JPH11111297A - Lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery

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JPH11111297A
JPH11111297A JP10225707A JP22570798A JPH11111297A JP H11111297 A JPH11111297 A JP H11111297A JP 10225707 A JP10225707 A JP 10225707A JP 22570798 A JP22570798 A JP 22570798A JP H11111297 A JPH11111297 A JP H11111297A
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less
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lithium
graphite
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則雄 高見
Asako Satou
麻子 佐藤
Takahisa Osaki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium secondary battery having excellent battery characteristic such as a high capacity, high charge and discharge efficiency, excellent cycle lifetime, flatness of charging voltage and excellent battery characteristics such as quick charge and discharge cycle. SOLUTION: In a lithium secondary battery provided with a positive electrode 4, a negative electrode 6 including the carbonaceous material for storing and discharging lithium ion, and the non-aqueous electrolyte, as the carbonaceous material, power having a surface space between the (002) surfaces of the graphite structure detected by the X-ray diffraction exists in a range at 0.335-0.336 nm, and having a peak strength ratio (P101 /P100 ) of the (101) diffraction peak P101 and the (100) diffraction peak P100 more than 2.2 and a ratio of a length La of a crystal in an a-axial direction and a length Lc of a crystal in a c-axial direction (La/Lc) less than 1.5 is used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
に関し、特に負極の構成を改良したリチウム二次電池に
係わる。
The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly to a lithium secondary battery having an improved negative electrode structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、負極活物質としてリチウムを用い
た非水電解質電池は高エネルギー密度電池として注目さ
れており、正極活物質に二酸化マンガン(MnO2 )、
フッ化炭素[(CF2n ]、塩化チオニル(SOCl
2 )等を用いた一次電池は、既に電卓、時計の電源やメ
モリのバックアップ電池として多用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, non-aqueous electrolyte batteries using lithium as a negative electrode active material have attracted attention as high energy density batteries, and manganese dioxide (MnO 2 ) has been used as a positive electrode active material.
Fluorocarbon [(CF 2 ) n ], thionyl chloride (SOCl
Primary batteries using 2 ) and the like are already widely used as power supplies for calculators, watches, and as backup batteries for memories.

【0003】さらに、近年、VTR、通信機器などの各
種の電子機器の小型、軽量化に伴いそれらの電源として
高エネルギー密度の二次電池の要求が高まり、リチウム
を負極活物質とするリチウム二次電池の研究が活発に行
われている。
Further, in recent years, with the reduction in size and weight of various electronic devices such as VTRs and communication devices, the demand for secondary batteries having a high energy density as a power source for these devices has increased, and lithium secondary batteries using lithium as a negative electrode active material have been required. Battery research is being actively conducted.

【0004】リチウム二次電池は、負極にリチウムを用
い、電解液として炭酸プロピレン(PC)、1,2−ジ
メトキシエタン(DME)、γ−ブチロラクトン(γ−
BL)、テトラヒドロフラン(THF)等の非水溶媒中
にLiClO4 、LiBF4 、LiAsF6 等のリチウ
ム塩を溶解した非水電解液やリチウムイオン伝導性固体
電解質を用い、また正極活物質としては主にTiS2
MoS2 、V25、V613、MnO2 等のリチウム
との間でトポケミカル反応する化合物を用いることが研
究されている。
A lithium secondary battery uses lithium as a negative electrode and propylene carbonate (PC), 1,2-dimethoxyethane (DME), γ-butyrolactone (γ-
BL), a non-aqueous electrolyte in which a lithium salt such as LiClO 4 , LiBF 4 , or LiAsF 6 is dissolved in a non-aqueous solvent such as tetrahydrofuran (THF) or a lithium ion conductive solid electrolyte. TiS 2 ,
The use of compounds that undergo a topochemical reaction with lithium, such as MoS 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , and MnO 2 , has been studied.

【0005】しかしながら、上述したリチウム二次電池
は現在まだ実用化されていない。この主な理由は、充放
電効率が低く、しかも充放電が可能な回数(サイクル寿
命)が短いためである。この原因は、負極のリチウムと
非水電解液との反応によるリチウムの劣化によるところ
が大きいと考えられている。すなわち、放電時にリチウ
ムイオンとして非水電解液中に溶解したリチウムは、充
電時に析出する際に溶媒と反応し、その表面が一部不活
性化される。このため、充放電を繰り返していくとデン
ドライド状(樹枝状)や小球状にリチウムが析出し、さ
らにはリチウムが集電体より脱離するなどの現象が生じ
る。
[0005] However, the above-mentioned lithium secondary battery has not yet been put to practical use. The main reason for this is that the charge / discharge efficiency is low and the number of times that charge / discharge can be performed (cycle life) is short. It is considered that this is largely due to the deterioration of lithium due to the reaction between the lithium of the negative electrode and the non-aqueous electrolyte. That is, lithium dissolved in the non-aqueous electrolyte as lithium ions at the time of discharge reacts with the solvent at the time of deposition at the time of charging, and its surface is partially inactivated. Therefore, when charge and discharge are repeated, lithium precipitates in a dendritic (dendritic) or small spherical shape, and further, phenomena such as detachment of lithium from the current collector occur.

【0006】このようなことから、リチウム二次電池に
組み込まれる負極としてリチウムを吸蔵・放出する炭素
質物、例えばコークス、樹脂焼成体、炭素繊維、熱分解
気相炭素などを用いることによって、リチウムと非水電
解液との反応、さらにはデンドライド析出による負極特
性の劣化を改善することが提案されている。
[0006] Therefore, by using a carbonaceous material that absorbs and releases lithium, for example, coke, a resin fired body, carbon fiber, and pyrolysis gas phase carbon, as the negative electrode incorporated in the lithium secondary battery, lithium and lithium can be removed. It has been proposed to improve the reaction with a non-aqueous electrolyte and the deterioration of the negative electrode characteristics due to the precipitation of dendrites.

【0007】前記炭素質物を含む負極は、炭素質物の中
でも主に炭素原子からなる六角網面層が積み重なった構
造(黒鉛構造)の部分において、前記の層と層の間の部
分にリチウムイオンが出入りすることにより充放電を行
うと考えられている。このため、リチウム二次電池の負
極にはある程度黒鉛構造の発達した炭素質物を用いる必
要がある。しかしながら、黒鉛化の進んだ巨大結晶を粉
末化した炭素質物を非水電解液中で負極として用いる
と、非水電解液が分解し、結果して電池の容量および充
放電効率が低くなる。特に、高電流密度で電池を作動さ
せると、容量、充放電効率、放電時の電圧の低下が著し
くなる。また、充放電サイクルが進むに従い炭素質物の
結晶構造あるいは微細構造が崩れ、リチウムの吸蔵放出
能が劣化し、サイクル寿命が低下するという問題点があ
った。
[0007] The negative electrode containing the carbonaceous material has a structure (graphite structure) in which hexagonal mesh layers mainly composed of carbon atoms are stacked in the carbonaceous material, and lithium ions are present in a portion between the layers. It is considered that charging and discharging are performed by going in and out. For this reason, it is necessary to use a carbonaceous material having a somewhat developed graphite structure for the negative electrode of the lithium secondary battery. However, when a carbonaceous material obtained by pulverizing a graphitized giant crystal is used as a negative electrode in a non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte is decomposed, and as a result, the capacity and charge / discharge efficiency of the battery are reduced. In particular, when the battery is operated at a high current density, the capacity, the charge / discharge efficiency, and the voltage at the time of discharge significantly decrease. Further, as the charge / discharge cycle progresses, the crystal structure or microstructure of the carbonaceous material is broken, the ability to insert and extract lithium is deteriorated, and the cycle life is shortened.

【0008】また、黒鉛化物においてその粉末は薄片状
であるため、リチウムイオンの挿入する黒鉛結晶子のc
軸方向の面が電解液に露出する面積がより小さくなるた
め、ハイレートの充放電サイクルにおいては急激に容量
が低下する問題がある。このため、カーボンブラック等
を添加して改善がなされているが、負極充填密度が低下
する問題が生じる。その結果、従来の黒鉛化物では高容
量のリチウム二次電池を実現できなかった。
In addition, since the powder of the graphitized material is in the form of flakes, the c of graphite crystallites into which lithium ions are inserted is c.
Since the area where the surface in the axial direction is exposed to the electrolyte becomes smaller, there is a problem that the capacity is rapidly reduced in a high-rate charge / discharge cycle. For this reason, although improvement has been made by adding carbon black or the like, there is a problem that the negative electrode packing density is reduced. As a result, a high-capacity lithium secondary battery could not be realized with the conventional graphite.

【0009】さらに、黒鉛化の進んだ炭素繊維において
も、粉末にすると非水電解液が分解し、巨大結晶の粉末
を用いた場合と同様に、負極としての性能が大幅に低下
するなどの問題点を有していた。
Further, even in the case of graphitized carbon fibers, the non-aqueous electrolyte solution is decomposed when powdered, and the performance as a negative electrode is greatly reduced as in the case of using powder of a giant crystal. Had a point.

【0010】一方、黒鉛化度の低いコークスや炭素繊維
等の炭素化物では、溶媒の分解はある程度抑えられるも
のの、容量および充放電効率が低く、しかも充放電の過
電圧が大きいこと、電池の放電電圧の平坦性が低いこ
と、さらにサイクル寿命が低いことなどの問題点を有し
ている。
On the other hand, in the case of carbonized materials such as coke and carbon fiber having a low degree of graphitization, although the decomposition of the solvent can be suppressed to some extent, the capacity and the charge / discharge efficiency are low, and the overvoltage of the charge / discharge is large, and the discharge voltage of the battery is low. Have low flatness and low cycle life.

【0011】従来、特開昭62−268058号、特開
平2−82466号、特開平4−61747号、特開平
4−115458号、特開平4−184862号、特開
平4−190557号等に開示されているように種々の
炭素化物や黒鉛化物の黒鉛化度を制御し、最適な黒鉛構
造のパラメータについて提案されてきたが、十分な特性
を有する負極は得られていない。また、特開平4−79
170号、特開平4−82172号には負極として用い
る炭素繊維について開示されているが、それを粉末化し
た炭素質物を用いた負極の性能は問題を有している。
Conventionally disclosed in JP-A-62-268058, JP-A-2-82466, JP-A-4-61747, JP-A-4-115458, JP-A-4-184862, JP-A-4-190557 and the like. As described above, it has been proposed to control the degree of graphitization of various carbonized materials and graphitized materials and to optimize the parameters of the graphite structure. However, a negative electrode having sufficient characteristics has not been obtained. Also, JP-A-4-79
No. 170 and JP-A-4-82172 disclose a carbon fiber used as a negative electrode, but the performance of a negative electrode using a carbonaceous material obtained by pulverizing the carbon fiber has a problem.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高容
量で充放電効率、サイクル寿命、放電電圧の平坦性、急
速充放電サイクルなど電池特性が優れたリチウム二次電
池を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having high capacity and excellent battery characteristics such as charge / discharge efficiency, cycle life, flatness of discharge voltage, and rapid charge / discharge cycle. Things.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるリチウム
二次電池は、正極と、リチウムイオンを吸蔵・放出する
炭素質物を含む負極と、非水電解液とを具備したリチウ
ム二次電池において、前記炭素質物は、黒鉛及び黒鉛化
したコークスから選ばれる少なくとも1種類の粉末と、
メソフェーズピッチ系炭素繊維とから構成されることを
特徴とするものである。
A lithium secondary battery according to the present invention is a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode containing a carbonaceous substance that occludes and releases lithium ions, and a non-aqueous electrolyte. The carbonaceous material is at least one powder selected from graphite and graphitized coke,
And mesophase pitch-based carbon fibers.

【0014】前記メソフェーズピッチ系炭素繊維は、繊
維長さ方向に対して垂直な断面における結晶子の配向が
放射状、ラメラ状またはブルックステーラ型であること
が好ましい。
The mesophase pitch-based carbon fiber preferably has a crystallite orientation in a cross section perpendicular to the fiber length direction of a radial, lamellar or Brooks-Taylor type.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるリチウム二
次電池(例えば円筒形リチウム二次電池)を図1を参照
して詳細に説明する。有底円筒状の容器1は、底部に絶
縁体2が配置されている。電極群3は、前記容器 1内に
収納されている。前記電極群3は、正極4、セパレ―タ
5及び負極6をこの順序で積層した帯状物を前記負極6
が外側に位置するように渦巻き状に巻回した構造になっ
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a lithium secondary battery (for example, a cylindrical lithium secondary battery) according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. A cylindrical container 1 with a bottom has an insulator 2 disposed at the bottom. The electrode group 3 is housed in the container 1. The electrode group 3 is formed by laminating a positive electrode 4, a separator 5, and a negative electrode 6 in this order on the negative electrode 6.
Is spirally wound so that is located outside.

【0016】前記容器1内には、電解液が収容されてい
る。中央部が開口された絶縁紙7は、前記容器1内の前
記電極群3の上方に載置されている。絶縁封口板8は、
前記容器1の上部開口部に配置され、かつ前記上部開口
部付近を内側にかしめ加工することにより前記封口板8
は前記容器1に液密に固定されている。正極端子9は、
前記絶縁封口板8の中央には嵌合されている。正極リ―
ド10の一端は、前記正極4に、他端は前記正極端子9
にそれぞれ接続されている。前記負極6は、図示しない
負極リ―ドを介して負極端子である前記容器1に接続さ
れている。
The container 1 contains an electrolytic solution. The insulating paper 7 having a central portion opened is placed above the electrode group 3 in the container 1. The insulating sealing plate 8
The sealing plate 8 is disposed at the upper opening of the container 1 and caulked in the vicinity of the upper opening inward.
Is fixed to the container 1 in a liquid-tight manner. The positive terminal 9 is
The insulating sealing plate 8 is fitted at the center. Positive lead
One end of the cathode 10 is connected to the positive electrode 4, and the other end is connected to the positive electrode terminal 9.
Connected to each other. The negative electrode 6 is connected to the container 1 as a negative terminal via a negative lead (not shown).

【0017】前記容器1は、例えばステンレスから作ら
れている。前記正極4は、正極活物質に導電剤および結
着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物を集電体に塗
布、乾燥して薄板状にすることにより作製される。
The container 1 is made of, for example, stainless steel. The positive electrode 4 is manufactured by suspending a conductive agent and a binder in a suitable solvent in a positive electrode active material, applying the suspension to a current collector, and drying to form a thin plate.

【0018】前記正極活物質としては、種々の酸化物、
例えば二酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物、
リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有コバルト化
合物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウム
を含むバナジウム酸化物や、二硫化チタン、二硫化モリ
ブデンなどのカルコゲン化合物などを挙げることができ
る。中でも、リチウムコバルト酸化物(LiCoO
2 )、リチウムニッケル酸化物(LiNiO2 )、リチ
ウムマンガン酸化物(LiMn24 、LiMnO2
を用いると、高電圧が得られるために好ましい。
As the positive electrode active material, various oxides,
For example, manganese dioxide, lithium manganese composite oxide,
Examples include lithium-containing nickel oxide, lithium-containing cobalt compound, lithium-containing nickel-cobalt oxide, lithium-containing vanadium oxide, and chalcogen compounds such as titanium disulfide and molybdenum disulfide. Among them, lithium cobalt oxide (LiCoO)
2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 )
Is preferable because a high voltage can be obtained.

【0019】前記導電剤としては、例えばアセチレンブ
ラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができ
る。前記結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVD
E)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPD
M)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等を用いる
ことができる。
Examples of the conductive agent include acetylene black, carbon black, graphite and the like. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVD).
E), ethylene-propylene-diene copolymer (EPD)
M), styrene-butadiene rubber (SBR) and the like can be used.

【0020】前記正極活物質、導電剤および結着剤の配
合割合は、正極活物質80〜95重量%、導電剤3〜2
0重量%、結着剤2〜7重量%の範囲にすることが好ま
しい。
The mixing ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is 80 to 95% by weight of the positive electrode active material, 3 to 2% of the conductive agent.
It is preferable that the content be in the range of 0% by weight and 2 to 7% by weight of the binder.

【0021】前記集電体としては、例えばアルミニウム
箔、ステンレス箔、ニッケル箔等を用いることができ
る。前記セパレータ5としては、例えば合成樹脂製不織
布、ポリエチレン多孔質フィルム、ポリプロピレン多孔
質フィルム等を用いることができる。
As the current collector, for example, aluminum foil, stainless steel foil, nickel foil or the like can be used. As the separator 5, for example, a synthetic resin nonwoven fabric, a polyethylene porous film, a polypropylene porous film, or the like can be used.

【0022】前記負極6は、下記(1)〜(4)に説明
する炭素質物を含む。ただし、炭素質物を決定するため
のLa、d002 、Lcおよび強度比(P101 /P100
の測定、定義は、次の通りである。
The negative electrode 6 contains a carbonaceous material described in the following (1) to (4). However, La, d 002 , Lc and intensity ratio (P 101 / P 100 ) for determining carbonaceous matter
The measurement and definition of are as follows.

【0023】(a)X線回折法による測定のデータは全
てCuKαをX線源、標準物質に高純度シリコンを使用
した。La、d002 、Lcは各回折ピークの位置、及び
半値幅から求めた。算出方法としては、半値幅中点法を
用いた。
(A) All data measured by the X-ray diffraction method used CuKα as an X-ray source and high-purity silicon as a standard substance. La, d 002 , and Lc were determined from the position of each diffraction peak and the half width. As a calculation method, a half-width midpoint method was used.

【0024】(b)a軸方向の結晶子の長さLaおよび
c軸方向の結晶子の長さLcは、シェラーの式の形状因
子であるKが0.89とした時の値である。 (c)X線回折法による(101)回折ピークP101
(100)回折ピークP100 の強度比(P101 /P
100 )とは、それらピークの高さ比から求めたものであ
る。
(B) The length La of the crystallite in the a-axis direction and the length Lc of the crystallite in the c-axis direction are values when K, which is the form factor of Scherrer's equation, is 0.89. (C) by X-ray diffraction (101) and the diffraction peak P 101 (100) intensity ratio of the diffraction peak P 100 (P 101 / P
100 ) is obtained from the height ratio of those peaks.

【0025】(1)炭素質物 この炭素質物は、X線回折法による黒鉛構造の(00
2)面の面間隔d002 が0.335〜0.336nmの
範囲にあり、(101)回折ピークP101 と(100)
回折ピークP100 のピーク強度比(P101 /P100 )が
2.2を越え、a軸方向の結晶子の長さLaとc軸方向
の結晶子の長さLcの比(La/Lc)が1.5未満の
粉末である。
(1) Carbonaceous matter The carbonaceous matter has a graphite structure of (00) by X-ray diffraction.
2) The plane spacing d 002 is in the range of 0.335 to 0.336 nm, and the (101) diffraction peaks P 101 and (100)
The peak intensity ratio (P 101 / P 100 ) of the diffraction peak P 100 exceeds 2.2, and the ratio of the length La of the crystallite in the a-axis direction to the length Lc of the crystallite in the c-axis direction (La / Lc) Is less than 1.5.

【0026】前記炭素質物は、X線回折法により得られ
る(002)面の平均面間隔d002が0.335〜0.
336nmである。このような炭素質物は、リチウムイ
オンを挿入できるサイトが多くなり、容量は増大する。
ただし、前記範囲を逸脱する平均面間隔を有する炭素質
物では、容量が低下し、電池の放電時の電圧の平坦性が
低くなる。
The carbonaceous material has an average plane distance d 002 of the (002) plane obtained by the X-ray diffraction method of 0.335-0.
336 nm. In such a carbonaceous material, the number of sites into which lithium ions can be inserted increases, and the capacity increases.
However, in the case of a carbonaceous material having an average plane spacing outside the above range, the capacity is reduced, and the flatness of the voltage at the time of discharging the battery is reduced.

【0027】前記強度比(P101 /P100 )が2.2を
越える炭素質物は、黒鉛構造が非常に発達している。こ
のような黒鉛構造は、積み重なった六角網面層間のず
れ、ねじれ、角度が少ないものである。これは従来の天
然黒鉛の特徴を有しているため、ハイレートの充放電条
件では容量の低下を起す。このため、前記X線回折法に
よるa軸方向の結晶子の長さLaとC軸方向の結晶子の
長さLcの比(La/Lc)を1.5未満とすることに
より、前記ハイレートの充放電条件での容量の低下を回
避した黒鉛化物を得ることができた。すなわち、従来の
黒鉛より前記Laを短く、前記Lcを長くすることによ
り、リチウムイオンの挿入・脱離反応を円滑に行うこと
ができ、前記層構造の問題点を克服することが可能とな
り、ハイレートの充放電条件で高容量を得ることができ
る。
The carbonaceous material having the strength ratio (P 101 / P 100 ) exceeding 2.2 has a very developed graphite structure. Such a graphite structure has little deviation, twist, and angle between the stacked hexagonal mesh layers. Since this has the characteristics of conventional natural graphite, the capacity is reduced under high-rate charge / discharge conditions. For this reason, by setting the ratio (La / Lc) of the length La of the crystallite in the a-axis direction to the length Lc of the crystallite in the C-axis direction by the X-ray diffraction method to be less than 1.5, the high-rate A graphitized material which could avoid a decrease in capacity under charge and discharge conditions could be obtained. That is, by making the La shorter and the Lc longer than conventional graphite, the lithium ion insertion / desorption reaction can be carried out smoothly, and it becomes possible to overcome the problems of the layer structure, A high capacity can be obtained under the following charge / discharge conditions.

【0028】前記炭素質物は、X軸回折により得られる
(110)面の回折ピークによる黒鉛構造のa軸方向の
結晶子の長さLaが20〜100nm、より好ましくは
40〜80nmであることが望ましい。また、前記炭素
質物の黒鉛構造におけるa軸面の形状は長方形であるこ
とが好ましい。
The carbonaceous material preferably has a crystallite length La in the a-axis direction of the graphite structure of 20 to 100 nm, more preferably 40 to 80 nm, based on the diffraction peak of the (110) plane obtained by X-axis diffraction. desirable. Further, the shape of the a-axis surface in the graphite structure of the carbonaceous material is preferably rectangular.

【0029】前記Laが前記範囲内にある炭素質物は、
黒鉛構造が適度に発達しており、かつ結晶子のa軸方向
の長さが適度であるため、リチウムイオンが六角網面層
の層間に拡散し易くなり、また、リチウムイオンの出入
りするサイトが多くなり、リチウムイオンがより多く吸
蔵・放出できる性質を示す。
The carbonaceous material whose La is within the above range is as follows:
Since the graphite structure is moderately developed, and the length of the crystallite in the a-axis direction is moderate, lithium ions are easily diffused between the layers of the hexagonal mesh layer, and sites into and out of which lithium ions enter and exit are formed. It shows the property that more lithium ions can be inserted and extracted.

【0030】前記Laが100nmを越えた炭素質物
は、巨大結晶となり、リチウムイオンが六角網面層の層
間へ拡散し難くなり、リチウムイオンの吸蔵・放出量が
確保し難くなる。また、その表面は、非水溶媒に対して
活性であり、該溶媒が還元分解しやすくなる。一方、前
記Laが20nm未満の炭素質物は黒鉛構造が未発達の
炭素質物が炭素質物中に多く混在するため、リチウムイ
オンの六角網面層の層間への可逆的な吸蔵・放出が少な
いものになる恐れがある。
The carbonaceous material whose La exceeds 100 nm becomes a giant crystal, making it difficult for lithium ions to diffuse between the layers of the hexagonal mesh layer, making it difficult to secure the amount of lithium ions absorbed and released. In addition, the surface is active with respect to a non-aqueous solvent, and the solvent is liable to undergo reductive decomposition. On the other hand, the carbonaceous material having a La of less than 20 nm contains a large amount of carbonaceous material having an undeveloped graphite structure in the carbonaceous material, so that lithium ions have less reversible occlusion / release between layers of the hexagonal mesh layer. There is a risk of becoming.

【0031】前記炭素質物は、X線回折法により得られ
るc軸方向の結晶子の大きさLcが15nm以上、より
好ましくは20〜100nmであることが望ましい。こ
のような範囲のLcを有する炭素質物は、黒鉛構造が適
度に発達し、リチウムイオンが多く可逆的に吸蔵・放出
される性質を示す。
The carbonaceous material preferably has a crystallite size Lc in the c-axis direction obtained by an X-ray diffraction method of 15 nm or more, more preferably 20 to 100 nm. The carbonaceous material having Lc in such a range exhibits a property that a graphite structure is appropriately developed and a large amount of lithium ions is inserted and released reversibly.

【0032】前記炭素質物を構成する黒鉛構造と乱層構
造の比率の尺度としては、アルゴンレーザ(波長51
4.5nm)を光源として測定された炭素質物のラマン
スペクトルがある。前記炭素質物について測定されるラ
マンスペクトルには、1360cm-1付近に現れる乱層
構造に由来するピークと、1580cm-1付近に現れる
黒鉛構造に由来するピークが存在する。そのピーク強度
比、すなわち前記アルゴンレーザラマンスペクトル(波
長514.5nm)における1580cm-1のピーク強
度(R2)に対する1360cm-1のピーク強度(R
1)の比(R1/R2)の値が、0.2以下の炭素質物
を用いることが好ましい。
As a measure of the ratio between the graphite structure and the turbostratic structure constituting the carbonaceous material, an argon laser (wavelength 51
(4.5 nm) as a light source. In the Raman spectrum measured for the carbonaceous material, there are a peak derived from a turbostratic structure appearing around 1360 cm -1 and a peak derived from a graphite structure appearing around 1580 cm -1 . The peak intensity ratio, i.e. the argon laser Raman spectrum peak intensity 1360 cm -1 to the peak intensity of 1580 cm -1 in (wavelength 514.5 nm) (R2) (R
It is preferable to use a carbonaceous material having a ratio (R1 / R2) of 1) of 0.2 or less.

【0033】前記炭素質物は、黒鉛化度を示す尺度であ
る真密度が2.20g/cm3 以上であることが好まし
い。前記炭素質物は、粒度分布が1〜100μmの範囲
に90体積%以上が存在し、かつ平均粒径が1〜80μ
mであることが好ましい。また、N2 ガス吸着のBET
法による比表面積が0.1〜40m2 /gであることが
好ましい。このような粒度分布および比表面積を有する
炭素質物は、負極の充填密度を向上できると同時に、非
水溶媒に対し活性である黒鉛結晶構造の崩れた炭素質物
または無定型炭素の含有を減少させ、非水溶媒の還元分
解を抑えることができる。さらに、粒径が0.5μm以
下の微粒子を粒度分布において5体積%以下含む炭素質
物は黒鉛結晶構造の崩れた炭素質物あるいは無定型炭素
をさらに減少させ、非水溶媒の還元分解を効果的に抑制
することが可能になる。逆に、前記粒度分布およびN2
ガス吸着のBET法による比表面積が大きくなり過ぎる
と、無定型炭素質物の含有および黒鉛結晶構造の崩れた
炭素質物の含有が多くなって溶媒の還元分解が起こり易
くなり、その上負極の充填密度が低下する。
The carbonaceous material preferably has a true density, which is a measure of the degree of graphitization, of at least 2.20 g / cm 3 . The carbonaceous material has a particle size distribution of 90% by volume or more in a range of 1 to 100 μm, and an average particle size of 1 to 80 μm.
m is preferable. In addition, N 2 gas adsorption BET
The specific surface area by the method is preferably from 0.1 to 40 m 2 / g. The carbonaceous material having such a particle size distribution and specific surface area can improve the packing density of the negative electrode, and at the same time, reduce the content of the carbonaceous material or amorphous carbon having a graphite crystal structure that is active against a nonaqueous solvent, The reductive decomposition of the non-aqueous solvent can be suppressed. Further, the carbonaceous material containing fine particles having a particle size of 0.5 μm or less in a particle size distribution of 5% by volume or less further reduces the carbonaceous material having a broken graphite crystal structure or amorphous carbon, and effectively reduces and decomposes a nonaqueous solvent. It becomes possible to suppress. Conversely, the particle size distribution and N 2
If the specific surface area of the gas adsorption by the BET method becomes too large, the content of amorphous carbonaceous material and the content of carbonaceous material with broken graphite crystal structure increase, so that the solvent tends to undergo reductive decomposition, and the packing density of the negative electrode further increases. Decrease.

【0034】炭素質物は、硫黄の含有量が1000pp
m以下(0ppmを含む)であることが好ましい。この
ような硫黄の含有量の少ない炭素質物は、リチウムイオ
ンの吸蔵・放出量を増加されると共に非水溶媒の還元分
解が低減される。
The carbonaceous material has a sulfur content of 1000 pp
m or less (including 0 ppm). Such a carbonaceous material having a low sulfur content increases the amount of insertion and extraction of lithium ions and reduces the reductive decomposition of the non-aqueous solvent.

【0035】黒鉛構造がある程度発達した炭素質物にお
いては、硫黄の含有量を1000ppm以下(0ppm
を含む)の低い値にすると、黒鉛構造の欠陥が少なく、
結果として黒鉛構造の崩れが生じにくく、その上リチウ
ムイオンの吸蔵・放出量が増加するものと考えられる。
このため、リチウム二次電池の容量、充放電効率、及び
サイクル寿命を向上することができる。また、非水溶媒
及びリチウムイオンと硫黄または硫黄化合物との反応に
よる非水溶媒の分解および電極反応の阻害が低減される
と考えられ、充放電効率、及びサイクル寿命を向上する
ことができる。つまり、炭素質物中の硫黄とリチウムイ
オンが反応した場合、LiS−等の安定な基や、LiS
等の化合物を作る。そのリチウムは可逆的な吸蔵・放出
反応に寄与しなくなると考えられる。また、生じた化合
物が六角網面層間の障害物となり、リチウムイオンの、
スムーズな挿入を妨げると考えられる。これらの要因
は、充放電効率及びサイクル寿命を低下させる。
In a carbonaceous material having a developed graphite structure to a certain extent, the sulfur content is set to 1000 ppm or less (0 ppm).
), The graphite structure has fewer defects,
As a result, it is considered that the graphite structure is less likely to collapse, and that the amount of occluded and released lithium ions increases.
Therefore, the capacity, charge / discharge efficiency, and cycle life of the lithium secondary battery can be improved. In addition, the decomposition of the non-aqueous solvent and the inhibition of the electrode reaction due to the reaction of the non-aqueous solvent and lithium ions with sulfur or a sulfur compound are considered to be reduced, and the charge and discharge efficiency and the cycle life can be improved. That is, when sulfur in the carbonaceous material reacts with lithium ions, a stable group such as LiS—
Make compounds such as It is considered that the lithium does not contribute to the reversible storage / release reaction. In addition, the resulting compound becomes an obstacle between the hexagonal mesh layers, and lithium ions,
It is thought to prevent smooth insertion. These factors reduce charge / discharge efficiency and cycle life.

【0036】前記炭素質物中のその他の不純物として酸
素、窒素、ケイ素、またはFe、Niなどの金属元素
は、可能な限り少ないことが好ましい。具体的には、酸
素の含有量は500ppm以下、窒素の含有量は、10
00ppm以下、Fe、Niなどの金属元素はそれぞれ
50ppm以下であることが好ましい。これらの不純物
元素が前記範囲を越えると、炭素層間にあるリチウムイ
オンが不純物元素と反応して消費される恐れがある。た
だし、アルミニウム、ホウ素、リン、カルシウム、スズ
などが含有されることを許容する。
It is preferable that oxygen, nitrogen, silicon, or metal elements such as Fe and Ni as other impurities in the carbonaceous material be as small as possible. Specifically, the oxygen content is 500 ppm or less, and the nitrogen content is 10 ppm.
The metal elements such as Fe and Ni are preferably at most 50 ppm, respectively. If these impurity elements exceed the above range, lithium ions existing between carbon layers may react with the impurity elements and be consumed. However, it is allowed that aluminum, boron, phosphorus, calcium, tin and the like are contained.

【0037】前記炭素質物の製造方法の一例を次に説明
する。まず、メソフェーズピッチを原料として溶融ブロ
ー法により繊維長が200〜300μmの短繊維を紡糸
した後、不融化して粉砕化できる程度に炭素化する。こ
の炭素化の熱処理は、600〜2000℃、好ましくは
800〜1500℃で行うことが望ましい。前記炭素化
したメソフェーズピッチ系炭素繊維のX線回折法による
(002)面の面間隔d002 は、0.344nm以上、
より好ましくは0.357nm以上であることが望まし
い。このような炭素繊維は、繊維長を短くするのに適し
た微細構造を有するため、粉砕に適している。これに対
し、前記面間隔d002 が0.344nm未満の炭素繊維
は粉砕されると、縦割れが生じて繊維長を短くすること
が困難になる。つづいて、前記炭素化、粉砕処理を施し
た炭素繊維を2000℃以上、より好ましくは2500
〜3200℃で黒鉛化することにより前述した炭素質物
を製造する。この際、前記粉砕、焼成工程が極めて重要
であり、粉砕時にボールミルやジェトミルなどを用いて
適度な時間(20時間以内)粉砕することにより球状、
粒状、ブロック状、円柱状としたものを黒鉛化すること
が好ましい。また、黒鉛化物の結晶構造に菱面体晶系を
有する結晶が30%以上にならないようにする必要があ
る。これは、粉砕により六方晶系の黒鉛構造がくずれ、
菱面体構造が形成されるためであるが、適度に粉砕する
ことにより、0〜30体積%にすることが好ましい。こ
の範囲を越えると電解液の分解が起るため負極性能が低
下する。
An example of the method for producing the carbonaceous material will be described below. First, short fibers having a fiber length of 200 to 300 μm are spun from a mesophase pitch as a raw material by a melt blow method, and then are infused and carbonized to such an extent that they can be pulverized. This heat treatment for carbonization is desirably performed at 600 to 2000 ° C, preferably 800 to 1500 ° C. The distance d 002 of the (002) plane of the carbonized mesophase pitch-based carbon fiber by X-ray diffraction method is 0.344 nm or more;
More preferably, it is desirable to be 0.357 nm or more. Such a carbon fiber has a microstructure suitable for shortening the fiber length, and is therefore suitable for pulverization. On the other hand, when the carbon fiber having the interplanar spacing d 002 of less than 0.344 nm is pulverized, longitudinal cracks occur, making it difficult to shorten the fiber length. Subsequently, the carbon fiber subjected to the carbonization and pulverization treatment is heated to 2000 ° C. or more, more preferably 2500 ° C.
The above-mentioned carbonaceous material is manufactured by graphitizing at ~ 3200 ° C. At this time, the pulverization and baking steps are extremely important. When the pulverization is performed for an appropriate time (within 20 hours) using a ball mill or a jet mill during the pulverization, a spherical shape is obtained.
It is preferable to graphitize particles, blocks, and columns. In addition, it is necessary to prevent the crystal structure of the graphitized material from having a rhombohedral system in 30% or more. This is because the crushing of the hexagonal graphite structure by grinding
This is because a rhombohedral structure is formed, but it is preferable that the volume is reduced to 0 to 30% by volume by appropriately pulverizing. If it exceeds this range, the decomposition of the electrolyte solution will occur and the performance of the negative electrode will decrease.

【0038】前記方法で製造される炭素質物の前記La
とLcの比および結晶構造は、粉砕条件(粉砕時間、雰
囲気、粉砕力)を規定することによりコントロールする
ことができる。
The La of the carbonaceous material produced by the above method
And the crystal structure can be controlled by defining the pulverization conditions (pulverization time, atmosphere, pulverization power).

【0039】前記方法で炭素質物を製造する際には、得
られる炭素質物の粒度分布、比表面積が前述した値にな
るようにすることが望ましい。前記炭素質物は、前述し
た方法により得られるものの他、例えば低硫黄の石油ピ
ッチ、コールタールなどを原料として得られたコークス
またはバルクメソフェーズを2500〜3200℃で黒
鉛化することにより得ることができる。
When the carbonaceous material is produced by the above-mentioned method, it is desirable that the particle size distribution and specific surface area of the obtained carbonaceous material have the above-mentioned values. The carbonaceous material can be obtained by graphitizing coke or bulk mesophase obtained from low-sulfur petroleum pitch, coal tar or the like at 2500 to 3200 ° C., in addition to those obtained by the above-described method.

【0040】なお、前記炭素質物は前記菱面体晶系と六
方晶系の比率をX線回折法による(101)回折ピーク
の比が0.6以下で規定できる。このような比率の菱面
体構造が存在する炭素質物は、負極充放電効率を高くす
ることが可能である。
In the carbonaceous material, the ratio between the rhombohedral system and the hexagonal system can be defined so that the ratio of the (101) diffraction peak by X-ray diffraction is 0.6 or less. A carbonaceous material having a rhombohedral structure having such a ratio can increase the negative electrode charge / discharge efficiency.

【0041】(2)炭素質物 この炭素質物は、X線回折法による黒鉛構造の(00
2)回折ピークが0.340nm以下と0.344〜
0.370nmの範囲とに現れる粉末である。
(2) Carbonaceous matter This carbonaceous matter has a graphite structure of (00) by X-ray diffraction.
2) The diffraction peak is 0.340 nm or less and 0.344 to
This powder appears in the range of 0.370 nm.

【0042】前記炭素質物は、(002)回折ピークが
0.340nm以下の範囲にある巨大な黒鉛結晶(a軸
方向の厚さLaが20nm以上)有する黒鉛化物と(0
02)回折ピークが0.344〜0.370nmの範囲
の黒鉛結晶の小さい(Lcが6nm以下)炭素化物から
なっているため、急速充電においてもサイクル劣化が少
なく高容量を維持することが可能となる。後者の(00
2)回折ピークが0.356〜0.370の範囲である
炭素化物がより好ましい。
The carbonaceous material includes a graphitized material having giant graphite crystals (having a thickness La in the a-axis direction of 20 nm or more) having a (002) diffraction peak in the range of 0.340 nm or less.
02) Since it is made of a small (Lc: 6 nm or less) carbonized graphite crystal having a diffraction peak in the range of 0.344 to 0.370 nm, it is possible to maintain high capacity with little cycle deterioration even in rapid charging. Become. The latter (00
2) A carbonized material having a diffraction peak in the range of 0.356 to 0.370 is more preferable.

【0043】従来では、(002)回折ピークが0.3
40nm以下の範囲の前記黒鉛化物からなる負極では急
速充電においてサイクル劣化が大きく容量も小さくな
る。また(002)回折ピークが0.344〜0.37
0nmの範囲にある前記炭素質物は、真密度が1.70
〜2.15/cm3 であるため前記黒鉛化物に比べ小さ
く、負極の単位体積当たりの容量(mAh/cm3 )は
小さくなる問題点を有している。
Conventionally, the (002) diffraction peak is 0.3
In the negative electrode composed of the above-mentioned graphitized material in the range of 40 nm or less, the cycle deterioration is large and the capacity is small in rapid charging. The (002) diffraction peak is 0.344 to 0.37.
The carbonaceous material in the range of 0 nm has a true density of 1.70.
Since it is about 2.15 / cm 3, it is smaller than the above-mentioned graphitized material, and there is a problem that the capacity per unit volume (mAh / cm 3 ) of the negative electrode becomes smaller.

【0044】このような問題点を改善するため、本発明
の負極を構成する炭素質物は、前記特徴を有する黒鉛化
物と炭素化物の両方を兼ね備えることにより、急速充電
特性と容量が大幅に向上することが可能となった。これ
は、定電流での急速充電(2mA/cm2 以上)時には
主に(002)回折ピークが0.344〜0.370n
mの範囲にある黒鉛結晶にリチウムイオンが選択的に挿
入される。この時のリチウムイオンの拡散速度は(00
2)回折ピークが0.340nm以下の黒鉛化物に比べ
非常に速いため急速充電が可能である。さらに急速充電
が進行すると充電終了電圧に達し、その電圧で定電圧充
電に切り替わる時は、主に(002)回折ピークが0.
340nm以下の黒鉛結晶にリチウムイオンが選択的に
緩やかな速度で挿入するようになる。このようなリチウ
ムイオンの選択的な挿入反応により、急速充電が可能と
なり、かつ高容量を維持することができる。
In order to solve such problems, the carbonaceous material constituting the negative electrode of the present invention has both the graphitized material and the carbonized material having the above-mentioned characteristics, whereby the rapid charging characteristics and the capacity are greatly improved. It became possible. This is because the (002) diffraction peak is mainly 0.344 to 0.370 n at the time of rapid charging at a constant current ( 2 mA / cm 2 or more).
Lithium ions are selectively inserted into graphite crystals in the range of m. At this time, the diffusion rate of lithium ions is (00
2) Rapid charging is possible because the diffraction peak is much faster than that of a graphitized material having a diffraction peak of 0.340 nm or less. When rapid charging further proceeds, the charging end voltage is reached, and when switching to constant voltage charging at that voltage, the (002) diffraction peak is mainly 0.1.
Lithium ions are selectively inserted into graphite crystals of 340 nm or less at a moderate rate. By such a selective insertion reaction of lithium ions, rapid charging becomes possible and high capacity can be maintained.

【0045】前記炭素質物としては、例えばX線回折法
による黒鉛構造の(002)回折ピークが0.340n
m以下と0.344〜0.370nmの範囲とに現れる
多相黒鉛化物、または(002)回折ピークが0.34
0nm以下の黒鉛化物と(002)回折ピークが0.3
44nm〜0.370nmの範囲の炭素化物の混合体を
挙げることができる。
As the carbonaceous material, for example, the (002) diffraction peak of the graphite structure by the X-ray diffraction method is 0.340 n.
m or less and 0.344 to 0.370 nm, or a multiphase graphitized substance having a (002) diffraction peak of 0.34
Graphite having a diameter of 0 nm or less and (002) diffraction peak of 0.3
A mixture of carbonized materials in the range of 44 nm to 0.370 nm can be mentioned.

【0046】前記多相黒鉛化物としては、例えばポリ塩
化ビニリデン、フェノール樹脂、フルフラール樹脂、木
炭、無煙炭、砂糖、ピッチなどを常圧または高圧下、1
500〜3000℃の温度で不均一な黒鉛化を行って多
相黒鉛化することにより得られる。このように黒鉛化を
不均一に行うことにより、黒鉛化の進んだ(002)回
折ピークが0.340nm以下の相と黒鉛化の低い(0
02)回折ピークが0.344nm〜0.370nmの
相を共存したものを得ることができる。
Examples of the multi-phase graphitized material include polyvinylidene chloride, phenol resin, furfural resin, charcoal, anthracite, sugar, pitch, etc. under normal pressure or high pressure.
It is obtained by performing non-uniform graphitization at a temperature of 500 to 3000 ° C. to form multi-phase graphitization. By performing the graphitization non-uniformly in this way, the graphitized (002) diffraction peak has a phase of 0.340 nm or less and a low graphitized (0
02) A diffraction peak having a phase of 0.344 nm to 0.370 nm can coexist.

【0047】前記混合体の一方の成分である黒鉛化物と
しては、例えば黒鉛、異方性ピッチ系炭素繊維、球状カ
ーボン、熱分解気相成長炭素体、コークスなどの粉末が
挙げられる。前記黒鉛化物は、比表面積が0.5〜10
2 /gの範囲にある黒鉛、メソフェーズピッチ系炭素
繊維の粉末、メソフェーズ小球体がより好ましい。
Examples of the graphitized material as one component of the mixture include powders of graphite, anisotropic pitch-based carbon fiber, spherical carbon, pyrolytic vapor grown carbon, and coke. The graphitized material has a specific surface area of 0.5 to 10
Graphite in the range of m 2 / g, powder of mesophase pitch-based carbon fiber, and mesophase spherules are more preferable.

【0048】前記混合体の他方の成分である炭素化物と
しては、例えば低硫黄含有(2000ppm以下)、低
窒素含有(1000pmm以下)のコークス、高純度異
方性ピッチ系炭素繊維、球状カーボン、熱分解気相成長
炭素体、樹脂焼成体などの粉末が挙げられる。前記炭素
化物は、比表面積が2〜30m2 /gの範囲にある合成
ピッチ(ナフタレンなど)を原料とする炭素繊維の粉
末、高純度メソフェーズピッチ系炭素繊維の粉末、メソ
フェーズ小球体、低硫黄含有のコークスがより好まし
い。いずれの前記炭素化物も、600〜1200℃の範
囲の焼成温度であるため、炭素化物中の硫黄や遷金属
(鉄、ニッケル)などの不純物を低くすることが重要で
ある。このため原料である石油ピッチ、メソフェーズピ
ッチ、コールタール中の前記不純物の少ないものを選択
する必要がある。
Examples of the carbonized material as the other component of the mixture include coke containing low sulfur (2000 ppm or less) and low nitrogen (1000 ppm or less), high-purity anisotropic pitch-based carbon fiber, spherical carbon, heat Powders such as a decomposition vapor-grown carbon body and a resin fired body can be given. The carbonized material is a carbon fiber powder, a high-purity mesophase pitch-based carbon fiber powder, a mesophase spheroid, a low sulfur-containing powder having a specific surface area of 2 to 30 m 2 / g in the range of synthetic pitch (such as naphthalene). Is more preferred. Since any of the carbonized materials has a firing temperature in the range of 600 to 1200 ° C., it is important to reduce impurities such as sulfur and transmetal (iron, nickel) in the carbonized material. For this reason, it is necessary to select a raw material such as petroleum pitch, mesophase pitch, and coal tar that contain less of the impurities.

【0049】(3)炭素質物 この炭素質物は、ブロック状、繊維状または球状の形状
を主体とする黒鉛化物で、X線回折法による黒鉛構造の
(002)面の面間隔d002 が0.335〜0.337
nmの範囲にあり、(101)回折ピークP101 と(1
00)回折ピークP100 のピーク強度比(P101 /P
100 )が2.2を越える性状を有する。
(3) Carbonaceous Material The carbonaceous material is a graphitized material mainly having a block-like, fibrous or spherical shape, and has a graphite structure having a (002) plane spacing d 002 of 0. 335-0.337
nm, and the (101) diffraction peaks P 101 and (1
00) Peak intensity ratio of diffraction peak P 100 (P 101 / P
100 ) has a property exceeding 2.2.

【0050】前記炭素質物は、X線回折法により得られ
る(002)面の平均面間隔d002が0.335〜0.
337nmである。このような炭素質物は、リチウムイ
オンを挿入できるサイトが多くなり、容量は増大する。
ただし、前記範囲を逸脱する平均面間隔を有する炭素質
物では、容量が低下し、電池の放電時の電圧の平坦性が
低くなる。
The carbonaceous material has an average interplanar spacing d 002 of the (002) plane obtained by the X-ray diffraction method of 0.335-0.
337 nm. In such a carbonaceous material, the number of sites into which lithium ions can be inserted increases, and the capacity increases.
However, in the case of a carbonaceous material having an average plane spacing outside the above range, the capacity is reduced, and the flatness of the voltage at the time of discharging the battery is reduced.

【0051】前記強度比(P101 /P100 )が2.2を
越える炭素質物は、黒鉛構造が非常に発達している。こ
のような黒鉛構造は、積み重なった六角網面層間のず
れ、ねじれ、角度が少ないものである。これは従来の天
然黒鉛の特徴を有しているため、ハイレートの充放電条
件では容量の低下を起す恐れがある。このため、前記X
線回折法によるa軸方向の結晶子の長さLaとC軸方向
の結晶子の長さLcの比(La/Lc)を1.5未満と
することが好ましい。このようにLa/Lcを規定する
ことにより、前記ハイレートの充放電条件での容量の低
下を回避した黒鉛化物を得ることができる。すなわち、
従来の黒鉛より前記Laを短く、前記Lcを長くするこ
とにより、リチウムイオンの挿入・脱離反応を円滑に行
うことができ、前記層構造の問題点を克服することが可
能となり、ハイレートの充放電条件で高容量を得ること
ができる。
The carbonaceous material whose strength ratio (P 101 / P 100 ) exceeds 2.2 has a very developed graphite structure. Such a graphite structure has little deviation, twist, and angle between the stacked hexagonal mesh layers. Since it has the characteristics of conventional natural graphite, the capacity may be reduced under high-rate charge / discharge conditions. Therefore, the X
It is preferable that the ratio (La / Lc) of the length La of the crystallite in the a-axis direction to the length Lc of the crystallite in the C-axis direction is less than 1.5 by the line diffraction method. By defining La / Lc in this manner, a graphitized material can be obtained in which the capacity is not reduced under the high-rate charge / discharge conditions. That is,
By making the La shorter and the Lc longer than conventional graphite, lithium ion insertion / desorption reactions can be performed smoothly, and the problems of the layer structure can be overcome, and the high rate can be satisfied. High capacity can be obtained under discharge conditions.

【0052】前記炭素質物は、その形状がブロック状、
繊維状または球状を有する。ここで、ブロック状とは薄
片状以外の粒状で、長径と短径の比(長径/短径)が5
以下、より好ましくは2以下であることを意味する。前
記繊維状とは、繊維長と繊維径の比(繊維長/繊維径)
が0.5〜10の範囲で、繊維長さ方向に対して垂直な
断面において結晶子の配向性が放射状、ラメラ状または
ブルックステーラ型であることが好ましい。前記球状と
は、長径と短径の比(長径/短径)が1〜2の範囲の球
体で、結晶子の配向性がその断面において放射状、ラメ
ラ状またはブルックステーラ型であることが好ましい。
このようなブロック状、繊維状または球状を有する炭素
質物は、前記c軸方向の露出面積を大きくすることがで
きるため、ハイレートの充放電条件で高容量の二次電池
を得ることが可能になる。特に、結晶子の配向が放射
状、ラメラ状またはブルックステーラ型である繊維状ま
たは球状を有する炭素質物は、前記c軸方向の露出面積
を一層大きくすることができ、リチウムイオンの挿入脱
離反応を円滑に行うことが可能になる。
The carbonaceous material has a block shape,
It has a fibrous or spherical shape. Here, the block shape is a granular shape other than the flake shape, and the ratio of the major axis to the minor axis (major axis / minor axis) is 5
Or less, more preferably 2 or less. The fibrous form is a ratio of fiber length to fiber diameter (fiber length / fiber diameter).
Is in the range of 0.5 to 10, and the orientation of crystallites in a cross section perpendicular to the fiber length direction is preferably radial, lamellar, or Brooks-Taylor type. The sphere is a sphere having a ratio of major axis to minor axis (major axis / minor axis) in the range of 1 to 2, and preferably has a crystallite orientation of radial, lamellar or Brooks-Tailer type in its cross section.
Such a block-like, fibrous or spherical carbonaceous material can increase the exposed area in the c-axis direction, so that a high-capacity secondary battery can be obtained under high-rate charge / discharge conditions. . In particular, the carbonaceous material having a fibrous or spherical shape in which the crystallite orientation is radial, lamellar or Brooks-Taylor type, can further increase the exposed area in the c-axis direction, and the lithium ion insertion / desorption reaction can be prevented. It can be performed smoothly.

【0053】前記炭素質物は、X線回折法により得られ
る(110)面の回折ピークによる黒鉛構造のa軸方向
の結晶子の長さLaが20〜100nm、より好ましく
は40〜80nmであることが望ましい。また、前記炭
素質物の黒鉛構造におけるa軸面の形状は長方形である
ことが好ましい。
The carbonaceous material preferably has a crystallite length La of 20 to 100 nm, more preferably 40 to 80 nm, in the a-axis direction of the graphite structure according to the diffraction peak of the (110) plane obtained by the X-ray diffraction method. Is desirable. Further, the shape of the a-axis surface in the graphite structure of the carbonaceous material is preferably rectangular.

【0054】前記Laが前記範囲内にある炭素質物は、
黒鉛構造が適度に発達しており、かつ結晶子のa軸方向
の長さが適度であるため、リチウムイオンが六角網面層
の層間に拡散し易くなり、また、リチウムイオンの出入
りするサイトが多くなり、リチウムイオンがより多く吸
蔵・放出できる性質を示す。
The carbonaceous material whose La is within the above range is as follows:
Since the graphite structure is moderately developed, and the length of the crystallite in the a-axis direction is moderate, lithium ions are easily diffused between the layers of the hexagonal mesh layer, and sites into and out of which lithium ions enter and exit are formed. It shows the property that more lithium ions can be inserted and extracted.

【0055】前記Laが100nmを越えた炭素質物
は、巨大結晶となり、リチウムイオンが六角網面層の層
間へ拡散し難くなり、リチウムイオンの吸蔵・放出量が
確保し難くなる。また、その表面は、非水溶媒に対して
活性であり、該溶媒が還元分解しやすくなる。一方、前
記Laが20nm未満の炭素質物は黒鉛構造が未発達の
炭素質物が炭素質物中に多く混在するため、リチウムイ
オンの六角網面層の層間への可逆的な吸蔵・放出が少な
いものになる恐れがある。
The carbonaceous material whose La exceeds 100 nm becomes a giant crystal, making it difficult for lithium ions to diffuse between the layers of the hexagonal mesh layer, making it difficult to secure the amount of lithium ions absorbed and released. In addition, the surface is active with respect to a non-aqueous solvent, and the solvent is liable to undergo reductive decomposition. On the other hand, the carbonaceous material having a La of less than 20 nm contains a large amount of carbonaceous material having an undeveloped graphite structure in the carbonaceous material, so that lithium ions have less reversible occlusion / release between layers of the hexagonal mesh layer. There is a risk of becoming.

【0056】前記炭素質物は、X線回折法により得られ
るc軸方向の結晶子の大きさLcが15nm以上、より
好ましくは25〜200nmであることが望ましい。こ
のような範囲のLcを有する炭素質物は、黒鉛構造が適
度に発達し、リチウムイオンが多く可逆的に吸蔵・放出
される性質を示す。
The carbonaceous material preferably has a crystallite size Lc in the c-axis direction obtained by an X-ray diffraction method of 15 nm or more, more preferably 25 to 200 nm. The carbonaceous material having Lc in such a range exhibits a property that a graphite structure is appropriately developed and a large amount of lithium ions is inserted and released reversibly.

【0057】前記炭素質物を構成する黒鉛構造と乱層構
造の比率の尺度としては、アルゴンレーザ(波長51
4.5nm)を光源として測定された炭素質物のラマン
スペクトルがある。前記炭素質物について測定されるラ
マンスペクトルには、1360cm-1付近に現れる乱層
構造に由来するピークと、1580cm-1付近に現れる
黒鉛構造に由来するピークが存在する。そのピーク強度
比、すなわち前記アルゴンレーザラマンスペクトル(波
長514.5nm)における1580cm-1のピーク強
度(R2)に対する1360cm-1のピーク強度(R
1)の比(R1/R2)の値が、0.2以下の炭素質物
を用いることが好ましい。
As a measure of the ratio between the graphite structure and the turbostratic structure constituting the carbonaceous material, an argon laser (wavelength 51
(4.5 nm) as a light source. In the Raman spectrum measured for the carbonaceous material, there are a peak derived from a turbostratic structure appearing around 1360 cm -1 and a peak derived from a graphite structure appearing around 1580 cm -1 . The peak intensity ratio, i.e. the argon laser Raman spectrum peak intensity 1360 cm -1 to the peak intensity of 1580 cm -1 in (wavelength 514.5 nm) (R2) (R
It is preferable to use a carbonaceous material having a ratio (R1 / R2) of 1) of 0.2 or less.

【0058】前記炭素質物は、黒鉛化度を示す尺度であ
る真密度が2.20g/cm3 以上であることが好まし
い。前記炭素質物は、粒度分布が1〜100μmの範囲
に90体積%以上が存在し、かつ平均粒径が1〜80μ
mであることが好ましい。また、N2 ガス吸着のBET
法による比表面積が0.1〜10m2 /gであることが
好ましい。このような粒度分布および比表面積を有する
炭素質物は、負極の充填密度を向上できると同時に、非
水溶媒に対し活性である黒鉛結晶構造の崩れた炭素質物
または無定型炭素の含有を減少させ、非水溶媒の還元分
解を抑えることができる。さらに、粒径が0.5μm以
下の微粒子を粒度分布において5体積%以下含む炭素質
物は黒鉛結晶構造の崩れた炭素質物あるいは無定型炭素
をさらに減少させ、非水溶媒の還元分解を効果的に抑制
することが可能になる。逆に、前記粒度分布およびN2
ガス吸着のBET法による比表面積が大きくなり過ぎる
と、無定型炭素質物の含有および黒鉛結晶構造の崩れた
炭素質物の含有が多くなって溶媒の還元分解が起こり易
くなり、その上負極の充填密度が低下する。
The carbonaceous material preferably has a true density, which is a measure of the degree of graphitization, of at least 2.20 g / cm 3 . The carbonaceous material has a particle size distribution of 90% by volume or more in a range of 1 to 100 μm, and an average particle size of 1 to 80 μm.
m is preferable. In addition, N 2 gas adsorption BET
The specific surface area by the method is preferably 0.1 to 10 m 2 / g. The carbonaceous material having such a particle size distribution and specific surface area can improve the packing density of the negative electrode, and at the same time, reduce the content of the carbonaceous material or amorphous carbon having a graphite crystal structure that is active against a nonaqueous solvent, The reductive decomposition of the non-aqueous solvent can be suppressed. Further, the carbonaceous material containing fine particles having a particle size of 0.5 μm or less in a particle size distribution of 5% by volume or less further reduces the carbonaceous material having a broken graphite crystal structure or amorphous carbon, and effectively reduces and decomposes a nonaqueous solvent. It becomes possible to suppress. Conversely, the particle size distribution and N 2
If the specific surface area of the gas adsorption by the BET method becomes too large, the content of amorphous carbonaceous material and the content of carbonaceous material with broken graphite crystal structure increase, so that the solvent tends to undergo reductive decomposition, and the packing density of the negative electrode further increases. Decrease.

【0059】炭素質物は、硫黄の含有量が1000pp
m以下(0ppmを含む)であることが好ましい。この
ような硫黄の含有量の少ない炭素質物は、リチウムイオ
ンの吸蔵・放出量を増加されると共に非水溶媒の還元分
解が低減される。
The carbonaceous material has a sulfur content of 1000 pp
m or less (including 0 ppm). Such a carbonaceous material having a low sulfur content increases the amount of insertion and extraction of lithium ions and reduces the reductive decomposition of the non-aqueous solvent.

【0060】黒鉛構造がある程度発達した炭素質物にお
いては、硫黄の含有量を1000ppm以下(0ppm
を含む)の低い値にすると、黒鉛構造の欠陥が少なく、
結果として黒鉛構造の崩れが生じにくく、その上リチウ
ムイオンの吸蔵・放出量が増加するものと考えられる。
このため、リチウム二次電池の容量、充放電効率、及び
サイクル寿命を向上することができる。また、非水溶媒
及びリチウムイオンと硫黄または硫黄化合物との反応に
よる非水溶媒の分解および電極反応の阻害が低減される
と考えられ、充放電効率、及びサイクル寿命を向上する
ことができる。つまり、炭素質物中の硫黄とリチウムイ
オンが反応した場合、LiS−等の安定な基や、LiS
等の化合物を作る。そのリチウムは可逆的な吸蔵・放出
反応に寄与しなくなると考えられる。また、生じた化合
物が六角網面層間の障害物となり、リチウムイオンの、
スムーズな挿入を妨げると考えられる。これらの要因
は、充放電効率及びサイクル寿命を低下させる。
In a carbonaceous material having a developed graphite structure to a certain extent, the sulfur content is reduced to 1000 ppm or less (0 ppm).
), The graphite structure has fewer defects,
As a result, it is considered that the graphite structure is less likely to collapse, and that the amount of occluded and released lithium ions increases.
Therefore, the capacity, charge / discharge efficiency, and cycle life of the lithium secondary battery can be improved. In addition, the decomposition of the non-aqueous solvent and the inhibition of the electrode reaction due to the reaction of the non-aqueous solvent and lithium ions with sulfur or a sulfur compound are considered to be reduced, and the charge and discharge efficiency and the cycle life can be improved. That is, when sulfur in the carbonaceous material reacts with lithium ions, a stable group such as LiS—
Make compounds such as It is considered that the lithium does not contribute to the reversible storage / release reaction. In addition, the resulting compound becomes an obstacle between the hexagonal mesh layers, and lithium ions,
It is thought to prevent smooth insertion. These factors reduce charge / discharge efficiency and cycle life.

【0061】前記炭素質物中のその他の不純物として酸
素、窒素、ケイ素、またはFe、Niなどの金属元素
は、可能な限り少ないことが好ましい。具体的には、酸
素の含有量は500ppm以下、窒素の含有量は、10
00ppm以下、Fe、Niなどの金属元素はそれぞれ
50ppm以下であることが好ましい。これらの不純物
元素が前記範囲を越えると、炭素層間にあるリチウムイ
オンが不純物元素と反応して消費される恐れがある。た
だし、アルミニウム、ホウ素、リン、カルシウム、スズ
などが含有されることを許容する。
It is preferable that oxygen, nitrogen, silicon, or metal elements such as Fe and Ni as other impurities in the carbonaceous material be as small as possible. Specifically, the oxygen content is 500 ppm or less, and the nitrogen content is 10 ppm.
The metal elements such as Fe and Ni are preferably at most 50 ppm, respectively. If these impurity elements exceed the above range, lithium ions existing between carbon layers may react with the impurity elements and be consumed. However, it is allowed that aluminum, boron, phosphorus, calcium, tin and the like are contained.

【0062】前記炭素質物の製造方法の一例を次に説明
する。まず、メソフェーズピッチを原料として溶融ブロ
ー法により繊維長が200〜300μmの短繊維を紡糸
した後、不融化して粉砕化できる程度に炭素化する。こ
の時の不融化の条件は、後述する黒鉛化に大きく影響
し、緩慢に不融化することが望ましい。前記炭素化の熱
処理は、600〜2000℃、好ましくは800〜15
00℃で行うことが望ましい。前記炭素化したメソフェ
ーズピッチ系炭素繊維のX線回折法による(002)面
の面間隔d002 は、0.344nm以上、より好ましく
は0.357nm以上であることが望ましい。このよう
な炭素繊維は、繊維長を短くするのに適した微細構造を
有するため、粉砕に適している。これに対し、前記面間
隔d002 が0.344nm未満の炭素繊維は粉砕される
と、縦割れが生じて繊維長を短くすることが困難にな
る。つづいて、前記炭素化、粉砕処理を施した炭素繊維
を2000℃以上、より好ましくは2500〜3200
℃で黒鉛化することにより前述した炭素質物を製造す
る。この際、前記粉砕、焼成工程が極めて重要であり、
粉砕時にボールミルやジェトミルなどを用いて適度な時
間(20時間以内)粉砕することにより球状、ブロック
状、繊維状としたものを黒鉛化することが必要である。
さらに球状、ブロック状および繊維状の少なくとも2種
の黒鉛化物を含む混合物でもよい。また、黒鉛化物の結
晶構造に菱面体晶系を有する結晶が30%以上にならな
いようにする必要がある。これは、粉砕により六方晶系
の黒鉛構造がくずれ、菱面体構造が形成されるためであ
るが、適度に粉砕することにより、0〜30体積%にす
ることが好ましい。この範囲を越えると電解液の分解が
起るため負極性能が低下する。
An example of the method for producing the carbonaceous material will be described below. First, short fibers having a fiber length of 200 to 300 μm are spun from a mesophase pitch as a raw material by a melt blow method, and then are infused and carbonized to such an extent that they can be pulverized. The condition of the infusibilization at this time greatly affects the graphitization described later, and it is desirable that the infusibilization be performed slowly. The heat treatment for carbonization is performed at 600 to 2000 ° C., preferably 800 to 15 ° C.
It is desirable to carry out at 00 ° C. It is desirable that the plane distance d 002 of the (002) plane of the carbonized mesophase pitch-based carbon fiber determined by X-ray diffraction is 0.344 nm or more, more preferably 0.357 nm or more. Such a carbon fiber has a microstructure suitable for shortening the fiber length, and is therefore suitable for pulverization. On the other hand, when the carbon fiber having the interplanar spacing d 002 of less than 0.344 nm is pulverized, longitudinal cracks occur, making it difficult to shorten the fiber length. Subsequently, the carbonized and pulverized carbon fibers are subjected to 2,000 ° C. or more, more preferably 2500 to 3200.
The above-mentioned carbonaceous material is produced by graphitization at a temperature of ° C. At this time, the crushing and firing steps are extremely important,
At the time of pulverization, it is necessary to graphitize a spherical, block-like, or fibrous material by performing pulverization for an appropriate period of time (within 20 hours) using a ball mill or a jet mill.
Further, a mixture containing at least two types of graphitized products of a spherical shape, a block shape and a fibrous shape may be used. In addition, it is necessary to prevent the crystal structure of the graphitized material from having a rhombohedral system in 30% or more. This is because the hexagonal graphite structure is destroyed by the pulverization, and a rhombohedral structure is formed. However, it is preferable that the pulverization is appropriately reduced to 0 to 30% by volume. If it exceeds this range, the decomposition of the electrolyte solution will occur and the performance of the negative electrode will decrease.

【0063】前記方法で製造される炭素質物の前記La
とLcの比および結晶構造は、粉砕条件(粉砕時間、雰
囲気、粉砕力)を規定することによりコントロールする
ことができる。
The La of the carbonaceous material produced by the above method
And the crystal structure can be controlled by defining the pulverization conditions (pulverization time, atmosphere, pulverization power).

【0064】前記方法で炭素質物を製造する際には、得
られる炭素質物の粒度分布、比表面積が前述した値にな
るようにすることが望ましい。前記炭素質物は、前述し
た方法により得られるものの他、例えば低硫黄の石油ピ
ッチ、コールタールなどを原料として得られたコーク
ス、メソフェーズ小球体またはバルクメソフェーズを2
500〜3200℃で黒鉛化することにより得ることが
できる。
When the carbonaceous material is produced by the above-described method, it is desirable that the particle size distribution and the specific surface area of the obtained carbonaceous material have the above-mentioned values. The carbonaceous material may be, for example, coke, mesophase spherules or bulk mesophase obtained from low-sulfur petroleum pitch, coal tar or the like as a raw material in addition to those obtained by the above-described method.
It can be obtained by graphitizing at 500 to 3200 ° C.

【0065】なお、前記炭素質物は前記菱面体晶系と六
方晶系の比率をX線回折法による(101)回折ピーク
の比が0.6以下で規定できる。このような比率の菱面
体構造が存在する炭素質物は、負極充放電効率を高くす
ることが可能である。
In the carbonaceous material, the ratio between the rhombohedral system and the hexagonal system can be defined so that the ratio of the (101) diffraction peak by X-ray diffraction is 0.6 or less. A carbonaceous material having a rhombohedral structure having such a ratio can increase the negative electrode charge / discharge efficiency.

【0066】(4)炭素質物 この炭素質物は、X線回折法による黒鉛構造の(00
2)回折ピークが0.3370nm以下の黒鉛化物と
0.3370nmを越え、0.340nm以下の範囲の
黒鉛化物とからなる。
(4) Carbonaceous matter This carbonaceous matter has a graphite structure of (00)
2) It consists of a graphitized substance having a diffraction peak of 0.3370 nm or less and a graphitized substance having a range of 0.3370 nm or more and 0.340 nm or less.

【0067】前記炭素質物は、(002)回折ピークが
0.3370nm以下の範囲にある巨大な黒鉛結晶(a
軸方向の厚さLaが40nm以上)有する黒鉛化物と
(002)回折ピークが0.3370nmを越え、0.
340nm以下の範囲の黒鉛結晶の比較的小さい(La
が40nm以下)の黒鉛化物とからなっているため、急
速充電においてもサイクル劣化が少なく高容量を維持す
ることが可能となる。後者の黒鉛化物は、(002)回
折ピークが0.3370〜0.3380nmの範囲であ
ることが好ましい。
The carbonaceous material has a large graphite crystal (a) having a (002) diffraction peak in the range of 0.3370 nm or less.
(Graphite) having an axial thickness La of 40 nm or more) and a (002) diffraction peak exceeding 0.3370 nm.
Relatively small graphite crystals in the range of 340 nm or less (La
Is 40 nm or less), and it is possible to maintain high capacity with little cycle deterioration even in rapid charging. The latter graphitized product preferably has a (002) diffraction peak in the range of 0.3370 to 0.3380 nm.

【0068】(002)回折ピークが0.3370nm
以下の範囲の前記黒鉛化物からなる負極では、急速充電
においてサイクル劣化が大きく容量も小さくなる。また
(002)回折ピークが0.3370nmを越え、0.
340nmの範囲にある黒鉛化物からなる負極は容量が
200〜280mAh/cm3 と前記黒鉛化物に比べて
容量が小さい問題点を有している。
(002) Diffraction peak: 0.3370 nm
In the following range of the negative electrode made of the graphitized material, the cycle deterioration is large and the capacity is small in the rapid charging. Further, the (002) diffraction peak exceeds 0.3370 nm,
A negative electrode made of a graphitized material in the range of 340 nm has a problem that the capacity is 200 to 280 mAh / cm 3 , which is smaller than that of the graphitized material.

【0069】このような問題点を改善するため、本発明
の負極を構成する炭素質物は、前記特徴を有する2種の
黒鉛化物を兼ね備えることにより、急速充電特性と容量
が大幅に向上することが可能となった。これは、定電流
での急速充電(2mA/cm2 以上)時には主に(00
2)回折ピークが0.3370nmを越え、0.340
nm以下の範囲にある黒鉛結晶にリチウムイオンが選択
的に挿入される。この時のリチウムイオンの拡散速度は
(002)回折ピークが0.3370nm以下の黒鉛化
物に比べ非常に速いため急速充電が可能である。さらに
急速充電が進行すると充電終了電圧に達し、その電圧で
定電圧充電に切り替わる時は、主に(002)回折ピー
クが0.3370nm以下の黒鉛結晶にリチウムイオン
が選択的に緩やかな速度で挿入するようになる。このよ
うなリチウムイオンの選択的な挿入反応により、急速充
電が可能となり、かつ高容量を維持することができる。
In order to solve such a problem, the carbonaceous material constituting the negative electrode of the present invention can be provided with the two types of graphitized materials having the above characteristics, whereby the rapid charging characteristics and the capacity can be significantly improved. It has become possible. This is mainly due to (00) during rapid charging at constant current ( 2 mA / cm 2 or more).
2) The diffraction peak exceeds 0.3370 nm and 0.340
Lithium ions are selectively inserted into graphite crystals in the range of nm or less. At this time, the diffusion rate of lithium ions is much faster than that of the graphitized substance having a (002) diffraction peak of 0.3370 nm or less, so that rapid charging is possible. When the rapid charging further proceeds, the charging end voltage is reached, and when the voltage is switched to the constant voltage charging, lithium ions are selectively inserted into graphite crystals having a (002) diffraction peak of 0.3370 nm or less selectively at a moderate rate. I will be. By such a selective insertion reaction of lithium ions, rapid charging becomes possible and high capacity can be maintained.

【0070】前記炭素質物としては、例えばX線回折法
による黒鉛構造の(002)回折ピークが0.3370
nm以下の黒鉛化物と0.3370nmを越え、0.3
40nm以下の範囲の黒鉛化物とからる多相黒鉛化物、
または(002)回折ピークが0.3370nm以下の
黒鉛化物と(002)回折ピークが0.3370nmを
越え、0.340nm以下の範囲の黒鉛化物の混合体を
挙げることができる。
As the carbonaceous material, for example, the (002) diffraction peak of the graphite structure by the X-ray diffraction method is 0.3370.
nm and less than 0.3370 nm and 0.3
A multi-phase graphitized material comprising a graphitized material in a range of 40 nm or less,
Alternatively, a mixture of a graphitized substance having a (002) diffraction peak of 0.3370 nm or less and a graphitized substance having a (002) diffraction peak of more than 0.3370 nm and 0.340 nm or less can be given.

【0071】前記多相黒鉛化物としては、例えばポリ塩
化ビニリデン、フェノール樹脂、フルフラール樹脂、木
炭、無煙炭、砂糖、ピッチなどを常圧または高圧下、1
500〜3000℃の温度で不均一な黒鉛化を行って多
相黒鉛化することにより得られる。このように黒鉛化を
不均一に行うことにより、黒鉛化の進んだ(002)回
折ピークが0.3370nm以下の相と黒鉛化の低い
(002)回折ピークが0.3370nmを越え、0.
340nm以下の範囲の相を共存したものを得ることが
できる。
Examples of the multi-phase graphitized product include polyvinylidene chloride, phenol resin, furfural resin, charcoal, anthracite, sugar, pitch, etc. under normal pressure or high pressure.
It is obtained by performing non-uniform graphitization at a temperature of 500 to 3000 ° C. to form multi-phase graphitization. By performing graphitization non-uniformly in this manner, the graphitized (002) diffraction peak has a phase of 0.3370 nm or less and the low graphitized (002) diffraction peak exceeds 0.3370 nm.
A phase coexisting in the range of 340 nm or less can be obtained.

【0072】前記混合体の一方の成分である(002)
回折ピークが0.3370nm以下の黒鉛化物として
は、例えば黒鉛、2300〜3200℃で黒鉛化した異
方性ピッチ系炭素繊維、球状カーボン、熱分解気相成長
炭素体、コークスなどの粉末が挙げられる。前記黒鉛化
物は、比表面積が2〜10m2 /gで、平均粒径が1〜
30μmの範囲にある黒鉛、メソフェーズピッチ系炭素
繊維の粉末、メソフェーズ小球体がより好ましい。
One of the components of the mixture (002)
Examples of the graphitized material having a diffraction peak of 0.3370 nm or less include powders of graphite, anisotropic pitch-based carbon fibers graphitized at 2300 to 3200 ° C., spherical carbon, pyrolytic vapor grown carbon, and coke. . The graphitized material has a specific surface area of 2 to 10 m 2 / g and an average particle size of 1 to 10.
Graphite in the range of 30 μm, powder of mesophase pitch-based carbon fiber, and mesophase spherules are more preferred.

【0073】前記混合体の他方の成分である(002)
回折ピークが0.3370nmを越え、0.340nm
以下の範囲の黒鉛化物としては、例えば低硫黄含有(2
000ppm以下)、低窒素含有(1000pmm以
下)のコークス、高純度異方性ピッチ系炭素繊維、球状
カーボン、熱分解気相成長炭素体、樹脂焼成体などの粉
末が挙げられる。前記黒鉛化物は、比表面積が1〜10
2 /gの範囲にある合成ピッチ(ナフタレンなど)を
原料とする炭素繊維の粉末、高純度メソフェーズピッチ
系炭素繊維の粉末、メソフェーズ小球体、低硫黄含有の
コークスがより好ましい。前記黒鉛化物は、いずれも前
記原料を2300〜3000℃の範囲の温度で焼成する
ことにより得られる。
The other component of the mixture (002)
Diffraction peak exceeds 0.3370 nm, 0.340 nm
Graphitized materials in the following ranges include, for example, low sulfur content (2
Powders such as coke having a low nitrogen content (1000 ppm or less), high-purity anisotropic pitch-based carbon fiber, spherical carbon, pyrolytic vapor-grown carbon body, and resin fired body. The graphitized material has a specific surface area of 1 to 10
More preferred are carbon fiber powder, high-purity mesophase pitch-based carbon fiber powder, mesophase spherules, and low sulfur-containing coke having a synthetic pitch (such as naphthalene) in the range of m 2 / g. Each of the graphitized products can be obtained by firing the raw material at a temperature in the range of 2300 to 3000 ° C.

【0074】前記(002)回折ピークが0.3370
nm以下の黒鉛化物の混合重量比率は、5〜30重量%
にすることが好ましい。前記混合重量比率が30重量%
を越えるとレート特性が低下する恐れがある。一方、前
記混合重量比率を5重量%未満にすると電池容量が低下
する恐れがある。
The (002) diffraction peak was 0.3370.
The mixing weight ratio of the graphitized material having a diameter of not more than 5 nm is 5 to 30% by weight
Is preferable. The mixing weight ratio is 30% by weight
If it exceeds, the rate characteristics may be degraded. On the other hand, if the mixed weight ratio is less than 5% by weight, the battery capacity may be reduced.

【0075】前記(1)〜(4)で説明した炭素質物を
含む負極6は、具体的には次のような方法により作製さ
れる。前記炭素質物に結着剤を適当な溶媒に懸濁し、こ
の懸濁物を集電体に塗布、乾燥して薄板状にすることに
より前記正極を作製する。
The negative electrode 6 containing the carbonaceous material described in the above (1) to (4) is specifically manufactured by the following method. The binder is suspended in an appropriate solvent in the carbonaceous material, and this suspension is applied to a current collector and dried to form a thin plate, thereby producing the positive electrode.

【0076】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン
(PVDF)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体
(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、
カルボキシメチルセルロース(CMC)等を用いること
ができる。
Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR),
Carboxymethyl cellulose (CMC) or the like can be used.

【0077】前記炭素質物および結着剤の配合割合は、
炭素材90〜98重量%、結着剤2〜10重量%の範囲
にすることが好ましい。特に、前記炭素質物は負極6を
作製した状態で5〜20mg/cm2 の範囲することが
好ましい。
The mixing ratio of the carbonaceous material and the binder is as follows:
It is preferable that the carbon material is in the range of 90 to 98% by weight and the binder is in the range of 2 to 10% by weight. In particular, the carbonaceous material preferably ranges from 5 to 20 mg / cm 2 when the negative electrode 6 is manufactured.

【0078】前記集電体としては、例えば銅箔、ステン
レス箔、ニッケル箔等を用いることができる。前記容器
1内に収容される前記非水電解液は、非水溶媒に電解質
を溶解することにより調製される。
As the current collector, for example, a copper foil, a stainless steel foil, a nickel foil or the like can be used. The non-aqueous electrolyte contained in the container 1 is prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent.

【0079】前記非水溶媒としては、リチウム二次電池
の溶媒として公知の非水溶媒を用いることができ、特に
限定はされないが、エチレンカーボネート(EC)と前
記エチレンカーボネートより低融点であり且つドナー数
が18以下である1種以上の非水溶媒(以下第2溶媒と
称す)との混合溶媒を主体とする非水溶媒を用いること
が好ましい。このような非水溶媒は、前記負極を構成す
る黒鉛構造の発達した炭素質物に対して安定で、電解液
の還元分解または酸化分解が起き難く、さらに導電性が
高いという利点がある。
As the non-aqueous solvent, a non-aqueous solvent known as a solvent for a lithium secondary battery can be used, and is not particularly limited. Ethylene carbonate (EC) has a melting point lower than that of ethylene carbonate and a donor. It is preferable to use a non-aqueous solvent mainly composed of a mixed solvent with one or more non-aqueous solvents having a number of 18 or less (hereinafter, referred to as a second solvent). Such a non-aqueous solvent is advantageous in that it is stable with respect to the carbonaceous material having a graphite structure that constitutes the negative electrode, hardly causes reductive decomposition or oxidative decomposition of the electrolytic solution, and has high conductivity.

【0080】エチレンカーボネートを単独含む非水電解
液では、黒鉛化した炭素質物に対して還元分解され難い
性質を持つ利点があるが、融点が高く(39℃〜40
℃)粘度が高いため、導電率が小さく常温作動の二次電
池では不向きである。エチレンカーボネートに混合する
第2の溶媒は混合溶媒を前記エチレンカーボネートより
も粘度を小さくして導電性を向上させる。また、ドナー
数が18以下の第2の溶媒(ただし、エチレンカーボネ
ートのドナー数は16.4)を用いることにより前記エ
チレンカーボネートがリチウムイオンに選択的に溶媒和
し易くなくなり、黒鉛構造の発達した炭素質物に対して
前記第2の溶媒の還元反応が抑制されることが考えられ
る。また、前記第2の溶媒のドナー数を18以下にする
ことによって、酸化分解電位がリチウム電極に対して4
V以上となり易く、高電圧なリチウム二次電池を実現で
きる利点も有している。
The non-aqueous electrolyte containing only ethylene carbonate has the advantage of being hardly reductively decomposed to the graphitized carbonaceous material, but has a high melting point (39 ° C. to 40 ° C.).
℃) Because of high viscosity, the conductivity is small and not suitable for a secondary battery operated at room temperature. The second solvent mixed with ethylene carbonate has a lower viscosity than the ethylene carbonate in the mixed solvent to improve conductivity. Further, by using the second solvent having a donor number of 18 or less (provided that the number of donors of ethylene carbonate is 16.4), the ethylene carbonate is not easily solvated selectively with lithium ions, and the graphite structure is developed. It is considered that the reduction reaction of the second solvent with respect to the carbonaceous material is suppressed. Further, by setting the number of donors of the second solvent to 18 or less, the oxidative decomposition potential becomes 4 with respect to the lithium electrode.
V or more, and has an advantage that a high-voltage lithium secondary battery can be realized.

【0081】前記第2種の溶媒としては、例えばジメチ
ルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(D
EC)、プロピレンカーボネート(PC)、γ−ブチロ
ラクトン(γ−BL)、アセトニトリル(AN)、酢酸
エチル(EA)、トルエン、キシレンまたは、酢酸メチ
ル(MA)などが挙げられる。これらの第2の溶媒は、
単独または2種以上の混合物の形態で用いることができ
る。特に、前記第2種の溶媒はドナー数が16.5以下
であることがより好ましい。
Examples of the second type of solvent include dimethyl carbonate (DMC) and diethyl carbonate (D
EC), propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone (γ-BL), acetonitrile (AN), ethyl acetate (EA), toluene, xylene or methyl acetate (MA). These second solvents are
They can be used alone or in the form of a mixture of two or more. In particular, the second type solvent more preferably has a donor number of 16.5 or less.

【0082】前記第2溶媒の粘度は、25℃において2
8mp以下であることが好ましい。前記混合溶媒中の前
記エチレンカーボネートの配合量は、体積比率で10〜
80%であることが好ましい。この範囲を逸脱すると、
導電性の低下あるいは溶媒の分解がおき、充放電効率が
低下する恐れがある。より好ましい前記エチレンカーボ
ネートの配合量は体積比率で20〜75%である。非水
溶媒中のエチレンカーボネートの配合量を20体積%以
上に高めることによりエチレンカーボネートのリチウム
イオンへの溶媒和が容易になるため、溶媒の分解抑制効
果を向上することが可能になる。
The viscosity of the second solvent is 2 at 25 ° C.
It is preferably 8 mp or less. The blending amount of the ethylene carbonate in the mixed solvent is 10 to 10 by volume.
Preferably it is 80%. If you deviate from this range,
There is a possibility that charge and discharge efficiency may decrease due to a decrease in conductivity or decomposition of the solvent. A more preferable blending amount of the ethylene carbonate is 20 to 75% by volume ratio. By increasing the amount of ethylene carbonate in the non-aqueous solvent to 20% by volume or more, solvation of ethylene carbonate with lithium ions is facilitated, so that the effect of suppressing the decomposition of the solvent can be improved.

【0083】前記混合溶媒のより好ましい組成は、EC
とDMC、ECとPCとDMC、ECとDEC、ECと
PCとDEC、ECとγ−BLとDECの混合溶媒で、
DMCまたはDECの体積比率は60%以下とすること
が好ましい。このようにDECの比率を60%以下、よ
り好ましくは35%以下にすることにより、混合溶媒の
引火点を高くでき、安全性を向上することができる。た
だし、粘度をさらに低下させる観点から、ジエトキシエ
タンなどのエーテル類を30体積%以下添加してもよ
い。
A more preferable composition of the mixed solvent is EC
And DMC, EC and PC and DMC, EC and DEC, EC and PC and DEC, EC and γ-BL and DEC,
It is preferable that the volume ratio of DMC or DEC is 60% or less. By setting the DEC ratio to 60% or less, more preferably 35% or less, the flash point of the mixed solvent can be increased and the safety can be improved. However, from the viewpoint of further lowering the viscosity, ethers such as diethoxyethane may be added in an amount of 30% by volume or less.

【0084】前記混合溶媒(非水溶媒)中に存在する主
な不純物としては、水分と、有機過酸化物(例えばグリ
コール類、アルコール類、カルボン酸類)などが挙げら
れる。前記各不純物は、黒鉛化物の表面に絶縁性の被膜
を形成し、電極の界面抵抗を増大させるものと考えられ
る。したがって、サイクル寿命や容量の低下に影響を与
える恐れがある。また高温(60℃以上)貯蔵時の自己
放電も増大する恐れがある。このようなことから、非水
溶媒を含む電解液においては前記不純物はできるだけ低
減されることが好ましい。具体的には、水分は50pp
m以下、有機過酸化物は1000ppm以下であること
が好ましい。
The main impurities present in the mixed solvent (non-aqueous solvent) include water and organic peroxides (eg, glycols, alcohols, carboxylic acids). It is considered that each of the impurities forms an insulating film on the surface of the graphitized material and increases the interfacial resistance of the electrode. Therefore, there is a possibility that the cycle life and capacity may be reduced. In addition, self-discharge during high-temperature (60 ° C. or higher) storage may increase. For this reason, it is preferable that the impurities be reduced as much as possible in the electrolytic solution containing the non-aqueous solvent. Specifically, the water content is 50 pp
m or less, and the amount of the organic peroxide is preferably 1000 ppm or less.

【0085】前記非水電解液に含まれる電解質として
は、例えば過塩素酸リチウム(LiClO4 )、六フッ
化リン酸リチウム(LiPF6 )、ホウフッ化リチウム
(LiBF4 )、六フッ化砒素リチウム(LiAsF
6 )、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCF
3 SO3 )、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド
リチウム[LiN(CF3 SO22 ]などのリチウム
塩(電解質)が挙げられる。中でもLiPE6 、LiB
4 、LiN(CF3 SO22 を用いるのが好まし
い。特に、LiN(CF3 SO22 を用いると高温時
(例えば60℃)での正極活物質との反応が少なく、高
温時において優れた充放電サイクル特性を得ることがで
きる。また、前記炭素質物に対して安定であり、サイク
ル寿命を向上できる利点を有する。前記電解質の前記非
水溶媒に対する溶解量は、0.5〜2.0モル/1とす
ることが望ましい。
Examples of the electrolyte contained in the non-aqueous electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), and lithium arsenide hexafluoride (LiBF 4 ). LiAsF
6 ), lithium trifluorometasulfonate (LiCF
3 SO 3 ) and lithium bis (trifluoromethylsulfonylimide) [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ]. Among them, LiPE 6 , LiB
It is preferable to use F 4 and LiN (CF 3 SO 2 ) 2 . In particular, when LiN (CF 3 SO 2 ) 2 is used, the reaction with the positive electrode active material at a high temperature (for example, 60 ° C.) is small, and excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained at a high temperature. Further, it has an advantage that it is stable with respect to the carbonaceous material and can improve cycle life. The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is desirably 0.5 to 2.0 mol / 1.

【0086】[0086]

【実施例】以下、本発明の実施例を前述した図1を参照
して詳細に説明する。 実施例1 まず、リチウムコバルト酸化物(Lix CoO2 (0.
8≦x≦1))粉末91重量%をアセチレンブラック
3.5重量%、グラファイト3.5重量%及びエチレン
プロピレンジエンモノマ粉末2重量%とトルエンを加え
て共に混合し、アルミニウム箔(30μm)集電体に塗
布した後、プレスすることにより正極を作製した。
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIG. Example 1 First, lithium cobalt oxide (Li x CoO 2 (0.
8 ≦ x ≦ 1)) 91% by weight of powder was added to 3.5% by weight of acetylene black, 3.5% by weight of graphite and 2% by weight of ethylene propylene diene monomer powder and mixed with toluene, and mixed together to form an aluminum foil (30 μm). After coating on the electric body, pressing was performed to produce a positive electrode.

【0087】また、低硫黄(含有量8000ppm以
下)石油ピッチを原料としたコークスをアルゴン雰囲気
下、1000℃で炭素化した後、平均粒径40μm、粒
度1〜80μmで90体積%が存在するように、かつ粒
径0.5μm以下の粒子を少なく(5%以下)なるよう
に適度に粉砕した後、真空下で3000℃にて黒鉛化す
ることにより炭素質物を製造した。
Further, after coke made from low sulfur (content of 8000 ppm or less) petroleum pitch was carbonized at 1000 ° C. in an argon atmosphere, 90% by volume with an average particle diameter of 40 μm and a particle diameter of 1 to 80 μm was present. Then, after appropriately pulverizing so that particles having a particle size of 0.5 μm or less were reduced (5% or less), it was graphitized at 3000 ° C. under vacuum to produce a carbonaceous material.

【0088】得られた炭素質物は、平均粒径40μmの
黒鉛化炭素粉末であり、粒度分布で1〜80μmに90
体積%以上が存在し、粒径が0.5μm以下の粒子の粒
度分布は0体積%であった。N2 ガス吸着BET法によ
る比表面積は、3m2 /gであった。粉末の形状は、ブ
ロック状であった。X線回折による強度比(P101 /P
100 )の値は3.6であった。d002 は、0.3354
nm、Lcは43nm、Laは43nmで、La/Lc
は1であった。なお、X線回折による菱面体晶系と六方
晶系の(101)回折ピーク強度の比は0.4であっ
た。また炭素質物中の硫黄の含有量は、100ppm以
下であった。その他、酸素の含有量は100ppm以
下、窒素の含有は100ppm以下、Fe、Niは各々
1ppmであった。
The obtained carbonaceous material is graphitized carbon powder having an average particle size of 40 μm, and has a particle size distribution of 90 to 90 μm.
% Or more, and the particle size distribution of the particles having a particle size of 0.5 μm or less was 0% by volume. The specific surface area by the N 2 gas adsorption BET method was 3 m 2 / g. The shape of the powder was a block. X-ray diffraction intensity ratio (P 101 / P
100 ) was 3.6. d 002 is 0.3354
nm, Lc is 43 nm, La is 43 nm, La / Lc
Was 1. The ratio between the rhombohedral and the hexagonal (101) diffraction peak intensities by X-ray diffraction was 0.4. The content of sulfur in the carbonaceous material was 100 ppm or less. In addition, the oxygen content was 100 ppm or less, the nitrogen content was 100 ppm or less, and Fe and Ni were each 1 ppm.

【0089】次いで、前記炭素質物96.7重量%をス
チレンブタジエンゴム2.2重量%とカルボキシメチル
セルロース1.1重量%と共に混合し、これを集電体と
しての銅箔に塗布し、乾燥することにより負極を作製し
た。
Next, 96.7% by weight of the carbonaceous material was mixed with 2.2% by weight of styrene-butadiene rubber and 1.1% by weight of carboxymethylcellulose, and the mixture was applied to a copper foil as a current collector and dried. To produce a negative electrode.

【0090】前記正極、ポリエチレン製多孔質フィルム
からなるセパレ―タおよび前記負極をそれぞれこの順序
で積層した後、前記負極が外側に位置するように渦巻き
状に巻回して電極群を作製した。
After the positive electrode, the separator made of a porous film made of polyethylene, and the negative electrode were respectively laminated in this order, they were spirally wound so that the negative electrode was located outside, thereby producing an electrode group.

【0091】さらに、六フッ化リン酸リチウム(LiP
6 )をエチレンカーボネート(EC)とプロピレンカ
ーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DEC)
の混合溶媒(混合体積比率40:30:30)に1.0
モル/1溶解して非水電解液を調製した。
Further, lithium hexafluorophosphate (LiP)
F 6 ) with ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC)
In a mixed solvent (mixed volume ratio of 40:30:30)
A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving at a molar ratio of 1: 1.

【0092】前記電極群及び前記電解液をステンレス製
の有底円筒状容器内にそれぞれ収納して前述した図1に
示す円筒形リチウム二次電池を組み立てた。 実施例2 まず、石油ピッチから得られた異方性を有するバルクメ
ソフェーズピッチをアルゴン雰囲気下、1000℃で炭
素化した後、平均粒径15μm、粒度1〜80μmで9
0体積%が存在するように、かつ粒径0.5μm以下の
粒子を少なく(5%以下)なるように適度に粉砕した。
その後、真空下、3000℃の温度で熱処理して黒鉛化
することにより炭素質物を製造した。
The above-mentioned electrode group and the above-mentioned electrolytic solution were housed in stainless steel bottomed cylindrical containers, respectively, to assemble the above-mentioned cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. Example 2 First, bulk mesophase pitch having anisotropy obtained from petroleum pitch was carbonized at 1000 ° C. in an argon atmosphere, and then 9 μm with an average particle size of 15 μm and a particle size of 1 to 80 μm.
The powder was appropriately ground so that 0% by volume was present and particles having a particle size of 0.5 μm or less were reduced (5% or less).
Thereafter, a carbonaceous material was produced by heat treatment at 3000 ° C. under vacuum to graphitize.

【0093】得られた炭素質物は、平均粒径15μmの
黒鉛化炭素粉末であり、粒度分布で1〜80μmに90
体積%以上が存在し、粒径が0.5μm以下の粒子の分
布は1体積%であった。またN2 ガス吸着BET法によ
る比表面積7m2 /gであった。粉末の形状は、球状で
あった。X線回折による強度比(P101 /P100 )の値
は2.6であった。d002 は0.3357nm、Lcは
45nm、Laは58nmで、La/Lcは1.29で
あった。なお、菱面体晶系と六方晶系の(101)回折
ピーク強度の比は0.5であった。また、炭素質物中の
硫黄の含有量は100ppm以下であった。その他、酸
素の含有量100ppm以下、窒素の含有量は100p
pm以下、Fe、Niは各々1ppmであった。
The obtained carbonaceous material is a graphitized carbon powder having an average particle size of 15 μm, and has a particle size distribution of 90 to 90 μm.
The distribution of particles having a volume percentage of not less than 0.5 μm was 1% by volume. The specific surface area was 7 m 2 / g as determined by the N 2 gas adsorption BET method. The shape of the powder was spherical. The value of the intensity ratio by X-ray diffraction (P 101 / P 100) was 2.6. d 002 is 0.3357nm, Lc is 45nm, La in 58nm, La / Lc was 1.29. The ratio of the (101) diffraction peak intensities of the rhombohedral system and the hexagonal system was 0.5. Further, the content of sulfur in the carbonaceous material was 100 ppm or less. In addition, the oxygen content is 100 ppm or less, and the nitrogen content is 100 p.
pm or less, Fe and Ni were each 1 ppm.

【0094】前記炭素質物を用いて実施例1と同様な方
法により負極を作製した。かかる負極を用いた以外、実
施例1と同様で前述した図1に示す円筒形リチウム二次
電池を組み立てた。
Using the carbonaceous material, a negative electrode was produced in the same manner as in Example 1. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a negative electrode was used.

【0095】実施例3 900℃で炭素化したメソフェーズピッチ系炭素繊維の
粉末Aは、平均繊維長30μm、平均繊維径7μm、N
2 ガス吸着BET法による比表面積5m2 /g、硫黄含
有率1600ppm、窒素含有率200ppm、Feは
5ppm、Niは3ppmで、X線回折による黒鉛構造
の(002)回折ピークは0.361nm、Lcは1.
4nm、Laは3.9nmであった。
Example 3 Powder A of mesophase pitch-based carbon fiber carbonized at 900 ° C. had an average fiber length of 30 μm, an average fiber diameter of 7 μm, and N
2 Gas adsorption BET specific surface area 5 m 2 / g, sulfur content 1600 ppm, nitrogen content 200 ppm, Fe 5 ppm, Ni 3 ppm, (002) diffraction peak of graphite structure by X-ray diffraction 0.361 nm, Lc Is 1.
4 nm and La were 3.9 nm.

【0096】3100℃で黒鉛化したメソフェーズピッ
チ系炭素繊維の粉末Bは、平均繊維長40μm、平均繊
維径12μm、N2 ガス吸着BET法による比表面積
3.8m2 /g、硫黄含有率100ppm以下、窒素含
有率100ppm以下で、X線回折による黒鉛構造の
(002)回折ピークは0.3365nm、Lcは37
nm、Laは67nm、P101 /P100 は2.3であっ
た。
The powder B of mesophase pitch-based carbon fiber graphitized at 3100 ° C. has an average fiber length of 40 μm, an average fiber diameter of 12 μm, a specific surface area of 3.8 m 2 / g by N 2 gas adsorption BET method, and a sulfur content of 100 ppm or less. At a nitrogen content of 100 ppm or less, the (002) diffraction peak of the graphite structure by X-ray diffraction was 0.3365 nm, and Lc was 37.
nm and La were 67 nm, and P 101 / P 100 was 2.3.

【0097】前記粉末Aと前記粉末Bを重量比で1:2
に混合して得た炭素質物を前記炭素質物を用いて実施例
1と同様な方法により負極を作製した。かかる負極を用
いた以外、実施例1と同様で前述した図1に示す円筒形
リチウム二次電池を組み立てた。
The powder A and the powder B were mixed in a weight ratio of 1: 2.
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 by using the carbonaceous material obtained by mixing the carbonaceous materials described above. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a negative electrode was used.

【0098】実施例4 1000℃で炭素化したメソフェーズピッチ系炭素繊維
の粉末Aは、平均繊維長30μm、平均繊維径7μm、
2 ガス吸着BET法による比表面積5m2 /g、硫黄
含有率1500ppm、窒素含有率100ppm、Fe
は5ppm、Niは3ppmで、X線回折による黒鉛構
造の(002)回折ピークは0.360nm、Lcは
1.48nm、Laは3.4nmであった。
Example 4 Powder A of mesophase pitch-based carbon fiber carbonized at 1000 ° C. had an average fiber length of 30 μm, an average fiber diameter of 7 μm,
N 2 gas adsorption BET method according to a specific surface area of 5 m 2 / g, sulfur content 1500 ppm, nitrogen content 100 ppm, Fe
Was 5 ppm and Ni was 3 ppm. The (002) diffraction peak of the graphite structure by X-ray diffraction was 0.360 nm, Lc was 1.48 nm, and La was 3.4 nm.

【0099】コークスを3000℃黒鉛化した人造黒鉛
の粉末Bは、平均粒径40μm、N2 ガス吸着BET法
による比表面積3.3m2 /gで、硫黄含有率100p
pm以下、窒素含有率100ppm以下、Fe、Niは
各々1ppmで、X線回折による黒鉛構造の(002)
回折ピークは0.3354nm、Lcは45nm、La
は60nmであった。
The artificial graphite powder B obtained by graphitizing coke at 3000 ° C. has an average particle diameter of 40 μm, a specific surface area of 3.3 m 2 / g by an N 2 gas adsorption BET method, and a sulfur content of 100 p.
pm or less, nitrogen content 100 ppm or less, Fe and Ni are each 1 ppm, and the graphite structure (002)
The diffraction peak is 0.3354 nm, Lc is 45 nm, La
Was 60 nm.

【0100】前記粉末Aと前記粉末Bを重量比で1:1
に混合して得た炭素質物を用いて実施例1と同様な方法
により負極を作製した。かかる負極を用いた以外、実施
例1と同様で前述した図1に示す円筒形リチウム二次電
池を組み立てた。
The powder A and the powder B were mixed at a weight ratio of 1: 1.
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 using the carbonaceous material obtained by mixing the above. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a negative electrode was used.

【0101】比較例1 天然黒鉛を平均粒径6μmまで粉砕することにより黒鉛
粉末を得た。この黒鉛粉末は、粒度分布1〜80μmの
粒径のものが85体積%が存在し、粒径が0.5μm以
下の粒子の分布は10体積%であった。N2 ガス吸着B
ET法による比表面積は10m2 /gであった。X線回
折による強度比(P101 /P100 )の値は、2.1であ
った。d002 は0.3357nm、Lcは33nm、L
aは60nmであった。La/Lcは1.82である。
なお、菱面体晶系と六方晶系の(101)回折ピーク強
度の比は0.85であった。
Comparative Example 1 Natural graphite was pulverized to an average particle size of 6 μm to obtain a graphite powder. The graphite powder had a particle size distribution of 1 to 80 μm in particle size of 85% by volume, and the distribution of particles having a particle size of 0.5 μm or less was 10% by volume. N 2 gas adsorption B
The specific surface area by the ET method was 10 m 2 / g. The value of the intensity ratio by X-ray diffraction (P 101 / P 100) was 2.1. d 002 is 0.3357 nm, Lc is 33 nm, L
a was 60 nm. La / Lc is 1.82.
The ratio of the (101) diffraction peak intensities of the rhombohedral system and the hexagonal system was 0.85.

【0102】前記黒鉛粉末を用いて実施例1と同様な方
法により負極を作製した。かかる負極を用いた以外、実
施例1と同様で前述した図1に示す円筒形リチウム二次
電池を組み立てた。
Using the graphite powder, a negative electrode was produced in the same manner as in Example 1. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a negative electrode was used.

【0103】比較例2 前記実施例4の人造黒鉛の粉末Bのみを用いて実施例1
と同様な方法により負極を作製した。かかる負極を用い
た以外、実施例1と同様で前述した図1に示す円筒形リ
チウム二次電池を組み立てた。
Comparative Example 2 Example 1 using only the artificial graphite powder B of Example 4 above
A negative electrode was produced in the same manner as in the above. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a negative electrode was used.

【0104】比較例3 前記実施例3のメソフェーズピッチ系炭素繊維の粉末A
のみを用いて実施例1と同様な方法により負極を作製し
た。かかる負極を用いた以外、実施例1と同様で前述し
た図1に示す円筒形リチウム二次電池を組み立てた。
Comparative Example 3 Powder A of Mesophase Pitch-Based Carbon Fiber of Example 3
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 using only the same. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a negative electrode was used.

【0105】得られた実施例1〜4および比較例1〜3
のリチウム二次電池について、充電電流400mAで
4.2Vまで3時間の充電をし、2.7Vまで1Aのハ
イレート電流で放電する充放電を繰り返し行い、各電池
の放電容量とサイクル寿命をそれぞれ測定した。その結
果を図2に示す。
The obtained Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3
The lithium secondary battery was charged at a charging current of 400 mA for 3 hours to 4.2 V, and repeatedly charged and discharged at a high rate current of 1 A to 2.7 V, and the discharge capacity and cycle life of each battery were measured. did. The result is shown in FIG.

【0106】図2から明らかなように本実施例1〜4の
リチウム二次電池では、比較例1〜3の電池に比べて、
ハイレートの放電においても容量が高く、かつサイクル
寿命が格段に向上されることがわかる。
As is apparent from FIG. 2, the lithium secondary batteries of Examples 1 to 4 were different from the batteries of Comparative Examples 1 to 3.
It can be seen that the capacity is high and the cycle life is significantly improved even at high rate discharge.

【0107】一方、電解液の電解質にLiN(CF3
22 を用いて同様な評価を行ったところ、サイクル
寿命が実施例1〜4よりも長いことが確認された。 実施例5 まず、リチウムコバルト酸化物(Lix CoO2 (0.
8≦x≦1))粉末91重量%をアセチレンブラック
3.5重量%、グラファイト3.5重量%及びエチレン
プロピレンジエンモノマ粉末2重量%とトルエンを加え
て共に混合し、アルミニウム箔(30μm)集電体に塗
布した後、プレスすることにより正極を作製した。
On the other hand, LiN (CF 3 S
When the same evaluation was performed using O 2 ) 2 , it was confirmed that the cycle life was longer than in Examples 1 to 4. Example 5 First, a lithium cobalt oxide (Li x CoO 2 (0.
8 ≦ x ≦ 1)) 91% by weight of powder was added to 3.5% by weight of acetylene black, 3.5% by weight of graphite and 2% by weight of ethylene propylene diene monomer powder and mixed with toluene, and mixed together to form an aluminum foil (30 μm). After coating on the electric body, pressing was performed to produce a positive electrode.

【0108】また、低硫黄(含有量8000ppm以
下)石油ピッチを原料としたコークスをアルゴン雰囲気
下、1000℃で炭素化した後、平均粒径20μm、粒
度1〜80μmで90体積%が存在するように、かつ粒
径0.5μm以下の粒子を少なく(5%以下)なるよう
にブロック状に粉砕した後、アルゴン雰囲気下で300
0℃にて黒鉛化することにより炭素質物を製造した。
After carbonizing coke from low sulfur (content of 8000 ppm or less) petroleum pitch as a raw material at 1000 ° C. in an argon atmosphere, an average particle size of 20 μm, a particle size of 1 to 80 μm, and 90 vol% are present. And then pulverized in a block shape so that particles having a particle size of 0.5 μm or less (5% or less) are reduced.
A carbonaceous material was produced by graphitization at 0 ° C.

【0109】得られた炭素質物は、平均粒径20μmの
ブロック状の黒鉛化炭素粉末であり、粒度分布で1〜8
0μmに90体積%以上が存在し、粒径が0.5μm以
下の粒子の粒度分布は0体積%であった。N2 ガス吸着
BET法による比表面積は、3m2 /gであった。粉末
の形状は、粒状であった。X線回折による強度比(P
101 /P100 )の値は3.6であった。d002 は、0.
3354nm、Lcは43nm、Laは43nmで、L
a/Lcは1であった。なお、X線回折による菱面体晶
系と六方晶系の(101)回折ピーク強度の比は0.4
であった。また炭素質物中の硫黄の含有量は、100p
pm以下であった。その他、酸素の含有量は100pp
m以下、窒素の含有は100ppm以下、Fe、Niは
各々1ppmであった。
The obtained carbonaceous material is a block-like graphitized carbon powder having an average particle size of 20 μm, and has a particle size distribution of 1 to 8 μm.
90% by volume or more was present at 0 μm, and the particle size distribution of the particles having a particle size of 0.5 μm or less was 0% by volume. The specific surface area by the N 2 gas adsorption BET method was 3 m 2 / g. The shape of the powder was granular. Intensity ratio by X-ray diffraction (P
101 / value of P 100) was 3.6. d 002 is 0.
3354 nm, Lc is 43 nm, La is 43 nm, L
a / Lc was 1. The ratio of the (101) diffraction peak intensity of the rhombohedral system to the hexagonal system by X-ray diffraction is 0.4
Met. The sulfur content in the carbonaceous material is 100 p.
pm or less. In addition, the oxygen content is 100pp
m, the content of nitrogen was 100 ppm or less, and Fe and Ni were each 1 ppm.

【0110】次いで、前記炭素質物96.7重量%をス
チレンブタジエンゴム2.2重量%とカルボキシメチル
セルロース1.1重量%と共に混合し、これを集電体と
しての銅箔に塗布し、乾燥することにより負極を作製し
た。
Next, 96.7% by weight of the carbonaceous material was mixed with 2.2% by weight of styrene-butadiene rubber and 1.1% by weight of carboxymethylcellulose, and the mixture was applied to a copper foil as a current collector and dried. To produce a negative electrode.

【0111】前記正極、ポリエチレン製多孔質フィルム
からなるセパレ―タおよび前記負極をそれぞれこの順序
で積層した後、前記負極が外側に位置するように渦巻き
状に巻回して電極群を作製した。
After laminating the positive electrode, the separator made of a porous film made of polyethylene, and the negative electrode in this order, they were spirally wound so that the negative electrode was located on the outside, thereby producing an electrode group.

【0112】さらに、六フッ化リン酸リチウム(LiP
6 )をエチレンカーボネート(EC)とプロピレンカ
ーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DEC)
の混合溶媒(混合体積比率40:30:30)に1.0
モル/1溶解して非水電解液を調製した。
Further, lithium hexafluorophosphate (LiP)
F 6 ) with ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC)
In a mixed solvent (mixed volume ratio of 40:30:30)
A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving at a molar ratio of 1: 1.

【0113】前記電極群及び前記電解液をステンレス製
の有底円筒状容器内にそれぞれ収納して前述した図1に
示す円筒形リチウム二次電池を組み立てた。 実施例6 まず、石油ピッチから得られた異方性を有するメソフェ
ーズピッチを紡糸し、不融化して得られた炭素繊維をア
ルゴン雰囲気下、1000℃で炭素化した後、平均繊維
径15μm、粒度1〜80μmで90体積%が存在する
ように、かつ粒径0.5μm以下の粒子を少なく(5%
以下)なるように適度に粉砕した。その後、アルゴン雰
囲気下、3100℃の温度で熱処理して黒鉛化すること
により繊維状の炭素質物を製造した。前記炭素質物は、
繊維の長さ方向に対して垂直な断面における配向性が放
射状であった。
The above-mentioned electrode group and the above-mentioned electrolytic solution were respectively housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the above-mentioned cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. Example 6 First, a mesophase pitch having anisotropy obtained from a petroleum pitch was spun, and carbon fibers obtained by infusibilization were carbonized at 1000 ° C. in an argon atmosphere. 90% by volume is present at 1 to 80 μm, and particles having a particle size of 0.5 μm or less are reduced (5%
Below). Then, it was heat-treated at a temperature of 3100 ° C. in an argon atmosphere to be graphitized, thereby producing a fibrous carbonaceous material. The carbonaceous material is
The orientation in the cross section perpendicular to the length direction of the fiber was radial.

【0114】得られた炭素質物は、平均繊維径15μm
の黒鉛化炭素粉末であり、粒度分布で1〜80μmに9
0体積%以上が存在し、粒径が0.5μm以下の粒子の
分布は1体積%であった。またN2 ガス吸着BET法に
よる比表面積4m2 /gであった。粉末の形状は、長さ
と径の比(長さ/径)が3である繊維であった。X線回
折による強度比(P101 /P100 )の値は2.6であっ
た。d002 は0.3357nm、Lcは45nm、La
は58nmで、La/Lcは1.29であった。なお、
菱面体晶系と六方晶系の(101)回折ピーク強度の比
は0.5であった。また、炭素質物中の硫黄の含有量は
100ppm以下であった。その他、酸素の含有量10
0ppm以下、窒素の含有量は100ppm以下、F
e、Niは各々1ppmであった。
The carbonaceous material obtained had an average fiber diameter of 15 μm.
And a particle size distribution of 9 to 1 to 80 μm.
0% by volume or more was present, and the distribution of particles having a particle size of 0.5 μm or less was 1% by volume. The specific surface area was 4 m 2 / g as determined by the N 2 gas adsorption BET method. The shape of the powder was a fiber having a length-to-diameter ratio (length / diameter) of 3. The value of the intensity ratio by X-ray diffraction (P 101 / P 100) was 2.6. d 002 is 0.3357 nm, Lc is 45 nm, La
Was 58 nm and La / Lc was 1.29. In addition,
The ratio of the (101) diffraction peak intensity between the rhombohedral system and the hexagonal system was 0.5. Further, the content of sulfur in the carbonaceous material was 100 ppm or less. Other, oxygen content 10
0 ppm or less, nitrogen content is 100 ppm or less, F
e and Ni were each 1 ppm.

【0115】前記炭素質物を用いて実施例5と同様な方
法により負極を作製した。かかる負極を用いた以外、実
施例5と同様で前述した図1に示す円筒形リチウム二次
電池を組み立てた。
Using the carbonaceous material, a negative electrode was produced in the same manner as in Example 5. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 5 except that this negative electrode was used.

【0116】実施例7 3000℃で黒鉛化したメソフェーズピッチ系炭素繊維
の粉末Aは、平均繊維長40μm、平均繊維径7μm、
2 ガス吸着BET法による比表面積3m2 /g、硫黄
含有率1600ppm、窒素含有率200ppm、Fe
は5ppm、Niは3ppmで、X線回折による黒鉛構
造の(002)回折ピークは0.3375nm、Lcは
30nm、Laは60nmであった。
Example 7 Powder A of mesophase pitch-based carbon fiber graphitized at 3000 ° C. had an average fiber length of 40 μm, an average fiber diameter of 7 μm,
Specific surface area by N 2 gas adsorption BET method 3 m 2 / g, sulfur content 1600 ppm, nitrogen content 200 ppm, Fe
Was 5 ppm and Ni was 3 ppm. The (002) diffraction peak of the graphite structure by X-ray diffraction was 0.3375 nm, Lc was 30 nm, and La was 60 nm.

【0117】3100℃で黒鉛化し、粉砕することによ
り得られた石油コークスの粉末Bは、平均粒径6μm、
2 ガス吸着BET法による比表面積9m2 /gの薄片
状粉末であり、硫黄含有率100ppm以下、窒素含有
率100ppm以下で、X線回折による黒鉛構造の(0
02)回折ピークは0.3358nm、Lcは60n
m、Laは120nm、P101 /P100 は2.5であっ
た。
The petroleum coke powder B obtained by graphitization and pulverization at 3100 ° C. has an average particle size of 6 μm.
It is a flaky powder having a specific surface area of 9 m 2 / g by the N 2 gas adsorption BET method, a sulfur content of 100 ppm or less, a nitrogen content of 100 ppm or less, and a graphite structure (0
02) Diffraction peak: 0.3358 nm, Lc: 60 n
m, La is 120nm, P 101 / P 100 was 2.5.

【0118】前記粉末Aと前記粉末Bを重量比で4:1
に混合して得た炭素質物を用いて実施例5と同様な方法
により負極を作製した。かかる負極を用いた以外、実施
例5と同様で前述した図1に示す円筒形リチウム二次電
池を組み立てた。
The powder A and the powder B were mixed at a weight ratio of 4: 1.
A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 5 using the carbonaceous material obtained by mixing the above. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 5 except that this negative electrode was used.

【0119】実施例8 3000℃で黒鉛したメソフェーズピッチ小球体は、平
均粒径20μmで表面から1〜5μmの厚さの表面層が
酸化除去されてラメラ層を露出したものである。また、
前記メソフェーズピッチ小球体はN2 ガス吸着BET法
による比表面積が5m2 /g、硫黄含有率が200pp
m、窒素含有率が100ppm、Feは5ppm、Ni
は3ppmで、X線回折による黒鉛構造の(002)回
折ピークは0.3365nm、Lcは60nm、Laは
100nm、X線回折による強度比(P101 /P100
は2.3の球状の黒鉛化物である。
Example 8 Mesophase pitch microspheres graphitized at 3000 ° C. are obtained by oxidizing and removing a surface layer having an average particle diameter of 20 μm and a thickness of 1 to 5 μm from the surface to expose a lamella layer. Also,
The mesophase pitch microspheres have a specific surface area of 5 m 2 / g and a sulfur content of 200 pp by an N 2 gas adsorption BET method.
m, nitrogen content 100 ppm, Fe 5 ppm, Ni
Is 3 ppm, the (002) diffraction peak of the graphite structure by X-ray diffraction is 0.3365 nm, Lc is 60 nm, La is 100 nm, and the intensity ratio by X-ray diffraction (P 101 / P 100 )
Is a 2.3 spherical graphite material.

【0120】前記黒鉛化物(炭素質物)を用いて実施例
5と同様な方法により負極を作製した。かかる負極を用
いた以外、実施例5と同様で前述した図1に示す円筒形
リチウム二次電池を組み立てた。
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 5 using the above graphitized material (carbonaceous material). A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 5 except that this negative electrode was used.

【0121】比較例4 天然黒鉛を平均粒径6μmまで粉砕することにより薄片
状の黒鉛粉末を得た。この黒鉛粉末は、粒度分布1〜8
0μmの粒径のものが85体積%が存在し、粒径が0.
5μm以下の粒子の分布は5体積%であった。N2 ガス
吸着BET法による比表面積は10m2 /gであった。
X線回折による強度比(P101 /P100)の値は、3.
6であった。d002 は0.3357nm、Lcは60n
m、Laは120nmであった。La/Lcは1.82
である。なお、菱面体晶系と六方晶系の(101)回折
ピーク強度の比は0.85であった。
Comparative Example 4 Natural graphite was ground to an average particle size of 6 μm to obtain flaky graphite powder. This graphite powder has a particle size distribution of 1 to 8
There are 85% by volume of particles having a particle size of 0 μm and a particle size of 0.
The distribution of particles having a size of 5 μm or less was 5% by volume. The specific surface area by N 2 gas adsorption BET method was 10 m 2 / g.
The value of the intensity ratio (P 101 / P 100 ) determined by X-ray diffraction is 3.
It was 6. d 002 is 0.3357 nm, Lc is 60 n
m and La were 120 nm. La / Lc is 1.82
It is. The ratio between the (101) diffraction peak intensities of the rhombohedral system and the hexagonal system was 0.85.

【0122】前記黒鉛粉末を用いて実施例5と同様な方
法により負極を作製した。かかる負極を用いた以外、実
施例5と同様で前述した図1に示す円筒形リチウム二次
電池を組み立てた。
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 5 using the above graphite powder. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 5 except that this negative electrode was used.

【0123】比較例5 前記実施例7の黒鉛化した石油コークスの粉末Bのみを
用いて実施例5と同様な方法により負極を作製した。か
かる負極を用いた以外、実施例5と同様で前述した図1
に示す円筒形リチウム二次電池を組み立てた。
Comparative Example 5 A negative electrode was produced in the same manner as in Example 5 using only the graphitized petroleum coke powder B of Example 7 described above. 1 except that this negative electrode was used.
Was assembled.

【0124】比較例6 前記実施例7のメソフェーズピッチ系炭素繊維の粉末A
のみを用いて実施例5と同様な方法により負極を作製し
た。かかる負極を用いた以外、実施例5と同様で前述し
た図1に示す円筒形リチウム二次電池を組み立てた。
Comparative Example 6 Mesophase pitch-based carbon fiber powder A of Example 7
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 5 using only the above. A cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 1 described above was assembled in the same manner as in Example 5 except that this negative electrode was used.

【0125】得られた実施例5〜8および比較例4〜6
のリチウム二次電池について、充電電流400mAで
4.2Vまで3時間の充電をし、2.7Vまで1Aのハ
イレート電流で放電する充放電を繰り返し行い、各電池
の放電容量とサイクル寿命をそれぞれ測定した。その結
果を図3に示す。
The obtained Examples 5 to 8 and Comparative Examples 4 to 6
The lithium secondary battery was charged at a charging current of 400 mA for 3 hours to 4.2 V, and repeatedly charged and discharged at a high rate current of 1 A to 2.7 V, and the discharge capacity and cycle life of each battery were measured. did. The result is shown in FIG.

【0126】図3から明らかなように本実施例5〜8の
リチウム二次電池では、比較例4〜6の電池に比べて、
ハイレートの放電においても容量が高く、かつサイクル
寿命が格段に向上されることがわかる。
As is clear from FIG. 3, the lithium secondary batteries of Examples 5 to 8 are different from the batteries of Comparative Examples 4 and 6 in that:
It can be seen that the capacity is high and the cycle life is significantly improved even at high rate discharge.

【0127】一方、電解液の電解質にLiN(CF3
22 を用いて同様な評価を行ったところ、サイクル
寿命が実施例5〜8よりも長いことが確認された。な
お、前記実施例では円筒形リチウム二次電池に適用した
例を説明したが、角形リチウム二次電池にも同様に適用
できる。また、前記電池の容器内に収納される電極群は
渦巻形に限らず、正極、セパレータおよび負極をこの順
序で複数積層した形態にしてもよい。
On the other hand, LiN (CF 3 S
When the same evaluation was performed using O 2 ) 2 , it was confirmed that the cycle life was longer than in Examples 5 to 8. In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a cylindrical lithium secondary battery is described. However, the present invention can be similarly applied to a prismatic lithium secondary battery. Further, the electrode group housed in the battery container is not limited to the spiral shape, but may be a form in which a plurality of positive electrodes, separators, and negative electrodes are stacked in this order.

【0128】[0128]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば高
容量でサイクル寿命に優れ、さらに長期間の使用におい
て高電圧を維持することが可能なリチウム二次電池を提
供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a lithium secondary battery capable of maintaining a high voltage, a high cycle life, and a high voltage over a long period of use. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる円筒形リチウム二次電池を示す
部分断面図。
FIG. 1 is a partial sectional view showing a cylindrical lithium secondary battery according to the present invention.

【図2】実施例1〜4および比較例1〜3のリチウム二
次電池における充放電サイクルと放電容量との関係を示
す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a charge / discharge cycle and a discharge capacity in the lithium secondary batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.

【図3】実施例5〜8および比較例4〜6のリチウム二
次電池における充放電サイクルと放電容量との関係を示
す特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a charge / discharge cycle and a discharge capacity in the lithium secondary batteries of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 4 and 6.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…容器、 3…電極群、 4…正極、 6…負極、 8…封口板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... container, 3 ... electrode group, 4 ... positive electrode, 6 ... negative electrode, 8 ... sealing plate.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極と、リチウムイオンを吸蔵・放出す
る炭素質物を含む負極と、非水電解液とを具備したリチ
ウム二次電池において、 前記炭素質物は、黒鉛及び黒鉛化したコークスから選ば
れる少なくとも1種類の粉末と、メソフェーズピッチ系
炭素繊維とから構成されることを特徴とするリチウム二
次電池。
1. A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode containing a carbonaceous material that occludes and releases lithium ions, and a non-aqueous electrolyte, wherein the carbonaceous material is selected from graphite and graphitized coke. A lithium secondary battery comprising at least one kind of powder and mesophase pitch-based carbon fibers.
【請求項2】 前記メソフェーズピッチ系炭素繊維は、
繊維長さ方向に対して垂直な断面における結晶子の配向
が放射状、ラメラ状またはブルックステーラ型であるこ
とを特徴とする請求項1記載のリチウム二次電池。
2. The mesophase pitch-based carbon fiber,
2. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the orientation of crystallites in a cross section perpendicular to the fiber length direction is a radial, lamellar or Brooks-Taylor type.
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