JPH05101826A - 二次電池 - Google Patents
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- JPH05101826A JPH05101826A JP3260738A JP26073891A JPH05101826A JP H05101826 A JPH05101826 A JP H05101826A JP 3260738 A JP3260738 A JP 3260738A JP 26073891 A JP26073891 A JP 26073891A JP H05101826 A JPH05101826 A JP H05101826A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リチウムを活物質とする二次電池の負極に使
用される新規な炭素材料を提案し、この種二次電池の高
容量化を図ると共に、サイクル特性を向上させるもので
ある。 【構成】 ００２面の層間距離ｄ値が３．３９Å〜３．
６２Åの範囲であり、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．
２０／ｃｃの範囲である炭素材料を、二次電池の負極に
用いる。
用される新規な炭素材料を提案し、この種二次電池の高
容量化を図ると共に、サイクル特性を向上させるもので
ある。 【構成】 ００２面の層間距離ｄ値が３．３９Å〜３．
６２Åの範囲であり、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．
２０／ｃｃの範囲である炭素材料を、二次電池の負極に
用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムを活物質とし
非水系電解液等を備えた二次電池に使用される、新規な
電極の材料に関する。
非水系電解液等を備えた二次電池に使用される、新規な
電極の材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムを活物質とする二次電池は、高
エネルギ−密度を有するという特徴を備えており、将来
極めて有望な電池となりうるので、その研究が盛んに行
われている。
エネルギ−密度を有するという特徴を備えており、将来
極めて有望な電池となりうるので、その研究が盛んに行
われている。
【０００３】この種二次電池においては、使用する負極
の性能が、その成否を握っている。現在、負極としては
具体的に、リチウム金属や、リチウム合金が使用されて
いる。このようにリチウム金属を負極として用いた場合
には、リチウム自体の充放電効率が５０％程度と非常に
低いためにサイクル特性が十分に得られにくいこと、サ
イクル数を重ねると、リチウム表面からデンドライトが
生長し、正極と内部短絡を生じるなどの問題がある。一
方、リチウム合金を用いた場合にはサイクル特性はある
程度改善されるが、サイクル数を重ねるにつれてリチウ
ム合金が微粉化するので、飛躍的なサイクル特性の向上
は望みにくい。
の性能が、その成否を握っている。現在、負極としては
具体的に、リチウム金属や、リチウム合金が使用されて
いる。このようにリチウム金属を負極として用いた場合
には、リチウム自体の充放電効率が５０％程度と非常に
低いためにサイクル特性が十分に得られにくいこと、サ
イクル数を重ねると、リチウム表面からデンドライトが
生長し、正極と内部短絡を生じるなどの問題がある。一
方、リチウム合金を用いた場合にはサイクル特性はある
程度改善されるが、サイクル数を重ねるにつれてリチウ
ム合金が微粉化するので、飛躍的なサイクル特性の向上
は望みにくい。
【０００４】これに対して、近年、炭素材料を負極に使
用することが提案されており、具体的には、特公昭５７
−２０８０７９号公報に開示されている。ここでは、黒
鉛とリチウムとの層間化合物を、負極に使用するとして
いる。この電池では、炭素の結晶構造中に、リチウムイ
オンが取り込まれるために、充放電効率も１００％近
く、また負極の微粉化という問題も生じない。然し乍
ら、炭素を単に使用するだけでは、放電容量がやや小さ
く、高エネルギ−密度をこの種電池が達成するという点
においても、材料自身の高容量化が課題である。
用することが提案されており、具体的には、特公昭５７
−２０８０７９号公報に開示されている。ここでは、黒
鉛とリチウムとの層間化合物を、負極に使用するとして
いる。この電池では、炭素の結晶構造中に、リチウムイ
オンが取り込まれるために、充放電効率も１００％近
く、また負極の微粉化という問題も生じない。然し乍
ら、炭素を単に使用するだけでは、放電容量がやや小さ
く、高エネルギ−密度をこの種電池が達成するという点
においても、材料自身の高容量化が課題である。
【０００５】この点に対処すべく、例えばコ−クスや、
ポリマ−の熱処理物が、注目されつつある。具体的に
は、特開昭６３−１２１２５９号公報で、コークスの物
性の中でも、密度、結晶格子の大きさＬｃ及びその比表
面積について、その電池特性が検討されている。然し乍
ら、種々電池を組立て検討するうちに、これだけの検討
では不十分であって、二次電池の高容量化という点にお
いては、密度と層間距離ｄ値の関係が極めて重要である
ことが分かった。
ポリマ−の熱処理物が、注目されつつある。具体的に
は、特開昭６３−１２１２５９号公報で、コークスの物
性の中でも、密度、結晶格子の大きさＬｃ及びその比表
面積について、その電池特性が検討されている。然し乍
ら、種々電池を組立て検討するうちに、これだけの検討
では不十分であって、二次電池の高容量化という点にお
いては、密度と層間距離ｄ値の関係が極めて重要である
ことが分かった。
【０００６】また、同様に、ポリマ−の熱処理物の検討
も様々に成されており、例えば、特開昭６３−１１４０
５６号公報では、Ｈ／Ｃ比と、結晶格子の大きさＬｃ、
層間距離ｄ値の関係について、実験が行われている。然
し乍ら、ここでも密度と層間距離ｄ値の関係について
は、明確に記載されておらず、二次電池の高容量化とい
う点において、不十分である。
も様々に成されており、例えば、特開昭６３−１１４０
５６号公報では、Ｈ／Ｃ比と、結晶格子の大きさＬｃ、
層間距離ｄ値の関係について、実験が行われている。然
し乍ら、ここでも密度と層間距離ｄ値の関係について
は、明確に記載されておらず、二次電池の高容量化とい
う点において、不十分である。
【０００７】このように、従来の方法では負極の容量が
十分に満足され得るものではなく、この種、リチウムを
活物質とする二次電池の高容量化のネックとなってい
る。
十分に満足され得るものではなく、この種、リチウムを
活物質とする二次電池の高容量化のネックとなってい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑みて成されたものであって、リチウムを活物質とする
二次電池の高容量化を図るべく、新規な炭素材料を提案
するものである。また、具体的には、負極の容量を向上
させるものである。
鑑みて成されたものであって、リチウムを活物質とする
二次電池の高容量化を図るべく、新規な炭素材料を提案
するものである。また、具体的には、負極の容量を向上
させるものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の二次電池は、０
０２面の層間距離ｄ値が３．３９Å〜３．６２Åの範囲
であり、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．２０ｇ／ｃｃ
の範囲である炭素材料を電極に用いたことを特徴とする
ものである。
０２面の層間距離ｄ値が３．３９Å〜３．６２Åの範囲
であり、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．２０ｇ／ｃｃ
の範囲である炭素材料を電極に用いたことを特徴とする
ものである。
【００１０】ここで前記電極は、負極に使用することが
できる。
できる。
【００１１】そして、前記炭素材料において、Ｃ軸方向
の結晶格子の大きさＬｃが、１０Å〜５０Åの範囲であ
るものを使用するのが望ましい。
の結晶格子の大きさＬｃが、１０Å〜５０Åの範囲であ
るものを使用するのが望ましい。
【００１２】また、前記炭素材料において、比表面積Ｓ
が、２ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇの範囲であるものが最適で
ある。
が、２ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇの範囲であるものが最適で
ある。
【００１３】
【作用】本発明者により炭素材料の物性を検討した結
果、００２面の層間距離ｄ値と、真密度が特定の範囲に
ある炭素材料を電極に用いた場合、その放電容量及びサ
イクル特性を飛躍的に向上させることを見いだした。即
ち、００２面の層間距離ｄ値が３．３９Å〜３．６２Å
の範囲であり、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．２０ｇ
／ｃｃの範囲とすることによって、リチウムイオンの出
入を効率よく行わせるものである。
果、００２面の層間距離ｄ値と、真密度が特定の範囲に
ある炭素材料を電極に用いた場合、その放電容量及びサ
イクル特性を飛躍的に向上させることを見いだした。即
ち、００２面の層間距離ｄ値が３．３９Å〜３．６２Å
の範囲であり、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．２０ｇ
／ｃｃの範囲とすることによって、リチウムイオンの出
入を効率よく行わせるものである。
【００１４】この電極は、負極として使用することがで
きる。
きる。
【００１５】そして、前記炭素材料において、Ｃ軸方向
の結晶格子の大きさＬｃを、１０Å〜５０Åの範囲とす
ることにより、前記特性を更に向上させることができ
る。
の結晶格子の大きさＬｃを、１０Å〜５０Åの範囲とす
ることにより、前記特性を更に向上させることができ
る。
【００１６】また、前記炭素材料の比表面積Ｓとして
は、２ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇの範囲のものを使用するの
が、一層の効果が期待でき望ましいと言える。
は、２ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇの範囲のものを使用するの
が、一層の効果が期待でき望ましいと言える。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明に関する具体例につき、詳述
する。 ［電池の構成］図１に、本発明の実施例としての扁平形
非水系電解液二次電池の半断面図を示す。ここで、負極
１は、リチウムを吸蔵させた炭素材料５０ｍｇから構成
される。この負極１は、負極集電体２の内面に接合され
ており、この負極集電体２はフェライト系ステンレス鋼
（ＳＵＳ４３０）からなる断面略コ字状の負極缶３の内
底面に固着されている。前記負極缶３の周端は、ポリプ
ロピレン製の絶縁パッキング４の内部に固定されてお
り、絶縁パッキング４の外周には、ステンレスからなり
前記負極缶３とは反対方向に断面略コ字状をなす正極缶
５が固定されている。この正極缶５の内底面には正極集
電体６が固定されており、この正極集電体６の内面に
は、正極７が固定されている。この正極７と前記負極１
との間には、セパレータ８が介挿されており、ここには
電解質が溶解された電解液が含浸されている。
する。 ［電池の構成］図１に、本発明の実施例としての扁平形
非水系電解液二次電池の半断面図を示す。ここで、負極
１は、リチウムを吸蔵させた炭素材料５０ｍｇから構成
される。この負極１は、負極集電体２の内面に接合され
ており、この負極集電体２はフェライト系ステンレス鋼
（ＳＵＳ４３０）からなる断面略コ字状の負極缶３の内
底面に固着されている。前記負極缶３の周端は、ポリプ
ロピレン製の絶縁パッキング４の内部に固定されてお
り、絶縁パッキング４の外周には、ステンレスからなり
前記負極缶３とは反対方向に断面略コ字状をなす正極缶
５が固定されている。この正極缶５の内底面には正極集
電体６が固定されており、この正極集電体６の内面に
は、正極７が固定されている。この正極７と前記負極１
との間には、セパレータ８が介挿されており、ここには
電解質が溶解された電解液が含浸されている。
【００１８】そして、前記正極７は、予めリチウムを含
有させたマンガン酸化物と、導電剤としてのアセチレン
・ブラックと、結着剤としてのフッ素樹脂とを、８５：
１０：５の重量比で混合して使用したものを加圧成形
し、２５０〜３５０℃で熱処理して作製したものであ
る。
有させたマンガン酸化物と、導電剤としてのアセチレン
・ブラックと、結着剤としてのフッ素樹脂とを、８５：
１０：５の重量比で混合して使用したものを加圧成形
し、２５０〜３５０℃で熱処理して作製したものであ
る。
【００１９】ここで、前記負極１は、炭素材料を各実験
で特性が比較できるよう、それぞれ処理を行っている。
で特性が比較できるよう、それぞれ処理を行っている。
【００２０】また、電解液には、プロピレンカ−ボネ−
ト（ＰＣ）に、溶質としてLiPF6（過塩素酸リチウム）
を１モル／リットルの割合で溶解したものを用いた。
ト（ＰＣ）に、溶質としてLiPF6（過塩素酸リチウム）
を１モル／リットルの割合で溶解したものを用いた。
【００２１】尚、この電池の容量に関しては、正極に比
べて、負極を十分小さくし、負極支配になるように設定
している。
べて、負極を十分小さくし、負極支配になるように設定
している。
【００２２】このようにして、外径２４．０ｍｍ、厚み
３．０ｍｍの電池を作製し、本発明電池、及び比較電池
を作製した。 ［実験例１−Ａ］この実験例１では、負極の電極材料で
ある炭素材料の、００２面の層間距離ｄ値と、真密度と
の関係について、実験を行った。
３．０ｍｍの電池を作製し、本発明電池、及び比較電池
を作製した。 ［実験例１−Ａ］この実験例１では、負極の電極材料で
ある炭素材料の、００２面の層間距離ｄ値と、真密度と
の関係について、実験を行った。
【００２３】そして、特に、実験例１−Ａでは層間距離
ｄ値を３．４２Å〜３．５０Åの範囲の炭素材料を使用
し真密度を変化させた場合について、電池を組立て、そ
の放電特性を比較した。この時用いた炭素材料は、ニ−
ドルコ−クス（三菱化成株式会社製のＰＣＮ）であり、
各熱処理温度を変化させて使用した。この熱処理の条件
は、窒素気流中各温度にて５時間熱処理を行うというも
のである。また、粉砕条件は、熱処理後の各炭素材料を
ジェットミル中で、５時間粉砕するというものである。
下記表１に、使用した炭素材料の物性及びそれを用いた
電池の番号を列記する。
ｄ値を３．４２Å〜３．５０Åの範囲の炭素材料を使用
し真密度を変化させた場合について、電池を組立て、そ
の放電特性を比較した。この時用いた炭素材料は、ニ−
ドルコ−クス（三菱化成株式会社製のＰＣＮ）であり、
各熱処理温度を変化させて使用した。この熱処理の条件
は、窒素気流中各温度にて５時間熱処理を行うというも
のである。また、粉砕条件は、熱処理後の各炭素材料を
ジェットミル中で、５時間粉砕するというものである。
下記表１に、使用した炭素材料の物性及びそれを用いた
電池の番号を列記する。
【００２４】
【表１】
【００２５】この表１に示す炭素材料の密度と、各電池
の放電容量の関係について、調べた。この実験条件は、
充電電流及び放電電流を１ｍＡ／ｃｍ2とし、充電は
３．６Ｖまで、放電は２．４Ｖまで行った。尚、充電を
３．６Ｖで行った場合には、負極上にリチウムの電析は
観察されなかった。
の放電容量の関係について、調べた。この実験条件は、
充電電流及び放電電流を１ｍＡ／ｃｍ2とし、充電は
３．６Ｖまで、放電は２．４Ｖまで行った。尚、充電を
３．６Ｖで行った場合には、負極上にリチウムの電析は
観察されなかった。
【００２６】この結果を、図２に示す。図２の結果よ
り、真密度が、１．７０〜２．２０ｇ／ｃｃの範囲で、
放電容量が大きくなっていることが理解できる。
り、真密度が、１．７０〜２．２０ｇ／ｃｃの範囲で、
放電容量が大きくなっていることが理解できる。
【００２７】次に、前記表１に示す炭素材料の密度と、
各電池のサイクル数に伴う単位重量当りの炭素負極の放
電容量変化との関係、即ちサイクル特性について調べ
た。この結果を、図３に示す。この結果より、真密度
が、１．７０ｇ／ｃｃ、２．０２ｇ／ｃｃ、２．２０ｇ
／ｃｃの炭素材料を用いた電池のサイクル特性が優れて
いることが理解できる。 ［実験例１−Ｂ］次に、真密度を２．００〜２．０５ｇ
／ｃｃの範囲の炭素材料を使用し、層間距離ｄ値を変化
させた場合について、電池を組立て、その放電特性を比
較した。この時用いた炭素材料は、材料記号Ａ：ニ−ド
ルコ−クス（興亜石油製：ＳＪコ−ク）、材料記号Ｂ：
ピッチコ−クス（三菱化成製：ＳＪコ−ク）、材料記号
Ｃ：ニ−ドルコ−クス（三菱化成製：ＳＪコ−ク）、材
料記号Ｄ：フルフリルアルコ−ル熱処理物であり、前記
同様粉砕して使用した。下記表２に、使用した炭素材料
の物性及びそれを用いた電池の番号を列記する。
各電池のサイクル数に伴う単位重量当りの炭素負極の放
電容量変化との関係、即ちサイクル特性について調べ
た。この結果を、図３に示す。この結果より、真密度
が、１．７０ｇ／ｃｃ、２．０２ｇ／ｃｃ、２．２０ｇ
／ｃｃの炭素材料を用いた電池のサイクル特性が優れて
いることが理解できる。 ［実験例１−Ｂ］次に、真密度を２．００〜２．０５ｇ
／ｃｃの範囲の炭素材料を使用し、層間距離ｄ値を変化
させた場合について、電池を組立て、その放電特性を比
較した。この時用いた炭素材料は、材料記号Ａ：ニ−ド
ルコ−クス（興亜石油製：ＳＪコ−ク）、材料記号Ｂ：
ピッチコ−クス（三菱化成製：ＳＪコ−ク）、材料記号
Ｃ：ニ−ドルコ−クス（三菱化成製：ＳＪコ−ク）、材
料記号Ｄ：フルフリルアルコ−ル熱処理物であり、前記
同様粉砕して使用した。下記表２に、使用した炭素材料
の物性及びそれを用いた電池の番号を列記する。
【００２８】
【表２】
【００２９】この表２に示す炭素材料の層間距離ｄ値
と、各電池の放電容量の関係について、調べた。この結
果を、図４に示す。この結果より、層間距離ｄ値が、
３．３９Å〜３．６２Åの範囲で、放電容量が大きくな
っていることが理解できる。
と、各電池の放電容量の関係について、調べた。この結
果を、図４に示す。この結果より、層間距離ｄ値が、
３．３９Å〜３．６２Åの範囲で、放電容量が大きくな
っていることが理解できる。
【００３０】次に、前記表２に示す炭素材料の層間距離
ｄ値と、各電池のサイクル数に伴う単位重量当りの負極
の容量変化即ちサイクル特性の関係について、調べた。
この結果を、図５に示す。図５の結果より、層間距離ｄ
値が、３．４８Å、３．４１Å、３．６２Åの炭素材料
を用いた電池のサイクル特性が優れていることが理解で
きる。 ［実験例１−Ａ及び実験例１−Ｂのまとめ］これら実験
例１−Ａ及び実験例１−Ｂの結果より、００２面の層間
距離ｄ値が３．３９Å〜３．６２Åの範囲であり、真密
度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．２０ｇ／ｃｃの範囲である
炭素材料を負極の電極材料に用いた二次電池は、その放
電容量が増大しており、優れたサイクル特性を有するも
のであることが理解できる。 ［実験例２］次に、真密度を２．００ｇ／ｃｃ〜２．０
５ｇ／ｃｃの範囲且つ００２面の層間距離ｄ値が３．４
２Å〜３．５０Åの範囲である炭素材料を使用して、Ｃ
軸方向の結晶格子の大きさＬｃ値を変化させた場合につ
いて、電池の放電特性を比較した。この時用いた炭素材
料は、ニ−ドルコ−クス（三菱化成製：ＰＣＮ）であ
り、熱処理時間を変化させて熱処理を行い、前記同様ジ
ェトミルで５時間粉砕して使用した。下記表３に、各炭
素材料の物性及びそれを用いた電池の番号を列記する。
ｄ値と、各電池のサイクル数に伴う単位重量当りの負極
の容量変化即ちサイクル特性の関係について、調べた。
この結果を、図５に示す。図５の結果より、層間距離ｄ
値が、３．４８Å、３．４１Å、３．６２Åの炭素材料
を用いた電池のサイクル特性が優れていることが理解で
きる。 ［実験例１−Ａ及び実験例１−Ｂのまとめ］これら実験
例１−Ａ及び実験例１−Ｂの結果より、００２面の層間
距離ｄ値が３．３９Å〜３．６２Åの範囲であり、真密
度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．２０ｇ／ｃｃの範囲である
炭素材料を負極の電極材料に用いた二次電池は、その放
電容量が増大しており、優れたサイクル特性を有するも
のであることが理解できる。 ［実験例２］次に、真密度を２．００ｇ／ｃｃ〜２．０
５ｇ／ｃｃの範囲且つ００２面の層間距離ｄ値が３．４
２Å〜３．５０Åの範囲である炭素材料を使用して、Ｃ
軸方向の結晶格子の大きさＬｃ値を変化させた場合につ
いて、電池の放電特性を比較した。この時用いた炭素材
料は、ニ−ドルコ−クス（三菱化成製：ＰＣＮ）であ
り、熱処理時間を変化させて熱処理を行い、前記同様ジ
ェトミルで５時間粉砕して使用した。下記表３に、各炭
素材料の物性及びそれを用いた電池の番号を列記する。
【００３１】
【表３】
【００３２】この表３に示す炭素材料のＣ軸方向の結晶
格子の大きさＬｃ値と、各電池の単位重量当りの負極の
放電容量の関係について、調べた。この結果を、図６に
示す。この結果より、Ｃ軸方向の結晶格子の大きさＬｃ
値が１０Å〜５０Åの範囲で、放電容量が大きくなって
いることが理解できる。
格子の大きさＬｃ値と、各電池の単位重量当りの負極の
放電容量の関係について、調べた。この結果を、図６に
示す。この結果より、Ｃ軸方向の結晶格子の大きさＬｃ
値が１０Å〜５０Åの範囲で、放電容量が大きくなって
いることが理解できる。
【００３３】次に、前記表３に示す炭素材料のＣ軸方向
の結晶格子の大きさＬｃ値と、各電池のサイクル特性の
関係について、調べた。この結果を、図７に示す。図７
の結果より、Ｃ軸方向の結晶格子の大きさＬｃ値が、２
２Å、１５Å、５０Åの炭素材料を用いた電池のサイク
ル特性が優れていることが理解できる。
の結晶格子の大きさＬｃ値と、各電池のサイクル特性の
関係について、調べた。この結果を、図７に示す。図７
の結果より、Ｃ軸方向の結晶格子の大きさＬｃ値が、２
２Å、１５Å、５０Åの炭素材料を用いた電池のサイク
ル特性が優れていることが理解できる。
【００３４】図６及び図７の結果より、炭素材料のＣ軸
方向の結晶格子の大きさＬｃ値が１０Å〜５０Åの範囲
で、電池の放電容量が大きくなっており、更にサイクル
特性をも向上させることができる。 ［実験例３］ここでは、真密度を２．００ｇ／ｃｃ〜
２．０５ｇ／ｃｃの範囲、且つ００２面の層間距離ｄ値
が３．４２Å〜３．５０Åの範囲である炭素材料を使用
して、炭素材料の比表面積を変化させた場合について、
電池の放電特性を比較した。この時用いた炭素材料は、
ニ−ドルコ−クス（三菱化成製：ＰＣＮ）であり、ジェ
トミルでの粉砕時間を変化させ、その比表面積を変え
た。下記表４に、各炭素材料の物性及びそれを用いた電
池の番号を列記する。
方向の結晶格子の大きさＬｃ値が１０Å〜５０Åの範囲
で、電池の放電容量が大きくなっており、更にサイクル
特性をも向上させることができる。 ［実験例３］ここでは、真密度を２．００ｇ／ｃｃ〜
２．０５ｇ／ｃｃの範囲、且つ００２面の層間距離ｄ値
が３．４２Å〜３．５０Åの範囲である炭素材料を使用
して、炭素材料の比表面積を変化させた場合について、
電池の放電特性を比較した。この時用いた炭素材料は、
ニ−ドルコ−クス（三菱化成製：ＰＣＮ）であり、ジェ
トミルでの粉砕時間を変化させ、その比表面積を変え
た。下記表４に、各炭素材料の物性及びそれを用いた電
池の番号を列記する。
【００３５】
【表４】
【００３６】この表４に示す炭素材料の比表面積Ｓと、
各電池の単位重量当りの負極の放電容量の関係につい
て、調べた。この結果を、図８に示す。この結果より、
比表面積Ｓが２ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇの範囲で、放電容
量が大きくなっていることが理解できる。
各電池の単位重量当りの負極の放電容量の関係につい
て、調べた。この結果を、図８に示す。この結果より、
比表面積Ｓが２ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇの範囲で、放電容
量が大きくなっていることが理解できる。
【００３７】次に、前記表４に示す炭素材料の比表面積
Ｓと、各電池のサイクル特性の関係について、調べた。
この結果を、図９に示す。図９の結果より、比表面積Ｓ
が５０ｍ2／ｇ、２２ｍ2／ｇ、２ｍ2／ｇである炭素材
料を用いた電池のサイクル特性が優れていることが理解
できる。
Ｓと、各電池のサイクル特性の関係について、調べた。
この結果を、図９に示す。図９の結果より、比表面積Ｓ
が５０ｍ2／ｇ、２２ｍ2／ｇ、２ｍ2／ｇである炭素材
料を用いた電池のサイクル特性が優れていることが理解
できる。
【００３８】図８及び図９の結果より、炭素材料の比表
面積Ｓが２ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇの範囲で、電池の放電
容量及びサイクル特性が向上していることが理解でき
る。
面積Ｓが２ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇの範囲で、電池の放電
容量及びサイクル特性が向上していることが理解でき
る。
【００３９】尚、本発明の実施例で正極活物質の具体例
としてマンガン酸化物を例示したが、他の酸化物、硫化
物、導電性ポリマ−等を使用することができる。即ち、
ＣＤＭＯ（改質二酸化マンガン）、ＭｏＯ2、ＴｉＯ2、
Ｖ2Ｏ5、ＣｏＯ2、及びこれらの一部置換体からなる酸
化物、ポリアニリン、ポリピロ−ル、ポリチオフェン、
ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、及びこれらの一
部置換体からなる導電性ポリマ−、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、
ＮｂＳ2、ＶＳ2及びこれらの一部置換体からなる硫化物
を用いることができる。
としてマンガン酸化物を例示したが、他の酸化物、硫化
物、導電性ポリマ−等を使用することができる。即ち、
ＣＤＭＯ（改質二酸化マンガン）、ＭｏＯ2、ＴｉＯ2、
Ｖ2Ｏ5、ＣｏＯ2、及びこれらの一部置換体からなる酸
化物、ポリアニリン、ポリピロ−ル、ポリチオフェン、
ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、及びこれらの一
部置換体からなる導電性ポリマ−、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、
ＮｂＳ2、ＶＳ2及びこれらの一部置換体からなる硫化物
を用いることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、００２面の層間距離ｄ値が３．３９Å〜３．６２Å
の範囲であり、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．２０ｇ
／ｃｃの範囲である新規な炭素材料を電極に用いたこと
により、リチウムを活物質とする二次電池の高容量化及
びサイクル特性の向上を図ることができるので、その工
業的価値は極めて大きい。
ば、００２面の層間距離ｄ値が３．３９Å〜３．６２Å
の範囲であり、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ〜２．２０ｇ
／ｃｃの範囲である新規な炭素材料を電極に用いたこと
により、リチウムを活物質とする二次電池の高容量化及
びサイクル特性の向上を図ることができるので、その工
業的価値は極めて大きい。
【図１】本発明電池の縦断面図である。
【図２】炭素材料の密度と、負極の放電容量の関係を示
す図である。
す図である。
【図３】炭素材料の各密度における、サイクル特性図で
ある。
ある。
【図４】炭素材料の各層間距離ｄ値と、負極の放電容量
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図５】炭素材料の各層間距離ｄ値における、サイクル
特性図である。
特性図である。
【図６】炭素材料のＣ軸方向の各結晶格子の大きさＬｃ
と、負極の放電容量との関係を示す図である。
と、負極の放電容量との関係を示す図である。
【図７】炭素材料のＣ軸方向の各結晶格子の大きさＬｃ
における、サイクル特性図である。
における、サイクル特性図である。
【図８】炭素材料の各比表面積Ｓと、負極の放電容量と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図９】炭素材料の各比表面積Ｓにおける、サイクル特
性図である。
性図である。
１ 負極 ２ 負極集電体 ３ 負極缶 ４ 絶縁パッキング ５ 正極缶 ６ 正極集電体 ７ 正極 ８ セパレ−タ
フロントページの続き (72)発明者 古川 修弘 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 ００２面の層間距離ｄ値が３．３９Å〜
３．６２Åの範囲であり、真密度が１．７０ｇ／ｃｃ〜
２．２０／ｃｃの範囲である炭素材料を電極に用いたこ
とを特徴とする二次電池。 - 【請求項２】 前記電極は、負極であることを特徴とす
る請求項１記載の二次電池。 - 【請求項３】 前記炭素材料において、Ｃ軸方向の結晶
格子の大きさＬｃが、１０Å〜５０Åの範囲であること
を特徴とする請求項１記載の二次電池。 - 【請求項４】 前記炭素材料において、比表面積Ｓが、
２ｍ2／ｇ〜５０ｍ2／ｇの範囲であることを特徴とする
請求項１記載の二次電池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260738A JP3054473B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 二次電池 |
| US07/937,728 US5378561A (en) | 1991-10-08 | 1992-09-01 | Secondary cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260738A JP3054473B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101826A true JPH05101826A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3054473B2 JP3054473B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=17352068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3260738A Expired - Lifetime JP3054473B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 二次電池 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5378561A (ja) |
| JP (1) | JP3054473B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08287911A (ja) * | 1995-04-18 | 1996-11-01 | Mitsubishi Chem Corp | 非水系二次電池 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5589289A (en) * | 1995-09-27 | 1996-12-31 | Motorola, Inc. | Carbon electrode materials for electrochemical cells and method of making same |
| US5635151A (en) * | 1995-11-22 | 1997-06-03 | Motorola, Inc. | Carbon electrode materials for lithium battery cells and method of making same |
| US5647963A (en) * | 1995-12-20 | 1997-07-15 | Motorola, Inc. | Electrode materials for electrochemical cells and method of making same |
| WO1997033327A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-12 | Bell Communications Research, Inc. | Method for increasing reversible lithium intercalation capacity in carbon electrode secondary batteries |
| EP1195823A3 (en) * | 1996-03-08 | 2002-08-07 | Valence Technology (Nevada), Inc. | Method for preparing an electrode for a battery |
| US6066413A (en) * | 1997-03-06 | 2000-05-23 | Telcordia Technologies, Inc. | Method for increasing reversible lithium intercalation capacity in carbon electrode secondary batteries |
| US20160260972A1 (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | Eiko Hibino | Non-aqueous electrolyte storage element |
| JP2016167443A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-15 | 株式会社リコー | 非水電解液蓄電素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1265580A (en) * | 1985-05-10 | 1990-02-06 | Akira Yoshino | Secondary battery |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP3260738A patent/JP3054473B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-09-01 US US07/937,728 patent/US5378561A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08287911A (ja) * | 1995-04-18 | 1996-11-01 | Mitsubishi Chem Corp | 非水系二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3054473B2 (ja) | 2000-06-19 |
| US5378561A (en) | 1995-01-03 |
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