JP2008150270A - 二次電池負極活物質用炭素質多孔性粉末及びその製法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平均粒子径が12〜300nmのカ−ボンブラックが炭素前駆体を焼成して得られた炭素材で結着された集合体である炭素質多孔性粉末。平均粒子径12〜300nmのカ−ボンブラックを炭素前駆体と混捏し、焼成もしくは黒鉛化し、粉砕することを特徴とする炭素質多孔性粉末の製造法。
Description
現在HEVに用いられている電池は、ニッケル水素電池であるが、このHEV用の新たな電源としてリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ、更にはハイブリッドキャパシタが注目されている。
すなわち、現在HEVに用いられるニッケル水素電池に比べ、高エネルギ−密度、高電圧のリチウム電池は、次代の電源として、開発に大きな期待がかけられている。また電気二重層キャパシタはその高出力性が注目されている。
ハイブリッドキャパシタは、リチウムイオン電池の難点である高出力性、また、電気二重層キャパシタの難点である高エネルギ−密度を補完する電源として注目されている。
この電源は、正極の活物質には電気二重層キャパシタで使用される活性炭を用い、負極の活物質にはリチウムイオンを吸蔵、放出可能な炭素材料を用いている。
リチウムイオンキャパシタは、負極炭素材料に予めリチウムイオンをドープ(プレド−プ)するため、負極を大容量化、低電位化でき、このためエネルギ−密度を従来の電気二重層キャパシタの4倍以上にでき、高温負荷試験やサイクル試験などの長期信頼性にも優れているとされている。
また、平均粒子径12〜300nmのカーボンブラックを炭素前駆体と混捏し、焼成もしくは黒鉛化し、粉砕することを特徴とする炭素質多孔性粉末の製造方法である。
本発明の負極活物質の原料は、カーボンブラックと炭素前駆体の二種を用いる。
カーボンブラックの粒子径の計測方法は電子顕微鏡で数万倍の写真を数視野撮影し、それらの粒子を全自動画像処理装置などで2,000〜3,000個程度計測して求める方法を使用する。 (カーボンブラック便覧第3版7ペ−ジ)
電子顕微鏡で求められた平均粒子径が12〜300nmのカ−ボンブラックを用いることができ、市場で入手できる各種銘柄のカタログ値からほとんどのカ−ボンブラックがこの範囲に入る。
熱処理温度が800℃未満では粒子表面の官能基が残存し、Liイオンと反応するため、容量ロスの増加や放電曲線1V付近の変極点の発生があり好ましくない。
熱処理温度が3400℃を超えると黒鉛化された粒子は昇華してしまうので、3200℃での黒鉛化処理が限界である。
粉砕後、必要に応じて800〜3200℃で再焼成もしくは黒鉛化してもよい。
粉砕粒子の粒度は、レーザ−回折法(日機装(株)製MT−3300EX使用)で測定したものである。
得られた本発明の炭素多孔性粉末の特性を測定したところ、以下の特徴が認められた。
窒素ガスの吸脱着における等温吸着線において、窒素ガスの相対圧(P/P0)が0.99付近で窒素ガスの吸着量が、10〜1000ml/gである。
比表面積は、10〜100m2/gである。
細孔直径2nm以下のマイクロポアの細孔容積が、全細孔容積の20%以下である。
また、原材料は、安価なカ−ボンブラックと炭素前駆体であり、これらの混合物を焼成後に粉砕するという簡単な工程によって、本発明の炭素多孔性粉末が得られるものである。
さらにカーボンブラックの銘柄の選択、炭素前駆体との配合比により細孔構造の制御も可能である。
これを平均粒子径11μmに粉砕する。再度非酸化性雰囲気下で1000℃で焼成し、負極活物質を得た。
負極活物質の比表面積、窒素ガス吸着量、全細孔容積、マイクロ孔容積、マイクロ孔容積/全細孔容積の各特性について表1に示す。
実施例1と同様に各特性を表1に示す。
実施例1と同様に各特性を表1に示す。
実施例1と同様に各特性を表1に示す。
実施例1と同様に各特性を表1に示す。
実施例1と同様に各特性を表1に示す。
実施例1と同様に各特性を表1に示す。
(比較例1)
本発明の負極活物質の比表面積、細孔容積、細孔直径は、窒素ガスの吸脱着により測定し、測定装置は、Micromeritics社製の自動比表面積/細孔分布測定装置Tristar3000を使用した。
P/V(P0−P)=(1/VmC)+{(C−1)/VmC(P/P0)……(1)
S=kVm…………………………………………………………………………………(2)
P0:飽和蒸気圧
P:吸着平衡圧
V:吸着平衡圧Pにおける吸着量
Vm:単分子層吸着量
C:吸着熱などに関するパラメ−タ−
S:比表面積
k:窒素単分子占有面積 0.162nm2
吸着膜の厚さは、0.35〜0.50nmの範囲でHarkins & Juraの式
t=〔13.99/{0.034−log(P/P0}〕0.5…………………(3)
により求めた。
P0:飽和蒸気圧
P:吸着平衡圧
これに対極として、Li金属を用い、セパレ−タ−を介して対向させ電極群とした後、1MLiPF6/EC:MEC(1:2)の電解液を加えてコインセルを作製した。
Claims (6)
- 平均粒子径が12〜300nmのカ−ボンブラックが炭素前駆体を焼成して得られた炭素材で結着された集合体である炭素質多孔性粉末。
- 平均粒子径12〜300nmのカ−ボンブラックを炭素前駆体と混捏し、焼成もしくは黒鉛化し、粉砕することを特徴とする炭素質多孔性粉末の製造法
- 窒素ガスの吸脱着における等温吸着線において、窒素ガスの相対圧(P/P0)が0.8以下では窒素ガスの相対圧(P/P0)の上昇による吸着量変化が少なく、ほぼ平坦であり、窒素ガスの相対圧(P/P0)が0.8以上では急激に増加する傾向の曲線となる細孔構造を有することを特徴とする請求項1の炭素質多孔性粉末。
- 窒素ガスの吸脱着における吸着等温線において、窒素ガスの相対圧(P/P0)が0.99付近で窒素ガスの吸着量が10〜1000ml/gで有ることを特徴とする請求項1の炭素質多孔性粉末。
- 炭素前駆体が石炭・石油系ピッチあるいはフェノ−ル樹脂、フラン樹脂、ジビニルベンゼンのいずれか一種または二種以上の混合物である請求項1の炭素質多孔性粉末。
- 細孔直径2nm以下のマイクロポアの細孔容積が、全細孔容積の20%以下である請求項1記載の炭素質多孔性粉末。
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009117094A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Tokai Carbon Co Ltd | リチウムイオン二次電池負極材用炭素粒子粉末及びその製造方法並びにリチウムイオン二次電池負極材 |
EP2234194A1 (en) | 2009-03-27 | 2010-09-29 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electric storage device and its production method |
JP2012049389A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Nippon Carbon Co Ltd | キャパシタ用活性炭の製造方法及び活性炭 |
WO2015080288A1 (ja) | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 日本カーボン株式会社 | リチウムイオンキャパシタ用負極活物質 |
WO2015080253A1 (ja) | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 旭化成株式会社 | リチウムイオンキャパシタ |
US9203116B2 (en) | 2006-12-12 | 2015-12-01 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Energy storage device |
US9401508B2 (en) | 2009-08-27 | 2016-07-26 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Electrical storage device and electrode thereof |
US9450232B2 (en) | 2009-04-23 | 2016-09-20 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Process for producing negative plate for lead storage battery, and lead storage battery |
US9508493B2 (en) | 2009-08-27 | 2016-11-29 | The Furukawa Battery Co., Ltd. | Hybrid negative plate for lead-acid storage battery and lead-acid storage battery |
US9524831B2 (en) | 2009-08-27 | 2016-12-20 | The Furukawa Battery Co., Ltd. | Method for producing hybrid negative plate for lead-acid storage battery and lead-acid storage battery |
US9666860B2 (en) | 2007-03-20 | 2017-05-30 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Optimised energy storage device having capacitor material on lead based negative electrode |
US9812703B2 (en) | 2010-12-21 | 2017-11-07 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Electrode and electrical storage device for lead-acid system |
CN107851797A (zh) * | 2015-09-28 | 2018-03-27 | Jsr株式会社 | 电极材料、电池和电容器的制造方法以及电极材料的制造装置 |
JP2018522977A (ja) * | 2015-07-09 | 2018-08-16 | イメリス グラファイト アンド カーボン スイッツァランド リミティド | 低粘度の高導電性カーボンブラック |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04169844A (ja) * | 1990-11-01 | 1992-06-17 | Nippon Carbon Co Ltd | 液体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法 |
JP2003123754A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-04-25 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 非水系二次電池の負極用黒鉛粒子 |
-
2006
- 2006-12-15 JP JP2006357282A patent/JP5041351B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04169844A (ja) * | 1990-11-01 | 1992-06-17 | Nippon Carbon Co Ltd | 液体クロマトグラフィー用充填剤の製造方法 |
JP2003123754A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-04-25 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 非水系二次電池の負極用黒鉛粒子 |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9203116B2 (en) | 2006-12-12 | 2015-12-01 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Energy storage device |
US9666860B2 (en) | 2007-03-20 | 2017-05-30 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Optimised energy storage device having capacitor material on lead based negative electrode |
JP2009117094A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Tokai Carbon Co Ltd | リチウムイオン二次電池負極材用炭素粒子粉末及びその製造方法並びにリチウムイオン二次電池負極材 |
EP2234194A1 (en) | 2009-03-27 | 2010-09-29 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electric storage device and its production method |
KR20100108205A (ko) | 2009-03-27 | 2010-10-06 | 후지 쥬코교 가부시키가이샤 | 축전 디바이스 및 그 제조 방법 |
US8974947B2 (en) | 2009-03-27 | 2015-03-10 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electric storage device and its production method |
US9450232B2 (en) | 2009-04-23 | 2016-09-20 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Process for producing negative plate for lead storage battery, and lead storage battery |
US9524831B2 (en) | 2009-08-27 | 2016-12-20 | The Furukawa Battery Co., Ltd. | Method for producing hybrid negative plate for lead-acid storage battery and lead-acid storage battery |
US9401508B2 (en) | 2009-08-27 | 2016-07-26 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Electrical storage device and electrode thereof |
US9508493B2 (en) | 2009-08-27 | 2016-11-29 | The Furukawa Battery Co., Ltd. | Hybrid negative plate for lead-acid storage battery and lead-acid storage battery |
JP2012049389A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Nippon Carbon Co Ltd | キャパシタ用活性炭の製造方法及び活性炭 |
US9812703B2 (en) | 2010-12-21 | 2017-11-07 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Electrode and electrical storage device for lead-acid system |
WO2015080253A1 (ja) | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 旭化成株式会社 | リチウムイオンキャパシタ |
EP3076417A4 (en) * | 2013-11-29 | 2017-01-25 | Nippon Carbon Co., Ltd. | Negative-electrode active material for lithium ion capacitor |
JPWO2015080288A1 (ja) * | 2013-11-29 | 2017-03-16 | 日本カーボン株式会社 | リチウムイオンキャパシタ用負極活物質 |
KR20160091895A (ko) | 2013-11-29 | 2016-08-03 | 니폰 카본 컴퍼니 리미티드 | 리튬 이온 커패시터용 부극 활물질 |
WO2015080288A1 (ja) | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 日本カーボン株式会社 | リチウムイオンキャパシタ用負極活物質 |
US10002718B2 (en) | 2013-11-29 | 2018-06-19 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Lithium ion capacitor |
US10102980B2 (en) | 2013-11-29 | 2018-10-16 | Nippon Carbon Co., Ltd. | Negative-electrode active material for lithium ion capacitor |
JP2018522977A (ja) * | 2015-07-09 | 2018-08-16 | イメリス グラファイト アンド カーボン スイッツァランド リミティド | 低粘度の高導電性カーボンブラック |
JP7053270B2 (ja) | 2015-07-09 | 2022-04-12 | イメリス グラファイト アンド カーボン スイッツァランド リミティド | 低粘度の高導電性カーボンブラック |
CN107851797A (zh) * | 2015-09-28 | 2018-03-27 | Jsr株式会社 | 电极材料、电池和电容器的制造方法以及电极材料的制造装置 |
JPWO2017057486A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2018-08-16 | Jsr株式会社 | 電極材料、電池、及びキャパシタの製造方法、並びに電極材料の製造装置 |
US10580592B2 (en) | 2015-09-28 | 2020-03-03 | Jsr Corporation | Method for manufacturing electrode material, cell, and capacitor; and device for manufacturing electrode material |
CN107851797B (zh) * | 2015-09-28 | 2020-12-11 | Jsr株式会社 | 电极材料、电池和电容器的制造方法以及电极材料的制造装置 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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