JP6864250B2 - Carbon material and non-aqueous secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、炭素材と、その炭素材を用いた非水系二次電池用負極を備えた非水系二次電池に関するものである。 The present invention relates to a carbon material and a non-aqueous secondary battery provided with a negative electrode for a non-aqueous secondary battery using the carbon material.

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の高く、大電流充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池が注目されてきている。従来、リチウムイオン二次電池の高容量化は広く検討されているが、近年、リチウムイオン二次電池に対する更なる高性能化の要求が高まってきており、更なる高容量化、高入出力化、高寿命化を達成することが求められている。 In recent years, with the miniaturization of electronic devices, the demand for high-capacity secondary batteries has been increasing. In particular, lithium-ion secondary batteries having a higher energy density and excellent high-current charge / discharge characteristics than nickel-cadmium batteries and nickel-hydrogen batteries have been attracting attention. Conventionally, increasing the capacity of lithium-ion secondary batteries has been widely studied, but in recent years, there has been an increasing demand for higher performance of lithium-ion secondary batteries, and further increasing the capacity and input / output. , It is required to achieve a long life.

リチウムイオン二次電池については、負極用活物質として、黒鉛等の炭素材料を使用することが知られている。中でも、黒鉛化度の大きい黒鉛は、リチウムイオン二次電池用の負極用活物質として用いた場合、黒鉛のリチウム吸蔵の理論容量である372mAh/gに近い容量が得られ、さらに、コスト・耐久性にも優れることから、負極用活物質として好ましいことが知られている。一方、高容量化のために負極材料を含む活物質層を高密度化すると、材料の破壊・変形により、初期サイクル時の充放電不可逆容量の増加、大電流充放電特性の低下、サイクル特性の低下といった問題点があった。 It is known that a carbon material such as graphite is used as an active material for a negative electrode in a lithium ion secondary battery. Above all, when graphite having a high degree of graphitization is used as an active material for a negative electrode for a lithium ion secondary battery, a capacity close to the theoretical capacity of graphite occlusion of 372 mAh / g can be obtained, and further, cost and durability can be obtained. It is known that it is preferable as an active material for a negative electrode because of its excellent properties. On the other hand, when the density of the active material layer containing the negative electrode material is increased in order to increase the capacity, the material is destroyed and deformed, resulting in an increase in the charge / discharge irreversible capacity during the initial cycle, a decrease in the large current charge / discharge characteristics, and a decrease in the cycle characteristics. There was a problem such as a decrease.

上記の問題を解決するために、例えば、特許文献1には、鱗片状天然黒鉛に力学的エネルギー処理を施すことにより球形化天然黒鉛を製造し、更に球形化天然黒鉛を核黒鉛としてその表面に非晶質炭素を被覆することにより、充填性や高速充放電特性を向上させる技術が開示されている。 In order to solve the above problem, for example, in Patent Document 1, spherical natural graphite is produced by subjecting scaly natural graphite to mechanical energy treatment, and further, spherical natural graphite is used as nuclear graphite on the surface thereof. A technique for improving filling property and high-speed charge / discharge characteristics by coating with amorphous carbon is disclosed.

特許文献2には、黒鉛性炭素質物の表面に有機物の炭化物を付着してなる炭素質物複合炭素材であって、有機物の炭化物量を該黒鉛性炭素質物100重量部に対する残炭量として12重量部以下0.1重量部以上となるように調整することにより、放電容量が高く、且つ初期サイクル時の充放電不可逆容量が低く抑えられ、更に電解液に対する安全性も高い非水溶媒二次電池が得られることが開示されている。特許文献3には、TG−DTA測定を実施したとき、得られるDTA(Differential Thermal Analysis)曲線が前記非黒
鉛炭素被膜に由来する相対的に低温側の第1のピークと、前記粒子状黒鉛に由来する相対的に高温側の第2のピークとを有し、前記第1のピークと前記第2のピークとのピーク温度差が60〜160℃である非水電解質二次電池用の負極活物質を用いることにより、初期抵抗を低減した非水溶媒二次電池が得られることが開示されている。
特許文献4には、リチウムを吸蔵且つ放出可能な負極活物質であって、前記負極活物質は低結晶性炭素の被覆層を黒鉛核材の表面に有する複合炭素粒子であり、前記被覆層にC=O、C−OH及びC−Oの官能基を有し、前記被覆層の炭素原子及び酸素原子の総量中の酸素原子の含有率が、2atom%〜5atom%であり、空気中の熱重量測定法において、350℃以上600℃未満と600℃以上850℃以下のそれぞれの温度範囲に少なくとも1つの酸化ピークを有し、350℃以上850℃以下の範囲内において最も高い温度にピークを有する酸化ピークと、最も低い温度にピークを有する酸化ピークとのピーク温度差が300℃以下である負極活物質を用いることにより、サイクル寿命と高温保存特性が向上した非水溶媒二次電池が得られることが開示されている。
Patent Document 2 describes a carbonaceous composite carbon material formed by adhering carbides of an organic substance on the surface of a graphite carbonaceous material, wherein the amount of carbides of the organic substance is 12 weights as the amount of residual carbon with respect to 100 parts by weight of the graphite carbonaceous material. Non-aqueous solvent secondary battery with high discharge capacity, low charge / discharge irreversible capacity during initial cycle, and high safety against electrolyte solution by adjusting to 0.1 part by weight or more. Is disclosed that According to Patent Document 3, when TG-DTA measurement is performed, the DTA (Differential Thermal Analysis) curve obtained is the first peak on the relatively low temperature side derived from the non-graphite carbon film and the particulate graphite. Negative electrode activity for non-aqueous electrolyte secondary batteries, which has a second peak on the relatively high temperature side from which it is derived, and has a peak temperature difference of 60 to 160 ° C. between the first peak and the second peak. It is disclosed that a non-aqueous solvent secondary battery with reduced initial resistance can be obtained by using a substance.
Patent Document 4 describes a negative electrode active material capable of storing and releasing lithium, wherein the negative electrode active material is a composite carbon particle having a coating layer of low crystalline carbon on the surface of a graphite core material, and the coating layer has a coating layer. It has C = O, C-OH and CO functional groups, and the content of oxygen atoms in the total amount of carbon atoms and oxygen atoms of the coating layer is 2 atom% to 5 atom%, and the heat in the air. In the weighing method, it has at least one oxidation peak in each temperature range of 350 ° C. or higher and lower than 600 ° C. and 600 ° C. or higher and 850 ° C. or lower, and has a peak at the highest temperature in the range of 350 ° C. or higher and 850 ° C. or lower. By using a negative electrode active material in which the peak temperature difference between the oxidation peak and the oxidation peak having the peak at the lowest temperature is 300 ° C. or less, a non-aqueous solvent secondary battery having improved cycle life and high temperature storage characteristics can be obtained. Is disclosed.

特開2000−340232号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-340232 特開平09−213328号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-213328 特開2013−191302号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-191302 国際公開第2012/039477号International Publication No. 2012/039477

しかしながら、本発明者らの検討によると、特許文献1〜4で開示されている黒鉛表面に非晶質炭素を被覆した複合黒鉛は、原料として用いた鱗片状黒鉛粒子が緻密さに欠ける構造であり、その粒子表面が非晶質炭素で覆われることにより、比表面積が小さくなり、粒子のLiイオン挿入脱離サイトが小さく、電池の入出力特性の向上には改善の余地があった。
一般的に、比表面積の大きな黒鉛粒子を用いることにより、黒鉛粒子のLiイオン挿入脱離サイトを大きく使えるため、電池とした時の入出力特性を向上することが知られている。
一方で、炭素質物を被覆した黒鉛粒子の炭素質物は、黒鉛と比較し結晶性が低く、Liイオン挿入脱離がしやすい構造を有するため、電池とした時の入出力特性を向上させることが分かっている。すなわち、比表面積を大きくし、黒鉛粒子の結晶性を低下させることにより、より入出力特性の向上させることができると考えられる。しかしながら、Liイオン挿入脱離がしやすい結晶性の低い領域を増やすために、黒鉛粒子に炭素質物を被覆した場合、粒子表面の微細構造が覆われてしまうことから、比表面積の拡大と炭素質物の被覆による低結晶性領域の増加はトレードオフの関係にある。
また、結晶性の低い炭素質物の割合を増やすと、炭素質物は黒鉛よりも硬いため複合粒子が硬くなってしまい、プレスにより負極材密度を上げようとした場合、炭素質物の割合が多いほど高いプレス荷重が必要となっていた。
However, according to the study by the present inventors, the composite graphite in which the graphite surface disclosed in Patent Documents 1 to 4 is coated with amorphous carbon has a structure in which the scaly graphite particles used as a raw material lack denseness. However, since the surface of the particles is covered with amorphous carbon, the specific surface area is reduced, the Li ion insertion / desorption sites of the particles are small, and there is room for improvement in improving the input / output characteristics of the battery.
In general, it is known that by using graphite particles having a large specific surface area, the Li ion insertion / desorption sites of the graphite particles can be widely used, so that the input / output characteristics when used as a battery are improved.
On the other hand, the carbonaceous material of graphite particles coated with the carbonaceous material has lower crystallinity than graphite and has a structure in which Li ions can be easily inserted and removed, so that the input / output characteristics of a battery can be improved. I know it. That is, it is considered that the input / output characteristics can be further improved by increasing the specific surface area and lowering the crystallinity of the graphite particles. However, when graphite particles are coated with a carbonaceous material in order to increase the region of low crystallinity where Li ions are easily inserted and removed, the fine structure of the particle surface is covered, so that the specific surface area is increased and the carbonaceous material is increased. There is a trade-off between the increase in the low crystalline region due to the coating of.
Further, if the proportion of carbonaceous material having low crystallinity is increased, the composite particle becomes hard because the carbonaceous material is harder than graphite, and when trying to increase the density of the negative electrode material by pressing, the higher the proportion of carbonaceous material, the higher the ratio. A press load was required.

本発明は、かかる背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は従来の比表面積と低結晶性領域のトレードオフの関係から脱却した、優れた入出力特性とより低荷重で粒子を圧縮できるプレス特性を備えた非水系二次電池用炭素材を提供し、その結果として、高性能な非水系二次電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a background technique, and the problem is that the particles are compressed with excellent input / output characteristics and a lower load, which breaks away from the conventional trade-off relationship between the specific surface area and the low crystalline region. It is an object of the present invention to provide a carbon material for a non-aqueous secondary battery having press characteristics that can be achieved, and as a result, to provide a high-performance non-aqueous secondary battery.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、リチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な非水系二次電池用炭素材であって、該炭素材が造粒炭素材の表面に炭素質物を含有するものであり、TG−DTA測定によるDTA(Differential Thermal
Analysis)曲線が有するピークが特定の値を満足することにより、優れた入出力特性と
プレス特性を有する非水系二次電池用炭素材を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明に係る炭素材が前記効果を奏する理由については、推定であるが次の様に考えている。
本発明に係る炭素材は従来の炭素質物を粒子表面に含有している炭素材に比べ、TG−DTA測定時に500℃以上1000℃以下の範囲に存在する相対的に低温側の第1のピークが高い。この第一ピークは主に低結晶性の炭素質物成分の燃焼に由来するものであると考えられる。すなわち、低結晶性の炭素質物成分が核となる黒鉛粒子の表面に偏在することなく存在することから、Liイオンの挿入脱離が良好である。
つまり、比表面積による入出力特性の向上効果と低結晶性の炭素質物による入出力特性の向上効果を併せ持っていると考えられる。
また、本発明に係る炭素材は従来の炭素質物を粒子表面に含有している炭素材と比較して、低結晶性の炭素質物成分が核となる造粒炭素材の表面に偏在することなく存在するため、プレス機等で負極材を高密度化する際に、硬い部分が偏在しないのでより低荷重で粒
子を圧縮できるプレス特性を有する。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a carbon material for a non-aqueous secondary battery capable of occluding and releasing lithium ions, and the carbon material is a granulated carbon material. The surface of the battery contains a carbonaceous substance, and DTA (Differential Thermal) measured by TG-DTA.
Analysis) It has been found that a carbon material for a non-aqueous secondary battery having excellent input / output characteristics and press characteristics can be obtained by satisfying a specific value for the peak of the curve, and the present invention has been completed.
The reason why the carbon material according to the present invention exerts the above effect is presumed to be as follows.
The carbon material according to the present invention has a first peak on the relatively low temperature side that exists in the range of 500 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower at the time of TG-DTA measurement, as compared with the conventional carbon material containing a carbonaceous substance on the particle surface. Is high. This first peak is considered to be mainly derived from the combustion of low crystalline carbonaceous components. That is, since the low crystallinity carbonaceous substance component is present on the surface of the graphite particles as nuclei without being unevenly distributed, the insertion and desorption of Li ions are good.
That is, it is considered that the specific surface area has the effect of improving the input / output characteristics and the low crystalline carbonaceous material has the effect of improving the input / output characteristics.
Further, the carbon material according to the present invention does not have the low crystalline carbon material component unevenly distributed on the surface of the granulated carbon material as the core, as compared with the carbon material containing the conventional carbon material on the particle surface. Since it exists, it has a pressing property that allows particles to be compressed with a lower load because hard portions are not unevenly distributed when the negative electrode material is densified by a press machine or the like.

すなわち本発明の第1の要旨は、造粒炭素材の表面に炭素質物を含有する非水系二次電池用炭素材であって、TG−DTA測定を実施したとき、得られるDTA(Differential
Thermal Analysis)曲線が、500℃以上1000℃以下の範囲に相対的に低温側の第
1のピークと、相対的に高温側の第2のピークとを有し、前記第1のピークと前記第2のピークが下記式1を満足することを特徴とする、非水系二次電池用炭素材に存する。
(式1)
(第1のピークにおけるDTA[μV])/(第2のピークにおけるDTA[μV])≧0.4
That is, the first gist of the present invention is a carbon material for a non-aqueous secondary battery containing a carbonaceous substance on the surface of the granulated carbon material, and DTA (Differential) obtained when TG-DTA measurement is performed.
The Thermal Analysis) curve has a first peak on the relatively low temperature side and a second peak on the relatively high temperature side in the range of 500 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, and the first peak and the first peak. It exists in a carbon material for a non-aqueous secondary battery, characterized in that the peak of 2 satisfies the following formula 1.
(Equation 1)
(DTA [μV] at the first peak) / (DTA [μV] at the second peak) ≧ 0.4

また本発明の他の要旨は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに、電解質を備えると共に、該負極が集電体と該集電体上に形成された負極活物質層とを備えると共に、該負極活物質層が上記の炭素材を含有することを特徴とする非水系二次電池に存する。 Another gist of the present invention is to provide a positive electrode and a negative electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and an electrolyte, and the negative electrode includes a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector. It is present in a non-aqueous secondary battery characterized in that the negative electrode active material layer contains the above-mentioned carbon material.

本発明の炭素材は、それを非水系二次電池用の負極活物質として用いることにより、優れた入出力特性とより低荷重で粒子を圧縮できるプレス特性を有する非水系二次電池を提供することができる。 The carbon material of the present invention provides a non-aqueous secondary battery having excellent input / output characteristics and press characteristics capable of compressing particles with a lower load by using it as a negative electrode active material for a non-aqueous secondary battery. be able to.

本発明の炭素材のTG−DTA測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the TG-DTA measurement result of the carbon material of this invention.

以下、本発明の内容を詳細に述べる。なお、以下に記載する発明構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨をこえない限り、これらの形態に特定されるものではない。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. The description of the constituent requirements of the invention described below is an example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention is not specified in these forms unless the gist thereof is exceeded.

<非水系二次電池用炭素材の種類>
本発明のリチウムイオンを吸蔵・放出可能な非水系二次電池用炭素材は、造粒炭素材の表面に炭素質物を含有し、且つTG−DTA測定によるDTA(Differential Thermal Analysis)曲線が有するピークが特定の値を満足すれば特に限定されないが、例えば、黒
鉛、黒鉛化度の小さい炭素質物等の炭素材の表面に炭素質物を含有するものであり、中でも商業的に容易に入手可能であり、さらには他の負極用活物質を用いた場合と比較して優れた入出力特性とより低荷重で粒子を圧縮できるプレス特性を有するものであることが好ましい。さらに黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛等が挙げられ、高容量且つ低荷重で粒子を圧縮できるプレス特性が良好な点から天然黒鉛であることがより好ましい。
また、黒鉛としては不純物の少ないものが好ましく、不純物の少ない黒鉛は公知である種々の精製処理を施すことで得ることができる。
<Types of carbon materials for non-aqueous secondary batteries>
The carbon material for a non-aqueous secondary battery capable of storing and releasing lithium ions of the present invention contains a carbonaceous substance on the surface of the granulated carbon material, and has a peak of a DTA (Differential Thermal Analysis) curve measured by TG-DTA. Is not particularly limited as long as it satisfies a specific value, but for example, a carbonaceous material is contained on the surface of a carbonaceous material such as graphite or a carbonaceous material having a small degree of graphitization, and among them, it is easily commercially available. Furthermore, it is preferable that the material has excellent input / output characteristics and press characteristics capable of compressing particles with a lower load as compared with the case where other active materials for negative electrodes are used. Further, examples of graphite include natural graphite and artificial graphite, and natural graphite is more preferable from the viewpoint of good press characteristics capable of compressing particles with a high capacity and a low load.
Further, as the graphite, those having few impurities are preferable, and graphite having few impurities can be obtained by subjecting various known purification treatments.

天然黒鉛は、その性状によって、鱗片状黒(Flake Graphite)、鱗状黒鉛(Crystal L
ine Graphite)、塊状黒鉛(Vein Graphite)、土壌黒鉛(Amorphous Graphite)に分類され
る(「粉粒体プロセス技術集成」((株)産業技術センター、昭和49年発行)の黒鉛の
項、および「HANDBOOKOF CARBON,GRAPHITE,DIAMOND AND FULLERENES」(NoyesPubLicatio
ns発行)参照)。黒鉛化度は、鱗状黒鉛や塊状黒鉛が100%で最も高く、これに次いで
鱗片状黒鉛が99.9%で高く、本発明において好適である。
Natural graphite, by its nature, scaly black lead (Flake Graphite), scaly graphite (Crystal L
ine Graphite), massive graphite (Vein Graphite), soil graphite (Amorphous Graphite) ("Granular Material Process Technology Collection" (Industrial Technology Center Co., Ltd., published in 1974)) Graphite section, and " HANDBOOKOF CARBON, GRAPHITE, DIAMOND AND FULLERENES "(Noyes PubLicatio)
See (issued by ns)). The degree of graphitization is highest in scaly graphite and massive graphite at 100%, followed by scaly graphite at 99.9%, which is suitable in the present invention.

鱗片状天然黒鉛の産地は、主にマダガスカル、中国、ブラジル、ウクライナ、カナダ等であり、鱗状黒鉛の産地は、主にスリランカである。土壌黒鉛の主な産地は、朝鮮半島、
中国、メキシコ等である。
天然黒鉛の中でも、例えば、鱗状、鱗片状、又は塊状の天然黒鉛、高純度化した鱗片状黒鉛、後述する球形化処理した天然黒鉛(以降、球形化天然黒鉛とよぶことがある)等が挙げられる。中でも、炭素材の内部に好適な緻密な細孔を形成させることができ、優れた粒子の充填性や充放電負荷特性を発揮するという観点から好ましい。
The production areas of scaly natural graphite are mainly Madagascar, China, Brazil, Ukraine, Canada, etc., and the production areas of scaly graphite are mainly Sri Lanka. The main source of soil graphite is the Korean Peninsula,
China, Mexico, etc.
Among the natural graphites, for example, scaly, scaly, or lumpy natural graphite, highly purified scaly graphite, spheroidized natural graphite described later (hereinafter, may be referred to as spheroidized natural graphite) and the like can be mentioned. Be done. Above all, it is preferable from the viewpoint that suitable dense pores can be formed inside the carbon material and excellent particle filling property and charge / discharge load characteristics are exhibited.

人造黒鉛としては、例えば、コールタールピッチ、石炭系重質油、常圧残油、石油系重質油、芳香族炭化水素、窒素含有環状化合物、硫黄含有環状化合物、ポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、天然高分子、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド、フルフリルアルコール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂などの有機物を焼成し、黒鉛化したものやバルクメソフェーズを黒鉛化したものが挙げられる。
また、バルクメソフェーズ等の黒鉛化可能な骨材又は黒鉛と、黒鉛化可能な有機物とに黒鉛化触媒を添加して混合し、焼成した後、粉砕することにより得た造粒型人造黒鉛を用いることもできる。
焼成温度は、2500℃以上、3200℃以下の範囲とすることができ、焼成の際、珪素含有化合物やホウ素含有化合物などを黒鉛化触媒として用いることもできる。
Examples of artificial graphite include coal tar pitch, coal-based heavy oil, atmospheric residual oil, petroleum-based heavy oil, aromatic hydrocarbons, nitrogen-containing cyclic compounds, sulfur-containing cyclic compounds, polyphenylene, polyvinyl chloride, and polyvinyl. Organic substances such as alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, natural polymers, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, and imide resin are calcined and graphitized, or bulk mesophase is graphitized. Can be mentioned.
Further, a granulated artificial graphite obtained by adding a graphitizing catalyst to a graphitizable aggregate or graphite such as bulk mesophase and a graphitizable organic substance, mixing them, firing them, and then pulverizing them is used. You can also do it.
The calcination temperature can be in the range of 2500 ° C. or higher and 3200 ° C. or lower, and a silicon-containing compound, a boron-containing compound, or the like can be used as a graphitization catalyst at the time of calcination.

黒鉛化度の小さい炭素質物としては、有機物を通常2500℃未満の温度で焼成したものが挙げられ、具体的には、例えばバルクメソフェーズや非晶質炭素が挙げられる。有機物としては、コールタールピッチ、乾留液化油などの石炭系重質油;常圧残油、減圧残油などの直留系重質油;原油、ナフサなどの熱分解時に副生するエチレンタール等の分解系重質油などの石油系重質油;アセナフチレン、デカシクレン、アントラセンなどの芳香族炭化水素;フェナジンやアクリジンなどの窒素含有環状化合物;チオフェンなどの硫黄含有環状化合物;アダマンタンなどの脂肪族環状化合物;ビフェニル、テルフェニルなどのポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラールなどのポリビニルエステル類、ポリビニルアルコールなどの熱可塑性高分子などが挙げられる。 Examples of the carbonaceous material having a small degree of graphitization include those obtained by calcining an organic material at a temperature of less than 2500 ° C., and specific examples thereof include bulk mesophase and amorphous carbon. Organic substances include coal-based heavy oils such as coal tar pitch and dry distillate liquefied oil; direct-retaining heavy oils such as atmospheric residual oil and vacuum residual oil; ethylene tar produced as a by-product during thermal decomposition of crude oil and naphtha. Petroleum-based heavy oils such as decomposition heavy oils; aromatic hydrocarbons such as acenaphthalene, decacyclene and anthracene; nitrogen-containing cyclic compounds such as phenazine and acrydin; sulfur-containing cyclic compounds such as thiophene; aliphatic cyclic compounds such as adamantan Compounds: Polyphenylene such as biphenyl and terphenyl, polyvinyl esters such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and polyvinyl butyral, and thermoplastic polymers such as polyvinyl alcohol can be mentioned.

バルクメソフェーズとしては、例えば、石油系重質油、石炭系重質油、直留系重質油を400〜600℃で熱処理した炭素質物が挙げられる。 Examples of the bulk mesophase include a carbonaceous material obtained by heat-treating a petroleum-based heavy oil, a coal-based heavy oil, and a straight-running heavy oil at 400 to 600 ° C.

非晶質炭素としては、例えば、バルクメソフェーズを焼成した粒子や、炭素質物前駆体を不融化処理し、焼成した粒子が挙げられる。 Examples of the amorphous carbon include particles obtained by calcining the bulk mesophase and particles obtained by calcining the carbonaceous material precursor and calcining the particles.

非晶質炭素は結晶化度の程度に応じて、焼成温度は600℃以上とすることができ、好ましくは900℃以上、より好ましくは950℃以上であり、通常2500℃未満とすることができ、好ましくは2000℃以下、より好ましくは1400℃以下の範囲である。
焼成の際、有機物に燐酸、ホウ酸、塩酸などの酸類、水酸化ナトリウム等のアルカリ類などを混合することもできる。
The firing temperature of amorphous carbon can be 600 ° C. or higher, preferably 900 ° C. or higher, more preferably 950 ° C. or higher, and usually less than 2500 ° C., depending on the degree of crystallinity. It is preferably in the range of 2000 ° C. or lower, more preferably 1400 ° C. or lower.
At the time of firing, acids such as phosphoric acid, boric acid and hydrochloric acid, and alkalis such as sodium hydroxide can be mixed with the organic substance.

また、本発明の非水系二次電池用炭素材は、酸化物やその他金属を含んでいてもよい。その他金属としては、Sn、Si、Al、BiなどのLiと合金化可能な金属が挙げられる。 Further, the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention may contain oxides and other metals. Examples of other metals include metals that can be alloyed with Li such as Sn, Si, Al, and Bi.

<非水系二次電池用炭素材の製造方法>
本発明の非水系二次電池用炭素材は、造粒炭素材の表面に炭素質物を含有し、且つTG−DTA測定によるDTA(Differential Thermal Analysis)曲線が有するピークが特
定の値を満足すれば特に制限はないが、達成手段の一つとしては、少なくとも衝撃、圧縮、摩擦、及びせん断力のいずれかの力学的エネルギーを付与して原料炭素材を造粒し、前記造粒工程は、下記1)及び2)の条件を満足する造粒剤の存在下で行うことにより得ら
れる造粒炭素材の表面に炭素質物を被覆することで製造することができる。
<Manufacturing method of carbon material for non-aqueous secondary batteries>
The carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention contains a carbonaceous substance on the surface of the granulated carbon material, and the peak of the DTA (Differential Thermal Analysis) curve measured by TG-DTA satisfies a specific value. Although there is no particular limitation, as one of the means to achieve it, at least one of the mechanical energies of impact, compression, friction, and shearing force is applied to granulate the raw material carbon material, and the granulation step is described below. It can be produced by coating the surface of a granulated carbon material obtained by performing in the presence of a granulator satisfying the conditions 1) and 2) with a carbonaceous material.

(造粒工程の条件)
1)前記原料炭素材を造粒する工程時に液体
2)造粒剤が有機溶剤を含む場合、有機溶剤の内、少なくとも1種は引火点を有さない、又は引火点を有する場合には該引火点が5℃以上である。
(Conditions for granulation process)
1) Liquid during the step of granulating the raw material carbon material 2) When the granulator contains an organic solvent, at least one of the organic solvents does not have a flash point or has a flash point. The flash point is 5 ° C or higher.

上記造粒工程を有すれば、必要に応じて別の工程を更に有していてもよい。別の工程は単独で実施しても良いし、複数工程を同時に実施しても良い。 If the granulation step is provided, another step may be further provided if necessary. Another step may be carried out independently, or a plurality of steps may be carried out at the same time.

上記方法にて造粒処理を施すと、規定の物性の造粒剤により黒鉛粒子間の液架橋付着力が生じ、炭素材粒子同士がより強固に付着することが可能となるため、比表面積が高くLiイオン挿入脱離サイトが多い微粉が、造粒処理した炭素材(以降、造粒炭素材と称す。)となる母材に付着、及び/又は造粒炭素材に内包された構造を取り易くなるため、比表面積が高くLi挿入脱離サイトが多い造粒炭素材を製造することが可能となる。
そして上記特性を有する造粒炭素材を核とすることにより、低結晶性の炭素質物成分が核となる造粒炭素材の表面に偏在することなく存在することが可能となる。
上記製造方法のより好ましい実施態様として、下記の第1工程乃至第4工程を含む製造方法が挙げられる。
When the granulation treatment is performed by the above method, a liquid cross-linking adhesive force between graphite particles is generated by a granulator having specified physical properties, and carbon material particles can be more firmly adhered to each other, so that the specific surface area is increased. Fine particles with a large number of Li ion insertion / desorption sites adhere to the base material that becomes the granulated carbon material (hereinafter referred to as the granulated carbon material), and / or take a structure enclosed in the granulated carbon material. Since it becomes easy, it becomes possible to produce a granulated carbon material having a high specific surface area and many Li insertion / desorption sites.
By using the granulated carbon material having the above characteristics as a core, it becomes possible for the low crystalline carbonaceous material component to exist without being unevenly distributed on the surface of the granulated carbon material as the core.
As a more preferable embodiment of the above-mentioned production method, a production method including the following first to fourth steps can be mentioned.

(第1工程)原料炭素材の粒度を調整する工程
(第2工程)原料炭素材と造粒剤とを混合する工程
(第3工程)原料炭素材を造粒する工程
(第4工程)造粒炭素材に、さら造粒炭素材より結晶性が低い炭素質物を添着する工程
以下、これら工程について説明する。
(1st step) Step of adjusting the particle size of the raw material carbon material (2nd step) Step of mixing the raw material carbon material and the granulator (3rd step) Step of granulating the raw material carbon material (4th step) the grain carbon material, step affixing a low crystallinity carbonaceous material than granulating the carbonaceous material to further below, describe these steps.

(第1工程)原料炭素材の粒度を調整する工程
本発明で用いる原料炭素材は特に限定されず、上述した黒鉛、黒鉛化度の小さい炭素質物等の炭素材を使用することが出来る。中でも、結晶性が高く高容量であることから天然黒鉛を使用することが好ましい。
(First step) Step of adjusting the particle size of the raw material carbon material The raw material carbon material used in the present invention is not particularly limited, and the above-mentioned carbon material such as graphite or a carbonaceous material having a small degree of graphitization can be used. Above all, it is preferable to use natural graphite because of its high crystallinity and high capacity.

これら原料炭素材の平均粒径(d50)は、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、更に好ましくは3μm以上、好ましくは80μm以下、より好ましくは50μm以下、更に好ましくは35μm以下、非常に好ましくは20μm以下、特に好ましくは10μm以下、最も好ましくは8μm以下である。平均粒径は後述の方法により測定することが出来る。 The average particle size (d50) of these raw material carbon materials is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, still more preferably 3 μm or more, preferably 80 μm or less, more preferably 50 μm or less, still more preferably 35 μm or less, and very preferably. Is 20 μm or less, particularly preferably 10 μm or less, and most preferably 8 μm or less. The average particle size can be measured by the method described later.

平均粒径が上記範囲にある場合、造粒工程中に生成する微粉を、造粒炭素材となる母材に付着或いは母材の内部に包む込みながら造粒することが可能になり、球形化度が高く微粉が少ない造粒炭素材を得ることが出来る。 When the average particle size is within the above range, the fine powder generated during the granulation process can be granulated while adhering to the base material to be the granulated carbon material or wrapping it inside the base material to form a sphere. It is possible to obtain a granulated carbon material having a high degree and a small amount of fine powder.

原料炭素材の平均粒径(d50)を上記範囲に調整する方法として、例えば炭素材粒子を粉砕、及び/または分級する方法が挙げられる。
粉砕に用いる装置に特に制限はないが、例えば、粗粉砕機としてはせん断式ミル、ジョークラッシャー、衝撃式クラッシャー、コーンクラッシャー等が挙げられ、中間粉砕機としてはロールクラッシャー、ハンマーミル等が挙げられ、微粉砕機としては、機械式粉砕機、気流式粉砕機、旋回流式粉砕機等が挙げられる。具体的には、ボールミル、振動ミル、ピンミル、攪拌ミル、ジェットミル、サイクロンミル、ターボミル等が挙げられる。特に、10μm以下の炭素材粒子を得る場合には、気流式粉砕機や旋回流式粉砕機を用いることが好ましい。
分級処理に用いる装置としては特に制限はないが、例えば、乾式篩い分けの場合は、回転式篩い、動揺式篩い、旋動式篩い、振動式篩い等を用いることができ、乾式気流式分級の場合は、重力式分級機、慣性力式分級機、遠心力式分級機(クラシファイア、サイクロン等)を用いることができ、また、湿式篩い分け、機械的湿式分級機、水力分級機、沈降分級機、遠心式湿式分級機等を用いることができる。
Examples of the method for adjusting the average particle size (d50) of the raw material carbon material within the above range include a method of pulverizing and / or classifying the carbon material particles.
The apparatus used for crushing is not particularly limited, and examples of the coarse crusher include a shear mill, a jaw crusher, an impact crusher, a cone crusher, and the like, and examples of the intermediate crusher include a roll crusher and a hammer mill. Examples of the fine crusher include a mechanical crusher, an air flow crusher, a swirling flow crusher, and the like. Specific examples thereof include ball mills, vibration mills, pin mills, stirring mills, jet mills, cyclone mills, and turbo mills. In particular, when obtaining carbon material particles of 10 μm or less, it is preferable to use an air flow type crusher or a swirling flow type crusher.
The apparatus used for the classification process is not particularly limited, but for example, in the case of dry sieving, a rotary sieve, a swaying sieve, a rotating sieve, a oscillating sieve and the like can be used, and the dry air flow type sieving can be used. In this case, a gravity type classifier, an inertial force type classifier, a centrifugal force type classifier (classifier, cyclone, etc.) can be used, and a wet sieving machine, a mechanical wet classifier, a hydraulic classifier, and a settling classifier can be used. , A centrifugal wet classifier or the like can be used.

また、原料炭素材としては以下のような物性を満足することが好ましい。
原料炭素材に含まれる灰分は、全質量に対して、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下であり、更に好ましくは0.1質量%以下である。また、灰分の下限は1ppm以上であることが好ましい。
灰分が上記範囲内であると非水系二次電池とした場合に、充放電時の負極材と電解液との反応による電池性能の劣化を無視できる程度に抑えることができる。また、負極材の製造に多大な時間とエネルギーと汚染防止のための設備とを必要としないため、コストの上昇も抑えられる。
Further, it is preferable that the raw material carbon material satisfies the following physical properties.
The ash content contained in the raw material carbon material is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and further preferably 0.1% by mass or less, based on the total mass. Further, the lower limit of the ash content is preferably 1 ppm or more.
When the ash content is within the above range, when a non-aqueous secondary battery is used, the deterioration of battery performance due to the reaction between the negative electrode material and the electrolytic solution during charging and discharging can be suppressed to a negligible extent. In addition, since the production of the negative electrode material does not require a large amount of time, energy, and equipment for preventing pollution, an increase in cost can be suppressed.

原料炭素材のアスペクト比は、好ましくは3以上、より好ましくは5以上、更に好ましくは10以上、特に好ましくは15以上である。また、好ましくは1000以下、より好ましくは500以下、更に好ましくは100以下、特に好ましくは50以下である。アスペクト比は、後述する実施例の方法により測定する。アスペクト比が上記範囲内にあると、粒径が100μm程度の大きな粒子が出来難く、一方で強固な造粒炭素材を得易くなる。 The aspect ratio of the raw material carbon material is preferably 3 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 10 or more, and particularly preferably 15 or more. Further, it is preferably 1000 or less, more preferably 500 or less, still more preferably 100 or less, and particularly preferably 50 or less. The aspect ratio is measured by the method of Examples described later. When the aspect ratio is within the above range, it is difficult to form large particles having a particle size of about 100 μm, and on the other hand, it becomes easy to obtain a strong granulated carbon material.

原料炭素材のX線広角回折法による002面の面間隔(d002)及び結晶子の大きさ(Lc)は、通常(d002)が3.37Å以下で(Lc)が900Å以上であり、(d0
02)が3.36Å以下で(Lc)が950Å以上であることが好ましい。面間隔(d0
02)及び結晶子の大きさ(Lc)は、負極材バルクの結晶性を示す値であり、002面の面間隔(d002)の値が小さいほど、また結晶子の大きさ(Lc)が大きいほど、結晶性が高い負極材であることを示し、黒鉛層間に入るリチウムの量が理論値に近づくので容量が増加する。結晶性が低いと高結晶性炭素材を電極に用いた場合の優れた電池特性(高容量で、且つ不可逆容量が低い)が発現されない。面間隔(d002)と結晶子サイズ(Lc)は、上記範囲が組み合わされていることが特に好ましい。
X線回折は以下の手法により測定する。炭素粉末に総量の約15質量%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。その後、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。
The plane spacing (d002) and crystallite size (Lc) of the 002 planes of the raw material carbon material by the X-ray wide-angle diffraction method are usually 3.37 Å or less for (d002) and 900 Å or more for (Lc), and (d0).
It is preferable that 02) is 3.36 Å or less and (Lc) is 950 Å or more. Surface spacing (d0
02) and the crystallinity size (Lc) are values indicating the crystallinity of the negative electrode material bulk, and the smaller the value of the interplanar spacing (d002) of the 002 surface, the larger the crystallinity size (Lc). The more crystalline the negative electrode material is, the closer the amount of lithium entering the graphite layers is to the theoretical value, and the larger the capacity is. If the crystallinity is low, excellent battery characteristics (high capacity and low irreversible capacity) when a highly crystalline carbon material is used for the electrode are not exhibited. It is particularly preferable that the above ranges are combined for the interplanar spacing (d002) and the crystallite size (Lc).
X-ray diffraction is measured by the following method. The material is a mixture of carbon powder and X-ray standard high-purity silicon powder of about 15% by mass, and the CuKα ray monochromated with a graphite monochromator is used as the radiation source. Measure the line diffraction curve. Then, the interplanar spacing (d002) and the crystallite size (Lc) are determined using the Gakushin method.

原料炭素材の充填構造は、粒子の大きさ、形状、粒子間相互作用力の程度等によって左右されるが、本明細書では充填構造を定量的に議論する指標の一つとしてタッピング密度を適用することも可能である。本発明者らの検討では、真密度と平均粒径がほぼ等しい鉛質粒子では、形状が球状で粒子表面が平滑であるほど、タップ密度が高い値を示すことが確認されている。すなわち、タップ密度を上げるためには、粒子の形状に丸みを帯びさせて球状に近づけ、粒子表面のささくれや欠損を除き平滑さを保つことが重要である。粒子形状が球状に近づき粒子表面が平滑であると、粉体の充填性も大きく向上する。原料炭素材のタッピング密度は、好ましくは0.1g/cm以上であり、より好ましくは0.2g/cm以上であり、更に好ましくは0.3g/cm以上である。タッピング密度は実施例で後述する方法により測定する。 The packed structure of the raw material carbon material depends on the size and shape of the particles, the degree of interaction between the particles, etc., but in this specification, tapping density is applied as one of the indexes for quantitatively discussing the packed structure. It is also possible to do. In the study by the present inventors, it has been confirmed that in lead particles having substantially the same true density and average particle size, the tap density is higher as the shape is spherical and the particle surface is smoother. That is, in order to increase the tap density, it is important to make the shape of the particles rounded to make them spherical, and to maintain smoothness by removing hangnail and defects on the particle surface. When the particle shape approaches a spherical shape and the particle surface is smooth, the filling property of the powder is greatly improved. The tapping density of the raw material carbon material is preferably 0.1 g / cm 3 or more, more preferably 0.2 g / cm 3 or more, and further preferably 0.3 g / cm 3 or more. The tapping density is measured by the method described later in the examples.

原料炭素材のアルゴンイオンレーザーラマンスペクトルは粒子の表面の性状を現す指標として利用されている。原料黒鉛のアルゴンイオンレーザーラマンスペクトルにおける1
580cm−1付近のピーク強度に対する1360cm−1付近のピーク強度比であるラマンR値は、好ましくは0.05以上0.9以下であり、より好ましくは0.05以上0.7以下であり、更に好ましくは0.05以上0.5以下である。R値は炭素粒子の表面近傍(粒子表面から100Å位まで)の結晶性を表す指標であり、R値が小さいほど結晶性が高い、あるいは結晶状態が乱れていないことを示す。ラマンスペクトルは以下に示す方法により測定する。具体的には、測定対象粒子をラマン分光器測定セル内へ自然落下させることで試料充填し、測定セル内にアルゴンイオンレーザー光を照射しながら、測定セルをこのレーザー光と垂直な面内で回転させながら測定を行なう。なお、アルゴンイオンレーザー光の波長は514.5nmとする。
The argon ion laser Raman spectrum of the raw material carbon material is used as an index showing the properties of the surface of the particles. 1 in the argon ion laser Raman spectrum of the raw material graphite
Raman R value is the peak intensity ratio in the vicinity of 1360 cm -1 to the peak intensity at around 580 cm -1 is preferably 0.05 to 0.9, more preferably 0.05 to 0.7, More preferably, it is 0.05 or more and 0.5 or less. The R value is an index showing the crystallinity near the surface of the carbon particles (from the particle surface to about 100 Å), and the smaller the R value, the higher the crystallinity or the undisturbed crystal state. The Raman spectrum is measured by the method shown below. Specifically, the particles to be measured are naturally dropped into the measurement cell of the Raman spectrometer to fill the sample, and while irradiating the measurement cell with an argon ion laser light, the measurement cell is placed in a plane perpendicular to the laser light. Measure while rotating. The wavelength of the argon ion laser light is 514.5 nm.

原料炭素材のX線広角回折法は、粒子全体の結晶性を表す指標として用いられ、X線広角回折法による菱面体結晶構造に基づく101面の強度3R(101)と六方晶結晶構造に基づく101面の強度2H(101)との比3R/2Hが好ましくは0.1以上、より好ましくは0.15以上、更に好ましくは0.2以上である。菱面体結晶構造とは、黒鉛の網面構造の積み重なりが3層おきに繰り返される結晶形態である。また、六方晶結晶構造とはとは黒鉛の網面構造の積み重なりが2層おきに繰り返される結晶形態である。菱面体結晶構造3Rの比率の多い結晶形態を示す鱗片状黒鉛の場合、菱面体結晶構造3Rの比率の少ない黒鉛に比べLiイオンの受け入れ性が高い。 The X-ray wide-angle diffraction method of the raw material carbon material is used as an index showing the crystallinity of the entire particle, and is based on the strength 3R (101) of 101 planes based on the rhombic crystal structure by the X-ray wide-angle diffraction method and the hexagonal crystal structure. The ratio of 3R / 2H to the strength 2H (101) of the 101 surface is preferably 0.1 or more, more preferably 0.15 or more, and further preferably 0.2 or more. The rhombohedral crystal structure is a crystal form in which the accumulation of graphite network structures is repeated every three layers. The hexagonal crystal structure is a crystal form in which the accumulation of graphite network structures is repeated every two layers. In the case of scaly graphite showing a crystal morphology having a large proportion of the rhombohedral crystal structure 3R, the acceptability of Li ions is higher than that of graphite having a small proportion of the rhombohedral crystal structure 3R.

原料炭素材のBET法による比表面積は、好ましくは1m/g以上30m/g以下、より好ましくは2m/g以上20m/g以下、更に好ましくは5m/g以上15m/g以下である。BET法による比表面積は後述する実施例の方法により測定する。原料炭素材の比表面積が上記範囲内にあると、Liイオンの受け入れ性が良好となり、不可逆容量の増加による電池容量の減少を防ぐことができる。 The specific surface area of the raw material carbon material by the BET method is preferably 1 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less, more preferably 2 m 2 / g or more and 20 m 2 / g or less, and further preferably 5 m 2 / g or more and 15 m 2 / g. It is as follows. The specific surface area by the BET method is measured by the method of Examples described later. When the specific surface area of the raw material carbon material is within the above range, the acceptability of Li ions becomes good, and it is possible to prevent a decrease in battery capacity due to an increase in irreversible capacity.

(第2工程)原料炭素材と造粒剤とを混合する工程
本発明の非水系二次電池用炭素材を得るには、造粒剤を用いて原料炭素材を造粒することが好ましい。造粒剤は、1)前記原料炭素材を造粒する工程時に液体及び2)造粒剤が有機溶剤を含む場合、有機溶剤の内、少なくとも1種は引火点を有さない、又は引火点を有する場合には該引火点が5℃以上、の条件を満足するものである。
上記要件を満たす造粒剤を有することで、続く第3工程における原料炭素材を造粒する工程の際に、原料炭素材間を造粒剤が液架橋することにより、原料炭素材間に液橋内の毛管負圧と液の表面張力によって生じる引力が粒子間に液架橋付着力として働くため、原料炭素材間の液架橋付着力が増大し、原料炭素材がより強固に付着することが可能となる。
(Second step) Step of mixing the raw material carbon material and the granulating agent In order to obtain the carbon material for the non-aqueous secondary battery of the present invention, it is preferable to granulate the raw material carbon material using the granulating agent. The granulating agent is 1) a liquid during the step of granulating the raw material carbon material and 2) when the granulating agent contains an organic solvent, at least one of the organic solvents does not have a flash point or has a flash point. When the above is satisfied, the condition that the flash point is 5 ° C. or higher is satisfied.
By having a granulating agent that satisfies the above requirements, the granulating agent liquid-bridges between the raw material carbon materials during the subsequent step of granulating the raw material carbon material in the third step, so that the liquid between the raw material carbon materials is liquid. Since the attractive force generated by the negative pressure of the capillary tube in the bridge and the surface tension of the liquid acts as the liquid cross-linking adhesive force between the particles, the liquid cross-linking adhesive force between the raw material carbon materials increases, and the raw material carbon material may adhere more firmly. It will be possible.

本発明においては、原料炭素材間を造粒剤が液架橋することによる原料炭素材間の液架橋付着力の強さはγcosθ値に比例する(ここで、γ:液の表面張力、θ:液と粒子の接触角)。すなわち、原料炭素材を造粒する際に、造粒剤は原料炭素材との濡れ性が高いことが好ましく、具体的にはγcosθ値>0となるようにcosθ>0となる造粒剤を選択するのが好ましく、造粒剤の下記測定方法で測定した炭素材との接触角θが90°未満であることが好ましい。 In the present invention, the strength of the liquid cross-linking adhesive force between the raw material carbon materials due to the liquid cross-linking between the raw material carbon materials is proportional to the γcosθ value (here, γ: surface tension of the liquid, θ: Contact angle between liquid and particles). That is, when granulating the raw material carbon material, the granulating agent preferably has high wettability with the raw material carbon material, and specifically, a granulating agent having cosθ> 0 so that γcosθ value> 0. It is preferable to select it, and it is preferable that the contact angle θ of the granulating agent with the carbon material measured by the following measuring method is less than 90 °.

<炭素材との接触角θの測定方法>
HOPG表面に1.2μlの造粒剤を滴下し、濡れ広がりが収束して一秒間の接触角θの変化率が3%以下となったとき(定常状態ともいう)の接触角を接触角測定装置(協和界面社製自動接触角計DM−501)にて測定する。ここで、25℃における粘度が500cP以下の造粒剤を用いる場合には25℃における値を、25℃における粘度が500cPより大きい造粒剤を用いる場合には、粘度が500cP以下となる温度まで加温した温度における接触角θの測定値とする。
<Measurement method of contact angle θ with carbon material>
1.2 μl of granulating agent is dropped on the surface of HOPG, and the contact angle is measured when the wet spread converges and the rate of change of the contact angle θ per second becomes 3% or less (also called steady state). Measure with an apparatus (automatic contact angle meter DM-501 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Here, when a granulator having a viscosity at 25 ° C. of 500 cP or less is used, the value at 25 ° C. is used, and when a granulator having a viscosity at 25 ° C. higher than 500 cP is used, the temperature is up to a temperature at which the viscosity is 500 cP or less. It is the measured value of the contact angle θ at the heated temperature.

さらに、原料炭素材と造粒剤の接触角θが0°に近いほど、γcosθ値が大きくなるため、炭素材粒子間の液架橋付着力が増大し、炭素材粒子同士がより強固に付着することが可能となる。従って、前記造粒剤の炭素材との接触角θは85°以下であることがより好ましく、80°以下であることが更に好ましく、50°以下であることがこと更に好ましく、30°以下であることが特に好ましく、20°以下であることが最も好ましい。 Further, as the contact angle θ between the raw material carbon material and the granulating agent is closer to 0 °, the γcos θ value becomes larger, so that the liquid cross-linking adhesive force between the carbon material particles increases, and the carbon material particles adhere to each other more firmly. It becomes possible. Therefore, the contact angle θ of the granulator with the carbon material is more preferably 85 ° or less, further preferably 80 ° or less, further preferably 50 ° or less, and 30 ° or less. It is particularly preferable that the temperature is 20 ° or less, and most preferably 20 ° or less.

表面張力γが大きい造粒剤を使用することによっても、γcosθ値が大きくなり炭素材粒子の付着力は向上するため、γは好ましくは0以上、より好ましくは15以上、更に好ましくは30以上である。 By using a granulating agent having a large surface tension γ, the γcosθ value becomes large and the adhesive force of the carbon material particles is improved. Therefore, the γ is preferably 0 or more, more preferably 15 or more, still more preferably 30 or more. is there.

また、粒子の移動に伴う液橋の伸びに対する抵抗成分として粘性力が働き、その大きさは粘度に比例する。このため、原料黒鉛を造粒する造粒工程時において液体であれば造粒剤の粘度は特段限定されないが、造粒工程時において1cP以上であることが好ましい。また造粒剤の、25℃における粘度が1cP以上100000cP以下であることが好ましく、5cP以上10000cP以下であることがより好ましく、10cP以上8000cP以下であることが更に好ましく、50cP以上6000cP以下であることが特に好ましい。粘度が上記範囲内にあると、原料炭素材を造粒する際に、ローターやケーシングとの衝突などの衝撃力による付着粒子の脱離を妨ぐことが可能となる。 In addition, a viscous force acts as a resistance component against the elongation of the liquid bridge due to the movement of particles, and its size is proportional to the viscosity. Therefore, the viscosity of the granulating agent is not particularly limited as long as it is a liquid in the granulation step of granulating the raw material graphite, but it is preferably 1 cP or more in the granulation step. Further, the viscosity of the granulating agent at 25 ° C. is preferably 1 cP or more and 100,000 cP or less, more preferably 5 cP or more and 10000 cP or less, further preferably 10 cP or more and 8000 cP or less, and 50 cP or more and 6000 cP or less. Is particularly preferable. When the viscosity is within the above range, it is possible to prevent the adhered particles from being detached due to an impact force such as collision with the rotor or the casing when granulating the raw material carbon material.

さらに、本発明で用いる造粒剤は、有機溶剤を含む場合、有機溶剤の内、少なくとも1種は引火点を有さない、あるいは引火点を有する場合は引火点が5℃以上のものである。これにより、続く第3工程における原料炭素材を造粒する際に、衝撃や発熱に誘発される有機化合物の引火、火災、及び爆発の危険を防止することができるため、安定的に効率良く製造を実施することが出来る。 Further, when the granulating agent used in the present invention contains an organic solvent, at least one of the organic solvents does not have a flash point, or when it has a flash point, the flash point is 5 ° C. or higher. .. As a result, it is possible to prevent the risk of ignition, fire, and explosion of the organic compound induced by impact or heat generation when granulating the raw material carbon material in the subsequent third step, so that the production is stable and efficient. Can be carried out.

本発明で用いる造粒剤としては、例えば、コールタール、石油系重質油、流動パラフィンなどのパラフィン系オイルやオレフィン系オイルやナフテン系オイルや芳香族系オイルなどの合成油、植物系油脂類や動物系脂肪族類やエステル類や高級アルコール類などの天然油、引火点21℃以上の溶媒中に樹脂バインダを溶解させた樹脂バインダ溶液などの有機化合物、水などの水系溶媒、及びそれらの混合物などが挙げられる。樹脂バインダとしては、公知のものを使用することができる。例えば、エチルセルロース、メチルセルロース、及びそれらの塩等のセルロース系の樹脂バインダ、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリアクリル酸、及びそれらの塩等のアクリル系の樹脂バインダ、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のメタクリル系の樹脂バインダ、フェノール樹脂バインダ等を使用することができる。以上の中でも、コールタール、石油系重質油、流動パラフィンなどのパラフィン系オイル、芳香族系オイルが、球形化度が高く微粉が少ない負極材を製造できるため好ましい。 Examples of the granulating agent used in the present invention include paraffin-based oils such as coal tar, petroleum-based heavy oil, and liquid paraffin, synthetic oils such as olefin-based oils, naphthen-based oils, and aromatic oils, and vegetable-based oils and fats. Natural oils such as animal aliphatics, esters and higher alcohols, organic compounds such as resin binder solutions in which a resin binder is dissolved in a solvent with a ignition point of 21 ° C or higher, aqueous solvents such as water, and their products. Examples include mixtures. As the resin binder, known ones can be used. For example, cellulose-based resin binders such as ethyl cellulose, methyl cellulose, and salts thereof, polymethyl acrylates, polyethyl acrylates, polybutyl acrylates, polyacrylic acids, and acrylic resin binders such as salts thereof, polymethyl methacrylate, and the like. A methacrylic resin binder such as polyethyl methacrylate or polybutyl methacrylate, a phenol resin binder, or the like can be used. Among the above, coal tar, petroleum-based heavy oil, paraffin-based oil such as liquid paraffin, and aromatic-based oil are preferable because they can produce a negative electrode material having a high degree of spheroidization and a small amount of fine powder.

造粒剤としては、効率よく除去が可能であり、容量や入出力特性や保存・サイクル特性などの電池特性への悪影響を与えることが無い性状のものが好ましい。具体的には、不活性雰囲気下700℃に加熱した時に通常50%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上、更に好ましくは99%以上、特に好ましくは99.9%以上重量減少するものを適宜選択することが出来る。 The granulating agent preferably has properties that can be efficiently removed and do not adversely affect battery characteristics such as capacity, input / output characteristics, storage / cycle characteristics, and the like. Specifically, when heated to 700 ° C. in an inert atmosphere, the weight is usually reduced by 50% or more, preferably 80% or more, more preferably 95% or more, still more preferably 99% or more, and particularly preferably 99.9% or more. You can select what you want to do.

原料炭素材と造粒剤を混合する方法として、例えば、原料炭素材と造粒剤とをミキサーやニーダーを用いて混合する方法や、有機化合物を低粘度希釈溶媒に溶解させた造粒剤と原料炭素材を混合した後に該希釈溶媒を除去する方法等が挙げられる。また、続く第3工程にて原料炭素材を造粒する際に、造粒装置に造粒剤と原料炭素材とを投入して、原料炭素材と造粒剤を混合する工程と造粒する工程とを同時に行う方法も挙げられる。 As a method of mixing the raw material carbon material and the granulating agent, for example, a method of mixing the raw material carbon material and the granulating agent using a mixer or a kneader, or a granulating agent in which an organic compound is dissolved in a low-viscosity dilution solvent. Examples thereof include a method of removing the diluting solvent after mixing the raw material carbon material. Further, when the raw material carbon material is granulated in the subsequent third step, the granulating agent and the raw material carbon material are put into the granulating apparatus, and the raw material carbon material and the granulating agent are mixed and granulated. There is also a method of performing the process at the same time.

造粒剤の添加量は、原料炭素材100重量部に対して好ましくは0.1重量部以上、より好ましくは1重量部以上、更に好ましくは3重量部以上、より更に好ましくは6重量部以上、こと更に好ましくは10重量部以上、特に好ましくは12重量部以上、最も好ましくは15重量部以上であり、好ましくは1000重量部以下、より好ましくは100重量部以下、更に好ましくは80重量部以下、特に好ましくは50重量部以下、最も好ましくは20重量部以下である。上記範囲内にあると、粒子間付着力の低下による球形化度の低下や、装置への原料炭素材の付着による生産性の低下といった問題が生じ難くなる。 The amount of the granulating agent added is preferably 0.1 part by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, still more preferably 3 parts by weight or more, still more preferably 6 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the raw material carbon material. More preferably 10 parts by weight or more, particularly preferably 12 parts by weight or more, most preferably 15 parts by weight or more, preferably 1000 parts by weight or less, more preferably 100 parts by weight or less, still more preferably 80 parts by weight or less. , Especially preferably 50 parts by weight or less, and most preferably 20 parts by weight or less. If it is within the above range, problems such as a decrease in the degree of spheroidization due to a decrease in the adhesive force between particles and a decrease in productivity due to the adhesion of the raw material carbon material to the apparatus are less likely to occur.

(第3工程)原料炭素材を造粒する工程
本発明は、少なくとも衝撃、圧縮、摩擦、及びせん断力のいずれかの力学的エネルギーを付与して原料炭素材を造粒する工程により製造されることが好ましい。この工程に用いる装置としては、例えば、衝撃力を主体に、原料炭素材の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を繰り返し与える装置を用いることができる。
(Third step) Step of granulating the raw material carbon material The present invention is produced by a step of granulating the raw material carbon material by applying at least one of mechanical energy of impact, compression, friction, and shearing force. Is preferable. As an apparatus used in this step, for example, an apparatus can be used in which mechanical actions such as compression, friction, and shearing force including the interaction of raw material carbon materials are repeatedly applied mainly to an impact force.

具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された原料炭素材に対して衝撃、圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、表面処理を行なう装置が好ましい。また、原料炭素材を循環させることによって機械的作用を繰り返し与える機構を有するものであるのが好ましい。
このような装置としては、例えば、ハイブリダイゼーションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロン、クリプトロンオーブ(アーステクニカ社製)、CFミル(宇部興産社製)、メカノフュージョンシステム、ノビルタ、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)、COMPOSI(日本コークス工業製)等が挙げられる。これらの中で、奈良機械製作所社製のハイブリダイゼーションシステムが好ましい。
Specifically, it has a rotor with a large number of blades installed inside the casing, and by rotating the rotor at high speed, it is a machine that impacts, compresses, frictions, shears, etc. with respect to the raw material carbon material introduced inside. A device that gives a specific action and performs surface treatment is preferable. Further, it is preferable that the material has a mechanism for repeatedly giving a mechanical action by circulating the raw material carbon material.
Examples of such a device include a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), a cryptron, a cryptron orb (manufactured by EarthTechnica Co., Ltd.), a CF mill (manufactured by Ube Industries, Ltd.), a mechanofusion system, a novirta, and a faculty (manufactured by Ube Industries, Ltd.). Examples include Hosokawa Micron Co., Ltd.), Theta Composer (manufactured by Tokuju Kosakusho Co., Ltd.), COMPOSI (manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.), and the like. Of these, a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. is preferable.

前記装置を用いて処理する場合、例えば、回転するローターの周速度は好ましくは30m/秒以上、より好ましくは50m/秒以上、更に好ましくは60m/秒以上、特に好ましくは70m/秒以上、最も好ましくは80m/秒以上であり、好ましくは100m/秒以下である。上記範囲内であると、より効率的に球形化と同時に微粉の母材への付着や母材による内包を行うことができるため好ましい。
また、原料炭素材に機械的作用を与える処理は、単に原料炭素材を通過させるだけでも可能であるが、原料黒鉛を30秒以上、装置内を循環又は滞留させて処理するのが好ましく、より好ましくは1分以上、更に好ましくは3分以上、特に好ましくは5分以上、装置内を循環又は滞留させて処理する。
When processing using the above device, for example, the peripheral speed of the rotating rotor is preferably 30 m / sec or more, more preferably 50 m / sec or more, still more preferably 60 m / sec or more, particularly preferably 70 m / sec or more, most preferably. It is preferably 80 m / sec or more, and preferably 100 m / sec or less. Within the above range, it is preferable that fine powder can be more efficiently attached to the base material and encapsulated by the base material at the same time as spheroidization.
Further, the treatment of giving a mechanical action to the raw material carbon material can be performed by simply passing the raw material carbon material through, but it is preferable to carry out the treatment by circulating or retaining the raw material graphite in the apparatus for 30 seconds or more. The treatment is carried out by circulating or staying in the apparatus for preferably 1 minute or longer, more preferably 3 minutes or longer, and particularly preferably 5 minutes or longer.

また原料炭素材を造粒する工程においては、原料炭素材を、その他の物質存在下で造粒してもよく、その他の物質としては、例えばリチウムと合金化可能な金属或いはその酸化物、非晶質炭素、及び生コークスなどが挙げられる。原料炭素材以外の物質と併せて造粒することで様々なタイプの粒子構造の非水系二次電池用負極材を製造できる。 Further, in the step of granulating the raw material carbon material, the raw material carbon material may be granulated in the presence of other substances, and the other substances include, for example, a metal that can be alloyed with lithium or an oxide thereof, or a non-carbon material. Crystalline carbon, raw coke and the like can be mentioned. By granulating together with a substance other than the raw material carbon material, it is possible to manufacture a negative electrode material for a non-aqueous secondary battery having various types of particle structures.

また、原料炭素材や造粒剤や上記その他の物質は上記装置内に全量投入してもよく、分けて逐次投入してもよく、連続投入してもよい。また、原料炭素材や造粒剤や上記その他の物質は上記装置内に同時に投入してもよく、混合して投入してもよく、別々に投入してもよい。原料炭素材と造粒剤と上記その他の物質を同時に混合してもよいし、原料炭素材と造粒剤を混合したものに上記その他の物質を添加してもよいし、その他の物質と造粒剤を混合したものに原料炭素材を添加してもよい。粒子設計に併せて、別途適切なタイミングで添加・混合することができる。 Further, the raw material carbon material, the granulating agent, and the other substances may be all charged into the apparatus, may be separately charged sequentially, or may be continuously charged. Further, the raw material carbon material, the granulating agent, and the other substances may be charged into the apparatus at the same time, mixed, or separately. The raw material carbon material, the granulating agent and the above-mentioned other substances may be mixed at the same time, the above-mentioned other substances may be added to the mixture of the raw material carbon material and the granulating agent, or the raw material carbon material and the granulating agent may be mixed with the other substances. The raw material carbon material may be added to the mixture of granules. It can be added and mixed separately at an appropriate timing according to the particle design.

(第4工程)造粒炭素材に、さら造粒炭素材より結晶性が低い炭素質物を添着する工

本発明では、造粒炭素材に、さらに造粒炭素材より結晶性が低い炭素質物を添着する工
程を有する。この工程によれば、電解液との副反応抑制や、急速充放電性の向上できる負
極材を得ることができる。
造粒炭素材に、さらに造粒炭素材より結晶性が低い炭素質物を添着した複合炭素材を「
炭素質物複合炭素材」と呼ぶことがある)。
(Fourth step) granulation carbon material, the granulated carbon material than crystallinity step present invention for impregnating a low carbonaceous material to further, granulating the carbonaceous material, further low crystallinity carbonaceous material than granulating the carbonaceous material It has a process of adhering. According to this step, it is possible to obtain a negative electrode material capable of suppressing side reactions with the electrolytic solution and improving rapid charge / discharge performance.
A composite carbon material in which a carbonaceous material with lower crystallinity than the granulated carbon material is added to the granulated carbon material is used.
It is sometimes called "carbonaceous composite carbon material").

造粒炭素材への炭素質物添着処理は炭素質物となる有機化合物と、造粒炭素材を混合し、非酸化性雰囲気下、好ましくは窒素、アルゴン、二酸化炭素などの流通下に加熱して、有機化合物を炭素化又は黒鉛化させる処理である。 In the treatment of adhering the carbonaceous material to the granulated carbon material, the organic compound to be the carbonaceous material and the granulated carbon material are mixed and heated in a non-oxidizing atmosphere, preferably under the circulation of nitrogen, argon, carbon dioxide, etc. It is a process of carbonizing or graphitizing an organic compound.

炭素質物となる具体的な有機化合物としては、軟質ないし硬質の種々のコールタールピッチや石炭液化油などの炭素系重質油、原油の常圧又は減圧蒸留残渣油などの石油系重質油、ナフサ分解によるエチレン製造の副生物である分解系重質油など種々のものを用いることができる。
また、分解系重質油を熱処理することで得られるエチレンタールピッチ、FCCデカントオイル、アシュランドピッチなどの熱処理ピッチ等を挙げることができる。さらにポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等のビニル系高分子と3−メチルフェノールホルムアルデヒド樹脂、3,5−ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹脂等の置換フェノール樹脂、アセナフチレン、デカシクレン、アントラセンなどの芳香族炭化水素、フェナジンやアクリジンなどの窒素環化合物、チオフェンなどのイオウ環化合物などを挙げることができる。また、固相で炭素化を進行させる有機化合物としては、セルロースなどの天然高分子、ポリ塩化ビニリデンやポリアクリロニトリルなどの鎖状ビニル樹脂、ポリフェニレン等の芳香族系ポリマー、フルフリルアルコール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂等熱硬化性樹脂やフルフリルアルコールのような熱硬化性樹脂原料などを挙げることができる。これらの中でも石油系重質油が好ましい。
Specific organic compounds to be carbonaceous substances include various soft to hard coal tar pitches, carbon-based heavy oils such as coal liquefaction oil, and petroleum-based heavy oils such as crude oil at normal pressure or vacuum distillation residue oil. Various substances such as decomposition heavy oil, which is a by-product of ethylene production by naphtha decomposition, can be used.
Further, heat treatment pitches such as ethylene tar pitch, FCC decant oil, and Ashland pitch obtained by heat-treating the cracked heavy oil can be mentioned. Further, vinyl-based polymers such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl butyral, and polyvinyl alcohol, substituted phenol resins such as 3-methylphenol formaldehyde resin and 3,5-dimethylphenol formaldehyde resin, and aromatics such as acenaphthylene, decacyclene, and anthracene. Examples thereof include hydrocarbons, nitrogen ring compounds such as phenadine and acrydin, and sulfur ring compounds such as thiophene. Examples of organic compounds that promote carbonization in the solid phase include natural polymers such as cellulose, chain vinyl resins such as polyvinylidene chloride and polyacrylonitrile, aromatic polymers such as polyphenylene, furfuryl alcohol resins, and phenols. Examples thereof include thermosetting resins such as formaldehyde resin and imide resin, and thermosetting resin raw materials such as furfuryl alcohol. Of these, petroleum-based heavy oils are preferable.

加熱温度(焼成温度)は混合物の調製に用いた有機化合物により異なるが、通常は800℃以上、好ましくは900℃以上、より好ましくは950℃以上に加熱して十分に炭素化又は黒鉛化させる。加熱温度の上限は有機化合物の炭化物が、天然黒鉛の結晶構造と同等の結晶構造に達しない温度であり、通常は高くても3500℃である。加熱温度の上限は3000℃、好ましくは2000℃、より好ましくは1500℃に止めるのが好ましい。 The heating temperature (calcination temperature) varies depending on the organic compound used for preparing the mixture, but is usually heated to 800 ° C. or higher, preferably 900 ° C. or higher, more preferably 950 ° C. or higher to sufficiently carbonize or graphitize. The upper limit of the heating temperature is a temperature at which the carbide of the organic compound does not reach a crystal structure equivalent to the crystal structure of natural graphite, and is usually at most 3500 ° C. The upper limit of the heating temperature is preferably 3000 ° C., preferably 2000 ° C., more preferably 1500 ° C.

上述したような処理を行った後、次いで解砕及び/又は粉砕処理を施すことにより、炭素質物複合炭素材とすることができる。
形状は任意であるが、平均粒径は、通常2〜50μmであり、5〜35μmが好ましく、特に8〜30μmである。上記粒径範囲となるよう、必要に応じて、解砕及び/又は粉砕及び/又は分級を行う。
炭素質物複合炭素材中の炭素質物の含有量は、原料となる造粒炭素材に対して、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.3%以上、特に好ましくは0.7質量%以上であり、また前記含有量は、通常20質量%以下、好ましくは15質量%以下、更に好ましくは10質量%以下、特に好ましくは7質量%以下、最も好ましくは5質量%以下である。
After the above-mentioned treatment, it can be crushed and / or crushed to obtain a carbonaceous composite carbon material.
The shape is arbitrary, but the average particle size is usually 2 to 50 μm, preferably 5 to 35 μm, and particularly 8 to 30 μm. Crush and / or crush and / or classify as necessary so as to have the above particle size range.
The content of the carbonaceous material in the carbonaceous material composite carbon material is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.3% or more with respect to the granulated carbon material as a raw material. , Especially preferably 0.7% by mass or more, and the content is usually 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less, particularly preferably 7% by mass or less, most preferably. Is 5% by mass or less.

炭素質物複合炭素材中の炭素質物の含有量が多すぎると、非水系二次電池において高容量を達成する為に十分な圧力で圧延を行った場合に、負極材にダメージが与えられて材料破壊が起こり、初期サイクル時充放電不可逆容量の増大、初期効率の低下を招く傾向がある。
一方、含有量が小さすぎると、被覆による効果が得られにくくなる傾向がある。
If the content of carbonaceous material in the carbonaceous material composite carbon material is too high, the negative electrode material will be damaged when rolling with sufficient pressure to achieve high capacity in a non-aqueous secondary battery. Destruction tends to occur, leading to an increase in irreversible charge / discharge capacity during the initial cycle and a decrease in initial efficiency.
On the other hand, if the content is too small, it tends to be difficult to obtain the effect of coating.

また、炭素質物複合炭素材中の炭素質物の含有量は、下記式のように材料焼成前後のサンプル質量より算出できる。なおこのとき、造粒炭素材の焼成前後質量変化はないものとして計算する。 In addition, the content of carbonaceous material in the carbonaceous material composite carbon material can be calculated from the sample mass before and after firing the material as shown in the following formula. At this time, it is calculated assuming that there is no change in mass of the granulated carbon material before and after firing.

炭素質物の含有量(質量%)=[(w2−w1)/w1]×100
(w1を造粒炭素材の質量(kg)、w2を炭素質物複合炭素材の質量(kg)とする)
Carbon substance content (mass%) = [(w2-w1) / w1] × 100
(W1 is the mass of the granulated carbon material (kg), and w2 is the mass of the carbonaceous composite carbon material (kg))

(その他の工程)
本発明では、必要に応じて、他の工程を第1工程〜第4工程の前後もしくは間に適宜行っても良い。
・造粒剤を除去する工程
本発明においては、前記造粒剤を除去する工程を有していてもよい。造粒剤を除去する方法としては、例えば、溶剤により洗浄する方法や、熱処理により造粒剤を揮発・分解除去する方法が挙げられる。
熱処理温度は、好ましくは60℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは200℃以上、より更に好ましくは300℃以上、特に好ましくは400℃以上、最も好ましくは500℃であり、好ましくは1500℃以下、より好ましくは1000℃以下、更に好ましくは800℃以下である。上記範囲内にあると、十分に造粒剤を揮発・分解除去でき生産性を向上できる。
(Other processes)
In the present invention, other steps may be appropriately performed before, after, or between the first step to the fourth step, if necessary.
-Step of removing the granulating agent In the present invention, there may be a step of removing the granulating agent. Examples of the method for removing the granulating agent include a method of cleaning with a solvent and a method of volatilizing / decomposing and removing the granulating agent by heat treatment.
The heat treatment temperature is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, still more preferably 200 ° C. or higher, still more preferably 300 ° C. or higher, particularly preferably 400 ° C. or higher, most preferably 500 ° C. or higher, and preferably 1500 ° C. ° C. or lower, more preferably 1000 ° C. or lower, still more preferably 800 ° C. or lower. If it is within the above range, the granulating agent can be sufficiently volatilized, decomposed and removed, and the productivity can be improved.

熱処理時間は、好ましくは0.5〜48時間、より好ましくは1〜40時間、更に好ましくは2〜30時間、特に好ましくは3〜24時間である。上記範囲内にあると、十分に造粒剤を揮発・分解除去でき生産性を向上できる。 The heat treatment time is preferably 0.5 to 48 hours, more preferably 1 to 40 hours, still more preferably 2 to 30 hours, and particularly preferably 3 to 24 hours. If it is within the above range, the granulating agent can be sufficiently volatilized, decomposed and removed, and the productivity can be improved.

熱処理の雰囲気は、大気雰囲気などの活性雰囲気、もしくは、窒素雰囲気やアルゴン雰囲気などの不活性雰囲気があげられ、200℃〜300℃で熱処理する場合には特段制限はないが、300℃以上で熱処理を行う場合には、炭素材表面の酸化を防止する観点で、窒素雰囲気やアルゴン雰囲気などの不活性雰囲気が好ましい。 The heat treatment atmosphere may be an active atmosphere such as an air atmosphere or an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere. The heat treatment is not particularly limited when the heat treatment is performed at 200 ° C to 300 ° C, but the heat treatment is performed at 300 ° C or higher. From the viewpoint of preventing the surface of the carbon material from being oxidized, an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere is preferable.

・造粒炭素材を高純度化する工程
本発明においては、造粒炭素材を高純度化する工程を有していてもよい。造粒炭素材を高純度化する方法としては、硝酸や塩酸を含む酸処理を行う方法が挙げられ、活性の高い硫黄元となりうる硫酸塩を系内に導入することなく炭素材中の金属、金属化合物、無機化合物などの不純物を除去できるため好ましい。
なお、上記酸処理は、硝酸や塩酸を含む酸を用いればよく、その他の酸、例えば、臭素酸、フッ酸、ホウ酸あるいはヨウ素酸などの無機酸、または、クエン酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸、トリクロロ酢酸あるいはトリフルオロ酢酸などの有機酸を適宜混合した酸を用いることもできる。好ましくは濃フッ酸、濃硝酸、濃塩酸であり、より好ましくは濃硝酸、濃塩酸である。なお、本発明において硫酸にて黒鉛を処理してもよいが、本発明の効果や物性を損なわない程度の量と濃度にて用いることとする。
-Step of purifying the granulated carbon material In the present invention, there may be a step of purifying the granulated carbon material. Examples of a method for purifying the granulated carbon material include an acid treatment containing nitric acid and hydrochloric acid, which is a metal in the carbon material without introducing a sulfate which can be a highly active sulfur source into the system. It is preferable because impurities such as metal compounds and inorganic compounds can be removed.
For the above acid treatment, an acid containing nitric acid or hydrochloric acid may be used, and other acids such as bromine acid, hydrofluoric acid, boric acid or iodic acid, or citric acid, formic acid, acetic acid and shu An acid in which an organic acid such as an acid, trichloroacetic acid or trifluoroacetic acid is appropriately mixed can also be used. Concentrated hydrofluoric acid, concentrated nitric acid and concentrated hydrochloric acid are preferable, and concentrated nitric acid and concentrated hydrochloric acid are more preferable. In the present invention, graphite may be treated with sulfuric acid, but it is used in an amount and concentration that does not impair the effects and physical characteristics of the present invention.

酸を複数用いる場合、例えば、フッ酸、硝酸、塩酸の組み合わせが、上記不純物を効率良く除去できるため好ましい。上記のように酸の種類を組み合わせた場合の混合酸の混合比率は、最も少ないものが通常10質量%以上、好ましくは20質量%以上、より好ましくは、25質量%以上である。上限は、全て等量混合した値である(100質量%/酸の種類で表される)。 When a plurality of acids are used, for example, a combination of hydrofluoric acid, nitric acid, and hydrochloric acid is preferable because the above impurities can be efficiently removed. When the types of acids are combined as described above, the mixing ratio of the mixed acids is usually 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more. The upper limit is a value that is a mixture of all equal amounts (represented by 100% by mass / type of acid).

酸処理における黒鉛と酸の混合比率(質量比率)は、通常100:10以上、好ましく
は100:20以上、より好ましくは、100:30以上、更に好ましくは、100:40以上であり、また100:1000以下、好ましくは100:500以下、より好ましくは100:300以下である。
The mixing ratio (mass ratio) of graphite and acid in the acid treatment is usually 100:10 or more, preferably 100:20 or more, more preferably 100:30 or more, still more preferably 100:40 or more, and 100. : 1000 or less, preferably 100: 500 or less, more preferably 100: 300 or less.

酸処理は、炭素材を前記のような酸性溶液に浸漬することにより行われる。浸漬時間は、通常0.5〜48時間、好ましくは1〜40時間、より好ましくは2〜30、更に好ましくは、3〜24時間である。
浸漬温度は、通常25℃以上、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは、60℃以上である。水系の酸を用いる場合の理論上限は水の沸点である100℃である。
The acid treatment is performed by immersing the carbon material in the acidic solution as described above. The immersion time is usually 0.5 to 48 hours, preferably 1 to 40 hours, more preferably 2 to 30, and even more preferably 3 to 24 hours.
The immersion temperature is usually 25 ° C. or higher, preferably 40 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, still more preferably 60 ° C. or higher. When an aqueous acid is used, the theoretical upper limit is 100 ° C., which is the boiling point of water.

酸洗浄により残った酸分を除去し、pHを弱酸性から中性域にまで上昇させる目的で、更に水洗浄を実施することが好ましい。例えば、前記処理黒鉛のpHが、通常3以上、好ましくは3.5以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは4.5以上であれば、水で洗浄することは省略できるし、もし上記範囲でなければ、必要に応じて水で洗浄することが好ましい。洗浄する水は、イオン交換水や蒸留水を用いることが、洗浄効率の向上、不純物混入防止の観点から好ましい。水中のイオン量の指標となる比抵抗が、通常0.1MΩ・cm以上、好ましくは1MΩ・cm以上、より好ましくは、更に好ましくは10MΩ・cm以上、である。25℃での理論上限は18.24MΩ・cmである。 It is preferable to carry out further water washing for the purpose of removing the acid content remaining by the acid washing and raising the pH from weakly acidic to the neutral range. For example, if the pH of the treated graphite is usually 3 or more, preferably 3.5 or more, more preferably 4 or more, still more preferably 4.5 or more, washing with water can be omitted, and if the above range If not, it is preferable to wash with water if necessary. It is preferable to use ion-exchanged water or distilled water as the cleaning water from the viewpoint of improving cleaning efficiency and preventing impurities from being mixed. The specific resistance, which is an index of the amount of ions in water, is usually 0.1 MΩ · cm or more, preferably 1 MΩ · cm or more, more preferably 10 MΩ · cm or more. The theoretical upper limit at 25 ° C. is 18.24 MΩ · cm.

水で洗浄する、つまり前記処理黒鉛と水とを撹拌する時間は、通常0.5〜48時間、好ましくは1〜40時間、より好ましくは2〜30時間、更に好ましくは、3〜24時間である。
前記処理炭素材と水との混合割合は、通常100:10以上、好ましくは100:30以上、より好ましくは、100:50以上、更に好ましくは、100:100以上であり、また100:1000以下、好ましくは100:700以下、より好ましくは100:500以下、更に好ましくは100:400以下である。
The time for washing with water, that is, stirring the treated graphite and water is usually 0.5 to 48 hours, preferably 1 to 40 hours, more preferably 2 to 30 hours, still more preferably 3 to 24 hours. is there.
The mixing ratio of the treated carbon material and water is usually 100:10 or more, preferably 100:30 or more, more preferably 100:50 or more, still more preferably 100: 100 or more, and 100: 1000 or less. , Preferably 100: 700 or less, more preferably 100: 500 or less, still more preferably 100: 400 or less.

撹拌温度は、通常25℃以上、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは、60℃以上である。上限は水の沸点である100℃である。また、水洗浄処理をバッチ式にて行う場合は、純水中での攪拌−ろ過の処理工程を複数回繰り返して洗浄行うことが不純物・酸分除去の観点から好ましい。上記処理は、上述した処理炭素材のpHが上記範囲になるように繰り返し行ってもよい。通常、1回以上、好ましくは2回以上、より好ましくは、3回以上である。 The stirring temperature is usually 25 ° C. or higher, preferably 40 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, still more preferably 60 ° C. or higher. The upper limit is 100 ° C., which is the boiling point of water. When the water cleaning treatment is performed in a batch manner, it is preferable to repeat the stirring-filtration treatment step in pure water a plurality of times for cleaning from the viewpoint of removing impurities and acids. The above treatment may be repeated so that the pH of the above-mentioned treated carbon material is within the above range. Usually, it is once or more, preferably twice or more, and more preferably three times or more.

上述したように処理を施すことにより、得られた炭素材の廃水イオン濃度が、通常200ppm以下、好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下、更に好ましくは30ppm以下、また通常1ppm以上、好ましくは2ppm以上、より好ましくは3ppm以上、更に好ましくは4ppm以上となる。 By performing the treatment as described above, the wastewater ion concentration of the obtained carbon material is usually 200 ppm or less, preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, further preferably 30 ppm or less, and usually 1 ppm or more, preferably 2 ppm. As mentioned above, it is more preferably 3 ppm or more, still more preferably 4 ppm or more.

・造粒炭素材を熱処理する工程
本発明においては、造粒炭素材の不安定炭素量や結晶性を調整するため、熱処理する工程を有していてもよい。
上述の造粒処理を施す場合には炭素材粒子表面の不安低炭素量が増大しすぎる場合があり、熱処理を行なうことによって、不安低炭素量を適度に少なくすることができる。
熱処理時の温度条件は特に制限されないが、目的とする結晶化度の程度に応じて、通常300℃以上、好ましくは500℃、更に好ましくは700℃、特に好ましくは800℃以上、また、通常2000℃以下、好ましくは1500℃以下、特に好ましくは1200℃以下の範囲である。上記温度条件であると、炭素材粒子表面の結晶性を適度に高めることができる。
また、造粒炭素材として結晶性が低い炭素材を含有する場合、放電容量を大きくすること目的とし、本工程において結晶性の低い炭素材を黒鉛化して結晶性を高めることが出来る。熱処理時の温度条件は特に制限されないが、目的とする結晶化度の程度に応じて、通常600℃以上、好ましくは900℃、更に好ましくは1600℃、特に好ましくは2500℃以上、また、通常3200℃以下、好ましくは3100℃以下の範囲である。上記温度条件であると、炭素材粒子表面の結晶性を高めることができる。
熱処理を行なう時に、温度条件を上記範囲に保持
する保持時間は特に制限されないが、通常10秒より長時間であり、72時間以下である。
熱処理は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、又は、原料黒鉛から発生するガスによる非酸化性雰囲気下で行なう。熱処理に用いる装置としては特に制限はないが、例えば、シャトル炉、トンネル炉、電気炉、リードハンマー炉、ロータリーキルン、直接通電炉、アチソン炉、抵抗加熱炉、誘導加熱炉等を用いることができる。
-Step of heat-treating the granulated carbon material In the present invention, a step of heat-treating may be provided in order to adjust the unstable carbon amount and crystallinity of the granulated carbon material.
When the above-mentioned granulation treatment is performed, the anxious low carbon amount on the surface of the carbon material particles may increase too much, and the anxious low carbon amount can be appropriately reduced by performing the heat treatment.
The temperature conditions during the heat treatment are not particularly limited, but are usually 300 ° C. or higher, preferably 500 ° C., more preferably 700 ° C., particularly preferably 800 ° C. or higher, and usually 2000 ° C., depending on the desired degree of crystallinity. The temperature is in the range of ° C. or lower, preferably 1500 ° C. or lower, particularly preferably 1200 ° C. or lower. Under the above temperature conditions, the crystallinity of the surface of the carbon material particles can be appropriately increased.
Further, when the granulated carbon material contains a carbon material having low crystallinity, it is possible to increase the crystallinity by graphitizing the carbon material having low crystallinity in this step for the purpose of increasing the discharge capacity. The temperature conditions during the heat treatment are not particularly limited, but are usually 600 ° C. or higher, preferably 900 ° C., more preferably 1600 ° C., particularly preferably 2500 ° C. or higher, and usually 3200 ° C., depending on the desired degree of crystallinity. The temperature is in the range of ° C. or lower, preferably 3100 ° C. or lower. Under the above temperature conditions, the crystallinity of the surface of the carbon material particles can be enhanced.
When the heat treatment is performed, the holding time for keeping the temperature condition in the above range is not particularly limited, but is usually longer than 10 seconds and 72 hours or less.
The heat treatment is carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or in a non-oxidizing atmosphere of a gas generated from the raw material graphite. The apparatus used for the heat treatment is not particularly limited, and for example, a shuttle furnace, a tunnel furnace, an electric furnace, a reed hammer furnace, a rotary kiln, a direct energization furnace, an Achison furnace, a resistance heating furnace, an induction heating furnace and the like can be used.

[炭素材料の混合]
また、本発明では、極板の配向性、電解液の浸透性、導電パス等を向上させ、サイクル特性、極版膨れ等の改善を目的とし、前記造粒炭素材とは異なる炭素材料を混合することができる(以下、前記造粒炭素材に、前記造粒炭素材とは異なる炭素材料を混合して得られた炭素材を「混合炭素材」と呼ぶことがある)。
前記炭素材とは異なる炭素材料としては、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、炭素材を炭素質物で被覆した被覆黒鉛、非晶質炭素、金属粒子や金属化合物を含有した炭素材の中から選ばれる材料を用いることができる。これらの材料は、何れかを一種を単独で用いても良く、二種以上を任意の組み合わせ及び組成で併用しても良い。
[Mixing of carbon materials]
Further, in the present invention, for the purpose of improving the orientation of the electrode plate, the permeability of the electrolytic solution, the conductive path, etc., and improving the cycle characteristics, the swelling of the electrode plate, etc., a carbon material different from the granulated carbon material is mixed. (Hereinafter, a carbon material obtained by mixing the granulated carbon material with a carbon material different from the granulated carbon material may be referred to as a "mixed carbon material").
Examples of the carbon material different from the carbon material include natural graphite, artificial graphite, coated graphite in which the carbon material is coated with a carbonaceous material, amorphous carbon, and a material selected from carbon materials containing metal particles and metal compounds. Can be used. Any one of these materials may be used alone, or two or more of these materials may be used in any combination and composition.

天然黒鉛としては、例えば、高純度化した炭素材や球形化した天然黒鉛を用いることができる。本発明でいう高純度化とは、通常、塩酸、硫酸、硝酸、弗酸などの酸中で処理する、若しくは複数の酸処理工程を組み合わせて行なうことにより、低純度天然黒鉛中に含まれる灰分や金属等を溶解除去する操作のことを意味し、通常、酸処理工程の後に水洗処理等を行ない高純度化処理工程で用いた酸分の除去をする。また、酸処理工程の代わりに2000℃以上の高温で処理することにより、灰分や金属等を蒸発、除去しても構わない。また、高温熱処理時に塩素ガス等ハロゲンガス雰囲気で処理することにより灰分や金属等を除去しても構わない。更にまた、これらの手法を任意に組み合わせて用いても良い。 As the natural graphite, for example, a highly purified carbon material or a spherical natural graphite can be used. Purification as used in the present invention usually means ash content contained in low-purity natural graphite by treating with an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, or phosphoric acid, or by performing a combination of a plurality of acid treatment steps. It means an operation of dissolving and removing metal and the like, and usually, the acid content used in the high purification treatment step is removed by performing a water washing treatment or the like after the acid treatment step. Further, ash, metals and the like may be evaporated and removed by treating at a high temperature of 2000 ° C. or higher instead of the acid treatment step. Further, ash, metals and the like may be removed by treating with a halogen gas atmosphere such as chlorine gas at the time of high temperature heat treatment. Furthermore, these methods may be used in any combination.

天然黒鉛の体積基準平均粒径は、通常5μm以上、好ましくは8μm以上、より好ましくは10μm以上、特に好ましくは12μm以上また、通常60μm以下、好ましくは40μm以下、特に好ましくは30μm以下の範囲である。平均粒径がこの範囲であれば、高速充放電特性、工程性が良好となるため好ましい。
天然黒鉛のBET比表面積は、通常1m/g以上、好ましくは2m/g以上、また、通常30m/g以下、好ましくは15m/g以下の範囲である。比表面積がこの範囲であれば、高速充放電特性、工程性が良好となるため好ましい。
また、天然黒鉛のタップ密度は、通常0.6g/cm以上、0.7g/cm以上が好ましく、0.8g/cm以上がより好ましく、0.85g/cm以上が更に好ましい。また、通常1.3g/cm以下、1.2g/cm以下が好ましく、1.1g/cm以下がより好ましい。この範囲であれば高速充放電特性、工程性が良好となるため好ましい。
The volume-based average particle size of natural graphite is usually in the range of 5 μm or more, preferably 8 μm or more, more preferably 10 μm or more, particularly preferably 12 μm or more, and usually 60 μm or less, preferably 40 μm or less, particularly preferably 30 μm or less. .. When the average particle size is in this range, high-speed charge / discharge characteristics and processability are good, which is preferable.
The BET specific surface area of natural graphite is usually in the range of 1 m 2 / g or more, preferably 2 m 2 / g or more, and usually 30 m 2 / g or less, preferably 15 m 2 / g or less. When the specific surface area is in this range, high-speed charge / discharge characteristics and processability are good, which is preferable.
The tap density of natural graphite is usually 0.6 g / cm 3 or more, 0.7 g / cm 3 or more, more preferably 0.8 g / cm 3 or more, and even more preferably 0.85 g / cm 3 or more. Further, usually 1.3 g / cm 3 or less, 1.2 g / cm 3 or less is preferable, and 1.1 g / cm 3 or less is more preferable. Within this range, high-speed charge / discharge characteristics and processability are good, which is preferable.

人造黒鉛としては、炭素材を黒鉛化した粒子等が挙げられ、例えば、単一の黒鉛前駆体粒子を粉状のまま焼成、黒鉛化した粒子や、複数の黒鉛前駆体粒子を成形し焼成、黒鉛化し解砕した造粒粒子などを用いることができる。
人造黒鉛の体積基準平均粒径は、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、また、通
常60μm以下、好ましくは40μm、更に好ましくは30μm以下の範囲である。この範囲であれば、極板膨れの抑制や工程性が良好となるため好ましい。
人造黒鉛のBET比表面積は、通常0.5m/g以上、好ましくは1.0m/g以上、また、通常8m/g以下、好ましくは6m/g以下、更に好ましくは4m2/g以下の範囲である。この範囲であれば、極板膨れの抑制や工程性が良好となるため好ましい。
Examples of artificial graphite include particles obtained by graphitizing a carbon material. For example, single graphite precursor particles are calcined in the form of powder, graphitized particles, or a plurality of graphite precursor particles are molded and calcined. Graphitized and crushed granulated particles can be used.
The volume-based average particle size of the artificial graphite is usually in the range of 5 μm or more, preferably 10 μm or more, and usually 60 μm or less, preferably 40 μm, and more preferably 30 μm or less. Within this range, swelling of the electrode plate is suppressed and processability is improved, which is preferable.
The BET specific surface area of artificial graphite is usually 0.5 m 2 / g or more, preferably 1.0 m 2 / g or more, and usually 8 m 2 / g or less, preferably 6 m 2 / g or less, more preferably 4 m 2 / g. The range is as follows. Within this range, swelling of the electrode plate is suppressed and processability is improved, which is preferable.

また、人造黒鉛のタップ密度は、通常0.6g/cm以上、0.7g/cm以上が好ましく、0.8g/cm以上がより好ましく、0.85g/cm以上が更に好ましい。また、通常1.5g/cm以下、1.4g/cm以下が好ましく、1.3g/cm以下がより好ましい。この範囲であれば、極板膨れの抑制や工程性が良好となるため好ましい。 The tap density of the artificial graphite is usually 0.6 g / cm 3 or more, 0.7 g / cm 3 or more, more preferably 0.8 g / cm 3 or more, and even more preferably 0.85 g / cm 3 or more. In addition, usually 1.5 g / cm 3 or less, 1.4 g / cm 3 or less is preferable, and 1.3 g / cm 3 or less is more preferable. Within this range, swelling of the electrode plate is suppressed and processability is improved, which is preferable.

炭素材を炭素質物で被覆した被覆黒鉛としては、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛に上述した炭素質物の前駆体である有機化合物を被覆、焼成及び/又は黒鉛化した粒子や、天然黒鉛や人造黒鉛に炭素質物をCVDにより被覆した粒子を用いることができる。 Examples of the coated graphite in which the carbon material is coated with a carbonaceous material include particles obtained by coating, calcining and / or graphitizing an organic compound which is a precursor of the above-mentioned carbonaceous material on natural graphite or artificial graphite, or natural graphite or artificial graphite. Particles coated with a carbonaceous material by CVD can be used.

被覆黒鉛の体積基準平均粒径は、通常5μm以上、好ましくは8μm以上、より好ましくは10μm以上、特に好ましくは12μm以上また、通常60μm以下、好ましくは40μm以下、特に好ましくは30μm以下の範囲である。平均粒径がこの範囲であれば、高速充放電特性、工程性が良好となるため好ましい。
被覆黒鉛のBET比表面積は、通常1m/g以上、好ましくは2m/g以上、更に好ましくは2.5m/g以上、また、通常20m/g以下、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5m/g以下の範囲である。比表面積がこの範囲であれば、高速充放電特性、工程性が良好となるため好ましい。
The volume-based average particle size of the coated graphite is usually in the range of 5 μm or more, preferably 8 μm or more, more preferably 10 μm or more, particularly preferably 12 μm or more, and usually 60 μm or less, preferably 40 μm or less, particularly preferably 30 μm or less. .. When the average particle size is in this range, high-speed charge / discharge characteristics and processability are good, which is preferable.
The BET specific surface area of the coated graphite is usually 1 m 2 / g or more, preferably 2 m 2 / g or more, more preferably 2.5 m 2 / g or more, and usually 20 m 2 / g or less, preferably 10 m 2 / g or less. More preferably, it is in the range of 8 m 2 / g or less, and particularly preferably in the range of 5 m 2 / g or less. When the specific surface area is in this range, high-speed charge / discharge characteristics and processability are good, which is preferable.

また、被覆黒鉛のタップ密度は、通常0.6g/cm以上、0.7g/cm以上が好ましく、0.8g/cm以上がより好ましく、0.85g/cm以上が更に好ましい。また、通常1.3g/cm以下、1.2g/cm以下が好ましく、1.1g/cm以下がより好ましい。タップ密度がこの範囲であれば、高速充放電特性、工程性が良好となるため好ましい。 The tap density of the coated graphite is usually 0.6 g / cm 3 or more, 0.7 g / cm 3 or more, more preferably 0.8 g / cm 3 or more, and even more preferably 0.85 g / cm 3 or more. Further, usually 1.3 g / cm 3 or less, 1.2 g / cm 3 or less is preferable, and 1.1 g / cm 3 or less is more preferable. When the tap density is in this range, high-speed charge / discharge characteristics and processability are good, which is preferable.

非晶質炭素としては、例えば、バルクメソフェーズを焼成した粒子や、易黒鉛化性有機化合物を不融化処理し、焼成した粒子を用いることができる。
非晶質炭素の体積基準平均粒径は、通常5μm以上、好ましくは12μm以上、また、通常60μm以下、好ましくは40μm以下の範囲である。この範囲であれば、高速充放電特性、工程性が良好となるため好ましい。
非晶質炭素のBET比表面積は、通常1m/g以上、好ましくは2m/g以上、更に好ましくは2.5m/g以上、また、通常8m/g以下、好ましくは6m/g以下、更に好ましくは4m/g以下の範囲である。比表面積がこの範囲であれば、高速充放電特性、工程性が良好となるため好ましい。
As the amorphous carbon, for example, particles obtained by calcining bulk mesophase or particles obtained by insolubilizing an easily graphitizing organic compound and calcining can be used.
The volume-based average particle size of amorphous carbon is usually in the range of 5 μm or more, preferably 12 μm or more, and usually 60 μm or less, preferably 40 μm or less. Within this range, high-speed charge / discharge characteristics and processability are good, which is preferable.
BET specific surface area of the amorphous carbon is usually 1 m 2 / g or more, preferably 2m 2 / g or more, more preferably 2.5 m 2 / g or more and usually 8m 2 / g or less, preferably 6 m 2 / The range is g or less, more preferably 4 m 2 / g or less. When the specific surface area is in this range, high-speed charge / discharge characteristics and processability are good, which is preferable.

また、非晶質炭素のタップ密度は、通常0.6g/cm以上、0.7g/cm以上が好ましく、0.8g/cm以上がより好ましく、0.85g/cm以上が更に好ましい。また、通常1.3g/cm以下、1.2g/cm以下が好ましく、1.1g/cm以下がより好ましい。タップ密度がこの範囲であれば、高速充放電特性、工程性が良好となるため好ましい。 The tap density of amorphous carbon is usually 0.6 g / cm 3 or more, 0.7 g / cm 3 or more, more preferably 0.8 g / cm 3 or more, and further preferably 0.85 g / cm 3 or more. preferable. Further, usually 1.3 g / cm 3 or less, 1.2 g / cm 3 or less is preferable, and 1.1 g / cm 3 or less is more preferable. When the tap density is in this range, high-speed charge / discharge characteristics and processability are good, which is preferable.

金属粒子や金属化合物を含有した炭素材は、例えば、Fe、Co、Sb、Bi、Pb、Ni、Ag、Si、Sn、Al、Zr、Cr、P、S、V、Mn、Nb、Mo、Cu、Z
n、Ge、In、Ti等からなる群から選ばれる金属又はその化合物を黒鉛と複合化した材料が挙げられる。用いることができる金属又はその化合物としては、2種以上の金属からなる合金を使用しても良く、金属粒子が、2種以上の金属元素により形成された合金粒子であってもよい。これらの中でも、Si、Sn、As、Sb、Al、Zn及びWからなる群から選ばれる金属又はその化合物が好ましく、中でも好ましくはSi及びSiOxである。この一般式SiOxは、二酸化Si(SiO2)と金属Si(Si)とを原料として得られるが、そのxの値は通常0<x<2であり、好ましくは0.2以上、1.8以下、より好ましくは0.4以上、1.6以下、更に好ましくは0.6以上、1.4以下である。この範囲であれば、高容量であると同時に、Liと酸素との結合による不可逆容量を低減させることが可能となる。
金属粒子の体積基準平均粒径は、サイクル寿命の観点から、通常0.005μm以上、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.02μm以上、更に好ましくは0.03μm以上であり、通常10μm以下、好ましくは9μm以下、より好ましくは8μm以下である。平均粒径がこの範囲であると充放電に伴う体積膨張が低減され、充放電容量を維持しつつ、良好なサイクル特性を得ることができる。
金属粒子のBET比表面積は、通常0.5m/g以上120m/g以下、1m/g以上100m/g以下であることが好ましい。比表面積が前記範囲内であると、電池の充放電効率および放電容量が高く、高速充放電においてリチウムの出し入れが速く、レート特性に優れるので好ましい。
Carbon materials containing metal particles and metal compounds include, for example, Fe, Co, Sb, Bi, Pb, Ni, Ag, Si, Sn, Al, Zr, Cr, P, S, V, Mn, Nb, Mo, Cu, Z
Examples thereof include a metal selected from the group consisting of n, Ge, In, Ti and the like, or a material in which a compound thereof is composited with graphite. As the metal or a compound thereof that can be used, an alloy composed of two or more kinds of metals may be used, and the metal particles may be alloy particles formed by two or more kinds of metal elements. Among these, a metal selected from the group consisting of Si, Sn, As, Sb, Al, Zn and W or a compound thereof is preferable, and Si and SiOx are particularly preferable. This general formula SiOx is obtained by using silicon dioxide (SiO2) and metallic Si (Si) as raw materials, and the value of x is usually 0 <x <2, preferably 0.2 or more and 1.8 or less. , More preferably 0.4 or more and 1.6 or less, still more preferably 0.6 or more and 1.4 or less. Within this range, it is possible to reduce the irreversible capacity due to the combination of Li and oxygen at the same time as having a high capacity.
From the viewpoint of cycle life, the volume-based average particle size of the metal particles is usually 0.005 μm or more, preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.02 μm or more, still more preferably 0.03 μm or more, and usually 10 μm or less. It is preferably 9 μm or less, more preferably 8 μm or less. When the average particle size is in this range, the volume expansion due to charge / discharge is reduced, and good cycle characteristics can be obtained while maintaining the charge / discharge capacity.
The BET specific surface area of the metal particles is usually preferably 0.5 m 2 / g or more and 120 m 2 / g or less, 1 m 2 / g or more and 100 m 2 / g or less. When the specific surface area is within the above range, the charge / discharge efficiency and discharge capacity of the battery are high, lithium is taken in and out quickly in high-speed charge / discharge, and the rate characteristics are excellent, which is preferable.

前記造粒炭素材と前記造粒炭素材とは異なる炭素材料を混合するために用いる装置としては、特に制限はないが、例えば、回転型混合機の場合:円筒型混合機、双子円筒型混合機、二重円錐型混合機、正立方型混合機、鍬形混合機、固定型混合機の場合:螺旋型混合機、リボン型混合機、Muller型混合機、Helical Flight型混合機、
Pugmill型混合機、流動化型混合機等を用いることができる。
The device used for mixing the granulated carbon material and a carbon material different from the granulated carbon material is not particularly limited, but for example, in the case of a rotary mixer: a cylindrical mixer, a twin cylindrical mixer. For machines, double conical mixers, cubic mixers, stag beetle mixers, fixed mixers: spiral mixers, ribbon mixers, Muller mixers, Helical Flit mixers,
A Pugmill type mixer, a fluidization type mixer and the like can be used.

<非水系二次電池用炭素材の物性>
本発明の炭素材は、造粒炭素材の表面に炭素質物を含有し、且つ下記式1の関係を満足するものである。
(式1)
(第1のピークにおけるDTA[μV])/(第2のピークにおけるDTA[μV] )≧
0.4
<Physical characteristics of carbon materials for non-aqueous secondary batteries>
The carbon material of the present invention contains a carbonaceous substance on the surface of the granulated carbon material and satisfies the relationship of the following formula 1.
(Equation 1)
(DTA [μV] at the first peak) / (DTA [μV] at the second peak) ≧
0.4

上記式1で表される関係が満足できない場合、Liイオン挿入脱離サイトが不十分になり、低温入出力特性が低下する傾向がある。なお、上記式(1)の計算に用いる各物性の測定方法については後述する。 If the relationship represented by the above formula 1 is not satisfied, the Li ion insertion / desorption site becomes insufficient, and the low temperature input / output characteristics tend to deteriorate. The method for measuring each physical property used in the calculation of the above formula (1) will be described later.

本発明の炭素材は上記式(1)を満足するものであれば特に制限されない。以下、本発明材の炭素材の好ましい物性を記載する。 The carbon material of the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the above formula (1). Hereinafter, preferable physical properties of the carbon material of the material of the present invention will be described.

・BET比表面積(SA)
本発明の炭素材のBET法により測定した比表面積(SA)は、通常1m/g以上、
好ましくは2m/g以上、より好ましくは2.5m/g以上、更に好ましくは4m
/g以上、最も好ましくは5m/g以上、最も好ましくは6m/g以上である。また
、好ましくは30m/g以下、より好ましくは20m/g以下、更に好ましくは10
/g以下である。比表面積が上記範囲内であると、Liが出入りする部位を十分確保
することができるため高速充放電特性出力特性に優れ、活物質の電解液に対する活性も適
抑えることができるため、初期不可逆容量が大きくならず、高容量電池を製造できる
傾向にある。
・ BET specific surface area (SA)
The specific surface area (SA) of the carbon material of the present invention measured by the BET method is usually 1 m 2 / g or more.
It is preferably 2 m 2 / g or more, more preferably 2.5 m 2 / g or more, still more preferably 4 m 2 or more.
/ G or more, most preferably 5 m 2 / g or more, most preferably 6 m 2 / g or more. Further, preferably 30 m 2 / g or less, more preferably 20 m 2 / g or less, still more preferably 10
It is m 2 / g or less. If the specific surface area is within the above range, excellent high-speed charge-discharge characteristic output characteristics it is possible to sufficiently secure a site where Li is out, since the activity can be suppressed moderately against the electrolyte of the active material, the initial irreversible There is a tendency that high-capacity batteries can be manufactured without increasing the capacity.

また、炭素材を使用して負極を形成した場合の、その電解液との反応性の増加を抑制でき、ガス発生を抑えることができるため、好ましい非水系二次電池を提供することができる。 BET比表面積は、表面積計(例えば大倉理研社製比表面積測定装置「AMS8000」)を用い、炭素材試料に対して窒素流通下100℃、3時間の予備減圧乾燥を行なった後、液体窒素温度まで冷却し、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着BET法によって測定した値として定義する。 Further, when a negative electrode is formed by using a carbon material, an increase in reactivity with the electrolytic solution can be suppressed and gas generation can be suppressed, so that a preferable non-aqueous secondary battery can be provided. The BET specific surface area is determined by using a surface area meter (for example, a specific surface area measuring device "AMS8000" manufactured by Okura Riken Co., Ltd.) to perform preliminary vacuum drying at 100 ° C. for 3 hours under nitrogen flow on a carbon material sample, and then the liquid nitrogen temperature. It is defined as a value measured by the nitrogen adsorption BET method by the gas flow method using a nitrogen helium mixed gas that has been cooled to the above and accurately adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen with respect to the atmospheric pressure is 0.3.

・TG−DTA測定
本発明の炭素材は、TG−DTA測定を実施したとき、得られるDTA(Differential
Thermal Analysis)曲線が、500℃以上1000℃以下の範囲に相対的に低温側の第
1のピークと、相対的に高温側の第2のピークとを有する。500℃以上1000℃以下の範囲に相対的に低温側の第1のピークは、主に低結晶性の炭素質物成分の燃焼に由来するものであると考えられる。また、相対的に高温側の第2のピークは主に造粒炭素材を構成している黒鉛の燃焼に由来するものであると考えられる。本発明の炭素材の第1のピークと第2のピークの比は、従来の黒鉛粒子の表面に炭素質物を含有する炭素材に比べ、第1のピークが高い。これは比表面積が高い、且つ低結晶性の炭素質物成分が十分に存在するためであると考えられる。
よって、本発明の炭素材の第1のピークと第2のピークの比「(第1のピークにおけるDTA[μV])/(第2のピークにおけるDTA[μV])」は、通常0.5以上、より好ましくは0.7以上、更に好ましくは、0.8以上、特に好ましくは0.9以上である。また、通常3.0以下、好ましくは2.5以下、更に好ましくは2.0以下である。
なお、TG−DTA測定は、実施例に記載の方法で測定できる。
-TG-DTA measurement The carbon material of the present invention is DTA (Differential) obtained when TG-DTA measurement is performed.
The Thermal Analysis) curve has a first peak on the relatively low temperature side and a second peak on the relatively high temperature side in the range of 500 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. It is considered that the first peak on the relatively low temperature side in the range of 500 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower is mainly derived from the combustion of the low crystalline carbonaceous material component. Further, it is considered that the second peak on the relatively high temperature side is mainly derived from the combustion of graphite constituting the granulated carbon material. The ratio of the first peak to the second peak of the carbon material of the present invention is higher than that of the conventional carbon material containing a carbonaceous substance on the surface of graphite particles. It is considered that this is because a carbonaceous material component having a high specific surface area and low crystallinity is sufficiently present.
Therefore, the ratio of the first peak to the second peak of the carbon material of the present invention "(DTA [μV] at the first peak) / (DTA [μV] at the second peak)" is usually 0.5. As mentioned above, it is more preferably 0.7 or more, further preferably 0.8 or more, and particularly preferably 0.9 or more. Further, it is usually 3.0 or less, preferably 2.5 or less, and more preferably 2.0 or less.
The TG-DTA measurement can be performed by the method described in the examples.

・体積基準平均粒径(d50)
本発明の炭素材の体積基準平均粒径(「d50」とも記載する)は好ましくは1μm以上、より好ましくは5μm以上、更に好ましくは8μm以上である。また平均粒径d50は、通常50μm以下、好ましくは40μm以下、より好ましくは35μm以下、更に好ましくは30μm以下、特に好ましくは25μm以下である。平均粒径d50が小さすぎると、前記炭素材を用いて得られる非水系二次電池の不可逆容量の増加、初期電池容量の損失を招く傾向があり、一方平均粒径d50が大きすぎるとスラリー塗布における筋引きなどの工程不都合の発生、高電流密度充放電特性の低下、低温入出力特性の低下を招く場合がある。
-Volume-based average particle size (d50)
The volume-based average particle diameter (also referred to as “d50”) of the carbon material of the present invention is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, still more preferably 8 μm or more. The average particle size d50 is usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 35 μm or less, still more preferably 30 μm or less, and particularly preferably 25 μm or less. If the average particle size d50 is too small, the irreversible capacity of the non-aqueous secondary battery obtained by using the carbon material tends to increase and the initial battery capacity tends to be lost. On the other hand, if the average particle size d50 is too large, the slurry is applied. In some cases, process inconveniences such as streaks may occur, high current density charge / discharge characteristics may deteriorate, and low temperature input / output characteristics may deteriorate.

また、本明細書において平均粒径d50は、界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(例として、ツィーン20(登録商標)が挙げられる)の0.2質量%水溶液10mLに、炭素材0.01gを懸濁させ、これを測定サンプルとして市販のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えばHORIBA製LA−920)に導入し、測定サンプルに28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、前記測定装置において体積基準のメジアン径として測定したものであると定義する。 Further, in the present specification, the average particle size d50 is a carbon material in 10 mL of a 0.2 mass% aqueous solution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate (for example, Tween 20 (registered trademark)) which is a surfactant. 0.01 g was suspended, and this was introduced as a measurement sample into a commercially available laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (for example, LA-920 manufactured by HORIBA), and the measurement sample was irradiated with 28 kHz ultrasonic waves at an output of 60 W for 1 minute. After that, it is defined as the one measured as the volume-based median diameter in the measuring device.

・真密度
本発明の炭素材の真密度は、好ましくは1.9g/cm3以上、より好ましくは2g/
cm3以上、更に好ましくは2.1g/cm3以上、特に好ましくは2.2g/cm3以上
であり、上限は2.26g/cm3である。上限は黒鉛の理論値である。
-True Density The true density of the carbon material of the present invention is preferably 1.9 g / cm 3 or more, more preferably 2 g / cm.
cm 3 or more, more preferably 2.1 g / cm 3 or more, particularly preferably 2.2 g / cm 3 or more, the upper limit is 2.26 g / cm 3. The upper limit is the theoretical value of graphite.

真密度が上記範囲内であると、Liイオンが挿入脱離しやすい結晶性の低い構造が適度に得られるため、良好な入出力特性を得ることができる。
真密度は、ブタノールを使用した液相置換法(ピクノメータ法)によって測
定したもので定義する。
When the true density is within the above range, a structure having low crystallinity in which Li ions are easily inserted and removed can be appropriately obtained, so that good input / output characteristics can be obtained.
True density is defined as measured by the liquid phase substitution method (pycnometer method) using butanol.

・タップ密度
本発明の炭素材のタップ密度は通常0.75g/cm以上、より好ましくは0.8g/cm以上、更に好ましくは0.85g/cm以上、特に好ましくは0.90g/cm以上、好ましくは1.3g/cm以下であり、より好ましくは1.2g/cm以下であり、更に好ましくは1.1g/cm以下である。
-Tap density The tap density of the carbon material of the present invention is usually 0.75 g / cm 3 or more, more preferably 0.8 g / cm 3 or more, still more preferably 0.85 g / cm 3 or more, and particularly preferably 0.90 g / cm. It is cm 3 or more, preferably 1.3 g / cm 3 or less, more preferably 1.2 g / cm 3 or less, and further preferably 1.1 g / cm 3 or less.

タップ密度が上記範囲内であると、極板化作製時のスジ引きなどの工程性が良好になり高速充放電特性に優れる。また、粒子内炭素密度が上昇し難いため圧延性も良好で、高密度の負極シートを形成する易くなる傾向にある。
前記タップ密度は、粉体密度測定器を用い、直径1.6cm、体積容量20cmの円筒状タップセルに、目開き300μmの篩を通して本発明の炭素材を落下させて、セルに満杯に充填した後、ストローク長10mmのタップを1000回行なって、その時の体積と試料の質量から求めた密度として定義する。
When the tap density is within the above range, the processability such as streaking at the time of producing the electrode plate is improved, and the high-speed charge / discharge characteristics are excellent. Further, since the carbon density in the particles does not easily increase, the rollability is good, and it tends to be easy to form a high-density negative electrode sheet.
For the tap density, the carbon material of the present invention was dropped into a cylindrical tap cell having a diameter of 1.6 cm and a volume capacity of 20 cm 3 through a sieve having a mesh size of 300 μm using a powder density measuring device, and the cell was fully filled. After that, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density is defined as the density obtained from the volume at that time and the mass of the sample.

・ラマンR値
本発明の炭素材の下記式1で表されるラマンR値は、通常0.01以上、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.25以上、特に好ましくは0.3以上、最も好ましくは0.35以上である。また、ラマンR値の上限に特に制限はないが、通常1以下、好ましくは0.7以下、より好ましくは0.6以下、更に好ましくは0.5以下である。
Raman R value The Raman R value represented by the following formula 1 of the carbon material of the present invention is usually 0.01 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, still more preferably 0.25 or more. , Especially preferably 0.3 or more, and most preferably 0.35 or more. The upper limit of the Raman R value is not particularly limited, but is usually 1 or less, preferably 0.7 or less, more preferably 0.6 or less, and further preferably 0.5 or less.

式1ラマン値R=ラマンスペクトル分析における1360cm-1付近のピークPの強度I/1580cm-1付近のピークPの強度I
なお、本明細書において「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。
Intensity I A of the intensity I B / 1580 cm-1 near the peak P A of the peak P B in the vicinity of 1360 cm -1 in equation 1 Raman value R = Raman spectroscopy
Incidentally, the scope of 1580~1620Cm -1 A "1580cm around -1" in the present specification, "1360cm around -1" refers to the range of 1350 -1.

ラマンR値が上記範囲内であれば、炭素材粒子表面の結晶性が適度であるため、Liイオン挿入脱離サイトが十分に存在できるため、良好な低温入出力特性と放電容量を持つ炭素材が得られる傾向がある。 When the Raman R value is within the above range, the crystallinity of the carbon material particle surface is appropriate, so that sufficient Li ion insertion / desorption sites can exist, so that the carbon material has good low-temperature input / output characteristics and discharge capacity. Tends to be obtained.

前記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なう。測定条件は以下の通りである。 The Raman spectrum can be measured with a Raman spectroscope. Specifically, the sample is filled by naturally dropping the measurement target particle into the measurement cell, and while irradiating the measurement cell with an argon ion laser light, the measurement cell is rotated in a plane perpendicular to the laser light. Make a measurement. The measurement conditions are as follows.

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)
Wavelength of argon ion laser light: 514.5 nm
Laser power on sample: 25 mW
Resolution: 4 cm -1
Measuring range: 1100 cm -1 to 1730 cm -1
Peak intensity measurement, peak half width measurement: background processing, smoothing processing (convolution 5 points by simple average)

・円形度
本発明の炭素材の円形度は、0.88以上、好ましくは0.90以上、より好ましくは
0.91以上、更に好ましくは0.92以上である。また、円形度は好ましくは1以下、
より好ましくは0.98以下、更に好ましくは0.97以下である。円形度が上記範囲内
であると、非水系二次電池の高電流密度充放電特性の低下を抑制できる傾向にある。なお
、円形度は以下の式で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
円形度が上記範囲内であると、Liイオン拡散の屈曲度が下がって粒子間空隙中の電解
液移動がスムーズになり、且つ適度に炭素材同士が接触することが可能なため、良好な急
速充放電特性、及びサイクル特性を示す傾向がある。
-Circularity The circularity of the carbon material of the present invention is 0.88 or more, preferably 0.90 or more, more preferably 0.91 or more, and further preferably 0.92 or more. The circularity is preferably 1 or less.
It is more preferably 0.98 or less, still more preferably 0.97 or less. When the circularity is within the above range, the deterioration of the high current density charge / discharge characteristics of the non-aqueous secondary battery tends to be suppressed. The circularity is defined by the following equation, and when the circularity is 1, it becomes a theoretical true sphere.
When circularity is within the above range, L i ion diffusion tortuosity is lowered electrolyte movement in interparticle voids become smooth, and moderately since it is possible to contact between carbon material, good It tends to show rapid charge / discharge characteristics and cycle characteristics.

円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長) Circularity = (perimeter of a corresponding circle having the same area as the projected particle shape) / (actual perimeter of the projected particle shape)

円形度の値としては、例えば、フロー式粒子像分析装置(例えば、シスメックスインダストリアル社製FPIA)を用い、試料(炭素材)約0.2gを、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質量%水溶液(約50mL)に分散させ、分散液に28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、検出範囲を0.6〜400μmに指定し、粒径が1.5〜40μmの範囲の粒子について測定した値を用いる。 As the value of circularity, for example, a flow-type particle image analyzer (for example, FPIA manufactured by Sysmex Industrial Co., Ltd.) is used, and about 0.2 g of a sample (carbon material) is used as a surfactant, polyoxyethylene (20) sorbitan. After dispersing in a 0.2 mass% aqueous solution of monolaurate (about 50 mL) and irradiating the dispersion with 28 kHz ultrasonic waves at an output of 60 W for 1 minute, the detection range was specified as 0.6 to 400 μm, and the particle size was changed. Use the values measured for particles in the range of 1.5-40 μm.

・X線パラメータ
本発明の炭素材の、学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)は、好ましくは0.335nm以上、0.340nm未満である。ここで、d値はより好ましくは0.339nm以下、更に好ましくは0.337nm以下である。d002値が上記範囲内にあると、黒鉛の結晶性が高いため、初期不可逆容量が増加を抑制する傾向にある。ここで、0.335nmは黒鉛の理論値である。
X-ray parameters The d value (interlayer distance) of the lattice planes (002 planes) of the carbon material of the present invention determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 0.335 nm or more and less than 0.340 nm. Here, the d value is more preferably 0.339 nm or less, still more preferably 0.337 nm or less. When the d002 value is within the above range, the crystallinity of graphite is high, so that the initial irreversible capacity tends to suppress the increase. Here, 0.335 nm is a theoretical value of graphite.

また、学振法によるX線回折で求めた前記炭素材の結晶子サイズ(Lc)は、好ましくは1.5nm以上、より好ましくは3.0nm以上の範囲である。上記範囲内であると、結晶性が低過ぎない粒子となり、非水系二次電池とした場合に可逆容量が減少し難くなる。なお、Lcの下限は黒鉛の理論値である。 The crystallite size (Lc) of the carbon material determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably in the range of 1.5 nm or more, more preferably 3.0 nm or more. Within the above range, the particles have not too low crystallinity, and the reversible capacity is unlikely to decrease when a non-aqueous secondary battery is used. The lower limit of Lc is the theoretical value of graphite.

<非水系二次電池用負極>
本発明の非水系二次電池用負極(以下適宜「電極シート」ともいう。)は、集電体と、集電体上に形成された負極活物質層とを備えると共に、活物質層は少なくとも本発明の炭素材とを含有することを特徴とする。更に好ましくはバインダを含有する。
バインダとしては、分子内にオレフィン性不飽和結合を有するものを用いる。その種類は特に制限されないが、具体例としては、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン・イソプレン・スチレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体などが挙げられる。このようなオレフィン性不飽和結合を有するバインダを用いることにより、活物質層の電解液に対する膨潤性を低減することができる。中でも入手の容易性から、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。
<Negative electrode for non-aqueous secondary batteries>
The negative electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention (hereinafter, also appropriately referred to as an “electrode sheet”) includes a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector, and the active material layer is at least. It is characterized by containing the carbon material of the present invention. More preferably, it contains a binder.
As the binder, one having an olefinically unsaturated bond in the molecule is used. The type is not particularly limited, and specific examples thereof include styrene-butadiene rubber, styrene / isoprene / styrene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butadiene rubber, and ethylene / propylene / diene copolymer. By using a binder having such an olefinically unsaturated bond, the swelling property of the active material layer with respect to the electrolytic solution can be reduced. Of these, styrene-butadiene rubber is preferable because of its availability.

このようなオレフィン性不飽和結合を有するバインダと、前述の活物質とを組み合わせて用いることにより、負極板の強度を高くすることができる。負極の強度が高いと、充放電による負極の劣化が抑制され、サイクル寿命を長くすることができる。また、本発明に係る負極では、活物質層と集電体との接着強度が高いので、活物質層中のバインダの含有量を低減させても、負極を捲回して電池を製造する際に、集電体から活物質層が剥離するという課題も起こらないと推察される。 By using a binder having such an olefinically unsaturated bond in combination with the above-mentioned active material, the strength of the negative electrode plate can be increased. When the strength of the negative electrode is high, deterioration of the negative electrode due to charging and discharging is suppressed, and the cycle life can be extended. Further, in the negative electrode according to the present invention, since the adhesive strength between the active material layer and the current collector is high, even if the binder content in the active material layer is reduced, when the negative electrode is wound to manufacture a battery. It is presumed that the problem of the active material layer peeling off from the current collector does not occur.

分子内にオレフィン性不飽和結合を有するバインダとしては、その分子量が大きいものか、或いは、不飽和結合の割合が大きいものが望ましい。具体的に、分子量が大きいバインダの場合には、その重量平均分子量が好ましくは1万以上、より好ましくは5万以上、また、好ましくは100万以下、より好ましくは30万以下の範囲にあるものが望ましい。また、不飽和結合の割合が大きいバインダの場合には、全バインダの1g当たりのオレフィン性不飽和結合のモル数が、好ましくは2.5×10−7モル以上、より好ましくは8×10−7モル以上、また、好ましくは1×10−6モル以下、より好ましくは5×1
−6モル以下の範囲にあるものが望ましい。バインダとしては、これらの分子量に関する規定と不飽和結合の割合に関する規定のうち、少なくとも何れか一方を満たしていればよいが、両方の規定を同時に満たすものがより好ましい。オレフィン性不飽和結合を有するバインダの分子量が上記範囲内であると機械的強度と可撓性に優れる。
As the binder having an olefinically unsaturated bond in the molecule, it is desirable that the binder has a large molecular weight or a large proportion of unsaturated bonds. Specifically, in the case of a binder having a large molecular weight, the weight average molecular weight is preferably in the range of 10,000 or more, more preferably 50,000 or more, preferably 1 million or less, and more preferably 300,000 or less. Is desirable. In the case of a binder having a large proportion of unsaturated bonds, the number of moles of olefinically unsaturated bonds per gram of all binders is preferably 2.5 × 10 −7 mol or more, more preferably 8 × 10 −. 7 mol or more, preferably 1 × 10-6 mol or less, more preferably 5 × 1
0 -6 mol those in the following ranges is desirable. The binder may satisfy at least one of these molecular weight regulations and unsaturated bond ratio regulations, but it is more preferable that both regulations are satisfied at the same time. When the molecular weight of the binder having an olefinically unsaturated bond is within the above range, the mechanical strength and flexibility are excellent.

また、オレフィン性不飽和結合を有するバインダは、その不飽和度が、好ましくは15%以上、より好ましくは20%以上、更に好ましくは40%以上、また、好ましくは90%以下、より好ましくは80%以下である。なお、不飽和度とは、ポリマーの繰り返し単位に対する二重結合の割合(%)を表す。
本発明においては、オレフィン性不飽和結合を有さないバインダも、本発明の効果が失われない範囲において、上述のオレフィン性不飽和結合を有するバインダと併用することができる。オレフィン性不飽和結合を有するバインダに対する、オレフィン性不飽和結合を有さないバインダの混合比率は、好ましくは150質量%以下、より好ましくは120質量%以下の範囲である。
The binder having an olefinically unsaturated bond has a degree of unsaturation of preferably 15% or more, more preferably 20% or more, further preferably 40% or more, and preferably 90% or less, more preferably 80. % Or less. The degree of unsaturation represents the ratio (%) of double bonds to the repeating unit of the polymer.
In the present invention, a binder having no olefinically unsaturated bond can also be used in combination with the above-mentioned binder having an olefinically unsaturated bond as long as the effect of the present invention is not lost. The mixing ratio of the binder having no olefinically unsaturated bond to the binder having an olefinically unsaturated bond is preferably in the range of 150% by mass or less, more preferably 120% by mass or less.

オレフィン性不飽和結合を有さないバインダを併用することにより、塗布性を向上することができるが、併用量が多すぎると活物質層の強度が低下する。
オレフィン性不飽和結合を有さないバインダの例としては、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、澱粉、カラギナン、プルラン、グアーガム、ザンサンガム(キサンタンガム)等の増粘多糖類、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル類、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のビニルアルコール類、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等のポリ酸、或いはこれらポリマーの金属塩、ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのアルカン系ポリマー及びこれらの共重合体などが挙げられる。
The coatability can be improved by using a binder having no olefinically unsaturated bond in combination, but if the amount used in combination is too large, the strength of the active material layer decreases.
Examples of binders having no olefinic unsaturated bond include thickening polysaccharides such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, starch, caraginan, purulan, guar gum, and zansan gum (xanthan gum), and polyethers such as polyethylene oxide and polypropylene oxide. Vinyl alcohols such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral, polyacids such as polyacrylic acid and polymethacrylic acid, metal salts of these polymers, fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride, alcan polymers such as polyethylene and polypropylene, and theirs. Examples include copolymers.

本発明の炭素材は、上述のオレフィン性不飽和結合を有するバインダとを組み合わせて用いた場合、活物質層に用いるバインダの比率を従来に比べて低減することができる。具体的に、本発明の炭素材と、バインダ(これは場合によっては、上述のように不飽和結合を有するバインダと、不飽和結合を有さないバインダとの混合物であってもよい。)との質量比率は、それぞれの乾燥質量比で、好ましくは90/10以上、より好ましくは95/5以上であり、好ましくは99.9/0.1以下、より好ましくは99.5/0.5以下の範囲である。バインダの割合が上記範囲内であると容量の減少や抵抗増大を抑制でき、さらに極板強度にも優れる。 When the carbon material of the present invention is used in combination with the above-mentioned binder having an olefinically unsaturated bond, the ratio of the binder used for the active material layer can be reduced as compared with the conventional one. Specifically, the carbon material of the present invention and a binder (in some cases, this may be a mixture of a binder having an unsaturated bond and a binder having no unsaturated bond as described above). The mass ratio of is preferably 90/10 or more, more preferably 95/5 or more, preferably 99.9 / 0.1 or less, and more preferably 99.5 / 0.5 in each dry mass ratio. The range is as follows. When the ratio of the binder is within the above range, the decrease in capacity and the increase in resistance can be suppressed, and the strength of the electrode plate is also excellent.

本発明の負極は、上述の本発明の炭素材とバインダとを分散媒に分散させてスラリーとし、これを集電体に塗布することにより形成される。分散媒としては、アルコールなどの有機溶媒や、水を用いることができる。このスラリーには更に、所望により導電剤を加えてもよい。導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラックなどのカーボンブラック、平均粒径1μm以下のCu、Ni又はこれらの合金からなる微粉末などが挙げられる。導電剤の添加量は、本発明の炭素材に対して好ましくは10質量%以下程度である。 The negative electrode of the present invention is formed by dispersing the above-mentioned carbon material of the present invention and a binder in a dispersion medium to form a slurry, and applying this to a current collector. As the dispersion medium, an organic solvent such as alcohol or water can be used. If desired, a conductive agent may be added to this slurry. Examples of the conductive agent include carbon black such as acetylene black, ketjen black and furnace black, Cu and Ni having an average particle size of 1 μm or less, and fine powder made of an alloy thereof. The amount of the conductive agent added is preferably about 10% by mass or less with respect to the carbon material of the present invention.

スラリーを塗布する集電体としては、従来公知のものを用いることができる。具体的には、圧延銅箔、電解銅箔、ステンレス箔等の金属薄膜が挙げられる。集電体の厚さは、好ましくは4μm以上、より好ましくは6μm以上であり、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下である。
スラリーを集電体上に塗布した後、好ましくは60℃以上、より好ましくは80℃以上、また、好ましくは200℃以下、より好ましくは195℃以下の温度で、乾燥空気又は不活性雰囲気下で乾燥し、活物性層を形成する。
As the current collector to which the slurry is applied, a conventionally known current collector can be used. Specific examples thereof include metal thin films such as rolled copper foil, electrolytic copper foil, and stainless steel foil. The thickness of the current collector is preferably 4 μm or more, more preferably 6 μm or more, preferably 30 μm or less, and more preferably 20 μm or less.
After applying the slurry on the current collector, the temperature is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, and preferably 200 ° C. or lower, more preferably 195 ° C. or lower, under dry air or an inert atmosphere. It dries and forms an active layer.

スラリーを塗布、乾燥して得られる活物質層の厚さは、好ましくは5μm以上、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは30μm以上、また、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは75μm以下である。活物質層の厚みが上記範囲内であると、活物質の粒径との兼ね合いから負極としての実用性に優れ、高密度の電流値に対する十分なLiの吸蔵・放出の機能を得ることができる。 The thickness of the active material layer obtained by applying and drying the slurry is preferably 5 μm or more, more preferably 20 μm or more, further preferably 30 μm or more, preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less, still more preferably. It is 75 μm or less. When the thickness of the active material layer is within the above range, it is excellent in practicality as a negative electrode in consideration of the particle size of the active material, and a sufficient Li storage / release function for a high-density current value can be obtained. ..

活物質層における炭素材の密度は、用途により異なるが、容量を重視する用途では、好ましくは1.30g/cm3以上、より好ましくは1.35g/cm3以上、更に好ましくは1.40g/cm3以上、特に好ましくは1.50g/cm3以上である。また、好ましくは1.9g/cm以下である。密度が上記範囲内であると、単位体積あたりの電池の容量は充分確保でき、レート特性も低下し難くなる。 The density of the carbon material in the active material layer varies depending on the application, but in applications where capacity is important, it is preferably 1.30 g / cm 3 or more, more preferably 1.35 g / cm 3 or more, and further preferably 1.40 g / cm. It is cm 3 or more, particularly preferably 1.50 g / cm 3 or more. Further, it is preferably 1.9 g / cm 3 or less. When the density is within the above range, the capacity of the battery per unit volume can be sufficiently secured, and the rate characteristics are less likely to deteriorate.

以上説明した本発明の炭素材を用いて非水系二次電池用負極を作製する場合、その手法や他の材料の選択については、特に制限されない。また、この負極を用いてリチウムイオン二次電池を作製する場合も、リチウムイオン二次電池を構成する正極、電解液等の電池構成上必要な部材の選択については特に制限されない。以下、本発明の炭素材を用いたリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池の詳細を例示するが、使用し得る材料や作製の方法等は以下の具体例に限定されるものではない。 When the negative electrode for a non-aqueous secondary battery is produced using the carbon material of the present invention described above, the method and selection of other materials are not particularly limited. Further, even when a lithium ion secondary battery is manufactured using this negative electrode, the selection of members necessary for the battery configuration such as the positive electrode and the electrolytic solution constituting the lithium ion secondary battery is not particularly limited. Hereinafter, the details of the negative electrode for a lithium ion secondary battery and the lithium ion secondary battery using the carbon material of the present invention will be illustrated, but the materials that can be used, the manufacturing method, and the like are not limited to the following specific examples. Absent.

<非水系二次電池>
本発明の非水系二次電池、特にリチウムイオン二次電池の基本的構成は、従来公知のリチウムイオン二次電池と同様であり、通常、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに電解質を備える。負極としては、上述した本発明の負極を用いる。
正極は、正極活物質及びバインダを含有する正極活物質層を、集電体上に形成したものである。
<Non-water secondary battery>
The basic configuration of the non-aqueous secondary battery of the present invention, particularly a lithium ion secondary battery, is the same as that of a conventionally known lithium ion secondary battery, and usually has a positive electrode and a negative electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and an electrolyte. To be equipped. As the negative electrode, the negative electrode of the present invention described above is used.
The positive electrode is formed by forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a binder on a current collector.

正極活物質としては、リチウムイオンなどのアルカリ金属カチオンを充放電時に吸蔵、放出できる金属カルコゲン化合物などが挙げられる。金属カルコゲン化合物としては、バナジウムの酸化物、モリブデンの酸化物、マンガンの酸化物、クロムの酸化物、チタンの酸化物、タングステンの酸化物などの遷移金属酸化物、バナジウムの硫化物、モリブデンの硫化物、チタンの硫化物、CuSなどの遷移金属硫化物、NiPS、FePS等の遷移金属のリン−硫黄化合物、VSe、NbSeなどの遷移金属のセレン化合物、Fe0.250.75、Na0.1CrSなどの遷移金属の複合酸化物、LiCoS、LiNiSなどの遷移金属の複合硫化物等が挙げられる。 Examples of the positive electrode active material include metal chalcogen compounds that can occlude and release alkali metal cations such as lithium ions during charging and discharging. Metallic chalcogen compounds include transition metal oxides such as vanadium oxide, molybdenum oxide, manganese oxide, chromium oxide, titanium oxide, and tungsten oxide, vanadium sulfide, and molybdenum sulfide. things, sulfides of titanium, transition metal sulfides such as CuS, NIPS 3, FEPS phosphorus transition metals, such as 3 - sulfur compounds, VSe 2, selenium compounds of transition metals such as NbSe 3, Fe 0.25 V 0. Examples thereof include composite oxides of transition metals such as 75 S 2 and Na 0.1 CrS 2, and composite sulfides of transition metals such as LiCo S 2 and LiNi S 2.

これらの中でも、V、V13、VO、Cr、MnO、TiO、MoV、LiCoO、LiNiO、LiMn、TiS、V、Cr0.250.75、Cr0.50.5などが好ましく、特に好ましいのはLiCoO、LiNiO、LiMnや、これらの遷移金属の一部を他の金属で置換したリチウム遷移金属複合酸化物である。これらの正極活物質は、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。 Among these, V 2 O 5, V 5 O 13, VO 2, Cr 2 O 5, MnO 2, TiO 2, MoV 2 O 8, LiCoO 2, LiNiO 2, LiMn 2 O 4, TiS 2, V 2 S 5 , Cr 0.25 V 0.75 S 2 , Cr 0.5 V 0.5 S 2, etc. are preferable, and LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 and some of these transition metals are particularly preferable. Is a lithium transition metal composite oxide in which is replaced with another metal. These positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

正極活物質を結着するバインダとしては、公知のものを任意に選択して用いることができる。例としては、シリケート、水ガラス等の無機化合物や、テフロン(登録商標)、ポリフッ化ビニリデン等の不飽和結合を有さない樹脂などが挙げられる。これらの中でも好ましいのは、不飽和結合を有さない樹脂である。正極活物質を結着する樹脂として不飽和結合を有する樹脂を用いると酸化反応時に分解される恐れがある。これらの樹脂の重量平均分子量は通常1万以上、好ましくは10万以上、また、通常300万以下、好ましくは100万以下の範囲である。 As the binder for binding the positive electrode active material, a known binder can be arbitrarily selected and used. Examples include inorganic compounds such as silicate and water glass, and resins having no unsaturated bond such as Teflon (registered trademark) and polyvinylidene fluoride. Of these, a resin having no unsaturated bond is preferable. If a resin having an unsaturated bond is used as the resin for binding the positive electrode active material, it may be decomposed during the oxidation reaction. The weight average molecular weight of these resins is usually in the range of 10,000 or more, preferably 100,000 or more, and usually 3 million or less, preferably 1 million or less.

正極活物質層中には、電極の導電性を向上させるために、導電材を含有させてもよい。導電剤としては、活物質に適量混合して導電性を付与できるものであれば特に制限はないが、通常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末、各種の金属の繊維、粉末、箔などが挙げられる。
正極板は、前記したような負極の製造と同様の手法で、正極活物質やバインダを溶剤でスラリー化し、集電体上に塗布、乾燥することにより形成する。正極の集電体としては、アルミニウム、ニッケル、ステンレススチール(SUS)などが用いられるが、何ら限定されない。
A conductive material may be contained in the positive electrode active material layer in order to improve the conductivity of the electrode. The conductive agent is not particularly limited as long as it can be mixed with an active material in an appropriate amount to impart conductivity, but usually, carbon powder such as acetylene black, carbon black, and graphite, various metal fibers, powder, and foil are used. And so on.
The positive electrode plate is formed by slurrying a positive electrode active material or a binder with a solvent, applying it on a current collector, and drying it in the same manner as in the production of the negative electrode as described above. Aluminum, nickel, stainless steel (SUS) and the like are used as the current collector of the positive electrode, but the current collector is not limited in any way.

電解質としては、非水系溶媒にリチウム塩を溶解させた非水系電解液や、この非水系電解液を有機高分子化合物等によりゲル状、ゴム状、固体シート状にしたものなどが用いられる。
非水系電解液に使用される非水系溶媒は特に制限されず、従来から非水系電解液の溶媒として提案されている公知の非水系溶媒の中から、適宜選択して用いることができる。例えば、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類;1,2−ジメトキシエタン等の鎖状エーテル類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、1,3−ジオキソラン等の環状エーテル類;ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類などが挙げられる。
As the electrolyte, a non-aqueous electrolyte solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent, or a gel-like, rubber-like, or solid sheet-like electrolyte obtained by dissolving this non-aqueous electrolyte solution in an organic polymer compound or the like is used.
The non-aqueous solvent used for the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, and can be appropriately selected and used from known non-aqueous solvents that have been conventionally proposed as solvents for the non-aqueous electrolyte solution. For example, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate; chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane; tetrahydrofuran, 2-methyl. Cyclic ethers such as tetrahydrofuran, sulfolane and 1,3-dioxolane; chain esters such as methyl formate, methyl acetate and methyl propionate; cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone.

これらの非水系溶媒は、何れか一種を単独で用いても良く、二種以上を混合して用いても良い。混合溶媒の場合は、環状カーボネートと鎖状カーボネートを含む混合溶媒の組合せが好ましく、環状カーボネートが、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの混合溶媒であることが、低温でも高いイオン電導度を発現でき、低温充電不可特性が向上するという点で特に好ましい。中でもプロピレンカーボネートが非水系溶媒全体に対し、2質量%以上80質量%以下の範囲が好ましく、5質量%以上70質量%以下の範囲がより好ましく、10質量%以上60質量%以下の範囲がさらに好ましい。プロピレンカーボネートの割合が上記より低いと低温でのイオン電導度が低下し、プロピレンカーボネートの割合が上記より高いと、黒鉛系電極を用いた場合にはリチウムイオンに溶媒和したプロピレンカーボネートが黒鉛相間へ共挿入することにより黒鉛系負極活物質の層間剥離劣化がおこり、十分な容量が得られなくなる問題がある。 Any one of these non-aqueous solvents may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used. In the case of a mixed solvent, a combination of a mixed solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate is preferable, and when the cyclic carbonate is a mixed solvent of ethylene carbonate and propylene carbonate, high ionic conductivity can be exhibited even at a low temperature, and low-temperature charging is performed. It is particularly preferable in that the non-characteristics are improved. Among them, propylene carbonate is preferably in the range of 2% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably in the range of 5% by mass or more and 70% by mass or less, and further in the range of 10% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the whole non-aqueous solvent. preferable. If the proportion of propylene carbonate is lower than the above, the ionic conductivity at low temperature decreases, and if the proportion of propylene carbonate is higher than the above, propylene carbonate solvated with lithium ions moves between the graphite phases when a graphite-based electrode is used. The co-insertion causes delamination deterioration of the graphite-based negative electrode active material, and there is a problem that a sufficient capacity cannot be obtained.

非水系電解液に使用されるリチウム塩も特に制限されず、この用途に用い得ることが知られている公知のリチウム塩の中から、適宜選択して用いることができる。例えば、LiCl、LiBrなどのハロゲン化物、LiClO、LiBrO、LiClOなどの過ハロゲン酸塩、LiPF、LiBF、LiAsFなどの無機フッ化物塩などの無機リチウム塩、LiCFSO、LiCSOなどのパーフルオロアルカンスルホン酸塩、Liトリフルオロスルフォンイミド((CFSONLi)などのパーフルオロアルカンスルホン酸イミド塩などの含フッ素有機リチウム塩などが挙げられ、この中でもLiClO、LiPF、LiBFが好ましい。 The lithium salt used in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, and can be appropriately selected and used from known lithium salts known to be usable for this purpose. For example, halides such as LiCl, LiBr, perhalonates such as LiClO 4 , LiBrO 4 , LiClO 4 , inorganic lithium salts such as inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , Examples thereof include perfluoroalcan sulfonates such as LiC 4 F 9 SO 3, and fluorine-containing organic lithium salts such as perfluoroalcan sulfonic acid imide salts such as Li trifluorosulphonimide ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi). Of these, LiClO 4 , LiPF 6 , and LiBF 4 are preferable.

リチウム塩は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。非水系電解液中におけるリチウム塩の濃度は、通常0.5mol/L以上、2.0mol/L以下の範囲である。
また、上述の非水系電解液に有機高分子化合物を含ませ、ゲル状、ゴム状、或いは固体シート状にして使用する場合、有機高分子化合物の具体例としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系高分子化合物;ポリエーテル系高分子化合物の架橋体高分子;ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニルアルコール系高分子化合物;ビニルアルコール系高分子化合物の不溶化物;ポリエピクロルヒド
リン;ポリフォスファゼン;ポリシロキサン;ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンカーボネート、ポリアクリロニトリルなどのビニル系高分子化合物;ポリ(ω−メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート)、ポリ(ω−メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート−co−メチルメタクリレート)、ポリ(ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン)等のポリマー共重合体などが挙げられる。
The lithium salt may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte solution is usually in the range of 0.5 mol / L or more and 2.0 mol / L or less.
Further, when the above-mentioned non-aqueous electrolyte solution contains an organic polymer compound and is used in the form of a gel, rubber, or solid sheet, specific examples of the organic polymer compound include polyethylene oxide and polypropylene oxide. Polyether-based polymer compound; Crosslinked polymer of polyether-based polymer compound; Vinyl alcohol-based polymer compound such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral; Insoluble material of vinyl alcohol-based polymer compound; Polyepicrolhydrin; Polyphosphazene; Poly Siloxane; Vinyl-based polymer compounds such as polyvinylpyrrolidone, polyvinylidene carbonate, polyacrylonitrile; poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate), poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate-co-methylmethacrylate), poly (hexafluoro) Examples thereof include polymer copolymers such as propylene-vinylidene fluoride).

上述の非水系電解液は、更に被膜形成剤を含んでいても良い。被膜形成剤の具体例としては、ビニレンカーボネート、ビニルエチルカーボネート、メチルフェニルカーボネートなどのカーボネート化合物、エチレンサルファイド、プロピレンサルファイドなどのアルケンサルファイド;1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトンなどのスルトン化合物;マレイン酸無水物、コハク酸無水物などの酸無水物などが挙げられる。更に、ジフェニルエーテル、シクロヘキシルベンゼン等の過充電防止剤が添加されていても良い。上記添加剤を用いる場合、その含有量は通常10質量%以下、中でも8質量%以下、更には5質量%以下、特に2質量%以下の範囲が好ましい。上記添加剤の含有量が多過ぎると、初期不可逆容量の増加や低温特性、レート特性の低下等、他の電池特性に悪影響を及ぼすおそれがある。 The non-aqueous electrolyte solution described above may further contain a film-forming agent. Specific examples of the film-forming agent include carbonate compounds such as vinylene carbonate, vinylethyl carbonate and methylphenyl carbonate, alkene sulfides such as ethylene sulfide and propylene sulfide; and sulton compounds such as 1,3-propane sulton and 1,4-butane sulton. Examples thereof include acid anhydrides such as maleic anhydride and succinic anhydride. Further, an overcharge inhibitor such as diphenyl ether or cyclohexylbenzene may be added. When the above additive is used, its content is usually 10% by mass or less, particularly preferably 8% by mass or less, further 5% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less. If the content of the additive is too large, it may adversely affect other battery characteristics such as an increase in initial irreversible capacity, a decrease in low temperature characteristics, and a decrease in rate characteristics.

また、電解質として、リチウムイオン等のアルカリ金属カチオンの導電体である高分子固体電解質を用いることもできる。高分子固体電解質としては、前述のポリエーテル系高分子化合物にリチウムの塩を溶解させたものや、ポリエーテルの末端水酸基がアルコキシドに置換されているポリマーなどが挙げられる。
正極と負極との間には通常、電極間の短絡を防止するために、多孔膜や不織布などの多孔性のセパレータを介在させる。この場合、非水系電解液は、多孔性のセパレータに含浸させて用いる。セパレータの材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエーテルスルホンなどが用いられ、好ましくはポリオレフィンである。
Further, as the electrolyte, a polymer solid electrolyte which is a conductor of an alkali metal cation such as lithium ion can also be used. Examples of the polymer solid electrolyte include those in which a salt of lithium is dissolved in the above-mentioned polyether polymer compound, and a polymer in which the terminal hydroxyl group of the polyether is replaced with an alkoxide.
Usually, a porous separator such as a porous membrane or a non-woven fabric is interposed between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit between the electrodes. In this case, the non-aqueous electrolyte solution is used by impregnating the porous separator. As the material of the separator, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyether sulfone and the like are used, and polyolefins are preferable.

本発明の非水系二次電池の形態は特に制限されない。例としては、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が挙げられる。また、これらの形態の電池を任意の外装ケースに収めることにより、コイン型、円筒型、角型等の任意の形状にして用いることができる。 The form of the non-aqueous secondary battery of the present invention is not particularly limited. Examples include a cylinder type in which the sheet electrode and the separator are spirally formed, a cylinder type having an inside-out structure in which the pellet electrode and the separator are combined, a coin type in which the pellet electrode and the separator are laminated, and the like. Further, by storing the batteries of these forms in an arbitrary outer case, they can be used in any shape such as a coin type, a cylindrical type, and a square type.

本発明の非水系二次電池を組み立てる手順も特に制限されず、電池の構造に応じて適切な手順で組み立てればよいが、例を挙げると、外装ケース上に負極を乗せ、その上に電解液とセパレータを設け、更に負極と対向するように正極を乗せて、ガスケット、封口板と共にかしめて電池にすることができる。 The procedure for assembling the non-aqueous secondary battery of the present invention is not particularly limited and may be assembled according to an appropriate procedure according to the structure of the battery. For example, a negative electrode is placed on an outer case and an electrolytic solution is placed on the negative electrode. A separator can be provided, and a positive electrode can be placed so as to face the negative electrode and crimped together with a gasket and a sealing plate to form a battery.

次に実施例により本発明の具体的態様を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 実施例において、製造した負極材の物性は以下の方法により測定した。 Next, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, the physical characteristics of the manufactured negative electrode material were measured by the following method.

<電極シートの作製>
実施例又は比較例の黒鉛質粒子を用い、活物質層密度1.35±0.03g/cm3
活物質層を有する極板を作製した。具体的には、負極材50.00±0.02gに、1質量%カルボキシメチルセルロースナトリウム塩水溶液を50.00±0.02g(固形分換算で0.500g)、及び重量平均分子量27万のスチレン・ブタジエンゴム水性ディスパージョン0.5gを、キーエンス製ハイブリッドミキサーで5分間撹拌し、30秒脱泡してスラリーを得た。
<Preparation of electrode sheet>
Using the graphite particles of Examples or Comparative Examples, a electrode plate having an active material layer having an active material layer density of 1.35 ± 0.03 g / cm 3 was prepared. Specifically, 50.00 ± 0.02 g of the negative electrode material, 50.00 ± 0.02 g of a 1 mass% carboxymethyl cellulose sodium salt aqueous solution (0.500 g in terms of solid content), and styrene having a weight average molecular weight of 270,000. -0.5 g of an aqueous butadiene rubber dispersion was stirred with a hybrid mixer manufactured by Keyence for 5 minutes and defoamed for 30 seconds to obtain a slurry.

このスラリーを、集電体である厚さ10μmの銅箔上に、負極材料が6.0±0.3mg/cm2、又は12.0±0.3mg/cm2付着するように、伊藤忠マシニング製小型ダイコーターを用いて幅10cmに塗布し、直径20cmのローラを用いてロールプレスして、活物質層の密度が1.35±0.03g/cm3になるよう調整し電極シートを得
た。
Itochu Machining this slurry so that the negative electrode material adheres to a copper foil having a thickness of 10 μm, which is a current collector, at 6.0 ± 0.3 mg / cm 2 or 12.0 ± 0.3 mg / cm 2. Apply to a width of 10 cm using a small die coater, and roll press using a roller with a diameter of 20 cm to adjust the density of the active material layer to 1.35 ± 0.03 g / cm 3 to obtain an electrode sheet. It was.

<非水系二次電池(ラミネート型電池)の作製方法>
上記方法で作製した、負極材料が6.0±0.3mg/cm2付着した、活物質層の密
度が1.35±0.03g/cm3の電極シートを4cm×3cmに切り出し負極とし、
NMCからなる正極を同面積で切り出し、負極と正極の間にはセパレータ(多孔性ポリエチレンフィルム製)を置き、組み合わせた。エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートの混合溶媒(容積比=3:3:4)に、LiPFを1.2mol/Lになるように溶解させた電解液を200μl注液してラミネート型電池を作製した。
<Manufacturing method of non-aqueous secondary battery (laminated battery)>
An electrode sheet having a density of 1.35 ± 0.03 g / cm 3 of the active material layer to which the negative electrode material of 6.0 ± 0.3 mg / cm 2 was attached, which was produced by the above method, was cut into a size of 4 cm × 3 cm and used as a negative electrode.
A positive electrode made of NMC was cut out in the same area, and a separator (made of a porous polyethylene film) was placed between the negative electrode and the positive electrode to combine them. Laminated battery by injecting 200 μl of an electrolytic solution in which LiPF 6 is dissolved at 1.2 mol / L in a mixed solvent of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate and dimethyl carbonate (volume ratio = 3: 3: 4). Was produced.

<低温出力特性>
上記非水電解液二次電池の作製法により作製したラミネート型非水電解液二次電池を用いて、下記の測定方法で低温出力特性を測定した。
充放電サイクルを経ていない非水電解液二次電池に対して、25℃で電圧範囲4.1V〜3.0V、電流値0.2C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする、以下同様)にて3サイクル、電圧範囲4.2V〜3.0V、電流値0.2Cにて(充電時には4.2Vにて定電圧充電をさらに2.5時間実施)2サイクル、初期充放電を行った。
さらに、SOC50%まで電流値0.2Cで充電を行った後、−30℃の低温環境下で、1/8C、1/4C、1/2C、1.5C、2Cの各電流値で2秒間定電流放電させ、各々の条件の放電における2秒後の電池電圧の降下を測定し、それらの測定値から充電上限電圧を3Vとした際に、2秒間に流すことのできる電流値Iを算出し、3×I(W)という式で計算される値をそれぞれの電池の低温出力特性とした。
<Low temperature output characteristics>
Using the laminated non-aqueous electrolyte secondary battery produced by the above method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery, the low temperature output characteristics were measured by the following measurement method.
For a non-aqueous electrolyte secondary battery that has not undergone a charge / discharge cycle, the voltage range is 4.1V to 3.0V and the current value is 0.2C at 25 ° C. The current value is 1C, the same applies hereinafter) for 3 cycles, the voltage range is 4.2V to 3.0V, and the current value is 0.2C (when charging, constant voltage charging is performed at 4.2V for another 2.5 hours). Implementation) Initial charging and discharging were performed for 2 cycles.
Further, after charging to 50% SOC at a current value of 0.2C, the current values of 1 / 8C, 1 / 4C, 1 / 2C, 1.5C, and 2C are used for 2 seconds in a low temperature environment of -30 ° C. Discharge with a constant current, measure the drop in battery voltage after 2 seconds in discharging under each condition, and calculate the current value I that can be passed in 2 seconds when the upper limit charging voltage is set to 3V from those measured values. Then, the value calculated by the formula of 3 × I (W) was used as the low temperature output characteristic of each battery.

<プレス荷重>
三菱化学アナリテック社製の粉体抵抗測定システムMCP−PD51を用い、直径2cmの円柱型の容器に3.0gの炭素材を投入し、炭素材の密度が1.35g/ccとなるようにプレスを行い。そのときにかけた荷重をプレス荷重とした。
<Press load>
Using the powder resistance measurement system MCP-PD51 manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., put 3.0 g of carbon material into a cylindrical container with a diameter of 2 cm so that the density of the carbon material becomes 1.35 g / cc. Press. The load applied at that time was taken as the press load.

<体積基準平均粒径(d50)>
界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(例として、ツィーン20(登録商標)が挙げられる)の0.2質量%水溶液10mLに、炭素材0.01gを懸濁させ、これを測定サンプルとして市販のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えばHORIBA製LA−920)に導入し、測定サンプルに28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、前記測定装置において体積基準のメジアン径として測定した。
<Volume-based average particle size (d50)>
0.01 g of carbon material was suspended in 10 mL of a 0.2 mass% aqueous solution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate (for example, Tween 20 (registered trademark)) as a surfactant, and this was used as a measurement sample. Introduced into a commercially available laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (for example, LA-920 manufactured by HORIBA), the measurement sample was irradiated with 28 kHz ultrasonic waves at an output of 60 W for 1 minute, and then the measurement device had a volume-based median diameter. Was measured as.

<真密度>
真密度測定器(セイシン企業社製オート・トゥルーデンサーMAT−7000)を用い、液相置換法により炭素材試料の真密度を測定した。
<True density>
The true density of the carbon material sample was measured by the liquid phase substitution method using an true density measuring instrument (Auto Trudensor MAT-7000 manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.).

<BET比表面積(SA)>
表面積計(大倉理研社製比表面積測定装置「AMS8000」)を用い、炭素材0.4gをセルに充填し、炭素材試料に対して窒素流通下350℃で15分間予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウ
ム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着BET法によって測定した。
<BET specific surface area (SA)>
Using a surface area meter (specific surface area measuring device "AMS8000" manufactured by Okura Riken Co., Ltd.), 0.4 g of carbon material was filled in the cell, and the carbon material sample was pre-dried at 350 ° C. for 15 minutes under nitrogen flow. It was measured by the nitrogen adsorption BET method by the gas flow method using a nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen with respect to the atmospheric pressure was 0.3.

<TG−DTA測定>
測定装置としてリガク社製差動型示差熱天秤TG8120を用いた。測定条件としては空気を100ml/minの流量で流し、昇温速度10℃/minとした。測定容器にはφ5mm×高さ2.5mmの白金パンを用い、測定サンプル質量は5mgとした。
<TG-DTA measurement>
A differential differential thermal balance TG8120 manufactured by Rigaku Co., Ltd. was used as a measuring device. As the measurement conditions, air was flowed at a flow rate of 100 ml / min, and the temperature rising rate was 10 ° C./min. A platinum pan having a diameter of 5 mm and a height of 2.5 mm was used as the measurement container, and the mass of the measurement sample was 5 mg.

(実施例1)
d50が100μmの鱗片状天然黒鉛を乾式旋回流式粉砕機により粉砕し、d50が8.1μm、タップ密度が0.39g/cm、水分量0.08質量%の鱗片状天然黒鉛を得た。得られた鱗片状天然黒鉛100gに造粒剤としてパラフィン系オイル(流動パラフィン、和光純薬工業社製、一級、25℃における物性:粘度=95cP、接触角=13.
2°、表面張力=31.7mN/m、rcоsθ=30.9)を12g添加して撹拌混合した後、得られたサンプルをハンマーミル(IKA社製MF10)で回転数3000rpmにて解砕混合し、造粒剤が均一に添着した鱗片状天然黒鉛を得た。得られた造粒剤が均一に添着した鱗片状天然黒鉛を、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、球形化処理中に生成する微粉を母材に付着、及び球形化粒子に内包させながら、ローター周速度85m/秒で10分間の機械的作用による球形化処理を行い、不活性ガス中で720℃熱処理を施すことで、d50が13μmの球形化黒鉛質粒子(造粒炭素材)を得た。
得られた球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理することにより、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、球形化黒鉛質粒子と原料黒鉛より結晶性が低い炭素質物(非晶質炭素)との質量比率(球形化天然黒鉛:非晶質炭素)は1:0.07であることが確認された。得られたサンプルのTG−DTA(第1ピーク)/(第2ピーク)
、真密度、d50、比表面積、低温出力特性、プレス荷重を測定した。結果を表1に示す。
(Example 1)
Scale-like natural graphite having a d50 of 100 μm was pulverized by a dry swirling flow pulverizer to obtain scale-like natural graphite having a d50 of 8.1 μm, a tap density of 0.39 g / cm 3 , and a water content of 0.08% by mass. .. Paraffin-based oil (liquid paraffin, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., first-class, physical properties at 25 ° C.: viscosity = 95 cP, contact angle = 13.) on 100 g of the obtained scaly natural graphite as a granulating agent.
After adding 12 g of 2 °, surface tension = 31.7 mN / m, rcоs θ = 30.9) and stirring and mixing, the obtained sample is crushed and mixed with a hammer mill (MF10 manufactured by IKA) at a rotation speed of 3000 rpm. Then, a scaly natural graphite having a uniform adhesion of the granulating agent was obtained. The scaly natural graphite uniformly adhered with the obtained granulating agent was adhered to the base material by the hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd., and the fine powder generated during the spheroidizing treatment was attached to the spheroidized particles. Sphericalized graphite particles with a d50 of 13 μm (granulated coal) are subjected to spheroidization treatment by mechanical action for 10 minutes at a rotor peripheral speed of 85 m / sec while being included, and heat-treated at 720 ° C. in an inert gas. Material) was obtained.
The obtained spherical graphite particles are mixed with coal tar pitch as an amorphous carbon precursor, heat-treated at 1300 ° C. in an inert gas, and then the calcined product is crushed and classified to be spherical. A carbonaceous composite carbon material in which graphitic particles and amorphous carbon were composited was obtained. From the firing yield, in the obtained carbonaceous composite carbon material, the mass ratio of the spherical graphite particles to the carbonaceous material (amorphous carbon) having lower crystallinity than the raw material graphite (sphericized natural graphite: amorphous carbon). ) Was confirmed to be 1: 0.07. TG-DTA (1st peak) / (2nd peak) of the obtained sample
, True density, d50, specific surface area, low temperature output characteristics, press load were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
d50が100μmの鱗片状天然黒鉛を粉砕ローターとライナーを有する機械式粉砕機により粉砕し、d50が6μm、水分量0.08質量%の鱗片状天然黒鉛を得た。得られた鱗片状天然黒鉛100gに造粒剤としてパラフィン系オイル(流動パラフィン、和光純薬工業社製、一級、25℃における物性:粘度=95cP、接触角=13.2°、表面張
力=31.7mN/m、rcоsθ=30.9)を12g添加して撹拌混合した後、得られたサンプルをハンマーミル(IKA社製MF10)で回転数3000rpmにて解砕混合し、造粒剤が均一に添着した鱗片状天然黒鉛を得た。得られた造粒剤が均一に添着した鱗片状天然黒鉛を、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、球形化処理中に生成する微粉を母材に付着、及び球形化粒子に内包させながら、ローター周速度85m/秒で10分間の機械的作用による球形化処理を行い、d50が9.2μmの球形化黒鉛質粒子(造粒炭素材)を得た。得られた球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理することにより、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素との質量比率(球形化黒鉛質粒子:非晶質炭素)は1:0.10であることが確認された。実施例1同様の測定を行った結果を表1に示す。
(Example 2)
The scaly natural graphite having a d50 of 100 μm was pulverized by a mechanical pulverizer having a pulverizing rotor and a liner to obtain a scaly natural graphite having a d50 of 6 μm and a water content of 0.08% by mass. Paraffin-based oil (liquid paraffin, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., first grade, physical properties at 25 ° C.: viscosity = 95 cP, contact angle = 13.2 °, surface tension = 31) on 100 g of the obtained scaly natural graphite as a granulating agent. After adding 12 g of .7 mN / m, rcоs θ = 30.9) and stirring and mixing, the obtained sample was crushed and mixed with a hammer mill (MF10 manufactured by IKA) at a rotation speed of 3000 rpm to make the granulating agent uniform. A scaly natural graphite adhered to was obtained. The scaly natural graphite uniformly adhered with the obtained granulating agent is adhered to the base material by the hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd., and the fine powder generated during the spheroidizing treatment is attached to the spheroidized particles. Sphericalization treatment was performed by mechanical action for 10 minutes at a rotor peripheral speed of 85 m / sec while encapsulating the particles to obtain spherical graphite particles (granulated carbon material) having a d50 of 9.2 μm. The obtained spherical graphite particles are mixed with coal tar pitch as an amorphous carbon precursor, heat-treated at 1300 ° C. in an inert gas, and then the calcined product is crushed and classified to be spherical. A carbonaceous composite carbon material in which graphitic particles and amorphous carbon were composited was obtained. From the firing yield, in the obtained carbonaceous composite carbon material, the mass ratio of the sphericalized graphite particles to the amorphous carbon (sphericalized graphite particles: amorphous carbon) is 1: 0.10. Was confirmed. Table 1 shows the results of the same measurements as in Example 1.

(実施例3)
d50が100μmの鱗片状天然黒鉛を粉砕ローターとライナーを有する機械式粉砕機により粉砕し、d50が30μm、水分量0.03質量%の鱗片状天然黒鉛を得た。得ら
れた鱗片状天然黒鉛100gに造粒剤としてパラフィン系オイル(流動パラフィン、和光純薬工業社製、一級、25℃における物性:粘度=95cP、接触角=13.2°、表面
張力=31.7mN/m、rcоsθ=30.9)を6g添加して撹拌混合した後、得られたサンプルをハンマーミル(IKA社製MF10)で回転数3000rpmにて解砕混合し、造粒剤が均一に添着した鱗片状天然黒鉛を得た。得られた造粒剤が均一に添着した鱗片状天然黒鉛を、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、球形化処理中に生成する微粉を母材に付着、及び球形化粒子に内包させながら、ローター周速度85m/秒で10分間の機械的作用による球形化処理を行い、d50が19.4μmの球形化黒鉛質粒子(造粒炭素材)を得た。得られた球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理することにより、球形化天然黒鉛と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素との質量比率(球形化黒鉛質粒子:非晶質炭素)は1:0.042であることが確認された。実施例1同様の測定を行った結果を表1に示す。
(Example 3)
The scaly natural graphite having a d50 of 100 μm was pulverized by a mechanical pulverizer having a pulverizing rotor and a liner to obtain a scaly natural graphite having a d50 of 30 μm and a water content of 0.03% by mass. Paraffin-based oil (liquid paraffin, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., first grade, physical properties at 25 ° C.: viscosity = 95 cP, contact angle = 13.2 °, surface tension = 31) on 100 g of the obtained scaly natural graphite as a granulating agent. After adding 6 g of .7 mN / m, rcоs θ = 30.9) and stirring and mixing, the obtained sample was crushed and mixed with a hammer mill (MF10 manufactured by IKA) at a rotation speed of 3000 rpm, and the granulating agent was uniform. A scaly natural graphite adhered to was obtained. The scaly natural graphite uniformly adhered with the obtained granulating agent is adhered to the base material by the hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd., and the fine powder generated during the spheroidizing treatment is attached to the spheroidized particles. While encapsulating, sphericalization treatment was performed by mechanical action at a rotor peripheral speed of 85 m / sec for 10 minutes to obtain spherical graphite particles (granulated carbon material) having a d50 of 19.4 μm. The obtained spherical graphite particles are mixed with coal tar pitch as an amorphous carbon precursor, heat-treated at 1300 ° C. in an inert gas, and then the fired product is crushed and classified to be spherical. A carbonaceous composite carbon material in which natural graphite and amorphous carbon were composited was obtained. From the calcined yield, the mass ratio of the sphericalized graphite particles to the amorphous carbon (sphericalized graphite particles: amorphous carbon) is 1: 0.042 in the obtained carbonaceous composite carbon material. Was confirmed. Table 1 shows the results of the same measurements as in Example 1.

(実施例4)
実施例3で得られた球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理することにより、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素との質量比率(球形化黒鉛質粒子:非晶質炭素)は1:0.05であることが確認された。実施例1同様の測定を行った結果を表1に示す。
(Example 4)
The spherical graphite particles obtained in Example 3 are mixed with coal tar pitch as an amorphous carbon precursor, heat-treated at 1300 ° C. in an inert gas, and then the fired product is crushed and classified. To obtain a carbonaceous composite carbon material in which spherical graphitic particles and amorphous carbon were composited. From the firing yield, in the obtained carbonaceous composite carbon material, the mass ratio of the sphericalized graphite particles to the amorphous carbon (sphericalized graphite particles: amorphous carbon) is 1: 0.05. Was confirmed. Table 1 shows the results of the same measurements as in Example 1.

参考例5)
実施例3で得られた球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを
混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理すること
により、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成
収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素との質
量比率(球形化黒鉛質粒子:非晶質炭素)は1:0.10であることが確認された。実施
例1同様の測定を行った結果を表1に示す。
( Reference example 5)
The spherical graphite particles obtained in Example 3 are mixed with coal tar pitch as an amorphous carbon precursor, heat-treated at 1300 ° C. in an inert gas, and then the fired product is crushed and classified. To obtain a carbonaceous composite carbon material in which spherical graphitic particles and amorphous carbon were composited. From the firing yield, in the obtained carbonaceous composite carbon material, the mass ratio of the sphericalized graphite particles to the amorphous carbon (sphericalized graphite particles: amorphous carbon) is 1: 0.10. Was confirmed. Table 1 shows the results of the same measurements as in Example 1.

(比較例1)
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85m/秒で3分間の機械的作用による球形化処理を行った。得られたサンプルには母材に付着、及び内包されていない状態の鱗片黒鉛や球形化処理中に生成する鱗片黒鉛状微粉が多く存在していることが確認された。このサンプルを分級により上記鱗片黒鉛状微粉を除去し、d50が15.7μmの球形化黒鉛質粒子を得た。得られた球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理することにより、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素との質量比率(球形化黒鉛質粒子:非晶質炭素)は1:0.04であることが確認された。実施例1同様の測定を行った結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
Scale-like natural graphite having a d50 of 100 μm was spheroidized by mechanical action for 3 minutes at a rotor peripheral speed of 85 m / sec using a hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. It was confirmed that the obtained sample contained a large amount of scaly graphite in a state where it was not attached to or contained in the base material and scaly graphite-like fine powder generated during the spheroidizing treatment. The scaly graphite-like fine particles were removed from this sample by classification to obtain spherical graphite particles having a d50 of 15.7 μm. The obtained spherical graphite particles are mixed with coal tar pitch as an amorphous carbon precursor, heat-treated at 1300 ° C. in an inert gas, and then the calcined product is crushed and classified to be spherical. A carbonaceous composite carbon material in which graphitic particles and amorphous carbon were composited was obtained. From the firing yield, in the obtained carbonaceous composite carbon material, the mass ratio of the sphericalized graphite particles to the amorphous carbon (sphericalized graphite particles: amorphous carbon) is 1: 0.04. Was confirmed. Table 1 shows the results of the same measurements as in Example 1.

(比較例2)
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85m/秒で10分間の機械的作用による球形化処理を行った。得られたサンプルには母材に付着、及び内包されていない状態の鱗片黒鉛や球形化処理中に生成する鱗片黒鉛状微粉が多く存在していることが確認された。このサンプルを分級により上記鱗片黒鉛状微粉を除去し、d50が10.8μmの球形化黒鉛
質粒子を得た。得られた球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを混合し、不活性ガス中で1000℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理することにより、黒鉛粒子と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素との質量比率(球形化黒鉛質粒子:非晶質炭素)は1:0.06であることが確認された。実施例1同様の測定を行った結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
Scale-like natural graphite having a d50 of 100 μm was spheroidized by mechanical action for 10 minutes at a rotor peripheral speed of 85 m / sec using a hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. It was confirmed that the obtained sample contained a large amount of scaly graphite in a state where it was not attached to or contained in the base material and scaly graphite-like fine powder generated during the spheroidizing treatment. The scaly graphite-like fine particles were removed from this sample by classification to obtain spherical graphite particles having a d50 of 10.8 μm. The obtained spherical graphite particles are mixed with coal tar pitch as an amorphous carbon precursor, heat-treated at 1000 ° C. in an inert gas, and then the calcined product is crushed and classified to obtain graphite particles. A carbonaceous composite carbon material in which and amorphous carbon were compounded was obtained. From the firing yield, in the obtained carbonaceous composite carbon material, the mass ratio of the sphericalized graphite particles to the amorphous carbon (sphericalized graphite particles: amorphous carbon) is 1: 0.06. Was confirmed. Table 1 shows the results of the same measurements as in Example 1.

(比較例3)
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85m/秒で3分間の機械的作用による球形化処理を行った。得られたサンプルには母材に付着、及び内包されていない状態の鱗片黒鉛や球形化処理中に生成する鱗片黒鉛状微粉が多く存在していることが確認された。このサンプルを分級により上記鱗片黒鉛状微粉を除去し、d50が15.7μmの球形化黒鉛質粒子を得た。得られた球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを混合し、不活性ガス中で3000℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理することにより、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、球形化黒鉛質粒子と非晶質炭素との質量比率(球形化黒鉛質粒子:非晶質炭素)は1:0.15であることが確認された。実施例1同様の測定を行った結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
Scale-like natural graphite having a d50 of 100 μm was spheroidized by mechanical action for 3 minutes at a rotor peripheral speed of 85 m / sec using a hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. It was confirmed that the obtained sample contained a large amount of scaly graphite in a state where it was not attached to or contained in the base material and scaly graphite-like fine powder generated during the spheroidizing treatment. The scaly graphite-like fine particles were removed from this sample by classification to obtain spherical graphite particles having a d50 of 15.7 μm. The obtained spherical graphite particles are mixed with coal tar pitch as an amorphous carbon precursor, heat-treated at 3000 ° C. in an inert gas, and then the calcined product is crushed and classified to be spherical. A carbonaceous composite carbon material in which graphitic particles and amorphous carbon were composited was obtained. From the firing yield, in the obtained carbonaceous composite carbon material, the mass ratio of the sphericalized graphite particles to the amorphous carbon (sphericalized graphite particles: amorphous carbon) is 1: 0.15. Was confirmed. Table 1 shows the results of the same measurements as in Example 1.

(比較例4)
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85m/秒で10分間の機械的作用による球形化処理を行った。得られたサンプルには母材に付着、及び内包されていない状態の鱗片黒鉛や球形化処理中に生成する鱗片黒鉛状微粉が多く存在していることが確認された。このサンプルを分級により上記鱗片黒鉛状微粉を除去し、d50が7.8μmの球形化黒鉛質粒子を得た。得られた球形化黒鉛質粒子と一次粒子径が24nm、BET比表面積が115m2/g、DBP吸油量が110ml/100gのカーボンブラックを、球形化黒鉛質粒子100質量部に対して2質量部添加し、チョッパーによるカーボンブラック凝集体の粉砕機構とシャベルの回転による粉体の混合撹拌機構を有する回転式ミキサーにより、チョッパー回転数3000rpmで20分撹拌することで球形化黒鉛質粒子とカーボンブラックの複合体を得た。得られた複合体と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを混合し、不活性ガス中で1100℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理することにより、球形化黒鉛質粒子とカーボンブラックの複合体と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、球形化黒鉛質粒子とカーボンブラックの複合体と非晶質炭素との質量比率(球形化天然黒鉛とカーボンブラックの複合体:非晶質炭素)は1:0.03であることが確認された。実施例1同様の測定を行った結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
Scale-like natural graphite having a d50 of 100 μm was spheroidized by mechanical action for 10 minutes at a rotor peripheral speed of 85 m / sec using a hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. It was confirmed that the obtained sample contained a large amount of scaly graphite in a state where it was not attached to or contained in the base material and scaly graphite-like fine powder generated during the spheroidizing treatment. The scaly graphite-like fine particles were removed from this sample by classification to obtain spherical graphite particles having a d50 of 7.8 μm. 2 parts by mass of the obtained spherical graphite particles and carbon black having a primary particle diameter of 24 nm, a BET specific surface area of 115 m2 / g, and a DBP oil absorption of 110 ml / 100 g were added to 100 parts by mass of the spherical graphite particles. Then, a rotary mixer having a mechanism for crushing carbon black aggregates by a chopper and a mechanism for mixing and stirring powder by rotating a shovel is used to stir for 20 minutes at a chopper rotation speed of 3000 rpm to combine spherical graphitic particles and carbon black. I got a body. The obtained composite and coal tar pitch as an amorphous carbon precursor are mixed, heat-treated at 1100 ° C. in an inert gas, and then the calcined product is crushed and classified to form spherical graphitic particles. A carbonaceous composite carbon material in which a composite of carbon black and amorphous carbon was compounded was obtained. From the firing yield, in the obtained carbonaceous composite carbon material, the mass ratio of the composite of spherical graphite particles and carbon black to amorphous carbon (composite of spherical natural graphite and carbon black: amorphous). Carbon) was confirmed to be 1: 0.03. Table 1 shows the results of the same measurements as in Example 1.

(比較例5)
d50が5μmの鱗片状天然黒鉛と非晶質炭素前駆体としてコールタールピッチを混合し、不活性ガス中で1300℃熱処理を施した後、焼成物を解砕・分級処理することにより、黒鉛粒子と非晶質炭素とが複合化した炭素質物複合炭素材を得た。焼成収率から、得られた炭素質物複合炭素材において、黒鉛質粒子と非晶質炭素との質量比率(黒鉛質粒子:非晶質炭素)は1:0.06であることが確認された。実施例1同様の測定を行った結果を表1に示す。
(Comparative Example 5)
Graphite particles are obtained by mixing scaly natural graphite having a d50 of 5 μm and coal tar pitch as an amorphous carbon precursor, heat-treating at 1300 ° C. in an inert gas, and then crushing and classifying the calcined product. A carbonaceous composite carbon material in which and amorphous carbon were compounded was obtained. From the firing yield, it was confirmed that the mass ratio of graphitic particles to amorphous carbon (graphite particles: amorphous carbon) was 1: 0.06 in the obtained carbonaceous composite carbon material. .. Table 1 shows the results of the same measurements as in Example 1.

Figure 0006864250
Figure 0006864250

実施例1〜5は、規定粒度へ調整した鱗片状天然黒鉛に規定の物性の造粒剤を添加して造粒処理を行うことにより、TG−DTAの第一ピークと第二ピークの比を規定範囲内とすることが出来たため、プレス荷重が小さく、高い低温出力特性を示した。一方で、規定範囲外である比較例1〜5は低温入出力特性の低下やプレス荷重が大きくなることが確認された。 In Examples 1 to 5, the ratio of the first peak to the second peak of TG-DTA was adjusted by adding a granulating agent having the specified physical characteristics to the scaly natural graphite adjusted to the specified particle size and performing the granulation treatment. Since it was within the specified range, the press load was small and high low temperature output characteristics were exhibited. On the other hand, it was confirmed that in Comparative Examples 1 to 5 outside the specified range, the low temperature input / output characteristics were lowered and the press load was increased.

本発明の炭素材は、それを非水系二次電池負極用の活物質として用いることにより、入出力特性とプレス特性が優れた非水系二次電池を提供することができる。また、当該材料の製造方法によれば、その工程数が少ない故、安定して効率的且つ安価に製造することができる。 By using the carbon material of the present invention as an active material for the negative electrode of a non-aqueous secondary battery, it is possible to provide a non-aqueous secondary battery having excellent input / output characteristics and press characteristics. Further, according to the method for producing the material, since the number of steps is small, stable, efficient and inexpensive production can be performed.

Claims (6)

造粒炭素材の表面に炭素質物を含有する非水系二次電池用炭素材であって、
造粒炭素材が黒鉛であり、
炭素質物が非晶質炭素であり、
体積基準平均粒径(d50)が19.4μm以下であり、
TG−DTA測定を実施したとき、得られるDTA(Differential Thermal Analysis)
曲線が、500℃以上1000℃以下の範囲に相対的に低温側の第1のピークと、相対的
に高温側の第2のピークとを有し、前記第1のピークと前記第2のピークが下記式1を満
足することを特徴とする、非水系二次電池用炭素材。
(式1)
(第1のピークにおけるDTA[μV])/(第2のピークにおけるDTA[μV])≧
0.4
A carbon material for non-aqueous secondary batteries that contains a carbonaceous material on the surface of the granulated carbon material.
The granulated carbon material is graphite,
The carbonaceous material is amorphous carbon,
The volume-based average particle size (d50) is 19.4 μm or less, and
DTA (Differential Thermal Analysis) obtained when TG-DTA measurement is performed
The curve has a first peak on the relatively low temperature side and a second peak on the relatively high temperature side in the range of 500 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, and the first peak and the second peak. Is a carbon material for a non-aqueous secondary battery, which satisfies the following formula 1.
(Equation 1)
(DTA [μV] at the first peak) / (DTA [μV] at the second peak) ≧
0.4
窒素吸着により測定されたBET比表面積が、2.0m/g以上であることを特徴と
する請求項1に記載の非水系二次電池用炭素材。
The carbon material for a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the BET specific surface area measured by nitrogen adsorption is 2.0 m 2 / g or more.
真密度が1.90g/cm以上、2.26g/cm未満であることを特徴とする請
求項1または2に記載の非水系二次電池用炭素材。
True density of 1.90 g / cm 3 or more, a non-aqueous secondary battery carbon material according to claim 1 or 2, characterized in that less than 2.26 g / cm 3.
フロー式粒子像分析より求められる平均円形度が0.91以上であることを特徴とする
請求項1乃至3の何れか一項に記載の非水系二次電池用炭素材。
The carbon material for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the average circularity obtained from the flow-type particle image analysis is 0.91 or more.
造粒炭素材が鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛、及び塊状黒鉛を造粒処理した球状黒鉛粒子である
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の非水系二次電池用炭素材。
The charcoal for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the granulated carbon material is spheroidal graphite particles obtained by granulating scaly graphite, scaly graphite, and massive graphite. Material.
リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに、電解質を備えると共に、該
負極が集電体と該集電体上に形成された負極活物質層とを備えると共に、該負極活物質層
が請求項1乃至5の何れか一項に記載の炭素材を含有することを特徴とする非水系二次電
池。
A positive electrode and a negative electrode capable of storing and releasing lithium ions, and an electrolyte are provided, and the negative electrode includes a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector, and the negative electrode active material layer is provided. A non-aqueous secondary battery comprising the carbon material according to any one of claims 1 to 5.
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JP7272350B2 (en) * 2018-03-28 2023-05-12 株式会社レゾナック Negative electrode material for lithium ion secondary battery, negative electrode material slurry for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
KR20200135340A (en) 2018-03-29 2020-12-02 미쯔비시 케미컬 주식회사 Negative electrode material for non-aqueous secondary battery, negative electrode for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
KR102323423B1 (en) 2018-09-07 2021-11-05 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for rechargeable lithium battery, method for preparing same, negative electrode including the same and rechargeable lithium battery including the same
WO2020105599A1 (en) * 2018-11-19 2020-05-28 昭和電工株式会社 Composite carbon particles, method for producing same, and lithium ion secondary battery
JP2021061230A (en) 2019-03-28 2021-04-15 三菱ケミカル株式会社 Negative electrode material for nonaqueous secondary battery, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP7344440B2 (en) * 2019-10-03 2023-09-14 トヨタ自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20210111569A (en) 2020-03-03 2021-09-13 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same
WO2023023926A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 Artificial graphite and preparation method therefor, negative electrode plate, secondary battery, battery module, battery pack, and electrical device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482547B1 (en) * 1998-05-21 2002-11-19 Samsung Display Devices Co., Ltd. Negative active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
US7829222B2 (en) * 2001-01-25 2010-11-09 Hitachi Chemical Company, Ltd. Artificial graphite particles and method for manufacturing same, nonaqueous electrolyte secondary cell, negative electrode and method for manufacturing same, and lithium secondary cell
KR101863386B1 (en) * 2010-09-29 2018-05-31 미쯔비시 케미컬 주식회사 Carbon material for negative electrode of nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing same, negative electrode of nonaqueous secondary battery using same, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2013191302A (en) * 2012-03-12 2013-09-26 Toyota Motor Corp Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6343276B2 (en) * 2013-03-12 2018-06-13 日本カーボン株式会社 Negative electrode material and negative electrode for lithium ion secondary battery
JP6476814B2 (en) * 2013-12-18 2019-03-06 三菱ケミカル株式会社 Non-aqueous secondary battery negative electrode carbon material, non-aqueous secondary battery negative electrode and non-aqueous secondary battery using the same

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