JP2016066585A - リチウムイオン二次電池用負極材料およびその製造方法、リチウムイオン二次電池負極ならびにリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鱗片状黒鉛を有する造粒体の内部がリチウムと合金化可能な金属および/または金属化合物と複合した鱗片状黒鉛が非平行に重なり合って形成する空隙構造を有し、平均粒径が前記鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および/または炭素が前記造粒体の表面に付着し、かつ内部に存在し、さらに前記造粒体の表面および内部に熱分解炭素が被覆されたリチウムイオン二次電池用負極材料であって、前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量:100質量部に対して、前記鱗片状黒鉛が50質量部以上、95質量部未満、前記金属および/または金属化合物が金属として1質量部以上、60質量部以下、前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素が5質量部超、60質量部以下、前記熱分解炭素が0.5質量部以上、20質量部以下であり、さらに好ましくは繊維状導電材が0.1質量部以上、5質量部以下であるリチウムイオン二次電池用負極材料。
【選択図】なし
Description
現在のリチウムイオン二次電池は、正極にLiCoO2、負極に黒鉛を用いたものが主流である。負極の黒鉛は充放電の可逆性に優れるものの、その放電容量はすでに層間化合物LiC6に相当する理論値372mAh/gに近い値まで到達しており、さらなる高エネルギー密度化を達成するためには、黒鉛より放電容量の大きい負極材料を開発する必要がある。
そこで、黒鉛に替わる負極材料として、リチウムと合金を形成する金属および金属化合物が注目されている。合金負極は、黒鉛を遥かに凌ぐ放電容量を有するが、合金化に伴う大きな体積膨張による活物質の粉化や電極膜の剥離が生じ、実用レベルのサイクル特性が得られていない。
特許文献4の方法では、金属粒子の周囲に十分な空隙を形成することが難しいことに加え、造粒体の強度が弱く電極のプレス時に空隙が潰れてしまうため、金属粒子の充電膨張を十分に吸収することができず、実用レベルのサイクル特性が得られていない。
この理由は、平均粒径が内部の鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛または炭素を造粒体の表面に付着させ、かつ内部に存在させることで造粒体の粒子強度が向上し、金属粒子を複合化した鱗片状黒鉛で形成される空隙が維持できるため、金属および/または金属化合物の粒子の充電膨張が吸収されると考えられる。しかし、本発明はこれらの機序に限定されない。
(1)鱗片状黒鉛を有する造粒体の内部がリチウムと合金化可能な金属および/または金属化合物と複合した鱗片状黒鉛が非平行に重なり合って形成する空隙構造を有し、平均粒径が前記鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および/または炭素が前記造粒体の表面に付着し、かつ内部に存在し、
さらに前記造粒体の表面および内部に熱分解炭素が被覆されたリチウムイオン二次電池用負極材料であって、
前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量:100質量部に対して、
前記鱗片状黒鉛が50質量部以上、95質量部未満、
前記金属および/または金属化合物が金属として1質量部以上、60質量部以下、
前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素が5質量部超、50質量部以下、
前記熱分解炭素が0.25質量部以上、20質量部以下であることを特徴とするリチウムイオン二次電池用負極材料。
(2)さらに、繊維状導電材が前記造粒体の内部および表面に存在し、
前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量:100質量部に対して、
前記繊維状導電材が0.1質量部以上、5質量部以下であることを特徴とする(1)に記載のリチウムイオン二次電池用負極材料。
(4)リチウムと合金化可能な金属および/または金属化合物の粒子を複合した鱗片状黒鉛ならびに平均粒径が前記鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および/または炭素を、熱分解炭素の前駆物質である結着剤が溶解した溶液に分散させ、乾燥造粒した後、700〜1500℃の温度範囲で熱処理して、(1)に記載のリチウムイオン二次電池用負極材料を製造する方法。
(5)熱分解炭素の前駆物質である結着剤が溶解した溶液にさらに繊維状導電材を分散させることを特徴とする(4)に記載のリチウムイオン二次電池用負極材料を製造する方法。
(6)上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の負極材料を含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用負極。
(7)上記(6)に記載のリチウムイオン二次電池用負極を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
本発明の負極材料である造粒体は、内部がリチウムと合金化可能な金属および/または金属化合物と複合した鱗片状黒鉛が非平行に重なり合って形成する空隙構造を有し、前記造粒体の表面および内部に平均粒径が前記鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および/または炭素が存在する球状の造粒体であり、さらに前記造粒体の表面および内部に熱分解炭素が被覆される。好ましくはさらに繊維状導電材を含有する。
図2は本願発明の実施例1の造粒体の外観を、図5は従来例の比較例1の造粒体の外観を各々示す。本願発明の実施例1の造粒体はシリコンを複合した鱗片状黒鉛と平均粒径が鱗片状黒鉛の1/2以下の土状黒鉛で作製した造粒体であり、この造粒体の表面には鱗片状黒鉛と土状黒鉛が付着している。一方、図5は比較例1でシリコンを複合した鱗片状黒鉛のみで作製した造粒体である。両者を比較すると本願発明(図2)の造粒体の方が比較例1(図5)のそれよりも空隙が少ないのが良くわかる。図3はシリコンを複合した鱗片状黒鉛と平均粒径が鱗片状黒鉛の1/2以下の土状黒鉛で作製した実施例の造粒体の外観を示す電子顕微鏡写真である。図2と図3とは同様の本発明の実施例の造粒体の外観を示している。
図4は本願発明の実施例1の造粒体の断面を、図6は従来例の比較例1も断面を各々示す。図4に示す造粒体の断面は、粒径4μm程度の鱗片状黒鉛粒子が非平行に重なり合って形成する空隙が内部に存在している。また図4に付記するように、鱗片状黒鉛と平均粒径が鱗片状黒鉛の1/2以下の土状黒鉛(粒径1μm程度)が、造粒体の表面では略同心円状に存在しかつ内部にも存在する。本願発明の図4と従来例の図6を比較すると明らかなように、本願発明の造粒体の方が空隙率が非常に少ないことが良くわかる。
図5は比較例1で製造された造粒体の外観を示す電子顕微鏡写真である。図7はシリコンを複合した鱗片状黒鉛と平均粒径が鱗片状黒鉛1/2以下の土状黒鉛で作製した図6と同様の比較例の造粒体の断面を示す電子顕微鏡写真である。
ここで、複合とは鱗片状黒鉛と前記金属および/または金属化合物とが一体となっており造粒体の製造工程において別々に分かれて挙動することがないことをいう。
造粒体の平均粒子径D50は3〜20μmの範囲であることが好ましく、5〜15μmの範囲であることがさらに好ましい。本発明において、平均粒子径D50はレーザー回折式粒度分布計の累積度数が体積分布率で50%となる粒子径である。平均粒子径がこの範囲であると、造粒体の粒子が小さすぎないので鱗片状黒鉛の大きさの制約により球状の造粒体を形成することが難しくなることがなく、大きすぎて電極膜中における造粒体の充填性が悪くなることを防げる。
<鱗片状黒鉛>
本発明で用いられる鱗片状黒鉛は、リチウムイオンを吸蔵・放出ができ、後述の特定の形状であることが好ましい。
鱗片状黒鉛の平均粒子径D50は6μm以下であることが好ましく、1μm〜5μmの範囲であることがさらに好ましい。1μm未満であると黒鉛のエッジ面の露出の影響が大きく充放電効率が低下する。6μmを超えると鱗片状黒鉛が非平行に重なり合って形成する空隙が大きくなり過ぎる。形状については、平均扁平度(Ly/t)が2以上であるのが好ましく、5〜40であるのがより好ましい。ここで平均扁平度とは、鱗片状黒鉛の1粒子の厚さtの短軸長Lyに対する比(Ly/t)を意味し、走査型電子顕微鏡によって100個の鱗片状黒鉛粒子を観察して測定した各粒子の扁平度の単純平均値として算出する。平均扁平度がこの範囲であると黒鉛が非平衡に重なり合ったときの空隙の形成が適切で、小さすぎることがなく、また非平衡に重なり合ったときの空隙が大きくなり過ぎることもない。
さらに形状については、平均アスペクト比が3以下であることが好ましく、2以下であることがより好ましい。平均アスペクト比が3を超える場合には、鱗片状黒鉛が非平行に重なり合って形成する空隙が大きくなり過ぎること、造粒体が球形状になりにくいことがある。なおアスペクト比は、1粒子の長軸長Lxの短軸長Lyに対する比(Lx/Ly)を意味し、走査型電子顕微鏡によって任意の100個の粒子を観察して測定した各粒子のアスペクト比の算術平均値を平均アスペクト比とする。
前記造粒体中の鱗片状黒鉛の割合は、前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量:100質量部に対して、前記鱗片状黒鉛が50質量部以上、95質量部未満であり、70質量部以上、90質量部以下であることがより好ましい。95質量部以上だと鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素が造粒体の表面および内部に十分に存在できないことがあり造粒体の強度が向上しにくい。
鱗片状黒鉛と複合させるリチウムと合金化可能な金属としては、Al、Pb、Zn、Sn、Bi、In、Mg、Ga、Cd、Ag、Si、B、Au、Pt、Pd、Sb、Ge、Ni等の金属が挙げられ、好ましくはSi、Snであり、より好ましくはSiである。また合金化可能な金属は上記金属の二種以上の合金であってもよい。金属化合物としては、上述金属の酸化物、窒化物、炭化物が挙げられ、好ましくはSiO,SnOであり、より好ましくはSiO(一酸化シリコン)である。また上述金属および/または金属化合物の表面に、酸化物、窒化物、炭化物、炭素または黒鉛が被覆されていてもよい。形状は、球状、扁平状、破砕状など限定されない。前記造粒体中の金属および/または金属化合物の添加量の割合は、前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量:100質量部に対して、金属として1質量部以上、60質量部以下であり、2〜50質量部であるのが特に好ましい。金属または金属化合物が1質量部未満の場合は容量向上の効果が小さく、60質量部超の場合は充電時の膨張を十分に吸収できない場合があり、サイクル特性の改良効果が小さくなることがある。
造粒体の表面に付着および内部に存在する黒鉛は天然黒鉛または人造黒鉛、炭素はハードカーボンまたはソフトカーボンであることが好ましい。該黒鉛および炭素は、後述の乾燥造粒時に液滴中の液の流れに乗って液滴表面に集まりやすくすることが肝要のため、平均粒子径は鱗片状黒鉛の1/2以下であり、1/3以下が好ましい。平均粒径は、好ましくは2μm以下、より好ましくは1μm以下である。さらに形状は、平均アスペクト比が3以下であることが好ましく、2以下であることがより好ましい。平均アスペクト比が3を超える場合には、後述の乾燥造粒時の液滴中の液の流れに対して抵抗となり液滴表面に集まることが阻害されることがある。
前記造粒体中の黒鉛および炭素の割合は、前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量:100質量部に対して、5質量部超、50質量部以下であり、10質量部以上、30質量部以下であるのが好ましい。黒鉛および炭素が5質量部以下の場合は、造粒体の表面および内部に有効に付着せず、50質量部超の場合は表面に密集し過ぎて造粒体が硬くなり電極密度が上がらないことがある。
前記造粒体はさらに繊維状導電材を含有することがより望ましい。導電材は造粒体の骨格を形成する黒鉛または炭素と金属粒子とを電気的接続を補助する役割を持ち、造粒体の電気抵抗を低減しサイクル特性を向上させる。
繊維状導電材は繊維状の黒鉛および/または炭素であることが好ましく、黒鉛または炭素と金属粒子を電気的に接続する役割を果たせば、種類は問わないが、特に好ましくはカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどである。平均アスペクト比は30以上、300以下であることが好ましく、平均アスペクト比が30未満であると黒鉛または炭素と金属粒子とを有効に電気的接続ができない場合が有り、300超えだと導電材の均一分散が難しくなる場合がある。なおアスペクト比は、繊維長Lに対する繊維径Dの比(L/D)を意味する。
繊維状導電材の含有割合は、前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量100質量部に対して、0.1質量部以上、5質量部以下であるのが好ましく、0.5質量部以上、2質量部以下がより好ましい。導電材が0.1質量部未満の場合は粒子間の電気的接触を補助する効果が小さくなりサイクル特性の向上が小さくなることがあり、5質量部超の場合は嵩高い導電材が立体障害となり電極密度が上がりにくく初期効率が低下することがある。
本発明の造粒体の製造方法は、リチウムと合金化可能な金属および/または金属化合物を複合した鱗片状黒鉛、および平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛または炭素を、さらには必要な場合は繊維状導電材を、熱分解炭素の前駆物質である結着剤を溶解した水溶液に分散させ、乾燥造粒した後、700〜1500℃の温度範囲で熱処理を行う。
次に、前記複合粉を平均粒径が前記鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および/または炭素、さらには必要な場合は繊維状導電材とともに、水溶性の炭素前駆物質の結着剤が溶解した水溶液に分散させる。前記水溶性の結着剤に由来する熱分解炭素の割合は、前記複合粉と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素、および前記繊維状導電材の合計量:100質量部に対して、0.25質量部以上、20質量部以下が好ましく、さらに好ましくは1質量部以上、10質量部以下である。0.5質量部未満では造粒体の粒子強度が不足する場合が有り、20質量部を超えると粒子が硬すぎて負極の充填性が悪くなる。複合粉と黒鉛および/または炭素、および繊維状導電材を合わせた総量の濃度は、10〜50質量%で調製するのが好ましい。10質量部未満では生産効率が悪く、50質量部超えでは粘度が高くなりすぎて後述の乾燥造粒ができない場合がある。得られる造粒体の平均粒径は分散液の粘度、濃度に影響されるため、所望の平均粒径に合わせて濃度を調製すればよい。
非酸化性雰囲気下とは、例えば、酸素濃度が1000ppm以下の窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下;水素、一酸化炭素などの還元性ガスを含む還元性ガス雰囲気下;等のことをいう。焼成を非酸化性雰囲気下で行うのは、酸化を防止するためである。
焼成工程における焼成温度は、700〜1500℃が好ましく、800〜1100℃がさらに好ましい。
焼成温度が700℃未満の場合には、揮発成分であるH2O,CO2,H2および炭化水素の熱分解除去が不十分となる。一方、焼成温度が1500℃を超えると、金属と黒鉛または炭素との反応(例えばSi+C→SiC)が進行し、得られるリチウムイオン二次電池用負極材の放電容量が低下する。
最終的に得られる熱分解炭素の含有量は、前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量:100質量部に対して、0.25質量部以上、20質量部以下、好ましくは1〜15質量部、さらに好ましくは5〜10質量部である。
(1)平均粒径の測定
平均粒子径は、レーザー回折式粒度計で測定される累積度数が体積百分率で50%となる粒子径で測定した。
(リチウムと合金化可能な金属および/または金属化合物の含有割合)
金属および/または金属化合物の含有量は添加量で規定した。定量測定を行う場合はICP発光分析で行うことができる。
(鱗片状黒鉛、鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛または炭素、熱分解炭素、繊維状導電材の割合)
鱗片状黒鉛、鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛または炭素、繊維状導電材の含有量は添加量で規定した。熱分解炭素量の含有量は、前駆物質の添加量に焼成温度での残炭率を乗じて算出できる。
(2)粒子強度の測定
微小圧縮試験機(島津製作所社製、MCT−W500)で10個の粒子を測定し、その平均値を得た。
(3)粉体特性
表面、断面の観察は、走査型電子顕微鏡(SEM)写真で行った。断面観察は、造粒体を樹脂に埋め込んで研磨したものを用いた。
下記の構成で作製された評価電池について、25℃の温度下で以下に示す充放電試験を行い、初期充放電特性、およびサイクル特性を計算した。
[初期充放電特性]
回路電圧が0mVに達するまで0.9mAの定電流充電を行った後、回路電圧が0mVに達した時点で定電圧充電に切替え、さらに電流値が20μAになるまで充電を続けた。その間の通電量から質量当たりの充電容量(単位:mAh/g)を求めた。その後、120分間休止した。次に0.9mAの電流値で回路電圧が1.5Vに達するまで定電流放電を行い、この間の通電量から質量当たりの放電容量(単位:mAh/g)を求めた。初期充放電効率は下記式により計算した。
初期充放電効率(%)=(放電容量/充電容量)×100
なおこの試験では、リチウムイオンを負極材料に吸蔵する過程を充電、負極材料から離脱する過程を放電とした。結果を表2に示した。
質量当たりの放電容量、急速充電率、急速放電率を評価した評価電池とは別の評価用電池を作製し、以下のような評価を行なった。
回路電圧が0mVに達するまで4.0mAの定電流充電を行った後、定電圧充電に切替え、電流値が20μAになるまで充電を続けた後、120分間休止した。次に4.0mAの電流値で、回路電圧が1.5Vに達するまで定電流放電を行った。20回充放電を繰返し、得られた質量当たりの放電容量から、次式を用いてサイクル特性を計算した。結果を表2に示した。
サイクル特性(%)=(第20サイクルにおける放電容量/第1サイクルにおける放電容量)×100
(実施例1)
平均粒径5μm、平均扁平度10かつアスペクト比1.2の鱗片状黒鉛と、平均粒径0.2μmのシリコン粒子を軟化点60℃の軟ピッチと100℃で混練したあと400℃で焼成し複合体粒子を得た。この複合粒子および平均粒径0.7μm、平均扁平度5かつアスペクト比1.1の土状黒鉛をレゾール型フェノール樹脂が溶解した水溶液に加え、スプレードライ装置で噴霧乾燥処理し、球状の乾燥造粒体を得た。次いで窒素の非酸化性雰囲気下において1000℃で焼成することにより目的の造粒体である負極材料を得た。各素材の配合量は、最終製品である造粒体におけるそれぞれの存在比率が表1に示す通りになるように調製した。
実施例1において、鱗片状黒鉛の平均粒径が2.5μm、平均扁平度10かつアスペクト比1.2の鱗片状黒鉛を用いた以外は実施例1と同様の方法で負極材料を得た。
実施例1において、土状黒鉛の替わりに平均粒径が1.5μm、アスペクト比1.2のハードカーボンを用いた以外は実施例1と同様の方法で負極材料を得た。
(実施例4)
実施例1において、繊維状導電材として外径φ10nm、長さ3μmのマルチウォール型カーボンナノチューブをレゾール型フェノール樹脂が溶解した水溶液に加えた以外は実施例1と同様の方法で負極材料を得た。
実施例4において、繊維状導電材を半量にした以外は実施例4と同様の方法で負極材料を得た。
(実施例6)
実施例4において、繊維状導電材として外径φ150nm、長さ5μmのマルチウォール型カーボンナノチューブを用いた以外は実施例4と同様の方法で負極材料を得た。
(実施例7)
実施例6において、シリコンの代わりに平均粒径0.5μmの一酸化シリコンの粒子を用いた以外は実施例6と同様の方法で負極材料を得た。表中の記載は一酸化シリコンの添加量を示す。
平均粒径5μm、平均扁平度10かつアスペクト比1.2の鱗片状黒鉛と、平均粒径0.2μmのシリコン粒子を軟化点60℃の軟ピッチと100℃で混練したあと400℃で焼成し複合体粒子を得た。この複合体粒子をレゾール型フェノール樹脂が溶解した水溶液に加え、スプレードライ装置で噴霧乾燥処理し、球状の乾燥造粒体を得た。次いで窒素の非酸化性雰囲気下において1000℃で焼成することにより目的の造粒体である負極材料を得た。
比較例1において、レゾール型フェノール樹脂の熱分解炭素量の合計量を表1に示す量に替えた以外は比較例1と同様の方法で負極材料を得た。
実施例1において、土状黒鉛の替わりに平均扁平度10かつアスペクト比1.2の平均粒径3.0μmの鱗片状黒鉛を用いた以外は、実施例1と同様の方法で負極材料を得た。
実施例1〜7、比較例1〜3で作製した負極材料を用いて以下の工程で評価用電池を作製し電池特性を評価して表2に記載した。
[作用電極(負極)の作製]
前記造粒体からなる負極材料を96質量部、結合剤としてのカルボキシメチルセルロース2質量部、およびスチレン−ブタジエンゴム2質量部を水に入れ、攪拌して負極合剤ペーストを調製した。前記負極合剤ペーストを厚さ15μmの銅箔上に均一な厚さで塗布し、さらに真空中100℃で分散媒の水を蒸発させて乾燥した。次いで、この銅箔上に塗布された負極合剤層をハンドプレスによって加圧した。さらに、銅箔と負極合剤層を直径15.5mmの円柱状に打抜いて、銅箔に密着した負極合剤層を有する作用電極(負極)を作製した。負極合剤層の密度は1.4g/cm3であった。
[電解液、セパレータ]
電解液は、エチレンカーボネート33体積%とメチルエチルカーボネート67体積%の混合溶剤に、LiPF6を1mol/Lとなる濃度で溶解させ、非水電解液を調製した。得られた非水電解液をセパレータとして厚さ20μmのポリプロピレン多孔質体に含浸させ、電解液が含浸したセパレータを作製した。なお、実電池については、本発明の概念に基づき、公知の方法に準じて作製することができる。
図1に評価電池の構成としてボタン型二次電池を示す。
外装カップ1と外装缶3は、その周縁部において絶縁ガスケット6を介在させ、両周縁部をかしめて密閉した。その内部に外装缶3の内面から順に、ニッケルネットからなる集電体7a、リチウム箔よりなる円筒状の対極(正極)4、電解液が含浸されたセパレータ5、負極合剤2が付着した銅箔からなる集電体7bが積層された電池系である。
前記評価電池は電解液を含浸させたセパレータ5を集電体7bと負極合剤2からなる作用電極(負極)と、集電体7aに密着した対極4との間に挟んで積層した後、集電体7bを外装カップ1内に、対極4を外装缶3内に収容して、外装カップ1と外装缶3とを合わせ、さらに、外装カップ1と外装缶3との周縁部に絶縁ガスケット6を介在させ、両周縁部をかしめて密閉して作製した。
2 負極合剤
3 外装缶
4 対極
5 セパレータ
6 絶縁ガスケット
7a、7b 集電体
Claims (7)
- 鱗片状黒鉛を有する造粒体の内部がリチウムと合金化可能な金属および/または金属化合物と複合した鱗片状黒鉛が非平行に重なり合って形成する空隙構造を有し、平均粒径が前記鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および/または炭素が前記造粒体の表面に付着し、かつ内部に存在し、
さらに前記造粒体の表面および内部に熱分解炭素が被覆されたリチウムイオン二次電池用負極材料であって、
前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量:100質量部に対して、
前記鱗片状黒鉛が50質量部以上、95質量部未満、
前記金属および/または金属化合物が金属として1質量部以上、60質量部以下、
前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素が5質量部超、50質量部以下、
前記熱分解炭素が0.25質量部以上、20質量部以下であることを特徴とするリチウムイオン二次電池用負極材料。 - さらに、繊維状導電材が前記造粒体の内部および表面に存在し、
前記鱗片状黒鉛と前記平均粒径が該鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および炭素の合計量:100質量部に対して、
前記繊維状導電材が0.1質量部以上、5質量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用負極材料。 - 前記繊維状導電材が、繊維状の黒鉛および/または繊維状の炭素である請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用負極材料。
- リチウムと合金化可能な金属および/または金属化合物の粒子を複合した鱗片状黒鉛ならびに平均粒径が前記鱗片状黒鉛の1/2以下の黒鉛および/または炭素を、熱分解炭素の前駆物質である結着剤が溶解した溶液に分散させ、乾燥造粒した後、700〜1500℃の温度範囲で熱処理して、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用負極材料を製造する方法。
- 熱分解炭素の前駆物質である結着剤が溶解した溶液にさらに繊維状導電材を分散させることを特徴とする請求項4に記載のリチウムイオン二次電池用負極材料を製造する方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の負極材料を含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用負極。
- 請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用負極を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
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