JPH11322314A - 微粉炭素繊維の製造方法 - Google Patents
微粉炭素繊維の製造方法Info
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- JPH11322314A JPH11322314A JP10136686A JP13668698A JPH11322314A JP H11322314 A JPH11322314 A JP H11322314A JP 10136686 A JP10136686 A JP 10136686A JP 13668698 A JP13668698 A JP 13668698A JP H11322314 A JPH11322314 A JP H11322314A
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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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】大量生産に適し、長繊維の混入しない非水二次
電池用に適した微粉炭素繊維の製造方法を提供する。 【解決手段】炭素長繊維を粉砕する粗粉砕工程と、該粗
粉砕後の短繊維を粉砕する微粉砕工程と、さらに該微粉
砕後の短繊維を粉砕する超微粉砕工程とからなる微粉炭
素繊維の製造方法において、前記粗粉砕を切断応力を利
用した粉砕機で行い、前記微粉砕を剪断衝撃応力を利用
した粉砕機で行い、かつ前記超微粉砕工程を衝撃摩擦応
力を利用した粉砕機で行うことを特徴とする微粉炭素繊
維の製造方法。
電池用に適した微粉炭素繊維の製造方法を提供する。 【解決手段】炭素長繊維を粉砕する粗粉砕工程と、該粗
粉砕後の短繊維を粉砕する微粉砕工程と、さらに該微粉
砕後の短繊維を粉砕する超微粉砕工程とからなる微粉炭
素繊維の製造方法において、前記粗粉砕を切断応力を利
用した粉砕機で行い、前記微粉砕を剪断衝撃応力を利用
した粉砕機で行い、かつ前記超微粉砕工程を衝撃摩擦応
力を利用した粉砕機で行うことを特徴とする微粉炭素繊
維の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水二次電池用な
どに用いる微粉炭素繊維の製造方法に関するものであ
る。
どに用いる微粉炭素繊維の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ミルド化炭素繊維は、導電性充填
材として電磁波遮蔽、帯電防止用途などに広く用いられ
てきた。さらに最近になって、リチウムイオン二次電池
用負極活物質としても盛んに研究開発が行われている。
上述のミルド化炭素繊維を用いたリチウムイオン二次電
池は、特開平４−７９１７０号公報、特開平５−３２５
９６７号公報、特開平８−１７１９１３号公報、特開平
９−１４７８６０号公報などで提案されている。
材として電磁波遮蔽、帯電防止用途などに広く用いられ
てきた。さらに最近になって、リチウムイオン二次電池
用負極活物質としても盛んに研究開発が行われている。
上述のミルド化炭素繊維を用いたリチウムイオン二次電
池は、特開平４−７９１７０号公報、特開平５−３２５
９６７号公報、特開平８−１７１９１３号公報、特開平
９−１４７８６０号公報などで提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
で、炭素繊維の粉砕には、粗粉砕にはハンマーミル、さ
らに微粉砕にはロールミルを用いてきたが、従来の方法
では、ハンマーミルのアームに長繊維が絡み付き、アー
ム部の摩耗が激しく、また、スクリーンの目が摩耗によ
り大きくなり、平均繊維長が大きくなるという欠点を有
しており、また表面に樹脂組成物が付着した長繊維を粉
砕することも困難であった。また、微粉砕に用いるロー
ルミルはその構造上、繊維長の長い微粉末の進入を防ぐ
ことが困難である。繊維長の長い微粉末が混入すること
で、電池巻き込み時の短絡が著しく増加し、歩留まりが
悪くなるという欠点を有していた。
で、炭素繊維の粉砕には、粗粉砕にはハンマーミル、さ
らに微粉砕にはロールミルを用いてきたが、従来の方法
では、ハンマーミルのアームに長繊維が絡み付き、アー
ム部の摩耗が激しく、また、スクリーンの目が摩耗によ
り大きくなり、平均繊維長が大きくなるという欠点を有
しており、また表面に樹脂組成物が付着した長繊維を粉
砕することも困難であった。また、微粉砕に用いるロー
ルミルはその構造上、繊維長の長い微粉末の進入を防ぐ
ことが困難である。繊維長の長い微粉末が混入すること
で、電池巻き込み時の短絡が著しく増加し、歩留まりが
悪くなるという欠点を有していた。
【０００４】これら従来技術の欠点を解消する方法とし
て、表面に樹脂組成物が付着した長繊維を低温で焼成
し、樹脂組成物を焼き飛ばした後、ハンマーミルにより
粉砕する方法が提案されている。この場合、スクリーン
は摩耗に従い交換している。しかし、生産量の増加に伴
い、スクリーンの交換を頻繁に行う必要が生じ、著しく
生産性が下がってしまうという問題を有し、また微粉砕
では、ロールミルに複数回かけ、繊維長の長い微粉末の
進入を防いでいたため、コストアップの要因となってい
た。
て、表面に樹脂組成物が付着した長繊維を低温で焼成
し、樹脂組成物を焼き飛ばした後、ハンマーミルにより
粉砕する方法が提案されている。この場合、スクリーン
は摩耗に従い交換している。しかし、生産量の増加に伴
い、スクリーンの交換を頻繁に行う必要が生じ、著しく
生産性が下がってしまうという問題を有し、また微粉砕
では、ロールミルに複数回かけ、繊維長の長い微粉末の
進入を防いでいたため、コストアップの要因となってい
た。
【０００５】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、大量生産に適し、電池作製時の
短絡確率の低い非水二次電池用に好適な微粉炭素繊維の
製造方法を提供することを目的とする。
ようとするものであり、大量生産に適し、電池作製時の
短絡確率の低い非水二次電池用に好適な微粉炭素繊維の
製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下の構成を有するものである。
成するために以下の構成を有するものである。
【０００７】「炭素長繊維を粉砕する粗粉砕工程と、該
粗粉砕後の短繊維を粉砕する微粉砕工程と、さらに該微
粉砕後の短繊維を粉砕する超微粉砕工程とからなる微粉
炭素繊維の製造方法において、前記粗粉砕を切断応力を
利用した粉砕機で行い、前記微粉砕を剪断衝撃応力を利
用した粉砕機で行い、かつ前記超微粉砕工程を衝撃摩擦
応力を利用した粉砕機で行うことを特徴とする微粉炭素
繊維の製造方法。」
粗粉砕後の短繊維を粉砕する微粉砕工程と、さらに該微
粉砕後の短繊維を粉砕する超微粉砕工程とからなる微粉
炭素繊維の製造方法において、前記粗粉砕を切断応力を
利用した粉砕機で行い、前記微粉砕を剪断衝撃応力を利
用した粉砕機で行い、かつ前記超微粉砕工程を衝撃摩擦
応力を利用した粉砕機で行うことを特徴とする微粉炭素
繊維の製造方法。」
【０００８】
【発明の実施形態】本発明の微粉炭素繊維の製造方法
は、非水二次電池用の微粉炭素繊維として用いることが
好ましいが、これに限定されるものではなく、導電性充
填材として電磁波遮蔽、帯電防止用途としても用いるこ
とができる。
は、非水二次電池用の微粉炭素繊維として用いることが
好ましいが、これに限定されるものではなく、導電性充
填材として電磁波遮蔽、帯電防止用途としても用いるこ
とができる。
【０００９】本発明に用いられる炭素繊維としては、と
くに限定されるものではなく、一般に有機物を焼成炭化
したものが用いられ、例えば、ポリアクリロニトリル
（ＰＡＮ）から得られるＰＡＮ系炭素繊維、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
ルコール樹脂などを焼成炭化して得られる炭素繊維等が
挙げられる。また、アクリロニトリルとの共重合体から
得られる炭素繊維、例えば、アクリロニトリルとスチレ
ン類、マレイミド類との共重合体から得られる炭素繊維
も好ましく用いられる。炭素繊維の直径は、とくに限定
されるものではないが、好ましくは１〜１０００μｍの
直径の炭素繊維が用いられ、１〜２０μｍがより好まし
い。
くに限定されるものではなく、一般に有機物を焼成炭化
したものが用いられ、例えば、ポリアクリロニトリル
（ＰＡＮ）から得られるＰＡＮ系炭素繊維、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
ルコール樹脂などを焼成炭化して得られる炭素繊維等が
挙げられる。また、アクリロニトリルとの共重合体から
得られる炭素繊維、例えば、アクリロニトリルとスチレ
ン類、マレイミド類との共重合体から得られる炭素繊維
も好ましく用いられる。炭素繊維の直径は、とくに限定
されるものではないが、好ましくは１〜１０００μｍの
直径の炭素繊維が用いられ、１〜２０μｍがより好まし
い。
【００１０】また、炭素繊維は、糸切れ、毛羽立ちを防
止し、ハンドリング性を向上させるため、樹脂組成物を
表面に付与していることが多い。樹脂組成物としてはポ
リビニルアルコール、エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリ
ウレタンなどがあげられる。
止し、ハンドリング性を向上させるため、樹脂組成物を
表面に付与していることが多い。樹脂組成物としてはポ
リビニルアルコール、エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリ
ウレタンなどがあげられる。
【００１１】本発明においては、これらの樹脂組成物を
付着させたまま、粉砕することが可能である。また、２
００℃以上の温度で樹脂組成分を焼き飛ばした後、粉砕
しても良い。
付着させたまま、粉砕することが可能である。また、２
００℃以上の温度で樹脂組成分を焼き飛ばした後、粉砕
しても良い。
【００１２】本発明で適用する炭素繊維の粉砕方法は、
長繊維を粉砕する粗粉砕工程と、該粗粉砕後の短繊維を
粉砕する微粉砕工程と、さらに該微粉砕後の短繊維を粉
砕する超微粉砕工程とからなる。
長繊維を粉砕する粗粉砕工程と、該粗粉砕後の短繊維を
粉砕する微粉砕工程と、さらに該微粉砕後の短繊維を粉
砕する超微粉砕工程とからなる。
【００１３】粗粉砕は、オリエントミル、カッターミ
ル、ロータリーカッターミルなど、切断応力を利用した
粉砕機であればどのような手段を用いてもよいが、オリ
エントミルを用いることが好ましい。オリエントミルを
用いることで、樹脂組成分が付着した炭素繊維を粉砕す
ることが可能になる。上記の粗粉砕工程で累積頻度９０
％の繊維長を１００μｍ以下になるように粉砕すること
が好ましい。
ル、ロータリーカッターミルなど、切断応力を利用した
粉砕機であればどのような手段を用いてもよいが、オリ
エントミルを用いることが好ましい。オリエントミルを
用いることで、樹脂組成分が付着した炭素繊維を粉砕す
ることが可能になる。上記の粗粉砕工程で累積頻度９０
％の繊維長を１００μｍ以下になるように粉砕すること
が好ましい。
【００１４】累積頻度９０％の繊維長を１００μｍ以下
にするとは、繊維長の分布を取ったときに短いものから
９０％の繊維長が１００μｍ以下になるということであ
り、言い換えると、１００μｍ以下の繊維長が９０％以
上であるということである。
にするとは、繊維長の分布を取ったときに短いものから
９０％の繊維長が１００μｍ以下になるということであ
り、言い換えると、１００μｍ以下の繊維長が９０％以
上であるということである。
【００１５】また、粗粉砕後の短繊維を粉砕する微粉砕
工程は、インペラーミル、ハンマーミル、ターボミル、
パルペライザーなど、剪断衝撃応力を利用した粉砕機で
あればどのような手段を用いてもよいが、インペラーミ
ルを用いることが好ましい。インペラーミルは高速回転
するローターと波形ライナーの相互作用により粉砕を行
うため、通常の粉砕機では粉砕困難な炭素繊維の微粉砕
が可能になり、累積頻度９０％の繊維長を５０μｍ以下
にすることができる。
工程は、インペラーミル、ハンマーミル、ターボミル、
パルペライザーなど、剪断衝撃応力を利用した粉砕機で
あればどのような手段を用いてもよいが、インペラーミ
ルを用いることが好ましい。インペラーミルは高速回転
するローターと波形ライナーの相互作用により粉砕を行
うため、通常の粉砕機では粉砕困難な炭素繊維の微粉砕
が可能になり、累積頻度９０％の繊維長を５０μｍ以下
にすることができる。
【００１６】また、微粉砕後の短繊維を粉砕する超微粉
砕工程は、衝撃摩擦応力を利用した粉砕機であればどの
ような手段を用いてもよいが、ジェットミルを用いるこ
とが好ましい。ジェットミルは、高速流体による相互衝
突、相互摩擦等によって粉砕するため、本体の摩耗や、
異物の混入が少なく、粒度分布のシャープな超微粉を得
ることができる。ジェットミルを用いることにより累積
頻度９０％の繊維長を３０μｍ以下にすることが可能に
なる。
砕工程は、衝撃摩擦応力を利用した粉砕機であればどの
ような手段を用いてもよいが、ジェットミルを用いるこ
とが好ましい。ジェットミルは、高速流体による相互衝
突、相互摩擦等によって粉砕するため、本体の摩耗や、
異物の混入が少なく、粒度分布のシャープな超微粉を得
ることができる。ジェットミルを用いることにより累積
頻度９０％の繊維長を３０μｍ以下にすることが可能に
なる。
【００１７】本発明における粉砕後の炭素繊維の繊維平
均長さは、レーザー回折式粒度分布測定器を用いて測定
される。平均繊維長は、特に限定されるものではない
が、１５μｍ以下になるように粉砕されたものであるこ
とが好ましい。平均繊維長さが、１５μｍを越えるとス
ラリー化してシート状の電極を形成する場合に塗工性が
不充分となる場合がある。また、下限としては繊維直径
に対する繊維長さの比率（アスペクト比）が１以上が好
ましい。アスペクト比が１未満になると短繊維の際に、
繊維方向に砕けて活性な炭素面が露出し、不可逆容量の
増大、サイクル寿命特性が不充分となる場合がある。
均長さは、レーザー回折式粒度分布測定器を用いて測定
される。平均繊維長は、特に限定されるものではない
が、１５μｍ以下になるように粉砕されたものであるこ
とが好ましい。平均繊維長さが、１５μｍを越えるとス
ラリー化してシート状の電極を形成する場合に塗工性が
不充分となる場合がある。また、下限としては繊維直径
に対する繊維長さの比率（アスペクト比）が１以上が好
ましい。アスペクト比が１未満になると短繊維の際に、
繊維方向に砕けて活性な炭素面が露出し、不可逆容量の
増大、サイクル寿命特性が不充分となる場合がある。
【００１８】また、累積頻度９０％の繊維長も同様にレ
ーザー回折式粒度分布測定器を用いて測定される。累積
頻度９０％の繊維長は、特に限定されるものではない
が、３０μｍ以下が好ましい、より好ましくは２５μｍ
以下が用いられる。現在リチウムイオン二次電池では２
５μｍ厚程度のセパレータが用いられているため、累積
頻度９０％の繊維長が３０μｍを越えるとセパレーター
を突き破り、短絡が発生しやすい。
ーザー回折式粒度分布測定器を用いて測定される。累積
頻度９０％の繊維長は、特に限定されるものではない
が、３０μｍ以下が好ましい、より好ましくは２５μｍ
以下が用いられる。現在リチウムイオン二次電池では２
５μｍ厚程度のセパレータが用いられているため、累積
頻度９０％の繊維長が３０μｍを越えるとセパレーター
を突き破り、短絡が発生しやすい。
【００１９】また、本発明において、炭素質材料の結晶
子の厚み（Ｌｃ）は、特に限定されるものではないが、
１．０ｎｍ以上、５．０ｎｍ以下であることが好まし
く、さらには、１．０ｎｍ以上、２．０ｎｍ以下である
ことがより好ましい。Ｌｃが１．０ｎｍ未満では、不可
逆容量が大きすぎて、電池容量が小さくなるという問題
があり、また５．０ｎｍを越えると、放電容量が小さく
なってしまい、やはり、電池容量が小さくなるという問
題が生じる。
子の厚み（Ｌｃ）は、特に限定されるものではないが、
１．０ｎｍ以上、５．０ｎｍ以下であることが好まし
く、さらには、１．０ｎｍ以上、２．０ｎｍ以下である
ことがより好ましい。Ｌｃが１．０ｎｍ未満では、不可
逆容量が大きすぎて、電池容量が小さくなるという問題
があり、また５．０ｎｍを越えると、放電容量が小さく
なってしまい、やはり、電池容量が小さくなるという問
題が生じる。
【００２０】Ｌｃは、炭素質材料Ｘ線回折法によって得
られる（００２）由来の回折線幅から下記のＳｃｈｅｒ
ｒｅｒの式を用いて求めることができる。
られる（００２）由来の回折線幅から下記のＳｃｈｅｒ
ｒｅｒの式を用いて求めることができる。
【００２１】 Ｌｃ（００２）＝Ｋλ／βO cos θB （Ｉ） ただし、Ｌｃ（００２）；炭素微結晶の（００２）面に
垂直な方向の平均の大きさ、Ｋ；１、λ；Ｘ線の波長
（ＣｕＫα線の場合、０．１５４ｎｍ）、βO ＝（βE
2 −βI 2 ）1/2 、βE ；見掛けの半値幅（測定値）、
βI ；補正値、θB ；ブラッグ角である。一般に炭素質
材料のＬｃは充電時と放電終了時には異なるが、本発明
でいうＬｃは、充電前、または放電終了時の値である。
垂直な方向の平均の大きさ、Ｋ；１、λ；Ｘ線の波長
（ＣｕＫα線の場合、０．１５４ｎｍ）、βO ＝（βE
2 −βI 2 ）1/2 、βE ；見掛けの半値幅（測定値）、
βI ；補正値、θB ；ブラッグ角である。一般に炭素質
材料のＬｃは充電時と放電終了時には異なるが、本発明
でいうＬｃは、充電前、または放電終了時の値である。
【００２２】本発明の電池用電極は、集電効果を高める
ために金属を集電体として用いることが可能である。こ
の金属集電体としては、箔状、繊維状、メッシュ状等特
に限定されるものではないが、例えば、箔状の金属集電
体を用いる場合、金属箔状にスラリーを塗布することに
よってシート状の電極が形成される。シート状電極に
は、集電効果をさらに高めるため、導電剤として、炭素
粉末、金属粉末などの導電性粉末を添加することも好ま
しい。
ために金属を集電体として用いることが可能である。こ
の金属集電体としては、箔状、繊維状、メッシュ状等特
に限定されるものではないが、例えば、箔状の金属集電
体を用いる場合、金属箔状にスラリーを塗布することに
よってシート状の電極が形成される。シート状電極に
は、集電効果をさらに高めるため、導電剤として、炭素
粉末、金属粉末などの導電性粉末を添加することも好ま
しい。
【００２３】本発明の電池用電極は、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
いが、特に、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。
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
いが、特に、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。
【００２４】二次電池に使用される場合、好ましい正極
活物質としては、人造あるいは天然の黒鉛粉末、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
物などが挙げられる。
活物質としては、人造あるいは天然の黒鉛粉末、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
物などが挙げられる。
【００２５】具体的には、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
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、ニッケ
ル、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。また、金属酸化物などの無機化
合物を用いた正極は、カチオンのドーピングと脱ドーピ
ングを利用して充放電反応が生じる。有機高分子化合物
を用いた場合には、アニオンのドーピングと脱ドーピン
グを利用して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。
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
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、ニッケ
ル、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。また、金属酸化物などの無機化
合物を用いた正極は、カチオンのドーピングと脱ドーピ
ングを利用して充放電反応が生じる。有機高分子化合物
を用いた場合には、アニオンのドーピングと脱ドーピン
グを利用して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。
【００２６】本発明の電池用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、ジメチルカーボネ
ート、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。
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、ジメチルカーボネ
ート、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。
【００２７】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。
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。
【００２８】本発明の電池用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、ノートパソコン、ワープ
ロ、ラジカセ、ＣＤプレーヤー、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。
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、ノートパソコン、ワープ
ロ、ラジカセ、ＣＤプレーヤー、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。
【００２９】
【実施例】本発明の具体的実施態様を以下に具体的に示
すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３０】実施例１ 非晶性炭素繊維（東レ（株）製“Ｔ３００”）をサイジ
ング剤が付いた状態でオリエントミル（セイシン企業
（株）製ＶＭ−３２）を用い粗粉砕を処理量３ｋｇ／ｈ
ｒ、１０ｋｇ／ｈｒで２回行った。平均繊維長２１μ
ｍ、累積頻度９０％繊維長１００μｍであった。さらに
インペラーミル（セイシン企業（株）ＩＭＰ−２５０）
を用い微粉砕を行った。平均繊維長１５μｍ、累積頻度
９０％の繊維長は３１μｍであった。さらにジェットミ
ル（セイシン企業（株）製ＳＴＪ−２００）を用い、超
微粉砕を行った。平均繊維長１２μｍ、累積頻度９０％
の繊維長は２３μｍであった。炭素繊維を５０ｋｇ粉砕
を行ってもスクリーン等の交換の必要はなかった。
ング剤が付いた状態でオリエントミル（セイシン企業
（株）製ＶＭ−３２）を用い粗粉砕を処理量３ｋｇ／ｈ
ｒ、１０ｋｇ／ｈｒで２回行った。平均繊維長２１μ
ｍ、累積頻度９０％繊維長１００μｍであった。さらに
インペラーミル（セイシン企業（株）ＩＭＰ−２５０）
を用い微粉砕を行った。平均繊維長１５μｍ、累積頻度
９０％の繊維長は３１μｍであった。さらにジェットミ
ル（セイシン企業（株）製ＳＴＪ−２００）を用い、超
微粉砕を行った。平均繊維長１２μｍ、累積頻度９０％
の繊維長は２３μｍであった。炭素繊維を５０ｋｇ粉砕
を行ってもスクリーン等の交換の必要はなかった。
【００３１】上記短繊維状炭素繊維を負極活物質として
用い、導電剤としてアセチレンブラック、結着剤として
ポリフッ化ビリニデンを使用した。負極活物質：導電
剤：結着剤の重量比率を８０：５：１５とした負極合剤
にＮ−メチルピロリドンを加えて混練し、スラリー化し
た後、該スラリーを銅箔上に両面塗布乾燥することによ
って負極電極を作製した。
用い、導電剤としてアセチレンブラック、結着剤として
ポリフッ化ビリニデンを使用した。負極活物質：導電
剤：結着剤の重量比率を８０：５：１５とした負極合剤
にＮ−メチルピロリドンを加えて混練し、スラリー化し
た後、該スラリーを銅箔上に両面塗布乾燥することによ
って負極電極を作製した。
【００３２】市販の炭酸リチウム（Ｌｉ2 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Ｌ
ｉＣｏＯ2 を得た。これをボールミルにて粉砕し、導電
材としてアセチレンブラック、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ＬｉＣｏＯ2 ／アセチレンブラッ
ク／ＰＶｄＦ＝９１／４／５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。
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Ｌ
ｉＣｏＯ2 を得た。これをボールミルにて粉砕し、導電
材としてアセチレンブラック、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ＬｉＣｏＯ2 ／アセチレンブラッ
ク／ＰＶｄＦ＝９１／４／５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。
【００３３】該正負極を多孔質ポリプロピレンフィルム
（セルガード＃２５００、ダイセル化学製）のセパレー
ターを介して重ね合わせて、単３型二次電池を作製し
た。電解液には、１モル濃度の６フッ化リンリチウムを
含むエチレンカーボネートとジメチルカーボネート混合
溶液を用いた。１０本電池を作製し巻き込み時の短絡は
なかった。
（セルガード＃２５００、ダイセル化学製）のセパレー
ターを介して重ね合わせて、単３型二次電池を作製し
た。電解液には、１モル濃度の６フッ化リンリチウムを
含むエチレンカーボネートとジメチルカーボネート混合
溶液を用いた。１０本電池を作製し巻き込み時の短絡は
なかった。
【００３４】比較例１ 非晶性炭素繊維（東レ（株）製“Ｔ３００”）をサイジ
ング剤が付いた状態でハンマーミルを用い粉砕を試みた
が、粉砕できなかった。次に粉砕前に、炭素繊維を３０
０℃で焼成し、サイジング剤を焼き飛ばした炭素繊維を
用い、粉砕機としてハンマーミル、ロールミルを用い炭
素繊維を粉砕した以外は実施例１と全く同様な方法で、
電池を作製した。この時、平均繊維長１３μｍ、累積頻
度９０％の繊維長は３３μｍであった。処理量１０ｋｇ
で、ハンマーミルのスクリーンの交換が必要であった。
１０本電池を作製し巻き込み時の短絡は３本で起こっ
た。
ング剤が付いた状態でハンマーミルを用い粉砕を試みた
が、粉砕できなかった。次に粉砕前に、炭素繊維を３０
０℃で焼成し、サイジング剤を焼き飛ばした炭素繊維を
用い、粉砕機としてハンマーミル、ロールミルを用い炭
素繊維を粉砕した以外は実施例１と全く同様な方法で、
電池を作製した。この時、平均繊維長１３μｍ、累積頻
度９０％の繊維長は３３μｍであった。処理量１０ｋｇ
で、ハンマーミルのスクリーンの交換が必要であった。
１０本電池を作製し巻き込み時の短絡は３本で起こっ
た。
【００３５】
【発明の効果】本発明により、大量生産に適し、長繊維
の混入しない微粉炭素繊維の製造方法を提供することが
できた。
の混入しない微粉炭素繊維の製造方法を提供することが
できた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｚ
Claims (8)
- 【請求項１】炭素長繊維を粉砕する粗粉砕工程と、該粗
粉砕後の短繊維を粉砕する微粉砕工程と、さらに該微粉
砕後の短繊維を粉砕する超微粉砕工程とからなる微粉炭
素繊維の製造方法において、前記粗粉砕を切断応力を利
用した粉砕機で行い、前記微粉砕を剪断衝撃応力を利用
した粉砕機で行い、かつ前記超微粉砕工程を衝撃摩擦応
力を利用した粉砕機で行うことを特徴とする微粉炭素繊
維の製造方法。 - 【請求項２】前記粗粉砕をオリエントミルを用いて行う
ことを特徴とする請求項１記載の微粉炭素繊維の製造方
法。 - 【請求項３】前記微粉砕をインペラーミルを用いて行う
ことを特徴とする請求項１または２に記載の微粉炭素繊
維の製造方法。 - 【請求項４】前記超微粉砕をジェットミルを用いて行う
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の微粉
炭素繊維の製造方法。 - 【請求項５】粉砕処理を行った炭素繊維の平均繊維長が
１５μｍ以下、累積頻度９０％の繊維長が３０μｍ以下
となるように粉砕することを特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載の微粉炭素繊維の製造方法。 - 【請求項６】前記炭素繊維がポリアクリロニトリル焼成
炭素繊維であることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
かに記載の微粉炭素繊維の製造方法。 - 【請求項７】樹脂組成物が表面に付着してなる長繊維を
粉砕することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記
載の微粉炭素繊維の製造方法。 - 【請求項８】非水二次電池用であることを特徴とする請
求項１〜７のいずれかに記載の微粉炭素繊維の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136686A JPH11322314A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 微粉炭素繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136686A JPH11322314A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 微粉炭素繊維の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322314A true JPH11322314A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15181111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10136686A Pending JPH11322314A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 微粉炭素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11322314A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7150840B2 (en) | 2002-08-29 | 2006-12-19 | Showa Denko K.K. | Graphite fine carbon fiber, and production method and use thereof |
| WO2007088810A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Mitsui & Co., Ltd. | 微細炭素繊維集合体の製造方法 |
| US7390593B2 (en) | 2001-11-07 | 2008-06-24 | Showa Denko K.K. | Fine carbon fiber, method for producing the same and use thereof |
| US8084121B2 (en) | 2003-05-09 | 2011-12-27 | Showa Denko K.K. | Fine carbon fiber with linearity and resin composite material using the same |
| US8465874B2 (en) | 2005-04-07 | 2013-06-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Lithium-ion secondary battery and manufacturing method thereof |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP10136686A patent/JPH11322314A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7390593B2 (en) | 2001-11-07 | 2008-06-24 | Showa Denko K.K. | Fine carbon fiber, method for producing the same and use thereof |
| US7150840B2 (en) | 2002-08-29 | 2006-12-19 | Showa Denko K.K. | Graphite fine carbon fiber, and production method and use thereof |
| US8084121B2 (en) | 2003-05-09 | 2011-12-27 | Showa Denko K.K. | Fine carbon fiber with linearity and resin composite material using the same |
| US8372511B2 (en) | 2003-05-09 | 2013-02-12 | Showa Denko K.K. | Fine carbon fiber with linearity and resin composite material using the same |
| US8465874B2 (en) | 2005-04-07 | 2013-06-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Lithium-ion secondary battery and manufacturing method thereof |
| WO2007088810A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Mitsui & Co., Ltd. | 微細炭素繊維集合体の製造方法 |
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