JPH08250117A - リチウム二次電池負極用炭素材料及びその製造方法 - Google Patents
リチウム二次電池負極用炭素材料及びその製造方法Info
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- JPH08250117A JPH08250117A JP7049766A JP4976695A JPH08250117A JP H08250117 A JPH08250117 A JP H08250117A JP 7049766 A JP7049766 A JP 7049766A JP 4976695 A JP4976695 A JP 4976695A JP H08250117 A JPH08250117 A JP H08250117A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素材料の表面にある酸素官能基を効率良く
除去して、リチウム二次電池の初回充電量のばらつきを
少なくできるリチウム二次電池負極用炭素材料を得る。 【構成】 グラファイト粉末を高温雰囲気中でフッ素ガ
スと反応させて、グラファイト粉末の表面の酸素官能基
をフッ素と置換する。そして、グラファイト粉末を高真
空中で加熱処理してフッ素を除去することにより炭素材
料を作る。
除去して、リチウム二次電池の初回充電量のばらつきを
少なくできるリチウム二次電池負極用炭素材料を得る。 【構成】 グラファイト粉末を高温雰囲気中でフッ素ガ
スと反応させて、グラファイト粉末の表面の酸素官能基
をフッ素と置換する。そして、グラファイト粉末を高真
空中で加熱処理してフッ素を除去することにより炭素材
料を作る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池負極
用炭素材料及びその製造方法に関するものである。
用炭素材料及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】負極活物質としてリチウムを用いるリチ
ウム二次電池は、充放電を繰り返すと充電時に、樹枝状
のリチウムが負極活物質上に析出するいわゆるデンドラ
イトが発生する。デンドライトが大きくなり、正極活物
質と接触すると電池が内部短絡し、電池のサイクル寿命
が短かくなる上、電池が発熱、発火する危険がある。そ
こで、リチウムと他の金属との合金（リチウム合金）を
負極活物質として用いることが提案された。しかしなが
ら、リチウム合金を負極活物質として用いるとエネルギ
ー密度の低下が大きくなる。そこで、リチウムイオンの
吸蔵、放出が可能な炭素材料を負極材として用いること
が提案された。この種の電池では、リチウムイオンが炭
素材料内に吸蔵、放出されて電池の充放電が行われるた
め、リチウムが負極上に析出することがなく、デンドラ
イトの発生を抑制できる。そして炭素材料はリチウムに
近い卑な電位で作動するので、リチウム合金を負極活物
質として用いる場合に比べて、エネルギー密度の低下を
低く抑えることができる。
ウム二次電池は、充放電を繰り返すと充電時に、樹枝状
のリチウムが負極活物質上に析出するいわゆるデンドラ
イトが発生する。デンドライトが大きくなり、正極活物
質と接触すると電池が内部短絡し、電池のサイクル寿命
が短かくなる上、電池が発熱、発火する危険がある。そ
こで、リチウムと他の金属との合金（リチウム合金）を
負極活物質として用いることが提案された。しかしなが
ら、リチウム合金を負極活物質として用いるとエネルギ
ー密度の低下が大きくなる。そこで、リチウムイオンの
吸蔵、放出が可能な炭素材料を負極材として用いること
が提案された。この種の電池では、リチウムイオンが炭
素材料内に吸蔵、放出されて電池の充放電が行われるた
め、リチウムが負極上に析出することがなく、デンドラ
イトの発生を抑制できる。そして炭素材料はリチウムに
近い卑な電位で作動するので、リチウム合金を負極活物
質として用いる場合に比べて、エネルギー密度の低下を
低く抑えることができる。
【０００３】しかしながら、炭素材料の表面には、水酸
基（−ＣＯ）、カルボニル基（−ＣＯＯＨ）等の酸素官
能基があるため、この種の電池を充電すると、炭素材料
の表面に酸素官能基によって不可逆な反応が起こり、初
回の充電量が増加し、しかも充電量のばらつきが大きく
なる。炭素材料を負極材として用いる電池では、初回充
電を行ってリチウムイオンを炭素材料内に吸蔵しなけれ
ばならないので、初回充電量のばらつきが大きいと電池
性能に大きなばらつきが生じることになる。そこで、特
開平４−１１２４５５号公報、特開平５−２８９９６号
公報、特開平５−１４４４４０号公報に示されるように
炭素材料を加熱して炭素材料の表面から酸素官能基を低
減することが提案された。
基（−ＣＯ）、カルボニル基（−ＣＯＯＨ）等の酸素官
能基があるため、この種の電池を充電すると、炭素材料
の表面に酸素官能基によって不可逆な反応が起こり、初
回の充電量が増加し、しかも充電量のばらつきが大きく
なる。炭素材料を負極材として用いる電池では、初回充
電を行ってリチウムイオンを炭素材料内に吸蔵しなけれ
ばならないので、初回充電量のばらつきが大きいと電池
性能に大きなばらつきが生じることになる。そこで、特
開平４−１１２４５５号公報、特開平５−２８９９６号
公報、特開平５−１４４４４０号公報に示されるように
炭素材料を加熱して炭素材料の表面から酸素官能基を低
減することが提案された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素材
料を加熱して酸素官能基を低減しても初回充電量のばら
つきを少なくするのは、限界があった。また炭素材料を
加熱する法では、酸素官能基を効率良く除去するのが困
難であった。
料を加熱して酸素官能基を低減しても初回充電量のばら
つきを少なくするのは、限界があった。また炭素材料を
加熱する法では、酸素官能基を効率良く除去するのが困
難であった。
【０００５】本発明の目的は、リチウム二次電池の初回
充電量のばらつきを少なくできるリチウム二次電池負極
用炭素材料及びリチウム二次電池負極を提供することに
ある。
充電量のばらつきを少なくできるリチウム二次電池負極
用炭素材料及びリチウム二次電池負極を提供することに
ある。
【０００６】本発明の他の目的は、初回充電量のばらつ
きを少ないリチウム二次電池を提供することにある。
きを少ないリチウム二次電池を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、表面にある酸素官能
基を効率良く除去して、リチウム二次電池の初回充電量
のばらつきを少なくできるリチウム二次電池負極用炭素
材料の製造方法を提供することにある。
基を効率良く除去して、リチウム二次電池の初回充電量
のばらつきを少なくできるリチウム二次電池負極用炭素
材料の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウム二次
電池負極用炭素材料を改良の対象にして、表面の酸素官
能基の一部または全部をフッ素で置換する。
電池負極用炭素材料を改良の対象にして、表面の酸素官
能基の一部または全部をフッ素で置換する。
【０００９】このリチウム二次電池負極用炭素材料を主
成分としてリチウム二次電池負極を構成することができ
る。また、このリチウム二次電池負極を用い、電解質と
して固体電解質または非水電解液を用いてリチウム二次
電池を構成することができる。
成分としてリチウム二次電池負極を構成することができ
る。また、このリチウム二次電池負極を用い、電解質と
して固体電解質または非水電解液を用いてリチウム二次
電池を構成することができる。
【００１０】炭素材料の酸素官能基の一部または全部を
フッ素で置換した後には、炭素材料からフッ素の一部ま
たは全部を除去してリチウム二次電池負極用炭素材料を
製造することもできる。フッ素を置換させる反応及びフ
ッ素を除去する反応は、従来の炭素材料を加熱して酸素
官能基を除去する反応よりバラツキが少ない状態で酸素
官能基を除去できる。
フッ素で置換した後には、炭素材料からフッ素の一部ま
たは全部を除去してリチウム二次電池負極用炭素材料を
製造することもできる。フッ素を置換させる反応及びフ
ッ素を除去する反応は、従来の炭素材料を加熱して酸素
官能基を除去する反応よりバラツキが少ない状態で酸素
官能基を除去できる。
【００１１】
【作用】本発明のように、表面の酸素官能基の一部また
は全部をフッ素で置換すると、電池の初回充電量を小さ
くできる上、初回充電量のばらつきを少なくして、電池
性能のばらつきを減少させることができる。この理由は
定かではないが、酸素官能基は−ＣＯＯＨ、−ＯＨ等の
種々の構造を有するものがあり、電池を初回充電した際
に不可逆な種々の形式の反応が生じるのに対して、酸素
官能基をフッ素と置換した炭素材料では、炭素材料の表
面にフッ素だけが存在しているので、不可逆な反応形式
は一種類になるためであると考えられる。
は全部をフッ素で置換すると、電池の初回充電量を小さ
くできる上、初回充電量のばらつきを少なくして、電池
性能のばらつきを減少させることができる。この理由は
定かではないが、酸素官能基は−ＣＯＯＨ、−ＯＨ等の
種々の構造を有するものがあり、電池を初回充電した際
に不可逆な種々の形式の反応が生じるのに対して、酸素
官能基をフッ素と置換した炭素材料では、炭素材料の表
面にフッ素だけが存在しているので、不可逆な反応形式
は一種類になるためであると考えられる。
【００１２】
（実施例１）図１は本実施例のリチウム二次電池の破断
断面図である。本実施例のリチウム二次電池は、正極集
電体１の片面に形成された正極材２と負極集電体３の片
面に形成された負極材４とが電解質層５を介して積層さ
れた構造を有している。正極集電体１は厚み０．２mmの
ステンレス板により形成されており、正極端子を兼ねて
いる。正極材２は、ＬｉＣｌＯ4 からなる活物質材料８
５重量％と、アセチレンブラックからなる導電材１０重
量％と、ポリテトラフルオロエチレン微粉末からなる結
着剤５重量％とを混合した混合物を乾燥した後、圧縮成
形して形成した厚み２mmのペレットにより構成されてい
る。負極集電体３は厚み０．２mmのステンレス板により
形成されており、負極端子を兼ねている。負極材４はグ
ラファイトからなる炭素材料を主成分としており、次の
ようにして形成した。まず、日本黒鉛株式会社からＪＳ
Ｐの製品名で販売されている平均粒子径５μｍの人造の
黒鉛粉末（グラファイト粉末）３重量％と硝酸ナトリウ
ム２重量％と濃硫酸８４重量％と過マンガン酸カリウム
１１重量％とを１００℃中で混合して酸化グラファイト
を作ってから、１４０℃で熱分解してグラファイト粉末
に酸素官能基を付加して炭素素材を作った。これによ
り、後述する試験に用いる比較例の電池に用いるグラフ
ァイト粉末と素材としての条件を同じにした。なおグラ
ファイト粉末の平均粒径は５〜５０μｍが好ましい。次
にグラファイト粉末を温度７５℃のフッ素ガス雰囲気中
に５時間放置して、酸素官能基をフッ素と置換させた。
これにより酸素官能基の約９０％をフッ素と置換した炭
素材料を作成した。酸素官能基の９０％以上をフッ素と
置換するのが好ましい。なおフッ素と置換するには、温
度５０〜１００℃のフッ素ガス雰囲気中に２〜５時間炭
素材料を放置するのが好ましい。
断面図である。本実施例のリチウム二次電池は、正極集
電体１の片面に形成された正極材２と負極集電体３の片
面に形成された負極材４とが電解質層５を介して積層さ
れた構造を有している。正極集電体１は厚み０．２mmの
ステンレス板により形成されており、正極端子を兼ねて
いる。正極材２は、ＬｉＣｌＯ4 からなる活物質材料８
５重量％と、アセチレンブラックからなる導電材１０重
量％と、ポリテトラフルオロエチレン微粉末からなる結
着剤５重量％とを混合した混合物を乾燥した後、圧縮成
形して形成した厚み２mmのペレットにより構成されてい
る。負極集電体３は厚み０．２mmのステンレス板により
形成されており、負極端子を兼ねている。負極材４はグ
ラファイトからなる炭素材料を主成分としており、次の
ようにして形成した。まず、日本黒鉛株式会社からＪＳ
Ｐの製品名で販売されている平均粒子径５μｍの人造の
黒鉛粉末（グラファイト粉末）３重量％と硝酸ナトリウ
ム２重量％と濃硫酸８４重量％と過マンガン酸カリウム
１１重量％とを１００℃中で混合して酸化グラファイト
を作ってから、１４０℃で熱分解してグラファイト粉末
に酸素官能基を付加して炭素素材を作った。これによ
り、後述する試験に用いる比較例の電池に用いるグラフ
ァイト粉末と素材としての条件を同じにした。なおグラ
ファイト粉末の平均粒径は５〜５０μｍが好ましい。次
にグラファイト粉末を温度７５℃のフッ素ガス雰囲気中
に５時間放置して、酸素官能基をフッ素と置換させた。
これにより酸素官能基の約９０％をフッ素と置換した炭
素材料を作成した。酸素官能基の９０％以上をフッ素と
置換するのが好ましい。なおフッ素と置換するには、温
度５０〜１００℃のフッ素ガス雰囲気中に２〜５時間炭
素材料を放置するのが好ましい。
【００１３】次に、フッ素置換した炭素粉末とポリフッ
化ビニリデンからなる結着剤とを９０：１０の重量比で
適量のＮ−メチルピロリドン液を溶媒として混合した混
合物を作った。次にこの混合物をステンレス網に塗布し
てから加熱真空乾燥してＮ−メチルピロリドン液を揮発
させて厚み０．１mmのシート状の負極材４を完成した。
化ビニリデンからなる結着剤とを９０：１０の重量比で
適量のＮ−メチルピロリドン液を溶媒として混合した混
合物を作った。次にこの混合物をステンレス網に塗布し
てから加熱真空乾燥してＮ−メチルピロリドン液を揮発
させて厚み０．１mmのシート状の負極材４を完成した。
【００１４】電解質層５は、ポリプロピレン不織布から
なるセパレータに電解液が含浸されて構成されている。
電解液は、エチレンカーボネートとジエチルカーボネー
トを７５：２５の体積比で混合した混合液にＬｉＣｌＯ
4 １Ｍを溶かして作った。
なるセパレータに電解液が含浸されて構成されている。
電解液は、エチレンカーボネートとジエチルカーボネー
トを７５：２５の体積比で混合した混合液にＬｉＣｌＯ
4 １Ｍを溶かして作った。
【００１５】（実施例２）本実施例の電池では、実施例
１において酸素官能基をフッ素に置換した炭素材料を１
０-6Torrの高真空下において１０００℃の温度で４時間
加熱してフッ素を９５％除去したものを炭素材料として
用いた。フッ素は９０％以上除去するのが好ましい。そ
の他は実施例１の電池と同じ構成を有している。なおフ
ッ素を除去するには、１０-2Torr以下の真空中で６００
℃以上に加熱するのが好ましい。
１において酸素官能基をフッ素に置換した炭素材料を１
０-6Torrの高真空下において１０００℃の温度で４時間
加熱してフッ素を９５％除去したものを炭素材料として
用いた。フッ素は９０％以上除去するのが好ましい。そ
の他は実施例１の電池と同じ構成を有している。なおフ
ッ素を除去するには、１０-2Torr以下の真空中で６００
℃以上に加熱するのが好ましい。
【００１６】（比較例１）本比較例の電池では、実施例
１において酸素官能基を付加した炭素材料をアルゴン雰
囲気中において、１３００℃で４時間加熱して、酸素官
能基を減少させ、残った酸素官能基をフッ素と置換させ
ない炭素材料を用いた。その他は実施例１の電池と同じ
構成を有している。
１において酸素官能基を付加した炭素材料をアルゴン雰
囲気中において、１３００℃で４時間加熱して、酸素官
能基を減少させ、残った酸素官能基をフッ素と置換させ
ない炭素材料を用いた。その他は実施例１の電池と同じ
構成を有している。
【００１７】次に上記各電池をそれぞれ１０個作り、各
電池を０．５ mA/cm2 の定電流密度で４．２Ｖの定電圧
充電を行った後に０．５ mA/cm2 の定電流密度で終止電
圧：２．８Ｖまで放電を行い、各電池の電圧による放電
容量の変化を調べた。図２（Ａ），（Ｂ）はその測定結
果を示している。本図において斜線に示す範囲は、試験
に用いた１０個の電池のばらつきの範囲である。本図よ
り実施例１及び２の電池は比較例１の電池に比べてばら
つきが少ないのが分る。
電池を０．５ mA/cm2 の定電流密度で４．２Ｖの定電圧
充電を行った後に０．５ mA/cm2 の定電流密度で終止電
圧：２．８Ｖまで放電を行い、各電池の電圧による放電
容量の変化を調べた。図２（Ａ），（Ｂ）はその測定結
果を示している。本図において斜線に示す範囲は、試験
に用いた１０個の電池のばらつきの範囲である。本図よ
り実施例１及び２の電池は比較例１の電池に比べてばら
つきが少ないのが分る。
【００１８】次に酸素官能基をフッ素に置換した場合、
電池の初回充電量にどのようなばらつきの変化が生じる
かを調べた。最初に次のようにして酸素官能基の量が異
なる炭素材料と、フッ素の量が異なる炭素材料とを作っ
た。まず実施例１において酸素官能基を付加した炭素材
料をアルゴン雰囲気中において、６００℃〜１３００℃
の温度範囲で４時間加熱して、酸素官能基の量が異なる
各種の炭素材料を作った。なお酸素官能基の量は、光電
子分光法によりＣ1SとＯ1S原子数比により、Ｃ1SとＯ1S
とを合わせたものに対してＯ1Sが０〜２０％の範囲で異
なるものとした。次に前述と同様に酸素官能基の量が異
なる各種の炭素材料を作ってから、これらの炭素材料を
温度５０〜１００℃のフッ素ガス雰囲気中に５時間放置
して、酸素官能基をフッ素と置換させた。これによりフ
ッ素の量が異なる各種の炭素材料を作った。なおフッ素
の量は、光電子分光法によりＣ1SとＦ1S原子数比によ
り、Ｃ1SとＦ1Sとを合わせたものに対してＦ1Sが０〜２
０％の範囲で異なるものとした。次に酸素官能基及びフ
ッ素の量がそれぞれ異なる各炭素粉末炭素とポリフッ化
ビニリデンからなる結着剤とを９０：１０の重量比で適
量のＮ−メチルピロリドン液を溶媒として混合した混合
物を作った。次にこの混合物をステンレス網に塗布して
から加熱真空乾燥してＮ−メチルピロリドン液を揮発さ
せて酸素官能基及びフッ素の量が異なる炭素電極を作っ
た。
電池の初回充電量にどのようなばらつきの変化が生じる
かを調べた。最初に次のようにして酸素官能基の量が異
なる炭素材料と、フッ素の量が異なる炭素材料とを作っ
た。まず実施例１において酸素官能基を付加した炭素材
料をアルゴン雰囲気中において、６００℃〜１３００℃
の温度範囲で４時間加熱して、酸素官能基の量が異なる
各種の炭素材料を作った。なお酸素官能基の量は、光電
子分光法によりＣ1SとＯ1S原子数比により、Ｃ1SとＯ1S
とを合わせたものに対してＯ1Sが０〜２０％の範囲で異
なるものとした。次に前述と同様に酸素官能基の量が異
なる各種の炭素材料を作ってから、これらの炭素材料を
温度５０〜１００℃のフッ素ガス雰囲気中に５時間放置
して、酸素官能基をフッ素と置換させた。これによりフ
ッ素の量が異なる各種の炭素材料を作った。なおフッ素
の量は、光電子分光法によりＣ1SとＦ1S原子数比によ
り、Ｃ1SとＦ1Sとを合わせたものに対してＦ1Sが０〜２
０％の範囲で異なるものとした。次に酸素官能基及びフ
ッ素の量がそれぞれ異なる各炭素粉末炭素とポリフッ化
ビニリデンからなる結着剤とを９０：１０の重量比で適
量のＮ−メチルピロリドン液を溶媒として混合した混合
物を作った。次にこの混合物をステンレス網に塗布して
から加熱真空乾燥してＮ−メチルピロリドン液を揮発さ
せて酸素官能基及びフッ素の量が異なる炭素電極を作っ
た。
【００１９】そして、各炭素電極を図３に示す試験用セ
ル内に配置した。図３において、１１は炭素電極、１２
はリチウム電極、１３はセパレータ、１４はリチウム基
準の参照極、１５はエチレンカーボネートとジエチルカ
ーボネートを７５：２５の体積比で混合した混合液にＬ
ｉＣｌＯ4 １Ｍを溶かして作った電解液、１６は正負極
の切替えが可能な充放電用電源、１７は電圧計である。
そして、炭素電極１１に負極端子を接続し、リチウム電
極１２に正極端子を接続するように充放電用電源１６の
正負極を設定し、炭素電極１１とリチウム電極１２との
間に０．５ mA/cm2 の電流密度で電流を流した。これに
より、リチウム電極１２から炭素電極１１にリチウムイ
オンが流れる。そして、参照極１４により測定した炭素
電極１１の電位が０Ｖになるまでの充電して初回充電容
量を測定した。図４はフッ素の量が異なる炭素電極にお
けるフッ素の量と初回充電容量との関係を示している。
本図において斜線に示す範囲は、フッ素の量が異なるそ
れぞれ１０個の炭素電極のばらつきの範囲である。図５
は酸素官能基の量が異なる炭素電極における酸素官能基
の量と初回充電容量との関係を示している。本図におい
て斜線に示す範囲は、酸素官能素基の量が異なるそれぞ
れ１０個の炭素電極のばらつきの範囲である。両図より
酸素官能素基をフッ素に置換した炭素電極は、フッ素に
置換しない炭素電極に比べて初回充電量のばらつきが少
ないのが分る。
ル内に配置した。図３において、１１は炭素電極、１２
はリチウム電極、１３はセパレータ、１４はリチウム基
準の参照極、１５はエチレンカーボネートとジエチルカ
ーボネートを７５：２５の体積比で混合した混合液にＬ
ｉＣｌＯ4 １Ｍを溶かして作った電解液、１６は正負極
の切替えが可能な充放電用電源、１７は電圧計である。
そして、炭素電極１１に負極端子を接続し、リチウム電
極１２に正極端子を接続するように充放電用電源１６の
正負極を設定し、炭素電極１１とリチウム電極１２との
間に０．５ mA/cm2 の電流密度で電流を流した。これに
より、リチウム電極１２から炭素電極１１にリチウムイ
オンが流れる。そして、参照極１４により測定した炭素
電極１１の電位が０Ｖになるまでの充電して初回充電容
量を測定した。図４はフッ素の量が異なる炭素電極にお
けるフッ素の量と初回充電容量との関係を示している。
本図において斜線に示す範囲は、フッ素の量が異なるそ
れぞれ１０個の炭素電極のばらつきの範囲である。図５
は酸素官能基の量が異なる炭素電極における酸素官能基
の量と初回充電容量との関係を示している。本図におい
て斜線に示す範囲は、酸素官能素基の量が異なるそれぞ
れ１０個の炭素電極のばらつきの範囲である。両図より
酸素官能素基をフッ素に置換した炭素電極は、フッ素に
置換しない炭素電極に比べて初回充電量のばらつきが少
ないのが分る。
【００２０】なお、上記実施例では、フッ素置換した炭
素材料を加熱処理してフッ素を除去したが、フッ素置換
した炭素材料を電解液中で還元反応させてもフッ素を除
去することができる。
素材料を加熱処理してフッ素を除去したが、フッ素置換
した炭素材料を電解液中で還元反応させてもフッ素を除
去することができる。
【００２１】以下、明細書に記載した複数の発明の中で
いくつかの発明についてその構成を示す。
いくつかの発明についてその構成を示す。
【００２２】（１）リチウムイオンの吸蔵と放出とが可
能で表面に酸素官能基を有する炭素材料をフッ素ガスと
反応させて前記酸素官能基の９０％以上をフッ素で置換
することによりリチウム二次電池負極用炭素材料を製造
することを特徴とするリチウム二次電池負極用炭素材料
の製造方法。
能で表面に酸素官能基を有する炭素材料をフッ素ガスと
反応させて前記酸素官能基の９０％以上をフッ素で置換
することによりリチウム二次電池負極用炭素材料を製造
することを特徴とするリチウム二次電池負極用炭素材料
の製造方法。
【００２３】（２）リチウムイオンの吸蔵と放出とが可
能で表面に酸素官能基を有する炭素材料を５０〜１００
℃の雰囲気中でフッ素ガスと反応させて前記酸素官能基
の９０％以上をフッ素で置換した後、前記炭素材料から
前記フッ素の９０％以上を除去してリチウム二次電池負
極用炭素材料を製造することを特徴とするリチウム二次
電池負極用炭素材料の製造方法。
能で表面に酸素官能基を有する炭素材料を５０〜１００
℃の雰囲気中でフッ素ガスと反応させて前記酸素官能基
の９０％以上をフッ素で置換した後、前記炭素材料から
前記フッ素の９０％以上を除去してリチウム二次電池負
極用炭素材料を製造することを特徴とするリチウム二次
電池負極用炭素材料の製造方法。
【００２４】（３）前記表面に酸素官能基を有する炭素
材料は平均粒径５〜５０μｍのグラファイト粉末である
上記（１）または（２）に記載のリチウム二次電池負極
用炭素材料の製造方法。
材料は平均粒径５〜５０μｍのグラファイト粉末である
上記（１）または（２）に記載のリチウム二次電池負極
用炭素材料の製造方法。
【００２５】（４）前記炭素材料を真空中で加熱処理し
て前記フッ素を除去することを特徴とする上記（２）に
記載のリチウム二次電池負極用炭素材料の製造方法。
て前記フッ素を除去することを特徴とする上記（２）に
記載のリチウム二次電池負極用炭素材料の製造方法。
【００２６】（５）前記加熱処理は前記炭素材料を１０
-2Toor以下の真空中で６００℃以上に加熱することを特
徴とする上記（４）に記載のリチウム二次電池負極用炭
素材料の製造方法。
-2Toor以下の真空中で６００℃以上に加熱することを特
徴とする上記（４）に記載のリチウム二次電池負極用炭
素材料の製造方法。
【００２７】（６）前記炭素材料を電解液中で還元反応
させて前記フッ素を除去することを特徴とする上記
（２）に記載のリチウム二次電池負極用炭素材料の製造
方法。
させて前記フッ素を除去することを特徴とする上記
（２）に記載のリチウム二次電池負極用炭素材料の製造
方法。
【００２８】（７）表面の酸素官能基の９０％以上がフ
ッ素で置換されてなるグラファイト粉末を主成分として
作られた負極と、ＬｉＣｌＯ4 を主成分として作られた
正極と、エチレンカーボネート及びジエチルカーボネー
トを混合してなる電解液とを用いて構成されるリチウム
二次電池。
ッ素で置換されてなるグラファイト粉末を主成分として
作られた負極と、ＬｉＣｌＯ4 を主成分として作られた
正極と、エチレンカーボネート及びジエチルカーボネー
トを混合してなる電解液とを用いて構成されるリチウム
二次電池。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、炭素材料の表面の酸素
官能基の一部または全部をフッ素で置換するので、初回
充電量を小さくできる上、電池の初回充電量のばらつき
を少なくして、電池性能のばらつきを減少させることが
できる。
官能基の一部または全部をフッ素で置換するので、初回
充電量を小さくできる上、電池の初回充電量のばらつき
を少なくして、電池性能のばらつきを減少させることが
できる。
【図１】 本実施例のリチウム二次電池の破断断面図で
ある。
ある。
【図２】 （Ａ）及び（Ｂ）は試験に用いた電池の電圧
による放電容量の変化のばらつきを示す図である。
による放電容量の変化のばらつきを示す図である。
【図３】 試験に用いた試験用セルの平面図である。
【図４】 炭素電極におけるフッ素の量による初回充電
容量の変化のばらつきを示す図である。
容量の変化のばらつきを示す図である。
【図５】 炭素電極における酸素官能基の量による初回
充電容量の変化のばらつきを示す図である。
充電容量の変化のばらつきを示す図である。
Claims (5)
- 【請求項１】表面の酸素官能基の一部または全部がフッ
素で置換されてなるリチウム二次電池負極用炭素材料。 - 【請求項２】請求項１に記載のリチウム二次電池負極用
炭素材料を主成分とするリチウム二次電池負極。 - 【請求項３】請求項２に記載のリチウム二次電池負極が
用いられてなるリチウム二次電池。 - 【請求項４】表面に酸素官能基を有する炭素材料の前記
酸素官能基の一部または全部をフッ素で置換してリチウ
ム二次電池負極用炭素材料を製造することを特徴とする
リチウム二次電池負極用炭素材料の製造方法。 - 【請求項５】表面に酸素官能基を有する炭素材料の前記
酸素官能基の一部または全部をフッ素で置換した後、前
記炭素材料から前記フッ素の一部または全部を除去して
リチウム二次電池負極用炭素材料を製造することを特徴
とするリチウム二次電池負極用炭素材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7049766A JPH08250117A (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | リチウム二次電池負極用炭素材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7049766A JPH08250117A (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | リチウム二次電池負極用炭素材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250117A true JPH08250117A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12840304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7049766A Pending JPH08250117A (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | リチウム二次電池負極用炭素材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08250117A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980060803A (ko) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 손욱 | 도전제의 제조방법 및 이 도전제를 포함하는 2차전지 |
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-
1995
- 1995-03-09 JP JP7049766A patent/JPH08250117A/ja active Pending
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