JPH0439863A - Secondary battery electrode - Google Patents

Secondary battery electrode

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JPH0439863A
JPH0439863A JP2144553A JP14455390A JPH0439863A JP H0439863 A JPH0439863 A JP H0439863A JP 2144553 A JP2144553 A JP 2144553A JP 14455390 A JP14455390 A JP 14455390A JP H0439863 A JPH0439863 A JP H0439863A
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Japan
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active material
less
metal
electrode
alloy
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JP2144553A
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Japanese (ja)
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Mitsutaka Miyabayashi
宮林 光孝
Manabu Hayashi
学 林
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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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 specific carboneous material and carrier to carry alkaline metal as active material thereon. CONSTITUTION:Carrier composed of 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 organic polymeric fiber of which the clad has a lower melting or softening point than the core 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) リチウム二次電池電極として、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 lithium secondary batteries, but conductive polymers are dependent on the amount of Li ion doping, that is, the electrode capacity and stable charge/discharge characteristics. Missing.

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、シート秋
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 fall 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、電極容量が大きく
、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) Against this technical background, the present invention aims to provide a negative electrode for a secondary battery that has a large electrode capacity, excellent charge/discharge cycle characteristics, and flexibility. This is the purpose.

[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芯
部(コア)と鞘部(クラッド)の多層構造を有する繊維
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 having a multilayer structure of a core and a cladding. Accordingly, the present invention was found to be extremely effective for achieving the above-mentioned object, and the present invention was achieved.

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
、。2)が337Å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つる金属又は活物質を含む
合金の粒子、及び (3)芯部と鞘部の多層構造を有し、鞘部の融点ないし
軟化点が芯部より低い有機高分子繊維からなる担持体を
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
,. 2) a carbonaceous material satisfying 337 Å or more and a crystallite size (Lc) in the C-axis direction of 220 Å or less, (2) a particle of a vine metal forming an alloy with an active material or an alloy containing an active material, and (3) ) A carrier made of organic polymer fibers having a multilayer structure of a core and a sheath, with the sheath having a lower melting point or softening point than the core, is formed, and an alkali metal is supported as an active material on this support. Features.

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
o。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; 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。
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
o. 2) is 3.37 Å or more and the crystallite size (Lc) in the C-axis direction is 220 Å or less; 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010未満、さらに好ましくは00
7未満、特に好ましくは0.05未満である。
H/C is preferably less than 010, more preferably 00
It is less than 7, particularly preferably less than 0.05.

(002)面の面間隔(do。2)は好ましくは3.3
8Å以上、より好ましくは339〜3.75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。C軸方向の結晶子の大きさL
cは好ましくは180Å以下、より好ましくは5〜15
0人、さらに好ましくは10〜80人、特に好ましくは
12〜70人である。
The interplanar spacing (do. 2) of the (002) plane is preferably 3.3
8 Å or more, more preferably 339 to 3.75 people, even more preferably 3.41 to 3.70 people, particularly preferably 3.
45 to 3.70 people. Crystallite size L in the C-axis direction
c is preferably 180 Å or less, more preferably 5 to 15
0 person, more preferably 10 to 80 people, particularly preferably 12 to 70 people.

これらのパラメータ、すなわちH/C,do。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, do. 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±100cm−’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 cm-', 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dzoの2倍の距iiI 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 distance iiia is twice the interplanar spacing dzo of (110) in X-ray wide-angle diffraction analysis.

(2d、。)が2.38人〜2.47人、さらに好まし
くは2.39人〜2.46人;C軸方向の結晶子の大き
さLaが好ましくは1oÅ以上、さらに好ましくは15
人〜150人、特に好ましくは19人〜70人である。
(2d, .) is 2.38 to 2.47 people, more preferably 2.39 to 2.46 people; the crystallite size La in the C-axis direction is preferably 1oA or more, more preferably 15
The range is from 150 people to 150 people, particularly preferably from 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0.5F以上150j7’ll以下、とくに好
ましくは2P以上100胛以下、最も好ましくは5P以
上60P以下の粒子である。
As for the granules, the volume average particle size is preferably 300P or less, more preferably 0.2P or more and 200P or less, even more preferably 0.5F or more and 150J7'll or less, particularly preferably 2P or more and 100P or less, and most preferably 5P or more. The particles are 60P or less.

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 、5 x 10−”d/ 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、Qxlo
−”11d!/g以上、さらに好ましくは3、 OX 
10−”−/g以上8×1o弓−/g以下、とくに好ま
しくは4.0xlO−”d/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 1.5 x 10-"d/g or more, more preferably the total pore volume is 2.Qxlo
-"11d!/g or more, more preferably 3, OX
10-"-/g or more and 8x1o-/g or less, particularly preferably 4.0xlO-"d/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/P、=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/P = 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(〜ヮ68)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fvzq
)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 (~ヮ68), the following (1)
The amount of liquid nitrogen filled in the pores fvzq using the formula
) to determine the total pore volume.

p、v、、、v、。p, v,,,v,.

VlIQ=                 (1)
T ここで、P、とTはそれぞれ大気圧力(kgf/cm”
)と温度(′K)であり、v6は吸着したガスの分子容
積(窒素では34 、7 cm”/mo1)である。
VlIQ= (1)
T Here, P and T are atmospheric pressure (kgf/cm”)
) and temperature ('K), and v6 is the molecular volume 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(γ2)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 (γ2) 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
liq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.
From liq and BET specific surface area S; it is determined by calculation 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・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:ボ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: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、例えば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。
The above-mentioned carbonaceous materials can be obtained by carbonizing organic compounds by heating and decomposing them at a temperature of 300 to 3000°C under a flow of inert gas. Examples of starting organic compounds include cellulose and phenol. Resin: Polyacrylonitrile, poly (α-halogenated acrylonitrile)
Acrylic resins such as; polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, chlorinated polyvinyl chloride and other halogenated vinyl resins; polyamideimide resins; polyamide resins; polyacetylene, poly(p-phenylene) and other conjugated resins; Organic polymer compounds: naphthalene, phenanthrene, anthracene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene, vicene, perylene, pentaphene,
A fused cyclic hydrocarbon compound formed by condensing two or more monocyclic hydrocarbon compounds with three or more members such as pentacene,
or derivatives of the above compounds such as carboxylic acids, carboxylic acid anhydrides, and carboxylic acid imides Various pitches based on mixtures of the above compounds; indole, isoindole, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phthalazine, carbazole, acridine, phenazine , a fused heterocyclic compound formed by at least two or more 3-membered or more-membered monocyclic compounds such as phenanthrene bonded to each other, or bonded to one or more 3- or more-membered monocyclic hydrocarbons: each of the above Derivatives of compounds such as carboxylic acids, carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid imides; and also benzene or its derivatives such as carboxylic acids, carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid imides, such as 1,2,4,5-tetracarboxylic acid. , its dianhydride, or its diimide and other derivatives.

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、本発明にかか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 substance such as carbon black or coke may be used as a starting source and further heated to appropriately advance carbonization to form the carbonaceous substance 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芯部と鞘部の多層構造を有する
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 includes the above-mentioned carbonaceous material, a metal capable of forming an alloy with the active material, an alloy containing the active material, and a fiber having a multilayer structure of a core and a sheath. It consists of a mixture of organic polymers.

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か、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. It is further preferred to use an alloy of lithium or to use lithium 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 i xM (ここでXは金ff1Mに対するモ
ル比である)で表わされる0Mとして用いられる金属と
しては、例えばアルミニウム(Aff)、鉛(pb)、
亜船(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(G
a)、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A尼、pb、In、Bi及びCdてあり、さらに
好ましくはAI2、Pb、Inであり、とくに好ましく
はAffである。
For example, in the case of a lithium alloy, the composition (molar composition) of the alloy is 0M expressed as L i xM (where X is the molar ratio to gold ff1M). Examples of metals used include aluminum (Aff), Lead (pb),
Zinc (Zn), tin (Sn), bismuth (Bi), indium (In), magnesium (Mg), gallium (G
a), cadmium (Cd), silver (Ag), silicon (Si
), boron (B), gold (Au), platinum (pt), palladium (Pd), antimony (sb), etc., preferably A, pb, In, Bi and Cd, more preferably AI2 , Pb, and In, and particularly preferably Aff.

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。
In addition to the above-mentioned metals, the alloy may further contain other elements in an amount of 50 mol% or less.

Li、Mにおいて、Xは0<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07≦
X≦2である。
In Li and M, X preferably satisfies 0<x≦9, more preferably 0.1≦X≦5, still more preferably 0.5≦X≦3, particularly preferably 07≦
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、上記の金属M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 metals M can be used.

活物質と合金可能な金属(M)ないし活物質を含む合金
(LixM)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。
The metal (M) that can be alloyed with the active material or the alloy containing the active material (LixM) exists in the form of particles or attached to the above-mentioned carbonaceous material.

上述の炭素質物と、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
形成が可能な金属ないし活物質の合金を、好ましくは7
0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-mentioned carbonaceous material and a metal (M) capable of forming an alloy with the active material or an alloy of the active material (LixM) is as follows: Possible alloys of metals or active materials, preferably 7
0 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,
Particularly 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0.2P以上
200P以下が好ましく、より好ましくは0.3F以上
150P以下、さらに好ましくは0.5P以上100P
、とくに好ましくは1P以上60F以下である。
The volume average particle diameter of such metal particles is preferably 0.2P or more and 200P or less, more preferably 0.3F or more and 150P or less, and even more preferably 0.5P or more and 100P or less.
, particularly preferably 1P 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。
Furthermore, it is also possible that a metal (M) or an alloy of the active material (LixM) that can form an alloy with the active material exists in the form of a thin layer coated on the surface of the aforementioned carbonaceous material particles. It is.

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、活物質と合金を形成することが可能な金属(M)
ないし活物質を含む合金(LixM)が存在することも
可能である。
Alternatively, a metal (M) that can form an alloy with the active material in a form that is included inside the particles of the carbonaceous material mentioned above.
It is also possible that alloys (LixM) containing active materials are present.

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)ないし活物質を含む合金(LixM)とは
、機械的に混合することができる。
An alloy containing a metal (M) or an active material (LixM) that can form an alloy with a particulate active material and the above-mentioned carbonaceous material particles or those having a fibrous form, etc. Can be mixed with.

また、このような金属を、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、溶射法等が用いられ
る。
Further, as a method for coating such a metal as a thin layer, a vapor deposition method, a plating method, a thermal spraying method, etc. are used.

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(M)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E
 (M)の有機金属化合物を含浸させて熱分解する方法
、金K (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 (M) that can be alloyed with the active material or the alloy of the active material (LixM) inside the particles of the carbonaceous material, gold E
A method of impregnating and thermally decomposing an organic metal compound of (M), thermally decomposing an organic compound using gold K (M) particles as a core,
A method such as carbonization is used.

本発明の二次電池電極を構成する担持体は、上述の炭素
質物と、活物質と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(LixM)との混合物を、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たものである。さらに、該有機高分
子繊維は、芯部と鞘部とからなる2層以上の構造を有し
、鞘部の最外層に、融点ないし軟化点の低い有機高分子
を用い、これを熱圧着することにより、上記担持体とし
ての形状保持をより強くかつ柔軟なものにすることがで
きる。
The carrier constituting the secondary battery electrode of the present invention is a mixture of the above-mentioned carbonaceous material and a metal (M) capable of forming an active material or an alloy (LixM) containing the active material. These organic polymers are bound together in an entangled manner to maintain their shape as a carrier. Furthermore, the organic polymer fiber has a two or more layer structure consisting of a core part and a sheath part, and an organic polymer with a low melting point or softening point is used for the outermost layer of the sheath part, and this is bonded by thermocompression. By doing so, the shape retention of the carrier can be made stronger and more flexible.

有機高分子の繊維は、少なくとも2つの有機高分子の成
分からなり、通常は2つの有機高分子からなっていて、
それぞれが芯部とそれをとりまく鞘部とを構成する0通
常は芯部と鞘部の2層構造を有するが、鞘部が2層以上
となった多層構造を有することもできる。
Organic polymeric fibers consist of at least two organic polymeric components, usually two organic polymeric components,
Each of them constitutes a core part and a sheath part surrounding it. Usually, it has a two-layer structure of a core part and a sheath part, but it can also have a multilayer structure in which the sheath part has two or more layers.

芯部に用いる繊維の成分である有機高分子は、その芯部
をとりまく鞘部の成分である有機高分子より高い融点な
いし軟化点を有する。
The organic polymer that is a component of the fiber used in the core has a higher melting point or softening point than the organic polymer that is a component of the sheath surrounding the core.

また鞘部が2層以上から構成されている場合は、最外層
の有機高分子は、最も融、当ないし軟化点の低いもので
構成される。
Further, when the sheath is composed of two or more layers, the organic polymer in the outermost layer is composed of one having the lowest melting point or softening point.

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、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、エチレ
ンと酢酸ビニルとの共重合体、ポリエチレンテレフタレ
ート等のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などが用い
られ、これらの有機高分子の中から、本発明に用いる繊
維の芯材と鞘材との組合せが選択される。
Organic polymers include polyethylene, polypropylene,
Copolymers of ethylene and α-olefins having 3 to 12 carbon atoms, copolymers of propylene and ethylene, copolymers of propylene and α-olefins having 4 to 12 carbon atoms, copolymers of ethylene and vinyl acetate Polymers, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyamide resins, etc. are used, and the combination of the fiber core material and sheath material used in the present invention is selected from these organic polymers.

なお繊維を構成する鞘部の最外層には、フッ素原子を含
む有機高分子は用いないのが好ましい。
Note that it is preferable that an organic polymer containing fluorine atoms not be used in the outermost layer of the sheath portion constituting the fiber.

有機高分子中のフッ素原子が、活物質であるアルカリ金
属と反応することがあるので、好ましくない。
This is not preferable because the fluorine atoms in the organic polymer may react with the alkali metal that is the active material.

有機高分子繊維は、平均直径が好ましくは30−以下、
より好ましくは2OF以下、さらに好ましくは15F以
下、最も好ましくはIOF以下である。また繊維の平均
長は、好ましくは100mm以下、より好ましくは70
mm以下、さらに好ましくは0.3mm以上50mm以
下、とくに好ましくは0.5mm以上20mm以下であ
り、最も好ましくは0.7mm以上5mm以下である。
The organic polymer fiber preferably has an average diameter of 30- or less,
It is more preferably 2OF or less, still more preferably 15F or less, and most preferably IOF or less. The average length of the fibers is preferably 100 mm or less, more preferably 70 mm or less.
mm or less, more preferably 0.3 mm or more and 50 mm or less, particularly preferably 0.5 mm or more and 20 mm or less, and most preferably 0.7 mm or more and 5 mm 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1011’l11未満、さらには5P以下、とくに3
P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 preferable form of the fibrous organic polymer is that the fibers are less than 1011'l11, more preferably 5P or less, especially 3
It consists of fine fibers (fibrils) with an average diameter of P or less.

あるいは、有機高分子の繊維が、フィブリッド状(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 a fibrid (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%以下、さらに好ましくは% OO以上局以下、とく
に好ましくはZ0以上号以下である。
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 %, even more preferably at least %OO and at most 0, particularly preferably at least Z0 and at most It is.

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Zo
。以上坏以下、とくに好ましくはz0以上%以下である
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 Zo.
. It is preferably z0 or more and z% or less, and particularly preferably z0% or more and z% or less.

また、有機高分子繊維の芯部と鞘部の割合は任意に設定
することができるが、好ましくは芯部の直径が繊維の直
径のZ0以以上0以下、より好ましくは%以上Z0以下
、さらに好ましくは局以上70以下である。
The ratio of the core and sheath of the organic polymer fiber can be set arbitrarily, but preferably the diameter of the core is between Z0 and 0 of the diameter of the fiber, more preferably between % and Z0, and Preferably, the number is at least 70 stations and at most 70 stations.

有機高分子繊維の量は、炭素質物および上述の金属粉の
合計100重量部に対して、好ましくは40重量部以下
、より好ましくはO,1重量部以上30重量部以下、さ
らに好ましくは0.2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。
The amount of the organic polymer fiber is preferably 40 parts by weight or less, more preferably 1 part by weight or more and 30 parts by weight or less, and even more preferably 0. The amount is 2 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, and most preferably 0.5 parts by weight or more and 7 parts by weight or less.

上述の炭素質物は、前述のごとく粒子状、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 particulate form is preferable. 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 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L1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の粉末を混合する方法
等を適用することができる。
During molding, a wire mesh made of metal such as nickel is used as a current collector and support, and it can be pressed onto the wire mesh to form a sheet-like electrode.Methods for supporting the active material on the support include chemical methods and electrochemical methods. For example, a carrier is immersed in an electrolytic solution containing a predetermined concentration of alkali metal cations, preferably L1 ions, and lithium is used as a counter electrode, and the carrier is used as an anode for electrolysis. A method of impregnation, a method of mixing an alkali metal powder, preferably a powder of lithium or a lithium alloy, in the process of obtaining a molded support body, etc. can be applied.

あるいはアルカリ金属、好ましくはリチウムのシートを
担持体の成形体に貼り合わせて電極とし、これを電池に
組み込んでから充放電させて、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, a sheet of an alkali metal, preferably lithium, is laminated to a molded support to form an electrode, which is incorporated into a battery and then charged and discharged to support the alkali metal, preferably lithium.

このようにしてあらか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0060重量部以上0.20
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012重量部以下、最も好ましくは0.080重量
部以上0.100重量部以下である。
The amount of the alkali metal, preferably lithium, supported on the negative electrode support in advance in this way is preferably 0.030 parts by weight or more and 0.250 parts by weight or less, more preferably 0.060 parts by weight, per 1 part by weight of the support. 0.20 or more
Part by weight or less, more preferably 0.070 part by weight or more
.. The amount is 15 parts by weight or less, particularly preferably 0.075 parts by weight or more and 0.12 parts by weight or less, and most preferably 0.080 parts by weight or more and 0.100 parts by weight or less.

本発明の二次電池電極は、通常負極として用いられ、セ
パレーク−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(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、Cr s Os 、 V冨0’s、VsO+
−1VOt 、CTa Os 、Mn0t、Tie、、
M OV x Os、T i S *、V −S s、
Mo Ss 、 Mo Ss 、 V Ss 、 Cr
 o、m5Va、yiS2、Cro、s V(1,I 
S を等である。また、LiCOO!、WOs等の酸化
物、(、uS、 F eo、xsVo、yiS* 、N
ao、+ CrS!等の硫化物、N i PSs 、F
ePSs等のリン、イオン化合物、V S e x、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 preferably made of a metal chalcogen compound that releases or acquires alkali metal cations such as Li ions during charging and discharging reactions, for example, but not limited to, 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, Cr s Os , V 0's, VsO+
-1VOt,CTaOs,Mn0t,Tie,,
M OV x Os, T i S *, V − S s,
Mo Ss, Mo Ss, V Ss, Cr
o, m5Va, yiS2, Cro, s V(1, I
S etc. Also, LiCOO! , oxides such as WOs, (, uS, F eo, xsVo, yiS*, N
ao, + CrS! Sulfides such as N i PSs, F
Phosphorus, ionic compounds such as ePSs, V S e x, 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、L i Cl2O4、L I 
B F 4、L i A s F a、L i P F
 s等の電解質を溶解させた所定温度の非水電解液が含
浸されている。
The separator that holds the electrolyte is made of materials with excellent liquid retention.
For example, it is made of a nonwoven fabric made of polyolefin resin. This separator contains propylene carbonate, 1
.. In an aprotic organic solvent such as 3-dioxolane or 1゜2-dimethoxyethane,
B F 4, L i A s F a, L i P F
It is impregnated with a non-aqueous electrolyte at a predetermined temperature in which an electrolyte such as s is dissolved.

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

(作用) このようにしで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 a secondary battery configured in this way, active material ions are supported on the carrier at the time of charging in the negative electrode, and active material ions in the carrier are released at the time of discharging, so that the charge/discharge electrode is The reaction progresses.

一方、正極においては、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, in 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 of 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
質と合金を形成しつる金属又は活物質を含む合金の粒子
、及び芯部と鞘部の多層構造を有し、鞘部の融点ないし
軟化点が芯部より低い有機高分子線からなる担持体に、
アルカリ金属、好ましくはリチウムを活物質として担持
させたことにより、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や角形の
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 the above-mentioned carbonaceous material particles, particles of a metal alloy forming an alloy with an active material or an alloy containing an active material, and a multilayer structure of a core part and a sheath part. However, on a carrier made of an organic polymer wire whose sheath part has a lower melting point or softening point than the core part,
By supporting an alkali metal, preferably lithium, as an active material, it can be shaped into a flexible sheet electrode, which can then be spirally 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
,ガスの重量から炭素含有量を、また、発生するH2O
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.
, the carbon content from the weight of the gas, and the generated H2O
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(dl、。) 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
。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(l 
l O)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do。2及びd、。を求め
る。
"X-ray wide-angle diffraction" (1) Interplanar spacing (d, .2) of (002) plane and (11
0) Interplanar spacing (dl, .) 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 high-purity silicon for X-ray standards is added at about 15% by weight based on the sample. The powder is added and mixed as an internal standard substance, packed into a sample cell, and a wide-angle X-ray diffraction curve is measured by a reflection diffractometer method using a CuKa ray made monochromatic with a graphite monochromator as a radiation source. To correct the curve, the following simple method is used without making corrections regarding so-called Lorentz, polarization factors, absorption factors, atomic scattering factors, etc. That is, by drawing the baseline of the curve corresponding to (002) and (110) diffraction, and replotting the real intensity from the baseline, the (002) plane and (l
l Obtain the correction curve for the O) surface. Find the midpoint of the line segment where a line parallel to the angular axis drawn at two-thirds of the peak height of this curve intersects with the diffraction curve, correct the angle at the midpoint using an internal standard, and calculate this. Do by the following Bragg equation from the wavelength λ of the CuKa line. 2 and d. seek.

λ+1.5418人 θ、θ : doox、dll。に相当する回折角(2
)c軸およびa軸方向に結晶子の大きさ=Lc ; L
a 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軸及び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: doox, dll. The diffraction angle corresponding to (2
) Crystallite size in c-axis and a-axis directions = Lc ; L
a In the corrected diffraction curve obtained in the previous section, the size of the crystallite in the C-axis and a-axis directions is determined from the following equation using the so-called half-width β at a position half the peak height.

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。工、θ及びθ′については前項と同じ意味であ
る。
β · cos θ Although there are various discussions regarding the shape factor K, K=090 was used. θ, and θ' have the same meanings 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l闘程度)を電気加
熱炉にセットし、窒素ガス流下250”C/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 Granules of crystalline cellulose (average radius of about 100 yen) 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. It was held at 1000°C 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のメノウ製ポール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, two agate poles with a diameter of 30 mm, and a diameter of 25 m.
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)=Q、04 do。、=3.59人、Lc=14人 aa(2dl+。)=2.41.La=25人体積平均
粒径=40P 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) = Q, 04 do. , = 3.59 people, Lc = 14 people aa (2dl+.) = 2.41. La = 25 people Volume average particle diameter = 40P Specific surface area (BET) = 8.2 m"/g (2) Preparation of mixture of carbonaceous material and aluminum particles Volume average particle size for 100 parts by weight of the above carbonaceous material particles 30 parts by weight of aluminum particles having a diameter of 15F were added and mixed mechanically.

(3)シート状担持体の成形 芯部が融点250℃のポリエステル、鞘部が融点110
℃のポリエチレンの2層構造を有する直径2デニール、
カット長5開の複合繊維を、上記の炭素質物とアルミニ
ウム粒子との混合物100重量部に対し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1
00メツシユのニッケル製金網に120℃の温度で圧着
し、厚み0.4mmのシート状担持体とした。
(3) The molded core of the sheet-like carrier is polyester with a melting point of 250°C, and the sheath part is a polyester with a melting point of 110°C.
Diameter 2 denier, with two layers of polyethylene in °C
10 parts by weight of composite fibers with a cut length of 5 were added to 100 parts by weight of the above mixture of carbonaceous material and aluminum particles, and mixed mechanically. While rolling this with a roll,
It was pressed onto a 0.00 mesh nickel wire gauze at a temperature of 120°C to form a sheet-like support with a thickness of 0.4 mm.

(4)上記担持体へのリチウムの担持 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L i CI204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 mAh相当のリチウムが担持された。
(4) Supporting lithium on the above-mentioned support Using the above-mentioned support as one electrode and lithium metal as the counter electrode, the active material is electrolytically treated in a propylene carbonate solution of 1 mol/I2 of Li CI204. 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 7 mA/cm'', and lithium equivalent to 830 mAh was supported on the negative electrode body.

(5)正極体の製造 470℃で焼成したMn0f粉末10g及び粉末状のポ
リテトラフルオロエチレンIgとを?l練し、得られた
混線物をロール成形して厚み0.4mmのシートとした
(5) Manufacture of positive electrode body 10g of Mn0f powder calcined at 470°C and powdered polytetrafluoroethylene Ig. The mixed wire material thus obtained was roll-formed into a sheet having a thickness of 0.4 mm.

(6)電池の組立 上述の炭素質物、アルミニウム粒子及び複合繊維との混
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M n Ox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、ステンレス類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 the above-mentioned carbonaceous material, aluminum particles, and composite fibers is interposed with a polypropylene nonwoven fabric as a separator, and the above-mentioned M n is used as the positive electrode. Sheet electrodes made of Ox were laminated, rolled into a spiral shape as shown in FIG. 1, and housed in a stainless steel cylindrical can.

セパレーターに、LiCJO4の1モル/β−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たてた。
The separator was impregnated with a 1 mol LiCJO4/β-propylene carbonate solution, the battery cell was sealed, and a battery cell as shown in FIG. 1 was assembled.

(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1.0■になるまで放電した。その後
、20mAの定電流で、電池電圧が3,3Vになるまで
充電し、その後、上限が3.3V、下限1.8Vの電位
蜆制で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 The battery thus produced was discharged at a constant current of 20 mA until the battery voltage reached 1.0 . Then, charge the battery with a constant current of 20 mA until the battery voltage reaches 3.3 V, and then perform preliminary charging and discharging for 5 cycles with a constant current of 20 mA and a potential control with an upper limit of 3.3 V and a lower limit of 1.8 V. carried out.

その後、25mAの定電流で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。
Thereafter, charging and discharging were repeated between 3.3 V and 1.8 V at a constant current of 25 mA, and cycle evaluation was performed. 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I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 I 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。 ■ ・・ ・正極体 2・・・・負極体 3・・・・セパレーター (電解液を含む) FIG. 1 is an explanatory diagram showing the structure of a battery of Example 1. ■... ・Positive electrode body 2...Negative electrode body 3...Separator (including electrolyte)

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)芯部と鞘部の多層構造を有し、鞘部の融点ないし
軟化点が芯部より低い有機高分子繊維からなる担持体を
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 carrier made of organic polymer fibers having a multilayer structure of a core and a sheath, the melting point or softening point of which is lower than that of the core, is formed, and an alkali metal is supported on this as an active material. A secondary battery electrode characterized by:
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