JPH0439860A - Secondary battery electrode - Google Patents

Secondary battery electrode

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JPH0439860A
JPH0439860A JP2144552A JP14455290A JPH0439860A JP H0439860 A JPH0439860 A JP H0439860A JP 2144552 A JP2144552 A JP 2144552A JP 14455290 A JP14455290 A JP 14455290A JP H0439860 A JPH0439860 A JP H0439860A
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JP
Japan
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active material
less
alloy
metal
carbonaceous material
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JP2144552A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsutaka Miyabayashi
宮林 光孝
Manabu Hayashi
学 林
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a high capacity of electrode, excellent charge and discharge cycle property and flexibility by forming carrier composed of specific carboneous material, metal to form alloy with active material or alloy grains containing active material and fiber-like organic high polymer binder to carry alkaline metal as active material thereon. CONSTITUTION:Active material is carried on carrier composed of a mixture of carboneous material, metal possible to form alloy with active material or alloy containing active material and fiber-like organic high polymer. That is, the carrier composed of the carboneous material, satisfied by the ratio of hydrogen atoms to carbon atoms being less than 0.15, face-to-face spaces being 3.37Angstrom or wider by a x-ray wide-angle diffracting method and the sizes of crystallites in a (c)-axial direction being 220Angstrom or smaller, metal to form alloy with active material or alloy grains containing active material, and fiber-like organic high polymer binder, is formed to carry alkaline metal as active material thereon. It is thus possible to obtain a flexible electrode for a secondary battery with a high capacity and excellent charge and discharge cycle property.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、高容量で充放電特性が優れた二次電池用電極
に関する。さらに詳しくは、渦巻き状電極にして円筒形
二次電池を構成したり、薄形のシート状電極としてシー
ト形二次電池を構成することのできる可撓性を有するア
ルカリ金属二次電極に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an electrode for a secondary battery that has a high capacity and excellent charge/discharge characteristics. More specifically, the present invention relates to a flexible alkali metal secondary electrode that can be used as a spiral electrode to configure a cylindrical secondary battery or as a thin sheet-shaped electrode to configure a sheet-type secondary battery.

(従来の技術) ノチウムニ次電池電極として、ポリアセチレンなどの導
電性高分子を用いることが提案されていいるが、導電性
高分子はLiイオンのドープ量、すなわち電極容量及び
安定な充放電特性に欠ける。
(Prior art) It has been proposed to use conductive polymers such as polyacetylene as electrodes for notium secondary batteries, but conductive polymers lack the amount of Li ion doping, that is, electrode capacity and stable charge/discharge characteristics. .

また、リチウム金属をリチウム二次電池の負極電極に用
いることも試みられているが、この場合には充放電サイ
クル特性が極めて悪いものになる。
Furthermore, attempts have been made to use lithium metal in the negative electrode of lithium secondary batteries, but in this case the charge/discharge cycle characteristics become extremely poor.

すなわち、電池の放電時に負極体からリチウムがLiイ
オンとなって電解液中に移動し、充電時にはこのLiイ
オンが金属リチウムとなって再び負極体に電析するが、
この充放電サイクルを反復させると、それに伴って電析
する金属リチウムはデンドライト状となる。このデンド
ライト状の金属リチウムは極めて活性な物質であるため
、電解液を分解せしめ、その結果、電池の充放電サイク
ル特性が劣化するという不都合が生じる。さらにこれが
成長していくと、最後には、このデンドライト状の金属
リチウム電析物がセパレーターを貫通して正極体に達し
、短絡現象を起すという問題を生ずる。別画すれば、充
放電サイクル寿命が短いという問題が生ずるのである。
That is, when the battery is discharged, lithium from the negative electrode body becomes Li ions and moves into the electrolyte solution, and during charging, these Li ions become metallic lithium and are deposited on the negative electrode body again.
When this charge/discharge cycle is repeated, the metal lithium deposited along with it becomes dendrite-like. Since this dendrite-like metallic lithium is an extremely active substance, it causes the electrolyte to decompose, resulting in a disadvantage that the charge/discharge cycle characteristics of the battery deteriorate. If this continues to grow, the dendrite-like metal lithium deposits will eventually penetrate the separator and reach the positive electrode body, causing a problem of short-circuiting. In other words, the problem arises that the charge/discharge cycle life is short.

このような問題を回避するために、負極電極として有機
化合物を焼成した炭素質物を担持体とし、これにアルカ
リ金属、主としてリチウムを活物質として担持せしめて
構成することが試みられている。このような負極電極を
用いることにより、負極電極の充放電サイクル特性は飛
躍的に改良されるが、しかし一方で、この炭素質物を担
持体とした負極電極成形体は可撓性に乏しく、シート状
ないし渦巻状の電極としては満足できるものが得られな
かった。
In order to avoid such problems, attempts have been made to construct a negative electrode by using a carbonaceous material obtained by baking an organic compound as a carrier, and supporting an alkali metal, mainly lithium, as an active material on this carrier. By using such a negative electrode, the charge/discharge cycle characteristics of the negative electrode are dramatically improved. However, on the other hand, the negative electrode molded body using this carbonaceous material as a carrier has poor flexibility and is not easily formed into a sheet. A satisfactory shape or spiral electrode could not be obtained.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、かかる技術的背景の下に、電極容量が太き(
、充放電サイクル特性が優れ、かつ可撓性を有する二次
電池用負極電極を提供することを目的とするものである
(Problems to be Solved by the Invention) Based on this technical background, the present invention has been developed based on the above technical background.
The object of the present invention is to provide a negative electrode for a secondary battery that has excellent charge/discharge cycle characteristics and flexibility.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明者らは上記の問題を解決すべく、負極電極に関し
て鋭意研究を重ねた結果、炭素質物、活物質と合金を形
成することが可能な金属ないし活物質を含む合金及び繊
維状の有機高分子との混合物からなる担持体に、活物質
を担持させてなる電極の構成とすると、上述の目的の達
成のために極めて有効であることを見出し、本発明に到
達した。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present inventors have conducted extensive research on negative electrodes, and have found that it is possible to form an alloy with a carbonaceous material and an active material. An electrode structure in which an active material is supported on a support made of a mixture of a metal or an alloy containing an active material and a fibrous organic polymer is extremely effective for achieving the above-mentioned purpose. They discovered this and arrived at the present invention.

すなわち、本発明の電極は、 (1)次の特性 (イ)水素/炭素の原子比が0.15未満、及び (ロ)X線広角回折法による(002)面の面間隔(d
002)が3.37Å以上及びC軸方向の結晶子の大き
さ(Lc)が220Å以下 を満たす炭素質物、 (2)活物質と合金を形成しうる金属又は活物質を含む
合金の粒子、及び (3)繊維状の有機高分子バインダ からなる担持体を形成し、これにアルカリ金属を活物質
として担持させたことを特徴とする。
That is, the electrode of the present invention has the following characteristics: (a) the hydrogen/carbon atomic ratio is less than 0.15, and (b) the interplanar spacing (d) of the (002) plane measured by X-ray wide-angle diffraction
002) is 3.37 Å or more and the crystallite size (Lc) in the C-axis direction is 220 Å or less, (2) particles of a metal or alloy containing an active material that can form an alloy with an active material, and (3) A carrier made of a fibrous organic polymer binder is formed, and an alkali metal is supported as an active material on this carrier.

本発明の二次電池電極は、上記の構成をとる負極電極に
特徴があり、他の要素は従来の二次電池電極と同じよう
に構成することができる。
The secondary battery electrode of the present invention is characterized by a negative electrode having the above-described configuration, and other elements can be configured in the same manner as conventional secondary battery electrodes.

本発明にかかる負極電極において、活物質はアルカリ金
属、好ましくはリチウムである。この活物質は、電池の
充放電に伴って、例えばリチウムの場合、Liイオンと
金属リチウムを反復する。
In the negative electrode according to the present invention, the active material is an alkali metal, preferably lithium. For example, in the case of lithium, this active material repeatedly changes into Li ions and metallic lithium as the battery is charged and discharged.

本発明において、電極体を構成する活物質の担持体に用
いる炭素質物は、 (イ)水素/炭素の原子比(H/C)が0.15未満;
かつ、 (ロ)X線広角回折法による(002)面の面間隔(d
ooz)が3.37Å以上及びC軸方向の結晶子の大き
さ(Lc)が220Å以下。
In the present invention, the carbonaceous material used as a support for the active material constituting the electrode body has (a) a hydrogen/carbon atomic ratio (H/C) of less than 0.15;
and (b) the spacing (d) of the (002) plane by X-ray wide-angle diffraction method
ooz) is 3.37 Å or more, and the crystallite size (Lc) in the C-axis direction is 220 Å or less.

の特性を有する。この炭素質物には、他の原子、例えば
窒素、酸素、ハロゲン等の原子が好ましくは7モル%以
下、さらに好ましくは4モル%以下、特に好ましくは2
モル%以下の割合で存在していても良い。
It has the characteristics of The carbonaceous material preferably contains other atoms such as nitrogen, oxygen, halogen, etc. in an amount of 7 mol% or less, more preferably 4 mol% or less, particularly preferably 2 mol% or less.
It may be present in a proportion of less than mol%.

H/Cは好ましくは0.10未満、さらに好ましくは0
.07未満、特に好ましくは005未満である。
H/C is preferably less than 0.10, more preferably 0
.. It is less than 07, particularly preferably less than 005.

(002)面の面間隔(d、。2)は好ましくは3.3
8Å以上、より好ましくは3.39〜3.75人、さら
に好ましくは3.41〜3.70人、特に好ましくは3
.45〜3.70人である。
The spacing (d, .2) of the (002) plane is preferably 3.3
8 Å or more, more preferably 3.39 to 3.75 people, even more preferably 3.41 to 3.70 people, particularly preferably 3
.. 45 to 3.70 people.

C軸方向の結晶子の大きさLcは好ましくは180Å以
下、より好ましくは5〜150人、さらに好ましくは1
0〜80人、特に好ましくは12〜70人である。
The crystallite size Lc in the C-axis direction is preferably 180 Å or less, more preferably 5 to 150, and even more preferably 1
0 to 80 people, particularly preferably 12 to 70 people.

これらのパラメータ、すなわちH/C,d、。2および
Lcのいずれかが上記範囲から逸脱している場合は、電
極体における充放電時の過電圧が大きくなり、その結果
、電極体からガスが発生して電池の安全性が著しく損わ
れるばかりでなく、充放電サイクル特性も低下する。
These parameters, namely H/C,d,. If either 2 or Lc deviates from the above range, the overvoltage at the electrode body during charging and discharging will increase, and as a result, gas will be generated from the electrode body, significantly impairing the safety of the battery. In addition, the charge/discharge cycle characteristics also deteriorate.

さらに、本発明にかかる電極体の担持体に用いる炭素質
物は、次に述べる特性を有することが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the carbonaceous material used for the carrier of the electrode body according to the present invention has the following characteristics.

すなわち、波長5145人のアルゴンイオンレーザ光を
用いたラマンスペクトル分析において、下記式: で定義されるG値が2.5未満であることが好ましく、
さらに好ましくは2.0未満であり、特に好ましくは0
.2以上1.2未満である。
That is, in Raman spectrum analysis using argon ion laser light with a wavelength of 5145, the G value defined by the following formula is preferably less than 2.5,
More preferably less than 2.0, particularly preferably 0
.. 2 or more and less than 1.2.

ここで、G値とは、上述の炭素質物に対し波長5145
人のアルゴンイオンレーザ光を用いてラマンスペクトル
分析を行なった際にチャートに記録されているスペクト
ル強度曲線において、波数1580±100cm−’の
範囲内のスペクトル強度の積分値(面積強度)を波数1
360±100co+−’の範囲内の面積強度で除した
値を指し、その炭素質物の黒鉛化度の尺度に相当するも
のである。
Here, the G value is the wavelength of 5145 for the carbonaceous material mentioned above.
In the spectrum intensity curve recorded on the chart when Raman spectrum analysis was performed using human argon ion laser light, the integral value (area intensity) of the spectrum intensity within the range of wave number 1580 ± 100 cm-' is calculated as wave number 1
It refers to the value divided by the area intensity within the range of 360±100 co+-', and corresponds to a measure of the degree of graphitization of the carbonaceous material.

すなわち、この炭素質物は結晶質部分と非結晶質部分を
有していて、G値はこの炭素質組織における結晶質部分
の割合を示すパラメータであるといえる。
That is, this carbonaceous material has a crystalline portion and an amorphous portion, and the G value can be said to be a parameter indicating the ratio of the crystalline portion in this carbonaceous structure.

さらに、本発明にかかる電極体の担持体に用いる炭素質
物にあっては次の条件を満足していることが望ましい、
すなわち、X線広角回折分析における(110)の面間
隔dll。の2倍の距離a。
Furthermore, it is desirable that the carbonaceous material used for the carrier of the electrode body according to the present invention satisfies the following conditions:
That is, the (110) lattice spacing dll in X-ray wide-angle diffraction analysis. twice the distance a.

(2dl、。)が2.38人〜2.47人、さらに好ま
しくは2.39人〜2.46人、a軸方向の結晶子の大
きさLaが好ましくは10Å以上、さらに好ましくは1
5人〜150人、特に好ましくは19人〜70人である
(2dl,.) is 2.38 to 2.47 people, more preferably 2.39 to 2.46 people, and the crystallite size La in the a-axis direction is preferably 10 Å or more, more preferably 1
5 to 150 people, particularly preferably 19 to 70 people.

さらに、この炭素質物は、粒状、繊維状等の任意の形態
をとりつるが、粒状、繊維状の形態が好ましい。
Furthermore, this carbonaceous material can take any form such as granular or fibrous, but granular or fibrous forms are preferable.

粒状としては、好ましくは体積平均粒径が300P以下
、より好ましくは0.2P以上200P以下、さらに好
ましくは0.5P以上150P以下、とくに好ましくは
2P以上100P以下、最も好ましくは5P以上60F
以下の粒子である。
The granules preferably have a volume average particle size of 300P or less, more preferably 0.2P or more and 200P or less, even more preferably 0.5P or more and 150P or less, particularly preferably 2P or more and 100P or less, and most preferably 5P or more and 60F.
The particles are as follows.

さらに、この炭素質物は内部に細孔を有し、その全細孔
容積が1.5X10−”−/g以上であることが好まし
い、より好ましくは全細孔容積が2 、 Ox 10−
”wl/g以上、さらに好ましくは3.0XIO−”d
/g以上8×10弓−7g以下、とくに好ましくは4.
0XIO−”m!’/g以上3 x lO−”d/g以
下である。
Furthermore, this carbonaceous material has pores inside, and the total pore volume is preferably 1.5X10-"-/g or more, more preferably the total pore volume is 2.0x10-"-/g or more.
"wl/g or more, more preferably 3.0XIO-"d
/g or more and 8 x 10 bows - 7g or less, particularly preferably 4.
0XIO-"m!'/g or more and 3 x 1O-"d/g or less.

全細孔容積及び後述の平均細孔半径は、定容法を用いて
、幾つかの平衡圧力下で試料への吸着ガス量(ないしは
脱離ガス量)を測定しながら試料に吸着しているガス量
を測定することにより求める。
The total pore volume and the average pore radius described below are determined by measuring the amount of gas adsorbed to the sample (or the amount of gas desorbed) under several equilibrium pressures using the constant volume method. Determined by measuring the amount of gas.

全細孔容積は、細孔が液体窒素により充填されていると
仮定して、相対圧力P/P0:0.995で吸着したガ
スの全量から求める。
The total pore volume is determined from the total amount of gas adsorbed at a relative pressure P/P0: 0.995, assuming that the pores are filled with liquid nitrogen.

P 、吸着ガスの蒸気圧(mmHg) Po 、冷却温度での吸着ガスの飽和蒸気圧(mmHg
) さらに吸着した窒素ガス量(V、、、)より下記(1)
式を用いて細孔中に充填されている液体窒素量fv+、
、lに換算することで、全細孔容積を求める。
P, vapor pressure of adsorbed gas (mmHg) Po, saturated vapor pressure of adsorbed gas at cooling temperature (mmHg)
) Furthermore, from the amount of nitrogen gas adsorbed (V,,,), the following (1)
Using the formula, the amount of liquid nitrogen filled in the pores fv+,
, l to determine the total pore volume.

p、  v、、、  vlll V1□=                 (1)T ここで、P、とTはそれぞれ大気圧力(kgf/cm2
)と温度(K)であり、v、aは吸着したガスの分子容
積(窒素では34 、7 cm”/mo11である。
p, v, , vllll V1□= (1)T Here, P and T are atmospheric pressure (kgf/cm2
) and temperature (K), and v and a are the molecular volumes of the adsorbed gas (34.7 cm''/mol for nitrogen).

また、本発明にかかる電極体の担持体に用いる炭素質物
は、内部に細孔を有し、その平均細孔半径(γ、)は8
〜100人であることが好ましい。より好ましくは10
〜80人、さらに好ましくは12〜60人、とくに好ま
しくは14〜40人である。
Further, the carbonaceous material used for the carrier of the electrode body according to the present invention has pores inside, and the average pore radius (γ,) is 8.
It is preferable that the number of participants is 100 to 100 people. More preferably 10
~80 people, more preferably 12-60 people, particularly preferably 14-40 people.

平均細孔半径(γ、)は、上述の(1)式より求めたV
1□、と、BET比表面積Sから、下記(2)式を用い
て計算することで求める。
The average pore radius (γ,) is V determined from equation (1) above.
1□, and the BET specific surface area S, by calculating using the following equation (2).

ここで細孔は円筒状であると仮定する。Here, it is assumed that the pore is cylindrical.

上述の炭素質物は、有機化合物を通常不活性ガス流下に
、300〜3000℃の温度で加熱・分解し、炭素化さ
せて得ることができる。
The above-mentioned carbonaceous material can be obtained by heating and decomposing an organic compound at a temperature of 300 to 3000° C. under a flow of an inert gas to carbonize it.

出発源となる有機化合物としては、例えばセルロース:
フェノール樹脂:ポリアクリロニトリル、ポリ(α−ハ
ロゲン化アクリロニトリル)などのアクリル系樹脂:ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリ塩化ビ
ニルなどのハロゲン化ビニル樹脂:ポリアミドイミド樹
脂;ポリアミド樹脂;ポリアセチレン、ポリ(p−フェ
ニレン)などの共役系樹脂のような任意の有機高分子化
合物:ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、ト
リフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ビセン
、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセンのような3員環
以上の単環炭化水素化合物が互いに2個以上縮合してな
る縮合環式炭化水素化合物:または上記化合物のカルボ
ン酸、カルボン酸無水物、カルボン酸イミドのような誘
導体:上記化合物の混合物を主成分とする各種のピッチ
;インドール、イソインドール、キノリン、イソキノリ
ン、キノキサリン、フタラジン、カルバゾール、アクリ
ジン、フェナジン、フェナントレンのような3員環以上
の複素単環化合物が互いに少なくとも2個以上結合する
か、または1個以上の3員環以上の単環炭化水素と結合
してなる縮合複素環化合物二上記各化合物のカルボン酸
、カルボン酸無水物、カルボン酸イミドのような誘導体
:さらにベンゼンもしくはそのカルボン酸、カルボン酸
無水物、カルボン酸イミドのような誘導体、例λば1.
2.4.5−テトラカルボン酸、その二無水物またはそ
のジイミドなどの誘導体を挙げることができる。
Examples of starting organic compounds include cellulose:
Phenol resins: Acrylic resins such as polyacrylonitrile and poly(α-halogenated acrylonitrile): Halogenated vinyl resins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and chlorinated polyvinyl chloride: Polyamide-imide resins; Polyamide resins; Polyacetylene, poly Any organic polymer compound such as a conjugated resin such as (p-phenylene): a monomer with three or more members such as naphthalene, phenanthrene, anthracene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene, bicene, perylene, pentaphene, and pentacene. Fused cyclic hydrocarbon compounds formed by condensing two or more ring hydrocarbon compounds with each other: Or derivatives of the above compounds such as carboxylic acids, carboxylic acid anhydrides, and carboxylic acid imides: Various types containing mixtures of the above compounds as main components pitch; at least two or more 3-membered or more heteromonocyclic compounds such as indole, isoindole, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phthalazine, carbazole, acridine, phenazine, and phenanthrene are bonded to each other, or one or more A fused heterocyclic compound formed by bonding with a monocyclic hydrocarbon having 3 or more members.2 Derivatives of the above compounds such as carboxylic acids, carboxylic acid anhydrides, and carboxylic acid imides; and benzene or its carboxylic acids and carboxylic acid anhydrides. , derivatives such as carboxylic acid imides, e.g.
Examples include derivatives such as 2.4.5-tetracarboxylic acid, its dianhydride or its diimide.

また、出発源としてカーボンブラック、コークス等の炭
素質物を用い、これをさらに加熱して炭素化を適当に進
めて、本発明にかがる電極体の担持体を構成する炭素質
物としてもよい。
Alternatively, a carbonaceous material such as carbon black or coke may be used as a starting source and further heated to appropriately advance carbonization to form the carbonaceous material constituting the carrier of the electrode body according to the present invention.

本発明の二次電池電極を構成する担持体は、上述の炭素
質物、活物質と合金を形成することが可能な金属ないし
該活物質を含む合金及び繊維状の有機高分子との混合物
からなる。
The carrier constituting the secondary battery electrode of the present invention is made of the above-mentioned carbonaceous material, a metal capable of forming an alloy with the active material, an alloy containing the active material, and a mixture with a fibrous organic polymer. .

活物質としては、アルカリ金属、好ましくはリチウムを
用いる。リチウムの合金を用いるが、リチウムをそれと
合金を形成することが可能な金属と併用するのがさらに
好ましい。
As the active material, an alkali metal, preferably lithium, is used. An alloy of lithium is used, more preferably lithium is used in combination with a metal with which it can be alloyed.

合金はリチウム合金に例をとれば、その組成(モル組成
)をL 1x M (ここでXは金属Mに対するモル比
である)で表わされる6Mとして用いられる金属として
は、例えばアルミニラA、(Aff)、鉛(Pb)、亜
鉛(Zn)、スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、インジ
ウム(In)、マグネシウム(Mg)、ガリウム(Ga
)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、ケイ素(Si)
、ホウ素(B)、金(Au)、白金(Pt)、パラジウ
ム(Pd)、アンチモン(Sb)等が挙げられ、好まし
くはAff、Pb、In、Bi及びCdであり、さらに
好ましくはAβ、Pb、Inであり、とくに好ましくは
Au2である。
Taking a lithium alloy as an example, the metal used as 6M whose composition (molar composition) is expressed as L 1x M (where X is the molar ratio to metal M) is, for example, alumina A, (Aff ), lead (Pb), zinc (Zn), tin (Sn), bismuth (Bi), indium (In), magnesium (Mg), gallium (Ga
), cadmium (Cd), silver (Ag), silicon (Si)
, boron (B), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), antimony (Sb), etc., preferably Aff, Pb, In, Bi and Cd, more preferably Aβ, Pb , In, and particularly preferably Au2.

合金中には上述の金属以外にさらに他の元素を50モル
%以下の範囲で含有していてもよい6Li、Mにおいて
、XはO< x≦9を満たすことが好ましく、より好ま
しくは0.1≦X≦5であり、さらに好ましくは0.5
≦X≦3であり、特に好ましくは0.7≦X≦2である
In 6Li and M, which may contain other elements in addition to the above-mentioned metals in an amount of 50 mol% or less, X preferably satisfies O<x≦9, more preferably 0. 1≦X≦5, more preferably 0.5
≦X≦3, particularly preferably 0.7≦X≦2.

活物質の合金(Li、M)として、1種または2種以上
の合金を用いることができる。
As the active material alloy (Li, M), one type or two or more types of alloys can be used.

活物質と合金可能な金属としては、上記の金KMの1種
または2種以上を用いることができる。
As the metal that can be alloyed with the active material, one or more of the above gold KM can be used.

活物質と合金可能な金属(M)ないし活物質の合金(L
ixM)は、粒子状ないし前述の炭素質物に付着した形
で存在する。
Metal (M) that can be alloyed with the active material or alloy of the active material (L
ixM) exists in the form of particles or attached to the above-mentioned carbonaceous material.

上述の炭素質物と、該活物質と合金を形成することが可
能な金属(M)ないし該活物質の合金(LixM)との
混合組成は、炭素質物100重量部に対し、活物質と合
金を形成することが可能な金属ないし活物質の合金を、
好ましくは70重量部以下、より好ましくは2重量部以
上60重量部以下、さらに好ましくは5重量部以上50
重量部以下、とくに好ましくは10重量部以上45重量
部以下、最も好ましくは15重量部以上40重量部以下
である。
The mixed composition of the above carbonaceous material and a metal (M) capable of forming an alloy with the active material or an alloy of the active material (LixM) is such that the active material and the alloy are mixed with 100 parts by weight of the carbonaceous material. An alloy of metals or active materials that can be formed,
Preferably 70 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or more and 60 parts by weight or less, even more preferably 5 parts by weight or more and 50 parts by weight or less.
It is preferably 10 parts by weight or more and 45 parts by weight or less, most preferably 15 parts by weight or more and 40 parts by weight or less.

このような金属の粒子は、体積平均粒径が0、27Ji
1以上200P以下が好ましく、より好ましくは0.3
P以上1507111以下、さらに好ましくは0.5F
m以上100F、とくに好ましくはlpI以上60F以
下である。
Such metal particles have a volume average particle size of 0.27Ji
1 or more and 200P or less, more preferably 0.3
P or more and 1507111 or less, more preferably 0.5F
m or more and 100F, particularly preferably lpI or more and 60F or less.

また、前述の炭素質物の粒子等の表面をコーティングし
た薄層としての形態で、活物質と合金を形成することが
可能な金ME (M)ないし活物質の合金(LixM)
が存在することも可能である。
In addition, gold ME (M) or an alloy of active materials (LixM), which can form an alloy with an active material in the form of a thin layer coated on the surface of the particles of the carbonaceous material mentioned above, is also available.
It is also possible that there exists.

あるいは、前述の炭素質物の粒子等の内部に包含される
形で、活物質と合金可能な金属(M)ないし活物質の合
金(LixM)が存在することも可能である。
Alternatively, it is also possible that a metal (M) or an alloy of the active material (LixM) that can be alloyed with the active material is included in the particles of the carbonaceous material mentioned above.

前述の炭素質物の粒子、あるいは繊維状の形態を有する
もの等と、粒子状の活物質と合金を形成することが可能
な金属(M)ないし活物質の合金(LixM)とは、機
械的に混合することができる。
A metal (M) or an alloy of an active material (LixM) that can form an alloy with a particulate active material and the aforementioned carbonaceous material particles or those having a fibrous form are mechanically Can be mixed.

また、前述の炭素質物の粒子や繊維の表面に、活物質と
合金可能な金属(M)ないし合金(LixM)を、薄層
としてコーティングする方法としては、蒸着法、メツキ
法、溶射法等がある。
In addition, methods for coating the surface of the particles or fibers of the carbonaceous material with a thin layer of metal (M) or alloy (LixM) that can be alloyed with the active material include vapor deposition, plating, and thermal spraying. be.

また、前述の炭素質物の粒子等の内部に活物質と合金可
能な金属CM)ないし活物質の合金(LixM)を包含
させる方法としては、炭素質物の粒子等の内部に、金属
(M)の有機金属化合物を含浸させて熱分解する方法、
金属(M)の粒子を核として有機化合物を熱分解、炭素
化する方法などが用いられる。
Furthermore, as a method for incorporating the metal (CM) or alloy (LixM) of the active material that can be alloyed with the active material into the particles of the carbonaceous material, etc., there is a method of incorporating the metal (M) into the particles of the carbonaceous material, etc. A method of impregnating and thermally decomposing an organometallic compound,
A method of thermally decomposing and carbonizing an organic compound using metal (M) particles as a nucleus is used.

前述の炭素質物、活物質、合金を形成することが可能な
金属(M)ないし該活物質を含む合金(Li、M)の混
合物を、繊維状の有機高分子が絡み合う形で結着させて
、担持体としての形を保持させる。
The above-mentioned carbonaceous material, active material, metal (M) capable of forming an alloy, or a mixture of the alloy (Li, M) containing the active material are bound together in a form in which fibrous organic polymers are entangled. , to maintain its shape as a carrier.

繊維状の有機高分子は、好ましくは平均直径が30F以
下、より好ましくは20F以下、さらに好ましくは15
F以下、最も好ましくは10P以下である。また繊維の
平均長さは、好ましくは100mm以下、より好ましく
は70闘以下、さらに好ましくは0.3mm以上50+
am以下、とくに好ましくは0.5關以上20mm以下
であり、最も好ましくは0.7−m以上5II11以下
である。
The fibrous organic polymer preferably has an average diameter of 30F or less, more preferably 20F or less, and even more preferably 15F or less.
F or less, most preferably 10P or less. The average length of the fibers is preferably 100 mm or less, more preferably 70 mm or less, and even more preferably 0.3 mm or more and 50 mm or less.
am or less, particularly preferably 0.5 mm or more and 20 mm or less, and most preferably 0.7 mm or more and 5II11 or less.

特に好ましい繊維状の有機高分子の形態としては、繊維
がIOF未満、さらには5P以下、とくに3P以下の平
均直径をした微細繊維(フィブリル)から成ったもので
ある。
A particularly preferred form of the fibrous organic polymer is one in which the fibers are composed of fine fibers (fibrils) with an average diameter of less than IOF, more preferably 5P or less, particularly 3P or less.

あるいは、有機高分子の繊維が、フィブリツー状(触手
状の超極細フィブリルをもつ粉状体)を形成したもので
あってもよい。
Alternatively, the organic polymer fibers may be in the form of fibrils (powder having tentacle-like ultrafine fibrils).

いずれにしても、有機高分子繊維の平均直径は、炭素質
物の粒子の平均粒径の好ましくは%以下、より好ましく
は2以下、さらに好ましくは% o o以上局以下、と
くに好ましくはz0以上%以下である。
In any case, the average diameter of the organic polymer fibers is preferably at most % of the average particle diameter of the carbonaceous material particles, more preferably at most 2, even more preferably at least % o o and at most 0, particularly preferably at least z0%. It is as follows.

また、炭素質物も繊維状である場合、有機高分子繊維の
平均繊維直径は炭素質物の繊維の平均直径の好ましくは
%以下、より好ましくはZ以下、さらに好ましくは〆。
Further, when the carbonaceous material is also fibrous, the average fiber diameter of the organic polymer fibers is preferably at most % of the average diameter of the fibers of the carbonaceous material, more preferably at most Z, and even more preferably at most.

。以上坏以下、とくに好ましくはZ0以上%以下である
. It is preferably between Z0 and Z0%, and Z0% and below.

このような細い繊維が絡み合って、前述の炭素質物と、
活物質と合金可能な金属CM)ないし活物質の合金(L
i、M)との混合物を結着させることができる。
These thin fibers intertwine and form the aforementioned carbonaceous material,
A metal (CM) that can be alloyed with the active material or an alloy of the active material (L
i, M) can be combined.

有機高分子繊維としては、フッ素原子を含まないものが
好ましい、フッ素原子は、活物質のアルカリ金属と反応
する可能性があるので好ましくない。
The organic polymer fiber is preferably one that does not contain fluorine atoms, but fluorine atoms are not preferred because they may react with the alkali metal of the active material.

本発明に用いる繊維状の有機高分子としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレンと炭素数3〜12のα
−オレフィンとの共重合体、エチレンと酢酸ビニルとの
共重合体、プロピレンとエチレンとの共重合体、プロピ
レンと炭素数4〜12のα−オレフィンとの共重合体、
ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリ
アミド等が挙げられる。
The fibrous organic polymers used in the present invention include polyethylene, polypropylene, ethylene and α having 3 to 12 carbon atoms.
- Copolymers with olefins, copolymers with ethylene and vinyl acetate, copolymers with propylene and ethylene, copolymers with propylene and α-olefins having 4 to 12 carbon atoms,
Examples include polyesters such as polyethylene terephthalate, polyamides, and the like.

有機高分子1m雑のIOF未満、さらに5戸以下、とく
に3F以下の極細繊維は、次のような方法で製造するこ
とができる。
Ultrafine fibers of organic polymers with an IOF of less than 1 m, furthermore, 5 or less, particularly 3F or less, can be produced by the following method.

(1)ソリューション・フラッシュ法 有機高分子溶液を、その溶媒の沸点以上で、高圧サイド
から低圧へ爆発的に噴出させて網状の極細繊維を得る方
法。
(1) Solution flash method A method of obtaining reticulated ultrafine fibers by explosively ejecting an organic polymer solution from a high pressure side to a low pressure at a temperature above the boiling point of the solvent.

(2)エマルジョンフラッシュ紡1 有機高分子の溶液の分散液を噴出させ、あるいは有機高
分子の熱軟化粒子の分散液を噴出させて極細繊維を得る
方法。
(2) Emulsion flash spinning 1 A method of obtaining ultrafine fibers by jetting out a dispersion of an organic polymer solution or jetting out a dispersion of heat-softened particles of an organic polymer.

(3)メルトブロー法 高速度の気体で、有機高分子の溶融物を吹きとばして極
細繊維を得る方法。
(3) Melt blowing method A method of obtaining ultrafine fibers by blowing away a melted organic polymer with high-velocity gas.

(4)乱流成形法 有機高分子の液を凝固させるとき剪断力の加わる乱流条
件下で行って極細繊維を得る方法。
(4) Turbulent flow forming method A method of obtaining ultrafine fibers by coagulating an organic polymer liquid under turbulent flow conditions in which shearing force is applied.

(5)高分子配列体繊維溶解法 繊維断面においてl成分(島)が他成分(海)中に高度
に分配され、繊維軸方向には均一に連続している高分子
配列体繊維から、海成分を溶解させて極細繊維をつくる
方法。
(5) Polymer array fiber dissolution method In the fiber cross section, the l component (island) is highly distributed among other components (sea), and from the polymer array fiber, which is uniformly continuous in the fiber axis direction, the sea A method of creating ultrafine fibers by dissolving ingredients.

また上述の炭素質物と該活物質と合金を形成することが
可能な金@(M)ないし該活物質の合金(LixM)と
の混合物と有機高分子繊維との配合比は、上述の炭素質
物と、該活物質と合金可能な金属(M)ないし該活物質
の合金(LixM)との混合物100重量部に対し、有
機高分子繊維を、好ましくは40重量部以下、より好ま
しくは0.1重量部以上30重量部以下、さらに好まし
くは042重量部以上20重量部以下、とくに好ましく
は0.3重量部以上10重量部以下、最も好ましくは0
.5重量部以上7重量部以下である。
Further, the blending ratio of the organic polymer fiber and the mixture of the above-mentioned carbonaceous material and gold @ (M) capable of forming an alloy with the active material or the alloy of the active material (LixM) is determined by the above-mentioned carbonaceous material. and a metal (M) that can be alloyed with the active material or an alloy of the active material (LixM), preferably 40 parts by weight or less, more preferably 0.1 parts by weight of the organic polymer fiber. Parts by weight or more and 30 parts by weight or less, more preferably 0.42 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, particularly preferably 0.3 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, most preferably 0.
.. It is 5 parts by weight or more and 7 parts by weight or less.

上述の炭素質物は、前述のように粒子状、繊維状等の任
意の形態をとりつるが、好ましくは粒子状である。この
炭素質物と、該活物質と合金可能な金属ないし該活物質
の合金との混合物と、有機高分子繊維を機械的に混合し
、ロール成形、圧縮成形等の加工法によりシート状電極
に成形することができる。
The above-mentioned carbonaceous material may take any form such as particulate or fibrous form as described above, but preferably particulate form. A mixture of this carbonaceous material, a metal that can be alloyed with the active material, or an alloy of the active material, and organic polymer fibers are mechanically mixed and formed into a sheet-like electrode by a processing method such as roll molding or compression molding. can do.

成形時にニッケルなどの金属製金網を集電体及び支持体
として、これに圧着する形でシート状電極に成形するこ
ともできる。
It is also possible to form a sheet-like electrode by using a metal gauze made of nickel or the like as a current collector and a support during forming, and press-bonding it to the gauze.

担持体に活物質を担持させる方法としては、化学的方法
、電気化学的方法、物理的方法などがあり、例えば、所
定濃度のアルカリ金属カチオン、好ましくはLiイオン
を含む電解液中に担持体を浸漬し、かつ対極にリチウム
を用いてこの担持体を陽極にして電解含浸する方法、担
持体の成形体を得る過程でアルカリ金属の粉末、好まし
くはリチウムまたはリチウム合金を混合する方法等を適
用することができる。
Methods for supporting the active material on the support include chemical methods, electrochemical methods, physical methods, etc. For example, the support may be placed in an electrolytic solution containing a predetermined concentration of alkali metal cations, preferably Li ions. A method of electrolytic impregnation using lithium as a counter electrode and using the support as an anode, a method of mixing an alkali metal powder, preferably lithium or a lithium alloy in the process of obtaining a molded support, etc. are applied. be able to.

あるいはアルカリ金属、好ましくはリチウム金属シート
を担持体の成形体に貼り合わせて電極とし、これを電池
に組み込んでがら充放電させて、アルカリ金属、好まし
くはリチウムを担持させることができる。
Alternatively, an alkali metal, preferably lithium metal sheet can be laminated to a molded body of a carrier to form an electrode, and this can be charged and discharged while being incorporated into a battery to support an alkali metal, preferably lithium.

このようにしてあらがじめ負極担持体に担持させたアル
カリ金属、好ましくはリチウムの量は、担持体1重量部
あたり、好ましくは0.030重量部以上0.250重
量部以下、より好ましくは0.060重量部以上。、2
0重量部以下、さらに好ましくは0.070重量部以上
0.15重量部以下、とくに好ましくは0.075重量
部以上0.12重量部以下、最も好ましくはo、oso
重量部以上0.100重量部以下である。
The amount of alkali metal, preferably lithium, previously supported on the negative electrode carrier in this way is preferably 0.030 parts by weight or more and 0.250 parts by weight or less, more preferably 0.030 parts by weight or more and 0.250 parts by weight or less, per 1 part by weight of the carrier 0.060 parts by weight or more. ,2
0 parts by weight or less, more preferably 0.070 parts by weight or more and 0.15 parts by weight or less, particularly preferably 0.075 parts by weight or more and 0.12 parts by weight or less, most preferably o, oso
It is not less than 0.100 parts by weight.

本発明の二次電池電極は、通常負極として用いられ、セ
パレーターを介して正極と対峙される。
The secondary battery electrode of the present invention is usually used as a negative electrode, and is opposed to a positive electrode with a separator interposed therebetween.

本発明の二次電池電極は、柔軟性と曲げ強度に優れてい
るため、シート形、角形、円筒形の各種電池の電極とし
て応用することができる。
Since the secondary battery electrode of the present invention has excellent flexibility and bending strength, it can be applied as an electrode for various sheet-shaped, prismatic, and cylindrical batteries.

たとえば第1図のように、正極体(1)と本発明の負極
体(2)をセパレーター(3)を介して対峙させた形で
渦巻状にまるめ、これを円筒形の缶に収納させて、円筒
形二次電池とすることができる。
For example, as shown in Fig. 1, a positive electrode body (1) and a negative electrode body (2) of the present invention are rolled into a spiral shape so as to face each other with a separator (3) interposed therebetween, and this is housed in a cylindrical can. , it can be a cylindrical secondary battery.

この正極体は、とくに限定されないが、例えば、Liイ
オン等のアルカリ金属カチオンを充放電反応に伴なって
放出もしくは獲得する金属カルコゲン化合物からなるこ
とが好ましい、そのような金属カルコゲン化合物として
はバナジウムの酸化物、バナジウムの硫化物、モリブデ
ンの酸化物、モリブデンの硫化物、マンガンの酸化物、
クロムの酸化物、チタンの酸化物、チタンの硫化物およ
びこれらの複合酸化物、複合硫化物等が挙げられる。好
ましくは、Crm Os 、Vo Os、v60.s、
■○、、Crx Os t MnOx、Ti0−1M 
OV * Os、T i S *、V m S s、M
OSl  、  Mo  Ss  、  VS*  、
  Cr o、xsVa、ysS3、Cro、s Vo
、s S z等である。また、LiCo Oz、Woe
等の酸化物、CuS、Feo、asVo、ysSx 、
Nao、+ Cr5t等の硫化物、N1PSs 、Fe
PSs等のリン、イオン化合物、V S e z、N 
b S e s等のセレン化合物などを用いることもで
きる。
This positive electrode body is not particularly limited, but is preferably made of a metal chalcogen compound that releases or acquires alkali metal cations such as Li ions during charging and discharging reactions. Examples of such metal chalcogen compounds include vanadium. oxide, vanadium sulfide, molybdenum oxide, molybdenum sulfide, manganese oxide,
Examples include chromium oxides, titanium oxides, titanium sulfides, and composite oxides and composite sulfides thereof. Preferably, Crm Os, Vo Os, v60. s,
■○,, Crx Os t MnOx, Ti0-1M
OV * Os, T i S *, V m S s, M
OSl, Mo Ss, VS*,
Cro, xsVa, ysS3, Cro, s Vo
, s S z, etc. Also, LiCo Oz, Woe
oxides such as CuS, Feo, asVo, ysSx,
Sulfides such as Nao, + Cr5t, N1PSs, Fe
Phosphorus such as PSs, ionic compounds, V S e z, N
Selenium compounds such as bSe s can also be used.

また、ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性ポリマ
ーを用いることができる。
Further, conductive polymers such as polyaniline and polypyrrole can be used.

電解液を保持するセパレータ(3)は、保液性に優れた
材料、例えば、ポリオレフィン系樹脂の不織布よりなる
。そして、このセパレータ(3)には、プロピレンカー
ボネート、1.3−ジオキソラン、1.2−ジメトキシ
エタン等の非プロトン性有機溶媒に、LiCβ04.L
iBF4、L i A S s、L i P F s等
の電解質を溶解せしめた所定温度の非水電解液が含浸さ
れている。
The separator (3) that holds the electrolyte is made of a material with excellent liquid retention properties, such as a nonwoven fabric made of polyolefin resin. This separator (3) is made of LiCβ04. L
It is impregnated with a non-aqueous electrolyte at a predetermined temperature in which an electrolyte such as iBF4, L i AS s, L i P F s or the like is dissolved.

また、Liイオン等のアルカリ金属イオンの誘電体であ
る固体電解質を正極体と負極体との間に介在させること
もできる。
Furthermore, a solid electrolyte that is a dielectric of alkali metal ions such as Li ions can be interposed between the positive electrode body and the negative electrode body.

(作用) このようにして構成された二次電池では、負極電極にお
いては充電時に担持体に活物質イオンが担持され、放電
時には担持体中の活物質イオンが放出されることによっ
て充放電の電極反応が進行する。
(Function) In the secondary battery configured in this way, active material ions are supported on the carrier during charging in the negative electrode, and active material ions in the carrier are released during discharging, so that the charge/discharge electrode is The reaction progresses.

一方、正極に右いては、金属カルコゲン化合物を用いた
場合、充電時に正極体に活物質イオンが放出され、放電
時に活物質イオンが担持されることで、充放電の電極反
応が進行する。
On the other hand, for the positive electrode, when a metal chalcogen compound is used, active material ions are released into the positive electrode body during charging, and the active material ions are supported during discharging, thereby progressing the electrode reaction during charging and discharging.

あるいは、正極にポリアニリンなどの導電性ポリマーを
用いた場合には、充電時に活物質イオンの対イオンが正
極体に担持され、放電時に活物質イオンの対イオンが正
極体から放出されることで電極反応が進行する。
Alternatively, when a conductive polymer such as polyaniline is used for the positive electrode, the counter ions of the active material ions are supported on the positive electrode body during charging, and the counter ions of the active material ions are released from the positive electrode body during discharging. The reaction progresses.

このような、正極体、負極体の電極反応の組み合わせで
電池としての充放電に伴なう電池反応が進行する。
A battery reaction accompanying charging and discharging of a battery proceeds by such a combination of electrode reactions of the positive electrode body and the negative electrode body.

(発明の効果) 本発明の二次電池電極は、前述の炭素質物の粒子、活物
質と合金を形成しうる金属又は活物質を含む合金の粒子
、及び繊維状の有機高分子バインダーよりなる担持体に
、アルカリ金属、好ましくはリチウムを担持させてなる
もので、可撓性のあるシート状電極の形に賦形でき、さ
らにこれを渦巻状にして円筒形二次電池へ適用すること
ができる。また薄形のシート状電池、また角形の電池の
電極として適用することができる。そこで高容量・高出
力で、かつ充放電サイクル特性が優れた二次電池を可能
とする電極を提供するものである。
(Effects of the Invention) The secondary battery electrode of the present invention has a support comprising particles of the carbonaceous material described above, particles of a metal capable of forming an alloy with the active material or an alloy containing the active material, and a fibrous organic polymer binder. It has an alkali metal, preferably lithium, supported on the body, and can be shaped into a flexible sheet electrode, which can then be spirally shaped and applied to a cylindrical secondary battery. . It can also be applied as an electrode for thin sheet batteries or square batteries. Therefore, the present invention provides an electrode that enables a secondary battery with high capacity, high output, and excellent charge/discharge cycle characteristics.

(実施例) 以下、本発明を実施例及び比較例によって説明する。な
お、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be explained by Examples and Comparative Examples. Note that the present invention is not limited to this example.

本発明において、元素分析およびX線広角回折の各測定
は下記方法により実施した。
In the present invention, elemental analysis and wide-angle X-ray diffraction measurements were carried out by the following methods.

[元素分析] サンプルを120℃で約15時間減圧乾燥し、その後ド
ライボックス内のホットプレート上で100℃において
1時間乾燥した。ついで、アルゴン雰囲気中でアルミニ
ウムカップにサンプリングし、燃焼により発生するCO
2ガスの重量から炭素含有量を、また、発生するH80
の重量から水素含有量を求める。なお、後述する本発明
の実施例では、パーキンエルマー240C型元素分析計
を使用して測定した。
[Elemental analysis] The sample was dried under reduced pressure at 120° C. for about 15 hours, and then dried at 100° C. for 1 hour on a hot plate in a dry box. The CO generated by combustion was then sampled in an aluminum cup in an argon atmosphere.
2 The carbon content from the weight of the gas, and also the generated H80
Determine the hydrogen content from the weight of. In the Examples of the present invention described later, measurements were made using a PerkinElmer 240C elemental analyzer.

「X線広角回折」 (1)(002)面の面間隔(d、。2)および(11
0)面の面間隔(a、、、) 炭素質材料が粉末の場合はそのまま、微小片状の場合に
はメノウ乳鉢で粉末化し、試料に対して約15重量%の
X線標準用高純度シリコン粉末を内部標準物質として加
え混合し、試料セルにつめ、グラファイトモノクロメー
タ−で単色化したCuKa線を線源とし、反射式デイフ
ラクトメーター法によって広角X線回折曲線を測定する
6曲線の補正には、いわゆるローレンツ、偏光因子、吸
収因子、原子散乱因子等に関する補正は行なわず、次の
簡便法を用いる。即ち(002)、及び(110)回折
に相当する曲線のベースラインを引き、ベースラインか
らの実質強度をプロットし直して(002)面及び(1
10)面の補正曲線を得る。この曲線のピーク高さの3
分の2の高さに引いた角度軸に平行な線が回折曲線と交
わる線分の中点を求め、中点の角度を内部標準で補正し
、これを回折角の2倍とし、CuKa線の波長λとから
次式のブラッグ式によってd002及びd1□。を求め
る。
"X-ray wide-angle diffraction" (1) Interplanar spacing (d, .2) of (002) plane and (11
0) Interplanar spacing (a,,,,) If the carbonaceous material is a powder, it is used as it is, or if it is in the form of minute pieces, it is powdered in an agate mortar, and the amount of high purity for X-ray standards is about 15% by weight based on the sample. Add and mix silicon powder as an internal standard substance, fill it in a sample cell, and measure the wide-angle X-ray diffraction curve using the reflection diffractometer method using CuKa rays made monochromatic with a graphite monochromator as a radiation source. Correction of 6 curves. In this case, the following simple method is used without making corrections for so-called Lorentz factors, polarization factors, absorption factors, atomic scattering factors, etc. That is, by drawing the baselines of the curves corresponding to (002) and (110) diffraction, and plotting the real intensity from the baseline again, the (002) and (110) planes are
10) Obtain a correction curve for the surface. 3 of the peak height of this curve
Find the midpoint of the line segment where a line parallel to the angular axis drawn at half the height intersects the diffraction curve, correct the angle of the midpoint using an internal standard, make this twice the diffraction angle, and use the CuKa line d002 and d1□ by the following Bragg equation from the wavelength λ. seek.

λ:1.5418人 θ、θ′:d0゜l dll。に相当する回折角(2)
c軸及びa軸方向に結晶子の大きさ=Lc : La 前項で得た補正回折曲線において、ピーク高さの半分の
位置におけるいわゆる半値幅βを用いてC軸およびa軸
方向の結晶子の大きさを次式より求める。
λ: 1.5418 people θ, θ': d0゜l dll. Diffraction angle (2) corresponding to
Size of crystallites in c-axis and a-axis directions = Lc: La In the corrected diffraction curve obtained in the previous section, the size of crystallites in c-axis and a-axis directions is Find the size using the following formula.

K ・ λ β ・ COSθ β ・ cosθ′ 形状因子Kについては種々議論もあるが、K=090を
用いた。え、θ及びθ′については前項と同じ意味であ
る。
K · λ β · COSθ β · cosθ' There are various discussions regarding the shape factor K, but K=090 was used. Well, θ and θ' have the same meaning as in the previous section.

実施例1 (1)炭素質物の合成 結晶セルロースの顆粒物(平均半径1mm程度)を電気
加熱炉にセットし、窒素ガス流下250℃/時間の昇温
速度で1000℃まで昇温し、さらに1000℃に1時
間保持した。
Example 1 (1) Synthesis of carbonaceous material Crystalline cellulose granules (average radius of about 1 mm) were set in an electric heating furnace, heated to 1000°C at a rate of 250°C/hour under nitrogen gas flow, and further heated to 1000°C. It was held for 1 hour.

その後、放冷し、得られた炭素質物の粒子を別の電気炉
にセットし、窒素ガス流下、1000℃/時間の昇温速
度で1800℃まで昇温し、更に1800℃に1時間保
持した。
Thereafter, the obtained carbonaceous material particles were set in another electric furnace and heated to 1800°C at a heating rate of 1000°C/hour under nitrogen gas flow, and further maintained at 1800°C for 1 hour. .

かくして得られた炭素質物を500−のメノウ製容器に
入れ、直径30mmのメノウ製ボール2個、直系25m
mのメノウ製ボール6個及び直径20mmのメノウ製ボ
ール16個を入れて3分間粉砕した。
The carbonaceous material thus obtained was placed in a 500-mm agate container, and two agate balls with a diameter of 30 mm and a diameter of 25 m were placed.
6 agate balls with a diameter of 20 mm and 16 agate balls with a diameter of 20 mm were added and crushed for 3 minutes.

得られた炭素質物は、元素分析、X線広角回折等の分析
及び粒度分布、比表面積等の測定の結果、以下の特性を
有していた。
The obtained carbonaceous material had the following characteristics as a result of elemental analysis, analysis such as X-ray wide-angle diffraction, and measurement of particle size distribution, specific surface area, etc.

水素/炭素(原子比)=0.04 do。a =3.59人、Lc=14人ao (2d’
+to )=2.41.La=25人体積平均粒径=4
0P 比表面積(BET)=8.2m”/g (2)炭素質物とアルミニウム粒子との混合物の調合 上述の炭素質物の粒子100重量部に対し、体積平均粒
径が15Fのアルミニウム粒子を30重量部添加し、機
械的に混合した。
Hydrogen/carbon (atomic ratio) = 0.04 do. a = 3.59 people, Lc = 14 people ao (2d'
+to )=2.41. La=25 people volume average particle size=4
0P Specific surface area (BET) = 8.2 m''/g (2) Preparation of mixture of carbonaceous material and aluminum particles 30 parts by weight of aluminum particles with a volume average particle diameter of 15F are added to 100 parts by weight of the above carbonaceous material particles. 1 part and mixed mechanically.

(3)シート状担持体の成形 0.03デニールのポリプロピレン繊維を10mmの長
さにカットした繊維を、上記の炭素質物とアルミニウム
粒子の混合物100重量部に対して10重量部添加し、
機械的に混合した。これをロールで圧延しながら100
メツシユのニッケル製金網に120℃の温度で圧着し、
厚み0.4■mのシート状担持体とした。
(3) Forming a sheet-like carrier Adding 10 parts by weight of 0.03 denier polypropylene fibers cut into 10 mm length to 100 parts by weight of the above mixture of carbonaceous material and aluminum particles,
Mixed mechanically. While rolling this with a roll,
Pressed onto mesh nickel wire mesh at a temperature of 120℃,
A sheet-like carrier with a thickness of 0.4 μm was prepared.

(4)上記担持体へのリチウムの相持 上述の担持体を一方の電極に、対極にリチウム金属を用
いて、1モル/I2のLiCl204のプロピレンカー
ボネート溶液中で電解処理して、活物質であるリチウム
を担持させて、負極体を製作した。電解処理条件は、浴
温20℃、電流密度0 、7 mA/ Cm”で負極体
に830 +aAh相当のリチウムが担持された。
(4) Addition of lithium to the above support The above support is electrolytically treated in a propylene carbonate solution of 1 mol/I2 LiCl204 using lithium metal as one electrode and a counter electrode to form an active material. A negative electrode body was manufactured by supporting lithium. The electrolytic treatment conditions were a bath temperature of 20°C, a current density of 0, and a current density of 7 mA/Cm'', and lithium equivalent to 830 + aAh was supported on the negative electrode body.

(5)正極体の製造 470℃で焼成したM n Ox粉末10gと粉末状の
ポリテトラフルオロエチレン1gとを混線し、得られた
混線物をロール成形して厚み0.4腸mのシートとした
(5) Manufacture of positive electrode body 10 g of MnOx powder calcined at 470°C and 1 g of powdered polytetrafluoroethylene were mixed, and the resulting mixed wire was roll-formed to form a sheet with a thickness of 0.4 mm. did.

(6)電池の組立 上述の炭素質物、アルミニウム粒子及び繊維状の有機高
分子の混合物からなる担持体にリチウムを担持させたシ
ート状電極に、ポリプロピレン製の不織布をセパレータ
ーとして介在させ、正極として上述のMnOsからなる
シート状電極を積層させ、これを渦巻き状に第1図のよ
うにまるめた形にして、ステンレス製の円筒缶に収納し
た。
(6) Battery assembly A sheet-like electrode in which lithium is supported on a carrier made of a mixture of carbonaceous material, aluminum particles, and fibrous organic polymer described above is interposed with a polypropylene nonwoven fabric as a separator, and as a positive electrode, a nonwoven fabric made of polypropylene is interposed as a separator. Sheet-like electrodes made of MnOs were stacked, formed into a spiral shape as shown in FIG. 1, and housed in a stainless steel cylindrical can.

セパレーターに、L i Cl2O4の1モル/ff−
プロピレンカーボネート溶液を含浸させ、電池セルをシ
ールして、第1図のような電池セルを組み立てた。
In the separator, 1 mol/ff- of Li Cl2O4
A battery cell as shown in FIG. 1 was assembled by impregnating a propylene carbonate solution and sealing the battery cell.

(7)電池の特性 このようにして製作した電池について、20mAの定電
流で、電池電圧が1.OVになるまで放電した。その後
、20mAの定電流で、電池電圧が3.3■になるまで
充電し、その後、上限が3.3V、下限1.8■の電位
規制で20mAの定電流で予備的な充放電を5サイクル
実施した。
(7) Characteristics of the battery Regarding the battery manufactured in this way, the battery voltage was 1.5 mA at a constant current of 20 mA. The battery was discharged until it reached OV. After that, charge the battery with a constant current of 20 mA until the battery voltage reaches 3.3 ■, and then perform preliminary charging and discharging with a constant current of 20 mA for 55 minutes with potential regulation of an upper limit of 3.3 V and a lower limit of 1.8 ■. The cycle was carried out.

ソノ後、25mA(7)定電流で3.3V−1,8Vの
間で充放電を繰り返し、サイクル評価を行なった。6サ
イクル目と60サイクル目の性能を第1表に示す。
After sowing, charging and discharging were repeated between 3.3 V and 1.8 V at a constant current of 25 mA (7) to perform cycle evaluation. Table 1 shows the performance at the 6th cycle and the 60th cycle.

比較例1 実施例1の負極電極の代わりにリチウム金属シートを用
いた以外は、すべて実施例1と同様にして電池を構成し
た。
Comparative Example 1 A battery was constructed in the same manner as in Example 1 except that a lithium metal sheet was used instead of the negative electrode in Example 1.

電池の特性を第1表に示す。The characteristics of the battery are shown in Table 1.

60サイクル目のクーロン効率が、比較例1において著
しく低下したのに対して、実施例1では6サイクル目に
比べて変化が認められなかった。
While the coulombic efficiency at the 60th cycle significantly decreased in Comparative Example 1, no change was observed in Example 1 compared to the 6th cycle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は実施例1の電池の構成を示す説明図である。 1・・・・正極体 2・・・・負極体 3・・・・セパレーク−(電解液を含む)手続補正書 平成 FIG. 1 is an explanatory diagram showing the structure of a battery of Example 1. 1...Positive electrode body 2...Negative electrode body 3. Separate lake (including electrolyte) procedural amendment Heisei

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(1)次の特性 (イ)水素/炭素の原子比が0.15未満、及び (ロ)X線広角回折法による(002)面の面間隔(d
_0_0_2)が3.37Å以上及びC軸方向の結晶子
の大きさ(Lc)が220Å 以下 を満たす炭素質物、 (2)活物質と合金を形成しうる金属又は活物質を含む
合金の粒子、及び (3)繊維状の有機高分子バインダー からなる担持体を形成し、これにアルカリ金属を活物質
として担持させたことを特徴とする二次電池電極。
[Claims] 1. (1) The following characteristics (a) the hydrogen/carbon atomic ratio is less than 0.15, and (b) the interplanar spacing (d) of the (002) plane measured by X-ray wide-angle diffraction
_0_0_2) is 3.37 Å or more and the crystallite size (Lc) in the C-axis direction is 220 Å or less; (2) particles of a metal that can form an alloy with an active material or an alloy containing an active material; (3) A secondary battery electrode characterized in that a carrier made of a fibrous organic polymer binder is formed and an alkali metal is supported as an active material on the carrier.
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