JPH0690881B2 - 炭素質固体電解質材料およびこれを用いた固体電解質電池 - Google Patents
炭素質固体電解質材料およびこれを用いた固体電解質電池Info
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- JPH0690881B2 JPH0690881B2 JP1307227A JP30722789A JPH0690881B2 JP H0690881 B2 JPH0690881 B2 JP H0690881B2 JP 1307227 A JP1307227 A JP 1307227A JP 30722789 A JP30722789 A JP 30722789A JP H0690881 B2 JPH0690881 B2 JP H0690881B2
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- solid electrolyte
- battery
- mesophase
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電池用固体電解質に関し、特に軽量で成形性
に優れた炭素質固体電解質材料およびこの電解質を用い
た液漏れのない電池に関するものである。
に優れた炭素質固体電解質材料およびこの電解質を用い
た液漏れのない電池に関するものである。
近年、半導体技術の発展に伴い電子機器の消費電力は低
下される方向にある。これに伴い、電子機器に用いられ
る電池は小型、薄型、軽量化が望まれるようになってき
た。この様な要求に応えるものとして固体電解質電池が
ある。固体電解質電池は、電解質にイオン導電性を有す
る固体電解質を使用し、実質的に液体成分を用いないた
め電池から液漏れがなく、このため液漏れを防ぐ手立て
が不要となり容器の軽量化、簡素化が図れるという特徴
を有している。
下される方向にある。これに伴い、電子機器に用いられ
る電池は小型、薄型、軽量化が望まれるようになってき
た。この様な要求に応えるものとして固体電解質電池が
ある。固体電解質電池は、電解質にイオン導電性を有す
る固体電解質を使用し、実質的に液体成分を用いないた
め電池から液漏れがなく、このため液漏れを防ぐ手立て
が不要となり容器の軽量化、簡素化が図れるという特徴
を有している。
現在、既に実用化あるいは開発段階にある固体電解質電
池としては、Na-S電池、Li-I2電池、Li-V2O5電池等があ
る。
池としては、Na-S電池、Li-I2電池、Li-V2O5電池等があ
る。
Na-S電池は負極活物質にNa、正極活物質にＳを使用し、
電解質にNaイオン導電性であるβ″アルミナ（3Na2・16
AI2O3）セラミックスを使用した300℃−350℃で作動す
る高温型電池として注目されている。
電解質にNaイオン導電性であるβ″アルミナ（3Na2・16
AI2O3）セラミックスを使用した300℃−350℃で作動す
る高温型電池として注目されている。
また、Li-I2固体電解質電池は、負極活物質に金属リチ
ウム、正極活物質にはヨウ素とポリ‐2-ビニルピリジン
の錯体を使用し、固体電解質にはLiIを使用しており、
リチウム電池の特徴である高い起電力を利用して心臓ペ
ースメーカー用として広く使用されている。
ウム、正極活物質にはヨウ素とポリ‐2-ビニルピリジン
の錯体を使用し、固体電解質にはLiIを使用しており、
リチウム電池の特徴である高い起電力を利用して心臓ペ
ースメーカー用として広く使用されている。
さらにLi-V2O5電池は負極活物質に金属リチウム、正極
活物質にV2O5、固体電解質にはポリホスファゼン・リチ
ウム塩複合物を使用している固体電解質電池であり、上
述のLi-I2電池同様、電解質にポリマーを使用している
ため、柔軟性、密着性を有し、接触物の形態変化に追随
でき自由な形状に成型できるという利点を有している。
活物質にV2O5、固体電解質にはポリホスファゼン・リチ
ウム塩複合物を使用している固体電解質電池であり、上
述のLi-I2電池同様、電解質にポリマーを使用している
ため、柔軟性、密着性を有し、接触物の形態変化に追随
でき自由な形状に成型できるという利点を有している。
しかしながら、これらの固体電解質電池にも次のような
問題点がある。たとえば、Na-S電池については、高温型
電池であることにより使用時には300℃〜350℃にして使
用する必要があり、その用途がいきおい制限される。ま
た、このため小型化ができず、具体的な用途としては、
自動車用、工業用等の大型のものに限られるなどの欠点
を有している一方Li-I2電池、あるいはLi-V2O5電池では
負極活物質の金属リチウムが極めて活性であるため、耐
酸化、耐湿のために電池の製造工程や封口技術が繁雑と
なる。また、これらの固体電解質物質としては、比較的
複雑な構造をもつ化合物を使用するため、これを合成す
る反応工程も繁雑となりコスト的にも不利である。例え
ば、Li-V2O5電池の固体電解質ポリホスファゼン・リチ
ウム塩複合物を合成する反応工程は次の通りの複雑なも
のである。すなわち、まず、ジクロロホスファゼン三量
体を熱開環重合でポリジクロロホスファゼンとし、これ
にオリゴエチレングリコールモノメチルエーテルのアル
コラートを反応させメトキシオリゴエチレンオキシポリ
ホスファゼンを得る。このポリマーのエチレングリコー
ルジメチルエーテル溶液に所望のリチウム塩を所望の濃
度で溶解し、溶媒を除去することにより複合系高分子固
体電解質を合成するという繁雑な工程を必要とする。
問題点がある。たとえば、Na-S電池については、高温型
電池であることにより使用時には300℃〜350℃にして使
用する必要があり、その用途がいきおい制限される。ま
た、このため小型化ができず、具体的な用途としては、
自動車用、工業用等の大型のものに限られるなどの欠点
を有している一方Li-I2電池、あるいはLi-V2O5電池では
負極活物質の金属リチウムが極めて活性であるため、耐
酸化、耐湿のために電池の製造工程や封口技術が繁雑と
なる。また、これらの固体電解質物質としては、比較的
複雑な構造をもつ化合物を使用するため、これを合成す
る反応工程も繁雑となりコスト的にも不利である。例え
ば、Li-V2O5電池の固体電解質ポリホスファゼン・リチ
ウム塩複合物を合成する反応工程は次の通りの複雑なも
のである。すなわち、まず、ジクロロホスファゼン三量
体を熱開環重合でポリジクロロホスファゼンとし、これ
にオリゴエチレングリコールモノメチルエーテルのアル
コラートを反応させメトキシオリゴエチレンオキシポリ
ホスファゼンを得る。このポリマーのエチレングリコー
ルジメチルエーテル溶液に所望のリチウム塩を所望の濃
度で溶解し、溶媒を除去することにより複合系高分子固
体電解質を合成するという繁雑な工程を必要とする。
本発明は上述した従来技術に鑑みてなされたものであ
り、軽量かつ空気中で安定であり、しかも比較的簡易な
工程で製造され得る炭素質固体電解質材料ならびにこれ
を用いた電池を提供することを目的としている。
り、軽量かつ空気中で安定であり、しかも比較的簡易な
工程で製造され得る炭素質固体電解質材料ならびにこれ
を用いた電池を提供することを目的としている。
本発明者は、工業的に安価かつ安定的に入手し得るピッ
チ、メソフェース含有ピッチ、炭素質メソフェース、及
び生コークス等の炭素質材料を原料とし、これにスルホ
ン化剤を接触させることによって、比較的簡便な方法に
より、炭素質材料成分中にスルホン基を導入することが
でき、しかもこのようにして得られたスルホン化炭素質
材料が、電池用の固体電解質として優れた特性を有して
いることを見出し、本発明を完成するに至ったものであ
る。
チ、メソフェース含有ピッチ、炭素質メソフェース、及
び生コークス等の炭素質材料を原料とし、これにスルホ
ン化剤を接触させることによって、比較的簡便な方法に
より、炭素質材料成分中にスルホン基を導入することが
でき、しかもこのようにして得られたスルホン化炭素質
材料が、電池用の固体電解質として優れた特性を有して
いることを見出し、本発明を完成するに至ったものであ
る。
すなわち、本発明による炭素固体電解質材料は、炭素質
材料をスルホン化剤で処理することによって得られるス
ルホン化炭素質材料からなることを特徴とするものであ
る。
材料をスルホン化剤で処理することによって得られるス
ルホン化炭素質材料からなることを特徴とするものであ
る。
さらに、本発明による固体電解質電池は炭素質材料をス
ルホン化剤で処理することによって得られるスルホン化
炭素質材料からなる炭素質固体電解質材料と、２種類の
異なる材料の電極からなることを特徴とするものであ
る。
ルホン化剤で処理することによって得られるスルホン化
炭素質材料からなる炭素質固体電解質材料と、２種類の
異なる材料の電極からなることを特徴とするものであ
る。
本発明において固体電解質の原料として用いる炭素質材
料としては、重質瀝青物であるピッチ類の熱処理によっ
て製造され炭素質メソフェースおよび（または）生コー
クスが好ましく用いられ得る。これら炭素質材料の原料
として用いられるピッチ類は、コールタールピッチ、石
炭液化物の石炭系ピッチ、石油の蒸溜酸渣油、ナフサの
熱分解時に副生するナフサタールピッチ、ナフサ等の流
動接触分解法（FCC法）で副生するFCCデカントオイル等
の石油系ピッチ、PVC等合成高分子の熱分解で得られる
ピッチ等であり、その炭化物が光学異方性組識を有する
ものであれば、特に種類は問わない。これらのピッチ類
は約350℃〜500℃で熱処理される。この熱処理によって
炭素質メソフェース（生コークスを含む）を生成させ
る。炭素質メソフェースの生成は熱処理物を偏光顕微鏡
下で観察することによって容易に知ることができる。即
ち、炭素質メソフェースは光学的等方性相であるピッチ
中に光学異方性相として識別される。この時、炭素質メ
ソフェースの形態は、炭素化初期の段階で発生するメソ
フェース小球体であっても、この小球体が成長、合体し
た、いわゆるバルクメソフェースであってもよい。
料としては、重質瀝青物であるピッチ類の熱処理によっ
て製造され炭素質メソフェースおよび（または）生コー
クスが好ましく用いられ得る。これら炭素質材料の原料
として用いられるピッチ類は、コールタールピッチ、石
炭液化物の石炭系ピッチ、石油の蒸溜酸渣油、ナフサの
熱分解時に副生するナフサタールピッチ、ナフサ等の流
動接触分解法（FCC法）で副生するFCCデカントオイル等
の石油系ピッチ、PVC等合成高分子の熱分解で得られる
ピッチ等であり、その炭化物が光学異方性組識を有する
ものであれば、特に種類は問わない。これらのピッチ類
は約350℃〜500℃で熱処理される。この熱処理によって
炭素質メソフェース（生コークスを含む）を生成させ
る。炭素質メソフェースの生成は熱処理物を偏光顕微鏡
下で観察することによって容易に知ることができる。即
ち、炭素質メソフェースは光学的等方性相であるピッチ
中に光学異方性相として識別される。この時、炭素質メ
ソフェースの形態は、炭素化初期の段階で発生するメソ
フェース小球体であっても、この小球体が成長、合体し
た、いわゆるバルクメソフェースであってもよい。
以下の記載においては特に炭素質メソフェースを原料と
する場合について説明するが、本発明はこれに限定され
るものではない。
する場合について説明するが、本発明はこれに限定され
るものではない。
炭素質メソフェースを生成させる熱処理条件は、熱処理
したピッチから分離される炭素質メソフェースの元素組
成によって決定され得る。特に、この熱処理は、水素の
含有率が２重量％以上になるようにすることが好まし
い。これは、水素の含有率が２重量％以下になるまで高
度に熱処理した炭素質メソフェースでは、メソフェース
を形成している芳香族平面分子が大きく発達しかつ化学
的に安定なものになり容易にスルホン基が導入されにく
くなること、および、たとえスルホン基が導入されても
電子伝導性が大きくなり、イオン伝導性が要求される電
池用電解質としては必ずしも適さなくなる、という理由
による。
したピッチから分離される炭素質メソフェースの元素組
成によって決定され得る。特に、この熱処理は、水素の
含有率が２重量％以上になるようにすることが好まし
い。これは、水素の含有率が２重量％以下になるまで高
度に熱処理した炭素質メソフェースでは、メソフェース
を形成している芳香族平面分子が大きく発達しかつ化学
的に安定なものになり容易にスルホン基が導入されにく
くなること、および、たとえスルホン基が導入されても
電子伝導性が大きくなり、イオン伝導性が要求される電
池用電解質としては必ずしも適さなくなる、という理由
による。
上記のようにして得られた炭素質材料を原料として、こ
れを硫酸または／および発煙硫酸などのスルホン化剤で
処理を行う。次いで、処理物を一旦、水に分散、水洗す
るか、そのままフィルターで過し、残存する硫酸また
は発煙硫酸を除去する。これらの操作により、炭素質メ
ソフェースにスルホン基が導入される。上記において、
炭素質メソフェースにスルホン基を導入するための条件
は次の通りである。
れを硫酸または／および発煙硫酸などのスルホン化剤で
処理を行う。次いで、処理物を一旦、水に分散、水洗す
るか、そのままフィルターで過し、残存する硫酸また
は発煙硫酸を除去する。これらの操作により、炭素質メ
ソフェースにスルホン基が導入される。上記において、
炭素質メソフェースにスルホン基を導入するための条件
は次の通りである。
まず、スルホン化剤は硫酸、発煙硫酸および、これらの
混合物のいずれでも良く、また、硫酸と発煙硫酸の混合
比は０〜100％から100〜０％まで、いかなる比であって
もよい。反応において硫酸、発煙硫酸および、これらの
混合物の混合試薬の炭素質メソフェースに対する量比
は、炭素質メソフェース1gに対して試薬5ml以上とする
のが好ましい。これ以下の量比では、スルホン基の導入
量が不十分となり、電池起電力が十分大きくならず、ま
た、反応の際に、炭素質メソフェース粒子中に、試薬が
吸収されることになり、その分、液相が失われ反応温度
が不均一になる場合があるので好ましくない。スルホン
化剤としては、上記の他に、クロルスルホン酸、亜硫
酸、三酸化イオウ、塩化スリフリル、亜硫酸ナトリウ
ム、ジオキサンと無水硫酸の付加化合物、などが用いら
れ得る。
混合物のいずれでも良く、また、硫酸と発煙硫酸の混合
比は０〜100％から100〜０％まで、いかなる比であって
もよい。反応において硫酸、発煙硫酸および、これらの
混合物の混合試薬の炭素質メソフェースに対する量比
は、炭素質メソフェース1gに対して試薬5ml以上とする
のが好ましい。これ以下の量比では、スルホン基の導入
量が不十分となり、電池起電力が十分大きくならず、ま
た、反応の際に、炭素質メソフェース粒子中に、試薬が
吸収されることになり、その分、液相が失われ反応温度
が不均一になる場合があるので好ましくない。スルホン
化剤としては、上記の他に、クロルスルホン酸、亜硫
酸、三酸化イオウ、塩化スリフリル、亜硫酸ナトリウ
ム、ジオキサンと無水硫酸の付加化合物、などが用いら
れ得る。
反応温度、時間については用いる原料にもよるが、一般
に50〜200℃、10〜300分が好ましい。50℃以下または10
分以下等のゆるやかな条件では、導入されるスルホン基
の量が少なく、これを電解質にして電池を組んだ時、満
足できる電池起電力が得られない場合がある。また、20
0℃または300分以上等の厳しい条件では、導入されるス
ルホン基量が上述の好ましい条件とあまり変化がなく、
かつ、反応後のスルホン化メソフェースの収量が減少す
る。従って、上述の好ましい温度、時間の範囲からそれ
ぞれの原料にあった適切な条件を選ぶことになる。
に50〜200℃、10〜300分が好ましい。50℃以下または10
分以下等のゆるやかな条件では、導入されるスルホン基
の量が少なく、これを電解質にして電池を組んだ時、満
足できる電池起電力が得られない場合がある。また、20
0℃または300分以上等の厳しい条件では、導入されるス
ルホン基量が上述の好ましい条件とあまり変化がなく、
かつ、反応後のスルホン化メソフェースの収量が減少す
る。従って、上述の好ましい温度、時間の範囲からそれ
ぞれの原料にあった適切な条件を選ぶことになる。
本発明者らはその方法につき、さらに種々検討したとこ
ろ、スルホン化処理により導入されたスルホン基とスル
ホン化剤の硫黄含有量には一定の関係があることが判明
した。即ち、本発明者らの知見によれば、スルホン化処
理により硫黄含有量が原料（未処理）より2.5重量％以
上増加する条件を選ぶことにより、良好な結果が得られ
ることがわかった。硫黄含有量の増加が2.5重量％未満
であると、これを電解質にして電池を組んだ時、電池反
応に関与するスルホン基の量が不十分となり、十分な起
電力が得られない場合がある。本発明においては硫黄含
有量の上限は特に限定されるものではないが、前述の反
応温度が、50〜200℃の範囲の場合は、高々10重量％で
ある。また、炭素質メソフェースにスルホン基が導入さ
れたことは、赤外線スペクトルにより確認することがで
きる。上述の反応条件でスルホン化した炭素質メソフェ
ース即ちスルホン化メソフェースの赤外線スペクトルを
測定すると、1180cm-1と1230cm-1の位置に明らかにピー
クは認められ、スルホン基の存在を示している。かくし
て得られたスルホン化メソフェースの状態は、かさ密度
0.6g/cm3程度のさらさらした粉末状であり、また、常法
により簡単に成型することもでき、例えば100kg/cm2程
度の圧力で成型するとかさ密度1.0g/cm3程度の種々の形
状のものが得られる。
ろ、スルホン化処理により導入されたスルホン基とスル
ホン化剤の硫黄含有量には一定の関係があることが判明
した。即ち、本発明者らの知見によれば、スルホン化処
理により硫黄含有量が原料（未処理）より2.5重量％以
上増加する条件を選ぶことにより、良好な結果が得られ
ることがわかった。硫黄含有量の増加が2.5重量％未満
であると、これを電解質にして電池を組んだ時、電池反
応に関与するスルホン基の量が不十分となり、十分な起
電力が得られない場合がある。本発明においては硫黄含
有量の上限は特に限定されるものではないが、前述の反
応温度が、50〜200℃の範囲の場合は、高々10重量％で
ある。また、炭素質メソフェースにスルホン基が導入さ
れたことは、赤外線スペクトルにより確認することがで
きる。上述の反応条件でスルホン化した炭素質メソフェ
ース即ちスルホン化メソフェースの赤外線スペクトルを
測定すると、1180cm-1と1230cm-1の位置に明らかにピー
クは認められ、スルホン基の存在を示している。かくし
て得られたスルホン化メソフェースの状態は、かさ密度
0.6g/cm3程度のさらさらした粉末状であり、また、常法
により簡単に成型することもでき、例えば100kg/cm2程
度の圧力で成型するとかさ密度1.0g/cm3程度の種々の形
状のものが得られる。
この様にして得られたスルホン化メソフェースを２種類
の異なった電極で挟設して電池を組むことによって起電
力を生じさせることが可能である。ここで使用する電極
は鉛、銀、銅等の金属、二酸化鉛、酸化銀、酸化銅等の
酸化物または導電性高分子化合物、さらには導電性高分
子化合物にヨウ素や過酸塩をドープしたものであっても
良い。正極には還元されやすい物質、負極には酸化され
やすい物質を選ぶ。２種類の異なった電極で固体電解質
であるスルホン化メソフェースを挾むと強酸性基である
スルホン基の作用により正極においては正極活物質の還
元反応、負極において負極活物質の酸化反応が起こり起
電力が生じる。その際、使用する固体電解質であるスル
ホン化メソフェースは、目的に応じ種々の形態を選ぶこ
とができる。即ち、粉体のままリテーナのようなものに
組込んでも良いし、また、成型し、その自身単体で使用
することもできる。また、この時、反応に関与する電気
質中のイオンの運動を活発にし起電力を向上せしめるた
め、水分を含ませることも有効である。この場合、含水
率30重量％以下では、成型のため当電解質を加圧しても
水がしみ出すことはなく、固体電解質として十分使用に
耐えるものである。さらに、ここで得られたスルホン化
メソフェースは熱的に安定であり、例えば、300℃で熱
処理してもスルホン基は変化せず高温電池の電解質とし
ての使用も期待できる。
の異なった電極で挟設して電池を組むことによって起電
力を生じさせることが可能である。ここで使用する電極
は鉛、銀、銅等の金属、二酸化鉛、酸化銀、酸化銅等の
酸化物または導電性高分子化合物、さらには導電性高分
子化合物にヨウ素や過酸塩をドープしたものであっても
良い。正極には還元されやすい物質、負極には酸化され
やすい物質を選ぶ。２種類の異なった電極で固体電解質
であるスルホン化メソフェースを挾むと強酸性基である
スルホン基の作用により正極においては正極活物質の還
元反応、負極において負極活物質の酸化反応が起こり起
電力が生じる。その際、使用する固体電解質であるスル
ホン化メソフェースは、目的に応じ種々の形態を選ぶこ
とができる。即ち、粉体のままリテーナのようなものに
組込んでも良いし、また、成型し、その自身単体で使用
することもできる。また、この時、反応に関与する電気
質中のイオンの運動を活発にし起電力を向上せしめるた
め、水分を含ませることも有効である。この場合、含水
率30重量％以下では、成型のため当電解質を加圧しても
水がしみ出すことはなく、固体電解質として十分使用に
耐えるものである。さらに、ここで得られたスルホン化
メソフェースは熱的に安定であり、例えば、300℃で熱
処理してもスルホン基は変化せず高温電池の電解質とし
ての使用も期待できる。
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明す
る。
る。
（実施例１） デイレードコーカー法で得られた生コークスを粉砕して
粒径を250μｍ以下にした。この元素組成は、炭素94.9
重量％、水素3.3重量％、窒素0.5重量％、硫黄0.5重量
％、酸素0.8重量％であった。この20gを容量500mlの三
角フラスコに96％硫酸240mlを入れたものへ少量ずつ加
えた。全量加えた後、予め100℃に加熱した油浴中で１
時間加熱した。次いで、ガラスフィルター（No.4）で
過し、水で十分洗浄した後、乾燥した。収率は、126％
であった。また、こうして得られたスルホン化メソフェ
ースの元素組成は、炭素67.2重量％、水素2.8重量％、
窒素０重量％、硫黄7.9重量％、酸素22.1重量％であっ
た。電池電解質としてこのスルホン化メソフェースをス
テンレス管で補強した内径10mmのフェノール樹脂管に、
最下部に正極活物質として二酸化鉛粉末を0.2g詰めたも
のの上へ、0.5g詰めた。これを上部からステンレス製押
し棒で加圧し成型したものに、水をスルホン化メソフェ
ース重量に対して20重量％適下した。ステンレス製押し
棒を取外した後、スルホン化メソフェースの上に、負極
活物質として厚さ0.5mmの鉛板を接触させた。こうして
組立てた電池に1MΩの抵抗を負荷し、この抵抗の両端の
電位差を測定したところ、1.4Vであった。
粒径を250μｍ以下にした。この元素組成は、炭素94.9
重量％、水素3.3重量％、窒素0.5重量％、硫黄0.5重量
％、酸素0.8重量％であった。この20gを容量500mlの三
角フラスコに96％硫酸240mlを入れたものへ少量ずつ加
えた。全量加えた後、予め100℃に加熱した油浴中で１
時間加熱した。次いで、ガラスフィルター（No.4）で
過し、水で十分洗浄した後、乾燥した。収率は、126％
であった。また、こうして得られたスルホン化メソフェ
ースの元素組成は、炭素67.2重量％、水素2.8重量％、
窒素０重量％、硫黄7.9重量％、酸素22.1重量％であっ
た。電池電解質としてこのスルホン化メソフェースをス
テンレス管で補強した内径10mmのフェノール樹脂管に、
最下部に正極活物質として二酸化鉛粉末を0.2g詰めたも
のの上へ、0.5g詰めた。これを上部からステンレス製押
し棒で加圧し成型したものに、水をスルホン化メソフェ
ース重量に対して20重量％適下した。ステンレス製押し
棒を取外した後、スルホン化メソフェースの上に、負極
活物質として厚さ0.5mmの鉛板を接触させた。こうして
組立てた電池に1MΩの抵抗を負荷し、この抵抗の両端の
電位差を測定したところ、1.4Vであった。
（実施例２） 元素組成が炭素95.2重量％、水素4.4重量％、窒素０重
量％、硫黄0.1重量％、酸素0.3重量である炭素質メソフ
ェースを粉砕し粒径250μｍ以下にした。この20gを容量
500mlの三角フラスコ96％硫酸240mlを入れたものへ少量
ずつ加えた。全量加えた後、予め200℃に加熱した油浴
中で１時間加熱した。次いで、ガラスフィルター（NO.
4）で過し、水で十分洗浄した後、乾燥した。収率
は、147％であった。また、こうして得られたスルホン
化メソフェースの元素組成は、炭素57.4重量％、水素3.
1重量％、窒素０重量％、硫黄7.4重量％、酸素32.1重量
％であった。電池電解質としてこのスルホン化メソフェ
ースをステンレス管で補強した内径10mmのフェノール樹
脂管に、最下部に正極活物質として二酸化鉛粉末を0.2g
詰めたものの上へ、0.5g詰めた。これを上部からステン
レス製押し棒で加圧し成型したものに、水をスルホン化
メソフェース重量に対して10重量％滴下した。ステンレ
ス製押し棒を取外した後、スルホン化メソフェースの上
に、負極活物質として厚さ0.5mmの鉛板を接触させた。
こうして組立てた電池に1MΩの抵抗を負荷し、この抵抗
の両端の電位差を測定したところ1.8Vであった。
量％、硫黄0.1重量％、酸素0.3重量である炭素質メソフ
ェースを粉砕し粒径250μｍ以下にした。この20gを容量
500mlの三角フラスコ96％硫酸240mlを入れたものへ少量
ずつ加えた。全量加えた後、予め200℃に加熱した油浴
中で１時間加熱した。次いで、ガラスフィルター（NO.
4）で過し、水で十分洗浄した後、乾燥した。収率
は、147％であった。また、こうして得られたスルホン
化メソフェースの元素組成は、炭素57.4重量％、水素3.
1重量％、窒素０重量％、硫黄7.4重量％、酸素32.1重量
％であった。電池電解質としてこのスルホン化メソフェ
ースをステンレス管で補強した内径10mmのフェノール樹
脂管に、最下部に正極活物質として二酸化鉛粉末を0.2g
詰めたものの上へ、0.5g詰めた。これを上部からステン
レス製押し棒で加圧し成型したものに、水をスルホン化
メソフェース重量に対して10重量％滴下した。ステンレ
ス製押し棒を取外した後、スルホン化メソフェースの上
に、負極活物質として厚さ0.5mmの鉛板を接触させた。
こうして組立てた電池に1MΩの抵抗を負荷し、この抵抗
の両端の電位差を測定したところ1.8Vであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 辻 徹二
Claims (6)
- 【請求項１】炭素質材料をスルホン化剤で処理すること
によって得られるスルホン化炭素質材料からなることを
特徴とする、炭素質固体電解質材料。 - 【請求項２】炭素質材料が、ピッチ類の熱処理すること
によって得られる炭素質メソフェースおよび／または生
コークスである、請求項１に記載の炭素質固体電解質材
料。 - 【請求項３】炭素質材料として、その水素含有量が２重
量％以上であるものを用いる、請求項１に記載の炭素質
固体電解質材料。 - 【請求項４】前記スルホン化剤が、硫酸または発煙硫酸
からなる、請求項１に記載の炭素質固体電解質材料。 - 【請求項５】スルホン化炭素質材料の硫黄含有量が、原
料である炭素質材料の硫黄含有量より2.5重量％以上増
加したものである、請求項１に記載の炭素質固体電解質
材料。 - 【請求項６】炭素質材料をスルホン化剤で処理すること
によって得られるスルホン化炭素質材料からなる炭素質
固体電解質材料と、２種類の異なる材料の電極からなる
ことを特徴とする、固体電解質電池。
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|---|---|---|---|
| JP1307227A JPH0690881B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 炭素質固体電解質材料およびこれを用いた固体電解質電池 |
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|---|---|---|---|
| JP1307227A JPH0690881B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 炭素質固体電解質材料およびこれを用いた固体電解質電池 |
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|---|---|
| JPH03167712A JPH03167712A (ja) | 1991-07-19 |
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|---|---|---|---|
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1989
- 1989-11-27 JP JP1307227A patent/JPH0690881B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH03167712A (ja) | 1991-07-19 |
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