JPWO2015059892A1 - 非水電解質二次電池負極用炭素質材料 - Google Patents
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Abstract
Description
粒子状の炭素質材料であって、
BET比表面積が1m2/g以上20m2/g未満であり、
前記炭素質材料を構成する炭素質粒子が、コア部と前記コア部を囲むスキン部とを有し、
前記コア部は、植物由来の炭素質原料の焼成物を含み、
前記スキン部は、前記コア部を構成する材料よりも電子ビームの照射を受けたときの電子放出特性が高い材料により構成されている、
非水電解質二次電池負極用炭素質材料、を提供する。
ココヤシ由来のヤシ殻チャーを塩化水素気流中980℃で脱灰処理を実施することにより、ココヤシ由来の炭素質原料を得た。次いで、ジェットミルを用いて炭素質原料の粉砕処理を実施した。粉砕した炭素質原料の平均粒子径を、湿式フロー式粒子形状分析装置(シスメックス社製「FPIA−3000」)を用いて測定したところ、10.2μmであった。さらに、炭素質原料と有機質材料とした平均粒径0.3mmのポリスチレン粒子とを混合し、窒素雰囲気下1270℃で10分間焼成し、粒子状の炭素質材料を得た。炭素質原料と有機質材料との混合比は質量基準で10:1とした。粒子状の炭素質材料の平均粒子径は、上記装置を用いた測定によると、10.5μmであった。
脱灰処理温度を870℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、粒子状の炭素質材料を得た。この炭素質材料について実施例1と同様の各測定を実施した。SEMを用いた断面観察により、炭素質粒子にはコア部とスキン部とが確認された。
有機質材料として平均粒子径1mmの石油系ピッチを用い、炭素質原料と有機質材料との混合比を質量基準で7:3とし、焼成後の炭素質材料からピッチ焼成物を篩分けにより除去した以外は、実施例1と同様にして、粒子状の炭素質材料を得た。この炭素質材料について実施例1と同様の各測定を実施した。SEMを用いた断面観察により、炭素質粒子にはコア部とスキン部とが確認された。
パームヤシの椰子殻を500℃の窒素雰囲気下で60分間炭化して椰子殼チャーを得た。希塩酸を用いて椰子殼チャーを脱灰処理し、さらに乾燥させ、その後、980℃の窒素雰囲気下で熱処理することにより、パームヤシ由来の炭素質原料を得た。その後は、実施例1と同様にして、粒子状の炭素質材料を得た。この炭素質材料について実施例1と同様の各測定を実施した。SEMを用いた断面観察により、炭素質粒子にはコア部とスキン部とが確認された。
有機質材料を添加することなくココヤシ由来の炭素質原料を窒素雰囲気下で焼成して粒子状の炭素質材料を得たことを除いては、実施例1と同様にして、粒子状の炭素質材料を得た。この炭素質材料について実施例1と同様の各測定を実施した。
有機質材料とココヤシ由来の870℃で脱灰された炭素質原料を800℃の窒素雰囲気下で焼成して粒子状の炭素質材料を得たことを除いては、実施例1と同様にして、粒子状の炭素質材料を得た。この炭素質材料について実施例1と同様の各測定を実施した。
Claims (11)
- 粒子状の炭素質材料であって、
BET比表面積が1m2/g以上20m2/g未満であり、
前記炭素質材料を構成する炭素質粒子が、コア部と前記コア部を囲むスキン部とを有し、
前記コア部は、植物由来の炭素質原料の焼成物を含み、
前記スキン部は、前記コア部を構成する材料よりも電子ビームの照射を受けたときの電子放出特性が高い材料により構成されている、
非水電解質二次電池負極用炭素質材料。 - 走査型電子顕微鏡を用いて前記炭素質粒子の断面を観察したときに、前記スキン部が、前記コア部より明るい表層部として識別できる、
請求項1に記載の非水電解質二次電池負極用炭素質材料。 - 走査型電子顕微鏡を用いて前記炭素質粒子の断面を観察したときに、前記スキン部が、厚さが100nm以上の表層部として観察される、
請求項2に記載の非水電解質二次電池負極用炭素質材料。 - 前記炭素質材料を140℃、133.3Paの条件で2時間乾燥させて得た炭素質材料αの吸湿量Xを、前記炭素質材料αをさらに30℃、相対湿度60%の条件で2時間放置して得た炭素質材料βの吸湿量Yから差し引いた差分(吸湿量Y−吸湿量X)が30000ppm以下である、請求項1に記載の非水電解質二次電池負極用炭素質材料。
ただし、前記吸湿量Xおよび前記吸湿量Yは、測定対象とする前記炭素質材料αまたは前記炭素質材料βを250℃に加熱したときに放出される水分の質量をカールフィッシャー滴定法により測定し、前記質量を測定対象とする前記炭素質材料αまたは前記炭素質材料βの質量により除して定められる値である。 - 前記炭素質材料βを140℃、133.3Paの条件で2時間乾燥させて得た炭素質材料γの吸湿量Zが700ppm以下である、請求項4に記載の非水電解質二次電池負極用炭素質材料。
ただし、前記吸湿量Zは、測定対象とする前記炭素質材料γを250℃に加熱したときに放出される水分の質量をカールフィッシャー滴定法により測定し、前記質量を測定対象とする前記炭素質材料γの質量により除して定められる値である。 - 平均粒子径が1μm〜20μmの範囲にある、請求項1に記載の非水電解質二次電池負極用炭素質材料。
- 前記植物由来の炭素質原料が、ココヤシおよび/またはパームヤシから得られた炭素質原料である請求項1に記載の非水電解質二次電池負極用炭素質材料。
- 前記粒子状の炭素質材料が、
有機質材料と粒子状の植物由来の炭素質原料とを非酸化性雰囲気において1150℃〜1300℃で焼成することにより、前記コア部の表面に前記スキン部を形成することにより得られたものである、
請求項1に記載の非水電解質二次電池負極用炭素質材料。 - 前記炭素質原料の平均粒子径Aに対する前記炭素質材料の平均粒子径Bの比B/Aが1〜1.1となるように前記スキン部を形成するものである、
請求項8に記載の非水電解質二次電池負極用炭素質材料。 - 請求項1に記載の炭素質材料を含む非水電解質二次電池負極電極。
- 請求項10記載の負極電極を含む非水電解質二次電池。
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