JP2014165018A - Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode, which has little occurrence of initial gas and storage gas due to the decomposition of a nonaqueous electrolyte, excellent stability, small irreversible capacity, and suffers only a small reduction in charge/discharge rate characteristics and cycle efficiency, and to provide a nonaqueous secondary battery using the carbon material.SOLUTION: A carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode contains a scale-like graphite particles (A) and carbonaceous particles (B). The scale-like graphite particles (A) are impregnated with a polymer sparingly soluble in a nonaqueous electrolyte, and the carbonaceous particles (B) have an aspect ratio of 1 or more and 4 or less.

Description

本発明は、非水系二次電池に用いる非水系二次電池負極用炭素材と、その炭素材を用いて形成された負極と、その負極を備える非水系二次電池に関するものである。   The present invention relates to a carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode used for a non-aqueous secondary battery, a negative electrode formed using the carbon material, and a non-aqueous secondary battery including the negative electrode.

リチウムイオンを吸蔵・放出できる正極及び負極、並びにLiPFおよびLiBFなどのリチウム塩を溶解させた非水系電解液からなる非水系リチウム二次電池が開発され、実用に供されている。
この電池の負極材としては種々のものが提案されているが、高容量であること及び放電電位の平坦性に優れていることなどから、天然黒鉛、コークス等の黒鉛化で得られる人造黒鉛、黒鉛化メソフェーズピッチ、黒鉛化炭素繊維等の黒鉛質の炭素材料が用いられている。
A nonaqueous lithium secondary battery composed of a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions and a nonaqueous electrolyte solution in which lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 are dissolved has been developed and put into practical use.
Various materials have been proposed as the negative electrode material of this battery, but because of its high capacity and excellent discharge potential flatness, natural graphite, artificial graphite obtained by graphitization of coke, etc., Graphite carbon materials such as graphitized mesophase pitch and graphitized carbon fiber are used.

また、一部の電解液に対して比較的安定しているなどの理由で非晶質の炭素材料も用いられている。更には、黒鉛質炭素粒子の表面に非晶質炭素を被覆または付着させ、黒鉛と非晶質炭素の特性を併せもたせた炭素材料も用いられている。
例えば、特許文献1には、円形度が0.86以上の鱗片状粒子を球形化した球状黒鉛粒子と円形度が0.86未満である鱗片状黒鉛質粒子からなる負極材を用いることによって、放電容量とスラリー特性を両立する技術が開示されている。
Amorphous carbon materials are also used because they are relatively stable with respect to some electrolyte solutions. Furthermore, a carbon material is also used in which amorphous carbon is coated or adhered on the surface of the graphitic carbon particles to combine the characteristics of graphite and amorphous carbon.
For example, Patent Document 1 uses a negative electrode material composed of spherical graphite particles obtained by spheroidizing scaly particles having a circularity of 0.86 or more and scaly graphite particles having a circularity of less than 0.86. A technique for achieving both discharge capacity and slurry characteristics is disclosed.

また、特許文献2には、アスペクト比が3以上の鱗片状黒鉛化炭素とアスペクト比が1〜2の球状炭素との混合物から成る負極材が開示されている。このことにより、鱗片状黒鉛質粒子間に空隙が確保され、負極内部への電解液の浸透が良好となり、放電容量の向上と負荷特性の向上が達成されることが報告されている。
また、特許文献3には、アスペクト比が5以下である炭素材料とアスペクト比が6以上且つ80%粒子径(d80)が前記炭素材料の平均粒子径(d50)の1.7倍以上である鱗片状黒鉛質粒子との混合物から成る負極材が開示されている。このことにより、充電放電の繰り返しサイクルにより炭素材料の膨張収縮で炭素材料同士の接触が離れても、鱗片状黒鉛質粒子が炭素材料に跨って接触しているため炭素材料同士が導電性を確保でき、サイクル特性の向上が達成されることが報告されている。
Patent Document 2 discloses a negative electrode material made of a mixture of flaky graphitized carbon having an aspect ratio of 3 or more and spherical carbon having an aspect ratio of 1 to 2. It has been reported that, due to this, voids are secured between the scaly graphite particles, the penetration of the electrolytic solution into the negative electrode is improved, and the discharge capacity and load characteristics are improved.
Patent Document 3 discloses that a carbon material having an aspect ratio of 5 or less and an aspect ratio of 6 or more and an 80% particle diameter (d80) are 1.7 times or more the average particle diameter (d50) of the carbon material. A negative electrode material made of a mixture with scaly graphite particles is disclosed. As a result, even if the carbon materials are separated from each other due to the expansion and contraction of the carbon material due to repeated cycles of charge and discharge, the carbon materials ensure conductivity because the scaly graphite particles are in contact across the carbon material. It has been reported that improved cycle characteristics can be achieved.

一方、鱗片状黒鉛質粒子のような炭素材料を負極活物質として使用したリチウムイオン二次電池においては、SEI(Solid Electrolyte Interface)と呼ばれる被膜精製や、副反応生成物としてのガス発生によって、初期サイクル時の充放電不可逆容量が増大し、結果として、高容量化に至らないといった問題点があった。さらに、過度にSEI被膜が形成されることで、負極抵抗が上昇し、電池の入出力特性が低下するという問題もあった。   On the other hand, in a lithium ion secondary battery using a carbon material such as scaly graphite particles as a negative electrode active material, initial purification is performed by refining a film called SEI (Solid Electrolyte Interface) or by generating gas as a side reaction product. There is a problem that the irreversible charge / discharge capacity during the cycle increases, and as a result, the capacity cannot be increased. Furthermore, the excessive formation of the SEI film has a problem that the negative electrode resistance is increased and the input / output characteristics of the battery are deteriorated.

これに対する解決策として、例えば特許文献4には、塊状黒鉛粒子群表面を水溶性セルロース誘導体、ポリウロニド、及び水溶性合成樹脂で被覆することが提案されている。また、例えば特許文献5には、脂肪族アミノ基を側鎖に有する有機高分子を被覆させた炭素負極が提案されている。   As a solution to this, for example, Patent Document 4 proposes coating the surface of the massive graphite particles with a water-soluble cellulose derivative, polyuronide, and a water-soluble synthetic resin. For example, Patent Document 5 proposes a carbon negative electrode coated with an organic polymer having an aliphatic amino group in the side chain.

特開2000−226206号公報JP 2000-226206 A 特開平9−147862号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-147862 特開2012−216532号公報JP 2012-216532 A 特開2001−291516号公報JP 2001-291516 A 特開2002−117851号公報JP 2002-117851 A

しかし、本発明者らの検討によると、特許文献1〜3に記載の負極材は、黒鉛質粒子表面と電解液との過剰な副反応が起こることへの対策が不十分であるため、不可逆容量の増大、ガス発生の増大、サイクル特性の低下が問題となることがわかった。
また、特許文献4及び5に記載の負極材は、電解液の副反応は若干抑制されるものの、充放電を重ねた際の導電パス切れ抑制への対策が不十分であるために、サイクル特性の低下が問題であることがわかった。また、負極材表面における電荷移動抵抗が高くなるため、電池の入出力特性が不十分であることが明らかとなった。
However, according to the study by the present inventors, the negative electrode materials described in Patent Documents 1 to 3 are irreversible because measures against excessive side reaction between the graphite particle surface and the electrolytic solution are insufficient. It has been found that an increase in capacity, an increase in gas generation, and a decrease in cycle characteristics are problems.
In addition, the negative electrode materials described in Patent Documents 4 and 5 are slightly suppressed in the side reaction of the electrolyte solution, but have insufficient measures to suppress the conduction path breakage during repeated charging and discharging, and thus cycle characteristics. It turned out that the decline of the is a problem. Moreover, since the charge transfer resistance on the surface of the negative electrode material was increased, it was revealed that the input / output characteristics of the battery were insufficient.

本発明は上記従来技術の問題点を解決し、初期充放電効率に優れ、ガス発生が少なく、良好な充放電レート特性とサイクル特性を有する非水系二次電池負極用炭素材、当該炭素材料を用いて得られる非水系二次電池用負極、及び当該負極を備える非水系二次電池を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, is excellent in initial charge / discharge efficiency, generates less gas, and has a good charge / discharge rate characteristic and cycle characteristic. It aims at providing the negative electrode for non-aqueous secondary batteries obtained by using, and a non-aqueous secondary battery provided with the said negative electrode.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、非水系電解液に難溶性のポリマーを添着した鱗片状黒鉛質粒子とアスペクト比が特定の値をとる炭素質粒子を混合することで、不可逆容量の低下、ガス発生の抑制、及び良好な充放電レート特性とサイクル特性を有する非水系二次電池負極用炭素材が作成できることを見い出した。
本発明の非水系二次電池負極用炭素材が優れた電池特性を示すメカニズムは明らかとなっていないが、おそらく(1)負極活物質である炭素質粒子同士の隙間に、導電材の鱗片状黒鉛質粒子が入り込むことで、炭素質粒子の導電パスが確保されたことに加え、(2)鱗片状黒鉛と非水系電解液に難溶性のポリマーを複合化させることで、鱗片状黒鉛と電解液との接触を防ぎ、電解液との副反応が抑制されることが要因と考えられる。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have mixed scaly graphite particles impregnated with a poorly soluble polymer in a non-aqueous electrolyte and carbonaceous particles having a specific aspect ratio. Thus, it has been found that a carbon material for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery having reduced irreversible capacity, suppression of gas generation, and good charge / discharge rate characteristics and cycle characteristics can be produced.
Although the mechanism by which the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention exhibits excellent battery characteristics has not been clarified, it is likely that (1) the conductive material has a scaly shape between the carbonaceous particles as the negative electrode active material. In addition to ensuring the conductive path of the carbonaceous particles by entering the graphite particles, (2) by combining the flaky graphite and the non-aqueous electrolyte solution with a poorly soluble polymer, This is considered to be caused by preventing contact with the solution and suppressing side reactions with the electrolyte.

即ち、本発明の要旨は、鱗片状黒鉛質粒子(A)及び炭素質粒子(B)を含有する非水系二次電池負極用炭素材であって、鱗片状黒鉛質粒子(A)は非水系電解液に難溶性のポリマーが添着され、炭素質粒子(B)のアスペクト比が1以上4以下であることを特徴とする非水系二次電池負極用炭素材に存する。   That is, the gist of the present invention is a carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode containing scaly graphite particles (A) and carbonaceous particles (B), wherein the scaly graphite particles (A) are non-aqueous. A carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode is characterized in that a poorly soluble polymer is attached to an electrolytic solution, and the aspect ratio of the carbonaceous particles (B) is 1 or more and 4 or less.

本発明によれば、非水系電解液の分解による初期ガスおよび保存ガスの発生が少なく、安定性に優れ、不可逆容量が小さく、充放電レート特性、サイクル特性に優れた非水系二次電池負極用炭素材、及びそれを用いた非水系二次電池を提供することができる。   According to the present invention, there is little generation of initial gas and storage gas due to decomposition of a non-aqueous electrolyte solution, excellent stability, small irreversible capacity, and excellent charge / discharge rate characteristics and cycle characteristics for a non-aqueous secondary battery negative electrode A carbon material and a non-aqueous secondary battery using the carbon material can be provided.

以下、本発明の内容を詳細に述べる。なお、以下に記載する発明構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの形態に特定されるものではない。
本発明の非水系二次電池負極用炭素材は非水系電解液に難溶性のポリマーが添着した鱗片状黒鉛質粒子(A)(本明細書では鱗片状黒鉛質粒子(A)ともいう)と、アスペクト比が1以上4以下である炭素質粒子(B)(本明細書では炭素質粒子(B)ともいう)を含有することを特徴とする。
以下、本発明に用いる鱗片状黒鉛質粒子(A)と、炭素質粒子(B)について説明する。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. In addition, description of the invention structural requirements described below is an example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these forms unless it exceeds the gist.
The carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention is a scaly graphite particle (A) (also referred to as a scaly graphite particle (A) in the present specification) in which a poorly soluble polymer is attached to a non-aqueous electrolyte solution. And carbonaceous particles (B) having an aspect ratio of 1 or more and 4 or less (also referred to herein as carbonaceous particles (B)).
Hereinafter, the scaly graphite particles (A) and the carbonaceous particles (B) used in the present invention will be described.

[鱗片状黒鉛質粒子(A)]
本発明における鱗片状黒鉛質粒子に非水系電解液に難溶性のポリマーが添着した鱗片状黒鉛質粒子(A)について以下に説明する。
本発明の鱗片状黒鉛質粒子(A)は少なくとも非水系電解液に難溶性のポリマー(本明細書では単にポリマーともいう)と鱗片状黒鉛質粒子を含むものである。
[Scale-like graphite particles (A)]
The scaly graphite particles (A) obtained by attaching a polymer that is sparingly soluble in the non-aqueous electrolyte to the scaly graphite particles in the present invention will be described below.
The scaly graphite particles (A) of the present invention contain at least a polymer that is hardly soluble in a non-aqueous electrolyte (also referred to simply as a polymer in this specification) and scaly graphite particles.

なお、本明細書において、非水系電解液に難溶性とはポリマーをエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとを3:7の体積比で混合した溶媒に24時間浸漬し浸漬前後の乾燥重量減少率が10質量%以下であることとする。
また、本明細書において、添着とは、鱗片状黒鉛質粒子の表面にポリマーが添着、付着、複合化した状態、鱗片状黒鉛質粒子の細孔内にポリマーが付着している状態等を表し、状態を観察するには、例えば、電界放射型走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線(SEM−EDX)分析、X線光電子分光法(XPS)分析等の手法を用いて粒子断面を観察することにより確認することができる。
鱗片状黒鉛質粒子(A)の形状は、一般的にはSEM写真等で観察すれば容易に判別できる。
In the present specification, “insoluble in a non-aqueous electrolyte” means that the polymer is immersed in a solvent in which ethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are mixed at a volume ratio of 3: 7 for 24 hours, and the dry weight loss rate before and after immersion is 10 It shall be below mass%.
Further, in this specification, the term “attachment” refers to a state in which a polymer is attached to, attached to, or combined with the surface of the scaly graphite particles, a state in which the polymer is attached to the pores of the scaly graphite particles, and the like. In order to observe the state, for example, a particle cross section is observed using a technique such as field emission scanning electron microscope-energy dispersive X-ray (SEM-EDX) analysis, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, or the like. This can be confirmed.
In general, the shape of the scaly graphite particles (A) can be easily discriminated by observing them with an SEM photograph or the like.

(鱗片状黒鉛質粒子(A)の特性)
本発明の鱗片状黒鉛質粒子(A)は、以下に記載の非水系電解液に難溶性のポリマーが鱗片状黒鉛質粒子に添着していれば特に制限はないが、鱗片状黒鉛質粒子(A)は以下のような特性を持つことが好ましい。
(Characteristics of scale-like graphite particles (A))
The scaly graphite particles (A) of the present invention are not particularly limited as long as a polymer hardly soluble in the non-aqueous electrolyte described below is attached to the scaly graphite particles, but the scaly graphite particles ( A) preferably has the following characteristics.

(a)鱗片状黒鉛質粒子(A)の面間隔(d002
X線広角回折法による002面の面間隔(d002)は、通常0.337nm以下、好ましくは0.336nm以下である。d値が大きすぎると結晶性が低下し、放電容量が低下する傾向がある。一方、下限値である0.3356nmは黒鉛の理論値である。
また、鱗片状黒鉛質粒子(A)の結晶子サイズ(Lc)は、通常30nm以上、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上の範囲である。この範囲を下回ると、結晶性が低下し、電池の放電容量が低下する傾向がある。
(A) Interplanar spacing of scale-like graphite particles (A) (d 002 )
The interplanar spacing (d 002 ) of the 002 plane by the X-ray wide angle diffraction method is usually 0.337 nm or less, preferably 0.336 nm or less. If the d value is too large, the crystallinity decreases and the discharge capacity tends to decrease. On the other hand, the lower limit of 0.3356 nm is a theoretical value of graphite.
The crystallite size (Lc) of the scaly graphite particles (A) is usually in the range of 30 nm or more, preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more. Below this range, the crystallinity decreases and the discharge capacity of the battery tends to decrease.

(b)鱗片状黒鉛質粒子(A)の体積基準平均粒径d50
鱗片状黒鉛質粒子(A)の体積基準平均粒径d50(以下、平均粒径d50ともいう)は、通常2μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは4μm以上であり、また、通常30μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは8μm以下である。また、鱗片状黒鉛質粒子(A)の平均粒径d50は、通常、ポリマーと複合化される前の鱗片状黒鉛質粒子の平均粒径d50と同程度又はそれより大きくなる傾向がある。平均粒径d50が小さすぎると、比表面積が大きくなるため電解液の分解が増え、初期効率が低下する傾向がある。また、平均粒径が大きすぎると、総粒子が少なくなり炭素質粒子(B)の粒子間への存在割合が低下するため、導電パス切れ抑制効果の低減、サイクル特性の低下を招く傾向がある。
(B) Volume-based average particle diameter d50 of scaly graphite particles (A)
The volume-based average particle diameter d50 (hereinafter also referred to as average particle diameter d50) of the scaly graphite particles (A) is usually 2 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 4 μm or more, and usually 30 μm or less. Preferably it is 15 micrometers or less, More preferably, it is 10 micrometers or less, More preferably, it is 8 micrometers or less. Further, the average particle diameter d50 of the scaly graphite particles (A) usually tends to be about the same as or larger than the average particle diameter d50 of the scaly graphite particles before being combined with the polymer. If the average particle diameter d50 is too small, the specific surface area increases, so that the decomposition of the electrolyte increases and the initial efficiency tends to decrease. On the other hand, if the average particle size is too large, the total number of particles decreases, and the proportion of carbonaceous particles (B) existing between the particles decreases, which tends to reduce the effect of suppressing conduction path breakage and decrease cycle characteristics. .

なお粒径の測定方法は、界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液10mLに、炭素材0.01gを懸濁させ、市販のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置に導入し、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、測定装置における体積基準のメジアン径として測定したものを、本発明における体積基準平均粒径d50と定義する。   The particle size is measured by suspending 0.01 g of a carbon material in 10 mL of a 0.2% by mass aqueous solution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate, which is a surfactant, and measuring a commercially available laser diffraction / scattering particle size distribution. A volume-based average particle diameter d50 in the present invention is defined as a volume-based median diameter measured by a measuring apparatus after being introduced into the apparatus and irradiated with an ultrasonic wave of 28 kHz for 1 minute at an output of 60 W.

(c)鱗片状黒鉛質粒子(A)のアスペクト比
鱗片状黒鉛質粒子(A)のアスペクト比は、通常5以上、好ましくは6以上、より好ま
しくは7以上、通常50以下、好ましくは25以下、より好ましくは20以下、特に好ましくは10以下である。アスペクト比が小さすぎると、導電パス切れ抑制効果の低減、サイクル特性の低下を招く傾向がある。またアスペクト比が大きすぎると、電極とした際に粒子が集電対と平行方向に並ぶ傾向があるため、電極の厚み方向への連続した空隙が充分確保されず、厚み方向へのLiイオン移動性が低下し、急速充放電特性の低下を招く傾向がある。また、鱗片状黒鉛質粒子(A)のアスペクト比は、通常、ポリマーと複合化される前の鱗片状黒鉛質粒子のアスペクト比と同程度またはそれより小さくなる傾向がある。
アスペクト比は、後述の実施例に記載の測定法によって求めることができる。
(C) Aspect ratio of scaly graphite particles (A) The aspect ratio of the scaly graphite particles (A) is usually 5 or more, preferably 6 or more, more preferably 7 or more, usually 50 or less, preferably 25 or less. , More preferably 20 or less, particularly preferably 10 or less. When the aspect ratio is too small, there is a tendency that the effect of suppressing the conduction path breakage is reduced and the cycle characteristics are lowered. If the aspect ratio is too large, the particles tend to be aligned in the direction parallel to the current collector when used as an electrode, so that there are not enough continuous voids in the thickness direction of the electrode, and Li ion migration in the thickness direction. Tend to decrease, and the rapid charge / discharge characteristics tend to decrease. Further, the aspect ratio of the scaly graphite particles (A) usually tends to be the same as or smaller than the aspect ratio of the scaly graphite particles before being combined with the polymer.
The aspect ratio can be determined by the measurement method described in the examples described later.

(d)鱗片状黒鉛質粒子(A)の円形度
鱗片状黒鉛質粒子(A)の円形度は、通常0.1以上、好ましくは0.4以上、より好ましくは0.7以上である。また円形度は通常0.87以下、好ましくは0.85以下、より好ましくは0.83以下である。
円形度が小さすぎると、電極とした際に粒子が集電対と平行方向に並ぶ傾向があるため、電極の厚み方向への連続した空隙が充分確保されず、厚み方向へのLiイオン移動性が低下し、急速充放電特性の低下を招く傾向がある。円形度が大きすぎると導電パス切れ抑制効果の低減、サイクル特性の低下を招く傾向がある。
円形度は下記式1で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
(D) Circularity of scaly graphite particles (A) The circularity of the scaly graphite particles (A) is usually 0.1 or more, preferably 0.4 or more, more preferably 0.7 or more. The circularity is usually 0.87 or less, preferably 0.85 or less, more preferably 0.83 or less.
If the circularity is too small, particles tend to be arranged in parallel with the current collector when used as an electrode, so that there is not enough continuous void in the thickness direction of the electrode, and Li ion mobility in the thickness direction. Tends to decrease, leading to a decrease in rapid charge / discharge characteristics. If the circularity is too large, there is a tendency that the effect of suppressing the conduction path breakage is reduced and the cycle characteristics are lowered.
The circularity is defined by the following formula 1, and when the circularity is 1, a theoretical sphere is obtained.

(式1)
円形度
=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)
円形度の値としては、後述の実施例に記載の測定法によって測定した値を用いる。
(e)鱗片状黒鉛質粒子(A)の表面官能基量
鱗片状黒鉛質粒子(A)は、下記式(2)で表される表面官能基量O/C値が通常2%以上であり、好ましくは3%、より好ましくは4%、一方通常30%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは15%以下である。
(Formula 1)
Circularity = (perimeter of equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual circumference of particle projection shape)
As the value of the circularity, a value measured by a measuring method described in Examples described later is used.
(E) Surface functional group amount of scaly graphite particles (A) The scaly graphite particles (A) usually have a surface functional group amount O / C value represented by the following formula (2) of 2% or more. , Preferably 3%, more preferably 4%, while usually 30% or less, preferably 20% or less, more preferably 15% or less.

この表面官能基量O/C値が小さすぎると、ポリマー偏在、被覆不足であることを示しており、電解液接触防止効果が乏しくなり初期効率・サイクル特性が低下、ガス量が増大する傾向がある。一方、表面官能基量O/C値が大きすぎると、ポリマーの過剰被覆状態を示しており、抵抗の増大を招き、入出力特性が低下する傾向がある。   If this surface functional group amount O / C value is too small, it indicates that the polymer is unevenly distributed and the coating is insufficient, and the effect of preventing contact with the electrolyte is poor, and the initial efficiency and cycle characteristics tend to decrease and the gas amount tends to increase. is there. On the other hand, if the surface functional group amount O / C value is too large, it indicates an excessive coating state of the polymer, which causes an increase in resistance and tends to deteriorate the input / output characteristics.

式(2)
O/C値(%)={X線光電子分光法(XPS)分析におけるO1sのスペクトルのピーク面積に基づいて求めたO原子濃度/XPS分析におけるC1sのスペクトルのピーク面積に基づいて求めたC原子濃度}×100
本発明における表面官能基量O/C値はX線光電子分光法(XPS)を用いて以下のように測定することができる。
Formula (2)
O / C value (%) = {O atom concentration obtained based on the peak area of the O1s spectrum in the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis / C atom obtained based on the peak area of the C1s spectrum in the XPS analysis Density} × 100
The surface functional group amount O / C value in the present invention can be measured using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) as follows.

X線光電子分光法測定としてX線光電子分光器を用い、測定対象を表面が平坦になるように試料台に載せ、アルミニウムのKα線をX線源とし、マルチプレックス測定により、C1s(280〜300eV)とO1s(525〜545eV)のスペクトルを測定する。得られたC1sのピークトップを284.3eVとして帯電補正し、C1sとO1sのスペクトルのピーク面積を求め、更に装置感度係数を掛けて、CとOの表面原子濃度をそれぞれ算出する。得られたそのOとCの原子濃度比O/C(O原子濃度/C原子濃度)を試料(鱗片状黒鉛質粒子(A))の表面官能基量O/C値と定義する。   An X-ray photoelectron spectrometer is used as an X-ray photoelectron spectroscopy measurement, the measurement object is placed on a sample stage so that the surface is flat, an aluminum Kα ray is used as an X-ray source, and C1s (280 to 300 eV) is obtained by multiplex measurement. ) And O1s (525-545 eV). The obtained C1s peak top is corrected to be 284.3 eV, the peak areas of the C1s and O1s spectra are obtained, and the device sensitivity coefficient is multiplied to calculate the surface atomic concentrations of C and O, respectively. The obtained O / C atomic concentration ratio O / C (O atom concentration / C atom concentration) is defined as the surface functional group amount O / C value of the sample (flaky graphite particles (A)).

(f)鱗片状黒鉛質粒子(A)の平均粒径(d10)
鱗片状黒鉛質粒子(A)の体積基準で小さい粒子側から累積10%に相当する粒径d1
0は、通常0.1μm以上、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは1.5μm以上であり、また、通常15μm以下、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下、更に好ましくは3μm以下である。また、鱗片状黒鉛質粒子(A)の平均粒径d10は、通常、ポリマーと複合化される前の鱗片状粒子の平均粒径d10と同程度又はそれより大きくなる傾向がある。
(F) Average particle diameter (d10) of scaly graphite particles (A)
Particle size d1 corresponding to a cumulative 10% from the small particle side on a volume basis of the scaly graphite particles (A)
0 is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, further preferably 1.5 μm or more, and usually 15 μm or less, preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, Preferably it is 3 micrometers or less. Further, the average particle diameter d10 of the scaly graphite particles (A) usually tends to be about the same as or larger than the average particle diameter d10 of the scaly particles before being combined with the polymer.

平均粒径d10が小さすぎると、粒子の凝集傾向が強くなり、スラリー粘度上昇などの工程不都合の発生、非水系二次電池における電極強度の低下や初期充放電効率の低下を招く場合がある。平均粒径d10が大きすぎると高電流密度充放電特性の低下、低温入出力特性の低下、導電パス切れ抑制効果の低減によりサイクル特性の低下を招く場合がある。
平均粒径d10は、平均粒径d50測定の際と同様の方法で得られた粒度分布において、粒子の体積頻度(%)が小さい粒径から積算で10%となった値として定義される。
If the average particle diameter d10 is too small, the tendency of the particles to agglomerate becomes strong, which may cause inconveniences such as an increase in slurry viscosity, a decrease in electrode strength and a decrease in initial charge / discharge efficiency in the nonaqueous secondary battery. If the average particle diameter d10 is too large, the cycle characteristics may be deteriorated due to the deterioration of the high current density charge / discharge characteristics, the low temperature input / output characteristics, and the effect of suppressing the conduction path breakage.
The average particle diameter d10 is defined as a value in which the volume frequency (%) of particles is 10% in total from a particle diameter distribution in a particle size distribution obtained by the same method as that for measuring the average particle diameter d50.

(g)鱗片状黒鉛質粒子(A)の平均粒径d90
レーザー回折・散乱法により求めた鱗片状黒鉛質粒子(A)の平均粒径d90(体積基準で小さい粒子側から累計90%となる粒子径)は、通常3μm以上、好ましくは5μm以上、より好ましくは8μm以上であり、また、通常50μm以下、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは15μm以下である。また、鱗片状黒鉛質粒子(A)の平均粒径d90は、通常、ポリマーと複合化される前の鱗片状黒鉛質粒子の平均粒径d90と同程度又はそれより大きくなる傾向がある。
(G) Average particle diameter d90 of scaly graphite particles (A)
The average particle diameter d90 of the scaly graphite particles (A) obtained by the laser diffraction / scattering method (particle diameter which is 90% cumulative from the small particle side on a volume basis) is usually 3 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably. Is 8 μm or more, and is usually 50 μm or less, preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, and still more preferably 15 μm or less. Further, the average particle diameter d90 of the scaly graphite particles (A) usually tends to be the same as or larger than the average particle diameter d90 of the scaly graphite particles before being combined with the polymer.

一般的に大粒径黒鉛は平均粒径d90が大きくなり、本発明の鱗片状黒鉛質粒子(A)を含むスラリーの塗布時の筋引きが起こりやすい傾向となる。黒鉛質粒子の平均粒径d90が極力大きくならないようにすることも、本発明の効果を発現するために重要である。
平均粒径d90が小さすぎると、非水系二次電池における電極強度の低下や初期充放電効率の低下を招く場合があり、大きすぎるとスラリーの塗布時の筋引きなどの工程不都合の発生、電池の高電流密度充放電特性の低下、低温入出力特性の低下を招く場合がある。
平均粒径d90は、平均粒径d50を測定する際と同様の方法で得られた粒度分布において、粒子の体積頻度%が小さい粒径から積算で90%となった値として定義される。
Generally, the large particle size graphite has a large average particle size d90 and tends to be easily drawn during the application of the slurry containing the scaly graphite particles (A) of the present invention. It is also important to prevent the average particle diameter d90 of the graphite particles from becoming as large as possible in order to exhibit the effects of the present invention.
If the average particle size d90 is too small, the electrode strength and initial charge / discharge efficiency of the non-aqueous secondary battery may be reduced. If the average particle diameter d90 is too large, process inconveniences such as striping during slurry application may occur. In some cases, the high current density charge / discharge characteristics and the low temperature input / output characteristics may be deteriorated.
The average particle diameter d90 is defined as a value in which the volume frequency% of the particles is 90% integrated from the small particle diameter in the particle size distribution obtained by the same method as that used for measuring the average particle diameter d50.

(h)鱗片状黒鉛質粒子(A)のBET比表面積(SA)
鱗片状黒鉛質粒子(A)のBET法で測定した比表面積については、通常1m/g以上、好ましくは2m/g以上、より好ましくは3m/g以上である。また、通常20m/g以下、好ましくは15m/g以下、より好ましくは12m/g以下、更に好ましくは11m/g以下、特に好ましくは8m/g以下である。また、鱗片状黒鉛質粒子(A)の比表面積は、通常、ポリマーと複合化される前の鱗片状黒鉛質粒子の比表面積より小さくなる傾向がある。
(H) BET specific surface area (SA) of scaly graphite particles (A)
The specific surface area of the scaly graphite particles (A) measured by the BET method is usually 1 m 2 / g or more, preferably 2 m 2 / g or more, more preferably 3 m 2 / g or more. Moreover, it is 20 m < 2 > / g or less normally, Preferably it is 15 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 12 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 11 m < 2 > / g or less, Most preferably, it is 8 m < 2 > / g or less. Further, the specific surface area of the scaly graphite particles (A) usually tends to be smaller than the specific surface area of the scaly graphite particles before being combined with the polymer.

比表面積が小さすぎると、Liが出入りする部位が少なく、高速充放電特性及び出力特性に劣り、一方、比表面積が大きすぎると、活物質の電解液に対する活性が過剰になり、初期不可逆容量が大きくなるため、高容量電池を製造できない傾向がある。
なおBET比表面積の測定方法は、比表面積測定装置を用いて、窒素ガス吸着流通法によりBET1点法にて測定する。
If the specific surface area is too small, there are few sites where Li enters and exits, and the high-speed charge / discharge characteristics and output characteristics are inferior. On the other hand, if the specific surface area is too large, the activity of the active material with respect to the electrolyte becomes excessive and the initial irreversible capacity is low. Since it becomes large, there exists a tendency which cannot manufacture a high capacity battery.
In addition, the measuring method of a BET specific surface area is measured by a BET 1 point method by a nitrogen gas adsorption circulation method using a specific surface area measuring device.

(i)鱗片状黒鉛質粒子(A)のタップ密度
鱗片状黒鉛質粒子(A)のタップ密度は、通常0.05g/cm以上、0.1g/cm以上が好ましく、0.2g/cm以上がより好ましい。また、通常1.5g/cm以下、1.0g/cm以下が好ましく、0.6g/cm以下がより好ましい。タップ密度が低すぎると、高速充放電特性に劣り、タップ密度が高すぎると、導電パス切れ抑制効果の低減によりサイクル特性の低下を招く場合がある。
The tap density of the tap density scaly graphite particles (A) of (i) the scaly graphite particles (A) is usually 0.05 g / cm 3 or more, 0.1 g / cm 3 or more preferably, 0.2 g / More preferably, it is cm 3 or more. Moreover, normally 1.5 g / cm < 3 > or less and 1.0 g / cm < 3 > or less are preferable, and 0.6 g / cm < 3 > or less is more preferable. If the tap density is too low, the high-speed charge / discharge characteristics are inferior. If the tap density is too high, the cycle characteristics may be deteriorated due to a reduction in the effect of suppressing the conduction path breakage.

また、鱗片状黒鉛質粒子(A)のタップ密度は、通常、ポリマーと複合化される前の鱗片状黒鉛質粒子のタップ密度と同程度またはそれより小さくなる傾向がある。
本発明において、タップ密度は、粉体密度測定器を用い、直径1.6cm、体積容量20cmの円筒状タップセルに、目開き300μmの篩を通して、試料(鱗片状黒鉛質粒子(A))を落下させて、セルに満杯に充填した後、ストローク長10mmのタップを1000回行なって、その時の体積と試料の重量から求めた密度をタップ密度として定義する。
Further, the tap density of the scaly graphite particles (A) usually tends to be the same as or smaller than the tap density of the scaly graphite particles before being combined with the polymer.
In the present invention, the tap density is measured by using a powder density meter and passing a sample (flaky graphite particles (A)) through a sieve having a diameter of 1.6 cm and a volume capacity of 20 cm 3 through a sieve having an opening of 300 μm. After dropping and filling the cell fully, tap with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density obtained from the volume and the weight of the sample is defined as the tap density.

(j)鱗片状黒鉛質粒子(A)の水銀圧入法による細孔径10nm〜100000nmの範囲の細孔容積
鱗片状黒鉛質粒子(A)の水銀圧入法による細孔径10nm〜100000nmの範囲の細孔容積は、通常1mL/g以下、好ましくは、0.9mL/g以下、より好ましくは0.8mL/g以下であり、通常、0.05mL/g以上、好ましくは、0.1mL/g以上、より好ましくは0.15mL/g以上である。全細孔容積が上記範囲を下回ると、非水系電解液の浸入可能な空隙が少なくなり易く、急速充放電をさせた時にリチウムイオンの挿入脱離が間に合わなくなり、それに伴いリチウム金属が析出しサイクル特性が悪化する傾向がある。一方、上記範囲を上回ると、極板作製時にバインダが空隙に吸収され易くなることに伴う極板強度の低下、電解液との接触が増えることによる副反応の増大に伴う初期効率の低下を招く傾向がある。
(J) Pore volume in the range of pore diameter of 10 nm to 100,000 nm by the mercury intrusion method of the flaky graphite particles (A) Pore in the range of pore diameter of 10 nm to 100000 nm by the mercury intrusion method of the flaky graphite particles (A) The volume is usually 1 mL / g or less, preferably 0.9 mL / g or less, more preferably 0.8 mL / g or less, usually 0.05 mL / g or more, preferably 0.1 mL / g or more, More preferably, it is 0.15 mL / g or more. If the total pore volume is below the above range, the number of voids that can be infiltrated by the non-aqueous electrolyte solution tends to be small, and when lithium ions are rapidly charged and discharged, lithium ions are not inserted and released in time, and lithium metal is deposited accordingly. Characteristics tend to deteriorate. On the other hand, if the above range is exceeded, the strength of the electrode plate is reduced due to the binder being easily absorbed into the gap during electrode plate production, and the initial efficiency is reduced due to the increase of side reactions due to increased contact with the electrolyte. Tend.

(k)鱗片状黒鉛質粒子(A)の水銀圧入法による細孔径80nm〜900nmの範囲の微細孔容積
鱗片状黒鉛質粒子(A)の細孔径80nm〜900nmの範囲の微細孔容積は、水銀圧入法(水銀ポロシメトリー)を用いて測定した値であり、通常0.08mL/g以上、好ましくは0.1mL/g以上、より好ましくは0.15mL/g以上、更に好ましくは0.3mL/g以上である。また、通常1mL/g以下であり、好ましくは0.8mL/g以下、更に好ましくは0.5mL/g以下である。
(K) Fine pore volume in the range of pore diameters from 80 nm to 900 nm by the mercury intrusion method of the flaky graphite particles (A) The fine pore volume in the range of the pore diameters from 80 nm to 900 nm of the flaky graphite particles (A) is mercury. It is a value measured using a press-fitting method (mercury porosimetry), and is usually 0.08 mL / g or more, preferably 0.1 mL / g or more, more preferably 0.15 mL / g or more, and further preferably 0.3 mL / g. g or more. Moreover, it is 1 mL / g or less normally, Preferably it is 0.8 mL / g or less, More preferably, it is 0.5 mL / g or less.

細孔径80nm〜900nmの範囲の微細孔容積が上記範囲を下回ると、非水系二次電池の充放電の際に電解液の移動が十分円滑に行われず、急速充放電をさせた時にリチウムイオンの挿入脱離が間に合わなくなり、それに伴いリチウム金属が析出しサイクル特性が悪化する傾向がある。一方、上記範囲を上回ると、極板作製時にバインダが空隙に吸収され易くなり、それに伴い極板強度の低下や初期効率の低下を招く傾向がある。   When the fine pore volume in the range of the pore diameter of 80 nm to 900 nm is less than the above range, the electrolyte solution does not move sufficiently smoothly during charging / discharging of the non-aqueous secondary battery, and lithium ions are not charged when rapidly charging / discharging. There is a tendency that the insertion / desorption is not in time, and lithium metal is deposited accordingly, and the cycle characteristics are deteriorated. On the other hand, if it exceeds the above range, the binder is easily absorbed into the gap during electrode plate production, and accordingly, the electrode plate strength and initial efficiency tend to be reduced.

上記水銀ポロシメトリー用の装置として、水銀ポロシメータ(オートポア9520:マイクロメリテックス社製)を用いることができる。試料(鱗片状黒鉛質粒子(A))を0.2g前後の値となるように秤量し、パウダー用セルに封入し、室温、真空下(50μmHg以下)にて10分間脱気して前処理を実施する。
引き続き、4psia(約28kPa)に減圧して前記セルに水銀を導入し、圧力を4psia(約28kPa)から40000psia(約280MPa)までステップ状に昇圧させた後、25psia(約170kPa)まで降圧させる。
As the mercury porosimetry apparatus, a mercury porosimeter (Autopore 9520: manufactured by Micromeritex Corporation) can be used. A sample (scale-like graphite particles (A)) is weighed to a value of about 0.2 g, sealed in a powder cell, and deaerated at room temperature under vacuum (50 μmHg or less) for 10 minutes for pretreatment. To implement.
Subsequently, the pressure is reduced to 4 psia (about 28 kPa), mercury is introduced into the cell, the pressure is increased stepwise from 4 psia (about 28 kPa) to 40000 psia (about 280 MPa), and then the pressure is reduced to 25 psia (about 170 kPa).

昇圧時のステップ数は80点以上とし、各ステップでは10秒の平衡時間の後、水銀圧入量を測定する。こうして得られた水銀圧入曲線からWashburnの式を用い、細孔分布を算出する。
なお、水銀の表面張力(γ)は485dyne/cm、接触角(ψ)は140°として算出する。平均細孔径は、累計細孔体積が50%となるときの細孔径として定義する。
The number of steps at the time of pressure increase is 80 points or more, and the mercury intrusion amount is measured after an equilibration time of 10 seconds in each step. The pore distribution is calculated from the mercury intrusion curve thus obtained using the Washburn equation.
Note that the surface tension (γ) of mercury is calculated as 485 dyne / cm and the contact angle (ψ) is 140 °. The average pore diameter is defined as the pore diameter when the cumulative pore volume is 50%.

(l)鱗片状黒鉛質粒子(A)の窒素吸着法による細孔径1nm〜30nmの範囲の微
細孔容積
鱗片状黒鉛質粒子(A)の細孔径1nm〜30nmの範囲の微細孔容積は、窒素吸着法のBJH法解析を用いて測定した値であり、通常0.001mL/g以上、好ましくは0.002mL/g以上、通常0.1mL/g以下、好ましくは0.03mL/g以下、より好ましくは0.01mL/g以下、更に好ましくは0.008mL/g以下である。
(L) Fine pore volume in a pore diameter range of 1 nm to 30 nm by the nitrogen adsorption method of the flaky graphite particles (A) The fine pore volume in the pore diameter range of 1 nm to 30 nm of the flaky graphite particles (A) is nitrogen It is a value measured using the BJH method analysis of the adsorption method, usually 0.001 mL / g or more, preferably 0.002 mL / g or more, usually 0.1 mL / g or less, preferably 0.03 mL / g or less, and more Preferably it is 0.01 mL / g or less, More preferably, it is 0.008 mL / g or less.

細孔径1nm〜30nmの範囲の微細孔容積が上記範囲を下回ると、非水系二次電池を充放電させた時にリチウムイオンの挿入脱離が間に合わなくなることにより入出力特性が悪化する傾向があり、またそれに伴いリチウム金属が析出しサイクル特性が悪化する傾向がある。一方、上記範囲を上回ると、電解液との副反応が増加し初期効率の低下を招く傾向がある。また極板作製時にバインダが空隙に吸収され易くなり、それに伴い極板強度の低下や初期効率の低下を招く傾向がある。   If the fine pore volume in the range of pore diameters of 1 nm to 30 nm is less than the above range, the input / output characteristics tend to deteriorate due to the inability to insert and desorb lithium ions in time when the nonaqueous secondary battery is charged and discharged. Further, along with this, lithium metal precipitates and the cycle characteristics tend to deteriorate. On the other hand, when the above range is exceeded, there is a tendency that the side reaction with the electrolytic solution increases and the initial efficiency is lowered. In addition, the binder is easily absorbed into the gap during electrode plate production, and accordingly, the electrode plate strength and initial efficiency tend to decrease.

上記、窒素吸着法測定装置として、オートソーブ(カンタークローム社)を用いることができる。試料をパウダー用セルに封入し、350℃、真空下(1.3Pa以下)にて2時間前処理を実施した後、液体窒素温度下で吸着等温線(吸着ガス:窒素)を測定する。
得られた吸着等温線を用いてBJH解析により微細孔分布を求め、そこから細孔径1nm〜30nmの範囲の微細孔容積を算出する。
As the nitrogen adsorption method measuring apparatus, Autosorb (Canter Chrome) can be used. The sample is sealed in a powder cell, pretreated for 2 hours at 350 ° C. under vacuum (1.3 Pa or less), and then an adsorption isotherm (adsorbed gas: nitrogen) is measured at a liquid nitrogen temperature.
Using the obtained adsorption isotherm, the fine pore distribution is obtained by BJH analysis, and the fine pore volume within the pore diameter range of 1 nm to 30 nm is calculated therefrom.

<非水系電解液に難溶性のポリマー>
本発明の鱗片状黒鉛質粒子(A)の構成成分である非水系電解液に難溶性のポリマーについて説明する。
非水系電解液に難溶性のポリマーは、非水系電解液に難溶性であり、鱗片状黒鉛質粒子と複合化できるものであればどのようなポリマーを用いてもよいが、通常イオン性基を有するポリマーである。また、好ましくはπ共役構造を有するポリマーである。π共役構造を有するポリマーは、該ポリマーのπ共役構造が鱗片状黒鉛質粒子のベーサル面とπ―π相互作用によって引きつけられるため、効果的に被覆するものと考えられ、リチウムイオン二次電池とした場合に鱗片状黒鉛質粒子のベーサル面と非水系電解液との反応が起きるのを抑制し、ガスの発生を効果的に抑制する。
<Poorly soluble polymer in non-aqueous electrolyte>
The polymer that is hardly soluble in the non-aqueous electrolyte solution that is a constituent component of the scaly graphite particles (A) of the present invention will be described.
The polymer that is hardly soluble in the non-aqueous electrolyte solution may be any polymer that is hardly soluble in the non-aqueous electrolyte solution and can be combined with the scaly graphite particles. It is a polymer having. In addition, a polymer having a π-conjugated structure is preferable. A polymer having a π-conjugated structure is considered to be effectively coated because the π-conjugated structure of the polymer is attracted by the basal surface of the scaly graphite particles and the π-π interaction. In this case, the reaction between the basal surface of the scaly graphite particles and the non-aqueous electrolyte is suppressed, and the generation of gas is effectively suppressed.

また、ポリマーの中でも、イオン性基をもつポリマーが好ましく、本発明でいう前記イオン性基とは、水中でアニオン又はカチオンを生じうる基である。具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基及びこれらの塩が挙げられる。前記塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。これらの中でも、リチウムイオン二次電池とした場合の初期不可逆容量の観点から、スルホン酸基及びそのリチウム塩もしくはナトリウム塩が好ましい。   Among polymers, a polymer having an ionic group is preferable, and the ionic group referred to in the present invention is a group capable of generating an anion or a cation in water. Specific examples include carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, phosphonic acid groups, and salts thereof. Examples of the salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt and the like. Among these, from the viewpoint of the initial irreversible capacity in the case of a lithium ion secondary battery, a sulfonic acid group and a lithium salt or sodium salt thereof are preferable.

また、前記π共役構造を有する化合物とは、π電子を持つ原子が環状に並んだ構造を持つ不飽和環状化合物であって、ヒュッケル則を満たし、π電子が環上で非局在化し、環が平面構造をとっているものである。
このようなπ共役構造を有する化合物としては、芳香環を持つ化合物が挙げられる。具体的には、単環の5員環であるフラン、ピロール、イミダゾール、チオフェン、ホスホール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール;単環の6員環であるベンゼン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン;二環の5員環+6員環であるベンゾフラン、イソベンゾフラン、インドール、イソインドール、ベンゾチオフェン、ベンゾホスホール、ベンゾイミダゾール、プリン、インダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾチアゾール;二環の6員環+6員環であるナフタレン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン;多環のアントラセン、ピレン等の骨格を有する環が挙げられる。
The compound having the π-conjugated structure is an unsaturated cyclic compound having a structure in which atoms having π electrons are arranged in a ring, satisfying the Hückel rule, and the π electrons are delocalized on the ring. Has a planar structure.
Examples of the compound having such a π-conjugated structure include compounds having an aromatic ring. Specifically, furan, pyrrole, imidazole, thiophene, phosphole, pyrazole, oxazole, isoxazole, thiazole, which are monocyclic five-membered rings; benzene, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, which are monocyclic six-membered rings, Triazine; bicyclic 5-membered ring + 6-membered ring benzofuran, isobenzofuran, indole, isoindole, benzothiophene, benzophosphole, benzimidazole, purine, indazole, benzoxazole, benzoisoxazole, benzothiazole; bicyclic Examples include 6-membered ring + 6-membered ring naphthalene, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, quinazoline, cinnoline; rings having a skeleton such as polycyclic anthracene and pyrene.

これらの中でも、非水系二次電池用の負極に用いた場合にガスの発生を抑制する観点から、ベンゼン又はナフタレンが好ましい。
また、ポリマーの電気伝導率は、25℃において通常0.1S/cm以下、好ましくは0.01S/cm以下、より好ましくは0.001S/cm以下であることを特徴とする。また、通常0S/cmより大きい。電気伝導率が大きすぎる場合、電解液の副反応が起こり初期効率低下、ガス発生量増大、サイクル特性低下を招く恐れがある。
Among these, benzene or naphthalene is preferable from the viewpoint of suppressing gas generation when used in a negative electrode for a non-aqueous secondary battery.
The electrical conductivity of the polymer is usually 0.1 S / cm or less, preferably 0.01 S / cm or less, more preferably 0.001 S / cm or less at 25 ° C. Moreover, it is usually larger than 0 S / cm. If the electrical conductivity is too high, a side reaction of the electrolytic solution may occur, leading to a decrease in initial efficiency, an increase in gas generation, and a decrease in cycle characteristics.

例えば、電気伝導率は、ガラス基板上にてスピンコータ成膜やドロップキャスト成膜などの成膜法によって、フィルムを作製し、そのフィルム厚みと四端子法にて測定された表面抵抗値を掛け合わせた値の逆数から算出することができる。
フィルム厚みはKLA製段差・表面粗さ・微細形状測定装置テンコールαステップ型、四端子法による表面抵抗値は三菱化学アナリテック製ロレスタGP MCP−T610型
にて、それぞれ測定することができる。
For example, the electrical conductivity is obtained by film formation on a glass substrate by spin coater film formation or drop cast film formation, and the film thickness is multiplied by the surface resistance measured by the four-terminal method. It can be calculated from the reciprocal of the obtained value.
The film thickness can be measured with a KLA step, surface roughness and fine shape measuring device, Tencor α-step type, and the surface resistance value measured by the four-terminal method can be measured with Mitsubishi Chemical Analytech's Loresta GP MCP-T610 type.

また、ポリマーの重量平均分子量は特に制限されないが、通常500以上、好ましくは1000以上、より好ましくは2000以上、更に好ましくは2500以上である。一方前記重量平均分子量は、通常100万以下、好ましくは50万以下、より好ましくは30万以下、更に好ましくは20万以下である。なお、本明細書において重量平均分子量とは、溶媒THFのGPCにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量あるいは、溶媒が水系あるいはDMFあるいはDMSOのGPCにより測定した標準ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量である。   The weight average molecular weight of the polymer is not particularly limited, but is usually 500 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more, and further preferably 2500 or more. On the other hand, the weight average molecular weight is usually 1,000,000 or less, preferably 500,000 or less, more preferably 300,000 or less, and still more preferably 200,000 or less. In the present specification, the weight average molecular weight is a weight average molecular weight in terms of standard polystyrene measured by GPC in the solvent THF, or a weight average molecular weight in terms of standard polyethylene glycol measured by GPC in which the solvent is aqueous, DMF or DMSO. .

当該ポリマーを構成する構造単位となるモノマーとしては、イオン性基を有するモノマー、芳香環を有するモノマーが挙げられる。また、イオン性基と芳香環とを共に有するモノマーであってもよい。
この場合、前記ポリマーは、イオン性基を有し芳香環を有さないモノマーと、芳香環を有しイオン性基を有さないモノマーとの共重合体であってもよいし、イオン性基と芳香環を共に有するモノマーの重合体であってもよい。また、イオン性基を有するモノマーの重合体と芳香環を有するモノマーの重合体の混合物であってもよい。
Examples of the monomer serving as the structural unit constituting the polymer include a monomer having an ionic group and a monomer having an aromatic ring. Moreover, the monomer which has both an ionic group and an aromatic ring may be sufficient.
In this case, the polymer may be a copolymer of a monomer having an ionic group and not having an aromatic ring, and a monomer having an aromatic ring and not having an ionic group. And a monomer polymer having both aromatic rings. Further, it may be a mixture of a monomer polymer having an ionic group and a monomer polymer having an aromatic ring.

中でも、電解液中における鱗片状黒鉛粒子(A)に被覆されているポリマーの安定性の点から、ポリマーはイオン性基と芳香環とを共に有するモノマーの重合体であることが好ましい。
なお、前記モノマーが有するイオン性基としては、上述したイオン性基と同様であるが、中でもカルボン酸基、スルホン酸基又はそれらの塩が電池内での安定性と抵抗上昇抑制の点から好ましい。
Among these, from the viewpoint of the stability of the polymer coated on the scaly graphite particles (A) in the electrolytic solution, the polymer is preferably a polymer of a monomer having both an ionic group and an aromatic ring.
The ionic group possessed by the monomer is the same as the ionic group described above, and among them, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group or a salt thereof is preferable from the viewpoint of stability in the battery and suppression of resistance increase. .

イオン性基と芳香環とを有するモノマーの例としては、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸リチウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、アニリン、アニリンスルホン酸、アニリンスルホン酸の塩、安息香酸ビニル及び安息香酸ビニルの塩等が挙げられる。
イオン性基を有し、芳香環を有さないモノマーの例としては、ビニルスルホン酸、ビニルスルホン酸リチウム、ビニルスルホン酸ナトリウム、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸リチウム、メタクリル酸、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸リチウム等が挙げられる。
Examples of monomers having an ionic group and an aromatic ring include styrene sulfonic acid, lithium styrene sulfonate, sodium styrene sulfonate, aniline, aniline sulfonic acid, aniline sulfonic acid salt, vinyl benzoate and vinyl benzoate salt. Etc.
Examples of monomers having an ionic group and no aromatic ring include vinyl sulfonic acid, lithium vinyl sulfonate, sodium vinyl sulfonate, acrylic acid, sodium acrylate, lithium acrylate, methacrylic acid, sodium methacrylate And lithium methacrylate.

芳香環を有し、イオン性基を有さないモノマーの例としては、スチレン、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート等が挙げられる。
このようなモノマーに由来する構造単位を含むポリマーの具体的な例としては、スチレン−ビニルスルホン酸共重合体、スチレン−ビニルスルホン酸ナトリウム共重合体、スチレン−ビニルスルホン酸リチウム共重合体、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスル
ホン酸リチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリアニリンスルホン酸、ポリアニリンスルホン酸リチウム、ポリアニリンスルホン酸ナトリウム、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸リチウム共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体、ポリビニル安息香酸、ポリビニル安息香酸リチウム、ポリビニル安息香酸ナトリウム、スチレン−ビニル安息香酸共重合体、スチレン−ビニル安息香酸リチウム共重合体、スチレン−ビニル安息香酸ナトリウム共重合体等が挙げられる。
Examples of the monomer having an aromatic ring and not having an ionic group include styrene, benzyl acrylate, benzyl methacrylate and the like.
Specific examples of the polymer containing a structural unit derived from such a monomer include a styrene-vinyl sulfonic acid copolymer, a styrene-vinyl sulfonic acid sodium copolymer, a styrene-vinyl sulfonic acid lithium copolymer, and polystyrene. Sulfonic acid, lithium polystyrene sulfonate, sodium polystyrene sulfonate, polyaniline sulfonic acid, lithium polyaniline sulfonate, sodium polyaniline sulfonate, styrene-styrene sulfonate copolymer, styrene-lithium sulfonate lithium copolymer, styrene-styrene sulfone Acid sodium copolymer, polyvinyl benzoic acid, polyvinyl lithium benzoate, sodium polyvinyl benzoate, styrene-vinyl benzoic acid copolymer, styrene-vinyl lithium benzoate copolymer, Len - Sodium copolymer vinyl benzoate, and the like.

ガスの発生を効果的に抑制する観点から、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸リチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸リチウム共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体、ポリビニル安息香酸、ポリビニル安息香酸リチウム、ポリビニル安息香酸ナトリウム、スチレン−ビニル安息香酸共重合体、スチレン−ビニル安息香酸リチウム共重合体及びスチレン−ビニル安息香酸ナトリウム共重合体が好ましい。   From the viewpoint of effectively suppressing the generation of gas, polystyrene sulfonic acid, polystyrene lithium sulfonate, sodium polystyrene sulfonate, styrene-styrene sulfonic acid copolymer, styrene-lithium sulfonic acid copolymer, styrene-styrene sulfonic acid Sodium copolymers, polyvinyl benzoic acid, lithium polyvinyl benzoate, sodium polyvinyl benzoate, styrene-vinyl benzoic acid copolymers, styrene-vinyl lithium benzoate copolymers and styrene-sodium vinyl vinyl copolymers are preferred.

さらに、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸リチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、スチレン−スチレンスルホン酸リチウム共重合体及びスチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体がより好ましい。
中でも、ポリスチレンスルホン酸リチウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、スチレン−スチレンスルホン酸リチウム共重合体及びスチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体が活物質表面、特には黒鉛ベーサル面への吸着性が高いため特に好ましい。
以上説明したポリマーは、市販されているものを用いてもよいし、公知の方法により合成することもでき、本発明において1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することもできる。
Furthermore, polystyrene sulfonate, lithium polystyrene sulfonate, sodium polystyrene sulfonate, styrene-styrene sulfonate lithium copolymer and styrene-sodium styrene sulfonate copolymer are more preferable.
Among them, lithium polystyrene sulfonate, sodium polystyrene sulfonate, styrene-lithium sulfonate lithium copolymer, and styrene-sodium styrene sulfonate copolymer are particularly preferable because of their high adsorptivity to the active material surface, particularly the graphite basal surface. .
As the polymers described above, commercially available polymers may be used, or they may be synthesized by a known method. In the present invention, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

<ポリマー複合化前の鱗片状黒鉛質粒子>
本発明の鱗片状黒鉛質粒子(A)の原料となる、ポリマー複合化前の鱗片状黒鉛質粒子(本明細書では、単に鱗片状黒鉛粒子ともいう)としては、天然黒鉛、人造黒鉛の何れを用いてもよい。黒鉛としては、不純物の少ないものが好ましく、必要に応じて種々の精製処理を施して用いる。
<Scaly graphite particles before polymer composite>
As the scaly graphite particles before the polymer composite, which is the raw material of the scaly graphite particles (A) of the present invention (in this specification, simply referred to as scaly graphite particles), either natural graphite or artificial graphite is used. May be used. As graphite, those with few impurities are preferable, and they are used after being subjected to various purification treatments as necessary.

鱗片状黒鉛質粒子の形状は特に制限されず、薄片状、繊維状、不定形粒子などから適宜選択して用いることができるが、好ましくは薄片状である。
前記天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土壌黒鉛等が挙げられる。前記鱗状黒鉛の産地は、主にスリランカであり、前記鱗片状黒鉛の産地は、マダガスカル、中国、ブラジル、ウクライナ、カナダ等であり、前記土壌黒鉛の主な産地は、朝鮮半島、中国、メキシコ等である。
The shape of the scaly graphite particles is not particularly limited, and can be appropriately selected from flaky, fibrous, amorphous particles, etc., but is preferably flaky.
Examples of the natural graphite include scaly graphite, scaly graphite, and soil graphite. The production area of the scaly graphite is mainly Sri Lanka, the production area of the scaly graphite is Madagascar, China, Brazil, Ukraine, Canada, etc. The main production area of the soil graphite is the Korean Peninsula, China, Mexico, etc. It is.

これらの天然黒鉛の中で、土壌黒鉛は一般に粒径が小さいうえ、純度が低い。これに対して、鱗片状黒鉛や鱗状黒鉛は、黒鉛化度が高く不純物量が低い等の長所があるため、本発明において好ましく使用することができる。
また上記人造黒鉛としては、ピッチ原料を高温熱処理して製造した、コークス、ニードルコークス、高密度炭素材料等の黒鉛質粒子が挙げられる。
Among these natural graphites, soil graphite generally has a small particle size and low purity. On the other hand, scaly graphite and scaly graphite have advantages such as a high degree of graphitization and a low amount of impurities, and therefore can be preferably used in the present invention.
Examples of the artificial graphite include graphite particles such as coke, needle coke, and high-density carbon material, which are produced by heat-treating a pitch raw material.

人造黒鉛の具体例としては、コールタールピッチ、石炭系重質油、常圧残油、石油系重質油、芳香族炭化水素、窒素含有環状化合物、硫黄含有環状化合物、ポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、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、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、イミド樹脂などの有機物を、通常2500℃以上、3200℃以下の範囲の温度で焼成し、黒鉛化したものが挙げられる。
本発明に用いる鱗片状黒鉛質粒子は、黒鉛化されている鱗片状の炭素粒子であれば特に限定はないが、上述したように天然黒鉛、人造黒鉛、並びにコークス粉、ニードルコークス粉、及び樹脂等の黒鉛化物の粉体等を用いることができる。これらのうち、鱗片状天然黒鉛が放電容量の高さ、製造の容易といった面から好ましい。
Specific examples of artificial graphite include coal tar pitch, coal heavy oil, atmospheric residue, petroleum heavy oil, aromatic hydrocarbon, nitrogen-containing cyclic compound, sulfur-containing cyclic compound, polyphenylene, polyvinyl chloride, Organic substances such as polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, natural polymer, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, and imide resin are usually used at a temperature in the range of 2500 ° C. to 3200 ° C. Examples thereof include those fired and graphitized.
The scaly graphite particles used in the present invention are not particularly limited as long as they are graphitized scaly carbon particles, but as described above, natural graphite, artificial graphite, coke powder, needle coke powder, and resin A graphitized powder such as the like can be used. Of these, scaly natural graphite is preferred from the standpoints of high discharge capacity and ease of production.

(鱗片状黒鉛質粒子の物性)
本発明における鱗片状黒鉛質粒子は、次に示す物性の何れか1つ又は複数を満たしていることが好ましい。本発明においては、かかる物性を示す鱗片状黒鉛質粒子1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせで併用してもよい。
(Physical properties of scaly graphite particles)
It is preferable that the scaly graphite particles in the present invention satisfy any one or more of the following physical properties. In the present invention, one type of scaly graphite particles exhibiting such physical properties may be used alone, or two or more types may be used in any combination.

(a)鱗片状黒鉛質粒子の体積基準平均粒径d50
鱗片状黒鉛質粒子の平均粒径d50は通常2μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは4μm以上であり、また、通常30μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは8μm以下である。平均粒径d50が小さすぎると、比表面積が大きくなるため初期電解液との分解が増え、初期効率が低下する傾向がある。また、平均粒径が大きすぎると、総粒子が少なくなり炭素質粒子(B)の粒子間への存在割合が低下するため、導電パス切れ抑制効果の低減、サイクル特性の低下を招く傾向がある。
(A) Volume-based average particle diameter d50 of scaly graphite particles
The average particle size d50 of the scaly graphite particles is usually 2 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 4 μm or more, and usually 30 μm or less, preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less, and even more preferably 8 μm or less. It is. If the average particle diameter d50 is too small, the specific surface area increases, so that decomposition with the initial electrolytic solution increases and initial efficiency tends to decrease. On the other hand, if the average particle size is too large, the total number of particles decreases, and the proportion of carbonaceous particles (B) existing between the particles decreases, which tends to reduce the effect of suppressing conduction path breakage and decrease cycle characteristics. .

(b)鱗片状黒鉛質粒子の平均粒径(d10)
鱗片状黒鉛質粒子の体積基準で小さい粒子側から累積10%に相当する粒径d10は、通常0.1μm以上、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは1.5μm以上であり、また、通常15μm以下、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下、更に好ましくは3μm以下である。
(B) Average particle size of flaky graphite particles (d10)
The particle size d10 corresponding to 10% cumulative from the small particle side on the volume basis of the scaly graphite particles is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, and further preferably 1.5 μm or more. Moreover, it is 15 micrometers or less normally, Preferably it is 10 micrometers or less, More preferably, it is 5 micrometers or less, More preferably, it is 3 micrometers or less.

平均粒径d10が小さすぎると、粒子の凝集傾向が強くなり、スラリー粘度上昇などの工程不都合の発生、非水系二次電池における電極強度の低下や初期充放電効率の低下を招く場合がある。平均粒径d10が大きすぎると高電流密度充放電特性の低下、低温入出力特性の低下、導電パス切れ抑制効果の低減によりサイクル特性の低下を招く場合がある。   If the average particle diameter d10 is too small, the tendency of the particles to agglomerate becomes strong, which may cause inconveniences such as an increase in slurry viscosity, a decrease in electrode strength and a decrease in initial charge / discharge efficiency in the nonaqueous secondary battery. If the average particle diameter d10 is too large, the cycle characteristics may be deteriorated due to the deterioration of the high current density charge / discharge characteristics, the low temperature input / output characteristics, and the effect of suppressing the conduction path breakage.

(c)鱗片状黒鉛質粒子の平均粒径d90
レーザー回折・散乱法により求めた鱗片状黒鉛質粒子の平均粒径d90(体積基準で小さい粒子側から累計90%となる粒子径)は、通常3μm以上、好ましくは5μm以上、より好ましくは8μm以上であり、また、通常50μm以下、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは15μm以下である。
(C) Average particle diameter d90 of scaly graphite particles
The average particle diameter d90 of the scaly graphite particles determined by the laser diffraction / scattering method (particle diameter that is 90% cumulative from the small particle side on a volume basis) is usually 3 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 8 μm or more. Also, it is usually 50 μm or less, preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, and still more preferably 15 μm or less.

一般的に大粒径黒鉛は平均粒径d90が大きくなり、本発明の鱗片状黒鉛質粒子を含むスラリーの塗布時の筋引きが起こりやすい傾向となる。なお、本発明の効果を発現するためには、黒鉛質粒子の平均粒径d90が極力大きくならないようにすることが効果的である。
平均粒径d90が小さすぎると、非水系二次電池における電極強度の低下や初期充放電効率の低下を招く場合があり、大きすぎるとスラリーの塗布時の筋引きなどの工程不都合の発生、電池の高電流密度充放電特性の低下、低温入出力特性の低下する傾向がある。
In general, large particle size graphite has a large average particle size d90 and tends to be easily drawn when a slurry containing the scaly graphite particles of the present invention is applied. In order to exhibit the effect of the present invention, it is effective to prevent the average particle diameter d90 of the graphite particles from becoming as large as possible.
If the average particle size d90 is too small, the electrode strength and initial charge / discharge efficiency of the non-aqueous secondary battery may be reduced. If the average particle diameter d90 is too large, process inconveniences such as striping during slurry application may occur. There is a tendency for the high current density charge / discharge characteristics to decrease and the low temperature input / output characteristics to decrease.

(d)鱗片状黒鉛質粒子のBET比表面積(SA)
鱗片状黒鉛質粒子のBET法で測定した比表面積については、通常3m/g以上、好ましくは4m/g以上である。また、通常30m/g以下、好ましくは25m/g以下、より好ましくは20m/g以下、更に好ましくは15m/g以下、特に好ましくは10m/g以下である。
比表面積が小さすぎると、Liが出入りする部位が少なく、高速充放電特性及び出力特
性に劣り、一方、比表面積が大きすぎると、活物質の電解液に対する活性が過剰になり、初期不可逆容量が大きくなるため、高容量電池を製造できない傾向がある。
(D) BET specific surface area (SA) of scaly graphite particles
The specific surface area of the flaky graphite particles measured by the BET method is usually 3 m 2 / g or more, preferably 4 m 2 / g or more. Moreover, it is 30 m < 2 > / g or less normally, Preferably it is 25 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 20 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 15 m < 2 > / g or less, Most preferably, it is 10 m < 2 > / g or less.
If the specific surface area is too small, there are few sites where Li enters and exits, and the high-speed charge / discharge characteristics and output characteristics are inferior. On the other hand, if the specific surface area is too large, the activity of the active material with respect to the electrolyte becomes excessive and the initial irreversible capacity is low. Since it becomes large, there exists a tendency which cannot manufacture a high capacity battery.

(e)鱗片状黒鉛質粒子のタップ密度
鱗片状黒鉛質粒子のタップ密度は、通常0.05g/cm以上、0.1g/cm以上が好ましく、0.2g/cm以上がより好ましい。また、通常1.5g/cm以下、1.0g/cm以下が好ましく、0.6g/cm以下がより好ましい。タップ密度が低すぎると、高速充放電特性に劣り、タップ密度が高すぎると、導電パス切れ抑制効果の低減によりサイクル特性の低下を招く場合がある。
(E) a tap density of tap density scaly graphite particles of scaly graphite particles is usually 0.05 g / cm 3 or more, 0.1 g / cm 3 or more preferably, 0.2 g / cm 3 or more and more preferably . Moreover, normally 1.5 g / cm < 3 > or less and 1.0 g / cm < 3 > or less are preferable, and 0.6 g / cm < 3 > or less is more preferable. If the tap density is too low, the high-speed charge / discharge characteristics are inferior. If the tap density is too high, the cycle characteristics may be deteriorated due to a reduction in the effect of suppressing the conduction path breakage.

(f)鱗片状黒鉛質粒子のアスペクト比
鱗片状黒鉛質粒子のアスペクト比は、通常5以上、好ましくは6以上、より好ましくは7以上、通常50以下、好ましくは25以下、より好ましくは20以下、特に好ましくは10以下である。アスペクト比が小さすぎると、導電パス切れ抑制効果の低減、サイクル特性の低下を招く傾向がある。またアスペクト比が大きすぎると、電極とした際に粒子が集電対と平行方向に並ぶ傾向があるため、電極の厚み方向への連続した空隙が充分確保されず、厚み方向へのLiイオン移動性が低下し、急速充放電特性の低下を招く傾向がある。
(F) Aspect ratio of scaly graphite particles The aspect ratio of the scaly graphite particles is usually 5 or more, preferably 6 or more, more preferably 7 or more, usually 50 or less, preferably 25 or less, more preferably 20 or less. Particularly preferably, it is 10 or less. When the aspect ratio is too small, there is a tendency that the effect of suppressing the conduction path breakage is reduced and the cycle characteristics are lowered. If the aspect ratio is too large, the particles tend to be aligned in the direction parallel to the current collector when used as an electrode, so that there are not enough continuous voids in the thickness direction of the electrode, and Li ion migration in the thickness direction. Tend to decrease, and the rapid charge / discharge characteristics tend to decrease.

(g)鱗片状黒鉛質粒子の円形度
鱗片状黒鉛質粒子の円形度は、通常0.1以上、好ましくは0.4以上、より好ましくは0.7以上である。また円形度は通常0.87以下、好ましくは0.85以下、より好ましくは0.83以下である。
円形度が小さすぎると、電極とした際に粒子が集電対と平行方向に並ぶ傾向があるため、電極の厚み方向への連続した空隙が充分確保されず、厚み方向へのLiイオン移動性が低下し、急速充放電特性の低下を招く傾向がある。円形度が大きすぎると導電パス切れ抑制効果の低減、サイクル特性の低下を招く傾向がある。
(G) Circularity of scaly graphite particles The circularity of the scaly graphite particles is usually 0.1 or more, preferably 0.4 or more, more preferably 0.7 or more. The circularity is usually 0.87 or less, preferably 0.85 or less, more preferably 0.83 or less.
If the circularity is too small, particles tend to be arranged in parallel with the current collector when used as an electrode, so that there is not enough continuous void in the thickness direction of the electrode, and Li ion mobility in the thickness direction. Tends to decrease, leading to a decrease in rapid charge / discharge characteristics. If the circularity is too large, there is a tendency that the effect of suppressing the conduction path breakage is reduced and the cycle characteristics are lowered.

(h)鱗片状黒鉛質粒子のラマンスペクトル(Raman)スペクトル
鱗片状黒鉛質粒子のラマンR値は、通常0.05以上、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上であり、通常0.7以下、好ましくは0.6以下、より好ましくは0.5以下がより好ましい。ラマンR値がこの範囲を下回ると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎてLi挿入サイト数が減り、急速充放電特性の低下を招く傾向がある。一方、この範囲を上回ると、粒子表面の結晶性が乱れ、電解液との反応性が増し、充放電効率の低下やガス発生の増加を招く傾向がある。
(H) Raman spectrum (Raman) spectrum of flaky graphite particles The Raman R value of the flaky graphite particles is usually 0.05 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, usually 0.7 or less, preferably 0.6 or less, more preferably 0.5 or less. When the Raman R value is less than this range, the crystallinity of the particle surface becomes too high, the number of Li insertion sites decreases, and rapid charge / discharge characteristics tend to be deteriorated. On the other hand, if it exceeds this range, the crystallinity of the particle surface will be disturbed, the reactivity with the electrolyte will increase, and the charge / discharge efficiency will tend to decrease and the gas generation will increase.

(i)鱗片状黒鉛質粒子の水銀圧入法による10nm〜100000nmの範囲の細孔容積
鱗片状黒鉛質粒子の水銀圧入法による10nm〜100000nmの範囲の細孔容積は、通常1.2mL/g以下、好ましくは、1mL/g以下、より好ましくは0.9mL/g以下であり、通常、0.1mL/g以上、好ましくは、0.15mL/g以上、より好ましくは0.2mL/g以上である。全細孔容積が上記範囲を下回ると、非水系電解液の浸入可能な空隙が少なくなり易く、急速充放電をさせた時にリチウムイオンの挿入脱離が間に合わなくなり、それに伴いリチウム金属が析出しサイクル特性が悪化する傾向がある。一方、上記範囲を上回ると、極板作製時にバインダが空隙に吸収され易くなり、それに伴い極板強度の低下を招く傾向がある。
(I) Pore volume in the range of 10 nm to 100,000 nm by the mercury intrusion method of the flaky graphite particles The pore volume in the range of 10 nm to 100,000 nm by the mercury intrusion method of the flaky graphite particles is usually 1.2 mL / g or less. 1 mL / g or less, more preferably 0.9 mL / g or less, usually 0.1 mL / g or more, preferably 0.15 mL / g or more, more preferably 0.2 mL / g or more. is there. If the total pore volume is below the above range, the number of voids that can be infiltrated by the non-aqueous electrolyte solution tends to be small, and when lithium ions are rapidly charged and discharged, lithium ions are not inserted and released in time, and lithium metal is deposited accordingly. Characteristics tend to deteriorate. On the other hand, when the above range is exceeded, the binder is easily absorbed into the gap during electrode plate production, and accordingly, the electrode plate strength tends to be lowered.

(j)鱗片状黒鉛質粒子の水銀圧入法による細孔径80nm〜900nmの範囲の微細孔容積
鱗片状黒鉛質粒子の細孔径80nm〜900nmの範囲の微細孔容積は、水銀圧入法(
水銀ポロシメトリー)を用いて測定した値であり、通常0.08mL/g以上、好ましくは0.1mL/g以上、より好ましくは0.15mL/g以上、更に好ましくは0.3mL/g以上である。また、通常1mL/g以下であり、好ましくは0.8mL/g以下、更に好ましくは0.5mL/g以下である。
(J) Fine pore volume in the range of 80 nm to 900 nm pore diameter by the mercury intrusion method of flaky graphite particles The fine pore volume in the range of 80 nm to 900 nm pore size of the flaky graphite particles is determined by the mercury intrusion method (
Mercury porosimetry), usually 0.08 mL / g or more, preferably 0.1 mL / g or more, more preferably 0.15 mL / g or more, still more preferably 0.3 mL / g or more. is there. Moreover, it is 1 mL / g or less normally, Preferably it is 0.8 mL / g or less, More preferably, it is 0.5 mL / g or less.

細孔径80nm〜900nmの範囲の微細孔容積が上記範囲を下回ると、非水系二次電池の充放電の際に電解液の移動が十分円滑に行われず、急速充放電をさせた時にリチウムイオンの挿入脱離が間に合わなくなり、それに伴いリチウム金属が析出しサイクル特性が悪化する傾向がある。一方、上記範囲を上回ると、極板作製時にバインダが空隙に吸収され易くなり、それに伴い極板強度の低下や初期効率の低下を招く傾向がある。   When the fine pore volume in the range of the pore diameter of 80 nm to 900 nm is less than the above range, the electrolyte solution does not move sufficiently smoothly during charging / discharging of the non-aqueous secondary battery, and lithium ions are not charged when rapidly charging / discharging. There is a tendency that the insertion / desorption is not in time, and lithium metal is deposited accordingly, and the cycle characteristics are deteriorated. On the other hand, if it exceeds the above range, the binder is easily absorbed into the gap during electrode plate production, and accordingly, the electrode plate strength and initial efficiency tend to be reduced.

(J)鱗片状黒鉛質粒子の窒素吸着法による細孔径1nm〜30nmの範囲の微細孔容積
鱗片状黒鉛質粒子の細孔径1nm〜30nmの範囲の微細孔容積は、窒素吸着法のBJH法解析を用いて測定した値であり、通常0.001mL/g以上、好ましくは0.002mL/g以上、通常好ましくは0.1mL/g以下、好ましくは0.03mL/g以下、より好ましくは0.01mL/g以下、更に好ましくは0.008mL/g以下である。
(J) Fine pore volume in the range of pore diameters of 1 nm to 30 nm by the nitrogen adsorption method of flaky graphite particles The fine pore volume in the range of pore diameters of 1 nm to 30 nm of the flaky graphite particles is analyzed by the BJH method of the nitrogen adsorption method. Is usually 0.001 mL / g or more, preferably 0.002 mL / g or more, usually preferably 0.1 mL / g or less, preferably 0.03 mL / g or less, more preferably 0.001 mL / g or more. 01 mL / g or less, more preferably 0.008 mL / g or less.

細孔径1nm〜30nmの範囲の微細孔容積が上記範囲を下回ると、非水系二次電池を充放電させた時にリチウムイオンの挿入脱離が間に合わなくなることにより入出力特性が悪化する傾向があり、またそれに伴いリチウム金属が析出しサイクル特性が悪化する傾向がある。一方、上記範囲を上回ると、電解液との副反応が増加し初期効率の低下を招く傾向がある。また極板作製時にバインダが空隙に吸収され易くなり、それに伴い極板強度の低下や初期効率の低下を招く傾向がある。   If the fine pore volume in the range of pore diameters of 1 nm to 30 nm is less than the above range, the input / output characteristics tend to deteriorate due to the inability to insert and desorb lithium ions in time when the nonaqueous secondary battery is charged and discharged. Further, along with this, lithium metal precipitates and the cycle characteristics tend to deteriorate. On the other hand, when the above range is exceeded, there is a tendency that the side reaction with the electrolytic solution increases and the initial efficiency is lowered. In addition, the binder is easily absorbed into the gap during electrode plate production, and accordingly, the electrode plate strength and initial efficiency tend to decrease.

(k)鱗片状黒鉛質粒子のX線パラメータ
X線広角回折法による002面の面間隔(d002)は、通常0.337nm以下、好ましくは0.336nm以下である。d値が大きすぎると結晶性が低下し、放電容量が低下する傾向がある。一方、下限値である0.3356nmは黒鉛の理論値である。
また、ポリマーが複合化される前の鱗片状黒鉛質粒子の結晶子サイズ(Lc)は、通常30nm以上、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上の範囲である。この範囲を下回ると、結晶性が低下し、電池の放電容量が低下する傾向がある。
(K) X-ray parameter of scaly graphite particles The interplanar spacing (d 002 ) of the 002 plane according to the X-ray wide angle diffraction method is usually 0.337 nm or less, preferably 0.336 nm or less. If the d value is too large, the crystallinity decreases and the discharge capacity tends to decrease. On the other hand, the lower limit of 0.3356 nm is a theoretical value of graphite.
Further, the crystallite size (Lc) of the scaly graphite particles before the polymer is combined is usually in the range of 30 nm or more, preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more. Below this range, the crystallinity decreases and the discharge capacity of the battery tends to decrease.

(l)鱗片状黒鉛質粒子の表面官能基量
鱗片状黒鉛質粒子は、上記式(1)で表される表面官能基量O/C値が通常1%以上であり、好ましくは1.5%、より好ましくは2%、更に好ましくは2.5%以下、一方通常10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは4%以下である。
この表面官能基量O/C値が小さすぎると、難溶性のポリマーとの相互作用が弱くなり、ポリマーがはがれやすくなり、初期効率の低下、ガスの増大、サイクル特性の低下を招く場合がある。また、電極の剥離強度が低下し、工程性の悪化に繋がる場合がある。一方表面官能基量O/C値が大きすぎると、O/C値の調整が困難となり、製造処理を長時間行う必要が生じたり、工程数を増加させる必要が生じたりする傾向があり、生産性の低下やコストの上昇を招く虞がある。
(L) Surface functional group amount of scaly graphite particles The scaly graphite particles have a surface functional group amount O / C value represented by the above formula (1) of usually 1% or more, preferably 1.5. %, More preferably 2%, still more preferably 2.5% or less, while usually 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 4% or less.
If the surface functional group amount O / C value is too small, the interaction with the poorly soluble polymer becomes weak and the polymer tends to peel off, which may lead to a decrease in initial efficiency, an increase in gas, and a decrease in cycle characteristics. . In addition, the peel strength of the electrode may decrease, leading to deterioration of processability. On the other hand, if the surface functional group amount O / C value is too large, it becomes difficult to adjust the O / C value, and there is a tendency that the manufacturing process needs to be performed for a long time or the number of steps needs to be increased. There is a risk of lowering the property and increasing the cost.

[鱗片状黒鉛質粒子(A)の製造方法]
本発明の鱗片状黒鉛質粒子(A)は、少なくとも非水系電解液に難溶性のポリマーが添着された鱗片状黒鉛質粒子であれば、その製造方法は特に限定されないが、例えば以下の3つの手法が挙げられる。
[Method for producing scale-like graphite particles (A)]
The production method of the scaly graphite particles (A) of the present invention is not particularly limited as long as it is at least a scaly graphite particle in which a poorly soluble polymer is attached to a nonaqueous electrolytic solution. A method is mentioned.

<手法(i)>
例えば、ポリマーを有機溶媒あるいは水、もしくは有機溶媒/水の混合溶媒に溶解させ、その溶液を鱗片状黒鉛質粒子と混合した後、加熱あるいは/及び減圧によって乾燥する工程が挙げられる。
なお、使用する溶媒は、ポリマーが溶解すれば、特に限定されないが、好ましくは水やエチルメチルケトン、トルエン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、メタノール等が挙げられる。中でも水、エチルメチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、メタノールがコストや乾燥のし易さからより好ましい。
<Method (i)>
For example, a step of dissolving the polymer in an organic solvent or water, or a mixed solvent of organic solvent / water, mixing the solution with scaly graphite particles, and then drying by heating or / and reducing pressure can be mentioned.
The solvent to be used is not particularly limited as long as the polymer dissolves, but preferably water, ethyl methyl ketone, toluene, acetone, methyl isobutyl ketone, ethanol, methanol and the like can be mentioned. Among these, water, ethyl methyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, ethanol, and methanol are more preferable because of cost and ease of drying.

鱗片状黒鉛質粒子とポリマーの溶液濃度は通常70質量%以下で、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。この範囲から外れると、鱗片状黒鉛質粒子の細孔にポリマー溶液が十分に浸透せず、含有されたポリマーが不均一に存在し、効果が出にくい傾向がある。上記乾燥(加熱)温度については、通常300℃以下、250℃以下が好ましい。また、通常50℃以上、100℃以上が好ましい。この温度以上では、ポリマーが一部分解したり、鱗片状黒鉛質粒子とポリマーの相互作用が弱くなり比表面積の低減・サイクル特性の向上・充電速度の短縮等の効果が低減してしまう傾向がある。一方で、この温度以下では十分な速度で溶媒が乾燥しないという理由で、溶媒残存による電池性能が低下する傾向がある。
また、鱗片状黒鉛質粒子とポリマーの溶液について減圧により乾燥を行なう場合、圧力は、ゲージ圧表記で通常0MPa以下、−0.2MPa以上である。この範囲であれば、比較的効率よく乾燥を行うことができる。圧力は、好ましくは−0.03MPa以下であり、また、好ましくは−0.15MPa以上である。
The solution concentration of the scaly graphite particles and the polymer is usually 70% by mass or less, preferably 60% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less. If it is out of this range, the polymer solution does not sufficiently penetrate into the pores of the scaly graphite particles, and the contained polymer is present non-uniformly, and the effect tends to be difficult to be obtained. About the said drying (heating) temperature, 300 degrees C or less and 250 degrees C or less are preferable normally. Moreover, 50 degreeC or more and 100 degreeC or more are preferable normally. Above this temperature, the polymer may be partially decomposed, or the interaction between the scaly graphite particles and the polymer will be weak, and the effects of reducing the specific surface area, improving the cycle characteristics, shortening the charging rate, etc. tend to be reduced. . On the other hand, the battery performance due to residual solvent tends to decrease because the solvent does not dry at a sufficient rate below this temperature.
In addition, when drying the solution of scaly graphite particles and polymer under reduced pressure, the pressure is usually 0 MPa or less and −0.2 MPa or more in gauge pressure notation. If it is this range, it can dry comparatively efficiently. The pressure is preferably −0.03 MPa or less, and preferably −0.15 MPa or more.

<手法(ii)>
また、ポリマーが添着された鱗片状黒鉛質粒子(A)を製造するための別の手法(ii)としては、例えば、ポリマーが鱗片状黒鉛表面への吸着性を有することを利用し、ポリマーの溶液中に鱗片状黒鉛を入れて攪拌し、ろ過により余分なポリマー溶液を除去した後、乾燥することにより鱗片状黒鉛とポリマーを複合化させる工程も挙げられる。更に乾燥後、加熱処理をすることが好ましい。
上記ポリマーの溶液濃度の測定方法としては、水溶液である場合は例えばザルトリウス水分計MA45などの水分計で測定する方法、有機溶媒溶液である場合は、溶液をアルミカップ等の容器に入れて真空乾燥機中で溶媒を飛ばす操作前後の重量差によって元の濃度を算出する方法等が挙げられる。
<Method (ii)>
Further, as another method (ii) for producing the scale-like graphite particles (A) to which the polymer is attached, for example, by utilizing that the polymer has adsorptivity to the surface of the scale-like graphite, There is also a step in which the flaky graphite is put into the solution and stirred, the excess polymer solution is removed by filtration, and then the flaky graphite and the polymer are combined by drying. Furthermore, it is preferable to heat-treat after drying.
As a method for measuring the solution concentration of the polymer, for example, in the case of an aqueous solution, a method of measuring with a moisture meter such as Sartorius moisture meter MA45, and in the case of an organic solvent solution, the solution is placed in a container such as an aluminum cup and vacuum dried For example, a method of calculating the original concentration based on a weight difference before and after the operation of removing the solvent in the machine may be used.

<手法(iii)>
また、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を用いた手法を用いてもよい。
鱗片状黒鉛質粒子とポリマー粉末とを混合した粉末をメカノケミカル処理することにより、鱗片状黒鉛質粒子表面にポリマー粒子を複合化する工程が上げられる。メカノケミカル処理に用いる好ましい装置として、例えば、ハイブリダイゼーションシステム(奈良機械製作所社製)、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)等が挙げられる。これらの中で、メカノフュージョンシステムが好ましい。
手法(i)〜(iii)では、簡便さという点で手法(i)がより好ましい。
<Method (iii)>
Further, a method using a mechanofusion system (manufactured by Hosokawa Micron) may be used.
By performing mechanochemical treatment on the powder obtained by mixing the flaky graphite particles and the polymer powder, the step of combining the polymer particles on the surface of the flaky graphite particles can be raised. Preferable apparatuses used for mechanochemical treatment include, for example, a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), a mechanofusion system (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), and the like. Of these, the mechanofusion system is preferred.
In the methods (i) to (iii), the method (i) is more preferable in terms of simplicity.

(鱗片状黒鉛質粒子(A)に対するポリマーの添着量)
鱗片状黒鉛質粒子(A)に対するポリマーの添着量は、鱗片状黒鉛質粒子に対して通常0.01質量%以上であり、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、更に好ましくは0.3質量%以上である。また通常10質量%以下であり、5質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.6質量%以下が更に好ましい。非水系電解液に難溶性のポリマーの添着量が多すぎると、充放電容量の低下、電荷移動抵抗
の上昇により入出力特性の低下を招く傾向があり、非水系電解液に難溶性のポリマーの添着量が少なすぎると、電解液の副反応抑制効果に乏しく、初期充放電効率の低下、サイクル特性の低下を招く傾向がある。
(Amount of polymer attached to scaly graphite particles (A))
The amount of the polymer attached to the flaky graphite particles (A) is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass with respect to the flaky graphite particles. As mentioned above, More preferably, it is 0.3 mass% or more. Moreover, it is 10 mass% or less normally, 5 mass% or less is preferable, 1 mass% or less is more preferable, and 0.6 mass% or less is still more preferable. If the amount of the poorly soluble polymer added to the non-aqueous electrolyte is too large, the charge / discharge capacity and the charge transfer resistance will tend to decrease, leading to a decrease in input / output characteristics. If the amount of adhesion is too small, the side reaction reaction suppressing effect of the electrolytic solution is poor, and the initial charge / discharge efficiency tends to decrease and the cycle characteristics tend to decrease.

鱗片状黒鉛質粒子(A)におけるポリマーの添着量は、製造時にポリマーを含んだ溶液を乾燥させた場合、原則として製造時におけるポリマーの添加量とするが、例えば、濾過を行ない鱗片状黒鉛粒子(A)に付着していないポリマーを除いた場合は、得られた炭素材料のTG−DTA分析における重量減少、又は濾液に含まれるポリマーの量から算出することができる。
上述の確認方法は、鱗片状黒鉛質粒子(A)が製造された時点でも良いし、負極、電池として製造された製品から検出しても良い。
The amount of polymer attached to the scaly graphite particles (A) is, in principle, the amount of polymer added during production when the solution containing the polymer is dried during production. When the polymer not attached to (A) is removed, it can be calculated from the weight loss in the TG-DTA analysis of the obtained carbon material or the amount of polymer contained in the filtrate.
The above confirmation method may be performed at the time when the scaly graphite particles (A) are produced, or may be detected from a product produced as a negative electrode or a battery.

[炭素質粒子(B)]
本発明の炭素質粒子(B)は、アスペクト比が1以上4以下の炭素質粒子である。中でも1.5以上が好ましく、1.6以上がより好ましく、1.7以上が特に好ましい。一方、3以下が好ましく、2.5以下がより好ましく、2以下が特に好ましい。
アスペクト比が小さすぎると、導電パス切れ抑制効果の低減、サイクル特性の低下を招く。またアスペクト比が大きすぎると、電極とした際に粒子が集電対と平行方向に並ぶ傾向があるため、電極の厚み方向への連続した空隙が充分確保されず、厚み方向へのLiイオン移動性が低下し、急速充放電特性の低下を招く。
[Carbonaceous particles (B)]
The carbonaceous particles (B) of the present invention are carbonaceous particles having an aspect ratio of 1 or more and 4 or less. Among these, 1.5 or more is preferable, 1.6 or more is more preferable, and 1.7 or more is particularly preferable. On the other hand, 3 or less is preferable, 2.5 or less is more preferable, and 2 or less is particularly preferable.
If the aspect ratio is too small, the effect of suppressing the conduction path breakage is reduced and the cycle characteristics are lowered. If the aspect ratio is too large, the particles tend to be aligned in the direction parallel to the current collector when used as an electrode, so that there are not enough continuous voids in the thickness direction of the electrode, and Li ion migration in the thickness direction. Lowers the charge and discharge characteristics.

(炭素質粒子(B)の特性)
また、本発明の炭素質粒子(B)は以下に記載の物性を具備することが好ましい。
(Characteristics of carbonaceous particles (B))
Moreover, it is preferable that the carbonaceous particle (B) of the present invention has the following physical properties.

(a)X線パラメータ
炭素質粒子(B)の、X線広角回折法による002面の面間隔(d002)は、通常0.337nm以下、好ましくは0.336nm以下である。d002値が大きすぎるということは結晶性が低いことを示し、非水系二次電池とした場合に初期不可逆容量が増加する場合がある。一方、黒鉛の002面の面間隔の理論値は0.3356nmであるため、前記d値は通常0.3356nm以上である。
また、炭素質粒子(B)の結晶子サイズ(Lc)は、通常30nm以上、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上の範囲である。この範囲を下回ると、結晶性が低下し、電池の放電容量が低下する傾向がある。なお、Lcの下限は黒鉛の理論値である。
(A) X-ray parameters The interplanar spacing (d 002 ) of the carbonaceous particles (B) by the X-ray wide angle diffraction method is usually 0.337 nm or less, preferably 0.336 nm or less. If the d002 value is too large, it indicates that the crystallinity is low, and the initial irreversible capacity may increase when a non-aqueous secondary battery is used. On the other hand, since the theoretical value of the surface spacing of the 002 plane of graphite is 0.3356 nm, the d value is usually 0.3356 nm or more.
The crystallite size (Lc) of the carbonaceous particles (B) is usually in the range of 30 nm or more, preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more. Below this range, the crystallinity decreases and the discharge capacity of the battery tends to decrease. The lower limit of Lc is the theoretical value of graphite.

(b)体積基準平均粒径(d50)
炭素質粒子(B)の平均粒径(メジアン径)は通常50μm以下、好ましくは40μm以下、より好ましくは30μm以下、更に好ましくは25μm以下であり、通常1μm以上、好ましくは、4μm以上、より好ましくは10μm以上である。平均粒径d50が小さすぎると、比表面積が大きくなるため電解液の分解が増え、初期効率が低下する傾向があり、平均粒径d50が大きすぎると急速充放電特性の低下を招く傾向がある。
(B) Volume-based average particle diameter (d50)
The average particle diameter (median diameter) of the carbonaceous particles (B) is usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less, still more preferably 25 μm or less, usually 1 μm or more, preferably 4 μm or more, more preferably. Is 10 μm or more. If the average particle diameter d50 is too small, the specific surface area increases, so that the decomposition of the electrolyte increases, and the initial efficiency tends to decrease. If the average particle diameter d50 is too large, the rapid charge / discharge characteristics tend to decrease. .

(c)平均粒径d10
炭素質粒子(B)の体積基準で測定した粒径の、小さい粒子側から累積10%に相当する粒径(d10)は通常1μm以上、好ましくは5μm以上、より好ましくは8μm以上であり、また、通常50μm以下、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下である。
d10が小さすぎると、粒子の凝集傾向が強くなり、スラリー粘度上昇などの工程不都合の発生、非水系二次電池における電極強度の低下や初期充放電効率が低下する傾向がある。d10が大きすぎると高電流密度充放電特性の低下、低温入出力特性が低下する傾向
がある。
(C) Average particle diameter d10
The particle size (d10) corresponding to a cumulative 10% from the small particle side of the particle size measured on a volume basis of the carbonaceous particles (B) is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 8 μm or more. Usually, it is 50 μm or less, preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less.
If d10 is too small, the tendency of the particles to agglomerate tends to increase, resulting in process inconveniences such as an increase in slurry viscosity, a decrease in electrode strength in a nonaqueous secondary battery, and a decrease in initial charge / discharge efficiency. If d10 is too large, high current density charge / discharge characteristics and low temperature input / output characteristics tend to deteriorate.

(d)平均粒径d90
炭素質粒子(B)の体積基準で測定した粒径の、小さい粒子側から累積90%に相当する粒径(d90)は通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上であり、また、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下である。
d90が小さすぎると、非水系二次電池における電極強度の低下や初期充放電効率の低下を招く場合があり、大きすぎるとスラリーの塗布時の筋引きなどの工程不都合の発生、高電流密度充放電特性の低下、低温入出力特性の低下を招く場合がある。
(D) Average particle diameter d90
The particle size (d90) corresponding to 90% cumulative from the small particle side of the particle size measured on a volume basis of the carbonaceous particles (B) is usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more. Usually, it is 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less.
If d90 is too small, the electrode strength and initial charge / discharge efficiency of the non-aqueous secondary battery may be reduced. If it is too large, process inconveniences such as striping during the application of slurry will occur, and high current density charge may occur. In some cases, the discharge characteristics and the low-temperature input / output characteristics may deteriorate.

(e)BET法による比表面積
炭素質粒子(B)のBET法による比表面積は通常0.5m/g以上、好ましくは1m/g以上、より好ましくは2m/g以上、更に好ましくは3m/g以上である。また、通常15m/g以下、好ましくは10m/g以下、より好ましくは8m/g以下、更に好ましくは7m/g以下、特に好ましくは6m/g以下である。比表面積が大きすぎると負極活物質として用いた時に電解液に露出した部分と電解液との反応性が増加し、初期効率の低下、ガス発生量の増大を招きやすく、好ましい電池が得られにくい傾向がある。比表面積が小さすぎるとLiが出入りする部位が少なく、高速充放電特性及び出力特性に劣る傾向がある。
(E) Specific surface area by BET method The specific surface area of the carbonaceous particles (B) by the BET method is usually 0.5 m 2 / g or more, preferably 1 m 2 / g or more, more preferably 2 m 2 / g or more, more preferably It is 3 m 2 / g or more. Moreover, it is 15 m < 2 > / g or less normally, Preferably it is 10 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 8 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 7 m < 2 > / g or less, Most preferably, it is 6 m < 2 > / g or less. If the specific surface area is too large, the reactivity between the portion exposed to the electrolyte and the electrolyte when used as the negative electrode active material is increased, which tends to cause a decrease in initial efficiency and an increase in the amount of gas generated, making it difficult to obtain a preferable battery. Tend. When the specific surface area is too small, there are few sites where Li enters and exits, and high-speed charge / discharge characteristics and output characteristics tend to be inferior.

(f)タップ密度
炭素質粒子(B)のタップ密度は、0.8g/cm以上が好ましく、0.9g/cm以上がより好ましく、0.95g/cm以上が更に好ましい。また、通常1.8g/cm以下、1.5g/cm以下が好ましく、1.3g/cm以下がより好ましい
タップ密度が0.8g/cm以上であるということは、炭素質粒子(B)が球状を呈していることを示す指標の一つである。タップ密度が0.8g/cmより小さいというのは、炭素質粒子(B)の原料である球形炭素材が充分な球形粒子となっていないことを示す指標の一つである。タップ密度が0.8g/cmより小さいと、電極内で充分な連続空隙が確保されず、空隙に保持された電解液内のLiイオンの移動性が落ちることで、急速充放電特性が低下する傾向がある。
(F) Tap density The tap density of the carbonaceous particles (B) is preferably 0.8 g / cm 3 or more, more preferably 0.9 g / cm 3 or more, and still more preferably 0.95 g / cm 3 or more. Further, usually 1.8 g / cm 3 or less and 1.5 g / cm 3 or less are preferable, and 1.3 g / cm 3 or less is more preferable. The tap density is 0.8 g / cm 3 or more. (B) is one of the indicators showing that it is spherical. The fact that the tap density is smaller than 0.8 g / cm 3 is one of indices indicating that the spherical carbon material as the raw material of the carbonaceous particles (B) is not sufficient spherical particles. If the tap density is less than 0.8 g / cm 3 , sufficient continuous voids are not secured in the electrode, and the mobility of Li ions in the electrolyte held in the voids is reduced, thereby reducing rapid charge / discharge characteristics. Tend to.

(g)円形度
炭素質粒子(B)の円形度は、通常0.88以上、より好ましくは0.9以上、更に好ましくは0.92以上である。また、円形度は通常1以下、好ましくは0.99以下、より好ましくは0.97以下である。円形度が小さすぎると、非水系二次電池の高電流密度充放電特性が低下する傾向がある。
(G) Circularity The circularity of the carbonaceous particles (B) is usually 0.88 or more, more preferably 0.9 or more, and further preferably 0.92 or more. Further, the circularity is usually 1 or less, preferably 0.99 or less, more preferably 0.97 or less. If the circularity is too small, the high current density charge / discharge characteristics of the non-aqueous secondary battery tend to deteriorate.

(h)ラマンR値
炭素質粒子(B)のラマンR値は通常1以下、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.6以下、更に好ましくは0.5以下であり、通常0.05以上、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.25以上である。ラマンR値がこの範囲を下回ると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎてLi挿入サイト数が減り、急速充放電特性の低下を招く傾向がある。一方、この範囲を上回ると、粒子表面の結晶性が乱れ、電解液との反応性が増し、充放電効率の低下やガス発生の増加を招く傾向がある。
(H) Raman R value The Raman R value of the carbonaceous particles (B) is usually 1 or less, preferably 0.8 or less, more preferably 0.6 or less, still more preferably 0.5 or less, usually 0.05. As mentioned above, Preferably it is 0.1 or more, More preferably, it is 0.2 or more, More preferably, it is 0.25 or more. When the Raman R value is less than this range, the crystallinity of the particle surface becomes too high, the number of Li insertion sites decreases, and rapid charge / discharge characteristics tend to be deteriorated. On the other hand, if it exceeds this range, the crystallinity of the particle surface will be disturbed, the reactivity with the electrolyte will increase, and the charge / discharge efficiency will tend to decrease and the gas generation will increase.

(i)細孔容積
炭素質粒子(B)の水銀圧入法による10nm〜100000nmの範囲の細孔容積は、通常1.0mL/g以下、好ましくは、0.9mL/g以下、より好ましくは0.8mL/g以下であり、通常、0.05mL/g以上、好ましくは、0.1mL/g以上、よ
り好ましくは0.15mL/g以上である。全細孔容積が上記範囲を下回ると、非水系電解液の浸入可能な空隙が少なくなり易く、急速充放電をさせた時にリチウムイオンの挿入脱離が間に合わなくなり、それに伴いリチウム金属が析出しサイクル特性が悪化する傾向がある。一方、上記範囲を上回ると、極板作製時にバインダが空隙に吸収され易くなり、それに伴い極板強度の低下を招く傾向がある。
(I) Pore volume The pore volume of carbonaceous particles (B) in the range of 10 nm to 100000 nm by mercury porosimetry is usually 1.0 mL / g or less, preferably 0.9 mL / g or less, more preferably 0. 0.8 mL / g or less, usually 0.05 mL / g or more, preferably 0.1 mL / g or more, more preferably 0.15 mL / g or more. If the total pore volume is below the above range, the number of voids that can be infiltrated by the non-aqueous electrolyte solution tends to be small, and when lithium ions are rapidly charged and discharged, lithium ions are not inserted and released in time, and lithium metal is deposited accordingly. Characteristics tend to deteriorate. On the other hand, when the above range is exceeded, the binder is easily absorbed into the gap during electrode plate production, and accordingly, the electrode plate strength tends to be lowered.

(j)炭素質粒子(B)の水銀圧入法による細孔径80nm〜900nmの範囲の微細孔容積
炭素質粒子(B)の細孔径80nm〜900nmの範囲の微細孔容積は、水銀圧入法(水銀ポロシメトリー)を用いて測定した値であり、通常0.08mL/g以上、好ましくは0.1mL/g以上、より好ましくは0.15mL/g以上、更に好ましくは0.3mL/g以上である。また、通常1mL/g以下であり、好ましくは0.8mL/g以下、更に好ましくは0.5mL/g以下である。
(J) Fine pore volume in the range of 80 nm to 900 nm pore diameter of carbonaceous particles (B) by mercury porosimetry The fine pore volume in the range of 80 nm to 900 nm pore diameter of carbonaceous particles (B) is determined by mercury porosimetry (mercury (Porosimetry), usually 0.08 mL / g or more, preferably 0.1 mL / g or more, more preferably 0.15 mL / g or more, still more preferably 0.3 mL / g or more. . Moreover, it is 1 mL / g or less normally, Preferably it is 0.8 mL / g or less, More preferably, it is 0.5 mL / g or less.

細孔径80nm〜900nmの範囲の微細孔容積が上記範囲を下回ると、非水系二次電池の充放電の際に電解液の移動が十分円滑に行われず、急速充放電をさせた時にリチウムイオンの挿入脱離が間に合わなくなり、それに伴いリチウム金属が析出しサイクル特性が悪化する傾向がある。一方、上記範囲を上回ると、極板作製時にバインダが空隙に吸収され易くなり、それに伴い極板強度の低下や初期効率の低下を招く傾向がある。   When the fine pore volume in the range of the pore diameter of 80 nm to 900 nm is less than the above range, the electrolyte solution does not move sufficiently smoothly during charging / discharging of the non-aqueous secondary battery, and lithium ions are not charged when rapidly charging / discharging. There is a tendency that the insertion / desorption is not in time, and lithium metal is deposited accordingly, and the cycle characteristics are deteriorated. On the other hand, if it exceeds the above range, the binder is easily absorbed into the gap during electrode plate production, and accordingly, the electrode plate strength and initial efficiency tend to be reduced.

<炭素質粒子(B)の製造方法>
本発明の炭素質粒子(B)としては、アスペクト比が1以上4以下であれば特に限定されないが、黒鉛、非晶質炭素、黒鉛化度の小さい炭素質物に代表される種々の炭素材料が挙げられ、中でも黒鉛が好ましく用いられる。本発明ではこれらを単独で、又は二種以上を組み合わせて使用することができる。また、これら炭素質粒子(B)は非晶質炭素、黒鉛化物、酸化物やその他の金属と複合化したものを用いてもよい。
<Method for producing carbonaceous particles (B)>
The carbonaceous particles (B) of the present invention are not particularly limited as long as the aspect ratio is 1 or more and 4 or less, but various carbon materials represented by graphite, amorphous carbon, and carbonaceous materials having a low graphitization degree are available. Among them, graphite is preferably used. In this invention, these can be used individually or in combination of 2 or more types. Further, these carbonaceous particles (B) may be used in a composite with amorphous carbon, graphitized material, oxide or other metal.

黒鉛は、商業的に容易に入手可能であり、理論上372mAh/gの高い充放電容量を有し、さらには他の負極用活物質を用いた場合と比較して、高電流密度での充放電特性の改善効果が大きく見込めるため、好ましい。なかでも黒鉛は不純物の少ないものが好ましく、必要に応じて、公知である種々の精製処理を施して用いることができる。黒鉛の種類としては、天然黒鉛、人造黒鉛等が挙げられるが、天然黒鉛がより好ましい。   Graphite is easily available commercially, theoretically has a high charge / discharge capacity of 372 mAh / g, and further has a high current density compared to the case where other negative electrode active materials are used. This is preferable because the effect of improving the discharge characteristics can be expected greatly. Of these, graphite preferably has few impurities, and can be used after being subjected to various known purification treatments, if necessary. Examples of the graphite include natural graphite and artificial graphite, but natural graphite is more preferable.

人造黒鉛としては、例えば、コールタールピッチ、石炭系重質油、常圧残油、石油系重質油、芳香族炭化水素、窒素含有環状化合物、硫黄含有環状化合物、ポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、天然高分子、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド、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、イミド樹脂などの有機物を焼成し、黒鉛化したものが挙げられる。
焼成温度は、2500℃以上、3200℃以下の範囲とすることができ、焼成の際、珪素含有化合物やホウ素含有化合物などを黒鉛化触媒として用いることもできる。
非晶質炭素としては、例えば、バルクメソフェーズを焼成した粒子や、炭素前駆体を不融化処理し、焼成した粒子が挙げられる。
As artificial graphite, for example, coal tar pitch, coal heavy oil, atmospheric residue, petroleum heavy oil, aromatic hydrocarbon, nitrogen-containing cyclic compound, sulfur-containing cyclic compound, polyphenylene, polyvinyl chloride, polyvinyl Examples include those obtained by baking and graphitizing organic substances such as alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, natural polymer, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, and imide resin.
The firing temperature can be in the range of 2500 ° C. or more and 3200 ° C. or less, and a silicon-containing compound, a boron-containing compound, or the like can be used as a graphitization catalyst during firing.
Examples of the amorphous carbon include particles obtained by baking a bulk mesophase and particles obtained by infusibilizing and baking a carbon precursor.

黒鉛化度の小さい炭素質物としては、有機物を通常2500℃未満の温度で焼成したものが挙げられる。有機物としては、コールタールピッチ、乾留液化油などの石炭系重質油;常圧残油、減圧残油などの直留系重質油;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の分解系重質油などの石油系重質油;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窒素含有環状化合物;チオフェンなどの硫黄含有環状化合物;アダマンタンなどの脂肪族環状化合物;ビフェニル
、テルフェニルなどのポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラールなどのポリビニルエステル類、ポリビニルアルコールなどの熱可塑性高分子などが挙げられる。
Examples of the carbonaceous material having a low graphitization degree include those obtained by firing an organic material at a temperature of usually less than 2500 ° C. Organic substances include coal-based heavy oil such as coal tar pitch and dry distillation liquefied oil; straight-run heavy oil such as atmospheric residual oil and vacuum residual oil; ethylene tar produced as a by-product during thermal decomposition of crude oil, naphtha, etc. Heavy oils such as cracked heavy oils; aromatic hydrocarbons such as acenaphthylene, decacyclene and anthracene; nitrogen-containing cyclic compounds such as phenazine and acridine; sulfur-containing cyclic compounds such as thiophene; and aliphatic cyclics such as adamantane Compounds: Polyphenylene such as biphenyl and terphenyl, polyvinyl esters such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, and polyvinyl butyral, and thermoplastic polymers such as polyvinyl alcohol.

前記炭素質物の黒鉛化度の程度に応じて、焼成温度は600℃以上とすることができ、好ましくは900℃以上、より好ましくは950℃以上であり、通常2500℃未満とすることができ、好ましくは2000℃以下、より好ましくは1400℃以下の範囲である。
焼成の際、有機物に燐酸、ホウ酸、塩酸などの酸類、水酸化ナトリウム等のアルカリ類などを混合することもできる。
Depending on the degree of graphitization of the carbonaceous material, the firing temperature can be 600 ° C. or higher, preferably 900 ° C. or higher, more preferably 950 ° C. or higher, and usually less than 2500 ° C., Preferably it is 2000 degrees C or less, More preferably, it is the range of 1400 degrees C or less.
At the time of baking, acids such as phosphoric acid, boric acid and hydrochloric acid, alkalis such as sodium hydroxide and the like can be mixed with the organic matter.

炭素質粒子(B)は、原料炭素材料に金属粒子、及び金属酸化物粒子等の粒子を任意の組み合わせで適宜混合して用いても良い。また、個々の粒子中に複数の材料が混在するものであってもよい。例えば、黒鉛の表面を黒鉛化度の小さい炭素材で被覆した構造の炭素質粒子や、炭素材を適当な有機物で集合させ再黒鉛化した粒子でも良い。更に、前記複合粒子中にSn、Si、Al、Biなどの、Liと合金化が可能な金属を含んでいても良い。   The carbonaceous particles (B) may be used by appropriately mixing particles such as metal particles and metal oxide particles in the raw material carbon material in any combination. Further, a plurality of materials may be mixed in each particle. For example, carbonaceous particles having a structure in which the surface of graphite is coated with a carbon material having a low degree of graphitization, or particles obtained by re-graphitizing a carbon material with an appropriate organic substance may be used. Furthermore, the composite particles may contain a metal that can be alloyed with Li, such as Sn, Si, Al, Bi.

(炭素質粒子(B)の球形化処理)
アスペクト比が1以上4以下である炭素質粒子(B)を得るには、例えば、原料炭素材料に対し球形化処理を行う方法が挙げられる。以下に、球形化処理を行う方法について記載するが、この方法に限定されるものではない。
球形化処理に用いる装置としては、例えば、衝撃力を主体に、黒鉛炭素質物粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を繰り返し粒子に与える装置を用いることができる。
(Sphericalization of carbonaceous particles (B))
In order to obtain the carbonaceous particles (B) having an aspect ratio of 1 or more and 4 or less, for example, a method of spheroidizing the raw material carbon material can be mentioned. Hereinafter, a method of performing the spheroidization process will be described, but the method is not limited to this method.
As an apparatus used for the spheronization treatment, for example, an apparatus that repeatedly gives mechanical effects such as compression, friction, shearing force, etc. including the interaction of graphite carbonaceous particles, mainly to impact force, to the particles can be used.

具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された炭素材料に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、表面処理を行なう装置が好ましい。また、黒鉛を循環させることによって機械的作用を繰り返し与える機構を有するものであるのが好ましい。
炭素材料に機械的作用を与える好ましい装置としては、例えば、ハイブリダイゼーションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロン(アーステクニカ社製)、CFミル(宇部興産社製)、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)等が挙げられる。これらの中で、奈良機械製作所社製のハイブリダイゼーションシステムが好ましい。
Specifically, it has a rotor with a large number of blades installed inside the casing, and when the rotor rotates at high speed, mechanical action such as impact compression, friction, shearing force, etc. is applied to the carbon material introduced inside. An apparatus that provides a surface treatment is preferable. Moreover, it is preferable to have a mechanism that repeatedly gives mechanical action by circulating graphite.
As a preferable apparatus for giving a mechanical action to the carbon material, for example, a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), a kryptron (manufactured by Earth Technica), a CF mill (manufactured by Ube Industries), a mechano-fusion system (Hosokawa Micron) And theta composer (manufactured by Deoksugaku Kosakusha). Among these, a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. is preferable.

前記装置を用いて処理する場合、例えば、回転するローターの周速度は通常30〜100m/秒であり、40〜100m/秒にするのが好ましく、50〜100m/秒にするのがより好ましい。また、炭素材料に機械的作用を与える処理は、単に黒鉛を通過させるだけでも可能であるが、黒鉛を30秒以上装置内を循環又は滞留させて処理するのが好ましく、1分以上装置内を循環又は滞留させて処理するのがより好ましい。   When processing using the apparatus, for example, the peripheral speed of the rotating rotor is usually 30 to 100 m / sec, preferably 40 to 100 m / sec, and more preferably 50 to 100 m / sec. Further, the treatment that gives a mechanical action to the carbon material can be performed simply by passing graphite. However, it is preferable that the graphite is circulated or retained in the apparatus for 30 seconds or more, and is preferably treated for 1 minute or more in the apparatus. More preferably, the treatment is performed by circulation or retention.

(炭素質物を被覆した炭素質粒子(B))
本発明に使用される炭素質粒子(B)は、炭素質物でその表面の少なくとも一部が被覆されたものを用いてもよい。
なお、前記炭素質物としては、後述するその製造方法における加熱の温度の相違によって、非晶質炭素及び黒鉛化物が挙げられる。ここでいう非晶質炭素とはd値が通常0.34nm以上の炭素のことであり結晶性が低い。一方、黒鉛質物とはd値が0.34nm未満の黒鉛のことであり結晶性が高い。
(Carbonaceous particles coated with carbonaceous material (B))
The carbonaceous particles (B) used in the present invention may be those in which at least a part of the surface is coated with a carbonaceous material.
Examples of the carbonaceous material include amorphous carbon and graphitized material depending on the difference in heating temperature in the production method described later. As used herein, amorphous carbon refers to carbon having a d value of usually 0.34 nm or more and has low crystallinity. On the other hand, the graphite material is graphite having a d value of less than 0.34 nm and has high crystallinity.

具体的には、前記炭素質物は、その炭素前駆体を後述するような加熱処理する方法で得ることができる。前記炭素前駆体として、以下の(a)又は(b)に記載の炭素材が好ましい。
(a)石炭系重質油、直流系重質油、分解系石油重質油、芳香族炭化水素、N環化合物、S環化合物、ポリフェニレン、有機合成高分子、天然高分子、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂からなる群より選ばれた炭化可能な有機物
Specifically, the carbonaceous material can be obtained by a method of heat-treating the carbon precursor as described later. The carbon material described in the following (a) or (b) is preferable as the carbon precursor.
(A) Coal heavy oil, DC heavy oil, cracked heavy oil, aromatic hydrocarbon, N ring compound, S ring compound, polyphenylene, organic synthetic polymer, natural polymer, thermoplastic resin and Carbonizable organic substance selected from the group consisting of thermosetting resins

(b)炭化可能な有機物を低分子有機溶媒に溶解させたもの
前記石炭系重質油としては、軟ピッチから硬ピッチまでのコールタールピッチ、乾留液化油等が好ましく、前記直流系重質油としては、常圧残油、減圧残油等が好ましく、前記分解系石油重質油としては、原油、ナフサ等の熱分解時に副生するエチレンタール等が好ましく、前記芳香族炭化水素としては、アセナフチレン、デカシクレン、アントラセン、フェナントレン等が好ましく、前記N環化合物としては、フェナジン、アクリジン等が好ましく、前記S環化合物としては、チオフェン、ビチオフェン等が好ましく、前記ポリフェニレンとしては、ビフェニル、テルフェニル等が好ましく、前記有機合成高分子としては、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、これらのものの不溶化処理品、ポリアクリロニトリル、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリスチレン等が好ましく、前記天然高分子としては、セルロース、リグニン、マンナン、ポリガラクトウロン酸、キトサン、サッカロース等の多糖類等が好ましく、前記熱可塑性樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド等が好ましく、前記熱硬化性樹脂としては、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、イミド樹脂等が好ましい。
また、前記炭素前駆体は、ベンゼン、トルエン、キシレン、キノリン、n−へキサン等の低分子有機溶媒に溶解させた溶液等の炭化物であってもよい。
また、これらは1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせで併用してもよい。
(B) What dissolved carbonizable organic substance in low molecular organic solvent As said coal type heavy oil, coal tar pitch from a soft pitch to a hard pitch, dry distillation liquefied oil, etc. are preferable, The said DC type heavy oil As preferred, atmospheric residual oil, reduced pressure residual oil, etc., the cracked petroleum heavy oil is preferably ethylene tar produced as a by-product during thermal decomposition of crude oil, naphtha, etc., and the aromatic hydrocarbon is Acenaphthylene, decacyclene, anthracene, phenanthrene and the like are preferable, the N ring compound is preferably phenazine, acridine and the like, the S ring compound is preferably thiophene, bithiophene and the like, and the polyphenylene is biphenyl, terphenyl and the like. Preferably, the organic synthetic polymer includes polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl Tillal, insolubilized products of these, polyacrylonitrile, polypyrrole, polythiophene, polystyrene and the like are preferable, and as the natural polymer, polysaccharides such as cellulose, lignin, mannan, polygalacturonic acid, chitosan, saccharose and the like are preferable, As the thermoplastic resin, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide and the like are preferable, and as the thermosetting resin, a furfuryl alcohol resin, a phenol-formaldehyde resin, an imide resin and the like are preferable.
Further, the carbon precursor may be a carbide such as a solution dissolved in a low molecular organic solvent such as benzene, toluene, xylene, quinoline, n-hexane and the like.
Moreover, these may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations.

(被覆処理)
被覆処理においては、特に限定されないが、例えば、上述した炭素材料を芯材とし、炭素質物を得るための炭素前駆体を被覆原料として用い、これらを混合又は被覆した後、これらを焼成することで、炭素質物で被覆された炭素質粒子(B)を得ることができる。また、球形化処理していない炭素材料を芯材とし、炭素質物を得るための炭素前駆体を被覆原料として用い、これらを混合した後球形化処理し焼成してもよいし、焼成後に球形化処理を行ってもよい。
(Coating treatment)
In the coating treatment, although not particularly limited, for example, by using the above-described carbon material as a core material, using a carbon precursor for obtaining a carbonaceous material as a coating raw material, mixing or coating them, and then firing them. The carbonaceous particles (B) coated with the carbonaceous material can be obtained. In addition, a carbon material that has not been spheroidized is used as a core material, and a carbon precursor for obtaining a carbonaceous material is used as a coating raw material. After mixing these, spheronization may be performed and firing may be performed. Processing may be performed.

焼成温度を、通常600℃以上、好ましくは700℃以上、より好ましくは900℃以上、通常2000℃以下、好ましくは1500℃以下、より好ましくは1200℃以下とすると炭素質物として非晶質炭素が得られ、通常2000℃以上、好ましくは2500℃以上、通常3200℃以下で熱処理を行うと炭素質物として黒鉛化物が得られる。   When the firing temperature is usually 600 ° C. or higher, preferably 700 ° C. or higher, more preferably 900 ° C. or higher, usually 2000 ° C. or lower, preferably 1500 ° C. or lower, more preferably 1200 ° C. or lower, amorphous carbon is obtained as a carbonaceous material. When a heat treatment is usually performed at 2000 ° C. or higher, preferably 2500 ° C. or higher, and usually 3200 ° C. or lower, a graphitized product is obtained as a carbonaceous material.

(炭素質物の添着量)
本発明の炭素質粒子(B)における炭素質物の添着量は、芯材に対する炭素質物の被覆量を示すものであり、本発明においてこれは通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.3%以上、特に好ましくは0.7質量%以上であり、また前記添着量は、通常20質量%以下、好ましくは15質量%以下、更に好ましくは10質量%以下、特に好ましくは7質量%以下、最も好ましくは5質量%以下である。
(Amount of carbonaceous material attached)
The amount of carbonaceous material attached to the carbonaceous particles (B) of the present invention indicates the coating amount of the carbonaceous material on the core material. In the present invention, this is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass. % Or more, more preferably 0.3% or more, particularly preferably 0.7% by weight or more, and the amount of attachment is usually 20% by weight or less, preferably 15% by weight or less, more preferably 10% by weight or less. Especially preferably, it is 7 mass% or less, Most preferably, it is 5 mass% or less.

添着量が多すぎると、非水系二次電池において高容量を達成する為に十分な圧力で圧延を行った場合に、炭素材にダメージが与えられて材料破壊が起こり、初期サイクル時充放電不可逆容量の増大、初期効率の低下を招く傾向がある。
一方、添着量が小さすぎると、被覆による効果が得られにくくなる傾向がある。すなわち、電池において電解液との副反応を十分に抑制できず、初期サイクル時充放電不可逆容量の増大、初期効率の低下を招く傾向がある。
If the amount of adhesion is too large, the carbon material is damaged and material destruction occurs when rolling is performed at a sufficient pressure to achieve a high capacity in a non-aqueous secondary battery, and charge / discharge is irreversible during the initial cycle. There is a tendency to increase capacity and decrease initial efficiency.
On the other hand, if the amount of attachment is too small, the effect of coating tends to be difficult to obtain. That is, the side reaction with the electrolytic solution in the battery cannot be sufficiently suppressed, and the charge / discharge irreversible capacity during the initial cycle tends to increase and the initial efficiency tends to decrease.

また、炭素質物の添着量は、材料焼成前後のサンプル質量より算出できる。なおこのとき、芯材の焼成前後質量変化はないものとして計算する。
w1を芯材の質量(kg)、w2を焼成後炭素質粒子(B)質量(kg)とすると、
炭素質物の添着量(質量%)=[(w2−w1)/w1]×100
として計算される。
Moreover, the amount of carbonaceous material attached can be calculated from the mass of the sample before and after firing the material. At this time, the calculation is made assuming that there is no mass change before and after firing the core material.
When w1 is the mass (kg) of the core material and w2 is the mass (kg) of the carbonaceous particles (B) after firing,
Amount of carbonaceous material attached (mass%) = [(w2-w1) / w1] × 100
Is calculated as

[非水系二次電池負極用炭素材]
本発明の負極材は、上記の鱗片状黒鉛質粒子(A)及び炭素質粒子(B)を含む混合炭素材である。
<鱗片状黒鉛質粒子(A)及び炭素質粒子(B)の混合割合>
本発明の負極材において、鱗片状黒鉛質粒子(A)及び炭素質粒子(B)の総量に対する鱗片状黒鉛質粒子(A)の質量割合は、通常0質量%より大きく、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、特に好ましくは3質量%以上であり、通常40質量%以下、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは8質量%以下、特に好ましくは6質量%以下である。
[Carbon material for negative electrode of non-aqueous secondary battery]
The negative electrode material of the present invention is a mixed carbon material containing the above scaly graphite particles (A) and carbonaceous particles (B).
<Mixing ratio of scaly graphite particles (A) and carbonaceous particles (B)>
In the negative electrode material of the present invention, the mass ratio of the scaly graphite particles (A) to the total amount of the scaly graphite particles (A) and the carbonaceous particles (B) is usually greater than 0% by mass, preferably 0.1%. % By mass or more, more preferably 1% by mass or more, particularly preferably 3% by mass or more, and usually 40% by mass or less, preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 8% by mass or less. Especially preferably, it is 6 mass% or less.

鱗片状黒鉛質粒子(A)及び炭素質粒子(B)の総量に対する鱗片状黒鉛質粒子(A)の割合が多すぎると、初期効率の低下、極板強度の低下を招く傾向がある。また、鱗片状黒鉛質粒子(A)の割合が少なすぎると、鱗片状黒鉛質粒子(A)の特に導電パス切れ抑制効果の低減によりサイクル特性の低下を招く傾向がある。
なお、鱗片状黒鉛質粒子(A)及び炭素質粒子(B)が均一に混合されれば混合方法は特に制限はないが、例えば、回分方式の混合装置としては、2本の枠型が自転しつつ公転する構造の混合機;高速高剪断ミキサーであるディゾルバーや高粘度用のバタフライミキサーの様な、一枚のブレートがタンク内で撹拌・分散を行う構造の装置;半円筒状混合槽の側面に沿ってシグマ型などの撹拌翼が回転する構造を有する、いわゆるニーダー形式の装置;撹拌翼を3軸にしたトリミックスタイプの装置;容器内に回転ディスクと分散媒体を有するいわゆるビーズミル型式の装置などが用いられる。
When the ratio of the scaly graphite particles (A) to the total amount of the scaly graphite particles (A) and the carbonaceous particles (B) is too large, the initial efficiency tends to decrease and the electrode plate strength decreases. On the other hand, if the ratio of the scaly graphite particles (A) is too small, the cycle characteristics tend to be deteriorated due to the reduction of the effect of suppressing the conduction path breakage of the scaly graphite particles (A).
The method of mixing is not particularly limited as long as the scaly graphite particles (A) and the carbonaceous particles (B) are uniformly mixed. For example, as a batch-type mixing apparatus, two frame molds are rotated. A mixer that revolves while revolving; A high-speed, high-shear mixer, such as a dissolver or a high-viscosity butterfly mixer; a single blade that stirs and disperses in the tank; a semi-cylindrical mixing tank A so-called kneader type device having a structure in which a stirring blade such as a sigma type rotates along a side surface; a trimix type device having three stirring blades; a so-called bead mill type having a rotating disk and a dispersion medium in a container A device or the like is used.

またシャフトによって回転されるパドルが内装された容器を有し、容器内壁面はパドルの回転の最外線に実質的に沿って、好ましくは長い双胴型に形成され、パドルは互いに対向する側面を摺動可能に咬合するようにシャフトの軸方向に多数対配列された構造の装置(例えば栗本鉄工所製のKRCリアクタ、SCプロセッサ、東芝機械セルマック社製のTEM、日本製鋼所製のTEX−Kなど);更には内部一本のシャフトと、シャフトに固定された複数のすき状又は鋸歯状のパドルが位相を変えて複数配置された容器を有し、その内壁面はパドルの回転の最外線に実質的に沿って、好ましくは円筒型に形成された構造の(外熱式)装置(例えばレーディゲ社製のレディゲミキサー、大平洋機工社製のフローシェアーミキサー、月島機械社製のDTドライヤーなど)を用いることもできる。連続方式で混合を行うには、パイプラインミキサーや連続式ビーズミルなどを用いればよい。   It also has a container with a paddle that is rotated by a shaft, and the inner wall surface of the container is formed substantially along the outermost line of rotation of the paddle, preferably in a long twin cylinder shape, and the paddle has side surfaces facing each other. A device having a structure in which many pairs are arranged in the axial direction of the shaft so as to be slidably engaged (for example, KRC reactor manufactured by Kurimoto Iron Works, SC processor, TEM manufactured by Toshiba Machine Celmac, TEX-K manufactured by Nippon Steel Works) Furthermore, it has a container in which a single inner shaft and a plurality of pavement or sawtooth paddles fixed to the shaft are arranged in different phases, and the inner wall surface is the outermost line of rotation of the paddle (External heat type) apparatus (for example, a Redige mixer manufactured by Redige Co., Ltd., a flow share mixer manufactured by Taiyo Koki Co., Ltd., and Tsukishima Kikai Co., Ltd.) DT dryers, etc.) can also be used. In order to perform mixing in a continuous manner, a pipeline mixer, a continuous bead mill, or the like may be used.

<タップ密度>
本発明の負極材は、タップ密度は通常0.6g/cm以上、好ましくは0.7g/cm以上であり、一方、通常1.8g/cm以下、好ましくは1.5g/cm以下、さらに好ましくは1.3g/cm以下である。
タップ密度が上記範囲より小さいと、電極内で充分な連続空隙が確保されず、空隙に保持された電解液内のLiイオンの移動性が落ちることで、急速充放電特性が低下する傾向がある。
<Tap density>
The negative electrode material of the present invention has a tap density of usually 0.6 g / cm 3 or more, preferably 0.7 g / cm 3 or more, and usually 1.8 g / cm 3 or less, preferably 1.5 g / cm 3. Hereinafter, it is more preferably 1.3 g / cm 3 or less.
When the tap density is smaller than the above range, sufficient continuous voids are not secured in the electrode, and the mobility of Li ions in the electrolyte held in the voids tends to decrease, so that rapid charge / discharge characteristics tend to deteriorate. .

<他の材料との混合>
本発明の負極材は、鱗片状黒鉛質粒子(A)及び/又は炭素質粒子(B)の何れか一種を単独で、又は二種以上を任意の組成及び組み合わせで併用して、非水系二次電池の負極材として好適に使用することができるが、一種又は二種以上を、他の一種又は二種以上のその他の材料と混合し、これを非水系二次電池、好ましくは非水系二次電池の負極材料として用いてもよい。
<Mixing with other materials>
The negative electrode material according to the present invention is a non-aqueous two-component catalyst that uses any one of the scaly graphite particles (A) and / or the carbonaceous particles (B) alone or in combination of two or more in any composition and combination. Although it can be used suitably as a negative electrode material of a secondary battery, one or two or more kinds are mixed with another kind or two or more other materials, and this is mixed with a nonaqueous secondary battery, preferably a nonaqueous secondary battery. You may use as a negative electrode material of a secondary battery.

上述の非水系二次電池負極用炭素材にその他炭素材料を混合する場合、非水系二次電池負極用炭素材及びその他炭素材料の総量に対する非水系二次電池負極用炭素材の混合割合は、通常10質量%以上、好ましくは20質量%以上、また、通常90質量%以下、好ましくは80質量%以下の範囲である。その他炭素材料の混合割合が、前記範囲を下回ると、添加した効果が現れ難い傾向がある。一方、前記範囲を上回ると、本発明の非水系二次電池負極用炭素材の特性が現れ難い傾向がある。   When mixing other carbon materials with the above-mentioned non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, the mixing ratio of the non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material to the total amount of the non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material and other carbon materials is: It is usually 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and usually 90% by mass or less, preferably 80% by mass or less. When the mixing ratio of other carbon materials is less than the above range, the added effect tends to hardly appear. On the other hand, when the above range is exceeded, the characteristics of the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention tend to hardly appear.

その他の材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質被覆黒鉛、非晶質炭素、金属粒子、金属化合物の中から選ばれる材料を用いる。これらの材料は、何れかを一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び組成で併用してもよい。
天然黒鉛としては、例えば、高純度化した鱗片状黒鉛質粒子や鱗状黒鉛を用いることができる。天然黒鉛の体積基準平均粒径は、通常8μm以上、好ましくは12μm以上、また、通常60μm以下、好ましくは40μm以下の範囲である。天然黒鉛のBET比表面積は、通常3.5m2/g以上、好ましくは、4.5m2/g以上、また、通常8m2/g
以下、好ましくは6m2/g以下の範囲である。
As other materials, materials selected from natural graphite, artificial graphite, amorphous-coated graphite, amorphous carbon, metal particles, and metal compounds are used. Any one of these materials may be used alone, or two or more of these materials may be used in any combination and composition.
As the natural graphite, for example, highly purified scaly graphite particles or scaly graphite can be used. The volume-based average particle diameter of natural graphite is usually 8 μm or more, preferably 12 μm or more, and usually 60 μm or less, preferably 40 μm or less. The BET specific surface area of natural graphite is usually 3.5 m 2 / g or more, preferably 4.5 m 2 / g or more, and usually 8 m 2 / g.
Hereinafter, the range is preferably 6 m 2 / g or less.

人造黒鉛としては、炭素材料を黒鉛化した粒子等が挙げられ、例えば、単一の黒鉛前駆体粒子を粉状のまま焼成、黒鉛化した粒子などを用いることができる。
非晶質被覆黒鉛としては、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛に非晶質前駆対を被覆、焼成した粒子や、天然黒鉛や人造黒鉛に非晶質をCVDにより被覆した粒子を用いることができる。
Examples of the artificial graphite include particles obtained by graphitizing a carbon material. For example, particles obtained by firing and graphitizing a single graphite precursor particle while it is powdered can be used.
As amorphous-coated graphite, for example, natural graphite or artificial graphite coated with an amorphous precursor pair and fired, or natural graphite or artificial graphite coated with amorphous by CVD can be used.

非晶質炭素としては、例えば、バルクメソフェーズを焼成した粒子や、炭素化可能なピッチ等を不融化処理し、焼成した粒子を用いることができる。
非水系二次電池負極用炭素材とその他炭素材料との混合に用いる装置としては、特に制限はないが、例えば、回転型混合機の場合:円筒型混合機、双子円筒型混合機、二重円錐型混合機、正立方型混合機、鍬形混合機、固定型混合機の場合:螺旋型混合機、リボン型混合機、Muller型混合機、HelicalFlight型混合機、Pugmill型混合機、流動化型混合機等を用いることができる。
As the amorphous carbon, for example, particles obtained by firing a bulk mesophase, or particles obtained by firing an infusible carbonized pitch or the like can be used.
There is no particular limitation on the apparatus used for mixing the carbon material for the nonaqueous secondary battery negative electrode and other carbon materials. For example, in the case of a rotary mixer: a cylindrical mixer, a twin cylinder mixer, a double For conical mixers, regular cubic mixers, vertical mixers, fixed mixers: spiral mixers, ribbon mixers, Muller mixers, HelicalFlight mixers, Pugmill mixers, fluidized mixers A mixer or the like can be used.

金属粒子としては、例えば、Fe、Co、Sb、Bi、Pb、Ni、Ag、Si、Sn、Al、Zr、Cr、P、S、V、Mn、Nb、Mo、Cu、Zn、Ge、In、Ti等からなる群から選ばれる金属又はその化合物が好ましい。また、2種以上の金属からなる合金を使用しても良く、金属粒子が、2種以上の金属元素により形成された合金粒子であってもよい。これらの中でも、Si、Sn、As、Sb、Al、Zn及びWからなる群から選ばれる金属又はその化合物が好ましい。   Examples of metal particles include Fe, Co, Sb, Bi, Pb, Ni, Ag, Si, Sn, Al, Zr, Cr, P, S, V, Mn, Nb, Mo, Cu, Zn, Ge, In A metal selected from the group consisting of Ti and the like or a compound thereof is preferable. Further, an alloy composed of two or more kinds of metals may be used, and the metal particles may be alloy particles formed of two or more kinds of metal elements. Among these, a metal selected from the group consisting of Si, Sn, As, Sb, Al, Zn, and W or a compound thereof is preferable.

金属化合物としては、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物等が挙げられる。また、2種以上の金属からなる合金を使用しても良い。
この中でも、Si又はSi化合物が高容量化の点で、好ましい。Si化合物としては、具体的には、SiOx,SiNx,SiCx、SiZxOy(Z=C、N)などが挙げられ、好ましくは、一般式で表すとSiOxである。この一般式SiOxは、二酸化Si(
SiO)と金属Si(Si)とを原料として得られるが、そのxの値は通常0≦x<2である。SiOxは、黒鉛と比較して理論容量が大きく、更に非晶質SiあるいはナノサイズのSi結晶は、リチウムイオン等のアルカリイオンの出入りがしやすく、高容量を得ることが可能となる。
Examples of the metal compound include metal oxides, metal nitrides, metal carbides, and the like. Moreover, you may use the alloy which consists of 2 or more types of metals.
Among these, Si or Si compound is preferable in terms of increasing capacity. Specific examples of the Si compound include SiOx, SiNx, SiCx, SiZxOy (Z = C, N) and the like, and preferably SiOx when expressed by a general formula. This general formula SiOx represents Si dioxide (
SiO 2 ) and metal Si (Si) are obtained as raw materials, and the value of x is usually 0 ≦ x <2. SiOx has a larger theoretical capacity than graphite. Furthermore, amorphous Si or nano-sized Si crystals easily allow alkali ions such as lithium ions to enter and exit, so that a high capacity can be obtained.

具体的には、SiOxと表されるものであり、xは通常0≦x<2であり、より好ましくは、0.2以上、1.8以下、更に好ましくは、0.4以上、1.6以下、特に好ましくは、0.6以上、1,4以下である。この範囲であれば、高容量であると同時に、Li
と酸素との結合による不可逆容量を低減させることが可能となる。
<非水系二次電池用負極>
本発明はまた、本発明の非水系二次電池負極用炭素材を用いて形成される非水系二次電池用負極に関するものであり、例えば、リチウムイオン二次電池用負極が挙げられる。
Specifically, it is expressed as SiOx, and x is usually 0 ≦ x <2, more preferably 0.2 or more and 1.8 or less, and still more preferably 0.4 or more. 6 or less, particularly preferably 0.6 or more and 1,4 or less. Within this range, the capacity is high and at the same time Li
It becomes possible to reduce the irreversible capacity due to the bond between oxygen and oxygen.
<Negative electrode for non-aqueous secondary battery>
The present invention also relates to a negative electrode for a non-aqueous secondary battery formed using the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention, and examples thereof include a negative electrode for a lithium ion secondary battery.

非水系二次電池用負極の製造方法や非水系二次電池用負極を構成する本発明の非水系二次電池負極用炭素材以外の材料の選択については、特に限定されない。
本発明の非水系二次電池用負極は、集電体と、集電体上に形成された活物質層とを備え、かつ前記活物質層が少なくとも本発明の非水系二次電池負極用炭素材を含有するものである。前記活物質層は、好ましくは、さらにバインダを含有する。
The method for producing the negative electrode for nonaqueous secondary battery and the selection of materials other than the carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode of the present invention constituting the negative electrode for nonaqueous secondary battery are not particularly limited.
The negative electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention comprises a current collector and an active material layer formed on the current collector, and the active material layer is at least a carbon for the negative electrode of the non-aqueous secondary battery of the present invention. Contains material. The active material layer preferably further contains a binder.

バインダは、特に限定されないが、分子内にオレフィン性不飽和結合を有するものが好ましい。具体例としては、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン・イソプレン・スチレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体などが挙げられる。
このようなオレフィン性不飽和結合を有するバインダを用いることにより、活物質層の電解液に対する膨潤性を低減することができる。中でも入手の容易性から、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。
The binder is not particularly limited, but a binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule is preferable. Specific examples include styrene-butadiene rubber, styrene / isoprene / styrene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butadiene rubber, and ethylene / propylene / diene copolymer.
By using such a binder having an olefinically unsaturated bond, the swellability of the active material layer with respect to the electrolytic solution can be reduced. Of these, styrene-butadiene rubber is preferred because of its availability.

このような分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダと、本発明の非水系二次電池負極用炭素材とを組み合わせて用いることにより、負極板の機械的強度を高くすることができる。負極板の機械的強度が高いと、充放電による負極の劣化が抑制され、サイクル寿命を長くすることができる。
分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダは、分子量が大きいもの及び/又は不飽和結合の割合が大きいものが好ましい。
By using such a binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule and the carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode of the present invention in combination, the mechanical strength of the negative electrode plate can be increased. When the mechanical strength of the negative electrode plate is high, deterioration of the negative electrode due to charge / discharge is suppressed, and the cycle life can be extended.
The binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule preferably has a large molecular weight and / or a large proportion of unsaturated bonds.

バインダの分子量としては、重量平均分子量を通常1万以上とすることができ、また、通常100万以下とすることができる。この範囲であれば、機械的強度及び可撓性の両面を良好な範囲に制御できる。重量平均分子量は、好ましくは5万以上であり、また、好ましくは30万以下の範囲である。
バインダの分子内のオレフィン性不飽和結合の割合としては、全バインダ1g当たりのオレフィン性不飽和結合のモル数を通常2.5×10−7モル以上とすることができ、また、通常5×10−6モル以下とすることができる。この範囲であれば、強度向上効果が十分に得られ、可撓性も良好である。モル数は、好ましくは8×10−7モル以上であり、また、好ましくは1×10−6モル以下である。
As the molecular weight of the binder, the weight average molecular weight can usually be 10,000 or more, and can usually be 1,000,000 or less. If it is this range, both mechanical strength and flexibility can be controlled to a favorable range. The weight average molecular weight is preferably 50,000 or more, and preferably 300,000 or less.
As the ratio of olefinically unsaturated bonds in the binder molecule, the number of moles of olefinically unsaturated bonds per 1 g of the total binder can be usually 2.5 × 10 −7 mol or more, and usually 5 × It can be 10 <-6> mol or less. If it is this range, the intensity | strength improvement effect will be acquired sufficiently and flexibility will also be favorable. The number of moles is preferably 8 × 10 −7 mol or more, and preferably 1 × 10 −6 mol or less.

また、オレフィン性不飽和結合を有するバインダについては、その不飽和度を、通常15%以上、90%以下とすることができる。不飽和度は、好ましくは20%以上、より好ましくは40%以上であり、また、好ましくは80%以下である。本願明細書において、不飽和度とは、ポリマーの繰り返し単位に対する二重結合の割合(%)を表す。
バインダとして、オレフィン性不飽和結合を有さないバインダも、使用することができる。分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダとオレフィン性不飽和結合を有さ
ないバインダとを併用することによって、塗布性の向上等が期待できる。
Moreover, about the binder which has an olefinically unsaturated bond, the unsaturation degree can be normally made into 15% or more and 90% or less. The degree of unsaturation is preferably 20% or more, more preferably 40% or more, and preferably 80% or less. In the present specification, the degree of unsaturation represents the ratio (%) of the double bond to the repeating unit of the polymer.
As the binder, a binder having no olefinically unsaturated bond can also be used. By using in combination a binder having an olefinically unsaturated bond and a binder having no olefinically unsaturated bond in the molecule, improvement in coatability and the like can be expected.

オレフィン性不飽和結合を有するバインダを100質量%とした場合、オレフィン性不飽和結合を有さないバインダの混合比率は、活物質層の強度が低下するのを抑制するため、通常150質量%以下とすることができ、好ましくは120質量%以下である。
オレフィン性不飽和結合を有さないバインダの例としては、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、澱粉、カラギーナン、プルラン、グアーガム、ザンサンガム(キサンタンガム)等の増粘多糖類;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類;ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のビニルアルコール類;ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等のポリ酸またはこれらの金属塩;ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのアルカン系ポリマーまたはこれらの共重合体などが挙げられる。
When the binder having an olefinically unsaturated bond is 100% by mass, the mixing ratio of the binder having no olefinically unsaturated bond is usually 150% by mass or less in order to suppress a decrease in the strength of the active material layer. Preferably, it is 120 mass% or less.
Examples of binders having no olefinically unsaturated bond include thickening polysaccharides such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, starch, carrageenan, pullulan, guar gum, xanthan gum (xanthan gum); polyethers such as polyethylene oxide and polypropylene oxide; Vinyl alcohols such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral; polyacids such as polyacrylic acid and polymethacrylic acid or metal salts thereof; fluorine-containing polymers such as polyvinylidene fluoride; alkane polymers such as polyethylene and polypropylene; Examples include coalescence.

活物質層には、負極の導電性を向上させるために、非水系電解液に難溶性のポリマーが添着した鱗片状黒鉛質粒子(A)以外にも、導電助剤を含有させてもよい。導電助剤は、特に限定されず、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラックなどのカーボンブラック、平均粒径1μm以下のCu、Ni又はこれらの合金からなる微粉末などが挙げられる。   In order to improve the electroconductivity of a negative electrode, you may contain a conductive support agent in addition to the scaly graphite particle (A) which the poorly soluble polymer was attached to the non-aqueous electrolyte solution in the active material layer. The conductive aid is not particularly limited, and examples thereof include carbon black such as acetylene black, ketjen black, and furnace black, fine powder made of Cu, Ni having an average particle size of 1 μm or less, or an alloy thereof.

導電助剤の添加量は、本発明の非水系二次電池負極用炭素材に対して、10質量%以下であることが好ましい。
本発明の非水系二次電池用負極は、本発明の非水系二次電池負極用炭素材と場合によりバインダ及び/又は導電助剤とを分散媒に分散させてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥することにより形成することができる。分散媒としては、アルコールなどの有機溶媒や、水を用いることができる。
It is preferable that the addition amount of a conductive support agent is 10 mass% or less with respect to the carbon material for non-aqueous secondary battery negative electrodes of this invention.
The negative electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention is a slurry obtained by dispersing the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention and optionally a binder and / or a conductive additive in a dispersion medium. It can be formed by coating and drying. As the dispersion medium, an organic solvent such as alcohol or water can be used.

スラリーを塗布する集電体としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。具体的には、圧延銅箔、電解銅箔、ステンレス箔等の金属薄膜などが挙げられる。
集電体の厚さは通常4μm以上とすることができ、また、通常30μm以下とすることができる。厚さは、好ましくは6μm以上であり、また、好ましくは20μm以下である。
It does not specifically limit as a collector which apply | coats a slurry, A well-known thing can be used. Specific examples include metal thin films such as rolled copper foil, electrolytic copper foil, and stainless steel foil.
The thickness of the current collector can usually be 4 μm or more, and can usually be 30 μm or less. The thickness is preferably 6 μm or more, and preferably 20 μm or less.

スラリーを塗布、乾燥して得られる非水系二次電池負極用炭素材層(以下、単に「活物質層」と称することもある。)の厚さは、負極としての実用性及び高密度の電流値に対する十分なリチウムイオンの吸蔵・放出の機能の点から、通常5μm以上とすることができ、また、通常200μm以下とすることができる。好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上であり、また、好ましくは100μm以下、より好ましくは75μm以下である。   The thickness of the carbon material layer for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery (hereinafter sometimes simply referred to as “active material layer”) obtained by applying and drying the slurry is practical as a negative electrode and has a high-density current. From the viewpoint of sufficient lithium ion occlusion / release function with respect to the value, it can be usually 5 μm or more, and can be usually 200 μm or less. Preferably it is 20 micrometers or more, More preferably, it is 30 micrometers or more, Preferably it is 100 micrometers or less, More preferably, it is 75 micrometers or less.

活物質層の厚さは、スラリーの塗布、乾燥後にプレスすることにより、上記範囲の厚さになるように調整してもよい。
活物質層における非水系二次電池負極用炭素材の密度は、用途により異なるものの、例えば車載用途やパワーツール用途などの入出力特性を重視する用途においては、通常1.1g/cm以上、1.65g/cm以下である。
You may adjust the thickness of an active material layer so that it may become the thickness of the said range by pressing after application | coating of a slurry and drying.
Although the density of the carbon material for the non-aqueous secondary battery negative electrode in the active material layer varies depending on the application, for example, in an application in which input / output characteristics such as an in-vehicle application and a power tool application are emphasized, usually 1.1 g / cm 3 or more, 1.65 g / cm 3 or less.

この範囲であれば、密度が低すぎることによる粒子同士の接触抵抗の増大を回避することができ、一方、密度が高すぎることによるレート特性の低下も抑制することができる。
密度は、好ましくは1.2g/cm以上、さらに好ましくは1.25g/cm以上である。
携帯電話やパソコンといった携帯機器用途などの容量を重視する用途では、通常1.4
5g/cm以上とすることができ、また、通常1.9g/cm以下とすることができる。
Within this range, it is possible to avoid an increase in contact resistance between particles due to the density being too low, and it is also possible to suppress a decrease in rate characteristics due to the density being too high.
The density is preferably 1.2 g / cm 3 or more, more preferably 1.25 g / cm 3 or more.
For applications that place emphasis on capacity, such as mobile devices such as mobile phones and personal computers, it is usually 1.4.
It can be 5 g / cm 3 or more, and can usually be 1.9 g / cm 3 or less.

この範囲であれば、密度が低すぎることによる単位体積あたりの電池の容量低下を回避することができ、一方、密度が高すぎることによるレート特性の低下も抑制することができる。
密度は、好ましくは1.55g/cm以上、さらに好ましくは1.65g/cm以上、特に好ましくは1.7g/cm以上である。
If it is this range, the capacity | capacitance fall of the battery per unit volume by a density being too low can be avoided, On the other hand, the fall of the rate characteristic by a density being too high can also be suppressed.
Density is preferably 1.55 g / cm 3 or more, more preferably 1.65 g / cm 3 or more, and particularly preferably 1.7 g / cm 3 or more.

<非水系二次電池>
本発明に係る非水系二次電池の基本的構成は、例えば、公知のリチウムイオン二次電池と同様とすることができ、通常、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに電解質を備え、前記負極は上述した本発明に係る非水系二次電池用負極である。
<正極>
正極は、集電体と、集電体上に形成された活物質層とを備えることができる。活物質層は、正極用活物質の他に、好ましくはバインダを含有する。
<Non-aqueous secondary battery>
The basic configuration of the nonaqueous secondary battery according to the present invention can be the same as, for example, a known lithium ion secondary battery, and usually includes a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and an electrolyte. The negative electrode is a negative electrode for a non-aqueous secondary battery according to the present invention described above.
<Positive electrode>
The positive electrode can include a current collector and an active material layer formed on the current collector. The active material layer preferably contains a binder in addition to the positive electrode active material.

正極用活物質としては、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などが挙げられる。中でもリチウムイオンを吸蔵・放出可能な金属カルコゲン化合物が好ましい。
金属カルコゲン化合物としては、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、マンガン酸化物、クロム酸化物、チタン酸化物、タングステン酸化物などの遷移金属酸化物;バナジウム硫化物、モリブデン硫化物、チタン硫化物、CuSなどの遷移金属硫化物;NiPS、FePS等の遷移金属のリン−硫黄化合物;VSe、NbSeなどの遷移金属のセレン化合物;Fe0.250.75、Na0.1CrSなどの遷移金属の複合酸化物;LiCoS、LiNiSなどの遷移金属の複合硫化物等が挙げられる。
Examples of the positive electrode active material include metal chalcogen compounds that can occlude and release alkali metal cations such as lithium ions during charge and discharge. Of these, metal chalcogen compounds capable of inserting and extracting lithium ions are preferred.
Examples of metal chalcogen compounds include transition metal oxides such as vanadium oxide, molybdenum oxide, manganese oxide, chromium oxide, titanium oxide, and tungsten oxide; vanadium sulfide, molybdenum sulfide, titanium sulfide, CuS, and the like transition metal sulfides; NIPS 3, phosphorus transition metals such as FEPS 3 - sulfur compounds; VSe 2, selenium compounds of transition metals such as NbSe 3; Fe 0.25 V 0.75 S 2, Na 0.1 CrS Composite oxides of transition metals such as 2 ; composite sulfides of transition metals such as LiCoS 2 and LiNiS 2 .

中でも、リチウムイオンの吸蔵・放出の観点から、V、V13、VO、Cr、MnO、TiO、MoV、LiCoO、LiNiO、LiMn、TiS、V、Cr0.250.75、Cr0.50.5などが好ましく、LiCoO、LiNiO、LiMnや、これらの遷移金属の一部を他の金属で置換したリチウム遷移金属複合酸化物が特に好ましい。 Among them, from the viewpoint of occlusion / release of lithium ions, V 2 O 5 , V 5 O 13 , VO 2 , Cr 2 O 5 , MnO 2 , TiO 2 , MoV 2 O 8 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , TiS 2 , V 2 S 5 , Cr 0.25 V 0.75 S 2 , Cr 0.5 V 0.5 S 2 and the like are preferable, and LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4, and their transitions A lithium transition metal composite oxide in which a part of the metal is substituted with another metal is particularly preferable.

これらの正極活物質は、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。
正極用のバインダは、特に限定されず、公知のものを任意に選択して用いることができる。例としては、シリケート、水ガラス等の無機化合物や、テフロン(登録商標)、ポリフッ化ビニリデン等の不飽和結合を有さない樹脂などが挙げられる。中でも好ましいのは、酸化反応時に分解しにくいため、不飽和結合を有さない樹脂である。
These positive electrode active materials may be used alone or in combination.
The binder for positive electrodes is not specifically limited, A well-known thing can be selected arbitrarily and can be used. Examples include inorganic compounds such as silicate and water glass, and resins having no unsaturated bond such as Teflon (registered trademark) and polyvinylidene fluoride. Among them, a resin having no unsaturated bond is preferable because it is difficult to decompose during the oxidation reaction.

バインダの重量平均分子量は、通常1万以上とすることができ、また、通常300万以下とすることができる。重量平均分子量は、好ましくは10万以上であり、また、好ましくは100万以下である。
正極活物質層中には、正極の導電性を向上させるために、導電助剤を含有させてもよい。導電助剤は、特に限定されず、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末、各種の金属の繊維、粉末、箔などが挙げられる。
The weight average molecular weight of the binder can usually be 10,000 or more, and can usually be 3 million or less. The weight average molecular weight is preferably 100,000 or more, and preferably 1,000,000 or less.
The positive electrode active material layer may contain a conductive additive in order to improve the conductivity of the positive electrode. The conductive aid is not particularly limited, and examples thereof include carbon powders such as acetylene black, carbon black, and graphite, various metal fibers, powders, and foils.

本発明の正極は、上述したような負極の製造方法と同様にして、活物質と、場合によりバインダ及び/又は導電助剤を分散媒に分散させてスラリーとし、これを集電体表面に塗布することにより形成することができる。正極の集電体は、特に限定されず、アルミニウム、ニッケル、ステンレススチール(SUS)などが挙げられる。   The positive electrode of the present invention is a slurry obtained by dispersing an active material and, optionally, a binder and / or a conductive auxiliary agent in a dispersion medium in the same manner as the above-described negative electrode manufacturing method, and applying this to the surface of the current collector. Can be formed. The current collector for the positive electrode is not particularly limited, and examples thereof include aluminum, nickel, and stainless steel (SUS).

<電解質>
電解質(「電解液」と称することもある。)は、特に限定されず、非水系溶媒に電解質としてリチウム塩を溶解させた非水系電解液や、該非水系電解液に有機高分子化合物等を添加することによりゲル状、ゴム状、または固体シート状にしたものなどが挙げられる。
非水系電解液に使用される非水系溶媒は、特に限定されず、公知の非水系溶媒を用いることができる。
例えば、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等の鎖状カーボネート類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類;1,2−ジメトキシエタン等の鎖状エーテル類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、1,3−ジオキソラン等の環状エーテル類;ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類などが挙げられる。
<Electrolyte>
The electrolyte (sometimes referred to as “electrolyte”) is not particularly limited, and a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving a lithium salt as an electrolyte in a non-aqueous solvent, or an organic polymer compound or the like is added to the non-aqueous electrolyte. By doing so, a gel-like, rubber-like, or solid sheet-like shape can be mentioned.
The non-aqueous solvent used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, and a known non-aqueous solvent can be used.
For example, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate; chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane; tetrahydrofuran, 2-methyl Examples include cyclic ethers such as tetrahydrofuran, sulfolane, and 1,3-dioxolane; chain esters such as methyl formate, methyl acetate, and methyl propionate; and cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone.

非水系溶媒は、単独でも、2種以上を併用してもよい。混合溶媒の場合は、環状カーボネートと鎖状カーボネートを含む混合溶媒の組み合わせが導電性と粘度のバランスから好ましく、環状カーボネートが、エチレンカーボネートであることが好ましい。
非水系電解液に使用されるリチウム塩も特に制限されず、公知のリチウム塩を用いることができる。例えば、LiCl、LiBrなどのハロゲン化物;LiClO、LiBrO、LiClOなどの過ハロゲン酸塩;LiPF、LiBF、LiAsFなどの無機フッ化物塩などの無機リチウム塩;LiCFSO、LiCSOなどのパーフルオロアルカンスルホン酸塩;Liトリフルオロメタンスルフォニルイミド((CFSONLi)などのパーフルオロアルカンスルホン酸イミド塩などの含フッ素有機リチウム塩などが挙げられる。中でもLiClO、LiPF、LiBFが好ましい。
A non-aqueous solvent may be individual or may use 2 or more types together. In the case of a mixed solvent, a combination of a mixed solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate is preferable from the balance of conductivity and viscosity, and the cyclic carbonate is preferably ethylene carbonate.
The lithium salt used in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, and a known lithium salt can be used. For example, halides such as LiCl and LiBr; perhalogenates such as LiClO 4 , LiBrO 4 and LiClO 4 ; inorganic lithium salts such as inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 and LiAsF 6 ; LiCF 3 SO 3 , Examples include perfluoroalkane sulfonates such as LiC 4 F 9 SO 3 ; fluorine-containing organic lithium salts such as perfluoroalkane sulfonic acid imide salts such as Li trifluoromethanesulfonyl imide ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi), and the like. . Of these, LiClO 4 , LiPF 6 , and LiBF 4 are preferable.

リチウム塩は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。非水系電解液中におけるリチウム塩の濃度は、0.5mol/L以上、2.0mol/L以下の範囲とすることができる。
上述の非水系電解液に有機高分子化合物を含ませることで、ゲル状、ゴム状、或いは固体シート状にして使用する場合、有機高分子化合物の具体例としては、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;ポリエーテル系高分子化合物の架橋体高分子;ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニルアルコール系高分子化合物;ビニルアルコール系高分子化合物の不溶化物;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などのビニル系高分子化合物;ポリ(ω−メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート)、ポリ(ω−メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート−co−メチルメタクリレート)、ポリ(ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン)等のポリマー共重合体などが挙げられる。
A lithium salt may be used independently or may use 2 or more types together. The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte can be in the range of 0.5 mol / L or more and 2.0 mol / L or less.
When the organic polymer compound is included in the non-aqueous electrolyte solution described above and used in the form of a gel, rubber, or solid sheet, specific examples of the organic polymer compound include polyethylene oxide, polypropylene oxide, and the like. Polyether polymer compounds; Cross-linked polymers of polyether polymer compounds; Vinyl alcohol polymer compounds such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral; Insolubilized vinyl alcohol polymer compounds; Polyepichlorohydrin; Polyphosphazene; Siloxane; vinyl polymer compounds such as polyvinylpyrrolidone, polyvinylidene carbonate, polyacrylonitrile; poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate), poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate-co-methyl methacrylate) And polymer copolymers such as poly (hexafluoropropylene-vinylidene fluoride).

上述の非水系電解液は、さらに被膜形成剤を含んでいてもよい。
被膜形成剤の具体例としては、ビニレンカーボネート、ビニルエチルカーボネート、メチルフェニルカーボネートなどのカーボネート化合物;エチレンサルファイド、プロピレンサルファイドなどのアルケンサルファイド;1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトンなどのスルトン化合物;マレイン酸無水物、コハク酸無水物などの酸無水物などが挙げられる。
The non-aqueous electrolyte solution described above may further contain a film forming agent.
Specific examples of the film forming agent include carbonate compounds such as vinylene carbonate, vinylethyl carbonate, and methylphenyl carbonate; alkene sulfides such as ethylene sulfide and propylene sulfide; and sultone compounds such as 1,3-propane sultone and 1,4-butane sultone. And acid anhydrides such as maleic acid anhydride and succinic acid anhydride.

非水系電解液にはさらに、ジフェニルエーテル、シクロヘキシルベンゼン等の過充電防止剤が添加されていてもよい。
上記各種添加剤を用いる場合、初期不可逆容量の増加や低温特性、レート特性の低下等
、他の電池特性に悪影響を及ぼさないようにするために、添加剤の総含有量は非水系電解液全体に対して通常10質量%以下とすることができ、中でも8質量%以下、さらには5質量%以下、特に2質量%以下の範囲が好ましい。
Further, an overcharge inhibitor such as diphenyl ether or cyclohexylbenzene may be added to the non-aqueous electrolyte.
When using the above-mentioned various additives, the total content of the additives is the total amount of the non-aqueous electrolyte so as not to adversely affect other battery characteristics such as an increase in initial irreversible capacity, low temperature characteristics, and deterioration in rate characteristics. In general, it can be 10% by mass or less, in particular, 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less.

また、電解質として、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。
高分子固体電解質としては、前述のポリエーテル系高分子化合物にLi塩を溶解させたものや、ポリエーテルの末端水酸基がアルコキシドに置換されているポリマーなどが挙げられる。
Further, as the electrolyte, a polymer solid electrolyte which is a conductor of an alkali metal cation such as lithium ion can be used.
Examples of the polymer solid electrolyte include those obtained by dissolving a Li salt in the aforementioned polyether polymer compound, and polymers in which the terminal hydroxyl group of the polyether is substituted with an alkoxide.

<その他>
正極と負極との間には、通常、電極間の短絡を防止するために、多孔膜や不織布などの多孔性のセパレータを介在させることができ、非水系電解液は、多孔性のセパレータに含浸させて用いることが便利である。セパレータの材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエーテルスルホンなどが用いられ、好ましくはポリオレフィンである。
<Others>
In order to prevent a short circuit between the electrodes, a porous separator such as a porous membrane or a nonwoven fabric can usually be interposed between the positive electrode and the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte is impregnated into the porous separator. It is convenient to use it. As a material for the separator, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyethersulfone, and the like are used, and polyolefin is preferable.

非水系二次電池の形態は特に限定されず、例えば、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ;ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ;ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が挙げられる。また、これらの形態の電池を任意の外装ケースに収めることにより、コイン型、円筒型、角型等の任意の形状及び大きさにして用いることができる。   The form of the non-aqueous secondary battery is not particularly limited. For example, a cylinder type in which a sheet electrode and a separator are spiraled; a cylinder type having an inside-out structure in which a pellet electrode and a separator are combined; a coin type in which a pellet electrode and a separator are stacked Etc. Further, by storing batteries of these forms in an optional outer case, the battery can be used in an arbitrary shape and size such as a coin shape, a cylindrical shape, and a square shape.

非水系二次電池を組み立てる手順も特に限定されず、電池の構造に応じて適切な手順で組み立てることができる。例えば、外装ケース上に負極を乗せ、その上に電解液とセパレータを設け、さらに負極と対向するように正極を乗せて、ガスケット、封口板と共にかしめて電池にすることができる。   The procedure for assembling the non-aqueous secondary battery is not particularly limited, and can be assembled by an appropriate procedure according to the structure of the battery. For example, a negative electrode can be placed on an outer case, an electrolyte and a separator can be provided thereon, and a positive electrode can be placed so as to face the negative electrode, and can be caulked together with a gasket and a sealing plate to form a battery.

<電池の性能>
上述のように作製した電池は以下の様な性能を示すものである。
初期効率は、通常70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、更に好ましくは91%以上、特に好ましくは92%以上である。また、放電容量は、通常200mAh/g以上、好ましくは300mAh/g、より好ましくは320mAh/g以上、更に好ましくは340mAh/g以上、特に好ましくは350mAh/g以上、最も好ましくは360mAh/g以上である。初期効率や放電容量が低すぎると、消費電力が大きな機器への適用や長時間の使用ができなくなる傾向がある。
<Battery performance>
The battery produced as described above exhibits the following performance.
The initial efficiency is usually 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 91% or more, and particularly preferably 92% or more. The discharge capacity is usually 200 mAh / g or more, preferably 300 mAh / g, more preferably 320 mAh / g or more, further preferably 340 mAh / g or more, particularly preferably 350 mAh / g or more, and most preferably 360 mAh / g or more. is there. If the initial efficiency or the discharge capacity is too low, there is a tendency that it cannot be applied to a device with large power consumption or used for a long time.

サイクル維持率は、通常70%以上、好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上である。サイクル維持率が低すぎると、充放電を繰り返し、長い期間使用するような用途へ適さない。ここでサイクル維持率とは、1サイクル目の放電容量に対する、200サイクル目の放電容量のことを表す。   The cycle maintenance ratio is usually 70% or more, preferably 75% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 90% or more. If the cycle maintenance ratio is too low, it is not suitable for applications in which charging and discharging are repeated and used for a long period of time. Here, the cycle maintenance ratio represents the discharge capacity at the 200th cycle relative to the discharge capacity at the first cycle.

次に実施例により本発明の具体的態様を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、各物性の測定方法は、上述した測定方法に準じるものとする。
<平均粒径>
粒径の測定方法は、界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(例として、ツィーン20(登録商標))の0.2質量%水溶液10mLに、炭素材0.01gを懸濁させ、市販のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置「HORIBA製LA−
920」に導入し、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、測定装置における体積基準のメジアン径として測定し、本発明における体積基準平均粒径d50と定義した。
EXAMPLES Next, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the measuring method of each physical property shall follow the measuring method mentioned above.
<Average particle size>
The particle diameter is measured by suspending 0.01 g of a carbon material in 10 mL of a 0.2% by mass aqueous solution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate (for example, Tween 20 (registered trademark)) as a surfactant. Commercially available laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer “LA- from HORIBA
920 ", 28 kHz ultrasonic waves were irradiated for 1 minute at an output of 60 W, and then measured as a volume-based median diameter in a measuring apparatus, and defined as a volume-based average particle diameter d50 in the present invention.

<比表面積>
BET比表面積の測定方法は、例えば大倉理研社製比表面積測定装置「AMS8000」を用いて、窒素ガス吸着流通法によりBET1点法にて測定する。具体的には、試料(炭素材)0.4gをセルに充填し、350℃に加熱して前処理を行った後、液体窒素温度まで冷却して、窒素30%、He70%のガスを飽和吸着させ、その後室温まで加熱して脱着したガス量を計測し、得られた結果から、通常のBET法により比表面積を算出した。
<Specific surface area>
The BET specific surface area is measured by, for example, using a specific surface area measuring device “AMS8000” manufactured by Okura Riken Co., Ltd., by the nitrogen gas adsorption flow method, using the BET one-point method. Specifically, 0.4 g of sample (carbon material) is filled in a cell, heated to 350 ° C., pretreated, cooled to liquid nitrogen temperature, and saturated with 30% nitrogen and 70% He gas. The amount of gas adsorbed and then heated to room temperature and desorbed was measured, and the specific surface area was calculated from the obtained results by a normal BET method.

<タップ密度>
本発明において、タップ密度は、粉体密度測定器を用い、直径1.6cm、体積容量20cmの円筒状タップセルに、目開き300μmの篩を通して、原料炭素材を落下させて、セルに満杯に充填した後、ストローク長10mmのタップを1000回行なって、その時の体積と試料の重量から密度を求めた。
<Tap density>
In the present invention, the tap density is measured by using a powder density meter to drop the raw carbon material through a sieve having a diameter of 1.6 cm and a volume capacity of 20 cm 3 through a sieve having a mesh opening of 300 μm to fill the cell. After filling, a tap with a stroke length of 10 mm was performed 1000 times, and the density was determined from the volume at that time and the weight of the sample.

<d002、Lc>
炭素粉末に約15%のX線標準高純度シリコン粉末を加えて混合したものを
材料とし、グラファイトモノクロメーターで単色化したCuKα線を線源とし、反射式ディフラクトメーター法で広角X線回折曲線を測定し、学振法を用いて面間隔(d002)及
び結晶子の大きさ(Lc)を求めた。
< D002 , Lc>
About 15% X-ray standard high-purity silicon powder mixed with carbon powder is used as a material, CuKα ray monochromatized with a graphite monochromator is used as a radiation source, and a wide angle X-ray diffraction curve is obtained by a reflection diffractometer method. Was measured, and the interplanar spacing (d 002 ) and crystallite size (Lc) were determined using the Gakushin method.

<円形度>
フロー式粒子像分析装置(例えば、シスメックスインダストリアル社製FPIA)を用い、界面活性剤としてポリオキシエチレン(20)モノラウレートを使用し、分散媒としてイオン交換水を使用し、円相当径による円形度の算出を行うことで求められる。円相当径とは、撮影した粒子像と同じ投影面積を持つ円(相当円)の直径であり、円形度とは、相当円の周囲長を分子とし、撮影された粒子投影像の周囲長を分母とした比率である。円形度が1のときに理論的真球となる。測定した相当径が10〜40μmの範囲の粒子の円形度を平均し、本発明における円形度を求める。
<Circularity>
Using a flow type particle image analyzer (for example, FPIA manufactured by Sysmex Industrial Co.), using polyoxyethylene (20) monolaurate as a surfactant, using ion-exchanged water as a dispersion medium, and circular with an equivalent circle diameter It is obtained by calculating the degree. The equivalent circle diameter is the diameter of a circle (equivalent circle) having the same projected area as the photographed particle image, and the circularity is the circumference of the equivalent particle as a molecule and the circumference of the photographed particle projection image. The ratio is the denominator. When the circularity is 1, it becomes a theoretical sphere. The circularity of particles having a measured equivalent diameter in the range of 10 to 40 μm is averaged to obtain the circularity in the present invention.

<アスペクト比>
負極材の樹脂包埋物又は負極を平板に対して垂直に研磨して、その断面写真を撮影し、ランダムに50個以上の粒子を抽出して、粒子の最長径(平板に対して平行方向)と最短径(平板に対して垂直方向)を画像解析により測定し、最長径/最短径の平均をアスペクト比とした。樹脂包埋又は極板化した粒子は、通常は平板に対して粒子の厚み方向が垂直に並ぶ傾向があることから、上記の方法より、粒子に特徴的な最長径と最短径を得ることが出来る。
<Aspect ratio>
The resin embedding of the negative electrode material or the negative electrode is polished perpendicularly to the flat plate, a cross-sectional photograph thereof is taken, 50 or more particles are randomly extracted, and the longest particle diameter (in the direction parallel to the flat plate) ) And the shortest diameter (perpendicular to the flat plate) were measured by image analysis, and the average of the longest diameter / shortest diameter was taken as the aspect ratio. Since particles embedded in a resin or made into an electrode plate usually tend to have the thickness direction of the particles aligned perpendicular to a flat plate, the above-mentioned method can obtain the longest and shortest diameters characteristic of the particles. I can do it.

<初期効率の測定方法>
後述の方法で作製した非水系二次電池(2016コイン型電池)を用いて、下記の測定方法で電池充放電時の初期効率を測定した。
0.16mA/cm2の電流密度でリチウム対極に対して5mVまで充電し、更に、5
mVの一定電圧で充電容量値が350mAh/gになるまで充電し、負極中にリチウムをドープした後、0.33mA/cm2の電流密度でリチウム対極に対して1.5Vまで放
電を行なった。引き続き2、3回目は、同電流密度でcc−cv充電にて10mV、0.005Ccutにて充電し、放電は、全ての回で0.04Cで1.5Vまで放電した。この計3サイクルの充電容量と放電容量の差の和を不可逆容量として算出した。また、3サ
イクル目の放電容量を本材料の放電容量とし、本材料の放電容量/(本材料の放電容量+不可逆容量)を初期効率とした。
<Measurement method of initial efficiency>
Using a non-aqueous secondary battery (2016 coin-type battery) produced by the method described later, the initial efficiency during battery charging / discharging was measured by the following measurement method.
The lithium counter electrode is charged to 5 mV at a current density of 0.16 mA / cm 2 , and 5
The battery was charged at a constant voltage of mV until the charge capacity value became 350 mAh / g, and after doping lithium into the negative electrode, the battery was discharged to 1.5 V with respect to the lithium counter electrode at a current density of 0.33 mA / cm 2 . . Subsequently, the second and third times were charged at 10 mV and 0.005 Ccut by cc-cv charging at the same current density, and the discharge was discharged to 1.5 V at 0.04 C at all times. The sum of the difference between the charge capacity and the discharge capacity for a total of three cycles was calculated as an irreversible capacity. The discharge capacity at the third cycle was defined as the discharge capacity of the material, and the discharge capacity of the material / (discharge capacity of the material + irreversible capacity) was defined as the initial efficiency.

<サイクル維持率の測定方法>
後述の方法で作製したラミネート型電池を、0.8Cで4.2Vまで充電、0.5Cで3・0Vまでの放電を繰り返し、1サイクル目の放電容量に対する200サイクル目の放電容量の比×100をサイクル維持率(%)とした。
<Measurement method of cycle maintenance ratio>
A laminate type battery manufactured by the method described later is charged to 4.2 V at 0.8 C, and discharged to 3.0 V at 0.5 C. The ratio of the discharge capacity at the 200th cycle to the discharge capacity at the first cycle × 100 was defined as the cycle retention rate (%).

<電極シートの作製>
実施例又は比較例の黒鉛粒子を用い、活物質層密度1.60±0.03g/cm3の活
物質層を有する極板を作製した。具体的には、負極材20.00±0.02gに、1質量%カルボキシメチルセルロースナトリウム塩水溶液を20.00±0.02g(固形分換算で0.200g)、及び重量平均分子量27万のスチレン・ブタジエンゴム水性ディスパージョン0.50±0.05g(固形分換算で0.2g)を、キーエンス製ハイブリッドミキサーで5分間撹拌し、30秒脱泡してスラリーを得た。
<Production of electrode sheet>
An electrode plate having an active material layer with an active material layer density of 1.60 ± 0.03 g / cm 3 was prepared using the graphite particles of the examples or comparative examples. Specifically, 20.00 ± 0.02 g of negative electrode material 20.00 ± 0.02 g of a 1% by mass aqueous solution of sodium carboxymethylcellulose (0.200 g in terms of solid content), and styrene having a weight average molecular weight of 270,000 -Aqueous dispersion of butadiene rubber 0.50 ± 0.05 g (0.2 g in terms of solid content) was stirred for 5 minutes with a hybrid mixer manufactured by Keyence, and defoamed for 30 seconds to obtain a slurry.

このスラリーを、集電体である厚さ18μmの銅箔上に、負極材料が14.5±0.3mg/cm2付着するように、ドクターブレードを用いて幅5cmに塗布し、室温で風乾
を行った。更に110℃で30分乾燥後、直径20cmのローラを用いてロールプレスして、活物質層の密度が1.60±0.03g/cm3になるよう調整し電極シートを得た
This slurry was applied to a width of 5 cm using a doctor blade so that the negative electrode material was 14.5 ± 0.3 mg / cm 2 on a 18 μm-thick copper foil as a current collector, and air-dried at room temperature. Went. Further, after drying at 110 ° C. for 30 minutes, roll pressing was performed using a roller having a diameter of 20 cm to adjust the density of the active material layer to be 1.60 ± 0.03 g / cm 3 to obtain an electrode sheet.

<非水系二次電池(2016コイン型電池)の作製>
上記方法で作製した電極シートを直径12.5mmの円盤状に打ち抜き、リチウム金属箔を直径14mmの円板状に打ち抜き対極とした。両極の間には、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートの混合溶媒(容積比=3:7)に、LiPF6を1mol/
Lになるように溶解させた電解液を含浸させたセパレータ(多孔性ポリエチレンフィルム製)を置き、2016コイン型電池をそれぞれ作製した。
<Preparation of non-aqueous secondary battery (2016 coin type battery)>
The electrode sheet produced by the above method was punched into a disk shape with a diameter of 12.5 mm, and a lithium metal foil was punched into a disk shape with a diameter of 14 mm as a counter electrode. Between both electrodes, a mixed solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio = 3: 7) and LiPF 6 of 1 mol /
A separator (made of a porous polyethylene film) impregnated with an electrolytic solution dissolved so as to be L was placed, and 2016 coin-type batteries were produced.

<非水系二次電池(ラミネート型電池)の作製方法>
上記方法で作製した電極シートを4cm×3cmの正方形に切り出し負極とし、LiCoOからなる正極を同面積で切り出し、負極と正極の間にはセパレータ(多孔性ポリエチレンフィルム製)を置き、組み合わせた。エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートの混合溶媒(容積比=3:7)に、LiPFを1mol/Lになるように溶解させ、更に添加剤としてビニレンカーボネートを1容積%添加した電解液を250μl注液してラミネート型電池を作製した。
<Production method of non-aqueous secondary battery (laminated battery)>
The electrode sheet produced by the above method was cut into a square of 4 cm × 3 cm to form a negative electrode, a positive electrode made of LiCoO 2 was cut out with the same area, and a separator (made of a porous polyethylene film) was placed between the negative electrode and the positive electrode. 250 μl of an electrolytic solution in which 1% by volume of vinylene carbonate was further added as an additive was dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio = 3: 7) so that LiPF 6 was dissolved at 1 mol / L. Thus, a laminate type battery was produced.

<炭素材料>
炭素質粒子(B):原料黒鉛として体積基準平均粒径(d50)が16.1μm、BET法比表面積(SA)が6.3m/g、タップ密度が0.98g/cm、円形度が0.94、アスペクト比が1.9の球形化処理された天然黒鉛に、非晶質炭素前駆体としてナフサ熱分解時に得られる石油系重質油を混合し、不活性ガス中で1300℃の熱処理を施した。得られた焼成物に粉砕・分級処理を行い、炭素質粒子(B)を得た。また、焼成収率から、得られた炭素質粒子(B)において、非晶質炭素の添着量は3質量%であることが確認された。前記測定法で粒径、SA、Tap密度、円形度、アスペクト比を測定した。結果を下記表1に示す。
<Carbon material>
Carbonaceous particles (B): Volume-based average particle diameter (d50) as raw material graphite is 16.1 μm, BET specific surface area (SA) is 6.3 m 2 / g, tap density is 0.98 g / cm 3 , circularity Is mixed with spheroidized natural graphite having an aspect ratio of 1.9 and an oily heavy oil obtained at the time of naphtha pyrolysis as an amorphous carbon precursor at 1300 ° C. in an inert gas. The heat treatment was performed. The obtained fired product was pulverized and classified to obtain carbonaceous particles (B). From the firing yield, it was confirmed that the amount of amorphous carbon added was 3% by mass in the obtained carbonaceous particles (B). The particle size, SA, Tap density, circularity, and aspect ratio were measured by the above measurement methods. The results are shown in Table 1 below.

非水系電解液に難溶性のポリマーが添着した鱗片状黒鉛質粒子(A):原料黒鉛として鱗片状天然黒鉛粒子(体積基準平均粒径(d50)=5.1μm、BET法比表面積(SA)が14.7m/g、タップ密度=0.42g/cm、円形度=0.81、アスペ
クト比=8.3)を用い、鱗片状天然黒鉛粒子を50gとアルドリッチ製ポリスチレンスルホン酸リチウム30%水溶液(重量平均分子量:75000)0.83gに蒸留水49.17gを添加して希釈したもの)をオイルバスに浸したフラスコに入れた(鱗片状天然黒鉛粒子1:ポリスチレンスルホン酸リチウム=100:0.5)。攪拌しながらオイルバスを95℃に加温して溶媒を留去し、粉末状の鱗片状黒鉛質粒子(A)を得た。前記測定法で粒径、比表面積(SA)、Tap密度、円形度、アスペクト比を測定した。結果を下記表1に示す。
Scale-like graphite particles in which a poorly soluble polymer is attached to a non-aqueous electrolyte (A): scale-like natural graphite particles (volume-based average particle size (d50) = 5.1 μm, BET specific surface area (SA) as raw material graphite) 14.7 m 2 / g, tap density = 0.42 g / cm 3 , circularity = 0.81, aspect ratio = 8.3), and 50 g of scaly natural graphite particles and Aldrich-made lithium polystyrene sulfonate 30 % Aqueous solution (weight average molecular weight: 75000) obtained by adding 49.17 g of distilled water to 0.83 g and diluting it into a flask immersed in an oil bath (scale-like natural graphite particles 1: lithium polystyrene sulfonate = 100 : 0.5). While stirring, the oil bath was heated to 95 ° C. to distill off the solvent, and powdery scaly graphite particles (A) were obtained. The particle size, specific surface area (SA), Tap density, circularity, and aspect ratio were measured by the above measurement methods. The results are shown in Table 1 below.

[実施例1]
鱗片状黒鉛質粒子(A)及び炭素質粒子(B)の総量に対する鱗片状黒鉛質粒子(A)の質量割合が95質量%となるように、鱗片状黒鉛質粒子(A)と炭素質粒子(B)を混合してサンプルを得た。このサンプル及びそれから作成した非水系二次電池について、前記測定法で初期効率、サイクル維持率を測定した。結果を下記表2に示す。
[Example 1]
The flaky graphitic particles (A) and the carbonaceous particles so that the mass ratio of the flaky graphite particles (A) to the total amount of the flaky graphite particles (A) and the carbonaceous particles (B) is 95% by mass. (B) was mixed to obtain a sample. About this sample and the non-aqueous secondary battery produced from it, the initial efficiency and the cycle maintenance factor were measured with the said measuring method. The results are shown in Table 2 below.

[比較例1]
炭素質粒子(B)をそのまま用いて実施例1と同様に電池特性の評価を行った。結果を下記表2に示す。
[比較例2]
鱗片状黒鉛質粒子及び炭素質粒子(B)の総量に対する鱗片状黒鉛質粒子の質量割合が95質量%となるように、鱗片状天然黒鉛粒子と炭素質粒子(B)を混合してサンプルを得た。このサンプルを用いて、実施例1と同様に電池特性の評価を行った。結果を下記表2に示す。
[Comparative Example 1]
The battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1 using the carbonaceous particles (B) as they were. The results are shown in Table 2 below.
[Comparative Example 2]
The sample is prepared by mixing the scaly natural graphite particles and the carbonaceous particles (B) so that the mass ratio of the scaly graphite particles to the total amount of the scaly graphite particles and the carbonaceous particles (B) is 95% by mass. Obtained. Using this sample, the battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2014165018
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Figure 2014165018
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表2から判るように、非水系電解液に難溶性のポリマーが添着した鱗片状黒鉛質粒子(A)と、炭素質粒子(B)を含む非水系二次電池負極用炭素材(実施例1)は炭素質粒子(B)のみからなる非水系二次電池負極材(比較例1)と比べ、サイクル維持率が高いことが確認された。この結果より、電解液に難溶性のポリマーが複合化した鱗片状黒鉛質粒子(A)は、導電助剤として好適な性質を有していることが判る。   As can be seen from Table 2, a non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material (Example 1) containing scaly graphite particles (A) in which a poorly soluble polymer is attached to a non-aqueous electrolyte and carbonaceous particles (B). ) Was confirmed to have a higher cycle retention rate than the non-aqueous secondary battery negative electrode material (Comparative Example 1) consisting only of the carbonaceous particles (B). From this result, it can be seen that the scaly graphite particles (A) obtained by complexing a poorly soluble polymer in the electrolyte have properties suitable as a conductive additive.

また、非水系電解液に難溶性のポリマーが複合化した鱗片状黒鉛(A)と、炭素質粒子(B)を含む非水系二次電池負極用炭素材(実施例1)は、鱗片状天然黒鉛と炭素質粒子(B)を含む非水系二次電池負極用炭素材(比較例2)と比べ、初期効率とサイクル維持率の両方が高いこと確認された。これは、非水系電解液に難溶性のポリマーを鱗片状黒鉛質粒子に複合化させることで、鱗片状黒鉛質粒子と電解液の接触を抑制し、SEI被膜及びガス発生を抑制したためと考えられる。   Moreover, the carbon material (Example 1) for the nonaqueous secondary battery negative electrode containing the scaly graphite (A) in which the poorly soluble polymer is combined with the nonaqueous electrolyte and the carbonaceous particles (B) is a scaly natural product. It was confirmed that both the initial efficiency and the cycle retention ratio were high as compared with the non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material (Comparative Example 2) containing graphite and carbonaceous particles (B). This is thought to be due to the suppression of the SEI coating and gas generation by suppressing the contact between the scaly graphite particles and the electrolyte by combining a polymer that is sparingly soluble in the non-aqueous electrolyte with the scaly graphite particles. .

Claims (10)

鱗片状黒鉛質粒子(A)及び炭素質粒子(B)を含有する非水系二次電池負極用炭素材であって、鱗片状黒鉛質粒子(A)は非水系電解液に難溶性のポリマーが添着され、炭素質粒子(B)のアスペクト比が1以上4以下であることを特徴とする非水系二次電池負極用炭素材。   A carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode containing scaly graphite particles (A) and carbonaceous particles (B), wherein the scaly graphite particles (A) are made of a polymer that is hardly soluble in a non-aqueous electrolyte. A carbon material for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery, characterized in that the carbonaceous particles (B) have an aspect ratio of 1 or more and 4 or less. 鱗片黒鉛質粒子(A)のX線広角回折法による002面の面間隔(d002)が0.337nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の非水系二次電池負極用炭素材。 2. The carbon material for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the 002 plane spacing (d 002 ) of the scaly graphite particles (A) by an X-ray wide angle diffraction method is 0.337 nm or less. . 鱗片状黒鉛質粒子(A)のd50が2μm以上15μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水系二次電池負極用炭素材。   3. The carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode according to claim 1, wherein d50 of the scaly graphite particles (A) is 2 μm or more and 15 μm or less. 鱗片状黒鉛質粒子(A)のアスペクト比が5以上であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の非水系二次電池負極用炭素材。   The carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the scale-like graphite particles (A) have an aspect ratio of 5 or more. 非水系電解液に難溶性のポリマーがエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとを3: 7 の体積比で混合した溶媒に24時間浸漬し浸漬前後の乾燥重量減少率が10質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の非水系二次電池負極用炭素材。   A polymer that is sparingly soluble in a non-aqueous electrolyte solution is immersed in a solvent in which ethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are mixed at a volume ratio of 3: 7 for 24 hours, and the dry weight reduction rate before and after immersion is 10% by mass or less. The carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode according to any one of claims 1 to 4. 鱗片状黒鉛質粒子(A)及び/又は炭素質粒子(B)が、天然黒鉛であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の非水系二次電池負極用炭素材。   The carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode according to any one of claims 1 to 5, wherein the scaly graphite particles (A) and / or the carbonaceous particles (B) are natural graphite. . 炭素質粒子(B)が、炭素質物が被覆されてなることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の非水系二次電池負極用炭素材。   The carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode according to any one of claims 1 to 6, wherein the carbonaceous particles (B) are coated with a carbonaceous material. 前記非水系電解液に難溶性のポリマーがπ共役構造を有し、電気伝導率が0.1S/cm以下であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の非水系二次電池負極用炭素材。   The non-aqueous system according to any one of claims 1 to 7, wherein a polymer that is hardly soluble in the non-aqueous electrolyte solution has a π-conjugated structure and has an electric conductivity of 0.1 S / cm or less. Carbon material for secondary battery negative electrode. 集電体と、前記集電体上に形成された活物質層とを備える非水系二次電池用負極であって、前記活物質層が、請求項1乃至8の何れか1項に記載の非水系二次電池負極用炭素材を含有する、非水系二次電池用負極。   It is a negative electrode for non-aqueous secondary batteries provided with an electrical power collector and the active material layer formed on the said electrical power collector, Comprising: The said active material layer is any one of Claims 1 thru | or 8. A negative electrode for a nonaqueous secondary battery, comprising a carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode. 正極及び負極、並びに、電解質を備える非水系二次電池であって、前記負極が請求項9に記載の非水系二次電池用負極である、非水系二次電池。   A nonaqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode is the negative electrode for a nonaqueous secondary battery according to claim 9.
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