JP5992395B2 - リチウムイオン電池ソフトカーボン負極材及びその製造方法 - Google Patents
リチウムイオン電池ソフトカーボン負極材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5992395B2 JP5992395B2 JP2013273851A JP2013273851A JP5992395B2 JP 5992395 B2 JP5992395 B2 JP 5992395B2 JP 2013273851 A JP2013273851 A JP 2013273851A JP 2013273851 A JP2013273851 A JP 2013273851A JP 5992395 B2 JP5992395 B2 JP 5992395B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hours
- temperature
- soft carbon
- negative electrode
- electrode material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
本発明はリチウムイオン電池負極材分野に関し、具体的には、本発明はリチウムイオン電池ソフトカーボン負極材及びその製造方法に関するものである。
ますます緊急のエネルギー安全と環境保護の圧力のため、多くの先進国は世界的範囲にグリーンエネルギー製品を競って開発し、エネルギー貯蔵、電気自動車の発展は非常に急速であり、その中心とする電源部材−−リチウムイオン電池も迅速に発展する必要があり、そのエネルギー密度、倍率性能、安全性能に対してより高い要求が提起されている。
現在、商業化のリチウムイオン電池は主に黒鉛類炭素材料を負極材として使用されているが、黒鉛類負極材はその理論容量（３７２ｍＡｈ／ｇ）に接近し、且つその急速充放電が優れず、安全性も優れない。
ソフトカーボン及び硬質炭素類負極材は特殊な構造を有するため、優れたサイクル性能、倍率性能、安全性能を有し、その容量が理論容量を超えることができるので、強力な研究開発へのサポートが得られる。ソフトカーボン負極材は主にピッチコークス、石油コークス、ニードルコークスなどに対して一連の処理を行って得られるが、現在製造して得られたソフトカーボン負極材容量は２４０ｍＡｈ／ｇほどに過ぎない。
ＣＮ１０１９１６８５６Ａは触媒を加えたピッチを採用して５００〜１３００℃の炭化処理を経て得るリチウムイオン動力と蓄電池用負極材及びその製造方法を開示し、当該製造方法は、昇温昇圧し、炭化熱重縮合反応を発生し、その後洗浄し、抽出し、再度洗浄し、ベーキングしてメソマイクロビーズ前駆体が得られ、さらに炭化処理を経て、リチウムイオン動力と蓄電池用負極材が得られ、その容量が３００ｍＡｈ／ｇ以上であり、石墨負極に比べて、容量が小さい。
従来の技術の不足に対して、本発明はリチウムイオン電池ソフトカーボン負極材の製造方法を提供することを目的の１つとする。
前記リチウムイオン電池ソフトカーボン負極材の製造方法は、触媒を含むピッチを採用して、ドーピング処理を経て、さらに４００〜１６００℃の炭化処理を経て得られる。
具体的には、本発明は下記の技術案で実現される。
前記リチウムイオン電池ソフトカーボン負極材の製造方法は、
触媒とピッチを混合するステップ（１）と、
１８０〜３８０℃まで昇温し、触媒の作用で、ピッチ成分が重合反応し、少なくとも０．７時間反応するステップ（２）と、
３２０〜６００℃まで昇温し、自己昇圧炭化−熱重縮合反応が発生し、少なくとも０．３時間反応し、メソフェース球形一次製品を得るステップ（３）と、
ステップ（３）で得られたメソフェース球形一次製品を不純物除去して乾燥させ、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得るステップ（４）と、
ステップ（４）で得られたソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と窒素含有化合物及び／又はホウ素含有化合物を混合して静置するステップ（５）と、
保護雰囲気下で、４００〜１６００℃まで昇温し、少なくとも０．６時間熱分解処理し、平均粒径が０．５〜３０μｍ、比表面積が０．５〜８．０ｍ２／ｇ、真密度が１．５０〜２．２０ｇ／ｃｍ３、タップ密度が０．９８〜１．３１ｇ／ｃｍ３、締固め密度が１．０８〜１．４５ｇ／ｃｍ３、球形度が９２〜９８％のソフトカーボン負極材を得るステップ（６）とを備える。
触媒とピッチを混合するステップ（１）と、
１８０〜３８０℃まで昇温し、触媒の作用で、ピッチ成分が重合反応し、少なくとも０．７時間反応するステップ（２）と、
３２０〜６００℃まで昇温し、自己昇圧炭化−熱重縮合反応が発生し、少なくとも０．３時間反応し、メソフェース球形一次製品を得るステップ（３）と、
ステップ（３）で得られたメソフェース球形一次製品を不純物除去して乾燥させ、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得るステップ（４）と、
ステップ（４）で得られたソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と窒素含有化合物及び／又はホウ素含有化合物を混合して静置するステップ（５）と、
保護雰囲気下で、４００〜１６００℃まで昇温し、少なくとも０．６時間熱分解処理し、平均粒径が０．５〜３０μｍ、比表面積が０．５〜８．０ｍ２／ｇ、真密度が１．５０〜２．２０ｇ／ｃｍ３、タップ密度が０．９８〜１．３１ｇ／ｃｍ３、締固め密度が１．０８〜１．４５ｇ／ｃｍ３、球形度が９２〜９８％のソフトカーボン負極材を得るステップ（６）とを備える。
好ましくは、ステップ（１）において前記触媒とピッチとの質量比は０．０５：１００〜１５：１００、さらに好ましくは０．０８：１００〜１２：１００、特に好ましくは０．１：１００〜１０：１００である。
好ましくは、ステップ（１）において、室温下で触媒をピッチに加えた後、混合する。
好ましくは、前記ピッチは石炭ピッチ、石油ピッチ、石炭タール、石油産業重油又は重質芳香族炭化水素のうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、前記組み合わせの典型的であるが非限定的な実例は、石炭ピッチと石油ピッチの組み合わせ、石炭焦油と石油産業重油の組み合わせ、石炭タール、石油産業重油及び重質芳香族炭化水素の組み合わせ、石炭ピッチ、石油ピッチ、石炭タール及び石油産業重油の組み合わせ、石炭ピッチ、石油ピッチ、石炭タール、石油産業重油及び重質芳香族炭化水素の組み合わせなどを含む。
好ましくは、前記ピッチの軟化点は４０〜１２０℃、特に好ましくは４５〜１１０℃である。
好ましくは、前記重質芳香族炭化水素は密度が０．９５〜１．１ｇ／ｃｍ３の芳香族炭化水素類物質、より好ましくは密度が０．９７〜１．０ｇ／ｃｍ３の芳香族炭化水素類物質であり、好ましくは、前記芳香族炭化水素類物質はナフタリン、アセナフテン、フルオレン、フェナントレン、アントラセン、メチルナフタレン、アセナフチレン、ベンゾフルオレン、ベンゾジベンゾフラン、ベンゾフェナントレン、チアフェナントレン、フルオランテン、１，２ −ベンズアントラセンのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせである。
好ましくは、前記触媒は金属の硝酸塩、ハロゲン化物又は有機化合物のうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、そのうち、前記金属はアルミニウム、鉄、ニッケル又はコバルトのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせ、特に好ましくは硝酸アルミニウム、硝酸鉄、硝酸ニッケル、硝酸コバルト、塩化アルミニウム、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化ニッケル、塩化コバルト、臭化アルミニウム、臭化鉄、臭化ニッケル、臭化コバルト、フッ化アルミニウム、フッ化鉄、フッ化ニッケル、フッ化コバルト、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムジアセテート、シュウ酸アルミニウム、シュウ酸鉄（ＩＩ）、クエン酸鉄（ＩＩＩ）、シクロペンタジエニルジカルボニル鉄、酢酸ニッケル、アミノスルホン酸ニッケル、酢酸コバルト又はシュウ酸コバルトのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせ、前記組み合わせの典型的であるが非限定的な実例は硝酸アルミニウム、硝酸鉄の組み合わせ、硝酸コバルト、アルミニウムイソプロポキシドの組み合わせ、硝酸鉄、硝酸ニッケル、シュウ酸アルミニウムの組み合わせ、臭化ニッケル、硝酸コバルト、シュウ酸鉄（ＩＩ）
の組み合わせ、フッ化ニッケル、フッ化コバルト、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムジアセテートの組み合わせ、硝酸ニッケル、硝酸コバルト、酢酸ニッケル、アミノスルホン酸ニッケルの組み合わせ、酢酸ニッケル、アミノスルホン酸ニッケル、酢酸コバルト、シュウ酸コバルト、硝酸アルミニウムの組み合わせ、シクロペンタジエニルジカルボニル鉄、酢酸ニッケル、アミノスルホン酸ニッケル、酢酸コバルト又はシュウ酸コバルトの組み合わせなどを含む。
の組み合わせ、フッ化ニッケル、フッ化コバルト、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムジアセテートの組み合わせ、硝酸ニッケル、硝酸コバルト、酢酸ニッケル、アミノスルホン酸ニッケルの組み合わせ、酢酸ニッケル、アミノスルホン酸ニッケル、酢酸コバルト、シュウ酸コバルト、硝酸アルミニウムの組み合わせ、シクロペンタジエニルジカルボニル鉄、酢酸ニッケル、アミノスルホン酸ニッケル、酢酸コバルト又はシュウ酸コバルトの組み合わせなどを含む。
好ましくは、ステップ（１）において前記混合は、８０〜１７５℃まで昇温して攪拌することを含み、好ましくは、前記昇温の速度は３０℃／ｍｉｎ以下、さらに好ましくは０．５〜２５℃／ｍｉｎ、特に好ましくは１〜２０℃／ｍｉｎであり、好ましくは、前記混合温度は９０〜１６５℃、特に好ましくは１００〜１６０℃であり、好ましくは、前記攪拌回転速度は５０〜１３０ｒ／ｍｉｎ、さらに好ましくは５５〜１１０ｒ／ｍｉｎ、特に好ましくは６０〜１００ｒ／ｍｉｎであり、好ましくは、前記攪拌時間は少なくとも０．３時間、さらに好ましくは０．４〜２４時間、特に好ましくは０．５〜２０時間である。
好ましくは、ステップ（２）において前記昇温の速度は３０℃／ｍｉｎ以下、さらに好ましくは０．５〜２５℃／ｍｉｎ、特に好ましくは１〜２０℃／ｍｉｎである。
好ましくは、ステップ（２）において前記反応の温度は１８５〜３７０℃、より好ましくは１９０〜３６０℃、特に好ましくは２００〜３５０℃である。
好ましくは、ステップ（２）において前記反応は恒温反応である。
好ましくは、ステップ（２）において前記反応の時間は０．８〜１５時間、特に好ましくは１〜１０時間である。
好ましくは、ステップ（２）において前記反応が終了後に冷却し、好ましくは、前記冷却は自然冷却であり、好ましくは、前記冷却終点は室温である。
好ましくは、ステップ（３）において前記昇温の速度は２０℃／ｍｉｎ以下、さらに好ましくは０．０５〜１５℃／ｍｉｎ、特に好ましくは０．１〜１０℃／ｍｉｎである。
好ましくは、ステップ（３）において前記反応の温度は３４０〜５５０℃、特に好ましくは３５０〜５００℃である。
好ましくは、ステップ（３）において前記反応の時間は０．４〜１５時間、特に好ましくは０．５〜１０時間である。
好ましくは、ステップ（３）の反応が終了後に降温し、好ましくは、前記降温は自然降温であり、好ましくは、前記降温終点は室温である。
好ましくは、ステップ（４）において前記不純物除去では、メソフェース球形一次製品と有機溶媒を混合し、８０〜１８０℃まで昇温し、攪拌、吸引濾過、洗浄し、好ましくは、前記メソフェース球形一次製品と有機溶媒との質量比は１：０．５〜１：１０、さらに好ましくは１：０．７〜１：８、特に好ましくは１：１〜１：５であり、好ましくは、前記有機溶媒は蒸留範囲が１００〜３００℃の有機化合物のうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、特に好ましくは石炭タール及び／又は石油から蒸留した蒸留範囲が１００〜３００℃の軽質成分、キノリン、ピリジン、テトラヒドロフラン又はトルエンのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、例えば、石炭タールから蒸留した蒸留範囲が１００〜３００℃の軽質成分と石油から蒸留した蒸留範囲が１００〜３００℃の軽質成分との混合物、石炭タールから蒸留した蒸留範囲が１００〜３００℃の軽質成分とテトラヒドロフランとの混合物、キノリンとピリジンとテトラヒドロフランとの混合物、キノリンとピリジンとテトラヒドロフランとトルエンとの混合物等が挙げられ、好ましくは、前記昇温の速度は３０℃／ｍｉｎ以下、さらに好ましくは０．５〜２５℃／ｍｉｎ、特に好ましくは１〜２０℃／ｍｉｎであり、好ましくは、前記攪拌時の温度は９０〜１７０℃、特に好ましくは１００〜１６０℃であり、好ましくは、前記攪拌回転速度は５０〜１３０ｒ／ｍｉｎ、特に好ましくは６０〜１００ｒ／ｍｉｎであり、好ましくは、前記攪拌時間は少なくとも０．２時間、さらに好ましくは０．３〜１０時間、特に好ましくは０．５〜５時間であり、好ましくは、前記吸引濾過では、トルエン、ピリジン及び／又はテトラヒドロフランで抽出し、好ましくは、前記洗浄はアセトン及び／又はアルコールを採用する。
好ましくは、ステップ（４）において前記乾燥はベーキングであり、好ましくは、前記乾燥温度は６０〜１４０℃、さらに好ましくは７０〜１３０℃、特に好ましくは８０〜１２０℃であり、好ましくは、前記乾燥は真空乾燥であり、好ましくは、前記乾燥時間は少なくとも４時間、さらに好ましくは５〜１５時間、特に好ましくは６〜１０時間である。
好ましくは、ステップ（５）において前記ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と窒素含有化合物及び／又はホウ素含有化合物との質量比は１：１００〜１００：１、特に好ましくは１：５０〜５０：１であり、窒素含有化合物とホウ素含有化合物が同時に存在している場合、当該比値はソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と窒素含有化合物及びホウ素含有化合物の全質量との比値を指し、即ち、ｍＣ：（ｍＮ＋ｍＢ）であり、そのうち、ｍＣはソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体の質量、ｍＮは窒素含有化合物の質量、ｍＢはホウ素含有化合物の質量を指す。
好ましくは、ステップ（５）において前記混合はフレームタイプミキサーを採用する。
好ましくは、ステップ（５）において前記静置の時間は少なくとも０．５日間、さらに好ましくは１〜５０日間、特に好ましくは１〜３０日間である。
好ましくは、ステップ（５）において前記窒素含有化合物は硝酸、硝酸塩、アンモニウム塩及び／又はアミン類、特に好ましくは硝酸、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸アルミニウム、硝酸カルシウム、硝酸鉄、硝酸鉄（ＩＩ）、硝酸亜鉛、硝酸銅、硝酸ニッケル、硝酸コバルト、硝酸マンガン、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム、臭化アンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルメチルアミン又はメチルエチルプロピルアミンのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、前記組み合わせの典型的であるが非限定的な実例は硝酸と硝酸カリウムの組み合わせ、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム及びフッ化アンモニウムの組み合わせ、メチルアミン、ジメチルアミン、硝酸アンモニウム及び硫酸アンモニウムの組み合わせ、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム、臭化アンモニウム及びメチルアミンの組み合わせ、硝酸亜鉛、硝酸銅、エチルメチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、硫酸アンモニウム及び塩化アンモニウムの組み合わせ等を含む。
好ましくは、ステップ（５）において前記ホウ素含有化合物はホウ酸及び／又はホウ酸塩であり、さらに好ましくはホウ酸、ホウ酸ナトリウム又はホウ酸アンモニウムのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせ、特に好ましくはホウ酸及び／又はホウ酸ナトリウムである。
好ましくは、ステップ（６）において前記昇温の速度は３０℃／ｍｉｎ以下、さらに好ましくは０．２〜２５℃／ｍｉｎ、特に好ましくは０．５〜２０℃／ｍｉｎである。
好ましくは、ステップ（６）において前記保護雰囲気は還元性雰囲気、不活性雰囲気及び／又は０．１ＭＰａ以下の真空雰囲気であり、好ましくは、前記不活性雰囲気は窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、クリプトン、キセノンのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせ、特に好ましくは窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウムのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、好ましくは、前記還元性雰囲気は水素であり、前記保護雰囲気の典型的であるが非限定的な実例は、圧力が０．０９ＭＰａの窒素と水素の混合雰囲気、圧力が０．１ＭＰａのアルゴン、ネオン及びヘリウムの混合雰囲気、圧力が０．１２ＭＰａの水素、窒素、アルゴン、ネオン及びヘリウムの混合雰囲気などを含む。
好ましくは、ステップ（６）において前記熱分解処理の温度は４５０〜１５５０℃、特に好ましくは５００〜１５００℃である。
好ましくは、ステップ（６）において前記熱分解処理の時間は０．８〜２５時間、特に好ましくは１〜２０時間である。
好ましくは、ステップ（６）において前記熱分解処理が終了後に降温し、好ましくは、前記降温は自然降温であり、好ましくは、前記降温終点は室温である。
本発明は、前記方法により製造されるリチウムイオン電池ソフトカーボン負極材を提供することを目的の１つとする。
前記方法により製造されるソフトカーボン負極材は、ドーピングと低い温度の炭化処理を採用するので、微結晶配列が不規則で、隣接する微結晶層面間の配列方向が不一致であり、乱層構造に属し、材料をハイパワー、高電流で充放電させることができるとともに、当該方法により製造される材料の締固め密度が高く、比容量が大きい。且つ、炭化処理の前に窒素及び／又はホウ素含有化合物のドーピング処理を行ったので、材料表面及び内部にリチウム挿入活性を有する窒素、ホウ素元素をドーピングし、リチウム挿入・脱離活性点を増加させ、材料の比容量を大幅に増加させる。
前記方法により製造される負極材は優れた倍率性能、サイクル性能及び低温性能を兼備する。
当該材料のＤ００２は０．３４０〜０．３７０ｎｍ、平均粒径は０．５〜３０μｍ、比表面積は０．５〜８．０ｍ２／ｇ、真密度が１．５０〜２．２０ｇ／ｃｍ３、タップ密度が０．９８〜１．３１ｇ／ｃｍ３、締固め密度は１．０８〜１．４５ｇ／ｃｍ３、球形度は９２〜９８％、可逆比容量は４００ｍＡｈ／ｇより大きく、初回サイクルクーロン効率が８３％より大きく、１０００回サイクルした後の容量の保持率は８５％より大きく、且つ優れた急速なリチウムの挿入・脱離能力を有し、４０Ｃ／１Ｃ容量の保持率は９３％より大きく、−１０℃の低温で４００周サイクルした後の容量の保持率は９４％より大きい。
本発明において前記恒温は温度変更が±２℃を超えないことを指す。
本発明において前記真空は圧力が１標準大気圧より小さい状態であり、別途の定義がある場合を除く。
従来の技術に比べて、本発明の有益的效果は、以下の通りである。
本発明は従来の技術に比べて、方法が簡単で、コストが低く、当該方法により製造された球形ソフトカーボン負極材は、可逆比容量が４００ｍＡｈ／ｇより大きく、初回サイクルクーロン効率が８３％より大きく、１０００回のサイクルした後の容量の保持率が８５％より大きく、粉末の締固め密度が１．０８ｇ／ｃｍ３より大きく、且つ優れた急速なリチウムの挿入・脱離能力を有し、４０Ｃ／１Ｃ容量の保持率が９３％より大きく、−１０℃の低温で４００周サイクルした後の容量の保持率が９４％より大きい。
本発明への理解の便宜上、本発明が挙げる実施例は下記の通りである。当業者は、前記実施例が本発明を理解するためのものに過ぎず、本発明に対する具体的な制限と見なすべきではないことを理解すべきである。
以下の方法により実施例１〜９で得られたソフトカーボン系負極材をテストする。
（１）日立Ｓ−４８００走査電子顕微鏡で形態を観察する。
（２）ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ Ｂ．Ｖ． Ｘ’ＰｅｒｔのＰＷ３０４０／６０Ｘ線回折計で結晶構造を解析する。
（３）本発明のソフトカーボン系負極材を採用し、負極材９０％〜９５％、バインダー２％〜５％、導電剤３％〜５％の質量比で負極を製作し、負極集電体は銅箔を採用する。ＬｉＦｅＰＯ４ ９０％〜９５％、バインダー２％〜５％、導電剤３％〜５％の質量比で正極を製作し、正極集電体はアルミニウム箔を採用する。
（１）日立Ｓ−４８００走査電子顕微鏡で形態を観察する。
（２）ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ Ｂ．Ｖ． Ｘ’ＰｅｒｔのＰＷ３０４０／６０Ｘ線回折計で結晶構造を解析する。
（３）本発明のソフトカーボン系負極材を採用し、負極材９０％〜９５％、バインダー２％〜５％、導電剤３％〜５％の質量比で負極を製作し、負極集電体は銅箔を採用する。ＬｉＦｅＰＯ４ ９０％〜９５％、バインダー２％〜５％、導電剤３％〜５％の質量比で正極を製作し、正極集電体はアルミニウム箔を採用する。
正、負極が採用するバインダーはポリフッ化ビニリデンである。導電剤はアセチレン・ブラックである。電解液に含まれる電解質は導電性リチウム塩ＬｉＰＦ６である。セパレータはＣｅｌｇａｒｄ２４００型ポリプロピレンセパレータである。ケーシングは有機材料ケーシングである。
ａ．負極板の製作：本発明の負極活物質、アセチレン・ブラック、Ｎ‐メチルピロリドンが溶解されたポリフッ化ビニリデンを９０：５：５の質量比でミキサーに入れて、１５０ｒ／ｍｉｎで１２時間攪拌して必要な負極スラリーを得る。負極スラリーをスラリー引張機上に置き、１０μｍの銅箔上に塗布し、１３０℃で６時間ベークし、１０ＭＰａの圧力下でローラープレスし、３５５ｍｍ×４３ｍｍの寸法で剪断し、面密度が１００ｇ／ｍ２、締固め密度が１．３０ｇ／ｃｍ３の負極極板を製作する。
ｂ．正極板の製作：平均粒径が２μｍのＬｉＦｅＰＯ４、アセチレン・ブラック及びＮ‐メチルピロリドンが溶解されたポリフッ化ビニリデンを９１：５：４の質量比でミキサーに入れて、１００ｒ／ｍｉｎの攪拌速度で１２時間攪拌する。正極スラリーをスラリー引張機上に置き、２０μｍのアルミニウム箔上に塗布し、１５０℃で６時間ベークし、２５ＭＰａの圧力下でローラープレスし、３９５ｍｍ×４２ｍｍの寸法で剪断し、面密度が２００ｇ／ｍ２、締固め密度が２．３ｇ／ｃｍ３の正極極板を製作する。
ｃ．電池の製作：正極極板、Ｃｅｌｇａｒｄ２４００型ポリプロピレンセパレータと負極極板を順に積層し、邵陽市達力電源実業有限公司０５３０４８の巻き取り機で巻き取り、ホットプレスした後、プラスチックケーシング内に入れる。電池単体をベーク・オーブンに入れて、８０℃で２４時間真空ベークしてから、電池単体を注液室に移し、１ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＰＦ６のＥＣ＋ＤＭＣ（体積比１：１）電解液を注入し、シールした後電池単体になる。
ｄ．電池のテスト：製作した電池単体を、０．１Ｃで３回充放電して化成し、電圧範囲は２．０〜３．６５Ｖであり、次いで、広州▲チン▼天実業有限公司ＢＳ−８３０３Ｑ電池テストシステムで電池単体の容量をテストし、同時に電池単体の倍率性能とサイクル性能をテストする。
実施例１
（１）室温下で１ｇの硝酸鉄と２ｇの硝酸コバルトを、軟化点が８０℃である１００ｇの石炭タールに加え、１℃／ｍｉｎの昇温速度で１４０℃まで昇温し、１００ｒ／ｍｉｎの回転速度で０．５時間攪拌し、そして８℃／ｍｉｎの昇温速度で３００℃まで昇温し、１０時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で１ｇの硝酸鉄と２ｇの硝酸コバルトを、軟化点が８０℃である１００ｇの石炭タールに加え、１℃／ｍｉｎの昇温速度で１４０℃まで昇温し、１００ｒ／ｍｉｎの回転速度で０．５時間攪拌し、そして８℃／ｍｉｎの昇温速度で３００℃まで昇温し、１０時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）３℃／ｍｉｎの昇温速度で４５０℃まで昇温し、３時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とトルエンを１：２の質量比で混合し、５℃／ｍｉｎの昇温速度で１６０℃まで加熱し、６０ｒ／ｍｉｎの回転速度で０．５時間攪拌し、吸引濾過し、トルエンで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアルコールで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを１００℃で１０時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体とホウ酸を８：１の質量比でフレームタイプミキサーで混合し、１日、間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、窒素雰囲気下で、２℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで昇温し、６時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材に対して物性と電気的特性のテストを行う。当該ソフトカーボン系負極材の物性に対するテスト結果は表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材の電気的特性に対するテスト結果は表２に示す。
図１に示すように、本発明のソフトカーボン負極材は規則な球形で、顆粒が均一である。
図２に示すように、ソフトカーボン負極材は不定形の構造であり、００２ピークは２４°ほどであり、且つ回折ピークが広く、００２結晶面の層間距離Ｄ００２は０．３４０〜０．３７０ｎｍである。
図３に示すように、充放電電流密度が３７２ｍＡ／ｇ（１Ｃ）である場合、初回可逆容量は４１５．２ｍＡｈ／ｇ、初回クーロン効率は８３．３％である。２０Ｃ／１Ｃの容量の保持率は９８．２％、４０Ｃ／１Ｃの容量の保持率は９３．１％である。
図４に示すように、電池が常温で１Ｃ充放電サイクルを行い、１０００周サイクルを行った後の電池の容量の保持率は８７．３％である。
図５に示すように、電池が−１０℃で１Ｃ充放電サイクルを行い、４００周サイクルを行った後の電池の容量の保持率は９４．７％である。
実施例２
（１）室温下で０．１ｇの臭化アルミニウムを、軟化点が１１０℃である１００ｇの石油ピッチに加え、１５℃／ｍｉｎの昇温速度で１００℃まで昇温し、８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で１２時間攪拌し、そして２０℃／ｍｉｎの昇温速度で２００℃まで昇温し、６時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で０．１ｇの臭化アルミニウムを、軟化点が１１０℃である１００ｇの石油ピッチに加え、１５℃／ｍｉｎの昇温速度で１００℃まで昇温し、８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で１２時間攪拌し、そして２０℃／ｍｉｎの昇温速度で２００℃まで昇温し、６時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）０．１℃／ｍｉｎの昇温速度で３５０℃まで昇温し、１０時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とピリジンを１：１の質量比で混合し、１℃／ｍｉｎの昇温速度で１００℃まで加熱し、９０ｒ／ｍｉｎの回転速度で３時間攪拌し、吸引濾過し、ピリジンで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアセトンで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを１２０℃で７時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と硝酸アンモニウムを１００：１の質量比比例でフレームタイプミキサーで混合し、３日間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、ヘリウム雰囲気下で、２０℃／ｍｉｎの昇温速度で１５００℃まで昇温し、１時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材料の物性に対するテスト結果は表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材の電気特性に対するテスト結果は表２に示す。
実施例３
（１）室温下で５ｇのシクロペンタジエニルジカルボニル鉄と５ｇの酢酸ニッケルを、軟化点が４５℃である１００ｇの石油産業重油に加え、２０℃／ｍｉｎの昇温速度で１６０℃まで昇温し、６０ｒ／ｍｉｎの回転速度で２０時間攪拌し、そして１℃／ｍｉｎの昇温速度で３５０℃まで昇温し、１時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で５ｇのシクロペンタジエニルジカルボニル鉄と５ｇの酢酸ニッケルを、軟化点が４５℃である１００ｇの石油産業重油に加え、２０℃／ｍｉｎの昇温速度で１６０℃まで昇温し、６０ｒ／ｍｉｎの回転速度で２０時間攪拌し、そして１℃／ｍｉｎの昇温速度で３５０℃まで昇温し、１時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）１０℃／ｍｉｎの昇温速度で５００℃に昇温し、０．５時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とテトラヒドロフランを１：５の質量比で混合し、２０℃／ｍｉｎの昇温速度で１４０℃まで加熱し、１００ｒ／ｍｉｎの回転速度で５時間攪拌し、吸引濾過し、テトラヒドロフランで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアセトンで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを８０℃で６時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体とホウ酸ナトリウムを１：１００の質量比でフレームタイプミキサーで混合し、３０日間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、アルゴン雰囲気下で、０．５℃／ｍｉｎの昇温速度で５００℃まで昇温し、２０時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材料の物性に対するテスト結果は表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材の電気特性に対するテスト結果は表２に示す。
実施例４
（１）室温下で０．８ｇのアミノスルホン酸ニッケルを、密度が０．９７ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素であるナフタリンに加え、２℃／ｍｉｎの昇温速度で１５０℃まで昇温し、１００ｒ／ｍｉｎの回転速度で１５時間攪拌し、そして５℃／ｍｉｎの昇温速度で３５０℃まで昇温し、１０時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で０．８ｇのアミノスルホン酸ニッケルを、密度が０．９７ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素であるナフタリンに加え、２℃／ｍｉｎの昇温速度で１５０℃まで昇温し、１００ｒ／ｍｉｎの回転速度で１５時間攪拌し、そして５℃／ｍｉｎの昇温速度で３５０℃まで昇温し、１０時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）６℃／ｍｉｎの昇温速度で４５０℃まで昇温し、８時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とピリジンを１：４の質量比で混合し、１２℃／ｍｉｎの昇温速度で１３０℃まで加熱し、且つ７０ｒ／ｍｉｎの回転速度で２時間攪拌し、吸引濾過し、ピリジンで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアルコールで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを１１０℃で６時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体とメチルアミンを２０：１の比例でフレームタイプミキサーで混合し、３日間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、アルゴン雰囲気下で、５℃／ｍｉｎの昇温速度で１４００℃まで昇温し、２時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材料の物性に対するテスト結果は表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材電気的特性に対するテスト結果は表２に示す。
実施例５
（１）室温下で３ｇの塩化アルミニウムと５ｇの塩化鉄（ＩＩＩ）を、密度が１．０ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素フェナントレンに加え、１２℃／ｍｉｎの昇温速度で１３０℃まで昇温し、９０ｒ／ｍｉｎの回転速度で１５時間攪拌し、そして１０℃／ｍｉｎの昇温速度で２５０℃まで昇温し、３時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で３ｇの塩化アルミニウムと５ｇの塩化鉄（ＩＩＩ）を、密度が１．０ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素フェナントレンに加え、１２℃／ｍｉｎの昇温速度で１３０℃まで昇温し、９０ｒ／ｍｉｎの回転速度で１５時間攪拌し、そして１０℃／ｍｉｎの昇温速度で２５０℃まで昇温し、３時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）０．５℃／ｍｉｎの昇温速度で４００℃まで昇温し、５時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とトルエンを１：３の質量比で混合し、６℃／ｍｉｎの昇温速度で１２０℃まで加熱し、且つ６０ｒ／ｍｉｎの回転速度で３時間攪拌し、吸引濾過し、トルエンで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアセトンで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを１１０℃で８時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と塩化アンモニウムを３：１の比例でフレームタイプミキサーで混合し、５日間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、ネオン雰囲気下で、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１５００℃まで昇温し、１８時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材料の物性に対するテスト結果は表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材の電気的特性に対するテスト結果は表２に示す。
実施例６
（１）室温下で３ｇの塩化コバルトと２ｇの臭化コバルトを、密度が０．９５ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素ベンゾフルオレンに加え、５℃／ｍｉｎの昇温速度で１２０℃まで昇温し、７０ｒ／ｍｉｎの回転速度で１０時間攪拌し、そして１５℃／ｍｉｎの昇温速度で２８０℃まで昇温し、５時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で３ｇの塩化コバルトと２ｇの臭化コバルトを、密度が０．９５ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素ベンゾフルオレンに加え、５℃／ｍｉｎの昇温速度で１２０℃まで昇温し、７０ｒ／ｍｉｎの回転速度で１０時間攪拌し、そして１５℃／ｍｉｎの昇温速度で２８０℃まで昇温し、５時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）８℃／ｍｉｎの昇温速度で４８０℃まで昇温し、６時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とテトラヒドロフランを１：２．５の質量比で混合し、１５℃／ｍｉｎの昇温速度で１５０℃まで加熱し、８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で４時間攪拌し、吸引濾過し、テトラヒドロフランで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアルコールで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを９０℃で８時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とテトラヒドロフランを１：２．５の質量比で混合し、１５℃／ｍｉｎの昇温速度で１５０℃まで加熱し、８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で４時間攪拌し、吸引濾過し、テトラヒドロフランで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアルコールで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを９０℃で８時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と硝酸を３０：１の質量比でフレームタイプミキサーで混合し、３日間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、水素雰囲気下で、８℃／ｍｉｎの昇温速度で９００℃まで昇温し、５時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材料の物性に対するテスト結果は表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材の電気的特性に対するテスト結果は表２に示す。
実施例７
（１）室温下で２ｇのアルミニウムイソプロポキシドと４ｇのアルミニウムジアセテートを、密度が１．１ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素アントラセンに加え、８℃／ｍｉｎの昇温速度で１２０℃まで昇温し、８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で８時間攪拌し、そして６℃／ｍｉｎの昇温速度で３００℃まで昇温し、８時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で２ｇのアルミニウムイソプロポキシドと４ｇのアルミニウムジアセテートを、密度が１．１ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素アントラセンに加え、８℃／ｍｉｎの昇温速度で１２０℃まで昇温し、８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で８時間攪拌し、そして６℃／ｍｉｎの昇温速度で３００℃まで昇温し、８時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）５℃／ｍｉｎの昇温速度で４３０℃まで昇温し、１時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とトルエンを１：３の質量比で混合し、３℃／ｍｉｎの昇温速度で１４０℃まで加熱し、且つ８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で３時間攪拌し、吸引濾過し、トルエンで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアセトンで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを１２０℃で８時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と硝酸アンモニウムを５０：１の比例でフレームタイプミキサーで混合し、１０日間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、０．０５ＭＰａの真空雰囲気下で、８℃／ｍｉｎの昇温速度で１２００℃まで昇温し、５時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材料の物性に対するテスト結果は表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材の電気的特性に対するテスト結果は表２に示す。
実施例８
（１）室温下で０．０２ｇの臭化鉄と０．０３ｇのクエン酸鉄（ＩＩＩ）を、軟化点が４０℃である６０ｇの石油産業重油と４０ｇのメチルナフタレンとの混合物に加え、３０℃／ｍｉｎの昇温速度で１７５℃まで昇温し、５０ｒ／ｍｉｎの回転速度で３０時間攪拌し、そして３０℃／ｍｉｎの昇温速度で３８０℃まで昇温し、０．７時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で０．０２ｇの臭化鉄と０．０３ｇのクエン酸鉄（ＩＩＩ）を、軟化点が４０℃である６０ｇの石油産業重油と４０ｇのメチルナフタレンとの混合物に加え、３０℃／ｍｉｎの昇温速度で１７５℃まで昇温し、５０ｒ／ｍｉｎの回転速度で３０時間攪拌し、そして３０℃／ｍｉｎの昇温速度で３８０℃まで昇温し、０．７時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）１℃／ｍｉｎの昇温速度で３２０℃まで昇温し、２０時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とキノリンを１：０．５の質量比で混合し、３０℃／ｍｉｎの昇温速度で１７０℃まで加熱し、１３０ｒ／ｍｉｎの回転速度で０．２時間攪拌し、吸引濾過し、テトラヒドロフランで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアセトンで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを１４０℃で４時間ベークし、ソフトカーボンメソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体とホウ酸ナトリウムを１：９０の比例でフレームタイプミキサーで混合し、０．５日間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、０．１ＭＰａの真空雰囲気下で、３０℃／ｍｉｎの昇温速度で１６００℃まで昇温し、０．６時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材料の物性に対するテスト結果は表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材の電気的特性に対するテスト結果は表２に示す。
実施例９
（１）室温下で１０ｇの硝酸アルミニウムと５ｇの酢酸コバルトを、軟化点が１２０℃である１００ｇの石炭ピッチに加え、０．１℃／ｍｉｎの昇温速度で８０℃まで昇温し、１３０ｒ／ｍｉｎの回転速度で０．３時間攪拌し、そして２℃／ｍｉｎの昇温速度で１８０℃まで昇温し、１５時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で１０ｇの硝酸アルミニウムと５ｇの酢酸コバルトを、軟化点が１２０℃である１００ｇの石炭ピッチに加え、０．１℃／ｍｉｎの昇温速度で８０℃まで昇温し、１３０ｒ／ｍｉｎの回転速度で０．３時間攪拌し、そして２℃／ｍｉｎの昇温速度で１８０℃まで昇温し、１５時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）２０℃／ｍｉｎの昇温速度で６００℃まで昇温し、０．３時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品と、キノリンとトルエンとの混合物とを１：１０の質量比で混合し、２℃／ｍｉｎの昇温速度で９０℃まで加熱し、５０ｒ／ｍｉｎの回転速度で２０時間攪拌し、吸引濾過し、トルエンで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアセトンで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを６０℃で２０時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体とエチルメチルアミンを９０：１の質量比でフレームタイプミキサーで混合し、１日間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、０．０８ＭＰａの真空雰囲気下で、以３℃／ｍｉｎの昇温速度で４００℃まで昇温し、２５時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材料の物性に対するテスト結果は表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材の電気的特性に対するテスト結果は表２に示す。
実施例１０
（１）室温下で１ｇのフッ化ニッケルを、密度が０．９８ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素であるアントラセンに加え、１８℃／ｍｉｎの昇温速度で１６０℃まで昇温し、８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で８時間攪拌し、そして２０℃／ｍｉｎの昇温速度で３４０℃まで昇温し、２時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（１）室温下で１ｇのフッ化ニッケルを、密度が０．９８ｇ／ｃｍ３である１００ｇの重質芳香族炭化水素であるアントラセンに加え、１８℃／ｍｉｎの昇温速度で１６０℃まで昇温し、８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で８時間攪拌し、そして２０℃／ｍｉｎの昇温速度で３４０℃まで昇温し、２時間保温した後、室温まで自然冷却する。
（２）１５℃／ｍｉｎの昇温速度で５６０℃まで昇温し、０．４時間保温した後、室温まで自然冷却し、メソフェースを含む球形一次製品を得る。
（３）メソフェース球形一次製品とトルエンを１：３の質量比で混合し、５℃／ｍｉｎの昇温速度で１２０℃まで加熱し、８０ｒ／ｍｉｎの回転速度で３時間攪拌し、吸引濾過し、トルエンで抽出し、完全に吸引濾過されたメソカーボンマイクロビーズをアセトンで洗浄し、きれいに洗浄されたメソカーボンマイクロビーズを６５℃で１５時間ベークし、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得る。
（４）ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と硝酸アンモニウムを５０：１の比例でフレームタイプミキサーで混合し、４日間静置処理する。
（５）前記混合物を雰囲気炉に入れて、０．０５ＭＰａの真空雰囲気下で、以２４℃／ｍｉｎの昇温速度で１５００℃まで昇温し、３時間保温した後、熱分解処理を行い、室温まで自然冷却し、ソフトカーボン系負極材を得る。当該ソフトカーボン系負極材料の物性に対するテスト結果を表１に示し、当該ソフトカーボン系負極材の電気的特性に対するテスト結果は表２に示す。
以上の結果から、本発明に記載された方法は製造される球形ソフトカーボン負極材の可逆比容量が大きく、且つ優れた急速なリチウムの挿入・脱離能力を有するとともに、優れた倍率性能、サイクル性能及び低温性能を兼備することが分かる。
出願者は、本発明が前記実施例を介して本発明の詳しいプロセス機器及びプロセスの流れを説明したが、本発明が前記の詳しいプロセス機器及びプロセスの流れに限定されず、即ち、本発明を実施するために前記の具体的なプロセス機器及びプロセスの流れに頼らなければならないことを意味しないと声明する。当業者は、本発明に対して行ったいずれの改良、本発明の製品の原料に対する等価置換及び補助成分の追加、具体的な方式の選択などがいずれも本発明の保護範囲と開示範囲内に含まれることを理解すべきである。
Claims (9)
- 触媒とピッチを混合するステップ（１）と、
１８０〜３８０℃まで昇温し、少なくとも０．７時間反応するステップ（２）と、
３２０〜６００℃まで昇温し、少なくとも０．３時間反応し、メソフェース球形一次製品を得るステップ（３）と、
ステップ（３）で得られたメソフェース球形一次製品を不純物除去して乾燥させ、ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体を得るステップ（４）と、
ステップ（４）で得られたソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と窒素含有化合物及び／又はホウ素含有化合物を混合して静置するステップ（５）と、
保護雰囲気下で、４００〜１６００℃まで昇温し、少なくとも０．６時間熱分解処理し、ソフトカーボン負極材を得るステップ（６）とを備え、
前記ピッチは石炭ピッチ、石油ピッチ、石炭タール、石油産業重油又は重質芳香族炭化水素のうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、前記ピッチの軟化点は４０〜１２０℃、前記重質芳香族炭化水素は密度が０．９５〜１．１ｇ／ｃｍ３の芳香族炭化水素類物質であり、前記芳香族炭化水素類物質はナフタリン、アセナフテン、フルオレン、フェナントレン、アントラセン、メチルナフタレン、アセナフチレン、ベンゾフルオレン、ベンゾジベンゾフラン、ベンゾフェナントレン、チアフェナントレン、フルオランテン、１，２−ベンズアントラセンのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、
前記ソフトカーボン系メソカーボンマイクロビーズ前駆体と窒素含有化合物及び／又はホウ素含有化合物との質量比は１：１００〜１００：１であり、
前記窒素含有化合物は硝酸塩、アンモニウム塩及び／又はアミン類であり、前記ホウ素含有化合物はホウ酸塩であり、
前記保護雰囲気は還元性雰囲気、不活性雰囲気及び／又は０．１ＭＰａ以下の真空雰囲気であり、前記不活性雰囲気は窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、クリプトン、キセノンのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、前記還元性雰囲気は水素であるリチウムイオン電池ソフトカーボン負極材の製造方法。 - ステップ（１）において、前記触媒とピッチとの質量比は、０．０５：１００〜１５：１００であり、
ステップ（１）において室温下で触媒をピッチに加えた後、混合し、
前記触媒は金属の硝酸塩、ハロゲン化物又は有機化合物のうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、そのうち、前記金属はアルミニウム、鉄、ニッケル又はコバルトのうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - ステップ（１）において前記混合は、８０〜１７５℃まで昇温して攪拌することを含み、前記昇温の速度は３０℃／ｍｉｎ以下であり、
前記攪拌回転速度は５０〜１３０ｒ／ｍｉｎであり、
前記攪拌時間は少なくとも０．３時間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 - ステップ（２）において前記昇温の速度は３０℃／ｍｉｎ以下であり、
ステップ（２）において前記反応は恒温反応であり、
ステップ（２）において前記反応の時間は０．８〜１５時間であり、
ステップ（２）において前記反応の終了後に冷却することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 - ステップ（３）において前記昇温の速度は２０℃／ｍｉｎ以下であり、
ステップ（３）において前記反応の時間は０．４〜１５時間であり、
ステップ（３）の反応が終了後に降温することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。 - ステップ（４）において前記不純物除去では、メソフェース球形一次製品と有機溶媒を混合し、８０〜１８０℃まで昇温し、攪拌、吸引濾過、洗浄し、
前記メソフェース球形一次製品と有機溶媒との質量比は１：０．５〜１：１０であり、
前記有機溶媒は蒸留範囲が１００〜３００℃の有機化合物のうちの一種又は少なくとも二種の組み合わせであり、
前記昇温の速度は３０℃／ｍｉｎ以下であり、
前記攪拌回転速度は５０〜１３０ｒ／ｍｉｎであり、
前記攪拌時間は少なくとも０．２時間であり、
前記吸引濾過ではトルエン、ピリジン及び／又はテトラヒドロフランで抽出を行い、
前記洗浄ではアセトン及び／又はアルコールを使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 - ステップ（４）において前記乾燥はベーキングであり、
前記乾燥温度は６０〜１４０℃であり、
前記乾燥は真空乾燥であり、
前記乾燥時間は少なくとも４時間であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。 - ステップ（５）において前記混合はフレームタイプミキサーを使用し、
ステップ（５）において前記静置の時間は少なくとも０．５日間であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。 - ステップ（６）において前記昇温の速度は３０℃／ｍｉｎ以下であり、
ステップ（６）において前記熱分解処理の時間は０．８〜２５時間であり、
ステップ（６）において前記熱分解処理が終了後に降温することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210587068.5A CN103050699B (zh) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 一种锂离子电池软碳负极材料及其制备方法 |
| CN201210587068.5 | 2012-12-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014130821A JP2014130821A (ja) | 2014-07-10 |
| JP5992395B2 true JP5992395B2 (ja) | 2016-09-14 |
Family
ID=48063263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013273851A Active JP5992395B2 (ja) | 2012-12-28 | 2013-12-19 | リチウムイオン電池ソフトカーボン負極材及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5992395B2 (ja) |
| KR (1) | KR101589509B1 (ja) |
| CN (1) | CN103050699B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180083281A1 (en) * | 2015-03-27 | 2018-03-22 | Nec Corporation | Boron-doped activated carbon material |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103500815B (zh) * | 2013-09-26 | 2016-09-28 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 锂离子电池软碳复合负极材料及其制备方法 |
| CN109119603B (zh) | 2014-04-29 | 2022-08-09 | 华为技术有限公司 | 复合负极材料及其制备方法、锂离子二次电池负极极片和锂离子二次电池 |
| CN104269555B (zh) * | 2014-10-08 | 2018-02-23 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种锂离子动力与储能电池用软碳负极材料、制备方法及其用途 |
| CN106898738B (zh) * | 2015-12-18 | 2019-07-23 | 华为技术有限公司 | 一种锂离子二次电池负极活性材料及制备方法、锂离子二次电池负极极片和锂离子二次电池 |
| CN105417521B (zh) * | 2015-12-28 | 2018-03-09 | 安徽工业大学 | 一种制备超级电容器用芴基分级多孔炭纳米片的方法 |
| US10714752B2 (en) | 2016-01-13 | 2020-07-14 | Nec Corporation | Hierarchical oxygen containing carbon anode for lithium ion batteries with high capacity and fast charging capability |
| CN107293750B (zh) * | 2017-05-09 | 2019-06-28 | 燕山大学 | 一种具有零点三七纳米层间距软碳的制备方法 |
| US20190020027A1 (en) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Negative electrode active material containing carbon, boron, and calcium, and nitrogen or phosphorus, and battery |
| CN108682804B (zh) * | 2018-04-25 | 2021-05-25 | 深圳市翔丰华科技股份有限公司 | 一种硬碳包覆软碳被用作锂离子电池负极材料的制备方法 |
| CN109110758B (zh) * | 2018-08-16 | 2020-05-08 | 中钢集团鞍山热能研究院有限公司 | 一种超级电容器用多孔炭电极材料的制备方法 |
| CN109248686B (zh) * | 2018-08-24 | 2021-08-20 | 昆明理工大学 | 一种氧化铁-氧化铜-(铜-铝@氧化铝)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法与应用 |
| CN111987293A (zh) * | 2019-05-21 | 2020-11-24 | 中国科学院物理研究所 | 硝酸和/或硝酸盐改性的碳基负极材料及其制备方法和用途 |
| CN114695851B (zh) * | 2020-12-31 | 2024-04-09 | 湖州欧美化学有限公司 | 一种复合负极材料、负极、电池及其制备方法 |
| CN112811408A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 广东邦普循环科技有限公司 | 掺氮中间相碳微球及其制备方法和应用 |
| KR20240037176A (ko) * | 2021-07-30 | 2024-03-21 | 주식회사 쿠라레 | 탄소질 재료, 축전 디바이스용 부극, 축전 디바이스, 및 탄소질 재료의 제조 방법 |
| CN113903896B (zh) * | 2021-09-28 | 2023-09-12 | 上海飞鸿创联新能源发展有限公司 | 一种二次颗粒硬碳复合材料及其制备方法和应用 |
| CN114709408A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-07-05 | 鸡西市唯大新材料科技有限公司 | 一种钠离子硬碳负极材料的制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69311170T2 (de) * | 1992-03-18 | 1997-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Negative Elektrode für eine Speicherbatterie mit einem nichtwässrigen Elektrolyt und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP3401646B2 (ja) * | 1992-03-18 | 2003-04-28 | 松下電器産業株式会社 | 非水電解質二次電池用負極とその製造法 |
| JPH06236755A (ja) * | 1992-12-16 | 1994-08-23 | Osaka Gas Co Ltd | 負極材とその製造方法およびリチウム二次電池 |
| JPH07302590A (ja) * | 1994-05-09 | 1995-11-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池用負極の製造方法 |
| JP2005281098A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Jfe Chemical Corp | 炭素材料の製造方法、リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池 |
| CN101916856B (zh) * | 2010-08-05 | 2012-12-05 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 锂离子动力与储能电池用负极材料及其制备方法 |
| CN102082272A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-06-01 | 长沙海容新材料有限公司 | 一种含硬碳包覆的锂离子电池负极材料及其制备方法 |
-
2012
- 2012-12-28 CN CN201210587068.5A patent/CN103050699B/zh active Active
-
2013
- 2013-12-19 JP JP2013273851A patent/JP5992395B2/ja active Active
- 2013-12-30 KR KR1020130167860A patent/KR101589509B1/ko active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180083281A1 (en) * | 2015-03-27 | 2018-03-22 | Nec Corporation | Boron-doped activated carbon material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140092754A (ko) | 2014-07-24 |
| JP2014130821A (ja) | 2014-07-10 |
| CN103050699A (zh) | 2013-04-17 |
| KR101589509B1 (ko) | 2016-02-01 |
| CN103050699B (zh) | 2016-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5992395B2 (ja) | リチウムイオン電池ソフトカーボン負極材及びその製造方法 | |
| CN104538595B (zh) | 嵌入式纳米金属负载型碳纳米片锂离子电池负极材料及其制备方法和应用 | |
| JP6334231B2 (ja) | リチウムイオン電池用黒鉛負極材及びその製造方法 | |
| JP5680191B2 (ja) | リチウムイオン電池の複合硬質炭素負極材料及びその製造方法 | |
| Zhou et al. | Seaweed-like porous carbon from the decomposition of polypyrrole nanowires for application in lithium ion batteries | |
| CN101916856B (zh) | 锂离子动力与储能电池用负极材料及其制备方法 | |
| CN108011105B (zh) | 一种碳纳米片材料及其制备和在钠离子电池中的应用 | |
| Yang et al. | Influence of Mn content on the morphology and improved electrochemical properties of Mn3O4| MnO@ carbon nanofiber as anode material for lithium batteries | |
| Chen et al. | Porous carbon spheres doped with Fe3C as an anode for high-rate lithium-ion batteries | |
| CN103500815A (zh) | 锂离子电池软碳复合负极材料及其制备方法 | |
| CN103050663A (zh) | 一种锂离子电池负极材料及其制备方法和其应用 | |
| CN104766967A (zh) | 一种锂硫电池正极用硫/碳复合材料的制备方法 | |
| CN111072009B (zh) | 一种硬炭材料及其制备方法和应用 | |
| CN113380998A (zh) | 一种硅碳负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN103545109B (zh) | 石墨烯复合材料及其制备方法、锂离子电容器 | |
| Zhang et al. | Nitrogen-doped porous carbon nanoparticle derived from nitrogen containing conjugated microporous polymer as high performance lithium battery anode | |
| CN105000545A (zh) | 一种锂离子电池人造石墨/焦炭负极材料的制备方法 | |
| CN101880042B (zh) | 用于制备锂离子电池负极的人造石墨微球及其制备方法 | |
| Huang et al. | Well-dispersed MnO-quantum-dots/N-doped carbon layer anchored on carbon nanotube as free-standing anode for high-performance Li-Ion batteries | |
| Zhao et al. | Ultrafine Sb nanoparticles embedded in nitrogen-doped carbon nanofibers as ultralong cycle durability and high-rate anode materials for reversible sodium storage | |
| CN112047325A (zh) | 一种钠离子电池负极材料及其制备方法与钠离子电池 | |
| CN112320792B (zh) | 一种锂离子电池用的负极材料的制备方法及其产品 | |
| Cao et al. | Phytic acid mediated N, P co-doped hierarchical porous carbon with boosting capacitive storage for dual carbon lithium-ion capacitor | |
| CN112750992B (zh) | 一种二硫化钼/二氧化钛/石墨烯复合材料 | |
| CN107732210A (zh) | 氧化锡‑石墨烯复合负极材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141028 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141029 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150630 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150908 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160209 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160331 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160517 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160624 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160802 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160817 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5992395 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |