| 研究概要 |
本研究では難黒鉛化性炭素前駆体としてフルオランセン系COPNA樹脂を用い熱処理に伴う構造変化を検討した.一般的なバルクでの炭素化では無定形炭素を生成し,3000℃の高温処理でもアモルファスな結晶構造を与えることが分かった.しかし,炭素化過程(600℃処理後)で平均粒径10μm以下に粉砕した後熱処理を行うと,炭素化黒鉛化過程は大きく変化することが見出された.つまり,炭素化過程で粉砕処理を行うと,X線回折中に2000℃付近からアモルファスなピークとともに結晶性のピークが現れ,このピークは更なる熱処理でより強い回折を示し,多相黒鉛化を起こすことが確認された.これは粉砕処理により,表面積が増大し,表面の黒鉛化が促進されたためと考えられ,アモルファスな内部構造と結晶性の外部構造をとる傾斜化が進んでいることを示唆した.
次いで,これらについてリチウムイオン二次電池負極特性を測定した.いずれも低温処理(600〜1200℃)で黒鉛を上回る高い充放電容量を示し,特に1000℃処理物が,電位の安定性等に優れていることが分かった.この負極特性についても粉砕処理の影響が顕著にみられ,粉砕処理により全容量は20%程度増加し,特に低電位での充放電特性が大きく向上することが明らかとなった.1000℃処理物については粉砕物と未粉砕物とではX線回折等による明らかな構造の違いは今のところ観測されていないが,黒鉛化性への影響を考えると,1000℃の時点ですでに内部と表面での傾斜化が進んでいることが考えられ,このことにより低電位の充放電容量が増加したものと考えている.
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