JP2002237296A - Negative electrode material for lithium ion secondary battery - Google Patents

Negative electrode material for lithium ion secondary battery

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JP2002237296A
JP2002237296A JP2001033553A JP2001033553A JP2002237296A JP 2002237296 A JP2002237296 A JP 2002237296A JP 2001033553 A JP2001033553 A JP 2001033553A JP 2001033553 A JP2001033553 A JP 2001033553A JP 2002237296 A JP2002237296 A JP 2002237296A
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nickel
negative electrode
secondary battery
carbon
lithium ion
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JP2001033553A
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Japanese (ja)
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Isamu Uchida
勇 内田
Minoru Umeda
実 梅田
Takashi Ito
伊藤  隆
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Individual
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To select and use a conductive material, preferably a recycling material, provide a negative electrode material for a lithium ion secondary battery using a carbonaceous material of large de-doping capacity and capable of efficiently drawing out the original discharge capacity of the carbonaceous material, as the electrode material. SOLUTION: A nickel-base alloy which is the waste material of a magnetic recording material is mixed in a carbon material to acquire the negative electrode material for the lithium ion secondary battery improved in conductivity and having large dedoping capacity, and the lithium ion secondary battery.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池用負極材料に関し、詳しくは、ドープ−脱ドープ
容量によって規定される容量、充放電効率が高く、サイ
クル特性に優れた炭素電極材料を使用したリチウムイオ
ン二次電池用負極材料に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a negative electrode material for a lithium ion secondary battery, and more particularly, to a carbon electrode material having high capacity, high charge / discharge efficiency, and excellent cycle characteristics defined by a dope-undope capacity. The present invention relates to a used negative electrode material for a lithium ion secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話やラップトップコンピュ
ータ、或いはカメラ一体型VTRなどの携帯機器が大き
な市場を形成してきている。これら携帯機器に用いる電
源として、軽量、小型、高エネルギー密度を有する二次
電池への要望が強い。リチウムイオン二次電池はこれら
の点で他の二次電池に比較して優位性があることから、
各社ともに活発な開発を行っている。金属リチウムを負
極に使用した二次電池は、民生用としては、一時期、通
信機器用に開発されたことはあるが、充電時、負極表面
に析出するデンドライト(樹脂状結晶)、或いはまた活
性な粒状のリチウムの生成などにより、電池の安全性と
電池性能を損なうという重要な問題があった。
2. Description of the Related Art In recent years, portable devices such as portable telephones, laptop computers, and camera-integrated VTRs have formed a large market. There is a strong demand for a lightweight, compact, and high energy density secondary battery as a power supply for these portable devices. Lithium-ion secondary batteries are superior to other secondary batteries in these respects,
Each company is actively developing. Secondary batteries using lithium metal for the negative electrode have been developed for consumer use at one time for communication equipment, but when charged, dendrites (resin-like crystals) that precipitate on the negative electrode surface or There has been an important problem that the safety and battery performance of the battery are impaired due to the generation of granular lithium and the like.

【0003】このため、特開平4−286864号公報
で開示されているように負極にリチウム合金を使うと
か、特開平4−56078号公報に開示されているよう
に電解液を検討するなどの方策が取られてきた。
[0003] For this reason, measures such as using a lithium alloy for the negative electrode as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-286864 and examining an electrolytic solution as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-56078 are disclosed. Has been taken.

【0004】これを改良するため充放電過程におけるリ
チウムの吸蔵を層間で行い、リチウム金属の析出を防止
できる炭素質材料を負極として使用することが見いださ
れた。その中には、特開平4−237949号公報で示
されるように高分子炭化物、コークス、炭素繊維、石炭
及び石油ピッチ焼成物、メソカーボンマイクロビーズ等
の黒鉛質炭素など、より低い結晶化度と比重、ラマン分
光、比表面積その他の特性により定義される炭素質物が
提案されている。また、特開昭57−208079号公
報には炭素質物としては最も結晶化度が高い黒鉛を使用
するとよいことが開示されている。しかしながら、黒鉛
はリチウムイオンの黒鉛結晶中へのインターカレーショ
ンを充放電の原理として使用するため、最大リチウム導
入化合物のLiC6から算出される372mAh/g以
上の容量が得られないという問題があった。
[0004] In order to improve this, it has been found that lithium is occluded between the layers during the charge / discharge process, and a carbonaceous material capable of preventing the deposition of lithium metal is used as the negative electrode. Among them, as shown in JP-A-4-237949, polymerized carbide, coke, carbon fiber, coal and petroleum pitch fired material, graphitic carbon such as mesocarbon microbeads, lower crystallinity and Carbonaceous materials defined by specific gravity, Raman spectroscopy, specific surface area and other properties have been proposed. JP-A-57-208079 discloses that graphite having the highest crystallinity should be used as a carbonaceous material. However, since graphite uses intercalation of lithium ions into graphite crystals as a principle of charge and discharge, there is a problem that a capacity of 372 mAh / g or more calculated from LiC 6 as the maximum lithium-introducing compound cannot be obtained. Was.

【0005】一方、950℃以下で焼成した結晶化部分
が極めて少ない炭素質物は黒鉛の理論容量372mAh
/gよりも大きな容量を示すことが報告され、容量増大
法として注目を集めている。この炭素質物は焼成温度の
違いによって、容量、効率、ドープ容量と脱ドープ容量
の差として定義される不可逆容量、充放電時の電位特性
に差があることが知られている(Dahn ら、サイエンス
誌、270巻、590ページ)。
On the other hand, a carbonaceous material which is calcined at 950 ° C. or lower and has very few crystallized portions is a graphite having a theoretical capacity of 372 mAh.
It has been reported to show a capacity greater than / g, and is attracting attention as a capacity increase method. It is known that this carbonaceous material has different capacity, efficiency, irreversible capacity defined as the difference between dope capacity and undoped capacity, and potential characteristics during charge and discharge depending on the difference in firing temperature (Dahn et al., Science Magazine, Vol. 270, p. 590).

【0006】このように、炭素質物材料は、450℃程
度までの温度域では、より低い温度で焼成するほど、初
回のリチウムイオンの充電容量が大きくなる傾向を示す
が、それに伴いドープ容量と脱ドープ容量の差として定
義される不可逆容量も大きくなっていくという問題があ
った。即ち、通常の焼成方法では、高いリチウムイオン
充電容量を示すものの、材料の抵抗率が高く大きな不可
逆容量をも合わせ持つために、かかる炭素質物材料をリ
チウムイオン二次電池電極材料として、実用に供するこ
とができなかった。
As described above, in the temperature range up to about 450 ° C., the carbonaceous material tends to have a larger initial lithium ion charge capacity as it is fired at a lower temperature. There has been a problem that the irreversible capacity defined as the difference in doping capacity also increases. That is, in the normal firing method, although a high lithium ion charge capacity is exhibited, the material also has a high irreversible capacity with a high resistivity, so that such a carbonaceous material is practically used as an electrode material for a lithium ion secondary battery. I couldn't do that.

【0007】ところで、ニッケル基合金、とりわけパー
マロイ、スーパーマロイ、超パーマロイに代表されるニ
ッケル基合金は、磁気記録材料として今日の情報化社会
を支えている。かかる材料を使用した磁気記録体には、
磁気テープ、ハードディスクをはじめとしたさまざまな
態様のものが、画像、音声の記録のみならずコンピュー
タの外部記録媒体として大量に使用されている。このよ
うに利用されるニッケル基合金は、その記録媒体の製造
過程において大量に廃棄される。ニッケルは高価な資源
であるが、このように特定の目的のため合金化された場
合、再度単品として回収するには大量のエネルギーを消
費するため、コスト採算の観点から廃棄される場合が多
いのが現状である。しかるに、磁気記録体として合金化
されたニッケル基合金をそのままあるいはそのままの組
成に近い形で、他の用途に活用する道が長い間模索され
てきた。
Incidentally, nickel-based alloys, especially nickel-based alloys represented by permalloy, supermalloy, and super-permalloy, support today's information society as magnetic recording materials. Magnetic recording media using such materials include:
2. Description of the Related Art Various forms such as magnetic tapes and hard disks are widely used not only for recording images and sounds but also as external recording media for computers. The nickel-based alloy used in this manner is discarded in large quantities in the process of manufacturing the recording medium. Nickel is an expensive resource, but if it is alloyed for a specific purpose like this, a large amount of energy will be consumed to recover it again as a single item, so it is often discarded from the viewpoint of cost recovery. Is the current situation. However, there has been a long search for a way to utilize a nickel-based alloy alloyed as a magnetic recording medium for other purposes as it is or in a form close to the composition as it is.

【0008】特開平6−318454号公報には、リチ
ウムを可逆的に吸蔵・放出できる鱗片状の金属もしくは
合金の粉末と鱗片状の炭素粉末と結着剤の混合物を含む
二次電池用負極が開示されている。また、特開平8−3
06356号公報には炭素質材料にニッケル粒子を混合
した二次電池用炭素電極材料組成物が開示されている
が、いずれも、本願発明とは材料構成ならびに目的、効
果が異なるものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-318454 discloses a negative electrode for a secondary battery containing a mixture of a flaky metal or alloy powder capable of reversibly occluding and releasing lithium, a flaky carbon powder and a binder. It has been disclosed. Also, JP-A-8-3
Japanese Patent Publication No. 06356 discloses a carbon electrode material composition for a secondary battery in which nickel particles are mixed with a carbonaceous material, but each of them has a different material configuration, object, and effect from the present invention.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、脱ドープ容量が大きく、炭素質物が有する本来の放
電容量を効率よく引き出すことができるリチウムイオン
二次電池用負極材料を提供するものである。本発明の第
二の目的は、作動信頼性の低下をもたらすバインダー成
形法に頼ることなく、充放電サイクル特性に優れかつ大
容量を発現しうるリチウムイオン二次電池用負極材を提
供するものである。本発明の第三の目的は、磁性材料と
して用いられるニッケル基合金のうち廃材として処分さ
れるものをリサイクルして炭素材料に配合することによ
り、高性能リチウムイオン二次電池用負極材を提供する
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide a negative electrode material for a lithium ion secondary battery which has a large undoping capacity and can efficiently draw out the original discharge capacity of a carbonaceous material. Things. A second object of the present invention is to provide a negative electrode material for a lithium ion secondary battery which has excellent charge / discharge cycle characteristics and can express a large capacity without relying on a binder molding method which causes a decrease in operation reliability. is there. A third object of the present invention is to provide a negative electrode material for a high-performance lithium ion secondary battery by recycling nickel-based alloys used as magnetic materials that are disposed of as waste materials and blending them with carbon materials. Things.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決するために、鋭意検討を重ねた結果、(1)集電体
上にニッケル基合金を混合した炭素質膜を設けてなるこ
とを特徴とするリチウムイオン二次電池用負極材料、
(2)集電体上に結着剤を含まずにニッケル基合金を混
合したリチウムイオンを電気化学的に吸蔵・放出し得る
炭素質膜を設けてなることを特徴とする前記(1)に記
載のリチウムイオン二次電池用負極材料、(3) ニッ
ケル基合金が廃磁性体であることを特徴とする前記
(1)ないし(2)に記載のリチウムイオン二次電池用
負極材料、以上が、前記の課題を解決することを見いだ
し、本発明の完成に至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, (1) forming a carbonaceous film mixed with a nickel-based alloy on a current collector. A negative electrode material for a lithium ion secondary battery,
(2) The method according to the above (1), wherein a carbonaceous film capable of electrochemically absorbing and releasing lithium ions mixed with a nickel-based alloy without a binder is provided on the current collector. (3) The negative electrode material for a lithium ion secondary battery according to the above (1) or (2), wherein the nickel-based alloy is a waste magnetic material. The inventors have found that the above-mentioned problems have been solved, and have completed the present invention.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明で使用する炭素材料として
は、高分子炭化物、コークス、炭素繊維、石炭及び石油
ピッチ焼成物、メソカーボンマイクロビーズ、黒鉛等、
従来から用いられる公知の炭素材料すべてが挙げられ用
いられる。これら炭素材料の中でも、低温焼成炭素材
料、不揮発性炭素含有化合物を有機溶媒に溶解ないし分
散してなる塗工液を、集電体上に塗布・加熱処理して作
製する炭素材料が好ましく用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The carbon materials used in the present invention include polymer carbide, coke, carbon fiber, coal and petroleum pitch fired products, mesocarbon microbeads, graphite and the like.
All known carbon materials conventionally used are mentioned and used. Among these carbon materials, a low-temperature fired carbon material, and a carbon material prepared by applying and heating a coating solution obtained by dissolving or dispersing a nonvolatile carbon-containing compound in an organic solvent on a current collector are preferably used. .

【0012】まず、本発明に使用される低温焼成炭素材
料について説明する。本発明に使用される低温焼成炭素
材料は、公知の材料を用いて公知の方法にて作製される
ものが全て使用できる。
First, the low-temperature fired carbon material used in the present invention will be described. As the low-temperature fired carbon material used in the present invention, all materials manufactured by a known method using a known material can be used.

【0013】本発明の炭素材料を得るための有機物とし
ては、軟ピッチから硬ピッチまでのコールタールピッチ
や乾留液化油などの石炭系重質油や、常圧残油、減圧残
油等の直流系重質油、原油、ナフサなどの熱分解時に副
生するエチレンタール等分解系重質油等の石油系重質油
が挙げられる。さらにアセナフチレン、デカシクレン、
アントラセンなどの芳香族炭化水素、フェナジンやアク
リジンなどのN環化合物、チオフェンなどのS環化合
物、30MPa以上の加圧が必要となるがアダマンタン
などの脂環、ビフェニルやテルフェニルなどのポリフェ
ニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコールなどの
高分子があげられる。また、セルロースや糖類などの天
然高分子、ポリフェニレンサイルファイド、ポリフェニ
レンオキシド等の熱可塑性樹脂、フルフリルアルコール
樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂
等の熱硬化性樹脂なども挙げることができる。
The organic substance for obtaining the carbon material of the present invention includes coal-based heavy oil such as coal tar pitch from soft pitch to hard pitch and dry distillation liquefied oil, and direct current such as atmospheric residual oil and vacuum residual oil. Petroleum heavy oil such as cracked heavy oil such as ethylene tar by-produced during thermal cracking of heavy crude oil, crude oil and naphtha. Furthermore, acenaphthylene, dekacyclen,
Aromatic hydrocarbons such as anthracene; N ring compounds such as phenazine and acridine; S ring compounds such as thiophene; alicyclic ring such as adamantane; polyphenylene such as biphenyl and terphenyl; Examples include polymers such as vinyl and polyvinyl alcohol. Further, natural polymers such as cellulose and saccharides, thermoplastic resins such as polyphenylene sulfide, and polyphenylene oxide, and thermosetting resins such as furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, and imide resin can also be used.

【0014】これらの有機物を好ましくは200〜60
0℃、0.1〜10時間、より好ましくは300〜50
0℃、1〜8時間、脱タール、ピッチ化等の処理を行
い、炭素質物前駆体を得る。また、工業的に製造される
ピッチを用いることも有用かつ有効である。
These organic substances are preferably used in an amount of 200 to 60.
0 ° C., 0.1 to 10 hours, more preferably 300 to 50
A treatment such as detarring and pitching is performed at 0 ° C. for 1 to 8 hours to obtain a carbonaceous material precursor. It is also useful and effective to use an industrially manufactured pitch.

【0015】これらの前駆体材料を、好ましくは500
〜1000℃、更に好ましくは600〜900℃で焼成
し、これを粉砕して、好ましくは5〜100μmの粒子
を得る。この粉粒体の体積抵抗率としては101 Ω・c
m以上、107 Ω・cm以下、比表面積が1m2 /g以
上、100m2 /g以下、H/C(水素/炭素原子存在
比)が0.1以上0.5以下で定義されるアモルファス
炭素であることが好ましい。
[0015] These precursor materials are preferably
It is fired at 〜1000 ° C., more preferably at 600-900 ° C., and pulverized to obtain particles of preferably 5-100 μm. The volume resistivity of the powder is 10 1 Ω · c.
m, 10 7 Ω · cm or less, a specific surface area of 1 m 2 / g or more, 100 m 2 / g or less, and an H / C (hydrogen / carbon atom existence ratio) of 0.1 to 0.5. Preferably it is carbon.

【0016】また、別の態様としては、炭素繊維があげ
られ有効に活用できる。この場合の炭素材料は、特開平
11−329434号報に開示されている方法をはじめ
とする公知の方法で作製されるものが好ましく使用でき
る。
In another embodiment, carbon fiber is used and can be effectively used. In this case, a carbon material produced by a known method such as the method disclosed in JP-A-11-329434 can be preferably used.

【0017】リチウムイオン二次電池用負極炭素質物に
は電位及び充放電特性を改良するために、導電性物質を
含有させることが公知である。ニッケル基合金は、導電
性が良好で、耐酸化性にも優れているので好ましく、粒
子同士の接触性に優れ、導電パスを作りやすいので好ま
しく使用できる。
It is known that a negative electrode carbonaceous material for a lithium ion secondary battery contains a conductive substance in order to improve the potential and charge / discharge characteristics. Nickel-based alloys are preferred because they have good conductivity and excellent oxidation resistance, and are preferably used because they have excellent contact between particles and easily form a conductive path.

【0018】ここに用いることのできるニッケル基合金
は、公知のものなら何でも使用できるが、とりわけ磁気
記録媒体の廃材が高価なニッケルを含む材料をそのまま
活用できるものとして有用である。このようなニッケル
基合金には、ニッケル−鉄系合金、ニッケル−クロム系
合金、ニッケル−モリブデン系合金をはじめとする公知
の合金が全てあげられ使用される。また、これらのニッ
ケル基合金を部分的あるいは全体的に酸化させたもの、
窒化させたもの、硫化させたもの、硼化させたものなど
も、本願発明の範疇に属するものである。
As the nickel-based alloy that can be used here, any known nickel-based alloy can be used, but it is particularly useful as a waste material of a magnetic recording medium that can use a material containing expensive nickel as it is. As such a nickel-based alloy, all known alloys such as a nickel-iron alloy, a nickel-chromium alloy, and a nickel-molybdenum alloy can be used. These nickel-based alloys are partially or wholly oxidized,
Nitrided, sulfided, borated and the like also belong to the category of the present invention.

【0019】本願発明の目的のひとつに廃材、リサイク
ル材の有効活用があげられる。ニッケル基合金として、
パーマロイ、スーパーマロイ、超パーマロイから選ばれ
る磁気記録材料は、かかる目的を満たす材料のひとつと
して価値あるものである。
One of the objects of the present invention is to make effective use of waste materials and recycled materials. As a nickel-based alloy,
A magnetic recording material selected from permalloy, supermalloy and ultra-permalloy is valuable as one of the materials satisfying such a purpose.

【0020】ニッケル基合金として、磁気記録材料の廃
材ないしはリサイクル回収材を使用する場合、磁気記録
材料層は多くの場合ニッケル基合金とバインダー樹脂を
含んでおり、さらに多くの場合、支持体層上に薄層が形
成されている。支持体から、ニッケル基合金層を剥離す
るためには、記録層を適切な溶媒に溶解ないし分散ある
いは膨潤させて取り出す方法や、支持体からスクレーパ
ーなどを用いて機械的に剥離する方法や、支持体および
/またはバインダー樹脂を加熱して燃焼させて残った合
金粒子を回収する方法が挙げられる。また、支持体上に
バインダー樹脂なしに直接真空薄膜形成法にてニッケル
基合金層を設けたものもあるが、この場合も同様にして
目的とする合金を回収することができる。回収した合金
は、溶媒がない場合はそのまま、また溶媒を含んだ分散
液等である場合は溶媒を含んだまま、ないしは溶媒を蒸
発させて後、適切な方法で炭素物質と混合せしめること
ができる。
When a magnetic recording material waste or recycled material is used as the nickel-based alloy, the magnetic recording material layer often contains a nickel-based alloy and a binder resin, and in many cases, on a support layer. Is formed with a thin layer. To peel off the nickel-based alloy layer from the support, a method of dissolving, dispersing, or swelling the recording layer in an appropriate solvent to remove it, or a method of mechanically peeling off the support using a scraper or the like, A method of heating and burning the body and / or the binder resin to collect the remaining alloy particles is exemplified. In some cases, a nickel-based alloy layer is directly provided on a support by a vacuum thin film forming method without using a binder resin. In this case, a target alloy can be recovered in the same manner. The recovered alloy can be mixed with a carbon material by an appropriate method as it is when there is no solvent, or when it is a dispersion containing a solvent, while containing the solvent, or after evaporating the solvent. .

【0021】一般的に導電性フィラーを絶縁材料又は高
抵抗材料に添加していくと、特定の体積分率で急速に抵
抗が減少するいわゆるパーコレーション現象を示す。そ
のため、導電性フィラーの割合はパーコレーション閾値
よりも大きいことが必要である。本発明におけるニッケ
ル基合金および炭素物質の含有量は、好ましくは、最終
調整された電極中で炭素物質が95〜60体積%で、ニ
ッケル基合金が5〜40体積%、さらに好ましくは、炭
素物質が90〜70体積%で、ニッケル基合金が10〜
30体積%である。
In general, when a conductive filler is added to an insulating material or a high-resistance material, a so-called percolation phenomenon occurs in which the resistance rapidly decreases at a specific volume fraction. Therefore, the ratio of the conductive filler needs to be larger than the percolation threshold. The content of the nickel-based alloy and the carbon material in the present invention is preferably such that the carbon material is 95 to 60% by volume, the nickel-based alloy is 5 to 40% by volume, more preferably the carbon material in the final adjusted electrode. Is 90 to 70% by volume and the nickel-based alloy is 10 to 70% by volume.
30% by volume.

【0022】ニッケル基合金の量が上記範囲以下では、
低電位化、急速充放電特性の改善が少なく、また、上記
範囲以上では、体積エネルギー密度、重量エネルギー密
度の低下を引き起こす可能性がある。尚、上記範囲は原
料仕込み比ではなく、最終的炭素質物の段階での含有量
である。そのため、仕込み時には、最終段階での組成比
を考慮して原料の配合量を決定する必要がある。
When the amount of the nickel-based alloy is less than the above range,
There is little improvement in low potential and rapid charge / discharge characteristics, and if it is higher than the above range, the volume energy density and the weight energy density may be reduced. The above range is not the raw material charge ratio but the content at the stage of the final carbonaceous material. Therefore, at the time of preparation, it is necessary to determine the compounding amount of the raw materials in consideration of the composition ratio at the final stage.

【0023】これらの電極の製造方法について、次に説
明する。炭素質物の原料とニッケル基合金を加熱手段が
ある混合機で最終組成が上記範囲内となる仕込み比で混
合し、好ましくは500〜1000℃で、0.5〜3時
間、焼成を行って、導電性フィラー複合材料を得る。
Next, a method for manufacturing these electrodes will be described. The raw material of the carbonaceous material and the nickel-based alloy are mixed in a mixer having a heating means at a charging ratio such that the final composition falls within the above range, and preferably calcined at 500 to 1000 ° C. for 0.5 to 3 hours, Obtain a conductive filler composite material.

【0024】あるいは、炭素繊維を経由して炭素材料を
作製する方法も効果的である。この場合、電池用負極材
としての性能面から、ピッチ系炭素繊維を適当な温度範
囲で炭化したものが好ましい。負極材としては、炭化後
に粉砕したものが好ましく用いられる。これは、通常、
ピッチを原料とし、常法によって紡糸、不融化、および
炭化して炭素繊維とし、次いで該炭素繊維を粉砕するこ
とで製造されている。このようにして得た炭素材料もま
たニッケル基合金と混合して負極材料とすることができ
る。
Alternatively, a method of producing a carbon material via carbon fibers is also effective. In this case, in view of the performance as a negative electrode material for a battery, it is preferable that the pitch-based carbon fiber is carbonized in an appropriate temperature range. As the negative electrode material, a material pulverized after carbonization is preferably used. This is usually
It is manufactured by using a pitch as a raw material, spinning, infusibilizing, and carbonizing into carbon fibers by a conventional method, and then pulverizing the carbon fibers. The carbon material thus obtained can also be mixed with a nickel-based alloy to form a negative electrode material.

【0025】これらの炭素材料とニッケル基合金の混合
方法としては、通常用いられる蒸着法、無電解メッキ
法、浸漬法、スパッタリング法、メカニカルアロイン
グ、メカニカルグラインディング等の使用が可能である
ほか、単に両者を混ぜ合わせるだけでも本発明の効果を
得ることができる。これらは、公知の装置を用いた方法
で作製される。
As a mixing method of these carbon materials and nickel-based alloys, it is possible to use a commonly used evaporation method, electroless plating method, immersion method, sputtering method, mechanical alloying, mechanical grinding, etc. The effect of the present invention can be obtained simply by mixing the two. These are produced by a method using a known device.

【0026】こうして得たニッケル基合金を有してなる
炭素材料を、好ましくは1〜100μm、更に好ましく
は平均粒径5〜50μmの範囲に粉砕し、該粉砕物に結
着剤、溶媒等を加えて、スラリー状とし、銅箔等の金属
製集電体の基板にスラリーを塗布・乾燥することで電極
とする。また、該電極材料をそのままロール成形、圧縮
成形等の方法で電極の形状に成形することもできる。
The carbon material having a nickel-based alloy thus obtained is pulverized preferably in a range of 1 to 100 μm, more preferably in a range of an average particle size of 5 to 50 μm, and a binder, a solvent and the like are added to the pulverized material. In addition, a slurry is formed, and the slurry is applied to a substrate of a metal current collector such as a copper foil and dried to form an electrode. Further, the electrode material can be directly formed into an electrode shape by a method such as roll forming or compression forming.

【0027】上記の目的で使用できる結着剤としては、
溶媒に対して安定な、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリエチレンテレフタレート、芳香族ポリアミド、セル
ロース等の樹脂系高分子、スチレン・ブタジエンゴム、
イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレ
ンゴム等のゴム状高分子、スチレン・ブタジエン・スチ
レンブロック共重合体、その水素添加物、スチレン・イ
ソプレン・スチレンブロック共重合体、その水素添加物
等の熱可塑性エラストマー状高分子、シンジオタクチッ
ク12−ポリブタジエン、エチレン・酢酸ビニル共重合
体、プロピレン・α−オレフィン(炭素数2〜12)共
重合体等の軟質樹脂状高分子、ポリフッ化ビニリデン、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチ
レン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子、アルカリ
金属イオン、特にリチウムイオンのイオン伝導性を有す
る高分子組成物が挙げられる。
The binders usable for the above purpose include:
Solvent-stable, polyethylene, polypropylene,
Polyethylene terephthalate, aromatic polyamide, resin-based polymers such as cellulose, styrene-butadiene rubber,
Rubbery polymers such as isoprene rubber, butadiene rubber, and ethylene / propylene rubber, styrene / butadiene / styrene block copolymers, their hydrogenated products, styrene / isoprene / styrene block copolymers, and their thermoplasticity such as their hydrogenated products Elastomeric polymers, soft resinous polymers such as syndiotactic 12-polybutadiene, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin (2 to 12 carbon atoms) copolymer, polyvinylidene fluoride,
Fluoropolymers such as polytetrafluoroethylene and polytetrafluoroethylene / ethylene copolymers; and polymer compositions having ion conductivity of alkali metal ions, particularly lithium ions, may be mentioned.

【0028】上記のイオン伝導性を有する高分子として
は、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等
のポリエーテル系高分子化合物、ポリエーテル化合物の
架橋体高分子、ポリエピクロルヒドリン、ポリフォスフ
ァゼン、ポリシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリ
ビニリデンカーボネート、ポリアクリロニトリル等の高
分子化合物に、リチウム塩、またはリチウムを主体とす
るアルカリ金属塩を複合させた系、あるいはこれに炭酸
プロピレン、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等の高
い誘電率を有する有機化合物を配合した系を用いること
ができる。この様な、イオン伝導性高分子組成物の室温
におけるイオン導電率は、好ましくは10-5S/cm以
上、さらに好ましくは10-3S/cm以上である。
Examples of the polymer having ion conductivity include polyether polymer compounds such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, crosslinked polymers of polyether compounds, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinylpyrrolidone, and the like. Polyvinylidene carbonate, high molecular compound such as polyacrylonitrile, lithium salt, or a system in which an alkali metal salt mainly composed of lithium, or a high dielectric constant such as propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone A system containing an organic compound can be used. The ionic conductivity of such an ion-conductive polymer composition at room temperature is preferably 10 -5 S / cm or more, and more preferably 10 -3 S / cm or more.

【0029】本発明に用いるニッケル基合金を有してな
る炭素材料と上記の結着剤との混合形式としては、各種
の形態をとることができる。即ち、両者の粒子が混合し
た形態、繊維状の結着剤が炭素質物の粒子に絡み合う形
で混合した形態、または結着剤の層が炭素質物の粒子表
面に付着した形態などが挙げられる。ニッケル基合金を
有してなる炭素材料と上記結着剤との混合割合は、好ま
しく30重量%以下、より好ましくは、10重量%以下
である。これ以上の量の結着剤を添加すると、電極の内
部抵抗が大きくなり、好ましくない。
The carbon material having a nickel-based alloy used in the present invention may be mixed with the above-mentioned binder in various forms. That is, a form in which both particles are mixed, a form in which a fibrous binder is entangled with the carbonaceous material particles, or a form in which a binder layer is attached to the surface of the carbonaceous material particles, and the like. The mixing ratio of the carbon material having a nickel-based alloy and the binder is preferably 30% by weight or less, more preferably 10% by weight or less. If the binder is added in an amount larger than this, the internal resistance of the electrode increases, which is not preferable.

【0030】ところで、本発明においては、結着剤を含
まずにニッケル基合金を混合したリチウムイオンを電気
化学的に吸蔵・放出し得る炭素質膜を使用することがで
きる。このような、炭素質膜は、不揮発性炭素含有化合
物および金属化合物を有機溶媒に溶解ないし分散してな
る塗工液を、集電体上に塗布・加熱処理して作製するこ
とができる。
In the present invention, it is possible to use a carbonaceous film capable of electrochemically occluding and releasing lithium ions mixed with a nickel-based alloy without containing a binder. Such a carbonaceous film can be produced by applying and heating a coating solution obtained by dissolving or dispersing a nonvolatile carbon-containing compound and a metal compound in an organic solvent on a current collector.

【0031】かかる不揮発性炭素含有化合物としては、
軟ピッチから硬ピッチまでのコールタールピッチや乾留
液化油などの石炭系重質油や、常圧残油、減圧残油等の
直流系重質油、原油、ナフサなどの熱分解時に副生する
エチレンタール等分解系重質油等の石油系重質油が挙げ
られる。さらにアセナフチレン、デカシクレン、アント
ラセンなどの芳香族炭化水素、フェナジンやアクリジン
などのN環化合物、チオフェンなどのS環化合物、30
MPa以上の加圧が必要となるがアダマンタンなどの脂
環、ビフェニルやテルフェニルなどのポリフェニレン、
ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコールなどの高分子が
あげられる。また、セルロースや糖類などの天然高分
子、ポリフェニレンサイルファイド、ポリフェニレンオ
キシド等の熱可塑性樹脂、フルフリルアルコール樹脂、
フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂等の熱
硬化性樹脂なども挙げることができる。とりわけ、易黒
鉛性炭素体はかかる不揮発性炭素含有化合物として好適
に使用される。また、メソフェーズピッチカーボンは不
揮発性炭素含有化合物として最も好適に使用される。
As such a nonvolatile carbon-containing compound,
Co-produced heavy oil such as coal tar pitch from dry pitch to hard pitch, dry distillation liquefied oil, heavy duty direct current oil such as atmospheric residual oil and vacuum residual oil, crude oil, naphtha etc. Petroleum heavy oil such as cracked heavy oil such as ethylene tar. Aromatic hydrocarbons such as acenaphthylene, decacyclene and anthracene; N-ring compounds such as phenazine and acridine; S-ring compounds such as thiophene;
Pressurizing more than MPa is required, but alicyclic ring such as adamantane, polyphenylene such as biphenyl and terphenyl,
Examples include polymers such as polyvinyl chloride and polyvinyl alcohol. Also, natural polymers such as cellulose and saccharides, thermoplastic resins such as polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin,
Thermosetting resins such as phenol-formaldehyde resins and imide resins can also be mentioned. In particular, an easily graphitizable carbon body is suitably used as such a non-volatile carbon-containing compound. Mesophase pitch carbon is most preferably used as a non-volatile carbon-containing compound.

【0032】炭素質負極にドープする金属は、前述の通
りのニッケル基合金を使用することができる。
As the metal to be doped into the carbonaceous negative electrode, a nickel-based alloy as described above can be used.

【0033】以上の各材料は真空蒸気吸着法、スパッタ
リング法、化学蒸気堆積(CVD)法等の真空薄膜作製
法にて集電体上に製膜しても良いし、有機溶媒に溶解な
いしは分散させて塗工液を作製し、これを集電体上に塗
布・加熱処理することで目的とするニッケル基合金を含
んだカーボン薄膜電極を作製してもよい。この場合も、
工業的には、後者の方が好ましい。
Each of the above materials may be formed on a current collector by a vacuum thin film forming method such as a vacuum vapor adsorption method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition (CVD) method, or may be dissolved or dispersed in an organic solvent. Thus, a coating liquid may be prepared, and this may be coated on a current collector and subjected to a heat treatment to prepare a carbon thin film electrode containing the desired nickel-based alloy. Again,
Industrially, the latter is preferred.

【0034】有機溶媒には公知のものが全て使えるが、
特にピリジン、キノリン、ピロリドン、ジメチルフォル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキ
シド、シクロヘキサノンを少なくとも含む有機溶媒を使
用すると前記の不揮発性炭素含有化合物を好適に溶解な
いしは分散した塗工液が作製できる。これらの有機溶媒
と併用しても良い有機溶媒としては、メタノール、エタ
ノールに代表されるアルコール類、アセトン、2−ブタ
ノンに代表されるケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルに
代表されるエステル類、ジエチルエーテル、テトラヒド
ロフラン、ジオキサンに代表されるエーテル類、トリエ
チルアミン、エチレンジアミンに代表されるアミン類な
どが挙げられ使用される。
Although all known organic solvents can be used,
In particular, when an organic solvent containing at least pyridine, quinoline, pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, and cyclohexanone is used, a coating liquid in which the above-mentioned nonvolatile carbon-containing compound is suitably dissolved or dispersed can be prepared. Organic solvents that may be used in combination with these organic solvents include alcohols represented by methanol, ethanol, ketones represented by acetone, 2-butanone, esters represented by ethyl acetate, butyl acetate, and diethyl. Ethers such as ether, tetrahydrofuran and dioxane, amines such as triethylamine and ethylenediamine, and the like are used.

【0035】上記の不揮発性炭素含有化合物およびニッ
ケル基合金を上記の有機溶媒と混合撹拌、あるいは分散
することで目的とする塗工液を得ることができる。両者
を混合する際には、加熱撹拌しても良いし、あるいはボ
ールミル、アトライター、遊星ミルに代表される分散装
置を用いて混合分散しても良い。
The desired coating solution can be obtained by mixing, stirring or dispersing the above-mentioned nonvolatile carbon-containing compound and nickel-based alloy with the above-mentioned organic solvent. When mixing both, heating and stirring may be performed, or mixing and dispersion may be performed using a dispersing device represented by a ball mill, an attritor, and a planetary mill.

【0036】このようにして準備された塗工液は、ブレ
ードコート、ワイヤーバーコート、スピンコート、スプ
レーコート、浸漬塗工、ビードコートをはじめとする公
知の塗工手段を用いて集電体上に塗布することができ
る。また、加熱した集電体と塗工液を含むノズル間に電
界を印加して製膜と加熱処理を同時に行うエレクトロス
タティックスプレーディポジション(ESD)法は、好
ましく使用される。
The coating solution thus prepared is applied to the current collector using a known coating method such as blade coating, wire bar coating, spin coating, spray coating, dip coating, or bead coating. Can be applied. An electrostatic spray deposition (ESD) method in which an electric field is applied between a heated current collector and a nozzle containing a coating liquid to simultaneously perform film formation and heat treatment is preferably used.

【0037】集電体上に塗布された液は加熱処理される
ことで、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵・放出し得
るニッケル基合金を含む炭素質膜を形成する。このとき
の加熱処理温度は、500〜2000℃の範囲であると
良好な結果が得られ、700〜1200℃の範囲である
と更に良好な結果が得られる。加熱処理の際は、空気雰
囲気下でも差し支えないが、窒素、アルゴン、ヘリウム
等に代表される不活性ガス雰囲気で加熱処理を施すと更
に良好な結果を得ることができる。
The liquid applied on the current collector is heated to form a carbonaceous film containing a nickel-based alloy capable of electrochemically absorbing and releasing lithium ions. Good results are obtained when the heat treatment temperature at this time is in the range of 500 to 2000 ° C, and even better results are obtained when the temperature is in the range of 700 to 1200 ° C. The heat treatment may be performed in an air atmosphere, but better results can be obtained by performing the heat treatment in an inert gas atmosphere represented by nitrogen, argon, helium, or the like.

【0038】集電体は、電子伝導性を有する材質であれ
ば公知のものが全て使用できるが、とりわけ非腐食性の
材質が好ましい。このような材質としては、導電性カー
ボン、金、白金、ステンレス等が挙げられるが、ステン
レスが好適に使用される。集電体の形状は、箔状あるい
は多孔質体が実用的である。
As the current collector, any known materials may be used as long as they have electron conductivity, but non-corrosive materials are particularly preferable. Examples of such a material include conductive carbon, gold, platinum, and stainless steel, and stainless steel is preferably used. The shape of the current collector is practically a foil or a porous body.

【0039】こうして作製した負極板と以下に説明する
電解液、正極板を、その他の電池構成要素であるセパレ
ータ、ガスケット、集電体、封口板、セルケース等と組
み合わせてリチウムイオン二次電池を構成する。作製可
能な電池は筒型、角型、コイン型等特に限定されるもの
ではないが、基本的にはセル床板上に集電体と負極材料
を乗せ、その上に電解液とセパレータを、さらに負極と
対向するように正極を乗せ、ガスケット、封口板と共に
かしめて二次電池とする。
The thus prepared negative electrode plate, the electrolyte and the positive electrode plate described below are combined with other battery components such as a separator, a gasket, a current collector, a sealing plate, a cell case, and the like to form a lithium ion secondary battery. Constitute. The battery that can be manufactured is not particularly limited, such as a cylindrical type, a square type, a coin type, but basically, a current collector and a negative electrode material are placed on a cell floor plate, and an electrolyte and a separator are further placed thereon. A positive electrode is placed so as to face the negative electrode, and caulked together with a gasket and a sealing plate to form a secondary battery.

【0040】電解液用に使用できる非水溶媒としては、
プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエ
チルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチ
ルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、γ−ブチ
ロラクトン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロフラ
ン、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、1,
3−ジオキソラン等の有機溶媒の単独、または二種類以
上を混合したものを用いることができる。
Non-aqueous solvents that can be used for the electrolyte include:
Propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, sulfolane, 1,
A single organic solvent such as 3-dioxolane or a mixture of two or more organic solvents can be used.

【0041】これらの溶媒に0.5〜2.0M程度のL
iClO4 ,LiPF6 ,LiBF 4 ,LiCF3 SO
3 ,LiAsF6 等の電解質を溶解して電解液とする。
また、リチウムイオン等のアルカリ金属カチオンの導電
体である高分子固体電解質を、用いることもできる。正
極体の材料は、特に限定されないが、リチウムイオンな
どのアルカリ金属カチオンを充放電時に吸蔵、放出でき
る金属カルコゲン化合物からなることが好ましい。その
様な金属カルコゲン化合物としては、バナジウムの酸化
物、バナジウムの硫化物、モリブデンの酸化物、モリブ
デンの硫化物、マンガンの酸化物、クロムの酸化物、チ
タンの酸化物、チタンの硫化物及びこれらの複合酸化
物、複合硫化物等が挙げられる。好ましくは、Cr3
8 , V2 5 , V513, VO2, Cr25 , MnO2
, TiO2 , MoV28 , TiS225 Mo
2, MoS3 VS2 , Cr0.250.752 , Cr0.5
0.52 等である。また、LiMY2 (Mは、Co,
Ni等の遷移金属YはO,S等のカルコゲン化合物),
LiM24 (MはMn,YはO),WO3 等の酸化
物、CuS,Fe0.250.752 , Na0.1 CrS2
の硫化物、NiPS3 , FePS3 等のリン、硫黄化合
物、VSe2 , NbSe3 等のセレン化合物等を用いる
こともできる。これらを負極材と同様、結着剤と混合し
て集電体の上に塗布して正極板とする。電解液を保持す
るセパレータは、一般的に保液性に優れた材料であり、
例えば、ポリオレフィン系樹脂の不織布や多孔性フィル
ムなどを使用して、上記電解液を含浸させることで機能
を発現する。
In these solvents, L of about 0.5 to 2.0 M is added.
iCLOFour , LiPF6 , LiBF Four , LiCFThree SO
Three , LiAsF6 Are dissolved to form an electrolyte.
In addition, the conductivity of alkali metal cations such as lithium ions
A solid polymer electrolyte which is a body can also be used. Correct
The material of the polar body is not particularly limited.
Which alkali metal cations can be stored and released during charge and discharge
It is preferable that the metal chalcogen compound be composed of a metal chalcogen compound. That
Oxidation of vanadium as a similar metal chalcogen compound
Material, vanadium sulfide, molybdenum oxide, molybdenum
Den sulfide, manganese oxide, chromium oxide, titanium
Oxide of tan, sulfide of titanium and their complex oxidation
And complex sulfides. Preferably, CrThree O
8 , VTwo O Five , VFive O13, VOTwo, CrTwo OFive , MnOTwo
 , TiOTwo , MoVTwo O8 , TiSTwo VTwo SFive Mo
STwo, MoSThree VSTwo , Cr0.25V0.75STwo , Cr0.5 
V0.5STwo And so on. Also, LiMYTwo (M is Co,
Transition metals Y such as Ni are chalcogen compounds such as O and S),
LiMTwo YFour (M is Mn, Y is O), WOThree Oxidation of etc.
Material, CuS, Fe0.25V0.75STwo , Na0.1 CrSTwo etc
Sulfide, NiPSThree , FePSThree Phosphorus and sulfur compounds
Thing, VSeTwo , NbSeThree Use selenium compounds such as
You can also. These are mixed with a binder similarly to the negative electrode material.
To form a positive electrode plate. Holds electrolyte
Separator is generally a material with excellent liquid retention,
For example, polyolefin resin nonwoven fabric or porous
Function by impregnating the above electrolyte with a
Is expressed.

【0042】[0042]

【実施例】次に実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例によってなんらの制約も受
けないことは断るまでもない。ただし、ここにいう部
は、重量部である。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples, but it is needless to say that the present invention is not limited by these examples. However, parts referred to here are parts by weight.

【0043】(実施例−1)メソフェーズピッチカーボ
ンを乳鉢で粉砕し、これをソックスレー用円筒濾紙内に
充填し、抽出溶媒をトルエンとしてのべ24時間ソック
スレー連続抽出装置により抽出を行った。その後、抽出
残さを風乾した後、回分式加熱炉で不活性雰囲気下にて
700℃に保ち、1時間熱処理した。これを粉砕し、振
動式篩いにより粒径を8〜25μmに整えて本発明に使
用する炭素物質とした。
Example 1 Mesophase pitch carbon was pulverized in a mortar, filled into a Soxhlet cylindrical filter paper, and extracted with a Soxhlet continuous extraction device for 24 hours using toluene as an extraction solvent. Thereafter, the extraction residue was air-dried, and then heat-treated at 700 ° C. for 1 hour in a batch heating furnace under an inert atmosphere. This was pulverized, and the particle size was adjusted to 8 to 25 μm by a vibrating sieve to obtain a carbon material used in the present invention.

【0044】一方、スーパーマロイをポリエチレンテレ
フタレート上にバインダー樹脂とともに塗布した磁気記
録体廃材から、記録層のみをスクレーパーで回収し、本
発明に使用するニッケル基合金を含む混合材を得た。こ
のときの金属とバインダーの比率は体積比換算で1対1
であることが分析により明らかになった。
On the other hand, only the recording layer was recovered by a scraper from a magnetic recording material waste material obtained by applying Supermalloy on polyethylene terephthalate together with a binder resin, to obtain a mixed material containing a nickel-based alloy used in the present invention. At this time, the ratio of the metal to the binder was 1: 1 in terms of volume ratio.
The analysis revealed that

【0045】この炭素材料4部とニッケル合金と樹脂か
らなる混合材部3gに、ポリフッ化ビニリデン(PVd
F)のジメチルホルムアミド溶液を固形分換算で10重
量%加えたものを攪拌し、スラリーを得た。このスラリ
ーをニッケル箔上に塗布し、80℃で予備乾燥を行っ
た。さらに加圧、圧着させたのち、110℃で減圧乾燥
をして電極とした。得られた電極に対し、電解液を含浸
させたポリプロピレン製セパレータをはさみ、リチウム
金属電極に対向させたセルを作製し、充放電試験を行っ
た。電解液には、エチレンカーボネートとプロピレンカ
ーボネートを容量比1:1の比率で混合した溶媒に過塩
素酸リチウムを1mol/Lの割合で溶解させたものを
用いた。
4 g of the carbon material, 3 g of a mixed material made of a nickel alloy and a resin were added to polyvinylidene fluoride (PVd).
A solution obtained by adding 10% by weight of a dimethylformamide solution of F) in terms of solid content was stirred to obtain a slurry. This slurry was applied on a nickel foil and preliminarily dried at 80 ° C. After being further pressurized and pressed, it was dried at 110 ° C. under reduced pressure to form electrodes. The obtained electrode was sandwiched with a polypropylene separator impregnated with an electrolytic solution, and a cell facing the lithium metal electrode was prepared, and a charge / discharge test was performed. As the electrolytic solution, a solution prepared by dissolving lithium perchlorate at a rate of 1 mol / L in a solvent in which ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1 was used.

【0046】充放電試験は、定電流充放電法により、行
った。電流密度0.1mA/cm2で極間電位差が0V
になるまでドープを行い、ついで極間電位差1.5Vに
なるまで脱ドープを行った。ドープ容量と脱ドープ容量
の測定結果を表1に示す。
The charge / discharge test was performed by a constant current charge / discharge method. Current density of 0.1 mA / cm 2 and potential difference between electrodes is 0 V
, And then undoped until the potential difference between the electrodes reached 1.5 V. Table 1 shows the measurement results of the doping capacity and the undoping capacity.

【0047】一方、上で用意したスラリーをポリエチレ
ンテレフタレート薄膜上に塗布し、80℃で予備乾燥を
行ったのち、110℃で減圧乾燥を行った。これの抵抗
率を4端子法により測定した結果を表1に示す。
On the other hand, the slurry prepared above was applied on a polyethylene terephthalate thin film, preliminarily dried at 80 ° C., and then dried at 110 ° C. under reduced pressure. Table 1 shows the results of measuring the resistivity by the four-terminal method.

【0048】(比較例−1)実施例−1において、磁気
記録体材料を使用しない以外は、実施例−1と同様にし
て試験を行った。この結果を表1に示す。
(Comparative Example 1) A test was conducted in the same manner as in Example 1, except that no magnetic recording material was used. Table 1 shows the results.

【0049】(実施例−2)実施例−1で得た炭素物質
7部を、Ni80Fe20合金粉末3部とともに、ボールを
充填したボールミルポットに投入し3時間メカニカルミ
リングを行った。このボールミルポットに、フッ化ビニ
リデン−トリフロロエチレン共重合体の2−ブタノン溶
液を固形分換算で10重量%加えたものをよく分散し、
分散液を得た。得られた分散液を用いて実施例−1と全
く同様なサンプルを作製し、同様な試験評価を行った。
この結果を表1に示す。
Example 2 7 parts of the carbon material obtained in Example 1 were put into a ball mill pot filled with balls together with 3 parts of Ni 80 Fe 20 alloy powder and subjected to mechanical milling for 3 hours. To this ball mill pot, a 2-butanone solution of a vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer in an amount of 10% by weight in terms of solid content was added and dispersed well.
A dispersion was obtained. Using the obtained dispersion, a sample exactly the same as that of Example 1 was produced, and a similar test evaluation was performed.
Table 1 shows the results.

【0050】(比較例−2)実施例−2において、Ni
80Fe20合金の代わりに純ニッケル粉末を用いて、実施
例−1と同様にして試験を行った。この結果を表1に示
す。
Comparative Example 2 In Example 2, Ni
80 by using pure nickel powder in place of the Fe 20 alloy was tested in the same manner as in Example -1. Table 1 shows the results.

【0051】(実施例−3)実施例−2において、有機
物を低温で焼成した炭素物質の代わりに高温焼成カーボ
ン(三菱瓦斯化学:2800℃)を用いて、実施例−2
と同様にして試験を行った。この結果を表1に示す。
Example 3 Example 2 was repeated except that a high-temperature fired carbon (Mitsubishi Gas Chemical: 2800 ° C.) was used instead of the carbon material obtained by firing an organic substance at a low temperature.
The test was performed in the same manner as described above. Table 1 shows the results.

【0052】(実施例−4)メソフェーズピッチカーボ
ン(株式会社ペトカ製)5部を乳鉢でよく粉砕してから
ソックスレー抽出用円筒濾紙に入れ、抽出溶媒にキノリ
ン30部を用いてのべ30時間ソックスレー抽出装置に
より抽出を行った。抽出液を取り出して平均粒径2μm
のパーマロイ粉末0.5部を加えてよく撹拌した。この
液体をシリンジに入れスプレー法により1000℃に加
熱したステンレス箔上に噴霧した。このときの窒素ガス
中で製膜を行った。このようにして得られたパーマロイ
を混入したカーボン薄膜の厚さは、35μmであった。
得られた電極を用いて実施例−1と全く同様なサンプル
を作製し、同様な試験評価を行った。この結果を表1に
示す。
(Example-4) 5 parts of mesophase pitch carbon (manufactured by Petka Co., Ltd.) was pulverized well with a mortar, and then put into a soxhlet extraction thimble filter paper. Extraction was performed by an extraction device. Take out the extract and average particle size 2μm
And 0.5 part of Permalloy powder was added and stirred well. This liquid was put into a syringe and sprayed on a stainless steel foil heated to 1000 ° C. by a spray method. The film was formed in the nitrogen gas at this time. The thickness of the carbon thin film mixed with permalloy thus obtained was 35 μm.
Using the obtained electrode, a sample exactly the same as that of Example 1 was produced, and a similar test evaluation was performed. Table 1 shows the results.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】上記の試験結果から、本願発明のリチウム
イオン二次電池用負極材料は、不可逆容量が少なく、同
時に、抵抗も小さいことが明らかである。
From the above test results, it is clear that the negative electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention has a small irreversible capacity and a small resistance.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明のリチウムイオン二次電池用負極
材料は、炭素質材料にニッケル基合金を添加しており、
炭素材でありながら脱ドープ容量が大きく、かつ材料固
有の導電性を向上させることのできる高効率型の高性能
炭素電極材を提供するものである。また、本発明のリチ
ウムイオン二次電池用負極材料は、高容量で、充放電サ
イクル特性に優れたものであるばかりでなく、磁性材と
してのニッケル基合金廃材の有効活用としても新規であ
り、用途価値が高く優れた効果を有している。
According to the negative electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention, a nickel-based alloy is added to a carbonaceous material.
An object of the present invention is to provide a high-efficiency, high-performance carbon electrode material which is a carbon material, has a large undoping capacity, and can improve the conductivity inherent in the material. In addition, the negative electrode material for a lithium ion secondary battery of the present invention has a high capacity and is not only excellent in charge / discharge cycle characteristics, but also novel as an effective use of nickel-based alloy waste material as a magnetic material, It has high application value and excellent effect.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G046 CA07 CB03 CB09 CC01 CC05 5H029 AJ03 AJ05 AK02 AK03 AK05 AL06 AL11 AM03 AM04 AM05 AM07 EJ12 5H050 AA07 AA08 BA17 CA02 CA05 CA08 CA09 CA11 CB09 CB11 EA24  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G046 CA07 CB03 CB09 CC01 CC05 5H029 AJ03 AJ05 AK02 AK03 AK05 AL06 AL11 AM03 AM04 AM05 AM07 EJ12 5H050 AA07 AA08 BA17 CA02 CA05 CA08 CA09 CA11 CB09 CB11 EA24

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 集電体上にニッケル基合金を混合した炭
素質膜を設けてなることを特徴とするリチウムイオン二
次電池用負極材料。
1. A negative electrode material for a lithium ion secondary battery, comprising a current collector and a carbonaceous film in which a nickel-based alloy is mixed.
【請求項2】 集電体上に結着剤を含まずにニッケル基
合金を混合したリチウムイオンを電気化学的に吸蔵・放
出し得る炭素質膜を設けてな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負極材料。
2. A current collector comprising a carbonaceous film capable of electrochemically occluding and releasing lithium ions mixed with a nickel-based alloy without containing a binder. The negative electrode material for a lithium ion secondary battery according to 1.
【請求項3】 ニッケル基合金が廃磁性体であることを
特徴とする請求項1乃至2に記載のリチウムイオン二次
電池用負極材料。
3. The negative electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the nickel-based alloy is a waste magnetic material.
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