
素原子／炭素原子の原子比（以下Ｈ／Ｃと記す）が０．
５０〜０．０５、好ましくは０．３５〜０．１０の不溶
不融性基体を得ることができる。また、特公平３−２４
０２４号公報等に記載されている方法で、６００ｍ2 ／
ｇ以上のＢＥＴ法による比表面積を有する不溶不融性基
体を得ることもできる。例えば、芳香族系縮合ポリマ−
の初期縮合物と無機塩、例えば塩化亜鉛を含む溶液を調
製し、該溶液を加熱して型内で硬化する。かくして得ら
れた硬化体を、非酸化性雰囲気化（真空も含む）中で、
３５０°Ｃ〜８００°Ｃの温度まで、好ましくは４００
°Ｃ〜７５０°Ｃの適当な温度まで徐々に加熱した後、
水あるいは希塩酸等によって充分に洗浄することによ
り、上記Ｈ／Ｃを有し、かつ、例えば６００ｍ2 ／ｇ以
上のＢＥＴ法による比表面積を有する不溶不融性基体を
得ることもできる。
【０００８】本発明に用いる不溶不融性基体は、Ｘ線回
折（ＣｕＫα）によれば、メイン・ピークの位置は２θ
で表して２４°以下に存在し、また該メイン・ピークの
他に４１〜４６°の間にブロードな他のピークが存在す
る。すなわち、上記不溶不融性基体は芳香族系多環構造
が適度に発達したポリアセン系骨格構造を有し、かつア
モルファス構造をとると示唆され、リチウムを安定にド
−ピングできることから電池用活物質として有用であ
る。Ｈ／Ｃが０．５０を越える場合、芳香族系多環構造
が充分に発達していないため、リチウムのド−ピング、
脱ド−ピングがスム−ズに行うことができず、電池を組
んだ時、充放電効率が低下する。また、Ｈ／Ｃが０．０
５以下の場合、本発明の電池の容量が低下し好ましくな
い。
折（ＣｕＫα）によれば、メイン・ピークの位置は２θ
で表して２４°以下に存在し、また該メイン・ピークの
他に４１〜４６°の間にブロードな他のピークが存在す
る。すなわち、上記不溶不融性基体は芳香族系多環構造
が適度に発達したポリアセン系骨格構造を有し、かつア
モルファス構造をとると示唆され、リチウムを安定にド
−ピングできることから電池用活物質として有用であ
る。Ｈ／Ｃが０．５０を越える場合、芳香族系多環構造
が充分に発達していないため、リチウムのド−ピング、
脱ド−ピングがスム−ズに行うことができず、電池を組
んだ時、充放電効率が低下する。また、Ｈ／Ｃが０．０
５以下の場合、本発明の電池の容量が低下し好ましくな
い。
【０００９】本発明の電池用電極は、上記不溶不融性基
体（以下ＰＡＳ）より成り、実用的には粉末状、粒状、
短繊維状等の成形しやすい形状にあるＰＡＳをバインダ
−で成形したものを用いる事が望ましい。バインダ−と
しては、フッ素系バインダ−が好ましく、更にはフッ素
原子／炭素原子の原子比（以下、Ｆ／Ｃと記す）が１．
５未満０．７５以上であるフッ素系バインダ−が好まし
く、特に、１．３未満０．７５以上のフッ素系バインダ
−が好ましい。上記フッ素系バインダ−としては、例え
ば、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−３フッ
化エチレン共重合体、エチレン−４フッ化エチレン共重
合体、プロピレン−４フッ化エチレン共重合体等が挙げ
られ、更に主鎖の水素をアルキル基で置換した含フッ素
系ポリマ−も用いることできる。ポリフッ化ビニリデン
の場合、Ｆ／Ｃは１であり、フッ化ビニリデン−３フッ
化エチレン共重合体の場合、フッ化ビニリデンのモル分
率が５０％の時、８０％の時それぞれＦ／Ｃは１．２
５、１．１となり、更にプロピレン−４フッ化エチレン
共重合体の場合、プロピレンのモル分率が５０％の時、
Ｆ／Ｃは０．７５となる。中でも、ポリフッ化ビニリデ
ン、フッ化ビニリデンのモル分率が５０％以上のフッ化
ビニリデン−３フッ化エチレン共重合体が好ましく、実
用的にはポリフッ化ビニリデンが好ましい。これらバイ
ンダーを用いた場合、ＰＡＳの有するリチウムのドープ
能（容量）を充分に利用することができる。
体（以下ＰＡＳ）より成り、実用的には粉末状、粒状、
短繊維状等の成形しやすい形状にあるＰＡＳをバインダ
−で成形したものを用いる事が望ましい。バインダ−と
しては、フッ素系バインダ−が好ましく、更にはフッ素
原子／炭素原子の原子比（以下、Ｆ／Ｃと記す）が１．
５未満０．７５以上であるフッ素系バインダ−が好まし
く、特に、１．３未満０．７５以上のフッ素系バインダ
−が好ましい。上記フッ素系バインダ−としては、例え
ば、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−３フッ
化エチレン共重合体、エチレン−４フッ化エチレン共重
合体、プロピレン−４フッ化エチレン共重合体等が挙げ
られ、更に主鎖の水素をアルキル基で置換した含フッ素
系ポリマ−も用いることできる。ポリフッ化ビニリデン
の場合、Ｆ／Ｃは１であり、フッ化ビニリデン−３フッ
化エチレン共重合体の場合、フッ化ビニリデンのモル分
率が５０％の時、８０％の時それぞれＦ／Ｃは１．２
５、１．１となり、更にプロピレン−４フッ化エチレン
共重合体の場合、プロピレンのモル分率が５０％の時、
Ｆ／Ｃは０．７５となる。中でも、ポリフッ化ビニリデ
ン、フッ化ビニリデンのモル分率が５０％以上のフッ化
ビニリデン−３フッ化エチレン共重合体が好ましく、実
用的にはポリフッ化ビニリデンが好ましい。これらバイ
ンダーを用いた場合、ＰＡＳの有するリチウムのドープ
能（容量）を充分に利用することができる。
【００１０】本発明の電池用電極は、リチウム／炭素原
子の原子比が０．０７以上の不溶不融性基体より成る。
該リチウムはＰＡＳにドーピングされたリチウムであ
り、例えば、上記方法で電極を得る場合には、電極成型
後リチウムをドーピングすることも可能である。リチウ
ムをＰＡＳに担持させる方法は特に限定しないが、例え
ば、リチウム金属を対極とした電気化学セルにてＰＡ
Ｓ、あるいはＰＡＳ成型体にリチウムをドープする事が
できる。本発明の電池用電極において、ＰＡＳにドーピ
ングするリチウム量は、使用用途により適宜決定される
が、リチウム／炭素原子の原子比が０．０５未満の場
合、該電極を用いて、電池を組んだ場合、ＰＡＳ固有の
容量を十分に利用することができない。
子の原子比が０．０７以上の不溶不融性基体より成る。
該リチウムはＰＡＳにドーピングされたリチウムであ
り、例えば、上記方法で電極を得る場合には、電極成型
後リチウムをドーピングすることも可能である。リチウ
ムをＰＡＳに担持させる方法は特に限定しないが、例え
ば、リチウム金属を対極とした電気化学セルにてＰＡ
Ｓ、あるいはＰＡＳ成型体にリチウムをドープする事が
できる。本発明の電池用電極において、ＰＡＳにドーピ
ングするリチウム量は、使用用途により適宜決定される
が、リチウム／炭素原子の原子比が０．０５未満の場
合、該電極を用いて、電池を組んだ場合、ＰＡＳ固有の
容量を十分に利用することができない。
【００１１】本発明の電池用電極の電気電導度は、リチ
ウムをド−ピングしたＰＡＳを用いるため、未ド−プの
ＰＡＳを用いる場合に比べ、高くすることができ、その
結果電池を組み立てた場合、電池の内部抵抗を初期から
低くすることもできる。本発明の電池用電極の電気電導
度は、上記理由から、好ましくは１０-5Ｓ／ｃｍ以上で
ある。本発明の電池用電極は、主に非水系リチウム二次
電池の負極として用いることができるが、非水系リチウ
ム二次電池の負極として用いる場合、正極としては、例
えば、ポリアセン系有機半導体、ポリアニリン等の導電
性高分子、ＬｉX ＣｏＯ2 、 ＬｉX ＮｉＯ2 、 ＬｉX Ｍ
ｎＯ2 、ＬｉX ＦｅＯ2 等のＬｉX Ｍy ＯZ （Ｍは金
属、二種以上の金属でも良い）の一般式で表され得る、
リチウムを電気化学的にド−プ、脱ド−プが可能なリチ
ウム含有金属酸化物、あるいはコバルト、マンガン、ニ
ッケル等の遷移金属酸化物を用いることができる。
ウムをド−ピングしたＰＡＳを用いるため、未ド−プの
ＰＡＳを用いる場合に比べ、高くすることができ、その
結果電池を組み立てた場合、電池の内部抵抗を初期から
低くすることもできる。本発明の電池用電極の電気電導
度は、上記理由から、好ましくは１０-5Ｓ／ｃｍ以上で
ある。本発明の電池用電極は、主に非水系リチウム二次
電池の負極として用いることができるが、非水系リチウ
ム二次電池の負極として用いる場合、正極としては、例
えば、ポリアセン系有機半導体、ポリアニリン等の導電
性高分子、ＬｉX ＣｏＯ2 、 ＬｉX ＮｉＯ2 、 ＬｉX Ｍ
ｎＯ2 、ＬｉX ＦｅＯ2 等のＬｉX Ｍy ＯZ （Ｍは金
属、二種以上の金属でも良い）の一般式で表され得る、
リチウムを電気化学的にド−プ、脱ド−プが可能なリチ
ウム含有金属酸化物、あるいはコバルト、マンガン、ニ
ッケル等の遷移金属酸化物を用いることができる。
【００１２】本発明の電池用電極の形状は、目的とする
電池により、板状、フィルム状、円柱状、あるいは、金
属箔上に成形するなど、種々の形状をとることが出来
る。特に、金属箔上に成形したものは集電体一体電極と
して、種々の電池に応用できることから好ましい。
電池により、板状、フィルム状、円柱状、あるいは、金
属箔上に成形するなど、種々の形状をとることが出来
る。特に、金属箔上に成形したものは集電体一体電極と
して、種々の電池に応用できることから好ましい。
【００１３】
【発明の効果】本発明の電池用電極は、リチウムをド−
ピングしたＰＡＳよりなり、リチウム量を適切に制御す
る事により、該電極を用いて電池を組んだ場合、ＰＡＳ
固有の容量を十分に利用することができる。
ピングしたＰＡＳよりなり、リチウム量を適切に制御す
る事により、該電極を用いて電池を組んだ場合、ＰＡＳ
固有の容量を十分に利用することができる。
【００１４】
【実施例１】 （１）厚さ０．５ｍｍのフェノ−ル樹脂成形板をシリコ
ニット電気炉中に入れ窒素雰囲気下で１０℃／時間の速
度で昇温し、６５０℃まで熱処理し、不溶不融性基体
（ＰＡＳと記す）を合成した。かくして得られたＰＡＳ
板をディスクミルで粉砕することにより平均粒径１５μ
ｍのＰＡＳ粉体を得た。Ｈ／Ｃ比は０．２２であった。
次に上記ＰＡＳ粉末１００重量部と、ポリフッ化ビニリ
デン粉末１０重量部をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド９
０重量部に溶解した溶液１００重量部とを充分に混合す
る事によりスラリ−を得た。該スラリ−をアプリケ−タ
−を用い厚さ１０μｍの銅箔（負極集電体）上に塗布
し、乾燥、プレスし厚さ８０μｍのＰＡＳ電極を得た。
ニット電気炉中に入れ窒素雰囲気下で１０℃／時間の速
度で昇温し、６５０℃まで熱処理し、不溶不融性基体
（ＰＡＳと記す）を合成した。かくして得られたＰＡＳ
板をディスクミルで粉砕することにより平均粒径１５μ
ｍのＰＡＳ粉体を得た。Ｈ／Ｃ比は０．２２であった。
次に上記ＰＡＳ粉末１００重量部と、ポリフッ化ビニリ
デン粉末１０重量部をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド９
０重量部に溶解した溶液１００重量部とを充分に混合す
る事によりスラリ−を得た。該スラリ−をアプリケ−タ
−を用い厚さ１０μｍの銅箔（負極集電体）上に塗布
し、乾燥、プレスし厚さ８０μｍのＰＡＳ電極を得た。
【００１５】上記電極をリチウムを対極とし、電解液に
プロピレンカ−ボネ−トに、１モル／ｌの濃度にＬｉＰ
Ｆ6 を溶解した溶液を用い、定電流（一時間当たり、電
極中ＰＡＳの炭素原子に対し０．０１のリチウムをド−
プピングさせるような電流を設定）にてリチウム／炭素
原子の原子比が０．０３，０．０７，０．１４，０．１
８であるＰＡＳ電極を得た。
プロピレンカ−ボネ−トに、１モル／ｌの濃度にＬｉＰ
Ｆ6 を溶解した溶液を用い、定電流（一時間当たり、電
極中ＰＡＳの炭素原子に対し０．０１のリチウムをド−
プピングさせるような電流を設定）にてリチウム／炭素
原子の原子比が０．０３，０．０７，０．１４，０．１
８であるＰＡＳ電極を得た。
【００１６】（２）電極性能を調べる為に図１に示す電
池を組んだ。正極は次の様にして得た。レゾ−ル型フェ
ノ−ル樹脂（６０％水溶液）／塩化亜鉛／水を１０／２
５／５（重量比）で混合し、得られたスラリ−を、型中
１００℃にて１時間硬化した。該硬化体を窒素ガス雰囲
気下、５５０℃で熱反応させた後、塩酸、熱水にて十分
洗浄、乾燥させることにより、Ｈ／Ｃ比が０．２４であ
るポリアセン系有機半導体を得た。ＢＥＴ法による比表
面積は２０００ｍ2 ／ｇであった。該ポリアセン系有機
半導体をミルにて粉砕したのち、該粉末１００重量部に
対して、アセチレンブラック２０重量部、ポリ４フッ化
エチレン粉末１０重量部を加え、混合、混練の後、成型
することにより、厚さ１．５ｍｍの正極を得た。負極に
は（１）で得られた電極、電解液に、プロピレンカ−ボ
ネ−トに、１モル／ｌの濃度にＬｉＰＦ6 を溶解した溶
液を用いた。 （３）電極の評価は次の要領で行った。充電は負極（本
発明の電極）のＰＡＳの炭素原子に対し０．０１のリチ
ウムをド−プピングさせるような電流にて１８時間行っ
た。この充電量は炭素材料の理論容量Ｃ6 Ｌｉを越える
いる。放電は同様の電流にて電池電圧が２．０Ｖになる
まで行った。この操作を５回繰り返し、放電時間／充電
時間の比、即ち電荷効率を求めた。結果を表１に示す。
池を組んだ。正極は次の様にして得た。レゾ−ル型フェ
ノ−ル樹脂（６０％水溶液）／塩化亜鉛／水を１０／２
５／５（重量比）で混合し、得られたスラリ−を、型中
１００℃にて１時間硬化した。該硬化体を窒素ガス雰囲
気下、５５０℃で熱反応させた後、塩酸、熱水にて十分
洗浄、乾燥させることにより、Ｈ／Ｃ比が０．２４であ
るポリアセン系有機半導体を得た。ＢＥＴ法による比表
面積は２０００ｍ2 ／ｇであった。該ポリアセン系有機
半導体をミルにて粉砕したのち、該粉末１００重量部に
対して、アセチレンブラック２０重量部、ポリ４フッ化
エチレン粉末１０重量部を加え、混合、混練の後、成型
することにより、厚さ１．５ｍｍの正極を得た。負極に
は（１）で得られた電極、電解液に、プロピレンカ−ボ
ネ−トに、１モル／ｌの濃度にＬｉＰＦ6 を溶解した溶
液を用いた。 （３）電極の評価は次の要領で行った。充電は負極（本
発明の電極）のＰＡＳの炭素原子に対し０．０１のリチ
ウムをド−プピングさせるような電流にて１８時間行っ
た。この充電量は炭素材料の理論容量Ｃ6 Ｌｉを越える
いる。放電は同様の電流にて電池電圧が２．０Ｖになる
まで行った。この操作を５回繰り返し、放電時間／充電
時間の比、即ち電荷効率を求めた。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】リチウム／炭素原子の原子比が０．０５以
上の場合、ＰＡＳの炭素原子に対し０．１８のリチウム
をドーピングした場合、ほぼすべてを利用することがで
きるが、０、０．０３の場合リチウム量が少ないため、
ＰＡＳ固有の容量を十分に利用出来ないことがわかる。
上の場合、ＰＡＳの炭素原子に対し０．１８のリチウム
をドーピングした場合、ほぼすべてを利用することがで
きるが、０、０．０３の場合リチウム量が少ないため、
ＰＡＳ固有の容量を十分に利用出来ないことがわかる。
【００１９】
【比較例１】厚さ０．５ｍｍのフェノ−ル樹脂成形板を
シリコニット電気炉中に入れ窒素雰囲気下で１０℃／時
間の速度で昇温し、９００℃まで熱処理し、不溶不融性
基体を得た。該不溶不融性基体のＨ／Ｃ比は０．０３で
あった。この不溶不融性基体を用いる以外は実施例１と
同様にして電極を作成し評価を行った。結果を表２に示
す。
シリコニット電気炉中に入れ窒素雰囲気下で１０℃／時
間の速度で昇温し、９００℃まで熱処理し、不溶不融性
基体を得た。該不溶不融性基体のＨ／Ｃ比は０．０３で
あった。この不溶不融性基体を用いる以外は実施例１と
同様にして電極を作成し評価を行った。結果を表２に示
す。
【００２０】
【表２】
【００２１】リチウム／炭素原子の原子比が０．０５以
上の場合であっても、電極活物質（この場合Ｈ／Ｃ比は
０．０３の炭素材料）に固有の容量（この場合炭素原子
に対し０．１８のリチウム）を有さない場合、当然のこ
とながら電荷効率が低いことがわかる。
上の場合であっても、電極活物質（この場合Ｈ／Ｃ比は
０．０３の炭素材料）に固有の容量（この場合炭素原子
に対し０．１８のリチウム）を有さない場合、当然のこ
とながら電荷効率が低いことがわかる。
【図１】本発明に係る電池の基本構成説明図。
【符号の説明】 １ 正極 ２ 負極 ３、３’集電体 ４ 電解液 ５ セパレ−タ− ６ 電池ケ−ス ７、７’ 外部端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽藤 之規 大阪市都島区友渕町１丁目６番２−305 号 (72)発明者 矢田 静邦 兵庫県加古郡播磨町宮西２丁目６番13号 合議体 審判長 松本 悟 審判官 酒井 美知子 審判官 板谷 一弘 (56)参考文献 特開 平３−233860（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−233861（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−34870（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−249860（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/40,4/02
Claims (3)
- 【請求項１】芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であっ
て，水素原子／炭素原子の原子比が０．５〜０．０５で
あるポリアセン系骨格構造を有する不溶不融性基体にリ
チウム／炭素原子の原子比が０．０７以上となるようリ
チウムを担持せしめてなる電極であり、その電極がポリ
アセン系骨格構造を有する不溶不融性基体とバインダー
とのスラリーより得られる成形体であり、バインダーが
フッ素原子／炭素原子の原子比において１．５未満０．
７５以上である含フッ素系ポリマーであり、充放電５サ
イクル目の電荷効率が９６％より大きい電池用電極。 - 【請求項２】含フッ素系ポリマーがポリフッ化ビニリデ
ンである請求項１記載の電池用電極。 - 【請求項３】電気電導度が１０-5Ｓ／ｃｍ以上であるこ
とを特徴とする請求項１記載の電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16474394A JP3280520B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16474394A JP3280520B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 電池用電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH087880A JPH087880A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3280520B2 true JP3280520B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=15799071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16474394A Expired - Fee Related JP3280520B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3280520B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110398461B (zh) * | 2019-07-11 | 2021-07-27 | 上海交通大学 | 一种利用光声成像实现锂金属电池中枝晶的三维成像方法 |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP16474394A patent/JP3280520B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH087880A (ja) | 1996-01-12 |
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