JPH1197011A - 非水リチウム二次電池 - Google Patents
非水リチウム二次電池Info
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- JPH1197011A JPH1197011A JP9251727A JP25172797A JPH1197011A JP H1197011 A JPH1197011 A JP H1197011A JP 9251727 A JP9251727 A JP 9251727A JP 25172797 A JP25172797 A JP 25172797A JP H1197011 A JPH1197011 A JP H1197011A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbonaceous material
- electrode
- secondary battery
- negative electrode
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電容量及びクーロン効率が高く、しか
も、電極とする炭素質材料の生産性のよい非水リチウム
二次電池を提供する。 【解決手段】 正極と負極と非水電解液とを有する非水
リチウム二次電池において、正極及び負極の少なくとも
いずれか一方に、特定のジヒドロ−１，３−ベンゾオキ
サジン化合物を不活性雰囲気又は真空中で４００〜３０
００℃の温度で熱処理して得られる炭素質材料を用いて
なることを特徴とする非水リチウム二次電池。
も、電極とする炭素質材料の生産性のよい非水リチウム
二次電池を提供する。 【解決手段】 正極と負極と非水電解液とを有する非水
リチウム二次電池において、正極及び負極の少なくとも
いずれか一方に、特定のジヒドロ−１，３−ベンゾオキ
サジン化合物を不活性雰囲気又は真空中で４００〜３０
００℃の温度で熱処理して得られる炭素質材料を用いて
なることを特徴とする非水リチウム二次電池。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水リチウム二次電
池に関するものであり、詳しくはリチウムをドープ、脱
ドープする炭素質材料を電極とする非水リチウム二次電
池に関するものである。
池に関するものであり、詳しくはリチウムをドープ、脱
ドープする炭素質材料を電極とする非水リチウム二次電
池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化に伴い、二次電池の高
エネルギー密度化、高出力化を図るため、多方面から研
究がなされている。その一つの手法として、リチウムを
ドープした炭素質材料を負極に用いることが提案されて
いる。これはリチウムの炭素層間化合物が電気化学的に
容易に形成できることを利用したものであり、例えば炭
素質材料を負極として非水電解液中で充電を行うと、正
極中のリチウムは電気化学的に負極炭素の層間にドープ
される。そして、リチウムをドープした炭素質材料は、
リチウム電極として作用し、放電に伴ってリチウムは炭
素層間から脱ドープされ、正極中にもどる。このような
リチウムをドープ脱、ドープする炭素質材料は、有機材
料を熱処理して炭素化することによって得られている。
上記炭素質材料の出発原料となる有機材料としては、フ
ェノール樹脂、アクリル樹脂、ハロゲン化ビニル樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）などの共
役系樹脂、セルロース樹脂などの有機高分子系化合物が
知られている。
エネルギー密度化、高出力化を図るため、多方面から研
究がなされている。その一つの手法として、リチウムを
ドープした炭素質材料を負極に用いることが提案されて
いる。これはリチウムの炭素層間化合物が電気化学的に
容易に形成できることを利用したものであり、例えば炭
素質材料を負極として非水電解液中で充電を行うと、正
極中のリチウムは電気化学的に負極炭素の層間にドープ
される。そして、リチウムをドープした炭素質材料は、
リチウム電極として作用し、放電に伴ってリチウムは炭
素層間から脱ドープされ、正極中にもどる。このような
リチウムをドープ脱、ドープする炭素質材料は、有機材
料を熱処理して炭素化することによって得られている。
上記炭素質材料の出発原料となる有機材料としては、フ
ェノール樹脂、アクリル樹脂、ハロゲン化ビニル樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）などの共
役系樹脂、セルロース樹脂などの有機高分子系化合物が
知られている。
【０００３】例えば、特公平１−４４２１４号公報に
は、フェノール樹脂の熱処理物にドーピング剤をドープ
した材料が電気電導性を示し、これが電池の電極に適用
できることが開示されている。また、特許第２５７４７
３０号公報にはフェノール樹脂を熱処理した炭素質材料
を電極とし、非水電解液中リチウムのドープ、脱ドープ
を利用した電池が開示されている。さらに、特開平３−
１３７０１０号公報にはリン化合物を、また、特開平３
−２４５４５８号公報にはホウ素化合物を添加したフェ
ノール樹脂などを熱処理して得られる炭素質材料を電極
とした電池が開示されている。また、特開平８−１２４
５５８号公報、特開平８−１５３５１４号公報、特開平
８−１８０９０３号公報、特開平８−２２７７１４号公
報、特開平８−３１５８２１号公報などにはフェノール
樹脂由来の炭素質材料と黒鉛とを複合させることにより
負極材としての性能を改良する方法が開示されている。
また、特開平８−２１３００６号公報にはフェノール樹
脂などを熱処理した炭素質材料にレーザー光を照射して
負極特性を改善することが開示されている。さらに、特
開平９−１０６８１８号公報には、フェノール樹脂など
を熱処理して得た炭素質材料にリチウム化合物を加え、
さらに熱処理して負極材料を得る方法が開示されてい
る。
は、フェノール樹脂の熱処理物にドーピング剤をドープ
した材料が電気電導性を示し、これが電池の電極に適用
できることが開示されている。また、特許第２５７４７
３０号公報にはフェノール樹脂を熱処理した炭素質材料
を電極とし、非水電解液中リチウムのドープ、脱ドープ
を利用した電池が開示されている。さらに、特開平３−
１３７０１０号公報にはリン化合物を、また、特開平３
−２４５４５８号公報にはホウ素化合物を添加したフェ
ノール樹脂などを熱処理して得られる炭素質材料を電極
とした電池が開示されている。また、特開平８−１２４
５５８号公報、特開平８−１５３５１４号公報、特開平
８−１８０９０３号公報、特開平８−２２７７１４号公
報、特開平８−３１５８２１号公報などにはフェノール
樹脂由来の炭素質材料と黒鉛とを複合させることにより
負極材としての性能を改良する方法が開示されている。
また、特開平８−２１３００６号公報にはフェノール樹
脂などを熱処理した炭素質材料にレーザー光を照射して
負極特性を改善することが開示されている。さらに、特
開平９−１０６８１８号公報には、フェノール樹脂など
を熱処理して得た炭素質材料にリチウム化合物を加え、
さらに熱処理して負極材料を得る方法が開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、炭素質材
料を得る有機材料としてフェノール樹脂が注目され、二
次電池用負極材に向けての研究が行われている。しかし
ながら、フェノール樹脂は熱処理して炭素質材料に変換
すると重量が大きく減少するため、生産性が低く、ま
た、得られた炭素質材料を二次電池の電極として用いた
場合、充放電容量、クーロン効率とも低く、二次電池と
しての性能は不十分であった。そこで、本発明の課題
は、充放電容量及びクーロン効率が高く、しかも、電極
とする炭素質材料の生産性のよい非水リチウム二次電池
を提供するにある。
料を得る有機材料としてフェノール樹脂が注目され、二
次電池用負極材に向けての研究が行われている。しかし
ながら、フェノール樹脂は熱処理して炭素質材料に変換
すると重量が大きく減少するため、生産性が低く、ま
た、得られた炭素質材料を二次電池の電極として用いた
場合、充放電容量、クーロン効率とも低く、二次電池と
しての性能は不十分であった。そこで、本発明の課題
は、充放電容量及びクーロン効率が高く、しかも、電極
とする炭素質材料の生産性のよい非水リチウム二次電池
を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく種々検討した結果、フェノール樹脂の類似化
合物であるジヒドロ−１，３−ベンゾオキサジン化合物
を熱処理して得られる炭素質材料が上記目的に合致する
ことを見い出し、本発明に到達した。すなわち、本発明
の要旨は、正極と負極と非水電解液とを有する非水リチ
ウム二次電池において、正極及び負極の少なくともいず
れか一方に、式（１）で示されるジヒドロ−１，３−ベ
ンゾオキサジン化合物を不活性雰囲気又は真空中で４０
０〜３０００℃の温度で熱処理して得られる炭素質材料
を用いてなることを特徴とする非水リチウム二次電池で
ある。
解決すべく種々検討した結果、フェノール樹脂の類似化
合物であるジヒドロ−１，３−ベンゾオキサジン化合物
を熱処理して得られる炭素質材料が上記目的に合致する
ことを見い出し、本発明に到達した。すなわち、本発明
の要旨は、正極と負極と非水電解液とを有する非水リチ
ウム二次電池において、正極及び負極の少なくともいず
れか一方に、式（１）で示されるジヒドロ−１，３−ベ
ンゾオキサジン化合物を不活性雰囲気又は真空中で４０
０〜３０００℃の温度で熱処理して得られる炭素質材料
を用いてなることを特徴とする非水リチウム二次電池で
ある。
【０００６】
【化３】
【０００７】ただし、（１）式中、ｎは１〜４の整数で
あり、Ｒ1 はフェニル基、置換フェニル基又はシクロヘ
キシル基であり、Ｒ2 は下記の群から選ばれる。
あり、Ｒ1 はフェニル基、置換フェニル基又はシクロヘ
キシル基であり、Ｒ2 は下記の群から選ばれる。
【０００８】
【化４】 ただし、ｍは１以上の整数である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いるジヒドロ−１，３−ベンゾオキサジン化
合物は前記式（１）で表される構造を有するものである
が、ｎとしては２、Ｒ1 としてはフェニル基、Ｒ2 とし
てカルボニル基が好ましい。
本発明に用いるジヒドロ−１，３−ベンゾオキサジン化
合物は前記式（１）で表される構造を有するものである
が、ｎとしては２、Ｒ1 としてはフェニル基、Ｒ2 とし
てカルボニル基が好ましい。
【００１０】本発明におけるジヒドロ−１，３−ベンゾ
オキサジンは対応するフェノール化合物とアミン化合物
とホルムアルデヒドとから下記反応式に従って合成する
ことができる。ただし、式中、Ｒ1 、Ｒ2 及びｎはそれ
ぞれ先に記載したものと同じ意味を有する。
オキサジンは対応するフェノール化合物とアミン化合物
とホルムアルデヒドとから下記反応式に従って合成する
ことができる。ただし、式中、Ｒ1 、Ｒ2 及びｎはそれ
ぞれ先に記載したものと同じ意味を有する。
【００１１】
【化５】
【００１２】本発明において負極として用いられる炭素
質材料は上記ジヒドロ−１，３−ベンゾオキサジン化合
物を熱処理して得られるが、かかる熱処理は不活性雰囲
気又は真空中（減圧も含む）で行われ、好ましくは真空
中で行われる。また、熱処理温度は４００〜３０００℃
の温度、好ましくは５００〜２０００℃の範囲の温度ま
で徐々に加熱して熱処理することにより得られる。熱処
理の温度が４００℃未満の場合又は３０００℃を超える
場合は電池の容量が低下する傾向にある。不活性雰囲気
中で熱処理するに際しては、窒素ガス、アルゴンガス、
ヘリウムガス、ネオンガス、二酸化炭素ガス等の非酸化
性ガスが用いられる。
質材料は上記ジヒドロ−１，３−ベンゾオキサジン化合
物を熱処理して得られるが、かかる熱処理は不活性雰囲
気又は真空中（減圧も含む）で行われ、好ましくは真空
中で行われる。また、熱処理温度は４００〜３０００℃
の温度、好ましくは５００〜２０００℃の範囲の温度ま
で徐々に加熱して熱処理することにより得られる。熱処
理の温度が４００℃未満の場合又は３０００℃を超える
場合は電池の容量が低下する傾向にある。不活性雰囲気
中で熱処理するに際しては、窒素ガス、アルゴンガス、
ヘリウムガス、ネオンガス、二酸化炭素ガス等の非酸化
性ガスが用いられる。
【００１３】かくして、ジヒドロ−１，３−ベンゾオキ
サジン化合物が熱処理されて炭化された材料は粉末状の
炭素質材料とするために熱処理後に粉砕されるが、上記
熱処理時の最終温度に到達する前に中間生成物を取り出
して予め粉砕しておくと、粉末状の炭素質材料が得られ
やすくなる。上記の炭素質材料は、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化
ビニリデン等のポリマーを混合して成形することにより
二次電池の電極に供される。
サジン化合物が熱処理されて炭化された材料は粉末状の
炭素質材料とするために熱処理後に粉砕されるが、上記
熱処理時の最終温度に到達する前に中間生成物を取り出
して予め粉砕しておくと、粉末状の炭素質材料が得られ
やすくなる。上記の炭素質材料は、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化
ビニリデン等のポリマーを混合して成形することにより
二次電池の電極に供される。
【００１４】本発明の二次電池においては、基本的には
正極、負極及び非水電解液から構成され、電極間にセパ
レータを設けることもできる。非水電解液は溶媒及び電
解質から構成されるが、固体電解質を用いることも可能
である。本発明の二次電池においては、上記の炭素質材
料を電極の少なくとも一方に使用するが、負極の構成材
料として用いるのが好ましい。負極は上記炭素質材料に
導電性材料を配合することもでき、導電性材料として
は、金属、無機金属酸化物、導電性炭素等を例示するこ
とができる。本発明の二次電池において上記の炭素質材
料を負極として使用する場合は、正極となる電極活物質
としては、例えば、TiS2、MoO2、CoO2、V2O2、FeS2、Nb
S2、ZrS2、NiPS3 、VSe2、MnO2等の遷移金属酸化物、遷
移金属カルコゲン化物、LiCoO2等のLi複合酸化物、有機
物の熱重合物である一次元グラファイト化物、フッ化カ
ーボン、グラファイト、又はポリアセチレン、ポリピロ
ール、ポリアニリン、ポリアズレン等の導電性高分子材
料が挙げられる。
正極、負極及び非水電解液から構成され、電極間にセパ
レータを設けることもできる。非水電解液は溶媒及び電
解質から構成されるが、固体電解質を用いることも可能
である。本発明の二次電池においては、上記の炭素質材
料を電極の少なくとも一方に使用するが、負極の構成材
料として用いるのが好ましい。負極は上記炭素質材料に
導電性材料を配合することもでき、導電性材料として
は、金属、無機金属酸化物、導電性炭素等を例示するこ
とができる。本発明の二次電池において上記の炭素質材
料を負極として使用する場合は、正極となる電極活物質
としては、例えば、TiS2、MoO2、CoO2、V2O2、FeS2、Nb
S2、ZrS2、NiPS3 、VSe2、MnO2等の遷移金属酸化物、遷
移金属カルコゲン化物、LiCoO2等のLi複合酸化物、有機
物の熱重合物である一次元グラファイト化物、フッ化カ
ーボン、グラファイト、又はポリアセチレン、ポリピロ
ール、ポリアニリン、ポリアズレン等の導電性高分子材
料が挙げられる。
【００１５】本発明の二次電池における電解質として
は、次に示すアニオン及びカチオンが用いられる。アニ
オンとしては、例えば、PF6 - 、SbF6 - 、AsF6 - 、SbCl
6 - 等のＶ8 属元素のハロゲン化物アニオン、BF4 - 、
BR"4 - （Ｒ" はフェニル基、アルキル基）等のIII ａ族
元素のハロゲン化物アニオン、ClO4 - 等の過塩素酸アニ
オン、Cl- 、Br- 、Ｉ- 等のハロゲンアニオン、トリフ
ルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。カチオンとし
ては、例えば、Li+ 、Na+ 、Ｋ+ 等のアルカリ金属イオ
ン、（Ｒ'''4Ｎ）+ （Ｒ''' は炭素数１〜２０の炭化水
素基）等が挙げられる。また、前記電解質を与える化合
物としては、例えば、LiPF6 、LiSbF6、LiAsF6、LiCl
O4、KPF6、NaClO4、KI、KSbF6 、KAsF6 、KClO4 、 (n-
Bu)4N AsF6、 (n-Bu)4N BF4 、LiAlCl4 、LiBF4 、LiCF
3SO3等が挙げられ、特にLiClO4、LiPF6 、LiBF4が好ま
しい。電解質溶液を構成する溶媒は特に限定するもので
はないが、比較的、極性の大きい溶媒が好適に用いられ
る。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、エチルメチルカーボネート、ベンゾニトリル、ア
セトニトリル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラ
ヒドロフラン、γ−ブチルラクトン、ジオキソラン、ト
リエチルホスファイト、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、
ジメトキシエタン、ポリエチレングリコール、スルホラ
ン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン
等の有機溶媒の１種又は２種以上の混合溶媒が挙げら
れ、特にプロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ジエチルカーボネート又はこれらの混合溶媒が好ま
しい。
は、次に示すアニオン及びカチオンが用いられる。アニ
オンとしては、例えば、PF6 - 、SbF6 - 、AsF6 - 、SbCl
6 - 等のＶ8 属元素のハロゲン化物アニオン、BF4 - 、
BR"4 - （Ｒ" はフェニル基、アルキル基）等のIII ａ族
元素のハロゲン化物アニオン、ClO4 - 等の過塩素酸アニ
オン、Cl- 、Br- 、Ｉ- 等のハロゲンアニオン、トリフ
ルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。カチオンとし
ては、例えば、Li+ 、Na+ 、Ｋ+ 等のアルカリ金属イオ
ン、（Ｒ'''4Ｎ）+ （Ｒ''' は炭素数１〜２０の炭化水
素基）等が挙げられる。また、前記電解質を与える化合
物としては、例えば、LiPF6 、LiSbF6、LiAsF6、LiCl
O4、KPF6、NaClO4、KI、KSbF6 、KAsF6 、KClO4 、 (n-
Bu)4N AsF6、 (n-Bu)4N BF4 、LiAlCl4 、LiBF4 、LiCF
3SO3等が挙げられ、特にLiClO4、LiPF6 、LiBF4が好ま
しい。電解質溶液を構成する溶媒は特に限定するもので
はないが、比較的、極性の大きい溶媒が好適に用いられ
る。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、エチルメチルカーボネート、ベンゾニトリル、ア
セトニトリル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラ
ヒドロフラン、γ−ブチルラクトン、ジオキソラン、ト
リエチルホスファイト、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、
ジメトキシエタン、ポリエチレングリコール、スルホラ
ン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン
等の有機溶媒の１種又は２種以上の混合溶媒が挙げら
れ、特にプロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ジエチルカーボネート又はこれらの混合溶媒が好ま
しい。
【００１６】セパレーターとしては、電解質溶液のイオ
ン移動に対して低抵抗であり、かつ、溶液保存性に優れ
たものが用いられ、例えば、ガラス繊維フィルター、ポ
リエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピ
レン等の高分子ポアフィルター、又はガラス繊維とこれ
らの高分子からなる不織布等が挙げられる。また、これ
ら電解液、セパレーターの代わりに用いられるものとし
て、固体電解質が挙げられる。例えば、無機系では、Ag
Cl、AgBr、AgI 、LiI 等の金属ハロゲン化物、PbAg
4I5 、PbAg4I4CN 等が挙げられる。また、有機系では、
ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリアクリルアミド等をポリマーマ
トリックスとし、前記の電解質塩をポリマーマトリック
ス中に溶解した複合体、又は、これらのゲル架橋体、低
分子量ポリエチレンオキシド、クラウンエーテル等のイ
オン解離基をポリマー主鎖にグラフト化した高分子固体
電解質が挙げられる。本発明の電池の形態は、特に限定
するものではないが、コイン型、シート型、筒型、角型
等の各種電池に実装することができる。
ン移動に対して低抵抗であり、かつ、溶液保存性に優れ
たものが用いられ、例えば、ガラス繊維フィルター、ポ
リエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピ
レン等の高分子ポアフィルター、又はガラス繊維とこれ
らの高分子からなる不織布等が挙げられる。また、これ
ら電解液、セパレーターの代わりに用いられるものとし
て、固体電解質が挙げられる。例えば、無機系では、Ag
Cl、AgBr、AgI 、LiI 等の金属ハロゲン化物、PbAg
4I5 、PbAg4I4CN 等が挙げられる。また、有機系では、
ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリアクリルアミド等をポリマーマ
トリックスとし、前記の電解質塩をポリマーマトリック
ス中に溶解した複合体、又は、これらのゲル架橋体、低
分子量ポリエチレンオキシド、クラウンエーテル等のイ
オン解離基をポリマー主鎖にグラフト化した高分子固体
電解質が挙げられる。本発明の電池の形態は、特に限定
するものではないが、コイン型、シート型、筒型、角型
等の各種電池に実装することができる。
【００１７】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。 実施例１ （ベンゾオキサジン化合物の調製）ジオキサン中のアニ
リン4.65g(0.05モル）をジオキサン50ml中の37％ホルム
アルデヒド水溶液8.1g(0.1モル）にゆっくりと加え、こ
の混合物を温度計、コンデンサ及び滴下ロートを備えた
500ml の３つ首フラスコ中に入れ、そして氷浴中に浸漬
して冷却した。温度を10℃までに保ち、混合物を10分間
磁気攪拌した後、ジオキサン50ml中の4,4'- ジヒドロベ
ンゾフェノン5.35g(0.025 モル) の溶液を加えた。温度
を上げて混合物を６時間還流するとオレンジ色の粘性流
体11.0g が生成物として得られた。このものは冷却する
と固化するものであり、また、得られた収量はほぼ97％
であった。
する。 実施例１ （ベンゾオキサジン化合物の調製）ジオキサン中のアニ
リン4.65g(0.05モル）をジオキサン50ml中の37％ホルム
アルデヒド水溶液8.1g(0.1モル）にゆっくりと加え、こ
の混合物を温度計、コンデンサ及び滴下ロートを備えた
500ml の３つ首フラスコ中に入れ、そして氷浴中に浸漬
して冷却した。温度を10℃までに保ち、混合物を10分間
磁気攪拌した後、ジオキサン50ml中の4,4'- ジヒドロベ
ンゾフェノン5.35g(0.025 モル) の溶液を加えた。温度
を上げて混合物を６時間還流するとオレンジ色の粘性流
体11.0g が生成物として得られた。このものは冷却する
と固化するものであり、また、得られた収量はほぼ97％
であった。
【００１８】（ベンゾオキサジン化合物の熱処理）前記
ベンゾオキサジン化合物10g を真空中140 ℃で12時間加
熱した後、生成固形物をロータースピードミルを用いて
粉砕した。さらに真空中200 ℃で１時間加熱した後、同
様に粉砕した。得られた粉末を真空中100 ℃／時間の速
度で1000℃まで昇温し、1000℃で５時間保持して、炭素
質材料5.7gを得た。
ベンゾオキサジン化合物10g を真空中140 ℃で12時間加
熱した後、生成固形物をロータースピードミルを用いて
粉砕した。さらに真空中200 ℃で１時間加熱した後、同
様に粉砕した。得られた粉末を真空中100 ℃／時間の速
度で1000℃まで昇温し、1000℃で５時間保持して、炭素
質材料5.7gを得た。
【００１９】（電極の作成）得られた炭素質材料90重量
％及びポリテトラフルオロエチレン10重量％を混練し、
ローラーを用いてシートを作製した。このシートを所定
の大きさに打ち抜いた後、ステンレス金網に圧着して電
極を得た。
％及びポリテトラフルオロエチレン10重量％を混練し、
ローラーを用いてシートを作製した。このシートを所定
の大きさに打ち抜いた後、ステンレス金網に圧着して電
極を得た。
【００２０】（電池の製造）上記電極（直径１５．０ｍ
ｍ、厚み０．３８ｍｍ、重量１４０ｍｇ）を負極として
電解液〔１M のLiClO4, エチレンカーボネート／プロピ
レンカーボネート／ジエチルカーボネート＝１／１／２
（容積比）溶液〕中に浸漬し、対極（正極）をリチウム
箔（直径１５ｍｍ、厚み０．３０ｍｍ）とし、上記電解
液を含浸させたガラス繊維濾紙（ＧＣ５０、ＡＤＶＡＮ
ＴＥＣ社製）をセパレーターとして用い、ＣＲ２０１６
型のコインセルに組み込み二次電池を作製した。この二
次電池で２０℃、充電休止１時間後の電位が５ｍＶ以下
になるまで、１ｍＡの定電流で充電を行なった。放電は
１．５Ｖまで行い、初期充放電時の容量と効率を求め
た。結果を表１に示す。
ｍ、厚み０．３８ｍｍ、重量１４０ｍｇ）を負極として
電解液〔１M のLiClO4, エチレンカーボネート／プロピ
レンカーボネート／ジエチルカーボネート＝１／１／２
（容積比）溶液〕中に浸漬し、対極（正極）をリチウム
箔（直径１５ｍｍ、厚み０．３０ｍｍ）とし、上記電解
液を含浸させたガラス繊維濾紙（ＧＣ５０、ＡＤＶＡＮ
ＴＥＣ社製）をセパレーターとして用い、ＣＲ２０１６
型のコインセルに組み込み二次電池を作製した。この二
次電池で２０℃、充電休止１時間後の電位が５ｍＶ以下
になるまで、１ｍＡの定電流で充電を行なった。放電は
１．５Ｖまで行い、初期充放電時の容量と効率を求め
た。結果を表１に示す。
【００２１】実施例２ 実施例１において、ベンゾオキサジンの熱処理の最終温
度を1200℃とした以外は同様に行い、炭素材料5.5gを得
た。実施例１と同様に電極を作製し、充放電特性を評価
した結果を表１に示す。
度を1200℃とした以外は同様に行い、炭素材料5.5gを得
た。実施例１と同様に電極を作製し、充放電特性を評価
した結果を表１に示す。
【００２２】比較例１ フェノール樹脂粉末（ユニチカ製、Ｃ−100 ）を真空中
1000℃で５時間保持し、得られた炭素質材料を用いて実
施例１と同様に電極を作製し、充放電特性を評価した結
果を表１に示す。
1000℃で５時間保持し、得られた炭素質材料を用いて実
施例１と同様に電極を作製し、充放電特性を評価した結
果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】本発明の非水リチウム二次電池は、充放
電容量及びクーロン効率が高くものであり、しかも、電
極とする炭素質材料の原材料に対する収率が高く、生産
性がよいものである。
電容量及びクーロン効率が高くものであり、しかも、電
極とする炭素質材料の原材料に対する収率が高く、生産
性がよいものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富岡 功 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 正極と負極と非水電解液とを有する非水
リチウム二次電池において、正極及び負極の少なくとも
いずれか一方に、式（１）で示されるジヒドロ−１，３
−ベンゾオキサジン化合物を不活性雰囲気又は真空中で
４００〜３０００℃の温度で熱処理して得られる炭素質
材料を用いてなることを特徴とする非水リチウム二次電
池。 【化１】 ただし、（１）式中、ｎは１〜４の整数であり、Ｒ1 は
フェニル基、置換フェニル基又はシクロヘキシル基であ
り、Ｒ2 は下記の群から選ばれる。 【化２】 ただし、ｍは１以上の整数である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9251727A JPH1197011A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 非水リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9251727A JPH1197011A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 非水リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197011A true JPH1197011A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17227077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9251727A Pending JPH1197011A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 非水リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197011A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8034508B2 (en) | 2005-09-03 | 2011-10-11 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Polybenzoxazine-based compound, electrolyte membrane including the same, and fuel cell employing the electrolyte membrane |
| US8119307B2 (en) | 2006-12-15 | 2012-02-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode for fuel cell, method of manufacturing the electrode, and fuel cell employing the electrode |
| US8148028B2 (en) | 2006-05-29 | 2012-04-03 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Polybenzoxazines, electrolyte membrane comprising the same, and fuel cell employing the electrolyte membrane |
| US8187766B2 (en) | 2007-11-06 | 2012-05-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Benzoxazine-based monomer, polymer thereof, electrode for fuel cell including the polymer, electrolyte membrane for fuel cell including the polymer, and fuel cell using the electrode |
| US8188210B2 (en) | 2007-11-02 | 2012-05-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Naphthoxazine benzoxazine-based monomer, polymer thereof, electrode for fuel cell including the polymer, electrolyte membrane for fuel cell including the polymer, and fuel cell using the electrode |
| US8192892B2 (en) | 2007-09-11 | 2012-06-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Phosphorous containing benzoxazine-based monomer, polymer thereof, electrode for fuel cell including the same, electrolyte membrane for fuel cell including the same, and fuel cell employing the same |
| US8227138B2 (en) | 2007-11-02 | 2012-07-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Phosphorus containing benzoxazine-based monomer, polymer thereof, electrode for fuel cell including the polymer, electrolyte membrane for fuel cell including the polymer, and fuel cell using the electrode |
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| US8323849B2 (en) | 2007-11-02 | 2012-12-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrolyte membrane containing a crosslinked polybenzoxazine-based compound for fuel cell and fuel cell using the same |
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| US9051433B2 (en) | 2010-02-04 | 2015-06-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Polymer and cross-linked polymer composition, electrode and electrolyte membrane including cross-linked polymer, and fuel cell including electrode and electrolyte membrane |
| US9112232B2 (en) | 2010-02-05 | 2015-08-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composition, polymer thereof, electrode and electrolyte membrane for fuel cell, and fuel cell including the same |
| US9178218B2 (en) | 2010-02-09 | 2015-11-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Hyper-branched polymer, electrode and electrolyte membrane including the hyper-branched polymer, and fuel cell including at least one of the electrode and the electrolyte membrane |
| WO2016052407A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 積水化学工業株式会社 | リチウムイオン電池用正極活物質 |
| US9368803B2 (en) | 2010-03-03 | 2016-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composition, method of preparing the composition, electrode including the composition, and fuel cell including the electrode |
| WO2017142087A1 (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | 積水化学工業株式会社 | 黒色粒子及び黒色粒子の製造方法 |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP9251727A patent/JPH1197011A/ja active Pending
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| US8808941B2 (en) | 2007-11-02 | 2014-08-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Naphthoxazine benzoxazine-based monomer, polymer thereof, electrode for fuel cell including the polymer, electrolyte membrane for fuel cell including the polymer, and fuel cell using the electrode |
| US8512914B2 (en) | 2007-11-02 | 2013-08-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Phosphorus containing benzoxazine-based monomer, polymer thereof, electrode for fuel cell including the polymer, electrolyte membrane for fuel cell including the polymer, and fuel cell using the electrode |
| US8507148B2 (en) | 2007-11-06 | 2013-08-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Benzoxazine-based monomer, polymer thereof, electrode for fuel cell including the polymer, electrolyte membrane for fuel cell including the polymer, and fuel cell using the electrode |
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| US10355284B2 (en) | 2010-03-03 | 2019-07-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composition, method of preparing the composition, electrode including the composition, and fuel cell including the electrode |
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