JPS62291863A - 電池活物質 - Google Patents
電池活物質Info
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- JPS62291863A JPS62291863A JP61134683A JP13468386A JPS62291863A JP S62291863 A JPS62291863 A JP S62291863A JP 61134683 A JP61134683 A JP 61134683A JP 13468386 A JP13468386 A JP 13468386A JP S62291863 A JPS62291863 A JP S62291863A
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Classifications
-
- 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
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- 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
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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】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は電池活物質に関し、更に詳細には、利用率等の
改良されたフッ化カーボン（またはグラファイト、以下
同じ）よりなる電池活物質に関する。
改良されたフッ化カーボン（またはグラファイト、以下
同じ）よりなる電池活物質に関する。
（従来技術）
フッ化グラファイトを正極活物質に用いた（ＣＦ）ｎ／
Ｌｉ電池は、高い放電電圧とその安定性を示し、また優
れた長期保存性と良好な温度特性を備えた高エネルギー
密度の一次電池として実用化されている。
Ｌｉ電池は、高い放電電圧とその安定性を示し、また優
れた長期保存性と良好な温度特性を備えた高エネルギー
密度の一次電池として実用化されている。
本発明者等は、例えば「高配向性カーボンファイバを用
いて合成されるフッ化グラファイトの放電特性」 （第
２４回電池討論会要旨集、１７７．１９８３）において
、気相法炭素繊維から得られるフッ化グラファイトが電
池活物質として極めて優れた性能を有することを開示し
た。
いて合成されるフッ化グラファイトの放電特性」 （第
２４回電池討論会要旨集、１７７．１９８３）において
、気相法炭素繊維から得られるフッ化グラファイトが電
池活物質として極めて優れた性能を有することを開示し
た。
しかしながら、前記発明のフッ化グラファイトは原料炭
素材に炭化水素を熱分解して得られる気相成長炭素繊維
の中でも、基板上にシードされた触媒粒子により生成さ
れた気相法炭素繊維から得られたものであった。
素材に炭化水素を熱分解して得られる気相成長炭素繊維
の中でも、基板上にシードされた触媒粒子により生成さ
れた気相法炭素繊維から得られたものであった。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような気相法炭素繊維を電池活物質
に用いた電池は、起電力にも限界があり、また電圧平坦
性も充分なものとはいえなかった。
に用いた電池は、起電力にも限界があり、また電圧平坦
性も充分なものとはいえなかった。
本発明の目的は、起電力の高い、電圧平坦性ｌ：こ優れ
た、エネルギー密度の高い電池を与える電池活物質を提
供することにある。
た、エネルギー密度の高い電池を与える電池活物質を提
供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明者等は、鋭怠研究の結果、流動する触媒粒子から
生成される炭素繊維を、フッ素化し、それをリチウム電
池の正極活物質として使用すると、高い放電電圧ととも
に良好な平坦性を有し、極めて利用率の高い、改良され
た電池特性を示すことを見出し、本発明に到達した。
生成される炭素繊維を、フッ素化し、それをリチウム電
池の正極活物質として使用すると、高い放電電圧ととも
に良好な平坦性を有し、極めて利用率の高い、改良され
た電池特性を示すことを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、流動床法による気相法炭素繊維を
フッ素化してなる、式（ＣＦ）ｎで表わされるフッ化カ
ーボンを少なくとも一部に含むフッ化カーボン電池活物
質を提供するものである。
フッ素化してなる、式（ＣＦ）ｎで表わされるフッ化カ
ーボンを少なくとも一部に含むフッ化カーボン電池活物
質を提供するものである。
本発明に用いられる炭素ｔｍ維は、これまでの気相法炭
素繊維が基板上にシードされた触媒粒子により生成され
たのに対し、これを３次元的に拡張し、流動する触媒粒
子により生成された、いわゆる流動床気相法炭素繊維で
ある。流動床気相洗炭＠繊維の製造方法は、一般に鉄な
どの超微粒子（触媒粒子）を流動媒体によって流動化さ
せ、これに炭素源化合物（炭化水素）を供給し、空間に
浮遊している前記触媒粒子上に炭素繊維を形成するとと
もに、流動床内で炭化水素の熱分解堆積により太さ成長
を行わせるものである。（例えば応用物理Ｖｏ１．５４
．Ｎｏ、５ （１９８５）Ｐ５０７〜５１０参照）。
素繊維が基板上にシードされた触媒粒子により生成され
たのに対し、これを３次元的に拡張し、流動する触媒粒
子により生成された、いわゆる流動床気相法炭素繊維で
ある。流動床気相洗炭＠繊維の製造方法は、一般に鉄な
どの超微粒子（触媒粒子）を流動媒体によって流動化さ
せ、これに炭素源化合物（炭化水素）を供給し、空間に
浮遊している前記触媒粒子上に炭素繊維を形成するとと
もに、流動床内で炭化水素の熱分解堆積により太さ成長
を行わせるものである。（例えば応用物理Ｖｏ１．５４
．Ｎｏ、５ （１９８５）Ｐ５０７〜５１０参照）。
かかる流動床気相法炭素繊維は、繊維径が平均０．１〜
１．０μｍφの極めて細い繊維の集合体である。その微
視的な結晶構造は基板法の気相法炭素繊維とほぼ同様で
ある。しかし、炭素層面の配向性、結晶性が太さ方向に
沿って若干のばらつきを生じ、層面間隔は基板法のもの
よりもやや広くなっている。
１．０μｍφの極めて細い繊維の集合体である。その微
視的な結晶構造は基板法の気相法炭素繊維とほぼ同様で
ある。しかし、炭素層面の配向性、結晶性が太さ方向に
沿って若干のばらつきを生じ、層面間隔は基板法のもの
よりもやや広くなっている。
本発明における効果発現の理由は、流動床気相法炭素繊
維が前記の構造的特徴を有するために、合成して得られ
る（ＣＦ）ｎファイバが微小な欠陥部を含み易く、その
周辺のＣとＦの結合が弱くなって、放電生成物の分解速
度が他の部分より早くなり、Ｌｉ＋イオンの電離反応面
への移動を促進するものと考えられる。かかる巨視的な
らびに微視的構造の反映によって、（ＣＦ）ｎファイバ
の過電圧は小さくなり、高い放電電圧を示し、その良好
な平坦性が利用率の向上へ大きく寄与しでいると考えら
れる。
維が前記の構造的特徴を有するために、合成して得られ
る（ＣＦ）ｎファイバが微小な欠陥部を含み易く、その
周辺のＣとＦの結合が弱くなって、放電生成物の分解速
度が他の部分より早くなり、Ｌｉ＋イオンの電離反応面
への移動を促進するものと考えられる。かかる巨視的な
らびに微視的構造の反映によって、（ＣＦ）ｎファイバ
の過電圧は小さくなり、高い放電電圧を示し、その良好
な平坦性が利用率の向上へ大きく寄与しでいると考えら
れる。
（実施例）
以下に、本発明における流動床による気相法炭素繊維の
フッ素化の実施例及びその電池活物質としての特性を、
基板法からの気相法炭素繊維のそれと比較して示す。
フッ素化の実施例及びその電池活物質としての特性を、
基板法からの気相法炭素繊維のそれと比較して示す。
気相法炭素繊維の製造は次のようにして行なった。フェ
ロセン等の有機遷移金属化合物を約２００℃前後で加熱
気化せしめ、水素とベンゼン等の炭化水素との混合ガス
とともに炉管内に導入する。
ロセン等の有機遷移金属化合物を約２００℃前後で加熱
気化せしめ、水素とベンゼン等の炭化水素との混合ガス
とともに炉管内に導入する。
反応管は内径５０〜６０龍、長さは１５００■畷程度の
ものを用い、炉温は１１００°Ｃ程度、水素ガスの流量
は２００ｃｃ／ｍｉｎ程度に設定した。繊維は気流にの
って生成、成長し、炉管内に堆積した形で得られる。こ
の炭素繊維の径は０．１〜１．５μｍ、長さは約１ｍ１
１程度であり、平坦的なアスペクト比は１０３程度であ
る。
ものを用い、炉温は１１００°Ｃ程度、水素ガスの流量
は２００ｃｃ／ｍｉｎ程度に設定した。繊維は気流にの
って生成、成長し、炉管内に堆積した形で得られる。こ
の炭素繊維の径は０．１〜１．５μｍ、長さは約１ｍ１
１程度であり、平坦的なアスペクト比は１０３程度であ
る。
上記流動床によって得られた気相法炭素繊維をフッ素工
７６０璽■Ｈｇ、３００℃で９６時間フッ素化し、（Ｃ
Ｆ）ｎ型フッ化カーボン（（ＣＦ）ｎファイバ）を得た
。フッ化カーボンは、酸素フラスコ法により元素分析を
行ない、Ｘ線回折により同定した。これをサンプルＸと
した。
７６０璽■Ｈｇ、３００℃で９６時間フッ素化し、（Ｃ
Ｆ）ｎ型フッ化カーボン（（ＣＦ）ｎファイバ）を得た
。フッ化カーボンは、酸素フラスコ法により元素分析を
行ない、Ｘ線回折により同定した。これをサンプルＸと
した。
一方、基板法による気相法炭素繊維として、繊維径１０
μφの物をサンプルＡ１繊維径５〜８μφの物をサンプ
ルＢとして原料炭素材とした。フッ素化は、例えば、フ
ッ素圧４５０ ｔｍ Ｈｇ 、窒素圧３１０ｔｍＨｇ、
３４０℃、７２時間で行なった。
μφの物をサンプルＡ１繊維径５〜８μφの物をサンプ
ルＢとして原料炭素材とした。フッ素化は、例えば、フ
ッ素圧４５０ ｔｍ Ｈｇ 、窒素圧３１０ｔｍＨｇ、
３４０℃、７２時間で行なった。
合成されたフッ化カーボン（ＣＦ）ｎのＦ ／ Ｃ比は
サンプルＡが１，１６、サンプルＢが１．０９である。
サンプルＡが１，１６、サンプルＢが１．０９である。
前記の各々のフッ化カーボンを用いて以下の如く電池を
構成した。電解液としてＩＭの過塩素酸リチウム−プロ
ピレンγ容液（Ｌ ｉ ＣＩ Ｏ４Ｐ Ｃ）を用い、（
ＣＦ）ｎファイバを正極、リチウム負極を組合せて一次
電池を構成した。
構成した。電解液としてＩＭの過塩素酸リチウム−プロ
ピレンγ容液（Ｌ ｉ ＣＩ Ｏ４Ｐ Ｃ）を用い、（
ＣＦ）ｎファイバを正極、リチウム負極を組合せて一次
電池を構成した。
これらの電池について、リチウム参照電極を基板とし、
０．５ ｍ Ａ ／ ｃｎｌ定電流放電を行なった。電
池特性の測定及び制御は、独自のマイクロコンピュータ
−自動測定システムにより行なった。
０．５ ｍ Ａ ／ ｃｎｌ定電流放電を行なった。電
池特性の測定及び制御は、独自のマイクロコンピュータ
−自動測定システムにより行なった。
第１図は、本発明による流動床（ＣＦ）ｎファイバ極の
０．５ ｍ Ａ ｃｎｔ定電流放電特性と、従来の基板
法による気相法炭素繊維より合成された（ＣＦ）ｎの放
電電位特性を比較して示したものである。
０．５ ｍ Ａ ｃｎｔ定電流放電特性と、従来の基板
法による気相法炭素繊維より合成された（ＣＦ）ｎの放
電電位特性を比較して示したものである。
また第１表にサンプルＸ、サンプルＡ及び、サンプルＢ
の開放電圧（ＯＣＶ）、放電電圧、最大値、過電圧、利
用率、及びエネルギー密度を示す。
の開放電圧（ＯＣＶ）、放電電圧、最大値、過電圧、利
用率、及びエネルギー密度を示す。
第１表
サンプルＸ ：流動床気相法を用いた（ＣＦ）ｎファ
イバサンプルＡ、Ｂ：基板法気相法を用いた（ＣＦ）ｎ
ファイバ（発明の効果） 本発明の流動床による気相法炭素繊維より合成した（Ｃ
Ｆ）ｎファイバは、高い放電電圧と良好な電圧平坦性、
それに伴い利用率を有する。これらの特性を有する流動
床による気相法炭素繊維を用いた（ＣＦ）ｎ／Ｌｉ電池
は、エネルギー密度も著しく向上可能であり、リチウム
−次電池として有用である。
イバサンプルＡ、Ｂ：基板法気相法を用いた（ＣＦ）ｎ
ファイバ（発明の効果） 本発明の流動床による気相法炭素繊維より合成した（Ｃ
Ｆ）ｎファイバは、高い放電電圧と良好な電圧平坦性、
それに伴い利用率を有する。これらの特性を有する流動
床による気相法炭素繊維を用いた（ＣＦ）ｎ／Ｌｉ電池
は、エネルギー密度も著しく向上可能であり、リチウム
−次電池として有用である。
第１図は、流動床（ＣＦ）ｎファイバ極の放電特性を示
す図である。
す図である。
Claims (1)
- （１）流動床法による気相法炭素繊維をフッ素化してな
る、式（ＣＦ）ｎで表われるフッ化カーボンを少なくと
も一部に含むことを特徴とする電池活物質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61134683A JPS62291863A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 電池活物質 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61134683A JPS62291863A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 電池活物質 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62291863A true JPS62291863A (ja) | 1987-12-18 |
Family
ID=15134129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61134683A Pending JPS62291863A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 電池活物質 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62291863A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348742A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-12-04 | Morinobu Endo | フッ素化炭素繊維、これを用いた電池用活物質および固体潤滑材 |
| JP2003073928A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-12 | Gsi Creos Corp | 気相成長法による炭素繊維 |
-
1986
- 1986-06-10 JP JP61134683A patent/JPS62291863A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348742A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-12-04 | Morinobu Endo | フッ素化炭素繊維、これを用いた電池用活物質および固体潤滑材 |
| JP2003073928A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-12 | Gsi Creos Corp | 気相成長法による炭素繊維 |
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