成果報告書詳細
管理番号20150000000625
タイトル平成23年度ー平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業/新エネルギーベンチャー技術革新事業(燃料電池・蓄電池)/ピッチ系カーボンナノファイバーを用いたリチウムイオン二次電池用導電助剤の技術開発
公開日2016/3/9
報告書年度2011 - 2012
委託先名平松産業株式会社 国立大学法人信州大学
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約件名:平成23年度ー平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業/新エネルギーベンチャー技術革新事業(燃料電池・蓄電池)/ピッチ系カーボンナノファイバーを用いたリチウムイオン二次電池用導電助剤の技術開発

メソフェーズピッチ系炭素繊維をポリビニルアルコール水溶液を用いて作製した。メソフェーズピッチを分散したポリビニルアルコール水溶液を紡糸原液としてエレクトロスピニング法(静電紡糸法)にて不織布を作製した。これをアルゴン雰囲気下2800 °Cで熱処理を行った。繊維の直径は200ー800 nmであった。X線回折測定の結果,2θ = 26°付近に002回折線が確認できたが比較した黒鉛粉末に比べブロードでかつ低角側にシフトしていた。これは黒鉛化度がそれほど高くはないメソフェーズピッチ由来粒子の結晶子サイズが小さいためである。透過型電子顕微鏡観察の結果,炭素繊維はメソフェーズピッチ由来の小さな黒鉛性結晶の集合体が恐らくはポリビニルアルコール由来の非晶質炭素に囲まれているかとが分かった。
リチウムイオン二次電池の正極用導電助剤としての性能を評価したところ、従来のカーボンナノファーバーに比べ放電容量が15%向上することが分かった。
英文要約Title: New Energy Venture Business Technology Innovation Program / New Energy Venture Business Innovation Program (Fuel Cell and Batteries) / The study of pitch based carbon nano-fibers for conductant of lithium ion batteries. (FY2011-FY2012) Final Report.

Mesophase pitch-based submicron carbon-fiber was prepared using an aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA). The dispersion of mesophase pitch in the PVA solution was electrospun to form a web of submicron carbon fibers. The carbon-fiber web was heat-treated at 2800 °C in argon. The diameters of carbon fibers were 200 to 800 nm. The XRD peak near 2θ = 26°, which corresponds to the (002) diffraction of graphite, was broad and at slightly lower angle compared to that of the graphite powder because of the less crystalline nature and the smaller size of the mesophase pitch-derived graphitic particles. The TEM observation indicated that the fiber consists of the aggregates of mesophase pitch-derived small graphitic particles surrounded by an amorphous substance likely originating from the PVA.
The carbon-fiber was used for the cathode of Lithium ion battery(LIB). The discharge capacity of the LIB with the carbon-fiber was 15% lager than that with usual narbon nanofiber.
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