JP2000156230A - リチウムイオン二次電池用の炭素材活物質 - Google Patents
リチウムイオン二次電池用の炭素材活物質Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 結晶性黒鉛と非晶質炭素の短所を最小化して
長所を最大化した活物質を提供するためのものとして、
電圧平坦性、初期充放電効率、高率充放電特性及びサイ
クル寿命特性に優れたリチウムイオン二次電池用の炭素
材活物質を提供する。 【解決手段】 示差熱分析の際に２つ以上の発熱ピーク
が現われ、前記２つ以上の発熱ピークは互いに重なって
ショルダーをなすことを特徴とする炭素材活物質を用い
てリチウムイオン二次電池を構成した。
長所を最大化した活物質を提供するためのものとして、
電圧平坦性、初期充放電効率、高率充放電特性及びサイ
クル寿命特性に優れたリチウムイオン二次電池用の炭素
材活物質を提供する。 【解決手段】 示差熱分析の際に２つ以上の発熱ピーク
が現われ、前記２つ以上の発熱ピークは互いに重なって
ショルダーをなすことを特徴とする炭素材活物質を用い
てリチウムイオン二次電池を構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池用の炭素材活物質に関し、より詳しくは示差熱分
析（differential thermal analysis）の際に２つ以上
の発熱ピークが現われ、２つ以上の発熱ピークが互いに
重なってショルダー（shoulder）をなすことを特徴とす
るリチウムイオン電池用の炭素材活物質に関する。
次電池用の炭素材活物質に関し、より詳しくは示差熱分
析（differential thermal analysis）の際に２つ以上
の発熱ピークが現われ、２つ以上の発熱ピークが互いに
重なってショルダー（shoulder）をなすことを特徴とす
るリチウムイオン電池用の炭素材活物質に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン二次電池用の炭素活物質
は大きく結晶性黒鉛と非晶質炭素とに分けられる。結晶
性黒鉛は優秀な電圧平坦性と共に高い充放電効率などの
長所があるが、黒鉛の六角面のエッジが電解液に多く露
出している場合には電解液との副反応によって充放電効
率が低くなる。非晶質炭素は高い放電容量を現すが、非
可逆容量が大きく、充放電効率が低くなり、電圧平坦性
においても優れていない。そのため、結晶性黒鉛と非晶
質炭素との長所を同時に利用するために２つの物質を混
合して用いることが試みられたが、長所以外に短所まで
現われて実用化が困難であった。
は大きく結晶性黒鉛と非晶質炭素とに分けられる。結晶
性黒鉛は優秀な電圧平坦性と共に高い充放電効率などの
長所があるが、黒鉛の六角面のエッジが電解液に多く露
出している場合には電解液との副反応によって充放電効
率が低くなる。非晶質炭素は高い放電容量を現すが、非
可逆容量が大きく、充放電効率が低くなり、電圧平坦性
においても優れていない。そのため、結晶性黒鉛と非晶
質炭素との長所を同時に利用するために２つの物質を混
合して用いることが試みられたが、長所以外に短所まで
現われて実用化が困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、結晶
性黒鉛と非晶質炭素の短所を最小化して長所を最大化し
た活物質を提供するためのものとして、電圧平坦性、初
期充放電効率、高率充放電特性及びサイクル寿命特性に
優れたリチウムイオン二次電池用の炭素材活物質を提供
することにある。
性黒鉛と非晶質炭素の短所を最小化して長所を最大化し
た活物質を提供するためのものとして、電圧平坦性、初
期充放電効率、高率充放電特性及びサイクル寿命特性に
優れたリチウムイオン二次電池用の炭素材活物質を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、示差熱分析の際に２つ以上の発熱ピーク
が現われ、前記２つ以上の発熱ピークは互いに重なって
ショルダーをなすことを特徴とするリチウムイオン二次
電池用の炭素材活物質を提供する。この時、前記２つ以
上の発熱ピーク間の温度差は２００℃未満であるのが好
ましい。
に、本発明は、示差熱分析の際に２つ以上の発熱ピーク
が現われ、前記２つ以上の発熱ピークは互いに重なって
ショルダーをなすことを特徴とするリチウムイオン二次
電池用の炭素材活物質を提供する。この時、前記２つ以
上の発熱ピーク間の温度差は２００℃未満であるのが好
ましい。
【０００５】結晶性黒鉛に対して示差熱分析を実施する
と、通常、１つの発熱ピークが８００℃以上で現われ、
非晶質炭素の場合には１つの発熱ピークが７００℃以下
で現われる。これと比較し、示差熱分析の際に発熱ピー
クが２つ以上であり、この２つ以上の発熱ピークが互い
に重なってショルダーをなす炭素材活物質は結晶性黒鉛
と非晶質炭素の長所を最大化すると共に短所は最小化す
ることを見出して本発明の完成に至った。前記ショルダ
ーを形成する２つ以上の発熱ピークは５００〜１０００
℃で現われ、発熱ピーク間の温度差は２００℃未満であ
るのが好ましい。
と、通常、１つの発熱ピークが８００℃以上で現われ、
非晶質炭素の場合には１つの発熱ピークが７００℃以下
で現われる。これと比較し、示差熱分析の際に発熱ピー
クが２つ以上であり、この２つ以上の発熱ピークが互い
に重なってショルダーをなす炭素材活物質は結晶性黒鉛
と非晶質炭素の長所を最大化すると共に短所は最小化す
ることを見出して本発明の完成に至った。前記ショルダ
ーを形成する２つ以上の発熱ピークは５００〜１０００
℃で現われ、発熱ピーク間の温度差は２００℃未満であ
るのが好ましい。
【０００６】このような特性を現す炭素材活物質は、天
然黒鉛または人造黒鉛の表面を改質するか、天然黒鉛ま
たは人造黒鉛と非晶質炭素とを複合化することによって
製造することが可能である。
然黒鉛または人造黒鉛の表面を改質するか、天然黒鉛ま
たは人造黒鉛と非晶質炭素とを複合化することによって
製造することが可能である。
【０００７】天然黒鉛または人造黒鉛の表面を改質する
方法としては、フェノール樹脂などの非晶質炭素前駆体
を有機溶媒に溶かした後、ここに結晶性黒鉛粒子を混合
して結晶性黒鉛の表面に非晶質炭素前駆体をコーティン
グし、この混合溶液を還流反応させ、濾過して得られた
粉末を約１０００℃で熱処理する方法が用いられること
ができる。製造した活物質は結晶性黒鉛のコアを非晶質
炭素のシェル（shell）が均一に取囲んだ形態の炭素材
活物質である。
方法としては、フェノール樹脂などの非晶質炭素前駆体
を有機溶媒に溶かした後、ここに結晶性黒鉛粒子を混合
して結晶性黒鉛の表面に非晶質炭素前駆体をコーティン
グし、この混合溶液を還流反応させ、濾過して得られた
粉末を約１０００℃で熱処理する方法が用いられること
ができる。製造した活物質は結晶性黒鉛のコアを非晶質
炭素のシェル（shell）が均一に取囲んだ形態の炭素材
活物質である。
【０００８】天然黒鉛または人造黒鉛と非晶質炭素とを
複合化した炭素材活物質は、非晶質炭素前駆体を溶媒に
溶解、溶融、軟化または分散させて非晶質炭素前駆体溶
液を製造し、前記非晶質炭素前駆体溶液で１つ以上の結
晶性黒鉛の一次粒子をコーティング及び造粒、球形化し
て二次粒子を製造した後、これを炭化することによって
製造することができる。勿論、結晶性黒鉛と非晶質炭素
とを複合化する他の方法も用いられることが可能であ
る。
複合化した炭素材活物質は、非晶質炭素前駆体を溶媒に
溶解、溶融、軟化または分散させて非晶質炭素前駆体溶
液を製造し、前記非晶質炭素前駆体溶液で１つ以上の結
晶性黒鉛の一次粒子をコーティング及び造粒、球形化し
て二次粒子を製造した後、これを炭化することによって
製造することができる。勿論、結晶性黒鉛と非晶質炭素
とを複合化する他の方法も用いられることが可能であ
る。
【０００９】非晶質炭素前駆体としては石炭系ピッチ、
石油系ピッチ、石炭系オイル、石油系重質油またはフェ
ノール樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂などの高分子
樹脂を用いることができる。より高容量で、かつ小さい
非可逆容量を現すように石炭系ピッチ、石油系ピッチを
用いるのが好ましい。この時、石炭系ピッチまたは石油
系ピッチ、高分子樹脂をトルエン、テトラヒドロフラ
ン、オイル系溶媒などに溶解、抽出して得られたトルエ
ンまたはテトラヒドロフラン溶解性ピッチを用いるのが
より好ましい。
石油系ピッチ、石炭系オイル、石油系重質油またはフェ
ノール樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂などの高分子
樹脂を用いることができる。より高容量で、かつ小さい
非可逆容量を現すように石炭系ピッチ、石油系ピッチを
用いるのが好ましい。この時、石炭系ピッチまたは石油
系ピッチ、高分子樹脂をトルエン、テトラヒドロフラ
ン、オイル系溶媒などに溶解、抽出して得られたトルエ
ンまたはテトラヒドロフラン溶解性ピッチを用いるのが
より好ましい。
【００１０】非晶質炭素前駆体を溶解、溶融、軟化また
は分散させる溶媒としては有機溶媒、無機溶媒などを用
いることができ、その例としてはトルエン、テトラヒド
ロフラン、ベンゼン、エタノール、メタノール、ヘキサ
ン、サイクロヘキサン、水などが挙げられる。場合によ
ってはこれらの混合物を用いても構わない。
は分散させる溶媒としては有機溶媒、無機溶媒などを用
いることができ、その例としてはトルエン、テトラヒド
ロフラン、ベンゼン、エタノール、メタノール、ヘキサ
ン、サイクロヘキサン、水などが挙げられる。場合によ
ってはこれらの混合物を用いても構わない。
【００１１】結晶性黒鉛の一次粒子としては低価格の無
定形または板状の結晶性黒鉛粒子を用いることができ、
それ以外にも板状、鱗片状、球状または繊維状の黒鉛粒
子を単独または２つ以上を混合して用いることができ
る。勿論、この結晶性黒鉛としては天然黒鉛、人造黒鉛
のいずれも用いられる。結晶性黒鉛の一次粒子の平均大
きさは０．１〜５０μｍであるのが好ましい。また、ホ
ウ素などの元素を微量添加した結晶性黒鉛を用いること
も可能である。
定形または板状の結晶性黒鉛粒子を用いることができ、
それ以外にも板状、鱗片状、球状または繊維状の黒鉛粒
子を単独または２つ以上を混合して用いることができ
る。勿論、この結晶性黒鉛としては天然黒鉛、人造黒鉛
のいずれも用いられる。結晶性黒鉛の一次粒子の平均大
きさは０．１〜５０μｍであるのが好ましい。また、ホ
ウ素などの元素を微量添加した結晶性黒鉛を用いること
も可能である。
【００１２】非晶質炭素前駆体溶液で１つ以上の結晶性
黒鉛の一次粒子をコーティング、造粒する工程は、結晶
性黒鉛の一次粒子を非晶質炭素前駆体溶液で混合造粒さ
せるか、結晶性黒鉛の一次粒子に非晶質炭素前駆体溶液
を噴霧乾燥するか、噴霧熱分解（spray pyrolysis）す
ることによって実施される。前記造粒工程として凍結乾
燥を用いることも可能である。前記コーティング及び造
粒工程とほぼ同時に球形化が進行して二次粒子が製造さ
れ、この二次粒子をそのまま活物質として用いることも
可能であるが、炭化工程を実施した後に活物質として用
いるのが好ましい。前記球形化された二次粒子を７００
〜１４００℃で炭化させて１つ以上の結晶性黒鉛の一次
粒子が非晶質炭素でコーティングされており、前記非晶
質炭素でコーティングされた一次粒子が造粒されて実質
的に球形である二次粒子を形成している活物質を提供す
る。前記炭化工程の以前または以後に所定の大きさを有
する活物質を選別するために、解砕及び／または分級工
程を実施することができる。
黒鉛の一次粒子をコーティング、造粒する工程は、結晶
性黒鉛の一次粒子を非晶質炭素前駆体溶液で混合造粒さ
せるか、結晶性黒鉛の一次粒子に非晶質炭素前駆体溶液
を噴霧乾燥するか、噴霧熱分解（spray pyrolysis）す
ることによって実施される。前記造粒工程として凍結乾
燥を用いることも可能である。前記コーティング及び造
粒工程とほぼ同時に球形化が進行して二次粒子が製造さ
れ、この二次粒子をそのまま活物質として用いることも
可能であるが、炭化工程を実施した後に活物質として用
いるのが好ましい。前記球形化された二次粒子を７００
〜１４００℃で炭化させて１つ以上の結晶性黒鉛の一次
粒子が非晶質炭素でコーティングされており、前記非晶
質炭素でコーティングされた一次粒子が造粒されて実質
的に球形である二次粒子を形成している活物質を提供す
る。前記炭化工程の以前または以後に所定の大きさを有
する活物質を選別するために、解砕及び／または分級工
程を実施することができる。
【００１３】前記方法によって製造された活物質に対し
て示差熱分析を実施すると、非晶質炭素の発熱ピーク
（Ｐcarbone）の位置は大きく変化しないが、結晶性黒
鉛の発熱ピーク（Ｐgraphite）は結晶性黒鉛の元の発熱
ピークの位置である８００℃よりさらに低い方に移動す
るので、これらの発熱ピークが互いに分離されずに重な
ってショルダーをなすようになる。従って、本発明によ
る活物質は非晶質炭素の発熱ピークと結晶性黒鉛の発熱
ピークとの間の温度差が減少して約２００℃、好ましく
は約１００℃の温度差を現す。特に、前記発熱ピークが
５５０〜９００℃で存在し、非晶質炭素の発熱ピークと
結晶性黒鉛の発熱ピークとの強度比であるＰcarbon／Ｐ
graphiteが１以下である時、活物質としてさらに好まし
い特性を現した。Ｐcarbon／Ｐgraphiteが１を超過する
活物質は非晶質炭素量が相対的に多くなって充放電効率
などの電池特性が低下するおそれがある。但し、本発明
による活物質の結晶性黒鉛の部分にホウ素を添加した時
には結晶性黒鉛の発熱ピークが９００℃以上、約９６０
℃程度で現われることもある。結晶性黒鉛の製造の際に
ホウ素を添加すると、黒鉛化温度を低めることができる
長所があるので、本技術分野では、結晶性黒鉛の製造の
際に時々ホウ素を添加することもある。
て示差熱分析を実施すると、非晶質炭素の発熱ピーク
（Ｐcarbone）の位置は大きく変化しないが、結晶性黒
鉛の発熱ピーク（Ｐgraphite）は結晶性黒鉛の元の発熱
ピークの位置である８００℃よりさらに低い方に移動す
るので、これらの発熱ピークが互いに分離されずに重な
ってショルダーをなすようになる。従って、本発明によ
る活物質は非晶質炭素の発熱ピークと結晶性黒鉛の発熱
ピークとの間の温度差が減少して約２００℃、好ましく
は約１００℃の温度差を現す。特に、前記発熱ピークが
５５０〜９００℃で存在し、非晶質炭素の発熱ピークと
結晶性黒鉛の発熱ピークとの強度比であるＰcarbon／Ｐ
graphiteが１以下である時、活物質としてさらに好まし
い特性を現した。Ｐcarbon／Ｐgraphiteが１を超過する
活物質は非晶質炭素量が相対的に多くなって充放電効率
などの電池特性が低下するおそれがある。但し、本発明
による活物質の結晶性黒鉛の部分にホウ素を添加した時
には結晶性黒鉛の発熱ピークが９００℃以上、約９６０
℃程度で現われることもある。結晶性黒鉛の製造の際に
ホウ素を添加すると、黒鉛化温度を低めることができる
長所があるので、本技術分野では、結晶性黒鉛の製造の
際に時々ホウ素を添加することもある。
【００１４】前記のように、結晶性黒鉛の表面を非晶質
炭素皮膜で覆うか、造粒球形化を通じて結晶性黒鉛と非
晶質炭素との複合化をなすようになると、炭化工程の際
に非晶質炭素皮膜が結晶性黒鉛の影響と受けて結晶性が
増加するので、非晶質炭素の短所を減少させると共に、
非晶質炭素皮膜が結晶性黒鉛を取囲むことによって、結
晶性黒鉛の短所も減少させるようになる。
炭素皮膜で覆うか、造粒球形化を通じて結晶性黒鉛と非
晶質炭素との複合化をなすようになると、炭化工程の際
に非晶質炭素皮膜が結晶性黒鉛の影響と受けて結晶性が
増加するので、非晶質炭素の短所を減少させると共に、
非晶質炭素皮膜が結晶性黒鉛を取囲むことによって、結
晶性黒鉛の短所も減少させるようになる。
【００１５】本技術分野の当業者は、前記本発明の単素
材活物質を用いて公知の電池製造方法により、容易にリ
チウムイオン二次電池を製造することができる。
材活物質を用いて公知の電池製造方法により、容易にリ
チウムイオン二次電池を製造することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について詳
細に説明する。しかし、下記実施例は本発明をより容易
に理解するために提供するものに過ぎず、本発明がこれ
らに限られるわけではない。
細に説明する。しかし、下記実施例は本発明をより容易
に理解するために提供するものに過ぎず、本発明がこれ
らに限られるわけではない。
【００１７】〔実施例１〕石炭系ピッチをテトラヒドロ
フランで処理してテトラヒドロフラン不溶性成分を除去
し、可溶性成分のみで構成されたテトラヒドラフラン可
溶性ピッチを製造した。テトラヒドロフランに石炭系ピ
ッチを溶解して製造した溶液（固形分３０％）、すなわ
ち、非晶質炭素前駆体溶液を用意した。
フランで処理してテトラヒドロフラン不溶性成分を除去
し、可溶性成分のみで構成されたテトラヒドラフラン可
溶性ピッチを製造した。テトラヒドロフランに石炭系ピ
ッチを溶解して製造した溶液（固形分３０％）、すなわ
ち、非晶質炭素前駆体溶液を用意した。
【００１８】粉末造粒器（Agglomaster AGM−2、Hosoka
wa Micron社）に粒径が約５μmである板状の人造黒鉛３
００gを投入した後、熱風入口温度を６０℃に設定し、
パルスゼット分散を付加しながら電動造粒に適合した流
動層を形成した。
wa Micron社）に粒径が約５μmである板状の人造黒鉛３
００gを投入した後、熱風入口温度を６０℃に設定し、
パルスゼット分散を付加しながら電動造粒に適合した流
動層を形成した。
【００１９】前記のように板状の人造黒鉛を乾燥した
後、用意した非晶質炭素前駆体溶液５００ｇを二流体ノ
ズルにより、流動している板状の人造黒鉛粉体に約１３
ｇ／ｍｉｎの速度で噴霧供給した。この時、板状の人造
黒鉛と非晶質炭素前駆体との重量比は５：２にした。
後、用意した非晶質炭素前駆体溶液５００ｇを二流体ノ
ズルにより、流動している板状の人造黒鉛粉体に約１３
ｇ／ｍｉｎの速度で噴霧供給した。この時、板状の人造
黒鉛と非晶質炭素前駆体との重量比は５：２にした。
【００２０】次いで、円板回転数を５００ｒｐｍで行っ
て非晶質炭素前駆体溶液がコーティングされた状態の板
状の人造黒鉛粒子を回転させる円板状で回すことによ
り、これらの粒子が多数個集まって結合された後、球形
化されて二次粒子が形成された。このように球形化され
た物質を乾燥した後、１０００℃で２時間の間に熱処理
して炭素材活物質を製造した。
て非晶質炭素前駆体溶液がコーティングされた状態の板
状の人造黒鉛粒子を回転させる円板状で回すことによ
り、これらの粒子が多数個集まって結合された後、球形
化されて二次粒子が形成された。このように球形化され
た物質を乾燥した後、１０００℃で２時間の間に熱処理
して炭素材活物質を製造した。
【００２１】〔実施例２〕非晶質炭素前駆体であるフェ
ノール樹脂２０ｇを有機溶媒であるテトラヒドロフラン
に溶かして２０％濃度の溶液を製造した。この溶液に天
然黒鉛粉末１００ｇを混合した。この混合溶液を還流反
応させた後に濾過して粉末状の炭素材活物質前駆体を得
た。この炭素材活物質前駆体を１０００℃で２時間の間
に熱処理して活物質を製造した。
ノール樹脂２０ｇを有機溶媒であるテトラヒドロフラン
に溶かして２０％濃度の溶液を製造した。この溶液に天
然黒鉛粉末１００ｇを混合した。この混合溶液を還流反
応させた後に濾過して粉末状の炭素材活物質前駆体を得
た。この炭素材活物質前駆体を１０００℃で２時間の間
に熱処理して活物質を製造した。
【００２２】〔比較例１〕トルエン可溶性ピッチを１０
００℃で炭化して炭素材活物質を製造した。
００℃で炭化して炭素材活物質を製造した。
【００２３】〔比較例２〕板状の天然黒鉛９０重量％と
上記比較例１による炭素材活物質１０重量％とを単純混
合して炭素材活物質を製造した。
上記比較例１による炭素材活物質１０重量％とを単純混
合して炭素材活物質を製造した。
【００２４】〔比較例３〕板状の天然黒鉛を炭素材活物
質として用いた。
質として用いた。
【００２５】実施例１〜２及び比較例１〜３による活物
質をＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社の示差熱分析器を使
用した示差熱分析を実施し、その結果を図１に示した。
示差熱分析は大気雰囲気下、常温で１０００℃まで１０
℃／ｍｉｎの速度で温度を上昇させる条件で実施した。
質をＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社の示差熱分析器を使
用した示差熱分析を実施し、その結果を図１に示した。
示差熱分析は大気雰囲気下、常温で１０００℃まで１０
℃／ｍｉｎの速度で温度を上昇させる条件で実施した。
【００２６】図１に示したように、比較例１（非晶質炭
素のみを活物質として用いた場合）は６００〜〜７００
℃で１つの発熱ピークを現し、比較例３（結晶性黒鉛の
みを活物質として用いた場合）は８００〜９００℃で１
つの発熱ピークを現した。比較例２（非晶質炭素と結晶
性黒鉛とを単純混合した場合）は、６００〜７００℃で
非晶質炭素の発熱ピークが、８００〜９００℃で結晶性
黒鉛の発熱ピークが、明らかに分離して現われ、ショル
ダーは形成もしなかった。また、非晶質炭素または結晶
性黒鉛を単独に用いた場合と比較した時、それぞれのピ
ークが発生する温度も殆ど変わらなかった。
素のみを活物質として用いた場合）は６００〜〜７００
℃で１つの発熱ピークを現し、比較例３（結晶性黒鉛の
みを活物質として用いた場合）は８００〜９００℃で１
つの発熱ピークを現した。比較例２（非晶質炭素と結晶
性黒鉛とを単純混合した場合）は、６００〜７００℃で
非晶質炭素の発熱ピークが、８００〜９００℃で結晶性
黒鉛の発熱ピークが、明らかに分離して現われ、ショル
ダーは形成もしなかった。また、非晶質炭素または結晶
性黒鉛を単独に用いた場合と比較した時、それぞれのピ
ークが発生する温度も殆ど変わらなかった。
【００２７】反面、実施例１及び実施例２の活物質の場
合、非晶質炭素の発熱ピークは元の非晶質炭素の発熱ピ
ークの位置と大きな差はないが、結晶性黒鉛の発熱ピー
クは元の結晶性黒鉛の発熱ピークの位置より約１００℃
程度低い温度に移動した。
合、非晶質炭素の発熱ピークは元の非晶質炭素の発熱ピ
ークの位置と大きな差はないが、結晶性黒鉛の発熱ピー
クは元の結晶性黒鉛の発熱ピークの位置より約１００℃
程度低い温度に移動した。
【００２８】非晶質炭素の発熱ピークは元の発熱ピーク
の位置と大きな差はないが、若干高い温度の方に移動す
ることは、非晶質炭素の部分が結晶性黒鉛と接していて
約１０００℃程度の炭化工程においても非晶質炭素の一
部が黒鉛化されるためであると考えられ、結晶性黒鉛の
発熱ピークが元の発熱ピーク位置より約１００℃程度低
い方に移動することは、非晶質炭素と結晶性黒鉛とが１
つの粒子をなすので、非晶質炭素と結晶性黒鉛とを単純
混合する場合に比べて結晶性黒鉛への熱伝達が円滑にな
されるためであると考えられる。
の位置と大きな差はないが、若干高い温度の方に移動す
ることは、非晶質炭素の部分が結晶性黒鉛と接していて
約１０００℃程度の炭化工程においても非晶質炭素の一
部が黒鉛化されるためであると考えられ、結晶性黒鉛の
発熱ピークが元の発熱ピーク位置より約１００℃程度低
い方に移動することは、非晶質炭素と結晶性黒鉛とが１
つの粒子をなすので、非晶質炭素と結晶性黒鉛とを単純
混合する場合に比べて結晶性黒鉛への熱伝達が円滑にな
されるためであると考えられる。
【００２９】実施例１〜２及び比較例１〜３による活物
質を陰極として用い、陽極としてリチウム転移金属酸化
物を用い、非水系有機電解液を用いて電池を製造した
後、これを下記表１に示した。
質を陰極として用い、陽極としてリチウム転移金属酸化
物を用い、非水系有機電解液を用いて電池を製造した
後、これを下記表１に示した。
【００３０】
【表１】 表１に示したように、実施例１〜２による活物質は比較
例１〜３による活物質に比べて可逆容量が大きく、非可
逆容量が小さく、充放電効率、高率での容量及びサイク
ルの寿命が優秀である。
例１〜３による活物質に比べて可逆容量が大きく、非可
逆容量が小さく、充放電効率、高率での容量及びサイク
ルの寿命が優秀である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、示差熱分析の際に
発熱ピークが２つ以上であり、この２つ以上の発熱ピー
クが互いに重なってショルダーを形成する炭素材活物質
は、結晶性黒鉛と非晶質炭素の短所を最小化し、長所を
最大化することにより、電気化学的な特性が優秀である
電池を提供することができる。
発熱ピークが２つ以上であり、この２つ以上の発熱ピー
クが互いに重なってショルダーを形成する炭素材活物質
は、結晶性黒鉛と非晶質炭素の短所を最小化し、長所を
最大化することにより、電気化学的な特性が優秀である
電池を提供することができる。
【図１】実施例及び比較例による活物質の示差熱分析結
果を示したグラフである。
果を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 相 珍 大韓民国忠清南道天安市聖城洞山24−１ (72)発明者 崔 完 旭 大韓民国忠清南道天安市聖城洞山24−１
Claims (6)
- 【請求項１】 示差熱分析の際に２つ以上の発熱ピーク
が現われ、前記２つ以上の発熱ピークは互いに重なって
ショルダーをなすことを特徴とするリチウムイオン二次
電池用の炭素材活物質。 - 【請求項２】 前記２つ以上の発熱ピークは５００〜１
０００℃で存在することを特徴とする請求項１に記載の
リチウムイオン二次電池用の炭素材活物質。 - 【請求項３】 前記２つ以上の発熱ピークは５５０〜９
００℃で存在することを特徴とする請求項１に記載のリ
チウムイオン二次電池用の炭素材活物質。 - 【請求項４】 前記２つ以上の発熱ピーク間の温度差は
２００℃未満であることを特徴とする請求項１に記載の
リチウムイオン二次電池用の炭素材活物質。 - 【請求項５】 前記活物質の発熱ピーク強度比であるＰ
carbon／Ｐgraphiteが１以下であることを特徴とする請
求項１に記載のリチウムイオン二次電池用の炭素材活物
質。 - 【請求項６】 前記活物質は１つ以上の結晶質炭素の一
次粒子が非晶質炭素でコーティングされており、前記非
晶質炭素でコーティングされた一次粒子が造粒されて実
質的に球形である二次粒子を形成していることを特徴と
する請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用の炭素
材活物質。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1998-49390 | 1998-11-18 | ||
| KR1019980049390A KR100280996B1 (ko) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | 리튬 이온 이차 전지용 탄소재 활물질 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000156230A true JP2000156230A (ja) | 2000-06-06 |
| JP4128314B2 JP4128314B2 (ja) | 2008-07-30 |
Family
ID=19558730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22209599A Expired - Lifetime JP4128314B2 (ja) | 1998-11-18 | 1999-08-05 | リチウムイオン二次電池用の炭素材活物質 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6887622B2 (ja) |
| JP (1) | JP4128314B2 (ja) |
| KR (1) | KR100280996B1 (ja) |
| CN (1) | CN1161853C (ja) |
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| WO2014155496A1 (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 株式会社日立製作所 | リチウムイオン電池、およびリチウムイオン電池用電極 |
| JP2014229517A (ja) * | 2013-05-23 | 2014-12-08 | 日立化成株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極材、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
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| KR101002539B1 (ko) * | 2008-04-29 | 2010-12-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬이차전지용 음극활물질 및 이를 포함하는 리튬이차전지 |
| KR101131937B1 (ko) * | 2008-10-10 | 2012-04-03 | 강원대학교산학협력단 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| DE102010049249A1 (de) * | 2010-10-25 | 2012-04-26 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Poröses Kohlenstofferzeugnis, Verfahren für seine Herstellung und Verwendung desselben |
| KR102189548B1 (ko) | 2014-06-02 | 2020-12-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| KR102439849B1 (ko) | 2015-08-27 | 2022-09-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| KR102088491B1 (ko) * | 2015-12-23 | 2020-03-13 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 음극활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지용 음극 |
| KR102474533B1 (ko) * | 2017-05-15 | 2022-12-05 | 에스케이온 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 및 리튬 이차 전지 |
| KR102426797B1 (ko) | 2018-04-04 | 2022-07-29 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 리튬 이차전지용 음극 활물질, 이의 제조방법, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 음극, 및 리튬 이차전지 |
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| CA2122092C (en) * | 1993-04-28 | 2006-06-06 | Atsuo Omaru | Secondary battery having non-aqueous electrolyte |
| EP0627777B1 (en) * | 1993-06-03 | 2000-02-02 | Sony Corporation | Non-aqueous liquid electrolyte secondary battery |
| JP3481063B2 (ja) | 1995-12-25 | 2003-12-22 | シャープ株式会社 | 非水系二次電池 |
| JP3575651B2 (ja) * | 1996-06-04 | 2004-10-13 | 株式会社デンソー | 二次電池用負極および非水電解質二次電池 |
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-
1998
- 1998-11-18 KR KR1019980049390A patent/KR100280996B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-07-29 US US09/363,578 patent/US6887622B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-05 JP JP22209599A patent/JP4128314B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-09 CN CNB991105893A patent/CN1161853C/zh not_active Expired - Lifetime
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