JPH05347155A - 炭素電極の製造方法 - Google Patents
炭素電極の製造方法Info
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- JPH05347155A JPH05347155A JP4156492A JP15649292A JPH05347155A JP H05347155 A JPH05347155 A JP H05347155A JP 4156492 A JP4156492 A JP 4156492A JP 15649292 A JP15649292 A JP 15649292A JP H05347155 A JPH05347155 A JP H05347155A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 固化可能な液状炭素含有化合物を含む液体
に、連続孔を有し電気伝導度が１×１０7Ｓ／m以上であ
る金属多孔体を浸漬し、該液状炭素含有化合物を固化さ
せて、炭素含有化合物を金属多孔体に担持することによ
り、炭素電極を製造する。 【効果】 金属多孔体に炭素質材料をより高密度に充填
でき、炭素電極の内部抵抗を減少させることができる。
に、連続孔を有し電気伝導度が１×１０7Ｓ／m以上であ
る金属多孔体を浸漬し、該液状炭素含有化合物を固化さ
せて、炭素含有化合物を金属多孔体に担持することによ
り、炭素電極を製造する。 【効果】 金属多孔体に炭素質材料をより高密度に充填
でき、炭素電極の内部抵抗を減少させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素電極の製造方法に
関するものであり、特に連続孔を有する金属基材に対し
て、高密度に樹脂炭素質材料を充填できるように改良さ
れた炭素電極の製造方法に関するものである。
関するものであり、特に連続孔を有する金属基材に対し
て、高密度に樹脂炭素質材料を充填できるように改良さ
れた炭素電極の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭素電極は、化学的に不活性であり、電
位窓を広くとることができる利点があることから、主と
して分析化学の分野で活発な研究がなされてきた。しか
し最近では、炭素質材料中の黒鉛結晶層間にイオンを可
逆的に挿入・脱離可能であることが明らかになったの
で、炭素電極を、アルカリ金属を電気担体に用いた二次
電池及び電気二重層キャパシタ用電極として用いること
が研究されている。
位窓を広くとることができる利点があることから、主と
して分析化学の分野で活発な研究がなされてきた。しか
し最近では、炭素質材料中の黒鉛結晶層間にイオンを可
逆的に挿入・脱離可能であることが明らかになったの
で、炭素電極を、アルカリ金属を電気担体に用いた二次
電池及び電気二重層キャパシタ用電極として用いること
が研究されている。
【０００３】例えば、高エネルギー密度電池としての期
待の大きいリチウム二次電池では、従来負極材料として
金属リチウムまたはリチウムアルミニウム合金などが使
用されてきたが、これらの電極を使用すると、電池の充
放電に伴って電極表面で析出溶解が繰り返され、電極表
面に針状の析出物が生成する。この析出物は電解液との
反応性が非常に大きく、溶媒やリチウムイオンの対イオ
ンと反応して電気担体としての機能を失う、すなわち不
働体化する可能性が大きくなる。また針状析出物によっ
て、負極と正極を隔てている隔膜が突き破られ、過大な
電流が流れて発火、破裂などの原因となったり、析出リ
チウムが電極表面から脱落して電気的コンタクトを失
い、電気容量低下の原因になるということが指摘されて
いる。
待の大きいリチウム二次電池では、従来負極材料として
金属リチウムまたはリチウムアルミニウム合金などが使
用されてきたが、これらの電極を使用すると、電池の充
放電に伴って電極表面で析出溶解が繰り返され、電極表
面に針状の析出物が生成する。この析出物は電解液との
反応性が非常に大きく、溶媒やリチウムイオンの対イオ
ンと反応して電気担体としての機能を失う、すなわち不
働体化する可能性が大きくなる。また針状析出物によっ
て、負極と正極を隔てている隔膜が突き破られ、過大な
電流が流れて発火、破裂などの原因となったり、析出リ
チウムが電極表面から脱落して電気的コンタクトを失
い、電気容量低下の原因になるということが指摘されて
いる。
【０００４】これらはリチウムを金属の状態で使用して
いるために起こる現象であり、リチウムをイオンの状態
のみで使用できれば解決できる。この手段として、リチ
ウムイオンを可逆的に吸蔵放出可能な炭素質材料が注目
され、活発な研究が進められてきている。
いるために起こる現象であり、リチウムをイオンの状態
のみで使用できれば解決できる。この手段として、リチ
ウムイオンを可逆的に吸蔵放出可能な炭素質材料が注目
され、活発な研究が進められてきている。
【０００５】負極として炭素電極を用いる場合、正電荷
を有するイオンが黒鉛層間に挿入されることによって炭
素電極間に電子が蓄積され、充電が行われる。放電では
その逆反応が起こる。この電極のメリットは、例えば電
気担体としてリチウムのような金属状態では反応性の高
い元素を使用する際、それらをイオンの状態で用いるこ
とができるので、安全性が非常に向上することである。
更に、電極表面からの脱落や、析出リチウムの副反応も
抑制されるため、長寿命で安定したサイクル特性が期待
できる。また炭素材料多孔体を電極に用いた電気二重層
キャパシタもすでに開発されている。これは電極表面へ
のリチウムイオンの吸脱着を利用したもので、大きな比
表面積と高い伝導性が要求される。
を有するイオンが黒鉛層間に挿入されることによって炭
素電極間に電子が蓄積され、充電が行われる。放電では
その逆反応が起こる。この電極のメリットは、例えば電
気担体としてリチウムのような金属状態では反応性の高
い元素を使用する際、それらをイオンの状態で用いるこ
とができるので、安全性が非常に向上することである。
更に、電極表面からの脱落や、析出リチウムの副反応も
抑制されるため、長寿命で安定したサイクル特性が期待
できる。また炭素材料多孔体を電極に用いた電気二重層
キャパシタもすでに開発されている。これは電極表面へ
のリチウムイオンの吸脱着を利用したもので、大きな比
表面積と高い伝導性が要求される。
【０００６】このような電極は、炭素粉末材料をアセチ
レンブラックなどの補助導電剤およびポリテトラフルオ
ロエチレンなどのバインダーとともにシート化する方法
や、金属基材上に化学気相蒸着（ＣＶＤ）する方法（例
えば特開昭６３−１３２８２号公報）、炭素繊維を用い
る方法（例えば特開昭６１−２１４４１７号公報）など
によって作製され、すでに一部では実用化されている。
特にフルフリルアルコールなどの高分子樹脂を焼成して
得た炭素材料は、容量密度の点で非常に優れている（例
えば、特開平２−６６８５６号公報）。
レンブラックなどの補助導電剤およびポリテトラフルオ
ロエチレンなどのバインダーとともにシート化する方法
や、金属基材上に化学気相蒸着（ＣＶＤ）する方法（例
えば特開昭６３−１３２８２号公報）、炭素繊維を用い
る方法（例えば特開昭６１−２１４４１７号公報）など
によって作製され、すでに一部では実用化されている。
特にフルフリルアルコールなどの高分子樹脂を焼成して
得た炭素材料は、容量密度の点で非常に優れている（例
えば、特開平２−６６８５６号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素質
材料の抵抗率は、金、銀、銅などと比べると数十から数
百倍にもなるため、電極として使用する場合、集電体か
ら近い部分と遠い部分とで流れる電流値が異なり、電極
の局部劣化、すなわち一部に集中して電流が流れ、その
部分の劣化が他の部分より速く進行する現象を招きやす
いと考えられる。
材料の抵抗率は、金、銀、銅などと比べると数十から数
百倍にもなるため、電極として使用する場合、集電体か
ら近い部分と遠い部分とで流れる電流値が異なり、電極
の局部劣化、すなわち一部に集中して電流が流れ、その
部分の劣化が他の部分より速く進行する現象を招きやす
いと考えられる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、炭素電極の
上記問題について検討した結果、連続孔を有する金属基
材に炭素質材料を担持した電極の製造方法を開発するこ
とによって、上記問題が解決できることを見出だし、本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨は、
固化可能な液状炭素含有化合物を含む液体に、連続孔を
有し電気伝導度が１×１０7Ｓ／m以上である多孔質金属
基材を浸漬し、該液状炭素含有化合物を固化させること
によって、炭素含有化合物を金属基材に担持することを
特徴とする、炭素電極の製造方法に存する。本発明の製
造方法では、必要に応じて、炭素質材料を金属基材に担
持した後、焼成することにより、さらに炭素含有化合物
の担持と加熱焼成を繰り返すことにより、素質材料中の
炭素元素含有率を向上させることが可能である。
上記問題について検討した結果、連続孔を有する金属基
材に炭素質材料を担持した電極の製造方法を開発するこ
とによって、上記問題が解決できることを見出だし、本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨は、
固化可能な液状炭素含有化合物を含む液体に、連続孔を
有し電気伝導度が１×１０7Ｓ／m以上である多孔質金属
基材を浸漬し、該液状炭素含有化合物を固化させること
によって、炭素含有化合物を金属基材に担持することを
特徴とする、炭素電極の製造方法に存する。本発明の製
造方法では、必要に応じて、炭素質材料を金属基材に担
持した後、焼成することにより、さらに炭素含有化合物
の担持と加熱焼成を繰り返すことにより、素質材料中の
炭素元素含有率を向上させることが可能である。
【０００９】加熱焼成を行った炭素材料の電気伝導度は
１０4〜１０6Ｓ／mのオーダーであると考えられるの
で、金属基材の電導度は１×１０7Ｓ／m以上であること
が望ましい。使用する貫通孔を有する金属基材として
は、パンチングメタルのような平板に規則的に孔を開け
たようなものも使用できるが、発泡金属のような、金属
基材内部に細孔構造を持ち、かつその孔径が２．３mm以
下の微細なものである多孔質金属がより好ましい。この
ような多孔質金属の代表例は、住友電気工業株式会社か
ら「セルメット」（登録商標）として販売されているも
のである。なお、ここに規定する孔径は、多孔質金属の
ある断面の単位長あたりの孔数を顕微鏡などを用いて計
測し、該単位長を孔数で割ったものと定義される。孔径
が２．３mmより大きくなると、体積、重量ともに増大す
るために、電池としてのエネルギー密度が低下し、好ま
しくない。また１つの炭素粒から集電体までの平均距離
が増大し、結果として電気抵抗が増大するので孔径が大
きなものは好ましくない。
１０4〜１０6Ｓ／mのオーダーであると考えられるの
で、金属基材の電導度は１×１０7Ｓ／m以上であること
が望ましい。使用する貫通孔を有する金属基材として
は、パンチングメタルのような平板に規則的に孔を開け
たようなものも使用できるが、発泡金属のような、金属
基材内部に細孔構造を持ち、かつその孔径が２．３mm以
下の微細なものである多孔質金属がより好ましい。この
ような多孔質金属の代表例は、住友電気工業株式会社か
ら「セルメット」（登録商標）として販売されているも
のである。なお、ここに規定する孔径は、多孔質金属の
ある断面の単位長あたりの孔数を顕微鏡などを用いて計
測し、該単位長を孔数で割ったものと定義される。孔径
が２．３mmより大きくなると、体積、重量ともに増大す
るために、電池としてのエネルギー密度が低下し、好ま
しくない。また１つの炭素粒から集電体までの平均距離
が増大し、結果として電気抵抗が増大するので孔径が大
きなものは好ましくない。
【００１０】多孔質金属の材質としては、ステンレスス
チール、チタン、チタンの合金、銅、銅の合金、白金、
白金の合金、ニッケル、ニッケルの合金、金、金の合
金、銀、銀の合金、アルミニウム、アルミニウムの合
金、鉄、鉄の合金、クロム、またはクロムの合金が好ま
しい。これらの金属材料は、担持する炭素材料のモノマ
ーの物理的、化学的性質、熱処理条件、作製後の用途に
応じて決定される。
チール、チタン、チタンの合金、銅、銅の合金、白金、
白金の合金、ニッケル、ニッケルの合金、金、金の合
金、銀、銀の合金、アルミニウム、アルミニウムの合
金、鉄、鉄の合金、クロム、またはクロムの合金が好ま
しい。これらの金属材料は、担持する炭素材料のモノマ
ーの物理的、化学的性質、熱処理条件、作製後の用途に
応じて決定される。
【００１１】固化可能な液状炭素含有化合物としては、
例えばフルフリルアルコールのような重合可能な不飽和
炭化水素化合物が挙げられる。また使用する液体中の炭
素原子含有率が高い方が、熱処理した際により充填率の
高い炭素電極を作製することができる。
例えばフルフリルアルコールのような重合可能な不飽和
炭化水素化合物が挙げられる。また使用する液体中の炭
素原子含有率が高い方が、熱処理した際により充填率の
高い炭素電極を作製することができる。
【００１２】また単位量の金属基材により多量の炭素質
材料を担持するためには、固化可能な炭素含有化合物を
含む液体に金属基材を浸漬、固化させて炭素質材料を金
属基材に担持する工程を、同一の金属基材に関して複数
回行うとよい。また、炭素元素の含有率の高い炭素電極
を作製するためには、金属基材の固化可能な液状炭素含
有化合物を含む液体への浸漬／固化／加熱処理による炭
化、炭化物の担持された電極の固化可能な液状炭素含有
化合物を含む液体への浸漬／固化／加熱処理、の工程を
繰り返すと良い。
材料を担持するためには、固化可能な炭素含有化合物を
含む液体に金属基材を浸漬、固化させて炭素質材料を金
属基材に担持する工程を、同一の金属基材に関して複数
回行うとよい。また、炭素元素の含有率の高い炭素電極
を作製するためには、金属基材の固化可能な液状炭素含
有化合物を含む液体への浸漬／固化／加熱処理による炭
化、炭化物の担持された電極の固化可能な液状炭素含有
化合物を含む液体への浸漬／固化／加熱処理、の工程を
繰り返すと良い。
【００１３】一方、表面ほど黒鉛化が進み、バルクほど
炭素以外の元素が多くなるよう電極構成物の組成を傾斜
させるためには、なるべく加熱せずに多くの炭素質材料
を浸漬し、その後で加熱処理を行えば、炭素層の表面の
みが高度に黒鉛化された炭素電極を作製することができ
る。また逆に、早い回の炭素質材料担持の時ほど、熱処
理時間を長くすることによって、電極内部ほど黒鉛化が
進んだ電極を作製することも可能である。また種類の異
なる液状炭素含有化合物を用意し、それを金属基材に順
次担持することによって、電極表面からバルクにかけて
組成、結晶性などを変化させることも可能である。
炭素以外の元素が多くなるよう電極構成物の組成を傾斜
させるためには、なるべく加熱せずに多くの炭素質材料
を浸漬し、その後で加熱処理を行えば、炭素層の表面の
みが高度に黒鉛化された炭素電極を作製することができ
る。また逆に、早い回の炭素質材料担持の時ほど、熱処
理時間を長くすることによって、電極内部ほど黒鉛化が
進んだ電極を作製することも可能である。また種類の異
なる液状炭素含有化合物を用意し、それを金属基材に順
次担持することによって、電極表面からバルクにかけて
組成、結晶性などを変化させることも可能である。
【００１４】
【作用】本発明の製造方法により製造された炭素電極
は、炭素質材料よりも電気伝導性の良好な貫通孔を有す
る金属基材の内部空間に炭素質材料を充填した構造を有
するので、炭素質材料全般に渡って均一に電流が分配さ
れ、局部劣化を抑制することができる。
は、炭素質材料よりも電気伝導性の良好な貫通孔を有す
る金属基材の内部空間に炭素質材料を充填した構造を有
するので、炭素質材料全般に渡って均一に電流が分配さ
れ、局部劣化を抑制することができる。
【００１５】
【実施例】以下、実施例を示して本発明をより具体的に
説明する。実施例１ 金属基材としてニッケル発泡金属（住友電気工業株式会
社製、「セルメット」、セル数２０個／インチ）を、ま
た固化可能な液状炭素含有化合物を含む液体としてフル
フリルアルコール樹脂（花王製、商品名：ライトナー３
４Ｂ）を使用した。ライトナー３４Ｂの樹脂に、硬化剤
（ライトナー３４Ｂ付属品）を樹脂の１重量％添加し、
その液にニッケル発泡金属を浸漬し、７０℃の恒温槽内
部にて１時間加熱し、固化を促進した。
説明する。実施例１ 金属基材としてニッケル発泡金属（住友電気工業株式会
社製、「セルメット」、セル数２０個／インチ）を、ま
た固化可能な液状炭素含有化合物を含む液体としてフル
フリルアルコール樹脂（花王製、商品名：ライトナー３
４Ｂ）を使用した。ライトナー３４Ｂの樹脂に、硬化剤
（ライトナー３４Ｂ付属品）を樹脂の１重量％添加し、
その液にニッケル発泡金属を浸漬し、７０℃の恒温槽内
部にて１時間加熱し、固化を促進した。
【００１６】その後、電気炉により窒素気流中、１１０
０℃で１時間熱処理を施して、樹脂の炭化を行い、厚さ
２．３mmの炭素電極を作製した。なお発泡金属１g当た
りに担持された炭化物は０．３１gであった。１１００
℃での熱処理前後の電極の炭素元素含有率（発泡ニッケ
ル金属含む全電極重量当たり）をマススペクトルを用い
て分析したところ、熱処理前の１９．２重量％から２
７．３重量％に炭素元素の含有率が向上した。
０℃で１時間熱処理を施して、樹脂の炭化を行い、厚さ
２．３mmの炭素電極を作製した。なお発泡金属１g当た
りに担持された炭化物は０．３１gであった。１１００
℃での熱処理前後の電極の炭素元素含有率（発泡ニッケ
ル金属含む全電極重量当たり）をマススペクトルを用い
て分析したところ、熱処理前の１９．２重量％から２
７．３重量％に炭素元素の含有率が向上した。
【００１７】実施例２ 実施例１と同じ金属基材および固化可能な液状炭素含有
化合物を含む液体を使用した。ライトナー３４Ｂの樹脂
に、硬化剤（ライトナー３４Ｂ付属品）を樹脂の１樹脂
％添加し、その液にニッケル発泡金属を浸漬し、７０℃
の恒温槽内部にて１時間加熱し、固化を促進した。その
電極を再度、硬化剤を１重量％添加したライトナー３４
Ｂ樹脂液体に浸漬し、７０℃の恒温槽内部にて一時間加
熱し、再度固化を促進した。
化合物を含む液体を使用した。ライトナー３４Ｂの樹脂
に、硬化剤（ライトナー３４Ｂ付属品）を樹脂の１樹脂
％添加し、その液にニッケル発泡金属を浸漬し、７０℃
の恒温槽内部にて１時間加熱し、固化を促進した。その
電極を再度、硬化剤を１重量％添加したライトナー３４
Ｂ樹脂液体に浸漬し、７０℃の恒温槽内部にて一時間加
熱し、再度固化を促進した。
【００１８】その後、電気炉により窒素気流中、１１０
０℃で１時間熱処理を施して、樹脂の炭化を行い、厚さ
２．４mmの炭素電極を作製した。なお発泡金属１g当た
りに担持された炭化物は０．９２gであった。１１００
℃での熱処理前後の電極の炭素元素含有率（発泡ニッケ
ル金属を含む全重量当たり）をマススペクトルを用いて
分析したところ、加熱前の３５．１重量％から４５．１
重量％に炭素元素の含有率が向上した。
０℃で１時間熱処理を施して、樹脂の炭化を行い、厚さ
２．４mmの炭素電極を作製した。なお発泡金属１g当た
りに担持された炭化物は０．９２gであった。１１００
℃での熱処理前後の電極の炭素元素含有率（発泡ニッケ
ル金属を含む全重量当たり）をマススペクトルを用いて
分析したところ、加熱前の３５．１重量％から４５．１
重量％に炭素元素の含有率が向上した。
【００１９】実施例３ 実施例１と同じ金属基材および固化可能な液状炭素含有
化合物を含む液体を使用した。ライトナー３４Ｂの樹脂
に、硬化剤（ライトナー３４Ｂ付属品）を樹脂の１重量
％添加し、その液にニッケル発泡金属を浸漬し、７０℃
の恒温槽内部にて２０分加熱し、固化を促進した。その
電極を電気炉により窒素気流中１１００℃で１時間加熱
処理して、樹脂の炭化を行った。
化合物を含む液体を使用した。ライトナー３４Ｂの樹脂
に、硬化剤（ライトナー３４Ｂ付属品）を樹脂の１重量
％添加し、その液にニッケル発泡金属を浸漬し、７０℃
の恒温槽内部にて２０分加熱し、固化を促進した。その
電極を電気炉により窒素気流中１１００℃で１時間加熱
処理して、樹脂の炭化を行った。
【００２０】再度電極を、硬化剤を１重量％添加した該
樹脂液体に浸漬し、７０℃の恒温槽内部にて一時間加熱
した。この電極の深さ方向の組成をＳＩＭＳにより分析
し、炭素含有率の変化を測定した。結果を、実施例２の
結果と合わせて図１に示す。実施例３の結果には、炭素
元素含有率にピークが存在しているが、実施例２の結果
には存在していない。すなわち、炭素質物の担持方法を
工夫することによって、炭素元素含有率の深さ方向の分
布に変化を与えることができることが分かる。
樹脂液体に浸漬し、７０℃の恒温槽内部にて一時間加熱
した。この電極の深さ方向の組成をＳＩＭＳにより分析
し、炭素含有率の変化を測定した。結果を、実施例２の
結果と合わせて図１に示す。実施例３の結果には、炭素
元素含有率にピークが存在しているが、実施例２の結果
には存在していない。すなわち、炭素質物の担持方法を
工夫することによって、炭素元素含有率の深さ方向の分
布に変化を与えることができることが分かる。
【００２１】比較例１ ビーカーにライトナー３４Ｂ樹脂液と硬化剤を樹脂液に
対して１樹脂％混入したものを用意し、７０℃恒温槽内
部にて一時間加熱し、固化を促進した。固化したものを
ボールミルで粉砕した後、電気炉により窒素気流中１１
００℃で１時間熱処理を施した。この焼成物にポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末（バインダー）を
重量比１０:０．３で混入して、シート成型を行った。
これ以下のバインダー混入比では、シート成型は不可能
であった。
対して１樹脂％混入したものを用意し、７０℃恒温槽内
部にて一時間加熱し、固化を促進した。固化したものを
ボールミルで粉砕した後、電気炉により窒素気流中１１
００℃で１時間熱処理を施した。この焼成物にポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末（バインダー）を
重量比１０:０．３で混入して、シート成型を行った。
これ以下のバインダー混入比では、シート成型は不可能
であった。
【００２２】このシート成型物炭素電極と実施例２で作
製した炭素電極の性能を比較するため、図２のように、
対極に金属リチウム、電解液に含水量１０ppm以下の１m
ol／lのＬiＢＦ4のプロピレンカーボネート溶液を用い
たセルを作製した。炭素電極とリチウム電極との間で、
定電流充放電をさせて、２種類の炭素電極の充放電能力
を調べた。この場合、炭素電極の側に電子が注入される
ように両極間に電圧を掛けると、溶液中のリチウムイオ
ンが炭素電極に挿入されと同時に、炭素電極の電子の電
気化学ポテンシャルが増大し、炭素電極が負に充電さ
れ、対極リチウムとの電位差が減少する。放電時にはこ
の逆反応が起こる。この時の電圧変化を図３に示す。Ｐ
ＴＦＥを用いてシート化したものは、充放電切り替え時
の両極間の電位差の減少、すなわち炭素電極内部抵抗に
帰因する電圧降下が０．５３Ｖと大きいが、発泡ニッケ
ルに炭素質材料に担持した電極では、この電圧降下が
０．１Ｖ以下であった。
製した炭素電極の性能を比較するため、図２のように、
対極に金属リチウム、電解液に含水量１０ppm以下の１m
ol／lのＬiＢＦ4のプロピレンカーボネート溶液を用い
たセルを作製した。炭素電極とリチウム電極との間で、
定電流充放電をさせて、２種類の炭素電極の充放電能力
を調べた。この場合、炭素電極の側に電子が注入される
ように両極間に電圧を掛けると、溶液中のリチウムイオ
ンが炭素電極に挿入されと同時に、炭素電極の電子の電
気化学ポテンシャルが増大し、炭素電極が負に充電さ
れ、対極リチウムとの電位差が減少する。放電時にはこ
の逆反応が起こる。この時の電圧変化を図３に示す。Ｐ
ＴＦＥを用いてシート化したものは、充放電切り替え時
の両極間の電位差の減少、すなわち炭素電極内部抵抗に
帰因する電圧降下が０．５３Ｖと大きいが、発泡ニッケ
ルに炭素質材料に担持した電極では、この電圧降下が
０．１Ｖ以下であった。
【００２３】
【発明の効果】本発明の製造方法により製造方法した炭
素電極は、金属基材の貫通孔の内部に炭素質材料を充填
した構造を有するので、充填炭素の各粒子と金属基材の
距離が小さく、結果的に、炭素電極の持つ内部抵抗を減
少することが可能である。また、担持量をより多く、し
かも深さ方向の成分組成を変化させることも可能であ
る。
素電極は、金属基材の貫通孔の内部に炭素質材料を充填
した構造を有するので、充填炭素の各粒子と金属基材の
距離が小さく、結果的に、炭素電極の持つ内部抵抗を減
少することが可能である。また、担持量をより多く、し
かも深さ方向の成分組成を変化させることも可能であ
る。
【図１】 実施例２および実施例３の電極の炭素元素含
有率を示すグラフ（Ｎiを差し引いた強度比）。
有率を示すグラフ（Ｎiを差し引いた強度比）。
【図２】 炭素電極の性能を比較するためのセルの模式
図。
図。
【図３】 炭素電極の充放電時の電圧変化のグラフ。実
線：実施例２で作製した電極、 点線：実施例３で作製
した電極、Δ１：実施例２で作製した電極の電圧降下、
Δ２：実施例３で作製した電極の電圧降下。
線：実施例２で作製した電極、 点線：実施例３で作製
した電極、Δ１：実施例２で作製した電極の電圧降下、
Δ２：実施例３で作製した電極の電圧降下。
１：充放電装置、 ２：アルゴンガス密閉容器、 ３：
電解液、４：炭素電極、 ５：対極ＬiＡl合金、 ６：
隔膜
電解液、４：炭素電極、 ５：対極ＬiＡl合金、 ６：
隔膜
Claims (3)
- 【請求項１】 固化可能な液状炭素含有化合物を含む液
体に、連続孔を有し電気伝導度が１×１０7Ｓ／m以上で
ある金属多孔体を浸漬し、該液状炭素含有化合物を固化
させることによって、炭素含有化合物を金属多孔体に担
持することを特徴とする、炭素電極の製造方法。 - 【請求項２】 更に、金属多孔体に炭素含有化合物を担
持した電極を加熱焼成する、請求項１記載の炭素電極の
製造方法。 - 【請求項３】 固化可能な液状炭素含有化合物を含む液
体に、連続孔を有する金属多孔体を浸漬し、該液状炭素
含有化合物を固化させて炭素質材料を担持し、必要に応
じて適度な熱処理を施して得た炭素電極を、再度固化可
能な液状炭素含有化合物を含む液体に浸漬し、該液状炭
素含有化合物を固化し、そして熱処理を施すことを繰り
返す、請求項１または２記載の炭素電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4156492A JPH05347155A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 炭素電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4156492A JPH05347155A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 炭素電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05347155A true JPH05347155A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15628942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4156492A Pending JPH05347155A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 炭素電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05347155A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0697747A1 (en) | 1994-07-21 | 1996-02-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Carbon electrode for nonaqueous secondary battery, fabrication method for the same and nonaqueous secondary battery using the same |
| US5723232A (en) * | 1995-04-24 | 1998-03-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Carbon electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous battery using the same |
| KR20200061480A (ko) * | 2018-11-23 | 2020-06-03 | 신라대학교 산학협력단 | 다공성 금속볼의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 금속볼 |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP4156492A patent/JPH05347155A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0697747A1 (en) | 1994-07-21 | 1996-02-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Carbon electrode for nonaqueous secondary battery, fabrication method for the same and nonaqueous secondary battery using the same |
| US5589299A (en) * | 1994-07-21 | 1996-12-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Carbon electrode for nonaqueous secondary battery, fabrication method for the same and nonaqueous secondary battery using the same |
| US5723232A (en) * | 1995-04-24 | 1998-03-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Carbon electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous battery using the same |
| US5879417A (en) * | 1995-04-24 | 1999-03-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Process for preparing carbon electrode for nonaqueous secondary battery |
| KR20200061480A (ko) * | 2018-11-23 | 2020-06-03 | 신라대학교 산학협력단 | 다공성 금속볼의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 금속볼 |
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