JPS6183611A - 炭素薄板 - Google Patents
炭素薄板Info
- Publication number
- JPS6183611A JPS6183611A JP59206102A JP20610284A JPS6183611A JP S6183611 A JPS6183611 A JP S6183611A JP 59206102 A JP59206102 A JP 59206102A JP 20610284 A JP20610284 A JP 20610284A JP S6183611 A JPS6183611 A JP S6183611A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin plate
- carbon
- treatment
- weight
- precursor
- 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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- Ceramic Products (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】
（産業上の利用分野）
本発明け、電極材料として電解質溶液に浸漬し念のち、
外部から電圧を印加してそれぞれｐ′型およびｎ型にド
ープし、しかる後に放電することにより放電過程におい
て発生する起電力を電池として利用するに適する、或い
は金属単体を対電極（陰極）として組合せて、それ自体
はｐ型にドープして陽極となし、しかる後放電すること
により発生する起電力を利用するに適する炭素薄板に関
する。更に詳しくけ、炭素前駆体に耐熱性の繊維状強化
材を配合し、薄板状に成形し、更に不融化処理および炭
化処理して得られることを特徴とする、二次電池用電極
材料として用いるに適した炭素薄板に関する。
外部から電圧を印加してそれぞれｐ′型およびｎ型にド
ープし、しかる後に放電することにより放電過程におい
て発生する起電力を電池として利用するに適する、或い
は金属単体を対電極（陰極）として組合せて、それ自体
はｐ型にドープして陽極となし、しかる後放電すること
により発生する起電力を利用するに適する炭素薄板に関
する。更に詳しくけ、炭素前駆体に耐熱性の繊維状強化
材を配合し、薄板状に成形し、更に不融化処理および炭
化処理して得られることを特徴とする、二次電池用電極
材料として用いるに適した炭素薄板に関する。
（従来の技術）
近年、ポリアセチレンをはじめとする各種の導電性ポリ
マーの開発が活発に行なわれ、それを電極材料とするポ
リマー電池への応用が検討されている。しかし、ポリマ
ーが不安定であること、ポリマーの合成ならびに成形が
難しいことなどのために実用化が遅れている。
マーの開発が活発に行なわれ、それを電極材料とするポ
リマー電池への応用が検討されている。しかし、ポリマ
ーが不安定であること、ポリマーの合成ならびに成形が
難しいことなどのために実用化が遅れている。
（発明の概要）
そこで本発明者らは斯る欠点がなく、シかも工学的にも
安価に製造でき、しかも電極材料として必要な大きな起
電力と電圧の平担性を有し、かつ機械的な強度を兼ね備
え食材料を得るべく鋭意検討を加え念結果、特定の方法
で得られる炭素薄板がこの目的を達成しうることを見い
出し、本発明を完成するに到った。
安価に製造でき、しかも電極材料として必要な大きな起
電力と電圧の平担性を有し、かつ機械的な強度を兼ね備
え食材料を得るべく鋭意検討を加え念結果、特定の方法
で得られる炭素薄板がこの目的を達成しうることを見い
出し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明による炭素薄板は、炭素前駆体に耐熱
性の繊維状強化材を配合し、薄板状に成形し、更に不融
化処理および炭化処理して得られることを特徴とする。
性の繊維状強化材を配合し、薄板状に成形し、更に不融
化処理および炭化処理して得られることを特徴とする。
（本明の具体的説明）
本発明において用いられる炭素前駆体としては原油の蒸
留または石油留出油の接触分解から得られる残留炭素質
物質である石油ピンチや、石炭の蒸留によって得られる
コールタールピッチ、アセナフチレン重合体を熱分解す
ることＩｃＡって得られるアセナフチレンピッチ等の各
種ピッチ、或いは再生セルロース、リクニン、ジビニル
ベンゼン重合物、ポリアクリロニトリル、ポリビニルア
ルコール、ホｌＪ［化ビニル、フルフリルアルコール樹
脂、フェノール・フォルムアルデヒド樹脂、アセトン・
フルフラール樹脂、フルフリルアルコール・フェノール
共縮合樹脂等のポリ臂−ないしはこれらポリマーを空気
中または不活性ガス中、５０〜３００℃の温度で熱処理
して得られるピッチ様物質が用いられる。
留または石油留出油の接触分解から得られる残留炭素質
物質である石油ピンチや、石炭の蒸留によって得られる
コールタールピッチ、アセナフチレン重合体を熱分解す
ることＩｃＡって得られるアセナフチレンピッチ等の各
種ピッチ、或いは再生セルロース、リクニン、ジビニル
ベンゼン重合物、ポリアクリロニトリル、ポリビニルア
ルコール、ホｌＪ［化ビニル、フルフリルアルコール樹
脂、フェノール・フォルムアルデヒド樹脂、アセトン・
フルフラール樹脂、フルフリルアルコール・フェノール
共縮合樹脂等のポリ臂−ないしはこれらポリマーを空気
中または不活性ガス中、５０〜３００℃の温度で熱処理
して得られるピッチ様物質が用いられる。
特に、石油ピッチ、石炭ピッチ、ジビニルベンゼン重合
物あるいは、上記の樹脂を５重量係以上、好ましくけ１
０重重量板上が減少するまで熱処理工稈に付したピッチ
様物質が好ましい。
物あるいは、上記の樹脂を５重量係以上、好ましくけ１
０重重量板上が減少するまで熱処理工稈に付したピッチ
様物質が好ましい。
耐熱性の繊維状強化材としては、不融化および炭化工程
において融解、揮発、分解等とよりその強化機能を失な
うことのないものが選ばれる。具体的には、アスベスト
ス、石炭ウール、炭素繊維、セルロース繊維等天然また
は人造、無機ｌｊＨまたは有機質の繊維状物質が用いら
れる。これらは薄板の不融化および炭化の過穆全通して
化学組成や形態が変らずその補強効果を失なわれないか
、最終的には炭化してその補強効果を維持しつづけるも
のでなければならない。
において融解、揮発、分解等とよりその強化機能を失な
うことのないものが選ばれる。具体的には、アスベスト
ス、石炭ウール、炭素繊維、セルロース繊維等天然また
は人造、無機ｌｊＨまたは有機質の繊維状物質が用いら
れる。これらは薄板の不融化および炭化の過穆全通して
化学組成や形態が変らずその補強効果を失なわれないか
、最終的には炭化してその補強効果を維持しつづけるも
のでなければならない。
炭素前駆体は、耐熱性繊維状強化材と複合してフィルム
状に成形される。成形は炭素前駆体と耐熱性＃ｌＩ維状
惨状強化材混練して、熱可塑性樹脂のシート成形やフィ
ルム成形に通常適用される方法で薄板状にすることもで
きるし、両成分を圧縮成形器にかけて薄板状にすること
も可能である。繊維状強化材として炭素ペーパー（炭素
繊維を抄紙したもの）を使用したり、繊維状強化材の長
さを極力長く保つ必要のある場合には圧縮成形法による
のが好ましい。
状に成形される。成形は炭素前駆体と耐熱性＃ｌＩ維状
惨状強化材混練して、熱可塑性樹脂のシート成形やフィ
ルム成形に通常適用される方法で薄板状にすることもで
きるし、両成分を圧縮成形器にかけて薄板状にすること
も可能である。繊維状強化材として炭素ペーパー（炭素
繊維を抄紙したもの）を使用したり、繊維状強化材の長
さを極力長く保つ必要のある場合には圧縮成形法による
のが好ましい。
耐熱性繊維状強化材は炭素前駆体に対して重量で０．１
〜２０％、好ましくけ０．５〜１０％、更に好ましくは
１〜５’％の範囲で使用される。上記範囲を上廻る場合
には十分な補強効果が得られないため、炭素前駆体薄板
は容易に毀れてしまう。上記範囲を上句ることは強度上
は問題ないが、電極材料として利用する上で不活性部分
が多量に存在する点で好ましくない、ｔた経済性の点か
ら本不利である。
〜２０％、好ましくけ０．５〜１０％、更に好ましくは
１〜５’％の範囲で使用される。上記範囲を上廻る場合
には十分な補強効果が得られないため、炭素前駆体薄板
は容易に毀れてしまう。上記範囲を上句ることは強度上
は問題ないが、電極材料として利用する上で不活性部分
が多量に存在する点で好ましくない、ｔた経済性の点か
ら本不利である。
炭素前駆体薄板の厚みは数十μないし教団である。
補強材を含む炭素前駆体薄板は不融化処理を施こされる
。この処理は後続する炭化処理において薄板が融解して
変形するのを防ぐ目的で行なわれるものであって、通常
は空気中、１５０〜３５０℃の温度に前、′＠体薄板を
曝すことによって前駆体分子間に架橋を生じさせる為の
処理である。架橋反応の詳細は不明であるが、炭素−炭
素、炭素−酸素、酸素−水素結合等が新たに生じている
ものと思われる。この処理の間に前駆体薄板の重量は減
少、減少の後増加、或いは増加するが、これらの挙動は
前駆体ないしけ補強材中の軽沸点成分の揮発、分解生成
物の揮発、酸化反応による酸素吸収等のバランスによっ
て決まる。
。この処理は後続する炭化処理において薄板が融解して
変形するのを防ぐ目的で行なわれるものであって、通常
は空気中、１５０〜３５０℃の温度に前、′＠体薄板を
曝すことによって前駆体分子間に架橋を生じさせる為の
処理である。架橋反応の詳細は不明であるが、炭素−炭
素、炭素−酸素、酸素−水素結合等が新たに生じている
ものと思われる。この処理の間に前駆体薄板の重量は減
少、減少の後増加、或いは増加するが、これらの挙動は
前駆体ないしけ補強材中の軽沸点成分の揮発、分解生成
物の揮発、酸化反応による酸素吸収等のバランスによっ
て決まる。
一般に、薄板中の酸素含量が重量で５チ以上、好ましく
は１０チ以上増加するまで行なわれる。
は１０チ以上増加するまで行なわれる。
不融化処理を施こされた薄板は、次いで炭化処理を施こ
される。炭化処理は、不融化処理された薄板を窒素、ア
ルゴン等の不活性ガス中で８００℃、好ましくＶｉ１０
０Ｏ℃以上に加熱することによ゛す、前駆体を構成する
炭素原子、水素原子、酸素原子等の異原子のうち、水素
原子および異原子を種々の揮発性化合物の形にして除く
処理である。
される。炭化処理は、不融化処理された薄板を窒素、ア
ルゴン等の不活性ガス中で８００℃、好ましくＶｉ１０
０Ｏ℃以上に加熱することによ゛す、前駆体を構成する
炭素原子、水素原子、酸素原子等の異原子のうち、水素
原子および異原子を種々の揮発性化合物の形にして除く
処理である。
処理時間は昇温時間を含め数十時間ないし数百時間であ
る。
る。
次に実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
ナフサ分解によるエチレン製造の分解残油の蒸留ボトム
（沸点１８０℃以上）に、体積で３倍のヘキサンを加え
て褐色の微粉状の樹脂状成分を沈澱させた。この物質を
分離、乾燥したものは、液体クロマトグラフィーにより
平均分子量約３０００゜元素分析により炭素原子９２．
７４、水素原子６，４７、窒素原子０．０６重−１）％
であることが判った。
（沸点１８０℃以上）に、体積で３倍のヘキサンを加え
て褐色の微粉状の樹脂状成分を沈澱させた。この物質を
分離、乾燥したものは、液体クロマトグラフィーにより
平均分子量約３０００゜元素分析により炭素原子９２．
７４、水素原子６，４７、窒素原子０．０６重−１）％
であることが判った。
この物質をボトム温度４００℃で窒素ガス中減圧（５ｍ
＊ Ｈｇ ）下に蒸留し、ボトム留分（炭素前駆体）を
回収した（回収率７０重量％）。
＊ Ｈｇ ）下に蒸留し、ボトム留分（炭素前駆体）を
回収した（回収率７０重量％）。
厚み３００μの銅板に９ ｃｍ Ｘ １０αの長方形を
くり貫いたものを型とし、上下にクロムメッキを施した
鉄板をおき、型の中には先に得た炭素前駆体約５００ｑ
と、日本カーボン社製カーボンペーパー５Ｈ−３５（厚
み２５０鴨、重量３５ｆ／Ｗ？）を上記型と同じ形に切
り出したものを入れ、プレス成形器を用いて、２８０℃
、５０Ｋｇ／−の条件で３分間プレス処理した。型を冷
却後、長方形の前駆体薄板をとり出した。このものの重
量は４８５岬であった。
くり貫いたものを型とし、上下にクロムメッキを施した
鉄板をおき、型の中には先に得た炭素前駆体約５００ｑ
と、日本カーボン社製カーボンペーパー５Ｈ−３５（厚
み２５０鴨、重量３５ｆ／Ｗ？）を上記型と同じ形に切
り出したものを入れ、プレス成形器を用いて、２８０℃
、５０Ｋｇ／−の条件で３分間プレス処理した。型を冷
却後、長方形の前駆体薄板をとり出した。このものの重
量は４８５岬であった。
次いで薄板を電気炉に入れ、空気中２４０℃の温度で８
０時間処理して不融化薄板を得た、この４のの重量１ｉ
５０９Ｔｎ９であつ九（重量増加５チ）。
０時間処理して不融化薄板を得た、この４のの重量１ｉ
５０９Ｔｎ９であつ九（重量増加５チ）。
不融化薄板を石英管式の電気炉に入れ、高純度アルゴン
気流中で加熱し、炭化処理を行った。この間の温度条件
は次の通りであった。２００〜５００℃の温度範囲Ｆｉ
１０℃／時、５００〜１０００℃の温度範囲Ｆｉ１５０
℃／時の速さでそれぞれ昇温し、１０００℃に５時間保
った。冷却後に測定した炭素薄板の重量Ｆｉ３７０１１
９であった。
気流中で加熱し、炭化処理を行った。この間の温度条件
は次の通りであった。２００〜５００℃の温度範囲Ｆｉ
１０℃／時、５００〜１０００℃の温度範囲Ｆｉ１５０
℃／時の速さでそれぞれ昇温し、１０００℃に５時間保
った。冷却後に測定した炭素薄板の重量Ｆｉ３７０１１
９であった。
得られた炭素薄板を長さ方向の真中で中介に切り、それ
ぞれをワニグチクリップではさみ、アルゴン雰囲気中で
０．９０モルの過塩素酸リチウムのプロピレンカーボネ
ート・グライム（４５１５５容１））溶液に室温で浸し
た。両極を外部電源（北斗電工社製：電池充放電測定装
置）に接続し、定電流ＩＦＦＩＡを１時間流した。しか
るのち、両極間の開放端電圧（ＶＯＣ＞％および短絡電
流（Ｉａｃ）を測定し、Ｖｏｃ＝３．４Ｖｘ １ｓｃ
＝＝１ ｍＡ （７）結果を得た。
ぞれをワニグチクリップではさみ、アルゴン雰囲気中で
０．９０モルの過塩素酸リチウムのプロピレンカーボネ
ート・グライム（４５１５５容１））溶液に室温で浸し
た。両極を外部電源（北斗電工社製：電池充放電測定装
置）に接続し、定電流ＩＦＦＩＡを１時間流した。しか
るのち、両極間の開放端電圧（ＶＯＣ＞％および短絡電
流（Ｉａｃ）を測定し、Ｖｏｃ＝３．４Ｖｘ １ｓｃ
＝＝１ ｍＡ （７）結果を得た。
比較例１
補強材としてカーボネ−ト＜−３Ｈ−３５を用いなかっ
たこと以外は実施例１と同様の条件で炭素薄板の調製を
試みようとし７’Ｃカニ、炭素ｉｆＪ駆体を型に入れて
プレス成形したのち、型力）ら取り外す迄に、炭素前駆
体薄板と型の各々の収縮率の差による圧縮力のために、
薄板は細かくひび割れして、その後の処理工程を経るこ
とができな力＾つた。
たこと以外は実施例１と同様の条件で炭素薄板の調製を
試みようとし７’Ｃカニ、炭素ｉｆＪ駆体を型に入れて
プレス成形したのち、型力）ら取り外す迄に、炭素前駆
体薄板と型の各々の収縮率の差による圧縮力のために、
薄板は細かくひび割れして、その後の処理工程を経るこ
とができな力＾つた。
特許出願人 三菱油化株式会社
代理人 弁理士 古 川 秀 利
（ほか１名）
Claims (1)
- 炭素前駆体に、耐熱性の繊維状強化材を配合して薄板状
に成形し、更に不融化処理および炭化処理して得られた
ものであることを特徴とする炭素薄板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59206102A JPS6183611A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 炭素薄板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59206102A JPS6183611A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 炭素薄板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183611A true JPS6183611A (ja) | 1986-04-28 |
Family
ID=16517833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59206102A Pending JPS6183611A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 炭素薄板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6183611A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0646978A1 (en) * | 1993-09-03 | 1995-04-05 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Carbonaceous electrode material for secondary battery and process for production thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051995A (ja) * | 1972-07-03 | 1975-05-09 | ||
| JPS5441295A (en) * | 1977-08-15 | 1979-04-02 | United Technologies Corp | Method of fabricating porous carbon sheet |
| JPS5441913A (en) * | 1977-09-09 | 1979-04-03 | Kanebo Ltd | Carbonncarbon composite material and method of making same |
| JPS5751110A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-25 | Kanebo Ltd | Preparation of porous carbon |
| JPS59232905A (ja) * | 1983-06-06 | 1984-12-27 | グレ−ト・レ−クス・カ−ボン・コ−ポレ−シヨン | 炭素製品の製造方法 |
| JPS60231470A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-18 | 昭和電工株式会社 | 緻密な炭素材の製造法 |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP59206102A patent/JPS6183611A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051995A (ja) * | 1972-07-03 | 1975-05-09 | ||
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| JPS5751110A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-25 | Kanebo Ltd | Preparation of porous carbon |
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| JPS60231470A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-18 | 昭和電工株式会社 | 緻密な炭素材の製造法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0646978A1 (en) * | 1993-09-03 | 1995-04-05 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Carbonaceous electrode material for secondary battery and process for production thereof |
| US5527643A (en) * | 1993-09-03 | 1996-06-18 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Carbonaceous electrode material for secondary battery and process for production thereof |
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