(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素含有炭素において，
−該フッ素含有炭素が、一般式ＣＦxＩy（式中、Ｘ＞０，６，ｙ＜０，０１８）に対応し；
−格子面（１００）に対応するその結晶パラメータａが、２，４６Å≦ａ≦２，４９Åであり；
−Ｃ−Ｆ結合のエネルギが、ＥＳＣＡスペクトルの６８７，５ｅＶ≦Ｆ1S≦６８８，５ｅＶおよび２８７ｅＶ≦Ｃ1S≦２９０ｅＶの位置におけるＦ1SおよびＣ1Sの最強スペクトル線によって表される；
ことを特徴とするフッ素含有炭素。
【請求項２】
フッ素含有炭素の調製法において、
−第１工程において、フッ化物ＩＦn（ｎ≦７）の存在下で１５℃〜８０℃の温度において、天然グラファイト、合成グラファイトおよび熱処理によってモザイク組織に黒鉛化可能な炭素から選択した炭素含有化合物をガス混合物（ＨＦ＋Ｆ2）と反応させ；
−第２工程において、２０℃〜４００℃の温度において、第１工程の終了時に得られた化合物をフッ素と１〜２０ｈ反応させる；
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
第１工程の出発製品が、粒径が１００μｍよりも小さい天然グラファイト、合成グラファイトおよびモザイク組織にグラファイト化可能な炭素であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
黒鉛化可能な炭素が、石炭タールのコークスまたは石油コークスであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ＩＦ7，ＩＦ5からフッ化物ＩＦnを選択することを特徴とする請求項２の方法。
【請求項６】
第１工程で使用するガス混合物が、８〜１４モルのＣの処理の場合、０，８〜１，２モルのＩＦnと、２〜６モルのＨＦと、６〜８モルのＦ2とから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
第２工程において、Ｆ2の分圧が、５×１０4〜１０5Ｐａの範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
始めの炭素含有化合物が黒鉛化可能なコークスであり、第２工程の温度が、２０℃〜１００℃の範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項９】
始めの炭素含有化合物が、グラファイトであり、第２工程の温度が、８０℃〜４００℃の範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
反応媒体中にフッ化物ＩＦnを導入することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
反応器内で元素Ｉまたはその酸化物ＩＯq（２ｑ＜ｎ≦７）の１つまたはその低級フッ化物ＩＦp（ｐ＜ｎ≦７）の１つにフッ素を直接に作用させてフッ化物ＩＦnを形成することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
第２工程においてフッ素を作用させる前に、第１工程の終了時に得られた製品を洗浄することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
リチウム電池の正電極において、該正電極が、活性材料として、請求項１に記載のフッ素含有炭素を含むことを特徴とする正電極。
【請求項１４】
リチウム負電極と、正電極と、電極相互間のセパレータと、電解質とを含む電池において、正電極が、活性材料として、下記フッ素含有炭素、即ち、
−一般式ＣＦxＩy（式中、ｘ＞０，６，ｙ＞０，０１８）に対応し；
−格子面（１００）に対応するその結晶パラメータａが、２，４６Å≦ａ≦２，４９Åであり；
−Ｃ−Ｆ結合のエネルギが、ＥＳＣＡスペクトルの６８７，５ｅＶ≦Ｆ1S≦６８８，５ｅＶおよび２８７ｅＶ≦Ｃ1S≦２９０ｅＶの位置におけるＦ1SおよびＣ1Sの最強スペクトル線によって表される；
フッ素含有炭素を含むことを特徴とする電池。
【請求項１５】
正電極が、フッ素含有炭素以外に、電子伝導を保証する化合物と、結合剤とを含む複合材料から構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の電池。
【請求項１６】
電子伝導を保証する材料が、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト粉体、コークス、炭素繊維から選択されていることを特徴とする請求項１５に記載の電池。
【請求項１７】
結合剤がポリエチレン・オキシド、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）、ポリアクリルニトリルまたはスチレン−ブタジエン・ゴム（ＳＢＲ）から選択されていることを特徴とする請求項１５に記載の電池。
【請求項１８】
負電極が、リチウムまたはリチウム合金または炭素−リチウムのシートまたはフィルムから構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の電池。
【請求項１９】
電解質が、有極性溶剤に溶解した塩からなる電解液であることを特徴とする請求項１４に記載の電池。
【請求項２０】
塩が、化合物ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4，ＬｉＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ3）2、ＬｉＰＦ6から選択されていることを特徴とする請求項１９に記載の電池。
【請求項２１】
溶剤が、炭酸ジエチル、ジエトキシエタン、ジメトキシメタン、炭酸ジメチル、炭酸プロピレン、炭酸エチレンまたはγ−ブチロラクトンから選択されていることを特徴とする請求項１９に記載の電池。
【請求項２２】
セパレータが、ポリエチレンまたはポリプロピレンの不織布またはこれら双方を主成分とすることを特徴とする請求項１４に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素含有炭素、その調製法および電極材料としてのその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素フッ化物および炭素−フッ素侵入化合物を含むフッ素含有炭素は、その用途に関して、一方では、潤滑剤として、他方では、リチウム電池の正極材料として知られている。第１の用途は、疎水性のＣ−Ｆ基の存在に起因する低い表面エネルギに依拠する。第２の用途は、電池の放電プロセス中のリチウムイオン侵入が比較的容易であり且つＣ−Ｆ結合に対するリチウムの還元性が大きいことによって可能となる。
【０００３】
各種の製品を生ずるフッ素含有炭素を調製するため、各種の方法が知られている。
【０００４】
炭素フッ化物は、直接フッ化によって得られる。炭素の直接フッ化法は、１９３４年に発表されている［Ｒｕｆｆら、Ｚ．Ａｎｏｒｇ．Ａｌｌｇｅｍ．Ｃｈｅｍ．，２１７，１（１９３４）］。組成ＣＦ0.92のグレーの化合物が得られる。４１０〜５５０℃の温度におけるグラファイトのフッ化プロセスによって、組成がＣＦ0.676〜ＣＦ0.988の範囲の一連のフッ素含有炭素が得られる［Ｒｕｄｏｒｆｆら、Ｚ．Ａｎｏｒｇ．Ａｌｌｇｅｍ．Ｃｈｅｍ．，２５３，２８１（１９４７）］。かくして得られる炭素フッ化物は構造（ＣＦ）nに対応し、この場合、炭素層は、ｓｐ3型の結合によって相互に結合された“椅子形”の六角形サイクルの無限格子から構成される。Ｃ−Ｆ結合は純粋な共有結合であり、化合物は電気絶縁体である。Ｃ−Ｆ結合が共有結合である一般式（Ｃ2Ｆ）nの炭素フッ化物を得ることができる他の直接フッ化法は、Ｋｉｔａら，Ｊ．Ａ．Ｃ．Ｓ．，１０１，３８３２，（１９７９）に発表されている。
【０００５】
直接フッ化によってかくして得られた化合物、特に、（ＣＦ）nは、実際に、市販のリチウム電池の陰極材料として使用されている。上記電池は、約１ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で約２，４Ｖ〜２，５Ｖの放電を行う。
【０００６】
グラファイトフッ化物の本質的特徴は、例えば、ＥＳＣＡ（ＸＰＳ）分光分析法によって測定でき、スペクトル線Ｆ1S≧６８８，５ｅＶおよびＣ1S≧２９０ｅＶの最大ピーク値を示す強いＣ−Ｆ結合エネルギである。更に、炭素のｓｐ3の混成によって六角形内部のＣ−Ｃ結合の長さが増大される。グラファイトの２，４６Åの構造パラメータは、（Ｃ2Ｆ）nおよび（ＣＦ）nの場合、２，５０Åよりも大きい［Ｗａｔａｎａｂｅら、“Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅｓ”，Ｅｌｅｓｖｉｅｒ（１９８８）ｐ５０］。更に、天然グラファイトまたは合成グラファイトまたはコークスの直接フッ化のすべての場合、電池に使用できるフッ素に富んだ化合物（Ｆ／Ｃ＞０，６）を得たい場合は、フッ化温度を４００℃よりも高くする必要がある。
【０００７】
Ｆ／Ｃ＜０，５の炭素−フッ素侵入化合物は、室温における各種の炭素フッ化法によって得られる。第１の方法は、グラファイトをガス混合物Ｆ2＋ＨＦと反応させることからなり、Ｃ4Ｆ〜Ｃ3,6Ｆの範囲の組成のステージ１の侵入化合物を得ることができる［Ｒｕｄｏｒｆｆら、Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．８０，４１７（１９４７）］。ステージｓは、フッ素の２つの連続層を分離する炭素層の数を表す。即ち、ステージ１の化合物は、Ｃ／Ｆ／Ｃ／Ｆ．．．にもとづく積層シークエンスを有し、ステージ２の化合物は、シークエンスＦ／Ｃ／Ｃ／Ｆ／Ｃ／Ｃ．．．を有する。
【０００８】
他の公知の方法は、ＨＦまたは金属のフッ化物（例えば、ＬｉＦ，ＳｂＦ5，ＷＦ6，ＣＵＦ2またはＡｇＦ）の存在下でグラファイトをフッ素と反応させることからなり、ステージ１〜４のＣxＦ（２≦ｘ≦１６）の挿入化合物を得ることができる［Ｎａｋａｊｉｍａら，Ｚ．Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ．３６ｂ，１４１９（１９８１）］。更に、室温において少量のフッ化物ＨＦ，ＡｓＦ5，ＩＦ5またはＯｓＦ6を含むＦ2雰囲気とグラファイトを反応させて、組成Ｃ2Ｆ〜Ｃ10Ｆを有するステージ１〜４の類似の製品を合成することも知られている。かくして得られるすべての侵入化合物の場合、比Ｆ／Ｃは、０，５以下である。さて、よく知られているように、電極の活性材料としてフッ素含有炭素を含む電池の容量は、フッ素の割合とともに増加する。従って、０，５よりも小さいフッ素割合は、不十分である。更に、上記化合物に含まれるフッ素は、それ程強く炭素に結合されてなく、従って、面間の移動性が与えられる。従って、フッ素は、分離され、電解質に溶解し、リチウム電極と反応し、自己放電現象が誘起されることになる。ＨＦまたは金属フッ化物の存在下で調製された上記侵入化合物は、フッ素含量が極めて僅かな場合（Ｆ／Ｃ＜０，１）はイオン性を有し、高いフッ素含量（０，２＜Ｆ／Ｃ＜０，５）ではイオン共有結合性を有する。いずれにせよ、ＥＳＣＡで測定した結合エネルギは、スペクトル線Ｆ1Sの最大ピークについて６８７ｅＶよりも小さい数値を示し、スペクトル線Ｃ1Sについて２８５ｅＶよりも小さい数値を示す［Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｃａｒｂｏｎ  ａｎｄ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ−Ｃａｒｂｏｎ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｅｒ（１９９５）ｐ１３］。更に、炭素は、ｓｐ2の混成状態にあり、格子面の結晶パラメータａは、グラファイトの場合と同様、約２，４６Åである。
【０００９】
Ｆ／Ｃ＞０，５の炭素−フッ素侵入化合物は、ＨＦ，Ｆ2および金属フッ化物または非金属フッ化物ＭＦnのガス混合物を使用するフッ化法によって得られる［Ｈａｍｗｉら、ＳＹＮＴ．Ｍｅｔａｌ，２６，８９（１９８８）］。この方法によって、０，５２〜０，８の範囲のＦ／Ｃ比及び０，０２〜０，０６の範囲のＭ／Ｃ比を有するステージ１の一般式ＣＦxＭyの化合物を得ることができる。しかしながら、この方法には、電極の活性材料として利用されるフッ素含有炭素の調製について問題がある。即ち、得られた化合物は、リチウム負電極を有する電池の電極の活性材料として使用した場合、比較的不安定である。この不安定性は、特に高温における自己放電による電池容量のロスを誘起する。このロスは、基本的に、多量の不純物含量に起因する。更に、ｙの数値が極めて小さく下限ｙ＝０，０２に近い化合物は、上記方法によって調製するのは困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、不純物の割合が低く、従って、リチウム負電極を有する電池に使用した際に良好な安定性を示し、電池に使用するのに十分なフッ素量を有する新規のフッ素含有炭素を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従って、本発明は、フッ素含有炭素、その調製法および負電極がリチウム電極である電池の正電極の活性材料としてのその使用を対象とする。
【００１２】
本発明のフッ素含有炭素は、
−一般式ＣＦxＩy（式中、ｘ＞０，６，ｙ＜０，０１８）に対応し；
−格子面（１００）に対応するその結晶パラメータａが、２，４６Å≦ａ≦２，４９Åであり；
−Ｃ−Ｆ結合のエネルギが、ＥＳＣＡスペクトルの６８７，５ｅＶ≦Ｆ1S≦６８８，５ｅＶおよび２８７ｅＶ≦Ｃ1S≦２９０ｅＶの位置におけるＦ1SおよびＣ1Sの最強スペクトル線によって表される；
ことを特徴とする。
【００１３】
このような結合エネルギは、イオン共有結合のタイプの結合に対応する。
【００１４】
本発明のフッ素含有炭素の調製法は、
−第１工程において、フッ化物ＩＦn（ｎ≦７）の存在下で１５℃〜８０℃の温度において、天然グラファイト、合成グラファイトおよび熱処理によってモザイク組織に黒鉛化可能な炭素から選択した炭素含有化合物をガス混合物（ＨＦ＋Ｆ2）と反応させ；
−第２工程において、２０℃〜４００℃の温度において、第１工程の終了時に得られた化合物をフッ素と１〜２０ｈ反応させる；
ことを特徴とする。
【００１５】
第１工程のために、粒径が１００μｍよりも小さい、好ましくは、４〜３０μｍの天然グラファイト、合成グラファイトおよびモザイク組織に黒鉛化可能な炭素を使用するのが好ましい。グラファイト化可能な炭素のうち、石炭タールのコークスおよび石油コークスが好ましい。
【００１６】
フッ化物ＩＦnはＩＦ7，ＩＦ5から選択するのが好ましい。
【００１７】
本方法の第１工程で使用するガス混合物は、８〜１４モルのＣの処理の場合、０，８〜１，２モルのＩＦnと、２〜６モルのＨＦと、６〜８モルのＦ2とから構成するのが好ましい。
【００１８】
本方法の第２工程において、温度は出発化合物が黒鉛化可能なコークスを主成分とする場合は、２０℃〜２００℃の範囲にあれば好ましく、出発化合物がグラファイトを主成分とする場合は、８０℃〜４００℃の範囲にあれば好ましい。更に、５×１０4〜１０5Ｐａの範囲のＦ2分圧の下で操作するのが好ましい。
【００１９】
本発明の方法の第１工程は、化合物ＩＦnを反応器に導入するか、反応器内で元素Ｉまたはその酸化物ＩＯq（２ｑ＜ｎ≦７）の１つまたはその低級フッ化物ＩＦp（ｐ＜ｎ≦７）の１つにフッ素を直接に作用させて上記化合物を調製することによって実施できる。
【００２０】
本方法の第２工程は、第１工程の直後に、得られた製品に対して実施できる。
第２工程は、更に、第１工程で得られた製品を、例えば、純水または弱酸性水またはアルコール、エーテル、エステルまたは好ましくは炭素原子数が８以下のカルボン酸から選択した有機溶剤によって洗浄した後、実施できる。
【００２１】
本発明のフッ素含有炭素は、特に、リチウム負電極を有する電池の電極材料として使用される。
【００２２】
本発明に係る電池は、リチウム負電極と、正電極と、電極相互間のセパレータと、電解質とを含む。この電池は、正電極が、活性材料として、下記フッ素含有炭素、即ち、
−一般式ＣＦxＩy（式中、ｘ＞０，６，ｙ＜０，０１８）に対応し；
−格子面（１００）に対応するその結晶パラメータａが、２，４６Å≦ａ≦２，４９Åであり；
−Ｃ−Ｆ結合のエネルギが、ＥＳＣＡスペクトルの６８７，５ｅＶ≦Ｆ1S≦６８８，５ｅＶおよび２８７ｅＶ≦Ｃ1S≦２９０ｅＶの位置におけるＦ1SおよびＣ1Sの最強スペクトル線によって表される；
フッ素含有炭素を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る電池の場合、正電極は、本発明に係るフッ素含有炭素と、電子伝導を保証する化合物と、場合による結合剤とを含む複合材料から構成される。
【００２４】
電子伝導を保証する材料は、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト粉体、コークス、炭素繊維から選択できる。
【００２５】
結合剤としてはポリエチレン・オキシド、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）、ポリアクリルニトリルまたはスチレン−ブタジエン・ゴム（ＳＢＲ）を使用できる。ＥｌｆＡｔｏｃｈｅｍ社から名称ＫｙｎａｒＦｌｅｘとして市販されている共重合ＰＶＤＦが、特に好ましい。
【００２６】
負電極は、リチウムまたはリチウム合金（例えば、ＬｉＡｌ）または炭素ーリチウム（例えば、ＬｉxＣ6）のシートまたはフィルムから構成できる。
【００２７】
電解質は、有極性溶剤に溶解した塩からなる電解液である。塩は、化合物ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4，ＬｉＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＣｌＯ4、ＬＩＮ（ＣＦ3ＳＯ3）2、ＬｉＰＦ6から選択できる。溶剤は、炭酸ジエチル、ジエトキシエタン、ジメトキシメタン、炭酸ジメチル、炭酸プロピレン、炭酸エチレンまたはγ−ブチロラクトンから選択できる。
【００２８】
セパレータは、ポリエチレンまたはポリプロピレンの不織布またはこれら双方から構成できる。例として、微孔性ポリエチレンフィルム、特に、ＨｏｅｃｈｓｔＣｅｌａｎｅｓｅ社から名称Ｃｅｌｇａｒｄ２４００または２５０２として市販されているフィルムを使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
フッ素含有炭素の調製例および電池の正電極の活性材料としてのフッ素含有炭素の使用例を参照して、以下に、本発明を詳細に説明する。
【００３０】
（実施例１）
フッ素含有炭素の調製
本発明の方法にもとづき、各種の原料炭素から各種のフッ素含有炭素を調製した。
本方法の第１工程において、３００℃において５ｈあらかじめ真空脱気した炭素１２０ｇ（１０モル）を反応器に導入した。次いで、ＩＦ5２６６ｇ（１，２モル）をＦ2３００ｇ（約８モル）およびＨＦ１２０ｇ（６モル）に加えた。窒素掃気によって反応器を脱気した。次いで、反応生成物を回収し、水洗し、次いで、化学分析およびＥＳＣＡ分析を行った。得られた各製品の分析結果を下表１に示した。
【００３１】
【表１】
0004091117.tif 000002
【００３２】
ＣｏｋｅＡは、比較例として利用したＣｏｋｅＢとは異なり、モザイク構造を有する。
【００３３】
第１工程後に得られたすべての化合物は、２，４６Å≦ａ≦２，４９Åのパラメータａを有する。
【００３４】
本発明の方法の第２工程において、第１工程で得られた約３００ｇの製品を反応器に導入し、次いで、フッ素（約１〜２モル）を導入し、次いで、温度を１５０℃とし、上記温度を２ｈ保持した。
【００３５】
次いで、反応器を室温に冷却し、次いで、乾燥した窒素の掃気によって２ｈ脱気した。
【００３６】
第２工程の終了時に得られた製品を分析した。結果を以下の表２に示した。
【００３７】
【表２】
0004091117.tif 000003
【００３８】
表２に示した結果から明らかな如く、モザイク構造を有していない炭素含有化合物を出発材料として使用すれば、ヨウ素含量が比較的高いフッ素含有炭素が得られる。
【００３９】
（実施例２）
本発明に係る電池の形成
表２に示した得られた各フッ素含有炭素を使用して、ボタン電池の形の本発明に係る電池を作製した。比較例として、表に示した第１工程の終了時に得られたフッ素含有炭素を使用してボタン電池を作製した。
【００４０】
負電極として、厚さ１５０μｍのリチウムシートを使用した。
【００４１】
電解質は、炭酸プロピレン／炭酸エチレン／ジメトキシエタンの容積比１／２／２の三成分混合物に溶解した過塩素酸リチウムの１Ｍ溶液である。セパレータは、ポリエチレンＣｅｌｇａｒｄ２５０２のシートである。
【００４２】
正電極は、表１及び表２に示したうちの１つのフッ素含有炭素８０重量％と、アセチレンブラック１０重量％と、Ｅｌｆ  Ａｔｏｃｈｅｍ社から名称ＫｙｎａｒＦｌｅｘ ２８２１として市販されているポリフッ化ビニリデン１０重量％とからなる混合物３０ｍｇを２，５×１０8Ｐａでプレスして得た複合材料から構成した。
【００４３】
このように構成した各テスト電池を、電位の経時的変化を１ボルト以下として一定電流で放電させた。１Ｖの電位において、フッ素含有炭素はリチウムによって完全に還元された。設定した放電定格値は、Ｃ／１０である。ここで、Ｃは理論的比容量から計算できる理論的放電容量である。
【００４４】
理論的比容量Ｑ（単位：ｍＡｈ／ｇ）は、下式で与えられる：
Ｑ＝ｘ・９６５００・１０００／３６００・ＭCFxIy
【００４５】
ここで、ｘは作用する電子数に対応し、ＭCFxIyは、フッ素含有炭素のモル重量を表す。
【００４６】
テスト電池の理論的容量（単位：ｍＡｈ）は、ｑ＝ｍ・Ｑである。ここで、ｍは、活性材料ＣＦxＩyの質量（単位：ｇ）である。
【００４７】
放電定格値Ｃ／１０は、式ｑ／１０＝ｉで与えられる設定電流ｉによって定義される。
【００４８】
時間ｔ＜１０ｈで放電を行う場合、実際の容量はｑpr＝ｉ・ｔ（単位：ｍＡｈ）である。質量ｍに依拠すれば、ｑprは、フッ素含有炭素化合物の実際の比密度の数値Ｑpr（ｍＡｈ／ｇまたはＡｈ／ｋｇ）＝ｑpr／ｍを与える。
【００４９】
表３に、Ｑ，Ｑpr，平均放電電位ｅ（Ｖ）および得られるエネルギ密度ＤEの数値を示した。ＤE（単位：Ｗｈ／ｋｇ）は、簡単化した式によって得られる：ＤE＝Ｑpr（Ａｈ／ｋｇ）×ｅ（Ｖ）
【００５０】
【表３】
0004091117.tif 000004
【００５１】
表３を分析すれば明らかな如く、すべての場合、本発明の方法によって実施される二重フッ化によって、第１工程の終了時に得られる先行技術の炭素含有化合物に比して、フッ素含有炭素の比容量を増大でき、しかも、放電電位が有意に低下されることはない。かくして、エネルギ密度が増大する。本発明のフッ素含有炭素よりもヨウ素に富んだフッ素含有炭素ＢＦ（II）の性能は、より低い。
【００５２】
（実施例３）
本発明に係る電池および先行技術に係る電池の電気化学的挙動の検討
本実施例では、本発明に係るフッ素含有炭素を含むボタン電池の形の電池の電気化学的挙動と、先行技術の方法に基づき高温で得られたフッ素含有炭素を含む同様の電池の電気化学的挙動とを比較する。先行技術の炭素含有化合物（以下、ＨＴ−ＣＦnと呼ぶ）は、上表にＧＮ４で示した炭素含有化合物を６００℃において５ｈ直接フッ化することによって調製した。この化合物ＨＴ−ＣＦnは、下記の特性を有する：Ｆ／Ｃ＝１，０５，格子面の結晶パラメータａ＝２，５３Å，ＥＳＣＡスペクトルの最強線Ｆ1S＝６８９ｅＶおよびＣ1S＝２９０，５ｅＶで表されるＣ−Ｆ結合エネルギ。
【００５３】
本発明に係る電池を“電池ＬＴ”で示し、先行技術に係る電池を“電池ＨＴ”で示した。電池ＬＴは、実施例２にもとづき、上表２に記載のフッ素含有炭素ＧＮ４Ｆ（II）（ＬＴ−ＣＦ0.95について）から作製した。電池ＨＴは、実施例２にもとづき、上記の高温フッ素含有炭素ＨＴ−ＣＦnから作製した。
【００５４】
電池は、漸増する放電定格値Ｃ／ｎで放電させた。ここで、ｎはフッ素含有炭素の完全な還元に必要な理論的時間数を表す。各電池の初期電位を表４に示した。表４には、更に、平均放電電位、比容量および比エネルギの実測値を示した。
【００５５】
【表４】
0004091117.tif 000005
【００５６】
上表から明らかな如く、本発明の電池ＬＴは、先行技術の電池ＨＴよりも約２５％大きい高い放電電位を有する。
【００５７】
急速な放電定格値において、本発明の電池ＬＴは、先行技術の電池ＨＴよりも大きい比容量および比エネルギを有する。
【００５８】
（実施例４）
本発明に係る電池および先行技術の電池の加速劣化
典型的な加速劣化テストは、電池を所定温度Ｔに保持し、所定時間ｔの経過後になお電池が含むエネルギを測定することからなる。以下の例では、６０℃の温度において１週間、実験を行った。これらの数値は、本タイプの電池に適用される。
【００５９】
放電テストは、実施例２に記載の条件と同一の条件において、室温において定格値Ｃ／１０で実施した。本発明に係るフッ素含有炭素［ＧＮ４ＦII，ＣｏｋｅＡＦ（II）］を含むボタン電池を、先行技術のフッ素含有炭素［ＧＮ４Ｆ（Ｉ）およびＨＴ−ＣＦn］を含む電池およびフッ素含有炭素ＢＦ（II）を含むボタン電池と比較した。
【００６０】
表５に、劣化前後の試料の比較結果を示した。劣化後の試料の記号には文字Ｖを付した。劣化前の試料について、結果は、表４に示した結果と同一である。
【００６１】
各試料について、容量およびエネルギ密度の相対的減少を劣化前の初期値に対する％（ΔＱpr／Ｑpr、ΔＤE／ＤE）で示した。
【００６２】
【表５】
0004091117.tif 000006
【００６３】
表５から下記事項が知られる：
１）本発明に係る第２フッ化処理は、自己放電率ΔＱpr／Ｑprを可成り減少する［ＧＮ４Ｆ（Ｉ）：３，３％およびＧＮ４Ｆ（II）：１，５６％］。
２）自己放電率は、ヨウ素含量とともに増大する。ΔＱpr／Ｑpr＜２，５％の化合物は、ｙ＜０，０１８の化合物、即ち、ＧＮ４Ｆ II（ｙ＝０，０１２），ＣｏｋｅＡＦ II（ｙ＝０，０１４）である。
３）本発明のフッ素含量炭素［ＧＮ４Ｆ（II）およびＣｏｋｅＡＦ（II）］について得られた自己放電率に比して、本発明によらないフッ素含量炭素［ＣｏｋｅＢ（II）］または先行技術の試料について得られた自己放電率は、大きいか［ＧＮ４Ｆ（Ｉ）について：３，３％；ＣｏｋｅＡＦ（Ｉ）について：５，３％；ＣｏｋｅＢ（II）について：４，６％］、近似する［ＨＴ−ＣＦnについて：２，５％］。
４）エネルギ密度のロスは、本発明のフッ素含有炭素によって、先行技術のフッ素含有炭素およびモザイク組織を有していない黒鉛化可能な炭素から調製したフッ素含有炭素に比して改善される。
【００６４】
即ち、本発明に係る第２フッ化処理によって、エネルギ密度が増大されるのみならず、自己放電率が、著しく減少され、先行技術のＨＴ−ＣＦnの極めて低いレベルとなる。