JPH0722018A - 電池用電極およびそれを用いた二次電池 - Google Patents
電池用電極およびそれを用いた二次電池Info
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- JPH0722018A JPH0722018A JP5166906A JP16690693A JPH0722018A JP H0722018 A JPH0722018 A JP H0722018A JP 5166906 A JP5166906 A JP 5166906A JP 16690693 A JP16690693 A JP 16690693A JP H0722018 A JPH0722018 A JP H0722018A
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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
Abstract
(57)【要約】
【構成】(1) 総不純物元素量が１００ppm 以下の炭素繊
維からなる電池用電極。 (2) 上記１項記載の電極を用いた二次電池。 【効果】本発明により、容量が高く、高性能の電池を提
供することができる。
維からなる電池用電極。 (2) 上記１項記載の電極を用いた二次電池。 【効果】本発明により、容量が高く、高性能の電池を提
供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電池用電極、および該
電極を用いた二次電池に関するものである。
電極を用いた二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラやノート型パソコン
などのポータブル機器の普及に伴い、小型高容量の二次
電池に対する需要が高まっている。現在使用されている
二次電池のほとんどはアルカリ電解液を用いたニッケル
−カドミウム電池であるが、電池電圧が約１．２Ｖと低
く、エネルギー密度の向上は困難である。そのため、負
極に最も卑な金属であるリチウム金属を使用して、高エ
ネルギー二次電池の検討が行われてきた。
などのポータブル機器の普及に伴い、小型高容量の二次
電池に対する需要が高まっている。現在使用されている
二次電池のほとんどはアルカリ電解液を用いたニッケル
−カドミウム電池であるが、電池電圧が約１．２Ｖと低
く、エネルギー密度の向上は困難である。そのため、負
極に最も卑な金属であるリチウム金属を使用して、高エ
ネルギー二次電池の検討が行われてきた。
【０００３】ところが、リチウム金属を負極に使用する
二次電池では、充放電の繰り返しによってリチウムが樹
枝状（デンドライト）に成長し、短絡を起こして発火す
る危険性がある。また、活性の高い金属リチウムを使用
するので、本質的に危険性が高く、民生用として使用す
るには問題が多い。近年、このような安全性の問題を解
決し、かつリチウム電極特有の高エネルギーが可能なも
のとして、各種炭素質材料を用いたリチウムイオン二次
電池が考案されている。この方法では、充電時、炭素質
材料が、リチウムイオンをドーピングされ、金属リチウ
ムと同電位になるので、金属リチウムの変わりに負極に
使用することができることを利用したものである。ま
た、放電時には、ドープされたリチウムイオンが負極か
ら脱ドーピングされて、もとの炭素質材料に戻る。この
ような、リチウムイオンがドーピングされた炭素質材料
を負極として用いた場合には、デンドライト生成の問題
もなく、また金属リチウムが存在しないため、安全性に
も優れていると言う特長があり、現在、研究開発が活発
に行われている。
二次電池では、充放電の繰り返しによってリチウムが樹
枝状（デンドライト）に成長し、短絡を起こして発火す
る危険性がある。また、活性の高い金属リチウムを使用
するので、本質的に危険性が高く、民生用として使用す
るには問題が多い。近年、このような安全性の問題を解
決し、かつリチウム電極特有の高エネルギーが可能なも
のとして、各種炭素質材料を用いたリチウムイオン二次
電池が考案されている。この方法では、充電時、炭素質
材料が、リチウムイオンをドーピングされ、金属リチウ
ムと同電位になるので、金属リチウムの変わりに負極に
使用することができることを利用したものである。ま
た、放電時には、ドープされたリチウムイオンが負極か
ら脱ドーピングされて、もとの炭素質材料に戻る。この
ような、リチウムイオンがドーピングされた炭素質材料
を負極として用いた場合には、デンドライト生成の問題
もなく、また金属リチウムが存在しないため、安全性に
も優れていると言う特長があり、現在、研究開発が活発
に行われている。
【０００４】上記の炭素質材料へのリチウムイオンのド
ーピングを利用した電極を利用した二次電池としては、
特開昭５７−２０８０７９号公報、特開昭５８−９３１
７６号公報、特開昭５８−１９２２６６号公報、特開昭
６２−９０８６３号公報、特開昭６２−１２２０６６号
公報、特開平２−６６８５６号公報等が公知である。こ
のような炭素質材料は、一般には粉末の形状をとってお
り、電極成型のためにはテフロンやフッ化ビニリデン等
のポリマの結着剤が必要である。ところが、炭素質材料
として、粉末でなく炭素繊維あるいは炭素繊維構造体を
用いると、結着剤を用いずに、あるいは、僅かの量で電
極を作成することが可能となる。さらには、電解質に対
する化学的安定性、ドーピングによる体積膨張に対する
構造安定性、繰り返し充放電特性などの点からも、炭素
繊維あるいは炭素繊維構造体が優れているとされる。こ
のような電極を用いた二次電池としては、特開昭６０−
３６３１５号公報、特開昭６０−５４１８１号公報、特
開昭６２−１０３９９１号公報、特開昭６２−１５４５
６４号公報、特開昭６３−５８７６３号公報、特開平２
−８２４６６号公報等が公知である。
ーピングを利用した電極を利用した二次電池としては、
特開昭５７−２０８０７９号公報、特開昭５８−９３１
７６号公報、特開昭５８−１９２２６６号公報、特開昭
６２−９０８６３号公報、特開昭６２−１２２０６６号
公報、特開平２−６６８５６号公報等が公知である。こ
のような炭素質材料は、一般には粉末の形状をとってお
り、電極成型のためにはテフロンやフッ化ビニリデン等
のポリマの結着剤が必要である。ところが、炭素質材料
として、粉末でなく炭素繊維あるいは炭素繊維構造体を
用いると、結着剤を用いずに、あるいは、僅かの量で電
極を作成することが可能となる。さらには、電解質に対
する化学的安定性、ドーピングによる体積膨張に対する
構造安定性、繰り返し充放電特性などの点からも、炭素
繊維あるいは炭素繊維構造体が優れているとされる。こ
のような電極を用いた二次電池としては、特開昭６０−
３６３１５号公報、特開昭６０−５４１８１号公報、特
開昭６２−１０３９９１号公報、特開昭６２−１５４５
６４号公報、特開昭６３−５８７６３号公報、特開平２
−８２４６６号公報等が公知である。
【０００５】これらの有機物焼成体へのインターカレー
ションを利用した高性能二次電池が実現して以来、非晶
性の炭素材への関心が高まりつつある。有機物焼成体へ
のリチウムのインターカレーションを利用した二次電池
は、リチウム電池の安全性の問題を克服でき、かつリチ
ウム電池の特長である高容量二次電池となることから、
新型高性電池として注目されている。
ションを利用した高性能二次電池が実現して以来、非晶
性の炭素材への関心が高まりつつある。有機物焼成体へ
のリチウムのインターカレーションを利用した二次電池
は、リチウム電池の安全性の問題を克服でき、かつリチ
ウム電池の特長である高容量二次電池となることから、
新型高性電池として注目されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のＰＡＮ系炭素繊維においては、一般に原料中に含まれ
ている窒素元素は２０００℃以上で焼成するために飛散
し、炭素繊維中の窒素含有量を炭素含有量で割った値す
なわちＮ／Ｃ値はほぼ０％となり、それとともに黒鉛結
晶は成長すること、Ｎ／Ｃ値が０％に達した後は結晶化
速度が早く結晶サイズが大きく成りやすいことが良く知
られている事実である。
のＰＡＮ系炭素繊維においては、一般に原料中に含まれ
ている窒素元素は２０００℃以上で焼成するために飛散
し、炭素繊維中の窒素含有量を炭素含有量で割った値す
なわちＮ／Ｃ値はほぼ０％となり、それとともに黒鉛結
晶は成長すること、Ｎ／Ｃ値が０％に達した後は結晶化
速度が早く結晶サイズが大きく成りやすいことが良く知
られている事実である。
【０００７】そして、これらのＰＡＮ系炭素繊維を用い
た従来の二次電池においては、その容量が不充分である
といった問題を有していた。
た従来の二次電池においては、その容量が不充分である
といった問題を有していた。
【０００８】本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し
ようとするものであり、高容量の電池用電極およびそれ
を用いた二次電池を提供することを目的とする。
ようとするものであり、高容量の電池用電極およびそれ
を用いた二次電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の構成を有するものである。
決するために以下の構成を有するものである。
【００１０】「(1) 総不純物元素量が１００ppm 以下の
炭素繊維からなる電池用電極。
炭素繊維からなる電池用電極。
【００１１】(2) 上記１項記載の電極を用いた二次電
池。」炭素繊維の原料となるアクリル繊維の多くにおい
ては、原材料に含まれる不純物や成分元素に由来する種
々の元素例えばナトリウム、カリウム、カルシウム、
鉄、ニッケル、珪素等の多くは、焼成により炭素繊維に
転換する際、炭化触媒として作用することが古くから知
られている。本発明においては、これら不純物元素含有
量が多くなると触媒作用により非晶化の妨げになるこ
と、そして焼成過程で暫時飛散していく際にボイドを形
成することにより、高容量炭素繊維材の製造に悪影響を
及ぼしていることを見出だしたのであり、原料アクリル
繊維を高純度化し炭素繊維中の不純物元素含有量を低減
することにより高容量炭素繊維からなる電極が得られる
ことを見出した。
池。」炭素繊維の原料となるアクリル繊維の多くにおい
ては、原材料に含まれる不純物や成分元素に由来する種
々の元素例えばナトリウム、カリウム、カルシウム、
鉄、ニッケル、珪素等の多くは、焼成により炭素繊維に
転換する際、炭化触媒として作用することが古くから知
られている。本発明においては、これら不純物元素含有
量が多くなると触媒作用により非晶化の妨げになるこ
と、そして焼成過程で暫時飛散していく際にボイドを形
成することにより、高容量炭素繊維材の製造に悪影響を
及ぼしていることを見出だしたのであり、原料アクリル
繊維を高純度化し炭素繊維中の不純物元素含有量を低減
することにより高容量炭素繊維からなる電極が得られる
ことを見出した。
【００１２】本発明において、不純物元素とは炭素およ
び窒素以外の元素を言う。分析方法は、資料を処理中に
測定成分が飛散しない適切な条件で低温灰化した後、硝
酸溶液として調製する。この硝酸溶液をＮａは原子吸光
分析法でその他の元素はＩＣＰ発光分光分析法で定量す
る。但し、水銀については別途硫酸および硝酸による湿
式酸化後、過マンガン酸カリウム処理して、溶液を調製
する。この溶液を還元気化−フレームレス原子吸光分析
法で分析した。
び窒素以外の元素を言う。分析方法は、資料を処理中に
測定成分が飛散しない適切な条件で低温灰化した後、硝
酸溶液として調製する。この硝酸溶液をＮａは原子吸光
分析法でその他の元素はＩＣＰ発光分光分析法で定量す
る。但し、水銀については別途硫酸および硝酸による湿
式酸化後、過マンガン酸カリウム処理して、溶液を調製
する。この溶液を還元気化−フレームレス原子吸光分析
法で分析した。
【００１３】本発明における炭素繊維としては、特に限
定されるものではなく、一般に有機物を焼成したものが
用いられる。具体的には、ポリアクリロニトリル（ＰＡ
Ｎ）から得られるＰＡＮ系炭素繊維、石炭もしくは石油
などのピッチから得られるピッチ系炭素繊維、セルロー
スから得られるセルロース系炭素繊維、低分子量有機物
の気体から得られる気相成長炭素繊維などが挙げられる
が、そのほかに、ポリビニルアルコール、リグニン、ポ
リ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹
脂、フルフリルアルコールなどを焼成して得られる炭素
繊維でも構わない。これらの炭素繊維の中で、炭素繊維
が用いられる電極および電池の特性に応じて、その特性
を満たす炭素繊維が適宜選択されることが必要となる。
定されるものではなく、一般に有機物を焼成したものが
用いられる。具体的には、ポリアクリロニトリル（ＰＡ
Ｎ）から得られるＰＡＮ系炭素繊維、石炭もしくは石油
などのピッチから得られるピッチ系炭素繊維、セルロー
スから得られるセルロース系炭素繊維、低分子量有機物
の気体から得られる気相成長炭素繊維などが挙げられる
が、そのほかに、ポリビニルアルコール、リグニン、ポ
リ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹
脂、フルフリルアルコールなどを焼成して得られる炭素
繊維でも構わない。これらの炭素繊維の中で、炭素繊維
が用いられる電極および電池の特性に応じて、その特性
を満たす炭素繊維が適宜選択されることが必要となる。
【００１４】上記炭素繊維の中で、アルカリ金属塩を含
む非水電解液を用いた二次電池の負極に使用する場合に
は、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭
素繊維が特に好ましい。中でもリチウムイオンのドーピ
ングが良好であるという点で、ＰＡＮ系炭素繊維が好ま
しく用いられる。
む非水電解液を用いた二次電池の負極に使用する場合に
は、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭
素繊維が特に好ましい。中でもリチウムイオンのドーピ
ングが良好であるという点で、ＰＡＮ系炭素繊維が好ま
しく用いられる。
【００１５】本発明の純度の高いＰＡＮ系炭素繊維を製
造する方法としては、特公昭５８−４８６４３号が知ら
れており、高容量炭素繊維材の製造方法として好適であ
る。さらに特公昭３７−４４０５号、特公昭４４−２１
１７５号、特公昭５１−２４６０３号、特開昭６２−１
１７８１８号、特開昭５７−１６９１１号、特開昭５７
−６６１２２号、特開昭５１−７０３２３号、その他数
多くの公知の方法においても供給するアクリル繊維への
不純物元素の混入を適切手段により防止することにより
純度の高いＰＡＮ系炭素繊維を製造は可能である。例え
ば、アクリル繊維を製造に供給する原料として不純物を
含まないものを用い、さらに製糸プロスで用いる水等の
溶媒も不純物を含まない精製されたものを用いることが
好ましい。
造する方法としては、特公昭５８−４８６４３号が知ら
れており、高容量炭素繊維材の製造方法として好適であ
る。さらに特公昭３７−４４０５号、特公昭４４−２１
１７５号、特公昭５１−２４６０３号、特開昭６２−１
１７８１８号、特開昭５７−１６９１１号、特開昭５７
−６６１２２号、特開昭５１−７０３２３号、その他数
多くの公知の方法においても供給するアクリル繊維への
不純物元素の混入を適切手段により防止することにより
純度の高いＰＡＮ系炭素繊維を製造は可能である。例え
ば、アクリル繊維を製造に供給する原料として不純物を
含まないものを用い、さらに製糸プロスで用いる水等の
溶媒も不純物を含まない精製されたものを用いることが
好ましい。
【００１６】本発明における炭素繊維を電極にする際に
は、どのような形態をとっても構わないが、一軸方向に
配置したり、もしくは布帛状やフェルト状の構造体にす
るなどが、好ましい形態となる。布帛状あるいはフェル
ト状などの構造体としては、織物、編物、組物、レー
ス、網、フェルト、紙、不織布、マットなどが挙げられ
るが、炭素繊維の性質や電極特性などの点から、織物や
フェルトなどが好ましい。
は、どのような形態をとっても構わないが、一軸方向に
配置したり、もしくは布帛状やフェルト状の構造体にす
るなどが、好ましい形態となる。布帛状あるいはフェル
ト状などの構造体としては、織物、編物、組物、レー
ス、網、フェルト、紙、不織布、マットなどが挙げられ
るが、炭素繊維の性質や電極特性などの点から、織物や
フェルトなどが好ましい。
【００１７】本発明において用いられる炭素繊維の直径
は、それぞれの形態を採り易いように決められるべきで
あるが、好ましくは1 〜1000μｍの直径の炭素繊維が用
いられ、1 〜20μｍがさらに好ましい。また、異なった
直径の炭素繊維を数種類用いることも好ましいものであ
る。
は、それぞれの形態を採り易いように決められるべきで
あるが、好ましくは1 〜1000μｍの直径の炭素繊維が用
いられ、1 〜20μｍがさらに好ましい。また、異なった
直径の炭素繊維を数種類用いることも好ましいものであ
る。
【００１８】本発明の、炭素繊維から構成される電極
は、各種電池の活電極として利用可能であり、一次電
池、二次電池など、どのような電池に利用されるかは特
に限定されるものではない。この中で、二次電池の負極
に好ましく用いられる。特に好ましい二次電池として
は、過塩素酸リチウム、硼フッ化リチウム、６フッ化リ
ン・リチウムのようにアルカリ金属塩を含む非水電解液
を用いた二次電池を挙げることができる。
は、各種電池の活電極として利用可能であり、一次電
池、二次電池など、どのような電池に利用されるかは特
に限定されるものではない。この中で、二次電池の負極
に好ましく用いられる。特に好ましい二次電池として
は、過塩素酸リチウム、硼フッ化リチウム、６フッ化リ
ン・リチウムのようにアルカリ金属塩を含む非水電解液
を用いた二次電池を挙げることができる。
【００１９】本発明の電極をアルカリ金属塩を含む非水
電解液二次電池に用いる場合には、炭素繊維へのカチオ
ンあるいはアニオンのドーピングを利用したものであ
り、カチオンがドープされる炭素繊維を負極に、アニオ
ンがドープされる炭素繊維を正極に用いることとなる。
これらは、炭素繊維の各種特性によって、正極あるいは
負極に使用され得るべきものであるが、必ずしも両極を
本発明の電極にする必要はなく、本発明の炭素繊維より
構成される電極を負極に、炭素繊維を含まない電極を正
極にすることも好ましい実施態様となる。
電解液二次電池に用いる場合には、炭素繊維へのカチオ
ンあるいはアニオンのドーピングを利用したものであ
り、カチオンがドープされる炭素繊維を負極に、アニオ
ンがドープされる炭素繊維を正極に用いることとなる。
これらは、炭素繊維の各種特性によって、正極あるいは
負極に使用され得るべきものであるが、必ずしも両極を
本発明の電極にする必要はなく、本発明の炭素繊維より
構成される電極を負極に、炭素繊維を含まない電極を正
極にすることも好ましい実施態様となる。
【００２０】炭素繊維を含まない電極を正極に用いる際
には、繊維以外の炭素質材料の他に、人造あるいは天然
の黒鉛粉末、フッ化カーボン、金属あるいは金属酸化物
などの無機化合物や有機高分子化合物などを正極として
用いることできる。この場合、金属あるいは金属酸化物
などの無機化合物を正極は、カチオンのドープと脱ドー
プを利用して充放電反応が生じる。有機高分子化合物の
際には、アニオンのドープと脱ドープにより充放電反応
が生じる。このように、物質により様々な充放電反応様
式を採るものであり、これらは必要とされる電池の正極
特性に応じて適宜選択されるものである。
には、繊維以外の炭素質材料の他に、人造あるいは天然
の黒鉛粉末、フッ化カーボン、金属あるいは金属酸化物
などの無機化合物や有機高分子化合物などを正極として
用いることできる。この場合、金属あるいは金属酸化物
などの無機化合物を正極は、カチオンのドープと脱ドー
プを利用して充放電反応が生じる。有機高分子化合物の
際には、アニオンのドープと脱ドープにより充放電反応
が生じる。このように、物質により様々な充放電反応様
式を採るものであり、これらは必要とされる電池の正極
特性に応じて適宜選択されるものである。
【００２１】炭素繊維を含まない正極としては、アルカ
リ金属を含む遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなど
の無機化合物、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、
ポリフェニレンビニレン、ポリアニリン、ポリピロー
ル、ポリチオフェンなどの共役系高分子、ジスルフィド
結合を有する架橋高分子、塩化チオニルなど、通常の二
次電池において用いられる正極を挙げることができる。
これらの中で、リチウム塩を含む非水電解液を用いた二
次電池の場合には、コバルト、マンガン、モリブデン、
バナジウム、クロム、鉄、銅、チタンなどの遷移金属酸
化物や遷移金属カルコゲンが好ましく用いられる。
リ金属を含む遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなど
の無機化合物、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、
ポリフェニレンビニレン、ポリアニリン、ポリピロー
ル、ポリチオフェンなどの共役系高分子、ジスルフィド
結合を有する架橋高分子、塩化チオニルなど、通常の二
次電池において用いられる正極を挙げることができる。
これらの中で、リチウム塩を含む非水電解液を用いた二
次電池の場合には、コバルト、マンガン、モリブデン、
バナジウム、クロム、鉄、銅、チタンなどの遷移金属酸
化物や遷移金属カルコゲンが好ましく用いられる。
【００２２】本発明の電極を用いた二次電池の電解液と
しては、特に限定されることなく従来の電解液が用いら
れ、例えば酸あるいはアルカリ水溶液、または非水溶媒
などが挙げられる。この中で、上述のアルカリ金属塩を
含む非水電解液からなる二次電池の電解液としては、プ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ-ブ
チロラクトン、Ｎ- メチルピロリドン、アセトニトリ
ル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォ
キシド、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、
ギ酸メチル、スルホラン、オキサゾリドン、塩化チオニ
ル、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレンカーボネー
トや、これらの誘導体や混合物などが好ましく用いられ
る。電解液に含まれる電解質としては、アルカリ金属、
特にリチウムのハロゲン化物、過塩素酸塩、チオシアン
塩、ホウフッ化塩、リンフッ化塩、砒素フッ化塩、アル
ミニウムフッ化塩、トリフルオロメチル硫酸塩などが好
ましく用いられる。
しては、特に限定されることなく従来の電解液が用いら
れ、例えば酸あるいはアルカリ水溶液、または非水溶媒
などが挙げられる。この中で、上述のアルカリ金属塩を
含む非水電解液からなる二次電池の電解液としては、プ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ-ブ
チロラクトン、Ｎ- メチルピロリドン、アセトニトリ
ル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォ
キシド、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、
ギ酸メチル、スルホラン、オキサゾリドン、塩化チオニ
ル、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレンカーボネー
トや、これらの誘導体や混合物などが好ましく用いられ
る。電解液に含まれる電解質としては、アルカリ金属、
特にリチウムのハロゲン化物、過塩素酸塩、チオシアン
塩、ホウフッ化塩、リンフッ化塩、砒素フッ化塩、アル
ミニウムフッ化塩、トリフルオロメチル硫酸塩などが好
ましく用いられる。
【００２３】本発明の電極を用いた二次電池の用途とし
ては、軽量かつ高容量で高エネルギー密度の特徴を利用
して、ビデオカメラ、パソコン、ワープロ、ラジカセ、
携帯電話などの携帯用小型電子機器に広く利用可能であ
る。
ては、軽量かつ高容量で高エネルギー密度の特徴を利用
して、ビデオカメラ、パソコン、ワープロ、ラジカセ、
携帯電話などの携帯用小型電子機器に広く利用可能であ
る。
【００２４】
【実施例】本発明の具体的実施態様を以下に実施例をも
って述べるが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
って述べるが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
【００２５】実施例１〜４ 不純物元素の含有量の異なる４種類のアクリル繊維を用
いて、次のとおりの方法で炭素繊維を製造した。
いて、次のとおりの方法で炭素繊維を製造した。
【００２６】まず、アクリロニトリル９９モル％と、メ
タクリル酸１０モル％とからなる共重合体の２０重量％
ジメチルスルホキシド溶液を用いて、単糸デニール１ｄ
トータルデニール３０００Ｄのアクリル繊維を製造し
た。この際、凝固浴およびその後の工程に使用する水と
しては、表１に示す不純物量のものを用いた。得られた
アクリル繊維を、２３０℃〜２５０℃まで定速昇温によ
り３時間処理する。この時、糸束の収縮を抑制するため
に、０．０５g/d の張力を付加しておく。耐炎化後不活
性雰囲気中、張力０．０５g/d 下で室温が１１００℃ま
で昇温速度１５０℃／分で、加熱し、１１００℃で１分
間保持することにより、炭素繊維に転換した。
タクリル酸１０モル％とからなる共重合体の２０重量％
ジメチルスルホキシド溶液を用いて、単糸デニール１ｄ
トータルデニール３０００Ｄのアクリル繊維を製造し
た。この際、凝固浴およびその後の工程に使用する水と
しては、表１に示す不純物量のものを用いた。得られた
アクリル繊維を、２３０℃〜２５０℃まで定速昇温によ
り３時間処理する。この時、糸束の収縮を抑制するため
に、０．０５g/d の張力を付加しておく。耐炎化後不活
性雰囲気中、張力０．０５g/d 下で室温が１１００℃ま
で昇温速度１５０℃／分で、加熱し、１１００℃で１分
間保持することにより、炭素繊維に転換した。
【００２７】次に上記炭素繊維を用いて電極を作製し、
充電評価を行った。電解液は１Ｍ過塩素酸リチウムを含
むプロピレンカーボネート、対極および参照極には金属
リチウム箔を用いる、３極式セルで評価した。結果は表
１に示す。
充電評価を行った。電解液は１Ｍ過塩素酸リチウムを含
むプロピレンカーボネート、対極および参照極には金属
リチウム箔を用いる、３極式セルで評価した。結果は表
１に示す。
【００２８】実施例５ 市販の炭酸リチウム(Li 2 CO3 ) と塩基性炭酸コバルト
(2CoCO3 ・3Co(OH) 2) を、モル比でLi/Co=1/1 となる
ように秤量、ボールミルにて混合後、900 ℃で20時間熱
処理してLiCoO 2 を得た。これをボールミルにて粉砕
し、導電材として人造黒鉛、結着材としてポリフッ化ビ
ニリデン(PVdF)、溶媒としてＮ−メチルピロリドンを用
い、重量比でLiCoO 2 / 人造黒鉛/PVdF ＝80/15/5 とな
るように混合し正極スラリーを調製し、このスラリーを
アルミ箔上に塗布、乾燥、プレスして正極を得た。
(2CoCO3 ・3Co(OH) 2) を、モル比でLi/Co=1/1 となる
ように秤量、ボールミルにて混合後、900 ℃で20時間熱
処理してLiCoO 2 を得た。これをボールミルにて粉砕
し、導電材として人造黒鉛、結着材としてポリフッ化ビ
ニリデン(PVdF)、溶媒としてＮ−メチルピロリドンを用
い、重量比でLiCoO 2 / 人造黒鉛/PVdF ＝80/15/5 とな
るように混合し正極スラリーを調製し、このスラリーを
アルミ箔上に塗布、乾燥、プレスして正極を得た。
【００２９】実施例１にて作製した炭素繊維電極を負極
にし、多孔質ポリプロピレンフィルム（セルガード＃２
５００、ダイセル化学（株）製）のセパレーターを介し
て、上記にて作成した正極とを重ね合わせて、二次電池
を作製した。電解液は、１Ｍ過塩素酸リチウムを含むプ
ロピレンカーボネートを用いた。
にし、多孔質ポリプロピレンフィルム（セルガード＃２
５００、ダイセル化学（株）製）のセパレーターを介し
て、上記にて作成した正極とを重ね合わせて、二次電池
を作製した。電解液は、１Ｍ過塩素酸リチウムを含むプ
ロピレンカーボネートを用いた。
【００３０】上記にて作製した二次電池の充電評価を行
った。結果は表１に示す。
った。結果は表１に示す。
【００３１】
【表１】 分析方法は、工業用水試験方法ＪＩＳ Ｋ−０１０１
９１の溶解性蒸発残留分の測定方法に準じた。但し、微
量で測定限界のものは検体量を多く用いた。
９１の溶解性蒸発残留分の測定方法に準じた。但し、微
量で測定限界のものは検体量を多く用いた。
【００３２】
【発明の効果】本発明により、容量の高い、高性能二次
電池およびそれに用いられる電極を提供することができ
た。
電池およびそれに用いられる電極を提供することができ
た。
Claims (5)
- 【請求項１】総不純物元素量が２００ppm 以下の炭素繊
維からなる電池用電極。 - 【請求項２】総不純物元素量が１００ppm 以下の炭素繊
維からなる電池用電極。 - 【請求項３】該炭素繊維がポリアクリロニトリルを９０
０℃から１５００℃で焼成することによって得られたも
のである請求項１記載の電池用電極。 - 【請求項４】請求項１記載の電極を用いた二次電池。
- 【請求項５】該炭素繊維がポリアクリロニトリルを９０
０℃から１５００℃で焼成することによって得られたも
のである請求項３記載の二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5166906A JPH0722018A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 電池用電極およびそれを用いた二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5166906A JPH0722018A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 電池用電極およびそれを用いた二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722018A true JPH0722018A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15839836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5166906A Pending JPH0722018A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 電池用電極およびそれを用いた二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722018A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1021919A (ja) * | 1996-06-28 | 1998-01-23 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 非水溶媒系二次電池の電極用炭素質材料およびその製造方法、並びに非水溶媒系二次電池 |
| WO2002084765A1 (fr) * | 2001-04-10 | 2002-10-24 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Matiere active utilisee dans des accumulateurs au lithium |
| JP2014026932A (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Toyota Motor Corp | 非水電解液二次電池及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-07-06 JP JP5166906A patent/JPH0722018A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1021919A (ja) * | 1996-06-28 | 1998-01-23 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 非水溶媒系二次電池の電極用炭素質材料およびその製造方法、並びに非水溶媒系二次電池 |
| WO2002084765A1 (fr) * | 2001-04-10 | 2002-10-24 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Matiere active utilisee dans des accumulateurs au lithium |
| JP2014026932A (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Toyota Motor Corp | 非水電解液二次電池及びその製造方法 |
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