JPH11250910A - Lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery

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JPH11250910A
JPH11250910A JP10049409A JP4940998A JPH11250910A JP H11250910 A JPH11250910 A JP H11250910A JP 10049409 A JP10049409 A JP 10049409A JP 4940998 A JP4940998 A JP 4940998A JP H11250910 A JPH11250910 A JP H11250910A
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JP
Japan
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carbonaceous material
powder
lithium
boron
graphite
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Application number
JP10049409A
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Japanese (ja)
Inventor
Norio Takami
則雄 高見
Asako Satou
麻子 佐藤
Takahisa Osaki
隆久 大崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH11250910A publication Critical patent/JPH11250910A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a service capacity and a cycle life by containing boron and oxygen at a specific ratio in a carbonaceous material contained in a nega tive electrode and storing/releasing lithium ions, and processing it with an alka line solution containing an alkali metal. SOLUTION: Boron of 0.1-5 wt.% is contained in a carbonaceous material such as a graphite structure preferably in a solid solution state, the deposition of lithium on the carbonaceous material is suppressed at the time of a rapid charge, graphite crystallinity is improved, and a service capacity is increased. Oxygen of 0.05-1 wt.% is contained, bonding with carbon is preferable, and the charge/discharge efficiency is increased by the improvement of the lithium ion storage/release potential of a negative electrode and the function of a protective film against a nonaqueous electrolyte. It is attained by the heat treatment of a graphitized carbon material and a boron oxide or a boron compound in the prescribed atmosphere. An alkaline solution treatment is preferably applied at 60 deg.C, alkali metal ions are stably fixed on the surface of the carbonaceous material, and a reversible storage/release site of lithium ions is formed.

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、特に炭素質物を含む負極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 containing a carbonaceous material.

【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、結果として電池の容量および
充放電効率が低くなる。また、充放電サイクルが進むに
従い容量低下が大きくなるため、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 addition, there is a problem that the cycle life is shortened because the capacity decrease increases as the charge / discharge cycle progresses.

【0008】また、炭素質物を含む負極を備えた二次電
池は、急速充電を施したり、0℃以下の低温環境下で充
電を施すと、負極の充電電位が0V以下になり、前記炭
素質物に金属リチウムが析出する。その結果、前記二次
電池は、リチウムイオンの吸蔵・放出量が減少するた
め、このような過酷な条件下での放電容量が低いという
問題点がある。
Further, when a secondary battery provided with a negative electrode containing a carbonaceous material is subjected to rapid charging or charging in a low-temperature environment of 0 ° C. or less, the charging potential of the negative electrode becomes 0 V or less. Metallic lithium is precipitated. As a result, the secondary battery has a problem that the discharge capacity under such severe conditions is low because the amount of insertion and extraction of lithium ions is reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、炭素
質物を含む負極の改良により高容量化と初充放電効率の
改善が達成され、放電容量およびサイクル寿命が向上さ
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 It is an object of the present invention to provide a lithium secondary battery having a high capacity and an improved initial charge / discharge efficiency by improving a negative electrode containing a carbonaceous material, and having improved discharge capacity and cycle life. It is intended to provide.

【0010】[0010]

【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、アルカリ金属イオンを含むアルカリ性溶液
で処理が施されており、0.1〜5重量%のホウ素及び
0.05〜1重量%の酸素を含有し、リチウムイオンを
吸蔵・放出する炭素質物を含む負極を具備したことを特
徴とするものである。
The lithium secondary battery according to the present invention is treated with an alkaline solution containing alkali metal ions, and contains 0.1 to 5% by weight of boron and 0.05 to 1% by weight. % Of oxygen, and a negative electrode containing a carbonaceous material that occludes and releases lithium ions.

【0011】[0011]

【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。例えばステンレスからなる有底円
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. For example, a cylindrical container 1 with a bottom made of stainless steel has an insulator 2 disposed at the bottom. The electrode group 3 is housed in the container 1. The electrode group 3 has a structure in which a band formed by laminating a positive electrode 4, a separator 5 and a negative electrode 6 in this order is spirally wound.

【0012】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).

【0013】次に、前記正極4、前記セパレータ5、前
記負極6および前記電解液について詳しく説明する。 1)正極4 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。
Next, the positive electrode 4, the separator 5, the negative electrode 6, and the electrolytic solution will be described in detail. 1) Positive Electrode 4 The positive electrode 4 is produced 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.

【0014】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
含有鉄酸化物、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、リチウム含有コバ
ルト酸化物(例えば、LiCoO2 )、リチウム含有ニ
ッケル酸化物(例えば、LiNiO2 )、リチウムマン
ガン複合酸化物(例えば、LiMn24 、LiMnO
2 )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 iron oxide, lithium-containing vanadium oxide, and chalcogen compounds such as titanium disulfide and molybdenum disulfide. Among them, lithium-containing cobalt oxide (for example, LiCoO 2 ), lithium-containing nickel oxide (for example, LiNiO 2 ), lithium-manganese composite oxide (for example, LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 )
Use of 2 ) is preferable because a high voltage can be obtained.

【0015】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
F)、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).
F), ethylene-propylene-diene copolymer (EPD)
M), styrene-butadiene rubber (SBR) and the like can be used.

【0016】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.

【0017】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。 2)セパレータ5 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, an aluminum foil, a stainless steel foil, a nickel foil or the like can be used. 2) Separator 5 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.

【0018】3)負極6 前記負極6は、アルカリ金属イオンを含むアルカリ性溶
液で処理が施されており、0.1〜5重量%のホウ素
(B)及び0.05〜1重量%の酸素(O)を含有し、
リチウムイオンを吸蔵・放出する炭素質物を主体とす
る。
3) Negative Electrode 6 The negative electrode 6 is treated with an alkaline solution containing alkali metal ions, and contains 0.1 to 5% by weight of boron (B) and 0.05 to 1% by weight of oxygen ( O)
Mainly carbonaceous materials that occlude and release lithium ions.

【0019】前記ホウ素は、前記炭素質物中に原子の状
態か、あるいは化合物の形態で存在することができる。
前記ホウ素は、前記炭素質物中に固溶されていることが
好ましい。但し、前記炭素質物中のホウ素化合物含有量
が多くなると、リチウム二次電池の性能劣化を招く恐れ
がある。
The boron may be present in the carbonaceous material in an atomic state or in a compound form.
The boron is preferably dissolved in the carbonaceous material. However, when the content of the boron compound in the carbonaceous material increases, the performance of the lithium secondary battery may be deteriorated.

【0020】前記炭素質物中のホウ素含有量を前記範囲
にすることによって、負極のリチウムイオン吸蔵・放出
電位を高くすることができるため、急速充電時や、低温
(0℃以下)環境下で充放電させた際に前記炭素質物に
金属リチウムが析出するのを抑制することができる。ま
た、黒鉛結晶性を高めることができるため、負極のリチ
ウムイオン吸蔵・放出速度を向上することができ、放電
容量を向上することができる。前記含有量を0.1重量
%未満にすると、吸蔵・放出電位を十分に高めることが
困難になり、そのうえ黒鉛結晶性も高められない。一
方、前記含有量が5重量%を越えると、前記炭素質物中
にB4 Cが生成し、この化合物はリチウムイオンの吸蔵
・放出を行わないため、負極の容量が低下する。前記炭
素質物においては、ホウ素含有量が多くなるほど、ホウ
素化合物の含有量が高くなる傾向が見られる。より好ま
しいホウ素の含有量は、0.5重量%〜3重量%の範囲
である。
By setting the boron content in the carbonaceous material within the above range, the lithium ion occlusion / release potential of the negative electrode can be increased, so that it can be charged at the time of rapid charging or in a low-temperature (0 ° C. or lower) environment. It is possible to suppress the deposition of metallic lithium on the carbonaceous material when discharging. Further, since the graphite crystallinity can be improved, the lithium ion occlusion / release speed of the negative electrode can be improved, and the discharge capacity can be improved. When the content is less than 0.1% by weight, it becomes difficult to sufficiently increase the occlusion / release potential, and further, the graphite crystallinity cannot be improved. On the other hand, when the content exceeds 5% by weight, B 4 C is generated in the carbonaceous material, and since this compound does not occlude or release lithium ions, the capacity of the negative electrode decreases. In the carbonaceous material, the content of the boron compound tends to increase as the boron content increases. A more preferred boron content is in the range of 0.5% to 3% by weight.

【0021】前記酸素は、前記炭素質物中に原子の状態
か、あるいは化合物の形態で存在することができる。前
記酸素は、前記炭素質物中の炭素と結合していることが
好ましい。但し、前記炭素質物の酸化物含有量が多くな
ると、リチウム二次電池の性能劣化を招く恐れがある。
The oxygen may be present in the carbonaceous material in an atomic state or in the form of a compound. The oxygen is preferably bonded to carbon in the carbonaceous material. However, when the oxide content of the carbonaceous material increases, the performance of the lithium secondary battery may be deteriorated.

【0022】前記炭素質物の酸素の含有量を前記範囲に
することによって、負極のリチウムイオン吸蔵・放出電
位、特に初充放電時の吸蔵・放出電位を向上することが
できるため、初充放電効率を高くすることができ、放電
容量を向上することができる。前記炭素質物において、
酸素原子は炭素原子と結合し、主に六角網面層の表面に
存在しているものと推測される。その結果、前記酸素原
子は、前記炭素質物の非水電解液に対する保護膜として
機能するため、初充放電時の非水電解液の還元分解反応
が抑制され、初充放電効率が向上されるものと考えられ
る。前記含有量を0.05重量%未満にすると、吸蔵・
放出電位を十分に高めることが困難になる。一方、前記
含有量が1重量%を越えると、酸素原子に起因して非水
電解液の還元分解反応が生じる恐れがある。より好まし
い酸素の含有量は、0.1重量%〜0.8重量%の範囲
である。
By setting the oxygen content of the carbonaceous material within the above range, the lithium ion occlusion / release potential of the negative electrode, particularly the occlusion / release potential at the time of initial charge / discharge, can be improved. Can be increased, and the discharge capacity can be improved. In the carbonaceous material,
It is presumed that the oxygen atom combines with the carbon atom and exists mainly on the surface of the hexagonal mesh layer. As a result, since the oxygen atoms function as a protective film for the non-aqueous electrolyte of the carbonaceous material, the reductive decomposition reaction of the non-aqueous electrolyte during the initial charge and discharge is suppressed and the initial charge and discharge efficiency is improved. it is conceivable that. If the content is less than 0.05% by weight,
It becomes difficult to sufficiently increase the emission potential. On the other hand, when the content exceeds 1% by weight, a reductive decomposition reaction of the nonaqueous electrolyte may occur due to oxygen atoms. A more preferred oxygen content is in the range of 0.1% to 0.8% by weight.

【0023】前記炭素質物は、黒鉛構造の(002)面
の面間隔(d002 )が0.344nm以下であることが
好ましい。このような炭素質物を含む負極を備えたリチ
ウム二次電池は、放電容量及びサイクル寿命を飛躍的に
改善することができる。前記炭素質物は、無定形構造の
ような(002)面の面間隔(d002 )が0.344n
mを越える領域を含むことを許容する。前記面間隔d
002 は、粉末X線回折によって得られる回折図のピーク
の位置から求めることができる。算出方法としては、学
振法に規定された半値幅中点法を用いる。なお、半値幅
中点法は、「Tanso(炭素)」、1963、p25
の文献に記載されている。
The carbonaceous material preferably has a (002) plane spacing (d 002 ) of the graphite structure of 0.344 nm or less. A lithium secondary battery including such a negative electrode containing a carbonaceous material can dramatically improve discharge capacity and cycle life. The carbonaceous material has a (002) plane spacing (d 002 ) of 0.344 n like an amorphous structure.
It is allowed to include a region exceeding m. The surface distance d
002 can be determined from the position of the peak in the diffraction pattern obtained by powder X-ray diffraction. As the calculation method, the half-width half-point method specified in the Gakushin method is used. The half-width half-point method is described in “Tanso (carbon)”, 1963, p.
In the literature.

【0024】前記炭素質物は、黒鉛構造の粉末X線回折
による(101)面の回折ピークP101 と(100)面
の回折ピークP100 とのピーク強度比(P101 /P
100 )が2以上であることが好ましい。このような炭素
質物を含む負極を備えたリチウム二次電池は、放電容量
を向上することができる。前記ピーク強度比(P101
100 )は、粉末X線回折によって(101)面の回折
ピークP101 と(100)面の回折ピークP100 を測定
し、これらピークの高さ比から求められる。粉末X線回
折測定においては、CuKαをX線源、標準物質に高純
度シリコンを使用する。
The carbonaceous material has a peak intensity ratio (P 101 / P) between a diffraction peak P 101 on the ( 101 ) plane and a diffraction peak P 100 on the (100) plane by powder X-ray diffraction of a graphite structure.
100 ) is preferably 2 or more. A lithium secondary battery including such a negative electrode containing a carbonaceous material can improve discharge capacity. The peak intensity ratio (P 101 /
P 100 ) is obtained by measuring the diffraction peak P 101 on the ( 101 ) plane and the diffraction peak P 100 on the (100) plane by powder X-ray diffraction, and determining the height ratio of these peaks. In the powder X-ray diffraction measurement, CuKα is used as an X-ray source, and high-purity silicon is used as a standard substance.

【0025】前記炭素質物は、0.1〜5重量%のホウ
素及び0.05〜1重量%の酸素を含有した黒鉛質物に
アルカリ金属イオンを含むアルカリ性溶液で処理が施さ
れたものである。
The carbonaceous material is obtained by treating a graphite material containing 0.1 to 5% by weight of boron and 0.05 to 1% by weight of oxygen with an alkaline solution containing alkali metal ions.

【0026】前記黒鉛質物は、例えば、以下の(1)〜
(3)に説明する方法により作製することができる。 (1)黒鉛化されている炭素系材料とホウ素酸化物とを
混合し、1500〜3000℃の不活性雰囲気下で熱処
理を施すことにより、0.1〜5重量%のホウ素と0.
05〜1重量%の酸素とを含有した黒鉛質物を作製す
る。このような方法により得られた黒鉛質物において
は、前記ホウ素は前記黒鉛質物中に固溶し、前記酸素は
前記黒鉛質物中の炭素と結合しているものと推測され
る。なお、前記黒鉛質物は、ホウ素酸化物のような未反
応物を含むことを許容する。
The graphite material may be, for example, the following (1)
It can be manufactured by the method described in (3). (1) A graphitized carbon-based material and a boron oxide are mixed and heat-treated in an inert atmosphere at 1500 to 3000 ° C., so that 0.1 to 5% by weight of boron and 0.1 to 5% by weight.
A graphite material containing 0.5 to 1% by weight of oxygen is produced. In the graphite obtained by such a method, it is presumed that the boron forms a solid solution in the graphite and the oxygen is bonded to carbon in the graphite. The graphite material is allowed to contain an unreacted material such as boron oxide.

【0027】前記(1)の方法において、黒鉛化してい
ない炭素系材料を用いると、熱処理時にホウ素酸化物中
の酸素原子が炭酸ガス(CO2 )として系外に放出され
るため、前記炭素系材料中に酸素原子を導入することが
困難になる。黒鉛化されている炭素系材料としては、例
えば、人造黒鉛、天然黒鉛、黒鉛化されたコークス、黒
鉛化されたメソフェーズピッチ、黒鉛化されたピッチ、
黒鉛化されたメソフェーズピッチ系炭素繊維、あるいは
黒鉛化されたメソフェーズ小球体等を挙げることができ
る。
In the above method (1), if a non-graphitized carbon-based material is used, the oxygen atoms in the boron oxide are released as carbon dioxide (CO 2 ) during the heat treatment. It becomes difficult to introduce oxygen atoms into the material. Examples of the graphitized carbon-based material include artificial graphite, natural graphite, graphitized coke, graphitized mesophase pitch, graphitized pitch,
Graphitized mesophase pitch-based carbon fibers or graphitized mesophase spheres can be mentioned.

【0028】前記ホウ素酸化物としては、例えば、三酸
化二ホウ素(B23 )、ホウ酸(H3 BO3 )等を挙
げることができる。前記ホウ素酸化物は、前記炭素系材
料に対して1〜25重量%の割合で混合されることが好
ましい。ホウ素酸化物の配合量がこの範囲を外れると、
黒鉛質物中のホウ素含有量が0.1〜5重量%から外れ
る恐れがある。より好ましい配合量は1〜10重量%、
更に好ましくは1〜5重量%である。
Examples of the boron oxide include diboron trioxide (B 2 O 3 ) and boric acid (H 3 BO 3 ). The boron oxide is preferably mixed at a ratio of 1 to 25% by weight based on the carbon-based material. When the amount of boron oxide is out of this range,
The boron content in the graphite substance may deviate from 0.1 to 5% by weight. A more preferred amount is 1 to 10% by weight,
More preferably, it is 1 to 5% by weight.

【0029】前記不活性ガス雰囲気としては、例えば、
アルゴンガス雰囲気を挙げることができる。前記熱処理
の温度を前記範囲に規定するのは次のような理由による
ものである。前記熱処理温度を1500℃未満にする
と、炭素原子とホウ素原子との固溶体を形成することが
困難になるため、黒鉛質物のホウ素化合物含有量が多く
なる恐れがある。一方、前記熱処理温度を3000℃よ
りも高くするのは、技術上やや困難である。前記熱処理
温度のより好ましい範囲は、1500〜2800℃であ
る。
As the inert gas atmosphere, for example,
An argon gas atmosphere can be used. The temperature of the heat treatment is defined in the above range for the following reason. When the heat treatment temperature is lower than 1500 ° C., it becomes difficult to form a solid solution of carbon atoms and boron atoms, and therefore, the boron compound content of the graphite may increase. On the other hand, it is technically difficult to make the heat treatment temperature higher than 3000 ° C. A more preferable range of the heat treatment temperature is 1500 to 2800 ° C.

【0030】(2)炭素系材料と、ホウ素化合物とを混
合し、1500〜3000℃の不活性雰囲気下で熱処理
を施した後、400〜800℃の酸化雰囲気下で熱処理
を施すことにより、0.1〜5重量%のホウ素と0.0
5〜1重量%の酸素とを含有した黒鉛質物を作製する。
このような方法により得られた黒鉛質物においては、前
記ホウ素は前記黒鉛質物中に固溶し、前記酸素は前記黒
鉛質物中の炭素と結合しているものと推測される。な
お、前記黒鉛質物は、ホウ素化合物、ホウ素酸化物のよ
うな未反応物を含むことを許容する。
(2) A carbon-based material and a boron compound are mixed, heat-treated in an inert atmosphere at 1500 to 3000 ° C., and then heat-treated in an oxidizing atmosphere at 400 to 800 ° C. 0.1 to 5% by weight of boron and 0.0
A graphite material containing 5 to 1% by weight of oxygen is produced.
In the graphite obtained by such a method, it is presumed that the boron forms a solid solution in the graphite and the oxygen is bonded to carbon in the graphite. Note that the graphite material is allowed to contain unreacted substances such as boron compounds and boron oxides.

【0031】前記炭素系材料としては、例えば、人造黒
鉛、天然黒鉛、コークス、メソフェーズピッチ、ピッ
チ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、メソフェーズ小球
体等を挙げることができる。この炭素系材料は、黒鉛化
処理が施されていても良い。また、炭素系材料には、必
要に応じて不融化を施すことができる。
Examples of the carbon-based material include artificial graphite, natural graphite, coke, mesophase pitch, pitch, mesophase pitch-based carbon fiber, and mesophase small spheres. This carbon-based material may be subjected to a graphitization treatment. Further, the carbon-based material can be made infusible as necessary.

【0032】前記ホウ素化合物としては、例えば、炭化
ホウ素(B4 C)、ホウ酸(H3 BO3 )、三酸化二ホ
ウ素(B23 )等を挙げることができる。前記ホウ素
化合物は、前記炭素系材料に対して1〜25重量%の割
合で混合されることが好ましい。ホウ素化合物の配合量
がこの範囲を外れると、黒鉛質物中のホウ素含有量が
0.1〜5重量%から外れる恐れがある。より好ましい
配合量は1〜10重量%、更に好ましくは1〜5重量%
である。
Examples of the boron compound include boron carbide (B 4 C), boric acid (H 3 BO 3 ), diboron trioxide (B 2 O 3 ) and the like. The boron compound is preferably mixed at a ratio of 1 to 25% by weight based on the carbon-based material. If the compounding amount of the boron compound is out of this range, the boron content in the graphite may deviate from 0.1 to 5% by weight. A more preferred amount is 1 to 10% by weight, and still more preferably 1 to 5% by weight.
It is.

【0033】前記不活性ガス雰囲気としては、例えば、
アルゴンガス雰囲気を挙げることができる。前記不活性
ガス雰囲気における熱処理の温度を前記範囲にするのは
次のような理由によるものである。前記熱処理温度を1
500℃未満にすると、炭素原子とホウ素原子との固溶
体を形成することが困難になるため、黒鉛質物のホウ素
化合物含有量が多くなる恐れがある。一方、前記熱処理
温度を3000℃よりも高くするのは、技術上やや困難
である。前記熱処理温度のより好ましい範囲は、150
0〜2800℃である。
As the inert gas atmosphere, for example,
An argon gas atmosphere can be used. The reason for setting the temperature of the heat treatment in the inert gas atmosphere to the above range is as follows. The heat treatment temperature is 1
If the temperature is lower than 500 ° C., it becomes difficult to form a solid solution of carbon atoms and boron atoms, and therefore, the content of the boron compound in the graphite may increase. On the other hand, it is technically difficult to make the heat treatment temperature higher than 3000 ° C. A more preferred range of the heat treatment temperature is 150
0 to 2800 ° C.

【0034】前記酸化雰囲気は、空気か、もしくは酸素
ガスによって形成することができる。前記酸化雰囲気で
の熱処理温度を前記範囲に規定するのは次のような理由
によるものである。前記熱処理温度を400℃未満にす
ると、炭素系材料中に酸素原子を導入することが困難に
なる恐れがある。一方、前記熱処理温度が800℃を越
えると、黒鉛質物の表面が荒れるため、リチウム二次電
池の容量及び容量維持率を改善することが困難になる恐
れがある。前記熱処理温度のより好ましい範囲は、65
0〜700℃である。
The oxidizing atmosphere can be formed by air or oxygen gas. The reason why the heat treatment temperature in the oxidizing atmosphere is specified in the above range is as follows. If the heat treatment temperature is lower than 400 ° C., it may be difficult to introduce oxygen atoms into the carbon-based material. On the other hand, if the heat treatment temperature exceeds 800 ° C., the surface of the graphite material becomes rough, and it may be difficult to improve the capacity and the capacity retention of the lithium secondary battery. A more preferred range of the heat treatment temperature is 65
0-700 ° C.

【0035】前記炭素質物の酸素含有量は、前記酸化雰
囲気中の酸素ガス濃度、前記酸化雰囲気における熱処理
温度及び熱処理時間を調節することによって制御するこ
とができる。
The oxygen content of the carbonaceous material can be controlled by adjusting the oxygen gas concentration in the oxidizing atmosphere, the heat treatment temperature and the heat treatment time in the oxidizing atmosphere.

【0036】(3)前述した(2)と同様な条件で炭素
系材料及びホウ素化合物に熱処理を施すことにより0.
1〜5重量%のホウ素を含有した黒鉛質物を作製する。
得られた黒鉛質物に硫酸、硝酸、過酸化水素溶液等によ
り酸化処理を施すことによって、前記黒鉛質物に0.0
5〜1重量%の酸素を含有させ、目的とする黒鉛質物を
得る。
(3) By subjecting the carbon-based material and the boron compound to a heat treatment under the same conditions as in the above (2), 0.1
A graphite containing 1 to 5% by weight of boron is prepared.
By subjecting the obtained graphite substance to oxidation treatment with sulfuric acid, nitric acid, a hydrogen peroxide solution or the like, the graphite substance is treated with 0.0
The desired graphite material is obtained by containing 5 to 1% by weight of oxygen.

【0037】次いで、前記アルカリ処理について説明す
る。前記アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオ
ン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等を挙げること
ができる。特に、リチウムイオンが好ましい。
Next, the alkali treatment will be described. Examples of the alkali metal ion include a lithium ion, a sodium ion, and a potassium ion. Particularly, lithium ion is preferable.

【0038】前記アルカリ金属イオンを含むアルカリ性
溶液としては、水酸化リチウム溶液を用いることができ
る。前記水酸化リチウムの濃度は、1〜10M(mol
/L)にすることが好ましい。
As the alkaline solution containing the alkali metal ion, a lithium hydroxide solution can be used. The concentration of the lithium hydroxide is 1 to 10 M (mol
/ L).

【0039】前記アルカリ金属イオンを含むアルカリ性
溶液で処理することによって、前記黒鉛質物表面にアル
カリ金属イオンを安定に固定することができ、リチウム
イオンを可逆的に吸蔵・放出できるサイトを形成するこ
とができる。前記アルカリ性溶液は、加温されているこ
とが好ましい。加温されたアルカリ性溶液で前記黒鉛質
物に処理を施すのは、炭素質物の製造効率を向上するこ
とができるばかりか、アルカリ金属イオンの固定及び吸
蔵・放出サイトの形成の面からも有利である。特に、炭
素質物の生産効率及びリチウムイオン吸蔵・放出量を向
上する観点から、前記溶液の温度は60℃以上にするこ
とが望ましい。前記溶液温度のより好ましい範囲は、8
0℃以上である。
By treating with the alkaline solution containing the alkali metal ion, it is possible to stably fix the alkali metal ion on the surface of the graphite material, and to form a site capable of reversibly storing and releasing lithium ions. it can. Preferably, the alkaline solution is heated. The treatment of the graphite material with the heated alkaline solution is advantageous not only in terms of improving the production efficiency of the carbonaceous material, but also in terms of fixing alkali metal ions and forming occlusion / release sites. . In particular, the temperature of the solution is desirably 60 ° C. or higher from the viewpoint of improving the production efficiency of the carbonaceous material and the amount of lithium ion occlusion / release. A more preferred range of the solution temperature is 8
0 ° C. or higher.

【0040】前記炭素質物は、繊維か、粒子か、もしく
は繊維と粒子の混合物の形態で負極中に存在することが
できる。繊維状の炭素質物(以下、炭素繊維と称する)
及び粒状の炭素質物(以下、炭素粒子と称する)は以下
の(1)及び(2)に説明する特性を有することが望ま
しい。
The carbonaceous material can be present in the negative electrode in the form of fibers, particles, or a mixture of fibers and particles. Fibrous carbonaceous material (hereinafter referred to as carbon fiber)
It is desirable that the granular carbonaceous material (hereinafter, referred to as carbon particles) has the characteristics described in the following (1) and (2).

【0041】(1)炭素繊維 前記炭素繊維は、粉砕処理が施されていても、施されて
いなくとも良い。前記炭素繊維の平均長さは、10〜1
00μmの範囲にすることが好ましい。また、前記炭素
繊維の平均直径は、1〜20μmの範囲にすることが好
ましい。
(1) Carbon Fiber The carbon fiber may or may not be pulverized. The average length of the carbon fiber is 10 to 1
It is preferable that the thickness be in the range of 00 μm. The average diameter of the carbon fibers is preferably in the range of 1 to 20 μm.

【0042】前記炭素繊維は、平均長さが10〜100
μmの範囲で、かつ平均直径が1〜20μmの範囲であ
る場合、アスペクト比を2〜10の範囲にすることが好
ましい。ここで、アスペクト比は、平均直径に対する平
均長さの比から算出される。
The carbon fiber has an average length of 10 to 100.
When the diameter is in the range of μm and the average diameter is in the range of 1 to 20 μm, the aspect ratio is preferably in the range of 2 to 10. Here, the aspect ratio is calculated from the ratio of the average length to the average diameter.

【0043】前記炭素繊維は、横断面における黒鉛結晶
子の配向が放射型に属するか、もしくは等方性であるこ
とが好ましい。この放射型配向には、ラメラ型に属する
配向及びブルックステーラ型に属する配向も包含され
る。また、この放射型配向は、全体もしくは一部が褶曲
構造になっていても良い。
In the carbon fiber, it is preferable that the orientation of graphite crystallites in a cross section belongs to a radial type or isotropic. The radial orientation includes an orientation belonging to a lamellar type and an orientation belonging to a Brooks-Taylor type. In addition, the radial orientation may be entirely or partially folded.

【0044】粉砕処理が施された炭素繊維は、平均粒径
を1〜100μm、より好ましくは2〜40μmの範囲
にすることが望ましい。 (2)炭素粒子 前記炭素粒子の形状は、球状、あるいはほぼ球状である
ことが好ましい。
It is desirable that the carbon fibers that have been subjected to the pulverization treatment have an average particle size of 1 to 100 μm, more preferably 2 to 40 μm. (2) Carbon particles The shape of the carbon particles is preferably spherical or substantially spherical.

【0045】前記炭素粒子の平均粒径は、1〜100μ
m、より好ましくは2〜40μmの範囲にすることが望
ましい。前記炭素粒子の長径に対する短径の比は、1/
10以上にすることが望ましい。より好ましくは、1/
2以上として真球状に近い形状にすることが望ましい。
The average particle size of the carbon particles is 1 to 100 μm.
m, more preferably in the range of 2 to 40 μm. The ratio of the minor axis to the major axis of the carbon particles is 1 /
It is desirable to make it 10 or more. More preferably, 1 /
It is desirable to make the shape close to a true sphere as two or more.

【0046】前記炭素粒子は、断面における黒鉛結晶子
の配向が放射型に属するか、もしくは等方性であると良
い。この放射型配向には、ラメラ型に属する配向及びブ
ルックス−テーラー型に属する配向も包含される。ま
た、この放射型配向は、全体もしくは一部が褶曲構造に
なっていても良い。
The carbon particles preferably have a graphite crystallite orientation in a cross section belonging to a radial type or isotropic. The radial orientation includes an orientation belonging to a lamella type and an orientation belonging to a Brooks-Taylor type. In addition, the radial orientation may be entirely or partially folded.

【0047】前記負極6は、例えば、前記炭素質物及び
結着剤を溶媒の存在下で混練し、得られた懸濁物を集電
体に塗布し、乾燥した後、所望の圧力で1回プレスもし
くは2〜5回多段階プレスすることにより作製すること
ができる。
The negative electrode 6 is prepared, for example, by kneading the carbonaceous material and the binder in the presence of a solvent, applying the resulting suspension to a current collector, drying the resultant, and then once applying a desired pressure. It can be produced by pressing or multi-stage pressing 2 to 5 times.

【0048】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.

【0049】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 の範囲にすること
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, it is preferable that the carbonaceous material be in the range of 5 to 20 mg / cm 2 when the negative electrode 6 is manufactured.

【0050】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。 4)電解液 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. 4) Electrolyte The non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent.

【0051】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。
As the non-aqueous solvent, a known non-aqueous solvent can be used as a solvent for a lithium secondary battery, and is not particularly limited. Ethylene carbonate (EC) has a melting point lower than that of the 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).

【0052】前記第2種の溶媒としては、例えば鎖状カ
ーボンが好ましく、中でもジメチルカーボネート(DM
C)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジエチル
カーボネート(DEC)、プロピオン酸エチル、プロピ
オン酸メチル、またはプロピレンカーボネート(P
C)、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。
As the second kind of solvent, for example, chain carbon is preferable, and among them, dimethyl carbonate (DM
C), methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate (DEC), ethyl propionate, methyl propionate, or propylene carbonate (P
C), γ-butyrolactone (γ-BL), acetonitrile (AN), ethyl acetate (EA), toluene, xylene or methyl acetate (MA). These second solvents 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.

【0053】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。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。
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%. A more preferable blending amount of the ethylene carbonate is 20 to 75% by volume ratio.

【0054】前記混合溶媒のより好ましい組成は、EC
とMEC、ECとPCとMEC、ECとMECとDE
C、ECとMECとDMC、ECとMECとPCとDE
Cの混合溶媒で、MECの体積比率は30〜80%とす
ることが好ましい。より好ましいMECの体積比率は、
40〜70%の範囲である。
The more preferable composition of the mixed solvent is EC
And MEC, EC and PC and MEC, EC and MEC and DE
C, EC, MEC, DMC, EC, MEC, PC, DE
In the mixed solvent of C, the volume ratio of MEC is preferably 30 to 80%. A more preferred volume ratio of MEC is:
It is in the range of 40-70%.

【0055】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LiPF6 、LiB
4 を用いるのが好ましい。
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, LiPF 6 , LiB
Preferably, F 4 is used.

【0056】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。以
上説明した本発明に係るリチウム二次電池は、アルカリ
金属イオンを含むアルカリ性溶液で処理が施され、0.
1〜5重量%のホウ素及び0.05〜1重量%の酸素を
含有した炭素質物を含む負極を備える。このような負極
は、リチウムイオンの吸蔵・放出量を増加することがで
きる。また、前記負極は、炭素質物表面での非水電解液
の還元分解を抑制することができ、初充放電効率を向上
することができる。従って、前記二次電池は、放電容量
及び充放電サイクル寿命を大幅に向上することができ
る。
The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is desirably 0.5 to 2.0 mol / 1. The lithium secondary battery according to the present invention described above is treated with an alkaline solution containing an alkali metal ion.
The negative electrode includes a carbonaceous material containing 1 to 5% by weight of boron and 0.05 to 1% by weight of oxygen. Such a negative electrode can increase the amount of insertion and extraction of lithium ions. Further, the negative electrode can suppress the reductive decomposition of the non-aqueous electrolyte on the surface of the carbonaceous material, and can improve the initial charge / discharge efficiency. Therefore, the secondary battery can significantly improve the discharge capacity and the charge / discharge cycle life.

【0057】[0057]

【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。 例1 <正極の作製>まず、リチウムコバルト酸化物(LiC
oO2 )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。 <負極の作製>平均粒径が15μmの球状をなす人造黒
鉛粉末に酸化ホウ素(B23 )粉末を前記人造黒鉛粉
末に対して10重量%添加し、アルゴンガス気流中にお
いてこれらに2000℃で熱処理を施すことによって球
状の黒鉛質物粉末を作製した。得られた黒鉛質物粉末
は、ホウ素の含有量が3重量%で、酸素の含有量が0.
5重量%であった。粉末X線回折によるP101 /P100
の比は、3であった。また、粉末X線回折による(00
2)面の面間隔d002 は0.3354nmであった。平
均粒径は15μmであった。前記粉末の断面をSEM
(走査電子顕微鏡)で観察したところ、黒鉛結晶子の配
向はなく、等方性であった。
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIG. Example 1 <Preparation of Positive Electrode> First, lithium cobalt oxide (LiC
oO 2 ) 91% by weight of powder were mixed with 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 together, and applied to an aluminum foil (30 μm) current collector After pressing, a positive electrode was produced by pressing. <Preparation of Negative Electrode> Boron oxide (B 2 O 3 ) powder was added to artificial graphite powder having a spherical shape with an average particle diameter of 15 μm in an amount of 10% by weight based on the artificial graphite powder. , A spherical graphite material powder was produced. The obtained graphite powder had a boron content of 3% by weight and an oxygen content of 0.1%.
It was 5% by weight. P 101 / P 100 by powder X-ray diffraction
Was 3. In addition, by powder X-ray diffraction (00
2) The plane distance d 002 between the planes was 0.3354 nm. The average particle size was 15 μm. Cross-section of the powder by SEM
Observation with a (scanning electron microscope) revealed that the graphite crystallites had no orientation and were isotropic.

【0058】前記黒鉛質物粉末を80℃に加熱された3
mol/Lの水酸化リチウム水溶液に浸漬し、10時間
攪拌することにより前記黒鉛質物に化学処理及び熱処理
を行い、水洗後、200℃で真空乾燥を行って炭素質物
粉末を作製した。
The graphite powder was heated to 80 ° C.
The graphite material was subjected to chemical treatment and heat treatment by immersing in a mol / L lithium hydroxide aqueous solution and stirred for 10 hours, washed with water, and then vacuum dried at 200 ° C. to produce a carbonaceous material powder.

【0059】次いで、前記炭素質物粉末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、乾燥し、プレスすることによ
り負極を作製した。
Next, 96.7% by weight of the carbonaceous material powder
Was mixed with 2.2% by weight of styrene-butadiene rubber and 1.1% by weight of carboxymethylcellulose, applied to a copper foil as a current collector, dried, and pressed to produce a negative electrode.

【0060】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、渦巻き状に巻回して電極群を作製した。
さらに、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6 )をエチ
レンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート
(MEC)の混合溶媒(混合体積比率50:50)に
1.0モル/1溶解して非水電解液を調製した。
The positive electrode, the separator made of a polyethylene porous film and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound to form an electrode group.
Further, 1.0 mol / 1 of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC) (mixing volume ratio: 50:50) to prepare a non-aqueous electrolyte. Was prepared.

【0061】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
示す構造の円筒形リチウム二次電池を組み立てた。 例2 以下に説明する炭素質物を負極に用いたこと以外は、例
1と同様な構成の円筒形リチウム二次電池を組み立て
た。
The above-mentioned electrode group and the above-mentioned electrolytic solution were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container, respectively, to assemble the above-mentioned cylindrical lithium secondary battery having the structure shown in FIG. Example 2 A cylindrical lithium secondary battery having the same configuration as that of Example 1 except that the carbonaceous material described below was used for the negative electrode was assembled.

【0062】メソフェーズピッチ系炭素繊維の粉末にア
ルゴンガス雰囲気下において3000℃で熱処理を施し
た。この粉末に酸化ホウ素(B23 )粉末を前記粉末
に対して20重量%添加し、アルゴンガス気流中におい
てこれらに2000℃で熱処理を施した。これを更に空
気下において700℃で1時間熱処理を施すことによっ
て繊維状の黒鉛質物粉末を作製した。得られた黒鉛質物
粉末は、ホウ素の含有量が4重量%で、酸素の含有量が
0.3重量%であった。粉末X線回折によるP101 /P
100 の比は、2.1であった。また、粉末X線回折によ
る(002)面の面間隔d002 は0.3360nmであ
った。平均粒径は20μmであった。前記粉末の横断面
をSEM(走査電子顕微鏡)で観察したところ、黒鉛結
晶子の配向は放射状であった。
The mesophase pitch-based carbon fiber powder was heat-treated at 3000 ° C. in an argon gas atmosphere. Boron oxide (B 2 O 3 ) powder was added to this powder in an amount of 20% by weight based on the powder, and the powder was heat-treated at 2000 ° C. in an argon gas stream. This was further heat-treated at 700 ° C. for 1 hour in the air to produce a fibrous graphite powder. The obtained graphite powder had a boron content of 4% by weight and an oxygen content of 0.3% by weight. P 101 / P by powder X-ray diffraction
The ratio of 100 was 2.1. Further, the plane distance d 002 of the (002) plane determined by powder X-ray diffraction was 0.3360 nm. The average particle size was 20 μm. Observation of the cross section of the powder with a scanning electron microscope (SEM) revealed that the orientation of graphite crystallites was radial.

【0063】前記黒鉛質物粉末を100℃に加熱された
3mol/Lの水酸化リチウム水溶液に浸漬し、10時
間攪拌することにより前記黒鉛質物に化学処理及び熱処
理を行い、水洗後、200℃で真空乾燥を行って炭素質
物粉末を作製した。
The graphite material powder is immersed in a 3 mol / L aqueous solution of lithium hydroxide heated to 100 ° C., and stirred for 10 hours to perform chemical treatment and heat treatment on the graphite material. Drying was performed to produce a carbonaceous material powder.

【0064】例3 以下に説明する炭素質物を負極に用いたこと以外は、例
1と同様な構成の円筒形リチウム二次電池を組み立て
た。
Example 3 A cylindrical lithium secondary battery having the same structure as in Example 1 except that a carbonaceous material described below was used for the negative electrode was assembled.

【0065】メソフェーズピッチ系炭素繊維の粉末にア
ルゴンガス雰囲気下において900℃で熱処理を施し
た。この粉末に炭化ホウ素(B4 C)粉末を前記粉末に
対して5重量%添加し、アルゴンガス気流中においてこ
れらに3000℃で熱処理を施した。その後、空気下に
おいて700℃で10時間熱処理を施すことによって繊
維状の黒鉛質物粉末を作製した。得られた黒鉛質物粉末
は、ホウ素の含有量が2重量%で、酸素の含有量が0.
1重量%であった。粉末X線回折によるP101 /P100
の比は、2.2であった。また、粉末X線回折による
(002)面の面間隔d002 は0.3358nmであっ
た。平均粒径は20μmであった。前記粉末の横断面を
SEM(走査電子顕微鏡)で観察したところ、黒鉛結晶
子の配向は放射状であった。
The mesophase pitch-based carbon fiber powder was heat-treated at 900 ° C. in an argon gas atmosphere. Boron carbide (B 4 C) powder was added to this powder in an amount of 5% by weight with respect to the powder, and heat-treated at 3000 ° C. in an argon gas stream. Then, a heat treatment was performed at 700 ° C. for 10 hours in air to produce a fibrous graphite powder. The obtained graphite powder had a boron content of 2% by weight and an oxygen content of 0.1%.
It was 1% by weight. P 101 / P 100 by powder X-ray diffraction
Was 2.2. The plane distance d 002 of the (002) plane determined by powder X-ray diffraction was 0.3358 nm. The average particle size was 20 μm. Observation of the cross section of the powder with a scanning electron microscope (SEM) revealed that the orientation of graphite crystallites was radial.

【0066】前記黒鉛質物粉末を100℃に加熱された
3mol/Lの水酸化リチウム水溶液に浸漬し、3時間
攪拌することにより前記黒鉛質物に化学処理及び熱処理
を行い、250℃で5時間真空加熱を施した。その後、
水洗し、200℃で真空乾燥を行うことにより炭素質物
粉末を作製した。
The graphite material powder is immersed in a 3 mol / L aqueous solution of lithium hydroxide heated to 100 ° C. and stirred for 3 hours to perform a chemical treatment and a heat treatment on the graphite material, and then vacuum heated at 250 ° C. for 5 hours. Was given. afterwards,
After washing with water and vacuum drying at 200 ° C., a carbonaceous material powder was produced.

【0067】例4 以下に説明する炭素質物を負極に用いたこと以外は、例
1と同様な構成の円筒形リチウム二次電池を組み立て
た。
Example 4 A cylindrical lithium secondary battery having the same structure as in Example 1 except that the carbonaceous material described below was used for the negative electrode was assembled.

【0068】ピッチから抽出したメソフェーズ小球体の
粉末に酸化ホウ素(B23 )粉末を前記粉末に対して
15重量%添加し、加圧プレスし、アルゴンガス気流中
においてこれらに2800℃で熱処理を施した後、粉砕
した。これをさらに過硫酸アンモニウムを飽和した1m
ol/L硫酸水溶液中に浸漬し、100時間攪拌後、十
分に水洗し、乾燥することによって粒状の黒鉛質物粉末
を作製した。得られた黒鉛質物粉末は、ホウ素の含有量
が2.5重量%で、酸素の含有量が0.8重量%であっ
た。粉末X線回折によるP101 /P100 の比は、2.5
であった。また、粉末X線回折による(002)面の面
間隔d002 は0.3370nmであった。平均粒径は6
μmであった。前記粉末の断面をSEM(走査電子顕微
鏡)で観察したところ、黒鉛結晶子の配向はなく、等方
性であった。
Boron oxide (B 2 O 3 ) powder was added to the powder of the mesophase small spheres extracted from the pitch at 15% by weight based on the powder, pressed under pressure, and heat-treated at 2800 ° C. in an argon gas stream. And then pulverized. This was further saturated with ammonium persulfate to 1 m
The resultant was immersed in an aqueous ol / L sulfuric acid solution, stirred for 100 hours, sufficiently washed with water, and dried to produce a granular graphite powder. The obtained graphite powder had a boron content of 2.5% by weight and an oxygen content of 0.8% by weight. The ratio of P 101 / P 100 by powder X-ray diffraction is 2.5
Met. Further, the plane distance d 002 of the (002) plane determined by powder X-ray diffraction was 0.3370 nm. Average particle size is 6
μm. Observation of the cross section of the powder with a scanning electron microscope (SEM) revealed that the crystallites were not oriented and were isotropic.

【0069】前記黒鉛質物粉末を100℃に加熱された
3mol/Lの水酸化リチウム水溶液に浸漬し、3時間
攪拌することにより前記黒鉛質物に化学処理及び熱処理
を行い、250℃で5時間真空加熱を施した。その後、
水洗し、200℃で真空乾燥を行うことにより炭素質物
粉末を作製した。
The graphite material powder is immersed in a 3 mol / L aqueous solution of lithium hydroxide heated to 100 ° C., and stirred for 3 hours to perform chemical treatment and heat treatment on the graphite material, and then to vacuum heating at 250 ° C. for 5 hours. Was given. afterwards,
After washing with water and vacuum drying at 200 ° C., a carbonaceous material powder was produced.

【0070】例5 以下に説明する炭素質物を負極に用いたこと以外は、例
1と同様な構成の円筒形リチウム二次電池を組み立て
た。
Example 5 A cylindrical lithium secondary battery having the same structure as in Example 1 except that the carbonaceous material described below was used for the negative electrode was assembled.

【0071】ピッチから抽出したメソフェーズ小球体の
粉末にホウ酸(H3 B03 )粉末を前記粉末に対して5
重量%添加し、加圧プレスし、アルゴンガス気流中にお
いてこれらに3000℃で熱処理を施した後、粉砕し
た。これを更に空気下において700℃で1時間熱処理
を施すことによって粒状の黒鉛質物粉末を作製した。得
られた黒鉛質物粉末は、ホウ素の含有量が1重量%で、
酸素の含有量が0.5重量%であった。粉末X線回折に
よるP101 /P100 の比は、2.1であった。また、粉
末X線回折による(002)面の面間隔d002 は0.3
360nmであった。平均粒径は10μmであった。前
記粉末の断面をSEM(走査電子顕微鏡)で観察したと
ころ、黒鉛結晶子の配向はなく、等方性であった。
[0071] mesophase was extracted from the pitch globules of powder boric acid (H 3 B0 3) 5 powder to the powder
% By weight, press-pressed, heat-treated at 3000 ° C. in an argon gas stream, and then pulverized. This was further subjected to a heat treatment at 700 ° C. for 1 hour under air to produce a granular graphite powder. The obtained graphite powder had a boron content of 1% by weight,
The oxygen content was 0.5% by weight. The ratio of P 101 / P 100 by powder X-ray diffraction was 2.1. The distance d 002 of the (002) plane determined by powder X-ray diffraction was 0.3.
It was 360 nm. The average particle size was 10 μm. Observation of the cross section of the powder with a scanning electron microscope (SEM) revealed that the crystallites were not oriented and were isotropic.

【0072】前記黒鉛質物粉末を100℃に加熱された
3mol/Lの水酸化リチウム水溶液に浸漬し、10時
間攪拌することにより前記黒鉛質物に化学処理及び熱処
理を行い、水洗後、200℃で真空乾燥を行って炭素質
物粉末を作製した。
The graphite material powder is immersed in a 3 mol / L aqueous solution of lithium hydroxide heated to 100 ° C., and stirred for 10 hours to perform chemical treatment and heat treatment on the graphite material. Drying was performed to produce a carbonaceous material powder.

【0073】例6 以下に説明する炭素質物を負極に用いたこと以外は、例
1と同様な構成の円筒形リチウム二次電池を組み立て
た。
Example 6 A cylindrical lithium secondary battery having the same structure as in Example 1 except that the carbonaceous material described below was used for the negative electrode was assembled.

【0074】ホウ素を含有しておらず、酸素の含有量が
0.1重量%の球状の人造黒鉛粉末を用意した。粉末X
線回折によるP101 /P100 の比は、3であった。ま
た、粉末X線回折による(002)面の面間隔d002
0.3354nmであった。平均粒径は20μmであっ
た。前記粉末の断面をSEM(走査電子顕微鏡)で観察
したところ、黒鉛結晶子の配向はなく、等方性であっ
た。
A spherical artificial graphite powder containing no boron and having an oxygen content of 0.1% by weight was prepared. Powder X
The ratio of P 101 / P 100 by line diffraction was 3. The plane distance d 002 of the (002) plane determined by powder X-ray diffraction was 0.3354 nm. The average particle size was 20 μm. Observation of the cross section of the powder with a scanning electron microscope (SEM) revealed that the crystallites were not oriented and were isotropic.

【0075】この人造黒鉛粉末に例1と同様なアルカリ
処理を施すことにより炭素質物粉末を作製した。 例7 以下に説明する炭素質物を負極に用いたこと以外は、例
1と同様な構成の円筒形リチウム二次電池を組み立て
た。
By subjecting this artificial graphite powder to the same alkali treatment as in Example 1, a carbonaceous material powder was produced. Example 7 A cylindrical lithium secondary battery having the same configuration as in Example 1 except that the carbonaceous material described below was used for the negative electrode was assembled.

【0076】メソフェーズピッチ系炭素繊維の粉末にア
ルゴンガス雰囲気下において3000℃で熱処理を施す
ことによって繊維状の炭素質物粉末を作製した。従っ
て、アルカリ処理を施さなかった。得られた炭素質物粉
末は、ホウ素及び酸素を全く含有していなかった。粉末
X線回折によるP101 /P100 の比は、1.8であっ
た。また、粉末X線回折による(002)面の面間隔d
002 は0.3370nmであった。平均粒径は20μm
であった。前記粉末の横断面をSEM(走査電子顕微
鏡)で観察したところ、黒鉛結晶子の配向は放射状であ
った。
The fibrous carbonaceous material powder was prepared by subjecting the mesophase pitch-based carbon fiber powder to heat treatment at 3000 ° C. in an argon gas atmosphere. Therefore, no alkali treatment was performed. The obtained carbonaceous material powder did not contain any boron and oxygen. The ratio of P 101 / P 100 by powder X-ray diffraction was 1.8. Further, the plane distance d of the (002) plane by powder X-ray diffraction
002 was 0.3370 nm. Average particle size is 20 μm
Met. Observation of the cross section of the powder with a scanning electron microscope (SEM) revealed that the orientation of graphite crystallites was radial.

【0077】例8 以下に説明する炭素質物を負極に用いたこと以外は、例
1と同様な構成の円筒形リチウム二次電池を組み立て
た。
Example 8 A cylindrical lithium secondary battery having the same structure as in Example 1 except that the carbonaceous material described below was used for the negative electrode was assembled.

【0078】メソフェーズピッチ系炭素繊維の粉末にア
ルゴンガス雰囲気下において3000℃で熱処理を施し
た。この粉末に酸化ホウ素(B23 )粉末を前記粉末
に対して20重量%添加し、アルゴンガス気流中におい
てこれらに2000℃で熱処理を施した。これをさらに
空気下において700℃で1時間熱処理を施すことによ
って繊維状の炭素質物粉末を作製した。従って、アルカ
リ処理は行わなかった。得られた炭素質物粉末は、ホウ
素の含有量が4重量%で、酸素の含有量が0.3重量%
であった。粉末X線回折によるP101 /P100 の比は、
2.1であった。また、粉末X線回折による(002)
面の面間隔d002 は0.3354nmであった。平均粒
径は20μmであった。前記粉末の横断面をSEM(走
査電子顕微鏡)で観察したところ、黒鉛結晶子の配向は
放射状であった。
The mesophase pitch-based carbon fiber powder was heat-treated at 3000 ° C. in an argon gas atmosphere. Boron oxide (B 2 O 3 ) powder was added to this powder in an amount of 20% by weight based on the powder, and the powder was heat-treated at 2000 ° C. in an argon gas stream. This was further heat-treated at 700 ° C. for 1 hour in air to produce a fibrous carbonaceous material powder. Therefore, no alkali treatment was performed. The obtained carbonaceous material powder has a boron content of 4% by weight and an oxygen content of 0.3% by weight.
Met. The ratio of P 101 / P 100 by powder X-ray diffraction is
2.1. Further, (002) by powder X-ray diffraction
The interplanar spacing d 002 was 0.3354 nm. The average particle size was 20 μm. Observation of the cross section of the powder with a scanning electron microscope (SEM) revealed that the orientation of graphite crystallites was radial.

【0079】得られた例1〜8の二次電池について、充
電電流1.5Aで4.2Vまで2時間急速充電した後、
2.7Vまで1.5Aで放電する急速充放電サイクル試
験を20℃の環境下で行った。このサイクル試験につい
て、1サイクル目の放電容量および300サイクル時に
おける容量維持率(1サイクル目の放電容量に対する)
を測定し、その結果を下記表1に示す。
The obtained secondary batteries of Examples 1 to 8 were rapidly charged to 4.2 V at a charging current of 1.5 A for 2 hours.
A rapid charge / discharge cycle test of discharging at 1.5 A to 2.7 V was performed in an environment of 20 ° C. Regarding this cycle test, the discharge capacity at the first cycle and the capacity retention rate at 300 cycles (relative to the discharge capacity at the first cycle)
Was measured, and the results are shown in Table 1 below.

【0080】[0080]

【表1】 [Table 1]

【0081】表1から明らかなように、アルカリ金属イ
オンを含むアルカリ性溶液で処理が施され、ホウ素の含
有量が0.1〜5重量%で、酸素の含有量が0.05〜
1重量%である炭素質物を含む負極を備えた例1〜5の
二次電池は、20℃(常温)で急速充電を行った際の初
期容量及び容量維持率を向上できることがわかる。
As is apparent from Table 1, the treatment was performed with an alkaline solution containing an alkali metal ion, and the content of boron was 0.1 to 5% by weight and the content of oxygen was 0.05 to 5%.
It can be seen that the secondary batteries of Examples 1 to 5 provided with the negative electrode containing 1% by weight of the carbonaceous material can improve the initial capacity and the capacity retention when the battery is rapidly charged at 20 ° C. (normal temperature).

【0082】これに対し、前述したアルカリ処理が施さ
れているものの、ホウ素を含有していない炭素質物を含
む負極を備えた例6の二次電池と、ホウ素及び酸素を含
有しているものの、アルカリ処理が施されていない炭素
質物を含む負極を備えた例8の二次電池は、20℃で急
速充電を行った際の初期容量及び容量維持率が例1〜5
に比べて低いことがわかる。また、ホウ素及び酸素を含
まず、しかもアルカリ処理が施されていない炭素質物を
含む負極を備えた例7の二次電池は、初期容量が例1〜
5に比べて低いことがわかる。
On the other hand, the secondary battery of Example 6 provided with the negative electrode containing the carbonaceous material not containing boron, which has been subjected to the above-described alkali treatment, and the secondary battery containing boron and oxygen, The secondary battery of Example 8 provided with the negative electrode containing the carbonaceous material that had not been subjected to the alkali treatment had an initial capacity and a capacity retention rate when rapidly charged at 20 ° C. of Examples 1 to 5.
It turns out that it is low compared with. Further, the secondary battery of Example 7 including a negative electrode containing a carbonaceous material that did not contain boron and oxygen and was not subjected to an alkali treatment had an initial capacity of Examples 1 to 5.
It turns out that it is low compared with 5.

【0083】また、0℃の低温サイクル評価においても
例1〜5の二次電池は、例6〜8に比べて高容量で、容
量維持率が高いことがわかった。 例9 以下に説明する炭素質物を負極に用いたこと以外は、例
1と同様な構成の円筒形リチウム二次電池を組み立て
た。
Also, in the low-temperature cycle evaluation at 0 ° C., it was found that the secondary batteries of Examples 1 to 5 had higher capacities and a higher capacity retention ratio than Examples 6 to 8. Example 9 A cylindrical lithium secondary battery having the same configuration as that of Example 1 except that the carbonaceous material described below was used for the negative electrode was assembled.

【0084】ピッチから抽出したメソフェーズ小球体の
粉末に酸化ホウ素(B23 )粉末を前記粉末に対して
10重量%添加し、加圧プレスし、アルゴンガス気流中
においてこれらに2100℃で熱処理を施した後、粉砕
することによって粒状の黒鉛質物粉末を作製した。得ら
れた黒鉛質物粉末は、ホウ素の含有量が2重量%で、酸
素の含有量が0.1重量%であった。粉末X線回折によ
るP101 /P100 の比は、0.5であった。また、粉末
X線回折による(002)面の面間隔d002 は0.34
50nmであった。平均粒径は10μmであった。前記
粉末の断面をSEM(走査電子顕微鏡)で観察したとこ
ろ、黒鉛結晶子の配向はなく、等方性であった。
Boron oxide (B 2 O 3 ) powder was added to the powder of the mesophase small spheres extracted from the pitch at 10% by weight based on the powder, press-pressed, and heat-treated at 2100 ° C. in an argon gas stream. And then pulverized to produce a granular graphite powder. The obtained graphite powder had a boron content of 2% by weight and an oxygen content of 0.1% by weight. The ratio of P 101 / P 100 by powder X-ray diffraction was 0.5. The distance d 002 of the (002) plane determined by powder X-ray diffraction was 0.34.
It was 50 nm. The average particle size was 10 μm. Observation of the cross section of the powder with a scanning electron microscope (SEM) revealed that the crystallites were not oriented and were isotropic.

【0085】前記黒鉛質物粉末を100℃に加熱された
3mol/Lの水酸化リチウム水溶液に浸漬し、3時間
攪拌することにより前記黒鉛質物に化学処理及び熱処理
を行い、250℃で5時間真空加熱を施した。その後、
水洗し、200℃で真空乾燥を行うことにより炭素質物
粉末を作製した。
The graphite material powder is immersed in a 3 mol / L aqueous solution of lithium hydroxide heated to 100 ° C. and stirred for 3 hours to perform a chemical treatment and a heat treatment on the graphite material, and then vacuum heated at 250 ° C. for 5 hours. Was given. afterwards,
After washing with water and vacuum drying at 200 ° C., a carbonaceous material powder was produced.

【0086】得られた例9の二次電池について、前述し
たのと同様にして初期容量及び容量維持率を測定したと
ころ、初期容量が1350mAhで、容量維持率が70
%であった。
When the initial capacity and the capacity retention of the obtained secondary battery of Example 9 were measured in the same manner as described above, the initial capacity was 1350 mAh and the capacity retention was 70%.
%Met.

【0087】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。
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.

【0088】[0088]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
急速充放電を施した際にも高い放電容量と長寿命を維持
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 in detail above, according to the present invention,
It is possible to provide a lithium secondary battery capable of maintaining a high discharge capacity and a long life even when rapid charging and discharging are performed.

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

【図1】本発明に係わるリチウム二次電池の一例を示す
部分断面図。
FIG. 1 is a partial sectional view showing an example of a lithium secondary battery according to the present invention.

【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 (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ金属イオンを含むアルカリ性溶
液で処理が施されており、0.1〜5重量%のホウ素及
び0.05〜1重量%の酸素を含有し、リチウムイオン
を吸蔵・放出する炭素質物を含む負極を具備したことを
特徴とするリチウム二次電池。
1. A treatment with an alkaline solution containing an alkali metal ion, containing 0.1 to 5% by weight of boron and 0.05 to 1% by weight of oxygen, and storing and releasing lithium ions. A lithium secondary battery comprising a negative electrode containing a carbonaceous material.
【請求項2】 前記アルカリ性溶液の温度は、60℃以
上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 lithium secondary battery according to claim 1, wherein the temperature of the alkaline solution is 60 ° C. or higher.
【請求項3】 前記炭素質物は、黒鉛構造の(002)
面の面間隔(d002)が0.344nm以下であること
を特徴とする請求項1記載のリチウム二次電池。
3. The carbonaceous material has a graphite structure (002).
2. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the plane spacing (d 002 ) is 0.344 nm or less.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001106518A (en) * 1999-10-04 2001-04-17 Sumitomo Metal Ind Ltd Graphite powder including boron, its producing method and usage thereof
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