JP2018088404A - Anode material for nonaqueous secondary battery, anode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery - Google Patents

Anode material for nonaqueous secondary battery, anode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anode material for a nonaqueous secondary battery that has a high capacity and is excellent in initial efficiency, and an anode for a nonaqueous secondary battery and a nonaqueous secondary battery using the same.SOLUTION: A carbon material for an anode of a nonaqueous secondary battery includes silicon oxide particles (A) and composite carbon particles (B), where the silicon oxide particle (A) includes zero-valent silicon atoms, and the composite carbon particle (B) has a carbon layer on at least part of the surface of a sphered graphite particle, and has a circularity obtained through flow-type particle image analysis of 0.89 or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水系二次電池用負極材、それを用いた非水系二次電池用負極及びこの負極を備えた非水系二次電池に関する。   The present invention relates to a negative electrode material for a non-aqueous secondary battery, a negative electrode for a non-aqueous secondary battery using the same, and a non-aqueous secondary battery including the negative electrode.

近年、電子機器の小型化に伴い、高容量の二次電池に対する需要が高まってきている。特に、ニッケル・カドミウム電池や、ニッケル・水素電池に比べ、よりエネルギー密度が高く、急速充放電特性に優れた非水系二次電池、とりわけリチウムイオン二次電池が注目されている。特に、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やLiBF等のリチウム塩を溶解させた非水電解液からなる非水系リチウム二次電池が開発され、実用化されている。 In recent years, demand for high-capacity secondary batteries has increased with the downsizing of electronic devices. In particular, non-aqueous secondary batteries having higher energy density and excellent rapid charge / discharge characteristics, particularly lithium ion secondary batteries, are attracting attention as compared to nickel / cadmium batteries and nickel / hydrogen batteries. In particular, positive and negative electrodes capable of inserting and extracting lithium ions, and nonaqueous lithium secondary batteries made of a nonaqueous electrolyte solution in which lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 are dissolved have been developed and put into practical use.

この非水系リチウム二次電池の負極材としては種々のものが提案されているが、現在、炭素材料を用いた負極材が広く使われている。一方、高容量化の観点で飛躍的に性能を高めるため、炭素材料以外の開発も進められており、その代表的なものの一つとして、珪素及び無定形である珪素酸化物(SiOx)がある。   Various negative electrode materials for this non-aqueous lithium secondary battery have been proposed, but currently, negative electrode materials using carbon materials are widely used. On the other hand, in order to dramatically improve the performance from the viewpoint of increasing the capacity, developments other than carbon materials are also underway, and one of representative examples is silicon and amorphous silicon oxide (SiOx). .

リチウムイオン二次電池用負極活物質として、珪素及び無定形の酸化珪素(アモルファス状態の酸化珪素)はその容量が大きい点で利点があるが、繰り返し充放電をしたときの劣化が大きいこと、即ち、サイクル特性に劣ること、また、特に初期効率が低いことから一部を除いて実用化には至っていないという現状がある。このような問題点を解決したものとして、特許文献1、2には珪素の微結晶が珪素系化合物(特に珪素酸化物)に分散したドメイン構造を有する珪素系化合物を負極材として用いたものが開示されている。   As a negative electrode active material for a lithium ion secondary battery, silicon and amorphous silicon oxide (amorphous silicon oxide) are advantageous in that they have a large capacity, but they have a large deterioration when repeatedly charged and discharged. However, since the cycle characteristics are inferior and the initial efficiency is particularly low, practical use has not been achieved except for a part. As a solution to such problems, Patent Documents 1 and 2 use a silicon compound having a domain structure in which silicon microcrystals are dispersed in a silicon compound (particularly silicon oxide) as a negative electrode material. It is disclosed.

特開2004−047404号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-047404 特開2004−323284号公報JP 2004-323284 A

前記特許文献1、2には、珪素の微結晶が珪素系化合物(特に珪素酸化物)に分散したドメイン構造を有する珪素系化合物が、珪素及び無定形の酸化珪素(アモルファス状態の酸化珪素)に対して、繰り返し充放電をしたときのサイクル特性や初期効率に優れること、また、負極材として炭素材を導電材として組み合わせて用いることも記載されてはいるが、本発明者等の検討により、前記特許文献1、2の負極材では、放電容量と初期効率のバランスが不十分であるという問題が見出された。
即ち、本発明の課題は、高容量であり、初期効率に優れた非水系二次電池用負極材、並びにこれを用いた非水系二次電池用負極及び非水系二次電池を提供することにある。
In Patent Documents 1 and 2, a silicon-based compound having a domain structure in which silicon microcrystals are dispersed in a silicon-based compound (particularly silicon oxide) is converted into silicon and amorphous silicon oxide (amorphous silicon oxide). On the other hand, it is described that it is excellent in cycle characteristics and initial efficiency when repeatedly charged and discharged, and that a carbon material is used as a negative electrode material in combination as a conductive material. The negative electrode materials of Patent Documents 1 and 2 have found a problem that the balance between discharge capacity and initial efficiency is insufficient.
That is, an object of the present invention is to provide a negative electrode material for a non-aqueous secondary battery having a high capacity and excellent initial efficiency, and a negative electrode for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery using the same. is there.

本発明者等が上記課題を解決するために鋭意検討した結果、不均化反応による特定のドメイン構造を有する酸化珪素粒子に対し、特定の複合炭素粒子を組み合わせて用いることにより、上記課題を解決し得ることを見出した。
即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, the above problems can be solved by using specific composite carbon particles in combination with silicon oxide particles having a specific domain structure by disproportionation reaction. I found out that I could do it.
That is, the gist of the present invention is as follows.

[1] 酸化珪素粒子(A)と複合炭素粒子(B)とを含み、酸化珪素粒子(A)がゼロ価の珪素原子を含むものであり、かつ複合炭素粒子(B)が球形化黒鉛粒子の表面の少なくとも一部に炭素層を有し、フロー式粒子像分析より求められる円形度が0.89以上のものである非水系二次電池負極用炭素材。 [1] It contains silicon oxide particles (A) and composite carbon particles (B), the silicon oxide particles (A) contain zero-valent silicon atoms, and the composite carbon particles (B) are spheroidized graphite particles. A carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode having a carbon layer on at least a part of the surface and having a circularity of 0.89 or more determined by flow particle image analysis.

[2] 酸化珪素粒子(A)中に珪素の微結晶を含む、[1]に記載の非水系二次電池用負極材。 [2] The negative electrode material for a non-aqueous secondary battery according to [1], wherein silicon oxide particles (A) contain silicon microcrystals.

[3] 酸化珪素粒子(A)における珪素原子数(MSi)に対する酸素原子数(M)の比(M/MSi)が0.5〜1.6である、[1]又は[2]に記載の非水系二次電池用負極材。 [3] The ratio (M O / M Si ) of the number of oxygen atoms (M O ) to the number of silicon atoms (M Si ) in the silicon oxide particles (A) is 0.5 to 1.6 [1] or [ 2] The negative electrode material for non-aqueous secondary batteries described in [2].

[4] 複合炭素質粒子(B)が鱗片状、鱗状、及び塊状の天然黒鉛を球形化処理した黒鉛を含む、[1]乃至[3]のいずれかに記載の非水系二次電池用負極材。 [4] The negative electrode for a non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [3], wherein the composite carbonaceous particle (B) includes graphite obtained by spheroidizing scaly, scaly, and massive natural graphite. Wood.

[5] 酸化珪素粒子(A)の平均粒子径(d50)が0.01μm以上20μm以下である、[1]乃至[4]のいずれかに記載の非水系二次電池用負極材。 [5] The negative electrode material for a nonaqueous secondary battery according to any one of [1] to [4], wherein the average particle diameter (d50) of the silicon oxide particles (A) is 0.01 μm or more and 20 μm or less.

[6] 前記酸化珪素粒子(A)の小粒子側から10%積算部の粒子径(d10)が0.001μm以上6μm以下である、[1]乃至[5]のいずれかに記載の非水系二次電池用負極材。 [6] The non-aqueous system according to any one of [1] to [5], wherein a particle diameter (d10) of a 10% integration part from the small particle side of the silicon oxide particles (A) is 0.001 μm or more and 6 μm or less. Secondary battery negative electrode material.

[7] 酸化珪素粒子(A)と複合炭素質粒子(B)との平均粒子径比(R=[酸化珪素粒子(A)の平均粒子径(d50)]/[複合炭素質粒子(B)の平均粒子径(d50)])が0.001以上10以下である、[1]乃至[6]のいずれかに記載の非水系二次電池用負極材。 [7] Average particle diameter ratio between silicon oxide particles (A) and composite carbonaceous particles (B) (R = [average particle diameter of silicon oxide particles (A) (d50)] / [composite carbonaceous particles (B) The average particle diameter (d50)]) is 0.001 or more and 10 or less, The negative electrode material for nonaqueous secondary batteries according to any one of [1] to [6].

[8] 集電体と、該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、該活物質層が[1]乃至[7]のいずれかに記載の非水系二次電池用負極材を含有する、非水系二次電池用負極。 [8] A negative electrode for a non-aqueous secondary battery comprising a current collector and an active material layer formed on the current collector, wherein the active material layer is any one of [1] to [7] A negative electrode for a nonaqueous secondary battery, comprising the negative electrode material for a nonaqueous secondary battery described.

[9] 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、該負極が[8]に記載の非水系二次電池用負極である、非水系二次電池。 [9] A nonaqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode is the negative electrode for a nonaqueous secondary battery according to [8].

本発明によれば、高容量であり、初期効率に優れた非水系二次電池用負極材、並びにこれを用いた非水系二次電池用負極及び非水系二次電池が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the negative electrode material for non-aqueous secondary batteries which is high capacity | capacitance and was excellent in initial efficiency, the negative electrode for non-aqueous secondary batteries using this, and a non-aqueous secondary battery are provided.

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。なお、本発明において、「〜」を用いてその前後に数値又は物性値を挟んで表現する場合、その前後の値を含むものとして用いることとする。   Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following description, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention. In addition, in this invention, when expressing by putting a numerical value or a physical-property value before and behind using "-", it shall use as what includes the value before and behind.

〔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(以下において、「本発明の負極材」と称す場合がある。)は、酸化珪素粒子(A)(以下において、「本発明の酸化珪素粒子(A)」と称す場合がある。)と複合炭素粒子(B)(以下において、「本発明の複合炭素粒子(B)」と称す場合がある。)とを含み、酸化珪素粒子(A)がゼロ価の珪素原子を含むものであり、かつ複合炭素粒子(B)が球形化黒鉛粒子の表面の少なくとも一部に炭素層を有し、フロー式粒子像分析より求められる円形度(後掲の方法によって測定される複合炭素粒子(B)の平均円形度)が0.89以上のものである。
[Carbon material for negative electrode of non-aqueous secondary battery]
The carbon material for a nonaqueous secondary battery negative electrode of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the negative electrode material of the present invention”) is composed of silicon oxide particles (A) (hereinafter “the silicon oxide particles of the present invention ( A) ”and composite carbon particles (B) (hereinafter sometimes referred to as“ composite carbon particles (B) of the present invention ”), and the silicon oxide particles (A) The compound contains zero-valent silicon atoms, and the composite carbon particles (B) have a carbon layer on at least a part of the surface of the spheroidized graphite particles, and the circularity (described later) determined by flow-type particle image analysis The average circularity of the composite carbon particles (B) measured by the method is 0.89 or more.

[メカニズム]
<酸化珪素粒子(A)に基づく作用機構>
本発明の負極材は、高容量かつLiイオンの吸蔵・放出に伴う体積変化が小さい酸化珪素粒子(A)を含むことによって、複合炭素粒子(B)との接触が損なわれることによる性能低下が小さい、高容量な負極材を得ることが可能となる。
特に、本発明の酸化珪素粒子(A)における珪素原子数(MSi)に対する酸素原子数(M)の比(M/MSi)が0.5〜1.6であることによって、高容量であると同時に、Liイオンの吸蔵・放出に伴う体積変化量が炭素質粒子の体積変化量と近くなり、炭素質粒子との接触が損なわれることによる性能低下を低減させることが可能となる。
また、酸化珪素粒子(A)がゼロ価の珪素原子を含むことによって、Liイオンを吸蔵・放出する電位の範囲が複合炭素粒子(B)と近くなり、Liイオンの吸蔵・放出に伴う体積変化が複合炭素粒子(B)と同時に起こるため、複合炭素粒子(B)と酸化珪素粒子(A)の界面における相対位置関係が維持され、複合炭素粒子(B)との接触が損なわれることによる性能低下を低減させることが可能となる。
[mechanism]
<Action mechanism based on silicon oxide particles (A)>
The negative electrode material of the present invention includes a silicon oxide particle (A) having a high capacity and a small volume change due to insertion / extraction of Li ions, so that the performance deterioration due to the loss of contact with the composite carbon particle (B). A small, high-capacity negative electrode material can be obtained.
In particular, the ratio (M O / M Si ) of the number of oxygen atoms (M O ) to the number of silicon atoms (M Si ) in the silicon oxide particles (A) of the present invention is 0.5 to 1.6, At the same time as the capacity, the volume change amount due to insertion and extraction of Li ions becomes close to the volume change amount of the carbonaceous particles, and it becomes possible to reduce the performance deterioration due to the loss of contact with the carbonaceous particles. .
In addition, since the silicon oxide particles (A) contain zero-valent silicon atoms, the potential range for storing and releasing Li ions becomes close to that of the composite carbon particles (B), and the volume change accompanying the insertion and release of Li ions. Occurs simultaneously with the composite carbon particles (B), so that the relative positional relationship at the interface between the composite carbon particles (B) and the silicon oxide particles (A) is maintained and the contact with the composite carbon particles (B) is impaired. It is possible to reduce the decrease.

<複合炭素粒子(B)に基づく作用機構>
本発明の複合炭素粒子(B)は表面にLiイオンの挿入脱離をし易い炭素層を有するために低温入出力特性に優れる。また、炭素層を有するため粒子が固く電極圧延時に変形しにくくなり、かつ粒子の円形度が高いため、複合炭素粒子(B)の間隙に酸化珪素粒子(A)が存在しながら電極内に電解液が移動する流路が確保され、Liイオンの拡散パスが良好となり、低温時の入出力特性、充放電レート特性、耐電析性能、サイクル特性が向上すると考えられる。
<Action mechanism based on composite carbon particles (B)>
The composite carbon particles (B) of the present invention have excellent low-temperature input / output characteristics because they have a carbon layer on the surface that can easily insert and desorb Li ions. In addition, since the carbon layer is included, the particles are hard and difficult to be deformed during electrode rolling, and the circularity of the particles is high. It is considered that a flow path through which the liquid moves is secured, the Li ion diffusion path is improved, and the input / output characteristics at low temperature, charge / discharge rate characteristics, electrodeposition resistance, and cycle characteristics are improved.

<酸化珪素粒子(A)と複合炭素粒子(B)とのブレンドによる作用機構>
本発明の負極材を用いて負極電極とした際、この負極電極内において炭素層を有し粒子が固いため変形しにくく、かつ粒子の円形度が高い複合炭素粒子(B)が形成する堅固で容積の大きい粒子間の間隙に酸化珪素粒子(A)を存在させることで、充放電時の酸化珪素粒子(A)の体積変化を複合炭素粒子(B)が形成する間隙で吸収することが可能となり、導電パス切れが抑制される。その結果、電極内の酸化珪素粒子(A)及び複合炭素粒子(B)の特定部位にのみ過大な電流が流れることを抑制し、高容量、且つ優れた初期効率を得ることが出来ると考えられる。
<Action mechanism by blending silicon oxide particles (A) and composite carbon particles (B)>
When the negative electrode material of the present invention is used to form a negative electrode, the composite carbon particles (B) that have a carbon layer in the negative electrode and are hard to be deformed because the particles are hard and have high circularity of the particles are formed. By making the silicon oxide particles (A) exist in the gaps between the large volume particles, the volume change of the silicon oxide particles (A) during charge / discharge can be absorbed by the gaps formed by the composite carbon particles (B). Thus, the disconnection of the conductive path is suppressed. As a result, it is considered that an excessive current can be prevented from flowing only in specific portions of the silicon oxide particles (A) and the composite carbon particles (B) in the electrode, and a high capacity and excellent initial efficiency can be obtained. .

[酸化珪素粒子(A)]
<構成>
本発明の酸化珪素粒子(A)は、ゼロ価の珪素原子を含む。また、好ましくは、酸化珪素粒子(A)中に珪素の微結晶を含むものである。
[Silicon oxide particles (A)]
<Configuration>
The silicon oxide particles (A) of the present invention contain zero-valent silicon atoms. Preferably, silicon oxide particles (A) contain silicon microcrystals.

本発明の酸化珪素粒子(A)における珪素原子数(MSi)に対する酸素原子数(M)の比(M/MSi)は、0.5〜1.6であることが好ましく、また、より好ましくは0.7〜1.3であり、特に好ましくは0.8〜1.2である。M/MSiが上記範囲であると、Liイオン等のアルカリイオンの出入りのしやすい高活性な非晶質の珪素酸化物からなる粒子により、複合炭素粒子(B)に比べて高容量化を得ることができ、かつ非晶質構造により高サイクル維持率を達成することが可能となる。また酸化珪素粒子(A)が、複合炭素粒子(B)によって形成された間隙に複合炭素粒子(B)との接点を確保しながら充填させることによって、充放電によるLiイオン等のアルカリイオンの吸蔵・放出に伴う酸化珪素粒子(A)の体積変化を該間隙により吸収させることが可能となる。このことにより、酸化珪素粒子(A)の体積変化による導電パス切れを抑制することができる。 The ratio (M O / M Si ) of the number of oxygen atoms (M O ) to the number of silicon atoms (M Si ) in the silicon oxide particles (A) of the present invention is preferably 0.5 to 1.6, More preferably, it is 0.7-1.3, Most preferably, it is 0.8-1.2. When M 2 O / M 3 Si is in the above range, the capacity is higher than that of the composite carbon particle (B) due to particles made of highly active amorphous silicon oxide in which alkaline ions such as Li ions easily enter and exit. And a high cycle retention ratio can be achieved by the amorphous structure. Further, the silicon oxide particles (A) are filled in the gaps formed by the composite carbon particles (B) while securing the contact points with the composite carbon particles (B), so that alkali ions such as Li ions are occluded by charge / discharge. -The volume change of the silicon oxide particles (A) accompanying the release can be absorbed by the gap. As a result, it is possible to suppress the conduction path interruption due to the volume change of the silicon oxide particles (A).

ゼロ価の珪素原子を含む酸化珪素粒子(A)は、固体NMR(29Si−DDMAS)測定において、通常、酸化珪素において存在する−110ppm付近を中心とし、特にピークの頂点が−100〜−120ppmの範囲にあるブロードなピーク(P1)に加えて、−70ppmを中心とし、特にピークの頂点が−65〜−85ppmの範囲にあるブロードなピーク(P2)が存在することが好ましい。これらのピークの面積比(P2)/(P1)は、0.1≦(P2)/(P1)≦1.0であることが好ましく、0.2≦(P2)/(P1)≦0.8の範囲であることがより好ましい。ゼロ価の珪素原子を含む酸化珪素粒子(A)が上記性状を有することによって、容量が大きく、かつ、サイクル特性の高い負極材を得ることができる。 The silicon oxide particles (A) containing a zero-valent silicon atom usually have a peak of −100 to −120 ppm, especially in the vicinity of −110 ppm present in silicon oxide in solid state NMR ( 29 Si-DDMAS) measurement. In addition to the broad peak (P1) in the range, it is preferable that there is a broad peak (P2) centered at -70 ppm, and in particular the peak apex is in the range of -65 to -85 ppm. The area ratio (P2) / (P1) of these peaks is preferably 0.1 ≦ (P2) / (P1) ≦ 1.0, and 0.2 ≦ (P2) / (P1) ≦ 0. A range of 8 is more preferable. When the silicon oxide particles (A) containing zero-valent silicon atoms have the above properties, a negative electrode material having a large capacity and high cycle characteristics can be obtained.

また、ゼロ価の珪素原子を含む酸化珪素粒子(A)は、水酸化アルカリを作用させた時に水素を生成することが好ましい。この時発生する水素量から換算される酸化珪素粒子(A)中のゼロ価の珪素原子の量としては、2〜45重量%が好ましく、5〜36重量%程度であることがより好ましく、10〜30重量%程度であることが更に好ましい。ゼロ価の珪素原子の量が、2重量%未満では、充放電容量が小さくなる場合があり、逆に45重量%を超えるとサイクル特性が劣る場合がある。   Moreover, it is preferable that the silicon oxide particles (A) containing zero-valent silicon atoms generate hydrogen when an alkali hydroxide is allowed to act thereon. The amount of zero-valent silicon atoms in the silicon oxide particles (A) converted from the amount of hydrogen generated at this time is preferably 2 to 45% by weight, more preferably about 5 to 36% by weight. More preferably, it is about -30 wt%. If the amount of zero-valent silicon atoms is less than 2% by weight, the charge / discharge capacity may be reduced, and if it exceeds 45% by weight, the cycle characteristics may be inferior.

珪素の微結晶を含む酸化珪素粒子(A)は、下記性状を有していることが好ましい。   The silicon oxide particles (A) containing silicon microcrystals preferably have the following properties.

i.銅を対陰極としたX線回折(Cu−Kα)において、2θ=28.4°付近を中心としたSi(111)に帰属される回折ピークが観察され、その回折線の広がりをもとに、シェーラーの式によって求めた珪素の結晶の粒子径が好ましくは1〜500nm、より好ましくは2〜200nm、更に好ましくは2〜20nmである。珪素の微粒子の大きさが1nmより小さいと、充放電容量が小さくなる場合があるし、逆に500nmより大きいと充放電時の膨張収縮が大きくなり、サイクル性が低下するおそれがある。なお、珪素の微粒子の大きさは透過電子顕微鏡写真により測定することができる。 i. In X-ray diffraction (Cu-Kα) using copper as the counter-cathode, a diffraction peak attributed to Si (111) centered around 2θ = 28.4 ° is observed, and based on the broadening of the diffraction line The particle diameter of the silicon crystal determined by the Scherrer equation is preferably 1 to 500 nm, more preferably 2 to 200 nm, and still more preferably 2 to 20 nm. If the size of the silicon fine particles is smaller than 1 nm, the charge / discharge capacity may be reduced. Conversely, if the silicon fine particle is larger than 500 nm, the expansion / contraction during charge / discharge increases, and the cycle performance may decrease. The size of the silicon fine particles can be measured by a transmission electron micrograph.

ii.固体NMR(29Si−DDMAS)測定において、そのスペクトルが−110ppm付近を中心とするブロードな二酸化珪素のピークとともに−84ppm付近にSiのダイヤモンド結晶の特徴であるピークが存在する。なお、このスペクトルは、通常の酸化珪素(SiOx、x=1.0+α)とは全く異なるもので、構造そのものが明らかに異なっているものである。また、透過電子顕微鏡によって、シリコンの結晶が無定形の二酸化珪素に分散していることが確認される。 ii. In solid-state NMR ( 29 Si-DDMAS) measurement, there is a peak characteristic of Si diamond crystals in the vicinity of −84 ppm, along with a broad silicon dioxide peak whose spectrum is centered around −110 ppm. This spectrum is completely different from normal silicon oxide (SiOx, x = 1.0 + α), and the structure itself is clearly different. Further, it is confirmed by transmission electron microscope that silicon crystals are dispersed in amorphous silicon dioxide.

酸化珪素粒子(A)中の珪素の微結晶の量は、2〜45重量%が好ましく、5〜36重量%程度であることがより好ましく、10〜30重量%程度であることが更に好ましいこの珪素の微結晶量が2重量%未満では、充放電容量が小さくなる場合があり、逆に45重量%を超えるとサイクル性が劣る場合がある。   The amount of silicon microcrystals in the silicon oxide particles (A) is preferably 2 to 45% by weight, more preferably about 5 to 36% by weight, and still more preferably about 10 to 30% by weight. If the amount of microcrystals of silicon is less than 2% by weight, the charge / discharge capacity may be small, and if it exceeds 45% by weight, the cycle performance may be inferior.

<物性>
(平均粒子径(d50))
本発明の酸化珪素粒子(A)の平均粒子径(体積粒度分布における小粒子側から50%積算部の粒子径)(d50)は、0.1μm以上20μm以下であることが好ましい。酸化珪素粒子(A)のd50が上記範囲であれば、電極にした場合、複合炭素粒子(B)によって形成された間隙に酸化珪素粒子(A)が存在し、充放電によるLiイオン等のアルカリイオンの吸蔵・放出に伴う酸化珪素粒子(A)の体積変化を間隙が吸収して、体積変化による導電パス切れを抑制し、結果としてサイクル特性を向上させることができる。酸化珪素粒子(A)のd50はより好ましくは0.5〜15μmであり、更に好ましくは1〜10μm、特に好ましくは1.5〜8μmである。
<Physical properties>
(Average particle diameter (d50))
The average particle diameter of the silicon oxide particles (A) of the present invention (particle diameter of 50% integration part from the small particle side in the volume particle size distribution) (d50) is preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less. If the d50 of the silicon oxide particles (A) is within the above range, the silicon oxide particles (A) are present in the gaps formed by the composite carbon particles (B) in the case of an electrode, and an alkali such as Li ion due to charge / discharge. The gap absorbs the volume change of the silicon oxide particles (A) accompanying the occlusion / release of ions, and the conduction path cut due to the volume change is suppressed, and as a result, the cycle characteristics can be improved. The d50 of the silicon oxide particles (A) is more preferably 0.5 to 15 μm, further preferably 1 to 10 μm, and particularly preferably 1.5 to 8 μm.

本発明の酸化珪素粒子(A)の体積粒度分布における小粒子側から10%積算部の粒子径(d10)は0.001μm以上6μm以下であることが好ましい。酸化珪素粒子(A)のd10が上記範囲で、適切な微粉が存在することにより、複合炭素粒子(B)同士の間隙に存在する酸化珪素粒子(A)により、良好な導電パスを取ることができ、サイクル特性が良好となるとともに、比表面積の増大を抑制して不可逆容量を低減することができる。酸化珪素粒子(A)のd10はより好ましくは0.01〜4μmであり、更に好ましくは0.1〜3μmである。   In the volume particle size distribution of the silicon oxide particles (A) of the present invention, the particle diameter (d10) of the 10% integration part from the small particle side is preferably 0.001 μm or more and 6 μm or less. When d10 of the silicon oxide particles (A) is within the above range and an appropriate fine powder exists, the silicon oxide particles (A) existing in the gaps between the composite carbon particles (B) can take a good conductive path. In addition, the cycle characteristics can be improved, and the increase in the specific surface area can be suppressed to reduce the irreversible capacity. D10 of the silicon oxide particles (A) is more preferably 0.01 to 4 μm, and further preferably 0.1 to 3 μm.

本発明の酸化珪素粒子(A)の体積粒度分布における小粒子側から90%積算部の粒子径(d90)は1μm以上40μm以下であることが好ましい。d90が上記範囲であると酸化珪素粒子(A)が複合炭素粒子(B)同士の間隙に存在しやすくなり、良好な導電パスを取ることができ、サイクル特性が良好となるである。酸化珪素粒子(A)のd90はより好ましくは1.5〜30μmであり、更に好ましくは2〜20μm、特に好ましくは3〜10μmである。   In the volume particle size distribution of the silicon oxide particles (A) of the present invention, the particle diameter (d90) of the 90% integration part from the small particle side is preferably 1 μm or more and 40 μm or less. When d90 is in the above range, the silicon oxide particles (A) are likely to be present in the gaps between the composite carbon particles (B), a good conductive path can be taken, and the cycle characteristics are good. The d90 of the silicon oxide particles (A) is more preferably 1.5 to 30 μm, further preferably 2 to 20 μm, and particularly preferably 3 to 10 μm.

<平均粒子径比>
本発明の酸化珪素粒子(A)の平均粒子径(体積粒度分布における小粒子側から50%積算部の粒子径)d50と本発明の複合炭素粒子(B)の平均粒子径(体積粒度分布における小粒子側から50%積算部の粒子径)d50との比(R=[酸化珪素粒子(A)の平均粒子径(d50)]/[複合炭素質粒子(B)の平均粒子径(d50)])は、0.001以上10以下であることが好ましい。
この平均粒子径比Rが0.001以上であることにより比表面積の増大を抑制して不可逆容量を低減することができ、10以下であると複合炭素粒子(B)同士の間隙に酸化珪素粒子(A)が存在させることができ、充放電によるLiイオン等のアルカリイオンの吸蔵・放出に伴う酸化珪素粒子(A)の体積変化を、複合炭素粒子(B)により形成された間隙で吸収することが可能となるため、酸化珪素粒子(A)の体積変化に伴う導電パス切れを抑制し、結果としてサイクル特性が向上する。上記平均粒子径比Rはより好ましくはより好ましくは0.01〜3であり、更に好ましくは0.1〜1、特に好ましくは0.15〜0.8であり、最も好ましくは0.2〜0.6である。
<Average particle size ratio>
The average particle diameter of the silicon oxide particles (A) of the present invention (the particle diameter of the 50% cumulative portion from the small particle side in the volume particle size distribution) d50 and the average particle diameter of the composite carbon particles (B) of the present invention (in the volume particle size distribution) Ratio from the small particle side to 50% integrated part particle diameter) d50 (R = [average particle diameter of silicon oxide particles (A) (d50)] / [average particle diameter of composite carbonaceous particles (B) (d50) ]) Is preferably 0.001 or more and 10 or less.
When the average particle diameter ratio R is 0.001 or more, an increase in specific surface area can be suppressed and the irreversible capacity can be reduced. When the average particle diameter ratio R is 10 or less, silicon oxide particles are placed in the gaps between the composite carbon particles (B). (A) can be present, and the volume change of the silicon oxide particles (A) accompanying the occlusion / release of alkali ions such as Li ions due to charge / discharge is absorbed by the gap formed by the composite carbon particles (B). Therefore, it is possible to suppress the disconnection of the conductive path accompanying the volume change of the silicon oxide particles (A), and as a result, the cycle characteristics are improved. The average particle size ratio R is more preferably from 0.01 to 3, more preferably from 0.1 to 1, particularly preferably from 0.15 to 0.8, most preferably from 0.2 to 0.6.

なお、本発明の酸化珪素粒子(A)のd50、d10、d90、及び後述の本発明の複合炭素粒子(B)のd50、d90、d10、並びに後述の本発明の負極材のd50は、後掲の実施例の項に記載される方法で、体積基準の粒度分布に基づいて測定された値である。   In addition, d50, d10, d90 of the silicon oxide particles (A) of the present invention, d50, d90, d10 of the composite carbon particles (B) of the present invention described later, and d50 of the negative electrode material of the present invention described later are It is a value measured on the basis of a volume-based particle size distribution by the method described in the section of Examples.

(比表面積)
本発明の酸化珪素粒子(A)のBET法による比表面積は80m/g以下であることが好ましく、60m/g以下であることがより好ましい。また、0.5m/g以上であることが好ましく、1m/g以上であることがより好ましく、1.5m/g以上であることが更に好ましい。酸化珪素粒子(A)のBET法による比表面積が前記範囲内であると、リチウムイオン等のアルカリイオンの入出力の効率を良好に維持でき、酸化珪素粒子(A)が好適な大きさとなるため、複合炭素粒子(B)によって形成された間隙に存在させることができ、複合炭素粒子(B)との導電パスを確保することができる。また、酸化珪素粒子(A)が好適な大きさとなるため不可逆容量の増大を抑制し、高容量を確保することができる。
BET法による比表面積は、後掲の実施例の項に記載の方法で測定される。
(Specific surface area)
The specific surface area by the BET method of the silicon oxide particles (A) of the present invention is preferably 80 m 2 / g or less, and more preferably 60 m 2 / g or less. Moreover, it is preferable that it is 0.5 m < 2 > / g or more, It is more preferable that it is 1 m < 2 > / g or more, It is still more preferable that it is 1.5 m < 2 > / g or more. When the specific surface area of the silicon oxide particles (A) by the BET method is within the above range, the input / output efficiency of alkali ions such as lithium ions can be maintained well, and the silicon oxide particles (A) have a suitable size. And can be present in the gap formed by the composite carbon particles (B), and a conductive path with the composite carbon particles (B) can be secured. Further, since the silicon oxide particles (A) have a suitable size, an increase in irreversible capacity can be suppressed and a high capacity can be secured.
The specific surface area by the BET method is measured by the method described in the Examples section below.

<酸化珪素粒子(A)の製造方法>
酸化珪素粒子は、通常、二酸化珪素(SiO)を原料とし、金属珪素(Si)及び/又は炭素を用いてSiOを熱還元させることにより得られる、SiOxのxの値が0<x<2で表される珪素酸化物からなる粒子の総称である(ただし、後述するように、珪素及び炭素以外の他の元素をドープすることも可能であり、この場合はSiOxとは異なる組成式となるが、このようなものも本発明に用いる酸化珪素粒子(A)に含まれる。)。珪素(Si)は、黒鉛と比較して理論容量が大きく、更に非晶質珪素酸化物は、リチウムイオン等のアルカリイオンの出入りがしやすく、高容量を得ることが可能となる。
<Method for producing silicon oxide particles (A)>
The silicon oxide particles are usually obtained by using silicon dioxide (SiO 2 ) as a raw material and thermally reducing SiO 2 using metallic silicon (Si) and / or carbon, and the value of x of SiOx is 0 <x < 2 is a general term for particles made of silicon oxide (however, as will be described later, it is possible to dope other elements other than silicon and carbon, and in this case, a composition formula different from SiOx and This is also included in the silicon oxide particles (A) used in the present invention.) Silicon (Si) has a larger theoretical capacity than that of graphite, and amorphous silicon oxide allows easy entry and exit of alkali ions such as lithium ions, so that a high capacity can be obtained.

本発明の酸化珪素粒子(A)は、前述の通りゼロ価の珪素原子を含むものであり、このような酸化珪素粒子(A)は、例えば、以下のようにして製造された酸化珪素粒子(A1)又は酸化珪素粒子(A2)に対して、後述の不均化処理を施すことにより製造することができる。   The silicon oxide particles (A) of the present invention contain zero-valent silicon atoms as described above, and such silicon oxide particles (A) are, for example, silicon oxide particles ( It can be produced by subjecting A1) or silicon oxide particles (A2) to a disproportionation treatment described later.

本発明で用いる酸化珪素粒子(A)を製造する際に不均化処理に供する酸化珪素粒子は、酸化珪素粒子を核として、この表面の少なくとも一部に非晶質炭素からなる炭素層を備えた複合型の酸化珪素粒子であってもよい。酸化珪素粒子としては、非晶質炭素からなる炭素層を備えていない酸化珪素粒子(A1)及び複合型の酸化珪素粒子(A2)からなる群より選ばれる1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ここで、「表面の少なくとも一部に非晶質炭素からなる炭素層を備えた」とは、炭素層が酸化珪素粒子の表面の一部又は全部を層状に覆う形態のみならず、炭素層が表面の一部又は全部に付着・添着する形態をも包含する。炭素層は、表面の全部を被覆するように備えていてもよく、一部を被覆あるいは付着・添着してもよい。   The silicon oxide particles used for the disproportionation treatment when producing the silicon oxide particles (A) used in the present invention have a carbon layer made of amorphous carbon at least part of the surface with the silicon oxide particles as a nucleus. Alternatively, composite silicon oxide particles may be used. As the silicon oxide particles, one kind selected from the group consisting of silicon oxide particles (A1) not having a carbon layer made of amorphous carbon and composite silicon oxide particles (A2) may be used alone. Two or more kinds may be used in combination. Here, “having a carbon layer made of amorphous carbon on at least a part of the surface” means that the carbon layer covers not only a part or all of the surface of the silicon oxide particles in a layered manner, It includes forms that adhere to or adhere to part or all of the surface. The carbon layer may be provided so as to cover the entire surface, or a part of the carbon layer may be coated, attached, or attached.

<酸化珪素粒子(A1)の製造方法>
酸化珪素粒子(A1)の製法は問わないが、例えば特許第3952118号公報に記載されたような方法によって製造された酸化珪素粒子を使用することができる。具体的には、二酸化珪素粉末と、金属珪素粉末あるいは炭素粉末とを特定の割合で混合し、この混合物を反応器に充填した後、常圧あるいは特定の圧力に減圧し、1000℃以上に昇温し、保持してSiOxガスを発生させ、冷却析出させて、一般式SiOx(xは0.5≦x≦1.6)で示される酸化珪素粒子を得ることができる。析出物は、力学的エネルギー処理を与えることで、粒子とすることができる。
<Method for producing silicon oxide particles (A1)>
Although the manufacturing method of the silicon oxide particles (A1) is not limited, for example, silicon oxide particles manufactured by a method described in Japanese Patent No. 3952118 can be used. Specifically, silicon dioxide powder and metal silicon powder or carbon powder are mixed at a specific ratio, and after the mixture is charged into the reactor, the pressure is reduced to normal pressure or a specific pressure, and the temperature is increased to 1000 ° C. or higher. The silicon oxide particles represented by the general formula SiOx (x is 0.5 ≦ x ≦ 1.6) can be obtained by heating and holding to generate SiOx gas and cooling and depositing. The precipitate can be made into particles by applying mechanical energy treatment.

力学的エネルギー処理は、例えば、ボールミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、転動ボールミル等の装置を用いて、反応器に充填した原料と、この原料と反応しない運動体を入れて、これに振動、回転又はこれらが組み合わされた動きを与える方法によって、前記物性を満たす酸化珪素粒子(A)を形成することができる。   For mechanical energy treatment, for example, using a device such as a ball mill, a vibrating ball mill, a planetary ball mill, or a rolling ball mill, a raw material charged in the reactor and a moving body that does not react with the raw material are placed, and this is vibrated and rotated. Alternatively, the silicon oxide particles (A) satisfying the above physical properties can be formed by a method that gives a combined movement.

<複合型の酸化珪素粒子(A2)の製造方法>
酸化珪素粒子の表面の少なくとも一部に非晶質炭素からなる炭素層を備えた複合型の酸化珪素粒子(A2)を製造する方法としては特に制限はないが、酸化珪素粒子(A1)に石油系や石炭系のタールやピッチ、ポリビニルアルコール、ポリアクリルニトリル、フェノール樹脂、セルロース等の樹脂を必要により溶媒等を用いて混合した後、非酸化性雰囲気で500℃〜3000℃、好ましくは700℃〜2000℃、より好ましくは800〜1500℃で焼成することで、酸化珪素粒子の表面の少なくとも一部に非晶質炭素からなる炭素層を備えた複合型の酸化珪素粒子(A2)を製造することができる。
<Method for Producing Composite Type Silicon Oxide Particles (A2)>
There is no particular limitation on the method of producing composite silicon oxide particles (A2) having a carbon layer made of amorphous carbon on at least a part of the surface of the silicon oxide particles. After mixing a resin such as tar or pitch of a system or coal, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, phenol resin, cellulose, etc., if necessary using a solvent or the like, 500 to 3000 ° C., preferably 700 ° C. in a non-oxidizing atmosphere By firing at ˜2000 ° C., more preferably 800-1500 ° C., composite type silicon oxide particles (A2) having a carbon layer made of amorphous carbon on at least a part of the surface of the silicon oxide particles are produced. be able to.

<不均化処理>
本発明の酸化珪素粒子(A)は、上記のようにして製造された酸化珪素粒子(A1)や複合型の酸化珪素粒子(A2)を更に熱処理を施して不均化処理することにより製造することができ、不均化処理を施すことで、アモルファスSiOx中にゼロ価の珪素原子がSi微細結晶として偏在する構造が形成され、このようなアモルファスSiOx中のSi微細結晶により、本発明の負極材のメカニズムの項に記載した通り、Liイオンを吸蔵・放出する電位の範囲が複合炭素粒子(B)と近くなり、Liイオンの吸蔵・放出に伴う体積変化が複合炭素粒子(B)と同時に起こるため、複合炭素粒子(B)と酸化珪素粒子(A)の界面における相対位置関係が維持され、複合炭素粒子(B)との接触が損なわれることによる性能低下を低減させることが可能となる。
<Disproportionation treatment>
The silicon oxide particles (A) of the present invention are produced by subjecting the silicon oxide particles (A1) and composite silicon oxide particles (A2) produced as described above to further heat treatment and disproportionation treatment. By performing disproportionation treatment, a structure in which zero-valent silicon atoms are unevenly distributed as Si fine crystals in amorphous SiOx is formed, and the negative electrode of the present invention is formed by such Si fine crystals in amorphous SiOx. As described in the material mechanism section, the potential range for storing and releasing Li ions is close to that of the composite carbon particles (B), and the volume change accompanying the storage and release of Li ions is simultaneous with the composite carbon particles (B). As a result, the relative positional relationship at the interface between the composite carbon particles (B) and the silicon oxide particles (A) is maintained, and the performance deterioration due to the loss of contact with the composite carbon particles (B) is reduced. Theft is possible.

この不均化処理は、前述の酸化珪素粒子(A1)又は複合型の酸化珪素粒子(A2)を、900〜1400℃の温度域において、不活性ガス雰囲気下で加熱することにより行うことができる。   This disproportionation treatment can be performed by heating the aforementioned silicon oxide particles (A1) or composite silicon oxide particles (A2) in an inert gas atmosphere in the temperature range of 900 to 1400 ° C. .

不均化処理の熱処理温度が900℃より低いと、不均化が全く進行しないかシリコンの微細なセル(珪素の微結晶)の形成に極めて長時間を要し、効率的でなく、逆に1400℃より高いと、二酸化珪素部の構造化が進み、Liイオンの往来が阻害されるので、リチウムイオン二次電池としての機能が低下するおそれがある。不均化処理の熱処理温度は好ましくは1000〜1300℃、より好ましくは1100〜1250℃である。なお、処理時間(不均化時間)は不均化処理温度に応じて10分〜20時間、特に30分〜12時間程度の範囲で適宜制御することができるが、例えば1100℃の処理温度においては5時間程度が好適である。   If the heat treatment temperature of the disproportionation treatment is lower than 900 ° C., disproportionation does not proceed at all or it takes a very long time to form fine silicon cells (silicon microcrystals), which is not efficient and conversely When the temperature is higher than 1400 ° C., the structure of the silicon dioxide portion is advanced and the traffic of Li ions is hindered, so that the function as a lithium ion secondary battery may be deteriorated. The heat treatment temperature of the disproportionation treatment is preferably 1000 to 1300 ° C, more preferably 1100 to 1250 ° C. The treatment time (disproportionation time) can be appropriately controlled in the range of about 10 minutes to 20 hours, particularly about 30 minutes to 12 hours, depending on the disproportionation treatment temperature. For example, at a treatment temperature of 1100 ° C. Is preferably about 5 hours.

なお、上記不均化処理は、不活性ガス雰囲気において、加熱機構を有する反応装置を用いればよく、特に限定されず、連続法、回分法での処理が可能で、具体的には流動層反応炉、回転炉、竪型移動層反応炉、トンネル炉、バッチ炉、ロータリーキルン等をその目的に応じ適宜選択することができる。この場合、(処理)ガスとしては、Ar、He、H、N等の上記処理温度にて不活性なガス単独もしくはそれらの混合ガスを用いることができる。 The disproportionation treatment is not particularly limited as long as a reaction apparatus having a heating mechanism is used in an inert gas atmosphere, and treatment by a continuous method or a batch method is possible, specifically a fluidized bed reaction. A furnace, a rotary furnace, a vertical moving bed reaction furnace, a tunnel furnace, a batch furnace, a rotary kiln, and the like can be appropriately selected according to the purpose. In this case, as the (treatment) gas, an inert gas alone or a mixed gas thereof such as Ar, He, H 2 , and N 2 can be used.

<炭素コーティング/珪素微結晶分散酸化珪素粒子の製造>
本発明の酸化珪素粒子(A)は、以下の通り、珪素の微結晶を含む酸化珪素粒子の表面を炭素でコーティングした複合型の酸化珪素粒子として、炭素コーティングと不均化処理とを同時に行って製造することもできる。
<Production of carbon coating / silicon microcrystal dispersed silicon oxide particles>
The silicon oxide particles (A) of the present invention are, as described below, subjected to carbon coating and disproportionation treatment simultaneously as composite silicon oxide particles in which the surface of silicon oxide particles containing silicon microcrystals is coated with carbon. Can also be manufactured.

このような複合型の酸化珪素粒子の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば下記I〜IIIの方法を好適に採用することができる。
I:一般式SiOx(0.5≦x<1.6)で表される酸化珪素粉末を原料として、少なくとも有機物ガス及び/又は蒸気を含む雰囲気下900〜1400℃、好ましくは1000〜1400℃、より好ましくは1050〜1300℃、更に好ましくは1100〜1200℃の温度域で熱処理することにより、原料の酸化珪素粉末を珪素と二酸化珪素の複合体に不均化すると共に、その表面を化学蒸着する方法
II:一般式SiOx(0.5≦x<1.6)で表される酸化珪素粉末をあらかじめ不活性ガス雰囲気下900〜1400℃、好ましくは1000〜1400℃、より好ましくは1100〜1300℃で熱処理を施して不均化してなる珪素複合物、シリコン微粒子をゾルゲル法により二酸化珪素でコーティングした複合物、シリコン微粉末を煙霧状シリカ、沈降シリカのような微粉状シリカと水を介して凝固させたものを焼結して得られる複合物、又は珪素及びこの部分酸化物もしくは窒化物等の好ましくは0.1〜50μmの粒度まで粉砕したものをあらかじめ不活性ガス気流下で800〜1400℃で加熱したものを原料に、少なくとも有機物ガス及び/又は蒸気を含む雰囲気下、800〜1400℃、好ましくは900〜1300℃、より好ましくは1000〜1200℃の温度域で熱処理して表面を化学蒸着する方法
III:一般式SiOx(0.5≦x<1.6)で表される酸化珪素粉末をあらかじめ500〜1200℃、好ましくは500〜1000℃、より好ましくは500〜900℃の温度域で有機物ガス及び/又は蒸気で化学蒸着処理したものを原料として、不活性ガス雰囲気下900〜1400℃、好ましくは1000〜1400℃、より好ましくは1100〜1300℃の温度域で熱処理を施して不均化する方法
The method for producing such composite silicon oxide particles is not particularly limited, but for example, the following methods I to III can be suitably employed.
I: Using silicon oxide powder represented by the general formula SiOx (0.5 ≦ x <1.6) as a raw material, in an atmosphere containing at least organic gas and / or steam, 900 to 1400 ° C., preferably 1000 to 1400 ° C., More preferably, heat treatment is performed at a temperature range of 1050 to 1300 ° C., more preferably 1100 to 1200 ° C., thereby disproportionating the raw silicon oxide powder into a composite of silicon and silicon dioxide, and chemical vapor deposition of the surface thereof. Method II: Silicon oxide powder represented by the general formula SiOx (0.5 ≦ x <1.6) is preliminarily 900 to 1400 ° C., preferably 1000 to 1400 ° C., more preferably 1100 to 1300 ° C. in an inert gas atmosphere. A silicon composite that is disproportionated by heat treatment, a composite in which silicon fine particles are coated with silicon dioxide by the sol-gel method, silicon A composite obtained by sintering a powder obtained by coagulating fine powdered silica such as fumed silica, precipitated silica and water, or silicon and its partial oxide or nitride, preferably 0.1 What was pulverized to a particle size of ˜50 μm in advance and heated at 800 to 1400 ° C. in an inert gas stream, and at least 800 to 1400 ° C., preferably 900 to 1300 in an atmosphere containing at least organic gas and / or steam. Method III of chemically vapor-depositing the surface by heat treatment in a temperature range of 1000 ° C., more preferably 1000 to 1200 ° C .: Silicon oxide powder represented by the general formula SiOx (0.5 ≦ x <1.6) is preliminarily 500 to 1200 The raw material is a material subjected to chemical vapor deposition treatment with an organic gas and / or vapor in a temperature range of 500 ° C., preferably 500 to 1000 ° C., more preferably 500 to 900 ° C. A method of performing disproportionation by performing a heat treatment in a temperature range of 900 to 1400 ° C., preferably 1000 to 1400 ° C., more preferably 1100 to 1300 ° C. in an inert gas atmosphere.

上記I又はIIの方法における800〜1400℃(好ましくは900〜1400℃、特に1000〜1400℃)の温度域での化学蒸着処理(即ち、熱CVD処理)において、熱処理温度が800℃より低いと、導電性炭素皮膜と珪素複合物との融合、炭素原子の整列(結晶化)が不十分であり、逆に1400℃より高いと、二酸化珪素部の構造化が進み、リチウムイオンの往来が阻害されるので、リチウムイオン二次電池としての機能が低下するおそれがある。   In the chemical vapor deposition process (that is, thermal CVD process) in the temperature range of 800 to 1400 ° C. (preferably 900 to 1400 ° C., particularly 1000 to 1400 ° C.) in the method I or II, when the heat treatment temperature is lower than 800 ° C. , Fusion of conductive carbon film and silicon composite, alignment of carbon atoms (crystallization) is insufficient, and conversely, when the temperature is higher than 1400 ° C., the structure of the silicon dioxide part is advanced and the passage of lithium ions is inhibited. Therefore, the function as a lithium ion secondary battery may be reduced.

一方、上記I又はIIIの方法における酸化珪素の不均化において、熱処理温度が900℃より低いと、不均化が全く進行しないかシリコンの微細なセル(珪素の微結晶)の形成に極めて長時間を要し、効率的でなく、逆に1400℃より高いと、二酸化珪素部の構造化が進み、リチウムイオンの往来が阻害されるので、リチウムイオン二次電池としての機能が低下するおそれがある。   On the other hand, in the disproportionation of silicon oxide in the above method I or III, if the heat treatment temperature is lower than 900 ° C., disproportionation does not proceed at all or it is extremely long for the formation of fine silicon cells (silicon microcrystals). If it takes time and is not efficient, and conversely higher than 1400 ° C., the structure of the silicon dioxide portion is advanced and the traffic of lithium ions is hindered, so the function as a lithium ion secondary battery may be reduced. is there.

なお、上記IIIの方法においては、CVD処理した後に酸化珪素の不均化を900〜1400℃、特に1000〜1400℃で行うために、化学蒸着(CVD)の処理温度としては800℃より低い温度域での処理でも最終的には炭素原子が整列(結晶化)した導電性炭素皮膜と珪素複合物とが表面で融合したものが得られるものである。   In the method III, since the disproportionation of silicon oxide is performed at 900 to 1400 ° C., particularly 1000 to 1400 ° C. after the CVD treatment, the chemical vapor deposition (CVD) treatment temperature is lower than 800 ° C. Even in the treatment in the region, a conductive carbon film in which carbon atoms are aligned (crystallized) and a silicon composite are finally fused on the surface.

このように、好ましくは熱CVD(800℃以上での化学蒸着処理)を施すことにより炭素膜を作製するが、熱CVDの時間は、炭素量との関係で、適宜設定される。この処理において粒子が凝集する場合があるが、この凝集物をボールミル等で解砕する。また、場合によっては、再度同様に熱CVDを繰り返し行う。   As described above, the carbon film is preferably formed by performing thermal CVD (chemical vapor deposition at 800 ° C. or higher), and the thermal CVD time is appropriately set in relation to the amount of carbon. In this treatment, particles may be aggregated, and the aggregate is crushed with a ball mill or the like. In some cases, thermal CVD is repeated again in the same manner.

なお、上記Iの方法において、原料として一般式SiOx(0.5≦x<1.6)で表される酸化珪素を用いた場合には、化学蒸着処理と同時に不均化反応を行わせ、二酸化珪素中に結晶構造を有するシリコンを微細に分散させることが重要であり、この場合、化学蒸着及び不均化を進行させるための処理温度、処理時間、有機物ガスを発生する原料の種類及び有機物ガス濃度を適宜選定する必要がある。熱処理時間((CVD/不均化)時間)は、通常0.5〜12時間、好ましくは1〜8時間、特に2〜6時間の範囲から選ばれるが、この熱処理時間は熱処理温度((CVD/不均化)温度)とも関係し、例えば、処理温度を1000℃にて行う場合には少なくとも5時間以上の処理を行うことが好ましい。   In the above method I, when silicon oxide represented by the general formula SiOx (0.5 ≦ x <1.6) is used as a raw material, a disproportionation reaction is performed simultaneously with the chemical vapor deposition treatment, It is important to finely disperse silicon having a crystal structure in silicon dioxide. In this case, the processing temperature, processing time, type of raw material for generating organic gas, and organic matter for proceeding chemical vapor deposition and disproportionation It is necessary to select the gas concentration appropriately. The heat treatment time ((CVD / disproportionation) time) is usually selected from the range of 0.5 to 12 hours, preferably 1 to 8 hours, particularly 2 to 6 hours. For example, when the treatment temperature is 1000 ° C., it is preferable to carry out the treatment for at least 5 hours or more.

また、上記IIの方法において、有機物ガス及び/又は蒸気を含む雰囲気下に熱処理する場合の熱処理時間(CVD処理時間)は、通常0.5〜12時間、特に1〜6時間の範囲とすることができる。なお、SiOxの酸化珪素をあらかじめ不均化する場合の熱処理時間(不均化時間)は、通常0.5〜6時間、特に0.5〜3時間とすることができる。   In the method II, the heat treatment time (CVD treatment time) when heat-treating in an atmosphere containing an organic gas and / or vapor is usually 0.5 to 12 hours, particularly 1 to 6 hours. Can do. In addition, the heat treatment time (disproportionation time) in the case of disproportionating the silicon oxide of SiOx in advance can be usually 0.5 to 6 hours, particularly 0.5 to 3 hours.

更に、上記IIIの方法において、SiOxをあらかじめ化学蒸着処理する場合の処理時間(CVD処理時間)は、通常0.5〜12時間、特に1〜6時間とすることができ、不活性ガス雰囲気下での熱処理時間(不均化時間)は、通常0.5〜6時間、特に0.5〜3時間とすることができる。   Furthermore, in the above method III, the processing time (CVD processing time) in the case of chemical vapor deposition treatment of SiOx in advance can be usually 0.5 to 12 hours, particularly 1 to 6 hours, under an inert gas atmosphere. The heat treatment time (disproportionation time) in can usually be 0.5 to 6 hours, particularly 0.5 to 3 hours.

有機物ガスを発生する原料として用いられる有機物としては、特に非酸化性雰囲気下において、上記熱処理温度で熱分解して炭素(黒鉛)を生成し得るものが選択され、例えばメタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパン、ブタン、ブテン、ペンタン、イソブタン、ヘキサン等の脂肪族又は脂環式炭化水素の単独もしくは混合物、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン、エチルベンゼン、ジフェニルメタン、ナフタレン、フェノール、クレゾール、ニトロベンゼン、クロルベンゼン、インデン、クマロン、ピリジン、アントラセン、フェナントレン等の1環乃至3環の芳香族炭化水素もしくはこれらの混合物が挙げられる。また、タール蒸留工程で得られるガス軽油、クレオソート油、アントラセン油、ナフサ分解タール油も単独もしくは混合物として用いることができる。   As an organic substance used as a raw material for generating an organic gas, those capable of generating carbon (graphite) by pyrolysis at the above heat treatment temperature are selected, particularly in a non-oxidizing atmosphere. For example, methane, ethane, ethylene, acetylene , Propane, butane, butene, pentane, isobutane, hexane, etc. Examples thereof include monocyclic to tricyclic aromatic hydrocarbons such as indene, coumarone, pyridine, anthracene, phenanthrene, and mixtures thereof. Further, gas light oil, creosote oil, anthracene oil, and naphtha cracked tar oil obtained in the tar distillation step can be used alone or as a mixture.

なお、上記熱CVD(熱化学蒸着処理)及び/又は不均化処理は、非酸化性雰囲気において、加熱機構を有する反応装置を用いればよく、特に限定されず、連続法、回分法での処理が可能で、具体的には流動層反応炉、回転炉、竪型移動層反応炉、トンネル炉、バッチ炉、ロータリーキルン等をその目的に応じ適宜選択することができる。この場合、(処理)ガスとしては、上記有機物ガス単独あるいは有機物ガスとAr、He、H、N等の非酸化性ガスの混合ガスを用いることができる。 The thermal CVD (thermochemical vapor deposition) and / or disproportionation may be performed using a reactor having a heating mechanism in a non-oxidizing atmosphere, and is not particularly limited. Specifically, a fluidized bed reaction furnace, a rotary furnace, a vertical moving bed reaction furnace, a tunnel furnace, a batch furnace, a rotary kiln, and the like can be appropriately selected according to the purpose. In this case, as the (treatment) gas, the organic gas alone or a mixed gas of the organic gas and a non-oxidizing gas such as Ar, He, H 2 , or N 2 can be used.

この場合、回転炉、ロータリーキルン等の炉芯管が水平方向に配設され、炉芯管が回転する構造の反応装置が好ましく、これにより酸化珪素粒子を転動させながら化学蒸着処理を施すことで、酸化珪素粒子同士に凝集を生じさせることなく、安定した製造が可能となる。炉芯管の回転速度は0.5〜30rpm、特に1〜10rpmとすることが好ましい。なお、この反応装置は、雰囲気を保持できる炉芯管と、炉芯管を回転させる回転機溝と、昇温・保持できる加熱機構を有しているものであれば特に限定せず、目的によって原料供給機構(例えばフィーダー)、製品回収機構(例えばホッパー)を設けることや、原料の滞留時間を制御するために、炉芯管を傾斜したり、炉芯管内に邪魔板を設けることもできる。また、炉芯管の材質についても特に限定はされず、炭化珪素、アルミナ、ムライト、窒化珪素等のセラミックスや、モリブデン、タングステンといった高融点金属、SUS、石英等を処理条件、処理目的によって適宜選定して使用することができる。   In this case, a reactor having a structure in which a furnace core tube such as a rotary furnace, a rotary kiln and the like is disposed in the horizontal direction and the furnace core tube rotates is preferable, thereby performing chemical vapor deposition while rolling silicon oxide particles. Stable production is possible without causing aggregation between the silicon oxide particles. The rotation speed of the furnace core tube is preferably 0.5 to 30 rpm, particularly 1 to 10 rpm. The reactor is not particularly limited as long as it has a furnace core tube capable of maintaining an atmosphere, a rotating machine groove for rotating the furnace core tube, and a heating mechanism capable of raising and maintaining the temperature. A raw material supply mechanism (for example, a feeder) and a product recovery mechanism (for example, a hopper) can be provided, and in order to control the residence time of the raw material, the furnace core tube can be inclined, or a baffle plate can be provided in the furnace core tube. The material of the furnace core tube is not particularly limited, and ceramics such as silicon carbide, alumina, mullite, and silicon nitride, refractory metals such as molybdenum and tungsten, SUS, and quartz are appropriately selected depending on the processing conditions and processing purpose. Can be used.

また、流動ガス線速u(m/sec)は、流動化開始速度umfとの比u/umfが1.5≦u/umf≦5となる範囲とすることで、より効率的に導電性皮膜を形成することができる。u/umfが1.5より小さいと流動化が不十分となり、導電性皮膜にバラツキを生じる場合があり、逆にu/umfが5を超えると、粒子同士の二次凝集が発生し、均一な導電性皮膜を形成することができない場合がある。なお、ここで流動化開始速度は、粒子の大きさ、処理温度、処理雰囲気等により異なり、流動化ガス(線速)を徐々に増加させ、その時の粉体圧損がW(粉体重量)/A(流動層断面積)となった時の流動化ガス線速の値と定義することができる。なお、umfは、通常0.1〜30cm/sec、好ましくは0.5〜10cm/sec程度の範囲で行うことができ、このumfを与える粒子径としては一般的に0.5〜100μm、好ましくは5〜50μmとすることができる。粒子径が0.5μmより小さいと二次凝集が起こり、個々の粒子の表面を有効に処理することができない場合がある。 Further, the flow gas linear velocity u (m / sec) is more efficiently achieved by setting the ratio u / u mf to the fluidization start velocity u mf to be in a range where 1.5 ≦ u / u mf ≦ 5. A conductive film can be formed. If u / u mf is less than 1.5, fluidization may be insufficient and the conductive film may vary. If u / u mf exceeds 5, conversely, secondary aggregation of particles occurs. In some cases, a uniform conductive film cannot be formed. Here, the fluidization start speed varies depending on the size of the particles, the processing temperature, the processing atmosphere, etc., and the fluidizing gas (linear velocity) is gradually increased, and the powder pressure loss at that time is W (powder weight) / It can be defined as the value of the fluidized gas linear velocity when A (fluidized bed cross-sectional area) is reached. Incidentally, u mf is usually 0.1 to 30 cm / sec, preferably be in a range of about 0.5 to 10 cm / sec, typically 0.5~100μm as particle size to give this u mf The thickness may be preferably 5 to 50 μm. When the particle diameter is smaller than 0.5 μm, secondary aggregation occurs, and the surface of each particle may not be treated effectively.

<酸化珪素粒子(A)への他元素のドープ>
酸化珪素粒子(A)は、珪素、酸素以外の元素がドープされていてもよい。珪素、酸素以外の元素がドープされた酸化珪素粒子(A)は、粒子内部の化学構造が安定化することにより初期充放電効率、サイクル特性の向上が見込まれる。さらに、このような酸化珪素粒子(A)は、リチウムイオン受け入れ性が向上して複合炭素粒子(B)のリチウムイオン受け入れ性に近づくので、複合炭素粒子(B)と酸化珪素粒子(A)を共に含む負極材を用いることで、急速充電時にも負極電極内でリチウムイオンが極端に濃縮されることがなく、金属リチウムが析出しにくい電池を作製することができる。
<Doping of other elements into silicon oxide particles (A)>
The silicon oxide particles (A) may be doped with elements other than silicon and oxygen. The silicon oxide particles (A) doped with elements other than silicon and oxygen are expected to improve initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics by stabilizing the chemical structure inside the particles. Further, since such silicon oxide particles (A) improve the lithium ion acceptability and approach the lithium ion acceptability of the composite carbon particles (B), the composite carbon particles (B) and the silicon oxide particles (A) are combined. By using the negative electrode material included together, a lithium ion is not extremely concentrated in the negative electrode even during rapid charging, and a battery in which metallic lithium is difficult to deposit can be manufactured.

ドープされる元素は通常、周期表第18族以外の元素であれば任意の元素から選ぶことができるが、珪素、酸素以外の元素がドープされた酸化珪素粒子(A)がより安定であるためには周期表第4周期までの元素が好ましい。具体的には、周期表第4周期までのアルカリ金属、アルカリ土類金属、Al、Ga、Ge、N、P、As、Se等の元素から選ぶことができる。珪素、酸素以外の元素がドープされた酸化珪素粒子(A)のリチウムイオン受け入れ性を向上させるためには、ドープされる元素は周期表第4周期までのアルカリ金属、アルカリ土類金属であることが好ましく、Mg、Ca、Liがより好ましく、Liが更に好ましい。これらは1種のみでも、2種以上を組み合わせて用いることもできる。   The element to be doped can be selected from any elements as long as it is an element other than Group 18 of the periodic table, but silicon oxide particles (A) doped with an element other than silicon and oxygen are more stable. The elements up to the fourth period of the periodic table are preferred. Specifically, it can be selected from elements such as alkali metals, alkaline earth metals, Al, Ga, Ge, N, P, As, and Se up to the fourth period of the periodic table. In order to improve the lithium ion acceptability of silicon oxide particles (A) doped with elements other than silicon and oxygen, the doped elements should be alkali metals and alkaline earth metals up to the fourth period of the periodic table. Is preferable, Mg, Ca, and Li are more preferable, and Li is still more preferable. These can be used alone or in combination of two or more.

珪素、酸素以外の元素がドープされた酸化珪素粒子(A)における珪素原子数(MSi)に対するドープされた元素の原子数(M)の比、(M/MSi)としては、0.01〜5が好ましく、0.05〜4がより好ましく、0.1〜3が更に好ましい。M/MSiがこの範囲を下回ると珪素、酸素以外の元素をドープした効果が得られず、この範囲を上回るとドープ反応で消費されなかった珪素、酸素以外の元素が酸化珪素粒子の表面に残存し、酸化珪素粒子の容量を低下させる原因となることがある。 The ratio of the number of atoms of the doped element (M D ) to the number of silicon atoms (M Si ) in the silicon oxide particles (A) doped with elements other than silicon and oxygen (M D / M Si ) is 0 .01 to 5 is preferable, 0.05 to 4 is more preferable, and 0.1 to 3 is still more preferable. Silicon If M D / M Si is below this range, element doped effect other than oxygen can not be obtained, the surface of the silicon is not consumed in the doped reaction exceeds this range, elements other than oxygen silicon oxide particles May be a cause of lowering the capacity of the silicon oxide particles.

珪素、酸素以外の元素がドープされた酸化珪素粒子(A)を製造する方法としては、例えば、酸化珪素粒子とドープされる元素の単体、もしくは、化合物の粉体を混合し、不活性ガス雰囲気下において、50〜1200℃の温度で加熱する方法が挙げられる。また、例えば、二酸化珪素粉末と、金属珪素粉末あるいは炭素粉末とを特定の割合で混合し、これにドープされる元素の単体、もしくは、化合物の粉体を加え、この混合物を反応器に充填した後、常圧あるいは特定の圧力に減圧し、1000℃以上に昇温し、保持して発生するガスを冷却析出させて、珪素、酸素以外の元素がドープされた酸化珪素粒子を得る方法も挙げられる。   Examples of a method for producing silicon oxide particles (A) doped with elements other than silicon and oxygen include, for example, mixing silicon oxide particles and a simple substance of a doped element or compound powder, and an inert gas atmosphere. Below, the method of heating at the temperature of 50-1200 degreeC is mentioned. Also, for example, silicon dioxide powder and metal silicon powder or carbon powder are mixed at a specific ratio, and a simple substance or compound powder of an element to be doped is added thereto, and this mixture is charged into a reactor. Thereafter, the pressure is reduced to normal pressure or a specific pressure, the temperature is raised to 1000 ° C. or higher, and the generated gas is cooled and precipitated to obtain silicon oxide particles doped with elements other than silicon and oxygen. It is done.

[複合炭素粒子(B)]
<構成>
本発明の複合炭素粒子(B)は、球状化黒鉛粒子の表面の少なくとも一部に炭素層を備えた複合型の炭素質粒子である。ここで、「表面の少なくとも一部に炭素層を備えた」は、炭素層が黒鉛粒子の表面の一部又は全部を層状に覆う形態のみならず、炭素層が表面の一部又は全部に付着・添着する形態をも包含する。炭素層は、表面の全部を被覆するように備えていてもよく、一部を被覆あるいは付着・添着していてもよいが、好ましくは、表面の全部を被覆している。このような複合炭素粒子(B)としては、例えば球状化黒鉛粒子の表面の少なくとも一部に非晶質炭素からなる炭素層を備えた複合型の黒鉛(「非晶質炭素被覆黒鉛」ともいう)や、球状化黒鉛粒子の表面の少なくとも一部に黒鉛からなる炭素層を備えた複合型の黒鉛(「黒鉛被覆黒鉛」ともいう)を使用することができる。本発明の複合炭素粒子(B)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。なお、炭素層が黒鉛粒子の表面の少なくとも一部に炭素層を備えていることを、確認するためには、例えば、TEM写真等でも確認する事ができる。
[Composite carbon particles (B)]
<Configuration>
The composite carbon particles (B) of the present invention are composite-type carbonaceous particles having a carbon layer on at least a part of the surface of the spheroidized graphite particles. Here, “the carbon layer is provided on at least a part of the surface” means that the carbon layer is not only in a form of covering part or all of the surface of the graphite particles in a layered manner, but also the carbon layer is attached to part or all of the surface.・ Includes the form of attachment. The carbon layer may be provided so as to cover the entire surface, or may be partially covered or attached / attached, but preferably the entire surface is covered. As such composite carbon particles (B), for example, composite type graphite (also referred to as “amorphous carbon-coated graphite”) having a carbon layer made of amorphous carbon on at least a part of the surface of spheroidized graphite particles. Or composite graphite (also referred to as “graphite-coated graphite”) having a carbon layer made of graphite on at least a part of the surface of the spheroidized graphite particles. The composite carbon particles (B) of the present invention may be used alone or in combination of two or more. In order to confirm that the carbon layer has a carbon layer on at least a part of the surface of the graphite particles, for example, it can also be confirmed by a TEM photograph or the like.

炭素層を備える球状化黒鉛粒子としては、例えば、鱗片状、塊状又は板状の天然に産出される黒鉛、並びに石油コークス、石炭ピッチコークス、石炭ニードルコークス及びメソフェーズピッチ等を2500℃以上に加熱して製造した人造黒鉛に、力学的エネルギー処理を与えることで粒子状に形成された黒鉛粒子を用いることができる。非水系二次電池用負極材において、複合炭素粒子(B)の炭素層は、黒鉛質物及び/又は非晶質炭素でもよく、非晶質炭素であることが好ましい。   Examples of the spheroidized graphite particles provided with a carbon layer include, for example, scale-like, massive or plate-like graphite, and petroleum coke, coal pitch coke, coal needle coke, and mesophase pitch heated to 2500 ° C. or higher. It is possible to use graphite particles formed into particles by applying mechanical energy treatment to artificial graphite produced in this manner. In the negative electrode material for a non-aqueous secondary battery, the carbon layer of the composite carbon particle (B) may be a graphite and / or amorphous carbon, and is preferably amorphous carbon.

本発明の複合炭素粒子(B)の炭素層の被覆率は、球状化黒鉛粒子の表面に存在する炭素層の量であり、複合炭素粒子(B)100重量%に対して、0.1〜10重量%であることが好ましい。この範囲であれば、リチウムイオン等のアルカリイオンの入出力特性の向上に寄与できる。被覆率は、より好ましくは、0.2〜8重量%であり、更に好ましくは、0.4〜5重量%である。被覆率は、球状化黒鉛粒子の表面に存在する炭素層の重量%で表し、被覆率は、実施例で後述する方法により測定することができる。   The coverage of the carbon layer of the composite carbon particles (B) of the present invention is the amount of the carbon layer present on the surface of the spheroidized graphite particles, and is 0.1 to 100% by weight of the composite carbon particles (B). It is preferably 10% by weight. If it is this range, it can contribute to the improvement of the input-output characteristic of alkali ions, such as lithium ion. The coverage is more preferably 0.2 to 8% by weight, and still more preferably 0.4 to 5% by weight. The coverage is expressed in terms of% by weight of the carbon layer present on the surface of the spheroidized graphite particles, and the coverage can be measured by the method described later in Examples.

炭素層が非晶質炭素である場合、被覆率は、好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは0.2〜8重量%、さらに好ましくは0.4〜5重量%である。非晶質炭素からなる炭素層の被覆率を0.1重量%以上とすることで、非晶質炭素の有するリチウムイオン等のアルカリイオンの高い受け入れ性を充分利用することができる。被覆率を10重量%以下とすることで、非晶質炭素が持つ不可逆容量の大きさの影響による容量の低下を防ぐことができ、非晶質炭素からなる炭素層による接触抵抗の増大を抑制し、レート特性を改善することができる。   When the carbon layer is amorphous carbon, the coverage is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.2 to 8% by weight, and still more preferably 0.4 to 5% by weight. By setting the coverage of the carbon layer made of amorphous carbon to 0.1% by weight or more, the high acceptability of alkali ions such as lithium ions possessed by amorphous carbon can be fully utilized. By setting the coverage to 10% by weight or less, it is possible to prevent a decrease in capacity due to the influence of the irreversible capacity of amorphous carbon, and to suppress an increase in contact resistance due to a carbon layer made of amorphous carbon. In addition, the rate characteristics can be improved.

<物性>
(円形度)
本発明の複合炭素粒子(B)は、後述の実施例の項に記載の方法で測定されるフロー式粒子像分析より求められる円形度が0.89以上である。このように円形度が高い複合炭素粒子(B)を用いることで、初期効率を高めることができる。初期効率の観点から、複合炭素粒子(B)の円形度は好ましくは0.89以上であり、より好ましくは0.90以上であり、更に好ましくは0.91以上であり、特に好ましいのは0.93以上である。複合炭素粒子(B)の円形度の上限は特に制限されないが、通常、理論上の上限が1であるため、上限は1未満となる。
<Physical properties>
(Roundness)
The composite carbon particles (B) of the present invention have a circularity of 0.89 or more determined by flow-type particle image analysis measured by the method described in the Examples section below. Thus, initial efficiency can be improved by using the composite carbon particle (B) with high circularity. From the viewpoint of initial efficiency, the circularity of the composite carbon particles (B) is preferably 0.89 or more, more preferably 0.90 or more, still more preferably 0.91 or more, and particularly preferably 0. .93 or more. The upper limit of the degree of circularity of the composite carbon particles (B) is not particularly limited. However, since the theoretical upper limit is usually 1, the upper limit is less than 1.

複合炭素粒子(B)の円形度を向上させる方法は、特に限定されないが、球形化処理を施して球形にしたものが、電極体にしたときの粒子間空隙の形状が整うので好ましい。球形化処理法の例としては、せん断力や圧縮力を与えることによって機械的に球形に近づける方法、複数の微粒子をバインダーもしくは粒子自身の有する付着力によって造粒する機械的・物理的処理方法等が挙げられる。   The method for improving the circularity of the composite carbon particles (B) is not particularly limited, but a spherical shape obtained by applying a spheroidizing treatment is preferable because the shape of the interparticle voids when the electrode body is formed. Examples of spheroidizing methods include mechanically approaching a sphere by applying shearing force and compressive force, mechanical / physical processing method that granulates a plurality of fine particles by the adhesive force of the binder or the particles themselves, etc. Is mentioned.

(平均粒子径(d50))
本発明の複合炭素粒子(B)の平均粒子径(体積粒度分布における小粒子側から50%積算部の粒子径)(d50)は、好ましくは5μm以上30μm以下である。複合炭素粒子(B)の平均粒子径がこの範囲であれば、小粒径化による比表面積の増大に起因する負可逆容量の増加や接触界面の抵抗を抑制し、また、大粒径化により電解液と負極材の粒子との接触面積が減ることによる急速充放電性の低下を防ぐことができる。複合炭素粒子(B)のd50は、より好ましくは8〜27μmであり、更に好ましくは10〜25μm、特に好ましくは12〜23μmである。
(Average particle diameter (d50))
The composite carbon particles (B) of the present invention preferably have an average particle size (particle size of 50% cumulative portion from the small particle side in the volume particle size distribution) (d50) of 5 μm or more and 30 μm or less. If the average particle size of the composite carbon particles (B) is in this range, the increase in negative reversible capacity and the resistance at the contact interface due to the increase in specific surface area due to the reduction in the particle size are suppressed, It is possible to prevent a decrease in rapid charge / discharge performance due to a decrease in contact area between the electrolytic solution and the negative electrode material particles. The d50 of the composite carbon particles (B) is more preferably 8 to 27 μm, further preferably 10 to 25 μm, and particularly preferably 12 to 23 μm.

なお、本発明の酸化珪素粒子(A)の平均粒子径d50と本発明の複合炭素粒子(B)の平均粒子径d50との比Rについては、前述の好適範囲とすることが好ましい。   The ratio R between the average particle diameter d50 of the silicon oxide particles (A) of the present invention and the average particle diameter d50 of the composite carbon particles (B) of the present invention is preferably within the above-mentioned preferred range.

本発明の複合炭素粒子(B)の体積粒度分布における小粒子側から10%積算部の粒子径(d10)は1μm以上20μm以下であることが好ましい。d10が1μm以上であると、スラリー粘度上昇などの工程不都合の発生、電極強度の低下や初期充放電効率の低下を防止することができ、20μm以下であると、電池の高電流密度充放電特性の低下及び低温入出力特性の低下を防止することができる。複合炭素粒子(B)のd10はより好ましくは3〜17μmであり、更に好ましくは5〜15μm、特に好ましくは6〜13μmである。   In the volume particle size distribution of the composite carbon particles (B) of the present invention, the particle diameter (d10) of the 10% integration part from the small particle side is preferably 1 μm or more and 20 μm or less. When d10 is 1 μm or more, it is possible to prevent the occurrence of process inconveniences such as an increase in slurry viscosity, a decrease in electrode strength and a decrease in initial charge / discharge efficiency, and when it is 20 μm or less, the high current density charge / discharge characteristics of the battery. And lowering of low temperature input / output characteristics can be prevented. The d10 of the composite carbon particles (B) is more preferably 3 to 17 μm, further preferably 5 to 15 μm, and particularly preferably 6 to 13 μm.

本発明の複合炭素粒子(B)の体積粒度分布における小粒子側から90%積算部の粒子径(d90)は、10μm以上100μm以下であることが好ましい。d90が10μm以上であると、負極強度の低下や初期充放電効率の低下を防止することができ、100μm以下であると、筋引きなどの工程不都合の発生、電池の高電流密度充放電特性の低下および低温入出力特性の低下を防止することができる。複合炭素粒子(B)のd90はより好ましくは15〜60μmであり、更に好ましくは17〜40μm、特に好ましくは20〜30μmである。   In the volume particle size distribution of the composite carbon particles (B) of the present invention, the particle diameter (d90) of the 90% integration part from the small particle side is preferably 10 μm or more and 100 μm or less. When d90 is 10 μm or more, it is possible to prevent a decrease in negative electrode strength and a decrease in initial charge / discharge efficiency. When d90 is 100 μm or less, process inconveniences such as line drawing occur, and high current density charge / discharge characteristics of the battery. It is possible to prevent a decrease and a decrease in low-temperature input / output characteristics. The d90 of the composite carbon particles (B) is more preferably 15 to 60 μm, still more preferably 17 to 40 μm, and particularly preferably 20 to 30 μm.

(アスペクト比)
本発明の複合炭素粒子(B)の短径に対する長径の長さの比であるアスペクト比は、好ましくは2.09以下、より好ましくは1.9以下、更に好ましくは1.8以下、特に好ましくは1.7以下である。アスペクト比がこの範囲であると、粒子形状が楕円形、球形に近い状態になり、電極とした場合に粒子間の空隙の連続性が確保されリチウムイオンの移動性が高まり、急速充放電特性に優れた傾向を示す。なお、アスペクト比が大きすぎると、粒子形状が球状や楕円形ではなく、円盤状、板状になっていき、鱗片状黒鉛に近いものになり、粒子間の空隙が屈曲した形状となりリチウムイオン等のアルカリイオンの移動性が悪く、急速充放電特性が劣る傾向を示す。なお、アスペクト比は、粒子の短径に対する長径の長さの比であり、最小値は1となるので、アスペクト比の下限は通常1である。複合炭素粒子(B)のアスペクト比は後述する実施例の方法を用いて測定することができる。
(aspect ratio)
The aspect ratio, which is the ratio of the length of the major axis to the minor axis of the composite carbon particle (B) of the present invention, is preferably 2.09 or less, more preferably 1.9 or less, still more preferably 1.8 or less, particularly preferably. Is 1.7 or less. If the aspect ratio is within this range, the particle shape will be almost elliptical or spherical, and when used as an electrode, the continuity of voids between particles will be ensured and the mobility of lithium ions will be improved, resulting in rapid charge / discharge characteristics. Shows excellent trend. If the aspect ratio is too large, the particle shape will not be spherical or elliptical, but will be disk-like or plate-like, close to scale-like graphite, and the voids between the particles will be bent, resulting in lithium ions, etc. The mobility of alkali ions is poor and the rapid charge / discharge characteristics tend to be poor. The aspect ratio is the ratio of the length of the major axis to the minor axis of the particle, and the minimum value is 1. Therefore, the lower limit of the aspect ratio is usually 1. The aspect ratio of the composite carbon particles (B) can be measured by using the method of Examples described later.

(タップ密度)
本発明の複合炭素粒子(B)のタップ密度は、好ましくは0.8g/cm以上、より好ましくは0.9g/cm以上、さらに好ましくは1.00g/cm以上、特に好ましくは1.05g/cm以上、最も好ましくは1.08g/cm以上である。タップ密度が0.8g/cm以上であるということは、複合炭素粒子(B)がほぼ球状であることや複合炭素粒子(B)の内部構造が緻密で粒子内の空隙が少ないことを示す。複合炭素粒子(B)のタップ密度が0.8g/cm以上であると、電極とした場合に、電解液及び複合炭素粒子(B)を存在させることの可能な好適な間隙を形成することができる。また、極板内のリチウムイオン等のアルカリイオンの拡散パスの経路が形成され、充放電時における酸化珪素粒子(A)及び複合炭素粒子(B)への十分なリチウムイオン等のアルカリイオンの出入りを確保することができ、高容量化、高レート化を実現することができる。タップ密度は後述する実施例の方法により測定する。
(Tap density)
The tap density of the composite carbon particles (B) of the present invention is preferably 0.8 g / cm 3 or more, more preferably 0.9 g / cm 3 or more, still more preferably 1.00 g / cm 3 or more, particularly preferably 1 .05g / cm 3 or more, and most preferably 1.08 g / cm 3 or more. A tap density of 0.8 g / cm 3 or more indicates that the composite carbon particles (B) are almost spherical or that the internal structure of the composite carbon particles (B) is dense and there are few voids in the particles. . When the tap density of the composite carbon particle (B) is 0.8 g / cm 3 or more, when the electrode is used as an electrode, a suitable gap capable of allowing the electrolytic solution and the composite carbon particle (B) to exist is formed. Can do. In addition, a path of a diffusion path of alkali ions such as lithium ions in the electrode plate is formed, and sufficient alkali ions such as lithium ions enter and exit the silicon oxide particles (A) and composite carbon particles (B) during charging and discharging. Can be ensured, and higher capacity and higher rate can be realized. A tap density is measured by the method of the Example mentioned later.

(比表面積)
本発明の複合炭素粒子(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、さらに好ましくは3m/g以上、特に好ましくは4m/g以上である。また通常30m/g以下、好ましくは20m/g以下、より好ましくは10m/g以下、更に好ましくは7m/g以下、特に好ましくは6.5m/g以下である。比表面積がこの範囲を下回ると、Liが出入りする部位が少なく、リチウムイオン二次電池の高速充放電特性出力特性や低温入出力特性が劣り、一方、比表面積がこの範囲を上回ると活物質の電解液に対する活性が過剰になり、電解液との副反応の増大により電池の初期充放電効率の低下やガス発生量の増大を招き、電池容量が低下する傾向がある。
BET法による比表面積は、後掲の実施例の項に記載の方法で測定される。
(Specific surface area)
The specific surface area according to the BET method of the composite carbon particles (B) of the present invention 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. As described above, particularly preferably 4 m 2 / g or more. Moreover, it is 30 m < 2 > / g or less normally, Preferably it is 20 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 10 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 7 m < 2 > / g or less, Especially preferably, it is 6.5 m < 2 > / g or less. When the specific surface area is below this range, there are few sites where Li enters and exits, and the high-speed charge / discharge characteristic output characteristics and low-temperature input / output characteristics of the lithium ion secondary battery are inferior. On the other hand, when the specific surface area exceeds this range, the active material The activity with respect to the electrolytic solution becomes excessive, and an increase in the side reaction with the electrolytic solution causes a decrease in the initial charge / discharge efficiency of the battery and an increase in the amount of gas generated, and the battery capacity tends to decrease.
The specific surface area by the BET method is measured by the method described in the Examples section below.

(002面の面間隔(d002)及び結晶子サイズ(Lc))
本発明の複合炭素粒子(B)は、その学振法によるX線広角回折で求めた格子面(002面)の面間隔d値(層間距離(d002))が、好ましくは0.338nm以下、より好ましくは0.337以下である。d002値が大きすぎるということは複合炭素粒子(B)の結晶性が低いことを示し、リチウムイオン二次電池の初期不可逆容量が増加する場合がある。一方、複合炭素粒子(B)の002面の面間隔の理論値は0.335nmであるため、通常0.335nm以上である。
(Distance between 002 planes (d002) and crystallite size (Lc))
In the composite carbon particle (B) of the present invention, the interplanar spacing d value (interlayer distance (d002)) of the lattice plane (002 plane) determined by X-ray wide angle diffraction by the Gakushin method is preferably 0.338 nm or less, More preferably, it is 0.337 or less. If the d002 value is too large, it indicates that the composite carbon particles (B) have low crystallinity, and the initial irreversible capacity of the lithium ion secondary battery may increase. On the other hand, since the theoretical value of the interplanar spacing of the 002 plane of the composite carbon particle (B) is 0.335 nm, it is usually 0.335 nm or more.

また、学振法によるX線広角回折で求めた本発明の複合炭素粒子(B)の結晶子サイズ(Lc)は、通常1.5nm以上、好ましくは3.0nm以上の範囲である。この範囲を下回ると、結晶性が低い粒子となり、リチウムイオン二次電池の可逆容量が減少してしまう可能性がある。また、前記下限は黒鉛の理論値である。
(d002)及び(Lc)の測定方法は、以下の通りである。
The crystallite size (Lc) of the composite carbon particles (B) of the present invention determined by X-ray wide angle diffraction by the Gakushin method is usually 1.5 nm or more, preferably 3.0 nm or more. Below this range, the particles have low crystallinity and the reversible capacity of the lithium ion secondary battery may be reduced. The lower limit is the theoretical value of graphite.
The measuring method of (d002) and (Lc) is as follows.

<d002面間隔、Lc>
試料粉末に総量の約15重量%のX線標準高純度シリコン粉末を加えて混合したものを材料とし、グラファイトモノクロメーターで単色化したCuKα線を線源とし、反射式ディフラクトメーター法で広角X線回折曲線を測定する。学振法を用いて面間隔(d002)及び結晶子の大きさ(Lc)を求める。
<d002 spacing, Lc>
The sample powder was mixed with about 15% by weight of X-ray standard high-purity silicon powder. The CuKα ray monochromatized with a graphite monochromator was used as the radiation source, and the wide-angle X was measured using the reflective diffractometer method. A line diffraction curve is measured. The interplanar spacing (d002) and crystallite size (Lc) are obtained using the Gakushin method.

(ラマンR値)
ラマンR値は、ラマン分光法で求めたラマンスペクトルにおける1580cm−1付近のピークPAの強度IAと、1360cm−1付近のピークPBの強度IBとを測定したときの、その強度比R(R=IB/IA)として定義する。なお、「1580cm−1付近」とは1580〜1620cm−1の範囲を、「1360cm−1付近」とは1350〜1370cm−1の範囲を指す。
(Raman R value)
The Raman R value of the intensity IA of a peak PA around 1580 cm -1 in the Raman spectrum obtained by Raman spectroscopy, when measuring the intensity IB of the peak PB around 1360 cm -1, the intensity ratio R (R = IB / IA). Incidentally, the scope of 1580~1620Cm -1 A "1580cm around -1", the "1360cm around -1" refers to the range of 1350 -1.

本発明の複合炭素粒子(B)のラマンR値は、通常0.01以上、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.10以上、更に好ましくは、0.20以上である。また、通常1.00以下、好ましくは0.70以下、より好ましくは0.40以下、更に好ましくは0.37以下、特に好ましくは0.36以下である。   The Raman R value of the composite carbon particles (B) of the present invention is usually 0.01 or more, preferably 0.05 or more, more preferably 0.10 or more, and further preferably 0.20 or more. Further, it is usually 1.00 or less, preferably 0.70 or less, more preferably 0.40 or less, still more preferably 0.37 or less, and particularly preferably 0.36 or less.

ラマンR値が小さすぎると、本発明の複合炭素粒子(B)の製造工程における黒鉛質粒子等の力学的エネルギー処理において、粒子表面に充分なダメージが与えられていないということであり、このため複合炭素粒子(B)においては、ダメージによる黒鉛質粒子等の表面の微細なクラックや欠損、構造欠陥などのLiイオンの受け入れまたは放出の場所の量が少ないため、リチウムイオン二次電池において、Liイオンの急速充放電性が悪くなる場合がある。   When the Raman R value is too small, it means that sufficient damage is not given to the particle surface in the mechanical energy treatment such as graphite particles in the production process of the composite carbon particles (B) of the present invention. In the composite carbon particle (B), since the amount of accepting or releasing Li ions such as fine cracks and defects on the surface of the graphite particles due to damage, structural defects, etc. is small, in the lithium ion secondary battery, Li The rapid charge / discharge property of ions may deteriorate.

また、ラマンR値が大きいということは、例えば、黒鉛質粒子等を被覆している非晶質炭素の量が多い、及び/又は過剰な力学的エネルギー処理による黒鉛質粒子等の表面の微細なクラックや欠損、構造欠陥の量が多すぎることを表しており、ラマンR値が大きすぎると非晶質炭素の持つ不可逆容量の影響の増大、電解液との副反応の増大により、リチウムイオン二次電池の初期充放電効率の低下やガス発生量の増大を招き、電池容量が低下する傾向がある。   Further, the large Raman R value means that, for example, the amount of amorphous carbon covering the graphite particles or the like is large, and / or the surface of the graphite particles or the like due to excessive mechanical energy treatment is fine. This indicates that the amount of cracks, defects, and structural defects is too large. If the Raman R value is too large, the influence of irreversible capacity of amorphous carbon increases, and side reactions with the electrolyte increase. The initial charge / discharge efficiency of the secondary battery is reduced and the amount of gas generated is increased, and the battery capacity tends to decrease.

ラマンスペクトル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う。
アルゴンイオンレーザー光の波長 :514.5nm
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)
The Raman spectrum 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.
Argon ion laser light wavelength: 514.5 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)

(細孔容量)
本発明の複合炭素粒子(B)の水銀圧入法による10nm〜100000nmの範囲の細孔容量は、0.01ml/g以上であることが好ましく、0.05ml/g以上であることがより好ましく、0.1ml/g以上であることが更に好ましい。細孔容量を0.01ml/g以上とすることによりリチウムイオン等のアルカリイオンの出入りの面積が大きくなる。
(Pore volume)
The pore volume in the range of 10 nm to 100000 nm by the mercury intrusion method of the composite carbon particles (B) of the present invention is preferably 0.01 ml / g or more, more preferably 0.05 ml / g or more, More preferably, it is 0.1 ml / g or more. By setting the pore volume to 0.01 ml / g or more, the area in and out of alkali ions such as lithium ions is increased.

(炭素層を備える前の球状化黒鉛粒子の002面の面間隔(d002))
本発明の複合炭素粒子(B)の核として用いる、球状化黒鉛粒子のX線回析法による002面の面間隔(d002)は、3.37Å以下、Lcが900Å以上であることが好ましい。X線広角回折法による002面の面間隔(d002)が3.37Å以下、Lcが900Å以上であることは、この非晶質炭素からなる炭素層が存在する複合炭素粒子(B)の表面を除くほとんどの部分の結晶性が高いということであり、非晶質炭素材料に見られるような不可逆容量が大きいことによる低容量化を生じない高容量電極となる炭素材料であることを示す。なお、複合炭素粒子(B)の炭素層が黒鉛物質により形成されている場合は、炭素層を構成する黒鉛物質も、X線回折法による002面の面間隔(d002)と、Lcは、核として用いる黒鉛粒子と同一の値を示すことが好ましい。
(Distance between 002 faces of spheroidized graphite particles before having a carbon layer (d002))
The interplanar spacing (d002) of spheroidized graphite particles used as nuclei of the composite carbon particles (B) of the present invention by X-ray diffraction is preferably 3.37 mm or less and Lc is 900 mm or more. The interplanar spacing (d002) of the 002 plane measured by the X-ray wide angle diffraction method is 3.37 mm or less and Lc is 900 mm or more. This indicates that the surface of the composite carbon particle (B) where the carbon layer made of amorphous carbon exists is present. This means that the crystallinity of most of the parts except for it is high, which indicates that the carbon material is a high-capacity electrode that does not cause a reduction in capacity due to the large irreversible capacity found in amorphous carbon materials. When the carbon layer of the composite carbon particle (B) is formed of a graphite material, the graphite material constituting the carbon layer also has an 002 plane spacing (d002) by the X-ray diffraction method and Lc is a nucleus. It is preferable to show the same value as that of the graphite particles used as.

(炭素層を備える前の球状化黒鉛粒子のタップ密度)
本発明の複合炭素粒子(B)の核として用いる、黒鉛粒子のタップ密度は、0.8g/cm以上であることが好ましい。炭素層を具備前の黒鉛粒子のタップ密度を0.8g/cm以上とすることにより、高容量で、急速放電特性を併せ持った炭素材料を得ることができる。
(Tap density of spheroidized graphite particles before having a carbon layer)
The tap density of the graphite particles used as the core of the composite carbon particle (B) of the present invention is preferably 0.8 g / cm 3 or more. By setting the tap density of the graphite particles before having the carbon layer to 0.8 g / cm 3 or more, a carbon material having high capacity and rapid discharge characteristics can be obtained.

(非晶質炭素の002面の面間隔(d002))
本発明の複合炭素粒子(B)の炭素層を形成する、非晶質炭素のX線広角回折法による002面の面間隔(d002)は3.40Å以上、Lcが500Å以下であることが好ましい。002面の面間隔(d002)を3.40Å以上、Lcを500Å以下とすることにより、リチウムイオンの受け入れ性を向上することができる。
(Amorphous carbon 002 plane spacing (d002))
It is preferable that the interplanar spacing (d002) of the amorphous carbon by the X-ray wide angle diffraction method (d002) forming the carbon layer of the composite carbon particle (B) of the present invention is 3.40 mm or more and Lc is 500 mm or less. . By setting the 002 plane spacing (d002) to 3.40 mm or more and Lc to 500 mm or less, the lithium ion acceptability can be improved.

(真密度)
本発明の複合炭素粒子(B)の真密度は2.1g/cm以上であることが好ましく、2.15g/cm以上であることがより好ましく、2.2g/cm以上であることが更に好ましい。真密度は2.1g/cm以上であるということは、複合炭素粒子(B)の核となる球形化黒鉛の結晶性が高いことを示し、不可逆容量が少なく、高容量化をすることができる。真密度は後述する実施例の方法により測定する。
(True density)
The true density of the composite carbon particles (B) of the present invention is preferably 2.1 g / cm 3 or more, more preferably 2.15 g / cm 3 or more, and 2.2 g / cm 3 or more. Is more preferable. A true density of 2.1 g / cm 3 or higher indicates that the crystallinity of the spheroidized graphite serving as the core of the composite carbon particles (B) is high, and the irreversible capacity is small and the capacity can be increased. it can. A true density is measured by the method of the Example mentioned later.

<複合炭素粒子(B)の製造方法>
本発明の複合炭素粒子(B)は、前記性状を具備していれば、どのような製法で作製しても問題ないが、例えば、特許第3534391号公報に記載の電極用炭素材料を用いることができる。具体的には、炭素層を具備前の黒鉛粒子としては、例えば、鱗片状、塊状又は板状の天然黒鉛、並びに石油コークス、石炭ピッチコークス、石炭ニードルコークス及びメソフェーズピッチ等を2500℃以上に加熱して製造することができる。なお、加熱して得られた黒鉛に力学的エネルギー処理を与えることが好ましい。
<Method for producing composite carbon particle (B)>
The composite carbon particles (B) of the present invention can be produced by any manufacturing method as long as they have the above properties. For example, the carbon material for electrodes described in Japanese Patent No. 3534391 is used. Can do. Specifically, as graphite particles before having a carbon layer, for example, scaly, lump or plate-like natural graphite, petroleum coke, coal pitch coke, coal needle coke, and mesophase pitch are heated to 2500 ° C. or more. Can be manufactured. In addition, it is preferable to give mechanical energy processing to the graphite obtained by heating.

力学的エネルギー処理は、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する装置を用い、そのローターを高速回転することにより、その内部に導入した前記天然黒鉛または人造黒鉛に対し、衝撃圧縮、摩擦及びせん断力等の機械的作用を繰り返し与えることで製造できる。   Mechanical energy treatment is, for example, using an apparatus having a rotor with a large number of blades installed inside the casing, and rotating the rotor at a high speed to compress the impact on the natural graphite or artificial graphite introduced therein, It can be manufactured by repeatedly applying mechanical action such as friction and shearing force.

複合炭素粒子(B)は、黒鉛粒子に石油系や石炭系のタールやピッチ、ポリビニルアルコール、ポリアクリルニトリル、フェノール樹脂、セルロース等の樹脂を必要により溶媒等を用いて混合し、非酸化性雰囲気で500℃〜3000℃、好ましくは700℃〜2000℃、より好ましくは800〜1500℃で焼成することで、非晶質炭素からなる炭素層を備えた複合型の炭素質粒子(例えば非晶質炭素被覆黒鉛)や、黒鉛粒子の表面の少なくとも一部に黒鉛からなる炭素層を備えた複合型の炭素質粒子(例えば黒鉛被覆黒鉛)を得ることができる。黒鉛粒子に対する焼成後必要により粉砕分級を行うこともできる。   The composite carbon particle (B) is a non-oxidizing atmosphere in which graphite particles are mixed with petroleum or coal-based tars and pitches, resins such as polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, phenolic resin, and cellulose, if necessary, using a solvent. At 500 ° C. to 3000 ° C., preferably 700 ° C. to 2000 ° C., and more preferably 800 to 1500 ° C., to obtain composite type carbonaceous particles (for example, amorphous) having a carbon layer made of amorphous carbon. Carbon-coated graphite) or composite carbonaceous particles (for example, graphite-coated graphite) having a carbon layer made of graphite on at least a part of the surface of the graphite particles can be obtained. If necessary after calcination of the graphite particles, pulverization and classification can be performed.

[負極材]
<酸化珪素粒子(A)と複合炭素粒子(B)の含有割合>
本発明の負極材は、前述の本発明に好適な粒度分布及び物性を備える酸化珪素粒子(A)と複合炭素粒子(B)とを[複合炭素粒子(B)の重量]:[酸化珪素粒子(A)の重量]=30:70〜99:1、特に40:60〜98:3、とりわけ50:50〜95:5の割合で含むことが好ましく、このような割合で酸化珪素粒子(A)と複合炭素粒子(B)とを混合して用いることにより、複合炭素粒子(B)同士によって形成された間隙に、高容量かつLiイオンの吸蔵・放出に伴う体積変化が小さい酸化珪素粒子(A)が存在することで、複合炭素粒子(B)との接触が損なわれることによる性能低下が小さい、高容量な負極材を得ることが可能となる。
[Negative electrode material]
<Content ratio of silicon oxide particles (A) and composite carbon particles (B)>
The negative electrode material of the present invention comprises silicon oxide particles (A) having a particle size distribution and physical properties suitable for the present invention and composite carbon particles (B) [weight of composite carbon particles (B)]: [silicon oxide particles] The weight of (A)] is preferably 30:70 to 99: 1, particularly 40:60 to 98: 3, and particularly preferably 50:50 to 95: 5, and silicon oxide particles (A ) And composite carbon particles (B) are mixed and used to form silicon oxide particles having a high capacity and a small volume change due to insertion and extraction of Li ions in the gap formed by the composite carbon particles (B). The presence of A) makes it possible to obtain a high-capacity negative electrode material in which the performance degradation due to the loss of contact with the composite carbon particles (B) is small.

<物性>
<平均粒子径(d50)>
本発明の負極材は平均粒子径(体積粒度分布における小粒子側から50%積算部の粒子径)(d50)は3μm以上30μm以下であることが好ましい。本発明の負極材の平均粒子径(d50)が3μm以上であると、比表面積が大きくなることによる不可逆容量の増加を防ぐことができる。一方、d50が30μm以下であると、電解液と負極材の粒子との接触面積が減ることによる急速充放電性の低下を防ぐことができる。負極材のd50は好ましくは8〜27μm、更に好ましくは10〜25μm、特に好ましくは12〜23μmである。
<Physical properties>
<Average particle diameter (d50)>
The negative electrode material of the present invention preferably has an average particle size (particle size of 50% integrated part from the small particle side in the volume particle size distribution) (d50) of 3 μm or more and 30 μm or less. When the average particle diameter (d50) of the negative electrode material of the present invention is 3 μm or more, an increase in irreversible capacity due to an increase in specific surface area can be prevented. On the other hand, when d50 is 30 μm or less, it is possible to prevent the rapid charge / discharge performance from being lowered due to the decrease in the contact area between the electrolyte and the negative electrode material particles. The d50 of the negative electrode material is preferably 8 to 27 μm, more preferably 10 to 25 μm, and particularly preferably 12 to 23 μm.

(タップ密度)
本発明の負極材のタップ密度は、好ましくは0.8〜1.8g/cm、より好ましくは0.9〜1.7g/cm、更に好ましくは1.0〜1.6g・cmである。タップ密度が上記範囲内であると、負極とした場合に、複合炭素粒子(B)によって形成される間隙に電解液及び酸化珪素粒子(A)を存在させることができ、高容量化、高レート特性化を実現することができる。
タップ密度は、後掲の実施例の項に記載の方法で測定される。
(Tap density)
The tap density of the negative electrode material of the present invention is preferably 0.8 to 1.8 g / cm 3 , more preferably 0.9 to 1.7 g / cm 3 , and still more preferably 1.0 to 1.6 g · cm 3. It is. When the tap density is within the above range, the electrolyte and the silicon oxide particles (A) can be present in the gaps formed by the composite carbon particles (B) when the negative electrode is formed. Characterization can be realized.
The tap density is measured by the method described in the example section below.

(比表面積)
本発明の負極材のBET法による比表面積は、通常0.5m/g以上、好ましくは2m/g以上、より好ましくは3m/g以上、さらに好ましくは4m/g以上、特に好ましくは5m/g以上である。また通常30m/g以下、好ましくは20m/g以下、より好ましくは10m/g以下、更に好ましくは8m/g以下、特に好ましくは6.5m/g以下である。比表面積がこの範囲を下回ると、Liが出入りする部位が少なく、リチウムイオン二次電池の高速充放電特性出力特性や低温入出力特性が劣り、一方、比表面積がこの範囲を上回ると活物質の電解液に対する活性が過剰になり、電解液との副反応の増大により電池の初期充放電効率の低下やガス発生量の増大を招き、電池容量が低下する傾向がある。
BET法による比表面積は、後掲の実施例の項に記載の方法で測定される。
(Specific surface area)
The specific surface area by the BET method of the negative electrode material of the present invention is usually 0.5 m 2 / g or more, preferably 2 m 2 / g or more, more preferably 3 m 2 / g or more, still more preferably 4 m 2 / g or more, particularly preferably. Is 5 m 2 / g or more. Moreover, it is 30 m < 2 > / g or less normally, Preferably it is 20 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 6.5 m < 2 > / g or less. When the specific surface area is below this range, there are few sites where Li enters and exits, and the high-speed charge / discharge characteristic output characteristics and low-temperature input / output characteristics of the lithium ion secondary battery are inferior. On the other hand, when the specific surface area exceeds this range, the active material The activity with respect to the electrolytic solution becomes excessive, and an increase in the side reaction with the electrolytic solution causes a decrease in the initial charge / discharge efficiency of the battery and an increase in the amount of gas generated, and the battery capacity tends to decrease.
The specific surface area by the BET method is measured by the method described in the Examples section below.

〔非水系二次電池用負極〕
本発明の非水系二次電池用負極(以下、「本発明の負極」と称す場合がある。)は、集電体と、該集電体上に形成された活物質層とを備え、該活物質層が本発明の負極材を含有するものである。
[Negative electrode for non-aqueous secondary battery]
A negative electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “negative electrode of the present invention”) includes a current collector and an active material layer formed on the current collector, The active material layer contains the negative electrode material of the present invention.

本発明の負極材を用いて負極を作製するには、負極材に結着樹脂を配合したものを水性又は有機系媒体でスラリーとし、必要によりこれに増粘材を加えて集電体に塗布し、乾燥すればよい。   In order to produce a negative electrode using the negative electrode material of the present invention, a mixture of a negative electrode material and a binder resin is made into a slurry with an aqueous or organic medium, and if necessary, a thickener is added thereto and applied to a current collector. And then dry.

結着樹脂としては、非水電解液に対して安定で、かつ非水溶性のものを用いるのが好ましい。例えば、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム及びエチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアクリル酸、及び芳香族ポリアミド等の合成樹脂;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体やその水素添加物、スチレン・エチレン・ブタジエン、スチレン共重合体、スチレン・イソプレン及びスチレンブロック共重合体並びにその水素化物等の熱可塑性エラストマー;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、及びエチレンと炭素数3〜12のα−オレフィンとの共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニデンフルオライド、ポリペンタフルオロプロピレン及びポリヘキサフルオロプロピレン等のフッ素化高分子等を用いることができる。有機系媒体としては、例えば、N−メチルピロリドン及びジメチルホルムアミドを用いることができる。   As the binder resin, it is preferable to use a resin that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte and water-insoluble. For example, rubbery polymers such as styrene / butadiene rubber, isoprene rubber and ethylene / propylene rubber; synthetic resins such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyimide, polyacrylic acid, and aromatic polyamide; Polymers and hydrogenated products thereof, thermoplastic elastomers such as styrene / ethylene / butadiene, styrene copolymers, styrene / isoprene and styrene block copolymers and hydrides thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, ethylene / Soft resinous polymer such as vinyl acetate copolymer and copolymer of ethylene and α-olefin having 3 to 12 carbon atoms; polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polypentafluoro Professional Fluorinated polymers such as polyphenylene and poly hexafluoropropylene may be used. As the organic medium, for example, N-methylpyrrolidone and dimethylformamide can be used.

結着樹脂は、負極材100重量部に対して通常は0.1重量部以上、好ましくは0.2重量部以上用いるのが好ましい。結着樹脂の使用量を負極材100重量部に対して0.1重量部以上とすることで、負極材料相互間や負極材料と集電体との結着力が十分となり、負極から負極材料が剥離することによる電池容量の減少及びリサイクル特性の悪化を防ぐことができる。   The binder resin is usually used in an amount of 0.1 parts by weight or more, preferably 0.2 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the negative electrode material. By setting the amount of the binder resin used to be 0.1 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the negative electrode material, the binding force between the negative electrode materials and between the negative electrode material and the current collector is sufficient, and the negative electrode material is transferred from the negative electrode. It is possible to prevent a decrease in battery capacity and deterioration in recycling characteristics due to peeling.

また、結着樹脂の使用量は負極材100重量部に対して10重量部以下とするのが好ましく、7重量部以下とするのがより好ましい。結着樹脂の使用量を負極材100重量部に対して10重量部以下とすることにより、負極の容量の減少を防ぎ、かつリチウムイオン等のアルカリイオンの負極材料への出入が妨げられる等の問題を防ぐことができる。   Further, the amount of the binder resin used is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 7 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the negative electrode material. By reducing the amount of binder resin used to 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the negative electrode material, it is possible to prevent the capacity of the negative electrode from decreasing and to prevent the entry and exit of alkaline ions such as lithium ions into the negative electrode material. The problem can be prevented.

スラリーに添加する増粘材としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシプロピルセルロース等の水溶性セルロース類、ポリビニルアルコール並びにポリエチレングリコール等が挙げられる。中でも好ましいのはカルボキシメチルセルロースである。増粘材は負極材料100重量部に対して、通常0.1〜10重量部、特に0.2〜7重量部となるように用いるのが好ましい。   Examples of the thickener added to the slurry include water-soluble celluloses such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol. Of these, carboxymethylcellulose is preferred. The thickener is preferably used in an amount of usually 0.1 to 10 parts by weight, particularly 0.2 to 7 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the negative electrode material.

負極集電体としては、従来からこの用途に用い得ることが知られている、例えば、銅、銅合金、ステンレス鋼、ニッケル、チタン及び炭素等を用いればよい。集電体の形状は通常はシート状であり、その表面に凹凸をつけたもの、ネット及びパンチングメタル等を用いることも好ましい。   As the negative electrode current collector, for example, copper, copper alloy, stainless steel, nickel, titanium, and carbon that are conventionally known to be usable for this purpose may be used. The shape of the current collector is usually a sheet, and it is also preferable to use a surface with irregularities, a net, a punching metal, or the like.

集電体に負極材と結着樹脂のスラリーを塗布・乾燥した後は、加圧して集電体上に形成された活物質層の密度を大きくして負極活物質層の単位体積当たりの電池容量を大きくするのが好ましい。活物質層の密度は1.2〜1.8g/cmの範囲にあることが好ましく、1.3〜1.6g/cmであることがより好ましい。 After the slurry of the negative electrode material and the binder resin is applied to the current collector and dried, the density of the active material layer formed on the current collector is increased by pressing to increase the battery per unit volume of the negative electrode active material layer. It is preferable to increase the capacity. Density of the active material layer is preferably in the range of 1.2~1.8g / cm 3, more preferably 1.3~1.6g / cm 3.

活物質層の密度を1.2g/cm以上とすることで、電極の厚みの増大に伴う電池の容量の低下を防ぐことができる。また、活物質層の密度を1.8g/cm以下とすることで、電極内の粒子間空隙が減少に伴い空隙に保持される電解液量が減り、リチウムイオン等のアルカリイオンの移動性が小さくなり急速充放電性が小さくなるのを防ぐことができる。 By setting the density of the active material layer to 1.2 g / cm 3 or more, it is possible to prevent a decrease in battery capacity accompanying an increase in electrode thickness. In addition, by setting the density of the active material layer to 1.8 g / cm 3 or less, the amount of electrolyte solution held in the voids decreases as the interparticle voids in the electrode decrease, and the mobility of alkali ions such as lithium ions decreases. It becomes possible to prevent the rapid charge / discharge performance from being reduced.

負極活物質層は、複合炭素粒子(B)によって形成された間隙に酸化珪素粒子(A)が存在して構成されていることが好ましい。複合炭素粒子(B)によって形成された間隙に酸化珪素粒子(A)が存在することで、高容量化し、レート特性を向上させることができる。   The negative electrode active material layer is preferably configured such that the silicon oxide particles (A) are present in the gaps formed by the composite carbon particles (B). Since the silicon oxide particles (A) are present in the gaps formed by the composite carbon particles (B), the capacity can be increased and the rate characteristics can be improved.

本発明の負極材を用いて形成した負極活物質層の水銀圧入法による10nm〜100000nmの範囲の細孔容量は、0.05ml/gであることが好ましく、0.1ml/g以上であることがより好ましい。細孔容量を0.05ml/g以上とすることによりリチウムイオン等のアルカリイオンの出入りの面積が大きくなる。   The negative electrode active material layer formed using the negative electrode material of the present invention preferably has a pore volume in the range of 10 nm to 100,000 nm by the mercury intrusion method of 0.05 ml / g, preferably 0.1 ml / g or more. Is more preferable. By setting the pore volume to 0.05 ml / g or more, the area in and out of alkali ions such as lithium ions is increased.

〔非水系二次電池〕
本発明の非水系二次電池は、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、負極として、本発明の負極を用いたものである。
[Non-aqueous secondary battery]
The non-aqueous secondary battery of the present invention is a non-aqueous secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and uses the negative electrode of the present invention as the negative electrode.

本発明の非水系二次電池は、上記の本発明の負極を用いる以外は、常法に従って作成することができる。   The non-aqueous secondary battery of the present invention can be prepared according to a conventional method except that the negative electrode of the present invention is used.

[正極]
本発明の非水系二次電池の正極の活物質となる正極材料としては、例えば、基本組成がLiCoOで表されるリチウムコバルト複合酸化物、LiNiOで表されるリチウムニッケル複合酸化物、LiMnO及びLiMnで表されるリチウムマンガン複合酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物、二酸化マンガン等の遷移金属酸化物、並びにこれらの複合酸化物混合物等を用いればよい。更にはTiS、FeS、Nb、Mo、CoS、V、CrO、V、FeO、GeO及びLiNi0.33Mn0.33Co0.33、LiFePO等を用いればよい。
[Positive electrode]
Examples of the positive electrode material serving as the positive electrode active material of the non-aqueous secondary battery of the present invention include a lithium cobalt composite oxide whose basic composition is represented by LiCoO 2 , a lithium nickel composite oxide represented by LiNiO 2 , and LiMnO. A lithium transition metal composite oxide such as lithium manganese composite oxide represented by 2 and LiMn 2 O 4 , a transition metal oxide such as manganese dioxide, a mixture of these composite oxides, or the like may be used. Furthermore TiS 2, FeS 2, Nb 3 S 4, Mo 3 S 4, CoS 2, V 2 O 5, CrO 3, V 3 O 3, FeO 2, GeO 2 and LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0 .33 O 2 , LiFePO 4, or the like may be used.

前記正極材料に結着樹脂を配合したものを適当な溶媒でスラリー化して集電体に塗布・乾燥することにより正極を作製できる。なおスラリー中にはアセチレンブラック及びケッチェンブラック等の導電材を含有させるのが好ましい。また所望により増粘材を含有させてもよい。   A positive electrode can be produced by slurrying a mixture of the positive electrode material and a binder resin with an appropriate solvent, and applying and drying to a current collector. The slurry preferably contains a conductive material such as acetylene black and ketjen black. Moreover, you may contain a thickener as desired.

増粘材及び結着樹脂としてはこの用途に周知のもの、例えば負極の作成に用いるものとして例示したものを用いればよい。正極材料100重量部に対する配合比率は、導電材は0.5〜20重量部が好ましく、特に1〜15重量部が好ましい。増粘材は0.2〜10重量部が好ましく、特に0.5〜7重量部が好ましい。   As the thickener and the binder resin, those well-known in this application, for example, those exemplified as those used for the production of the negative electrode may be used. As for the compounding ratio with respect to 100 weight part of positive electrode materials, 0.5-20 weight part is preferable for a electrically conductive material, and 1-15 weight part is especially preferable. The thickener is preferably 0.2 to 10 parts by weight, particularly 0.5 to 7 parts by weight.

正極材料100重量部に対する結着樹脂の配合比率は、結着樹脂を水でスラリー化するときは0.2〜10重量部が好ましく、特に0.5〜7重量部が好ましい。結着樹脂をN−メチルピロリドン等の結着樹脂を溶解する有機溶媒でスラリー化する場合は0.5〜20重量部、特に1〜15重量部が好ましい。   The blending ratio of the binder resin to 100 parts by weight of the positive electrode material is preferably 0.2 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 7 parts by weight when the binder resin is slurried with water. When the binder resin is slurried with an organic solvent that dissolves the binder resin such as N-methylpyrrolidone, the amount is preferably 0.5 to 20 parts by weight, particularly 1 to 15 parts by weight.

正極集電体としては、例えば、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ及びタンタル等並びにこれらの合金が挙げられる。なかでもアルミニウム、チタン及びタンタル並びにその合金が好ましく、アルミニウム及びその合金が最も好ましい。   Examples of the positive electrode current collector include aluminum, titanium, zirconium, hafnium, niobium and tantalum, and alloys thereof. Of these, aluminum, titanium and tantalum and their alloys are preferred, and aluminum and its alloys are most preferred.

[電解質]
本発明の非水系二次電池に用いる電解質は、全固体電解質であっても、電解質が非水溶媒中に含まれる電解液であってもよいが、好ましくは電解質が非水溶媒中に含まれる電解液である。
[Electrolytes]
The electrolyte used in the non-aqueous secondary battery of the present invention may be an all-solid electrolyte or an electrolyte containing an electrolyte in a non-aqueous solvent, but preferably the electrolyte is contained in a non-aqueous solvent. Electrolytic solution.

電解液は、従来周知の非水溶媒に種々のリチウム塩を溶解させたものを用いることができる。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、フルオロ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及びビニレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート及びジエチルカーボネート等の鎖状カーボネート、γ−ブチロラクトン等の環状エステル、クラウンエーテル、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメチルテトラヒドロフラン及び1,3−ジオキソラン等の環状エーテル、1,2−ジメトキシエタン等の鎖状エーテル等を用いればよい。通常はこれらの2種以上を混合して用いる。なかでも環状カーボネートと鎖状カーボネート、又はこれに更に他の溶媒を混合して用いるのが好ましい。   As the electrolytic solution, a solution in which various lithium salts are dissolved in a conventionally known non-aqueous solvent can be used. Non-aqueous solvents include, for example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and vinylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and diethyl carbonate, and cyclic esters such as γ-butyrolactone. , Crown ether, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, 1,2-dimethyltetrahydrofuran and cyclic ethers such as 1,3-dioxolane, chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane, and the like may be used. Usually, a mixture of two or more of these is used. Of these, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate, or another solvent.

電解液には、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、無水コハク酸、無水マレイン酸、プロパンスルトン及びジエチルスルホン等の化合物やジフルオロリン酸リチウムのようなジフルオロリン酸塩等が添加されていてもよい。更に、ジフェニルエーテル及び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。   Compounds such as vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, succinic anhydride, maleic anhydride, propane sultone and diethyl sulfone, difluorophosphates such as lithium difluorophosphate, and the like may be added to the electrolytic solution. Furthermore, an overcharge inhibitor such as diphenyl ether and cyclohexylbenzene may be added.

非水溶媒に溶解させる電解質としては、例えば、LiClO、LiPF、LiBF、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CFCFSO、LiN(CFSO)(CSO)及びLiC(CFSO等が挙げられる。電解液中の電解質の濃度は通常0.5〜2mol/L、好ましくは0.6〜1.5mol/Lである。 Examples of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent include LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 and the like. The concentration of the electrolyte in the electrolytic solution is usually 0.5 to 2 mol / L, preferably 0.6 to 1.5 mol / L.

[セパレータ]
正極と負極との間に介在させるセパレータとしては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンの多孔性シートや不織布を用いるのが好ましい。
[Separator]
As the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, it is preferable to use a porous sheet or nonwoven fabric of polyolefin such as polyethylene or polypropylene.

[負極/正極容量比]
本発明の非水系二次電池は、負極/正極の容量比を1.01〜1.5に設計することが好ましく、1.2〜1.4に設計することがより好ましい。
本発明の非水系二次電池は、Li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リチウムイオン二次電池であることが好ましい。
[Negative electrode / positive electrode capacity ratio]
In the non-aqueous secondary battery of the present invention, the negative electrode / positive electrode capacity ratio is preferably designed to be 1.01 to 1.5, and more preferably 1.2 to 1.4.
The non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably a lithium ion secondary battery including a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting Li ions, and an electrolyte.

以下、実施例を用いて本発明の内容を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって限定されるものではない。以下の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における上限又は下限の好ましい値としての意味を持つものであり、好ましい範囲は前記した上限又は下限の値と、下記実施例の値又は実施例同士の値との組み合わせで規定される範囲であってもよい。   EXAMPLES Hereinafter, although the content of this invention is demonstrated more concretely using an Example, this invention is not limited by a following example, unless the summary is exceeded. The values of various production conditions and evaluation results in the following examples have meanings as preferred values of the upper limit or lower limit in the embodiments of the present invention, and the preferred ranges are the upper limit or lower limit values described above, and It may be a range defined by a combination of values of the examples or values between the examples.

〔物性ないし特性の測定・評価方法〕
[酸化珪素粒子(A)、複合炭素粒子(B)、負極材の物性の測定]
<粒度分布>
体積基準の粒度分布は、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2重量%水溶液(約10mL)に試料を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計LA−700(堀場製作所社製)を用いて測定した。
[Measurement and evaluation methods for physical properties and characteristics]
[Measurement of Physical Properties of Silicon Oxide Particles (A), Composite Carbon Particles (B), and Negative Electrode Material]
<Particle size distribution>
The volume-based particle size distribution is obtained by dispersing a sample in a 0.2 wt% aqueous solution (about 10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, which is a surfactant, and using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA- 700 (manufactured by Horiba, Ltd.) was used for measurement.

<タップ密度>
粉体密度測定器タップデンサーKYT−3000((株)セイシン企業社製)を用いて測定した。20ccのタップセルに試料を落下させ、セルに満杯に充填した後、ストローク長10mmのタップを1000回行って、そのときの密度をタップ密度とした。
<Tap density>
It measured using the powder density measuring device tap denser KYT-3000 (made by Seishin Enterprise Co., Ltd.). After dropping the sample into a 20 cc tap cell and filling the cell fully, tap with a stroke length of 10 mm was performed 1000 times, and the density at that time was defined as the tap density.

<比表面積(BET法)>
マイクロメリティックス社製 トライスターII3000を用いて測定した。150℃で1時間の減圧乾燥を実施した後、窒素ガス吸着によるBET多点法(相対圧0.05〜0.30の範囲において5点)により測定した。
<Specific surface area (BET method)>
Measurements were made using a Tristar II 3000 manufactured by Micromeritics. After drying under reduced pressure at 150 ° C. for 1 hour, measurement was performed by a BET multipoint method (5 points in a relative pressure range of 0.05 to 0.30) by nitrogen gas adsorption.

<円形度>
フロー式粒子像分析装置(東亜医療電子社製FPIA−2000)を使用し、円相当径による粒径分布の測定および平均円形度の算出を行った。分散媒としてイオン交換水を使用し、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た。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、円形度とした。
<Circularity>
Using a flow type particle image analyzer (FPIA-2000 manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.), the particle size distribution was measured based on the equivalent circle diameter and the average circularity was calculated. Ion exchange water was used as a dispersion medium, and polyoxyethylene (20) monolaurate was used as a surfactant. 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 was averaged to obtain the circularity.

<ラマンR値>
ラマンスペクトルはラマン分光器で測定した。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った。
アルゴンイオンレーザー光の波長 :514.5nm
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)
<Raman R value>
The Raman spectrum was 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. Measurements were made.
Argon ion laser light wavelength: 514.5 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)

本測定にて得られたラマンスペクトルにおいて、1580cm−1付近のピークPAの強度Iと、1360cm−1付近のピークPの強度Iとを測定したときの、その強度比R(R=I/I)として定義した。なお、「1580cm−1付近」とは1580〜1620cm−1の範囲を、「1360cm−1付近」とは1350〜1370cm−1の範囲を指す。 In the Raman spectrum obtained in this measurement, the intensity I A of the peak PA around 1580 cm -1, when measured an intensity I B of a peak P B in the vicinity of 1360 cm -1, the intensity ratio R (R = I B / I A ). Incidentally, the scope of 1580~1620Cm -1 A "1580cm around -1", the "1360cm around -1" refers to the range of 1350 -1.

[電池の評価]
<性能評価用負極の作製>
後述する複合炭素粒子(B)と酸化珪素粒子(A)との混合物92.5重量%と、アセチレンブラック5重量%と、バインダーとしてカルボキシメチルセルロース(CMC)1重量%及びスチレン・ブタジエンゴム(SBR)48重量%水性ディスパージョン3.1重量%(SBR:1.5重量%)とを、ハイブリダイズミキサーにて混練し、スラリーとした。このスラリーを厚さ20μmの銅箔上にブレード法で、目付け4〜5mg/cmとなるように塗布し、乾燥させた。
[Battery evaluation]
<Production of negative electrode for performance evaluation>
92.5% by weight of a mixture of composite carbon particles (B) and silicon oxide particles (A) described later, 5% by weight of acetylene black, 1% by weight of carboxymethyl cellulose (CMC) as a binder, and styrene-butadiene rubber (SBR) 48% by weight aqueous dispersion 3.1% by weight (SBR: 1.5% by weight) was kneaded with a hybridizing mixer to form a slurry. This slurry was applied onto a copper foil having a thickness of 20 μm by a blade method so as to have a basis weight of 4 to 5 mg / cm 2 and dried.

その後、負極活物質層の密度1.2〜1.4g/cmとなるようにロールプレスして負極シートとし、この負極シートを直径12.5mmの円形状に打ち抜き、90℃で8時間、真空乾燥し、評価用の負極とした。 Thereafter, the negative electrode active material layer was roll-pressed so as to have a density of 1.2 to 1.4 g / cm 3 to obtain a negative electrode sheet, and the negative electrode sheet was punched into a circular shape having a diameter of 12.5 mm, and at 90 ° C. for 8 hours. It vacuum-dried and set it as the negative electrode for evaluation.

<非水系二次電池(コイン型電池)の作製>
上記方法で作製した評価用負極と、対極としてリチウム金属箔を直径15mmの円板状に打ち抜いたものを用いた。両極の間には、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとフルオロエチレンカーボネートの混合溶媒(容積比=3:6:1)に、LiPFを1mol/Lになるように溶解させた電解液を含浸させたセパレータ(多孔性ポリエチレンフィルム製)を置き、コイン型の性能評価用電池を作製した。
<Production of non-aqueous secondary battery (coin-type battery)>
The negative electrode for evaluation produced by the above method and a lithium metal foil punched into a disk shape having a diameter of 15 mm were used as the counter electrode. Between both electrodes, an electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved to 1 mol / L was impregnated in a mixed solvent of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, and fluoroethylene carbonate (volume ratio = 3: 6: 1). A separator (made of a porous polyethylene film) was placed to produce a coin-type battery for performance evaluation.

<充電容量、放電容量、効率>
前述の方法で作製した非水系二次電池(コイン型電池)を用いて、下記の測定方法で電池充放電時の充電容量(mAh/g)と放電容量(mAh/g)を測定した。
0.05Cの電流密度でリチウム対極に対して5mVまで充電し、さらに5mVの一定電圧で電流密度が0.005Cになるまで充電し、負極中にリチウムをドープした後、0.1Cの電流密度でリチウム対極に対して1.5Vまで放電を行った。
充電容量、放電容量は以下のようにして求めた。負極重量から負極と同面積に打ち抜いた銅箔の重量を差し引き、負極活物質とバインダーの組成比から求められる係数を乗ずることで負極活物質の重量を求め、この負極活物質の重量で1サイクル目の充電容量、放電容量を除して、重量当りの充電容量、放電容量を求めた。
このときの充電容量(mAh/g)を本負極材の1st充電容量(mAh/g)とし、放電容量(mAh/g)を1st放電容量(mAh/g)とした。
また、ここで得られた1サイクル目の放電容量(mAh/g)を充電容量(mAh/g)で除し、100倍した値を1st効率(%)とした。
<Charge capacity, discharge capacity, efficiency>
Using the non-aqueous secondary battery (coin-type battery) produced by the method described above, the charge capacity (mAh / g) and discharge capacity (mAh / g) during battery charge / discharge were measured by the following measurement method.
Charge to 5 mV with respect to the lithium counter electrode at a current density of 0.05 C, and further charge to a current density of 0.005 C at a constant voltage of 5 mV. After doping lithium into the negative electrode, the current density of 0.1 C Then, the lithium counter electrode was discharged to 1.5V.
The charge capacity and discharge capacity were determined as follows. The weight of the negative electrode active material is determined by subtracting the weight of the copper foil punched out in the same area as the negative electrode from the negative electrode weight and multiplying by the coefficient determined from the composition ratio of the negative electrode active material and the binder. The charge capacity and discharge capacity per weight were determined by dividing the charge capacity and discharge capacity of the eyes.
The charge capacity (mAh / g) at this time was defined as the 1st charge capacity (mAh / g) of the present negative electrode material, and the discharge capacity (mAh / g) was defined as the 1st discharge capacity (mAh / g).
Further, the first cycle discharge capacity (mAh / g) obtained here was divided by the charge capacity (mAh / g), and a value multiplied by 100 was defined as the 1st efficiency (%).

〔複合炭素粒子(B)〕
<複合炭素粒子(B1)>
d50が100μmの鱗片状天然黒鉛を、奈良機械製作所製ハイブリダイゼーションシステムNHS−1型にて、ローター周速度80m/秒で10分間の機械的作用による球形化処理を行った。このサンプルを分級により処理し、d50が16.3μmの球形化黒鉛粒子を得た。得られた球形化黒鉛粒子と炭素質物前駆体としてナフサ熱分解時に得られる石油系重質油を混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を粉砕・分級処理することにより、黒鉛質粒子の表面に非晶質炭素が添着された複合炭素粒子(B1)を得た。
[Composite carbon particles (B)]
<Composite carbon particles (B1)>
The scaly natural graphite having a d50 of 100 μm was spheroidized by a mechanical action for 10 minutes at a rotor peripheral speed of 80 m / sec using a hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. This sample was processed by classification to obtain spherical graphite particles having a d50 of 16.3 μm. Mixing the obtained spheroidized graphite particles and petroleum heavy oil obtained at the time of naphtha pyrolysis as a carbonaceous material precursor, subjecting it to heat treatment at 1300 ° C. in an inert gas, and then grinding and classifying the fired product Thus, composite carbon particles (B1) in which amorphous carbon was attached to the surface of the graphite particles were obtained.

焼成収率から、得られた複合炭素粒子(B1)において、球形化黒鉛粒子と非晶質炭素との重量比率([球形化黒鉛粒子の重量]:[非晶質炭素の重量])は1:0.04であることが確認された。前記測定法でd50、d90、d10、タップ密度、比表面積、円形度、ラマンR値を測定した。結果を表−1に示す。   From the firing yield, in the obtained composite carbon particles (B1), the weight ratio of the spheroidized graphite particles to the amorphous carbon ([weight of spheroidized graphite particles]: [weight of amorphous carbon]) is 1. : 0.04 was confirmed. D50, d90, d10, tap density, specific surface area, circularity, and Raman R value were measured by the above measurement methods. The results are shown in Table-1.

<複合炭素粒子(B2)>
d50が100μmの鱗片状天然黒鉛を、奈良機械製作所製ハイブリダイゼーションシステムNHS−1型にて、ローター周速度80m/秒で10分間の機械的作用による球形化処理を行った。このサンプルを分級により処理し、d50が10.6μmの球形化黒鉛粒子を得た。得られた球形化黒鉛粒子と炭素質物前駆体としてナフサ熱分解時に得られる石油系重質油を混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を粉砕・分級処理することにより、黒鉛質粒子の表面に非晶質炭素が添着された複合炭素粒子(B2)を得た。
<Composite carbon particles (B2)>
The scaly natural graphite having a d50 of 100 μm was spheroidized by a mechanical action for 10 minutes at a rotor peripheral speed of 80 m / sec using a hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. This sample was processed by classification to obtain spherical graphite particles having a d50 of 10.6 μm. Mixing the obtained spheroidized graphite particles and petroleum heavy oil obtained at the time of naphtha pyrolysis as a carbonaceous material precursor, subjecting it to heat treatment at 1300 ° C. in an inert gas, and then grinding and classifying the fired product Thus, composite carbon particles (B2) in which amorphous carbon was attached to the surface of the graphite particles were obtained.

焼成収率から、得られた複合炭素粒子(B2)において、球形化黒鉛粒子と非晶質炭素との重量比率([球形化黒鉛粒子の重量]:[非晶質炭素の重量])は1:0.07であることが確認された。前記測定法でd50、d90、d10、タップ密度、比表面積、円形度、ラマンR値を測定した。結果を表−1に示す。   From the firing yield, in the obtained composite carbon particles (B2), the weight ratio of the spheroidized graphite particles to the amorphous carbon ([weight of spheroidized graphite particles]: [weight of amorphous carbon]) is 1. : 0.07 was confirmed. D50, d90, d10, tap density, specific surface area, circularity, and Raman R value were measured by the above measurement methods. The results are shown in Table-1.

<複合炭素粒子(b1)>
d50が100μmの鱗片状天然黒鉛を、奈良機械製作所製ハイブリダイゼーションシステムNHS−1型にて、ローター周速度80m/秒で10分間の機械的作用による球形化処理を行った。このサンプルを分級により処理し、d50が9.8μmの球形化黒鉛粒子を得た。得られた球形化黒鉛粒子と炭素質物前駆体としてナフサ熱分解時に得られる石油系重質油を混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を粉砕・分級処理することにより、黒鉛質粒子の表面に非晶質炭素が添着された複合炭素粒子(b1)を得た。
<Composite carbon particles (b1)>
The scaly natural graphite having a d50 of 100 μm was spheroidized by a mechanical action for 10 minutes at a rotor peripheral speed of 80 m / sec using a hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. This sample was processed by classification to obtain spherical graphite particles having a d50 of 9.8 μm. Mixing the obtained spheroidized graphite particles and petroleum heavy oil obtained at the time of naphtha pyrolysis as a carbonaceous material precursor, subjecting it to heat treatment at 1300 ° C. in an inert gas, and then grinding and classifying the fired product Thus, composite carbon particles (b1) in which amorphous carbon was attached to the surface of the graphite particles were obtained.

焼成収率から、得られた複合炭素粒子(b1)において、球形化黒鉛粒子と非晶質炭素との重量比率([球形化黒鉛粒子の重量]:[非晶質炭素の重量])は1:0.08であることが確認された。前記測定法でd50、d90、d10、タップ密度、比表面積、円形度、ラマンR値を測定した。結果を表−1に示す。   From the firing yield, in the obtained composite carbon particles (b1), the weight ratio of the spheroidized graphite particles to the amorphous carbon ([weight of spheroidized graphite particles]: [weight of amorphous carbon]) is 1. : 0.08 was confirmed. D50, d90, d10, tap density, specific surface area, circularity, and Raman R value were measured by the above measurement methods. The results are shown in Table-1.

<酸化珪素粒子(A1)>
市販の酸化珪素粒子(SiOx、x=1)(大阪チタニウムテクノロジーズ社製)を不活性雰囲気下において、1000℃で6時間加熱処理して酸化珪素粒子(A1)を得た。酸化珪素粒子(A1)は、d50が5.4μm、BET法比表面積が2.1m/gであった。酸化珪素粒子(A1)のX線回折パターンからは、2θ=28.4°付近のSi(111)に帰属される回折線を確認することが可能であり、酸化珪素粒子(A1)はゼロ価の珪素原子を微結晶として含むことを確認された。なお、上記の回折線の広がりをもとに、シェーラーの式によって求めた珪素の結晶の粒子径は3.2nmであった。
<Silicon oxide particles (A1)>
Commercially available silicon oxide particles (SiOx, x = 1) (manufactured by Osaka Titanium Technologies) were heat-treated at 1000 ° C. for 6 hours under an inert atmosphere to obtain silicon oxide particles (A1). The silicon oxide particles (A1) had a d50 of 5.4 μm and a BET specific surface area of 2.1 m 2 / g. From the X-ray diffraction pattern of the silicon oxide particles (A1), it is possible to confirm diffraction lines attributed to Si (111) near 2θ = 28.4 °, and the silicon oxide particles (A1) have zero valence. It was confirmed that the silicon atom was contained as a microcrystal. The particle diameter of the silicon crystal determined by the Scherrer equation based on the broadening of the diffraction lines was 3.2 nm.

酸化珪素粒子(A1)の物性を表−2に示す。   Table 2 shows the physical properties of the silicon oxide particles (A1).

[実施例1]
複合炭素質粒子(B1)90重量部に対して、酸化珪素粒子(A1)10重量部を乾式混合し、混合物とした。前記測定法で各評価を行った。
[Example 1]
10 parts by weight of silicon oxide particles (A1) were dry mixed with 90 parts by weight of the composite carbonaceous particles (B1) to obtain a mixture. Each evaluation was performed by the measurement method.

[実施例2]
複合炭素質粒子(B2)90重量部に対して、酸化珪素粒子(A1)10重量部を乾式混合し、混合物とした。実施例1と同様の評価行った。
[Example 2]
10 parts by weight of silicon oxide particles (A1) were dry mixed with 90 parts by weight of composite carbonaceous particles (B2) to obtain a mixture. Evaluation similar to Example 1 was performed.

[比較例1]
黒鉛粒子(b1)90重量部に対して、酸化珪素粒子(A1)10重量部を乾式混合し、混合物とした。実施例1と同様の評価行った。
[Comparative Example 1]
10 parts by weight of silicon oxide particles (A1) were dry mixed with 90 parts by weight of graphite particles (b1) to obtain a mixture. Evaluation similar to Example 1 was performed.

実施例1、2及び比較例1で得られた混合物のd50、d90、d10、比表面積を表−3にまとめて示す。   Table 3 summarizes d50, d90, d10, and the specific surface area of the mixtures obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.

また、実施例1、2及び比較例1で得られた混合物よりなる負極材を用いて作製した電池の評価結果を表−4にまとめて示す。
表−4より、本発明の負極材を用いた非水系二次電池は、高容量で初期効率に優れることが分かる。
Moreover, the evaluation result of the battery produced using the negative electrode material which consists of a mixture obtained in Example 1, 2 and the comparative example 1 is put together in Table-4, and is shown.
Table 4 shows that the non-aqueous secondary battery using the negative electrode material of the present invention has a high capacity and excellent initial efficiency.

Figure 2018088404
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Claims (9)

酸化珪素粒子(A)と複合炭素粒子(B)とを含み、酸化珪素粒子(A)がゼロ価の珪素原子を含むものであり、かつ複合炭素粒子(B)が球形化黒鉛粒子の表面の少なくとも一部に炭素層を有し、フロー式粒子像分析より求められる円形度が0.89以上のものである非水系二次電池負極用炭素材。   It contains silicon oxide particles (A) and composite carbon particles (B), the silicon oxide particles (A) contain zero-valent silicon atoms, and the composite carbon particles (B) are formed on the surface of the spheroidized graphite particles. A carbon material for a non-aqueous secondary battery negative electrode having a carbon layer at least in part and having a circularity of 0.89 or more determined by flow-type particle image analysis. 酸化珪素粒子(A)中に珪素の微結晶を含む、請求項1に記載の非水系二次電池用負極材。   The negative electrode material for nonaqueous secondary batteries according to claim 1, wherein silicon oxide particles (A) contain silicon microcrystals. 酸化珪素粒子(A)における珪素原子数(MSi)に対する酸素原子数(M)の比(M/MSi)が0.5〜1.6である、請求項1又は2に記載の非水系二次電池用負極材。 The ratio (M O / M Si ) of the number of oxygen atoms (M O ) to the number of silicon atoms (M Si ) in the silicon oxide particles (A) is 0.5 to 1.6. A negative electrode material for non-aqueous secondary batteries. 複合炭素質粒子(B)が鱗片状、鱗状、及び塊状の天然黒鉛を球形化処理した黒鉛を含む、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の非水系二次電池用負極材。   The negative electrode material for nonaqueous secondary batteries according to any one of claims 1 to 3, wherein the composite carbonaceous particles (B) include graphite obtained by spheroidizing flaky, scaly, and massive natural graphite. 酸化珪素粒子(A)の平均粒子径(d50)が0.01μm以上20μm以下である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の非水系二次電池用負極材。   The negative electrode material for nonaqueous secondary batteries according to any one of claims 1 to 4, wherein the silicon oxide particles (A) have an average particle diameter (d50) of 0.01 µm or more and 20 µm or less. 前記酸化珪素粒子(A)の小粒子側から10%積算部の粒子径(d10)が0.001μm以上6μm以下である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の非水系二次電池用負極材。   The nonaqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein a particle diameter (d10) of a 10% integration part from the small particle side of the silicon oxide particles (A) is 0.001 µm to 6 µm. Negative electrode material. 酸化珪素粒子(A)と複合炭素質粒子(B)との平均粒子径比(R=[酸化珪素粒子(A)の平均粒子径(d50)]/[複合炭素質粒子(B)の平均粒子径(d50)])が0.001以上10以下である、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の非水系二次電池用負極材。   Average particle diameter ratio between silicon oxide particles (A) and composite carbonaceous particles (B) (R = [average particle diameter of silicon oxide particles (A) (d50)] / [average particles of composite carbonaceous particles (B) The diameter (d50)]) is 0.001 or more and 10 or less, The negative electrode material for non-aqueous secondary batteries of any one of Claims 1 thru | or 6. 集電体と、該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、該活物質層が請求項1乃至7のいずれか1項に記載の非水系二次電池用負極材を含有する、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 a non-electrode according to any one of claims 1 to 7. A negative electrode for a non-aqueous secondary battery, comprising a negative electrode material for an aqueous secondary battery. 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、該負極が請求項8に記載の非水系二次電池用負極である、非水系二次電池。   A nonaqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode is the negative electrode for a nonaqueous secondary battery according to claim 8.
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