JP2003282049A - Manufacturing method of negative electrode material for lithium secondary battery and lithium secondary battery - Google Patents

Manufacturing method of negative electrode material for lithium secondary battery and lithium secondary battery

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JP2003282049A
JP2003282049A JP2002079372A JP2002079372A JP2003282049A JP 2003282049 A JP2003282049 A JP 2003282049A JP 2002079372 A JP2002079372 A JP 2002079372A JP 2002079372 A JP2002079372 A JP 2002079372A JP 2003282049 A JP2003282049 A JP 2003282049A
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JP
Japan
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graphite
negative electrode
secondary battery
lithium secondary
electrode material
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JP2002079372A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Fujimoto
宏之 藤本
Akihiro Mabuchi
昭弘 馬淵
Chinnasamy Natarajan
ナタラジャン・チンナサミィ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a negative electrode material for a lithium secondary battery in which a charge/discharge efficiency in the initial period can be maintained or improved. <P>SOLUTION: The negative electrode material in which a mixture of a carbonaceous material of a difficult graphitization characteristic and graphite is fired and which is constituted of difficult graphitization graphite and the graphite is manufactured. The carbonaceous material (for example, a bitumen substance which may be cross-linked, a resin or the like) may be infusion or oxidation treated. The negative electrode material can be manufactured by firing the mixture at around 900 to 1,300°C. If the lithium secondary battery is constituted of this negative electrode material, the charge/discharge efficiency of the lithium secondary battery in the initial period can be maintained or improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、高い初期充放電効
率を有するリチウム二次電池用負極材の製造方法、及び
この製造方法により得られた負極材を備えたリチウム二
次電池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a negative electrode material for a lithium secondary battery having high initial charge / discharge efficiency, and a lithium secondary battery provided with the negative electrode material obtained by this production method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器類、特にポータブルタイ
プの電子機器類(パーソナルコンピューター、MDプレ
イヤー、CDプレイヤー、DVDプレイヤー、携帯電話
機など)の小型化、薄型化、軽量化などが進んでいる。
これらの電子機器類の駆動用電源又はバックアップ用電
源として、高エネルギー密度の充電が可能であり、かつ
高効率の放電が可能なリチウム二次電池の開発が急速に
進んでおり、実用化もされている。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices, especially portable electronic devices (personal computers, MD players, CD players, DVD players, mobile phones, etc.) have been made smaller, thinner, and lighter.
As a driving power source or a backup power source for these electronic devices, a lithium secondary battery that can be charged with high energy density and that can be discharged with high efficiency has been rapidly developed, and has been put into practical use. ing.

【0003】従来のリチウム二次電池は、負極活物質と
して炭素質又は黒鉛質材料を用い、リチウムをイオン状
態で前記炭素質又は黒鉛質材料中に吸蔵(インターカレ
ーション)・放出(デインターカレーション)させるこ
とにより、充放電を繰り返し行っている。例えば、負極
活物質として黒鉛を用いる場合、黒鉛層間化合物(組
成:LiC6)の理論充放電容量は、372Ah/kg
である。しかし、この負極の充放電容量は、リチウム金
属単体の理論充放電容量(3862Ah/kg)の1/
10以下程度と低くなるだけでなく、充放電の繰り返し
(充放電サイクル)に伴って黒鉛結晶構造が劣化(例え
ば、黒鉛層間距離の増大など)し、充放電容量が低下す
る。
A conventional lithium secondary battery uses a carbonaceous or graphitic material as a negative electrode active material, and occludes (deintercalates) or deintercalates (intercalates) lithium in the carbonaceous or graphitic material in an ionic state. Charging and discharging are repeated. For example, when graphite is used as the negative electrode active material, the theoretical charge / discharge capacity of the graphite intercalation compound (composition: LiC 6 ) is 372 Ah / kg.
Is. However, the charge / discharge capacity of this negative electrode is 1 / the theoretical charge / discharge capacity (3862 Ah / kg) of lithium metal alone.
Not only does it become as low as about 10 or less, but also the graphite crystal structure deteriorates (e.g., the distance between graphite layers increases) with repeated charging / discharging (charging / discharging cycle), and the charging / discharging capacity decreases.

【0004】特開平6−333564号公報には、難黒
鉛化炭素質(難黒鉛又は炭素質)と易黒鉛化炭素質(黒
鉛又は黒鉛質)との混合物で構成された負極を有する二
次電池が開示されている。この二次電池では、黒鉛の結
晶子の層間のみならず、難黒鉛にもリチウムイオンを吸
蔵させることにより、黒鉛単独で構成された負極に比べ
て充放電容量を高めることができ、かつ充放電サイクル
特性を改善できる。しかし、前記二次電池では、負極中
に難黒鉛と黒鉛が混在するため、黒鉛表面において、電
解液(例えば、プロピレンカーボネートなど)の分解反
応を生じ、初期充放電効率が低下する可能性がある。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-333564 discloses a secondary battery having a negative electrode composed of a mixture of non-graphitizable carbonaceous material (non-graphitizable carbonaceous material) and easily graphitizable carbonaceous material (graphite or graphitic material). Is disclosed. In this secondary battery, it is possible to increase the charge / discharge capacity as compared with the negative electrode composed of graphite alone, by absorbing lithium ions not only between the crystallites of graphite but also in difficult graphite. The cycle characteristics can be improved. However, in the secondary battery, since the difficult graphite and the graphite are mixed in the negative electrode, the decomposition reaction of the electrolytic solution (for example, propylene carbonate) may occur on the surface of the graphite, and the initial charge / discharge efficiency may decrease. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、充放電容量のみならず、初期充放電効率を維持又は
向上できるリチウム二次電池用負極材の製造方法、及び
この負極材を備えたリチウム二次電池を提供することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a negative electrode material for a lithium secondary battery, which can maintain or improve not only charge and discharge capacity but also initial charge and discharge efficiency, and a method for producing the same. To provide a lithium secondary battery.

【0006】本発明の他の目的は、簡便な方法で、初期
充放電効率を維持又は向上できるリチウム二次電池用負
極材の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for producing a negative electrode material for a lithium secondary battery, which can maintain or improve the initial charge / discharge efficiency by a simple method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、焼成により難黒
鉛(低結晶性炭素)を形成しうる炭素材料と、黒鉛との
混合物を焼成すると、熱CVD反応により生成した前記
炭素材料の難黒鉛が、黒鉛表面を被覆するためか、初期
充放電効率の高いリチウム二次電池用負極材を製造でき
ることを見出し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a mixture of graphite with a carbon material capable of forming difficult graphite (low crystalline carbon) by firing. The present invention has been completed by discovering that, when calcined, it is possible to produce a negative electrode material for a lithium secondary battery with high initial charge / discharge efficiency, probably because the graphite of the carbon material generated by the thermal CVD reaction coats the graphite surface. .

【0008】すなわち、本発明では、難黒鉛化性炭素材
料と、黒鉛との混合物を焼成し、難黒鉛と黒鉛とで構成
されたリチウム二次電池用負極材を製造する。
That is, in the present invention, a mixture of a non-graphitizable carbon material and graphite is fired to produce a negative electrode material for a lithium secondary battery composed of the non-graphite and graphite.

【0009】前記難黒鉛化性炭素材料は、架橋されてい
てもよい瀝青質物質、樹脂などであってもよく、不融化
処理又は酸化処理してもよい。前記混合物の焼成におい
て、焼成温度は、900〜1300℃程度であってもよ
く、前記難黒鉛と前記黒鉛との割合は、前者/後者(重
量比)=5/95〜95/5程度であってもよい。
The non-graphitizable carbon material may be a bituminous substance which may be crosslinked, a resin, etc., and may be infusibilized or oxidized. In the firing of the mixture, the firing temperature may be about 900 to 1300 ° C., and the ratio of the difficult graphite and the graphite is the former / the latter (weight ratio) = about 5/95 to 95/5. May be.

【0010】本発明は、前記製造方法により得られた負
極材を備えたリチウム二次電池も包含する。
The present invention also includes a lithium secondary battery provided with the negative electrode material obtained by the above manufacturing method.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明では、難黒鉛化性炭素材料
と、黒鉛との混合物を焼成し、難黒鉛(低結晶性炭素)
と黒鉛とで構成されたリチウム二次電池用負極材を製造
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a mixture of a non-graphitizable carbon material and graphite is fired to obtain a non-graphitizable carbon (low crystalline carbon).
A negative electrode material for a lithium secondary battery composed of and graphite is manufactured.

【0012】なお、本発明において、難黒鉛(低結晶性
炭素)とは、黒鉛構造が十分に発達していない炭素質
(低結晶性炭素質)を意味し、その結晶構造としては、
例えば、面間隔d(002)が、0.34nm以上(例
えば、0.34〜0.5nm、好ましくは0.34〜
0.4nm程度)、c軸方向の長さ(Lc)及びa軸方
向の長さ(La)が、10nm以下(例えば、1〜10
nm、好ましくは1〜8nm程度)である場合が多い。
In the present invention, the difficult graphite (low crystalline carbon) means a carbonaceous material (low crystalline carbonaceous material) in which the graphite structure is not sufficiently developed, and its crystal structure is
For example, the surface spacing d (002) is 0.34 nm or more (for example, 0.34 to 0.5 nm, preferably 0.34 to
0.4 nm), the length in the c-axis direction (Lc) and the length in the a-axis direction (La) are 10 nm or less (for example, 1 to 10).
nm, preferably about 1 to 8 nm) in many cases.

【0013】前記難黒鉛化性炭素材料(以下、単に炭素
材料ということがある)は、焼成により炭素化し、前記
難黒鉛を形成可能な材料であれば特に限定されず、通
常、難黒鉛化材料(炭化又は黒鉛化処理によっても黒鉛
を形成しない炭素材料)が使用される。難黒鉛化性炭素
材料は、単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよ
い。
The non-graphitizable carbon material (hereinafter sometimes simply referred to as a carbon material) is not particularly limited as long as it is a material which can be carbonized by firing to form the non-graphitizable material. (Carbon material that does not form graphite even by carbonization or graphitization) is used. The non-graphitizable carbon material may be used alone or in combination of two or more kinds.

【0014】難黒鉛化性炭素材料としては、例えば、芳
香族化合物(例えば、フェノールフタレイン、9,9’
−ジベンジルアントラセン、p−テルフェニル、Δ9,
9’−ビフルオレン、1,3,6,8−テトラフェニル
ピレンなどの縮合多環式炭化水素;Δ10,10’−ビ
アントロン、フェナントレンキノン、アセナフテンキノ
ン、9−キサンチリデンアントロン、9,9’−ビキサ
ンチレン、9−メチルアセナフトキノキサリン、フタラ
ジンなどの複素環と芳香族炭化水素環とが縮合した縮合
環化合物など)、糖類、樹脂(フェノール樹脂、フラン
樹脂、フルフラール樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化
ビニリデン、アラミド樹脂、ポリアミド系樹脂)、瀝青
質物質(等方性ピッチ、等方性タールなど)などが例示
できる。
Examples of the non-graphitizable carbon material include aromatic compounds (eg, phenolphthalein, 9,9 ').
-Dibenzylanthracene, p-terphenyl, Δ9,
Fused polycyclic hydrocarbons such as 9′-bifluorene and 1,3,6,8-tetraphenylpyrene; Δ10,10′-bianthrone, phenanthrenequinone, acenaphthenequinone, 9-xanthylideneanthrone, 9,9 '-Bixanthylene, 9-methylacenaphthoquinoxaline, condensed ring compounds in which a heterocyclic ring such as phthalazine is condensed with an aromatic hydrocarbon ring), sugars, resins (phenolic resin, furan resin, furfural resin, cellulosic resin, poly Examples thereof include vinylidene chloride, aramid resin, polyamide resin), and bituminous substances (isotropic pitch, isotropic tar, etc.).

【0015】なお、前記瀝青質物質は、石油又は石炭に
由来してもよく、予め軽質分を除去したものを用いても
よい。
The bituminous substance may be derived from petroleum or coal, and a substance from which light components have been removed beforehand may be used.

【0016】好ましい難黒鉛化性炭素材料は、瀝青質物
質(例えば、等方性ピッチ、等方性タール)、フェノー
ル樹脂、アラミド樹脂、ポリアミド系樹脂などである。
Preferred non-graphitizable carbon materials are bituminous substances (eg isotropic pitch, isotropic tar), phenol resins, aramid resins, polyamide resins and the like.

【0017】前記炭素材料(例えば、前記瀝青質物質な
ど)は架橋されていてもよい。架橋(又は縮合)反応
は、通常、架橋剤の存在下で行われ、前記架橋剤として
は、キシレンハライド(p−クロロメチルトルエンなど
のキシレンクロライドなど)、キシレンジハライド
(1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼンなどのキシレ
ンジクロライドなど)などの芳香族ハライド;キシレノ
ール(2,4−ジメチルフェノールなど)、キシレング
リコール(ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン、ジメチ
ル−p−キシレングリコールなど)などの芳香族アルコ
ール;テレフタル酸ハライド(テレフタル酸クロライド
など)、イソフタル酸ハライド(イソフタル酸ジクロラ
イドなど)、フタル酸ハライド(フタル酸ジクロライド
など)、ナフタレンジカルボン酸ハライド(2,6−ナ
フタレンジカルボン酸クロライドなど)などの芳香族酸
ハライド;ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデ
ヒド(p−ヒドロキシベンズアルデヒド、2,5−ジヒ
ドロキシベンズアルデヒドなど)、アルコキシベンズア
ルデヒド(p−メトキシベンズアルデヒドなど)、ベン
ズアルデヒドジメチルアセタール、テレフタルアルデヒ
ド、イソフタルアルデヒド、サリチルアルデヒドなどの
芳香族アルデヒドなどが例示できる。好ましい架橋剤
は、2官能性架橋剤(例えば、キシレンジハライド、キ
シレンジオール、テレフタル酸ハライドなど)である。
架橋剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用しても
よい。
The carbon material (for example, the bituminous material) may be crosslinked. The cross-linking (or condensation) reaction is usually performed in the presence of a cross-linking agent, and as the cross-linking agent, xylene halide (such as xylene chloride such as p-chloromethyltoluene) and xylene dihalide (1,4-bis ( Aromatic halides such as xylene dichloride such as chloromethyl) benzene; Aromatic alcohols such as xylenol (2,4-dimethylphenol), xylene glycol (bis (hydroxymethyl) benzene, dimethyl-p-xylene glycol, etc.) Aromatic compounds such as terephthalic acid halides (terephthalic acid chloride, etc.), isophthalic acid halides (isophthalic acid dichloride, etc.), phthalic acid halides (phthalic acid dichloride, etc.), naphthalenedicarboxylic acid halides (2,6-naphthalenedicarboxylic acid chloride, etc.) acid Ride: benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde (p-hydroxybenzaldehyde, 2,5-dihydroxybenzaldehyde, etc.), alkoxybenzaldehyde (p-methoxybenzaldehyde, etc.), benzaldehyde dimethyl acetal, terephthalaldehyde, isophthalaldehyde, salicylaldehyde, and other aromatic aldehydes It can be illustrated. Preferred crosslinking agents are bifunctional crosslinking agents (eg, xylene dihalide, xylene diol, terephthalic acid halide, etc.).
The crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.

【0018】炭素材料(例えば、前記瀝青質物質)と架
橋剤との割合は、例えば、前者/後者(重量比)=9
9.99/0.01〜60/40、好ましくは99/1
〜70/30程度である。
The ratio of the carbon material (for example, the above-mentioned bituminous substance) and the crosslinking agent is, for example, the former / the latter (weight ratio) = 9.
9.99 / 0.01 to 60/40, preferably 99/1
It is about 70/30.

【0019】前記架橋(又は縮合)反応は、触媒の存在
下で行ってもよい。触媒には、通常、酸触媒を用いるこ
とができる。酸触媒としては、例えば、ルイス酸、ブレ
ンステッド酸などの慣用的な酸が使用でき、ルイス酸と
しては、ZnCl2、BF3、AlCl3、SnCl4、T
iCl4などが例示でき、ブレンステッド酸としては、
p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン
酸、キシレンスルホン酸などの有機酸、塩酸、硫酸、硝
酸などの鉱酸などが例示できる。好ましい酸触媒は、ブ
レンステッド酸(例えば、p−トルエンスルホン酸な
ど)である。これらの触媒は、単独で又は2種以上組み
合わせて使用してもよい。触媒の使用量は、特に限定さ
れず、前記架橋剤1モルに対して、0.001〜1モル
当量程度、好ましくは0.05〜0.5モル当量程度で
ある。また、前記架橋反応は、活性雰囲気(空気、酸素
など)又は不活性雰囲気(窒素、ヘリウム、アルゴンな
ど)下で行ってもよく、加熱下で行ってもよい。加熱温
度は、例えば、50〜400℃、好ましくは80〜35
0℃程度である。
The crosslinking (or condensation) reaction may be carried out in the presence of a catalyst. An acid catalyst can be usually used as the catalyst. As the acid catalyst, for example, a conventional acid such as Lewis acid and Bronsted acid can be used, and as the Lewis acid, ZnCl 2 , BF 3 , AlCl 3 , SnCl 4 , T
Examples of the Bronsted acid include iCl 4 and the like.
Examples thereof include organic acids such as p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid and xylenesulfonic acid, and mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid. A preferred acid catalyst is Bronsted acid, such as p-toluenesulfonic acid. You may use these catalysts individually or in combination of 2 or more types. The amount of the catalyst used is not particularly limited, and is about 0.001 to 1 molar equivalent, preferably 0.05 to 0.5 molar equivalent, relative to 1 mole of the crosslinking agent. The crosslinking reaction may be carried out under an active atmosphere (air, oxygen etc.) or an inert atmosphere (nitrogen, helium, argon etc.) or under heating. The heating temperature is, for example, 50 to 400 ° C., preferably 80 to 35.
It is about 0 ° C.

【0020】前記炭素材料は、不融化処理(又は酸化処
理)されていてもよい。不融化処理は、黒鉛に対する難
黒鉛の被覆性の向上、つまり、初期充放電効率の向上に
おいて特に有用である。不融化処理としては、公知の方
法が利用できる。例えば、必要により粉砕処理(例え
ば、ボールミル、ハンマーミルなどによる粉砕処理)さ
れた前記炭素材料を、酸化性ガス(例えば、空気、酸
素、オゾンなど)の存在下、加熱することにより行うこ
とができる。不融化処理温度は、例えば、120〜40
0℃、好ましくは150〜330℃、さらに好ましくは
170〜320℃程度である。
The carbon material may be infusibilized (or oxidized). The infusibilizing treatment is particularly useful for improving the coverage of the non-graphite on the graphite, that is, for improving the initial charge / discharge efficiency. A known method can be used as the infusibilizing treatment. For example, it can be carried out by heating the carbon material, which has been pulverized (eg, pulverized by a ball mill, hammer mill, etc.) as necessary, in the presence of an oxidizing gas (eg, air, oxygen, ozone, etc.). . The infusibilizing treatment temperature is, for example, 120 to 40.
The temperature is 0 ° C, preferably 150 to 330 ° C, and more preferably 170 to 320 ° C.

【0021】なお、前記炭素材料は、粉砕機(ボールミ
ル、ハンマーミルなど)により粉砕されていてもよい。
前記炭素材料の平均粒径は、特に制限されず、例えば、
1〜50μm、好ましくは1〜30μm、さらに好まし
くは1〜20μm程度であってもよい。
The carbon material may be crushed by a crusher (ball mill, hammer mill, etc.).
The average particle size of the carbon material is not particularly limited, for example,
It may be 1 to 50 μm, preferably 1 to 30 μm, and more preferably about 1 to 20 μm.

【0022】本発明で用いる黒鉛としては、メソフェー
ズ小球体の黒鉛化物を含め、人造黒鉛及び天然黒鉛が使
用できる。これらの黒鉛は単独で又は二種以上組み合わ
せて使用できる。黒鉛の結晶構造はリチウムイオンの授
受が可能である限り特に制限されず、例えば、面間隔d
(002)は、0.3354〜0.34nm、好ましく
は0.3354〜0.337nm程度である。c軸方向
の長さLcは、30〜200nm、好ましくは50〜1
50nm程度である。a軸方向の長さLaは、50〜3
00nm、好ましくは70〜200nm程度である。な
お、黒鉛の結晶構造は、原料黒鉛が予め有していてもよ
く、焼成に伴って形成してもよい。通常、黒鉛として
は、黒鉛構造を有する材料を使用することが多い。
As the graphite used in the present invention, artificial graphite and natural graphite, including graphitized mesophase spherules, can be used. These graphites can be used alone or in combination of two or more. The crystal structure of graphite is not particularly limited as long as it can transfer and receive lithium ions.
(002) is about 0.3354 to 0.34 nm, preferably about 0.3354 to 0.337 nm. The length Lc in the c-axis direction is 30 to 200 nm, preferably 50 to 1
It is about 50 nm. The length La in the a-axis direction is 50 to 3
It is about 00 nm, preferably about 70 to 200 nm. The raw material graphite may have a crystal structure of graphite in advance, or may be formed by firing. Usually, as the graphite, a material having a graphite structure is often used.

【0023】黒鉛の形態は特に制限されず、無定形状、
平板状(又は扁平状)、薄片状、粉粒状などであっても
よい。黒鉛の平均粒径は特に制限されず、例えば、0.
1〜100μm程度の広い範囲から選択でき、通常、1
〜40μm、好ましくは2〜30μm(例えば、5〜2
0μm)程度であってもよい。
The form of graphite is not particularly limited, and an amorphous shape,
It may be flat (or flat), flaky, powdery, or the like. The average particle size of graphite is not particularly limited, and may be, for example, 0.
It can be selected from a wide range of about 1 to 100 μm, and usually 1
-40 μm, preferably 2-30 μm (for example, 5-2
It may be about 0 μm.

【0024】黒鉛の比表面積は、例えば、0.5〜10
2/g、好ましくは0.5〜5m2/g程度であり、嵩
密度は、例えば、0.1〜1.5g/mL、好ましくは
0.5〜1.5g/mL程度である。
The specific surface area of graphite is, for example, 0.5 to 10
m 2 / g, preferably about 0.5 to 5 m 2 / g, and the bulk density is, for example, about 0.1 to 1.5 g / mL, preferably about 0.5 to 1.5 g / mL.

【0025】炭素材料と黒鉛との割合は、焼成による炭
化率を考慮して、例えば、前者/後者(重量比)=5/
95〜95/5、好ましくは10/90〜90/10、
さらに好ましくは20/80〜80/20程度の範囲か
ら選択できる。
The ratio of the carbon material and the graphite is, for example, the former / the latter (weight ratio) = 5 /, in consideration of the carbonization rate by firing.
95-95 / 5, preferably 10 / 90-90 / 10,
More preferably, it can be selected from the range of about 20/80 to 80/20.

【0026】炭素材料と黒鉛との混合は、慣用の混合機
を用いて行うことができ、前記粉砕機で炭素材料を粉砕
する場合には、この粉砕機内で、炭素材料と黒鉛とを混
合してもよい。また、必要であれば、混合物は、炭素材
料と黒鉛とを粉砕しながら混合してもよい。さらに、混
合工程では、必要により溶媒(例えば、水、アルコール
類、炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類な
ど)を用い、均一に混合してもよい。
The carbon material and the graphite can be mixed using a conventional mixer. When the carbon material is crushed by the crusher, the carbon material and the graphite are mixed in this crusher. May be. If necessary, the mixture may be mixed while crushing the carbon material and graphite. Further, in the mixing step, if necessary, a solvent (for example, water, alcohols, hydrocarbons, esters, ketones, ethers, etc.) may be used and uniformly mixed.

【0027】このようにして得られた混合物(均一混合
物)を焼成することにより、黒鉛表面を難黒鉛で被覆し
た焼成物を得ることができるためか、この焼成物を用い
ると、充放電容量及び初期充放電効率が高い負極材を得
ることができる。焼成は、前記混合物(又は粉砕物)を
焼成すればよい。焼成温度は、少なくとも炭素化できる
範囲で選択でき、例えば、700〜3300℃、好まし
くは800〜2000℃、さらに好ましくは900〜1
500℃(例えば、900〜1300℃、特に、100
0〜1200℃)程度である。焼成時間は、例えば、1
〜10時間、好ましくは1〜5時間、さらに好ましくは
1〜3時間程度である。焼成は、通常、不活性雰囲気
(例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなど)中、真空中
などで行うことができる。
By firing the mixture (homogeneous mixture) thus obtained, it is possible to obtain a fired product in which the surface of graphite is coated with non-graphite. Probably, when this fired product is used, the charge and discharge capacity and A negative electrode material having high initial charge / discharge efficiency can be obtained. The firing may be performed by firing the mixture (or pulverized product). The firing temperature can be selected at least in the range that allows carbonization, and is, for example, 700 to 3300 ° C, preferably 800 to 2000 ° C, more preferably 900 to 1
500 ° C. (eg 900-1300 ° C., especially 100
0 to 1200 ° C.). The firing time is, for example, 1
It is about 10 hours, preferably about 1 to 5 hours, more preferably about 1 to 3 hours. Firing can be usually performed in an inert atmosphere (eg, nitrogen, helium, argon, etc.), in a vacuum, or the like.

【0028】焼成物において、難黒鉛と黒鉛との割合
は、例えば、前者/後者(重量比)=5/95〜95/
5、好ましくは20/80〜90/10、さらに好まし
くは30/70〜80/20(例えば、40/60〜7
0/30)程度であってもよい。難黒鉛の割合が小さす
ぎると、黒鉛に対する難黒鉛の被覆が十分でなく、初期
充放電効率の低下を招く可能性がある。
In the calcined product, the ratio of difficult graphite to graphite is, for example, former / latter (weight ratio) = 5/95 to 95 /
5, preferably 20/80 to 90/10, more preferably 30/70 to 80/20 (for example, 40/60 to 7).
It may be about 0/30). If the ratio of the difficult graphite is too small, the coverage of the difficult graphite on the graphite may not be sufficient, and the initial charge / discharge efficiency may be reduced.

【0029】なお、焼成物(炭素材)は、通常、粉粒状
で使用できる。粉粒状炭素材(炭素質負極材)の平均粒
径は、通常、1〜40μm、好ましくは1〜30μm程
度であってもよい。粉粒状炭素材(炭素質負極材)のア
スペクト比(粒子の短径に対する長径の比)は、1〜1
0、好ましくは1〜6(例えば、1〜3)程度である。
また、粉粒状炭素材の比表面積は、例えば、0.1〜5
2/g、好ましくは0.5〜4.5m2/g、さらに好
ましくは0.8〜4m2/g程度である。
The calcined product (carbon material) can usually be used in the form of powder. The average particle size of the powdery carbonaceous material (carbonaceous negative electrode material) may be usually 1 to 40 μm, preferably about 1 to 30 μm. The aspect ratio (ratio of major axis to minor axis of particles) of the powdery carbon material (carbonaceous negative electrode material) is 1 to 1.
It is 0, preferably about 1 to 6 (for example, 1 to 3).
The specific surface area of the powdery carbonaceous material is, for example, 0.1 to 5
m 2 / g, preferably from 0.5~4.5m 2 / g, more preferably 0.8~4m 2 / g approximately.

【0030】このようにして得られた焼成物を負極材と
して用いることにより、初期充放電効率(又は容量)が
高くなる理由は、次のように考えられる。黒鉛を含有す
る負極材を用いた場合、通常、黒鉛の表面で、電解液
(例えば、プロピレンカーボネートなど)の分解反応が
生じ、初期充放電効率(又は容量)を低下させることが
多い。本発明の負極材では、熱CVD反応を伴って炭化
した難黒鉛(低結晶性炭素)が、黒鉛の表面を被覆する
ためか、単に難黒鉛と黒鉛とを混合して得られた負極材
に比べ、電解液に対する比表面積を低下させることがで
きるため、電解液の分解反応を抑制でき、初期充放電効
率を低下させることなく維持又は向上できる。また、前
記のような電解液の分解反応及び電解液による副反応を
抑制できるため、安全性も向上する。
The reason why the initial charge / discharge efficiency (or capacity) is increased by using the thus obtained fired product as the negative electrode material is considered as follows. When a negative electrode material containing graphite is used, a decomposition reaction of an electrolytic solution (for example, propylene carbonate) usually occurs on the surface of graphite, and the initial charge / discharge efficiency (or capacity) is often lowered. In the negative electrode material of the present invention, it is because the difficult graphite (low crystalline carbon) carbonized by the thermal CVD reaction coats the surface of the graphite, or the negative electrode material obtained by simply mixing the difficult graphite and the graphite. In comparison, since the specific surface area for the electrolytic solution can be reduced, the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed, and the initial charge / discharge efficiency can be maintained or improved without lowering. In addition, since the decomposition reaction of the electrolytic solution and the side reaction caused by the electrolytic solution can be suppressed, the safety is improved.

【0031】本発明の方法で得られた炭素質負極材は、
常法により、リチウム二次電池用負極の構成材料として
使用できる。例えば、負極材、バインダーなどを含む混
合物を成形する方法;負極材、有機溶媒、バインダーな
どを含むペーストを負極集電体に塗布手段(ドクターブ
レードなど)を用いて塗布する方法などにより、任意の
形状のリチウム二次電池用負極とすることができる。負
極の形成においては、必要に応じて端子と組み合わせて
もよい。
The carbonaceous negative electrode material obtained by the method of the present invention is
It can be used as a constituent material of a negative electrode for a lithium secondary battery by a conventional method. For example, a method of molding a mixture containing a negative electrode material, a binder, etc .; a method of applying a paste containing a negative electrode material, an organic solvent, a binder, etc., onto a negative electrode current collector using a coating means (such as a doctor blade). It can be a shaped negative electrode for a lithium secondary battery. In forming the negative electrode, it may be combined with a terminal if necessary.

【0032】負極集電体は、特に制限されず、公知の集
電体、例えば、銅などの導電体を使用することができ
る。有機溶媒としては、通常、バインダーを溶解又は分
散可能な溶媒が使用され、例えば、N−メチルピロリド
ン、N,N−ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒を例
示することができる。有機溶媒の使用量は、ペースト状
となる限り特に制限されず、例えば、負極材100重量
部に対して、通常、60〜150重量部程度、好ましく
は60〜100重量部程度である。
The negative electrode current collector is not particularly limited, and a known current collector, for example, a conductor such as copper can be used. As the organic solvent, a solvent capable of dissolving or dispersing a binder is usually used, and examples thereof include organic solvents such as N-methylpyrrolidone and N, N-dimethylformamide. The amount of the organic solvent used is not particularly limited as long as it is in a paste form, and is, for example, usually about 60 to 150 parts by weight, preferably about 60 to 100 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the negative electrode material.

【0033】バインダーとしては、例えば、フッ素含有
樹脂(ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチ
レンなど)などが例示できる。バインダーの使用量(分
散液の場合には、固形分換算の使用量)は、特に限定さ
れず、その下限値は、負極材(焼成物)100重量部に
対して、通常、3重量部以上程度、好ましくは5重量部
以上程度である。バインダーの使用量の上限は、負極材
100重量部に対して、通常、20重量部以下(例え
ば、15重量部以下)、好ましくは10重量部以下程度
である。より具体的には、バインダーの使用量は、固形
分換算で、例えば、負極材(焼成物)100重量部に対
して、3〜20重量部、好ましくは5〜15重量部(例
えば、5〜10重量部)程度である。ペーストの調製方
法は、特に制限されず、例えば、バインダーと有機溶媒
との混合液(又は分散液)と負極材とを混合する方法な
どを例示することができる。
Examples of the binder include fluorine-containing resins (polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc.). The amount of the binder used (in the case of a dispersion, the amount calculated as solid content) is not particularly limited, and the lower limit is usually 3 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the negative electrode material (calcined product). The amount is preferably about 5 parts by weight or more. The upper limit of the amount of the binder used is usually 20 parts by weight or less (for example, 15 parts by weight or less), and preferably about 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the negative electrode material. More specifically, the amount of the binder used is, for example, 3 to 20 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight (e.g., 5 to 5 parts by weight) based on 100 parts by weight of the negative electrode material (calcined product) in terms of solid content. 10 parts by weight). The method for preparing the paste is not particularly limited, and examples thereof include a method of mixing a mixed liquid (or dispersion liquid) of a binder and an organic solvent with a negative electrode material.

【0034】なお、本発明の方法で得られた負極材と導
電材(又は炭素質材料、導電性炭素材)とを併用して、
負極を製造してもよい。導電材(又は炭素質材料)の使
用割合は特に制限されないが、本発明の方法により得ら
れた負極材と炭素質材料の総量に対して、通常、1〜1
0重量%程度、好ましくは1〜5重量%程度である。導
電材(炭素質材料)を併用することにより、電極として
の導電性を向上させることができる。このような導電材
(炭素質材料)として、例えば、カーボンブラック(例
えばアセチレンブラック、サーマルブラック、ファーネ
スブラック)などが例示できる。導電材(導電性炭素
材)は、単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。
なお、導電材(炭素質材料)は、例えば、負極材と溶媒
とを含むペーストに混合し、このペーストを負極集電体
に塗布する方法などにより、負極材とともに有効に利用
できる。
The negative electrode material obtained by the method of the present invention and a conductive material (or a carbonaceous material or a conductive carbon material) are used in combination,
You may manufacture a negative electrode. The use ratio of the conductive material (or carbonaceous material) is not particularly limited, but is usually 1 to 1 with respect to the total amount of the negative electrode material and the carbonaceous material obtained by the method of the present invention.
It is about 0% by weight, preferably about 1 to 5% by weight. By using a conductive material (carbonaceous material) together, the conductivity as an electrode can be improved. Examples of such a conductive material (carbonaceous material) include carbon black (eg, acetylene black, thermal black, furnace black). The conductive material (conductive carbon material) can be used alone or in combination of two or more kinds.
The conductive material (carbonaceous material) can be effectively used together with the negative electrode material by, for example, mixing a paste containing a negative electrode material and a solvent and applying the paste to the negative electrode current collector.

【0035】前記ペーストの負極集電体への塗布量は特
に制限されず、通常、5〜15mg/cm2程度、好ま
しくは7〜13mg/cm2程度である。また、負極集
電体に塗布した膜の厚さ(前記ペーストの膜厚)は、例
えば、50〜300μm、好ましくは80〜200μ
m、さらに好ましくは100〜150μm程度である。
なお、塗布後、負極集電体には、乾燥処理(例えば、真
空乾燥など)を施してもよい。
The amount of the paste applied to the negative electrode current collector is not particularly limited and is usually about 5 to 15 mg / cm 2 , preferably about 7 to 13 mg / cm 2 . The thickness of the film applied to the negative electrode current collector (the thickness of the paste) is, for example, 50 to 300 μm, preferably 80 to 200 μm.
m, and more preferably about 100 to 150 μm.
After the application, the negative electrode current collector may be subjected to a drying treatment (for example, vacuum drying).

【0036】本発明の負極材で構成されたリチウム二次
電池用負極を用いることにより、充放電容量が大きく、
初期充放電効率が改善されたリチウム二次電池を製造で
きる。具体的には、リチウム二次電池は、前記負極(前
記負極材を含む負極)、リチウムを吸蔵・放出可能な正
極、電解液、セパレータ、集電体、ガスケット、封口
板、ケースなどの電池構成要素を用い、常法により製造
することができる。図1は、リチウム二次電池の一例を
示す部分断面図である。
By using the negative electrode for a lithium secondary battery composed of the negative electrode material of the present invention, the charge / discharge capacity is large,
A lithium secondary battery having improved initial charge / discharge efficiency can be manufactured. Specifically, the lithium secondary battery has a battery configuration such as the negative electrode (negative electrode containing the negative electrode material), a positive electrode capable of inserting and extracting lithium, an electrolytic solution, a separator, a current collector, a gasket, a sealing plate, a case, and the like. The element can be manufactured by a conventional method. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a lithium secondary battery.

【0037】リチウム二次電池は、正極活物質で構成さ
れた正極1と、前記負極材を含む負極3と、前記正極1
と負極3との間に介在するセパレータ2を備えている。
このセパレータ2には非水溶媒系電解液が含浸されてい
る。前記正極1、セパレータ2及び負極3は、ケース4
内に収容され、ケース4の開口部は封口板5で封止され
ている。また、ケース4と負極1との間には、ニッケル
メッシュ、金属金網などで構成された集電体6が配され
ている。符合7は絶縁パッキンである。
The lithium secondary battery comprises a positive electrode 1 composed of a positive electrode active material, a negative electrode 3 containing the negative electrode material, and the positive electrode 1.
The separator 2 is provided between the negative electrode 3 and the negative electrode 3.
The separator 2 is impregnated with a non-aqueous solvent electrolyte. The positive electrode 1, the separator 2 and the negative electrode 3 are case 4
It is housed inside and the opening of the case 4 is sealed with a sealing plate 5. Further, a current collector 6 made of nickel mesh, metal wire mesh or the like is arranged between the case 4 and the negative electrode 1. Reference numeral 7 is an insulating packing.

【0038】正極は、特に制限されず、公知の正極が使
用でき、正極は、例えば、正極集電体、正極活物質、導
電剤などで構成できる。正極集電体として、例えば、ア
ルミニウムなどを例示することができる。正極活物質と
して、TiS2,MoS3,NbSe3,FeS,VS2
VSe2等の層状構造を有する金属カルコゲン化物;C
oO2,Cr35,TiO2,CuO,V36,Mo
3O,V25(・P25),Mn2O(・Li2O)、L
iCoO2、LiNiO2、LiMn24などの金属酸化
物;ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリパラフェニレ
ン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性を有する
共役系高分子物質などが例示できる。好ましい正極活物
質は、LiCoO2、LiNiO2、LiMn24などの
リチウム複合酸化物である。正極活物質は、単独で又は
二種以上組み合わせて使用してもよい。導電剤として、
例えば、導電性カーボンブラック(アセチレンブラック
など)などが例示できる。
The positive electrode is not particularly limited, and a known positive electrode can be used, and the positive electrode can be composed of, for example, a positive electrode current collector, a positive electrode active material, a conductive agent and the like. Examples of the positive electrode current collector include aluminum. As the positive electrode active material, TiS 2 , MoS 3 , NbSe 3 , FeS, VS 2 ,
Metal chalcogenide having a layered structure such as VSe 2 ; C
oO 2 , Cr 3 O 5 , TiO 2 , CuO, V 3 O 6 , Mo
3 O, V 2 O 5 (.P 2 O 5 ), Mn 2 O (.Li 2 O), L
Examples thereof include metal oxides such as iCoO 2 , LiNiO 2 and LiMn 2 O 4 ; and conjugated polymer substances having conductivity such as polyacetylene, polyaniline, polyparaphenylene, polythiophene and polypyrrole. A preferred positive electrode active material is a lithium composite oxide such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 . The positive electrode active material may be used alone or in combination of two or more kinds. As a conductive agent
For example, conductive carbon black (such as acetylene black) can be exemplified.

【0039】電解液は、特に制限されず、公知のものを
用いることができる。例えば、電解液として、有機溶媒
に電解質を溶解させた溶液を用いることにより、非水系
リチウム二次電池を製造することができる。電解質とし
ては、例えば、LiPF6、LiClO4、LiBF4
LiClF4、LiAsF6、LiSbF6、LiAl
4、LiAlCl4、LiCl、LiIなどの溶媒和し
にくいアニオンを生成するリチウム塩を例示することが
できる。有機溶媒としては、例えば、カーボネート類
(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など)、ラクトン類(γ一ブチロラ
クトンなど)、鎖状エーテル類(1,2−ジメトキシエ
タン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなど)、環
状エーテル類(テトラヒドロフラン、2−メチルテトラ
ヒドロフラン、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン
など)、スルホラン類(スルホランなど)、スルホキシ
ド類(ジメチルスルホキシドなど)、ニトリル類(アセ
トニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルな
ど)、アミド類(N,N−ジメチルホルムアミド、N,
N−ジメチルアセトアミドなど)、ポリオキシアルキレ
ングリコール類(ジエチレングリコールなど)などの非
プロトン性溶媒を例示することができる。有機溶媒は、
単独で用いてもよく二種以上の混合溶媒として用いても
よい。
The electrolytic solution is not particularly limited, and a known one can be used. For example, a non-aqueous lithium secondary battery can be manufactured by using a solution prepared by dissolving an electrolyte in an organic solvent as the electrolytic solution. Examples of the electrolyte include LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 ,
LiClF 4, LiAsF 6, LiSbF 6 , LiAl
Examples thereof include lithium salts that generate anions that are difficult to solvate, such as O 4 , LiAlCl 4 , LiCl, and LiI. Examples of the organic solvent include carbonates (propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, etc.), lactones (γ-butyrolactone, etc.), chain ethers (1,2-dimethoxyethane, dimethyl ether, diethyl ether, etc.), cyclic Ethers (tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxolane, 4-methyldioxolane, etc.), sulfolanes (sulfolane, etc.), sulfoxides (dimethylsulfoxide, etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, benzonitrile, etc.), amides (N, N-dimethylformamide, N,
Examples thereof include aprotic solvents such as N-dimethylacetamide) and polyoxyalkylene glycols (diethylene glycol). The organic solvent is
They may be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds.

【0040】電解質濃度は、例えば、電解液1Lに対し
て、電解質0.3〜5モル、好ましくは0.5〜3モ
ル、さらに好ましくは0.8〜1.5モル程度である。
The electrolyte concentration is, for example, about 0.3 to 5 mol, preferably 0.5 to 3 mol, and more preferably about 0.8 to 1.5 mol of electrolyte relative to 1 L of the electrolytic solution.

【0041】セパレータは、特に制限されず公知のセパ
レータ、例えば、多孔質ポリプロピレン製不織布、多孔
質ポリエチレン製不織布などのポリオレフィン系の多孔
質膜などが例示できる。
The separator is not particularly limited and may be a known separator, for example, a polyolefin-based porous film such as a porous polypropylene nonwoven fabric or a porous polyethylene nonwoven fabric.

【0042】リチウム二次電池の形状は、円筒型、角
型、ボタン型など任意の形態とすることができる。本発
明のリチウム二次電池は、分散型、可搬性電池として、
電子機器、電気機器、自動車、電力貯蔵などの電源や補
助電源として利用できる。
The lithium secondary battery may have any shape such as a cylindrical shape, a square shape, and a button shape. The lithium secondary battery of the present invention, as a distributed type, portable battery,
It can be used as a power source or auxiliary power source for electronic devices, electric devices, automobiles, power storage, etc.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明では、炭化により難黒鉛を形成可
能な炭素材料と黒鉛との混合物を焼成することにより、
黒鉛表面を難黒鉛で被覆するためか、電解液の分解反応
を抑制でき、初期充放電効率を維持又は向上できるリチ
ウム二次電池用負極材を得ることができる。また、混
合、焼成という簡便な方法で、黒鉛(又は黒鉛を含有す
る炭素材)で形成されたリチウム二次電池用負極材に比
べ、初期充放電効率を向上できる。そのため、初期充放
電効率に優れたリチウム二次電池を提供できる。
In the present invention, by firing a mixture of a carbon material capable of forming difficult graphite by carbonization and graphite,
It is possible to obtain a negative electrode material for a lithium secondary battery that can suppress the decomposition reaction of the electrolytic solution and maintain or improve the initial charge / discharge efficiency, probably because the graphite surface is coated with the difficult graphite. Further, the initial charge / discharge efficiency can be improved by a simple method of mixing and firing, as compared with a negative electrode material for a lithium secondary battery formed of graphite (or a carbon material containing graphite). Therefore, a lithium secondary battery having excellent initial charge / discharge efficiency can be provided.

【0044】[0044]

【実施例】以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明
を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0045】実施例 キノリン不溶分を含まない軟化点68.2℃のピッチ5
00g、ジメチルパラキシレングリコール30g及び酸
触媒としてのパラトルエンスルホン酸1gを容量1リッ
トルの反応器に仕込み、330℃まで昇温させた後、常
圧下で5リットル/分の割合で空気を吹き込みつつ、2
40分間ピッチを重縮合(又は架橋)させて、炭素前駆
体(架橋したピッチ)を調製した。
EXAMPLE Pitch 5 with a softening point of 68.2 ° C. containing no quinoline insoluble matter
00 g, 30 g of dimethyl paraxylene glycol and 1 g of paratoluenesulfonic acid as an acid catalyst were charged into a reactor having a capacity of 1 liter, heated to 330 ° C., and then blown with air at a rate of 5 liter / min under normal pressure. Two
The carbon precursor (crosslinked pitch) was prepared by polycondensing (or crosslinking) the pitch for 40 minutes.

【0046】炭素前駆体を室温まで冷却し、得られた固
形物をボールミルにより粉砕し、5リットル/分の割合
で空気を供給しつつ、混合物を昇温速度2℃/分で30
0℃まで昇温することにより、不融化処理を行った。
The carbon precursor was cooled to room temperature, the obtained solid was crushed by a ball mill, and the mixture was heated at a rate of 2 ° C./min for 30 minutes while supplying air at a rate of 5 liters / min.
The infusibilizing treatment was performed by raising the temperature to 0 ° C.

【0047】次いで、得られた不融化物と黒鉛とを前者
/後者(重量比)=1/1の割合で混合し、加熱炉内に
おいて窒素気流中1100℃まで昇温し、同温度で2時
間保持することにより、平均粒径5.7μmの炭素質負
極材粒子を得た。
Then, the obtained infusible substance and graphite were mixed at a ratio of the former / the latter (weight ratio) = 1/1, and the temperature was raised to 1100 ° C. in a nitrogen stream in a heating furnace, and the temperature was raised to 2 By holding for a time, carbonaceous negative electrode material particles having an average particle size of 5.7 μm were obtained.

【0048】得られた炭素質負極材に、バインダーとし
てポリフッ化ビニリデンを加え、N,N−ジメチルホル
ムアミドを溶媒として混合することにより、均一なスラ
リーを得た後、銅箔ロール上にスラリーを厚さ100〜
140μmで塗布し、200℃で6時間真空乾燥するこ
とにより、負極を作製した。
Polyvinylidene fluoride was added as a binder to the obtained carbonaceous negative electrode material, and N, N-dimethylformamide was mixed as a solvent to obtain a uniform slurry, and the slurry was thickened on a copper foil roll. 100 ~
A negative electrode was prepared by applying a coating of 140 μm and vacuum drying at 200 ° C. for 6 hours.

【0049】次いで、上記で得られた負極とともに、正
極活物質としてLiCoO2を用いた正極、電解液とし
てエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを、
前者/後者(体積比)=1/1の割合で混合した溶媒
に、過塩素酸リチウム(LiClO4)を1mol/L
の割合で溶解した溶液を用い、セパレーターとしてポリ
プロピレン不繊布を用いて、図1に示す構造のリチウム
二次電池を作製した。なお、図1において、リチウム二
次電池は、正極1、セパレータ2、負極3、ケース4、
封口板5、集電体6、及び絶縁パッキン7で構成されて
いる。
Then, together with the negative electrode obtained above, a positive electrode using LiCoO 2 as a positive electrode active material, ethylene carbonate and diethyl carbonate as an electrolytic solution,
1 mol / L of lithium perchlorate (LiClO 4 ) in a solvent mixed with the former / latter (volume ratio) = 1/1.
A lithium secondary battery having a structure shown in FIG. 1 was produced by using a solution dissolved at a ratio of and a polypropylene non-woven cloth as a separator. In FIG. 1, the lithium secondary battery includes a positive electrode 1, a separator 2, a negative electrode 3, a case 4,
It is composed of a sealing plate 5, a current collector 6, and an insulating packing 7.

【0050】得られた炭素質負極材のリチウム二次電池
用負極材としての特性を測定した。測定は、1mA/c
2の定電流充放電下で行い、放電容量は、電圧が2.
0Vに低下するまでの容量とした。
The characteristics of the obtained carbonaceous negative electrode material as a negative electrode material for lithium secondary batteries were measured. Measurement is 1mA / c
It was carried out under a constant current charge / discharge of 2 m 2 , and the discharge capacity was 2.
The capacity was determined until the voltage dropped to 0V.

【0051】比較例 黒鉛を混合せずに焼成して得られた炭素質(難黒鉛)材
料と、黒鉛とを前者/後者(重量比)=1/3の割合で
混合した混合物を用いて負極体を作製した以外は実施例
と同様にしてリチウム二次電池を作製し、リチウム二次
電池特性を測定した。
Comparative Example A negative electrode was prepared by using a mixture of a carbonaceous (non-graphite) material obtained by firing without mixing graphite and graphite in a ratio of former / latter (weight ratio) = 1/3. A lithium secondary battery was prepared in the same manner as in the example except that the body was prepared, and the characteristics of the lithium secondary battery were measured.

【0052】実施例及び比較例で得られた負極材の特性
を表1に示す。
Table 1 shows the characteristics of the negative electrode materials obtained in Examples and Comparative Examples.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】表1からわかるように、炭素前駆体に黒鉛
を混合して焼成した実施例1では、電解液に対する負極
材の比表面積を低下させることができ、リチウム2次電
池の初期充放電効率が向上した。
As can be seen from Table 1, in Example 1 in which graphite was mixed with the carbon precursor and fired, the specific surface area of the negative electrode material with respect to the electrolytic solution can be reduced, and the initial charge / discharge efficiency of the lithium secondary battery can be reduced. Has improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、リチウム二次電池の一例を示す部分断
面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a lithium secondary battery.

【符号の説明】 1…正極 2…セパレータ 3…負極 4…ケース 5…封口板 6…集電体 7…絶縁パッキン[Explanation of symbols] 1 ... Positive electrode 2 ... Separator 3 ... Negative electrode 4 ... Case 5 ... Seal plate 6 ... Current collector 7 ... Insulating packing

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナタラジャン・チンナサミィ 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 4G146 AA01 AA02 AB01 AC16B AC20B AD23 AD25 BA02 BA22 BC02 BC33B 5H029 AJ03 AJ07 AK02 AK03 AK05 AK16 AK18 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ02 CJ08 CJ14 CJ24 DJ08 DJ16 DJ17 DJ18 EJ04 HJ02 HJ14 5H050 AA08 AA13 BA17 CA02 CA07 CA11 CA20 CA29 CB08 DA03 DA09 EA08 FA17 FA18 FA19 FA20 GA02 GA10 GA15 GA24 HA02 HA14    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Natarajan Chinna Samii             4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka City, Osaka             Gas Co., Ltd. F-term (reference) 4G146 AA01 AA02 AB01 AC16B                       AC20B AD23 AD25 BA02                       BA22 BC02 BC33B                 5H029 AJ03 AJ07 AK02 AK03 AK05                       AK16 AK18 AL07 AM03 AM04                       AM05 AM07 CJ02 CJ08 CJ14                       CJ24 DJ08 DJ16 DJ17 DJ18                       EJ04 HJ02 HJ14                 5H050 AA08 AA13 BA17 CA02 CA07                       CA11 CA20 CA29 CB08 DA03                       DA09 EA08 FA17 FA18 FA19                       FA20 GA02 GA10 GA15 GA24                       HA02 HA14

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 難黒鉛化性炭素材料と、黒鉛との混合物
を焼成し、難黒鉛と黒鉛とで構成されたリチウム二次電
池用負極材を製造する方法。
1. A method for producing a negative electrode material for a lithium secondary battery, which is composed of non-graphitizable carbon and graphite by firing a mixture of a non-graphitizable carbon material and graphite.
【請求項2】 難黒鉛化性炭素材料が、架橋されていて
もよい瀝青質物質、及び樹脂から選択された少なくとも
1種である請求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the non-graphitizable carbon material is at least one selected from a bituminous substance which may be crosslinked and a resin.
【請求項3】 難黒鉛化性炭素材料が、不融化処理又は
酸化処理された瀝青質物質である請求項1記載の製造方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the non-graphitizable carbon material is a bituminous substance that has been infusibilized or oxidized.
【請求項4】 焼成温度が、900〜1300℃である
請求項1記載の製造方法。
4. The manufacturing method according to claim 1, wherein the firing temperature is 900 to 1300 ° C.
【請求項5】 難黒鉛と黒鉛との割合(重量比)が、前
者/後者=5/95〜95/5である請求項1記載の製
造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the ratio (weight ratio) of the refractory graphite and the graphite is the former / the latter = 5/95 to 95/5.
【請求項6】 不融化又は酸化処理された瀝青質物質
と、黒鉛との混合物を、1000〜1200℃で焼成
し、難黒鉛と黒鉛とで構成されたリチウム二次電池用負
極材を製造する方法であって、前記難黒鉛と前記黒鉛と
の割合が、前者/後者(重量比)=30/70〜95/
5である請求項1記載の製造方法。
6. A negative electrode material for a lithium secondary battery composed of non-graphite and graphite is produced by firing a mixture of an infusibilized or oxidized bituminous substance and graphite at 1000 to 1200 ° C. In the method, the ratio of the refractory graphite to the graphite is the former / the latter (weight ratio) = 30/70 to 95 /
The manufacturing method according to claim 1, wherein the manufacturing method is 5.
【請求項7】 請求項1記載の方法で得られた負極材を
備えているリチウム二次電池。
7. A lithium secondary battery comprising the negative electrode material obtained by the method according to claim 1.
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