JPS5826457A - 非水電解質電池用正極活物質の製造法 - Google Patents
非水電解質電池用正極活物質の製造法Info
- Publication number
- JPS5826457A JPS5826457A JP56125653A JP12565381A JPS5826457A JP S5826457 A JPS5826457 A JP S5826457A JP 56125653 A JP56125653 A JP 56125653A JP 12565381 A JP12565381 A JP 12565381A JP S5826457 A JPS5826457 A JP S5826457A
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- Japan
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- discharge
- reaction resistance
- positive pole
- positive electrode
- carbon fluoride
- Prior art date
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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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- 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、リチウム、ナトリウム、カリウム。
アルミニウム、マグネシウムなどの軽金属を負極活物質
とし、有機電解質などの非水電解質を用いる電池の正極
活物質フッ化炭素の改良に関する。
とし、有機電解質などの非水電解質を用いる電池の正極
活物質フッ化炭素の改良に関する。
−）二記電池系は、正極に用いるフッ化炭素が８６４ｍ
Ａ ｈ ／ｌ！という大きな容量密度を有し、熱的、化
学的にも安定で、電解液にも溶解しないので、高エネル
ギー密度で貯蔵性の良い電池系として知られている。捷
た、放電反応により電導性の良い炭素が生成し、放電中
の内部抵抗も低く、平坦な電圧特性が得られる。しかし
、放電の初期において、第１図のイに相当する部分に電
圧降下の現象が見られ、安定した電圧特性が要求される
機器、例えば、電子ウォッチなどに用いる場合に改良を
必要とする問題があった。
Ａ ｈ ／ｌ！という大きな容量密度を有し、熱的、化
学的にも安定で、電解液にも溶解しないので、高エネル
ギー密度で貯蔵性の良い電池系として知られている。捷
た、放電反応により電導性の良い炭素が生成し、放電中
の内部抵抗も低く、平坦な電圧特性が得られる。しかし
、放電の初期において、第１図のイに相当する部分に電
圧降下の現象が見られ、安定した電圧特性が要求される
機器、例えば、電子ウォッチなどに用いる場合に改良を
必要とする問題があった。
フッ化炭素は、フッ素と炭素との直接反応で得られる固
体状の層間化合物で（ＣＦ）ｎ、（Ｃ２Ｆ）ｎが代表的
々ものとして知られており、（ＣＦ）ｎが一般的な電池
活物質として用いられている。フッ化炭素は、理論的に
は式（ＣＦ）ｎで表され、原子数の比はＦ／Ｃ＝１．０
であるか、実際には分子の外周にＣＦ２．ＣＦ３の基が
存在するため、Ｆ／Ｃは最高１．２０程度のものまで実
測されている。又、 、フッ素化反応が不十分な場合
は、フッ化炭素の中心部に未反応炭素が残存し、分析値
としてＦ／Ｃ〈１を示す場合もある。未反応炭素が残存
する場合でも、完全にフッ化された場合でも、表面は導
電性が殆んどないフッ化炭素で被われているため、比抵
抗値は極めて大きく、電池を構成する場合、多量の導電
材を必要とする。
体状の層間化合物で（ＣＦ）ｎ、（Ｃ２Ｆ）ｎが代表的
々ものとして知られており、（ＣＦ）ｎが一般的な電池
活物質として用いられている。フッ化炭素は、理論的に
は式（ＣＦ）ｎで表され、原子数の比はＦ／Ｃ＝１．０
であるか、実際には分子の外周にＣＦ２．ＣＦ３の基が
存在するため、Ｆ／Ｃは最高１．２０程度のものまで実
測されている。又、 、フッ素化反応が不十分な場合
は、フッ化炭素の中心部に未反応炭素が残存し、分析値
としてＦ／Ｃ〈１を示す場合もある。未反応炭素が残存
する場合でも、完全にフッ化された場合でも、表面は導
電性が殆んどないフッ化炭素で被われているため、比抵
抗値は極めて大きく、電池を構成する場合、多量の導電
材を必要とする。
１だ、前述の放電初期の電圧降下の現象は、正極の放電
特性に由来するが、その解明は十分に行われておらず、
放電初期に反応するフン化炭素表面の反応抵抗が大きく
、特に、表面に存在するＣＦ２．ＣＦ３などが反応の１
！［１害要因になっているものと推測する説もある。
特性に由来するが、その解明は十分に行われておらず、
放電初期に反応するフン化炭素表面の反応抵抗が大きく
、特に、表面に存在するＣＦ２．ＣＦ３などが反応の１
！［１害要因になっているものと推測する説もある。
これらの問題に対し、従来、第１図のイ部に相当するま
で予備放電し、実用に供する方法も提案されているが、
放電容量を大幅に犠牲にする必要があるため、話本的な
改良が切望されている。
で予備放電し、実用に供する方法も提案されているが、
放電容量を大幅に犠牲にする必要があるため、話本的な
改良が切望されている。
本発明は、上記問題点を解決し、放電容量を犠牲にする
ことなく、放電初期電圧を効果的に改良する手段を提供
するもので、フッ化炭素を有機溶媒中に浸漬捷たは湿潤
させた状態で紫外線を照射し、表向層の結合フッ素を離
脱させ、こうして得たフッ化炭素を正極活物質として用
いるものである。
ことなく、放電初期電圧を効果的に改良する手段を提供
するもので、フッ化炭素を有機溶媒中に浸漬捷たは湿潤
させた状態で紫外線を照射し、表向層の結合フッ素を離
脱させ、こうして得たフッ化炭素を正極活物質として用
いるものである。
」二記の脱フツ素処理により、分子の表面は炭素質に近
くなって導電性を増し、捷だ、放電反応抵抗の大きい表
面層の結合フッ素が離脱もしくは結合エネルギーが小さ
くなる。そのため導電材の添加計が少なくてすむので大
容量が得られ、しかも、放電初期から反応抵抗の小さい
正極特性が得られるので、本発明により大容量、安定電
圧の電池が構成できる。
くなって導電性を増し、捷だ、放電反応抵抗の大きい表
面層の結合フッ素が離脱もしくは結合エネルギーが小さ
くなる。そのため導電材の添加計が少なくてすむので大
容量が得られ、しかも、放電初期から反応抵抗の小さい
正極特性が得られるので、本発明により大容量、安定電
圧の電池が構成できる。
フッ化炭素は、空気中で紫外線を照射しても変化はない
が、溶媒中での照射では数時間で白色のものが、茶ない
し黒色に変わり、紫外線の照射がなければ溶媒中では変
化しないといわれている。
が、溶媒中での照射では数時間で白色のものが、茶ない
し黒色に変わり、紫外線の照射がなければ溶媒中では変
化しないといわれている。
溶媒中のフッ化炭素の紫外線による脱フツ素反応により
、溶媒中にフッ化水素が生成し、溶媒のＰＨは酸性側に
移る。捷たこの処理により、（ＣＦ）ｎの熱安定性が僅
かに低下し、これは結合力の弱くなったＣ−Ｃ，Ｃ−Ｆ
結合が生じたことを示唆し、捷だ、この反応は、２０〜
３０時間でほぼ停止することから、〉ＣＦ −ＣＦ３
が多く存在する表１ 面層で主に脱フツ素反応が行われるものと考えられる。
、溶媒中にフッ化水素が生成し、溶媒のＰＨは酸性側に
移る。捷たこの処理により、（ＣＦ）ｎの熱安定性が僅
かに低下し、これは結合力の弱くなったＣ−Ｃ，Ｃ−Ｆ
結合が生じたことを示唆し、捷だ、この反応は、２０〜
３０時間でほぼ停止することから、〉ＣＦ −ＣＦ３
が多く存在する表１ 面層で主に脱フツ素反応が行われるものと考えられる。
次に実施例により本発明の詳細な説明する。
石油コークスを原料としてフン素化したフッ化炭素の、
Ｆ／Ｃ＝ １．１５のものを、各種溶媒中に１００ｙ／
Ｑ 浸漬し、攪拌しながら、常温で、水銀ランプを光源
とする紫外線照射装置で一定条件で２６時間照射１〜だ
のち水洗、乾燥した。その結果得られた、各処理品の脱
フツ素率を次表に示した。
Ｆ／Ｃ＝ １．１５のものを、各種溶媒中に１００ｙ／
Ｑ 浸漬し、攪拌しながら、常温で、水銀ランプを光源
とする紫外線照射装置で一定条件で２６時間照射１〜だ
のち水洗、乾燥した。その結果得られた、各処理品の脱
フツ素率を次表に示した。
ここでいう脱フツ素率は、未処理のフッ化炭素中に含１
れるフッ素の重量に対する処理により離脱したフッ素の
重量の比率を百分率で表したものである。次に表の各試
料と未処理のフッ化炭素（ｅ）とに、各々導電材として
のアセチレンブラックを添加して混合し、１トン／Ｃ肩
の圧力で加圧した場合の導電相の混合比率と比抵抗の関
係を第２図に示した。
れるフッ素の重量に対する処理により離脱したフッ素の
重量の比率を百分率で表したものである。次に表の各試
料と未処理のフッ化炭素（ｅ）とに、各々導電材として
のアセチレンブラックを添加して混合し、１トン／Ｃ肩
の圧力で加圧した場合の導電相の混合比率と比抵抗の関
係を第２図に示した。
第２図に見られるように、脱フツ素率の多いもの程、比
抵抗を一定１直の約１０・副に低減させ得る導電材混合
比率が少なくてすみ、ａで１２％。
抵抗を一定１直の約１０・副に低減させ得る導電材混合
比率が少なくてすみ、ａで１２％。
ｂで６％、Ｃで８％、ｄで１０％、ｅで１７％となって
いる。これは前記の処理により、フッ化炭素の表面の炭
素質が多くなり、導電性が増したことに起因している。
いる。これは前記の処理により、フッ化炭素の表面の炭
素質が多くなり、導電性が増したことに起因している。
次に、上記の各比率で導電材を混合したものにポリ４７
ソ化エチレン粉の結着剤を添加し、直径１６朝、厚さ０
．５陥の正極ペレットを加圧成形し金粉１ｏ○部（重量
比）に対し、ｄで８部、ｂで４部、Ｃで５部、ｄで６部
、ｅで１６部であった。
ソ化エチレン粉の結着剤を添加し、直径１６朝、厚さ０
．５陥の正極ペレットを加圧成形し金粉１ｏ○部（重量
比）に対し、ｄで８部、ｂで４部、Ｃで５部、ｄで６部
、ｅで１６部であった。
壕だ、第３図に見られるように、ペレット中のフッ素量
あるいは理論電気容量は、脱フツ素処理を行ったものが
いずれも未処理品より多く、特にａが多い。
あるいは理論電気容量は、脱フツ素処理を行ったものが
いずれも未処理品より多く、特にａが多い。
次に、第３図の各ペレットを用いて第４図に示す、溝成
の電池を試作した。第４図において、１はステンレスス
チール製封口板、２（ｄニッケルネットの負極集電体、
３は集電体２に圧着された負極リチウム、４はポリプロ
ピｌメン不織布製のセパレータ、６は前記の各方法で作
成したａ −ｅの正極ペレット、６はステンレススチー
ル製電池）ｙ−−ス、７はポリプロピ１／ン製ガスケツ
］・である。
の電池を試作した。第４図において、１はステンレスス
チール製封口板、２（ｄニッケルネットの負極集電体、
３は集電体２に圧着された負極リチウム、４はポリプロ
ピｌメン不織布製のセパレータ、６は前記の各方法で作
成したａ −ｅの正極ペレット、６はステンレススチー
ル製電池）ｙ−−ス、７はポリプロピ１／ン製ガスケツ
］・である。
電解液は１，２−ジメトキシエタンとプロビレ試作した
各種の電池を、２０℃において６にΩで放電した結果を
第６図に示す。第６図に見られるように、溶媒中で紫外
線処理を行った ａ −ｄは未処理品ｅより、いずれも
放電持続時間は長く、しかも、放電初期の電圧降下も少
ない。特に、容量を重要視する場合はａが最も効果的で
、電圧特性の改良を重要視する場合はｂが最も効果があ
り、ｄ、ｃは双方の改良効果を兼ね備えているといえる
。従って、脱フツ素率は目的に応じて決めれば良いが、
少なくとも３〜１２％の脱フツ素率で、未処理品よりす
ぐれた性能の電池が得られる、。
各種の電池を、２０℃において６にΩで放電した結果を
第６図に示す。第６図に見られるように、溶媒中で紫外
線処理を行った ａ −ｄは未処理品ｅより、いずれも
放電持続時間は長く、しかも、放電初期の電圧降下も少
ない。特に、容量を重要視する場合はａが最も効果的で
、電圧特性の改良を重要視する場合はｂが最も効果があ
り、ｄ、ｃは双方の改良効果を兼ね備えているといえる
。従って、脱フツ素率は目的に応じて決めれば良いが、
少なくとも３〜１２％の脱フツ素率で、未処理品よりす
ぐれた性能の電池が得られる、。
以上のように、本発明は大容量で、安定した性能の非水
電解質電池を得るに極めて効果的な正極活物質を提供す
るものである。
電解質電池を得るに極めて効果的な正極活物質を提供す
るものである。
第１図は従来のフッ化炭素を用いた電池の放電曲線の例
を示す図、第２図は各種フッ化炭素に導電材を混合した
ものの成形体の比抵抗と導電材の混合比率との関係を示
す図、第３図は各種フッ化の縦断面図、第６図は各種フ
ッ化炭素を用いた電池の放電特性を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
２ 図 ５１θ ／Ｉ２０ ４すしけの泥射し一！Ｐ−（を景 各９享 ３ 図 θ ４ １ ／２ に脱 フッ奇
≧１ （′／＝〕 １４図 す 第５図 水宅時聞（ｋ）
を示す図、第２図は各種フッ化炭素に導電材を混合した
ものの成形体の比抵抗と導電材の混合比率との関係を示
す図、第３図は各種フッ化の縦断面図、第６図は各種フ
ッ化炭素を用いた電池の放電特性を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
２ 図 ５１θ ／Ｉ２０ ４すしけの泥射し一！Ｐ−（を景 各９享 ３ 図 θ ４ １ ／２ に脱 フッ奇
≧１ （′／＝〕 １４図 す 第５図 水宅時聞（ｋ）
Claims (1)
- フッ化炭素を有機溶媒中に浸漬または湿潤さぜた状態で
紫外線を照射し、部分的に脱フツ素処理することを特徴
とする非水電解質電池用正極活物質の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125653A JPS5826457A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 非水電解質電池用正極活物質の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125653A JPS5826457A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 非水電解質電池用正極活物質の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826457A true JPS5826457A (ja) | 1983-02-16 |
Family
ID=14915331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56125653A Pending JPS5826457A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 非水電解質電池用正極活物質の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826457A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4791038A (en) * | 1986-10-09 | 1988-12-13 | Allied-Signal Inc. | Inhibiting voltage suppression in lithium/fluorinated carbon batteries |
| JP2006059732A (ja) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液電池 |
| WO2009031293A1 (ja) | 2007-09-06 | 2009-03-12 | Panasonic Corporation | 非水電解液電池 |
-
1981
- 1981-08-11 JP JP56125653A patent/JPS5826457A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4791038A (en) * | 1986-10-09 | 1988-12-13 | Allied-Signal Inc. | Inhibiting voltage suppression in lithium/fluorinated carbon batteries |
| JP2006059732A (ja) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液電池 |
| WO2009031293A1 (ja) | 2007-09-06 | 2009-03-12 | Panasonic Corporation | 非水電解液電池 |
| US8709660B2 (en) | 2007-09-06 | 2014-04-29 | Panasonic Corporation | Non-aqueous electrolyte battery |
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