JPS60101869A - 電池活物質 - Google Patents
電池活物質Info
- Publication number
- JPS60101869A JPS60101869A JP58209635A JP20963583A JPS60101869A JP S60101869 A JPS60101869 A JP S60101869A JP 58209635 A JP58209635 A JP 58209635A JP 20963583 A JP20963583 A JP 20963583A JP S60101869 A JPS60101869 A JP S60101869A
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- Japan
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- active material
- fluorine
- surface area
- specific surface
- carbon black
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- 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.)
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/5835—Comprising fluorine or fluoride salts
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、比表面積が５００ｍ”／９以上のカーボンブ
ラックをフッ素と反応させてえられるフッ化黒鉛からな
り、放電特性とくに放電時間が長くかつ放電電圧の高い
電池活物質に関する。
ラックをフッ素と反応させてえられるフッ化黒鉛からな
り、放電特性とくに放電時間が長くかつ放電電圧の高い
電池活物質に関する。
フッ化黒鉛が電池活物質としてすぐれた放電特性を有す
ることが見出されて以来、その放電電圧を高く、放電時
間を長くするべく種々研究が重ねられている。
ることが見出されて以来、その放電電圧を高く、放電時
間を長くするべく種々研究が重ねられている。
それらの研究では原料炭素材料の面からの検討も行なわ
れており、その結果、比表面積の小さい炭素材料をフッ
素と反応させてえられるフッ化黒鉛は、放電電圧の平担
性にはすぐれているが放電初期に放電電圧が低下しかつ
放電電圧自体もそれほど高くないものであり、−力比表
面積の大きい炭素材料をフッ素と反応させてえられるフ
ッ化黒鉛は、放電初期の放電電圧の低下がなくかつ放電
電圧も高いが放電時間が短くしかも放電電圧の平担性に
劣っているとされている（たとえば特開昭５８−１４０
９７２号公報の２頁右上欄１６〜１８行、６頁右下１１
１１５行〜４頁左上欄１１行および第６図参照）。
れており、その結果、比表面積の小さい炭素材料をフッ
素と反応させてえられるフッ化黒鉛は、放電電圧の平担
性にはすぐれているが放電初期に放電電圧が低下しかつ
放電電圧自体もそれほど高くないものであり、−力比表
面積の大きい炭素材料をフッ素と反応させてえられるフ
ッ化黒鉛は、放電初期の放電電圧の低下がなくかつ放電
電圧も高いが放電時間が短くしかも放電電圧の平担性に
劣っているとされている（たとえば特開昭５８−１４０
９７２号公報の２頁右上欄１６〜１８行、６頁右下１１
１１５行〜４頁左上欄１１行および第６図参照）。
しかるに、本発明者らはフッ化黒鉛の原料として比表面
積の大きい炭素材料についてさらに精査したところ、比
表面積の大きい炭素材料のうちでも比表面積が５００ｍ
”／、以上のカーボンブラックを原料として用いるとき
は、意外にも放電電圧が高くかつ放電時間も長いフッ化
黒鉛がえられることを見出し、本発明の電池活物質を完
成した。
積の大きい炭素材料についてさらに精査したところ、比
表面積の大きい炭素材料のうちでも比表面積が５００ｍ
”／、以上のカーボンブラックを原料として用いるとき
は、意外にも放電電圧が高くかつ放電時間も長いフッ化
黒鉛がえられることを見出し、本発明の電池活物質を完
成した。
本発明における原料は比表面積が５００ｍ２／ｐ以上の
カーボンブラックでなければならず、比表面積が５ＤＯ
ｍ”／ｐ未満の炭素材料からは、たとえカーボンブラッ
クであっても初期に放電電圧が低下しかつ放電雷、ＦＦ
、自体も高くないフッ化黒鉛しかえられない。またカー
ボンブラック以外の炭素材料からは、たとえ比表面積が
５００ ｍ２７９以上の炭素材料たとえば活性炭であっ
ても、放電電圧の平担性、放電電圧の高さおよび放電時
間において劣ったフッ化黒鉛しかえられない。
カーボンブラックでなければならず、比表面積が５ＤＯ
ｍ”／ｐ未満の炭素材料からは、たとえカーボンブラッ
クであっても初期に放電電圧が低下しかつ放電雷、ＦＦ
、自体も高くないフッ化黒鉛しかえられない。またカー
ボンブラック以外の炭素材料からは、たとえ比表面積が
５００ ｍ２７９以上の炭素材料たとえば活性炭であっ
ても、放電電圧の平担性、放電電圧の高さおよび放電時
間において劣ったフッ化黒鉛しかえられない。
カーボンブラックの比表面積の上限はとくに制限されな
いが、通常１０００ ｍ ７９程度である。そのような
カーボンブラックは、好ましくはたとえばファーネスブ
ラックの１種であるコンダクティブ７アーネスに存在す
ることが知られている。
いが、通常１０００ ｍ ７９程度である。そのような
カーボンブラックは、好ましくはたとえばファーネスブ
ラックの１種であるコンダクティブ７アーネスに存在す
ることが知られている。
本発明の電池活物質は、かかる比表面積の大きなカーボ
ンブラックをフッ素ガスと反応させることによりえられ
る。
ンブラックをフッ素ガスと反応させることによりえられ
る。
フッ素ガスとしては純粋なフッ素ガスでもよく、希釈ガ
スとの混合ガスでもよい。混合ガスを用いるばあいは、
フッ素ガスの濃度が０．１容量％以上、好ましくは０．
４〜２５容量％となるようＧこ調節する。本発明におい
ては混合ガスを用いるのが好ましく、混合ガスを用いる
ときは反応条件を幅広く調節することができるほか、装
置面での利点、たとえば製造装置の消耗を抑えることが
できる、製造装置を簡略化できるなどの利点を有する。
スとの混合ガスでもよい。混合ガスを用いるばあいは、
フッ素ガスの濃度が０．１容量％以上、好ましくは０．
４〜２５容量％となるようＧこ調節する。本発明におい
ては混合ガスを用いるのが好ましく、混合ガスを用いる
ときは反応条件を幅広く調節することができるほか、装
置面での利点、たとえば製造装置の消耗を抑えることが
できる、製造装置を簡略化できるなどの利点を有する。
希釈ガスはフッ素および炭素と反応しないガスであれば
よく、たとえばチッ素ガス、パーフルオロカーボンガス
、希ガスなどがあげられる。
よく、たとえばチッ素ガス、パーフルオロカーボンガス
、希ガスなどがあげられる。
本発明に用いるカーボンブラックとフッ素ガス（混合ガ
スも含む、以下同様）の反応は、たとえばカーボンブラ
ックが入れられている反応器にフッ素ガスを室温で導入
し、徐々に昇温し、目的とする反応温度すなわち１８０
〜５００°Ｃ１好ましくは２００〜４５０°Ｃに保持す
ることによって行なわれる。また、あらかじめ原料のみ
を反応温度に保持しておき、そこにフッ素ガスを導入す
ることもできる。
スも含む、以下同様）の反応は、たとえばカーボンブラ
ックが入れられている反応器にフッ素ガスを室温で導入
し、徐々に昇温し、目的とする反応温度すなわち１８０
〜５００°Ｃ１好ましくは２００〜４５０°Ｃに保持す
ることによって行なわれる。また、あらかじめ原料のみ
を反応温度に保持しておき、そこにフッ素ガスを導入す
ることもできる。
原料炭素は通常反応温度で脱気し、水分を除去しておく
ことが好ましい。
ことが好ましい。
かかる反応によってえられる本発明の電池活物質は、フ
ッ素含有量が５５〜６４重量％、好ましくは６２〜６４
重量％のものである。
ッ素含有量が５５〜６４重量％、好ましくは６２〜６４
重量％のものである。
本発明の電池活物質にバインダ、導電材を配合して電極
材かえられる。それらの配合割合は、フッ化黒鉛１０部
（重量部、以下同様）、バインダ１〜４部、導電材０．
５〜２部であるのが好ましい。本発明の電池活物質は単
独で用いてもよいし、他の方法によってえられるフッ化
黒鉛と混合して用いてもよい。
材かえられる。それらの配合割合は、フッ化黒鉛１０部
（重量部、以下同様）、バインダ１〜４部、導電材０．
５〜２部であるのが好ましい。本発明の電池活物質は単
独で用いてもよいし、他の方法によってえられるフッ化
黒鉛と混合して用いてもよい。
バインダとしては、たとえばポリテトラフルオロエチレ
ン（ＦＴＦＩ）などがあげられ、導電材としてはたとえ
ばアセチレンブラック、ケッチェンブラックなどの高電
気伝導性のカーボンブラックあるいは天然黒鉛などがあ
げられる０本発明の電池活物質を電池に用いるばあい、
本発明の電池活物質を正極とし、負極にたとえばリチウ
ム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムを単独ま
たはこれらを主成分とする合金を用いることが好ましい
。電解質としては用いる負極の種類にもよるが、通常非
水系を用いる。
ン（ＦＴＦＩ）などがあげられ、導電材としてはたとえ
ばアセチレンブラック、ケッチェンブラックなどの高電
気伝導性のカーボンブラックあるいは天然黒鉛などがあ
げられる０本発明の電池活物質を電池に用いるばあい、
本発明の電池活物質を正極とし、負極にたとえばリチウ
ム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムを単独ま
たはこれらを主成分とする合金を用いることが好ましい
。電解質としては用いる負極の種類にもよるが、通常非
水系を用いる。
つぎに本発明の電池活物質を実施例に基づいて説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。
実施例１
導電性ファーネスブラック（比表面積９５０ｍ２／ｐ、
平均粒径０．０６μｍ）１０．０９を反応器に入れ、２
００°０で６０分間脱気して水分を除去したのち、室温
に冷却した。
平均粒径０．０６μｍ）１０．０９を反応器に入れ、２
００°０で６０分間脱気して水分を除去したのち、室温
に冷却した。
ついで反応器内をチッ素ガスで置換したのち温度を２０
０°Ｃに維持しつつ１気圧でフッ素ガスを徐々に導入し
てフッ素濃度を６容量％にしたのち、フッ素ガス（フッ
素濃度６容量％）の流通下に２００ｏ／ｈｒの昇温速度
で３５０°ａまで上げ、その後３５０°Ｃに維持した。
０°Ｃに維持しつつ１気圧でフッ素ガスを徐々に導入し
てフッ素濃度を６容量％にしたのち、フッ素ガス（フッ
素濃度６容量％）の流通下に２００ｏ／ｈｒの昇温速度
で３５０°ａまで上げ、その後３５０°Ｃに維持した。
昇温開始から１２時間後に反応を終了し、淡灰色の粉末
をえた。このもののフッ素含有量は６６．０重量％であ
り、比表面積は４４８ｍ ／９であった。
をえた。このもののフッ素含有量は６６．０重量％であ
り、比表面積は４４８ｍ ／９であった。
ついでこの生成物１０部、ＰＴＩＰＦｉ３部およびアセ
チレンブラック１部を充分混練してニッケル網上にプレ
スし、表面積１．５７ｃｍ”の正極を作製した。負極と
してはブロックから切り出してニッケル網で保持したも
のを用い、電解質には１モル／ｌのホウフッ化リチウム
のγ−ブチロラクトン溶液を用いた。放電電圧の測定は
２５°０にて１０にΩの定抵抗放電で行なった。えられ
た端子電圧の経時変化を第１図に示す。
チレンブラック１部を充分混練してニッケル網上にプレ
スし、表面積１．５７ｃｍ”の正極を作製した。負極と
してはブロックから切り出してニッケル網で保持したも
のを用い、電解質には１モル／ｌのホウフッ化リチウム
のγ−ブチロラクトン溶液を用いた。放電電圧の測定は
２５°０にて１０にΩの定抵抗放電で行なった。えられ
た端子電圧の経時変化を第１図に示す。
比較例１
石油コークス（比表面積８．６ｍ”、／９、平均粒径１
０μｍ）１０．０ｐを反応器に入れ、４００°Ｃで６０
分間脱気して水分を除去したのち、フッ素ガスを導入し
、フッ素濃度１０容量％のフッ素ガスの流通下、４．５
時間反応させた。えられたものは白色の粉末で、フッ素
含有量は６２．０重量％、比表面積は１８６ｍ２／ｇで
あった。
０μｍ）１０．０ｐを反応器に入れ、４００°Ｃで６０
分間脱気して水分を除去したのち、フッ素ガスを導入し
、フッ素濃度１０容量％のフッ素ガスの流通下、４．５
時間反応させた。えられたものは白色の粉末で、フッ素
含有量は６２．０重量％、比表面積は１８６ｍ２／ｇで
あった。
このものを用いて実施例１と同様にして電池を作製し、
その端子電圧の経時変化を測定した。
その端子電圧の経時変化を測定した。
結果を第１図に示す。
比較例２
原料炭素として比表面積８０７ｍ２／９で粒径１４９ｍ
以下の活性炭を用い、反応温度を２９０’ａ、流通させ
るフッ素ガスのフッ素濃度を４容量％、反応時間を１８
時間にしたほかは比較例１と同様にして原料炭素をフッ
素ガスと反応させて、淡灰色の生成物をえた。この生成
物のフッ素含有量は６４．２重量％、比表面積は３６０
ｍ２／９であった。
以下の活性炭を用い、反応温度を２９０’ａ、流通させ
るフッ素ガスのフッ素濃度を４容量％、反応時間を１８
時間にしたほかは比較例１と同様にして原料炭素をフッ
素ガスと反応させて、淡灰色の生成物をえた。この生成
物のフッ素含有量は６４．２重量％、比表面積は３６０
ｍ２／９であった。
このものを用いて実施例１と同様にして電池を作製し、
その端子電圧の経時変化を測定した。
その端子電圧の経時変化を測定した。
結果を第１図に示す。
比較例６
ファーネスブラック（比表面積８４ｍ／、、平均粒子径
０．０３μｍ） １０．０ｐを反応器に入れ、６６０°
Ｃで６０分間脱気して水分を除去したのち、室温に冷却
した。
０．０３μｍ） １０．０ｐを反応器に入れ、６６０°
Ｃで６０分間脱気して水分を除去したのち、室温に冷却
した。
ついで５５０°０に昇温し、フッ素濃度１容量％のフッ
素ガスの流通下に８時間反応させ、その後フッ素ガスの
フッ素濃度を４容量％に上げてさらに２１時間反応させ
て淡灰色の粉末をえた。
素ガスの流通下に８時間反応させ、その後フッ素ガスの
フッ素濃度を４容量％に上げてさらに２１時間反応させ
て淡灰色の粉末をえた。
この生成物のフッ素含有量は６６．８重量％で、比表面
積は１７５ｍ２／ｊであった。
積は１７５ｍ２／ｊであった。
このものを用いて実施例１と同様にして電池を作製し、
その端子電圧の経時変化を測定した。
その端子電圧の経時変化を測定した。
結果を第１図に示す。
第１図から明らかなごとく、比表面積が小さいＣＢ、６
ｍ／９）の石油コークスを原料としてえられたフッ化黒
鉛（比較例１）は、全体的に放電電圧が低くしかも放電
初期に電圧の低下を生ずる。比表面積が８０７ｍ”／９
と大きい活性炭を原料としてえられたフッ化黒鉛（比較
例２）は、放電初期の放電電圧こそ高いが急激に放電電
圧が下がり、しかも放電時間も短い。比表面積が８４ｍ
２／９と小さいファーネスブラックを原料としてえられ
たフッ化黒鉛（比較例３）は、放電電圧が低く放電時間
も短い。
ｍ／９）の石油コークスを原料としてえられたフッ化黒
鉛（比較例１）は、全体的に放電電圧が低くしかも放電
初期に電圧の低下を生ずる。比表面積が８０７ｍ”／９
と大きい活性炭を原料としてえられたフッ化黒鉛（比較
例２）は、放電初期の放電電圧こそ高いが急激に放電電
圧が下がり、しかも放電時間も短い。比表面積が８４ｍ
２／９と小さいファーネスブラックを原料としてえられ
たフッ化黒鉛（比較例３）は、放電電圧が低く放電時間
も短い。
一方、実施例１でえられた本発明の電池活物質は、全体
の放電電圧がきわめて高く、シかも放電時間も長いすぐ
れた電池活物質である。
の放電電圧がきわめて高く、シかも放電時間も長いすぐ
れた電池活物質である。
第１図は実施例１および比較例１〜６でそれぞれ作製し
た電池の放電特性を示すグラフである。 栖 −ヤ １虱 （〉） 手続補正書（自発） 昭和５８年１２月室ζ日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １事件の表示 昭和５８年特許願第 ２０９６５５ 号２発明の名称 電池活物質 ３補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市北区梅田１丁目１２番６９号新阪急ビル
名 称 （２８５）ダイキン工業株式会社（１） ５補正の対象 （１） 明細書の「発明の詳細な説明」の欄６補正の内
容 （１） 明細書７頁８行の「ブロックから切り出して」
を「リチウムのブロックから表面積１０ｍ２、厚さ１ｍ
ｍに切り出し、それを」と補正する。 以上 （２） 手続（甫正書（自発） 昭和５９年１り月／２日 特許庁長官 志 賀 学 殴 １、事件の表示 昭和５８年 特許願第２０９６３５号 ２、発明の名称 ・ 電池活物質 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪市北区梅田１丁目１２番３９号 新阪急ビル （２８５） ダイキン工業株式会社 自発 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 １− ６、 補正の内容 （１） 明細書第３頁第１４行ｒｌ ０００ｍ２／ｇＪ
とあるをｒｌ ３００ｍ２／ｇＪと訂正する。 以上 ＝２−
た電池の放電特性を示すグラフである。 栖 −ヤ １虱 （〉） 手続補正書（自発） 昭和５８年１２月室ζ日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １事件の表示 昭和５８年特許願第 ２０９６５５ 号２発明の名称 電池活物質 ３補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市北区梅田１丁目１２番６９号新阪急ビル
名 称 （２８５）ダイキン工業株式会社（１） ５補正の対象 （１） 明細書の「発明の詳細な説明」の欄６補正の内
容 （１） 明細書７頁８行の「ブロックから切り出して」
を「リチウムのブロックから表面積１０ｍ２、厚さ１ｍ
ｍに切り出し、それを」と補正する。 以上 （２） 手続（甫正書（自発） 昭和５９年１り月／２日 特許庁長官 志 賀 学 殴 １、事件の表示 昭和５８年 特許願第２０９６３５号 ２、発明の名称 ・ 電池活物質 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪市北区梅田１丁目１２番３９号 新阪急ビル （２８５） ダイキン工業株式会社 自発 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 １− ６、 補正の内容 （１） 明細書第３頁第１４行ｒｌ ０００ｍ２／ｇＪ
とあるをｒｌ ３００ｍ２／ｇＪと訂正する。 以上 ＝２−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 比表面積が５００ｍ２／ｇ以上のカーボンブラック
をフッ素と反応させてえられるフッ化黒鉛からなる電池
活物質。 ２ カーボンブラックがファーネスブラックである特許
請求の範囲第１項記載の電池活物質。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209635A JPS60101869A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 電池活物質 |
| EP84113334A EP0142113A3 (en) | 1983-11-07 | 1984-11-06 | Active material for batteries |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209635A JPS60101869A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 電池活物質 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101869A true JPS60101869A (ja) | 1985-06-05 |
Family
ID=16576052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58209635A Pending JPS60101869A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 電池活物質 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60101869A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313330A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解液電池 |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP58209635A patent/JPS60101869A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313330A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解液電池 |
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