[发明专利]电池部件和电池

说明书

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。