JP6906891B2 - Carbon material for non-aqueous secondary batteries and lithium ion secondary batteries - Google Patents

Carbon material for non-aqueous secondary batteries and lithium ion secondary batteries Download PDF

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Description

本発明は、非水系二次電池用炭素材と、その炭素材を用いたリチウムイオン二次電池に関するものである。 The present invention relates to a carbon material for a non-aqueous secondary battery and a lithium ion 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、特に自動車向けなど更なる高容量化、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, especially for automobiles and the like. It is required to achieve high input / output and 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、入出力特性の低下、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 charge / discharge irreversible capacity during the initial cycle, a decrease in input / output characteristics, and a decrease in cycle characteristics. There was a problem.

上記の問題を解決するために、例えば、特許文献1には、黒鉛化可能な骨材として平均粒径が5μmのコークス粉末と、バインダーとしてピッチやコールタールとを混合、焼成、黒鉛化、粉砕することにより、扁平状の粒子を複数、配向面が非平行となるように集合又は結合させ、10〜10Åの範囲の大きさの細孔の細孔容積を0.4〜2.0cc/gとすることにより急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, coke powder having an average particle size of 5 μm as a graphitizable aggregate and pitch or coal tar as a binder are mixed, calcined, graphitized, and pulverized. by a plurality of flat particles, aggregate or coupled such that the orientation surface is non-parallel, in the range of 10 2 to 10 6 Å the size of the pore volume of pores from 0.4 to 2. A technique for improving rapid charge / discharge characteristics by setting the value to 0 cc / g is disclosed.

特許文献2には、粒状黒鉛、鱗片状黒鉛、及びバインダーを混合、焼成、粉砕することにより、粒状黒鉛の表面に鱗片状黒鉛が付着させる技術が開示されている。
また特許文献3には、重質油組成物をディレードコーキングプロセスによってコーキング処理して得られる原料炭組成物を、平均粒径の3分の1以下の粒径の微粒子を5%以上になるように粒度分布を調整した後、圧縮応力と剪断応力を付与して造粒球形化された黒鉛前駆体を製造し、更に黒鉛前駆体を加熱して黒鉛化することにより、サイクル特性や保存特性を向上させる技術が開示されている。
Patent Document 2 discloses a technique for adhering scaly graphite to the surface of granular graphite by mixing, firing, and pulverizing granular graphite, scaly graphite, and a binder.
Further, in Patent Document 3, the coking coal composition obtained by caulking a heavy oil composition by a delayed caulking process is provided with 5% or more of fine particles having a particle size of 1/3 or less of the average particle size. After adjusting the particle size distribution, a compressive stress and a shear stress are applied to produce a granulated spherical graphite precursor, and the graphite precursor is further heated to be graphitized to obtain cycle characteristics and storage characteristics. Techniques for improvement are disclosed.

特開2002−083587号公報JP-A-2002-083587 特開2004−127723号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-127723 特開2013−079173号公報JP 2013-079173

本発明者らの検討によると、特許文献1で開示されている技術では、コークス粒子をバインダーを用いて結合させることにより造粒粒子を製造しているため、粒子内の細孔をバインダーの残炭物が埋めてしまい、結果として粒子内細孔量が少なくなってしまう傾向があった。特に、比較的大きな細孔は多く存在するが、微細孔が低減するため、細部への電解液の移動が制限され、容量、充放電負荷特性、及び入出力特性が未だ不十分であった。 According to the study by the present inventors, in the technique disclosed in Patent Document 1, granulated particles are produced by binding coke particles with a binder, so that the pores in the particles remain in the binder. The charcoal was buried, and as a result, the amount of pores in the particles tended to decrease. In particular, although there are many relatively large pores, the reduction of micropores limits the movement of the electrolytic solution to the details, and the capacity, charge / discharge load characteristics, and input / output characteristics are still insufficient.

特許文献2に開示されている技術では、粒状黒鉛と鱗片状黒鉛とをバインダーを介して付着させているため、粒状黒鉛核周囲の空隙が少なく、電解液の移動が制限されるため、容量や入出力特性が未だ不十分であった。また、粒状黒鉛と鱗片状黒鉛とバインダーとの混合のみで付着させ、焼成しているため、鱗片状黒鉛の配列が制御できておらず、粒状黒鉛に垂直に毛羽立った状態で付着した鱗片状黒鉛が粉砕の際に剥がれることで微粉化し、それらが電極内で配向することにより充放電負荷特性、及び入出力特性が低下するという課題があった。 In the technique disclosed in Patent Document 2, since granular graphite and scaly graphite are attached via a binder, there are few voids around the granular graphite nucleus, and the movement of the electrolytic solution is restricted. The input / output characteristics were still insufficient. In addition, since the scaly graphite is attached and fired only by mixing the granular graphite, the scaly graphite, and the binder, the arrangement of the scaly graphite cannot be controlled, and the scaly graphite attached vertically to the granular graphite in a fluffy state. There is a problem that the charge / discharge load characteristics and the input / output characteristics are deteriorated because the graphite is peeled off during pulverization and becomes fine powder, and the graphite is oriented in the electrode.

特許文献3で開示されている技術では、付着生コークス微粉の形状が制御されていないために造粒体形成が不十分であった。さらに、母核生コークスと付着生コークス微粉が融着して造粒体の一次粒子同士が同化し、造粒体構造を維持できずに略一粒子化してしまい、粒子内の微細孔が低減し、電解液の移動が制限されるため、容量、充放電負荷特性、及び入出力特性が未だ不十分であった。 In the technique disclosed in Patent Document 3, the formation of granulated bodies was insufficient because the shape of the adherent coke breeze fine powder was not controlled. Furthermore, the parent coke and the adherent raw coke fine powder are fused to assimilate the primary particles of the granulated body, and the granulated body structure cannot be maintained and the particles become substantially one particle, and the fine pores in the particles are reduced. However, since the movement of the electrolytic solution is restricted, the capacity, charge / discharge load characteristics, and input / output characteristics are still insufficient.

本発明は、かかる技術背景に鑑みて為されたものであり、その課題は高容量且つ、優れた入出力特性、高温保存特性、サイクル特性を備えた非水系二次電池を得ることが可能で、安定的に効率よく製造できる炭素材を提供し、その結果として、高性能で生産性に優れた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 the above technical background, and the problem is that it is possible to obtain a non-aqueous secondary battery having a high capacity and excellent input / output characteristics, high temperature storage characteristics, and cycle characteristics. It is an object of the present invention to provide a carbon material that can be stably and efficiently manufactured, and as a result, to provide a non-aqueous secondary battery having high performance and excellent productivity.

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、複数のリチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な黒鉛粒子(A)が複合化した非水系二次電池用炭素材であって、粉体に対する水銀圧入法により求められる細孔分布におけるモード径が0.1μm以上2μm以下であり、且つ体積基準平均粒子径(d50)が5μm以上40μm以下であることを特徴とする非水系二次電池用炭素材を用いることにより、高容量で、充放電負荷特性や入出力特性に優れ、サイクル特性に優れ、また生産性に優れた非水系二次電池が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have made a carbon material for a non-aqueous secondary battery in which graphite particles (A) capable of occluding and releasing a plurality of lithium ions are composited. The mode diameter in the pore distribution obtained by the mercury press-fitting method for powder is 0.1 μm or more and 2 μm or less, and the volume reference average particle diameter (d50) is 5 μm or more and 40 μm or less. We found that by using a carbon material for an aqueous secondary battery, a non-aqueous secondary battery with high capacity, excellent charge / discharge load characteristics and input / output characteristics, excellent cycle characteristics, and excellent productivity can be obtained. The present invention has been completed.

すなわち本発明の要旨は、複数のリチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な黒鉛粒子(A)が複合化した非水系二次電池用炭素材であって、粉体に対する水銀圧入法により求められる細孔分布におけるモード径が0.1μm以上2μm以下であり、且つ体積基準平均粒子径(d50)が5μm以上40μm以下であることを特徴とする非水系二次電池用炭素材に存する。 That is, the gist of the present invention is a carbon material for a non-aqueous secondary battery in which graphite particles (A) capable of occluding and releasing a plurality of lithium ions are composited, and is obtained by a mercury press-fitting method for powder. It exists in a carbon material for a non-aqueous secondary battery, characterized in that the mode diameter in the pore distribution is 0.1 μm or more and 2 μm or less, and the volume-based average particle size (d50) is 5 μm or more and 40 μm or less.

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、電解質を備えるリチウムイオン二次電池であって、該負極が、集電体と、該集電体上に形成された活物質層とを備えるものであり、該活物質層が、上記の非水系二次電池用炭素材を含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池に存する。 Another gist of the present invention is a lithium ion secondary battery including a positive electrode and a negative electrode capable of storing and releasing lithium ions and an electrolyte, wherein the negative electrode is a current collector and the current collector. The active material layer is provided in the above-mentioned lithium ion secondary battery, which is characterized by containing the carbon material for a non-aqueous secondary battery.

本発明の複合炭素粒子及び複合炭素粒子を含む複合炭素材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、充放電負荷特性、及び入出力特性に優れ、サイクル特性にも優れ、また生産性にも優れたリチウム二次電池を、安定的に効率良く提供することができる。
本発明の複合炭素粒子が優れた電池特性を示すメカニズムは明らかとなっていないが、発明者らの検討の結果、優れた電池特性は次の様な効果によると考えられる。
By using the composite carbon particles of the present invention and the composite carbon material containing the composite carbon particles as the negative electrode active material for a non-aqueous secondary battery, the charge / discharge load characteristics and input / output characteristics are excellent, and the cycle characteristics are also excellent. It is possible to stably and efficiently provide a lithium secondary battery having excellent productivity.
The mechanism by which the composite carbon particles of the present invention exhibit excellent battery characteristics has not been clarified, but as a result of the studies by the inventors, it is considered that the excellent battery characteristics are due to the following effects.

体積基準平均粒子径(d50)が5μm以上40μm以下とすることにより、複合粒子間の凝集を抑制することが可能になるため、スラリー粘度上昇や電極強度の低下などの工
程上の不都合の発生を防ぐことが出来る。また、空隙を埋めるようなバインダーを用いずに、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、複合炭素材よりd50が小さい黒鉛粒子(A)を複合化することにより、複合炭素材の粒子内に微細孔を多く有する粒子構造を形成することが可能となり、粉体に対する水銀圧入法により求められる細孔分布におけるモード径を0.1μm以上2μm以下とすることができる。これにより、複合炭素材粒子内部のLiイオンの挿入・脱離サイトにまで電解液が効率よく移動することができ、また充放電における体積膨張・収縮を該細孔で緩和できるため、高容量、充放電負荷特性、及び低温入出力特性の向上が可能となったと考えられる。
By setting the volume-based average particle diameter (d50) to 5 μm or more and 40 μm or less, it becomes possible to suppress aggregation between composite particles, so that inconveniences in the process such as an increase in slurry viscosity and a decrease in electrode strength may occur. It can be prevented. Further, the graphite particles (A) having a d50 smaller than that of the composite carbon material are composited by applying at least one of the mechanical energies of impact, compression, friction, and shearing force without using a binder that fills the voids. By doing so, it becomes possible to form a particle structure having many fine pores in the particles of the composite carbon material, and the mode diameter in the pore distribution obtained by the mercury press-fitting method for the powder is set to 0.1 μm or more and 2 μm or less. be able to. As a result, the electrolytic solution can be efficiently moved to the insertion / desorption site of Li ions inside the composite carbon material particles, and the volume expansion / contraction during charging / discharging can be relaxed by the pores, so that the capacity is high. It is considered that the charge / discharge load characteristics and the low temperature input / output characteristics can be improved.

実施例2の複合炭素粒子の断面SEM画像である。It is a cross-sectional SEM image of the composite carbon particles of Example 2. 本発明の一実施形態に係る細孔分布図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pore distribution map which concerns on one Embodiment 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。
本発明の非水系二次電池用炭素材は、複数のリチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な黒鉛粒子(A)が複合化した非水系二次電池用炭素材であって、粉体に対する水銀圧入法により求められる細孔分布におけるモード径が0.1μm以上2μm以下であり、且つ体積基準平均粒子径(d50)が5μm以上40μm以下であることを特徴とするものである。
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.
The carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is a carbon material for a non-aqueous secondary battery in which graphite particles (A) capable of storing and releasing a plurality of lithium ions are composited, and is a carbon material for a powder. The mode diameter in the pore distribution determined by the mercury intrusion method is 0.1 μm or more and 2 μm or less, and the volume-based average particle diameter (d50) is 5 μm or more and 40 μm or less.

<黒鉛粒子(A)>
本発明の非水系二次電池用炭素材は、複数のリチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な黒鉛粒子(A)を含有する。
ここで黒鉛粒子(A)とは、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等が挙げられる。中でも、人造黒鉛粒子、特にバルクメソフェーズ人造黒鉛粒子は、黒鉛表面の欠陥が少なく、粒子内が緻密に詰まった空隙の少ない構造を取るため、天然黒鉛に比べて、サイクル特性、高温保存特性、安全性に優れた特徴を持つため好ましい。
<Graphite particles (A)>
The carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention contains graphite particles (A) capable of occluding and releasing a plurality of lithium ions.
Here, examples of the graphite particles (A) include natural graphite and artificial graphite. Among them, artificial graphite particles, especially bulk mesophase artificial graphite particles, have few defects on the surface of graphite and have a structure with few voids in which the inside of the particles is densely packed. Therefore, compared to natural graphite, they have cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and safety. It is preferable because it has excellent properties.

ここでバルクメソフェーズ人造黒鉛粒子とは、コールタールピッチや石油ピッチ等のピッチ原料を熱処理して得られるコークスを、所定の温度で黒鉛化することにより製造される人造黒鉛粒子のことをいう。
中でも、組織を構成する光学的異方性組織の成長が大きくないモザイクコークスを黒鉛化した人造黒鉛粒子や、光学的異方性組織が大きく成長したニードルコークスを黒鉛化した人造黒鉛粒子が好ましく、特に光学的異方性組織が大きく成長したニードルコークスを黒鉛化した人造黒鉛粒子が好ましい。
Here, the bulk mesophase artificial graphite particles refer to artificial graphite particles produced by graphitizing coke obtained by heat-treating a pitch raw material such as coal tar pitch or petroleum pitch at a predetermined temperature.
Of these, artificial graphite particles obtained by graphitizing mosaic coke in which the optically anisotropic structure constituting the structure does not grow significantly and artificial graphite particles obtained by graphitizing needle coke in which the optically anisotropic structure grows significantly are preferable. In particular, artificial graphite particles obtained by graphitizing needle coke having a large optically anisotropic structure are preferable.

<黒鉛粒子(A)の物性>
・体積基準平均粒子径(d50)
本明細書において、体積基準平均粒子径(d50)とは、レーザー回折/散乱法粒度分布測定による体積基準の粒度分布におけるメジアン径(d50)をいう。
本発明の黒鉛粒子(A)の平均粒径d50は、好ましくは1μm以上、より好ましくは1.5μm以上、更に好ましくは1.7μm以上、特に好ましくは2μm以上、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは7μm以下、特に好ましくは5μm以下、最も好ましくは4μm以下である。
<Physical characteristics of graphite particles (A)>
-Volume-based average particle size (d50)
In the present specification, the volume-based average particle size (d50) refers to the median size (d50) in the volume-based particle size distribution measured by the laser diffraction / scattering method particle size distribution measurement.
The average particle size d50 of the graphite particles (A) of the present invention is preferably 1 μm or more, more preferably 1.5 μm or more, still more preferably 1.7 μm or more, particularly preferably 2 μm or more, preferably 20 μm or less, more preferably. It is 10 μm or less, more preferably 7 μm or less, particularly preferably 5 μm or less, and most preferably 4 μm or less.

平均粒径d50が上記範囲内であると、複合炭素粒子内に緻密な空隙構造を有すること
が可能になり、高容量で、充放電負荷特性、及び低温入出力に優れた非水系二次電池を得易くなる。また、スラリー粘度の上昇や電極塗工時の塗工むらが生じ難くなる。
体積基準の粒度分布は、レーザー回折式粒度分布計(例えば、LA−700、堀場製作所社製)を用いて、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2体積%水溶液(約1ml)を黒鉛負極材料に混合し、イオン交換水を分散媒として測定した値を用いることができる。体積基準の粒度分布50%粒径(d50)から平均粒径(メジアン径)を測定する。
When the average particle size d50 is within the above range, it becomes possible to have a dense void structure in the composite carbon particles, and a non-aqueous secondary battery having a high capacity and excellent charge / discharge load characteristics and low temperature input / output. It becomes easy to obtain. In addition, the increase in slurry viscosity and uneven coating during electrode coating are less likely to occur.
For the volume-based particle size distribution, a laser diffraction type particle size distribution meter (for example, LA-700, manufactured by HORIBA, Ltd.) was used to obtain a 2 volume% aqueous solution of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant. Approximately 1 ml) is mixed with the graphite negative electrode material, and the value measured using ion-exchanged water as a dispersion medium can be used. The average particle size (median diameter) is measured from the volume-based particle size distribution 50% particle size (d50).

・最小粒径(dmin)、最大粒径(dmax)
本発明の黒鉛粒子(A)は、その最小粒径(dmin)が、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.2μm以上、また、その最大粒径(dmax)が、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下である。最小粒径(dmin)、及び、最大粒径(dmax)が上記の範囲内だと、複合炭素材粒子内に適度な径の細孔構造を導入することが可能になり、良好な充放電負荷特性、及び低温入出力を示す傾向がある。
最小粒径(dmin)及び最大粒径(dmax)は、体積基準の平均粒径と同様に、レーザー回折式粒度分布計を用いたレーザー回折/散乱法粒度分布測定による体積基準の粒度分布から測定できる。
-Minimum particle size (dmin), maximum particle size (dmax)
The graphite particles (A) of the present invention have a minimum particle size (dm) of preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.2 μm or more, and a maximum particle size (dmax) of usually 100 μm or less, preferably 100 μm or less. Is 50 μm or less, more preferably 30 μm or less. When the minimum particle size (dmin) and the maximum particle size (dmax) are within the above ranges, it becomes possible to introduce a pore structure having an appropriate diameter in the composite carbon material particles, and a good charge / discharge load is obtained. It tends to show characteristics and low temperature input / output.
The minimum particle size (dmin) and the maximum particle size (dmax) are measured from the volume-based particle size distribution by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement using a laser diffraction type particle size distribution meter, similar to the volume-based average particle size. can.

・タップ密度
本発明の黒鉛粒子(A)は、タップ密度が、好ましくは0.40〜1.50g/cm、より好ましくは0.60〜1.00g/cmである。タップ密度が上記範囲内であると、活物質の充填密度が向上し、高容量の電池を得ることができる。
タップ密度としては、目開き300μmの篩を使用し、20cmのタッピングセルに黒鉛材料を落下させてセルを満杯に充填した後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いてストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時のタッピング密度を測定した値を用いることができる。
-Tap Density The graphite particles (A) of the present invention have a tap density of preferably 0.40 to 1.50 g / cm 3 , more preferably 0.60 to 1.00 g / cm 3 . When the tap density is within the above range, the filling density of the active material is improved, and a high-capacity battery can be obtained.
As the tap density, a sieve having a mesh size of 300 μm is used , a graphite material is dropped into a tapping cell of 20 cm 3 to fill the cell fully, and then a powder density measuring instrument (for example, a tap density manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.) is used. It is possible to use the value obtained by performing tapping with a stroke length of 10 mm 1000 times and measuring the tapping density at that time.

・面間隔d002
本発明の黒鉛粒子(A)は、X線回折により測定した(002)面の面間隔d002が、好ましくは0.36nm以下、より好ましくは0.345nm以下、更に好ましくは0.341nm以下である。上記範囲内にあると、即ち、結晶性が高くなる場合には、電極を製造したときに活物質の単位重量当たりの放電容量が大きくなる。一方、面間隔d002の下限は、理論的限界として通常0.3354nm以上である。
-Surface spacing d 002
In the graphite particles (A) of the present invention, the surface spacing d 002 of the (002) plane measured by X-ray diffraction is preferably 0.36 nm or less, more preferably 0.345 nm or less, still more preferably 0.341 nm or less. be. If it is within the above range, that is, if the crystallinity is high, the discharge capacity per unit weight of the active material becomes large when the electrode is manufactured. On the other hand, the lower limit of the surface spacing d 002 is usually 0.3354 nm or more as a theoretical limit.

また、本発明の黒鉛粒子(A)は、X線回折により測定したc軸方向の結晶子の大きさLcが、好ましくは10nm以上、より好ましくは20nm以上である。上記範囲内にあると、電極を製造したときの活物質重量当たりの放電容量が大きくなる。
上記のX線回折により測定した面間隔d002及び結晶子の大きさLcとしては、炭素材料学会の学振法に従って測定される値を用いることができる。なお、学振法においては、100nm(1000Å)以上の値は区別されず、すべて「>1000(Å)」と記述される。
Further, in the graphite particles (A) of the present invention, the crystallite size Lc in the c-axis direction measured by X-ray diffraction is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more. If it is within the above range, the discharge capacity per weight of the active material when the electrode is manufactured becomes large.
As the plane spacing d 002 and the crystallite size Lc measured by the above X-ray diffraction, values measured according to the Gakushin method of the Society of Carbon Materials can be used. In the Gakushin method, values of 100 nm (1000 Å) or more are not distinguished, and all are described as "> 1000 (Å)".

<天然黒鉛粒子(B)>
本発明の非水系二次電池用複合炭素粒子は、複数のリチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な黒鉛粒子(A)に加え、さらに天然黒鉛粒子(B)を含有することが、高い充放電容量を有し、高電流密度での充放電特性が良好となるため好ましい。
天然黒鉛としては、不純物の少ないものが好ましく、必要に応じて、公知である種々の精製処理を施して用いることができる。
<Natural graphite particles (B)>
The composite carbon particles for a non-aqueous secondary battery of the present invention are highly charged to contain natural graphite particles (B) in addition to graphite particles (A) capable of occluding and releasing a plurality of lithium ions. It is preferable because it has a discharge capacity and has good charge / discharge characteristics at a high current density.
The natural graphite preferably has few impurities, and can be used after being subjected to various known purification treatments, if necessary.

天然黒鉛は、その性状によって、鱗片状黒(FlakeGraphite)、鱗状(Crystal Line Graphite)、塊状黒鉛(Vein Graphite)、土壌黒鉛(Amorphousu 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」(NoyesPubLications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。なかでも不純物の少ないものが好ましく、必要に応じて、公知である種々の精製処理を施して用いることができる。
天然黒鉛の産地は、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等が挙げられる。
Natural graphite is classified into scaly black (FlakeGraphite), scaly (Crystal Line Graphite), lump graphite (Vein Graphite), and soil graphite (Amorphousu Graphite) according to its properties ("Powder and Granule Process Technology Collection" (((() See the section on graphite of Industrial Technology Center Co., Ltd. (published in 1974) and "HANDBOOK OF CARBON, GRAPHITE, DIAMOND AND FULLERENES" (published by Noyes PubLications)). 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. Among them, those having few impurities are preferable, and various known purification treatments can be applied and used as needed.
The production areas of natural graphite are Madagascar, China, Brazil, Ukraine, Canada, etc., and the production areas of scaly graphite are mainly Sri Lanka. The main production areas of soil graphite are the Korean Peninsula, China, Mexico, etc. Among the natural graphites, for example, scaly, scaly, or lumpy natural graphite, highly purified scaly graphite, and the like can be mentioned.

<天然黒鉛粒子(B)の物性>
・アスペクト比
黒鉛粒子(B)のアスペクト比は5以上であり、好ましくは7以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは15以上である。また、通常1000以下、好ましくは500以下、より好ましくは100以下、更に好ましくは50以下である。アスペクト比が上記範囲にあることで、入出力特性に優れた非水系二次電池用複合炭素材を製造することができる。また、黒鉛粒子(B)が黒鉛粒子(A)の表面から剥離しにくくなり、電極内で配向することによる電解液の拡散性低下を防ぐことが可能となる。
<Physical characteristics of natural graphite particles (B)>
-Aspect ratio The aspect ratio of the graphite particles (B) is 5 or more, preferably 7 or more, more preferably 10 or more, and further preferably 15 or more. Further, it is usually 1000 or less, preferably 500 or less, more preferably 100 or less, still more preferably 50 or less. When the aspect ratio is within the above range, it is possible to manufacture a composite carbon material for a non-aqueous secondary battery having excellent input / output characteristics. Further, the graphite particles (B) are less likely to be separated from the surface of the graphite particles (A), and it is possible to prevent a decrease in diffusivity of the electrolytic solution due to orientation in the electrode.

アスペクト比は、3次元的に観察したときの負極材粒子の最長となる径A(長径)と、それと直交する径のうち最長となる径B(短径)としたとき、A/Bであらわされる。前記負極材粒子の観察は、拡大観察ができる走査型電子顕微鏡で行う。厚さ50ミクロン以下の金属の端面に固定した任意の50個の負極材粒子を選択し、それぞれについて試料が固定されているステージを回転、傾斜させて、A、Bを測定し、A/Bの平均値を求める。 The aspect ratio is represented by A / B when the longest diameter A (major diameter) of the negative electrode material particles when observed three-dimensionally and the longest diameter B (minor diameter) among the diameters orthogonal to it. Is done. The negative electrode material particles are observed with a scanning electron microscope capable of magnified observation. Select any 50 negative electrode material particles fixed to the end face of a metal having a thickness of 50 microns or less, rotate and incline the stage on which the sample is fixed for each, measure A and B, and measure A / B. Find the average value of.

・平均粒径d50
黒鉛粒子(B)の平均粒径d50は、黒鉛粒子(A)よりも平均粒径d50が小さいことが好ましい。具体的な平均粒径d50はとしては、好ましくは1μm以上、更に好ましくは2μm以上、特に好ましくは3μm以上、好ましくは40μm以下、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは10μm以下、非常に好ましくは8μm以下、特に好ましくは7μm以下である。体積平均粒径が上記範囲にある場合、充放電効率、充放電負荷特性、低温入出力特性、サイクル特性の低下を防ぐことができる。
・ Average particle size d50
The average particle size d50 of the graphite particles (B) is preferably smaller than that of the graphite particles (A). The specific average particle size d50 is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, particularly preferably 3 μm or more, preferably 40 μm or less, more preferably 20 μm or less, still more preferably 10 μm or less, and very preferably 8 μm. Below, it is particularly preferably 7 μm or less. When the volume average particle diameter is within the above range, it is possible to prevent deterioration of charge / discharge efficiency, charge / discharge load characteristics, low temperature input / output characteristics, and cycle characteristics.

・灰分
黒鉛粒子(B)に含まれる灰分は、炭素材の全質量に対して、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、充放電時の炭素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、炭素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。
-Ash content The ash content contained in the graphite particles (B) 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 of the carbon material. Is. 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 carbon material and the electrolytic solution during charging and discharging can be suppressed to a negligible extent. In addition, since the production of carbon material does not require a large amount of time, energy and equipment for pollution prevention, the cost increase can be suppressed.

・面間隔d002
黒鉛粒子(B)のX線広角回折法による002面の面間隔d002は、通常0.337nm以下、好ましくは0.336nm以下で、結晶子サイズLcは通常90nm以上、好ましくは95nm以上である。面間隔d002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黒鉛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。
-Surface spacing d 002
The interplanar spacing d 002 of the 002 planes of the graphite particles (B) by the X-ray wide-angle diffraction method is usually 0.337 nm or less, preferably 0.336 nm or less, and the crystallite size Lc is usually 90 nm or more, preferably 95 nm or more. .. The interplanar spacing d 002 and the crystallinity size Lc are values indicating the crystallinity of the negative electrode material bulk, and the smaller the value of the (002) plane interplanar spacing d 002 and the larger the crystallinity size Lc, the more. It indicates that the negative electrode material has high crystallinity, and the amount of lithium entering the graphite layers approaches the theoretical value, so that the capacity increases. If the crystallinity is low, excellent battery characteristics (high capacity and low irreversible capacity) when highly crystalline graphite is used for the electrode will not be exhibited. It is particularly preferable that the interplanar spacing d 002 and the crystallite size Lc are combined in the above ranges. 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, which is about 15% by mass of the total amount, and the CuKα ray monochromated with a graphite monochromator is used as the radiation source. Measure the line diffraction curve. Then, the plane spacing d 002 and the crystallite size Lc are obtained using the Gakushin method.

・タップ密度
黒鉛粒子(B)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プ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、真密度及び体積平均粒径がほぼ等しい黒鉛質粒子では、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。黒鉛粒子(B)が複合炭素粒子に複合化される前の黒鉛粒子(B)のタッピング密度は、通常0.1g/cm以上であり、0.15g/cm以上であることが好ましく、0.2g/cm以上がより好ましく、0.3g/cm以上が更に好ましい。
-Tap density The packed structure of graphite particles (B) depends on the size and shape of the particles, the degree of interaction between the particles, etc., but in this specification, it is one of the indexes for quantitatively discussing the packed structure. It is also possible to apply the tap density as. In the study by the present inventors, it has been confirmed that, in the case of graphite particles having substantially the same true density and volume average particle size, the more spherical the shape and the smoother the particle surface, the higher the tap density. 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 graphite particles (B) before the graphite particles (B) are combined with the composite carbon particles is usually 0.1 g / cm 3 or more, preferably 0.15 g / cm 3 or more. 0.2 g / cm 3 or more is more preferable, and 0.3 g / cm 3 or more is further preferable.

・ラマンR値
黒鉛粒子(B)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。鱗片状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1580cm−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値は通常0.01以上0.9以下であり、0.01以上0.7以下であることが好ましく、0.01以上0.5以下であることがより好ましい。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。
-Raman R value The argon ion laser Raman spectrum of the graphite particles (B) is used as an index showing the properties of the surface of the particles. Raman R value is the peak intensity ratio in the vicinity of 1360 cm -1 to the peak intensity near 1580 cm -1 in the argon ion laser Raman spectrum of the flake graphite is usually 0.01 to 0.9, 0.01 or 0. It is preferably 7 or less, and more preferably 0.01 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 beam, the measurement cell is placed in a plane perpendicular to the laser beam. Measure while rotating. The wavelength of the argon ion laser light is 514.5 nm.

・比表面積(SA)
黒鉛粒子(B)が複合炭素粒子に複合化される前の黒鉛粒子(B)のBET法による比表面積の下限は、通常0.3m/g以上、1m/g以上であることが好ましく、3m/gであることがより好ましく、5m/gであることが更に好ましい。一方で上限は、通常50m/g以下、30m/g以下であることが好ましく、20m/g以下であることがより好ましく、15m/g以下であることが更に好ましい。比表面積が上記範囲内にあれば、Liイオンの受け入れ性が良好になり充放電負荷特性、及び低温入出力特性が良好になり、不可逆容量の増加を抑制し電池容量の減少を防ぐことができる。
・ Specific surface area (SA)
The lower limit of the specific surface area of the graphite particles (B) by the BET method before the graphite particles (B) are compounded with the composite carbon particles is usually 0.3 m 2 / g or more, preferably 1 m 2 / g or more. It is more preferably 3 m 2 / g, and even more preferably 5 m 2 / g. On the other hand, the upper limit is usually 50 m 2 / g or less, preferably 30 m 2 / g or less, more preferably 20 m 2 / g or less, and further preferably 15 m 2 / g or less. When the specific surface area is within the above range, the acceptability of Li ions is improved, the charge / discharge load characteristics and the low temperature input / output characteristics are improved, the increase in irreversible capacity can be suppressed, and the decrease in battery capacity can be prevented. ..

<非水系二次電池用炭素材>
本発明の非水系二次電池用炭素材は、上述したリチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な黒鉛粒子(A)が複数複合化し、粉体に対する水銀圧入法により求められる細孔分布におけるモード径が0.1μm以上2μm以下であり、且つ体積基準平均粒子径(d50)が5μm以上40μm以下である炭素材である。
なお、ここでいう複数複合化とは、非水系二次電池用炭素材が少なくとも2つ以上の黒鉛粒子(A)を含むことをいう。非水系二次電池用炭素材が複数の黒鉛粒子(A)を含む
ことにより、非水系二次電池用炭素材の粒子内に微細孔を有しやすくなり、本発明の効果がより発現しやすくなる傾向にある。
<Carbon material for non-aqueous secondary batteries>
In the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention, a plurality of graphite particles (A) capable of occluding and releasing the above-mentioned lithium ions are composited, and the mode in the pore distribution obtained by the mercury intrusion method for powder is obtained. A carbon material having a diameter of 0.1 μm or more and 2 μm or less and a volume-based average particle size (d50) of 5 μm or more and 40 μm or less.
The term "plural composite" as used herein means that the carbon material for a non-aqueous secondary battery contains at least two or more graphite particles (A). When the carbon material for a non-aqueous secondary battery contains a plurality of graphite particles (A), it becomes easy to have fine pores in the particles of the carbon material for a non-aqueous secondary battery, and the effect of the present invention is more likely to be exhibited. It tends to be.

<非水系二次電池用炭素材の物性>
本発明の非水系二次電池用炭素材の好ましい物性は以下の通りである。
<Physical characteristics of carbon materials for non-aqueous secondary batteries>
The preferable physical properties of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention are as follows.

・細孔分布モード径
本発明の非水系二次電池用炭素材の粉体に対する水銀圧入法により求められる細孔分布におけるモード径(分布の最頻値に対応する粒子径)は好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上、更に好ましくは0.7μm以上、特に好ましくは0.9μm以上、好ましくは2.0μm以下、より好ましくは1.8μm以下、更に好ましくは1.5μm以下、特に好ましくは1.3μm以下である。細孔分布モード径が上記範囲より大きすぎると、粒子間の大きな細孔が多く粒子内の小さな細孔が少ないことを示しており、複合炭素材粒子内部のLiイオンの挿入・脱離サイトにまで電解液が浸透し難くなるため、低温入出力特性が低下する傾向がある。一方、細孔分布モード径が上記範囲より小さすぎると、粒子内細孔は多いがその径が小さいことを示しており、複合炭素材粒子内部のLiイオンの挿入・脱離サイトにまで電解液が浸透し難くなるため、充放電負荷特性や低温入出力特性が低下する傾向がある。また、充放電における体積膨張・収縮を緩和できなくなるため、電極膨張が増大する傾向がある。
-Pore distribution mode diameter The mode diameter (particle diameter corresponding to the mode of distribution) in the pore distribution obtained by the mercury press-fitting method for the powder of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably 0. 1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, still more preferably 0.7 μm or more, particularly preferably 0.9 μm or more, preferably 2.0 μm or less, more preferably 1.8 μm or less, still more preferably 1.5 μm or less, Particularly preferably, it is 1.3 μm or less. If the pore distribution mode diameter is too large than the above range, it indicates that there are many large pores between the particles and few small pores in the particles, and the Li ion insertion / desorption site inside the composite carbon material particles is indicated. Since it becomes difficult for the electrolytic solution to permeate, the low-temperature input / output characteristics tend to deteriorate. On the other hand, if the pore distribution mode diameter is too small than the above range, it means that there are many intraparticle pores but the diameter is small, and the electrolytic solution reaches the insertion / desorption site of Li ions inside the composite carbon material particles. Since it becomes difficult for the particles to penetrate, the charge / discharge load characteristics and the low temperature input / output characteristics tend to deteriorate. Further, since the volume expansion / contraction during charging / discharging cannot be relaxed, the electrode expansion tends to increase.

・0.1μm以上2μm以下の細孔容積
本発明の非水系二次電池用炭素材の粉体に対する水銀圧入法により求められる細孔分布における0.1μm以上2μm以下の細孔容積は、通常0.2ml/g以上、好ましくは0.3ml/g以上、より好ましくは0.35ml/g以上、更に好ましくは0.4ml/g以上、特に好ましくは0.45ml/g以上、最も好ましくは0.47ml/g以上である。また、好ましくは1ml/g以下、より好ましくは0.8ml/g以下、更に好ましくは0.7l/g以下、特に好ましくは0.6ml/g以下である。
-Pore volume of 0.1 μm or more and 2 μm or less The pore volume of 0.1 μm or more and 2 μm or less in the pore distribution obtained by the mercury intrusion method for the powder of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is usually 0. .2 ml / g or more, preferably 0.3 ml / g or more, more preferably 0.35 ml / g or more, still more preferably 0.4 ml / g or more, particularly preferably 0.45 ml / g or more, most preferably 0. It is 47 ml / g or more. Further, it is preferably 1 ml / g or less, more preferably 0.8 ml / g or less, still more preferably 0.7 l / g or less, and particularly preferably 0.6 ml / g or less.

0.1μm以上2μm以下の細孔容積が上記範囲内であると、適度な空隙を有しているため、電解液が粒子内にまでスムーズに移動できるため充放電負荷特性や低温入出力特性が向上し、粒子の充填性が高くなるため、高容量化が可能になる。
本発明における細孔分布モード径および細孔容積は、水銀圧入法(水銀ポロシメトリー)を用いて測定した値であり、水銀ポロシメトリー用の装置として、水銀ポロシメータ(オートポア9520:マイクロメリテックス社製)を用いることができる。試料(炭素材)を0.2g前後の値となるように秤量し、パウダー用セルに封入し、室温、真空下(50μmHg以下)にて10分間脱気して前処理を実施する。
When the pore volume of 0.1 μm or more and 2 μm or less is within the above range, the electrolytic solution can move smoothly into the particles because it has appropriate voids, so that the charge / discharge load characteristics and the low temperature input / output characteristics are deteriorated. It is improved and the filling property of the particles is increased, so that the capacity can be increased.
The pore distribution mode diameter and the pore volume in the present invention are values measured by using a mercury intrusion method (mercury porosimeter), and as an apparatus for mercury porosimeter, a mercury porosimeter (Autopore 9520: manufactured by Micromeritex Co., Ltd.) ) Can be used. The sample (carbon material) is weighed so as to have a value of about 0.2 g, sealed in a powder cell, degassed at room temperature and under vacuum (50 μmHg or less) for 10 minutes, and pretreatment is performed.

引き続き、4psia(約28kPa)に減圧して前記セルに水銀を導入し、圧力を4psia(約28kPa)から40000psia(約280MPa)までステップ状に昇圧させた後、25psia(約170kPa)まで降圧させる。
昇圧時のステップ数は80点以上とし、各ステップでは10秒の平衡時間の後、水銀圧入量を測定する。こうして得られた水銀圧入曲線からWashburnの式を用い、細孔分布を算出する。
なお、水銀の表面張力(γ)は485dyne/cm、接触角(ψ)は140°として算出する。
Subsequently, the pressure is reduced to 4 psia (about 28 kPa), mercury is introduced into the cell, the pressure is stepped up from 4 psia (about 28 kPa) to 40,000 psia (about 280 MPa), and then the pressure is lowered to 25 psia (about 170 kPa).
The number of steps at the time of pressurization is 80 points or more, and in each step, the amount of mercury injection is measured after an equilibrium time of 10 seconds. From the mercury intrusion curve thus obtained, the pore distribution is calculated using the Washburn formula.
The surface tension (γ) of mercury is calculated as 485 dyne / cm, and the contact angle (ψ) is calculated as 140 °.

・体積基準平均粒径(平均粒径d50)
本発明の非水系二次電池用炭素材の体積基準平均粒径(「平均粒径d50」とも記載する)は5μm以上、好ましくは6μm以上、更に好ましくは7μm以上、特に好ましくは8μm以上、40μm以下、好ましくは30μm以下、更に好ましくは20μm以下、特
に好ましくは17μm以下、最も好ましくは14μm以下である。平均粒径d50が小さすぎると、複合粒子間で凝集が起こり易くなり、スラリー粘度上昇や電極強度の低下などの工程上の不都合が発生する傾向がある。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上の不都合の発生、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 (average particle size d50)
The volume-based average particle size (also referred to as "average particle size d50") of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is 5 μm or more, preferably 6 μm or more, more preferably 7 μm or more, particularly preferably 8 μm or more, 40 μm. Hereinafter, it is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, particularly preferably 17 μm or less, and most preferably 14 μm or less. If the average particle size d50 is too small, aggregation tends to occur between the composite particles, which tends to cause process inconveniences such as an increase in slurry viscosity and a decrease in electrode strength. On the other hand, if the average particle size d50 is too large, inconveniences in the process such as streaks in slurry coating may occur, the high current density charge / discharge characteristics may be deteriorated, and the low temperature input / output characteristics may be deteriorated.

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.

・平均粒径d50と黒鉛粒子(A)との粒径比
本発明の非水系二次電池用炭素材の平均粒径d50は、黒鉛粒子(A)の平均粒径d50の通常1.5倍以上、好ましくは2倍以上、より好ましくは2.5倍以上、更に好ましくは3倍以上、通常15倍以下、好ましくは12倍以下、より好ましくは10倍以下、更に好ましくは8倍以下である。
上記範囲内であれば、粒子の凝集、スラリー粘度上昇などの工程上の不都合や導電パス切れが抑制でき、非水系二次電池における電極強度や初期充放電効率が良好となる傾向がある。
Grain size ratio between average particle size d50 and graphite particles (A) The average particle size d50 of the carbon material for non-aqueous secondary batteries of the present invention is usually 1.5 times the average particle size d50 of graphite particles (A). The above is preferably 2 times or more, more preferably 2.5 times or more, still more preferably 3 times or more, usually 15 times or less, preferably 12 times or less, more preferably 10 times or less, still more preferably 8 times or less. ..
Within the above range, process inconveniences such as particle aggregation and increase in slurry viscosity and conductive path breakage can be suppressed, and the electrode strength and initial charge / discharge efficiency in a non-aqueous secondary battery tend to be good.

・平均粒径d10
本発明の非水系二次電池用炭素材の、レーザー回折・散乱法により求めた平均粒径d10(体積基準で小さい粒子側から累計10%となる粒子径)、通常2μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは3.5μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、また、通常30μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは7μm以下、特に好ましくは6μm以下である。
・ Average particle size d10
The average particle size d10 (particle size that is 10% cumulative from the small particle side on a volume basis) of the carbon material for non-aqueous secondary batteries of the present invention determined by the laser diffraction / scattering method, usually 2 μm or more, preferably 3 μm or more. , More preferably 3.5 μm or more, further preferably 4 μm or more, and usually 30 μm or less, preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less, still more preferably 7 μm or less, and particularly preferably 6 μm or less.

上記範囲内であれば、粒子の凝集、スラリー粘度上昇などの工程上の不都合や導電パス切れが抑制でき、非水系二次電池における電極強度や初期充放電効率が良好となる傾向がある。
平均粒径d10は、平均粒径d50測定の際と同様の方法で得られた粒度分布において、粒子の体積頻度(%)が小さい粒径から積算で10%となった値として定義される。
Within the above range, process inconveniences such as particle aggregation and increase in slurry viscosity and conductive path breakage can be suppressed, and the electrode strength and initial charge / discharge efficiency in a non-aqueous secondary battery tend to be good.
The average particle size d10 is defined as a value obtained by integrating the particle size with a small volume frequency (%) of the particles in the particle size distribution obtained by the same method as in the measurement of the average particle size d50.

・平均粒径d90
本発明の非水系二次電池用炭素材の、レーザー回折・散乱法により求めた平均粒径d90(体積基準で小さい粒子側から累計90%となる粒子径)は、通常10μm以上、好ましくは15μm以上、より好ましくは18μm以上であり、また、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、更に好ましくは30μm以下である。
上記範囲内であれば、スラリー塗布時の筋引きなどの工程上の不都合の発生、電池の高電流密度充放電特性や低温入出力特性の低下を抑制できる傾向がある。
平均粒径d90は、平均粒径d50測定の際と同様の方法で得られた粒度分布において、粒子の体積頻度%が小さい粒径から積算で90%となった値として定義される。
-Average particle size d90
The average particle size d90 (particle size of 90% from the small particle side on a volume basis) determined by the laser diffraction / scattering method of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is usually 10 μm or more, preferably 15 μm. As described above, it is more preferably 18 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, still more preferably 30 μm or less.
Within the above range, it tends to be possible to suppress the occurrence of process inconveniences such as streaks during slurry application, and deterioration of the high current density charge / discharge characteristics and low temperature input / output characteristics of the battery.
The average particle size d90 is defined as a value obtained from a particle size having a small volume frequency% of particles to an integrated value of 90% in the particle size distribution obtained by the same method as in the measurement of the average particle size d50.

・d90/d10
本発明の非水系二次電池用炭素材のd90/d10は通常3.5以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは4.5以上であり、通常10以下、好ましくは7以下、より好ま
しくは6以下である。d90/d10が上記範囲内であると、大きな粒子間の空隙に小さ
な粒子が入る事により非水系二次電池用炭素材の充填性が向上して、比較的大きな細孔である粒子間細孔をより小さく、且つ容積を低減できるため、粉体に対する水銀圧入法により求められる細孔分布におけるモード径を小さくすることが可能になる。この結果、高容量で、優れた充放電負荷特性、及び低温入出力特性を示す傾向がある。
本発明の非水系二次電池用炭素材のd90/d10は上記方法により測定したd90をd10で除した値として定義される。
・ D90 / d10
The d90 / d10 of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is usually 3.5 or more, more preferably 4 or more, still more preferably 4.5 or more, and usually 10 or less, preferably 7 or less, more preferably. It is 6 or less. When d90 / d10 is within the above range, small particles enter the voids between large particles, so that the filling property of the carbon material for a non-aqueous secondary battery is improved, and the interparticle pores, which are relatively large pores, are improved. Since the volume can be reduced and the volume can be reduced, the mode diameter in the pore distribution obtained by the mercury press-fitting method for the powder can be reduced. As a result, it tends to exhibit high capacity, excellent charge / discharge load characteristics, and low temperature input / output characteristics.
The d90 / d10 of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is defined as a value obtained by dividing d90 measured by the above method by d10.

・かさ密度
本発明の非水系二次電池用炭素材のかさ密度は好ましくは0.3g/cm以上、より好ましくは0.31g/cm以上、更に好ましくは0.32g/cm以上、特に好ましくは0.33g/cm以上、より好ましくは1.3g/cm以下であり、更に好ましくは1.2g/cm以下、特に好ましくは1.1g/cm以下、最も好ましくは1g/cm以下である。
-Bulk density The bulk density of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably 0.3 g / cm 3 or more, more preferably 0.31 g / cm 3 or more, still more preferably 0.32 g / cm 3 or more. Particularly preferably 0.33 g / cm 3 or more, more preferably 1.3 g / cm 3 or less, still more preferably 1.2 g / cm 3 or less, particularly preferably 1.1 g / cm 3 or less, most preferably 1 g. / Cm 3 or less.

かさ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、適度な細孔を有するため、電解液がスムーズに移動でき、良好な充放電負荷特性、及び低温入出力特性を示す傾向にある。
前記かさ密度は、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複合炭素材を落下させて、セルに満杯に充填したとき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 bulk 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 it has appropriate pores, the electrolytic solution can move smoothly, and tends to exhibit good charge / discharge load characteristics and low temperature input / output characteristics.
The bulk density is determined by using a powder density measuring device to drop the composite carbon material of the present invention 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 to fill the cell. It is defined as the density obtained from the volume and the mass of the sample.

・タップ密度
本発明の非水系二次電池用炭素材のタップ密度は好ましくは0.6g/cm以上、より好ましくは0.63g/cm以上、更に好ましくは0.66g/cm以上、特に好ましくは0.7g/cm以上、1.4g/cm以下であり、より好ましくは1.3g/cm以下であり、更に好ましくは1.2g/cm以下、特に好ましくは1.1g/cm以下、最も好ましくは1g/cm以下である。
-Tap density The tap density of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably 0.6 g / cm 3 or more, more preferably 0.63 g / cm 3 or more, still more preferably 0.66 g / cm 3 or more. Particularly preferably 0.7 g / cm 3 or more, 1.4 g / cm 3 or less, more preferably 1.3 g / cm 3 or less, still more preferably 1.2 g / cm 3 or less, and particularly preferably 1. It is 1 g / cm 3 or less, most preferably 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、適度な細孔を有するため、電解液がスムーズに移動でき、良好な充放電負荷特性、及び低温入出力特性を示す傾向にある。
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複合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 it has appropriate pores, the electrolytic solution can move smoothly, and tends to exhibit good charge / discharge load characteristics and low temperature input / output characteristics.
The tap density is determined by using a powder density measuring instrument to drop the composite carbon material of the present invention 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 to fill the cell. 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.

・X線パラメータ
本発明の非水系二次電池用炭素材の、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、0.360nm未満である。ここで、d値はより好ましくは0.345nm以下、更に好ましくは0.341nm以下、特に好ましくは0.338nm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、0.3354nmは黒鉛の理論値である。
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10nm以上、より好ましくは20nm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。
X-ray parameters The d value (interlayer distance) of the lattice planes (002 planes) of the carbon material for non-aqueous secondary batteries of the present invention determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 0.335 nm or more and 0. It is less than 360 nm. Here, the d value is more preferably 0.345 nm or less, further preferably 0.341 nm or less, and particularly preferably 0.338 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, 0.3354 nm is a theoretical value of graphite.
The crystallite size (Lc) of the carbon material determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably in the range of 10 nm or more, more preferably 20 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.

・灰分
本発明の非水系二次電池用炭素材に含まれる灰分は、炭素材の全質量に対して、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、充放電時の炭素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、炭素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。
-Ash content The ash content contained in the carbon material for the non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.5% by mass or less, based on the total mass of the carbon material. It is 0.1% by mass or less. 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 carbon material and the electrolytic solution during charging and discharging can be suppressed to a negligible extent. In addition, since the production of carbon material does not require a large amount of time, energy and equipment for pollution prevention, the cost increase can be suppressed.

・BET比表面積(SA)
本発明の非水系二次電池用炭素材のBET法により測定した比表面積(SA)は、好ましくは0.3m/g以上、より好ましくは1m/g以上、更に好ましくは2m/g以上、特に好ましくは3m/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17m/g以下、特に好ましくは15m/g以下、最も好ましくは10m/g以下である。
・ BET specific surface area (SA)
The specific surface area (SA) of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention measured by the BET method is preferably 0.3 m 2 / g or more, more preferably 1 m 2 / g or more, still more preferably 2 m 2 / g. The above is particularly preferably 3 m 2 / g or more. Further, it is preferably 30 m 2 / g or less, more preferably 20 m 2 / g or less, further preferably 17 m 2 / g or less, particularly preferably 15 m 2 / g or less, and most preferably 10 m 2 / g or less.

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や低温入出力特性に優れ、活物質の電解液に対する活性も適度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。
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。
When the specific surface area is within the above range, it is possible to secure a sufficient portion for Li to enter and exit, so that it is excellent in high-speed charge / discharge characteristics and low-temperature input / output characteristics, and the activity of the active material with respect to the electrolytic solution can be appropriately suppressed. The initial irreversible capacity does not increase, and there is a tendency to manufacture high-capacity batteries.
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.

BET比表面積は、表面積計(例えば、島津製作所製比表面積測定装置「ジェミニ2360」)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BET6点法によって測定した値として定義する。 The BET specific surface area is determined by using a surface area meter (for example, Shimadzu Corporation's specific surface area measuring device "Gemini 2360") to perform preliminary vacuum drying of a carbon material sample at 100 ° C. for 3 hours under nitrogen flow, and then liquid nitrogen. It is defined as a value measured by the nitrogen adsorption BET 6-point method by the gas flow method using a nitrogen helium mixed gas that has been cooled to a temperature and accurately adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen with respect to atmospheric pressure is 0.3.

・真密度
本発明の非水系二次電池用炭素材の真密度は、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。真密度が上記範囲内であると、炭素の結晶性が低すぎず、非水系二次電池とした場合の、その初期不可逆容量の増大を抑制できる傾向にある。
-True density The true density of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably 1.9 g / cm 3 or more, more preferably 2 g / cm 3 or more, still more preferably 2.1 g / cm 3 or more, in particular. preferably at 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. When the true density is within the above range, the crystallinity of carbon is not too low, and there is a tendency that an increase in the initial irreversible capacity of a non-aqueous secondary battery can be suppressed.

・平均円形度
本発明の非水系二次電池用炭素材の平均円形度は、好ましくは0.9以上、より好ましくは0.91以上、さらに好ましくは0.92以上である。一方、円形度は通常1以下、好ましくは0.99以下、より好ましくは0.98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。
-Average circularity The average circularity of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably 0.9 or more, more preferably 0.91 or more, still more preferably 0.92 or more. On the other hand, the circularity is usually 1 or less, preferably 0.99 or less, and more preferably 0.98 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.

円形度が上記範囲内であると、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。
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)
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。
When the circularity is within the above range, when the circularity is within the above range, the bending degree of Li ion diffusion is lowered, the movement of the electrolytic solution in the interparticle voids becomes smooth, and the carbon materials are in appropriate contact with each other. It tends to show good rapid charge / discharge characteristics and cycle characteristics.
Circularity = (perimeter of a corresponding circle having the same area as the projected particle shape) / (actual perimeter of the projected particle shape)
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.

・アスペクト比
本発明の非水系二次電池用炭素材の粉末状態でのアスペクト比は、理論上1以上であり、好ましくは1.1以上、より好ましくは1.2以上である。またアスペクト比は好ましくは10以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは5以下、特に好ましくは3以下である。
アスペクト比が上記範囲内であると、極板化時に炭素材を含むスラリー(負極形成材料)のスジ引きが起こり難く、均一な塗布面が得られ、非水系二次電池の高電流密度充放電特性の低下を回避する傾向にある。
-Aspect ratio The aspect ratio of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention in a powder state is theoretically 1 or more, preferably 1.1 or more, and more preferably 1.2 or more. The aspect ratio is preferably 10 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 5 or less, and particularly preferably 3 or less.
When the aspect ratio is within the above range, the slurry (negative electrode forming material) containing the carbon material is less likely to be streaked during electrode plate formation, a uniform coated surface can be obtained, and the high current density charge / discharge of the non-aqueous secondary battery is obtained. It tends to avoid deterioration of characteristics.

・ラマンR値
本発明の非水系二次電池用炭素材のラマンR値は、その値は好ましくは0.001以上、より好ましくは0.01以上、更に好ましくは0.02以上、特に好ましくは0.03以上である。また、ラマンR値は好ましくは0.6以下、より好ましくは0.3以下、更に好ましくは0.1以下である。
Raman R value The Raman R value of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.02 or more, and particularly preferably 0.02 or more. It is 0.03 or more. The Raman R value is preferably 0.6 or less, more preferably 0.3 or less, and even more preferably 0.1 or less.

なお、前記ラマンR値は、ラマン分光法で求めたラマンスペクトルにおける1580cm−1付近のピークPの強度Iと、1360cm−1付近のピークPの強度Iとを測定し、その強度比(I/I)として算出されたものと定義する。
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。
Incidentally, the Raman R value is measured and the intensity I A of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1 in the Raman spectrum obtained by Raman spectroscopy, the intensity I B of a peak P B in the vicinity of 1360 cm -1, the intensity defined as calculated as the ratio (I B / I a).
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値が上記範囲内にあると、炭素材粒子表面の結晶性は高くなり難く、高密度化した場合に負極板と平行方向に結晶が配向し難くなり、負荷特性の低下を回避する傾向にある。さらに、粒子表面の結晶も乱れ難く、負極の電解液との反応性の増大を抑制し、非水系二次電池の充放電効率の低下やガス発生の増加を回避できる傾向にある。
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。
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)
When the Raman R value is within the above range, the crystallinity of the surface of the carbon material particles is difficult to increase, and when the density is increased, it is difficult for the crystals to be oriented in the direction parallel to the negative electrode plate, and there is a tendency to avoid deterioration of the load characteristics. It is in. Further, the crystals on the surface of the particles are not easily disturbed, and there is a tendency that the increase in reactivity of the negative electrode with the electrolytic solution can be suppressed, and the decrease in charge / discharge efficiency of the non-aqueous secondary battery and the increase in gas generation can be avoided.
The Raman spectrum can be measured with a Raman spectroscope. Specifically, the particles to be measured are naturally dropped into the measurement cell to fill the sample, and while irradiating the measurement cell with an argon ion laser beam, the measurement cell is rotated in a plane perpendicular to the laser beam. Make a measurement. The measurement conditions are as follows.
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)

<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の製造方法としては特に限定されないが、例えば、以下に挙げる製造方法等によって得ることができる。
第一工程:黒鉛粒子(A)を製造する工程
第二工程:天然黒鉛粒子(B)を製造する工程
第三工程:黒鉛粒子(A)と天然黒鉛粒子(B)とを複合化する工程
この製造法を用いる場合、例えば、複数の造黒鉛粒子(A)と天然黒鉛粒子(B)を複合化させてもよく、複数の黒鉛粒子(A)の前駆体であるバルクメソフェーズ炭素材料(ピッチ原料を400〜600℃で熱処理した生コークスや、生コークスをさらに800〜1800℃で熱処理した仮焼コークス)と天然黒鉛粒子(B)を複合化させてもよい。中でも、複数の黒鉛粒子(A)の前駆体である生コークスと天然黒鉛粒子(B)を造粒させ
ることが、複合化の工程の際に生じる黒鉛結晶の欠陥が黒鉛化後の人造黒鉛製品にも残存しないため好ましい。
<Manufacturing method of carbon material for non-aqueous secondary batteries>
The method for producing the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is not particularly limited, but it can be obtained by, for example, the following production methods.
First step: Step for producing graphite particles (A) Second step: Step for producing natural graphite particles (B) Third step: Step for combining graphite particles (A) and natural graphite particles (B) This When the production method is used, for example, a plurality of graphite particles (A) and natural graphite particles (B) may be composited, and a bulk mesophase carbon material (pitch raw material) which is a precursor of the plurality of graphite particles (A) may be used. The raw coke obtained by heat-treating the raw coke at 400 to 600 ° C. or the calcined coke obtained by further heat-treating the raw coke at 800 to 1800 ° C.) and the natural graphite particles (B) may be combined. Above all, granulating raw coke and natural graphite particles (B), which are precursors of a plurality of graphite particles (A), causes defects in graphite crystals that occur during the compositing process, which is an artificial graphite product after graphitization. It is preferable because it does not remain in the graphite.

・第一工程:黒鉛粒子(A)前駆体を製造する工程
(出発材料)
黒鉛粒子(A)前駆体の出発材料としては、ピッチ原料を用いることが好ましい。なお、本明細書において「ピッチ原料」とは、ピッチ及びそれに順ずるものであり、適当な処理を行なうことによって黒鉛化することができるものをいう。具体的なピッチ原料の例としては、上述した炭素質物となる有機化合物の項に記載の石油系重質油、石炭系重質油、直流系重質油、分解系石油重質油などを用いることができる。これらの中でも石油系重質油や石炭系重質油がランダムで均一な結晶成長が起こりやすくより好ましい。これらのピッチ原料は、何れか1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
-First step: Step of producing graphite particle (A) precursor (starting material)
As a starting material for the graphite particle (A) precursor, it is preferable to use a pitch raw material. In addition, in this specification, "pitch raw material" means the pitch and the thing which conforms to it, and can be graphitized by performing an appropriate process. As specific examples of pitch raw materials, petroleum-based heavy oils, coal-based heavy oils, DC-based heavy oils, cracked petroleum heavy oils, etc. described in the above-mentioned section on organic compounds to be carbonaceous substances are used. be able to. Among these, petroleum-based heavy oils and coal-based heavy oils are more preferable because random and uniform crystal growth is likely to occur. Any one of these pitch raw materials may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio.

中でも、ピッチ原料中に含まれるキノリン不溶分の含有量が0.000〜20.000質量%、好ましくは0.001〜10.000質量%、更に好ましくは0.002〜7.000質量%の範囲であるものが好ましい。キノリン不溶分とは、コールタールなどのピッチ原料中に微量に含まれるサブミクロン単位の炭素粒子や極微小なスラッジ等であり、これが多すぎると黒鉛化過程での結晶性向上を著しく阻害し、黒鉛化後の放電容量の著しい低下を招く。なお、キノリン不溶分の測定方法としては、例えばJIS K2425に規定された方法を用いることができる。
本発明の効果を妨げない限り、出発材料として上述のピッチ原料に加え、各種の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を併用しても良い。
Among them, the content of the quinoline insoluble matter contained in the pitch raw material is 0.000 to 20.000% by mass, preferably 0.001 to 10.000% by mass, and more preferably 0.002 to 7,000% by mass. It is preferably in the range. Quinoline insoluble components are submicron-sized carbon particles and extremely fine sludge contained in a trace amount in pitch raw materials such as coal tar. If this amount is too large, the improvement of crystallinity in the graphitization process is significantly hindered. It causes a significant decrease in discharge capacity after graphitization. As a method for measuring the quinoline insoluble matter, for example, the method specified in JIS K2425 can be used.
In addition to the above-mentioned pitch raw material, various thermosetting resins, thermoplastic resins, and the like may be used in combination as a starting material as long as the effects of the present invention are not impaired.

(熱処理)
まず、選択したピッチ原料を出発材料として用いて、熱処理を施し、黒鉛結晶の前駆体であるバルクメソフェーズ(本発明においては、バルクメソフェーズを黒鉛結晶前駆体ともいう。)を得る。
このバルクメソフェーズを粉砕後、焼成等の再熱処理する際に、その一部又は全部が溶融するが、ここで熱処理によって揮発分の含量を調整しておくことにより、その溶融状態を適切に制御することができる。なお、バルクメソフェーズに含まれる揮発分としては、通常、水素、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン等が挙げられる。
(Heat treatment)
First, using the selected pitch raw material as a starting material, heat treatment is performed to obtain a bulk mesophase which is a precursor of graphite crystals (in the present invention, the bulk mesophase is also referred to as a graphite crystal precursor).
After crushing this bulk mesophase, when reheat treatment such as firing, part or all of it melts, but by adjusting the content of volatile matter by heat treatment here, the melted state is appropriately controlled. be able to. Examples of the volatile matter contained in the bulk mesophase include hydrogen, benzene, naphthalene, anthracene, pyrene and the like.

熱処理の際の温度条件は、好ましくは400〜600℃である。熱処理の温度が400℃未満であると揮発分が多くなるため、大気中で安全にバルクメソフェーズの粉砕が行い難くなる一方で、600℃を超えると黒鉛結晶が過度に発達してしまい、バルクメソフェーズの粉砕時に生じる黒鉛結晶の欠陥が黒鉛化後の人造黒鉛製品にも残存するため、電解液との副反応が増加し、初期効率、保存特性、サイクル特性が低下する恐れがある。 The temperature condition during the heat treatment is preferably 400 to 600 ° C. If the heat treatment temperature is less than 400 ° C, the amount of volatile matter increases, making it difficult to pulverize the bulk mesophase safely in the atmosphere. On the other hand, if the temperature exceeds 600 ° C, graphite crystals develop excessively and the bulk mesophase occurs. Since the defects of the graphite crystals generated at the time of pulverization remain in the artificial graphite product after graphitization, the side reaction with the electrolytic solution may increase, and the initial efficiency, storage characteristics, and cycle characteristics may decrease.

また、熱処理を行なう時間は、好ましくは1〜48時間、より好ましくは10〜24時間である。熱処理の時間が1時間未満であると不均一なバルクメソフェーズとなり不適切である一方で、48時間を超えると生産性が良好ではなくなり、処理費用が高くなり、製造上難しい。なお、熱処理の温度及び累積時間が上記の範囲内であれば、複数回に分けて熱処理を行なっても良い。 The time for performing the heat treatment is preferably 1 to 48 hours, more preferably 10 to 24 hours. If the heat treatment time is less than 1 hour, it becomes a non-uniform bulk mesophase, which is inappropriate. On the other hand, if it exceeds 48 hours, the productivity is not good, the processing cost is high, and it is difficult to manufacture. If the temperature and cumulative time of the heat treatment are within the above ranges, the heat treatment may be performed in a plurality of times.

熱処理を行なう際には、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、又は、ピッチ原料から発生する揮発分雰囲気下で行なうことが好ましい。
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、オートクレーブ等の反応槽、コーカー(コークス製造の熱処理槽)などを用いることができる。熱処理時には、必要に応じて炉内等で攪拌を行なっても良い。
The heat treatment is preferably carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or in an atmosphere of volatile matter generated from the pitch raw material.
The apparatus used for the heat treatment is not particularly limited, and for example, a shuttle furnace, a tunnel furnace, an electric furnace, a reaction tank such as an autoclave, a coker (a heat treatment tank for coke production), or the like can be used. At the time of heat treatment, stirring may be performed in a furnace or the like, if necessary.

バルクメソフェーズの揮発分の含有量(VM:Volatile Matter)は、
好ましくは4〜30質量%、より好ましくは8〜20質量%である。揮発分が4質量%未満であると、粉砕時に粒子が単一結晶ごとに割れ、偏平な粒子になりやすく極板にしたときに配向しやすい傾向がある。揮発分が30質量%を超えると、揮発分が多いため大気中で安全に粉砕を実施し難い。
The volatile content (VM: Volatile Matter) of the bulk mesophase is
It is preferably 4 to 30% by mass, more preferably 8 to 20% by mass. If the volatile content is less than 4% by mass, the particles tend to be broken into single crystals at the time of pulverization, and tend to become flat particles, and tend to be oriented when formed into a plate. If the volatile content exceeds 30% by mass, it is difficult to safely pulverize in the atmosphere because the volatile content is large.

(粉砕)
次に、バルクメソフェーズを粉砕する。揮発分を8〜20質量%に制御した状態で粉砕することにより、粉砕時のダメージを低減し、さらに粉砕後の黒鉛化時に欠陥を修復できるので好ましい。
なお、通常の粉砕とは、物質に力を加えて、その大きさを減少させ、物質の粒径や粒度分布等を調節する操作をいう。
(Crushing)
Next, the bulk mesophase is crushed. By pulverizing with the volatile content controlled to 8 to 20% by mass, damage at the time of pulverization can be reduced, and defects can be repaired at the time of graphitization after pulverization, which is preferable.
In addition, ordinary pulverization refers to an operation of applying a force to a substance to reduce its size and adjusting the particle size and particle size distribution of the substance.

粉砕は、バルクメソフェーズの粒度が、好ましくは1〜2000μm、より好ましくは5〜1000μm中でも好ましくは5〜500μm、より好ましくは5〜200μm、特に好ましくは5〜50μmとなるように行なう。上記粒度が1μm未満では、粉砕中若しくは粉砕後にバルクメソフェーズの表面が空気と触れることで酸化し、黒鉛化過程での結晶性の向上が阻害され、黒鉛化後の放電容量の低下を招くことがある。 The pulverization is carried out so that the particle size of the bulk mesophase is preferably 1 to 2000 μm, more preferably 5 to 1000 μm, preferably 5 to 500 μm, more preferably 5 to 200 μm, and particularly preferably 5 to 50 μm. If the particle size is less than 1 μm, the surface of the bulk mesophase may be oxidized by contact with air during or after pulverization, which hinders the improvement of crystallinity in the graphitization process and causes a decrease in the discharge capacity after graphitization. be.

一方、上記粒度が5000μmを超えると、粉砕による微細化効果が薄れ結晶が配向し易くなり、黒鉛材料を用いた電極の活物質配向比が低くなり、充放電負荷特性や低温出力特性の低下を招き、電池充電時の電極膨張を抑制し難くなる。
粒度とは、例えばレーザー回折/散乱法粒度分布測定による体積基準の粒度分布から得られる50%粒径(d50)をいう。
粉砕に用いる装置は、特に制限はないが、例えば、粗粉砕機としては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、微粉砕機としてはターボミル、ボールミル、振動ミル、ピンミル、攪拌ミル、ジェットミル等が挙げられる。
On the other hand, when the particle size exceeds 5000 μm, the miniaturization effect by pulverization is weakened and the crystals are easily oriented, the active material orientation ratio of the electrode using the graphite material is lowered, and the charge / discharge load characteristics and the low temperature output characteristics are deteriorated. Inviting, it becomes difficult to suppress electrode expansion when charging the battery.
The particle size means, for example, a 50% particle size (d 50 ) obtained from a volume-based particle size distribution measured by a laser diffraction / scattering method particle size distribution measurement.
The apparatus used for crushing is not particularly limited, and examples thereof include a jaw crusher, an impact type crusher, a cone crusher and the like as a coarse crusher, and a roll crusher, a hammer mill and the like as an intermediate crusher, and fine crushing. Examples of the machine include a turbo mill, a ball mill, a vibration mill, a pin mill, a stirring mill, a jet mill and the like.

(焼成)
粉砕処理されたバルクメソフェーズを焼成してもよい。本発明においては、焼成されたバルクメソフェーズを黒鉛結晶前駆体の焼成品ともいう。
焼成は、バルクメソフェーズの有機物由来の揮発分を完全に除去するために行う。
焼成を行なう際の温度は、好ましくは800〜1800℃、より好ましくは1000〜1500℃である。温度が800℃未満であると、揮発分が完全に除去され難くなる。一方、温度が2000℃を超えると、焼成設備に費用が掛かる場合がある。
焼成を行なう時に、温度を上記範囲に保持する保持時間は特に制限されないが、30分以上、72時間以下である。
(Baking)
The pulverized bulk mesophase may be calcined. In the present invention, the calcined bulk mesophase is also referred to as a calcined product of the graphite crystal precursor.
Baking is performed to completely remove volatile matter derived from organic matter in the bulk mesophase.
The temperature at which the firing is performed is preferably 800 to 1800 ° C, more preferably 1000 to 1500 ° C. If the temperature is less than 800 ° C., it becomes difficult to completely remove the volatile matter. On the other hand, if the temperature exceeds 2000 ° C., the firing equipment may be costly.
The holding time for keeping the temperature in the above range at the time of firing is not particularly limited, but is 30 minutes or more and 72 hours or less.

焼成は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、又は、バルクメソフェーズから発生するガスによる非酸化性雰囲気下で行なう。また、黒鉛化工程が必要な場合には、製造工程の簡略化のため、焼成工程を組み込まずに、直接黒鉛化を行なうことも可能である。
焼成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、ロータリーキルン等を用いることができる。
Firing is performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or in a non-oxidizing atmosphere of a gas generated from the bulk mesophase. Further, when a graphitization step is required, it is possible to directly perform graphitization without incorporating a firing step in order to simplify the manufacturing process.
The apparatus used for firing is not particularly limited, and for example, a shuttle furnace, a tunnel furnace, an electric furnace, a reed hammer furnace, a rotary kiln, or the like can be used.

(黒鉛化)
焼成を行なった黒鉛結晶前駆体は、黒鉛化を行うことで本発明の好ましい黒鉛粒子(A)を得ることができる。黒鉛化工程は、黒鉛結晶前駆体の焼成品を得た後でも良いし、後述の第三工程後に実施しても良い。
黒鉛化は、電池評価における放電容量を大きくするために、炭素材の結晶性を向上させるために行う。
(Graphitization)
The calcined graphite crystal precursor can be graphitized to obtain the preferred graphite particles (A) of the present invention. The graphitization step may be carried out after obtaining a calcined product of the graphite crystal precursor, or may be carried out after the third step described later.
Graphitization is performed to improve the crystallinity of the carbon material in order to increase the discharge capacity in the battery evaluation.

黒鉛化を行なう際の温度は、好ましく2000〜3300℃、より好ましくは3000〜3200℃である。黒鉛化の温度が3200℃を超えると黒鉛の昇華量が多くなり易い、また、黒鉛化の温度が2000℃未満であると電池の可逆容量が小さくなる虞があり、高容量な電池を作り難い場合がある。
黒鉛化を行なう時に保持時間は特に制限されないが、通常1分よりも長い時間であり、72時間以下である。
The temperature at which graphitization is performed is preferably 2000 to 3300 ° C, more preferably 3000 to 3200 ° C. If the graphitization temperature exceeds 3200 ° C, the amount of sublimation of graphite tends to increase, and if the graphitization temperature is less than 2000 ° C, the reversible capacity of the battery may decrease, making it difficult to manufacture a high-capacity battery. In some cases.
The holding time is not particularly limited when graphitizing, but it is usually longer than 1 minute, and is 72 hours or less.

黒鉛化は、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下、又は、焼成した黒鉛結晶前駆体から発生するガスによる非酸化性雰囲気下で行なう。
黒鉛化に使用する装置としては特に制限はないが、例えば、直接通電炉、アチソン炉、間接通電式として抵抗加熱炉、誘導加熱炉等が挙げられる。
なお、黒鉛化を行う時、若しくはそれ以前の工程、即ち、熱処理から焼成までの工程において、Si、B、Ni等の黒鉛化触媒を材料(ピッチ原料又は熱処理黒鉛結晶前駆体)の中に組み込むか、材料の表面に上記黒鉛化触媒を接触させても良い。
Graphitization is carried out in an atmosphere of an inert gas such as argon gas or in a non-oxidizing atmosphere of a gas generated from the calcined graphite crystal precursor.
The apparatus used for graphitization is not particularly limited, and examples thereof include a direct energization furnace, an Achison furnace, and as an indirect energization type, a resistance heating furnace, an induction heating furnace, and the like.
In addition, at the time of graphitization or in the step before that, that is, in the step from heat treatment to firing, a graphitization catalyst such as Si, B, Ni is incorporated into the material (pitch raw material or heat-treated graphite crystal precursor). Alternatively, the graphitization catalyst may be brought into contact with the surface of the material.

(その他の処理)
その他、発明の効果が妨げられない限りにおいて、上記の各処理に加え、再分級処理等の各種の処理を行なうことができる。再分級処理は、焼成後、黒鉛化処理後の粒度を目的の粒径にするべく、粗粉や微粉を除去するためのものである。
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:回転式篩い、動揺式篩い、旋動式篩い、振動式篩い、乾式気流式分級の場合: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)、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。
再分級処理は、焼成の後、黒鉛化を行う場合は、焼成の後に再分級処理を行ってから黒鉛化しても良く、焼成後黒鉛化した後、再分級処理を行っても良い。再分級処理を省略することも可能である。
(Other processing)
In addition to the above-mentioned treatments, various treatments such as reclassification treatment can be performed as long as the effects of the invention are not impaired. The reclassification treatment is for removing coarse powder and fine powder so that the particle size after firing and graphitization treatment is the desired particle size.
The device used for the classification process is not particularly limited, but for example, in the case of dry sieving: rotary sieving, swaying sieving, rotary sieving, vibration sieving, dry air flow sieving: gravity sieving machine, An inertial force classifier, a centrifugal force classifier (classifier, cyclone, etc.), a wet sieving machine, a mechanical wet classifier, a hydraulic classifier, a settling classifier, a centrifugal wet classifier, and the like can be used.
In the reclassification treatment, when graphitization is performed after firing, the reclassification treatment may be performed after firing and then graphitized, or the reclassification treatment may be performed after firing and graphitization. It is also possible to omit the reclassification process.

第二工程:天然黒鉛粒子(B)を製造する工程
本発明の非水系二次電池用炭素材を製造するには、例えば、鱗片状天然黒鉛を粉砕や分級することにより、平均粒径d50を調整し、必要に応じて高純度化処理することにより得ることができる。
以下、第二の一工程、第二の二工程に分けて説明する。
(第二の一工程)天然黒鉛粒子の平均粒径d50を調整する工程
(第二の二工程)必要に応じ、得られた黒鉛粒子を高純度化処理する工程
Second step: Step of producing natural graphite particles (B) In order to produce the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention, for example, scaly natural graphite is crushed or classified to obtain an average particle size d50. It can be obtained by adjusting and purifying if necessary.
Hereinafter, the second step and the second two steps will be described separately.
(Second step) Step of adjusting the average particle size d50 of natural graphite particles (second two steps) Step of purifying the obtained graphite particles as necessary.

(第二の一工程)黒鉛粒子の平均粒径d50を調整する工程
天然黒鉛粒子(B)の平均粒径d50を上記範囲に調整する方法として、例えば鱗片状天然黒鉛を粉砕、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。
(Second step) Step of adjusting the average particle size d50 of the graphite particles As a method of adjusting the average particle size d50 of the natural graphite particles (B) within the above range, for example, scaly natural graphite is pulverized and / or classified. There is a way to do it. 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.

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。
The apparatus used for the classification process is not particularly limited. For example, in the case of dry sieving, a rotary sieve, a swaying sieve, a rotating sieve, a vibrating 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.

(第二の二工程)必要に応じ、得られた黒鉛を高純度化処理する工程
本発明で規定する天然黒鉛粒子(B)は、必要により、高純度化処理することが出来る。
硝酸、もしくは塩酸を含む酸処理を行うと、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黒鉛中の金属、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。
(Second two steps) If necessary, a step of purifying the obtained graphite The natural graphite particles (B) specified in the present invention can be subjected to a high purification treatment, if necessary.
Acid treatment containing nitric acid or hydrochloric acid is preferable because impurities such as metals, metal compounds, and inorganic compounds in graphite can be removed without introducing sulfate, which can be a highly active sulfur source, into the system.

なお、上記酸処理は、硝酸、もしくは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、本製法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。酸を複数用いる場合は、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。 For the 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 other inorganic acids, or citric acid, formic acid, acetic acid, etc. An acid obtained by appropriately mixing an organic acid such as oxalic acid, trichloroacetic acid or trifluoroacetic acid 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. Although graphite may be treated with sulfuric acid in this production method, it is used in an amount and concentration that does not impair the effects and physical characteristics of the present invention. 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.

・第三工程:黒鉛粒子(A)と天然黒鉛粒子(B)とを複合化する工程
黒鉛粒子(A)と天然黒鉛粒子(B)とを複合化する達成手段の一つとして、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黒鉛を造粒し、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ることができる。
-Third step: Step of combining graphite particles (A) and natural graphite particles (B) As one of the means to achieve combining graphite particles (A) and natural graphite particles (B), at least impact, The raw material graphite is granulated by applying any mechanical energy of compression, friction, or shearing force, and the granulation step is performed in the presence of a granulator satisfying the following conditions 1) and 2). Can be obtained by

1)前記原料黒鉛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。
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。
1) Liquid during the step of granulating the raw material graphite 2) When the granulator contains an organic solvent, at least one of the organic solvents does not have a flash point, or if it has a flash point, the ignition point The point is 5 ° C. or higher.
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(A)前駆体と黒鉛粒子(B)の間で液架橋付着力が生じ、粒子同士がより強固に付着することが可能となるため、接着力が強く黒鉛粒子(B)の剥離が少ない、良好な複合炭素粒子を製造することが出来る。
以下、第三の一工程、第三の二工程に分けて説明する。
(第三の一工程)黒鉛粒子(A)前駆体、及び/又は黒鉛粒子(B)と造粒剤とを混合する工程
(第三の二工程)得られた混合品を造粒する工程
When the granulation treatment is performed by the above method, a liquid cross-linking adhesive force is generated between the graphite particle (A) precursor and the graphite particles (B) by the granulator having the specified physical properties, and the particles adhere to each other more firmly. Therefore, it is possible to produce good composite carbon particles having strong adhesive strength and little peeling of graphite particles (B).
Hereinafter, the third step and the third two steps will be described separately.
(Third step) A step of mixing the graphite particles (A) precursor and / or the graphite particles (B) and a granulator (third two steps) A step of granulating the obtained mixed product.

(第三の一工程)黒鉛粒子(A)前駆体、及び/又は黒鉛粒子(B)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、造粒剤を用いて黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)を複合化することが好ましい。造粒剤は、1)前記原料黒鉛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。
(Third step) Step of mixing graphite particles (A) precursor and / or graphite particles (B) with a granulator To obtain the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention, granulate. It is preferable to combine the graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B) with an agent. The granulators are 1) a liquid during the step of granulating the raw material graphite and 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. If it has, the condition that the flash point is 5 ° C. or higher is satisfied.

上記要件を満たす造粒剤を有することで、続く第三の二工程における黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)を複合化する工程の際に、原料黒鉛間を造粒剤が液架橋することに
より、原料黒鉛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、原料黒鉛間の液架橋付着力が増大し、原料黒鉛がより強固に付着することが可能となる。
By having a granulating agent that satisfies the above requirements, the granulating agent is liquid between the raw material graphites in the step of compounding the graphite particles (A) precursor and the graphite particles (B) in the subsequent third two steps. By cross-linking, the attractive force generated by the negative pressure of the capillary tube in the liquid bridge and the surface tension of the liquid acts as the liquid cross-linking adhesive force between the particles, so that the liquid cross-linking adhesive force between the raw material graphite increases and the raw material graphite Can adhere more firmly.

本発明においては、黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)との間を造粒剤が液架橋することによる黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)との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、黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)を複合化する際に、造粒剤は黒鉛粒子(A)前駆体、及び黒鉛粒子(B)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黒鉛との接触角θが90°未満であることが好ましい。 In the present invention, liquid cross-linking between the graphite particle (A) precursor and the graphite particles (B) is caused by liquid cross-linking between the graphite particle (A) precursor and the graphite particles (B) by the granulating agent. The strength of the adhesive force is proportional to the γcos θ value (where γ: surface tension of the liquid, θ: contact angle between the liquid and the particles). That is, when the graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B) are composited, the granulating agent preferably has high wettability with the graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B). Specifically, it is preferable to select a granulating agent having cosθ> 0 so that the γcosθ value> 0, and the contact angle θ of the granulating agent with graphite measured by the following measuring method is less than 90 °. Is preferable.

<黒鉛との接触角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 graphite>
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 the steady state). Measure with an apparatus (automatic contact angle meter DM-501 manufactured by Kyowa Interface 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、黒鉛粒子(A)前駆体、及び黒鉛粒子(B)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、黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)との間の液架橋付着力が増大し、黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)がより強固に付着することが可能となる。従って、前記造粒剤の黒鉛との接触角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 graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B) and the granulating agent is closer to 0 °, the γcosθ value becomes larger, so that the graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B) ) Is increased, and the graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B) can be more firmly adhered to each other. Therefore, the contact angle θ of the granulator with graphite is more preferably 85 ° or less, further preferably 80 ° or less, further preferably 50 ° or less, and even more preferably 30 ° or less. It is particularly preferable, 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。
本発明で用いる造粒剤の表面張力γは、表面張力計(例えば、協和界面科学株式会社製DCA−700)を用いてWilhelmy法により測定する。
By using a granulator 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. be.
The surface tension γ of the granulating agent used in the present invention is measured by the Wilhelmy method using a surface tension meter (for example, DCA-700 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

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、黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)とを複合化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、原料黒鉛を造粒する際に、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 granulator is not particularly limited as long as it is a liquid in the granulation step in which the graphite particle (A) precursor and the graphite particles (B) are composited, but it is 1 cP or more in the granulation step. Is preferable. 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 graphite.

本発明で用いる造粒剤の粘度は、レオメーター(例えば、Rheometric Scientific社製ARES)を用い、カップに測定対象(ここでは造粒剤)を適量入れ、所定の温度に調節して測定する。せん断速度100s−1におけるせん断応力が0.1Pa以上の場合にはせん断速度100s−1で測定した値を、せん断速度100s−1におけるせん断応力が0.1Pa未満の場合には1000s−1で測定した値を、せん断速度1000s−1におけるせん断応力が0.1Pa未満の場合にはせん断応力が0.1Pa以上となるせん断速度で測定した値を、本明細における粘度と定義する。なお、用い
るスピンドルを低粘度流体に適した形状とすることでもせん断応力を0.1Pa以上とすることが出来る。
The viscosity of the granulator used in the present invention is measured by using a rheometer (for example, ARES manufactured by Rheometric Scientific), placing an appropriate amount of a measurement target (here, a granulator) in a cup, and adjusting the temperature to a predetermined temperature. When the shear stress at a shear rate of 100 s -1 is 0.1 Pa or more, the value measured at a shear rate of 100 s -1 is measured, and when the shear stress at a shear rate of 100 s -1 is less than 0.1 Pa , the value is measured at 1000 s -1 . The value measured at a shear rate at which the shear stress is 0.1 Pa or more when the shear stress is less than 0.1 Pa at a shear rate of 1000 s- 1 is defined as the viscosity in the present specification. The shear stress can be 0.1 Pa or more by making the spindle to be used a shape suitable for a low-viscosity fluid.

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5℃以上、好ましくは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。引火点5℃以上の有機溶剤としては、キシレン、イソプロピルベンゼン、エチルベンゼン、プロピルベンゼンなどのアルキルベンゼン、メチルナフタレン、エチルナフタレン、プロピルナフタレンなどのアルキルナフタレン、スチレンなどのアリルベンゼン、アリルナフタレンなどの芳香族炭化水素類や、オクタン、ノナン、デカンなどの脂肪族炭化水素類や、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類や、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミルなどのエステル類や、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類や、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、メトキシプロパノール、メトキシプロピル−2−アセテート、メトキシメチルブタノール、メトキシブチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、などのグリコール類誘導体類や、1,4−ジオキサンなどのエーテル類や、ジメチルホルムアミド、ピリジン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドンなどの含窒素化合物、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼンなどの含ハロゲン化合物、及びそれらの混合物などがあげられ、例えばトルエンのような引火点が低い物は含まれない。これら有機溶剤は単体として造粒剤としても用いることが出来る。 Examples of the granulating agent used in the present invention include paraffin oils such as coal tar, petroleum heavy oil and liquid paraffin, synthetic oils such as olefin oils, naphthen oils and aromatic oils, and vegetable 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 5 ° C or higher, preferably 21 ° C or higher, water, etc. Examples thereof include aqueous solvents and mixtures thereof. Organic solvents with a ignition point of 5 ° C or higher include alkylbenzenes such as xylene, isopropylbenzene, ethylbenzene, and propylbenzene, alkylnaphthalene such as methylnaphthalene, ethylnaphthalene, and propylnaphthalene, allylbenzenes such as styrene, and aromatic carbides such as allylnaphthalene. Hydrogens, aliphatic hydrocarbons such as octane, nonane, and decane, ketones such as methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, and cyclohexanone, esters such as propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, and amyl acetate, and methanol. , Ethanol, propanol, butanol, isopropyl alcohol, isobutyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, glycerin and other alcohols, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono Butyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monobutyl ether, methoxypropanol, methoxypropyl-2-acetate, methoxymethylbutanol, methoxybutyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethylmethyl ether, tri Glycol derivatives such as ethylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethers such as 1,4-dioxane, dimethylformamide, pyridine, 2-pyrrolidone, N- Examples thereof include nitrogen-containing compounds such as methyl-2-pyrrolidone, sulfur-containing compounds such as dimethylsulfoxide, halogen-containing compounds such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, and chlorobenzene, and mixtures thereof. Those with a low ignition point are not included. These organic solvents can be used as a simple substance as a granulator.

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、円形度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。 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 circularity and a small amount of fine powder.

造粒剤としては、後述する造粒剤を除去する工程において、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 has properties that can be efficiently removed in the process of removing the granulating agent, which will be described later, and does not adversely affect the battery characteristics such as capacity, input / output characteristics, storage / cycle characteristics, etc. Is preferable. Specifically, it is usually 50% when heated to 700 ° C. in an inert atmosphere.
As described above, those having a weight reduction of preferably 80% or more, more preferably 95% or more, further preferably 99% or more, and particularly preferably 99.9% or more can be appropriately selected.

黒鉛粒子(A)前駆体、及び/又は黒鉛粒子(B)と造粒剤を混合する方法として、例えば、黒鉛粒子(A)前駆体、及び/又は黒鉛粒子(B)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黒鉛粒子(A)前駆体、及び/又は黒鉛粒子(B)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、続く第三の二工程にて黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)とを複合化する際に、造粒装置に造粒剤と黒鉛粒子(A)前駆体、及び/又は黒鉛粒子(B)とを投入して、黒鉛粒子(A)前駆体、及び/又は黒鉛粒子(B)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 graphite particles (A) precursor and / or the graphite particles (B) with the granulator, for example, the graphite particles (A) precursor and / or the graphite particles (B) and the granulator are used. A method of mixing using a mixer or a kneader, or a granulator in which an organic compound is dissolved in a low-viscosity diluting solvent, a precursor of graphite particles (A), and / or the diluting solvent after mixing the graphite particles (B). Examples include a method of removing the particles. Further, when the graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B) are composited in the subsequent third two steps, the granulator, the graphite particle (A) precursor, and / or the granulator are added to the granulator. There is also a method in which the graphite particles (B) are charged and the step of mixing the graphite particles (A) precursor and / or the graphite particles (B) and the granulating agent and the step of granulating are performed at the same time.

中でも、黒鉛粒子(A)前駆体のみと造粒剤を混合した後、造粒剤が付着していない黒鉛粒子(B)を混合し複合化する工程が、黒鉛粒子(B)のみが造粒されることを抑制し、目的とする非水系二次電池用炭素材を効率良く製造できるため好ましい。
造粒剤の添加量は、黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)の合計量が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30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複合化度の低下や、装置への黒鉛粒子(A)前駆体や黒鉛粒子(B)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。
Among them, only the graphite particles (B) are granulated in the step of mixing only the graphite particle (A) precursor and the granulating agent, and then mixing and compounding the graphite particles (B) to which the granulating agent is not attached. This is preferable because it is possible to efficiently produce the target carbon material for a non-aqueous secondary battery.
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 1 part by weight or more, based on 100 parts by weight of the total amount of the graphite particle (A) precursor and the graphite particles (B). Is 3 parts by weight or more, more preferably 6 parts by weight or more, further preferably 10 parts by weight or more, particularly preferably 12 parts by weight or more, most preferably 15 parts by weight or more, and preferably 1000 parts by weight or less. It is preferably 100 parts by weight or less, more preferably 80 parts by weight or less, particularly preferably 50 parts by weight or less, and most preferably 30 parts by weight or less. If it is within the above range, problems such as a decrease in the degree of compounding due to a decrease in the adhesion between particles and a decrease in productivity due to the adhesion of the graphite particle (A) precursor and the graphite particles (B) to the apparatus are less likely to occur. ..

(第三の二工程)得られた混合品を造粒する工程
本発明の非水系二次電池炭素材は、以下に挙げる製造方法等によって得ることができる。
複合化する際に用いる装置としては、例えば、衝撃力を主体に、炭素質物粒子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粒子に与える装置を用いることができる。
(Third two steps) Step of granulating the obtained mixed product The non-aqueous secondary battery carbon material of the present invention can be obtained by the following manufacturing method or the like.
As an apparatus used for compounding, for example, an apparatus can be used in which mechanical actions such as compression, friction, and shearing force including the interaction of carbonaceous particles are repeatedly applied to the particles mainly by 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、内部に導入された造粒剤が付着した黒鉛粒子(A)前駆体、及び黒鉛粒子(B)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、黒鉛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。 Specifically, it has a rotor with a large number of blades installed inside the casing, and when the rotor rotates at high speed, the graphite particles (A) precursor to which the granulator introduced inside is attached, and the graphite particles. A device that applies mechanical actions such as impact compression, friction, and shearing force to (B) to perform surface treatment is preferable. Further, it is preferable that the graphite has a mechanism for repeatedly giving a mechanical action by circulating graphite.

黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)に機械的作用を与える好ましい装置としては、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(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)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。 Preferred devices for exerting a mechanical action on the graphite particle (A) precursor and the graphite particles (B) include, for example, a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), Cryptron, Cryptron Orb (manufactured by EarthTechnica Co., Ltd.), and the like. CF mill (manufactured by Ube Kosan Co., Ltd.), mechanofusion system (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), Theta Composer (manufactured by Tokuju Kosakusho Co., Ltd.), etc. can be mentioned. 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通常30m/秒以上、好ましくは50m/秒以上、より好ましくは60m/秒以上、更に好ましくは70m/秒以上、特に好ましくは80m/秒以上、通常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、黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)とを、黒鉛粒子(A)前駆体の表面の少なくとも一部に、黒鉛粒子(B)の黒鉛結晶層状構造が人造黒鉛粒子(A)の外周面と同方向に配列するように複合化できるため好ましい。 When processing using the above device, for example, the peripheral speed of the rotating rotor is usually 30 m / sec or more, preferably 50 m / sec or more, more preferably 60 m / sec or more, still more preferably 70 m / sec or more, particularly preferably 70 m / sec or more. 80 m / sec or more, usually 100 m / sec or less. Within the above range, the graphite particles (A) precursor and the graphite particles (B) are more efficiently sphericalized, and the graphite particles (A) are placed on at least a part of the surface of the graphite particles (A) precursor. It is preferable because the graphite crystal layered structure of B) can be composited so as to be arranged in the same direction as the outer peripheral surface of the artificial graphite particles (A).

また、黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)に機械的作用を与える処理は、単に黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)を通過させるだけでも可能であるが、黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)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。単に黒鉛粒子(A)前駆体と黒鉛粒子(B)を通過させる場合には、複数回通過させることにより、のべ処理時間が30秒以上となることが好ましく、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分以上として処理する。 Further, the treatment of giving a mechanical action to the graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B) can be performed by simply passing the graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B), but the graphite particle. (A) The precursor and the graphite particles (B) are preferably circulated or retained in the apparatus for 30 seconds or longer, more preferably 1 minute or longer, further preferably 3 minutes or longer, and particularly preferably 5 minutes or longer. The inside is circulated or retained for processing. When simply passing the graphite particle (A) precursor and the graphite particle (B), it is preferable that the total treatment time is 30 seconds or more, more preferably 1 minute or more, and further, by passing the graphite particles (B) a plurality of times. The treatment is preferably performed for 3 minutes or longer, particularly preferably 5 minutes or longer.

・その他の工程
(造粒剤を除去する工程)
本発明の実施形態においては、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。
・ Other processes (process of removing granulators)
In the embodiment of 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.

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。 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。
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、黒鉛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 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.
The atmosphere of the heat treatment 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 oxidation of the graphite surface, an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere is preferable.

(高純度化する工程)
本発明においては、造粒し複合化した炭素材を高純度化する工程を有していてもよい。複合化した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黒鉛中の金属、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。
(Process for purifying)
In the present invention, there may be a step of purifying the granulated and composited carbon material with high purity. Examples of a method for purifying the composite carbon material include an acid treatment containing nitric acid and hydrochloric acid, which is a metal in graphite 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.

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。 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。少なすぎると上記不純物を効率良く除去できなくなる傾向がある。一方、多すぎると、一回に洗浄できる黒鉛量が減り、生産性低下とコストの上昇を招くため、好ましくない。
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. If the amount is too small, the above impurities tend to be unable to be removed efficiently. On the other hand, if it is too large, the amount of graphite that can be washed at one time is reduced, which leads to a decrease in productivity and an increase in cost, which is not preferable.

酸処理は、黒鉛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。長すぎると、生産性低下とコストの上昇を招く傾向があり、短すぎると、上記不純物を十分に除去できなくなる傾向がある。
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。この温度が低すぎると、上記不純物を十分に除去できなくなる傾向がある。
The acid treatment is performed by immersing graphite in an 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. If it is too long, it tends to cause a decrease in productivity and an increase in cost, and if it is too short, it tends to be difficult to sufficiently remove the above impurities.
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. If this temperature is too low, the impurities tend to be unable to be sufficiently removed.

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。この数値が小さいと水中のイオン量が多くなることを示しており、不純物混入、洗浄効率低下の傾向がある。 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, and more preferably 10 MΩ · cm or more. The theoretical upper limit at 25 ° C. is 18.24 MΩ · cm. When this value is small, it indicates that the amount of ions in water increases, and there is a tendency for impurities to be mixed and the cleaning efficiency to decrease.

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。長すぎると、生産効率が低下する傾向があり、短すぎると、残留不純物・酸分が増大する傾向になる。
前記処理黒鉛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。多すぎると生産効率が低下する傾向があり、少なすぎると残留不純物・酸分が増大する傾向になる。
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. be. If it is too long, the production efficiency tends to decrease, and if it is too short, residual impurities and acids tend to increase.
The mixing ratio of the treated graphite 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. It is preferably 100: 700 or less, more preferably 100: 500 or less, and even more preferably 100: 400 or less. If it is too large, the production efficiency tends to decrease, and if it is too small, residual impurities and acids tend to increase.

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。低すぎると、残留不純物・酸分が増大する傾向になる。
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、上述した処理黒鉛の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. If it is too low, residual impurities and acid content tend to increase.
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 graphite 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、得られた黒鉛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。イオン濃度が高すぎると、酸分が残存してpHが低下する傾向があり、低すぎると処理に時間がかかり生産性の低下に繋がる傾向がある。 By performing the treatment as described above, the wastewater ion concentration of the obtained graphite 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 or more. , More preferably 3 ppm or more, still more preferably 4 ppm or more. If the ion concentration is too high, the acid content tends to remain and the pH tends to decrease, and if it is too low, the treatment takes time and tends to lead to a decrease in productivity.

(複合化した炭素材に、さらに原料炭素材より結晶性が低い炭素質物を添着する工程)
本発明の実施形態では、複合化した炭素材に、さらに原料炭素材より結晶性が低い炭素質物を添着する工程を有していてもよい。すなわち、前記炭素材に炭素質物を複合化することができる。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炭素材を得ることができる。
(The process of adhering a carbonaceous material with lower crystallinity than the raw material carbon material to the composite carbon material)
In the embodiment of the present invention, the composite carbon material may be further attached with a carbonaceous material having a lower crystallinity than the raw material carbon material. That is, a carbonaceous substance can be compounded with the carbon material. According to this step, it is possible to obtain a carbon material capable of suppressing side reactions with the electrolytic solution and improving the rapid charge / discharge property.

複合化した炭素材に、さらに原料炭素材より結晶性が低い炭素質物を添着した複合黒鉛を「炭素質物複合炭素材」又は「複合炭素材」と呼ぶことがある。
複合化した炭素材への炭素質物添着(複合化)処理は炭素質物となる有機化合物と、複合化した炭素材を混合し、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。
Composite graphite in which a composite carbon material is further impregnated with a carbon material having a lower crystallinity than the raw material carbon material may be referred to as a "carbon material composite carbon material" or a "composite carbon material".
In the carbonaceous substance attachment (composite) treatment to the composited carbon material, the organic compound to be the carbonaceous material and the composited carbon material are mixed, and nitrogen, argon, carbon dioxide, etc. are preferably distributed in a non-oxidizing atmosphere. It is a process of heating down to carbonize or graphitize 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、混合物中の鱗片状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 scaly graphite in the mixture, 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。
After the above-mentioned treatment, crushing and / or crushing treatment can be carried out 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.

なお、本実施形態の効果を損なわない限り、他の工程の追加や上述に記載のない制御条件を追加してもよい。
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、より好ましくは0.3%以上、更に好ましくは0.7質量%以上、特に好ましくは1質量%以上、最も好ましくは1.5質量%以上であり、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。
In addition, as long as the effect of this embodiment is not impaired, other steps may be added or control conditions not described above may be added.
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. It is more preferably 0.7% by mass or more, particularly preferably 1% by mass or more, most preferably 1.5% by mass or more, and the content is usually 20% by mass or less, preferably 15% by mass. % Or less, more preferably 10% by mass or less, particularly preferably 7% by mass or less, and most preferably 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、炭素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 carbon 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、核となる炭素材の焼成前後質量変化はないものとして計算する。
炭素質物の含有量(質量%)=[(w2−w1)/w1]×100
(w1を核となる炭素材の質量(kg)、w2を炭素質物複合炭素材の質量(kg)とする)
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 core carbon material before and after firing.
Carbonaceous content (% by mass) = [(w2-w1) / w1] × 100
(W1 is the mass of the core carbon material (kg), and w2 is the mass of the carbonaceous composite carbon material (kg))

・他の材とのブレンド
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、前記炭素材に、前記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)。
-Blend with other materials Further, in the present invention, the carbon material is used 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. Different carbon materials can be mixed (hereinafter, the carbon material obtained by mixing the carbon material with a carbon material different from the carbon material may be referred to as a "mixed carbon material").

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。
天然黒鉛としては、例えば以下のものを用いることができる。
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.
As the natural graphite, for example, the following can be used.

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。
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.

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 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。
Examples of artificial graphite include particles obtained by graphitizing carbon material. For example, single graphite precursor particles are calcined in powder form, graphitized particles, or a plurality of graphite precursor particles are molded and calcined. Granulated particles that have been graphitized and crushed 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.

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4m/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。
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。
BET specific surface area of the artificial graphite is usually 0.5 m 2 / g or more, preferably 1.0 m 2 / g or more and usually 8m 2 / g or less, preferably 6 m 2 / g or less, more preferably 4m 2 / g
The range is as follows. Within this range, swelling of the electrode plate is suppressed and processability is improved, which is preferable.
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。
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。
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.
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.

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。
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 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.
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。
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.

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。
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。
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.
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、Zn、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(SiO)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。
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, Examples thereof include a metal selected from the group consisting of Cu, Zn, 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 (SiO 2 ) 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. Below, it is more preferably 0.4 or more and 1.6 or less, and further 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 the high capacity.

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。 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.

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。
混合炭素材を調整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 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.
The device used for adjusting the mixed carbon material is not particularly limited, but for example, in the case of a rotary mixer: a cylindrical mixer, a twin cylindrical mixer, a double conical mixer, and an cubic mixer. In the case of a machine, a stag beetle type mixer, a fixed type mixer: a spiral type mixer, a ribbon type mixer, a Muller type mixer, a Helical Flicht type mixer, a Pugmill type mixer, a fluidization type mixer, etc. can be used. ..

<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非水系二次電池用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。
<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 for a non-aqueous secondary battery of the present invention. More preferably, it contains a binder.

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。 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5×10−6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 −. It is preferably in the range of 7 mol or more, preferably 1 × 10-6 mol or less, and more preferably 5 × 10-6 mol or less. 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 that do not have olefinic unsaturated bonds 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.

本発明の非水系二次電池用炭素材は、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、本発明の複合炭素材と、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 for a non-aqueous secondary battery 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 composite 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 with and is preferably 90/10 or more, more preferably 95/5 or more, preferably 99.9 / 0.1 or less, more preferably 99.5 / 0. The range is 5 or less. 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、上述の本発明の複合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、本発明の複合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 composite 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 composite 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 it is possible to obtain a sufficient occlusion / release function of Li for a high-density current value. ..

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1.55g/cm3以上、より好ましくは1.6g/cm3以上、更に好ましくは1.65g/cm3以上、特に好ましくは1.7g/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 1.55 g / cm 3 or more, more preferably 1.6 g / cm 3 or more, still more preferably 1.65 g / cm. It is cm 3 or more, particularly preferably 1.7 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非水系二次電池用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、本発明の複合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 for a non-aqueous secondary battery 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 composite carbon material of the present invention will be illustrated, but the materials that can be used, the manufacturing method, and the like are limited to the following specific examples. is not it.

<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 preferably 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 fluoroalquinate 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 above-mentioned non-aqueous electrolyte solution may further contain a film-forming agent. Specific examples of the film-forming agent include carbonate compounds such as vinylene carbonate, vinyl ethyl 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 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 by 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。 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.

<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1.00±0.05g(固形分換算で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。
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9.00±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。
<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. 1.00 ± 0.05 g (0.5 g in terms of solid content) of butadiene rubber aqueous dispersion was stirred with a hybrid mixer manufactured by Keyence for 5 minutes and defoamed for 30 seconds to obtain a slurry.
This slurry is 10 cm wide using a small die coater manufactured by ITOCHU Machining so that the negative electrode material adheres to a copper foil with a thickness of 10 μm, which is a current collector, at 9.00 ± 0.3 mg / cm 2.
And roll-pressed with a roller having 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.

<非水系二次電池(2016コイン型電池)の作製>
上記方法で作製した電極シートを直径12.5mmの円盤状に打ち抜き、リチウム金属箔を直径14mmの円板状に打ち抜き対極とした。両極の間には、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートの混合溶媒(容積比=3:7)に、LiPF6を1mol/
Lになるように溶解させた電解液を含浸させたセパレータ(多孔性ポリエチレンフィルム製)を置き、2016コイン型電池をそれぞれ作製した。
<Manufacturing of non-aqueous secondary batteries (2016 coin type batteries)>
The electrode sheet produced by the above method was punched into a disk shape having a diameter of 12.5 mm, and the lithium metal foil was punched into a disk shape having a diameter of 14 mm to serve as a counter electrode. Between the two poles, add 1 mol / mol of LiPF 6 to a mixed solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio = 3: 7).
A separator (made of a porous polyethylene film) impregnated with an electrolytic solution dissolved so as to be L was placed, and 2016 coin type batteries were produced respectively.

<放電容量、放電負荷特性の測定方法>
上述の方法で作製した電極シートを用いて、上述の方法で作製した非水系二次電池(2016コイン型電池)を用いて、下記の測定方法で電池充放電時の容量を測定した。
0.05Cの電流密度でリチウム対極に対して5mVまで充電し、さらに5mVの一定電圧で電流密度が0.005Cになるまで充電し、負極中にリチウムをドープした後、0.1Cの電流密度でリチウム対極に対して1.5Vまで放電を行った時の放電容量を本発明における放電容量とした。
<Measurement method of discharge capacity and discharge load characteristics>
Using the electrode sheet produced by the above method and the non-aqueous secondary battery (2016 coin type battery) produced by the above method, the capacity at the time of battery charging / discharging was measured by the following measuring method.
Charge to 5 mV with respect to the lithium counter electrode with a current density of 0.05 C, further charge with a constant voltage of 5 mV until the current density reaches 0.005 C, dope lithium into the negative electrode, and then with a current density of 0.1 C. The discharge capacity when discharging to 1.5 V with respect to the lithium counter electrode was defined as the discharge capacity in the present invention.

さらに、0.2C、及び3.0Cの電流密度でリチウム対極に対して1.5Vまで放電を行い、[3.0Cで放電したときの放電容量]/[0.2Cで放電したときの放電容量]x100(%)を放電負荷特性とした。 Further, the lithium counter electrode is discharged to 1.5 V at current densities of 0.2 C and 3.0 C, and [Discharge capacity when discharged at 3.0 C] / [Discharge when discharged at 0.2 C]. Capacity] x100 (%) was defined as the discharge load characteristic.

<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電極シートを4cm×3cmに切り出して負極とし、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、LiPF6を1.2mol/Lになるように溶解させた電解液を225μl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)>
The electrode sheet produced by the above method was cut out to a size of 4 cm × 3 cm to form 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 and combined. A laminated battery is prepared by injecting 225 μl of an electrolytic solution in which LiPF6 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). Made.

<低温出力特性>
上述の方法で作製した電極シートを用いて、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。
<Low temperature output characteristics>
Using the electrode sheet produced by the above method, the low temperature output characteristics were measured by the following measurement method using the laminated non-aqueous electrolyte secondary battery produced by the method for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery. ..
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.

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。 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.

<d50、d90、d10、d90/d10>
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d50、d90、d10を測定し、d90/d10を算出した。
<D50, d90, d10, d90 / d10>
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 volume-based d50, d90 and d10 were measured, and d90 / d10 was calculated.

<BET比表面積(SA)>
表面積計(島津製作所製比表面積測定装置「ジェミニ2360」)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BET6点法によって測定した。
<BET specific surface area (SA)>
Using a surface meter (Shimadzu Seisakusho's specific surface area measuring device "Gemini 2360"), the carbon material sample was preliminarily dried under nitrogen flow at 100 ° C. for 3 hours, cooled to liquid nitrogen temperature, and then cooled to atmospheric pressure. Using a nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen with respect to the gas was 0.3, the measurement was carried out by the nitrogen adsorption BET 6-point method by the gas flow method.

<かさ密度、Tap密度>
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複合炭素材を落下させて、セルに満杯に充填したときの体積と試料の質量から求めた密度をかさ密度として定義した。
さらに、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をTap密度として定義した。
<Bulk density, Tap density>
Using a powder density measuring instrument, the composite carbon material of the present invention is 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, and the volume when the cell is fully filled. The density obtained from the mass of the sample was defined as the bulk density.
Further, tapping with a stroke length of 10 mm was performed 1000 times, and the density obtained from the volume at that time and the mass of the sample was defined as the Tap density.

<細孔分布モード径、0.1μm〜2μmの細孔容積>
水銀圧入法の測定としては、水銀ポロシメーター(マイクロメリテックス社製のオートポア9520)を用いて、パウダー用セルに試料(負極材)を0.2g前後秤量封入し、室温、真空下(50μmHg以下)にて10分間の脱気前処理を実施した後、4psiaまでステップ状に減圧し水銀を導入し、4psiaから40000psiaまでステップ状に昇圧させ、更に25psiaまで降圧させた。得られた水銀圧入曲線からWashburnの式を用い、細孔分布を算出した。なお、水銀の表面張力は485dyne/cm、接触角は140°として算出した。得られた細孔分布から、細孔分布モード径、0.1μm以上1μm以下の範囲の細孔容積を算出した。
<Pore distribution mode diameter, pore volume of 0.1 μm to 2 μm>
For the measurement of the mercury press-fitting method, a mercury porosimeter (Autopore 9520 manufactured by Micromeritex Co., Ltd.) is used to weigh around 0.2 g of a sample (negative electrode material) in a powder cell and weigh it at room temperature under vacuum (50 μmHg or less). After performing the degassing pretreatment for 10 minutes, the pressure was reduced stepwise to 4 psia, mercury was introduced, the pressure was increased stepwise from 4 psia to 40,000 psia, and the pressure was further reduced to 25 psia. From the obtained mercury intrusion curve, the pore distribution was calculated using the Washburn formula. The surface tension of mercury was calculated as 485 dyne / cm, and the contact angle was calculated as 140 °. From the obtained pore distribution, the pore distribution mode diameter and the pore volume in the range of 0.1 μm or more and 1 μm or less were calculated.

(実施例1)
黒鉛粒子(A)の前駆体であるd50が3.3μmの生コークス粒子100gに造粒剤として流動パラフィン(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、rcosθ=30.9)を20g
添加して撹拌混合した後、得られた混合物をハンマーミル(IKA社製MF10)で回転数3000rpmにて解砕混合した。得られた造粒剤が添着した生コークス粒子120g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5分間、機械的作用による衝撃、圧縮、摩擦、せん断力を掛けながら造粒処理を行った。得られた複合黒鉛粒子前駆体を、電気炉にて窒素雰囲気下、1000℃で1時間焼成した後、さらに、電気炉にて、Ar流通下、3000℃で黒鉛化、分級し、複数の黒鉛粒子(A)が複合化した非水系二次電池用炭素材を得た。得られたサンプルについて、前記測定法でd50、SA、Tap、細孔分布モード径、0.1μm〜2μmの細孔容積、充放電効率、放電容量、放電負荷特性、低温出力特性を測定した。結果を表1、2に示す。
(Example 1)
Liquid paraffin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., first grade, physical properties at 25 ° C.: viscosity = 95 cP, contact angle = 13) as a granulator on 100 g of raw coke particles having d50, which is a precursor of graphite particles (A), of 3.3 μm. .2 °, surface tension = 31.7 mN / m, rcosθ = 30.9) 20 g
After adding and stirring and mixing, the obtained mixture was crushed and mixed with a hammer mill (MF10 manufactured by IKA) at a rotation speed of 3000 rpm. 120 g of raw coke particles impregnated with the obtained granulator were subjected to impact, compression, friction, and shear by mechanical action for 5 minutes at a rotor peripheral speed of 85 m / sec using a hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. Granulation processing was performed while applying force. The obtained composite graphite particle precursor was calcined in an electric furnace in a nitrogen atmosphere at 1000 ° C. for 1 hour, and then graphitized and classified at 3000 ° C. in an electric furnace under Ar circulation to obtain a plurality of graphites. A carbon material for a non-aqueous secondary battery in which particles (A) were compounded was obtained. With respect to the obtained sample, d50, SA, Tap, pore distribution mode diameter, pore volume of 0.1 μm to 2 μm, charge / discharge efficiency, discharge capacity, discharge load characteristic, and low temperature output characteristic were measured by the above-mentioned measurement method. The results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例2)
黒鉛粒子(A)の前駆体であるd50が3.3μmの生コークス粒子100gに造粒剤として流動パラフィン(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、rcosθ=30.9)を20g
添加して撹拌混合した後、得られた混合物をハンマーミル(IKA社製MF10)で回転数3000rpmにて解砕混合した。得られた造粒剤が添着した生コークス粒子に、天然黒鉛粒子(B)としてd50が8.9μm、SAが11.4m/g、Tap密度が0.42g/cm、アスペクト比が8の鱗片状天然黒鉛粒子を25g加えて撹拌混合した。得られた混合物120g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5分間、機械的作用による衝撃、圧縮、摩擦、せん断力を掛けながら造粒処理を行った。得られた複合黒鉛粒子前駆体を、電気炉にて窒素
雰囲気下、1000℃で1時間焼成した後、さらに、電気炉にて、Ar流通下、3000℃で黒鉛化、分級し、複数の黒鉛粒子(A)と天然黒鉛粒子(B)が複合化した非水系二次電池用炭素材を得た。得られたサンプルについて、前記測定法でd50、SA、Tap、細孔分布モード径、0.1μm〜2μmの細孔容積、充放電効率、放電容量、放電負荷特性、低温出力特性を測定した。結果を表1、2に示す。また粒子断面のSEM画像を図1に示す。
(Example 2)
Liquid paraffin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., first grade, physical properties at 25 ° C.: viscosity = 95 cP, contact angle = 13) as a granulator on 100 g of raw coke particles having d50, which is a precursor of graphite particles (A), of 3.3 μm. .2 °, surface tension = 31.7 mN / m, rcosθ = 30.9) 20 g
After adding and stirring and mixing, the obtained mixture was crushed and mixed with a hammer mill (MF10 manufactured by IKA) at a rotation speed of 3000 rpm. The raw coke particles impregnated with the obtained granulating agent have d50 of 8.9 μm, SA of 11.4 m 2 / g, Tap density of 0.42 g / cm 3 , and an aspect ratio of 8 as natural graphite particles (B). 25 g of scaly natural graphite particles of No. 1 was added and mixed by stirring. 120 g of the obtained mixture is granulated by a hybridization system NHS-1 manufactured by Nara Kikai Seisakusho for 5 minutes at a rotor peripheral speed of 85 m / sec while applying impact, compression, friction, and shearing force due to mechanical action. went. The obtained composite graphite particle precursor was calcined in an electric furnace in a nitrogen atmosphere at 1000 ° C. for 1 hour, and then graphitized and classified at 3000 ° C. in an electric furnace under Ar circulation to obtain a plurality of graphites. A carbon material for a non-aqueous secondary battery in which the particles (A) and the natural graphite particles (B) were composited was obtained. With respect to the obtained sample, d50, SA, Tap, pore distribution mode diameter, pore volume of 0.1 μm to 2 μm, charge / discharge efficiency, discharge capacity, discharge load characteristic, and low temperature output characteristic were measured by the above-mentioned measurement method. The results are shown in Tables 1 and 2. An SEM image of the particle cross section is shown in FIG.

(比較例1)
黒鉛粒子(A)の前駆体であるd50が3.3μmの生コークス粒子をそのまま実施例1と同様の方法で焼成、黒鉛化、分級した。得られたサンプルについて実施例1同様の測定を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
黒鉛粒子(A)の前駆体であるd50が19.5μmの生コークス粒子のみで球形化処理を行った点以外は実施例1と同様の方法にて炭素材を得た。得られたサンプルについて実施例1同様の測定を行った。結果を表1、2に示す。
(Comparative Example 1)
Raw coke particles having a d50 of 3.3 μm, which is a precursor of the graphite particles (A), were calcined, graphitized, and classified in the same manner as in Example 1. The same measurement as in Example 1 was performed on the obtained sample. The results are shown in Table 1.
(Comparative Example 2)
A carbon material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the d50, which is a precursor of the graphite particles (A), was sphericalized only with 19.5 μm raw coke particles. The same measurement as in Example 1 was performed on the obtained sample. The results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例3)
黒鉛粒子(A)の前駆体であるd50が17.7μmの生コークス粒子を使用した以外は実施例1と同様の方法にて黒鉛粒子(A)と天然黒鉛粒子(B)が複合化した非水系二次電池用炭素材を得た。得られたサンプルについて実施例1同様の測定を行った。結果を表1、2に示す。
(Comparative Example 3)
Non-composite graphite particles (A) and natural graphite particles (B) in the same manner as in Example 1 except that raw coke particles having a d50 of 17.7 μm, which is a precursor of graphite particles (A), were used. A carbon material for an aqueous secondary battery was obtained. The same measurement as in Example 1 was performed on the obtained sample. The results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 0006906891
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実施例1、2は、造粒剤細孔分布モード径とd50を規定範囲とすることにより、高容量、且つ優れた放電負荷特性や低温出力特性を示した。一方で、細孔モード径やd50が規定範囲にない比較例1〜3では、放電負荷特性、低温出力特性の低下が確認された。 In Examples 1 and 2, high capacity and excellent discharge load characteristics and low temperature output characteristics were exhibited by setting the granulator pore distribution mode diameter and d50 within the specified range. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 in which the pore mode diameter and d50 are not within the specified range, deterioration of the discharge load characteristic and the low temperature output characteristic was confirmed.

本発明の複合炭素材は、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、高容量且つ、入出力特性、高温保存特性、サイクル特性に優れ、また生産性に優れた非水系二次電池を、安定的に効率良く提供することができる。 The composite carbon material of the present invention is a non-aqueous material having high capacity, excellent input / output characteristics, high temperature storage characteristics, cycle characteristics, and excellent productivity by using it as an active material for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery. The secondary battery can be provided stably and efficiently.

Claims (8)

複数のリチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な黒鉛粒子(A)が複合化した非水
系二次電池用炭素材であって、粉体に対する水銀圧入法により求められる細孔分布におけ
るモード径が0.1μm以上2μm以下であり、且つ体積基準平均粒子径(d50)が5
μm以上40μm以下であり、
0.1μm以上2μm以下の細孔容積が0.2ml/g以上であることを特徴とする非水
系二次電池用炭素材。
A carbon material for non-aqueous secondary batteries in which graphite particles (A) capable of occluding and releasing a plurality of lithium ions are composited, and the mode diameter in the pore distribution obtained by the mercury press-fitting method for powder is It is 0.1 μm or more and 2 μm or less, and the volume-based average particle size (d50) is 5.
It is μm or more and 40 μm or less ,
A carbon material for a non-aqueous secondary battery, characterized in that the pore volume of 0.1 μm or more and 2 μm or less is 0.2 ml / g or more.
かさ密度が0.3g/cm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 bulk density is 0.3 g / cm 3 or more.
タップ密度が0.6g/cm以上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。
The carbon material for a non-aqueous secondary battery according to claim 1 or 2 , wherein the tap density is 0.6 g / cm 3 or more.
d90/d10が3.5以上であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1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 d90 / d10 is 3.5 or more.
前記非水系二次電池用炭素材の平均粒径d50が、黒鉛粒子(A)の平均粒径d50の
1.5倍以上15倍以下であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の
非水系二次電池用炭素材。
Any of claims 1 to 4 , wherein the average particle size d50 of the carbon material for a non-aqueous secondary battery is 1.5 times or more and 15 times or less the average particle size d50 of the graphite particles (A). The carbon material for a non-aqueous secondary battery according to item 1.
前記黒鉛粒子(A)が人造黒鉛粒子であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか
1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 5 , wherein the graphite particles (A) are artificial graphite particles.
該非水系二次電池用炭素材が、さらに天然黒鉛粒子(B)を含むことを特徴とする請求
項1乃至のいずれか1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 6 , wherein the carbon material for a non-aqueous secondary battery further contains natural graphite particles (B).
リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに、電解質を備えるリチウムイ
オン二次電池であって、該負極が、集電体と、該集電体上に形成された活物質層とを備え
るものであり、該活物質層が、請求項1乃至のいずれか1項に記載の非水系二次電池用
炭素材を含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
A lithium ion secondary battery including a positive electrode and a negative electrode capable of storing and releasing lithium ions and an electrolyte, wherein the negative electrode includes a current collector and an active material layer formed on the current collector. A lithium ion secondary battery, wherein the active material layer contains the carbon material for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 7.
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