JPH09289012A - フィルム状電極およびその製造法 - Google Patents
フィルム状電極およびその製造法Info
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- JPH09289012A JPH09289012A JP8124046A JP12404696A JPH09289012A JP H09289012 A JPH09289012 A JP H09289012A JP 8124046 A JP8124046 A JP 8124046A JP 12404696 A JP12404696 A JP 12404696A JP H09289012 A JPH09289012 A JP H09289012A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 結晶質炭素と有機高分子物質を混練し、フィ
ルム状に成形する。次に高温で焼成して結晶質炭素と非
晶質炭素から成るフィルム状の電極とする。 【効果】強度が高く、寿命の長いフィルム状の電極が得
られ、放電曲線は平坦で、充放電効率も良好となり、放
電容量が大きくなる。
ルム状に成形する。次に高温で焼成して結晶質炭素と非
晶質炭素から成るフィルム状の電極とする。 【効果】強度が高く、寿命の長いフィルム状の電極が得
られ、放電曲線は平坦で、充放電効率も良好となり、放
電容量が大きくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素のフィルム状電極
およびその製造法に関するもので、特にはリチウムイオ
ンを用いた２次電池用の電極に関するものである。
およびその製造法に関するもので、特にはリチウムイオ
ンを用いた２次電池用の電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型の映像機器、情報機器、通信
機器等の普及に伴って、小型で高性能を有する２次電池
の必要性が高まっており、その最有力候補として電極に
アルカリ金属、特に金属リチウムを用いた２次電池が開
発されている。この２次電池は、従来のニッケル−カド
ミウム電池と比べ高作動電圧（３．６Ｖ）、高エネルギ
ー密度を有するもので、新しい電池として嘱望されてい
るが、負極として金属リチウムを用いたものは、繰り返
しの充放電により負極であるリチウム金属の表面にデン
ドライト（樹枝状結晶）が生成し、さらに充放電を繰り
返すうちにデンドライトが成長し、ついには正極と短絡
してしまい、電池として使用できない状況になってしま
うばかりか、発火等の危険性も充分考えられる。要する
に、負極にリチウム金属を用いた２次電池は寿命が短
く、危険性も高いというものであった。
機器等の普及に伴って、小型で高性能を有する２次電池
の必要性が高まっており、その最有力候補として電極に
アルカリ金属、特に金属リチウムを用いた２次電池が開
発されている。この２次電池は、従来のニッケル−カド
ミウム電池と比べ高作動電圧（３．６Ｖ）、高エネルギ
ー密度を有するもので、新しい電池として嘱望されてい
るが、負極として金属リチウムを用いたものは、繰り返
しの充放電により負極であるリチウム金属の表面にデン
ドライト（樹枝状結晶）が生成し、さらに充放電を繰り
返すうちにデンドライトが成長し、ついには正極と短絡
してしまい、電池として使用できない状況になってしま
うばかりか、発火等の危険性も充分考えられる。要する
に、負極にリチウム金属を用いた２次電池は寿命が短
く、危険性も高いというものであった。
【０００３】このため、負極にリチウム金属を使用せ
ず、炭素材料を使用する方法が検討、実施されている。
つまり、炭素材料が充電時にリチウムイオンを吸収し、
放電時にリチウムイオンを放出することにより２次電池
を構成するもので、この場合にはリチウム金属を使用し
た時の問題は解消し、きわめて良好な負極となる。この
炭素材料を用いた電極としては、イ）炭素材料の粉末を
テフロン等のバインダで結着したもの。ロ）樹脂フィル
ムを２０００℃以上で焼成して結晶質のグラファイトフ
ィルムとするもの（特開平４−７９１５４）。ハ）樹脂
フィルムを９００〜１５００℃で焼成して非晶質炭素の
フィルムとするもの（特開平７−２２０１９）などが挙
げられる。
ず、炭素材料を使用する方法が検討、実施されている。
つまり、炭素材料が充電時にリチウムイオンを吸収し、
放電時にリチウムイオンを放出することにより２次電池
を構成するもので、この場合にはリチウム金属を使用し
た時の問題は解消し、きわめて良好な負極となる。この
炭素材料を用いた電極としては、イ）炭素材料の粉末を
テフロン等のバインダで結着したもの。ロ）樹脂フィル
ムを２０００℃以上で焼成して結晶質のグラファイトフ
ィルムとするもの（特開平４−７９１５４）。ハ）樹脂
フィルムを９００〜１５００℃で焼成して非晶質炭素の
フィルムとするもの（特開平７−２２０１９）などが挙
げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電極ではいまだ充分なものとはいい難い。即ち、通常使
用されているイ）の構成では、バインダが介在するため
に、炭素材料の密度が充分に高くできず、電極材料の内
部抵抗も高いものとなってしまい、電極単位体積当りの
充分な容量が得られにくく、内部抵抗が高いために分極
が大きく、クーロン効率も低いものとなってしまう可能
性が大きい。さらに繰り返し充放電に伴うバインダの劣
化により、強度が低下して電極材料の崩壊が生じる可能
性が大きく、サイクル寿命も短いものである。ロ）およ
びハ）の構成はバインダを含まず、イ）の問題を解決し
たものである。しかし、ロ）においては通常グラファイ
ト系の材料を用いると、放物曲線が平坦で良好であると
いう長所を有するが、理論上、容量は３７２ｍＡｈ／ｇ
以上にはならず、しかも劣化し易く、寿命が短いという
短所も合わせ持つ。さらにこの構成では、樹脂フィルム
をグラファイト化しているが、この場合のフィルム強度
はバインダを用いた時よりもかなり弱いものとなる。
ハ）においては、容量は３７２ｍＡｈ／ｇ以上になる可
能性があり、劣化も少ないが、放電特性の平坦性がな
く、充放電効率が良くないという問題を持つ。さらに
ロ）およびハ）に共通する問題点として、樹脂フィルム
を炭素化しているので焼成時の収縮率が大きく、そのた
めフィルムの強度や表面形状などの品質上のばらつきが
大きくなり易く、フィルムとして安定した性能が得られ
難い。以上要するに、２次電池の負極としての性能のほ
かに、フィルムとして安定した性能、つまり強度、表面
形状などの点でばらつきの少ない満足すべきものが得ら
れていないのが現状である。
電極ではいまだ充分なものとはいい難い。即ち、通常使
用されているイ）の構成では、バインダが介在するため
に、炭素材料の密度が充分に高くできず、電極材料の内
部抵抗も高いものとなってしまい、電極単位体積当りの
充分な容量が得られにくく、内部抵抗が高いために分極
が大きく、クーロン効率も低いものとなってしまう可能
性が大きい。さらに繰り返し充放電に伴うバインダの劣
化により、強度が低下して電極材料の崩壊が生じる可能
性が大きく、サイクル寿命も短いものである。ロ）およ
びハ）の構成はバインダを含まず、イ）の問題を解決し
たものである。しかし、ロ）においては通常グラファイ
ト系の材料を用いると、放物曲線が平坦で良好であると
いう長所を有するが、理論上、容量は３７２ｍＡｈ／ｇ
以上にはならず、しかも劣化し易く、寿命が短いという
短所も合わせ持つ。さらにこの構成では、樹脂フィルム
をグラファイト化しているが、この場合のフィルム強度
はバインダを用いた時よりもかなり弱いものとなる。
ハ）においては、容量は３７２ｍＡｈ／ｇ以上になる可
能性があり、劣化も少ないが、放電特性の平坦性がな
く、充放電効率が良くないという問題を持つ。さらに
ロ）およびハ）に共通する問題点として、樹脂フィルム
を炭素化しているので焼成時の収縮率が大きく、そのた
めフィルムの強度や表面形状などの品質上のばらつきが
大きくなり易く、フィルムとして安定した性能が得られ
難い。以上要するに、２次電池の負極としての性能のほ
かに、フィルムとして安定した性能、つまり強度、表面
形状などの点でばらつきの少ない満足すべきものが得ら
れていないのが現状である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題に鑑
み鋭意検討した結果完成されたものであり、炭素から成
るフィルム状電極であって、放電容量が高く、充放電効
率が良く、平坦な放電曲線を有し、さらに強度が強く、
寿命の長い２次電池用のフィルム状電極を提供するもの
である。
み鋭意検討した結果完成されたものであり、炭素から成
るフィルム状電極であって、放電容量が高く、充放電効
率が良く、平坦な放電曲線を有し、さらに強度が強く、
寿命の長い２次電池用のフィルム状電極を提供するもの
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明のフィルム状電極は、結晶
質炭素と非晶質炭素とから構成されている。その構造と
して好ましくは粉末状あるいは繊維状の結晶質炭素の表
面に、非晶質炭素の皮膜が被覆され、かつこの皮膜どう
しが相互に連結された構造が好適である。この時非晶質
炭素の皮膜には微細な空孔が形成され、２次電池として
充放電される際、皮膜である非晶質炭素にリチウムイオ
ンがドーピングされると同時に、空孔を通じて結晶質炭
素側にもリチウムイオンがドーピングされることにな
る。この時、非晶質炭素の皮膜はフィルムの強度に寄与
していることとなる。この構造とすることにより、薄い
フィルムであっても強度が強く、しかも繰り返しのドー
ピングにも結晶質炭素の劣化が小さく、長期間耐えるこ
とのできる寿命の長いフィルム状電極となり、さらには
通常のバインダを用いたものと比べて内部抵抗が減少す
ると共に、イオンのドーピングが容易であるなどの種々
の特徴を有するものである。
質炭素と非晶質炭素とから構成されている。その構造と
して好ましくは粉末状あるいは繊維状の結晶質炭素の表
面に、非晶質炭素の皮膜が被覆され、かつこの皮膜どう
しが相互に連結された構造が好適である。この時非晶質
炭素の皮膜には微細な空孔が形成され、２次電池として
充放電される際、皮膜である非晶質炭素にリチウムイオ
ンがドーピングされると同時に、空孔を通じて結晶質炭
素側にもリチウムイオンがドーピングされることにな
る。この時、非晶質炭素の皮膜はフィルムの強度に寄与
していることとなる。この構造とすることにより、薄い
フィルムであっても強度が強く、しかも繰り返しのドー
ピングにも結晶質炭素の劣化が小さく、長期間耐えるこ
とのできる寿命の長いフィルム状電極となり、さらには
通常のバインダを用いたものと比べて内部抵抗が減少す
ると共に、イオンのドーピングが容易であるなどの種々
の特徴を有するものである。
【０００７】結晶質炭素および非晶質炭素の重量割合
は、結晶質炭素が全体の５０〜９８重量％、より好まし
くは６０〜９５重量％の範囲が好適である。結晶質炭素
が５０重量％以下であると、高分子物質の焼成によって
得られた非晶質炭素が多くなり、結晶質炭素に対するリ
チウムイオンのドーピングが困難となり易く、さらに強
度等の安定した品質を有する良好なフィルムが得られ難
い。また９８重量％以上であると、非晶質炭素側のメリ
ットが得られず、しかもフィルムとしての強度が弱く、
ドーピング、脱ドーピングの繰り返しによる破壊劣化が
生じ易い。
は、結晶質炭素が全体の５０〜９８重量％、より好まし
くは６０〜９５重量％の範囲が好適である。結晶質炭素
が５０重量％以下であると、高分子物質の焼成によって
得られた非晶質炭素が多くなり、結晶質炭素に対するリ
チウムイオンのドーピングが困難となり易く、さらに強
度等の安定した品質を有する良好なフィルムが得られ難
い。また９８重量％以上であると、非晶質炭素側のメリ
ットが得られず、しかもフィルムとしての強度が弱く、
ドーピング、脱ドーピングの繰り返しによる破壊劣化が
生じ易い。
【０００８】さらにここで、強度が強く、寿命が長くな
る別の理由としては、定かではないが以下のように考え
られる。即ち本発明のフィルム状電極は、単一材料のフ
ィルムとは異なり、少なくとも２成分以上のいわゆる複
合材料である。従って、リチウム（アルカリ金属）が材
料中に挿入されたり、脱離されたりする時の膨張収縮が
２成分材料あるいは３成分材料間で吸収緩和され、結果
として電極の痛みが少なく、寿命が長くなるものと考え
られる。
る別の理由としては、定かではないが以下のように考え
られる。即ち本発明のフィルム状電極は、単一材料のフ
ィルムとは異なり、少なくとも２成分以上のいわゆる複
合材料である。従って、リチウム（アルカリ金属）が材
料中に挿入されたり、脱離されたりする時の膨張収縮が
２成分材料あるいは３成分材料間で吸収緩和され、結果
として電極の痛みが少なく、寿命が長くなるものと考え
られる。
【０００９】本発明で用いる結晶質炭素としては、格子
面間隔ｄ（００２）が概ね３．４オングストローム以下
の構造を有する炭素材料であればいずれを用いてもよ
く、例えば高配向性気相熱分解黒鉛、天然黒鉛、キッシ
ュ黒鉛、人造黒鉛、黒鉛ウィスカ、黒鉛繊維などが好適
に使用されるが、このほかにカーボンブラック、石油コ
ークス等の非晶質炭素を非酸化性雰囲気下にて概ね２０
００℃以上の焼成温度でグラファイト化したもの、ある
いはメソフェーズ、ピッチ類、樹脂、オリゴマー等の高
分子物質を非酸化性雰囲気下にて概ね２０００℃以上の
焼成温度でグラファイト化したものなどが挙げられ、こ
れらを単独もしくは組み合わせて用いることができる
が、好ましくはフィルム内において均一に分散可能で、
かつ安定した構造を有する粉末状、繊維状の黒鉛が好適
である。
面間隔ｄ（００２）が概ね３．４オングストローム以下
の構造を有する炭素材料であればいずれを用いてもよ
く、例えば高配向性気相熱分解黒鉛、天然黒鉛、キッシ
ュ黒鉛、人造黒鉛、黒鉛ウィスカ、黒鉛繊維などが好適
に使用されるが、このほかにカーボンブラック、石油コ
ークス等の非晶質炭素を非酸化性雰囲気下にて概ね２０
００℃以上の焼成温度でグラファイト化したもの、ある
いはメソフェーズ、ピッチ類、樹脂、オリゴマー等の高
分子物質を非酸化性雰囲気下にて概ね２０００℃以上の
焼成温度でグラファイト化したものなどが挙げられ、こ
れらを単独もしくは組み合わせて用いることができる
が、好ましくはフィルム内において均一に分散可能で、
かつ安定した構造を有する粉末状、繊維状の黒鉛が好適
である。
【００１０】本発明で用いる非晶質炭素としては、格子
面間隔ｄ（００２）が概ね３．４オングストローム以上
の構造を有する炭素材料で、なおかつフィルムの強度に
寄与するものであればいずれを用いてもよく、例えば天
然樹脂、合成樹脂、ピッチ類、アスファルト、オリゴマ
ー、メソフェーズ等の有機高分子物質を非酸化性雰囲気
下にて２０００℃以下で焼成して炭素化したものを用い
る。この非晶質炭素の存在により、電極の負極としての
良好な性能のほかに、強度が強く寿命の長いフィルム状
電極が得られる。非晶質炭素としては上記材質のほか
に、強度に寄与はしないが電極としての適正な性能を得
るために、必要に応じてガラス状炭素、カーボンブラッ
ク、石油コークス、炭素繊維などを添加してもよい。
面間隔ｄ（００２）が概ね３．４オングストローム以上
の構造を有する炭素材料で、なおかつフィルムの強度に
寄与するものであればいずれを用いてもよく、例えば天
然樹脂、合成樹脂、ピッチ類、アスファルト、オリゴマ
ー、メソフェーズ等の有機高分子物質を非酸化性雰囲気
下にて２０００℃以下で焼成して炭素化したものを用い
る。この非晶質炭素の存在により、電極の負極としての
良好な性能のほかに、強度が強く寿命の長いフィルム状
電極が得られる。非晶質炭素としては上記材質のほか
に、強度に寄与はしないが電極としての適正な性能を得
るために、必要に応じてガラス状炭素、カーボンブラッ
ク、石油コークス、炭素繊維などを添加してもよい。
【００１１】次に、本発明のフィルム状電極の製造法に
ついて述べると、前記の粉末状あるいは繊維状の結晶質
炭素と前記の有機高分子物質を混合した後、押出成形、
湿式法、プレス等によりフィルム状に成形する。ここで
混合する際、別素材として非晶質炭素物質を添加しても
よい。次に、必要に応じて不融化処理を行った後、酸化
雰囲気中において有機高分子物質が非晶質炭素となる温
度で焼成することにより、有機高分子物質を炭素化させ
て非晶質炭素とし、所望のフィルム状電極を得る。ここ
で有機高分子物質として、熱可塑性の有機高分子物質を
用いる場合は、熱をかけて混合し、また溶剤に溶けるタ
イプの有機高分子物質を用いる場合には溶剤に溶かして
混合する。熱硬化性の有機高分子物質を用いる場合に
は、硬化する前の柔らかい状態で混合し、成形しておく
ことが肝要である。
ついて述べると、前記の粉末状あるいは繊維状の結晶質
炭素と前記の有機高分子物質を混合した後、押出成形、
湿式法、プレス等によりフィルム状に成形する。ここで
混合する際、別素材として非晶質炭素物質を添加しても
よい。次に、必要に応じて不融化処理を行った後、酸化
雰囲気中において有機高分子物質が非晶質炭素となる温
度で焼成することにより、有機高分子物質を炭素化させ
て非晶質炭素とし、所望のフィルム状電極を得る。ここ
で有機高分子物質として、熱可塑性の有機高分子物質を
用いる場合は、熱をかけて混合し、また溶剤に溶けるタ
イプの有機高分子物質を用いる場合には溶剤に溶かして
混合する。熱硬化性の有機高分子物質を用いる場合に
は、硬化する前の柔らかい状態で混合し、成形しておく
ことが肝要である。
【００１２】また、有機高分子物質が非晶質炭素となる
温度は、５００〜２０００℃の範囲が好ましく、特には
６００〜１５００℃の範囲が良好である。５００℃以下
では炭素化が充分ではなく、２０００℃以上ではグラフ
ァイト化が始まる恐れが大きくなる。
温度は、５００〜２０００℃の範囲が好ましく、特には
６００〜１５００℃の範囲が良好である。５００℃以下
では炭素化が充分ではなく、２０００℃以上ではグラフ
ァイト化が始まる恐れが大きくなる。
【００１３】
実施例１ 結晶質炭素（粉末状の天然黒鉛・平均粒径６μｍ） ６０重量部 有機高分子物質（ポリ塩化ビニル・平均重合度１０００） ４０重量部 メチルエチルケトン １００重量部 上記材料を混合機にて混合し、この混練物をステンレス
製の皿に流しこんだ。その後、メチルエチルケトンを常
温で蒸発させて、天然黒鉛とポリ塩化ビニルの混合物の
フィルム素材を得た。このフィルム素材を最初に空気雰
囲気下において２２０℃、１０時間保持して不融化処理
を行った後、アルゴンガス雰囲気下において３℃／分の
昇温速度で１４００℃まで昇温し、１４００℃で３時間
保持して厚さ１３０μｍのフィルム状電極を得た。この
フィルムの組成は結晶質炭素が９２．６重量％、非晶質
炭素が７．４重量％であり、結晶質炭素の表面に非晶質
炭素の皮膜が被覆され、この皮膜が連結された構造であ
る。次に、上記フィルム状電極を用いて充放電評価を行
った。電解液は、１Ｍ過塩素酸リチウムを含むＥＣ／Ｄ
ＥＣ＝１／１溶液、対極および参照極には金属リチウム
板を用いる三極式セルで評価した。電流密度は５０ｍＡ
／ｇ、リチウム電極電位の０から２Ｖ間で充放電を行
い、放電容量、充放電効率（クーロン効率）、放電曲線
の形を測定した。その結果は、表１に示した。
製の皿に流しこんだ。その後、メチルエチルケトンを常
温で蒸発させて、天然黒鉛とポリ塩化ビニルの混合物の
フィルム素材を得た。このフィルム素材を最初に空気雰
囲気下において２２０℃、１０時間保持して不融化処理
を行った後、アルゴンガス雰囲気下において３℃／分の
昇温速度で１４００℃まで昇温し、１４００℃で３時間
保持して厚さ１３０μｍのフィルム状電極を得た。この
フィルムの組成は結晶質炭素が９２．６重量％、非晶質
炭素が７．４重量％であり、結晶質炭素の表面に非晶質
炭素の皮膜が被覆され、この皮膜が連結された構造であ
る。次に、上記フィルム状電極を用いて充放電評価を行
った。電解液は、１Ｍ過塩素酸リチウムを含むＥＣ／Ｄ
ＥＣ＝１／１溶液、対極および参照極には金属リチウム
板を用いる三極式セルで評価した。電流密度は５０ｍＡ
／ｇ、リチウム電極電位の０から２Ｖ間で充放電を行
い、放電容量、充放電効率（クーロン効率）、放電曲線
の形を測定した。その結果は、表１に示した。
【００１４】実施例２ 結晶質炭素（石油コークスを２６００℃で焼成したもの） ６０重量部 （平均粒径１０μｍ） 有機高分子物質（コールタールピッチ・軟化点８５℃） ４０重量部 上記材料を混合機にて加熱混合後、この混練物を押出機
にてフィルム状に成形した。このフィルム素材を最初に
空気雰囲気下において２５０℃、１０時間保持して不融
化処理を行った後、アルゴンガス雰囲気下において５℃
／分の昇温速度で１２００℃まで昇温し、１２００℃で
３時間保持して厚さ８０μｍのフィルム状電極を得た。
このフィルムの組成は結晶質炭素が７８．９重量％、非
晶質炭素が２１．１重量％であり、その構造は実施例１
と同じである。次に上記フィルム状電極を用いて、実施
例１と同様の評価を行った。
にてフィルム状に成形した。このフィルム素材を最初に
空気雰囲気下において２５０℃、１０時間保持して不融
化処理を行った後、アルゴンガス雰囲気下において５℃
／分の昇温速度で１２００℃まで昇温し、１２００℃で
３時間保持して厚さ８０μｍのフィルム状電極を得た。
このフィルムの組成は結晶質炭素が７８．９重量％、非
晶質炭素が２１．１重量％であり、その構造は実施例１
と同じである。次に上記フィルム状電極を用いて、実施
例１と同様の評価を行った。
【００１５】実施例３ 結晶質炭素（黒鉛ウィスカ・平均長さ１０μｍ） ５０重量部 非晶質炭素（カーボンブラック） １０重量部 有機高分子物質（ポリ塩化ビニル・平均重合度１０００） ４０重量部 メチルエチルケトン １００重量部 上記材料を混合機にて混合し、この混練物をステンレス
製の皿に流しこんだ。その後、メチルエチルケトンを常
温で蒸発させて黒鉛ウィスカとカーボンブラックとポリ
塩化ビニルの混合物のフィルム素材を得た。このフィル
ム素材を最初に空気雰囲気下において２２０℃、１０時
間保持して不融化処理を行った後、アルゴンガス雰囲気
下において２℃／分の昇温速度で１３００℃まで昇温
し、１３００℃で３時間保持して厚さ９０μｍのフィル
ム状電極を得た。このフィルムの組成は結晶質炭素が７
７．２重量％、非晶質炭素が２２．８重量％であり、そ
の構造は繊維状の結晶質炭素の表面に非晶質炭素の皮膜
が形成され、この皮膜が連結された構造であって、さら
に粒状の非晶質炭素が分散されているものである。次に
上記フィルム状電極を用いて、実施例１と同様の評価を
行った。
製の皿に流しこんだ。その後、メチルエチルケトンを常
温で蒸発させて黒鉛ウィスカとカーボンブラックとポリ
塩化ビニルの混合物のフィルム素材を得た。このフィル
ム素材を最初に空気雰囲気下において２２０℃、１０時
間保持して不融化処理を行った後、アルゴンガス雰囲気
下において２℃／分の昇温速度で１３００℃まで昇温
し、１３００℃で３時間保持して厚さ９０μｍのフィル
ム状電極を得た。このフィルムの組成は結晶質炭素が７
７．２重量％、非晶質炭素が２２．８重量％であり、そ
の構造は繊維状の結晶質炭素の表面に非晶質炭素の皮膜
が形成され、この皮膜が連結された構造であって、さら
に粒状の非晶質炭素が分散されているものである。次に
上記フィルム状電極を用いて、実施例１と同様の評価を
行った。
【００１６】比較例１ 有機高分子物質（ポリ塩化ビニル・平均重合度１０００） ４０重量部 メチルエチルケトン １００重量部 上記材料を実施例１と同様に調製後、アルゴンガス雰囲
気下において２℃／分の昇温速度で１０００℃で焼成
し、フィルム状電極を得た。このフィルムの組成は、非
晶質炭素が１００重量％であった。次にこのフィルム状
電極を用いて、実施例１と同様の評価を行った。
気下において２℃／分の昇温速度で１０００℃で焼成
し、フィルム状電極を得た。このフィルムの組成は、非
晶質炭素が１００重量％であった。次にこのフィルム状
電極を用いて、実施例１と同様の評価を行った。
【００１７】比較例２ 比較例１の材料を実施例１と同様に調製後、アルゴンガ
ス雰囲気下において２℃／分の昇温速度で２５００℃で
焼成し、フィルム状電極を得た。このフィルムの組成
は、結晶質炭素が１００重量％であった。次にこのフィ
ルム状電極を用いて、実施例１と同様の評価を行った。
ス雰囲気下において２℃／分の昇温速度で２５００℃で
焼成し、フィルム状電極を得た。このフィルムの組成
は、結晶質炭素が１００重量％であった。次にこのフィ
ルム状電極を用いて、実施例１と同様の評価を行った。
【００１８】上記実施例１、２、３および比較例１、２
についてそれぞれ放電容量、充放電効率、放電曲線の形
を測定してその結果を表１に示した。なお、単位は放電
容量がｍＡｈ／ｇで、充放電効率が％である。また、フ
ィルム強度は取扱いのし易さを目安として判断した。
についてそれぞれ放電容量、充放電効率、放電曲線の形
を測定してその結果を表１に示した。なお、単位は放電
容量がｍＡｈ／ｇで、充放電効率が％である。また、フ
ィルム強度は取扱いのし易さを目安として判断した。
【００１９】
【発明の効果】以上、本発明のフィルム状電極は次のよ
うな種々の特徴を有する。 １）結晶質炭素および非晶質炭素とから形成されている
ため、放電曲線は平坦で、充放電効率も良好になり、さ
らには放電容量が３７２ｍＡｈ／ｇよりも大きくなる。 ２）単一材料のフィルムとは異なり、強度が高く、さら
には繰り返し充放電に伴う結晶質炭素の劣化も小さい。
従って、材料の崩壊が生じ難くなり、寿命も長くなる。
また、従来の電極に使用されている有機バインダを含ま
ないので、単位体積当りの容量が大きくなる。 ３）収縮のない結晶質炭素と有機高分子物質とを混合し
て作製しているので、収縮する程度がきわめて小さく、
そのため得られたフィルムの表面状態が良く、また強度
などのばらつきも少なくなり、安定した性能を有する電
極となる。
うな種々の特徴を有する。 １）結晶質炭素および非晶質炭素とから形成されている
ため、放電曲線は平坦で、充放電効率も良好になり、さ
らには放電容量が３７２ｍＡｈ／ｇよりも大きくなる。 ２）単一材料のフィルムとは異なり、強度が高く、さら
には繰り返し充放電に伴う結晶質炭素の劣化も小さい。
従って、材料の崩壊が生じ難くなり、寿命も長くなる。
また、従来の電極に使用されている有機バインダを含ま
ないので、単位体積当りの容量が大きくなる。 ３）収縮のない結晶質炭素と有機高分子物質とを混合し
て作製しているので、収縮する程度がきわめて小さく、
そのため得られたフィルムの表面状態が良く、また強度
などのばらつきも少なくなり、安定した性能を有する電
極となる。
Claims (5)
- 【請求項１】 結晶質炭素と非晶質炭素から成るフィル
ム状電極。 - 【請求項２】 結晶質炭素の表面を非晶質炭素の皮膜で
覆って連結されて成ることを特徴とする請求項１記載の
フィルム状電極。 - 【請求項３】 結晶質炭素が５０〜９８重量％で、残部
が非晶質炭素であることを特徴とする請求項１あるいは
２記載のフィルム状電極。 - 【請求項４】 少なくとも結晶質炭素と有機高分子物
質、あるいは結晶質炭素と有機高分子物質と非晶質炭素
とを混練し、フィルム状に成形後、有機高分子物質が非
晶質炭素となる温度で焼成して成るフィルム状電極の製
造法。 - 【請求項５】 有機高分子物質が非晶質炭素となる焼成
温度が、５００〜２０００℃の範囲であることを特徴と
する請求項４記載のフィルム状電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8124046A JPH09289012A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | フィルム状電極およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8124046A JPH09289012A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | フィルム状電極およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289012A true JPH09289012A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14875661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8124046A Pending JPH09289012A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | フィルム状電極およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09289012A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007287622A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Nec Tokin Corp | リチウムイオン二次電池 |
| JP5640987B2 (ja) * | 2009-10-09 | 2014-12-17 | 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 | リチウム二次電池用正極活物質材料、その製造方法、及びそれを用いたリチウム二次電池 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP8124046A patent/JPH09289012A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007287622A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Nec Tokin Corp | リチウムイオン二次電池 |
| JP5640987B2 (ja) * | 2009-10-09 | 2014-12-17 | 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 | リチウム二次電池用正極活物質材料、その製造方法、及びそれを用いたリチウム二次電池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040430 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040511 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040921 |