JP3126030B2 - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- JP3126030B2 JP3126030B2 JP02319165A JP31916590A JP3126030B2 JP 3126030 B2 JP3126030 B2 JP 3126030B2 JP 02319165 A JP02319165 A JP 02319165A JP 31916590 A JP31916590 A JP 31916590A JP 3126030 B2 JP3126030 B2 JP 3126030B2
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- secondary battery
- lithium secondary
- electrode body
- lithium
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- 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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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はリチウム二次電池、さらに詳しくは負極活物
質の担持体に球状カーボン材、殊に光学的異方性を有す
る球状カーボン材を用いた出力密度、放電容量が大であ
ってサイクル特性に優れたリチウム二次電池に関する。
質の担持体に球状カーボン材、殊に光学的異方性を有す
る球状カーボン材を用いた出力密度、放電容量が大であ
ってサイクル特性に優れたリチウム二次電池に関する。
従来の技術 負極活物質としてリチウム、正極活物質として金属カ
ルコゲン化物、金属酸化物や共役系高分子物質を用い、
電解液として非プロトン性有機溶媒に種々の塩を溶解さ
せたものを用いた、いわゆるリチウム二次電池は高エネ
ルギー密度型二次電池の一種として注目され、盛んに研
究が進められている。
ルコゲン化物、金属酸化物や共役系高分子物質を用い、
電解液として非プロトン性有機溶媒に種々の塩を溶解さ
せたものを用いた、いわゆるリチウム二次電池は高エネ
ルギー密度型二次電池の一種として注目され、盛んに研
究が進められている。
しかしながら、従来のリチウム二次電池では、負極活
物質としてのリチウムはその単体の箔あるいは他のアル
カリ金属も少量含む箔の形態で用いられることが多く、
充放電を繰り返すうちに、樹枝状リチウムが析出して両
極が短絡するため充放電のサイクル寿命が短いという欠
点を有する。また、水との反応性の高いアルカリ金属を
用いるため、発火、発熱等の安全性にも一部問題があっ
た。
物質としてのリチウムはその単体の箔あるいは他のアル
カリ金属も少量含む箔の形態で用いられることが多く、
充放電を繰り返すうちに、樹枝状リチウムが析出して両
極が短絡するため充放電のサイクル寿命が短いという欠
点を有する。また、水との反応性の高いアルカリ金属を
用いるため、発火、発熱等の安全性にも一部問題があっ
た。
そこで、アルミニウムや、鉛、カドミウムおよびイン
ジウムを含む可融性合金等を用い、充電時にリチウムを
合金として析出させ、放電時には合金からリチウムを溶
解させる方法が提案されている［米国特許第4002492号
（1977）参照］。しかるに、このような方法では、樹枝
状リチウムの析出は抑止できるが、エネルギー密度は低
下する。
ジウムを含む可融性合金等を用い、充電時にリチウムを
合金として析出させ、放電時には合金からリチウムを溶
解させる方法が提案されている［米国特許第4002492号
（1977）参照］。しかるに、このような方法では、樹枝
状リチウムの析出は抑止できるが、エネルギー密度は低
下する。
また、同様に、樹枝状リチウムの析出をなくし、かつ
前記合金タイプのものが有するエネルギー密度の低下と
いう問題点を解消する目的で、リチウムをカーボン材に
担持させようという試みも種々行われている。例えば、
繊維状、あるいは粉末状形態としたカーボン材を担持体
に用いる試みがなされている［例えば、特開昭62−1039
91号、特開昭63−114056号および特開昭64−2258号参
照］。しかるに、従来のこのタイプのリチウム二次電池
では、出力密度、放電容量、サイクル特性が未だ十分で
はなかった。
前記合金タイプのものが有するエネルギー密度の低下と
いう問題点を解消する目的で、リチウムをカーボン材に
担持させようという試みも種々行われている。例えば、
繊維状、あるいは粉末状形態としたカーボン材を担持体
に用いる試みがなされている［例えば、特開昭62−1039
91号、特開昭63−114056号および特開昭64−2258号参
照］。しかるに、従来のこのタイプのリチウム二次電池
では、出力密度、放電容量、サイクル特性が未だ十分で
はなかった。
発明が解決しようとする課題 従って、本発明の目的は、カーボン材をリチウムの担
持体に用いたリチウム二次電池において、出力密度、放
電容量およびサイクル特性を改良することにある。
持体に用いたリチウム二次電池において、出力密度、放
電容量およびサイクル特性を改良することにある。
課題を解決するための手段 前記事情に鑑み、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結
果、球状カーボン材、殊に単位粒子を構成する結晶群が
特定構造を有し、そのため光学的異方性を有する球状カ
ーボン材をリチウムの担持体として用いることにより、
意外にも前記課題を解決できることを見い出し、本発明
を完成するに至った。
果、球状カーボン材、殊に単位粒子を構成する結晶群が
特定構造を有し、そのため光学的異方性を有する球状カ
ーボン材をリチウムの担持体として用いることにより、
意外にも前記課題を解決できることを見い出し、本発明
を完成するに至った。
即ち、本発明は、リチウム金属またはリチウムイオン
の負極活物質を、球状カーボン材、殊に光学的異方性を
有する球状カーボン材に担持させたことを特徴とするリ
チウム二次電池用負極体および当該負極体を用いたリチ
ウム二次電池を提供するものである。
の負極活物質を、球状カーボン材、殊に光学的異方性を
有する球状カーボン材に担持させたことを特徴とするリ
チウム二次電池用負極体および当該負極体を用いたリチ
ウム二次電池を提供するものである。
前記した如く本出願以前にも粉末状カーボン材をリチ
ウム担持体として用いた報告はあるが、本発明における
如き球状カーボン材、殊に特別の結晶構造を有する球状
粒子よりなる粉末カーボン材は使用されておらず、本発
明とは明らかに区別されるものである。
ウム担持体として用いた報告はあるが、本発明における
如き球状カーボン材、殊に特別の結晶構造を有する球状
粒子よりなる粉末カーボン材は使用されておらず、本発
明とは明らかに区別されるものである。
まず、本発明では、リチウムの担持体たるカーボン材
として球状カーボン材を用いる。
として球状カーボン材を用いる。
球状カーボン材のうち、殊に、光学的異方性を有する
カーボン材が好ましい。
カーボン材が好ましい。
この光学的異方性は単位粒子の層状結晶構造に起因す
る。即ち、本発明で用いるカーボン材の単位粒子は、後
記するメソカーボンマイクロビーズにおける如く、球状
粒子の直径方向に対し垂直な方向で層状に配列した結晶
群よりなる。これに対し、通常の結晶性カーボン粒子で
は、熱力学的制約により、結晶群が球殻状に配列する。
換言すれば、いわばタマネギ状に存在する傾向にあり、
本発明における如き層状構造は採らない。
る。即ち、本発明で用いるカーボン材の単位粒子は、後
記するメソカーボンマイクロビーズにおける如く、球状
粒子の直径方向に対し垂直な方向で層状に配列した結晶
群よりなる。これに対し、通常の結晶性カーボン粒子で
は、熱力学的制約により、結晶群が球殻状に配列する。
換言すれば、いわばタマネギ状に存在する傾向にあり、
本発明における如き層状構造は採らない。
かかる層状結晶構造を有することにより、各結晶群を
構成するいわゆる六炭素環網目平面の端面が球表面に多
く存在することとなり、リチウムはそこを通じて自由に
網目平面間に出入りできる。網目平面間は電池反応の起
こる場所であり、その出入口が多く存在することは、反
応面積が大きくなることを意味し、従って出力密度に優
れることとなる。従来用いられていた結晶性カーボン粒
子では、前記球殻状配列のため、かかる出入口が粒子表
面に多くは存在できず、反応面積の点で不利であった。
構成するいわゆる六炭素環網目平面の端面が球表面に多
く存在することとなり、リチウムはそこを通じて自由に
網目平面間に出入りできる。網目平面間は電池反応の起
こる場所であり、その出入口が多く存在することは、反
応面積が大きくなることを意味し、従って出力密度に優
れることとなる。従来用いられていた結晶性カーボン粒
子では、前記球殻状配列のため、かかる出入口が粒子表
面に多くは存在できず、反応面積の点で不利であった。
このような層状結晶構造カーボン材の好ましい具体例
としては、メソカーボンマイクロビーズあるいはその炭
化物または黒鉛化物が挙げられる。
としては、メソカーボンマイクロビーズあるいはその炭
化物または黒鉛化物が挙げられる。
メソカーボンマイクロビーズは、コールタール、コー
ルタールピッチ、石油系重質油（例えばアスファルト）
やエチレンボトム油等を出発原料として用い、これらを
常圧〜20kg/cm2・Ｇの加圧下、350〜450℃の温度で熱処
理して生成した球晶を反応液中より分離、精製すること
により得られる。更に、得られたメソカーボンマイクロ
ビーズを、必要に応じて粉体のまま不活性雰囲気中で、
炭化し、あるいは更に黒鉛化してメソカーボンマイクロ
ビーズの炭化物または黒鉛化物が得られる。殊に、層状
構造が発達し、より黒鉛に近い結晶構造を有する点で、
コールタールまたはコールタールピッチ等の石炭系原料
を出発原料とし、それらを熱処理して得られるメソカー
ボンマイクロビーズ、コールタールピッチを水素化処理
した後熱処理を行ってメソフェーズピッチとし、これを
不活性雰囲気中に噴霧したり、シリコーン等の液中で球
状化処理して得られるメソカーボンマイクロビーズある
いはその炭化物または黒鉛化物が好ましい。
ルタールピッチ、石油系重質油（例えばアスファルト）
やエチレンボトム油等を出発原料として用い、これらを
常圧〜20kg/cm2・Ｇの加圧下、350〜450℃の温度で熱処
理して生成した球晶を反応液中より分離、精製すること
により得られる。更に、得られたメソカーボンマイクロ
ビーズを、必要に応じて粉体のまま不活性雰囲気中で、
炭化し、あるいは更に黒鉛化してメソカーボンマイクロ
ビーズの炭化物または黒鉛化物が得られる。殊に、層状
構造が発達し、より黒鉛に近い結晶構造を有する点で、
コールタールまたはコールタールピッチ等の石炭系原料
を出発原料とし、それらを熱処理して得られるメソカー
ボンマイクロビーズ、コールタールピッチを水素化処理
した後熱処理を行ってメソフェーズピッチとし、これを
不活性雰囲気中に噴霧したり、シリコーン等の液中で球
状化処理して得られるメソカーボンマイクロビーズある
いはその炭化物または黒鉛化物が好ましい。
かく得られるメソカーボンマイクロビーズは添付図面
第１図に示した如きラメラ構造を有することが報告され
ており［Brooks and Taylor;Carbon,3,185（1965）参
照］、各ラメラは縮合多環芳香族化合物より構成されて
いることが報告されている［Zimmer and White;“Discl
ination structure in carbonaceous Mesophase and Gr
aphite"Aerespace Report（1976）参照］。そして、縮
合多環網目平面の端面は特に活性部位となっている。
第１図に示した如きラメラ構造を有することが報告され
ており［Brooks and Taylor;Carbon,3,185（1965）参
照］、各ラメラは縮合多環芳香族化合物より構成されて
いることが報告されている［Zimmer and White;“Discl
ination structure in carbonaceous Mesophase and Gr
aphite"Aerespace Report（1976）参照］。そして、縮
合多環網目平面の端面は特に活性部位となっている。
本発明では、前記したごとき球状カーボン材をリチウ
ム担持体として使用するが、かかるカーボン材を粒径お
よび比表面積は特に限定されるものではない。粒径は通
常0.1〜150μｍの範囲、好ましくは0.5〜80μｍの範
囲、比表面積は通常50m2/g以下、好ましくは5m2/g以下
とする。
ム担持体として使用するが、かかるカーボン材を粒径お
よび比表面積は特に限定されるものではない。粒径は通
常0.1〜150μｍの範囲、好ましくは0.5〜80μｍの範
囲、比表面積は通常50m2/g以下、好ましくは5m2/g以下
とする。
前記した如き球状カーボン材を用いることによって、
種々の利点が得られる。
種々の利点が得られる。
まず、出力密度等の電池特性が向上する。これは、前
記した如く、球の表面において電池反応に関与する活性
面積が増加することによる。例えば、従来の繊維状カー
ボン材を担持体としたものでは一般に9W/kg程度の出力
密度であったのが、本発明のリチウム二次電池では20W/
kg程度まで増大する。
記した如く、球の表面において電池反応に関与する活性
面積が増加することによる。例えば、従来の繊維状カー
ボン材を担持体としたものでは一般に9W/kg程度の出力
密度であったのが、本発明のリチウム二次電池では20W/
kg程度まで増大する。
また、単位体積（重量）当たりの放電容量が増加す
る。これは、単位粒子当たりの放電容量が増大するとと
もに、粒子の高密度充填が可能となることによる。更
に、分級等によって粒径分布を調整することにより、最
密充填が可能となり、単位体積（重量）当たりの放電容
量が更に増加する。放電容量については、例えば、従来
の繊維状担持体を用いたリチウム二次電池では、一般
に、70Ah/（190Ah/kg）程度であったのが、本発明の
リチウム二次電池では100Ah/（270Ah/kg）程度にまで
増加する。
る。これは、単位粒子当たりの放電容量が増大するとと
もに、粒子の高密度充填が可能となることによる。更
に、分級等によって粒径分布を調整することにより、最
密充填が可能となり、単位体積（重量）当たりの放電容
量が更に増加する。放電容量については、例えば、従来
の繊維状担持体を用いたリチウム二次電池では、一般
に、70Ah/（190Ah/kg）程度であったのが、本発明の
リチウム二次電池では100Ah/（270Ah/kg）程度にまで
増加する。
更に、球状カーボン材は物理的安定性が高いため、活
物質がカーボン層に頻繁に出入りしてもそれに対し十分
な耐久性を有し、これにより二次電池のサイクル特性が
著しく向上する。従来のカーボン材を用いないリチウム
二次電池では、200サイクル程度の寿命であったのが、
本発明のリチウム二次電池では500サイクル程度にまで
延長される。
物質がカーボン層に頻繁に出入りしてもそれに対し十分
な耐久性を有し、これにより二次電池のサイクル特性が
著しく向上する。従来のカーボン材を用いないリチウム
二次電池では、200サイクル程度の寿命であったのが、
本発明のリチウム二次電池では500サイクル程度にまで
延長される。
このように有利な電池特性を付与する球状カーボン材
は、バインダーを用い、カーボン：バインダー＝99〜7
0:1〜30の重量比で成型して負極体とすることができ
る。成形は押出成型、射出成型、圧縮成型等の各種賦形
技術によって行うことができるので、生産性にも優れて
いる。
は、バインダーを用い、カーボン：バインダー＝99〜7
0:1〜30の重量比で成型して負極体とすることができ
る。成形は押出成型、射出成型、圧縮成型等の各種賦形
技術によって行うことができるので、生産性にも優れて
いる。
本発明で用いる球状カーボン材が結晶の異方性を有す
る球状カーボン材である場合でも、成型によって配向に
選択性がなくなり、その結果全体として等方性となる。
これにより、電極としての異方性が消失し、安定化し
て、さらに電池寿命が向上する。
る球状カーボン材である場合でも、成型によって配向に
選択性がなくなり、その結果全体として等方性となる。
これにより、電極としての異方性が消失し、安定化し
て、さらに電池寿命が向上する。
上記した如く、本発明のリチウム二次電池は負極に特
徴を有するものであり、正極あるいは電解液としては従
来から用いられていたものを使用できる。
徴を有するものであり、正極あるいは電解液としては従
来から用いられていたものを使用できる。
即ち、正極活物質としては、例えば、TiS2、MoS3、Nb
Se3、FeS、VS2、VSe2等の層状構造を有する金属カルコ
ゲン化物、CoO2、Cr3O5、TiO2、CuO、V3O6、Mo3O、V2O5
（・P2O5）、MnO2（・Li2O）等の金属酸化物、ポリアセ
チレン、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリチオ
フェン、ポリピロール等の導電性を有する共役系高分子
物質等を用いることができる。好ましくは、V2O5、MnO2
を用いる。
Se3、FeS、VS2、VSe2等の層状構造を有する金属カルコ
ゲン化物、CoO2、Cr3O5、TiO2、CuO、V3O6、Mo3O、V2O5
（・P2O5）、MnO2（・Li2O）等の金属酸化物、ポリアセ
チレン、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリチオ
フェン、ポリピロール等の導電性を有する共役系高分子
物質等を用いることができる。好ましくは、V2O5、MnO2
を用いる。
また、電解液としては、例えば、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、テ
トラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジ
オキソラン、４−メチルジオキソラン、スルホラン、1,
2−ジメトキシエタン、ジメチルスルホキシド、アセト
ニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジエチレング
リコール−ジメチルエーテル等の非プロトン性溶媒、好
ましくはテトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロ
フラン、ジオキソラン、４−メチルジオキソランの如き
強い還元雰囲気でも安定なエーテル系溶媒、あるいは前
記した溶媒２種類以上の混合溶媒に、LiBF4、LiClF4、L
iAsF6、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiPF6、LiCl、LiI等
の溶媒和しにくいアニオンを生成する塩を溶解させたも
のを用いることができる。
ート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、テ
トラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジ
オキソラン、４−メチルジオキソラン、スルホラン、1,
2−ジメトキシエタン、ジメチルスルホキシド、アセト
ニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジエチレング
リコール−ジメチルエーテル等の非プロトン性溶媒、好
ましくはテトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロ
フラン、ジオキソラン、４−メチルジオキソランの如き
強い還元雰囲気でも安定なエーテル系溶媒、あるいは前
記した溶媒２種類以上の混合溶媒に、LiBF4、LiClF4、L
iAsF6、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiPF6、LiCl、LiI等
の溶媒和しにくいアニオンを生成する塩を溶解させたも
のを用いることができる。
その他、通常使用される多孔質ポリプロピレン製不織
布をはじめとするポリオレフィン系の多孔質膜等のセパ
レータ、集電体、ガスケット、封口板、ケース等の電池
構成要素と前記した如き本発明のカーボン負極を使用
し、常法によって、円筒型、角型あるいはボタン型等の
形態のリチウム二次電池を組み立てることができる。
布をはじめとするポリオレフィン系の多孔質膜等のセパ
レータ、集電体、ガスケット、封口板、ケース等の電池
構成要素と前記した如き本発明のカーボン負極を使用
し、常法によって、円筒型、角型あるいはボタン型等の
形態のリチウム二次電池を組み立てることができる。
かくして得られる本発明のリチウム二次電池は、充電
時に負極担持体にてリチウムが層間化合物をつくって担
持され、放電時に担持体からリチウムが放出され、ポー
タブル電子機器等の電源、あるいは各種メモリーやソー
ラーのバックアップ等に好適に使用することができる。
時に負極担持体にてリチウムが層間化合物をつくって担
持され、放電時に担持体からリチウムが放出され、ポー
タブル電子機器等の電源、あるいは各種メモリーやソー
ラーのバックアップ等に好適に使用することができる。
実施例 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明す
る。
る。
実施例１ ［メソカーボンマイクロビーズの調製］ 出発原料として脱水コールタールを用い、3kg/cm3・
Ｇの加圧下、385℃で14時間反応を行い、生成した球晶
を高温遠心分離機で、反応タール中より分離し、トルエ
ンで洗浄後、窒素雰囲気下、150℃にて３時間乾燥し
た。
Ｇの加圧下、385℃で14時間反応を行い、生成した球晶
を高温遠心分離機で、反応タール中より分離し、トルエ
ンで洗浄後、窒素雰囲気下、150℃にて３時間乾燥し
た。
得られたメソカーボンマイクロビーズを還元雰囲気
中、1000℃にて１時間炭化し、続いて、窒素雰囲気中、
2800℃にて１時間黒鉛化した。
中、1000℃にて１時間炭化し、続いて、窒素雰囲気中、
2800℃にて１時間黒鉛化した。
得られた黒鉛化メソカーボンマイクロビーズの性状を
第１表に示す。
第１表に示す。
［負極体の作成］ この黒鉛化メソカーボンマイクロビーズおよびバイン
ダーとしてのポリエチレン粉末を重量比90:10で混合
し、その30mgを加圧成型してペレット状とした。
ダーとしてのポリエチレン粉末を重量比90:10で混合
し、その30mgを加圧成型してペレット状とした。
このペレットを陰極とし、LiClO4を濃度１モル／で
溶解させたプロピレンカーボネート中で、陽極をリチウ
ム金属に選定し、電流密度0.5mA/cm2、電解時間13時間
の条件でカソード還元することによりリチウムを担持さ
せて負極体を作成した。
溶解させたプロピレンカーボネート中で、陽極をリチウ
ム金属に選定し、電流密度0.5mA/cm2、電解時間13時間
の条件でカソード還元することによりリチウムを担持さ
せて負極体を作成した。
［電池の作成］ 前記にて得られた負極体の他、正極体として電解二酸
化マンガンを、電解液として１モル／の濃度にLiClO4
を溶解させたプロピレンカーボネートを用い、その他通
常の電池構成要素を用いてリチウム二次電池を作成し
た。その断面図を添付の第２図に示す。第２図中、１は
負極体、２は正極体、３はセパレータ、４は集電層、５
は負極缶、６は正極缶、７は絶縁パッキングを意味す
る。この電池は3.7Vの平均作動電圧を示した。
化マンガンを、電解液として１モル／の濃度にLiClO4
を溶解させたプロピレンカーボネートを用い、その他通
常の電池構成要素を用いてリチウム二次電池を作成し
た。その断面図を添付の第２図に示す。第２図中、１は
負極体、２は正極体、３はセパレータ、４は集電層、５
は負極缶、６は正極缶、７は絶縁パッキングを意味す
る。この電池は3.7Vの平均作動電圧を示した。
［電池特性の測定］ 本実施例で得られたリチウム二次電池の出力密度、放
電容量およびサイクル特性を測定した。
電容量およびサイクル特性を測定した。
測定は、通常、0.636mA（0.5mA/cm3、0.9cmφ）の定
電流充放電下で行った。放電容量は電圧が2.0Vに低下す
るまでの容量で、サイクル特性は初期放電容量が90％に
低下するまでのサイクル数で評価した。また、出力密度
は放電電流密度を変化させて得た電流−電圧曲線から求
めた。
電流充放電下で行った。放電容量は電圧が2.0Vに低下す
るまでの容量で、サイクル特性は初期放電容量が90％に
低下するまでのサイクル数で評価した。また、出力密度
は放電電流密度を変化させて得た電流−電圧曲線から求
めた。
対照として、リチウムの担持体として繊維状のカーボ
ン材を用いた従来のリチウム二次電池についても同条件
下で測定を行った。
ン材を用いた従来のリチウム二次電池についても同条件
下で測定を行った。
結果を第２表に示す。
第２表より明らかなごとく、従来のリチウム二次電池
と比較して、本発明のリチウム二次電池は出力密度、放
電容量およびサイクル特性に優れる。
と比較して、本発明のリチウム二次電池は出力密度、放
電容量およびサイクル特性に優れる。
なお、第３図に本発明のリチウム二次電池と繊維状カ
ーボン材を用いた従来のリチウム二次電池について、放
電容量とサイクル数とをプロットしたグラフを示す。実
線は本発明のリチウム二次電池、破線は従来のリチウム
二次電池を示す。
ーボン材を用いた従来のリチウム二次電池について、放
電容量とサイクル数とをプロットしたグラフを示す。実
線は本発明のリチウム二次電池、破線は従来のリチウム
二次電池を示す。
発明の効果 本発明により、出力密度が大で、単位体積（重量）当
たりの容量が増大し、サイクル特性が向上したリチウム
二次電池およびその負極体が提供される。
たりの容量が増大し、サイクル特性が向上したリチウム
二次電池およびその負極体が提供される。
第１図は本発明で使用する好ましいカーボン材であるメ
ソカーボンマイクロビーズの構造を示す模式図である。 第２図は実施例１で作成したリチウム二次電池の断面図
である。 第３図は実施例１で作成したリチウム二次電池と従来の
リチウム二次電池のサイクル特性を比較したグラフであ
る。 図面中の符号は以下の意味を有する。 1:負極体、2:正極体、3:セパレータ、4:集電層、5:負極
缶、6:正極缶、7:絶縁パッキング
ソカーボンマイクロビーズの構造を示す模式図である。 第２図は実施例１で作成したリチウム二次電池の断面図
である。 第３図は実施例１で作成したリチウム二次電池と従来の
リチウム二次電池のサイクル特性を比較したグラフであ
る。 図面中の符号は以下の意味を有する。 1:負極体、2:正極体、3:セパレータ、4:集電層、5:負極
缶、6:正極缶、7:絶縁パッキング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−115458（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−188559（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−115457（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−205611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/58 H01M 4/02 C01B 31/00 - 31/04
Claims (5)
- 【請求項１】リチウム金属またはリチウムイオンの負極
活物質を、炭化または黒鉛化した粒径が0.1μｍ以上150
μｍ以下でかつ比表面積が5m2/g以下であるメソカーボ
ンマイクロビーズに担持させたことを特徴とするリチウ
ム二次電池用負極体。 - 【請求項２】メソカーボンマイクロビーズの粒径が0.5
μｍ以上80μｍ以下であることを特徴とする請求項１記
載のリチウム二次電池用負極体。 - 【請求項３】メソカーボンマイクロビーズは、バインダ
ーを用い、メソカーボンマイクロビーズ：バインダー＝
99〜70:1〜30の重量比で成型して負極体としたことを特
徴とする請求項１または２記載のリチウム二次電池用負
極体。 - 【請求項４】メソカーボンマイクロビーズが、出発原料
を常圧〜20kg/cm2・Ｇの加圧下、350〜400℃の温度で熱
処理して生成した球晶を反応液中より、分離・精製する
ことにより得られることを特徴とする請求項１〜３いず
れか１記載のリチウム二次電池用負極体。 - 【請求項５】分離・精製が、高温遠心分離した球晶を洗
浄後、乾燥することを特徴とする請求項４記載のリチウ
ム二次電池用負極体。
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