DE3588167T2 - Sekundärbatterien, die mittels Pyrolyse hergestelltes Pseudo-Graphit als Elektrodenmaterial enthalten - Google Patents

Sekundärbatterien, die mittels Pyrolyse hergestelltes Pseudo-Graphit als Elektrodenmaterial enthalten

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sekundärbattene, die ein Elektrodenmaterial enthält, das aus einem kohlenstoffhaltigen Material hergestellt ist, das eine spezifische Pseudographitstruktur und Elektronenzustand aufweist und zur Herstellung einer leichtgewichtigen und umweltverträglichen, elektrochemischen Zelle mit hohen Energie- und Maximalleistungsdichten geeignet ist.
  • Um das momentane Erfordernis zur Verwendung von weniger Energie in der Industrie zu erfüllen und der schnellen Entwicklung von elektronischen Geräten gerecht zu werden, ist es stark erstrebenswert, neue Batterien zu entwickeln, die leichtgewichtig und klein in der Größe sind und große elektromotorische Kraft erzeugen und hohe Maximalleistungs- und Energiedichten aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine derartige Sekundärbattene bereit. Positive und negative Elektroden, die aus einem Material hergestellt werden, das nachfolgend beschrieben wird, werden in einem spezifischen, flüssigen Elektrolyt eingetaucht und eine elektromotorische Kraft wird dann leicht durch Anlegen einer externen Spannung erzeugt, so daß die positive Elektrode mit negativen Ionen dotiert und die negative Elektrode mit positiven Ionen dotiert wird. Danach werden die Elektroden an einen externen Stromverbraucher angeschlossen und ein Stromfluß wird durch Entfernen der jeweiligen Ionen von den positiven und negativen Elektroden bewirkt. Dieser Zyklus der Dotierung von Ionen und der Entfernung von Ionen kann als elektrochemische Ladungs- und Entladungsreaktion in der Batterie verwendet werden.
  • Eine Batterie kann ebenso so aufgebaut sein, daß eine Elektrode, die aus dem Material, das in der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, hergestellt ist, verwendet wird und die andere Elektrode, aus einem bekannten Material hergestellt ist.
  • Die Verwendung von kohlenstoffhaltigen Materialien als Elektrodenmaterialien ist bereits bekannt. Beispielsweise wird in J. Electrochem. Soc., 125, 687 (1978) beschrieben, daß, wenn metallisches Lithium als die negative Elektrode und Graphit als die positive Elektrode verwendet werden, BF&sub4;&supmin;, ClO&sub4;- oder I&supmin; während des Ladens zwischen die Graphitschichten dotiert werden können und derartige Ionen durch Entladen entfernt werden, wodurch reversible Ladungs-Entladungs-Zyklen erzeugt werden. Jedoch stoßen sich die negativen Ionen, die zwischen den Graphitschichten dotiert sind, einander ab und dies setzt Grenzen bezüglich der Menge an negativen Ionen, die elektrochemisch dotiert werden kann. Ferner erzeugt die Zelle eine Energiedichte so niedrig als 100 Wh/kg und höhere Energiedichten können nicht erhalten werden. Wird Graphit als die negative Elektrode verwendet, können positive Ionen, wie Li&spplus;-Ionen, zwischen die Graphitschichten dotiert werden, aber derartige positive Ionen sind sehr instabil innerhalb des flüssigen Elektrolyts und reagieren leicht mit ihm.
  • Die Verwendung von aktivierten Kohlenstoffasern als Material für die zwei Elektroden ist in der japanischen Patentanmeldung (OPI) Nr. 58-35881 und 59-149654 beschrieben.
  • Aber die Zellen, die derartige Elektrodenmaterialien verwenden, erzeugen eine elektromotorische Kraft so niedrig als 1,2 bis 2,9 Volt. Die Zellen weisen niedrige Energiedichten auf, während sie hoher Selbstentladung nach der Ladung unterliegen.
  • Die japanische Patentanmeldung (OPI) Nr. 58-93176 schlägt eine Zellkonfiguration vor, die als Material für beide Elektroden ein kohlenstoffhaltiges, pyrolisiertes Polymer verwendet. Aber diese Zelle erzeugt eine niedrige elektromotorische Kräfte im Bereich von 1,2 bis 1,4 Volt und der Kurzschlußstrom ist so niedrig als 30 µmA bis 4 mA. Zusätzlich weist die Zelle eine sehr niedrige Energiedichte auf.
  • Das Polymermaterial wird aus Materialien ausgewählt, die durch Calcinierung unter einer Reaktion, wie einer Dehydrierung und Dechlorierung, eine Verbindung mit einem konjugierten System ergeben. Beispiele von Polymermaterialien umfassen Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyoxydiphenylen, Polyimide, wie Pyromellinimid, Polybenzoxazolimid, Polyimidazopyrrolonimid, Polyamidimid und Polyhydrazidimid, Polyamide, Polysemicarbazid, Polybenzoxyazinon usw. Das verwendete calcinierungsprodukt des Polymermaterials kann ebenso durch calcinierung von anderen Arten von Materialen, beispielsweise Teer, erhalten werden.
  • Die Verwendung eines elektrisch leitfähigen Polymers (beispielsweise Polyacetylen oder Poly-p-phenylen) als Elektrodenmaterial ist in Kotai Butsun (Solid-State Physics) 17 (12), 753 (1982) beschrieben. Wenn Polyethylen als Material für beide Elektroden verwendet wurde, erzeugte die Zelle eine elektromotorische Kraft von 2,5 Volt, eine Energiedichte von 150 Wh/kg und eine maximale Leistungsdichte von 17 kW/kg. Wenn eine negative Elektrode, die aus metallischem Lithium hergestellt wurde, und eine positive Elektrode die aus dem Polymermaterial hergestellt wurde, verwendet wurden, betrugen die jeweiligen Zellparameter 3,5 Volt, 290 Wh/kg und 3,5 kW/kg. Trotz dieser guten Werte für das Zellleitungsvermögen ist Polyacetylen instabil und hochempfindlich gegenüber oxidativer Verschlechterung, was nachteilige Wirkungen auf das Zellleitungsvermögen, wie die Zykluslebenserwärtung, hat. Ferner sind Polyacetylen und Poly-p-phenylen nicht leicht lösbar oder schmelzbar und können durch gewöhnliche Verfahren nicht in verschiedene Elektrodenformen geformt werden.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben verschiedene Untersuchungen angestellt, um ein Elektrodenmaterial zu erhalten, das stabil ist, eine große elektromotorische Kraft erzeugt, eine hohe Maximalleistungs- und Energiedichten aufweist und leicht in eine Vielzahl von Elektrodenformen geformt werden kann. Gemäß dieser Erfindung stellen wir eine Sekundärbattene bereit, in der mindestens eine Elektrode aus einem Elektrodenmaterial hergestellt ist, das ein kohlenstoffhaltiges Material ist, das durch Pyrolyse einer organischen Verbindung erhalten wird, die die Graphitstruktur bilden kann, wobei das kohlenstoffhaltige Material eine derartige Pseudographitstruktur aufweist, daß der Abstand der (002)-Flächen, d002, 3,37 bis 3,70 × 10&supmin;¹&sup0; m und die Kristallitgröße in Richtung der c- Achse, Lc, 7,0 bis 220 × 10&supmin;¹&sup0; m beträgt, wie durch Weitwinkelröntgenbeugungsspektroskopie bestimmt, und die Linienbreite, ΔHpp, zwischen den Peaks in der ersten Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz mindestens 10 Gauß beträgt und die Entfernung, a&sub0;, die zweimal der Abstand der (110)-Flächen, d110, ist, mindestens 2,37 × 10&supmin;¹&sup0; m (2,37 Å) und nicht mehr als 2,47 × 10&supmin;¹&sup0; m (2,47 Å) beträgt und die Kristallitgröße in Richtung der a-Achse, La, 10 bis 80 × 10&supmin;¹&sup0; m (10 bis 80 Å) beträgt, wobei die Elektrode in einen Elektrolyten eingetaucht wird, der aus Alkalirnetallsalzen, Erdalkalimetallsalzen und Tetraalkylammoniumsalzen ausgewählt ist, so daß das Elektrodenmaterial mit negativen oder positiven lonnen dotiert ist, wodurch die Elektrode zu einer Elektrode für eine Sekundärbattene gemacht wird.
  • In den beigefügten zeichnungen ist Figur 1 eine Skizze der ersten Ableitung des Absorptionsspektrums einer Elektronenspinresonanz zusammen mit der Definition einer Breite einer Linie zwischen den Peaks, ΔHpp,
  • zeigt Figur 2 das Konzept des Verhaltens der Breite der Linie zwischen den Peaks, ΔHpp, die in sechs Bereiche, A, B, C, D, E und F als eine Funktion der Graphitisierungstemperatur unterteilt wurde,
  • und die Figuren 3 bis 7 sind die erste Ableitung der Absorptionsspektren der Elektronenspinresonanz, die für kohlenstoffhaltige Materialien erhalten wurden, die in mehreren der Beispiele und Vergleichsbeispiele, die nachfolgend in dieser Beschreibung aufgeführt sind, hergestellt wurden.
  • Das Flektrodenmaterial, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist eine Pseudographitstruktur auf, die durch die Pyrolyse einer organischen Verbindung, die die Graphitstruktur bilden kann, erhalten wird.
  • Die organische Verbindung, die die Graphitstruktur, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bilden kann, ist eine derartige organische Verbindung, daß ihre Kohlenstoff- Kohlenstoffbindungen bei Reaktionen, wie der Zersetzung und der Kondensation, sich zu einer Benzolringstruktur ändern werden, und, daß eine kontinuierliche ein- und zweidimensionale Bindung derartiger Benzolringe eine Vielzahl von übereinanderliegenden, polycyclischen, aromatischen Flächen bildet.
  • Die folgenden Verbindungen können pyrolisiert werden, um das kohlenstoffhaltige Material mit einer Pseudographitstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen:
  • (A) Naphthalin, Perylen, Terrylen, Pyren, chrysen oder Coronen,
  • (B) ein Tetracarbonsäuredianhydrid von Naphthalin, Perylen, Terrylen, Pyren, chrysen oder Coronen,
  • (C) eine entsprechende, substituierte Tetracarbonsäureverbindung von Naphthalin, Perylen, Terrylen, Pyren, Chrysen oder Coronen.
  • Die organischen Verbindungen, die die Graphitstruktur bilden können, werden entweder im Vakuum oder unter einem Inertgasstrom (beispielsweise Stickstoff oder Argon) oder einem Oxidationsgasstrom (beispielsweise Luft) oder einem Gemisch derartiger Ströme pyrolisiert. Gewöhnlich werden die organischen Verbindungen im Vakuum oder unter einem Inertgasstrom pyrolisiert.
  • Der Mechanismus der Pyrolyse ist nachfolgend mit Bezug auf Naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäuredianhydrid der Gruppe (A) beschrieben: Graphit
  • Wenn (A) auf eine thermische Energie größer als die Dissoziationsenergie, die zum Bruch der Bindung zwischen dem Gerüstkohlenstoffatom und einem benachbarten Wasserstoffatom oder einem Substituenten notwendig ist, erwärmt wird, werden die Kohlenstoffradikale (B) hauptsächlich durch homolytische Spaltung gebildet. Eine Kette der Kohlenstoffatomradikale wird cyclisiert, um ein höheres Molekulargewicht bereitzustellen und das Verfahren der Graphitisierung tritt auf, das durch die Entwicklung von polycyclischen, aromatischen Ebenen gekennzeichnet ist. Im anfänglichen Schritt der Graphitisierung werden Benzolringe eindimensional verbunden, um eine eindimensionale Graphitstruktur (C) zu bilden. Nachfolgend beginnen die Benzolringe sich miteinander zweidimensional zu verbinden und die allmählich expandierenden, polycyclischen, aromatischen Ebenen beginnen sich in Schichten übereinander anzuordnen, wobei eine zweidimensionale Graphitstruktur (D) gebildet wird.
  • Das gleiche pHänomen wird in der Pyrolyse von anderen organischen Verbindungen, die die Graphitstruktur bilden können, auftreten, d.h. die eindimensionale Graphitstruktur (C) bildet sich als ein Ergebnis der thermischen Zersetzung oder Kondensation und nachfolgend bildet sich eine Struktur, ähnlich der zweidimensionalen Graphitstruktur (D).
  • Mit weiterem Fortschreiten der Karbonisierung werden mehr Benzolringe zweidimensional verbunden und adäquat expandierte, polycyclische, aromatische Flächen eine über der anderen in regulärer Weise angeordnet, wobei der gewöhnliche Graphit gebildet wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden alle Strukturen, die zu dem Endgraphit führen, gemeinsam als Pseudographitstruktur bezeichnet. Die organischen Verbindungen, die die Graphitstruktur bilden können, können nicht nur durch Verwendung von thermischer Energie, sondern ebenso durch Bestrahlung mit Lichtenergie, die größer als die Dissoziationsenergie ist, als auch durch Bestrahlung mit beschleunigten, geladenen Teilchen, wie Br&spplus; oder Ar&spplus;, oder Plasmabestrahlung hergestellt werden. Die Graphitisierungsreaktion der organischen Verbindungen kann in irgendeinen der drei Zustände geschmolzen, fest und gasförmig ablaufen. Das kohlenstoffhaltige Material, das auf diese Weise gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird, ist sehr stabil und wird sich bei Raumtemperatur nicht beim Stehen in der Luft verschlechtern.
  • Die Pseudographitstruktur gemäß der Erfindung kann sowohl qualitativ als auch quantitativ durch Weitwinkel-Röntgenbeugungsspektroskopie bestimmt werden. Der gewöhnliche Graphit zeigt einen scharfen Röntgenbeugungspeak, der der (002)-Ebene bei etwa 28 bis 26º entspricht. Im anfänglichen Schritt der Graphitisierung der organischen Verbindungen, die die Graphitstruktur bilden können, erscheint ein Röntgenbeugungspeak, der der (002)-Ebene entspricht, nicht. Der eindimensionale Graphit, der durch weitere Pyrolyse erhalten wird, weist einen sehr breiten Röntgenbeugungspeak, der der (002)-Ebene entspricht auf, und seine Intensität ist niedrig. Wenn die zweidimensionalen, polycyclischen, aromatischen Ebenen beginnen, sich übereinander anzuordnen, wird der Röntgenbeugungspeak, der der (002)-Ebene entspricht, allmählich scharf und seine Intensität nimmt zu. Die Pseudographitstruktur, die das kohlenstoffhaltige Material charakterisiert, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist derart, daß der Abstand der (002)-Ebenen, d002, 3,37 bis 3,67× 10&supmin;¹&sup0; m (3,37 bis 3,67 Å) beträgt und die Krystalittgröße in Richtung der C-Achse, Lc, 7 bis 220 × 10&supmin;¹&sup0; m (12 bis 220 Å) beträgt. Vorzugsweise beträgt d002 3,40 bis 3,67 × 10&supmin;¹&sup0; m (3,40 bis 3,67 Å) während Lc 13 bis 150 Å beträgt und stärker bevorzugt beträgt d002 3,4 bis 3,67 Å.
  • Die Pseudographitstruktur wird ebenso quantitativ durch Weitwinkel-Röntgenbeugungsspektroskopie derart bestimmt, daß die Entfernung a&sub0; (= 2 × d110), zweimal der Abstand der (110) - Ebenen, d110, vorzugsweise mindestens 2,37 × 10&supmin;¹&sup0; m (2,37 Å) und nicht mehr als 2,47 × 10&supmin;¹&sup0; m (2,47 Å), stärker bevorzugt mindestens 2,37 × 10&supmin;¹&sup0; m (2,37 Å) und nicht mehr als 2,46 × 10&supmin; ¹&sup0; m (2,46 Å) beträgt. In der bevorzugten Pseudographitstruktur beträgt die Kristallitgröße in Richtung einer Achse, La, nicht mehr als 200 × 10&supmin;¹&sup0; m (200 Å) . Stärker bevorzugt beträgt La mindestens 7,0 × 10&supmin;¹&sup0; m (7,0 Å) und nicht mehr als 150 × 10&supmin;¹&sup0; m (150 Å), wobei der Bereich von 10 bis 80 × 10&supmin;¹&sup0; m (10 bis 80 Å) besonders bevorzugt ist.
  • Der Elektronenzustand des kohlenstoffhaltigen Materials, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird quantitativ durch Elektronenspinresonanzspektroskopie bestimmt. Im einzelnen wird die Linienbreite (Ahpp in Gauß) zwischen den Peaks in der ersten Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz, wie in Figur 1 gezeigt, als der Faktor für die Bestimmung des Elektronenzustands des kohlenstoffhaltigen Materials verwendet. Die Linienbreite Ahpp beträgt mindestens 10 Gauß. Figur 2 zeigt das Konzept des Verhaltens von &Delta;Hpp als eine Funktion der Carbonisierungstemperatur für die kondensierte, polycyclische Kohlenwasserstoffverbindung und die polycyclische, heterocyclische Verbindung, die als die organische Verbindung, die die Graphitstruktur bilden kann, verwendet wird. Gemäß dem Befund der vorliegenden Erfinder kann das Verhalten von &Delta;Hpp in sechs Bereiche, A bis F, eingeteilt werden. Der Bereich A entspricht dem anfänglichen Schritt der carbonisierung und der Wert von Hpp ist < 7 (was ein sehr scharfer Peak im Spektrum anzeigt) und bleibt entweder konstant oder nimmt mit steigender Temperatur leicht ab. Im Bereich B nimmt Hpp allmählich zu und liegt im Bereich von 7 &le; &Delta;Hpp &le; 10. Der Bereich B kann eine Extension des Bereiches A mit einem scharfen Peak (&Delta;Hpp &le; 7), wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, aufweisen. Im Bereich C nimmt &Delta;Hpp schnell zu und liegt im Bereich von 10 < &Delta;Hpp &le;1000. Der Bereich C kann ebenso eine Extension der Region A mit einem scharfen Peak (&Delta;Hpp < 7), wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, aufweisen. Im Bereich D tritt ein hyperbreiter Peak im Spektrum auf und &Delta;Hpp ist > 1000. In einigen Fällen ist es ersichtlich unmöglich, das Absorptionsspektrum im Bereich D aufzuzeichnen. Der genaue Grund dafür ist nicht klar, aber das Auftreten eines hyperbreiten Peaks ist die primäre Ursache. Im Bereich E nimmt &Delta;Hpp ab und liegt im Bereich von 7 &le; &Delta;Hpp &le; 1000. Im Bereich F erscheint ein scharfer Peak und &Delta;Hpp ist kleiner als 7. Die horizontale Achse des Graphs in Figur 2 zeigt die Graphitisierungstemperatur, aber es sollte verständlich sein, daß bei der gleichen Graphitisierungstemperatur &Delta;Hpp variieren kann und verschiedenen Bereichen, abhängig von weiteren Bedingungen der Graphitisierung, wie der Rate der Temperaturerhöhung und der Periode, für die die Graphitisierungstemperatur beibehalten wird, angehören kann. In einem extremen Fall kann keine unterscheidbare Trennung zwischen jedem Bereich auftreten. Es ist nicht klar, was die Elektronenzustände, die von den Bereichen A bis F reichen, im physikalischen Sinne darstellen. Mit hoher Wahrscheinlichkeit können die Peaks in den Bereichen A und B durch ungepaarte Elektronen erklärt werden, die stabil in den langen, konjugierten Ketten auftreten. Leitende Elektronen sind für die Peaks in den Bereichen C, D, E und F verantwortlich. Leitfähige Elektronen können einen Teil zum Peak im Bereich B beitragen. Für den Zweck der vorliegenden Erfindung sind Elektronenzustände in den Bereichen C, D und E mit &Delta;Hpp nicht kleiner als 10 Gauß notwendig. Elektronenzustände mit Ahpp von mindestens 12 Gauß sind bevorzugt, wobei ein &Delta;Hpp-Wert von mindestens 15 Gauß besonders bevorzugt sind.
  • Wenn organische, polymere Verbindungen als die organischen Verbindungen verwendet werden, die die Graphitstruktur bilden können, ist das Verhalten der Ahpp-Werte als einer Funktion der Graphitisierungstemperatur nicht notwendig das gleiche, das in Figur 2 gezeigt ist. Aber auch in diesem Fall muß die Linienbreite, Ahpp, zwischen den Peaks in der ersten Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz mindestens 10 Gauß betragen.
  • Einige kohlenstoffhaltige Materialien, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, können zwei oder mehr Signale in der ersten Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz aufweisen und auch derartige Materialien sind innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, wenn mindestens eines der Signale eine Breite der Linie zwischen den Peaks, &Delta;Hpp, von mindestens 10 Gauß und mehr aufweist.
  • Ebenso können kohlenstoffhaltige Materialien erhalten werden, die keine klar unterscheidbaren Signale in der ersten Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz aufweisen. Derartige Materialien werden ebenso vom Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, wenn kein Signal mit einer Breite der Linie zwischen den Peaks, &Delta;Hpp, kleiner als 10 auftritt.
  • Die Pyrolysetemperatur steht in Beziehung zum Grad des Wachstums des beabsichtigten, konjugierten Polymers. Um ein Gleichgewicht zwischen der Leichtigkeit des Dotierens der Elektrolytionen, der Stabilität der dotierten Ladungen und der elektrischen Leitfähigkeit des undotierten, konjugierten Polymers zu erreichen, wird die geeignete Pyrolysetemperatur vorzugsweise aus dem Bereich von 300 bis 3000ºC, stärker bevorzugt aus dem Bereich 400 bis 2500ºC ausgewählt.
  • Der Pyrolysezeitraum beträgt im allgemeinen mindestens 5 Minuten und der bevorzugte Bereich beträgt von 10 Minuten bis 20 Stunden. Der Bereich von 20 Minuten bis 10 Stunden ist besonders bevorzugt. Durch Bereitstellung einer größeren, spezifischen Oberflächenfläche für das gebildete Elektrodenmaterial, kann eine Batterie, die eine höhere Maximalleistungsdichte erzeugt, erhalten werden. Um eine hohe Maximalleistungsdichte zu gewährleisten, weist daher der geformte Artikel des Elektrodenmaterials oder ein geformter Artikel, der ein derartiges Elektrodenmaterial enthält, vorzugsweise eine spezifische Oberflächenfläche von mindestens 10 m²/g, stärker bevorzugt mindestens 50 m²/g und am stärksten bevorzugt mindestens 100 m²/g auf. Dieses Ziel kann durch Pyrolyse der anorganischen Verbindung entweder unter einem Oxidationsgasstrom (Wasserdampf oder Kohlendioxid) oder unter einem Strom eines Gemisches eines derartigen Oxidationsgases und eines Inertgases erreicht werden. Ein weiterer wirksamer Weg ist, vorausgehend eine Pyrolyse unter einem Inertgasstrom auszuführen, die von einem weiteren Pyrolyseschritt unter einem Oxidationsgasstrom oder unter einem Strom eines Gemisches von einem Oxidationsgas und einem Inertgas gefolgt wird.
  • Die organibche Verbindung, die pyrolisiert werden soll, wird in eine Vielzahl von Formen, wie Fasern, Pulvern, Körnern, Filmen, Folien und Filz, geformt.
  • Die Elektrodenmaterialien in einer fasrigen, pulver- oder granulatartigen Form können als die Zellelektroden verwendet werden, nachdem sie durch irgendeine der bekannten Techniken in die Form eines Papierbogens oder -folie geformt wurden.
  • Das kohlenstoffhaltige Material, das durch Pyrolyse der organischen Verbindung erhalten wird, kann unabhängig als das Elektrodenmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Gegebenenfalls kann ein derartiges kohlenstoffhaltiges Material mit einem leitfähigen Material (beispielsweise Kohlenstofffasern) , einem isolierenden Material oder einem verstärkenden Material ergänzt werden oder auf dieses aufgetragen werden. Im letzteren Fall ist die Menge des Elektrodenmaterials in dem geformten Artikel nicht auf irgendeinen besonderen Wert beschränkt, aber vorzugsweise ist das Elektrodenmaterial in einer Menge von mindestens 50 Gew.-% vorhanden, wobei der Bereich von 70 Gew.-% und mehr besonders bevorzugt ist.
  • Eine Vielzahl von kohlenstoffhaltigen Materialien, metallischen Materialien und leitfähigen Keramiken, können als leitfähige Zusätze verwendet werden. Geeignete isolierende Materialien umfassen Keramiken, wie Al&sub2;O&sub3; und SiO&sub2;, und glasartige Materialien, wie Borsilikatgias und Silikatglas.
  • Die organische Verbindung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann auf einen leitfähigen Zusatz, ein isolierendes Material, oder verstärkende Materialien mittels verschiedenen Verfahren aufgebracht werden. Zunächst wird die organische Verbindung mittels einer geeigneten Technik auf den Träger aufgebracht und die Verbindung auf dem Träger durch Erhitzen carbonisiert. Geeignete Techniken zum vorherigen Auftragen umfassen die Vergasung bei Temperaturen nicht höher als dem thermischen Zersetzungspunkt der Verbindung, das Löslichmachen in einem Lösungsmittel und das Dispergieren in demselben. Zweitens wird die Verbindung zunächst entweder durch Verdampfung oder Sublimation vergast und dann auf dem Träger, wenn die Graphitisierung fortschreitet, abgeschieden. Drittens wird eine geschmolzene Verbindung in Kontakt mit dem Träger gebracht oder auf den Träger imprägniert und dann graphitisiert, um die Verbindung auf dem Träger herzustellen.
  • Der Anteil des kohlenstoffhaltigen Materials, das getragen wird, ist nicht auf einen besonderen Wert beschränkt, aber der bevorzugte Bereich beträgt von 0,1 bis 99 Gew.-%. Der Bereich von 1 bis 97 Gew.-% ist besonders bevorzugt.
  • Das Elektrodenmaterial, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann entweder als positive oder negative Elektrode oder beides verwendet werden. Das Elektrodenmaterial wird in einen Elektrolyten eingetaucht, um eine Primär- oder Sekundärbatterie herzustellen. Irgendeiner der bekannten Elektrolyte kann verwendet werden und sie umfassen Tetraalkylammoniumsalze (die Gegenionen sind das Perchloration, das Phosphorhexafluoridion, das Thalliumhexafluoridion, das Arsenhexafluoridion, das Antimonhexafluoridion, Halogenidionen, das Nitration, das Sulfation und das Rheniumtetraoxidion), Alkalimetailsalze, Erdalkalimetallsalze (die Gegenionen sind die gleichen, die vorstehend aufgelistet wurden) als auch Halogenide, Perchlorate und Nitrate von Übergangsmetallen, Seltenerdelementen und Edelmetallen. Irgendeines der Lösungsmittel, die häufig in üblichen Batterien verwendet werden, kann verwendet werden, und sie umfassen Wasser, Dimethylsulfoxid, Acetonitril, Propylencarbonat, 4-Butyrolacton, Formamid, Tetrahydrofuran und 1,2-Dimethoxyethan. Die Batterien, die unter Verwendung des Elektrodenmaterials der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend gezeigt, hergestellt werden, sind stabil, erzeugen eine hohe elektromotorische Kraft, weisen eine hohe Maximalleistung und Energiedichten auf und können mit einer Vielzahl von Elektrodenformen verwendet werden.
  • Das kohlenstoffhaltige Material gemäß der Erfindung findet viele andere Verwendungen als elektrisches und elektronisches Material in Solarzellen, Sensoren, Kondensatoren und Stromleitern.
  • Die verschiedenen Parameter, die das kohlenstoffhaltige Material der vorliegenden Erfindung kennzeichnen, werden durch die folgenden einschlägigen Verfahren bestimmt (in der Gleichung ist eine Å-Einheit = 10&supmin;¹&sup0; m).
  • (1) d002. der Abstand der (002)-Ebenen, und d110, der Abstand der (110)-Ebenen:
  • Ein Pulver des kohlenstoffhaltigen Materials (ein flockiges, kohlenstoffhaltiges Material wird in einem Achatmörser zu einem Pulver verrieben) wird zusammen mit ca. 15 Gew.-% eines Pulvers eines internen Standardstoffes, ein hochreines Siliciumpulver vom Standardreinheitsgrad für die Röntgenanalyse, in eine Probenzelle gepackt. Eine Weitwinkel-Röntgenbeugungsreflektionsspektrometer-Abtastung wird mit monochromatischer Cu/K&alpha;-Strahlung aus einem Graphitmonochromator erhalten. Anstatt Korrekturen auszuführen, die mit dem Lorentz-Faktor, dem Polarisationsfaktor, dem Absorptionsfaktor und dem atomaren Streufaktor verbunden sind, wird das folgende einfache und geeignete Verfahren verwendet. Es wird eine Basislinie für die Abtastkurven, die den Beugungen der (002)-und (110)-Ebenen entsprechen, gezogen. Es werden die tatsächlichen Intensitäten, wie aus der Basislinie berechnet, graphisch aufgezeichnet, wodurch korrigierte Kurven für die (002)- und (110)- Ebenen erhalten werden. Es wird eine Winkelachse bei einer Höhe, die 2/3 der Höhe des Peaks in jeder Kurve ausmacht, gezeichnet und der Mittelpunkt der Linie genommen, die durch die zwei Punkte definiert wird, wo eine Linie parallel zu der Winkelachse die Abtastkurve schneidet. Der Winkel des Mittelpunktes wird bzgl. dem internen Standard korrigiert, um einen Wert zu erhalten, der zweimal der Diffraktionswinkel ist. Es werden dieser Wert und die Wellenlänge der Cu/K&alpha;-Strahlung, &lambda;, in die folgenden zwei Gleichungen des Bragg'schen-Gesetzes eingesetzt:
  • wobei &lambda; 1,5418 Å ist
  • &theta; der Diffraktionswinkei entsprechend d002 oder d110.
  • (2) Die Krystallitgröße in den c- und a-Achsen, Lc und La:
  • Man erhielt die Halbwertsbreite &beta; bei einem Punkt, der die Hälfte der Höhe des Peaks in jeder der korrigierten Scankurven, die in (1) hergestellt wurden, betrug und setzte diesen Wert in die folgenden Gleichungen ein:
  • Verschiedene Werte können für den Formfaktor K verwendet werden, aber in der vorliegenden Erfindung wird 0,90 verwendet. Bezüglich den Bedeutungen von &lambda; und &theta; siehe (1).
  • (3) Die Linienbreite zwischen den Peaks in der ersten Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz, &Delta;Hpp:
  • Die erste Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz wurde mit einem JEOL HES-FE 1X ESR Spektrometer im X-Bereich gemessen. Ein Pulver eines kohlenstoffhaltigen Materials (ein flockenförmiges, kohlenstoffhaltiges Material wird in einem Achatmörser zu einem Pulver verrieben) wird in eine Kapillarröhre (Innendurchmesser: 1 mm) gegeben, die in ein ESR-Rohr (Außendurchmesser: 5 mm) gegeben wird. Das magnetische Radiofrequenzfeld wird bei einer Stärke von 6,3 Gauß moduliert. Alle vorstehend beschriebenen Verfahren wurden in Luft bei 23ºC ausgeführt. Der Wert von Ahpp wird durch Vergleich mit einer Standardprobe, Mn²&spplus;/MgO, bestimmt.
  • (4) Elementaranalyse:
  • Eine Probe wird im Vakuum bei 120ºC ca. 15 Stunden getrocknet. Dann wird die Probe auf eine heiße Platte in einer Trockenkammer transferiert und im Vakuum bei 100ºC eine Stunde getrocknet. Ein Teil der getrockneten Probe wird in einer Argonatmosphäre in einem Aluminiumtiegel in eine Argonatmosphäre gegeben und der Kohlenstoffgehalt wird aus dem Gewicht des Kohlenstoffdioxydgases, das als ein Ergebnis der Verbrennung freigesetzt wird, bestimmt, wohingegen der Wasserstoffgehalt aus dem Gewicht des Wassers, das ebenso durch die Verbrennung freigesetzt wird, bestimmt wird. In den Beispielen, die folgen, wird ein Elementaranalysegerät von Perkin-Elmer, Modell 240 C, verwendet.
  • Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele werden bereitgestellt, um die Erfindung zu erläutern. Die Einheiten des Abstandes der Kristallebene sind, wie es üblich ist, in Angström angegeben (1 Å = 10&supmin;¹&sup0; m).
  • Beispiel 1-1
  • Ein Pulver von Naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäuredianhydrid wurde in einen magnetischen Tiegel gegeben und vorausgehend durch Erwärmen bei 1 Atmosphäre in einem Stickstoffgasstrom unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: die Temperatur wurde mit einer Rate von Vt = 10 ºC/Minute auf TR = 375 ºC erhöht und diese Temperatur wurde für Ht = 30 Minuten aufrecht gehalten.
  • Das Pulver wurde auf Raumtemperatur gekühlt und wiederum in einem Stickstoffgasstrom mit einer Rate Vt = 10 ºC/Minute auf TR = 460 ºC erwärmt, gefolgt vom Halten der Temperatur für Ht = 30 Minuten. Die erste Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz für das erhaltene, flockenartige, kohlenstoffhaltige Material ist in Figur 3 gezeigt, der man entnehmen kann, daß Ahpp = 11,2 Gauß beträgt. Die Intensität einer Röntgenbeugungskurve für das gleiche Material war schwach, d002 = 3,67 Å und Lc = 13,0 Å. Ein Teil des kohlenstoffhaltigen Materials (1,8 mg) wurde mit einem Platinnetz umhüllt, um eine positive Elektrode herzustellen. Diese positive Elektrode und eine negative Elektrode aus metallischem Lithium wurden in einen Elektrolyten (1,0 M Lösung von Litiumperchlorat in Propylencarbonat) eingetaucht, um eine Batterie herzustellen.
  • Die Batterie wurde bei 59 µA (5 µA/mg) 333 Minuten geladen, bis 1,180 Coulomb elektrischer Ladung (0,1 C/mg) gespeichert waren. Die geladene Batterie wies eine Leerlaufspannung WC von 4,54 V auf und konnte eine hohe elektromotorische Kraft erzeugen. Nach dem Laden wurde die Batterie im Leerlaufzustand stehengelassen, wobei die Selbstentladung in 10 Stunden 3,5 % betrug, was eine hohe Stabilität der Batterie anzeigte.
  • Beispiel 1-2
  • Ein Pulver des gleichen Materials, das in Beispiel 1-1 verwendet wurde, wurde vorausgehend durch Erwärmen in einem Stickstoffgasstrom unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: Vt = 10 ºC/Minute, TR = 375 ºC und Ht = 30 Minuten. Das Pulver wurde auf Raumtemperatur gekühlt und unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: Vt= 10 &sup0;0/Minute, TR = 570 ºC und Ht = 30 Minuten. Ein flockenartiges, kohlenstoffhaltiges Material wurde erhalten: &Delta;Hpp = 110,4 Gauß. Die Intensität einer Röntgenbeugungskurve für dieses Material war schwach, d002 = 3,67 Å und Lc = 13,1Å. Eine Batterie wurde wie in Beispiel 1-1 unter Verwendung von 16,9 mg dieses kohlenstoffhaltigen Materials als positiver Elektrode hergestellt. Die Batterie wurde bei 84 µA (5 µA/mg) 333 Minuten geladen, bis die gespeicherte Ladung 1,690 Coulomb (0,1 C/mg) betrug. Die geladene Batterie wies eine VOC von 4,50 V auf und konnte eine hohe elektromotorische Kraft erzeugen. Nach dem Laden wurde die Batterie im Leerlauf zustand stehengelassen, wobei die Selbstentladung in 10 Stunden 4,6 0% betrug, was eine hohe Stabilität der Batterie anzeigte.
  • Beispiel 1-3
  • Ein Fiberglasfilter (GA 200 von Toyo Roshi Kaisha Ltd.) wurde als ein Trägermaterial verwendet. Ein Pulver (ca. 100 mg) des gleichen Materials, das in Beispiel 1-1 verwendet wurde, wurde in einen magnetischen Tiegel gegeben und ein Rechteck des Fiberglasfilters (26,6 mg) in dem Pulver vergraben. Das Pulver wurde vorausgehend durch Erwärmen in einem Stickstoffgasstrom unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: Vt = 10 ºC/Minute, TR = 375 ºC und Ht = 30 Minuten. Das Pulver wurde durch Sublimation auf dem Fiberglasf ilter abgeschieden. Das Pulver wurde auf Raumtemperatur gekühlt und durch weiteres Erwärmen in einem Stickstoffgasstrom unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: Vt = 10 ºC/Minute, TR = 520 ºC und Ht = 30 Minuten. Als ein Ergebnis des Tragens des kohlenstoffhaltigen Materials nahm das Gewicht des Fiberglasfilters um 31,8 mg zu. Das kohlenstoffhaltige Material wurde einheitlich von dem Filter in einer Proportion von 16,4 % getragen. Das getragene, kohlenstoffhaltige Material wies ein &Delta;Hpp = 11,7 Gauß auf.
  • Die Intensität einer Röntgenbeugungskurve für dieses Material war schwach, d002 = 3,62 Å und Lc = 13,2 Å. Die jeweiligen Werte von Ahpp, d002 und Lc wurden unter Verwendung eines reinen kohlenstoffhaltigen Materials, das durch Graphitisierung unter den gleichen Bedingungen, die vorstehend verwendet wurden, erhalten wurde, gemessen.
  • Eine Batterie wurde wie in Beispiel 1-1 unter Verwendung von 31,8 mg des Fiberglasfilters (entsprechend 5,2 mg des reinen kohlenstoffhaltigen Materials) als positiver Elektrode hergestellt. Die Batterie wurde bei 104 µA (20 µA/mg) 250 Minuten geladen, bis die gespeicherte Ladung 1,645 Coulomb (0,32 C/mg) betrug. Die geladene Batterie wies ein Voc von 4,88 V auf und konnte eine hohe elektromotorische Kraft erzeugen. Die geladene Batterie wies eine hohe theoretische Energiedichte, 370 Wh/kg, auf.
  • Vergleichsbeispiel 1-1
  • Ein Pulver des gleichen Materials, das in Beispiel 1-1 verwendet wurde, wurde durch Erwärmen in einem Stickstoffgasstrom unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: Vt = 10 ºC/Minute, TR = 375 ºC und Ht = 30 Minuten. Die erste Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz für das erhaltene Pulver des kohlenstoffhaltigen Materials ist in Figur 4 gezeigt, der man entnehmen kann, daß &Delta;Hpp = 6,7 Gauß beträgt. Eine Batterie wurde wie in Beispiel 1-1 unter Verwendung von 23,7 mg des kohlenstoffhaltigen Materials als positiver Elektrode hergestellt. Die Batterie wurde bei 118 µA (5 µA/mg) 333 Minuten geladen bis die gespeicherte Ladung 2,370 Coulomb (0,1 C/mg) betrug. Mit dem Fortschreiten des Ladens nahm das Potential schnell zu, wobei ein VOC erhalten wurde, das so hoch als 5,38 V war, wenn das Laden aber vollständig war, trat ein momentaner Spannungsabfall auf. Zusätzlich färbte sich der Elektrolyt mit Fortschreiten des Ladens gelb. Wegen dieser Probleme, d.h. hoher Überspannung und Zersetzung des Elektrolyten, war das kohlenstoffhaltige Material, das in Vergleichsbeispiel 1-1 hergestellt wurde, nicht geeignet als ein aktives Material für Batterieelektroden.
  • Beispiel 2-1
  • Ein Pulver von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäuredianhydrid wurde durch Erwärmen in einem Stickstoffgasstrom unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: Vt = 10 ºC/Minute, TR = 570 ºC und Ht = 60 Minuten. Die erste Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanzabsorptionsspektrums für das erhaltene Pulver des kohlenstoffhaltigen Materials ist in Figur 5 gezeigt, der man entnehmen kann, daß &Delta;Hpp = 105,1 Gauß beträgt. Die Intensität einer Röntgenbeugungskurve für das gleiche Material war schwach, d002 = 3,61 Å und Lc = 13,3 Å. Zwei Teile (jeweils 7,4 mg) des kohlenstoffhaltigen Materials wurden jeweils einzeln mit einem Platinnetz umhüllt, um positive und negative Elektroden herzustellen, die durch einen Fiberglasfilter getrennt waren. Die äußeren Oberflächen der Elektroden waren ebenso mit einem Fiberglasfilter bedeckt, der fixiert wurde, indem teilweise ein Polytetrafluorethylenband um die Elektroden gewickelt wurde.
  • Eine Batterie wurde hergestellt, indem beide Elektroden in einen Elekrolyten eingetaucht wurden, der aus einer 1,0 M Lithiumperchloratlösung in Propylencarbonat bestand. Diese Batterie wurde bei 37 µA (5 µA/mg) 667 Minuten geladen, bis die gespeicherte Ladung 1,480 Coulomb (0,2 C/mg) betrug. Die geladene Batterie wies ein VOC = 3,25 V auf und konnte eine hohe elektromotorische Kraft erzeugen. Sofort nach vollständiger Ladung wurde die Batterie kurzgeschlossen, um einen Kurzschlußstrom Isc von 294 mA zu erzeugen. Die Maximalleistungsdichte, Pmax, betrug 14,5 kW pro kg der Summe des Gewichts des aktiven Materials für beide Elektroden und des Gewichts der dotierten Ionen.
  • Vergleichsbeispiel 2-1
  • Ein Pulver des gleichen Materials, das in Beispiel 2-1 verwendet wurde, wurde durch Erwärmen in einem Stickstoffgasstrom unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: Vt = 10 ºC/Minute, TR = 530 ºC und Ht = 60 Minuten. Das erhaltene kohlenstoffhaltige Material wies ein &Delta;Hpp = 5,7 Gauß auf. Eine Batterie wurde wie in Beispiel 2-1 ;unter Verwendung von 2 Teilen (jeweils 10,0 mg) des kohlenstoffhaltigen Materials als positiver und negativer Elektrode hergestellt. Die Batterie wurde bei 50 µA (5 µA/mg) 667 Minuten geladen bis die gespeicherte Ladung 2,000 Coulomb (0,2 C/mg) betrug. Das Potential zwischen den Elektroden nahm schnell zu, wenn eine Ladung von etwa 1,26 C gespeichert worden war. Wegen dieser äußerst hohen Überspannung war das kohlenstoffhaltige Material, das in Vergleichsbeispiel 2-1 hergestellt wurde, nicht geeignet zur Verwendung als ein aktives Material für Batterieelektroden.
  • Beispiel 2-2
  • Ein Pulver des gleichen Materials, das in Beispiel 2-1 verwendet wurde, wurde durch Erwärmen in einem Stickstoffgasstrom unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: Vt = 10 ºC/Minute, TR = 920 ºC und Ht = 60 Minuten. Die erste Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz für das erhaltene Pulver des kohlenstoffhaltigen Materials ist in Figur 6 gezeigt, der man entnehmen kann, daß &Delta;Hpp = 1294 Gauß beträgt. Die Intensität einer Röntgenbeugungskurve für das kohlenstoffhaltige Material war schwach, d002 = 3,62 Å und Lc = 13,8 Å. Eine Batterie wurde wie in Beispiel 2-1 unter Verwendung von 2 Teilen (jeweils 10,2 mg) des kohlenstoffhaltigen Materials als positiver und negativer Elektrode hergestellt. Die Batterie wurde bei 51 µA (5 µA/mg) 667 Minuten geladen, bis die gespeicherte Ladung 2,040 Coulomb (0,2 C/mg) betrug. Die geladene Batterie wies ein VOC = 3,60 V auf und konnte eine hohe elektromotorische Kraft erzeugen. Der Kurzschlußstrom der Batterie, Isc, betrug 298 mA und die Maximalleistungsdichte, Pmax, betrug 11,7 kW/kg.
  • Beispiel 2-3
  • Ein Pulver des gleichen Materials, das in Beispiel 2-1 verwendet wurde, wurde vorausgehend durch Erwärmen in einem Stickstoffgasstrom unter den folgenden Bedingungen graphitisiert: Vt = 10 ºC/Minute, TR = 920 ºC und Ht = 60 Minuten. Das Pulver wurde auf Raumtemperatur gekühlt und durch schnelles Erwärmen in einem Argonstrom auf TR = 1600 ºC, welche Temperatur des Pulvers für Ht = 60 Minuten aufrecht gehalten wurde, graphitisiert. Die erste Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz für das erhaltene Pulver des kohlenstoffhaltigen Materials ist in Figur 7 gezeigt, der man entnehmen kann, daß &Delta;Hpp = 81,9 Gauß beträgt. Die Röntgenbeugungsspektroskopie ergab d002 = 3,47 Å und Lc = 50,0 Å. Eine Batterie wurde wie in Beispiel 2-1 unter Verwendung von 2 Teilen (jeweils 13,4 mg) des kohlenstoffhaltigen Materials als positiver und negativer Elektrode hergestellt. Die Batterie wurde bei 67 µA (5 µA/mg) 667 Minuten geladen, bis die gespeicherte Ladung 2,680 Coulomb (0,2 C/mg) betrug. Die geladene Batterie wies ein VOC = 3,80 V auf und konnte eine hohe elektromotorische Kraft erzeugen. Die Batterie wies ein Isc von 380 mA und eine Pmax von 12,1 kW/kg auf.

Claims (3)

1. Sekundärbattene, in der mindestens eine Elektrode aus einem Elektrodenmaterial hergestellt ist, das ein kohlenstoffhaltiges Material mit einer Pseudographitstruktur ist und durch Pyrolyse irgendeiner der folgenden Verbindungen:
(A) Naphthalin, Perylen, Terrylen, Pyren, Chrysen oder Coronen,
(B) einem Tetracarbonsäuredianhydrid von Naphthalin, Perylen, Terrylen, Pyren, Chrysen oder Coronen,
(C) einer entsprechenden, substituierten Tetracarbonsäureverbindung von Naphthalin, Perylen, Terrylen, Pyren, Chrysen oder Goronen erhalten wird,
wobei das kohlenstoffhaltige Material eine derartige Pseudographitstruktur aufweist, daß der Abstand der (002)- Flächen, d002, 3,37 bis 3,70 × 10&supmin;¹&sup0; m und die Kristallitgröße in Richtung der c-Achse, Lc, 7,0 bis 220 × 10&supmin;¹&sup0;m beträgt, wie durch Weitwinkelröntgenbeugungsspektroskopie bestimmt, und die Linienbreite, &Delta;Hpp, zwischen den Peaks in der ersten Ableitung des Absorptionsspektrums der Elektronenspinresonanz mindestens 10 Gauß beträgt und die Entfernung, a&sub0;, die zweimal der Abstand der (110)-Flächen, d110, ist, mindestens 2,37 × 10&supmin;¹&sup0;m (2,37 Å) und nicht mehr als 2,47 × 10&supmin;¹&sup0;m (2,47 Å) beträgt und die Kristallitgröße in Richtung der a-Achse, La, 10 bis 80 × 10&supmin;¹&sup0;m (10 bis 80 Å) beträgt, wobei die Elektrode in einen Elektrolyten eingetaucht wird, der aus Alkalimetallsalzen, Erdalkalimetailsalzen und Tetraalkylammoniumsalzen ausgewählt ist, so daß das Elektrodenmaterial mit negativen oder positiven Ionen dotiert ist, wodurch die Elektrode zu einer Elektrode für eine Sekundärbattene gemacht wird.
2. Sekundärbattene nach Anspruch 1, wobei in dem Elektrodenmaterial der Abstand der (002)-Flächen, d002, mindestens 3,40 × 10&supmin;¹&sup0; m beträgt und die Kristallitgröße in Richtung der c-Achse, Lc, mindestens 7 × 10&supmin;¹&sup0; m und nicht mehr als 150 × 10&supmin;¹&sup0; m, wie durch Weitwinkelröntgenbeugungsspektroskopie bestimmt, beträgt.
3. Sekundärbattene nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Linienbreite (&Delta;Hpp) zwischen den Peaks in der ersten Ableitung des Absorptionsspektrums mindestens 12 Gauß beträgt.
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