JPH10284063A - 二次電池負極用炭素材料の製造方法 - Google Patents
二次電池負極用炭素材料の製造方法Info
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- JPH10284063A JPH10284063A JP9088128A JP8812897A JPH10284063A JP H10284063 A JPH10284063 A JP H10284063A JP 9088128 A JP9088128 A JP 9088128A JP 8812897 A JP8812897 A JP 8812897A JP H10284063 A JPH10284063 A JP H10284063A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来よりも高放電容量を有するメソフェーズカ
ーボン小球体を用いたリチウムイオン二次電池の負極用
炭素材料。 【解決手段】０．５〜３．０重量％のフリーカーボンを
含有するコールタールおよび／またはピッチを３５０〜
５００℃で熱処理して、メソフェーズカーボン小球体の
メソフェーズ／フリーカーボンの値が重量比で２〜２０
のメソフェーズカーボン小球体を製造し、これを仮焼、
焼成、黒鉛化処理することを特徴とする二次電池負極用
炭素材料の製造方法。
ーボン小球体を用いたリチウムイオン二次電池の負極用
炭素材料。 【解決手段】０．５〜３．０重量％のフリーカーボンを
含有するコールタールおよび／またはピッチを３５０〜
５００℃で熱処理して、メソフェーズカーボン小球体の
メソフェーズ／フリーカーボンの値が重量比で２〜２０
のメソフェーズカーボン小球体を製造し、これを仮焼、
焼成、黒鉛化処理することを特徴とする二次電池負極用
炭素材料の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯型電化製品等
の蓄電池として近年急速に需要が伸びているリチウムイ
オン二次電池の負極材に使用される炭素材料の製造方法
に関するものである。
の蓄電池として近年急速に需要が伸びているリチウムイ
オン二次電池の負極材に使用される炭素材料の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン二次電池は、小型で軽
量、充電容量が大きい、高電圧・大電流が取り出せる、
サイクル寿命に優れるなど、さまざまな特徴を持つ。ま
た環境汚染上の問題が少ないことから、従来の主流であ
ったニッケル・カドミウム電池に取って代わり、携帯電
話、パソコン用バッテリー等として大幅な需要増加が期
待されている。
量、充電容量が大きい、高電圧・大電流が取り出せる、
サイクル寿命に優れるなど、さまざまな特徴を持つ。ま
た環境汚染上の問題が少ないことから、従来の主流であ
ったニッケル・カドミウム電池に取って代わり、携帯電
話、パソコン用バッテリー等として大幅な需要増加が期
待されている。
【０００３】リチウムイオン二次電池は、充電の際に金
属リチウムが析出することなく、リチウムがイオンとし
て負極材にドーブされるので、金属リチウムの場合のよ
うな発火の危険性もなく安全性の高い二次電池である。
リチウムイオン二次電池の正極にはＬｉＣｏＯ2 ，Ｌｉ
ＮｉＯ2 ，ＬｉＭｎ2Ｏ4 などが使用され、負極には黒
鉛、その他の炭素質材料が使用される。ＬｉＣｏＯ2 を
正極に使用した場合、放電、充電は下式で示される。
属リチウムが析出することなく、リチウムがイオンとし
て負極材にドーブされるので、金属リチウムの場合のよ
うな発火の危険性もなく安全性の高い二次電池である。
リチウムイオン二次電池の正極にはＬｉＣｏＯ2 ，Ｌｉ
ＮｉＯ2 ，ＬｉＭｎ2Ｏ4 などが使用され、負極には黒
鉛、その他の炭素質材料が使用される。ＬｉＣｏＯ2 を
正極に使用した場合、放電、充電は下式で示される。
【数１】 充電の際リチウムイオンは黒鉛、その他の炭素質材料と
層間化合物をつくる。
層間化合物をつくる。
【０００４】このリチウムイオン二次電池の負極材とし
て、現在、炭素繊維、天然黒鉛、メソフェーズカーボン
小球体を黒鉛化したもの等が採用されている。中でもメ
ソフェーズカーボン小球体を黒鉛化したものを該負極材
として用いた場合、炭素繊維、天然黒鉛に比べ、形態が
球状なため比表面積が小さく電解液の分解を少なくでき
る、充填密度があげられる等の優れた特性が得られる。
このメソフェーズカーボン小球体を黒鉛化処理する製造
方法は、特開平4-115458号公報、特開平4-184862号公
報、特開平4-188559号公報、特開平4-190556号公報、特
開平4-190557号公報等に開示されている。しかしなが
ら、これらに開示されている、メソフェーズカーボン小
球体を黒鉛化したものをリチウムイオン二次電池の負極
材として使用した場合、その放電容量は、黒鉛の理論容
量である３７２ｍＡｈ／ｇに比べるとまだ低く、改善の
余地が残されていた。
て、現在、炭素繊維、天然黒鉛、メソフェーズカーボン
小球体を黒鉛化したもの等が採用されている。中でもメ
ソフェーズカーボン小球体を黒鉛化したものを該負極材
として用いた場合、炭素繊維、天然黒鉛に比べ、形態が
球状なため比表面積が小さく電解液の分解を少なくでき
る、充填密度があげられる等の優れた特性が得られる。
このメソフェーズカーボン小球体を黒鉛化処理する製造
方法は、特開平4-115458号公報、特開平4-184862号公
報、特開平4-188559号公報、特開平4-190556号公報、特
開平4-190557号公報等に開示されている。しかしなが
ら、これらに開示されている、メソフェーズカーボン小
球体を黒鉛化したものをリチウムイオン二次電池の負極
材として使用した場合、その放電容量は、黒鉛の理論容
量である３７２ｍＡｈ／ｇに比べるとまだ低く、改善の
余地が残されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、リチウムイ
オン二次電池の負極に使用した場合の放電容量を、従来
技術よりさらに向上することができる二次電池負極用炭
素材料の製造方法を提供するものである。
オン二次電池の負極に使用した場合の放電容量を、従来
技術よりさらに向上することができる二次電池負極用炭
素材料の製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】メソフェーズカーボン小
球体は、コールタールおよび／またはピッチの熱処理で
生成したメソフェーズの外表面にフリーカーボンが付着
した形態をとっている。本発明者らは、メソフェーズカ
ーボン小球体を構成しているメソフェーズとフリーカー
ボンとの比率、メソフェーズカーボン小球体の粒径とこ
の小球体を黒鉛化したものをリチウムイオン二次電池の
負極材として使用した場合の放電容量との関係について
鋭意研究した結果、コールタールおよび／またはピッチ
に含有されるフリーカーボン量および熱処理条件を制御
することで、従来報告されている放電容量を大きく上回
ることを見い出し、本発明に至った。
球体は、コールタールおよび／またはピッチの熱処理で
生成したメソフェーズの外表面にフリーカーボンが付着
した形態をとっている。本発明者らは、メソフェーズカ
ーボン小球体を構成しているメソフェーズとフリーカー
ボンとの比率、メソフェーズカーボン小球体の粒径とこ
の小球体を黒鉛化したものをリチウムイオン二次電池の
負極材として使用した場合の放電容量との関係について
鋭意研究した結果、コールタールおよび／またはピッチ
に含有されるフリーカーボン量および熱処理条件を制御
することで、従来報告されている放電容量を大きく上回
ることを見い出し、本発明に至った。
【０００７】即ち、本発明は、０．５〜３．０重量％の
フリーカーボンを含有するコールタールおよび／または
ピッチを３５０〜５００℃で熱処理して、メソフェーズ
カーボン小球体のメソフェーズ／フリーカーボンの値が
重量比で２〜２０のメソフェーズカーボン小球体を製造
し、これを仮焼、焼成、黒鉛化処理することを特徴とす
る二次電池負極用炭素材料の製造方法を提供するもので
ある。
フリーカーボンを含有するコールタールおよび／または
ピッチを３５０〜５００℃で熱処理して、メソフェーズ
カーボン小球体のメソフェーズ／フリーカーボンの値が
重量比で２〜２０のメソフェーズカーボン小球体を製造
し、これを仮焼、焼成、黒鉛化処理することを特徴とす
る二次電池負極用炭素材料の製造方法を提供するもので
ある。
【０００８】また、前記メソフェーズカーボン小球体の
平均粒径が１０〜５０μｍであるのが好ましい。
平均粒径が１０〜５０μｍであるのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の態様】以下に、本発明についてさらに詳
細に説明する。石炭を空気と遮断して加熱しコークスを
製造する工程において、副生物として油状物質であるコ
ールタールおよびコールタールの熱分解により生成した
炭素（フリーカーボン）が生成するため、回収されたコ
ールタール中にはフリーカーボンが混入してくる。フリ
ーカーボンの混入量は、コークスの製造条件、使用する
石炭の種類により異なるので、一概には言えないが、通
常は４〜１０重量％程度である。
細に説明する。石炭を空気と遮断して加熱しコークスを
製造する工程において、副生物として油状物質であるコ
ールタールおよびコールタールの熱分解により生成した
炭素（フリーカーボン）が生成するため、回収されたコ
ールタール中にはフリーカーボンが混入してくる。フリ
ーカーボンの混入量は、コークスの製造条件、使用する
石炭の種類により異なるので、一概には言えないが、通
常は４〜１０重量％程度である。
【００１０】コールタールは種々の芳香族炭化水素化合
物の混合物で構成されている。さらに蒸留操作により、
コールタールより、常圧での沸点が３００〜３５０℃程
度以下の芳香族炭化水素化合物を分離することで、ピッ
チが得られる。この蒸留操作の際、フリーカーボンの常
圧での沸点は極めて高いため、コールタール中に含有さ
れているフリーカーボンは蒸留では除去できず、ピッチ
中に濃縮される。
物の混合物で構成されている。さらに蒸留操作により、
コールタールより、常圧での沸点が３００〜３５０℃程
度以下の芳香族炭化水素化合物を分離することで、ピッ
チが得られる。この蒸留操作の際、フリーカーボンの常
圧での沸点は極めて高いため、コールタール中に含有さ
れているフリーカーボンは蒸留では除去できず、ピッチ
中に濃縮される。
【００１１】上記フリーカーボンを含有するコールター
ルおよび／またはピッチを熱処理すると、コールタール
および／またはピッチの成分である芳香族炭化水素化合
物が重縮合反応により高分子化し、ピッチマトリックス
より、球状の形態をしたメソフェーズカーボン小球体が
析出してくる。このメソフェーズカーボン小球体は、内
部が芳香族炭化水素化合物の重縮合反応により生成した
高分子（メソフェーズ）であり、その外表面にフリーカ
ーボンが付着した形態をとっている。重縮合反応がさら
に進行すると、メソフェーズカーボン小球体同志が合体
成長し、最終的には球状の形態では、メソフェーズカー
ボン小球体をピッチマトリックスより分離できなくな
る。出発材料のコールタールおよび／またはピッチ中の
フリーカーボン含有量は０．５〜３．０重量％が好まし
い。０．５重量％未満では、メソフェーズカーボン小球
体の製造は可能であるが、熱処理原料であるコールター
ルおよび／またはピッチ中のフリーカーボン含有量を
０．５重量％未満に低減するための分離装置費用が多大
となり経済的ではない。また３．０重量％を越えた場合
には、リチウムイオン二次電池の負極材として使用した
場合に放電容量が向上せず好ましくない。より好ましく
は０．６〜２．５重量％とする。
ルおよび／またはピッチを熱処理すると、コールタール
および／またはピッチの成分である芳香族炭化水素化合
物が重縮合反応により高分子化し、ピッチマトリックス
より、球状の形態をしたメソフェーズカーボン小球体が
析出してくる。このメソフェーズカーボン小球体は、内
部が芳香族炭化水素化合物の重縮合反応により生成した
高分子（メソフェーズ）であり、その外表面にフリーカ
ーボンが付着した形態をとっている。重縮合反応がさら
に進行すると、メソフェーズカーボン小球体同志が合体
成長し、最終的には球状の形態では、メソフェーズカー
ボン小球体をピッチマトリックスより分離できなくな
る。出発材料のコールタールおよび／またはピッチ中の
フリーカーボン含有量は０．５〜３．０重量％が好まし
い。０．５重量％未満では、メソフェーズカーボン小球
体の製造は可能であるが、熱処理原料であるコールター
ルおよび／またはピッチ中のフリーカーボン含有量を
０．５重量％未満に低減するための分離装置費用が多大
となり経済的ではない。また３．０重量％を越えた場合
には、リチウムイオン二次電池の負極材として使用した
場合に放電容量が向上せず好ましくない。より好ましく
は０．６〜２．５重量％とする。
【００１２】メソフェーズカーボン小球体を製造する際
の熱処理温度は３５０℃〜５００℃で行なう。３５０℃
未満では芳香族炭化水素化合物の重縮合反応が極めて遅
く、メソフェーズカーボン小球体の生成には長時間を要
するため、現実的ではない。また５００℃を越えた場合
には、芳香族炭化水素化合物の重縮合反応が極めて速く
なるため、工業的にはメソフェーズカーボン小球体の生
成を制御するのが困難となる。好ましくは３８０〜４８
０℃とする。また上記熱処理において生成したメソフェ
ーズカーボン小球体を構成するフリーカーボンの重量と
メソフェーズの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝２〜２０である。（メソフェー
ズ）／（フリーカーボン）の比率が２未満の場合、放電
容量が低下し好ましくない。また（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）の比率が２０を越える場合には、生
成したメソフェーズカーボン小球体同志の合体成長が激
しくなり、ピッチマトリックス中にメソフェーズカーボ
ン小球体が球形として存在できなくなるため、二次電池
負極用炭素材料として好ましくない。好ましくは５〜２
０とする。
の熱処理温度は３５０℃〜５００℃で行なう。３５０℃
未満では芳香族炭化水素化合物の重縮合反応が極めて遅
く、メソフェーズカーボン小球体の生成には長時間を要
するため、現実的ではない。また５００℃を越えた場合
には、芳香族炭化水素化合物の重縮合反応が極めて速く
なるため、工業的にはメソフェーズカーボン小球体の生
成を制御するのが困難となる。好ましくは３８０〜４８
０℃とする。また上記熱処理において生成したメソフェ
ーズカーボン小球体を構成するフリーカーボンの重量と
メソフェーズの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝２〜２０である。（メソフェー
ズ）／（フリーカーボン）の比率が２未満の場合、放電
容量が低下し好ましくない。また（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）の比率が２０を越える場合には、生
成したメソフェーズカーボン小球体同志の合体成長が激
しくなり、ピッチマトリックス中にメソフェーズカーボ
ン小球体が球形として存在できなくなるため、二次電池
負極用炭素材料として好ましくない。好ましくは５〜２
０とする。
【００１３】ここでメソフェーズカーボン小球体中のフ
リーカーボン量とメソフェーズ量の測定は、以下の測定
法が挙げられる。 メソフェーズカーボン小球体中のフリーカーボンとメ
ソフェーズの合計量：キノリン不溶分（ＱＩ）として定
量できる。 フリーカーボン量の測定：メソフェーズの存在しない
コールタールおよび／またはピッチ中のキノリン不溶分
（ＱＩ）を測定する。 メソフェーズ量の算出：メソフェーズカーボン小球体
のＱＩを測定し、この値から上記のフリーカーボン量
を引けばメソフェーズ量が得られる。 また上記熱処理において、メソフェーズカーボン小球体
の平均粒径は１０〜５０μｍが好ましい。平均粒径が１
０μｍ未満の場合、コールタールおよび／またはピッチ
からのメソフェーズカーボン小球体の回収歩留りが低
く、経済的ではない。また粒径が５０μｍを越える場合
は、生成したメソフェーズカーボン小球体同志の合体成
長が激しくなり、ピッチマトリックス中にメソフェーズ
カーボン小球体が球形として存在できなくなるため、本
特許の範囲から逸脱する。より好ましくは１０〜３５μ
ｍとする。
リーカーボン量とメソフェーズ量の測定は、以下の測定
法が挙げられる。 メソフェーズカーボン小球体中のフリーカーボンとメ
ソフェーズの合計量：キノリン不溶分（ＱＩ）として定
量できる。 フリーカーボン量の測定：メソフェーズの存在しない
コールタールおよび／またはピッチ中のキノリン不溶分
（ＱＩ）を測定する。 メソフェーズ量の算出：メソフェーズカーボン小球体
のＱＩを測定し、この値から上記のフリーカーボン量
を引けばメソフェーズ量が得られる。 また上記熱処理において、メソフェーズカーボン小球体
の平均粒径は１０〜５０μｍが好ましい。平均粒径が１
０μｍ未満の場合、コールタールおよび／またはピッチ
からのメソフェーズカーボン小球体の回収歩留りが低
く、経済的ではない。また粒径が５０μｍを越える場合
は、生成したメソフェーズカーボン小球体同志の合体成
長が激しくなり、ピッチマトリックス中にメソフェーズ
カーボン小球体が球形として存在できなくなるため、本
特許の範囲から逸脱する。より好ましくは１０〜３５μ
ｍとする。
【００１４】上述の熱処理で生成したメソフェーズカー
ボン小球体は、ピッチマトリックス中より、沈降分離、
遠心分離、濾過分離等で回収し、さらに溶剤洗浄するこ
とでメソフェーズカーボン小球体に付着しているピッチ
分を除去する。あるいは、メソフェーズカーボン小球体
を含有するピッチに溶剤を添加し、溶剤中にピッチ分を
抽出除去した後、沈降分離、遠心分離、濾過分離等でメ
ソフェーズカーボン小球体を回収してもよい。
ボン小球体は、ピッチマトリックス中より、沈降分離、
遠心分離、濾過分離等で回収し、さらに溶剤洗浄するこ
とでメソフェーズカーボン小球体に付着しているピッチ
分を除去する。あるいは、メソフェーズカーボン小球体
を含有するピッチに溶剤を添加し、溶剤中にピッチ分を
抽出除去した後、沈降分離、遠心分離、濾過分離等でメ
ソフェーズカーボン小球体を回収してもよい。
【００１５】前記溶剤としては、通常芳香族系の溶剤が
使用される。好適なものとしては、ベンゼン、トルエ
ン、ピリジン、キノリン、タール軽油、コールタールナ
フサ、粗ナフタレン油、洗浄油、脱晶アントラセン油な
どが挙げられる。これらの溶剤は単独で用いても二種類
以上を混合して用いてもよい。
使用される。好適なものとしては、ベンゼン、トルエ
ン、ピリジン、キノリン、タール軽油、コールタールナ
フサ、粗ナフタレン油、洗浄油、脱晶アントラセン油な
どが挙げられる。これらの溶剤は単独で用いても二種類
以上を混合して用いてもよい。
【００１６】ピッチマトリックスより回収されたメソフ
ェーズカーボン小球体には、前記溶剤が付着している
が、これは、窒素ガスなどの不活性雰囲気下もしくは減
圧下で乾燥除去する。さらに窒素ガスなどの不活性雰囲
気下で、温度３００〜６００℃で仮焼処理し、温度７０
０〜１５００℃で焼成処理、最後に温度２４００〜３２
００℃で黒鉛化処理を行い、メソフェーズカーボン小球
体の黒鉛化粉末を得る。このメソフェーズカーボン小球
体をリチウムイオン二次電池の負極材として使用する
際、粉砕あるいは分級する必要がある場合、その操作は
乾燥、仮焼、焼成、黒鉛化処理のいずれの工程の前後に
おこなってもさしつかえない。リチウムイオン二次電池
用負極はたとえばポリビニリデンフルオライドと混合
し、この混合物を銅箔上に塗布、圧着することで得られ
る。
ェーズカーボン小球体には、前記溶剤が付着している
が、これは、窒素ガスなどの不活性雰囲気下もしくは減
圧下で乾燥除去する。さらに窒素ガスなどの不活性雰囲
気下で、温度３００〜６００℃で仮焼処理し、温度７０
０〜１５００℃で焼成処理、最後に温度２４００〜３２
００℃で黒鉛化処理を行い、メソフェーズカーボン小球
体の黒鉛化粉末を得る。このメソフェーズカーボン小球
体をリチウムイオン二次電池の負極材として使用する
際、粉砕あるいは分級する必要がある場合、その操作は
乾燥、仮焼、焼成、黒鉛化処理のいずれの工程の前後に
おこなってもさしつかえない。リチウムイオン二次電池
用負極はたとえばポリビニリデンフルオライドと混合
し、この混合物を銅箔上に塗布、圧着することで得られ
る。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳
しく説明するが、厳密な組成や処理条件などにおいて、
本発明はこれら実施例に制約されるものではない。
しく説明するが、厳密な組成や処理条件などにおいて、
本発明はこれら実施例に制約されるものではない。
【００１８】（実施例１）フリーカーボンを１．５重量
％含有するコールタールを、温度４１０℃で６時間加熱
処理して、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。
メソフェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量と
フリーカーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝５．８であり、平均粒径は１５μ
ｍであった。このメソフェーズカーボン小球体を含有す
るピッチにキノリンを添加し、ピッチ分をキノリン中に
抽出した後、濾過分離により、メソフェーズカーボン小
球体を回収した。次に窒素ガス流通下、温度１８０℃で
メソフェーズカーボン小球体に付着しているキノリンを
乾燥除去した。その後４００℃で仮焼処理、１０００℃
で焼成処理、３０００℃で黒鉛化処理を行い、メソフェ
ーズカーボン小球体の黒鉛化粉末を得た。この黒鉛化粉
末に、１０重量％のポリビニリデンフルオライドを混合
し、この混合物を銅箔上に塗布・圧着し、リチウムイオ
ン二次電池用の負極を作成した。電池評価セルには、対
極および参照極に金属リチウムを用いた３極式セルを採
用した。電解液には、エチレンカーボネートと炭酸ジエ
チルとを重量比で１：１に混合した液に、過塩素酸リチ
ウムが１Ｍになるように添加したものを使用した。電流
密度０．２ｍＡ／ｃｍ2 一定の条件下で充放電試験を行
った結果、初回の放電容量は３００ｍＡｈ／ｇであっ
た。
％含有するコールタールを、温度４１０℃で６時間加熱
処理して、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。
メソフェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量と
フリーカーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝５．８であり、平均粒径は１５μ
ｍであった。このメソフェーズカーボン小球体を含有す
るピッチにキノリンを添加し、ピッチ分をキノリン中に
抽出した後、濾過分離により、メソフェーズカーボン小
球体を回収した。次に窒素ガス流通下、温度１８０℃で
メソフェーズカーボン小球体に付着しているキノリンを
乾燥除去した。その後４００℃で仮焼処理、１０００℃
で焼成処理、３０００℃で黒鉛化処理を行い、メソフェ
ーズカーボン小球体の黒鉛化粉末を得た。この黒鉛化粉
末に、１０重量％のポリビニリデンフルオライドを混合
し、この混合物を銅箔上に塗布・圧着し、リチウムイオ
ン二次電池用の負極を作成した。電池評価セルには、対
極および参照極に金属リチウムを用いた３極式セルを採
用した。電解液には、エチレンカーボネートと炭酸ジエ
チルとを重量比で１：１に混合した液に、過塩素酸リチ
ウムが１Ｍになるように添加したものを使用した。電流
密度０．２ｍＡ／ｃｍ2 一定の条件下で充放電試験を行
った結果、初回の放電容量は３００ｍＡｈ／ｇであっ
た。
【００１９】（実施例２）フリーカーボンを２．５重量
％含有するピッチを、温度４５０℃で３時間加熱処理し
て、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。メソフ
ェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量とフリー
カーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／（フリ
ーカーボン）＝９．５であり、平均粒径は２５μｍであ
った。このメソフェーズカーボン小球体を遠心分離によ
りピッチマトリックスより分離した。さらにこのメソフ
ェーズカーボン小球体をタール軽油で洗浄することで、
付着しているピッチ分を抽出除去した。次に真空下、温
度１８０℃でメソフェーズカーボン小球体に付着してい
るタール軽油を乾燥除去した。以後の操作は実施例１と
同様に行った。初回の放電容量は３０８ｍＡｈ／ｇであ
った。
％含有するピッチを、温度４５０℃で３時間加熱処理し
て、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。メソフ
ェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量とフリー
カーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／（フリ
ーカーボン）＝９．５であり、平均粒径は２５μｍであ
った。このメソフェーズカーボン小球体を遠心分離によ
りピッチマトリックスより分離した。さらにこのメソフ
ェーズカーボン小球体をタール軽油で洗浄することで、
付着しているピッチ分を抽出除去した。次に真空下、温
度１８０℃でメソフェーズカーボン小球体に付着してい
るタール軽油を乾燥除去した。以後の操作は実施例１と
同様に行った。初回の放電容量は３０８ｍＡｈ／ｇであ
った。
【００２０】（実施例３）フリーカーボンを１．０重量
％含有するコールタールを、温度４９０℃で３０分加熱
処理して、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。
メソフェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量と
フリーカーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝１４．６であり、平均粒径は３３
μｍであった。以後の操作は実施例２と同様に行った。
初回の放電容量は３２１ｍＡｈ／ｇであった。
％含有するコールタールを、温度４９０℃で３０分加熱
処理して、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。
メソフェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量と
フリーカーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝１４．６であり、平均粒径は３３
μｍであった。以後の操作は実施例２と同様に行った。
初回の放電容量は３２１ｍＡｈ／ｇであった。
【００２１】（実施例４）フリーカーボンを０．６重量
％含有するコールタールを、温度４７０℃で３０分加熱
処理して、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。
メソフェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量と
フリーカーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝１９．２であり、平均粒径は４７
μｍであった。以後の操作は実施例１と同様に行った。
初回の放電容量は３３２ｍＡｈ／ｇであった。
％含有するコールタールを、温度４７０℃で３０分加熱
処理して、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。
メソフェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量と
フリーカーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝１９．２であり、平均粒径は４７
μｍであった。以後の操作は実施例１と同様に行った。
初回の放電容量は３３２ｍＡｈ／ｇであった。
【００２２】（比較例１）フリーカーボンを３．５重量
％含有するピッチを、温度４００℃で６時間加熱処理し
て、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。メソフ
ェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量とフリー
カーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／（フリ
ーカーボン）＝１．８であり、平均粒径は８μｍであっ
た。以後の操作は実施例１と同様に行った。初回の放電
容量は２７２ｍＡｈ／ｇであった。
％含有するピッチを、温度４００℃で６時間加熱処理し
て、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。メソフ
ェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量とフリー
カーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／（フリ
ーカーボン）＝１．８であり、平均粒径は８μｍであっ
た。以後の操作は実施例１と同様に行った。初回の放電
容量は２７２ｍＡｈ／ｇであった。
【００２３】（比較例２）フリーカーボンを４．５重量
％含有するコールタールを、温度４５０℃で２時間加熱
処理して、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。
メソフェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量と
フリーカーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝１．３であり、平均粒径は５μｍ
でった。以後の操作は実施例１と同様に行った。初回の
放電容量は２５１ｍＡｈ／ｇであった。
％含有するコールタールを、温度４５０℃で２時間加熱
処理して、メソフェーズカーボン小球体を生成させた。
メソフェーズカーボン小球体中のメソフェーズの重量と
フリーカーボンの重量との比率は、（メソフェーズ）／
（フリーカーボン）＝１．３であり、平均粒径は５μｍ
でった。以後の操作は実施例１と同様に行った。初回の
放電容量は２５１ｍＡｈ／ｇであった。
【００２４】（比較例３）フリーカーボンを１．５重量
％含有するコールタールを、温度３４０℃で５０時間加
熱処理したが、メソフェーズカーボン小球体は生成しな
かった。
％含有するコールタールを、温度３４０℃で５０時間加
熱処理したが、メソフェーズカーボン小球体は生成しな
かった。
【００２５】（比較例４）フリーカーボンを２．５重量
％含有するピッチを、温度５１０℃で１分加熱処理し
た。多量のメソフェーズカーボン小球体が生成し、小球
体同志が合体成長したため、ピッチマトリックス中より
球形のメソフェーズカーボン小球体を分離することがで
きなかった。
％含有するピッチを、温度５１０℃で１分加熱処理し
た。多量のメソフェーズカーボン小球体が生成し、小球
体同志が合体成長したため、ピッチマトリックス中より
球形のメソフェーズカーボン小球体を分離することがで
きなかった。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、メソフェーズカーボン
小球体を構成するメソフェーズの重量とフリーカーボン
の重量との比率を制御することで、リチウムイオン二次
電池の負極材として使用した場合、従来よりも高放電容
量を有するメソフェーズカーボン小球体の製造が可能で
あり、工業的意義は極めて大きい。
小球体を構成するメソフェーズの重量とフリーカーボン
の重量との比率を制御することで、リチウムイオン二次
電池の負極材として使用した場合、従来よりも高放電容
量を有するメソフェーズカーボン小球体の製造が可能で
あり、工業的意義は極めて大きい。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｚ
Claims (2)
- 【請求項１】０．５〜３．０重量％のフリーカーボンを
含有するコールタールおよび／またはピッチを３５０〜
５００℃で熱処理して、メソフェーズカーボン小球体の
メソフェーズ／フリーカーボンの値が重量比で２〜２０
のメソフェーズカーボン小球体を製造し、これを仮焼、
焼成、黒鉛化処理することを特徴とする二次電池負極用
炭素材料の製造方法。 - 【請求項２】前記メソフェーズカーボン小球体の平均粒
径が１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１に
記載の二次電池負極用炭素材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088128A JPH10284063A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 二次電池負極用炭素材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088128A JPH10284063A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 二次電池負極用炭素材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284063A true JPH10284063A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13934291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9088128A Pending JPH10284063A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 二次電池負極用炭素材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10284063A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002047006A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-12 | Kawasaki Steel Corp | バルクメソフェーズ系黒鉛粉末およびその製造方法 |
| JP2002110158A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Kawasaki Steel Corp | リチウムイオン二次電池負極用炭素材料およびその製造方法 |
| JP2002362914A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Adchemco Corp | 黒鉛質材料とその製造方法およびリチウムイオン二次電池 |
| JP2007197309A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-08-09 | Jfe Chemical Corp | メソフェーズ小球体および炭素材料の製造方法 |
| JP2019523791A (ja) * | 2016-06-14 | 2019-08-29 | ストーン，リチャード | 乱流メソフェーズピッチプロセス及び生成物 |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP9088128A patent/JPH10284063A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002047006A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-12 | Kawasaki Steel Corp | バルクメソフェーズ系黒鉛粉末およびその製造方法 |
| JP2002110158A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Kawasaki Steel Corp | リチウムイオン二次電池負極用炭素材料およびその製造方法 |
| JP4554795B2 (ja) * | 2000-09-29 | 2010-09-29 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | リチウムイオン二次電池負極用炭素材料およびその製造方法 |
| JP2002362914A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Adchemco Corp | 黒鉛質材料とその製造方法およびリチウムイオン二次電池 |
| JP2007197309A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-08-09 | Jfe Chemical Corp | メソフェーズ小球体および炭素材料の製造方法 |
| JP2019523791A (ja) * | 2016-06-14 | 2019-08-29 | ストーン，リチャード | 乱流メソフェーズピッチプロセス及び生成物 |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070130 |