JP2003073929A - 気相成長法による炭素繊維、リチウム二次電池用電極材およびリチウム二次電池 - Google Patents
気相成長法による炭素繊維、リチウム二次電池用電極材およびリチウム二次電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種の電極材料等に好適に用いることができ
る気相成長法による炭素繊維を提供する。 【解決手段】 本発明に係る気相成長法による炭素繊維
は、底の無いカップ形状をなす炭素六角網層が多数積層
した、気相成長法による炭素繊維であって、炭素六角網
層の端面が露出しており、炭素六角網層の炭素原子の一
部がホウ素原子に置換されて、該ホウ素原子を頂点とす
る突起が形成されていることを特徴とする。
る気相成長法による炭素繊維を提供する。 【解決手段】 本発明に係る気相成長法による炭素繊維
は、底の無いカップ形状をなす炭素六角網層が多数積層
した、気相成長法による炭素繊維であって、炭素六角網
層の端面が露出しており、炭素六角網層の炭素原子の一
部がホウ素原子に置換されて、該ホウ素原子を頂点とす
る突起が形成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気相成長法による炭
素繊維、リチウム二次電池用負極材およびリチウム二次
電池に関する。
素繊維、リチウム二次電池用負極材およびリチウム二次
電池に関する。
【０００２】
【従来技術】リチウム二次電池は、各種二次電池の中
で、携帯電話やノートパソコンに代表される情報通信機
器に必須の電源として使用され、モバイル機器の小型軽
量化に寄与している。かかるリチウム二次電池の電極材
（添加材）として、電極の強度付与、導電性付与等の目
的で黒鉛や炭素繊維が用いられている。リチウム二次電
池の正極材、負極材ともに層状構造を有しており、充電
時には正極からリチウムイオンが引き抜かれ、負極の炭
素六角網層間に挿入されてリチウム層間化合物を形成す
る。放電時には逆に炭素負極から正極へリチウムイオン
が移動する反応が起こる。電極材の炭素材料は上記のよ
うに、リチウムイオンを吸蔵、放出する機能を有し、こ
の吸蔵、放出機能の良否が充放電特性等の電池特性に大
きな影響を与える。
で、携帯電話やノートパソコンに代表される情報通信機
器に必須の電源として使用され、モバイル機器の小型軽
量化に寄与している。かかるリチウム二次電池の電極材
（添加材）として、電極の強度付与、導電性付与等の目
的で黒鉛や炭素繊維が用いられている。リチウム二次電
池の正極材、負極材ともに層状構造を有しており、充電
時には正極からリチウムイオンが引き抜かれ、負極の炭
素六角網層間に挿入されてリチウム層間化合物を形成す
る。放電時には逆に炭素負極から正極へリチウムイオン
が移動する反応が起こる。電極材の炭素材料は上記のよ
うに、リチウムイオンを吸蔵、放出する機能を有し、こ
の吸蔵、放出機能の良否が充放電特性等の電池特性に大
きな影響を与える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】黒鉛、特に異方性グラ
ファイトは典型的な層状構造を有し、種々の原子、分子
を導入してグラファイト層間化合物（Graphite Interc
alation Compounds；ＧＩＣ）を形成する。この黒鉛の
層間にリチウムイオンが挿入されると、層間が広がり、
電極材（特に負極材）は膨張する。このような状態で充
放電が繰り返されると、電極の変形がもたらされたり、
金属リチウムの析出が起こりやすくなり、容量劣化や内
部ショートの原因となる。また層間が伸縮を繰り返す
と、黒鉛結晶構造の破壊原因となり、サイクル特性（寿
命）に悪影響を与える。加えて、黒鉛は電極材として導
電性に劣るという課題がある。一方、炭素材料には、気
相成長法によって製造されるチューブ状の炭素繊維も知
られている。この炭素繊維は複数の同心状の炭素六角網
層が形成されたチューブ状をなし、負極材として用いら
れる場合、リチウムイオンの挿入口は繊維の端面でしか
なく、十分なリチウム層間化合物が形成されず、電気エ
ネルギー密度が小さく、十分な容量が得られないという
課題がある。また炭素六角網層が同心状をなすため、リ
チウムイオンが挿入されると、同心状の炭素六角網層が
無理に押し広げられ、ストレスが生じて、やはり結晶構
造の破壊原因となるという課題がある。
ファイトは典型的な層状構造を有し、種々の原子、分子
を導入してグラファイト層間化合物（Graphite Interc
alation Compounds；ＧＩＣ）を形成する。この黒鉛の
層間にリチウムイオンが挿入されると、層間が広がり、
電極材（特に負極材）は膨張する。このような状態で充
放電が繰り返されると、電極の変形がもたらされたり、
金属リチウムの析出が起こりやすくなり、容量劣化や内
部ショートの原因となる。また層間が伸縮を繰り返す
と、黒鉛結晶構造の破壊原因となり、サイクル特性（寿
命）に悪影響を与える。加えて、黒鉛は電極材として導
電性に劣るという課題がある。一方、炭素材料には、気
相成長法によって製造されるチューブ状の炭素繊維も知
られている。この炭素繊維は複数の同心状の炭素六角網
層が形成されたチューブ状をなし、負極材として用いら
れる場合、リチウムイオンの挿入口は繊維の端面でしか
なく、十分なリチウム層間化合物が形成されず、電気エ
ネルギー密度が小さく、十分な容量が得られないという
課題がある。また炭素六角網層が同心状をなすため、リ
チウムイオンが挿入されると、同心状の炭素六角網層が
無理に押し広げられ、ストレスが生じて、やはり結晶構
造の破壊原因となるという課題がある。
【０００４】そこで本発明は上記課題を解決すべくなさ
れたもので、その目的とするところは、各種の電極材料
等に好適に用いることができる気相成長法による炭素繊
維、寿命性能に優れ、容量増加も図れるリチウム二次電
池用負極材およびリチウム二次電池を提供するにある。
れたもので、その目的とするところは、各種の電極材料
等に好適に用いることができる気相成長法による炭素繊
維、寿命性能に優れ、容量増加も図れるリチウム二次電
池用負極材およびリチウム二次電池を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る気相成長法による炭素繊維は、底の無
いカップ形状をなす炭素六角網層が多数積層した、気相
成長法による炭素繊維であって、炭素六角網層の端面が
露出しており、炭素六角網層の炭素原子の一部がホウ素
原子に置換されて、該ホウ素原子を頂点とする突起が形
成されていることを特徴とする。
め、本発明に係る気相成長法による炭素繊維は、底の無
いカップ形状をなす炭素六角網層が多数積層した、気相
成長法による炭素繊維であって、炭素六角網層の端面が
露出しており、炭素六角網層の炭素原子の一部がホウ素
原子に置換されて、該ホウ素原子を頂点とする突起が形
成されていることを特徴とする。
【０００６】底の無いカップ形状をなす炭素六角網層が
数個〜数百個積層した炭素繊維であることを特徴とす
る。節の無い中空状をなすことを特徴とする。また、中
空部の外表面および内表面側の炭素六角網層の端面が露
出していることを特徴とする。２％以上（さらに好まし
くは７％以上）の外表面で炭素六角網層の端面が露出し
ていると好適である。また、炭素六角網層の端面が露出
している表面の部位が、該端面が不揃いで、原子の大き
さレベルでの微細な凹凸を呈していることを特徴とす
る。さらに、２５００℃以上の高温で熱処理しても、黒
鉛化しないことを特徴とする。このことは、２５００℃
以上の高温で熱処理しても、ラマンスペクトルのＤピー
ク（１３６０ｃｍ-1）が消失しないことから明らかであ
る。上記気相成長法による炭素繊維をリチウム二次電池
用電極材に用いて、高出力特性、長寿命、性能の安定化
に優れ、また容量増加も図れるリチウム二次電池を提供
できる。
数個〜数百個積層した炭素繊維であることを特徴とす
る。節の無い中空状をなすことを特徴とする。また、中
空部の外表面および内表面側の炭素六角網層の端面が露
出していることを特徴とする。２％以上（さらに好まし
くは７％以上）の外表面で炭素六角網層の端面が露出し
ていると好適である。また、炭素六角網層の端面が露出
している表面の部位が、該端面が不揃いで、原子の大き
さレベルでの微細な凹凸を呈していることを特徴とす
る。さらに、２５００℃以上の高温で熱処理しても、黒
鉛化しないことを特徴とする。このことは、２５００℃
以上の高温で熱処理しても、ラマンスペクトルのＤピー
ク（１３６０ｃｍ-1）が消失しないことから明らかであ
る。上記気相成長法による炭素繊維をリチウム二次電池
用電極材に用いて、高出力特性、長寿命、性能の安定化
に優れ、また容量増加も図れるリチウム二次電池を提供
できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づき詳細に説明する。本発明に係る気相成
長法による炭素繊維は、底の無いカップ形状をなす炭素
六角網層が多数積層した、気相成長法による炭素繊維
（以下単に炭素繊維あるいはヘリンボン構造の炭素繊維
という）であって、炭素六角網層の端面が露出してお
り、炭素六角網層の炭素原子の一部がホウ素原子に置換
されて、該ホウ素原子を頂点とする突起が形成されてい
るものである。まず、以下にヘリンボン構造の炭素繊維
の製造方法の一例を説明する。反応器は公知の縦型反応
器を用いた。原料にベンゼンを用い、ほぼ２０℃の蒸気
圧となる分圧で、水素気流により反応器に、流量０．３
l／hでチャンバーに送り込んだ。触媒はフェロセンを用
い、１８５℃で気化させ、ほぼ３×１０-7mol/sの濃度
でチャンバーに送り込んだ。反応温度は約１１００℃、
反応時間が約２０分で、直径が平均約１００ｎｍのヘリ
ンボン構造の炭素繊維が得られた。原料の流量、反応温
度を調節する（反応器の大きさ等によって異なる）こと
で、底の無いカップ形状をなす炭素六角網層が多数積層
され、数十ｎｍ〜数十μｍの範囲に亙って節（ブリッ
ジ）の無い中空の炭素繊維が得られる。また、後記する
ように、この底の無いカップ形状をなす炭素六角網層が
多数積層された炭素繊維をグラインディングすることに
よって、底の無いカップ形状をなす炭素六角網層が数個
〜数百個積層された炭素繊維に長さ調整してもよい。
添付図面に基づき詳細に説明する。本発明に係る気相成
長法による炭素繊維は、底の無いカップ形状をなす炭素
六角網層が多数積層した、気相成長法による炭素繊維
（以下単に炭素繊維あるいはヘリンボン構造の炭素繊維
という）であって、炭素六角網層の端面が露出してお
り、炭素六角網層の炭素原子の一部がホウ素原子に置換
されて、該ホウ素原子を頂点とする突起が形成されてい
るものである。まず、以下にヘリンボン構造の炭素繊維
の製造方法の一例を説明する。反応器は公知の縦型反応
器を用いた。原料にベンゼンを用い、ほぼ２０℃の蒸気
圧となる分圧で、水素気流により反応器に、流量０．３
l／hでチャンバーに送り込んだ。触媒はフェロセンを用
い、１８５℃で気化させ、ほぼ３×１０-7mol/sの濃度
でチャンバーに送り込んだ。反応温度は約１１００℃、
反応時間が約２０分で、直径が平均約１００ｎｍのヘリ
ンボン構造の炭素繊維が得られた。原料の流量、反応温
度を調節する（反応器の大きさ等によって異なる）こと
で、底の無いカップ形状をなす炭素六角網層が多数積層
され、数十ｎｍ〜数十μｍの範囲に亙って節（ブリッ
ジ）の無い中空の炭素繊維が得られる。また、後記する
ように、この底の無いカップ形状をなす炭素六角網層が
多数積層された炭素繊維をグラインディングすることに
よって、底の無いカップ形状をなす炭素六角網層が数個
〜数百個積層された炭素繊維に長さ調整してもよい。
【０００８】ボロンドーピングの説明の前に、まず、上
記のようにして得られる炭素繊維の特性について説明す
る。図１は、上記気相成長法によって製造したヘリンボ
ン構造の炭素繊維の透過型電子顕微鏡写真の複写図、図
２はその拡大図、図３はその模式図である。図から明ら
かなように、傾斜した炭素六角網層１０を覆って、アモ
ルファス状の余剰炭素が堆積した堆積層１２が形成され
ていることがわかる。１４は中心孔である。このような
堆積層１２が形成されている炭素繊維を、４００℃以
上、好ましくは５００℃以上、一層好ましくは５２０℃
以上５３０℃以下の温度で、大気中で１〜数時間加熱す
ることにより、堆積層１２が酸化されて熱分解し、除去
されて炭素六角網層の端面（六員環端）が一部露出す
る。あるいは、超臨界水により炭素繊維を洗浄すること
によっても堆積層１２を除去でき、炭素六角網層の端面
を露出させることができる。あるいはまた上記炭素繊維
を塩酸または硫酸中に浸漬し、スターラーで撹拌しつつ
８０℃程度に加熱しても堆積層１２を除去できる。
記のようにして得られる炭素繊維の特性について説明す
る。図１は、上記気相成長法によって製造したヘリンボ
ン構造の炭素繊維の透過型電子顕微鏡写真の複写図、図
２はその拡大図、図３はその模式図である。図から明ら
かなように、傾斜した炭素六角網層１０を覆って、アモ
ルファス状の余剰炭素が堆積した堆積層１２が形成され
ていることがわかる。１４は中心孔である。このような
堆積層１２が形成されている炭素繊維を、４００℃以
上、好ましくは５００℃以上、一層好ましくは５２０℃
以上５３０℃以下の温度で、大気中で１〜数時間加熱す
ることにより、堆積層１２が酸化されて熱分解し、除去
されて炭素六角網層の端面（六員環端）が一部露出す
る。あるいは、超臨界水により炭素繊維を洗浄すること
によっても堆積層１２を除去でき、炭素六角網層の端面
を露出させることができる。あるいはまた上記炭素繊維
を塩酸または硫酸中に浸漬し、スターラーで撹拌しつつ
８０℃程度に加熱しても堆積層１２を除去できる。
【０００９】図４は、上記のように約５３０℃の温度
で、大気中１時間熱処理したヘリンボン構造の炭素繊維
の透過型電子顕微鏡写真の複写図、図５はその拡大図、
図６はさらにその拡大図、図７はその模式図である。図
５〜図７から明らかなように、上記のように熱処理を行
うことによって、堆積層１２の一部が除去され、炭素六
角網層１０の端面（炭素六員環端）が露出していること
がわかる。なお、残留している堆積層１２もほとんど分
解されていて、単に付着している程度のものと考えられ
る。熱処理を数時間行い、また超臨界水での洗浄を併用
すれば、堆積層１２を１００％除去することも可能であ
る。また、図４に明らかなように、炭素繊維１０は、底
の無いカップ形状をなす炭素網面が多数積層しており、
少なくとも数十ｎｍ〜数十μｍの範囲で中空状をなして
いる。中心線に対する炭素六角網層の傾斜角は２５°〜
３５°程度である。
で、大気中１時間熱処理したヘリンボン構造の炭素繊維
の透過型電子顕微鏡写真の複写図、図５はその拡大図、
図６はさらにその拡大図、図７はその模式図である。図
５〜図７から明らかなように、上記のように熱処理を行
うことによって、堆積層１２の一部が除去され、炭素六
角網層１０の端面（炭素六員環端）が露出していること
がわかる。なお、残留している堆積層１２もほとんど分
解されていて、単に付着している程度のものと考えられ
る。熱処理を数時間行い、また超臨界水での洗浄を併用
すれば、堆積層１２を１００％除去することも可能であ
る。また、図４に明らかなように、炭素繊維１０は、底
の無いカップ形状をなす炭素網面が多数積層しており、
少なくとも数十ｎｍ〜数十μｍの範囲で中空状をなして
いる。中心線に対する炭素六角網層の傾斜角は２５°〜
３５°程度である。
【００１０】また、図６や図７に明確なように、炭素六
角網層１０の端面が露出している外表面および内表面の
部位が、端面が不揃いで、ｎｍ（ナノメーター）、すな
わち原子の大きさレベルでの微細な凹凸１６を呈してい
ることがわかる。図２に示すように、堆積層１２の除去
前は明確でないが、上記の熱処理により堆積層１２を除
去することによって、凹凸１６が現れた。露出している
炭素六角網層１０の端面は、他の原子と結びつきやす
く、きわめて活性度の高いものである。これは大気中で
の熱処理により、堆積層１２が除去されつつ、露出する
炭素六角網層の端面に、フェノール性水酸基、カルボキ
シル基、キノン型カルボニル基、ラクトン基などの含酸
素官能基が増大し、これら含酸素官能基が親水性、各種
物質に対する親和性が高いからと考えられる。また中空
構造をなすこと、および凹凸１６によるアンカー効果は
大きい。実際、樹脂バインダーにより多数の炭素繊維を
固め、銅箔上に塗布し、乾燥させて負極を形成する際
の、バインダーとの結着力も良好で、このことが電極の
寿命を延ばす一因と考えられる。
角網層１０の端面が露出している外表面および内表面の
部位が、端面が不揃いで、ｎｍ（ナノメーター）、すな
わち原子の大きさレベルでの微細な凹凸１６を呈してい
ることがわかる。図２に示すように、堆積層１２の除去
前は明確でないが、上記の熱処理により堆積層１２を除
去することによって、凹凸１６が現れた。露出している
炭素六角網層１０の端面は、他の原子と結びつきやす
く、きわめて活性度の高いものである。これは大気中で
の熱処理により、堆積層１２が除去されつつ、露出する
炭素六角網層の端面に、フェノール性水酸基、カルボキ
シル基、キノン型カルボニル基、ラクトン基などの含酸
素官能基が増大し、これら含酸素官能基が親水性、各種
物質に対する親和性が高いからと考えられる。また中空
構造をなすこと、および凹凸１６によるアンカー効果は
大きい。実際、樹脂バインダーにより多数の炭素繊維を
固め、銅箔上に塗布し、乾燥させて負極を形成する際
の、バインダーとの結着力も良好で、このことが電極の
寿命を延ばす一因と考えられる。
【００１１】図８は、ヘリンボン構造の炭素繊維（サン
プルＮＯ.２４ＰＳ）を、大気中で、１時間、それぞれ
５００℃、５２０℃、５３０℃、５４０℃で熱処理した
後の、炭素繊維のラマンスペクトルを示す。上記熱処理
を行うことによって、堆積層１２が除去されることは図
５〜図７で示したが、図８のラマンスペクトルから明ら
かなように、Ｄピーク（１３６０ｃｍ-1）およびＧピー
ク（１５８０ｃｍ-1）が存在することから、このものは
炭素繊維であるとともに、黒鉛化構造でない炭素繊維で
あることが示される。
プルＮＯ.２４ＰＳ）を、大気中で、１時間、それぞれ
５００℃、５２０℃、５３０℃、５４０℃で熱処理した
後の、炭素繊維のラマンスペクトルを示す。上記熱処理
を行うことによって、堆積層１２が除去されることは図
５〜図７で示したが、図８のラマンスペクトルから明ら
かなように、Ｄピーク（１３６０ｃｍ-1）およびＧピー
ク（１５８０ｃｍ-1）が存在することから、このものは
炭素繊維であるとともに、黒鉛化構造でない炭素繊維で
あることが示される。
【００１２】すなわち、上記ヘリンボン構造の炭素繊維
は、炭素網面のずれた（グラインド）乱層構造（Turbos
tratic Structure）を有していると考えられる。この
乱層構造炭素繊維では、各炭素六角網面が平行な積層構
造は有しているが各六角網面が平面方向にずれた、ある
いは回転した積層構造となっていて、結晶学的規則性は
有しない。この乱層構造の特徴は、層間への他の原子等
のインターカレーションが生じにくい点である。しか
し、リチウムイオンの大きさレベルの原子の進入は許容
する。
は、炭素網面のずれた（グラインド）乱層構造（Turbos
tratic Structure）を有していると考えられる。この
乱層構造炭素繊維では、各炭素六角網面が平行な積層構
造は有しているが各六角網面が平面方向にずれた、ある
いは回転した積層構造となっていて、結晶学的規則性は
有しない。この乱層構造の特徴は、層間への他の原子等
のインターカレーションが生じにくい点である。しか
し、リチウムイオンの大きさレベルの原子の進入は許容
する。
【００１３】図９は、上記熱処理を行って炭素六角網層
の端面を露出させた、サンプルＮＯ.１９ＰＳと、サン
プルＮＯ．２４ＰＳの炭素繊維のラマンスペクトルを示
す。また図１０は、上記炭素六角網層の端面を露出させ
た、サンプルＮＯ.１９ＰＳと、サンプルＮＯ．２４Ｐ
Ｓの炭素繊維に３０００℃の熱処理（通常の黒鉛化処
理）を行った後の炭素繊維のラマンスペクトルを示す。
図１０に示すように、炭素六角網層の端面を露出させた
炭素繊維に黒鉛化処理を行っても、Ｄピークが消失しな
いことがわかる。これは、黒鉛化処理を行っても黒鉛化
していないことを示す。図示しないが、Ｘ線回折を行っ
ても、１１２面の回折線が出てこないことからも、上記
炭素繊維は黒鉛化していないことが判明した。
の端面を露出させた、サンプルＮＯ.１９ＰＳと、サン
プルＮＯ．２４ＰＳの炭素繊維のラマンスペクトルを示
す。また図１０は、上記炭素六角網層の端面を露出させ
た、サンプルＮＯ.１９ＰＳと、サンプルＮＯ．２４Ｐ
Ｓの炭素繊維に３０００℃の熱処理（通常の黒鉛化処
理）を行った後の炭素繊維のラマンスペクトルを示す。
図１０に示すように、炭素六角網層の端面を露出させた
炭素繊維に黒鉛化処理を行っても、Ｄピークが消失しな
いことがわかる。これは、黒鉛化処理を行っても黒鉛化
していないことを示す。図示しないが、Ｘ線回折を行っ
ても、１１２面の回折線が出てこないことからも、上記
炭素繊維は黒鉛化していないことが判明した。
【００１４】黒鉛化処理を行っても黒鉛化しないという
ことは、黒鉛化しやすい堆積層１２が除去されているか
らと考えられる。そして、残ったヘリンボン構造の部位
が黒鉛化しないということが明らかとなった。上記のよ
うにして得られる、炭素網層が露出した炭素繊維を、リ
チウム二次電池の電極材（電極の添加材）として用いる
のである。
ことは、黒鉛化しやすい堆積層１２が除去されているか
らと考えられる。そして、残ったヘリンボン構造の部位
が黒鉛化しないということが明らかとなった。上記のよ
うにして得られる、炭素網層が露出した炭素繊維を、リ
チウム二次電池の電極材（電極の添加材）として用いる
のである。
【００１５】上記電極材（炭素繊維）は、上記のように
底の無いカップ状をなす炭素網層１０が多数積層し数十
ｎｍ〜数十μｍに亘って節がなく中空状になっている構
造をなすことから、長さ方向に伸縮する特性を有する。
炭素網層１０間にリチウムイオンが外表面および内表面
側から進入すると炭素網層１０間が広がり、炭素繊維は
長さ方向に伸長する（図１１）。逆にリチウムイオンが
炭素網層１０間から放出されると、炭素網層１０間は狭
まり、炭素繊維が長さ方向に縮まる（図１２）。このこ
とは何を意味するかというと、リチウムイオンの繰り返
しの進入、放出によるストレスが、炭素繊維の伸縮によ
り吸収され、かつ、リチウムイオンの進入、放出が炭素
繊維の外表面からだけでなく、内表面からもなされるの
で、実際上炭素繊維にほとんど物理的なストレスが加わ
らず、その結晶構造が破壊されないということを意味し
ている。このことが電池の高出力特性、寿命性能を向上
させ、また性能を安定化させるのである。
底の無いカップ状をなす炭素網層１０が多数積層し数十
ｎｍ〜数十μｍに亘って節がなく中空状になっている構
造をなすことから、長さ方向に伸縮する特性を有する。
炭素網層１０間にリチウムイオンが外表面および内表面
側から進入すると炭素網層１０間が広がり、炭素繊維は
長さ方向に伸長する（図１１）。逆にリチウムイオンが
炭素網層１０間から放出されると、炭素網層１０間は狭
まり、炭素繊維が長さ方向に縮まる（図１２）。このこ
とは何を意味するかというと、リチウムイオンの繰り返
しの進入、放出によるストレスが、炭素繊維の伸縮によ
り吸収され、かつ、リチウムイオンの進入、放出が炭素
繊維の外表面からだけでなく、内表面からもなされるの
で、実際上炭素繊維にほとんど物理的なストレスが加わ
らず、その結晶構造が破壊されないということを意味し
ている。このことが電池の高出力特性、寿命性能を向上
させ、また性能を安定化させるのである。
【００１６】この点負極材に黒鉛を用いると、黒鉛はリ
チウムイオンの進入により、単に膨張し、復帰しづらい
ので、結晶構造が破壊されやすいし、同心状の炭素網層
が積層したチューブ状の炭素繊維を負極材に用いた場合
にあっては、チューブ端面からリチウムイオンが無理に
進入するため、繰り返しの大きなストレスが加わるので
ある。
チウムイオンの進入により、単に膨張し、復帰しづらい
ので、結晶構造が破壊されやすいし、同心状の炭素網層
が積層したチューブ状の炭素繊維を負極材に用いた場合
にあっては、チューブ端面からリチウムイオンが無理に
進入するため、繰り返しの大きなストレスが加わるので
ある。
【００１７】また、本実施の形態における電極材（炭素
繊維）は、底の無いカップ状をなす炭素網層の、繊維内
外に露出する端面（エッジ）が極めて高い活性力を有す
る点を特徴としている。このように高い活性力を有する
エッジにリチウムイオンが吸着されやすく、したがっ
て、多量のリチウムイオンの吸蔵性を有し、このことが
電池容量を大きくできる要因となっている。加えて炭素
繊維の中心孔１４にも電解液が入り、保持されること
は、繊維内に露出する端面（エッジ）での多量のリチウ
ムイオンの吸蔵性を助け、電池容量を大きくできる要因
となっている。
繊維）は、底の無いカップ状をなす炭素網層の、繊維内
外に露出する端面（エッジ）が極めて高い活性力を有す
る点を特徴としている。このように高い活性力を有する
エッジにリチウムイオンが吸着されやすく、したがっ
て、多量のリチウムイオンの吸蔵性を有し、このことが
電池容量を大きくできる要因となっている。加えて炭素
繊維の中心孔１４にも電解液が入り、保持されること
は、繊維内に露出する端面（エッジ）での多量のリチウ
ムイオンの吸蔵性を助け、電池容量を大きくできる要因
となっている。
【００１８】上記のようにして得られるヘリンボン構造
をなす炭素繊維は、底の無いカップ形状、すなわち断面
がハの字状をなす単位炭素六角網層が数万〜数十万個積
層している短繊維である。この短繊維は、分子量（長
さ）が大きく不溶性である。上記短繊維を、単位炭素六
角網層が、数個〜数百個積層されたものに分断したもの
も好適に用いることができる。
をなす炭素繊維は、底の無いカップ形状、すなわち断面
がハの字状をなす単位炭素六角網層が数万〜数十万個積
層している短繊維である。この短繊維は、分子量（長
さ）が大きく不溶性である。上記短繊維を、単位炭素六
角網層が、数個〜数百個積層されたものに分断したもの
も好適に用いることができる。
【００１９】上記短繊維を分断するには、水あるいは溶
媒を適宜量加えて、乳鉢を用いて乳棒により緩やかにす
りつぶすことによって行える。すなわち、上記短繊維
（堆積層１２が形成されたもの、堆積層１２が一部ある
いは全部除去されたもの、いずれでもよい）を乳鉢に入
れ、乳棒により機械的に緩やかに短繊維をすりつぶすの
である。乳鉢での処理時間を経験的に制御することによ
って、単位炭素六角網層が数個〜数百個積層した炭素繊
維を得ることができる。
媒を適宜量加えて、乳鉢を用いて乳棒により緩やかにす
りつぶすことによって行える。すなわち、上記短繊維
（堆積層１２が形成されたもの、堆積層１２が一部ある
いは全部除去されたもの、いずれでもよい）を乳鉢に入
れ、乳棒により機械的に緩やかに短繊維をすりつぶすの
である。乳鉢での処理時間を経験的に制御することによ
って、単位炭素六角網層が数個〜数百個積層した炭素繊
維を得ることができる。
【００２０】その際、環状の炭素六角網層は比較的強度
が高く、各炭素六角網層間は弱いファンデアワールス力
によって結合しているにすぎないので、環状炭素六角網
層はつぶれることはなく、特に弱い結合部分の炭素六角
網層間で分離されることとなる。なお、上記短繊維を液
体窒素中で乳鉢によりすりつぶすようにすると好適であ
る。液体窒素が蒸発する際、空気中の水分が吸収され、
氷となるので、氷とともに短繊維を乳棒によりすりつぶ
すことによって、機械的ストレスを軽減し、上記の単位
繊維層間での分離が行える。
が高く、各炭素六角網層間は弱いファンデアワールス力
によって結合しているにすぎないので、環状炭素六角網
層はつぶれることはなく、特に弱い結合部分の炭素六角
網層間で分離されることとなる。なお、上記短繊維を液
体窒素中で乳鉢によりすりつぶすようにすると好適であ
る。液体窒素が蒸発する際、空気中の水分が吸収され、
氷となるので、氷とともに短繊維を乳棒によりすりつぶ
すことによって、機械的ストレスを軽減し、上記の単位
繊維層間での分離が行える。
【００２１】工業的には、上記炭素繊維をボールミリン
グによってグラインディング処理するとよい。以下にボ
ールミリングによって炭素繊維の長さ調整をした実施例
を説明する。ボールミルはアサヒ理化製作所製のものを
用いた。使用ボールは直径５ｍｍのアルミナ製である。
上記炭素繊維を１ｇ、アルミナボール２００ｇ、蒸留水
５０ｃｃをセル中に入れ、３５０ｒｐｍの回転速度で処
理をし、１、３、５，１０、２４の各時間経過毎にサン
プリングした。
グによってグラインディング処理するとよい。以下にボ
ールミリングによって炭素繊維の長さ調整をした実施例
を説明する。ボールミルはアサヒ理化製作所製のものを
用いた。使用ボールは直径５ｍｍのアルミナ製である。
上記炭素繊維を１ｇ、アルミナボール２００ｇ、蒸留水
５０ｃｃをセル中に入れ、３５０ｒｐｍの回転速度で処
理をし、１、３、５，１０、２４の各時間経過毎にサン
プリングした。
【００２２】図１３は、レーザー粒度分布計を用いた計
測した、各時間経過毎の炭素繊維の長さ分布を示す。図
１３から明らかなように、ミリング時間が経過するにつ
れて、線長が短くなっていく。特に１０時間経過後は、
１０μｍ以下に急激に線長が下がる。２４時間経過後
は、１μｍ前後に別のピークが発生しており、より細か
い線長になっているのが明らかである。１μｍ前後にピ
ークが現れたのは、長さと直径がほとんど等しくなり、
直径分をダブルカウントした結果と考えられる。
測した、各時間経過毎の炭素繊維の長さ分布を示す。図
１３から明らかなように、ミリング時間が経過するにつ
れて、線長が短くなっていく。特に１０時間経過後は、
１０μｍ以下に急激に線長が下がる。２４時間経過後
は、１μｍ前後に別のピークが発生しており、より細か
い線長になっているのが明らかである。１μｍ前後にピ
ークが現れたのは、長さと直径がほとんど等しくなり、
直径分をダブルカウントした結果と考えられる。
【００２３】図１４は、上記のようにして、底のないカ
ップ形状をなす炭素網装置が数十個積層した状態に長さ
調整された、非常に興味のある炭素繊維の透過型電子顕
微鏡写真の複写図である。節の無い中空状をなしてい
る。また中空部の外表面および内表面側の炭素網層の端
面が露出している。この炭素繊維は、長さおよび直径が
約６０ｎｍで、肉厚の薄い、空洞部の大きなチューブ状
をなしている。ボールミリングの条件により種々の長さ
のものに調整が可能となる。このように、底の無いカッ
プ形状をなす炭素網層が抜け出すようにして、分離さ
れ、炭素網層の形状が壊されていないことがわかる。こ
の点、通常の、同心状をなすカーボンナノチューブをグ
ラインディングすると、チューブが割れ、外表面に軸方
向に亀裂が生じたり、ささくれ立ちが生じ、また、いわ
ゆる芯が抜けたような状態が生じたりして、長さ調整が
困難であった。
ップ形状をなす炭素網装置が数十個積層した状態に長さ
調整された、非常に興味のある炭素繊維の透過型電子顕
微鏡写真の複写図である。節の無い中空状をなしてい
る。また中空部の外表面および内表面側の炭素網層の端
面が露出している。この炭素繊維は、長さおよび直径が
約６０ｎｍで、肉厚の薄い、空洞部の大きなチューブ状
をなしている。ボールミリングの条件により種々の長さ
のものに調整が可能となる。このように、底の無いカッ
プ形状をなす炭素網層が抜け出すようにして、分離さ
れ、炭素網層の形状が壊されていないことがわかる。こ
の点、通常の、同心状をなすカーボンナノチューブをグ
ラインディングすると、チューブが割れ、外表面に軸方
向に亀裂が生じたり、ささくれ立ちが生じ、また、いわ
ゆる芯が抜けたような状態が生じたりして、長さ調整が
困難であった。
【００２４】上記のように長さ調整することによって微
細粒となることから、バインダーへの分散性がより良好
になり、バインダーとの結着力がより強くなり、電極の
寿命が延びる。また、底の無いカップ形状をなす炭素網
層の端面がより多く露出することになり、この高い活性
力を有するエッジにリチウムイオンがより吸着されやす
く、したがって、ますます多量のリチウムイオンが吸蔵
され、このことが電池容量をより大きくできる要因とな
っている。また、炭素繊維の中心孔１４にも電解液がよ
り入りやすくなり、保持されることとなり、繊維内に露
出する端面（エッジ）での多量のリチウムイオンの吸蔵
性を助け、電池容量をさらに大きくできる要因となって
いる。
細粒となることから、バインダーへの分散性がより良好
になり、バインダーとの結着力がより強くなり、電極の
寿命が延びる。また、底の無いカップ形状をなす炭素網
層の端面がより多く露出することになり、この高い活性
力を有するエッジにリチウムイオンがより吸着されやす
く、したがって、ますます多量のリチウムイオンが吸蔵
され、このことが電池容量をより大きくできる要因とな
っている。また、炭素繊維の中心孔１４にも電解液がよ
り入りやすくなり、保持されることとなり、繊維内に露
出する端面（エッジ）での多量のリチウムイオンの吸蔵
性を助け、電池容量をさらに大きくできる要因となって
いる。
【００２５】以上、ヘリンボン構造の炭素繊維について
説明した。本発明に係る気相成長法による炭素繊維は、
上記炭素繊維にさらにホウ素原子をドーピング（炭素六
角網層の炭素原子の一部をホウ素原子に置換）したもの
である。ホウ素原子の置換（ドーピング）は、上記炭素
繊維と、酸化ボロン（Ｂ2Ｏ3）あるいはホウ素粉末と
を、炭素繊維に対してボロンが約５ｗｔ％となるように
混合し、黒鉛抵抗炉、アルゴン等の非酸化性雰囲気中
で、２５００℃以上の温度で、１０分間程度熱処理する
ことでなされる。この処理によって、１〜１０アトミッ
ク％のホウ素原子を置換できる。
説明した。本発明に係る気相成長法による炭素繊維は、
上記炭素繊維にさらにホウ素原子をドーピング（炭素六
角網層の炭素原子の一部をホウ素原子に置換）したもの
である。ホウ素原子の置換（ドーピング）は、上記炭素
繊維と、酸化ボロン（Ｂ2Ｏ3）あるいはホウ素粉末と
を、炭素繊維に対してボロンが約５ｗｔ％となるように
混合し、黒鉛抵抗炉、アルゴン等の非酸化性雰囲気中
で、２５００℃以上の温度で、１０分間程度熱処理する
ことでなされる。この処理によって、１〜１０アトミッ
ク％のホウ素原子を置換できる。
【００２６】炭素六角網層中の炭素原子がホウ素原子に
より置換されることで、ホウ素―炭素原子間の原子間距
離が長くなり、結果的に平らな炭素六角網層に、ホウ素
原子を頂点とする、裾の広い円錐状の突起が形成される
のである。この突起は、底の無いカップ形状をなす、各
炭素六角網層の表裏面で形成される。これにより、各炭
素六角網層間が、ジグザグ状に入り組み、カップ状をな
す各層間が劈解しにくくなり、炭素繊維の補強がなされ
る。上記のように、本実施の形態の炭素繊維は、底の無
いカップ形状をなす炭素六角網層が積層されたものであ
り、この各層間で分離して長さ調整が可能なように、層
間で劈解しやすい性質をもっている。しかし、一旦長さ
調整した後は分離しないようにすることが好ましい。こ
の点、上記のように、ホウ素原子を置換することで、層
間の物理的強度が増し、劈解しにくくなり、強度が増し
て、リチウム二次電池の寿命を長くすることができる。
より置換されることで、ホウ素―炭素原子間の原子間距
離が長くなり、結果的に平らな炭素六角網層に、ホウ素
原子を頂点とする、裾の広い円錐状の突起が形成される
のである。この突起は、底の無いカップ形状をなす、各
炭素六角網層の表裏面で形成される。これにより、各炭
素六角網層間が、ジグザグ状に入り組み、カップ状をな
す各層間が劈解しにくくなり、炭素繊維の補強がなされ
る。上記のように、本実施の形態の炭素繊維は、底の無
いカップ形状をなす炭素六角網層が積層されたものであ
り、この各層間で分離して長さ調整が可能なように、層
間で劈解しやすい性質をもっている。しかし、一旦長さ
調整した後は分離しないようにすることが好ましい。こ
の点、上記のように、ホウ素原子を置換することで、層
間の物理的強度が増し、劈解しにくくなり、強度が増し
て、リチウム二次電池の寿命を長くすることができる。
【００２７】また、各炭素六角網層にホウ素原子が置換
されて突起が形成されることから、各層間にリチウムイ
オンの導電パスが形成され、各層間にリチウムイオンが
出入りしやすくなり、一層容量が増加するのである。
されて突起が形成されることから、各層間にリチウムイ
オンの導電パスが形成され、各層間にリチウムイオンが
出入りしやすくなり、一層容量が増加するのである。
【００２８】リチウム二次電池の負極は、銅箔等の電極
箔上に、バインダーで固めた上記電極材を塗布し、硬化
させることによって形成する。バインダーはエポキシ樹
脂、テフロン（商品名）樹脂などを用いることができ
る。バインダーの含量は５wt％程度で十分である。なお
負極の場合、黒鉛を主材とし、これに上記電極材を添加
材として添加してもよい。正極は、アルミニウム箔等の
電極箔上に、バインダーで固めた、上記電極材およびリ
チウム含有酸化物を塗布し、硬化させて形成する。リチ
ウム含有酸化物は、LiCoO2、LiMn2O4、LiNi O2等の酸化
物を用いることができる。上記炭素繊維を電極の添加材
として用いる場合、１ｗｔ％以上添加する。
箔上に、バインダーで固めた上記電極材を塗布し、硬化
させることによって形成する。バインダーはエポキシ樹
脂、テフロン（商品名）樹脂などを用いることができ
る。バインダーの含量は５wt％程度で十分である。なお
負極の場合、黒鉛を主材とし、これに上記電極材を添加
材として添加してもよい。正極は、アルミニウム箔等の
電極箔上に、バインダーで固めた、上記電極材およびリ
チウム含有酸化物を塗布し、硬化させて形成する。リチ
ウム含有酸化物は、LiCoO2、LiMn2O4、LiNi O2等の酸化
物を用いることができる。上記炭素繊維を電極の添加材
として用いる場合、１ｗｔ％以上添加する。
【００２９】電解液は、プロピレンカーボネートを溶媒
とし、過塩素酸リチウムを溶質とした液状のもの、もし
くはこの液状のものに有機ポリマーを少量加えて、ポリ
マー・ゲル化したもの等の公知の液状もしくはゲル状の
電解液を用いることができる。上記の負極、正極にリー
ド線を取りつけ、負極、正極を多孔膜からなる絶縁性セ
パレータを介在させて巻回し、ケースに収容し、電解液
を含浸させて封じることによってリチウム二次電池を構
成できる。図１５は、ボタン状リチウム二次電池を示
す。２１は上蓋、２２は正極、２３はガラスフィルタ、
２４は負極（負極材料＋ＰＴＦＥ）、２５はパッキン、
２６は下蓋、２７は電解液である。図１６はポリマー型
リチウム二次電池の例を示す。２８は電極フイルム、２
９は負極、３０はポリマー電解質、３２は電極フイルム
である。
とし、過塩素酸リチウムを溶質とした液状のもの、もし
くはこの液状のものに有機ポリマーを少量加えて、ポリ
マー・ゲル化したもの等の公知の液状もしくはゲル状の
電解液を用いることができる。上記の負極、正極にリー
ド線を取りつけ、負極、正極を多孔膜からなる絶縁性セ
パレータを介在させて巻回し、ケースに収容し、電解液
を含浸させて封じることによってリチウム二次電池を構
成できる。図１５は、ボタン状リチウム二次電池を示
す。２１は上蓋、２２は正極、２３はガラスフィルタ、
２４は負極（負極材料＋ＰＴＦＥ）、２５はパッキン、
２６は下蓋、２７は電解液である。図１６はポリマー型
リチウム二次電池の例を示す。２８は電極フイルム、２
９は負極、３０はポリマー電解質、３２は電極フイルム
である。
【００３０】上記のように、本実施の形態では、電極材
に、底の無いカップ状をなす炭素網層１０が多数積層さ
れ、数十ｎｍ〜数十μｍに亘って節がなく中空状になっ
ている構造をなす炭素繊維を用いたので、単にチューブ
状をなす炭素繊維に比し、屈曲性を有することから、座
屈、引っ張り、ねじれ等のストレスに対して強く電極の
補強効果に優れると共に、電極材として導電性にも優れ
る。また特に、上記電極材を負極に用いたときは、リチ
ウムイオンの吸蔵、放出性に優れ、高いエネルギー密度
が実現でき、容量が飛躍的に増大した。また、この炭素
繊維は、伸縮性を有し、リチウムイオンの進入、放出に
応じて伸縮するので、ストレスが吸収され、充放電を繰
り返しても、結晶構造が破壊されず、さらには、ホウ素
原子を置換したことによって、層間が劈解しにくくな
り、したがって寿命性能に優れている。
に、底の無いカップ状をなす炭素網層１０が多数積層さ
れ、数十ｎｍ〜数十μｍに亘って節がなく中空状になっ
ている構造をなす炭素繊維を用いたので、単にチューブ
状をなす炭素繊維に比し、屈曲性を有することから、座
屈、引っ張り、ねじれ等のストレスに対して強く電極の
補強効果に優れると共に、電極材として導電性にも優れ
る。また特に、上記電極材を負極に用いたときは、リチ
ウムイオンの吸蔵、放出性に優れ、高いエネルギー密度
が実現でき、容量が飛躍的に増大した。また、この炭素
繊維は、伸縮性を有し、リチウムイオンの進入、放出に
応じて伸縮するので、ストレスが吸収され、充放電を繰
り返しても、結晶構造が破壊されず、さらには、ホウ素
原子を置換したことによって、層間が劈解しにくくな
り、したがって寿命性能に優れている。
【００３１】その他、上記炭素繊維を、リチウム一次、
二次電池の負極材、燃料電池の各種部材（高分子電解質
膜、触媒担持体、セパレータ等）等、種々の用途に用い
ることができる。
二次電池の負極材、燃料電池の各種部材（高分子電解質
膜、触媒担持体、セパレータ等）等、種々の用途に用い
ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、種々の
用途に用いることができる炭素繊維を提供できる。ま
た、高出力特性、長寿命、性能の安定化に優れ、また容
量増加も図れ、電極補強にも優れるリチウム二次電池の
電極材およびリチウム二次電池を提供できる。
用途に用いることができる炭素繊維を提供できる。ま
た、高出力特性、長寿命、性能の安定化に優れ、また容
量増加も図れ、電極補強にも優れるリチウム二次電池の
電極材およびリチウム二次電池を提供できる。
【図１】気相成長法によって製造したヘリンボン構造の
炭素繊維の透過型電子顕微鏡写真の複写図である。
炭素繊維の透過型電子顕微鏡写真の複写図である。
【図２】図１の拡大図である。
【図３】図２の模式図である。
【図４】約５３０℃の温度で、大気中１時間熱処理した
ヘリンボン構造の炭素繊維の透過型電子顕微鏡写真の複
写図である。
ヘリンボン構造の炭素繊維の透過型電子顕微鏡写真の複
写図である。
【図５】図４の拡大図である。
【図６】図５のさらなる拡大図である。
【図７】図６の模式図である。
【図８】ヘリンボン構造の炭素繊維（サンプルＮＯ.２
４ＰＳ）を、大気中で、１時間、それぞれ５００℃、５
２０℃、５３０℃、５４０℃で熱処理した後の、炭素繊
維のラマンスペクトルを示す。
４ＰＳ）を、大気中で、１時間、それぞれ５００℃、５
２０℃、５３０℃、５４０℃で熱処理した後の、炭素繊
維のラマンスペクトルを示す。
【図９】上記熱処理を行って炭素網層の端面を露出させ
た、サンプルＮＯ.１９ＰＳと、サンプルＮＯ．２４Ｐ
Ｓの炭素繊維のラマンスペクトルを示す。
た、サンプルＮＯ.１９ＰＳと、サンプルＮＯ．２４Ｐ
Ｓの炭素繊維のラマンスペクトルを示す。
【図１０】上記炭素網層の端面を露出させた、サンプル
ＮＯ.１９ＰＳと、サンプルＮＯ．２４ＰＳの炭素繊維
に３０００℃の熱処理を行った後の炭素繊維のラマンス
ペクトルを示す。
ＮＯ.１９ＰＳと、サンプルＮＯ．２４ＰＳの炭素繊維
に３０００℃の熱処理を行った後の炭素繊維のラマンス
ペクトルを示す。
【図１１】炭素網層間にリチウムイオンが進入した状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図１２】炭素網層間からリチウムイオンが放出された
状態の説明図である。
状態の説明図である。
【図１３】ボールミリングでグラインディングした際
の、経過時間毎の炭素繊維長の分布を示すグラフであ
る。
の、経過時間毎の炭素繊維長の分布を示すグラフであ
る。
【図１４】底の無いカップ形状をなす炭素網層が数十個
積層された炭素繊維体に分離された状態を示す透過型電
子顕微鏡写真の複写図である。
積層された炭素繊維体に分離された状態を示す透過型電
子顕微鏡写真の複写図である。
【図１５】ボタン型リチウム二次電池の構成図である。
【図１６】ポリマー型リチウム二次電池の説明図であ
る。
る。
１０ 炭素網層
１２ 堆積層
１４ 中心孔
１６ 凹凸
２１ 上蓋
２２ 正極
２３ ガラスフィルタ
２４ 負極
２５ パッキン
２６ 下蓋
２７ 電解液
２８ 電極フイルム
２９ 負極
３０ ポリマー電解質
３２ 電極フイルム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4G046 CA01 CB01 CB09 CC06 CC08
4L037 CS03 CS38 FA02 FA04 FA12
FA20 PA09 PA11 PC11 UA02
UA20
5H029 AJ02 AJ03 AJ05 AJ11 AJ14
AK03 AK06 AL06 AL07 AM00
AM03 AM07 AM16 BJ03 BJ04
CJ02 CJ15 DJ15 DJ17 EJ01
HJ00 HJ14
5H050 AA02 AA07 AA08 AA14 AA19
BA17 CA08 CA09 CA14 CB07
CB08 DA07 DA08 FA15 FA16
FA19 GA02 GA16 HA00 HA14
Claims (10)
- 【請求項１】 底の無いカップ形状をなす炭素六角網層
が多数積層した、気相成長法による炭素繊維であって、
炭素六角網層の端面が露出しており、炭素六角網層の炭
素原子の一部がホウ素原子に置換されて、該ホウ素原子
を頂点とする突起が形成されていることを特徴とする気
相成長法による炭素繊維。 - 【請求項２】 底の無いカップ形状をなす炭素六角網層
が数個〜数百個積層した炭素繊維であることを特徴とす
る請求項１記載の気相成長法による炭素繊維。 - 【請求項３】 節の無い中空状をなすことを特徴とする
請求項１または２記載の気相成長法による炭素繊維。 - 【請求項４】 中空部の外表面および内表面側の炭素六
角網層の端面が露出していることを特徴とする請求項３
記載の気相成長法による炭素繊維。 - 【請求項５】 ２％以上の外表面で炭素六角網層の端面
が露出していることを特徴とする請求項１、２、３また
は４記載の気相成長法による炭素繊維。 - 【請求項６】 炭素六角網層の端面が露出している表面
の部位が、該端面が不揃いで、原子の大きさレベルでの
微細な凹凸を呈していることを特徴とする請求項１、
２、３、４または５記載の気相成長法による炭素繊維。 - 【請求項７】 ２５００℃以上の高温で熱処理しても、
黒鉛化しないことを特徴とする請求項１〜６のうちのい
ずれか１記載の気相成長法による炭素繊維。 - 【請求項８】 ２５００℃以上の高温で熱処理しても、
ラマンスペクトルのＤピーク（１３６０ｃｍ-1）が消失
しないことを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか
１記載の気相成長法による炭素繊維。 - 【請求項９】 請求項１〜８のうちのいずれか１項記載
の気相成長法による炭素繊維からなることを特徴とする
リチウム二次電池用電極材。 - 【請求項１０】 請求項１〜８のうちのいずれか１項記
載の気相成長法による炭素繊維を電極材として用いたこ
とを特徴とするリチウム二次電池。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001260494A JP3930276B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 気相成長法による炭素繊維、リチウム二次電池用電極材およびリチウム二次電池 |
| US10/098,375 US6881521B2 (en) | 2001-08-29 | 2002-03-18 | Carbon fiber, electrode material for lithium secondary battery, and lithium secondary battery |
| EP02006393A EP1288351B1 (en) | 2001-08-29 | 2002-03-21 | Carbon fiber, electrode material for lithium secondary battery, and lithium secondary battery |
| DE60215276T DE60215276T2 (de) | 2001-08-29 | 2002-03-21 | Kohlenstofffaser, Elektrodenmaterial für eine Lithium-Sekundärbatterie und Lithiumsekundärbatterie |
| CNB021422885A CN1266786C (zh) | 2001-08-29 | 2002-08-29 | 碳素纤维、锂二次电池用电极材料以及锂二次电池 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001260494A JP3930276B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 気相成長法による炭素繊維、リチウム二次電池用電極材およびリチウム二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003073929A true JP2003073929A (ja) | 2003-03-12 |
| JP3930276B2 JP3930276B2 (ja) | 2007-06-13 |
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ID=19087685
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001260494A Expired - Lifetime JP3930276B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 気相成長法による炭素繊維、リチウム二次電池用電極材およびリチウム二次電池 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6881521B2 (ja) |
| EP (1) | EP1288351B1 (ja) |
| JP (1) | JP3930276B2 (ja) |
| CN (1) | CN1266786C (ja) |
| DE (1) | DE60215276T2 (ja) |
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