JP2021517110A5 - - Google Patents
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Claims (18)
- 多孔性炭素材；及び
前記多孔性炭素材の内部及び表面のうち、少なくとも一部に硫黄；を含む硫黄−炭素複合体であって、
前記硫黄−炭素複合体の比表面積は７ないし２０ｍ２／ｇで、気孔体積は０．１ないし０．３ｃｍ３／ｇである、硫黄−炭素複合体。 - 前記多孔性炭素材は、親水性官能基で表面改質された多孔性炭素材を熱処理して官能基が取り除かれた多孔性炭素材であることを特徴とする請求項１に記載の硫黄−炭素複合体。
- 前記官能基が取り除かれた多孔性炭素材の熱重量分析結果、０℃から９００℃まで昇温した時の重量減少率が１％以下で、ラマン測定時のＤ／Ｇの比率が０．８ないし１．５であることを特徴とする請求項２に記載の硫黄−炭素複合体。
- 前記多孔性炭素材は、カーボンナノチューブ、グラフェン、黒鉛、非晶質炭素、カーボンブラック及び活性炭からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項２に記載の硫黄−炭素複合体。
- 前記硫黄−炭素複合体は、多孔性炭素材及び硫黄を１：１ないし１：９の重量比で含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の硫黄−炭素複合体。
- 前記硫黄−炭素複合体の直径は０．１ないし２０μｍであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の硫黄−炭素複合体。
- （ａ）官能基で表面改質された多孔性炭素材を熱処理して官能基を取り除く段階；
（ｂ）前記官能基が取り除かれた多孔性炭素材を硫黄粉末と複合化して硫黄−炭素複合体を製造する段階；を含む硫黄−炭素複合体の製造方法。 - 前記（ａ）段階の熱処理は、５ないし２０℃／ｍｉｎの速度で５００ないし１０００℃まで昇温させた後、１ないし５時間行うことを特徴とする請求項７に記載の硫黄−炭素複合体の製造方法。
- 前記（ａ）段階の官能基はヒドロキシ基またはカルボキシ基であることを特徴とする請求項７または８に記載の硫黄−炭素複合体の製造方法。
- 前記官能基で表面改質された多孔性炭素材は、多孔性炭素材を酸で処理して製造されたことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の硫黄−炭素複合体の製造方法。
- 前記酸は、硝酸、硫酸及びこれらの混合溶液から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１０に記載の硫黄−炭素複合体の製造方法。
- 前記官能基が取り除かれた多孔性炭素材の熱重量分析結果、０℃から９００℃まで昇温した時の重量減少率が１％以下で、ラマン測定時のＤ／Ｇの比率が０．８ないし１．５であることを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の硫黄−炭素複合体の製造方法。
- 前記硫黄−炭素複合体の比表面積は７ないし２０ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項７から１２のいずれか一項に記載の硫黄−炭素複合体の製造方法。
- 前記硫黄−炭素複合体の気孔体積は０．１ないし０．３ｃｍ３／ｇであることを特徴とする請求項７から１３のいずれか一項に記載の硫黄−炭素複合体の製造方法。
- 請求項１から６のいずれか一項に記載の硫黄−炭素複合体を含むリチウム二次電池用正極。
- 前記リチウム二次電池用正極はリチウム−硫黄電池用正極であることを特徴とする請求項１５に記載のリチウム二次電池用正極。
- 正極；負極；前記正極と負極の間に介在される分離膜；及び電解液を含むリチウム二次電池であって、
前記正極は請求項１５または１６に記載の正極であることを特徴とするリチウム二次電池。 - 前記リチウム二次電池はリチウム−硫黄電池であることを特徴とする請求項１７に記載のリチウム二次電池。
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