CN102165632A - 电池部件和电池 - Google Patents

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Nisshin Oillio Ltd
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Abstract

本发明是一种简易地制造以大豆皮、油菜籽粕、棉籽壳、芝麻、棉籽中任一种的烧成体作为负极活性物质的锂离子电池的方法。通过对大豆皮、油菜籽粕、棉籽壳、芝麻、棉籽中任一种的烧成体进行粉碎，而得到碳含有率为70％以上的负极活性物质。烧成体的内皮，形成网目状结构。将该负极活性物质涂布在金属箔的两面上，制造锂离子电池的负极。然后，制造使用该负极的锂离子电池。

Description

电池部件和电池
技术领域
本发明涉及一种电池部件和电池，并特别涉及一种包括锂离子电池、燃料电池的各种电池的负极活性物质以及具有该负极活性物质的电池。
背景技术
专利文献1公开了一种使用咖啡豆烧成体作为锂离子电池的负极活性物质的技术。该技术是使用细菌来干燥废咖啡豆，并使其碳化，形成锂离子电池的负极活性物质。根据该技术，通过利用细菌的发酵热，从而能够几乎不需要能量、费用地使包含大量水分的废咖啡豆干燥，因此在充放电容量和充放电效率方面也很优异。
专利文献1：日本特开平11-283620号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1中公开的技术，毕竟还需要使用细菌干燥废咖啡豆这样的复杂操作。
因此，本发明课题在于不需要使用细菌进行干燥的操作，而制造电池的负极活性物质。
此外，在电池中，除了负极活性物质以外，还存在有以碳作为原材料的电池部件。例如，可用于正极活性物质、电极活性物质的导电剂、隔片等。
因此，本发明课题还在于制造这些电池部件。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明的电池部件包含大豆皮、油菜籽粕、棉籽壳、芝麻、棉籽中任一种的烧成物。具体来说，可以仅以上述烧成物作为电池部件，也可以将碳黑等其它碳以及必要的添加物等与其混合，作为电池部件。
另外，前述烧成体的内皮是网目状结构。
此外，本发明的电池具有上述电池部件。电池部件，具体来说，例如为正极活性物质、负极活性物质、或位于它们之间的隔片，但是除此之外，只要是包含碳的部件的即可。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
在本实施方式中，首先，通过对大豆皮、油菜籽粕、棉籽壳、芝麻、棉籽中的任一种进行碳化烧成而制造烧成物。此处，例如，通过以大豆等作为原材料制造食用油等，而产生了大量的大豆皮、油菜籽粕等。虽然它们的大部分被再利用于畜牧用的饲料或农业用的肥料，但更进一步的用途还正在摸索。
另外可知，对太豆皮、油菜籽粕、棉籽壳、芝麻、棉籽中的任一种进行碳化烧成而制造的烧成物，其具有和大豆皮等情况同样的成分分析、体积固有电阻率。因此可以认为，对于以它们作为原材料的烧成物，也同样适合于二次电池的材料。
本发明人从生态学的观点进行了日日夜夜的研究，结果发现作为大豆皮等更进一步的再利用，可以将烧成大豆皮等所得的烧成物有效用作锂离子电池的负极活性物质。以下，主要对使用烧成大豆皮所得的烧成物的锂离子电池进行说明。
图1是本发明实施方式的锂离子电池的负极活性物质的模式制造工序图。另外，在图1中还记载了对上述烧成物进行后述各种实验、测定的工序。
首先，将制造食用油等所产生的生大豆皮，即，烧成前状态的大豆皮，放置在包括焚烧炉或烧窑等的碳化装置中，在包括氮气的非活性气体氛围下或真空中，以每分钟1℃～50℃的速度达到300℃～3000℃(例如900℃)。另外，严格来说，3000℃的温度，实际上是石墨化处理所需的温度。然后，通过在该温度下保持1～30小时左右，实施碳化烧成处理。
接着，对烧成的大豆皮进行粉碎，然后进行筛分处理，例如使用106μm的方形筛进行筛分。这样，可以得到在大豆皮的烧成物全体中其80％左右为85μm以下的大豆皮烧成物，并且可以得到中值粒径例如为60μm的大豆皮烧成物。另外，就中值粒径而言，使用SHIMADZU公司的激光衍射式粒度分布测定装置SALD-7000进行测定。其中，中值粒径可以为例如约4μm～约80μm左右。
使该大豆皮烧成体包含在已知的粘结剂中，将其涂布在与锂离子电池的负极引线连接的金属箔两面上，并使其干燥，由此制造锂离子电池的负极。
接着，对“生大豆皮”和“大豆皮烧成物”进行以下测定等。
(1)“生大豆皮”和“大豆皮烧成物”的成分分析、
(2)“生大豆皮”和“大豆皮烧成物”的组织观察、
(3)“大豆皮烧成物”的导电性试验、
(4)使用“大豆皮烧成物”作为负极材料的锂电池(纽扣电池)的充放电特性的评价。
图2(a)是表示大豆皮、油菜籽粕、芝麻粕、棉籽粕、棉籽壳在烧成前使用ZAF定量分析法的成分分析结果的图表。图2(b)是表示图2(a)所示的大豆皮等在烧成后使用ZAF定量分析法的成分分析结果的图表。另外，“大豆皮烧成物”的制造条件，如使用图1的说明所述，“规定的温度”为900℃，“中值粒径”为60μm。
如图2(a)所示，烧成前的大豆皮，其碳(C)成分为51.68％，氧(O)成分为45.98％，它们各占约一半。其它无机成分等为剩余的2.35％。另外，在使用有机微量元素分析法的成分分析中，碳(C)成分、氢(H)成分、氮(N)成分，分别为39.98％、6.11％、1.50％。
因此可知，烧成前的大豆皮，原本碳成分就多。烧成前的油菜籽粕等，和烧成前的大豆皮同样，碳(C)成分、氧(O)成分各占整体的大约一半。具体观察可知，图2(a)的“C”对于全部植物来说，包含50％～60％。此外还可知，对于全部植物来说，含有较多“O”，并且仅次于“C”。
此外，如图2(b)所示，烧成后的大豆皮，其碳(C)成分为61.73％，增加至烧成前的接近1.5倍。另外，在使用有机微量元素分析法的成分分析中，碳(C)成分、氢(H)成分、氮(N)成分，分别为73.57％、0.70％、1.55％。因此可知，碳成分通过烧成而增加。
此外，烧成后的大豆皮，通过烧成，其氧(O)成分减少至近一半。进一步，其它成分则为从减半到增加至5倍的各种形式，但也都还在总体的百分之几以内。烧成后的油菜籽粕等，只是程度上有差异，其和烧成后的大豆皮同样，可以看出碳(C)成分增加，氧(O)成分减少的倾向。此外，对于测定对象的元素来说，所有植物都和大豆皮的情况相同，除了“C”和“O”外，看不到其它在量上的特征。
如上所说明，图2(a)、图2(b)所示的成分分析结果，总的来说可以评价为相同的结果。这可以认为是由于大豆皮和油菜籽粕等都为植物，没什么变化。尽管如此，对于油菜籽粕、芝麻粕、棉籽粕来说，由于具有同为油粕的共同点，因此“N”相对多、烧成前后的“C”增加率相对低等的图表更为相似。
另一方面，对于大豆皮、棉籽壳来说，由于具有同为外皮的共同点，因此“N”相对少、烧成前后的“C”增加率相对高等图表相似。此外，作为有机元素分析法的结果，观察“C”可知，棉籽壳最高(约83％)，芝麻粕最低(约63％)。
另外可知，在锂离子电池的负极活性物质中以较好的平衡性组合纤维素和若干矿物质的材料是合适的。由于本实施方式的大豆皮烧成物与纤维素和若干矿物质以较好的平衡进行组合，因此其适合用于锂离子电池的负极活性物质。
图3是表示“生大豆皮”的组织观察结果的扫描型电子显微镜(Scanning Electron Microscope：SEM)照片。图3(a)～图3(c)分别为“生大豆皮”以1000倍的倍率进行拍照的外皮照片、以1000倍的倍率进行拍照的内皮照片、以500倍的倍率进行拍照的截面照片。另外，此处所述的截面，是指外皮和内皮界面附近的正交截面。
图3(a)所示的生大豆皮外皮，具有部分隔绝外界和内皮间水分的功能。仅观察该外皮照片，作为整体形状，可以确认表面上具有凹凸分散。
图3(b)所示的生大豆皮内皮，形成网目状结构。仅观察该内皮照片，作为整体形状，可以确认表面上具有缓和并且高低差较小的起伏。
图3(c)所示的生大豆皮的截面，仅观察该截面照片，可以确认一端与外皮相连，另一端与内皮相连的多个柱状结构。
图4是表示“大豆皮烧成物”的组织观察结果的SEM照片。图4(a)～图4(c)分别为“大豆皮烧成物”以1000倍的倍率进行拍照的外皮照片、以1000倍的倍率进行拍照的内皮照片、以500倍的倍率进行拍照的截面照片。另外，此处用于得到“大豆皮烧成物”的烧成温度约为1500度。
图4(a)所示的大豆皮烧成物的外皮，作为整体形状，可以确认并没有在“生大豆皮”时所确认的凹凸。其中，“大豆皮烧成物”的外皮不光滑。
图4(b)所示的大豆皮烧成物的内皮，依然可以确认网目状的结构，但由于没有水分，因此网目变细。此外，对于“大豆皮烧成物”的内皮，也可以评价为网目状结构坍塌。
图4(c)所示的大豆皮烧成物的截面，依然可以确认柱状结构，但各个柱状部分变细，其长度也缩短，并且间隙显著减少。还可以观察到柱状部分坍塌，并变化为纤维质。
此处，锂离子电池，是在锂离子通过具有很多间隙的负极活性物质时，反复充电·放电而形成电源。大豆皮烧成物，如上所述，由于为网目状结构，因此具有很多间隙。因此，大豆皮烧成物可以适当用于负极活性物质。
图5是以1500倍的倍率对“大豆皮烧成物”的大豆皮烧成物的截面进行拍照的截面SEM照片。此处，进行使得到“大豆皮烧成物”的烧成温度约为3000度的石墨化处理。
图5所示的“大豆皮烧成物”，和图4(c)所示物质相比可知，其凹凸感增加，比表面积变大。此外，对图5所示的“大豆皮烧成物”，检查其各种物性。
结果是，碳成分(C)约为100％，氮成分(N)为不到0.3％，氢成分(H)也不到0.3％，至于氧成分(O)约为0.05％。
此外，在进行荧光X射线分析(XRF：X-ray Fluorescence Analysis)时，并未从大豆皮烧成物中检测出镁(Mg)、铝(Al)、硅(Si)、磷(P)、硫(S)、钾(K)、钙(Ca)、铁(Fe)。进一步，该大豆皮烧成物的比表面积约为5m2/g，平均粒系为23.7μm，松密度(振实密度)为0.5132g/ml，真密度为2.06g/ml。
表1是表示大豆皮烧成物的3种制造条件以及对它们的各种检验的评价的表。表1中总结了通过3种烧成方法所得的大豆皮烧成体的比表面积、细孔分布的测定结果。另外，试料1～3的中值粒径分别为33.9μm、26.7μm、23.7μm。
表1
Figure BPA00001332497100061
图6是表1的试样1的气体吸附过程的细孔径分布曲线图。图6的横轴表示细孔半径
Figure BPA00001332497100062
纵轴表示微分容积
Figure BPA00001332497100063
此处应注意的是，至少在大豆皮烧成物中，如果再增加以下说明的对于试样2、3的验证结果，则在其它植物的烧成物中未观察到的并且仅在特定的细孔半径值处，会出现微分容积的波峰。
通常，在其它植物的烧成物中，在特定的细孔半径值处不会出现微分容积的单一波峰，并且细孔径分布曲线图变宽，或者在细孔径分布曲线图中出现多个波峰。顺带说一下，试样1的细孔径，在细孔半径为约
Figure BPA00001332497100064
时，确认了微分容积的波峰。另外，详细的测定结果，请参考图6所示。此外，大豆皮烧成物，即使在石墨化处理后，也残留为比表面积大的多孔结构。
图7是表1的试样2的气体吸附过程的细孔径分布曲线图。图7的横轴表示细孔半径
Figure BPA00001332497100065
纵轴表示微分容积
Figure BPA00001332497100066
此处可知，在特定的细孔半径值处出现了微分容积的波峰。试样2的细孔径，在细孔半径为约
Figure BPA00001332497100067
时，确认了微分容积的波峰。但是，在左右的范围中，细孔分布变宽，并且与试样1的情况相比，可以评价为波峰的尖锐度稍差。另外，详细的测定结果，请参考图7所示。
图8是表1的试样3的气体脱附过程的细孔径分布曲线图。图8的横轴表示细孔半径
Figure BPA00001332497100071
纵轴表示微分容积
Figure BPA00001332497100072
此处可知，在特定的细孔半径值处出现了微分容积的波峰。试样3的细孔径，在气体脱附过程中，在细孔半径为约
Figure BPA00001332497100073
时，确认了微分容积的波峰。另外，详细的测定结果，请参考图8所示。
图9是表1的试样3的气体吸附过程的细孔径分布曲线图。试样3的细孔径，在气体吸附过程中，在细孔半径为约
Figure BPA00001332497100074
时，确认了微分容积的波峰。但是，在气体吸附过程中，在细孔半径为附近时，确认了较宽的波峰。此处可知，在特定的细孔半径值处出现了微分容积的波峰。另外，详细的测定结果，请参考图9所示。
如以上所说明，大豆皮烧成物，具有无论烧成温度怎样，在特定的细孔半径值处都会出现微分容积波峰这样的特性。因此，在用于二次电池的负极活性物质时，能够预测锂离子均匀地通过网目状的结构部分，由此，如以下所说明，可以认为大豆皮烧成物的充电·放电的效率性高。
图10是表1的试样3的粒径(μm)和差分(％)以及累积相对粒子量(％)的关系图。图10的横轴表示大豆皮烧成物的粒径(直径)，右边的纵轴表示对应于■曲线的差分，左边的纵轴表示对应于●曲线的累积相对粒子量。可知，图10所示的大豆皮烧成物，其中粒径约为40μm～50μm的粒子分布较多。不过，因此也相对多地包含了粒径较小的粒子，因此关注平均粒径的话，如前所述约为23.7μm。
接着，对本实施方式的锂离子纽扣电池的实验结果进行说明。首先，制造一种锂离子纽扣电池，其含有使用本实施方式的大豆皮烧成物的负极、使用锂箔的正极，以及在碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)为1∶1比例的混合物中使用1M LiPF6的液状电解质。另外，此处所用的大豆皮烧成物，是在3000℃的温度下烧成的材料，并且其中值粒径为24μm。
对前述实验结果的概要进行说明可知，本实施方式的锂离子纽扣电池在以下2点，比现有的使用中间相碳微球(以下，称为“MCMB”。)电极的锂离子纽扣电池优异。
1.高初期充放电容量
本实施方式的锂离子纽扣电池，和在与上述条件同样的条件下制造的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池相比，可知其初期充放电容量优异。具体来说，本实施方式的锂离子纽扣电池的首次放电容量为320.1mAh/g，使用MCMB电极的锂离子纽扣电池的首次放电容量为273.53mAh/g。由于石墨的理论容量据说为372mAh/g，因此可知本实施方式的锂离子纽扣电池在首次放电容量这一方面也是优异的。
表2中表示本实施方式的锂离子纽扣电池的充放电容量，表3中表示使用MCMB电极的锂离子纽扣电池的充放电容量。
表2
  循环数   放电容量(mAh/g)   充电容量(mAh/g)   效率(％)
  1   320.1   249.9   78.1
  2   229.71   223.87   97.5
  3   245.65   240.84   98
  4   243.32   239.24   98.3
表3
  循环数   放电容量(mAh/g)   充电容量(mAh/g)   效率(％)
  1   273.53   238.49   87.2
  2   247.41   244.27   98.7
  3   256.98   254.7   99.1
  4   253.05   251.36   99.3
2.不同的放电速率，相同程度的充电容量
此外，令人惊奇地是，本实施方式的锂离子纽扣电池，在C/6速率(30小时的充电速率)和2C速率(30分钟的充电速率)下的充电容量是相同的。顺带说一下，使用MCMB电极的锂离子纽扣电池的充电容量，在2C速率下，仅能得到C/6速率时的88％。
接着，对具体的实验结果进行说明。本实施方式的锂离子纽扣电池的负极，由包含90％本实施方式的大豆皮烧成物、5％乙炔黑以及5％聚合物的浆料制作而成。同样地，作为比较对象的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池的负极，由包含90％MCMB10-28、5％乙炔黑以及5％聚合物的浆料制作而成。
图11是表示本实施方式的锂离子纽扣电池的首次充放电曲线的图。图12是表示作为比较对象的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池的首次充放电曲线的图。图11、图12的横轴表示时间[小时]，纵轴表示电压[V]。
另外，在验证这些锂离子纽扣电池的充放电特征时，对于负极以0.2mA的恒定电流进行充电直至电极电位达到1.5VvsLi/Li+，再以0.2mA的恒定电流进行放电直至电极电位达到0.01VvsLi/Li+，并将此作为充放电循环。
本实施方式的锂离子纽扣电池的首次放电容量约为6.19mAh，首次充电容量约为4.85mAh。另一方面，作为比较对象的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池的首次放电容量约为5.91mAh，首次充电容量约为5.27mAh。
因此，作为比较对象的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池的第1循环不可逆性容量损失为11％，相对于此，本实施方式的锂离子纽扣电池的第1循环不可逆性容量损失为21％。此外，在第4循环中，本实施方式的锂离子纽扣电池的情况显示出了1％左右的不可逆性容量损失。
另外，本实施方式的锂离子纽扣电池产生高的首次不可逆性容量损失的原因，可以认为是由于在烧成物的碳表面上存在有活性官能团。这是在碳电极表面上的保护用固体电解质界面(SEI)层上所形成的碳电极中的一般反应。
此处，将图11、图12进行对比可知，本实施方式的锂离子纽扣电池即使超过30小时也能够进行放电，相对于此，作为比较对象的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池没到30小时放电就结束了。因此，可以说本实施方式的锂离子纽扣电池的持续时间长。
此外，将图11、图12进行对比可知，本实施方式的锂离子纽扣电池在放电结束后大约25小时后结束充电，相对于此，作为比较对象的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池在放电结束后大约不到27小时就不结束充电。因此，本实施方式的锂离子纽扣电池还可以缩短充电时间。对于这一点，下面使用图13、图14进行说明。
图13是表示使用本实施方式的大豆皮烧成物的电极的C/6速率和2C速率的相对容量的图。图14是表示MCMB碳电极的C/6速率和2C速率的相对容量的图。在图13、图14中，■曲线对应于2C速率的相对容量，●曲线对应于C/6速率的相对容量。
另外，2C速率时的充电电流为8mA，C/6速率时的充电电流为0.2mA。
首先，观察图14所示的作为比较对象的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池，以在C/6速率下的相对容量为100％时，2C速率的相对容量仅能得到其88％。这表示，当作为比较对象的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池，以低电流(0.2mA)进行长时间(6小时)充电直至达到1.5V时的相对容量为100％时，以高电流(8.0mA)进行短时间(30分钟)充电直至达到1.5V时的相对容量，在充电结束时仅达到其88％。
相对于此，在图13所示的本实施方式的锂离子纽扣电池的情况下，C/6速率下的相对容量和2C速率下的相对容量几乎相同。也就是说，其表示本实施方式的锂离子纽扣电池并不依存于充电电流的高低，就能进行100％相对容量的充电。换句话说，其表示本实施方式的锂离子纽扣电池，无论电流高低，都可以进行充电，因此可以使用高充电电流，快速地进行完全充电。
图15是本实施方式中所谓的方形锂离子电池的模式结构图。图15中，表示树脂制覆盖物70；在树脂制壳体70的上部所形成的正极端子10；随着锂离子电池的变形等，在内压上升时打开锂离子电池内部的压力的安全阀30；片状的正极材料40和负极材料50；使正极材料40和负极材料50绝缘的隔片60；兼用作负极端子的壳体20。
如上所述，在本实施方式中，使用大豆皮烧成物作为负极材料50的活性物质。将正极材料40、负极材料50和隔片60浸渍在电解液中，并以截面卷绕为大致椭圆形的状态收容在壳体20内。然后，在浸渍于电解液后，将树脂制壳体70覆盖在壳体20上，并通过激光焊接等形成密闭状态。
图16是表示作为图15所示的锂离子电池的改变例的圆筒形锂离子电池的图。在图16中，除了图15所示的部分外，还表示了安装在电极薄片上的防止内部短路的绝缘板80、120；与负极材料50连接的负极引线90；随着锂离子电池的变形等，在温度上升和内压上升时切断电流的电流切断装置100；为了切断电流，通过温度上升而增大内部电阻的PTC元件110；确保锂离子电池密闭性的封装体130；与正极材料40连接的正极引线140。
在图16所示的锂离子电池的情况下，使用大豆皮烧成物作为负极材料50的活性物质。将正极材料40、负极材料50和隔片60，以截面卷绕为大致椭圆形的状态收容在壳体20内。然后，在浸渍于电解液后，将树脂制壳体70覆盖在壳体20上，并通过压力机等形成密闭状态。
此外，对本实施方式的大豆皮烧成物，进行下述的实验、测定。另外，此处，使用大豆皮烧成物的中值粒径为约30μm、约60μm的材料进行了几次实验、测定，但并未观察到由于该范围的中值粒径的差异而导致的实验结果、测定结果的差异。
(1)对本实施方式的大豆皮烧成物，测定松比重、BET比表面积、微晶尺寸等物性值。另外，该大豆皮烧成物是在900℃的温度下进行烧成所得的材料，其中值粒径为30μm。
(2)对本实施方式的大豆皮烧成物，测定是否可以对包含乙烯-丙烯二烯橡胶的母材进行配合，以及在能够配合时该烧成物相对于橡胶的含有率。
首先，对于物性值，可以得到以下的测定结果。
松比重：约0.2g/ml～约0.6g/ml(最多情况约0.4g/ml)
BET比表面积：约4.7m2/g～约390m2/g
微晶尺寸：约
Figure BPA00001332497100111
～约
Figure BPA00001332497100112
另外，表1的试样1～3分别为在900℃、1500℃、3000℃的烧成温度下进行烧成的材料，由此还可知BET比表面积根据烧成温度而产生变化。
此处，例如，日本特开2005-336017号公报中公开了松比重为0.6～1.2g/cm3的多孔质碳材料。将该公报的内容和上述测定结果进行对比可知，本实施方式的大豆皮烧成物，其松比重为较低值。另外，本实施方式的大豆皮烧成物的松比重，根据JIS K-1474进行测定。
日本特开2007-191389号公报中公开了一种作为适合于非水系二次电池用电极的碳质或石墨质粒子的材料，其中值粒径为5μm～50μm，BET法比表面积为25m2/g以下。
日本特开2005-222933号公报中公开了一种作为锂电池用负极材料的微晶尺寸大于100nm的碳质粒子。将该公报的内容和上述测定结果对比可以评价，本实施方式的大豆皮烧成物其微晶尺寸小且为低结晶性碳。另外，微晶尺寸通过拉曼分光法测定。
接着，作为是否可以对乙烯-丙烯二烯橡胶等母材进行配合，以及在能够配合时该烧成物相对于橡胶的含有率的测定结果，如下所述。
另外，使用安田精机制作所公司制造的No.191-TM TEST MIXING ROLL作为开放辊(双轴混炼机)，并使用TOYOSEIKI mini TSET PRESS·10作为成型加工机(压缩成型机)。
此外，为了进行比较，除了本实施方式的大豆皮烧成物外，还使用
(1)椰子壳活性碳(日本EnviroChemicals公司制造的粒状白鹭WH2C8/32SS，Lot No M957)、
(2)碳黑(旭碳公司制造的SUNBLACK285，LotNo 8BFS6)。
并使用
(a)乙烯-丙烯二烯橡胶(住友化学公司制造的SUNBLACK 285，Lot No 0-214-A-3)、
(b)异戊二烯(ジエイエスア一ルクレイトンエラストマ一公司制造的IR-2200)、
(c)聚氯乙烯树脂(新第一塩ビ公司制造的ZEST1000Z，Lot No C60211)。
本实施方式的大豆皮烧成物等对于母材的配合，和使用前述图1的说明相同，概括来说，在以异戊二烯作为母材时，使用预热至约90℃的开放辊进行捏合。此外，在以PVC作为母材时，使用预热至约185℃的开放辊进行捏合。然后，试着将本实施方式的大豆皮烧成物等分别与母材进行配合。另外，该大豆皮烧成物是在900℃的温度下进行烧成所得的材料，其中值粒径为30μm。
然后，使用成型加工机，在压力为20MPa、温度100℃、5分钟的条件，以及成型加工体的厚度为2.5mm的条件下，对配合了本实施方式的大豆皮烧成物的母材进行成型加工。
如此，对于所得结果物的是否可以对母材进行配合，以及在能够配合时该烧成物相对于橡胶的含有率的测定结果，如下所述。
1.对于本实施方式的大豆皮烧成物
(1)在以乙烯-丙烯二烯橡胶作为母材时，可以确认约400phr的含有率。
(2)在以异戊二烯作为母材时，可以确认约600phr的含有率。
(3)在以聚氯乙烯树脂作为母材时，可以确认约350phr的含有率。
2.对于椰子壳活性碳
(1)在以异戊二烯作为母材时，可以确认约150phr的含有率。但是，无法混炼入200phr以上。
(2)在以乙烯-丙烯二烯橡胶作为母材时，可以确认约150phr的含有率。但是，这种情况下，在弯曲该加压成型体时，产生裂纹。此外，无法混炼入200phr以上。
3.对于碳黑
(1)在以异戊二烯作为母材时，可以确认约100phr的含有率。但是，这种情况下，在弯曲该加压成型体时，产生裂纹。此外，无法混炼入150phr以上。
(2)在以乙烯-丙烯二烯橡胶作为母材时，可以确认约100phr的含有率。但是，这种情况下，在弯曲该加压成型体时，产生裂纹。此外，无法混炼入150phr以上。
综上所述，相对于本实施方式的大豆皮烧成物来说，即使使用同为来自植物的碳化物以及同为多孔质结构的“椰子壳活性碳”，也无法认为其可以像本实施方式的大豆皮烧成物那样，对于母材进行大量配合。也许，本实施方式的大豆皮烧成物的烧成温度、由于该温度而导致的碳含量、反应性官能残基的多少等任一项，都可能有助于提高对母材的含有率。
此外可知，在来自于石油系沥青的碳黑情况下，相对于乙烯-丙烯二烯橡胶含有100phr的量，因此不仅其挠性下降，而且在相对于异戊二烯含有100phr的量时，其挠性也下降。
另外，本实施方式的大豆皮烧成物，即使在以硅橡胶为母材时，也可以确认能够对母材进行配合。此外，在对本实施方式中说明的各试验结果等选择性地进行再现性试验时，都可以确认再现性。
本实施方式的锂离子电池，可以适用于笔记本电脑、数码相机、PDA、摄像机、手机、手持终端、便携式播放器、无绳电话、便携游戏机等小型电子设备的电源、电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、无线电、机器人、潜水艇等大型电子设备的电源。
此外，本发明不仅适用于锂离子电池，还可以适用于燃料电池。进一步，不仅适用于负极材料活性物质，还可以适用于使用碳的正极材料活性物质、隔片等。
附图的简单说明
[图1]是本发明实施方式的锂离子电池的负极活性物质的模式制造工序图。
[图2]是表示“生大豆皮”和“大豆皮烧成物”使用ZAF定量分析法的成分分析结果的图表。
[图3]是表示“生大豆皮”的组织观察结果的扫描型电子显微镜照片。
[图4]是表示“大豆皮烧成物”的组织观察结果的SEM照片。
[图5]是以1500倍的倍率对“大豆皮烧成物”的大豆皮烧成物的截面进行拍照的截面SEM照片。
[图6]是表1的试样1的气体吸附过程的细孔径分布曲线图。
[图7]是表1的试样2的气体吸附过程的细孔径分布曲线图。
[图8]是表1的试样3的气体脱附过程的细孔径分布曲线图。
[图9]是表1的试样3的气体吸附过程的细孔径分布曲线图。
[图10]是表1的试样3的粒径(μm)和差分(％)以及累积相对粒子量(％)的关系图。
[图11]是表示本实施方式的锂离子纽扣电池的首次充放电曲线的图。
[图12]是表示作为比较对象的使用MCMB电极的锂离子纽扣电池的首次充放电曲线的图。
[图13]是表示本实施方式的使用大豆皮烧成物的电极的C/6速率(30小时的充电速率)和2C速率(30分钟的充电速率)的相对容量的图。
[图14]是表示MCMB碳电极的C/6速率和2C速率的相对容量的图。
[图15]是本实施方式中所谓的方形锂离子电池的模式结构图。
[图16]是表示作为图15所示的锂离子电池的改变例的圆筒形锂离子电池的图。

Claims (4)

1.一种电池部件，其包含大豆皮、油菜籽粕、棉籽壳、芝麻、棉籽中任一种的烧成物。
2.如权利要求1所述的电池部件，其中，所述烧成体的内皮为网目状结构。
3.一种具有权利要求1所述的电池部件的电池。
4.一种电池，其中，所述电池部件是正极活性物质、负极活性物质或位于它们之间的隔片。
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