JPH1125954A - Secondary battery - Google Patents
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- JPH1125954A JPH1125954A JP9176872A JP17687297A JPH1125954A JP H1125954 A JPH1125954 A JP H1125954A JP 9176872 A JP9176872 A JP 9176872A JP 17687297 A JP17687297 A JP 17687297A JP H1125954 A JPH1125954 A JP H1125954A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、短繊維化した炭素
繊維を電極材として用いた二次電池に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery using carbon fibers having a reduced fiber length as an electrode material.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ビデオカメラやノート型パソコン
などのポータブル機器の普及に伴い、小型高容量の二次
電池に対する需要が高まっている。現在使用されている
二次電池のほとんどはアルカリ電解液を用いたニッケル
−カドミウム電池であるが、電池電圧が約1.2Vと低
く、エネルギー密度の向上は困難である。そのため、負
極に最も卑な金属であるリチウム金属を使用して、高エ
ネルギー二次電池の検討が行われてきた。2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of portable devices such as video cameras and notebook personal computers, demand for small and high capacity secondary batteries has been increasing. Most of the secondary batteries currently used are nickel-cadmium batteries using an alkaline electrolyte, but the battery voltage is as low as about 1.2 V, and it is difficult to improve the energy density. Therefore, high energy secondary batteries have been studied by using lithium metal, which is the most basic metal, for the negative electrode.
【0003】ところが、リチウム金属を負極に使用する
二次電池では、充放電の繰り返しによってリチウムが樹
枝状(デンドライト)に成長し、短絡を起こして発火す
る危険性がある。また、活性の高い金属リチウムを使用
するので、本質的に危険性が高く、民生用として使用す
るには問題が多い。近年、このような安全性の問題を解
決し、かつリチウム電極特有の高エネルギーが可能なも
のとして、各種炭素質材料を用いたリチウムイオン二次
電池が考案されている。この方法では、充電時、炭素質
材料に、リチウムイオンがドーピングされ、金属リチウ
ムと同電位になるので、金属リチウムの変わりに負極に
使用することができることを利用したものである。ま
た、放電時には、ドープされたリチウムイオンが負極か
ら脱ドーピングされて、もとの炭素質材料に戻る。この
ような、リチウムイオンがドーピングされた炭素質材料
を負極として用いた場合には、デンドライト生成の問題
もなく、また金属リチウムが存在しないため、安全性に
も優れていると言う特長があり、現在、研究開発が活発
に行われている。However, in a secondary battery using lithium metal for the negative electrode, there is a danger that lithium may grow dendritic by repeated charge and discharge, causing a short circuit and causing ignition. In addition, since highly active metallic lithium is used, the risk is inherently high, and there are many problems in using it for consumer use. In recent years, a lithium ion secondary battery using various carbonaceous materials has been devised as a solution to such a problem of safety and attaining high energy peculiar to a lithium electrode. This method utilizes the fact that during charging, the carbonaceous material is doped with lithium ions and has the same potential as metal lithium, so that it can be used as a negative electrode instead of metal lithium. At the time of discharging, the doped lithium ions are undoped from the negative electrode, and return to the original carbonaceous material. When such a carbonaceous material doped with lithium ions is used as a negative electrode, there is no problem of dendrite generation, and since there is no metallic lithium, there is a feature that it is excellent in safety, Currently, research and development are being actively conducted.
【0004】上記の炭素質材料へのリチウムイオンのド
ーピングを利用した電極を用いた二次電池としては、特
開昭57−208079号公報、特開昭58−9317
6号公報、特開昭58−192266号公報、特開昭6
2−90863号公報、特開昭62−122066号公
報、特開平2−66856号公報等が公知である。この
ような炭素質材料は、一般には粉末の形状をとってお
り、電極成型のためにはテフロンやフッ化ビニリデン等
のポリマの結着剤を加えたシート状成型体として電極に
用いられる。また炭素質材料として、炭素繊維あるいは
炭素繊維構造体を電極に用いた二次電池としては、特開
昭60−36315号公報、特開昭60−54181号
公報、特開昭62−103991号公報、特開昭62−
154564号公報、特開昭63−58763号公報、
特開平2−82466号公報等が公知である。A secondary battery using an electrode utilizing the above-described doping of a carbonaceous material with lithium ions is disclosed in JP-A-57-20807 and JP-A-58-9317.
No. 6, JP-A-58-192266, JP-A-58-192266
JP-A-2-90863, JP-A-62-212066, JP-A-2-66656 and the like are known. Such a carbonaceous material is generally in the form of a powder, and is used for an electrode as a sheet-like molded body to which a polymer binder such as Teflon or vinylidene fluoride is added for electrode molding. Secondary batteries using carbon fibers or carbon fiber structures as electrodes as carbonaceous materials are disclosed in JP-A-60-36315, JP-A-60-54181, and JP-A-62-103991. JP-A-62-2
154564, JP-A-63-58763,
JP-A-2-82466 is known.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ムなどのイオンをドープした炭素繊維を利用した電極で
は、長繊維を使用した場合には電極加工上に問題があ
り、また短繊維化した場合であっても、上記従来の電池
では、電池内で微少短絡が発生しやすいという問題があ
った。However, an electrode using carbon fibers doped with ions such as lithium has a problem in electrode processing when long fibers are used, and when short fibers are used. However, the conventional battery described above has a problem that a micro short circuit easily occurs in the battery.
【0006】本発明は、上記欠点を解消して、充放電容
量が高く、成型加工が容易であり、短絡が発生しにくい
二次電池を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a secondary battery which solves the above-mentioned disadvantages, has a high charge / discharge capacity, is easy to mold, and does not easily cause a short circuit.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の構成を有するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has the following arrangement to solve the above-mentioned problems.
【0008】「少なくとも一方の電極において電極材と
して炭素質材料を用いた二次電池において、該炭素質材
料として炭素繊維を含み、かつ30μm以上の長さの炭
素繊維を実質的に含まないことを特徴とする二次電
池。」[0008] In a secondary battery using a carbonaceous material as an electrode material in at least one of the electrodes, it is required that the carbonaceous material contains carbon fibers and is substantially free of carbon fibers having a length of 30 µm or more. A rechargeable battery that features it. "
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明者らは高容量炭素材につい
て鋭意検討した結果、炭素繊維が高容量炭素材として優
れていることを見い出し、しかも、短繊維化した炭素繊
維を使用した場合の電極間での微少な短絡についての問
題においては、炭素質材料に含まれるある長さ以上の炭
素繊維の低減が重要であることを見い出した。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a result of intensive studies on high-capacity carbon materials, the present inventors have found that carbon fibers are excellent as high-capacity carbon materials. With respect to the problem of a minute short circuit between electrodes, it has been found that it is important to reduce carbon fibers of a certain length or more contained in a carbonaceous material.
【0010】本発明においては、炭素質材料を少なくと
も一方の電極において用い、かつ、炭素質材料として炭
素繊維を含有していることが必要である。In the present invention, it is necessary that a carbonaceous material is used in at least one of the electrodes and that the carbonaceous material contains carbon fibers.
【0011】本発明における炭素繊維としては、特に限
定されるものではなく、一般に有機物を焼成したもの、
具体的にはポリアクリロニトリル(以下、PANと略
す)から得られるPAN系炭素繊維、石炭もしくは石油
などのピッチから得られるピッチ系炭素繊維、セルロー
スから得られるセルロース系炭素繊維、低分子量有機物
の気体から得られる気相成長炭素繊維などが挙げられる
が、そのほかに、ポリビニルアルコール、リグニン、ポ
リ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹
脂、フルフリルアルコールなどを焼成して得られる炭素
繊維でも構わない。これらの炭素繊維の中で、炭素繊維
が用いられる電極および電池の特性に応じて、その特性
を満たす炭素繊維が適宜選択されることが好ましい。The carbon fiber in the present invention is not particularly limited, and is generally obtained by firing an organic substance,
Specifically, PAN-based carbon fiber obtained from polyacrylonitrile (hereinafter abbreviated as PAN), pitch-based carbon fiber obtained from pitch such as coal or petroleum, cellulosic carbon fiber obtained from cellulose, and gas of low molecular weight organic matter The obtained vapor-grown carbon fiber and the like can be mentioned. In addition, a carbon fiber obtained by firing polyvinyl alcohol, lignin, polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, phenol resin, furfuryl alcohol and the like may be used. Among these carbon fibers, it is preferable that a carbon fiber satisfying the characteristics is appropriately selected according to the characteristics of the electrode and the battery in which the carbon fibers are used.
【0012】本発明においては、これらの炭素繊維は短
繊維化して使用される。炭素繊維を短繊維に切断あるい
は粉砕する方法としては、種々の微粉砕機などを使用す
ることが可能である。本発明では、30μm以上の炭素
繊維が炭素体に実質的に含まれないことが必要であり、
さらには20μm以上の炭素繊維が炭素体に実質的に含
まれないことがより好ましい。実質的に含まれないと
は、電極間での該長繊維による短絡がないことである
が、形態観察から見ると、走査電子顕微鏡による電極上
の少なくとも3カ所の観察で、所定の長さ以上の炭素繊
維の割合(個数)が視野中に見られる炭素体数の1/5
0以下であることである。In the present invention, these carbon fibers are used after being shortened. As a method of cutting or pulverizing the carbon fiber into short fibers, various pulverizers and the like can be used. In the present invention, it is necessary that carbon fibers of 30 μm or more are not substantially contained in the carbon body,
More preferably, carbon fibers having a size of 20 μm or more are not substantially contained in the carbon body. The term "substantially not included" means that there is no short circuit between the electrodes due to the long fiber. However, from a morphological observation, at least three positions on the electrode by a scanning electron microscope are longer than a predetermined length. Is 1/5 of the number of carbon bodies seen in the field of view.
0 or less.
【0013】また、本発明において30μm以上の炭素
繊維が実質的に含まれないようにする方法としては、特
に限定されないが、例えば、分級装置などを用いる方法
が良好な手段として挙げられる。In the present invention, a method for substantially preventing the carbon fibers having a size of 30 μm or more from being contained is not particularly limited, but, for example, a method using a classifier or the like is mentioned as a preferable means.
【0014】本発明において用いられる炭素繊維の直径
は、それぞれの形態を採り易いように決められるべきで
あるが、好ましくは1 〜1000μmの直径の炭素繊維が用
いられ、1 〜20μmがさらに好ましい。また、異なった
直径の炭素繊維を数種類用いることも好ましいものであ
る。The diameter of the carbon fibers used in the present invention should be determined so that each form can be easily adopted. Preferably, carbon fibers having a diameter of 1 to 1000 μm are used, more preferably 1 to 20 μm. It is also preferable to use several types of carbon fibers having different diameters.
【0015】本発明においては、嵩密度の向上の点で、
炭素繊維とともに、活物質として炭素粉末を用いること
が好ましい。炭素粉末としては、好ましくは黒鉛粉末が
用いられる。また、アセチレンブラック、カーボンブラ
ックなどを導電材として加えることも好ましい。In the present invention, in terms of improvement in bulk density,
It is preferable to use carbon powder as an active material together with carbon fibers. As the carbon powder, graphite powder is preferably used. It is also preferable to add acetylene black, carbon black, or the like as a conductive material.
【0016】本発明においては、結着剤を用いることも
好ましい。結着剤としては、例えば、各種エポキシ樹
脂、ポリイミド、ポリアミドなどが挙げられるが、特に
ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等
のフッ化物ポリマーが安定性の観点から好ましい。結着
剤の含有量としては、炭素質材料に対し、20重量%未
満であることが、電池容量の点から好ましい。In the present invention, it is also preferable to use a binder. Examples of the binder include various epoxy resins, polyimides, and polyamides. In particular, fluoride polymers such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene are preferable from the viewpoint of stability. The content of the binder is preferably less than 20% by weight based on the carbonaceous material from the viewpoint of battery capacity.
【0017】本発明においては、上記炭素質材料を電極
材として用いる電極を、正極、負極のいずれか一方に、
また、両極に用いることも可能であるが、充放電電位が
低いので、負極として用いることが好ましい。In the present invention, an electrode using the carbonaceous material as an electrode material is provided on one of a positive electrode and a negative electrode,
Although it is possible to use it for both electrodes, it is preferable to use it as a negative electrode because the charge and discharge potential is low.
【0018】また、正極活物質としては、アルカリ金属
を含む遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなどの無機
化合物、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフ
ェニレンビニレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ
チオフェンなどの共役系高分子、ジスルフィド結合を有
する架橋高分子など、通常の二次電池において用いられ
る正極を挙げることができる。これらの中で、リチウム
塩を含む非水電解液を用いた二次電池の場合には、コバ
ルト、マンガン、ニッケル、モリブデン、バナジウム、
クロム、鉄、銅、チタンなどの遷移金属酸化物や遷移金
属カルコゲンが好ましく用いられる。より具体的には、
LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4など、あるい
はそれらの混合体、それらにホウ素、アルミニウム、ス
トロンチウム、シリコン等の異種原子の添加されたもの
等が用いられる。Examples of the positive electrode active material include inorganic compounds such as transition metal oxides and transition metal chalcogens containing alkali metals, conjugated polymers such as polyacetylene, polyparaphenylene, polyphenylenevinylene, polyaniline, polypyrrole, and polythiophene, and disulfides. Examples of the positive electrode used in ordinary secondary batteries, such as a crosslinked polymer having a bond, can be given. Among these, in the case of a secondary battery using a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, cobalt, manganese, nickel, molybdenum, vanadium,
Transition metal oxides such as chromium, iron, copper, and titanium, and transition metal chalcogens are preferably used. More specifically,
For example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , or a mixture thereof, to which a different atom such as boron, aluminum, strontium, or silicon is added, is used.
【0019】本発明の二次電池の電解液としては、特に
限定されることなく従来の電解液が用いられ、例えば酸
あるいはアルカリ水溶液、または非水溶媒などが挙げら
れる。この中で、上述のアルカリ金属塩を含む非水電解
液からなる二次電池の電解液としては、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、N- メチルピロリドン、アセトニトリル、N,N−
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド、テト
ラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、ギ酸メチル、
スルホラン、オキサゾリドン、塩化チオニル、1,2−
ジメトキシエタン、ジエチレンカーボネートや、これら
の誘導体や混合物などが好ましく用いられる。電解液に
含まれる電解質としては、アルカリ金属、特にリチウム
のハロゲン化物、過塩素酸塩、チオシアン塩、ホウフッ
化塩、リンフッ化塩、砒素フッ化塩、アルミニウムフッ
化塩、トリフルオロメチル硫酸塩などが好ましく用いら
れる。As the electrolyte for the secondary battery of the present invention, a conventional electrolyte is used without any particular limitation, and examples thereof include an aqueous acid or alkali solution and a non-aqueous solvent. Among them, propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone, acetonitrile, N, N-
Dimethylformamide, dimethylsulfoxide, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, methyl formate,
Sulfolane, oxazolidone, thionyl chloride, 1,2-
Dimethoxyethane, diethylene carbonate, their derivatives and mixtures are preferably used. Examples of the electrolyte contained in the electrolytic solution include alkali metal, especially lithium halide, perchlorate, thiocyanate, borofluoride, phosphorus fluoride, arsenic fluoride, aluminum fluoride, trifluoromethyl sulfate, and the like. Is preferably used.
【0020】本発明の二次電池の製造方法としては、炭
素繊維を含んだ炭素質材料とともに、必要により、結着
剤、炭素粉末などを添加し、溶媒を加えたスラリーか
ら、シート状に成型する。集電体としては、銅箔、ステ
ンレス箔など特に限定されることなく用いられるが、炭
素質材料と、結着剤等からなるスラリーを集電体の両面
または片面に設けることにより、シート状に成型するこ
とができる。The method of manufacturing a secondary battery according to the present invention includes forming a sheet from a slurry containing a carbonaceous material containing carbon fibers, a binder, carbon powder, and the like, if necessary, and a solvent. I do. As the current collector, copper foil, stainless steel foil and the like are used without any particular limitation, and a carbonaceous material and a slurry formed of a binder or the like are provided on both or one side of the current collector to form a sheet. Can be molded.
【0021】本発明の二次電池は、各種二次電池として
利用可能である特に好ましい二次電池としては、過塩素
酸リチウム、硼フッ化リチウム、6フッ化リン・リチウ
ムのようにアルカリ金属塩を含む非水電解液を用いた二
次電池を挙げることができる。The secondary battery of the present invention can be used as various secondary batteries. Particularly preferred secondary batteries include alkali metal salts such as lithium perchlorate, lithium borofluoride, and lithium lithium hexafluoride. And a secondary battery using a non-aqueous electrolytic solution containing:
【0022】本発明の二次電池の用途としては、軽量か
つ高容量で高エネルギー密度の特徴を利用して、ビデオ
カメラ、パソコン、ワープロ、ラジカセ、携帯電話など
の携帯用小型電子機器に広く利用可能である。The secondary battery of the present invention is widely used in portable small electronic devices such as a video camera, a personal computer, a word processor, a radio-cassette, a cellular phone, etc. by utilizing the features of light weight, high capacity, and high energy density. It is possible.
【0023】[0023]
【実施例】本発明の具体的実施態様を以下に実施例をも
って述べるが、本発明はこれに限定されるものではな
い。EXAMPLES Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【0024】実施例1 PAN系炭素繊維(東レ(株)製)をハンマーミルで粗
粉砕した後、ロールミルで粉砕し、ミルドファイバーと
した。この時の炭素繊維の平均長さは約30μmであっ
た。その後、分級装置を用いて長繊維分の分級削除を行
った。これに結着剤としてポリフッ化ビニリデン10重
量部を加え、溶媒として1−メチル−2−ピロリドンを
用いてスラリーを作成した。このスラリーを銅箔に塗布
後、乾燥、プレスして負極を作製した。この負極の3カ
所で走査電子顕微鏡によつて、炭素繊維を観察したとこ
ろ、いずれでも30μm以上の繊維長の炭素繊維は認め
られなかった。Example 1 PAN-based carbon fiber (manufactured by Toray Industries, Inc.) was roughly pulverized by a hammer mill and then pulverized by a roll mill to obtain milled fiber. The average length of the carbon fibers at this time was about 30 μm. Thereafter, the classification of the long fibers was deleted using a classification device. To this was added 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, and a slurry was prepared using 1-methyl-2-pyrrolidone as a solvent. The slurry was applied to a copper foil, dried and pressed to produce a negative electrode. When the carbon fibers were observed at three places on the negative electrode by a scanning electron microscope, no carbon fibers having a fiber length of 30 μm or more were observed in any case.
【0025】正極材としては、市販の炭酸リチウム(Li2
CO3) と塩基性炭酸コバルト(2CoCO3・3Co(OH)2) を、モ
ル比でLi/Co=1/1 となるように秤量、ボールミルにて混
合後、900℃で20時間熱処理してLiCoO2 を得た。これを
ボールミルにて粉砕し、導電材として人造黒鉛、結着材
としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)、溶媒としてN−メ
チルピロリドンを用い、重量比でLiCoO2/人造黒鉛/PVdF
=80/15/5 となるように混合し正極スラリーを調製し、
このスラリーをアルミ箔上に塗布、乾燥、プレスして正
極を得た。As the positive electrode material, commercially available lithium carbonate (Li 2
CO 3 ) and basic cobalt carbonate (2CoCO 3・ 3Co (OH) 2 ) were weighed so that the molar ratio Li / Co = 1/1, mixed in a ball mill, and heat-treated at 900 ° C. for 20 hours. LiCoO 2 was obtained. This was pulverized in a ball mill, artificial graphite as a conductive material, polyvinylidene fluoride as a binder (PVdF), using N- methylpyrrolidone as a solvent, LiCoO 2 / artificial graphite / PVdF at a weight ratio
= 80/15/5 to prepare a positive electrode slurry,
This slurry was applied on an aluminum foil, dried and pressed to obtain a positive electrode.
【0026】多孔質ポリプロピレンフィルム(セルガー
ド#2500、ダイセル化学(株)製)のセパレーター
を介して、上記にて作成した正極とを重ね合わせて、二
次電池を作製した。電解液は、1MLiBF4を含むプ
ロピレンカーボネートを用いた。The positive electrode prepared above was overlapped with a porous polypropylene film (Celgard # 2500, manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd.) via a separator to produce a secondary battery. As the electrolyte, propylene carbonate containing 1 M LiBF 4 was used.
【0027】上記にて作製した二次電池を20個作製し
性能評価を行った。炭素質材料重量当たりの電流密度は
40mA/gの定電流で、4.2Vまで充電した。充電後に放
電した電荷量から求められた該二次電池の放電容量は、
この電池に使用された炭素質材料の重量当たりで340mAh
/gであった。この電池の短絡発生率は20個中0個であ
った。[0027] Twenty of the secondary batteries prepared as described above were prepared and their performance was evaluated. The current density per carbonaceous material weight is
The battery was charged to 4.2 V at a constant current of 40 mA / g. The discharge capacity of the secondary battery determined from the amount of charge discharged after charging is
340 mAh per weight of carbonaceous material used in this battery
/ g. The short-circuit occurrence rate of this battery was 0 out of 20 batteries.
【0028】比較例1 炭素繊維の長繊維分の分級除去を行わなかった以外は、
実施例1と同様の方法で電池を作製した。ここで作製さ
れた負極についても、3カ所で走査電子顕微鏡によっ
て、炭素繊維を観察したところ、いずれでも30μm以
上の繊維長の炭素繊維が3/50の割合で認められた。
この電池の短絡発生率は20個中4個であった。Comparative Example 1 Except that the classification and removal of the long fibers of the carbon fibers were not performed,
A battery was manufactured in the same manner as in Example 1. When the carbon fibers of the negative electrode produced here were observed at three places by a scanning electron microscope, carbon fibers having a fiber length of 30 μm or more were found at a ratio of 3/50 in all cases.
The short-circuit occurrence rate of this battery was 4 out of 20 batteries.
【0029】実施例2 実施例1と同様の方法で作製した短繊維状炭素繊維と、
黒鉛粉末をそれぞれ1:3の重量比で混合したものを負
極活物質として使用した以外は、実施例1と同様の方法
で電池を作製した。この負極の3カ所で走査電子顕微鏡
によって、炭素繊維を観察したところ、いずれでも30
μm以上の繊維長の炭素繊維は認められなかった。Example 2 Short fibrous carbon fibers produced in the same manner as in Example 1
A battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a mixture of graphite powders at a weight ratio of 1: 3 was used as the negative electrode active material. When the carbon fibers were observed by a scanning electron microscope at three places of the negative electrode, 30
No carbon fiber having a fiber length of at least μm was found.
【0030】この時の電池容量は、使用された炭素質材
料の重量当たりで360mAh/gであり、電池の短絡発生率は
20個中0個であった。At this time, the battery capacity was 360 mAh / g per weight of the carbonaceous material used, and the short circuit occurrence rate of the batteries was 0 out of 20 batteries.
【0031】実施例3 実施例1と同様の方法で作製した短繊維状炭素繊維と、
結着剤としてのポリフッ化ビニリデン、導電材としての
アセチレンブラックをそれぞれ80:15:5の比率で
混合したものを負極活物質として使用した以外は、実施
例1と同様の方法で電池を作製した。この負極の3カ所
で走査電子顕微鏡によつて、炭素繊維を観察したとこ
ろ、いずれでも30μm以上の繊維長の炭素繊維は認め
られなかった。Example 3 Short fibrous carbon fibers produced in the same manner as in Example 1
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that a mixture of polyvinylidene fluoride as a binder and acetylene black as a conductive material in a ratio of 80: 15: 5 was used as a negative electrode active material. . When the carbon fibers were observed at three places on the negative electrode by a scanning electron microscope, no carbon fibers having a fiber length of 30 μm or more were observed in any case.
【0032】この時の電池容量は、使用された炭素質材
料の重量当たりで330mAh/gであり、電池の短絡発生率は
20個中0個であった。At this time, the battery capacity was 330 mAh / g per weight of the carbonaceous material used, and the short-circuit occurrence rate of the batteries was 0 out of 20 batteries.
【0033】実施例4 実施例1で作製した分級前のPAN系炭素繊維のミルド
ファイバーを、さらにロールミルで粉砕し、その後分級
装置を用いて20μm長以上の短繊維を除く条件で分級
を行った。得られた短繊維と黒鉛粉末を1:3の重量比
で混合した混合炭素体84重量部に対し、結着剤として
のポリフッ化ビニリデン15重量部、導電材としてのア
セチレンブラック1重量部を加え、溶媒として1−メチ
ル−2−ピロリドンを用いてスラリーを作製した。この
スラリーを銅箔に塗布後、乾燥、プレスして負極を作製
した。 この負極の3カ所で走査電子顕微鏡によって観
察した結果、いずれも20μm長以上の炭素繊維は認め
られなかった。Example 4 The milled fiber of the PAN-based carbon fiber before classification prepared in Example 1 was further pulverized by a roll mill, and then classified by using a classification device under the conditions except for short fibers having a length of 20 μm or more. . 15 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder and 1 part by weight of acetylene black as a conductive material were added to 84 parts by weight of a mixed carbon body obtained by mixing the obtained short fibers and graphite powder at a weight ratio of 1: 3. A slurry was prepared using 1-methyl-2-pyrrolidone as a solvent. The slurry was applied to a copper foil, dried and pressed to produce a negative electrode. As a result of observation by a scanning electron microscope at three places of the negative electrode, no carbon fiber having a length of 20 μm or more was found in any case.
【0034】上記負極を用いて実施例1と同様に、電池
を20個作製し、充放電を行った。得られた二次電池の
放電容量は混合炭素体の重量当たり360mAh/gで
あり、電池の短絡発生率は20個中0個であった。Using the above-mentioned negative electrode, 20 batteries were produced and charged and discharged in the same manner as in Example 1. The discharge capacity of the obtained secondary battery was 360 mAh / g per weight of the mixed carbon material, and the short-circuit occurrence rate of the batteries was 0 out of 20 batteries.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明により、電池内短絡の少ない電池
の作製が可能となり、生産歩留まりの高い電池を提供す
ることが可能になる。According to the present invention, it is possible to manufacture a battery having a short circuit in the battery and to provide a battery having a high production yield.
Claims (7)
て炭素質材料を用いた二次電池において、該炭素質材料
として炭素繊維を含み、かつ30μm以上の長さの炭素
繊維を実質的に含まないことを特徴とする二次電池。1. A secondary battery using a carbonaceous material as an electrode material in at least one electrode, wherein the carbonaceous material contains carbon fibers and does not substantially contain carbon fibers having a length of 30 μm or more. A secondary battery characterized by the above-mentioned.
して含むことを特徴とする請求項1記載の二次電池。2. The secondary battery according to claim 1, further comprising a carbon powder as an electrode material together with said carbon fiber.
とする請求項2記載の電池。3. The battery according to claim 2, wherein said carbon powder is made of graphite powder.
着剤を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載の二次電池。4. The secondary battery according to claim 1, further comprising a binder in an amount of less than 20% by weight based on the carbonaceous material.
材を、金属箔の両面または片面に有してなる電極を少な
くとも一方の電極とする請求項1〜4の二次電池。5. The secondary battery according to claim 1, wherein at least one electrode is an electrode having an electrode material containing a carbon body, a carbon powder and a binder on both surfaces or one surface of a metal foil.
極とし、正極材として遷移金属を用いることを特徴とす
る請求項1〜5のいずれかに記載の二次電池。6. The secondary battery according to claim 1, wherein an electrode using a carbonaceous material as an electrode material is used as a negative electrode, and a transition metal is used as a positive electrode material.
よびLi Mn2O4から選ばれることを特徴とする請求
項6載の二次電池。7. The secondary battery according to claim 6, wherein the positive electrode material is selected from LiCoO 2 , LiNiO 2 and Li Mn 2 O 4 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9176872A JPH1125954A (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9176872A JPH1125954A (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Secondary battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1125954A true JPH1125954A (en) | 1999-01-29 |
Family
ID=16021270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9176872A Pending JPH1125954A (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1125954A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002164052A (en) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Sony Corp | Non-aqueous electrolytic battery |
-
1997
- 1997-07-02 JP JP9176872A patent/JPH1125954A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002164052A (en) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Sony Corp | Non-aqueous electrolytic battery |
JP4734707B2 (en) * | 2000-11-27 | 2011-07-27 | ソニー株式会社 | Non-aqueous electrolyte battery |
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