CN105390296A - 电极材料、电极和蓄电设备 - Google Patents

电极材料、电极和蓄电设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电极材料，其可以形成低温下的内部电阻低且在充电状态保持时产生的气体量少的蓄电设备。本发明涉及电极材料、电极和蓄电设备，该电极材料含有碳材料，在100ml/分钟的空气气流中，以升温速度5℃/分钟进行热重量分析时，相对于升温前减少20％重量的温度为650℃以下。

Description

电极材料、电极和蓄电设备
技术领域
本发明涉及电极材料、电极和蓄电设备，更详细而言，涉及可很好地用于锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电设备等的电极材料、含有该电极材料的电极、以及具备该电极作为负极的蓄电设备。
背景技术
近年来，电子仪器的小型化·轻量化的进步显著，与此相伴，对作为该电子仪器的驱动用电源使用的电池也不断提高小型化·轻量化的要求。为了满足这种小型化·轻量化的要求，以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池作为蓄电设备而得到开发。此外，作为具有高输出密度、良好的循环性能等特性的蓄电设备，已知有双电层电容器。进而，作为与需要高能量密度特性和高输出特性的用途所对应的蓄电设备，已知有组合锂离子二次电池和双电层电容器的蓄电原理而成的锂离子电容器。
对这种蓄电设备寻求低温下的优异的各种特性。与此相对，例如，专利文献1中提出了使用由大孔容积为0.05～0.40cc/g的碳材料构成的负极活性物质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-258392号公报
发明内容
然而，使用如上述的以往的活性物质的蓄电设备会出现在充电状态保持时产生的气体量多的问题。
因此，本发明的课题是提供一种可以形成低温下的内部电阻低且在充电状态保持时产生的气体量少的蓄电设备的电极材料。
鉴于该情况，本发明的发明人等进行了深入研究，其结果发现，通过使用在进行热重量分析时减少20％重量的温度为特定的值以下的电极材料，可以解决上述课题，完成了本发明。
即，本发明提供一种电极材料(以下也称为“本电极材料”)，其含有碳材料，在100ml/分钟的空气气流中，以升温速度5℃/分钟进行热重量分析时，相对于升温前减少20％重量的温度为650℃以下。
此外，本发明提供一种电极，其含有上述本电极材料，进一步提供一种蓄电设备，其具备上述电极作为负极。
通过使用本电极材料，可以得到低温下的内部电阻低且在充电状态保持时产生的气体量少的蓄电设备。因此，本电极材料作为锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电设备的电极材料极其有用。
具体实施方式
以下，对本发明详细地进行说明。
电极材料
本发明的电极材料的特征在于，含有碳材料，在100ml/分钟的空气气流中，以升温速度5℃/分钟进行热重量分析时，重量相对于升温前减少20％的温度(以下也称为“减少20％重量的温度”)为650℃以下。认为本电极材料的表层部分与以往的电极材料相比具有容易燃烧的性质，认为通过该表层部分的性质可得到所需的效果。
上述减少20％重量的温度的上限优选为640℃。欲使得蓄电设备的低温下的内部电阻特别低时，减少20％重量的温度的上限优选为630℃。另一方面，上述减少20％重量的温度的下限优选为500℃以上，特别优选为550℃以上。
此外，欲使得蓄电设备的低温下的内部电阻特别低时，将本电极材料在100ml/分钟的空气气流中，以升温速度5℃/分钟在30～1000℃的范围进行热重量分析时，重量减少结束的温度(以下也称为“重量减少结束温度”)优选为700℃以下，特别优选为650～700℃。
本电极材料的碱性官能团量优选为0.015～0.20mmol/g，进一步优选为0.016～0.20mmol/g，特别优选为0.017～0.20mmol/g。若碱性官能团量在该范围内，则可以得到低温下的内部电阻低的蓄电设备。这里，本发明中“碱性官能团量”是指通过后述的实施例中记载的方法测定的值。
本电极材料通常为粒子状，其50％体积累积直径D50(以下也简称为“D50”)优选为0.1～50μm，特别优选为1～30μm。若D50过小，则有可能所得的蓄电设备的循环特性变差，或充放电效率下降，或由于下述活性物质层的体积密度变小而能量密度下降，另一方面，若D50过大，则有可能蓄电设备的内部电阻变高。欲使得蓄电设备的低温下的内部电阻特别低时，D50优选为1～10μm，进一步优选为1～5μm，特别优选为1～3μm。应予说明，D50通过激光衍射·散射法进行测定。
对于本电极材料而言，细孔直径为50～400nm的大孔容积优选为0.02～0.20cc/g，特别优选为0.03～0.10cc/g。若大孔容积在该范围内，则可以进一步提高所需的效果。本发明中，大孔容积是指使用BELJapan公司制的自动比表面积/细孔分布测定装置BELSORP-miniII将通过温度77K下的氮吸附法得到的氮吸附等温线以DH(DollimoreHeal)法解析，从而求出的细孔直径为50～400nm的范围的细孔的容积。
对于本电极材料而言，细孔直径为2～50nm的介孔容积优选为0.001～0.05cc/g，特别优选为0.005～0.05cc/g。若介孔容积在该范围内，则可以进一步提高所需的效果。为了得到在充电状态保持时产生的气体量特别少的蓄电设备，介孔容积优选为0.001～0.04cc/g，特别优选为0.005～0.03cc/g。本发明中，介孔容积是指使用BELJapan公司制的自动比表面积/细孔分布测定装置BELSORP-miniII将通过温度77K下的氮吸附法得到的氮吸附等温线以DH法解析，从而求出的细孔直径为2～50nm的范围的细孔的容积。
此外，本电极材料的比表面积优选为1～50m2/g，特别优选为5～30m2/g。若比表面积在该范围内，则可以进一步提高所需的效果。为了得到在充电状态保持时产生的气体量特别少的蓄电设备，比表面积优选为1～25m2/g，特别优选为5～20m2/g。应予说明，比表面积通过氮吸附法进行测定。
本电极材料含有碳材料，上述碳材料优选是含有2种以上的碳材料而成的复合碳材料(以下也简称为“复合碳材料”)。复合碳材料可以以适当的方法制造，优选以下述方式制造:将减少20％重量的温度高于650℃的碳材料粒子与含有氮的有机聚合物混合·混炼，从而以该有机聚合物被覆后，在非活性气体存在下在700～2000℃烧制使该有机聚合物碳化。此外，上述复合碳材料也优选通过使含有氮的有机聚合物的热分解物堆积于减少20％重量的温度高于650℃的碳材料粒子的表面而制造。
上述复合碳材料优选为含有形成核的碳材料和被覆形成上述核的碳材料的至少一部分的被覆用碳材料而成的复合碳材料。该复合碳材料中，作为形成核的碳材料，优选为上述碳材料粒子，作为被覆用碳材料的原料，优选包含上述含有氮的有机聚合物的原料。
复合碳材料中，作为形成上述核的碳材料，例如，可举出石油焦炭、煤沥青焦炭、聚氯乙烯碳等易石墨化性碳；聚偏氯乙烯碳、砂糖碳、纤维素碳、酚醛树脂碳、木炭类等难石墨化性碳；将上述易石墨化性碳或难石墨化性碳进一步加热处理而得的石墨质化的碳；将碳纤维加工成粉末状的材料；天然石墨、人造石墨。
作为形成核的碳材料，优选利用X射线衍射法得到的(002)面的面间距d002为0.335～0.338nm的范围的石墨结晶性碳，特别优选为天然石墨、人造石墨。
本发明中，形成核的碳材料可以单独使用或使用2种以上。
上述含有氮的有机聚合物中的、将该有机聚合物在氮气环境下进行CHN元素分析时求出的氮元素的含有比例通常相对于该有机聚合物为0.25～2质量％，优选为0.30～1质量％。作为上述有机聚合物，例如，可举出含有N-取代马来酰亚胺和苯乙烯作为共聚成分的共聚物、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、聚丙烯腈。
通过使用上述有机聚合物，可以容易地得到具有所需的结构、物性、效果的本电极材料。
上述有机聚合物可以单独使用或使用2种以上。
上述有机聚合物的使用量也取决于其种类，相对于形成核的碳材料100质量份优选为30～500质量份，特别优选为60～400质量份。若有机聚合物的使用量在上述范围，则可以得到低温下的内部电阻低的蓄电设备。
通过以上述范围的量使用上述有机聚合物，可以容易地得到具有所需的结构、物性、效果的本电极材料。
此外，作为被覆用碳材料，也可以将乙炔黑、科琴黑、炉黑等炭黑；聚丙烯腈系碳纤维、沥青系碳纤维、气相生长碳纤维等碳纤维等与上述有机聚合物并用。
并用炭黑、碳纤维(以下也称为“炭黑等”)作为被覆用碳材料时的炭黑等的使用量相对于形成核的碳材料优选为50质量％以下，进一步优选为30质量％以下，特别优选为20质量％以下。此外，炭黑等与上述有机聚合物的混合比率(炭黑等的质量:有机聚合物的质量)优选为50:50～0:100。
将上述碳材料粒子与有机聚合物混合·混炼时，优选使用捏合机、双轴挤出机等装置进行熔融混合。熔融混合时，根据使用的有机聚合物的种类也可以使用增塑剂。作为增塑剂，可举出邻苯二甲酸系增塑剂、脂肪酸系增塑剂、磷酸脂系增塑剂、环氧系系增塑剂、氯化石蜡等公知的增塑剂。
作为使上述有机聚合物碳化的条件，优选在氮气等非活性气体存在下以700～2000℃进行烧制，特别优选以800～1500℃进行烧制。此外，可以在该烧制之前，在大气等含氧环境下加热至100～500℃预先使其不熔化(不融化)，提高烧制后残留的碳的收率。通过以该方式制造复合碳材料，可以根据所需的特性得到优异的电极材料。
应予说明，为了得到D50在上述范围的本电极材料，优选包括在上述碳化、加热后，将所得的材料粉碎的工序。
本电极材料也可以含有例如通过使硅、锡等金属粒子担载于形成核的碳材料的细孔表面而可吸留除碳以外的锂的成分。
通过将以上述方式得到的本电极材料用作电极活性物质，可以得到低温下的内部电阻低且在充电状态保持时产生的气体量少的蓄电设备。本电极材料从更显著地得到的所需的效果的方面出发，优选作为利用了锂离子的插入/脱离的蓄电设备的负极材料使用，特别优选作为锂离子电容器的负极材料使用。除了蓄电设备以外，认为本电极材料作为构成燃料电池的电极的催化剂也是有用的。
电极
本发明的电极含有本电极材料，通常在集电体上形成含有本电极材料和粘合剂等的活性物质层。上述活性物质层通常可以通过制备含有本电极材料和粘合剂等的浆料，将其涂布于集电体上使其干燥而制造。
本发明的电极优选为将本电极材料作为负极活性物质使用的、利用了锂离子的插入/脱离的蓄电设备的负极，特别优选为锂离子电容器的负极。
相对于上述活性物质层整体的本电极材料的含量优选为50～90质量％。
本发明的电极中，本电极材料可以单独使用或使用2种以上。
作为上述集电体的材质，本发明的电极为正极时，优选为铝、不锈钢等，另一方面，本发明的电极为负极时，优选为铜、镍、不锈钢等。集电体的厚度无论正负极通常均为10～50μm。
此外，本发明的电极为锂离子电容器所用的电极时，正负极的集电体优选具备贯通表背面的贯通孔，其开口率优选为10～70％。作为具备该贯通孔的集电体，例如，可使用网状金属、穿孔金属、利用蚀刻形成贯通孔的多孔金属箔。
本发明的电极中，作为上述粘合剂，例如，可以举出苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、NBR等橡胶系粘合剂；聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等氟系树脂；聚丙烯、聚乙烯，以及如日本特开2009-246137号公报所公开的氟改性(甲基)丙烯酸系粘合剂。
粘合剂的使用量没有特别限定，相对于本电极材料优选为1～20质量％，特别优选为2～10质量％。
上述粘合剂可以单独使用或使用2种以上。
上述活性物质层中，可以进一步含有炭黑、石墨、金属粉末等导电剂；羧甲基纤维素、其Na盐或铵盐、甲基纤维素、羟甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇、氧化淀粉、磷酸化淀粉、或酪蛋白等增稠剂等。
上述活性物质层的厚度没有特别限定，通常为5～500μm，优选为10～200μm，特别优选为10～100μm。
此外，上述活性物质层的密度在将本发明的电极用于锂离子二次电池时，优选为1.50～2.00g/cc，特别优选为1.60～1.90g/cc，用于锂离子电容器时，优选为0.50～1.50g/cc，特别优选为0.70～1.20g/cc。若活性物质层的密度在该范围内，则电解液的保液性与本电极材料的接触电阻的平衡良好，因此能够提供高容量且低电阻的蓄电设备。
蓄电设备
本发明的蓄电设备具备本发明的电极作为负极。作为蓄电设备，例如，可举出非水电解质二次电池、双电层电容器、锂离子电容器。本发明的蓄电设备优选为利用锂离子的插入/脱离的蓄电设备，特别优选为锂离子电容器。
本发明的蓄电设备优选除了具备用作负极的本发明的电极以外，至少具备正极、电解质。用作负极的本发明的电极的构成和制造方法如上述“电极”中说明所述。
本发明的蓄电设备中，对于上述正极的基本的构成和制造方法，除了使用以下正极活性物质代替上述本电极材料以外，与上述“电极”中说明的构成和制造方法同样。
本发明的蓄电设备为锂离子二次电池时，作为所用的正极活性物质，例如，可举出锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物等锂过渡金属复合氧化物、二氧化锰等过渡金属氧化物、氟化石墨等碳质材料。另一方面，本发明的蓄电设备为锂离子电容器时，作为所用的正极活性物质，例如，可举出活性炭、多并苯系物质。这些正极活性物质可以单独使用或使用2种以上。
本发明的蓄电设备中，上述电解质通常以溶解于溶剂中而得的电解液的状态使用。作为电解质，优选为可生成锂离子的电解质，具体而言，可举出LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)2、LiN(FSO2)2等。这些电解质可以单独使用或使用2种以上。
作为用于使电解质溶解的溶剂，优选为非质子性的有机溶剂，具体而言，可举出碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、1-氟代碳酸亚乙酯、1-(三氟甲基)碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、乙腈、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环、二氯甲烷、环丁砜等。这些溶剂可以单独使用或使用2种以上。本发明中从可以提高所需的效果的方面考虑，作为溶剂，优选至少使用碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯，更优选至少使用碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸二乙酯。
为了减小由电解液所致的内部电阻，电解液中的电解质的浓度优选为0.1摩尔/升以上，更优选为0.5～1.5摩尔/升的范围内。此外，电解液中也可以含有碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、琥珀酸酐、马来酸酐、丙烷磺内酯、二乙基砜等添加剂。
电解质通常如上述那样地被制备成液状而使用，但从防止漏液的目的考虑，也可以使用凝胶状或固体状的电解质。
以电解液的状态使用电解质时，在正极与负极之间通常设置隔离件，以使得正极与负极不以物理方式接触。作为上述隔离件，例如，可以举出以纤维素人造丝、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺等为原料的无纺布或多孔膜。
作为蓄电设备的结构，例如，可以举出层叠型电池，在外装膜内封入板状正极和负极介由隔离件分别层叠3层以上而得的层叠体；卷绕型电池，其在方型或圆筒型的容器中收纳有带状正极和负极介由隔离件卷绕而得的层叠体；等。
本发明的蓄电设备为锂离子电容器时，优选以使正极和负极短路后的正极电位为2.0V(vsLi/Li+)以下的方式对负极和/或正极预先掺杂锂离子。关于预先掺杂锂离子的方法，例如，公开于国际公开第1998/033227号小册子、国际公开第2000/007255号小册子等。
实施例
以下，举出实施例进一步具体地说明本发明的实施方式。但本发明不限定于下述实施例。
以下的实施例和比较例中，电极材料的各物性的测定通过下述方法进行。
＜减少20％重量的温度及重量减少结束温度＞
减少20％重量的温度和重量减少结束温度的测定通过使用NETZSCH制的TG-DTA2000SR对作为被测定物的电极材料进行热重量分析而进行。以成为10±1mg的范围的方式称量电极材料，将空气供给速度设为100ml/分钟、将升温速度设为5℃/分钟，以30～1000℃的范围进行测定。此时，将由升温前的电极材料的重量减少了20％重量时的温度作为减少20％重量的温度。此外，将即使升温也没有观察到重量减少的温度作为重量减少结束温度。使用α-氧化铝作为参照。应予说明，供给的空气使用以湿度为30％以下的方式控制的空气。
＜碱性官能团量的测定＞
在50ml三角烧瓶中精称约1g作为被测定物的电极材料，以定量移液管提取0.05N的盐酸(和光纯药工业株式会社制)10.0ml加入其中，滴加3滴表面活性剂(LION公司制，CharmyGreen)后，塞紧烧瓶，且在烧瓶与塞封的接合部缠绕密封带，用设定为25℃的超声波清洗机(ASONE公司制，ASU-10，强度设定High)进行20分钟超声波照射使电极材料很好地分散。其后，从用滤纸(GEHealthcareUKLimited制，Whatman42滤纸，110mmφ)过滤的滤液中以定量移液管提取2.0ml，放入100ml锥形烧杯中，在其中用滴管加入3滴甲基红-亚甲基蓝的乙醇溶液(和光纯药工业株式会社制)作为指示剂。一边用磁性搅拌器搅拌锥形烧杯内，一边滴加0.05N的NaOH水溶液(和光纯药工业株式会社制)，一边根据由指示剂所致的颜色的变化(从紫色到绿色)判定中和点一边进行滴定。此外，将在0.05N盐酸中不添加电极材料而进行同样的滴定的操作作为空白进行测定，由空白与电极材料存在下的滴定量的差异将碱性官能团量进行定量。
＜大孔容积和介孔容积的测定＞
大孔容积和介孔容积是使用BELJapan公司制的自动比表面积/细孔分布测定装置BELSORP-miniII，以DH法解析通过温度77K下的氮吸附法得到的氮吸附等温线而求出。此时，测定模式设为“高精度模式”，使用作为标准品的约1.8cm3的池子作为样品池。此外，样品量是以成为0.1500～0.2500g的范围的方式使用电子天平称量至10-4g的位数。
应予说明，作为这些测定所用的样品，使用将电极材料在200℃真空干燥2小时而得的材料。
＜比表面积的测定＞
比表面积是使用BELJapan公司制的自动比表面积/细孔分布测定装置BELSORP-miniII，以BET法解析通过温度77K下的氮吸附法得到的氮吸附等温线而求出。解析时，使用相对压力P/P0为0.05～0.25的范围的测定点。此外，样品量是以成为0.1500～0.2500g的范围的方式使用电子天平称量至10-4g的位数。
应予说明，作为该测定所用的样品，使用将电极材料在200℃真空干燥2小时而得的材料。
＜D50的测定＞
D50是使用株式会社堀场制作所制激光衍射/散射式粒径分布测定装置LA-950V2进行测定。
＜电极材料的制造＞
[实施例1]
一边用捏合机将粉碎作为形成核的碳材料的TIMCAL公司制的人造石墨而成的材料(D50:1.5μm，利用X射线衍射得到的d002面间距:0.3356nm，比表面积:35m2/g，减少20％重量的温度:683℃)100质量份与含有N-苯基马来酰亚胺和苯乙烯作为共聚成分的共聚物(氮气环境下进行CHN元素分析时求出的氮元素的含有比例:0.38质量％)100质量份加热至250℃一边混炼1小时。用捣磨机破碎所得的人造石墨/树脂复合物后，在氮环境下以1000℃烧制、碳化2小时，其后以球磨机粉碎，放在网眼(开孔)1mm的筛子上，将其通过物以喷射磨粉碎，从而得到电极材料。将所得的电极材料的评价结果示于表1。
[实施例2]
实施例1中，使用NBR(JSR公司制，N230S，在氮气环境下进行CHN元素分析时求出的氮元素的含有比例:0.59质量％)代替含有N-苯基马来酰亚胺和苯乙烯作为共聚成分的共聚物，将捏合机的温度变更为90℃，除此以外，与实施例1同样地制造电极材料。将所得的电极材料的评价结果示于表1。
[实施例3]
实施例1中，使用聚丙烯腈(氮气环境下进行CHN元素分析时求出的氮元素的含有比例:0.70质量％)30质量份代替含有N-苯基马来酰亚胺和苯乙烯作为共聚成分的共聚物100质量份，除此以外，与实施例1同样地制造电极材料。将所得的电极材料的评价结果示于表1。
[比较例1]
实施例1中，使用丙烯腈含量约30质量％的苯乙烯-丙烯腈共聚物(TechnoPolymer公司制，氮气环境下进行CHN元素分析时求出的氮元素的含有比例:0.23质量％)30质量份代替含有N-苯基马来酰亚胺和苯乙烯作为共聚成分的共聚物100质量份，除此以外，与实施例1同样地制造电极材料。将所得的电极材料的评价结果示于表1。
[比较例2]
实施例1中，使用市售的沥青30质量份代替含有N-苯基马来酰亚胺和苯乙烯作为共聚成分的共聚物100质量份，将捏合机的温度变更为100℃，除此以外，与实施例1同样地制造电极材料。将所得的电极材料的评价结果示于表1。
＜电极和蓄电设备的制造＞
(1)负极的制作
将上述实施例和比较例中得到的电极材料88质量份、作为导电助剂的炭黑5质量份和作为增稠剂的羧甲基纤维素3质量份使用高速搅拌机以周速25m/s混合2分钟，进一步追加SBR系粘合剂4质量份和水，使用带有脱泡功能的混合机进行搅拌，从而制造负极浆料。使用自动涂敷器以在厚度20μm的开孔铜箔上残留有未涂布部的方式涂布所得的负极浆料，使用辐射热干燥机以170℃使其干燥，从而制造在铜箔上形成有负极活性物质层的负极。将所得的负极以涂布部为40×26mm2、成为接头(连接端子)部分的未涂布部为10×5mm2的方式冲压2枚，以200℃在真空下干燥12小时，将一者作为工作电极，将另一者作为对电极。
(2)负极单极电池的制作
将厚度200μm的锂箔切成37×24mm2，以锂箔周围的铜箔空白存留了1mm、1mm、1mm、11mm的方式粘贴在切成49×26mm2的厚度20μm的开孔铜箔上，将11×26mm2的铜箔空白部分切成规定的形状，从而制成带有接头的参照电极。使用超声波式熔敷装置使5mm宽度的镍引导接头熔敷于工作电极、对电极、参照电极的接头的部分。
准备28×41mm2的纤维素系隔离件(以下也称为“小隔离件”)4张、41×70mm2的纤维素系隔离件(以下也称为“大隔离件”)1张。接着，以工作电极、小隔离件2张、对电极、小隔离件2张、参照电极的顺序层叠。用大隔离件以3电极的接头从其两侧突出的方式包裹，以聚酰亚胺胶带固定，得到层叠体。在成为市售的外装膜的收容部的位置上，以3电极的接头从该外装膜的端部向外突出的方式配置该层叠体后，重叠另一张外装膜，将外周缘部3边热熔敷后，在120℃真空干燥12小时。然后，由未熔敷部注入电解液(LiPF6的1.2M碳酸亚乙酯/碳酸二乙酯/碳酸亚丙酯＝3/4/1(体积比)溶液)后，将未熔敷部分热熔敷，从而制造负极单极电池。
＜阻抗的测定＞
上述负极单极电池中，使用TOYOSYSTEM公司制的TOSCAT(充放电评价装置)在60℃以20mA恒定电流充电至0V。接着，使用BioLogic公司制的VMP3测定-30℃的交流阻抗，通过Nyquist图的圆弧求出电荷移动电阻。将评价结果示于表1。可以说若该值为12.0ohms以下，则低温下的内部电阻低而良好。
<气体产生量的测定>
对于上述负极单极电池，通过测定将电池沉入电子天平上的水槽内时的水槽的重量变化，测定初期的电池体积。接着，在保持于70℃的恒温槽中，使用BioLogic公司制造的VMP3将负极单极电池以33mV保持94小时后，同样地测定电池体积。从该电池体积与初期的电池体积的差，求出以33mV保持94小时时产生的气体(Floatgas)量。将评价结果示于表1。应予说明，评价结果是以比较例1中产生的气体量为100时的相对值。可以说若该相对值为90以下则气体产生量少而良好。
【表1】
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2
减少20％重量的温度(℃) 615 570 640 660 655
重量减少结束温度(℃) 675 660 755 740 730
碱性官能团量(mmol/g) 0.024 0.019 0.030 0.025 0.010
大孔容积(cc/g) 0.066 0.048 0.042 0.067 0.065
介孔容积(cc/g) 0.034 0.017 0.030 0.034 0.025
比表面积(m2/g) 22.3 12.1 20.1 21.4 20.5
D50(μm) 1.9 2.0 2.0 1.9 2.0
电荷移动电阻(ohms) 10.3 11.8 11.9 11.9 12.8
气体产生量(相对值) 88 75 80 100 88
<作为锂离子电容器的应用例>
将上述实施例和比较例中得到的电极材料作为负极活性物质使用，除此以外，与日本特开2013-258392号公报中公开的实施例同样地制作锂离子电容器。使用上述实施例1～3中得到的电极材料作为负极活性物质时，未确认到在充电状态保持时电池的膨胀，确认了在-30℃也可得到能量密度和输出密度高的锂离子电容器。另一方面，使用比较例1中得到的电极材料作为负极活性物质时，确认了在充电状态保持时电池若干的膨胀。此外，使用比较例2中得到的电极材料作为负极活性物质时，-30℃的内部电阻高，相同温度下的能量密度和输出密度低。

Claims (10)

1.一种电极材料，其含有碳材料，在100ml/分钟的空气气流中，以升温速度5℃/分钟进行热重量分析时，相对于升温前减少20％重量的温度为650℃以下。
2.如权利要求1所述的电极材料，其中，上述减少20％重量的温度为500℃以上。
3.如权利要求1或2所述的电极材料，其中，碱性官能团量为0.015～0.20mmol/g。
4.如权利要求1或2所述的电极材料，其中，细孔直径为50～400nm的大孔容积为0.02～0.20cc/g。
5.如权利要求1或2所述的电极材料，其中，细孔直径为2～50nm的介孔容积为0.001～0.05cc/g。
6.如权利要求1或2所述的电极材料，其中，在100ml/分钟的空气气流中，以升温速度5℃/分钟在30～1000℃的范围进行热重量分析时，重量减少结束的温度为700℃以下。
7.如权利要求6所述的电极材料，其中，上述重量减少结束的温度为650℃以上。
8.如权利要求1或2所述的电极材料，其用于锂离子电容器。
9.一种电极，其含有权利要求1～7中任一项所述的电极材料。
10.一种蓄电设备，其具备权利要求9所述的电极作为负极。
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