JP2015026579A - Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery - Google Patents

Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2015026579A
JP2015026579A JP2013156915A JP2013156915A JP2015026579A JP 2015026579 A JP2015026579 A JP 2015026579A JP 2013156915 A JP2013156915 A JP 2013156915A JP 2013156915 A JP2013156915 A JP 2013156915A JP 2015026579 A JP2015026579 A JP 2015026579A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
less
negative electrode
secondary battery
graphite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013156915A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
寿子 近藤
Toshiko Kondo
寿子 近藤
布施 亨
Toru Fuse
亨 布施
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2013156915A priority Critical patent/JP2015026579A/en
Publication of JP2015026579A publication Critical patent/JP2015026579A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode having excellent stability, high output, high capacity, small irreversible capacity, and excellent cycle characteristics, and also to provide a nonaqueous secondary battery using the same.SOLUTION: Disclosed is a carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode containing a composite carbon particle (A) including a silicon element and a graphite particle (B). The carbon material for the nonaqueous secondary battery negative electrode is characterized in that the graphite particle (B) is a particle in which a graphite particle (C) and an amorphous material are compounded or the graphite particle (C) and a graphitic material different in orientation from the graphite particle (C) are compounded.

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.

一方、昨今非水系二次電池、とりわけリチウムイオン二次電池の用途展開が図られ、従来のノート型パソコンや、移動通信機器、携帯型カメラ、携帯型ゲーム機等向けに加え、電動工具、電気自動車向け等、従来にも増した急速充放電性を要求されるとともに、高容量であり、かつ、高サイクル特性を併せ持つリチウムイオン二次電池が望まれている。
そこで、極板中の炭素材料の充填率を高め放電容量を向上させるために、性質の異なる黒鉛粒子を混合した炭素材料が用いられている。
On the other hand, non-aqueous secondary batteries, especially lithium ion secondary batteries, have been developed recently. In addition to conventional notebook computers, mobile communication devices, portable cameras, portable game machines, etc., electric tools, There is a demand for lithium ion secondary batteries that are required for rapid charge / discharge performance that has been increased in the past, such as those for automobiles, and that have high capacity and high cycle characteristics.
Therefore, in order to increase the filling rate of the carbon material in the electrode plate and improve the discharge capacity, a carbon material mixed with graphite particles having different properties is used.

例えば、特許文献1には、人造黒鉛、黒鉛質被覆黒鉛、非晶質被覆黒鉛から成る負極材が開示されている。これら硬度、形状の異なる特徴を有する3種の黒鉛粉末を混合することにより、高い電極密度であっても、電解液の浸透性に優れ、充放電による容量損失が少なく、かつサイクル性能の良いリチウム二次電池用の負極及びこれを構成する負極活物質が得られることが報告されている。   For example, Patent Document 1 discloses a negative electrode material made of artificial graphite, graphite-coated graphite, and amorphous-coated graphite. By mixing these three types of graphite powders with different characteristics of hardness and shape, lithium has excellent electrolyte permeability, low capacity loss due to charge / discharge, and good cycle performance even at high electrode density. It has been reported that a negative electrode for a secondary battery and a negative electrode active material constituting the negative electrode can be obtained.

しかしながら、このように高容量を望まれているのに対して、炭素中心の負極では、炭素の理論容量が372mAhであるため、これ以上の容量を望むことが不可能である。そこで、様々な理論容量の高い特に金属粒子の負極への適用が検討されてきている。
例えば、特許文献2では、Si化合物の微粉末と黒鉛と炭素質物前駆体であるピッチ等との混合物を焼成しSi複合炭素粒子を製造する方法が提案されている。
However, while a high capacity is desired in this way, in a carbon-centered negative electrode, the theoretical capacity of carbon is 372 mAh, so it is impossible to desire a capacity higher than this. Therefore, application of metal particles having various theoretical capacities, especially metal particles, to the negative electrode has been studied.
For example, Patent Document 2 proposes a method for producing Si composite carbon particles by firing a mixture of fine powder of an Si compound, graphite, and a pitch of carbonaceous material precursor.

また、特許文献3では、活物質として異なる電気化学的還元反応を行い、異なる平衡電位を持つ2種類の材料(金属酸化物と炭素材料)を混合して用いることが提案されている。このことにより、高容量で且つサイクル特性の優れた非水系二次電池が提供できると報告されている。   In Patent Document 3, it is proposed to perform different electrochemical reduction reactions as an active material and use a mixture of two types of materials (metal oxide and carbon material) having different equilibrium potentials. Thus, it has been reported that a non-aqueous secondary battery having a high capacity and excellent cycle characteristics can be provided.

特開2007−324067号公報JP 2007-324067 A 特開2003−223892号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-223892 特開平11−135106号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-135106

しかし、本発明者らの検討によると、特許文献2に記載の技術は、黒鉛とSi化合物微粉末を炭素からなる炭素質物で複合化されたSi複合炭素粒子であるが、このSi複合炭
素粒子は充放電時の結合性の違いや、膨張に伴う粒子内外の導電性低下によりリチウム移動が阻害され、その結果、高速での充放電では十分に性能が得られない問題があり実用レベルには至ってなかった。一方、特許文献3に記載の技術は、リチウムを吸蔵、放出可能な金属酸化物と炭素材料を混合させることで、金属酸化物の構造破壊を未然に防ぐことができ、高容量で優れたサイクル特性を持つ非水系二次電池が得られることが記載されている。しかしながら、金属酸化物が炭素との複合粒子でないため、金属酸化物の膨れによる電極の破壊を抑制することはできず、また炭素材料も特段の規定がないため昨今求められる高いサイクル特性を有する電池を得るためにはさらなる改善が必要ということは言わざるを得ない。
However, according to the study by the present inventors, the technique described in Patent Document 2 is Si composite carbon particles obtained by compounding graphite and Si compound fine powder with a carbonaceous material composed of carbon. Lithium migration is hindered by the difference in connectivity during charging and discharging, and the decrease in conductivity inside and outside the particles due to expansion, and as a result, there is a problem that performance cannot be sufficiently obtained at high speed charging and discharging. It did not arrive. On the other hand, the technology described in Patent Document 3 can prevent structural destruction of metal oxides by mixing a metal oxide capable of occluding and releasing lithium and a carbon material, and has a high capacity and excellent cycle. It is described that a non-aqueous secondary battery having characteristics can be obtained. However, since the metal oxide is not a composite particle with carbon, it is not possible to suppress the destruction of the electrode due to the swelling of the metal oxide, and the carbon material has no special provision, and thus the battery having the high cycle characteristics required recently. It must be said that further improvement is necessary to obtain this.

本発明は上記従来技術の問題点を解決し、高容量、高出力でかつサイクル特性に優れ、不可逆容量が少ない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-described problems of the prior art, and has a high capacity, high output, excellent cycle characteristics, low irreversible capacity, and a non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material obtained by using the carbon material. It aims at providing the non-aqueous secondary battery provided with the negative electrode for secondary batteries, and 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、珪素元素を含む複合炭素粒子(A)(以下、Si複合炭素粒子(A)と呼ぶことがある)と黒鉛粒子(B)とを混合した非水系二次電池負極用炭素材であって、黒鉛粒子(B)として黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質とが複合化された黒鉛粒子を用いることで、高容量、高出力で且つサイクル特性に優れ、不可逆容量の低下が少ない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。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that composite carbon particles (A) containing silicon element (hereinafter, sometimes referred to as Si composite carbon particles (A)) and graphite particles (B) Is a carbon material for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery in which graphite particles (B) and graphite or amorphous or graphite particles (C) having a different orientation are combined as graphite particles (B). It has been found that by using the graphite particles, a carbon material for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery can be produced with high capacity, high output, excellent cycle characteristics, and little decrease in irreversible capacity.

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、恐らく下記に示すとおりである。珪素元素を含む複合炭素粒子(A)は、珪素元素を含有するため高容量であり、また充放電時の珪素元素の体積膨張を炭素粒子との複合化により緩和できるためサイクル特性にも優れているが、一方で珪素元素は充放電時の結合性の違いや、膨張に伴う粒子内外の導電性低下によりリチウム移動が阻害され、その結果、高速での充放電では十分に性能が得られないという問題があった。一方、黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質とが複合化された黒鉛粒子(B)は導電性に優れ粒子内のリチウム移動も良好であることから高速での充放電時においても抵抗の増大を抑制できるという特徴を有している。そこでこれらの二つの材を混合することで、高速での充放電時にリチウムイオンがより移動しやすい黒鉛粒子(B)において優先的にリチウム移動が起こることにより電極全体での過電圧増大を抑制し、高い入出力を維持することが可能となることが分かり本発明に到達した。   The mechanism by which the carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode of the present invention exhibits excellent battery characteristics is not clear, but is probably as shown below. The composite carbon particle (A) containing silicon element has a high capacity because it contains the silicon element, and also has excellent cycle characteristics because the volume expansion of the silicon element during charge / discharge can be relaxed by the composite with the carbon particles. On the other hand, the movement of lithium is hindered by the difference in bonding during charging and discharging, and the decrease in conductivity inside and outside the particles due to expansion, and as a result, sufficient performance cannot be obtained by charging and discharging at high speed. There was a problem. On the other hand, graphite particles (B) in which graphite particles (C) and amorphous or graphite particles (C) having a different orientation are combined are excellent in conductivity and lithium movement in the particles is also good. Therefore, it has a feature that an increase in resistance can be suppressed even during charging and discharging at high speed. Therefore, by mixing these two materials, the increase in overvoltage in the entire electrode is suppressed by preferentially causing lithium movement in the graphite particles (B) in which lithium ions are more likely to move during charge and discharge at high speed, It has been found that high input / output can be maintained, and the present invention has been achieved.

即ち、本発明の要旨は、珪素元素を含む複合炭素粒子(A)と黒鉛粒子(B)を含有する非水系二次電池負極用炭素材であって、黒鉛粒子(B)は黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質とが複合化されている粒子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。
また、本発明の他の要旨は、上記非水系二次電池負極用炭素材を用いて形成されることを特徴とする、非水系二次電池用負極に存する。
That is, the gist of the present invention is a carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode containing composite carbon particles (A) containing silicon element and graphite particles (B), wherein the graphite particles (B) are graphite particles (C ) And amorphous or graphite particles (C) are particles in which graphites having different orientations are combined, and the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode.
Another gist of the present invention resides in a negative electrode for a non-aqueous secondary battery, characterized by being formed using the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode.

また、本発明の他の要旨は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに、電解質を備えると共に、該負極が上記非水系二次電池用負極であることを特徴とする非水系二次電池に存する。   Another aspect of the present invention is a non-aqueous secondary battery comprising a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and an electrolyte, wherein the negative electrode is the negative electrode for a non-aqueous secondary battery. Next battery.

本発明によれば、安定性に優れ、高容量、高主力で、不可逆容量が小さく、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, a carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode having excellent stability, high capacity, high main force, small irreversible capacity and excellent cycle characteristics, and a non-aqueous secondary battery using the same are provided. can do.

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Si複合炭素粒子(A)及び黒鉛粒子(B)を含有するものである。そのSi複合炭素粒子(A)は珪素元素を含有するものであり、黒鉛粒子(B)は黒鉛粒子(C)と非晶質とが複合化されている粒子、又は黒鉛粒子(C)と黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質とが複合化されている粒子であることを特徴とする。なお、本発明でいう「黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質とが複合化されている」とは、黒鉛粒子(C)に非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質が添着、付着、複合化した状態、より具体的には、黒鉛粒子(C)の細孔内に非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質が付着している状態、黒鉛粒子(C)の表面全体又は一部に非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質が結着し、2個以上の黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質とが複合化した状態等を表し、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。
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 non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material of the present invention contains Si composite carbon particles (A) and graphite particles (B). The Si composite carbon particles (A) contain silicon element, and the graphite particles (B) are particles in which graphite particles (C) and amorphous are combined, or graphite particles (C) and graphite. The particle (C) is a particle in which graphite having different orientation is combined. In the present invention, “the graphite particles (C) and the amorphous or graphite particles (C) are compounded with graphite having different orientations” means that the graphite particles (C) are amorphous. Or, a graphite having a different orientation from that of the graphite particles (C) is attached, adhered, or combined, and more specifically, amorphous or graphite particles (C) in the pores of the graphite particles (C). Is a state in which graphite having different orientation is adhered, graphite particles having orientation different from that of amorphous or graphite particles (C) are bound to the whole or part of the surface of the graphite particles (C). The above graphite particles (C) and amorphous or graphite particles (C) represent a composite state of graphites having different orientations. To observe the state, for example, field emission scanning electron View particle cross-sections using techniques such as microscope-energy dispersive X-ray (SEM-EDX) analysis and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. It can be confirmed by.

また、本発明でいう「配向性が異なる」とは、偏光顕微鏡で粉末を観察した際に、光学的異方性組織の異方性単位のパターン、即ち、異方性単位の大きさ、方向、数等を目視し、対比した場合に、それらの大きさ、方向、数等のうち少なくとも何れかが異なることをいう。例えば、黒鉛粒子(C)及び黒鉛粒子(C)と配向が異なる黒鉛質のうち、一方の黒鉛質が一方向への結晶方向性を有し、他方の黒鉛質がランダムな結晶方向性を有する場合や、黒鉛粒子(C)及び黒鉛粒子(C)と配向が異なる黒鉛質がともに一方向への結晶方向性を有し、その方向性が異なっている場合などが挙げられる。   The term “different in orientation” as used in the present invention means that when the powder is observed with a polarizing microscope, the pattern of the anisotropic unit of the optically anisotropic structure, that is, the size and direction of the anisotropic unit. When the number is visually observed and compared, at least one of the size, direction, number, etc. is different. For example, among graphite particles (C) and graphite particles having a different orientation from graphite particles (C), one graphite has crystal orientation in one direction, and the other graphite has random crystal orientation. In other cases, the graphite particles (C) and the graphite particles having a different orientation from the graphite particles (C) have crystal orientation in one direction, and the directions are different.

なお、黒鉛粒子(C)及び黒鉛粒子(C)と配向が異なる黒鉛質の一方又は双方が、単一の結晶ではなく、複数の結晶の集合体である場合には、集合体の単位を1領域として、その光学的異方性組織の異方性単位の集合パターンを対比すればよい。黒鉛質の配向性を確認する手法としては、偏光顕微鏡による観察があげられる。これは、1つの光源から出た光が結晶組織方向が異方な異方体に入ると、光は限られた振動方向に変化することを利用するものであり、この原理により同一粒子内において単色又は数色が観察され、その違いにより粒子の配向性を観察することができる。
以下、本発明に用いるSi複合炭素粒子(A)と、黒鉛粒子(B)について説明する。
When one or both of the graphite particles (C) and the graphite having a different orientation from the graphite particles (C) are not a single crystal but an aggregate of a plurality of crystals, the unit of the aggregate is 1 What is necessary is just to contrast the aggregate pattern of the anisotropic unit of the optically anisotropic structure as a region. As a method for confirming the orientation of graphite, observation with a polarizing microscope can be given. This utilizes the fact that when light emitted from one light source enters an anisotropic body with an anisotropic crystal structure direction, the light changes in a limited vibration direction. A single color or several colors are observed, and the orientation of the particles can be observed due to the difference.
Hereinafter, the Si composite carbon particles (A) and the graphite particles (B) used in the present invention will be described.

[Si複合炭素粒子(A)]
本発明におけるSi複合炭素粒子(A)について以下に説明する。
本発明のSi複合炭素粒子(A)は少なくとも珪素元素と炭素粒子から成るSi複合炭素粒子であれば特に限定されず、公知の材を用いても良い。例えば、特開2012−043546号公報、特開2005−243508号公報、特開2008−027897号公報、特開2008−186732号公報などに開示されているSi複合炭素粒子が挙げられる。なお、本発明の効果がより一層向上されるSi複合炭素粒子(A)について以下に記載する。
[Si composite carbon particles (A)]
The Si composite carbon particles (A) in the present invention will be described below.
The Si composite carbon particles (A) of the present invention are not particularly limited as long as they are Si composite carbon particles composed of at least silicon element and carbon particles, and known materials may be used. Examples thereof include Si composite carbon particles disclosed in JP 2012-043546 A, JP 2005-243508 A, JP 2008-027897 A, JP 2008-186732 A, and the like. In addition, it describes below about Si composite carbon particle (A) in which the effect of this invention is improved further.

(Si複合炭素粒子(A)の特性)
Si複合炭素粒子(A)は以下のような特性を持つことが好ましい。
(a)Si複合炭素粒子(A)の体積基準平均粒径(d50)
Si複合炭素粒子(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1μm以上、好ましくは4μm以上、より好ましくは7μm以上であり、ま
た、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以下である。平均粒径d50が大きすぎると、総粒子が少なくなり黒鉛粒子(B)の粒子間への存在割合が低下するため、粒子内のリチウム移動が十分に得られないため、抵抗が増大し、入出力特性の低下を招く傾向がある。一方、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。
(Characteristics of Si composite carbon particles (A))
The Si composite carbon particles (A) preferably have the following characteristics.
(A) Volume-based average particle diameter (d50) of Si composite carbon particles (A)
The volume-based average particle diameter (d50) (hereinafter also referred to as average particle diameter d50) of the Si composite carbon particles (A) is usually 1 μm or more, preferably 4 μm or more, more preferably 7 μm or more, and usually 50 μm or less. The thickness is preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less, and still more preferably 25 μm or less. If the average particle diameter d50 is too large, the total number of particles decreases and the existence ratio of the graphite particles (B) between the particles decreases, so that sufficient movement of lithium in the particles cannot be obtained. There is a tendency to reduce the output characteristics. On the other hand, if the average particle size d50 is too small, the specific surface area increases, so that the decomposition of the electrolyte increases and the initial efficiency tends to decrease.

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. The volume-based average particle diameter (d50) in the present invention is defined as the volume-based median diameter measured in the 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.

(b)Si複合炭素粒子(A)のアスペクト比
Si複合炭素粒子(A)のアスペクト比は、通常1以上、好ましくは1.3以上、より好ましくは1.4以上、更に好ましくは1.5以上、通常4以下、好ましくは3以下、より好ましくは2.5以下、更に好ましくは2以下である。
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、厚み方向へのリチウム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。アスペクト比の測定方法は、粒子の樹脂包埋物又は極板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/最短径の平均を取ることによ
って測定することができる。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。
(B) Aspect ratio of Si composite carbon particles (A) The aspect ratio of the Si composite carbon particles (A) is usually 1 or more, preferably 1.3 or more, more preferably 1.4 or more, and still more preferably 1.5. As described above, it is usually 4 or less, preferably 3 or less, more preferably 2.5 or less, and further preferably 2 or less.
If the aspect ratio is too large, particles tend to be aligned in the direction parallel to the current collector when used as an electrode, so there is not enough continuous void in the thickness direction of the electrode, and lithium ion mobility in the thickness direction. Tends to decrease, leading to a decrease in rapid charge / discharge characteristics. The aspect ratio is measured by polishing a resin embedding or electrode plate of a particle perpendicular to a flat plate, taking a cross-sectional photograph thereof, extracting 50 or more particles at random, and extracting the longest diameter of the particle. (Parallel to the plate) and the shortest diameter (
It can be measured by measuring the image in the direction perpendicular to the flat plate by image analysis and taking the average of the longest diameter / shortest diameter. 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.

(c)Si複合炭素粒子(A)の円形度
Si複合炭素粒子(A)の円形度は、通常0.85以上、好ましくは0.88以上、より好ましくは0.89以上、更に好ましくは0.90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0.98以下、更に好ましくは0.97以下である。なお、本明細書における球状を上記円形度の範囲にて表現することもできる。
(C) Circularity of Si composite carbon particles (A) The circularity of the Si composite carbon particles (A) is usually 0.85 or more, preferably 0.88 or more, more preferably 0.89 or more, and still more preferably 0. .90 or more. The circularity is usually 1 or less, preferably 0.99 or less, more preferably 0.98 or less, and still more preferably 0.97 or less. In addition, the spherical shape in this specification can also be expressed in the range of the circularity.

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、厚み方向へのリチウム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。
本発明において円形度は下記式(1)で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
If the circularity is too small, particles tend to be aligned in the direction parallel to the current collector when used as an electrode, so there is not enough space in the thickness direction of the electrode, and lithium 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.
In the present invention, the degree of circularity is defined by the following formula (1).

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、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。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。
Formula (1)
Circularity = (perimeter of equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual circumference of particle projection shape)
As the circularity value, a flow type particle image analyzer (for example, FPIA manufactured by Sysmex Industrial Co.) is used, polyoxyethylene (20) monolaurate is used as a surfactant, and ion-exchanged water is used as a dispersion medium. In addition, the degree of circularity is calculated by calculating the equivalent circle diameter. 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. 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.

(d)Si複合炭素粒子(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、Si複合炭素粒子(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。
(D) Interplanar spacing of Si composite carbon 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 Si composite carbon 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.

(e)Si複合炭素粒子(A)のラマンR値
Si複合炭素粒子(A)のラマンR値は、1580cm−1付近のピークPの強度Iと、1360cm−1付近のピークPの強度Iとを測定し、その強度比R(R=I/I)を算出して定義する。その値は通常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。ラマンR値はラマン分光器で測定できる。具体的には、測定対象粒子を測定セル内へ自然落下させることで試料充填し、測定セル内にアルゴンイオンレーザー光を照射しながら、測定セルをこのレーザー光と垂直な面内で回転させながら測定を行なう。
Raman R value of the Raman R value Si composite carbon particles (A) in (e) Si composite carbon particles (A), the intensity I A of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1, the peak P B in the vicinity of 1360 cm -1 The intensity I B is measured, and the intensity ratio R (R = I B / I A ) is calculated and defined. The value is usually 1 or less, preferably 0.8 or less, more preferably 0.6 or less, still more preferably 0.5 or less, and usually 0.05 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0. 2 or more, more preferably 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. The Raman R value can be measured with a Raman spectrometer. Specifically, the sample particles are naturally dropped into the measurement cell to fill the sample, and the measurement cell is rotated in a plane perpendicular to the laser beam while irradiating the measurement cell with an argon ion laser beam. Measure.

アルゴンイオンレーザー光の波長 :532nm
試料上のレーザーパワー :25mW
分解能 :4cm−1
測定範囲 :1100cm−1〜1730cm−1
ピーク強度測定、ピーク半値幅測定:バックグラウンド処理、スムージング処理(単純平均によるコンボリューション5ポイント)
Argon ion laser light wavelength: 532 nm
Laser power on sample: 25 mW
Resolution: 4cm -1
Measurement range: 1100 cm −1 to 1730 cm −1
Peak intensity measurement, peak half-width measurement: background processing, smoothing processing (convolution 5 points by simple averaging)

(f)Si複合炭素粒子(A)の表面官能基量
Si複合炭素粒子(A)は、下記式(2)で表される表面官能基量O/C値が通常0.1%以上であり、好ましくは1%、より好ましくは2%、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。この表面官能基量O/C値が小さすぎると、負極活物質表面におけるLiイオンと電解液溶媒の脱溶媒和反応性が低下し、大電流充放電特性が低下する傾向があり、O/Cが大きすぎると、電解液との反応性が増し、充放電効率の低下を招く傾向がある。
(F) Surface functional group amount of Si composite carbon particle (A) The Si composite carbon particle (A) has a surface functional group amount O / C value represented by the following formula (2) of usually 0.1% or more. , Preferably 1%, more preferably 2%, while usually 30% or less, preferably 20% or less, more preferably 15% or less. If the surface functional group amount O / C value is too small, the desolvation reactivity between the Li ions and the electrolyte solvent on the surface of the negative electrode active material tends to decrease, and the large current charge / discharge characteristics tend to decrease. If the is too large, the reactivity with the electrolytic solution increases, and the charge / discharge efficiency tends to decrease.

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 determined based on peak area of O1s spectrum in X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis) / (C atom concentration determined based on peak area of C1s spectrum in XPS analysis)} × 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(Si複合炭素粒子(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 (Si composite carbon particles (A)).

(g)Si複合炭素粒子(A)のBET比表面積(SA)
Si複合炭素粒子(A)のBET法で測定した比表面積については、通常0.1m/g以上、好ましくは0.7m/g以上、より好ましくは1m/g以上である。また、通常40m/g以下、好ましくは30m/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13m/g以下である。
(G) BET specific surface area (SA) of Si composite carbon particles (A)
About the specific surface area measured by BET method of Si composite carbon particle (A), it is 0.1 m < 2 > / g or more normally, Preferably it is 0.7 m < 2 > / g or more, More preferably, it is 1 m < 2 > / g or more. Moreover, it is 40 m < 2 > / g or less normally, Preferably it is 30 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 13 m < 2 > / g or less.

比表面積が小さすぎると、リチウムイオン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, the number of sites where lithium ions enter and exit is small, 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 Therefore, there is a tendency that a high capacity battery cannot be manufactured.
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.

(h)Si複合炭素粒子(A)のタップ密度
Si複合炭素粒子(A)のタップ密度は、通常0.5g/cm以上であり、好ましくは0.6g/cm以上、より好ましくは0.8g/cm以上、更に好ましくは0.85g/cm以上、特に好ましくは0.9g/cm以上、通常1.3g/cm以下であり、好ましくは1.2g/cm以下であり、より好ましくは1.1g/cm以下である。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、粒子接触性の低下による導電パス切れにより、サイクル特性の低下を招く場合がある。
(H) Tap density of Si composite carbon particles (A) The tap density of Si composite carbon particles (A) is usually 0.5 g / cm 3 or more, preferably 0.6 g / cm 3 or more, more preferably 0. .8g / cm 3 or more, more preferably 0.85 g / cm 3 or more, particularly preferably 0.9 g / cm 3 or more and usually less than 1.3 g / cm 3, preferably 1.2 g / cm 3 or less Yes, more preferably 1.1 g / cm 3 or less. If the tap density is too low, the high-speed charge / discharge characteristics are inferior, and if the tap density is too high, the cycle characteristics may be deteriorated due to the disconnection of the conductive path due to the decrease in particle contact property.

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(Si複合炭素粒子(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。 In the present invention, the tap density is measured by dropping a sample (Si composite carbon particles (A)) through a sieve having a mesh size of 300 μm through a cylindrical tap cell having a diameter of 1.6 cm and a volume capacity of 20 cm 3 using a powder density measuring device. After the cell is fully filled, a tap with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density obtained from the volume at that time and the weight of the sample is defined as the tap density.

また、Si複合炭素粒子(A)のタップ密度は、通常、黒鉛粒子(B)のタップ密度と同程度またはそれより大きくなる傾向がある。
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(Si複合炭素粒子(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 Si composite carbon particles (A) usually tends to be the same as or higher than the tap density of the graphite particles (B).
In the present invention, the tap density is measured by dropping a sample (Si composite carbon particles (A)) through a sieve having a mesh size of 300 μm through a cylindrical tap cell having a diameter of 1.6 cm and a volume capacity of 20 cm 3 using a powder density measuring device. After the cell is fully filled, a tap with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density obtained from the volume at that time and the weight of the sample is defined as the tap density.

(i)Si複合炭素粒子(A)の抵抗R(A)と黒鉛粒子(B)の抵抗R(B)の比R(A)/R(B)
本発明のSi複合炭素粒子(A)及び黒鉛粒子(B)の以下測定方法にて算出される抵抗R(A)及びR(B)の比R(A)/R(B)は、通常1より大きく、好ましくは3以上、より好ましく5以上、一方通常500以下、好ましくは100以下、より好ましくは50以下である。この範囲であると、高速での充放電時にリチウムイオンがより移動しやすい黒鉛粒子(B)において優先的にリチウム移動が起こることにより電極全体での過電圧増大を抑制し十分な出力を得ることが可能となり、また珪素元素由来の高い容量も確保できる点で好ましい。
(I) Ratio R (A) / R (B) of resistance R (A) of Si composite carbon particles (A) and resistance R (B) of graphite particles (B)
The ratio R (A) / R (B) of the resistances R (A) and R (B) calculated by the following measuring method for the Si composite carbon particles (A) and the graphite particles (B) of the present invention is usually 1 It is larger, preferably 3 or more, more preferably 5 or more, while usually 500 or less, preferably 100 or less, more preferably 50 or less. Within this range, the lithium migration preferentially occurs in the graphite particles (B) in which lithium ions are more likely to move during high-speed charging / discharging, thereby suppressing an increase in overvoltage across the entire electrode and obtaining a sufficient output. This is preferable in that it is possible and a high capacity derived from silicon element can be secured.

尚、各活物質粒子に対する抵抗Rは、塗布膜電極等を用いて測定される対極金属Liに対する充放電曲線を用いて算出される。即ち、充電及び放電方向の同一充電深度における電位差ΔV、測定に使用した電流Iとした際、各充電深度に対する抵抗Rsocは下記の式
(3)で算出される。
式(3)
各充電深度における抵抗:Rsoc
=ΔV/I
抵抗RはRsocを使用する全充電深度で平均した数値である。
In addition, resistance R with respect to each active material particle is calculated using the charging / discharging curve with respect to the counter electrode metal Li measured using a coating film electrode etc. That is, when the potential difference ΔV at the same charging depth in the charging and discharging directions and the current I used for the measurement are used, the resistance R soc for each charging depth is calculated by the following equation (3).
Formula (3)
Resistance at each charging depth: Rsoc
= ΔV / I
The resistance R is a numerical value averaged over the entire charging depth using Rsoc.

(j)Si複合炭素粒子(A)中の珪素元素の態様
本発明におけるSi複合炭素粒子(A)中に含有される珪素元素の態様としては、SiOx,SiNx,SiCx、SiZxOy(Z=C、N)などが挙げられ、本発明ではこれらを総称してSi化合物と呼ぶ。中でも好ましくは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であり、好ましくは0.2以上、1.8以下、より好ましくは0.4以上、1.6以下、更に好ましくは0.6以上、1.4以下であり、x=0が特に好ましい。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。
(J) Aspect of silicon element in Si composite carbon particle (A) As an aspect of silicon element contained in the Si composite carbon particle (A) in the present invention, SiOx, SiNx, SiCx, SiZxOy (Z = C, N) and the like, and in the present invention, these are collectively referred to as Si compounds. Of these, SiOx is preferred. This general formula SiOx is obtained using Si dioxide (SiO 2 ) and metal Si (Si) as raw materials, and the value of x is usually 0 ≦ x <2, preferably 0.2 or more, 1.8 Hereinafter, more preferably 0.4 or more and 1.6 or less, further preferably 0.6 or more and 1.4 or less, and x = 0 is particularly preferable. If it is this range, it becomes high capacity | capacitance and it becomes possible to reduce the irreversible capacity | capacitance by the coupling | bonding of Li and oxygen.

本発明のSi複合炭素粒子(A)中の珪素元素の好ましい態様としてはSi化合物を粒子状にしたSi化合物粒子が好ましい。
また、本発明のSi複合炭素粒子(A)中の珪素元素の含有量としては、Si複合炭素粒子(A)に対して通常0.5質量%以上、好ましくは1質量%以上、より好ましくは1.5質量%以上、更に好ましくは2質量%以上である。また、通常99質量%以下、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、特に好ましくは25質量%以下である。この範囲であると、十分な容量を得ることが可能となる点で好ましい。
As a preferable aspect of the silicon element in the Si composite carbon particles (A) of the present invention, Si compound particles in which a Si compound is formed into particles are preferable.
Moreover, as content of the silicon element in Si composite carbon particle (A) of this invention, it is 0.5 mass% or more normally with respect to Si composite carbon particle (A), Preferably it is 1 mass% or more, More preferably It is 1.5 mass% or more, More preferably, it is 2 mass% or more. Moreover, it is 99 mass% or less normally, Preferably it is 70 mass% or less, More preferably, it is 50 mass% or less, More preferably, it is 30 mass% or less, Most preferably, it is 25 mass% or less. This range is preferable in that a sufficient capacity can be obtained.

なお、Si複合炭素粒子(A)中の珪素元素の含有量の測定方法は、試料をアルカリで完全に溶融した後、水で溶解、定容し、誘導結合プラズマ発光分析装置(堀場製作所 ULTIMA2C)にて測定を行い、検量線から珪素元素量を算出する。その後、珪素元素量をSi複合炭素粒子(A)の重量で割ることで、Si複合炭素粒子(A)の珪素元素の含有量を算出することができる。   The method for measuring the content of silicon element in the Si composite carbon particles (A) is as follows. The sample is completely melted with an alkali, then dissolved and fixed in water, and an inductively coupled plasma emission spectrometer (HORIBA, Ltd. ULTIMA2C). The amount of silicon element is calculated from the calibration curve. Thereafter, the silicon element content of the Si composite carbon particles (A) can be calculated by dividing the silicon element amount by the weight of the Si composite carbon particles (A).

(k)Si複合炭素粒子(A)の珪素元素の存在比率
本発明のSi複合炭素粒子(A)の以下測定方法にて算出される珪素元素の存在比率は、通常0.2以上であり、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.4以上、さらに好ましくは0.5以上、特に好ましくは0.6以上であり、また、通常1.5以下、好ましくは1.2以下、より好ましくは1.0以下である。この数値が高いほど、Si複合炭素粒子(A)の外部に存在する珪素元素に比べて、Si複合炭素粒子(A)の内部に存在する珪素元素が多くなる可能性があり、負極を形成した際、粒子間の導電パス切れによる充放電効率の減少が抑制できる傾向がある。
(K) The silicon element abundance ratio of the Si composite carbon particles (A) The silicon element abundance ratio calculated by the following measurement method of the Si composite carbon particles (A) of the present invention is usually 0.2 or more, Preferably it is 0.3 or more, more preferably 0.4 or more, more preferably 0.5 or more, particularly preferably 0.6 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1.2 or less, more preferably Is 1.0 or less. The higher this value, the more silicon element present inside the Si composite carbon particles (A) compared to the silicon element present outside the Si composite carbon particles (A), and the negative electrode was formed. At this time, there is a tendency that a decrease in charge / discharge efficiency due to the disconnection of the conductive path between particles can be suppressed.

Si複合炭素粒子(A)の珪素元素の存在比率の次のように算出する。まず、Si複合炭素粒子(A)の塗布膜、あるいはSi複合炭素粒子(A)を樹脂等に包埋させて樹脂の薄片を作製し、集束イオンビーム(FIB)やイオンミリングにより粒子断面を切り出した後、SEM(走査電子顕微鏡)による粒子断面観察等々の観察方法にて観察が可能である。   The silicon element abundance ratio of the Si composite carbon particles (A) is calculated as follows. First, a coating film of Si composite carbon particles (A) or Si composite carbon particles (A) is embedded in a resin to produce a thin piece of resin, and a cross section of the particle is cut out by focused ion beam (FIB) or ion milling. After that, it is possible to observe by an observation method such as particle cross-sectional observation by SEM (scanning electron microscope).

SEM(走査型電子顕微鏡)にて該Si複合炭素粒子(A)1粒子の断面を観察する際の加速電圧は好ましくは通常1kV以上、より好ましくは2kV以上、更に好ましくは3kV以上であり、通常10kV以下、より好ましくは8kV以下、更に好ましくは5kV以下である。この範囲であれば、SEMの画像において反射二次電子像の違いにより、黒
鉛粒子とSi化合物の識別が容易となる。また、撮像倍率は通常500倍以上、より好ましくは1000倍以上、更に好ましくは2000倍以上であり、通常10000倍以下である。上記の範囲であれば、Si複合炭素粒子(A)の1粒子の全体像が取得可能である。解像度は200dpi(ppi)以上、好ましくは256dpi(ppi)以上である。また、画素数は800ピクセル以上で評価することが好ましい。次に像の観察しながらエネルギー分散型(EDX)及び波長分散型(WDX)にて、黒鉛及び珪素元素の識別を行う。
The accelerating voltage when observing the cross section of one Si composite carbon particle (A) with an SEM (scanning electron microscope) is preferably 1 kV or more, more preferably 2 kV or more, and further preferably 3 kV or more. 10 kV or less, more preferably 8 kV or less, still more preferably 5 kV or less. Within this range, the graphite particles and the Si compound can be easily identified due to the difference in the reflected secondary electron image in the SEM image. The imaging magnification is usually 500 times or more, more preferably 1000 times or more, still more preferably 2000 times or more, and usually 10000 times or less. If it is said range, the whole image of 1 particle | grains of Si composite carbon particle (A) is acquirable. The resolution is 200 dpi (ppi) or more, preferably 256 dpi (ppi) or more. The number of pixels is preferably evaluated at 800 pixels or more. Next, while observing the image, the graphite and silicon elements are identified by the energy dispersion type (EDX) and the wavelength dispersion type (WDX).

取得した像のうちSi複合炭素粒子(A)1粒子を抽出し、その粒子内のSi化合物の面積(a)を算出する。次に、抽出した1粒子と該1粒子以外の背景を2値化処理した後、粒子に対して収縮処理を繰り返し、抽出した1粒子の面積が70%の図形を抽出し、その図形内に存在する珪素元素の面積(b)を算出する。なお、縮小処理を繰り返し実施した際の面積において、正確に70%の値を示すことができない場合は、70%±3%の値において、70%に最も近い値を、本特許における70%の図形とする。上記、1粒子の抽出・面積の算出・2値化処理・縮小処理は、一般的な画像処理ソフトウェアを使用することで可能であり、例えば、「Image J」「Image−Pro plus」などのソフトウェアが上げられる。
上記で算出した面積(b)を面積(a)で割った値を任意の3粒子にて測定し、それら3粒子の値を平均化した値を該Si複合炭素粒子(A)中の珪素元素の存在比率とする。
One Si composite carbon particle (A) particle is extracted from the acquired image, and the area (a) of the Si compound in the particle is calculated. Next, after binarizing the extracted 1 particle and the background other than the 1 particle, the shrinking process is repeated on the particle, and a figure with an area of 70% of the extracted 1 particle is extracted. The area (b) of the silicon element present is calculated. In addition, in the area when the reduction process is repeatedly performed, when the value of 70% cannot be accurately shown, the value closest to 70% in the value of 70% ± 3% is 70% in this patent. A figure. The extraction of one particle, the calculation of the area, the binarization process, and the reduction process can be performed by using general image processing software. For example, software such as “Image J” and “Image-Pro plus” Is raised.
The value obtained by dividing the area (b) calculated above by the area (a) is measured with arbitrary three particles, and the value obtained by averaging the values of these three particles is the silicon element in the Si composite carbon particles (A). The abundance ratio.

(Si複合炭素粒子(A)の態様)
本発明のSi複合炭素粒子(A)の態様としては、珪素元素が含有された炭素材料であれば特に制限されないが、例えば(イ)炭素材料からなる造粒体の中にSi化合物粒子が分散したもの、(ロ)核となる炭素材料の外周にSi化合物粒子が添着又は被覆しているもの、(ハ)球形化処理された炭素材料の内部に少なくともSi化合物粒子が分散したもの、(ニ)核となるSi化合物粒子の外周に炭素質物が添着又は被覆したもの、これらを組み合わせた態様等が挙げられる。Si複合炭素粒子(A)の内部にSi化合物粒子が内包されることにより、Si化合物の充放電に伴う体積膨張による応力を緩和することで粒子破壊、及びそれに伴う導電パス切れを抑制して、高容量、高サイクル特性を示す傾向がある点や、電解液との接触を防いで副反応を抑制することで高初期効率を示す傾向がある点や、粒子硬さを容易に制御できて硬い粒子を製造しやすい点などから、(ハ)球形化処理された炭素材料の内部に少なくともSi化合物粒子が分散したものが好ましい。また、この時、Si化合物粒子のうち少なくとも1粒子が炭素材料と接触していることが、不可逆容量の増加を抑制できる点から好ましい。
(Aspect of Si composite carbon particles (A))
The aspect of the Si composite carbon particle (A) of the present invention is not particularly limited as long as it is a carbon material containing silicon element. For example, (i) Si compound particles are dispersed in a granulated body made of a carbon material. (B) Si compound particles attached or coated on the outer periphery of the carbon material to be the nucleus, (c) At least Si compound particles dispersed in the spheroidized carbon material, ) Examples in which the carbon compound is attached or coated on the outer periphery of the Si compound particles serving as the nucleus, and a combination of these. By encapsulating Si compound particles inside the Si composite carbon particles (A), by suppressing the stress due to volume expansion associated with charge and discharge of the Si compound, particle breakage and the accompanying conduction path interruption are suppressed, It tends to show high capacity and high cycle characteristics, has a tendency to show high initial efficiency by preventing side-reaction by preventing contact with the electrolyte, and hard to control particle hardness easily From the viewpoint of easy production of particles, it is preferable that (iii) at least Si compound particles are dispersed inside the spheroidized carbon material. At this time, it is preferable that at least one of the Si compound particles is in contact with the carbon material from the viewpoint of suppressing an increase in irreversible capacity.

なお本明細書において、上記添着とは、炭素材料の表面にSi化合物粒子が添着、付着、複合化した状態等を表し、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。   In the present specification, the term “adhesion” means a state in which Si compound particles are attached, adhered, or complexed on the surface of a carbon material. In order to observe the state, for example, a field emission scanning electron microscope-energy This can be confirmed by observing the cross section of the particle using a technique such as dispersive X-ray (SEM-EDX) analysis or X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis.

<Si複合炭素粒子(A)の製造方法>
(Si複合炭素粒子(A)の原料)
上述したSi複合炭素粒子(A)は、珪素元素と炭素材料が複合化したSi複合炭素粒子であれば、その原料は特に限定されないが、例えば炭素材料、Si化合物粒子、及び炭素質物となる有機化合物を用いて製造することができる。
<Method for producing Si composite carbon particles (A)>
(Raw material for Si composite carbon particles (A))
The Si composite carbon particles (A) described above are not particularly limited as long as they are Si composite carbon particles in which a silicon element and a carbon material are composited. For example, carbon materials, Si compound particles, and organic substances that become carbonaceous materials are used. It can be produced using a compound.

原料として使用する炭素材料は、特に限定されないが、(イ)や(ハ)のSi複合炭素粒子(A)を製造する場合、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛粒子、又は、これらよりもやや結晶性の低い石炭系コークス、石油系コークス、ファーネスブラック、アセチレンブラック及びピッチ系炭素繊維からなる群から選ばれる材料の焼成物等が挙げられる。中でも鱗
片状、もしくは鱗状の天然黒鉛や人造黒鉛がSi化合物粒子を均一分散できる傾向にあることからより好ましい。また、(ロ)のSi複合炭素粒子(A)を製造する場合、粒子の核として形を保てる点から例えば鱗片状黒鉛などに機械的応力を加え球形化処理した黒鉛粒子や、黒鉛と炭素質物となる有機化合物を混合し造粒した黒鉛粒子を用いることが好ましい。
The carbon material used as a raw material is not particularly limited, but when producing (B) or (C) Si composite carbon particles (A), graphite particles such as natural graphite and artificial graphite, or crystals slightly more than these Examples thereof include a fired material of a material selected from the group consisting of coal-based coke, petroleum-based coke, furnace black, acetylene black, and pitch-based carbon fiber having low properties. Of these, scaly or scaly natural graphite or artificial graphite is more preferable because it tends to uniformly disperse the Si compound particles. In addition, when producing (B) Si composite carbon particles (A), from the viewpoint of maintaining the shape as the core of the particles, for example, graphite particles obtained by spheroidizing by applying mechanical stress to flaky graphite or the like and graphite and carbonaceous material It is preferable to use graphite particles obtained by mixing and granulating an organic compound.

なお本発明における原料として使用する炭素材料は以下の物性を示すものが好ましい。
原料として使用する炭素材料の体積基準平均粒径(d50)は、特に制限はないが、通常1μm以上120μm以下であり、好ましくは3μm以上100μm以下、より好ましくは5μm以上90μm以下である。原料として使用する炭素材料の平均粒子径d50が大きすぎると、Si複合炭素粒子(A)の粒径が大きくなり、該Si複合炭素粒子(A)を混合した負極用活物質をスラリー状として塗布する工程で、大粒子に起因したスジ引きや凹凸を生じることがある。平体粒径d50が小さすぎると、複合化が難しくなり、Si複合炭素粒子(A)を製造すること困難となる場合がある。
In addition, what shows the following physical properties for the carbon material used as a raw material in this invention is preferable.
The volume-based average particle diameter (d50) of the carbon material used as a raw material is not particularly limited, but is usually 1 μm or more and 120 μm or less, preferably 3 μm or more and 100 μm or less, more preferably 5 μm or more and 90 μm or less. If the average particle diameter d50 of the carbon material used as a raw material is too large, the particle diameter of the Si composite carbon particles (A) becomes large, and the negative electrode active material mixed with the Si composite carbon particles (A) is applied as a slurry. In this process, streaks or irregularities due to large particles may occur. If the flat body particle size d50 is too small, it may be difficult to make a composite, and it may be difficult to produce Si composite carbon particles (A).

原料として使用する炭素材料のタップ密度は、通常0.1g/cm以上1.0g/cm以下であり、好ましくは0.13g/cm以上0.8g/cm以下、より好ましくは0.15g/cm以上0.6g/cm以下である。
タップ密度が上記範囲内であると、Si複合炭素粒子(A)内に、微小な空隙が形成されやすくなるため、Si化合物粒子の膨張収縮によるSi複合炭素粒子(A)の破壊を抑制できる。
The tap density of the carbon material used as a raw material is usually less than 0.1 g / cm 3 or more 1.0 g / cm 3, preferably 0.13 g / cm 3 or more 0.8 g / cm 3 or less, more preferably 0 .15 g / cm 3 or more and 0.6 g / cm 3 or less.
When the tap density is within the above range, minute voids are easily formed in the Si composite carbon particles (A), and thus the destruction of the Si composite carbon particles (A) due to the expansion and contraction of the Si compound particles can be suppressed.

原料として使用する炭素材料のBET法による比表面積は通常1m/g以上40m/g以下、2m/g以上35m/g以下であることが好ましく、3m/g以上30m/g以下であることがより好ましい。原料として使用する炭素材料の比表面積は、Si複合炭素粒子(A)の比表面積に反映され、40m/g以下とすることで該Si複合炭素粒子(A)の不可逆容量の増加による電池容量の減少を防ぐことができる。 BET specific surface area of the carbon material used as a raw material is usually 1 m 2 / g or more 40 m 2 / g or less, preferably less 2m 2 / g or more 35m 2 / g, 3m 2 / g or more 30 m 2 / g The following is more preferable. The specific surface area of the carbon material used as a raw material is reflected in the specific surface area of the Si composite carbon particles (A), and the battery capacity due to an increase in the irreversible capacity of the Si composite carbon particles (A) by being 40 m 2 / g or less. Can be prevented.

原料として使用する炭素材料のX線広角回折法による002面の面間隔(d002)は通常0.337nm以下である。一方通常0.334nm以上である。また、原料として使用する炭素材料のX線広角回折法によるLcは90nm以上、好ましくは95nm以上である。002面の面間隔(d002)が0.337nm以下であると、原料として使用する炭素材料の結晶性が高いことを示し、高容量のSi複合炭素粒子(A)を得ることができる。また、Lcが90nm以上である場合にも、結晶性が高いことを示し、高容量となるSi複合炭素粒子(A)を得ることができる。   The interplanar spacing (d002) of the 002 plane according to the X-ray wide angle diffraction method of the carbon material used as a raw material is usually 0.337 nm or less. On the other hand, it is usually 0.334 nm or more. The carbon material used as a raw material has an Lc of 90 nm or more, preferably 95 nm or more by X-ray wide angle diffraction. When the interplanar spacing (d002) of the 002 plane is 0.337 nm or less, it indicates that the carbon material used as a raw material has high crystallinity, and high-capacity Si composite carbon particles (A) can be obtained. Further, when Lc is 90 nm or more, Si composite carbon particles (A) exhibiting high crystallinity and having a high capacity can be obtained.

また本発明における原料として使用するSi化合物粒子は以下の物性を示すものが好ましい。
原料として使用するSi化合物粒子の体積平均粒子径(d50)は、サイクル寿命の観点から、通常0.005μm以上、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.02μm以上、更に好ましくは0.03μm以上であり、通常10μm以下、好ましくは9μm以下、より好ましくは8μm以下である。平均粒子径(d50)が前記範囲内であると、充放電に伴う体積膨張が低減され、充放電容量を維持しつつ、良好なサイクル特性を得ることができる。
In addition, the Si compound particles used as a raw material in the present invention preferably have the following physical properties.
The volume average particle diameter (d50) of the Si compound particles used as a raw material is usually 0.005 μm or more, preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.02 μm or more, and further preferably 0.03 μm, from the viewpoint of cycle life. These are usually 10 μm or less, preferably 9 μm or less, more preferably 8 μm or less. When the average particle diameter (d50) is within the above range, volume expansion associated with charge / discharge is reduced, and good cycle characteristics can be obtained while maintaining charge / discharge capacity.

原料として使用するSi化合物粒子のBET法による比表面積は通常0.5m/g以上120m/g以下、1m/g以上100m/g以下であることが好ましい。比表面積が前記範囲内であると、電池の充放電効率および放電容量が高く、高速充放電においてリチウムの出し入れが速く、レート特性に優れるので好ましい。
原料として使用するSi化合物粒子の含有酸素量は、特に制限はないが、通常0.01
質量%以上12質量%以下、0.05質量%以上10質量%以下であることが好ましい。粒子内の酸素分布状態は、表面近傍に存在、粒子内部に存在、粒子内一様に存在していてもかまわないが、特に表面近傍に存在していることが好ましい。該金属粒子の含有酸素量が前記範囲内であると、SiとOの強い結合により、充放電に伴う体積膨張が抑制され、サイクル特性に優れるので好ましい。
The specific surface area by the BET method of the Si compound particles used as a raw material is usually preferably 0.5 m 2 / g or more and 120 m 2 / g or less, and 1 m 2 / g or more and 100 m 2 / g or less. When the specific surface area is within the above range, the charge / discharge efficiency and discharge capacity of the battery are high, lithium is quickly taken in and out during high-speed charge / discharge, and the rate characteristics are excellent.
The amount of oxygen contained in the Si compound particles used as a raw material is not particularly limited, but is usually 0.01
It is preferable that they are mass% or more and 12 mass% or less, 0.05 mass% or more and 10 mass% or less. The oxygen distribution state in the particle may exist near the surface, may exist inside the particle, or may exist uniformly within the particle, but is preferably present near the surface. It is preferable for the oxygen content of the metal particles to be within the above-mentioned range because volume expansion associated with charge / discharge is suppressed due to strong bonding between Si and O, and cycle characteristics are excellent.

原料として使用するSi化合物粒子の結晶子サイズは、特に制限はないが、通常、XRDより算出される(111)面の結晶子サイズにおいて通常0.05nm以上、好ましくは1nm以上であり、通常100nm以下、50nm以下であることが好ましい。該金属粒子の結晶子サイズが前記範囲内であると、SiとLiイオンの反応が迅速に進み、入出力に優れるので好ましい。   The crystallite size of the Si compound particles used as a raw material is not particularly limited, but is usually 0.05 nm or more, preferably 1 nm or more, and usually 100 nm in the (111) plane crystallite size calculated from XRD. Hereinafter, it is preferably 50 nm or less. It is preferable that the crystallite size of the metal particles is within the above range because the reaction between Si and Li ions proceeds rapidly and is excellent in input / output.

なお、Si複合炭素粒子(A)中のSi化合物粒子は、原料となるSi化合物粒子の物性と同様の性質を持つことが好ましい。
また本発明における原料として使用する炭素質物となる有機化合物は以下の物性を示すものが好ましい。
原料として使用する炭素質物となる有機化合物としては、以下の(a)又は(b)に記載の炭素材が好ましい。
In addition, it is preferable that Si compound particle | grains in Si composite carbon particle (A) have the property similar to the physical property of Si compound particle | grains used as a raw material.
Moreover, what shows the following physical properties as an organic compound used as the carbonaceous material used as a raw material in this invention is preferable.
As an organic compound used as a carbonaceous material used as a raw material, the carbon material described in the following (a) or (b) is preferable.

(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
(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、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン、ウレタン樹脂、尿素樹脂等の窒素含有高分子、ポリチオフェン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸等が好ましく、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。
(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) Carbonized organic substance dissolved in low molecular organic solvent The coal-based heavy oil includes coal tar from soft pitch to hard pitch. Pitch, dry distillation liquefied oil, etc. are preferable. As the DC heavy oil, normal pressure residual oil, reduced pressure residual oil, etc. are preferable. As the cracked petroleum heavy oil, by-products are generated during pyrolysis of crude oil, naphtha, etc. Ethylene tar or the like is preferable, and the aromatic hydrocarbon is preferably acenaphthylene, decacyclene, anthracene, phenanthrene, or the like, and the N-ring compound is preferably phenazine, acridine, or the like. As the S ring compound, thiophene, bithiophene and the like are preferable. As the polyphenylene, biphenyl, terphenyl and the like are preferable. As the organic synthetic polymer, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, and insolubilized products of these compounds. Preferred are nitrogen-containing polymers such as polyacrylonitrile, polypyrrole, polyallylamine, polyvinylamine, polyethyleneimine, urethane resin, urea resin, polythiophene, polystyrene, polymethacrylic acid, etc., and the natural polymers include cellulose, lignin, mannan , Polysaccharides such as polygalacturonic acid, chitosan, saccharose and the like are preferable, and the thermoplastic resin is preferably polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, and the like. For example, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, imide resin and the like are preferable.

また、炭化可能な有機物は、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。
なお、Si複合炭素粒子(A)中における炭素質物は以下の物性を示すものが好ましい。
Further, the carbonizable organic substance may be a carbide such as a solution dissolved in a low-molecular organic solvent such as benzene, toluene, xylene, quinoline, or n-hexane.
Moreover, these may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations.
The carbonaceous material in the Si composite carbon particles (A) preferably has the following physical properties.

炭素質物の粉末のX線広角回折法による(002)面の面間隔(d002)が通常0.340nm以上、好ましくは0.342nm以上である。また、通常0.380nm未満、好ましくは0.370nm以下、より好ましくは0.360nm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、サイクル特性が低下する傾向があり、d002値が小さすぎると炭素質物を複合化させた効果が得られ難い。 The interplanar spacing (d 002 ) of the (002) plane of the carbonaceous material powder by X-ray wide angle diffraction method is usually 0.340 nm or more, preferably 0.342 nm or more. Moreover, it is less than 0.380 nm normally, Preferably it is 0.370 nm or less, More preferably, it is 0.360 nm or less. If the d 002 value is too large, it indicates that the crystallinity is low, and the cycle characteristics tend to deteriorate. If the d 002 value is too small, it is difficult to obtain the effect of combining the carbonaceous materials.

炭素質物の粉末の学振法によるX線回折法で求めた炭素質物の結晶子サイズ(Lc(002))は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上、より好ましくは20nm以上である。また通常300nm以下、好ましくは200nm以下、より好ましくは100nm以下である。結晶子サイズが大きすぎると、サイクル特性が低下する傾向があり、結晶子サイズが小さすぎると、充放電反応性が低下して、高温保存時のガス発生増加や大電流充放電特性低下の虞がある。   The crystallite size (Lc (002)) of the carbonaceous material obtained by X-ray diffraction based on the Gakushin method of the carbonaceous material powder is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more. Moreover, it is 300 nm or less normally, Preferably it is 200 nm or less, More preferably, it is 100 nm or less. If the crystallite size is too large, the cycle characteristics tend to decrease, and if the crystallite size is too small, the charge / discharge reactivity decreases, and there is a risk of increased gas generation during high-temperature storage and reduced high-current charge / discharge characteristics. There is.

(製造方法の種類)
上述したSi複合炭素粒子(A)は、珪素元素と炭素材料が複合化したSi複合炭素粒子であれば、その製造方法は特に限定されないが、例えば以下の手法(i)〜手法(iii)によって製造することができる。
(Type of manufacturing method)
The Si composite carbon particles (A) described above are not particularly limited as long as they are Si composite carbon particles in which a silicon element and a carbon material are combined. For example, the following methods (i) to (iii) are used. Can be manufactured.

(手法(i))
上述した(イ)炭素材料からなる造粒体の中にSi化合物粒子が分散したSi複合炭素粒子(A)や(ロ)核となる炭素材料の外周にSi化合物粒子が添着又は被覆しているSi複合炭素粒子(A)を製造するには、例えば、炭素材料、Si化合物粒子、炭素質物となる有機化合物を混合し、造粒する手法が挙げられる。
(Method (i))
(B) Si compound carbon particles (A) in which Si compound particles are dispersed in the granulated body made of carbon material (A) and (b) Si compound particles are attached or coated on the outer periphery of the carbon material that becomes the nucleus. In order to manufacture Si composite carbon particle (A), the method of mixing and granulating the carbon compound, Si compound particle | grains, and the organic compound used as a carbonaceous material is mentioned, for example.

具体的な工程としては、
(1)Si化合物粒子、炭素材料、および炭素質物となる有機化合物を混合する工程
(2)(1)で得られた混合物を焼成する工程、
上記の(1)〜(2)工程を少なくとも含む方法によってSi複合炭素粒子(A)を製造することができる。
As a specific process,
(1) Step of mixing Si compound particles, carbon material, and organic compound to be carbonaceous material (2) Step of firing the mixture obtained in (1),
Si composite carbon particles (A) can be produced by a method including at least the steps (1) to (2).

(1)Si化合物粒子、炭素材料、および炭素質物となる有機化合物を混合する工程
Si化合物粒子、炭素材料、および炭素質物となる有機化合物を混合し、混合物を得られれば特に原料を仕込む順序に制限はないが、例えば、Si化合物粒子に炭素材料を混合した後に炭素質物となる有機化合物を混合する方法、炭素材料に炭素質物となる有機化合物を混合した後にSi化合物粒子を混合する方法、Si化合物粒子に炭素質物となる有機化合物を混合した後に炭素材料を混合する方法、Si化合物粒子、炭素材料および炭素質物となる有機化合物を一度に混合する方法等の方法が挙げられる。
(1) Step of mixing Si compound particles, carbon material, and organic compound that becomes carbonaceous material Mixing Si compound particles, carbon material, and organic compound that becomes carbonaceous material, and if a mixture can be obtained, in order to prepare the raw materials in particular Although there is no restriction, for example, a method of mixing an organic compound that becomes a carbonaceous material after mixing a carbon material with Si compound particles, a method of mixing an Si compound particle with an organic compound that becomes a carbonaceous material, and Si Examples thereof include a method of mixing a carbon material after mixing an organic compound that becomes a carbonaceous material into compound particles, a method of mixing an Si compound particle, a carbon material, and an organic compound that becomes a carbonaceous material at once.

Si化合物粒子に炭素材料を混合した後に炭素質物となる有機化合物を混合する方法において、炭素材料に、Si化合物粒子を、機械的処理により炭素材料の表面および/または内部に付着させてから炭素質物となる有機化合物を混合してもよい。ここでいう機械的処理は、特に限定されないが、例えば、乾式ボールミル、湿式ビーズミル、遊星式ボールミル、振動ボールミル、メカノフュージョシステム、アグロマスタ(ホソカワミクロン(株))、ハイブリダイゼーションシステム、マイクロス、ミラーロ((株)奈良機械製作所製)などが挙げられる。   In the method of mixing an organic compound that becomes a carbonaceous material after mixing a carbon material with Si compound particles, the carbonaceous material is adhered to the surface and / or inside of the carbon material by mechanical treatment. You may mix the organic compound which becomes. The mechanical treatment here is not particularly limited. For example, a dry ball mill, a wet bead mill, a planetary ball mill, a vibrating ball mill, a mechano-fusion system, an agromaster (Hosokawa Micron Corporation), a hybridization system, a micros, a mirror ( (Manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.).

これらの中でも好ましくは、Si化合物粒子に炭素材料を混合した後に炭素質物となる有機化合物を混合する方法が、Si化合物粒子、炭素材料をそれぞれ粉体の状態で混合させるため、分散性が良好であるという点で好ましい。
Si化合物粒子、炭素材料および炭素質物となる有機化合物を混合する方法は、例えば粉末混合法、溶融混合法、溶液混合法等が挙げられる。
Among these, the method of mixing an organic compound that becomes a carbonaceous material after mixing a carbon material with Si compound particles preferably mixes the Si compound particles and the carbon material in a powder state, so that the dispersibility is good. It is preferable in that it is.
Examples of the method of mixing the Si compound particles, the carbon material, and the organic compound that becomes the carbonaceous material include a powder mixing method, a melt mixing method, and a solution mixing method.

混合温度は通常は常温以上300℃以下であり、炭素質物となる有機化合物の種類により適宜決定することができる。また混合時間は、通常10分以上1時間以下である。また、Si化合物粒子、炭素材料および炭素質物となる有機化合物との溶液混合法に用いる溶
媒には、該有機化合物を溶解または分散する水又は有機溶媒の中から、適宜選択することができる。異なる2種以上の溶媒を混合して用いてもよい。
The mixing temperature is usually from room temperature to 300 ° C., and can be appropriately determined depending on the type of organic compound that becomes a carbonaceous material. The mixing time is usually 10 minutes or more and 1 hour or less. In addition, the solvent used in the solution mixing method with the Si compound particles, the carbon material, and the organic compound that becomes the carbonaceous material can be appropriately selected from water or an organic solvent in which the organic compound is dissolved or dispersed. Two or more different solvents may be mixed and used.

Si化合物粒子、炭素材料および炭素質物となる有機化合物との溶液混合法を用いた場合は、通常40℃以上300℃以下の範囲で乾燥させる。乾燥時間は、用いた溶媒の種類に応じて適宜決めることができるが、通常1時間以上24時間以下である。適宜減圧乾燥を選択することができる。
Si化合物粒子、炭素材料および炭素質物となる有機化合物を混合する際、通常は常圧下で行うが、所望ならば、減圧下又は加圧下に行うこともできる。混合は回分方式及び連続方式のいずれで行うこともできる。いずれの場合でも、粗混合に適した装置及び精密混合に適した装置を組合せて用いることにより、混合効率を向上させることができる。
When a solution mixing method with Si compound particles, a carbon material, and an organic compound that becomes a carbonaceous material is used, drying is usually performed in a range of 40 ° C. or more and 300 ° C. or less. Although drying time can be suitably determined according to the kind of solvent used, it is normally 1 hour or more and 24 hours or less. Vacuum drying can be selected as appropriate.
When mixing the Si compound particles, the carbon material, and the organic compound that becomes the carbonaceous material, it is usually performed under normal pressure, but can be performed under reduced pressure or under pressure if desired. Mixing can be carried out either batchwise or continuously. In any case, the mixing efficiency can be improved by using a combination of an apparatus suitable for rough mixing and an apparatus suitable for precision mixing.

回分方式の混合装置としては、ハイスピードミキサー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、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、一枚のブレードがタンク内で撹拌・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。   Batch-type mixing devices include high-speed mixers, homogenizers, ultrasonic homogenizers, mixers with a structure in which two frame types rotate and revolve, dissolvers that are high-speed, high-shear mixers, and butterfly mixers for high viscosity. An apparatus having a structure in which one blade stirs and disperses in a tank, a so-called kneader type apparatus having a structure in which a stirring blade such as a sigma type rotates along the side surface of a semi-cylindrical mixing tank, and a stirring blade A trimix type apparatus having a three axis, a so-called bead mill type apparatus having a rotating disk and a dispersion medium in a container, and the like are 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。   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) Etc.), and a container having a plurality of pavement or sawtooth paddles fixed to the shaft and arranged in multiple phases, the inner wall surface of which is the outermost line of rotation of the paddle Substantially along the (externally heated) device, preferably in the form of a cylinder (for example, a Redige mixer manufactured by Redige, a flow share mixer manufactured by Taiyo Kiko Co., Ltd., a Tsukishima Machine Co., Ltd. T dryer, etc.) can also be used.

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。
Si化合物粒子、炭素材料、および炭素質物となる有機化合物の合計に対するSi化合物粒子の混合割合は、通常1質量%以上、好ましくは1.5質量%以上、より好ましくは2質量%以上、更に好ましくは2.5質量%以上である。また、通常50質量%以下、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。Si化合物粒子が多すぎると、充放電に伴う体積膨張が大きくなり、容量劣化が顕著になる傾向がある。また、Si化合物粒子が少なすぎると、十分な容量が得られない傾向がある。
In order to perform mixing in a continuous manner, a pipeline mixer, a continuous bead mill, or the like may be used.
The mixing ratio of the Si compound particles with respect to the total of the Si compound particles, the carbon material, and the organic compound as the carbonaceous material is usually 1% by mass or more, preferably 1.5% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and still more preferably. Is 2.5% by mass or more. Moreover, it is 50 mass% or less normally, Preferably it is 40 mass% or less, More preferably, it is 30 mass% or less, More preferably, it is 20 mass% or less. When there are too many Si compound particles, the volume expansion accompanying charging / discharging becomes large, and there exists a tendency for capacity deterioration to become remarkable. Moreover, when there are too few Si compound particles, there exists a tendency for sufficient capacity | capacitance not to be obtained.

Si化合物粒子、炭素材料および炭素質物となる有機化合物の合計に対する炭素材料の混合割合は、通常1質量%以上、好ましくは2質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上である。また、通常95質量%以下、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。炭素材料が多すぎると、炭素材料が形成する空隙量が多くなり、電極密度を上げることが困難となる傾向がある。また、炭素材料が少なすぎると、体積膨張を抑制する空隙を形成できず、かつ導電パスを取れにくくなり、サイクル特性を向上させる効果が十分得られない傾向がある。   The mixing ratio of the carbon material to the total of the Si compound particles, the carbon material, and the organic compound as the carbonaceous material is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and further preferably 5% by mass. That's it. Moreover, it is 95 mass% or less normally, Preferably it is 90 mass% or less, More preferably, it is 85 mass% or less, More preferably, it is 80 mass% or less. If the carbon material is too much, the amount of voids formed by the carbon material increases, and it tends to be difficult to increase the electrode density. Moreover, when there are too few carbon materials, the space | gap which suppresses volume expansion cannot be formed, it becomes difficult to take a conductive path, and there exists a tendency for the effect which improves cycling characteristics not to be fully acquired.

Si化合物粒子、炭素材料および炭素質物となる有機化合物の合計に対する炭素質物と
なる有機化合物の混合割合は、炭素材料及びSi化合物粒子の合計質量に対して通常1質量%以上、好ましくは1.5質量%以上、より好ましくは2質量%以上、更に好ましくは2.5質量%以上である。また、通常60質量%以下、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。炭素質物となる有機化合物が多すぎると焼成過程において活物質同士の凝集が生じやすくなる傾向がある。また、非晶性炭素として残存しやすくなり、非晶性炭素を多く含む該活物質を用いて電池を作製すると充電初期において充放電効率が低下する傾向がある。また、炭素質物となる有機化合物が少なすぎると、還元反応の進行や活物質の凝集抑制において十分な効果が得られない傾向がある。
The mixing ratio of the organic compound that becomes the carbonaceous material to the total of the organic compound that becomes the Si compound particles, the carbon material and the carbonaceous material is usually 1% by mass or more, preferably 1.5% with respect to the total mass of the carbon material and the Si compound particles. It is at least 2 mass%, more preferably at least 2.5 mass%. Moreover, it is 60 mass% or less normally, Preferably it is 50 mass% or less, More preferably, it is 40 mass% or less, More preferably, it is 30 mass% or less. When there are too many organic compounds used as a carbonaceous material, there exists a tendency for active material to aggregate easily in a baking process. Moreover, it becomes easy to remain as amorphous carbon, and when a battery is produced using the active material containing a large amount of amorphous carbon, the charge / discharge efficiency tends to decrease in the initial stage of charging. Moreover, when there are too few organic compounds used as a carbonaceous material, there exists a tendency for sufficient effect not to be acquired in progress of a reductive reaction, or aggregation suppression of an active material.

(2)(1)で得られた混合物を焼成する工程
本工程ではSi化合物粒子、炭素材料および炭素質物となる有機化合物とを含む混合物を焼成する。
焼成する際の雰囲気は、非酸化性雰囲気下であり、好ましくは窒素、アルゴン、二酸化炭素、アンモニア、水素などを流通させ非酸化性雰囲気にさせる。
その理由として、Si化合物粒子、炭素材料、炭素質物の酸化を防ぐ必要ある、ということが考えられる。
(2) Step of firing the mixture obtained in (1) In this step, a mixture containing Si compound particles, a carbon material, and an organic compound that becomes a carbonaceous material is fired.
The atmosphere at the time of firing is a non-oxidizing atmosphere. Preferably, nitrogen, argon, carbon dioxide, ammonia, hydrogen, or the like is circulated to form a non-oxidizing atmosphere.
The reason may be that it is necessary to prevent oxidation of the Si compound particles, the carbon material, and the carbonaceous material.

焼成温度は焼成雰囲気及び炭素質物となる有機化合物により異なるが、一例として窒素流通雰囲気下であれば通常は500℃以上、好ましくは800℃以上、より好ましくは850℃以上である。また、通常は高くても3000℃以下、好ましくは2000℃以下であり、1500℃以下がより好ましい。焼成温度が低すぎると炭化が十分に進行せず、充放電初期の不可逆容量低減が増大する虞があり、またSi化合物の還元速度が低下するため、焼成時間をより長くとる必要が生じる。ただし、還元速度については、焼成雰囲気を水素雰囲気などのより強い還元雰囲気にすることで、低温でも速めることが可能である。一方で焼成温度が高すぎると、炭素質物となる有機化合物の炭化物が、混合物中の原料炭素材の結晶構造と同等の結晶構造に達し、被覆の効果が得難くなることや、珪素元素が気化することによる収率の低下、及び製造コストアップとなる傾向がある。   The firing temperature varies depending on the firing atmosphere and the organic compound that becomes the carbonaceous material, but as an example, the firing temperature is usually 500 ° C. or higher, preferably 800 ° C. or higher, more preferably 850 ° C. or higher in a nitrogen circulation atmosphere. Further, it is usually at most 3000 ° C., preferably 2000 ° C. or less, more preferably 1500 ° C. or less, even if it is high. If the calcination temperature is too low, carbonization does not proceed sufficiently, there is a risk that the irreversible capacity reduction at the beginning of charge / discharge increases, and the reduction rate of the Si compound decreases, so that it is necessary to take a longer calcination time. However, the reduction rate can be increased even at a low temperature by setting the firing atmosphere to a stronger reducing atmosphere such as a hydrogen atmosphere. On the other hand, if the firing temperature is too high, the carbonized organic compound carbide will reach a crystal structure equivalent to the crystal structure of the raw material carbon material in the mixture, making it difficult to obtain the coating effect, and vaporizing the silicon element. This tends to reduce the yield and increase the manufacturing cost.

焼成処理条件において、熱履歴温度条件、昇温速度、冷却速度、熱処理時間等は、適宜設定する。また、比較的低温領域で熱処理した後、所定の温度に昇温することもできる。なお、本工程に用いる反応機は回分式でも連続式でも、また一基でも複数基でもよい。焼成に使用する炉は上記要件を満たせば特に、制約はないが、例えば、シャトル炉、トンネル炉、リードハンマー炉、ロータリーキルン、オートクレーブ等の反応槽、コーカー(コークス製造の熱処理槽)、タンマン炉、アチソン炉、加熱方式も、高周波誘導加熱炉、直接式抵抗加熱、間接式抵抗加熱、直接燃焼加熱、輻射熱加熱等を用いることができる。処理時には、必要に応じて攪拌を行なってもよい。   In the firing treatment conditions, the heat history temperature condition, the temperature rise rate, the cooling rate, the heat treatment time, etc. are appropriately set. Further, after heat treatment in a relatively low temperature region, the temperature can be raised to a predetermined temperature. In addition, the reactor used for this process may be a batch type or a continuous type, and may be one or more. The furnace used for firing is not particularly limited as long as the above requirements are satisfied. For example, a reactor such as a shuttle furnace, a tunnel furnace, a lead hammer furnace, a rotary kiln, an autoclave, a coker (heat treatment tank for coke production), a Tamman furnace, As the Atchison furnace and heating method, a high-frequency induction heating furnace, direct resistance heating, indirect resistance heating, direct combustion heating, radiant heat heating, or the like can be used. During the treatment, stirring may be performed as necessary.

・その他の工程
上記工程を経た複合炭素材は、粉砕、解砕、分級処理等の粉体加工し、Si複合炭素粒子(A)を得る。
粉砕や解砕に用いる装置に特に制限はないが、例えば、粗粉砕機としてはせん断式ミル、ジョークラッシャー、衝撃式クラッシャー、コーンクラッシャー等が挙げられ、中間粉砕機としてはロールクラッシャー、ハンマーミル等が挙げられ、微粉砕機としてはボールミル、振動ミル、ピンミル、攪拌ミル、ジェットミル等が挙げられる。
-Other process The composite carbon material which passed through the said process carries out powder processing, such as a grinding | pulverization, crushing, and a classification process, and obtains Si composite carbon particle (A).
There are no particular restrictions on the apparatus used for pulverization and pulverization, for example, the coarse pulverizer includes a shearing mill, jaw crusher, impact crusher, cone crusher, etc., and the intermediate pulverizer includes roll crusher, hammer mill, etc. Examples of the pulverizer include a ball mill, a vibration mill, a pin mill, a stirring mill, and a jet mill.

分級処理に用いる装置としては特に制限はないが、例えば、乾式篩い分けの場合は、回転式篩い、動揺式篩い、旋動式篩い、振動式篩い等を用いることができ、乾式気流式分級の場合は、重力式分級機、慣性力式分級機、遠心力式分級機(クラシファイア、サイクロン等)を用いることができ、また、湿式篩い分け、機械的湿式分級機、水力分級機、沈降
分級機、遠心式湿式分級機等を用いることができる。
上述のような製造方法により、Si複合炭素粒子(A)が製造できる。ただし、Si複合炭素粒子(A)は、上記製造方法に限定されないものである。
There is no particular limitation on the apparatus used for classification, but for example, in the case of dry sieving, a rotary sieving, a swaying sieving, a rotating sieving, a vibrating sieving, etc. can be used. In this case, gravity classifier, inertial classifier, centrifugal classifier (classifier, cyclone, etc.) can be used, wet sieving, mechanical wet classifier, hydraulic classifier, sedimentation classifier A centrifugal wet classifier or the like can be used.
Si composite carbon particles (A) can be produced by the production method as described above. However, Si composite carbon particle (A) is not limited to the said manufacturing method.

(手法(ii))
上述した(ハ)球形化処理された炭素材料の内部に少なくともSi化合物粒子が分散したSi複合炭素粒子(A)を製造するには、例えば、炭素材料とSi化合物粒子を混合し、その後、球形化処理を施すことでSi複合炭素粒子の内側にSi化合物粒子を内包する方法が挙げられる。なお、手法(ii)における原料としての炭素材料、Si化合物粒子及び炭素質物となる有機化合物は、特に限定されるものでなく、手法(i)と同じものを用いて製造することができる。
好ましい製造方法として、以下の工程を含むものが挙げられる。
(1)炭素材料とSi化合物粒子を混合、固定化する工程
(2)(1)で得られたものに対して球形化処理を施す工程
(Method (ii))
In order to manufacture the Si composite carbon particles (A) in which at least Si compound particles are dispersed in the above-described (c) spheroidized carbon material, for example, the carbon material and the Si compound particles are mixed, and then the spherical shape is obtained. An example is a method of encapsulating Si compound particles inside Si composite carbon particles by performing a chemical treatment. In addition, the carbon material, Si compound particle | grains, and the organic compound used as a carbonaceous material as a raw material in the method (ii) are not specifically limited, It can manufacture using the same thing as the method (i).
A preferable production method includes the following steps.
(1) Step of mixing and fixing the carbon material and Si compound particles (2) Step of subjecting the material obtained in (1) to spheronization treatment

(1)炭素材料とSi化合物粒子を混合、固定化する工程
Si化合物粒子と炭素材料の合計に対するSi化合物粒子の混合割合は、通常1質量%以上、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは7質量%以上、特に好ましくは10質量%以上である。また、通常95質量%以下、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは50質量%以下、特に好ましくは40質量%以下、最も好ましくは35質量%以下である。この範囲であると、十分な容量を得ることが可能となる点で好ましい。
(1) Step of mixing and fixing carbon material and Si compound particles The mixing ratio of Si compound particles to the total of Si compound particles and carbon material is usually 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more, more preferably 5%. It is at least 7% by mass, more preferably at least 7% by mass, particularly preferably at least 10% by mass. Moreover, it is 95 mass% or less normally, Preferably it is 70 mass% or less, More preferably, it is 60 mass% or less, More preferably, it is 50 mass% or less, Most preferably, it is 40 mass% or less, Most preferably, it is 35 mass% or less. This range is preferable in that a sufficient capacity can be obtained.

炭素材料とSi化合物粒子の混合、固定化する方法については特に制限はない。例えば、Si化合物粒子を溶媒に分散させたSiスラリーを用いて、湿潤しているSi化合物粒子を乾燥させないように炭素材料と混合させる方法が挙げられる。このようなSiスラリーは、Si化合物粒子の凝集を抑制するので、炭素材料の表面にSi化合物粒子を固定化しやすくなり好ましい。   There are no particular restrictions on the method of mixing and fixing the carbon material and Si compound particles. For example, there is a method in which a Si slurry in which Si compound particles are dispersed in a solvent is used and mixed with a carbon material so that the wet Si compound particles are not dried. Since such Si slurry suppresses aggregation of Si compound particles, it is preferable because the Si compound particles are easily fixed on the surface of the carbon material.

Si化合物粒子の分散溶媒としては、芳香環を有した非極性化合物や非プロトン性の極性溶媒が挙げられ、芳香環を有した非極性化合物の種類としては特に制限はないが、Si化合物と反応性を持たないものであればより好ましい。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、メチルナフタレンなどの常温で液体の芳香族化合物、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキセン、ビシクロヘキシルのような脂環式炭化水素類、軽油、重質油といった石油化学、石炭化学での残渣油が挙げられる。これらの中でも、キシレンが好ましく、メチルナフタレンがより好ましく、重質油が、沸点が高いという理由で更に好ましい。湿式粉砕では粉砕効率を上げようとすると発熱しやすくなる。沸点が低い溶媒では揮発して高濃度になってしまう恐れがある。一方、非プロトン性の極性溶媒としては、NMP(N―メチルー2―ピロリドン)、GBL(γブチロラクトン)、DMF(NNジメチルホルムアミド)など水だけでなく有機溶媒を溶かすようなものが好ましく、中でも分解しにくく、沸点が高いという点においてNMP(N―メチルー2―ピロリドン)が好ましい。   Examples of the dispersion solvent for the Si compound particles include a nonpolar compound having an aromatic ring and an aprotic polar solvent. The type of the nonpolar compound having an aromatic ring is not particularly limited, but reacts with the Si compound. It is more preferable if it does not have the property. For example, aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene, cumene, and methylnaphthalene that are liquid at room temperature, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, methylcyclohexene, and bicyclohexyl, petrochemicals such as light oil and heavy oil Residual oil in coal chemistry. Among these, xylene is preferred, methylnaphthalene is more preferred, and heavy oil is more preferred because of its high boiling point. In wet pulverization, heat generation tends to occur when the pulverization efficiency is increased. A solvent having a low boiling point may volatilize and become a high concentration. On the other hand, as the aprotic polar solvent, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), GBL (γ-butyrolactone), DMF (NN dimethylformamide) and the like which dissolve not only water but also organic solvents are preferable. NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) is preferred because it is difficult to resist and has a high boiling point.

Si化合物粒子と分散溶媒の混合割合は、Si化合物粒子に対して通常10質量%以上、好ましくは20質量%以上、通常50質量%以下、好ましくは40質量%以下である。
分散溶媒の混合割合が高すぎるとコスト増になる傾向があり、分散溶媒の混合割合が低すぎるとSi化合物粒子の均一な分散が困難になる傾向がある。
Si化合物粒子は炭素材料の表面に均一に分散させることが好ましく、そのためにSi化合物粒子を湿式粉砕する際に用いた分散溶媒を混合時に過剰に加えてもよい。本明細書では、炭素材料にSi化合物粒子を混合する際にスラリーとして混合する場合、Si化合
物粒子の固形分としては、通常10%以上、好ましくは15%以上、より好ましくは20%以上であり、通常90%以下、好ましくは85%以下、より好ましくは80%以下である。この固形分の割合が多すぎるとスラリーの流動性がなくなり、Si化合物粒子が炭素材料に分散しにくい傾向があり、少なすぎると工程上扱いづらくなる傾向がある。
The mixing ratio of the Si compound particles and the dispersion solvent is usually 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and usually 50% by mass or less, preferably 40% by mass or less with respect to the Si compound particles.
If the mixing ratio of the dispersion solvent is too high, the cost tends to increase, and if the mixing ratio of the dispersion solvent is too low, uniform dispersion of the Si compound particles tends to be difficult.
The Si compound particles are preferably uniformly dispersed on the surface of the carbon material. For this purpose, the dispersion solvent used in wet pulverization of the Si compound particles may be added excessively during mixing. In the present specification, when mixing the Si compound particles into the carbon material as a slurry, the solid content of the Si compound particles is usually 10% or more, preferably 15% or more, more preferably 20% or more. Usually, it is 90% or less, preferably 85% or less, more preferably 80% or less. If the ratio of the solid content is too large, the fluidity of the slurry is lost, and the Si compound particles tend to be difficult to disperse in the carbon material. If the ratio is too small, the process tends to be difficult to handle.

そして、混合した後、エバポレーター、乾燥機等を用いて分散溶媒を蒸発除去・乾燥させることで炭素材料上にSi化合物粒子を固定化することができる。
または、過剰の分散溶媒を加えることなく、そのまま高速撹拌機中で加温しながら分散溶媒を蒸発させながら混合、固定化してもよい。この際、炭素材料にSi化合物粒子を固定化させるために、樹脂やピッチ等の緩衝材を使うことができ、なかでも樹脂を使うことが好ましい。この樹脂は、炭素材料へのSi化合物粒子の固定化の役割を担うだけでなく、球形化工程時に炭素材料からSi化合物粒子が脱離することを防ぐ役割を担うと考えられる。なお、緩衝材を加える場合は、この段階で加えてもよいし、Si化合物粒子の湿式粉砕時に添加してもよい。
And after mixing, Si compound particle | grains can be fix | immobilized on a carbon material by evaporating and removing a dispersion solvent using an evaporator, a dryer, etc. and drying.
Alternatively, mixing and fixing may be performed while evaporating the dispersion solvent while heating in a high-speed stirrer without adding an excessive dispersion solvent. At this time, in order to immobilize the Si compound particles on the carbon material, a buffer material such as resin or pitch can be used, and it is preferable to use the resin among them. This resin is considered not only to play a role of immobilizing the Si compound particles to the carbon material but also to prevent the Si compound particles from being detached from the carbon material during the spheronization process. In addition, when adding a buffering material, you may add at this stage and may add at the time of the wet grinding | pulverization of Si compound particle | grains.

なお、本(1)工程の緩衝材として用いることができる樹脂は、特に制限はないが、上述した炭素質物となる有機化合物に含まれる樹脂であっても良く、好ましくはポリスチレン、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリルが挙げられ、焼成時の残炭量が多く、分解温度が比較的高い点からポリアクリルニトリルが特に好ましく用いることができる。なお、樹脂の分解温度は示差走査熱量分析(DSC)にて不活性ガス雰囲気下で測定することが可能である。樹脂の分解温度は好ましくは50℃以上、より好ましくは75℃以上、更に好ましくは100℃以上である。分解温度が高すぎる際は特に問題ないが、低すぎる場合は以下記載の乾燥工程で分解する可能性がある。   The resin that can be used as the buffer material in the step (1) is not particularly limited, but may be a resin contained in the organic compound that becomes the carbonaceous material described above, preferably polystyrene, polymethacrylic acid, Polyacrylonitrile is exemplified, and polyacrylonitrile is particularly preferably used because it has a large amount of residual carbon during firing and a relatively high decomposition temperature. The decomposition temperature of the resin can be measured in an inert gas atmosphere by differential scanning calorimetry (DSC). The decomposition temperature of the resin is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 75 ° C. or higher, and still more preferably 100 ° C. or higher. When the decomposition temperature is too high, there is no particular problem. However, when the decomposition temperature is too low, there is a possibility of decomposition in the drying step described below.

緩衝剤は溶媒に分散した状態、乾燥した状態のどちらで用いても良いが、溶媒を用いる場合は、Si化合物粒子の分散溶媒と同じ溶媒を用いることができる。
混合は通常は常圧下で行うが、所望ならば、減圧下又は加圧下で行うこともできる。混合は回分方式及び連続方式のいずれで行うこともできる。いずれの場合でも、粗混合に適した装置及び精密混合に適した装置を組合せて用いることにより、混合効率を向上させることができる。また、混合・固定化(乾燥)を同時に行う装置を利用しても良い。乾燥は通常は減圧下又は加圧下で行うこともでき、好ましくは減圧にて乾燥させる。
The buffer may be used in a state where it is dispersed in a solvent or in a dry state, but when a solvent is used, the same solvent as the dispersion solvent of the Si compound particles can be used.
Mixing is usually carried out under normal pressure, but if desired, it can also be carried out under reduced pressure or under pressure. Mixing can be carried out either batchwise or continuously. In any case, the mixing efficiency can be improved by using a combination of an apparatus suitable for rough mixing and an apparatus suitable for precision mixing. Moreover, you may utilize the apparatus which performs mixing and fixation (drying) simultaneously. Drying can usually be carried out under reduced pressure or under pressure, and preferably dried under reduced pressure.

乾燥時間は、通常5分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは20分以上、更に好ましくは30分以上であり、通常2時間以下、好ましくは1時間半以下、より好ましくは1時間以下である。時間が長すぎるとコスト増につながり、短すぎると均一な乾燥が困難になる傾向がある。
乾燥温度は、溶媒によって異なるが上記時間を実現できる時間であることが好ましい。また、樹脂が変性しない温度以下であることが好ましい。
The drying time is usually 5 minutes or longer, preferably 10 minutes or longer, more preferably 20 minutes or longer, more preferably 30 minutes or longer, and usually 2 hours or shorter, preferably 1 hour and a half or shorter, more preferably 1 hour or shorter. is there. If the time is too long, the cost increases. If the time is too short, uniform drying tends to be difficult.
Although drying temperature changes with solvents, it is preferable that it is time which can implement | achieve the said time. Moreover, it is preferable that it is below the temperature which resin does not modify | denature.

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、一枚のブレードがタンク内で撹拌・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溶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。   As a batch-type mixing device, a mixer with a structure in which two frame molds rotate and revolve; a blade such as a dissolver that is a high-speed high-shear mixer and a butterfly mixer for high viscosity is placed in the tank. A device having a structure for stirring and dispersing; a so-called kneader-type device having a structure in which a stirring blade such as a sigma type rotates along the side surface of a semi-cylindrical mixing tank; a trimix type device having three stirring blades A so-called bead mill type apparatus having a rotating disk and a dispersion solvent body in a container 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T
EM、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。また、超音波分散等の手段で均質化することも可能である。
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, T manufactured by Toshiba Machine Celmac)
EM, Nippon Steel Works TEX-K, etc.); furthermore, it has a container in which a single internal shaft and a plurality of pavement or sawtooth paddles fixed to the shaft are arranged in multiple phases, The inner wall surface substantially follows the outermost line of rotation of the paddle, and preferably has a cylindrical structure (external heating type) (for example, a Redige mixer manufactured by Redige Corporation, a flow manufactured by Taiyo Kiko Co., Ltd.) A share mixer, a DT dryer manufactured by Tsukishima Kikai Co., Ltd., 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. It is also possible to homogenize by means such as ultrasonic dispersion.

(2)(1)で得られたものに対して球形化処理を施す工程
本(2)工程を経ることにより、炭素材料が折り畳まれた構造が観察され、且つ該折り畳まれた構造内の間隙にSi化合物粒子が存在するSi複合炭素粒子(A)を製造することができる。
つまり、Si複合炭素粒子(A)を得るための好ましい製造方法としては、上記(1)工程で得られた折り畳まれる前の炭素材料の表面にSi化合物粒子が固定化された複合体(本明細書では、複合体ともいう)に対し球形化処理を施すことであるが、特に本発明では所定の範囲内のSi化合物粒子を折り畳まれた構造内の間隙に存在させるように、後述するような製造条件を適宜設定することが好ましい。
(2) A step of spheroidizing the product obtained in (1) Through this step (2), a structure in which a carbon material is folded is observed, and a gap in the folded structure is observed. Si composite carbon particles (A) in which Si compound particles are present can be produced.
That is, as a preferable production method for obtaining the Si composite carbon particles (A), a composite in which Si compound particles are immobilized on the surface of the carbon material obtained before the step (1) is folded (this specification). Is referred to as a composite), but in the present invention, the Si compound particles within a predetermined range are present in the gaps in the folded structure, as will be described later. It is preferable to set the manufacturing conditions as appropriate.

なお、球形化処理には、基本的には力学的エネルギー(衝撃圧縮、摩擦及びせん断力等の機械的作用)を利用した処理であり、具体的にはハイブリダイゼーションシステムを用いた処理が好ましい。該システムは、衝撃圧縮、摩擦及びせん断力等の機械的作用を加える多数のブレードを有するローターを有し、ローターの回転により、大きな気流が発生し、それにより上記(1)工程で得られた複合体中の炭素材料に大きな遠心力がかかり、上記(1)工程で得られた複合体中の炭素材料同士、および上記(1)工程で得られた複合体中の炭素材料と壁およびブレードに衝突することによって、上記(1)工程で得られた複合体中の炭素材料を綺麗に折りたたむことができる。   The spheronization process is basically a process using mechanical energy (mechanical action such as impact compression, friction and shear force), and specifically, a process using a hybridization system is preferable. The system has a rotor having a large number of blades that apply mechanical actions such as impact compression, friction and shearing force, and a large air flow is generated by the rotation of the rotor, and thus obtained in step (1) above. A large centrifugal force is applied to the carbon material in the composite, the carbon materials in the composite obtained in the step (1), and the carbon material, the wall and the blade in the composite obtained in the (1) step. The carbon material in the composite obtained in the step (1) can be neatly folded.

球形化処理に用いる装置は、例えば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、内部に導入された上記(1)工程で得られた複合体中の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等を用いることができる。例えば、乾式ボールミル、湿式ビーズミル、遊星式ボールミル、振動ボールミル、メカノフュージョシステム、アグロマスタ(ホソカワミクロン(株))、ハイブリダイゼーションシステム、マイクロス、ミラーロ((株)奈良機械製作所製)、CFミル(宇部興産社製)、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)等などといった方法が挙げられるが、好ましい装置として、例えば、乾式ボールミル、湿式ビーズミル、遊星式ボールミル、振動ボールミル、メカノフュージョシステム、アグロマスタ(ホソカワミクロン(株))、ハイブリダイゼーションシステム、マイクロス、ミラーロ((株)奈良機械製作所製)、CFミル(宇部興産社製)、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)、パルペライザー等が挙げられる。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特に好ましい。   The apparatus used for the spheronization treatment has, for example, a rotor in which a large number of blades are installed inside a casing, and when the rotor rotates at a high speed, the composite in the composite obtained in the step (1) introduced into the inside is provided. An apparatus or the like that applies a mechanical action such as impact compression, friction, or shear force to the carbon material to perform surface treatment can be used. For example, dry ball mill, wet bead mill, planetary ball mill, vibration ball mill, mechano-fusion system, Agromaster (Hosokawa Micron Corporation), hybridization system, Micros, Miraro (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), CF mill (Ube) And theta composer (manufactured by Tokuju Kogakusho Co., Ltd.) and the like. Preferred examples of the apparatus include a dry ball mill, a wet bead mill, a planetary ball mill, a vibrating ball mill, a mechano-fusion system, and an agromaster (Hosokawa Micron). Co., Ltd.), hybridization system, Micros, Miraro (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), CF mill (manufactured by Ube Industries), theta composer (manufactured by Tokuju Kosakusha), pulperizer and the like. Among these, a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. is particularly preferable.

なお、球形化処理に付する上記(1)工程で得られた複合体中の炭素材料は、すでに従来法の条件で一定の球形化処理を受けたものであってもよい。また、上記(1)工程で得られた複合体を循環又は本工程を複数回経ることによって機械的作用を繰り返して与えてもよい。
このような装置を使用して球形化処理を行うが、この処理の際には、ローターの回転数を通常2000rpm以上8000rpm以下、好ましくは4000rpm以上7000rpm以下として、通常1分以上60分以下の範囲で、球形化処理を行う。
Note that the carbon material in the composite obtained in the step (1) to be subjected to the spheronization treatment may have already been subjected to a certain spheronization treatment under the conditions of the conventional method. Moreover, you may give a mechanical action repeatedly by circulating the composite_body | complex obtained at the said (1) process, or passing through this process in multiple times.
A spheronization process is performed using such an apparatus. In this process, the rotation speed of the rotor is usually 2000 rpm or more and 8000 rpm or less, preferably 4000 rpm or more and 7000 rpm or less, and usually in a range of 1 minute or more and 60 minutes or less. Then, the spheronization process is performed.

なお、ローターの回転数が小さすぎると球状になる処理が弱く、タッピング密度が十分
に上昇しない可能性があり、一方大きすぎると球状になる処理よりも粉砕される効果が強くなり、粒子が崩壊してタッピング密度が低下してしまう可能性がある。さらに球形化処理時間が短すぎると粒径を十分に小さくしつつ、かつ高いタッピング密度を達成することができず、一方長すぎると、上記(1)工程で得られた複合体中の炭素材料が粉々になってしまう可能性がある。
If the number of rotations of the rotor is too small, the process of spheroidizing is weak and the tapping density may not increase sufficiently, while if it is too large, the effect of pulverization becomes stronger than the process of spheroidizing, and the particles collapse As a result, the tapping density may decrease. Further, if the spheroidizing time is too short, the particle size is sufficiently reduced and a high tapping density cannot be achieved. On the other hand, if it is too long, the carbon material in the composite obtained in the step (1) is used. May be shattered.

得られたSi複合炭素粒子(A)に対しては分級処理を行っても良い。なお、得られたSi複合炭素粒子(A)が本発明の規定の物性範囲にない場合には、繰り返し(通常2以上10以下回、好ましくは2〜5回)分級処理することによって、所望の物性範囲にすることができる。分級には、乾式(気力分級、篩)、湿式分級等が挙げられるが、乾式分級、特に気力分級がコストや生産性の面から好ましい。   Classification processing may be performed on the obtained Si composite carbon particles (A). In addition, when the obtained Si composite carbon particles (A) are not within the specified physical property range of the present invention, a desired classification treatment is performed repeatedly (usually 2 or more and 10 or less times, preferably 2 to 5 times). It can be in the physical property range. Examples of the classification include dry (aerodynamic classification, sieving), wet classification, and the like, but dry classification, particularly aerodynamic classification is preferable from the viewpoint of cost and productivity.

(3)(2)で得られたSi複合炭素粒子(A)に炭素質物を被覆する工程
上記工程(2)のようにしてSi複合炭素粒子(A)が得られるが、当該Si複合炭素粒子(A)は、炭素質物を含有することが好ましく、より具体的な態様として、炭素質物でその表面の少なくとも一部が被覆することがより好ましい。(以下、炭素質物被覆Si複合炭素粒子(D)ともいう)。なお、本明細書では炭素質物被覆Si複合炭素粒子(D)は、便宜上Si複合炭素粒子(A)と区別して記載しているが、本明細書では炭素質物被覆Si複合炭素粒子(D)もSi複合炭素粒子(A)に含まれて解釈されるものとする。
(3) The step of coating the Si composite carbon particles (A) obtained in (2) with a carbonaceous material The Si composite carbon particles (A) are obtained as in the above step (2). (A) preferably contains a carbonaceous material, and as a more specific embodiment, at least a part of the surface thereof is more preferably coated with the carbonaceous material. (Hereinafter also referred to as carbonaceous material-coated Si composite carbon particles (D)). In the present specification, the carbonaceous material-coated Si composite carbon particles (D) are distinguished from the Si composite carbon particles (A) for convenience, but in this specification, the carbonaceous material-coated Si composite carbon particles (D) are also described. It shall be interpreted by being included in the Si composite carbon particles (A).

被覆処理においては、上述したSi複合炭素粒子(A)に対して、炭素質物となる有機化合物を被覆原料として用い、これらを混合、焼成することで、被覆炭素粒子が得られる。
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物が得られ、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質物が得られる。前記非晶質物とは結晶性の低い炭素であり、前記黒鉛質物とは結晶性の高い炭素である。
被覆処理においては、上述したSi複合炭素粒子(A)を芯材とし、炭素質物となる有機化合物を被覆原料として用い、これらを混合、焼成することで炭素質物被覆Si複合炭素粒子(D)が得られる。当該被覆層の中に、Si化合物粒子や炭素微粒子が含まれても良い。炭素微粒子の形状は特に限定されず、粒状、球状、鎖状、針状、繊維状、板状、鱗片状等の何れであってもよい。
In the coating treatment, coated carbon particles can be obtained by using an organic compound that becomes a carbonaceous material as a coating material for the Si composite carbon particles (A) described above, and mixing and firing them.
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, an amorphous material 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 graphite material is obtained as a carbonaceous material. The amorphous material is carbon with low crystallinity, and the graphite material is carbon with high crystallinity.
In the coating treatment, the above-described Si composite carbon particles (A) are used as a core material, an organic compound that becomes a carbonaceous material is used as a coating material, and these are mixed and fired to obtain carbonaceous material-coated Si composite carbon particles (D). can get. The coating layer may contain Si compound particles and carbon fine particles. The shape of the carbon fine particles is not particularly limited, and may be any of granular, spherical, chain-like, needle-like, fibrous, plate-like, and scale-like shapes.

具体的に、炭素微粒子は特に限定されないが、石炭微粉、気相炭素粉、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノファイバー等が挙げられる。この中でもカーボンブラックが特に好ましい。カーボンブラックであると、低温下においても入出力特性が高くなり、同時に安価・簡便に入手が可能という利点がある。
炭素微粒子の平均粒子d50は、通常0.01μm以上、10μm以下、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.07μm以上であり、更に好ましくは0.1μm以上であり、好ましくは8μm以下、より好ましくは5μm以下、更に好ましくは1μm以下である。
Specifically, the carbon fine particles are not particularly limited, and examples thereof include coal fine powder, vapor phase carbon powder, carbon black, ketjen black, and carbon nanofiber. Among these, carbon black is particularly preferable. Carbon black has the advantage that the input / output characteristics are improved even at low temperatures, and at the same time, it can be obtained inexpensively and easily.
The average particle d50 of the carbon fine particles is usually 0.01 μm or more and 10 μm or less, preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.07 μm or more, further preferably 0.1 μm or more, preferably 8 μm or less, more Preferably it is 5 micrometers or less, More preferably, it is 1 micrometer or less.

炭素微粒子が、1次粒子が集合・凝集した2次構造を有する場合、1次粒径が3nm以上、500nm以下であればその他の物性や種類は特に限定されないが、1次粒径は、好ましくは3nm以上、より好ましくは15nm以上であり、更に好ましくは30nm以上であり、特に好ましくは40nm以上であり、好ましくは500nm以下、より好ましくは200nm以下、更に好ましくは100nm以下、特に好ましくは70nm以下である。炭素微粒子の1次粒子径は、SEM等の電子顕微鏡観察やレーザー回折式粒度分布計な
どによって測定することができる。
When the carbon fine particles have a secondary structure in which primary particles are aggregated and aggregated, other physical properties and types are not particularly limited as long as the primary particle size is 3 nm or more and 500 nm or less, but the primary particle size is preferable. Is at least 3 nm, more preferably at least 15 nm, even more preferably at least 30 nm, particularly preferably at least 40 nm, preferably at most 500 nm, more preferably at most 200 nm, still more preferably at most 100 nm, particularly preferably at most 70 nm. It is. The primary particle diameter of the carbon fine particles can be measured by electron microscope observation such as SEM or a laser diffraction particle size distribution analyzer.

(炭素質物被覆Si複合炭素粒子(D)の物性)
炭素質物被覆Si複合炭素粒子(D)は上述した(A)と同じ物性を示すものであるが、とりわけ被覆処理により変化する炭素質物被覆Si複合炭素粒子(D)の好ましい物性を以下に記載する。
・(002)面の面間隔(d002
炭素質物被覆Si複合炭素粒子(D)のX線広角回折法による(002)面の面間隔(d002)は通常0.336nm以上、好ましくは0.337nm以上、より好ましくは0.340nm以上、好ましくは0.342nm以上である。また、通常0.380nm未満、好ましくは0.370nm以下、より好ましくは0.360nm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、サイクル特性が低下する傾向があり、d002値が小さすぎると炭素質物を複合化させた効果が得られ難い。
(Physical properties of carbonaceous material-coated Si composite carbon particles (D))
The carbonaceous material-coated Si composite carbon particles (D) exhibit the same physical properties as the above-mentioned (A), but the preferred physical properties of the carbonaceous material-coated Si composite carbon particles (D) that change depending on the coating treatment are described below. .
-(002) plane spacing (d 002 )
The interplanar spacing (d 002 ) of the (002) plane of the carbonaceous material-coated Si composite carbon particles (D) by the X-ray wide angle diffraction method is usually 0.336 nm or more, preferably 0.337 nm or more, more preferably 0.340 nm or more, Preferably it is 0.342 nm or more. Moreover, it is less than 0.380 nm normally, Preferably it is 0.370 nm or less, More preferably, it is 0.360 nm or less. If the d 002 value is too large, it indicates that the crystallinity is low, and the cycle characteristics tend to deteriorate. If the d 002 value is too small, it is difficult to obtain the effect of combining the carbonaceous materials.

・被覆率
炭素質物被覆Si複合炭素粒子(D)は、非晶質物又は黒鉛質物で被覆されているものであるが、この中でも非晶質炭素質物で被覆されていることがリチウムイオンの受入性の点から好ましく、この被覆率は、通常0.5%以上30%以下、好ましくは1%以上25%以下、より好ましくは2%以上20%以下である。この被覆率が大きすぎると負極材の非晶質物部分が多くなり、電池を組んだ際の可逆容量が小さくなる傾向がある。被覆率が小さすぎると、核となるSi複合炭素粒子(A)に対して非晶質物が均一にコートされないとともに強固な造粒がなされず、焼成後に粉砕した際、粒径が小さくなりすぎる傾向がある。
-Coverage The carbonaceous material-coated Si composite carbon particles (D) are coated with an amorphous material or a graphite material, and among them, the amorphous carbonaceous material is coated with lithium ions. The coverage is usually 0.5% or more and 30% or less, preferably 1% or more and 25% or less, and more preferably 2% or more and 20% or less. When this coverage is too large, the amorphous material portion of the negative electrode material increases, and the reversible capacity when the battery is assembled tends to be small. If the coverage is too small, the amorphous Si compound carbon particles (A) that are the core are not uniformly coated, and strong granulation is not performed, and when pulverized after firing, the particle size tends to be too small. There is.

なお、最終的に得られる有機化合物由来の非晶質物の含有率(被覆率)は、用いるSi複合炭素粒子(A)の量と、炭素質物となる有機化合物の量及びJIS K 2270に準拠したミクロ法により測定される残炭率により、下記式(4)で算出することができる。
式(4)
有機化合物由来の非晶質物の被覆率(%)
=(炭素質物となる有機化合物の質量×残炭率×100)/{Si複合炭素粒子(A)の
質量+(炭素質物となる有機化合物の質量×残炭率)}
手法(ii)には、前述した炭素質物の被覆工程のほか、粉砕処理工程、粒径の分級処理工程、他の負極活物質との混合工程が含まれてもよい。
In addition, the content rate (coverage) of the organic compound-derived amorphous substance finally obtained was based on the amount of Si composite carbon particles (A) to be used, the amount of organic compound to be a carbonaceous material, and JIS K 2270. It can be calculated by the following formula (4) based on the residual carbon ratio measured by the micro method.
Formula (4)
Covering rate of amorphous material derived from organic compounds (%)
= (Mass of organic compound to be carbonaceous material × residual carbon ratio × 100) / {mass of Si composite carbon particles (A) + (mass of organic compound to be carbonaceous material × residual carbon ratio)}
The method (ii) may include a pulverization process, a particle size classification process, and a mixing process with another negative electrode active material in addition to the above-described carbonaceous material coating process.

(手法(iii))
上述した(ニ)核となるSi化合物粒子の外周に炭素質物が添着又は被覆したSi複合炭素粒子(A)を製造するには、例えば、固相反応、液相反応、スパッタ、化学蒸着などを用いた手法が挙げられる。
ここでは、固相反応を利用した合成方法について説明する。固相反応とは、粉末状等の固体原料を所定の組成となるように秤量、混合した後、加熱処理を行って合成する方法である。本発明に係るSi複合炭素粒子(A)については、例えばSi化合物粒子及び炭素質物となる有機化合物を、高温下で接触させて反応させる方法がこれに該当する。
(Method (iii))
In order to produce the Si composite carbon particles (A) in which the carbon compound is attached or coated on the outer periphery of the Si compound particles as the core described above (d), for example, solid phase reaction, liquid phase reaction, sputtering, chemical vapor deposition, etc. The method used is mentioned.
Here, a synthesis method using a solid phase reaction will be described. The solid phase reaction is a method in which a solid raw material such as a powder is weighed and mixed so as to have a predetermined composition, and then subjected to heat treatment for synthesis. For the Si composite carbon particles (A) according to the present invention, for example, a method in which Si compound particles and an organic compound that becomes a carbonaceous material are brought into contact with each other at a high temperature to cause a reaction is applicable.

固相反応工程におけるSi化合物粒子及び炭素質物となる有機化合物の接触は、無酸素(低酸素)環境下、1000℃以上の高温下で行われるものであるため、そのような環境を設定できる装置、例えば高周波誘導加熱炉、黒鉛炉、電気炉等を用いて行うことができる。固相反応工程における温度条件は特に限定されないが、通常Si化合物粒子の溶融温度以上、好ましくはSi化合物粒子の溶融温度より10℃以上、より好ましくはSi化合物粒子の溶融温度30℃以上である。具体的な温度としては、通常1420℃以上、好ま
しくは1430℃以上、より好ましくは1450℃以上である。上限値としては通常2000℃以下、好ましくは1900℃以下、より好ましくは1800℃以下である。また、無酸素(低酸素)環境としては、アルゴンなどの不活性雰囲気下、減圧(真空)下で行うことが好ましく、減圧(真空)下で行う場合、通常Pa以下、好ましくは1000Pa以下、より好ましくは500Pa以下である。さらに処理時間は通常0.1時間以上、好ましくは0.5時間以上、より好ましくは1時間以上、また通常3時間以下、好ましくは2.5時間以下、より好ましくは2時間以下である。
The contact between the Si compound particles and the carbonaceous organic compound in the solid phase reaction step is performed under an oxygen-free (low oxygen) environment at a high temperature of 1000 ° C. or higher, and thus an apparatus capable of setting such an environment. For example, a high-frequency induction heating furnace, a graphite furnace, an electric furnace or the like can be used. The temperature condition in the solid phase reaction step is not particularly limited, but is usually not lower than the melting temperature of the Si compound particles, preferably 10 ° C. or higher than the melting temperature of the Si compound particles, and more preferably 30 ° C. or higher. The specific temperature is usually 1420 ° C. or higher, preferably 1430 ° C. or higher, more preferably 1450 ° C. or higher. As an upper limit, it is 2000 degrees C or less normally, Preferably it is 1900 degrees C or less, More preferably, it is 1800 degrees C or less. In addition, the oxygen-free (low oxygen) environment is preferably performed under an inert atmosphere such as argon, under reduced pressure (vacuum), and when performed under reduced pressure (vacuum), usually Pa or less, preferably 1000 Pa or less. Preferably it is 500 Pa or less. Further, the treatment time is usually 0.1 hour or longer, preferably 0.5 hour or longer, more preferably 1 hour or longer, and usually 3 hours or shorter, preferably 2.5 hours or shorter, more preferably 2 hours or shorter.

手法(iii)には、前述した固相反応工程のほか、粉砕処理工程、粒径の分級処理工程、他の負極活物質との混合工程が含まれてもよい。
粉砕処理工程に使用する粗粉砕機としては、ジョークラッシャー、衝撃式クラッシャー、コ−ンクラッシャー等が挙げられ、中間粉砕機としてはロールクラッシャー、ハンマーミル等が挙げられ、微粉砕機としてはボールミル、振動ミル、ピンミル、攪拌ミル、ジェットミル等が挙げられる。
この中でも、ボールミル、振動ミル等が、粉砕時間が短く、処理速度の観点から好ましい。
The technique (iii) may include a pulverization process, a particle size classification process, and a mixing process with another negative electrode active material, in addition to the solid phase reaction process described above.
Examples of the coarse pulverizer used in the pulverization process include a jaw crusher, an impact crusher, and a cone crusher. Examples of the intermediate pulverizer include a roll crusher and a hammer mill. Examples of the fine pulverizer include a ball mill, A vibration mill, a pin mill, a stirring mill, a jet mill, etc. are mentioned.
Among these, a ball mill, a vibration mill and the like are preferable from the viewpoint of processing speed because of a short grinding time.

粉砕速度は、装置の種類、大きさによって適宜設定するものであるが、例えば、ボールミルの場合、通常50rpm以上、好ましくは100rpm以上、より好ましくは150rpm以上、更に好ましくは200rpm以上である。また、通常2500以下、好ましくは2300以下、より好ましくは2000以下である。速度が速すぎると、粒径の制御が難しくなる傾向があり、速度が遅すぎると処理速度が遅くなる傾向がある。   The grinding speed is appropriately set depending on the type and size of the apparatus. For example, in the case of a ball mill, it is usually 50 rpm or more, preferably 100 rpm or more, more preferably 150 rpm or more, and further preferably 200 rpm or more. Moreover, it is 2500 or less normally, Preferably it is 2300 or less, More preferably, it is 2000 or less. If the speed is too high, control of the particle size tends to be difficult, and if the speed is too low, the processing speed tends to be slow.

粉砕時間は、通常30秒以上、好ましくは1分以上、より好ましくは1分30秒以上、更に好ましくは2分以上である。また、通常3時間以下、好ましくは2.5時間以下、より好ましくは2時間以下である。粉砕時間が短すぎると粒径制御が難しくなる傾向があり、粉砕時間が長すぎると、生産性が低下する傾向がある。
振動ミルの場合、粉砕速度は、通常50rpm以上、好ましくは100rpm以上、より好ましくは150rpm以上、更に好ましくは200rpm以上である。また、通常2500rpm以下、好ましくは2300rpm以下、より好ましくは2000rpm以下である。速度が速すぎると、粒径の制御が難しくなる傾向があり、速度が遅すぎると処理速度が遅くなる傾向がある。
The grinding time is usually 30 seconds or longer, preferably 1 minute or longer, more preferably 1 minute 30 seconds or longer, and further preferably 2 minutes or longer. Moreover, it is usually 3 hours or less, preferably 2.5 hours or less, more preferably 2 hours or less. If the pulverization time is too short, the particle size control tends to be difficult, and if the pulverization time is too long, the productivity tends to decrease.
In the case of a vibration mill, the grinding speed is usually 50 rpm or more, preferably 100 rpm or more, more preferably 150 rpm or more, and still more preferably 200 rpm or more. Moreover, it is 2500 rpm or less normally, Preferably it is 2300 rpm or less, More preferably, it is 2000 rpm or less. If the speed is too high, control of the particle size tends to be difficult, and if the speed is too low, the processing speed tends to be slow.

粉砕時間は、通常30秒以上、好ましくは1分以上、より好ましくは1分30秒以上、更に好ましくは2分以上である。また、通常3時間以下、好ましくは2.5時間以下、より好ましくは2時間以下である。粉砕時間が短すぎると粒径制御が難しくなる傾向があり、粉砕時間が長すぎると、生産性が低下する傾向がある。
分級処理工程の分級処理条件としては、上記粒径になるように、目開きが、通常53μm以下、好ましくは45μm以下、より好ましくは38μm以下である。
The grinding time is usually 30 seconds or longer, preferably 1 minute or longer, more preferably 1 minute 30 seconds or longer, and further preferably 2 minutes or longer. Moreover, it is usually 3 hours or less, preferably 2.5 hours or less, more preferably 2 hours or less. If the pulverization time is too short, the particle size control tends to be difficult, and if the pulverization time is too long, the productivity tends to decrease.
As the classification treatment condition of the classification treatment step, the opening is usually 53 μm or less, preferably 45 μm or less, more preferably 38 μm or less so as to have the above particle diameter.

分級処理に用いる装置としては特に制限はないが、例えば、乾式篩い分けの場合:回転式篩い、動揺式篩い、旋動式篩い、振動式篩い等を用いることができ、乾式気流式分級の場合:重力式分級機、慣性力式分級機、遠心力式分級機(クラシファイア、サイクロン等)等を用いることができ、湿式篩い分けの場合:機械的湿式分級機、水力分級機、沈降分級機、遠心式湿式分級機等を用いることができる。
手法(i)〜(iii)の中でも、珪素元素を球形化処理した黒鉛内部に内包することにより、極板の膨れと粒子の破壊を抑制でき、また電解液と珪素元素との反応性を抑制できる点から手法(ii)がより好ましい。
There are no particular restrictions on the equipment used for classification, but for example, when dry sieving: rotary sieving, oscillating sieving, rotating sieving, vibrating sieving, etc. can be used. : Gravity classifier, inertial classifier, centrifugal classifier (classifier, cyclone, etc.) can be used. For wet sieving: mechanical wet classifier, hydraulic classifier, settling classifier, A centrifugal wet classifier or the like can be used.
Among the methods (i) to (iii), by encapsulating silicon element in the spheroidized graphite, the swelling of the electrode plate and the destruction of the particles can be suppressed, and the reactivity between the electrolyte and the silicon element is suppressed. The method (ii) is more preferable because it can be performed.

[黒鉛粒子(B)]
本発明における黒鉛粒子(B)について以下に説明する。
本発明の黒鉛粒子(B)は黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質が複合化されたものを選択すれば特に限定されず、公知の材を用いても良い。例えば、特開2000−340232号公報、特開平10−158005号公報などに開示されている黒鉛粒子が挙げられる。以下に、本発明の効果がより一層向上される黒鉛粒子(B)について記載する。なお、本発明の黒鉛粒子(B)は、黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質とが複合化された粒子であることにより、Si複合炭素粒子(A)の過電圧増大を、黒鉛粒子(B)が緩和させるため、極板全体の抵抗を低減させることができる。
[Graphite particles (B)]
The graphite particles (B) in the present invention will be described below.
The graphite particles (B) of the present invention are not particularly limited as long as the graphite particles (C) and the amorphous or graphite particles (C) are combined with graphite having different orientations. May be used. Examples thereof include graphite particles disclosed in JP 2000-340232 A, JP 10-158005 A, and the like. Below, it describes about the graphite particle (B) from which the effect of this invention is improved further. The graphite particles (B) of the present invention are particles in which graphite particles (C) and amorphous or graphite particles (C) having different orientations are combined to form Si composite carbon. Since the graphite particles (B) relieve the increase in overvoltage of the particles (A), the resistance of the entire electrode plate can be reduced.

(黒鉛粒子(B)の特性)
本発明の黒鉛粒子(B)は以下のような特性を持つことが好ましい。
(a)黒鉛粒子(B)のX線パラメータ
黒鉛粒子(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。
(Characteristics of graphite particles (B))
The graphite particles (B) of the present invention preferably have the following characteristics.
(A) X-ray parameters of graphite particles (B) The interplanar spacing (d 002 ) of graphite 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.

また、黒鉛粒子(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。   The crystallite size (Lc) of the graphite 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)黒鉛粒子(B)の体積基準平均粒径(d50)
黒鉛粒子(B)の平均粒径d50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7μm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) of graphite particles (B)
The average particle diameter d50 of the graphite particles (B) is usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less, further preferably 25 μm or less, and usually 1 μm or more, preferably 4 μm or more, more preferably 7 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)黒鉛粒子(B)のアスペクト比
黒鉛粒子(B)のアスペクト比は、通常1以上、好ましくは1.3以上、より好ましくは1.4以上、更に好ましくは1.5以上、通常4以下、好ましくは3以下、より好ましくは2.5以下、更に好ましくは2以下である。
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、厚み方向へのリチウム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。
(C) Aspect ratio of graphite particles (B) The aspect ratio of the graphite particles (B) is usually 1 or more, preferably 1.3 or more, more preferably 1.4 or more, still more preferably 1.5 or more, usually 4 Hereinafter, it is preferably 3 or less, more preferably 2.5 or less, and still more preferably 2 or less.
If the aspect ratio is too large, particles tend to be aligned in the direction parallel to the current collector when used as an electrode, so there is not enough continuous void in the thickness direction of the electrode, and lithium ion mobility in the thickness direction. Tends to decrease, leading to a decrease in rapid charge / discharge characteristics.

(d)黒鉛粒子(B)のBET比表面積(SA)
黒鉛粒子(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12m/g以下、より好ましくは10m/g以下、更に好ましくは8m/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リチウムイオン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。
(D) BET specific surface area (SA) of graphite particles (B)
The specific surface area of the graphite 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, and further preferably 3 m 2 / g or more. Moreover, it is 15 m < 2 > / g or less normally, Preferably it is 12 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 10 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 8 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 lithium ions enter and exit, and the high-speed charge / discharge characteristics and output characteristics tend to be inferior.

(e)黒鉛粒子(B)のタップ密度
黒鉛粒子(B)のタップ密度は、通常0.8g/cm以上、0.85g/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リチウム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。
The tap density of the (e) tap density graphite particles of the graphite particles (B) (B) is usually 0.8 g / cm 3 or more, 0.85 g / cm 3 or more preferably, 0.9 g / cm 3 or more preferably 0.95 g / cm 3 or more is more preferable. Moreover, 1.8 g / cm 3 or less is usually preferable and 1.5 g / cm 3 or less is preferable, and 1.3 g / cm 3 or less is more preferable.
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 lithium ions in the electrolyte held in the voids is reduced, resulting in reduced rapid charge / discharge characteristics. Tend to.

(f)黒鉛粒子(B)の円形度
黒鉛粒子(B)の円形度は、通常0.85以上、好ましくは0.88以上、より好ましくは0.89以上、更に好ましくは0.90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0.98以下、更に好ましくは0.97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、厚み方向へのリチウム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。
(F) Circularity of the graphite particles (B) The circularity of the graphite particles (B) is usually 0.85 or more, preferably 0.88 or more, more preferably 0.89 or more, still more preferably 0.90 or more, It is. The circularity is usually 1 or less, preferably 0.99 or less, more preferably 0.98 or less, and still more preferably 0.97 or less. If the circularity is too small, particles tend to be aligned in the direction parallel to the current collector when used as an electrode, so there is not enough space in the thickness direction of the electrode, and lithium 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.

(g)黒鉛粒子(B)のラマンR値
黒鉛粒子(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。
(G) Raman R value of graphite particles (B) The Raman R value of graphite particles (B) is usually 1 or less, preferably 0.8 or less, more preferably 0.6 or less, and even more preferably 0.5 or less. Usually, it is 0.05 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, and further preferably 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.

<黒鉛粒子(B)の製造方法>
本発明の黒鉛粒子(B)は、黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質とが複合化されたものである。
黒鉛粒子(B)の原料となる黒鉛粒子(C)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。
<Method for Producing Graphite Particles (B)>
The graphite particles (B) of the present invention are a composite of graphite particles (C) and amorphous or graphite particles having different orientation from the graphite particles (C).
Either natural graphite or artificial graphite may be used as the graphite particle (C) as a raw material of the graphite particle (B). As graphite, those with few impurities are preferable, and they are used after being subjected to various purification treatments as necessary.

黒鉛粒子(C)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 graphite particles (C) 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., and 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。 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。
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. 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.

本発明に用いる黒鉛粒子(C)としては、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、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。
As the graphite particles (C) used in the present invention, natural graphite, artificial graphite, coke powder, needle coke powder, and powder of graphitized material such as resin can be used as described above. Of these, natural graphite is preferable from the viewpoint of high discharge capacity and easy manufacture.

(黒鉛粒子(C)の球形化処理)
黒鉛粒子(B)は、電極にした際の膨れの抑制や充填密度を向上できる点から、球状であることが好ましい。このような黒鉛粒子(B)を得るには、例えば、黒鉛粒子(C)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、炭素材料の粒子間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。
(Spheroidization of graphite particles (C))
The graphite particles (B) are preferably spherical from the viewpoint of suppressing swelling and improving packing density when formed into an electrode. In order to obtain such graphite particles (B), for example, a method of spheroidizing the graphite particles (C) 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 action such as compression, friction, shearing force and the like including interaction between carbon material particles mainly to impact force to 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。   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.

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。   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30m/秒以上100m/秒以下であり、40m/秒以上100m/秒以下にするのが好ましく、50m/秒以上100m/秒以下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 m / sec or more and 100 m / sec or less, preferably 40 m / sec or more and 100 m / sec or less, and preferably 50 m / sec or more and 100 m / sec or less. It is more preferable to make it less than second. 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.

(黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向が異なる黒鉛質との複合化)
本発明に使用される黒鉛粒子(B)は、黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向が異なる黒鉛質とが複合化されたものである。
なお、本発明でいう非晶質とはd値が通常0.34nm以上の炭素のことであり結晶性が低い構造を有する。一方、黒鉛質とはd値が0.34nm未満の黒鉛のことであり結晶性が高い構造を有する。
(Composite of graphite particles (C) and amorphous or graphite particles (C) with graphite having different orientations)
The graphite particles (B) used in the present invention are a composite of graphite particles (C) and amorphous or graphite particles having different orientations.
Note that the term “amorphous” as used in the present invention refers to carbon whose d value is usually 0.34 nm or more and has a low crystallinity structure. On the other hand, the graphite is a graphite having a d value of less than 0.34 nm and has a structure with high crystallinity.

具体的には、黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向が異なる黒鉛質とが複合化された黒鉛粒子(B)は、前述のSi複合炭素粒子(A)に炭素質物を被覆する工程と同様の方法を用いることで得ることができる。つまり、前述の炭素質物となる有機化合物と黒鉛粒子(C)とを混合し、加熱処理することで得ることができる。   Specifically, the graphite particles (B) in which the graphite particles (C) and the amorphous or graphite particles (C) are combined with graphite having different orientations are combined with the Si composite carbon particles (A) described above. It can be obtained by using a method similar to the step of coating the carbonaceous material. That is, the carbon compound can be obtained by mixing the organic compound to be the carbonaceous material and the graphite particles (C) and heat-treating them.

加熱処理は焼成温度を、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℃以下とすると非晶質が得られ、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質が得られる。
また、適宜分級や解砕処理を行っても良い。
In the heat treatment, 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 is obtained. In general, when heat treatment is performed at 2000 ° C. or higher, preferably 2500 ° C. or higher, and usually 3200 ° C. or lower, graphite is obtained as a carbonaceous material.
Moreover, you may perform classification and crushing processing suitably.

(非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向が異なる黒鉛質の含有量)
本発明の黒鉛粒子(B)における非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向が異なる黒鉛質の含有量は、原料となる黒鉛粒子(C)に対して、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、また前記含有量は、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。
(Content of graphite having different orientation from that of amorphous or graphite particles (C))
In the graphite particles (B) of the present invention, the amorphous content or the graphite content different from the orientation of the graphite particles (C) is usually 0.01% by mass or more with respect to the graphite particles (C) as a raw material. Preferably it is 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% or more, particularly preferably 0.7% by mass or more, and the content is usually 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less, Preferably it is 10 mass% or less, Especially preferably, it is 7 mass% or less, Most preferably, it is 5 mass% or less.

含有量が多すぎると、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、含有量が小さすぎると、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 content is too high, the carbon material will be damaged and material destruction will occur when rolling at a sufficient pressure to achieve a high capacity in a non-aqueous secondary battery. There is a tendency to increase capacity and decrease initial efficiency.
On the other hand, if the content 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、非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向が異なる黒鉛質の含有量は、下記式(5)のように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を黒鉛粒子(C)の質量(kg)、w2を黒鉛粒子(B)質量(kg)とすると、式(5)
非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向が異なる黒鉛質の含有量(質量%)
=[(w2−w1)/w1]×100
として計算される。
Further, the content of the graphite having an orientation different from that of the amorphous or graphite particles (C) can be calculated from the sample mass before and after the material firing as in the following formula (5). 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 graphite particles (C) and w2 is the mass (kg) of the graphite particles (B), the formula (5)
Content of graphite (% by mass) with different orientation from amorphous or graphite particles (C)
= [(W2-w1) / w1] × 100
Is calculated as

[非水系二次電池負極用炭素材]
本発明の非水系二次電池負極用炭素材はSi複合炭素粒子(A)及び黒鉛粒子(B)を含有し、黒鉛粒子(B)が黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向が異なる黒鉛質とが複合化したものであれば特に限定されないが、以下の特性を持つものが好ましい。
[Carbon material for negative electrode of non-aqueous secondary battery]
The carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode of the present invention contains Si composite carbon particles (A) and graphite particles (B), and the graphite particles (B) are graphite particles (C) and amorphous or graphite particles (C ) Is not particularly limited as long as it is a composite of graphites having different orientations, but those having the following characteristics are preferred.

(a)非水系二次電池負極用炭素材のX線パラメータ
本発明の非水系二次電池負極用炭素材の、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。
(A) X-ray parameter of carbon material for negative electrode of non-aqueous secondary battery The interplanar spacing (d 002 ) of the 002 surface according to the X-ray wide angle diffraction method of the carbon material for negative electrode of the non-aqueous secondary battery of the present invention is usually 0. It is 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.

また、本発明の非水系二次電池負極用炭素材の結晶子サイズ(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。   In addition, the crystallite size (Lc) of the carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode of the present invention 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)非水系二次電池負極用炭素材の体積基準平均粒径(d50)
本発明の非水系二次電池負極用炭素材の平均粒径d50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、特に好ましくは22μm以下であり、通常1μm以上、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上、更に好ましくは15μm、特に好ましくは18μm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) of carbon material for negative electrode of non-aqueous secondary battery
The average particle diameter d50 of the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention is usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less, still more preferably 25 μm or less, and particularly preferably 22 μm or less. It is 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, further preferably 15 μm, and particularly preferably 18 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)非水系二次電池負極用炭素材のアスペクト比
本発明の非水系二次電池負極用炭素材のアスペクト比は、通常1以上、好ましくは1.3以上、より好ましくは1.4以上、更に好ましくは1.5以上、通常4以下、好ましくは3以下、より好ましくは2.5以下、更に好ましくは2以下である。
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、厚み方向へのリチウム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。
(C) Aspect ratio of carbon material for non-aqueous secondary battery negative electrode The aspect ratio of the carbon material for non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention is usually 1 or more, preferably 1.3 or more, more preferably 1.4 or more. More preferably, it is 1.5 or more, usually 4 or less, preferably 3 or less, more preferably 2.5 or less, and still more preferably 2 or less.
If the aspect ratio is too large, particles tend to be aligned in the direction parallel to the current collector when used as an electrode, so there is not enough continuous void in the thickness direction of the electrode, and lithium ion mobility in the thickness direction. Tends to decrease, leading to a decrease in rapid charge / discharge characteristics.

(d)非水系二次電池負極用炭素材のBET比表面積(SA)
本発明の非水系二次電池負極用炭素材の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3m/g以上、更に好ましくは5m/g以上、特に好ましくは8m/gである。また、通常30m/g以下、好ましくは20m/g以下、より好ましくは18m/g以下、更に好ましくは16m/g以下、特に好ましくは14m/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リチウムイオン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。
(D) BET specific surface area (SA) of carbon material for negative electrode of non-aqueous secondary battery
The specific surface area according to the BET method of the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention is usually 0.5 m 2 / g or more, preferably 1 m 2 / g or more, more preferably 3 m 2 / g or more, still more preferably 5 m 2. / G or more, particularly preferably 8 m 2 / g. Moreover, it is 30 m < 2 > / g or less normally, Preferably it is 20 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 18 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 16 m < 2 > / g or less, Most preferably, it is 14 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 lithium ions enter and exit, and the high-speed charge / discharge characteristics and output characteristics tend to be inferior.

(e)非水系二次電池負極用炭素材の円形度
本発明の非水系二次電池負極用炭素材の円形度は、通常0.85以上、好ましくは0.88以上、より好ましくは0.89以上、更に好ましくは0.90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0.98以下、更に好ましくは0.97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、厚み方向へのリチウム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。
(E) Circularity of carbon material for negative electrode of nonaqueous secondary battery The circularity of the carbon material for negative electrode of the nonaqueous secondary battery of the present invention is usually 0.85 or more, preferably 0.88 or more, more preferably 0.8. 89 or more, more preferably 0.90 or more. The circularity is usually 1 or less, preferably 0.99 or less, more preferably 0.98 or less, and still more preferably 0.97 or less. If the circularity is too small, particles tend to be aligned in the direction parallel to the current collector when used as an electrode, so there is not enough space in the thickness direction of the electrode, and lithium 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.

(f)非水系二次電池負極用炭素材のラマンR値
本発明の非水系二次電池負極用炭素材のラマン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。
(F) Raman R value of carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode The Raman R value of the carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode of the present invention is usually 1 or less, preferably 0.8 or less, more preferably 0.6. In the following, it is more preferably 0.5 or less, usually 0.05 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, and further preferably 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.

(g)非水系二次電池負極用炭素材のタップ密度
本発明の非水系二次電池負極用炭素材は、タップ密度は通常0.6g/cm以上、好ましくは0.7g/cm以上、より好ましくは0.8g/cm以上、更に好ましくは0.9g/cm以上、特に好ましくは1.1g/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、より好ましくは1.3g/cm以下であり、更に好ましくは1.2g/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リチウム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。
(G) Tap density of carbon material for non-aqueous secondary battery negative electrode The carbon material for non-aqueous secondary battery negative electrode 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. , more preferably 0.8 g / cm 3 or more, more preferably 0.9 g / cm 3 or more, and particularly preferably 1.1 g / cm 3 or more, whereas, usually 1.8 g / cm 3 or less, preferably 1 .5g / cm 3 or less, more preferably 1.3 g / cm 3 or less, further preferably 1.2 g / cm 3 or less.
When the tap density is smaller than the above range, sufficient continuous voids are not ensured in the electrode, and the mobility of lithium ions in the electrolyte held in the voids tends to decrease, so that the rapid charge / discharge characteristics tend to deteriorate. .

<Si複合炭素粒子(A)及び黒鉛粒子(B)の質量割合>
本発明の非水系二次電池負極用炭素材において、Si複合炭素粒子(A)及び黒鉛粒子
(B)の総量に対するSi複合炭素粒子(A)の質量割合は、特に制限はないが、通常0質量%より大きく、好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、特に好ましくは20質量%以上であり、通常90質量%以下、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下、特に好ましくは50質量%以下である。
<Mass ratio of Si composite carbon particles (A) and graphite particles (B)>
In the carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode of the present invention, the mass ratio of the Si composite carbon particles (A) to the total amount of the Si composite carbon particles (A) and the graphite particles (B) is not particularly limited, but is usually 0. More than 1% by mass, preferably 1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, particularly preferably 20% by mass or more, and usually 90% by mass or less, preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less. More preferably, it is 60% by mass or less, particularly preferably 50% by mass or less.

Si複合炭素粒子(A)及び黒鉛粒子(B)の総量に対するSi複合炭素粒子(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、Si複合炭素粒子(A)の割合が少なすぎると、Si複合炭素粒子(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。   If the ratio of the Si composite carbon particles (A) to the total amount of the Si composite carbon particles (A) and the graphite particles (B) is too large, the initial efficiency tends to decrease and the electrode plate strength tends to decrease. Moreover, when there are too few ratios of Si composite carbon particle (A), there exists a tendency for a cycle characteristic to fall by the reduction | decrease of the conduction | electrical_connection path | pass interruption | blocking suppression effect especially of Si composite carbon particle (A).

なお、Si複合炭素粒子(A)及び黒鉛粒子(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、一枚のブレードがタンク内で撹拌・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。   The mixing method is not particularly limited as long as the Si composite carbon particles (A) and the graphite particles (B) are uniformly mixed. For example, as a batch type mixing apparatus, two frame molds are rotating. Revolving mixer; High-speed and high-shear mixer such as dissolver and high-viscosity butterfly mixer, one blade is agitated and dispersed in the tank; on the side of 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 trimix-type device with three stirring blades; a so-called bead mill-type device having a rotating disk and a dispersion medium in a container, etc. 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.

<他の材料との混合>
本発明の非水系二次電池負極用炭素材は、Si複合炭素粒子(A)及び/又は黒鉛粒子(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本発明に該当しない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 carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention may be any one of Si composite carbon particles (A) and / or graphite particles (B), or a combination of two or more in any composition and combination. Can be suitably used as a negative electrode material for a non-aqueous secondary battery, but one or two or more kinds are mixed with another kind or two or more other materials that do not fall within the scope of the present invention. You may use as a negative electrode material of an aqueous secondary battery, Preferably a non-aqueous secondary battery.

上述の非水系二次電池負極用炭素材に本発明に該当しない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本発明に該当しない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70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは40質量%以下、特に好ましくは30質量%以下の範囲である。本発明に該当しない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 other carbon materials not corresponding to the present invention are mixed with the carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode described above, the nonaqueous secondary for the total amount of carbon materials for nonaqueous secondary battery negative electrode and other carbon materials not corresponding to the present invention The mixing ratio of the carbon material for battery negative electrode is usually 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and usually 90% by mass or less, preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, still more preferably 40%. It is in the range of not more than mass%, particularly preferably not more than 30 mass%. When the mixing ratio of other carbon materials not corresponding to the present invention 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.

本発明に該当しないその他の材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、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 not corresponding to the present invention, materials selected from natural graphite, artificial 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 natural graphite has a BET specific surface area of usually 3.5 m 2 / g or more, preferably 4.5 m 2 / g or more, and usually 8 m 2 / g or less, 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、Helical Flight型混合機、Pugmil
l型混合機、流動化型混合機等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 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, Helical Flyt mixers, Pugmil
An l-type mixer, a fluidized type 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化合物好ましい。Si化合物としては、Si複合炭素粒子(A)中のSi化合物と同様のものを用いることができる。
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 compounds are preferable. As the Si compound, the same compound as the Si compound in the Si composite carbon particles (A) can be used.

<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。
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。
<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.
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、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。
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。
The active material layer may contain a conductive additive in order to improve the conductivity of the negative electrode. 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.
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.

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。
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。
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.
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.

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。
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 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.
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1.45g/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.
In applications in which capacity is important, such as portable device applications such as mobile phones and personal computers, it is usually 1.45 g / cm 3 or more, and usually 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。
<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.

<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。
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。
<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.
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.

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 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。
<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.

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。   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。
本発明の非水系二次電池負極用炭素材を用いることで安定性に優れ、高出力、高容量で、不可逆容量が小さく、サイクル維持率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。
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.
By using the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode of the present invention, the carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode having excellent stability, high output, high capacity, small irreversible capacity, and excellent cycle retention rate, and A non-aqueous secondary battery using the same can be provided.

Claims (9)

珪素元素を含む複合炭素粒子(A)と黒鉛粒子(B)を含有する非水系二次電池負極用炭素材であって、黒鉛粒子(B)は黒鉛粒子(C)と非晶質又は黒鉛粒子(C)とは配向性が異なる黒鉛質とが複合化されている粒子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 composite carbon particles (A) containing silicon element and graphite particles (B), wherein the graphite particles (B) are amorphous particles or graphite particles. A carbon material for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery, wherein (C) is a particle in which graphite having different orientation is compounded. 黒鉛粒子(C)が球形化天然黒鉛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。   The carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode according to claim 1, wherein the graphite particles (C) are spheroidized natural graphite. 黒鉛粒子(C)のタップ密度が0.8g/cm以上、1.8g/cm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。 The carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode according to claim 1 or 2, wherein the graphite particles (C) have a tap density of 0.8 g / cm 3 or more and 1.8 g / cm 3 or less. 該珪素元素がSiOx(0≦x<2)で表されるSi化合物であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一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 silicon element is a Si compound represented by SiOx (0≤x <2). 珪素元素を含む複合炭素粒子(A)の抵抗R(A)と黒鉛粒子(B)の抵抗R(B)の比R(A)/R(B)が1より大きく、500以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の非水系二次電池負極用炭素材。 The ratio R (A) / R (B) of the resistance R (A) of the composite carbon particles (A) containing silicon element and the resistance R (B) of the graphite particles (B) is greater than 1 and 500 or less. The carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: 珪素元素を含む複合炭素粒子(A)は、鱗片状黒鉛が折り畳まれた構造を有し、該折り畳まれた構造内の間隙にSi化合物粒子が存在していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の非水系二次電池負極用炭素材。 The composite carbon particles (A) containing silicon element have a structure in which flaky graphite is folded, and Si compound particles are present in gaps in the folded structure. The carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode according to any one of 5. 前記Si化合物粒子のうち少なくとも1粒子が前記鱗片状黒鉛に接触していることを特徴とする請求項6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 claim 6, wherein at least one of the Si compound particles is in contact with the scaly graphite. 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7のいずれか一項に記載の非水系二次電池負極用炭素材を含有することを特徴とする非水系二次電池用負極。   A non-aqueous secondary battery negative electrode comprising a current collector and an active material layer formed on the current collector, wherein the active material layer is according to any one of claims 1 to 7. A negative electrode for a non-aqueous secondary battery, comprising a carbon material for a non-aqueous 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8に記載の非水系二次電池用負極であることを特徴とする非水系二次電池。
A nonaqueous secondary battery comprising a positive electrode and a negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode is the negative electrode for a nonaqueous secondary battery according to claim 8.
JP2013156915A 2013-07-29 2013-07-29 Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery Pending JP2015026579A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013156915A JP2015026579A (en) 2013-07-29 2013-07-29 Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013156915A JP2015026579A (en) 2013-07-29 2013-07-29 Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015026579A true JP2015026579A (en) 2015-02-05

Family

ID=52491077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013156915A Pending JP2015026579A (en) 2013-07-29 2013-07-29 Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015026579A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015080203A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 三菱化学株式会社 Carbon material for negative electrode of nonaqueous rechargeable battery, negative electrode for nonaqueous rechargeable battery, and nonaqueous rechargeable battery
WO2015146864A1 (en) * 2014-03-25 2015-10-01 東ソー株式会社 Negative electrode active material for lithium ion secondary battery, and method for producing same
JP2016110969A (en) * 2014-05-07 2016-06-20 東ソー株式会社 Negative electrode active material for lithium ion secondary battery, and manufacturing method thereof
JP2019091793A (en) * 2017-11-14 2019-06-13 旭化成株式会社 Negative electrode
US10418629B2 (en) 2014-03-25 2019-09-17 Tosoh Corporation Composite active material for lithium ion secondary batteries and method for producing same
WO2020213499A1 (en) * 2019-04-19 2020-10-22 パナソニック株式会社 Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
CN113540467A (en) * 2021-07-20 2021-10-22 苏州华赢新能源材料科技有限公司 Blending type polyvinyl alcohol-based binder and preparation method and application thereof
JP2022514807A (en) * 2019-11-28 2022-02-16 寧徳新能源科技有限公司 Negative electrode, and electrochemical and electronic devices including it

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015080203A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 三菱化学株式会社 Carbon material for negative electrode of nonaqueous rechargeable battery, negative electrode for nonaqueous rechargeable battery, and nonaqueous rechargeable battery
JPWO2015080203A1 (en) * 2013-11-27 2017-03-16 三菱化学株式会社 Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, non-aqueous secondary battery negative electrode and non-aqueous secondary battery
US11450853B2 (en) 2013-11-27 2022-09-20 Mitsubishi Chemical Corporation Carbon material for negative electrode of non-aqueous secondary battery, negative electrode for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
WO2015146864A1 (en) * 2014-03-25 2015-10-01 東ソー株式会社 Negative electrode active material for lithium ion secondary battery, and method for producing same
US10418629B2 (en) 2014-03-25 2019-09-17 Tosoh Corporation Composite active material for lithium ion secondary batteries and method for producing same
JP2016110969A (en) * 2014-05-07 2016-06-20 東ソー株式会社 Negative electrode active material for lithium ion secondary battery, and manufacturing method thereof
JP7042589B2 (en) 2017-11-14 2022-03-28 旭化成株式会社 Negative electrode
JP2019091793A (en) * 2017-11-14 2019-06-13 旭化成株式会社 Negative electrode
WO2020213499A1 (en) * 2019-04-19 2020-10-22 パナソニック株式会社 Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP7454559B2 (en) 2019-04-19 2024-03-22 パナソニックホールディングス株式会社 Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary batteries and non-aqueous electrolyte secondary batteries
JP2022514807A (en) * 2019-11-28 2022-02-16 寧徳新能源科技有限公司 Negative electrode, and electrochemical and electronic devices including it
JP7178488B2 (en) 2019-11-28 2022-11-25 寧徳新能源科技有限公司 Negative electrode and electrochemical device and electronic device containing the same
CN113540467A (en) * 2021-07-20 2021-10-22 苏州华赢新能源材料科技有限公司 Blending type polyvinyl alcohol-based binder and preparation method and application thereof
CN113540467B (en) * 2021-07-20 2022-06-28 苏州华赢新能源材料科技有限公司 Blending type polyvinyl alcohol-based binder and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220407070A1 (en) Carbon material for negative electrode of non-aqueous secondary battery, negative electrode for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
WO2014046144A1 (en) Composite graphite particles for non-aqueous secondary cell negative electrode, negative electrode for non-aqueous secondary cell, and non-aqueous secondary cell
JP6476814B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, non-aqueous secondary battery negative electrode and non-aqueous secondary battery using the same
JP2015164127A (en) Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery
JP6409377B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, non-aqueous secondary battery negative electrode and non-aqueous secondary battery using the same
CN106133962B (en) Composite graphite particles for nonaqueous secondary battery negative electrode, active material for nonaqueous secondary battery negative electrode, and nonaqueous secondary battery
JP6251968B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, non-aqueous secondary battery negative electrode and non-aqueous secondary battery
JP2015026579A (en) Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2017050184A (en) Carbon material for nonaqueous secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP6098275B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, non-aqueous secondary battery negative electrode and non-aqueous secondary battery
JP6252025B2 (en) Method for producing composite graphite particles for non-aqueous secondary battery negative electrode, and composite graphite particles for non-aqueous secondary battery negative electrode produced by the production method, negative electrode for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JP2015079621A (en) Composite graphite particle for nonaqueous secondary battery negative electrodes, negative electrode for nonaqueous secondary batteries, and nonaqueous secondary battery
JP6746918B2 (en) Carbon material for non-aqueous secondary battery and lithium ion secondary battery
JP6596959B2 (en) Method for producing composite particles for non-aqueous secondary battery
JP2016186914A (en) Composite graphite particle for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery
JP6422208B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, non-aqueous secondary battery negative electrode and non-aqueous secondary battery using the same
JP2017126425A (en) Carbon material for nonaqueous secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP2016184581A (en) Method of manufacturing negative electrode material for nonaqueous secondary battery
JP6432520B2 (en) Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, non-aqueous secondary battery negative electrode and non-aqueous secondary battery using the same
JP2016189319A (en) Carbonaceous material and nonaqueous secondary battery
JP6492407B2 (en) Carbon material for non-aqueous secondary battery negative electrode, and non-aqueous secondary battery
JP6609961B2 (en) Carbon material and non-aqueous secondary battery
KR20240087805A (en) Particles and their manufacturing method, secondary batteries and their manufacturing methods
CN118160111A (en) Particle and method for producing same, secondary battery and method for producing same
JP2014165079A (en) Carbon material for nonaqueous secondary battery and production method therefor, negative electrode and nonaqueous secondary battery using the same