JPWO2015147012A1 - リチウムイオン二次電池用負極材、リチウムイオン二次電池用負極材の製造方法、リチウムイオン二次電池用負極材スラリー、リチウムイオン二次電池用負極、及びリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
<1>配向面が非平行となるように集合又は結合している複数の扁平状の黒鉛粒子と、球状の黒鉛粒子とを含む複合粒子を含み、ラマン測定のR値が0.03以上0.10以下であり、水銀圧入法にて得られる細孔直径が0.1μm以上8μm以下の範囲における細孔容積が0.2mL/g以上1.0mL/g以下であるリチウムイオン二次電池用負極材。
本発明のリチウムイオン二次電池用負極材は配向面が非平行となるように集合又は結合している複数の扁平状の黒鉛粒子と、球状の黒鉛粒子とを含む複合粒子を含み、ラマン測定のR値が0.03以上0.10以下であり、水銀圧入法にて得られる細孔直径が0.1μm以上8μm以下の範囲における細孔容積が0.2mL/g以上1.0mL/g以下である。
前記複合粒子は、配向面が非平行となるように集合又は結合している複数の扁平状の黒鉛粒子と、球状の黒鉛粒子とを含むものであれば特に限定されない。例えば、複数の扁平状の黒鉛粒子が、配向面が非平行となるように集合又は結合しており、かつ球状の黒鉛粒子の表面の少なくとも一部に結合していてもよい。より具体的には、前記扁平状の黒鉛粒子が前記球状の黒鉛粒子の表面の少なくとも一部にバインダーに由来する炭素質物を介して結合していてもよい。前記複合粒子が形成されているか否かは、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察によって確認することができる。
前記リチウムイオン二次電池用負極材の平均粒径(メディアン径)は特に制限されない。配向性への影響と電解液の浸透性の観点からは、10μm〜30μmであってもよく、15μm〜25μmであってもよい。前記平均粒径は、レーザー回折粒度分布装置により測定することができ、体積基準の粒度分布において小径側からの積算が50%となるときの粒径(D50)である。前記リチウムイオン二次電池用負極材の平均粒径は、複合粒子及び複合粒子を形成していない黒鉛粒子を含めた平均値である。
なお、平均粒径はレーザー回折粒度分布測定装置(SALD−3000J、株式会社島津製作所製)を用い、以下の条件で測定することができる。
吸光度:0.05〜0.20
ソニケーション:1〜3分
上記試料電極は、例えば、リチウムイオン二次電池用負極材98質量部、バインダーとしてのスチレンブタジエン樹脂1質量部、及び増粘材としてのカルボキシメチルセルロース1質量部の混合物を固形分として、該混合物の25℃における粘度が1500〜2500mPa・sとなるように水を添加して分散液を作製し、前記分散液を厚さが10μmの銅箔上に70μm程度の厚み(塗工時)になるように塗工後、120℃で1時間乾燥させることによって作製することができる。
前記複合粒子は、配向面が非平行となるように集合又は結合している複数の扁平状の黒鉛粒子を含む。
扁平状の黒鉛粒子の個々の大きさとしては、集合又は結合のし易さの観点から、平均粒径D50が50μm以下であってもよく、25μm以下であってもよい。前記平均粒径D50は、1μm以上であってもよい。前記平均粒径D50は、レーザー回折粒度分布装置により測定することができ、体積基準の粒度分布において小径側からの積算が50%となるときの粒径である。
前記複合粒子は球状の黒鉛粒子を含む。高密度である球状の黒鉛粒子を含むことにより、前記扁平状の黒鉛粒子のみを含む場合よりも負極材の密度を高くすることができ、高密度化処理の際に加える圧力を低減することができる。その結果、前記扁平状の黒鉛粒子が集電体に平行な方向に配向してリチウムイオンの移動を妨げる現象を抑制することができる。
前記球状の黒鉛粒子の円形度は0.80以上であってもよく、0.85以上であってもよい。前記球状の黒鉛粒子の中には前記リチウムイオン二次電池用負極材の製造過程で機械的力によって変形するものが存在する。しかし、前記リチウムイオン二次電池用負極材に含まれる球状の黒鉛粒子の全体としての円形度は高い方が負極材としての配向性が低くなり、電極としての特性が向上する。前記リチウムイオン二次電池用負極材に含まれる球状の黒鉛粒子の円形度を高くするための方法としては、円形度が高い球状の黒鉛粒子を原料として使用することが挙げられる。前記円形度は、前記複合粒子に含まれる球状の黒鉛粒子の部分について測定する。
円形度=(相当円の周囲長)/(球状の黒鉛粒子の断面像の周囲長)
ここで「相当円」とは、球状の黒鉛粒子の断面像と同じ面積を持つ円である。球状の黒鉛粒子の断面像の周囲長とは、撮像した球状の黒鉛粒子の断面像の輪郭線の長さである。本発明における円形度は、走査型電子顕微鏡で球状の黒鉛粒子の断面を倍率1000倍に拡大し、任意に10個の球状の黒鉛粒子を選択し、上記方法にて個々の球状の黒鉛粒子の円形度を測定し、その平均をとった値である。
前記リチウムイオン二次電池用負極材は、ラマン測定のR値が0.03以上0.10以下である。前記R値は0.04以上0.10以下であってもよく、0.05以上0.10以下であってもよい。R値が0.10を上回ると、電解液の分解反応量が増大することによるリチウムイオン二次電池のガス膨れが発生する場合や、初回効率が低下する場合がある。その結果、高密度対応電極への適用が実質的に困難になる場合がある。R値が0.03未満であると、リチウムイオンが挿入脱離するための黒鉛格子欠陥が少なすぎて充放電の負荷特性が低下する場合がある。
アルゴンレーザー光の波長:532nm
波数分解能:2.56cm−1
測定範囲:1180cm−1〜1730cm−1
ピークリサーチ:バックグラウンド除去
前記リチウムイオン二次電池用負極材は、水銀圧入法にて得られる細孔直径が0.1μm以上8μm以下の範囲における細孔容積が0.2mL/g以上1.0mL/g以下である。前記細孔容積が0.2mL/g未満であると、リチウムイオン二次電池としたときにリチウムイオンの移動媒体となる電解液量が少なすぎて高速充放電特性が低下する傾向にある。また前記細孔容積が1.0mL/gmを上回ると、有機接着剤、増粘剤等の添加剤の吸油能が高まり、ペースト粘度の異状、集電体接着力不足等による生産性の低下が生じる傾向にある。
水銀圧入法は「細孔分布測定装置 オートポア 9520型、株式会社島津製作所製」を用いる。水銀パラメータは、水銀接触角130.0°、水銀表面張力485.0mN/m(485.0dynes/cm)に設定する。試料(約0.3g)を標準用セルに採り、初期圧9kPa(約1.3psia、細孔直径約140μm相当)の条件で測定する。得られた細孔分布から0.1μm以上8μm以下の範囲における細孔体積の容量を算出する。
前記リチウムイオン二次電池用負極材は、BET法にて測定される比表面積が1.5m2/g以上6.0m2/g以下であってもよく、2.5m2/g以上5.0m2/g以下であってもよい。
前記比表面積は電解液との界面の面積を示す指標である。すなわち、比表面積の値が6.0m2/g以下であると、前記リチウムイオン二次電池用負極材と電解液との界面の面積が大きすぎず、電解液の分解反応の反応場の増加が抑制されてガス発生が抑制され、且つ、初回充放電効率が良好となる場合がある。また、比表面積の値が1.5m2/g以上であると、単位面積あたりにかかる電流密度が急上昇せず、負荷が抑制されるため、充放電効率、充電受入性、急速充放電特性等が良好となる傾向にある。
前記リチウムイオン二次電池用負極材は、飽和タップ密度が0.8g/cm3以上1.2g/cm3以下であってもよく、0.9g/cm3以上1.1g/cm3以下であってもよい。
前記リチウムイオン二次電池用負極材は、CuKα線によるX線回折パターンにおける、六方晶構造の(101)面の回折ピーク(P1)と菱面体晶構造の(101)面の回折ピーク(P2)との強度比(P2/P1)が0.35以下であってもよく、0.30以下であってもよい。前記ピーク強度比(P2/P1)が0.35以下であると、前記リチウムイオン二次電池用負極材の黒鉛化の程度がより高く、充放電容量が高くなる傾向がある。
前記菱面体構造ピーク強度比は、黒鉛化度を調整(例えば、熱処理温度の調整)することにより上記範囲とすることができる。
前記リチウムイオン二次電池用負極材の製造方法は、(a)黒鉛化可能な骨材又は黒鉛、黒鉛化可能なバインダー、黒鉛化触媒及び球状の黒鉛粒子を含む混合物を得る工程と、(b)前記混合物を焼成する工程と、を含む。
前記黒鉛化可能な骨材としては、フルードコークス、ニードルコークス、モザイクコークス等のコークスを挙げることができる。また、天然黒鉛、人造黒鉛等の既に黒鉛である骨材を使用してもよい。前記黒鉛化可能な骨材は粉末状であれば特に制限はない。中でも、ニードルコークス等の黒鉛化しやすいコークス粉末であってもよい。前記黒鉛は粉末であれば特に制限はない。前記黒鉛化可能な骨材又は黒鉛の粒径は、前記扁平状の黒鉛粒子の粒径より小さいことが好ましい。
前記球状の黒鉛粒子としては、球状人造黒鉛、球状天然黒鉛が挙げられる。
前記黒鉛化可能なバインダーとしては、石炭系、石油系、人造等のピッチ及びタール、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などが挙げられる。
前記黒鉛化触媒としては、ケイ素、鉄、ニッケル、チタン、ホウ素等の黒鉛化触媒作用を有する物質、これらの物質の炭化物、酸化物及び窒化物などが挙げられる。
本発明のリチウムイオン二次電池用負極活物質は、前記リチウムイオン二次電池用負極に含まれる黒鉛粒子とは形状又は物性の少なくとも一方が異なる炭素質粒子又は吸蔵金属粒子を含む。前記リチウムイオン二次電池用負極活物質は、好ましくは天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質被覆黒鉛、樹脂被覆黒鉛、非晶質炭素、及び吸蔵金属粒子よりからなる群から選ばれる何れか1つ以上のリチウムイオン吸蔵性構造物を更に含有する。
本発明のリチウムイオン二次電池用負極材スラリーは、前記リチウムイオン二次電池用負極材、又は前記リチウムイオン二次電池用負極材の製造方法により製造されたリチウムイオン二次電池用負極材と、有機結着材と、溶剤とを含む。
本発明のリチウムイオン二次電池用負極は集電体と、集電体上に形成された前記リチウムイオン二次電池用負極材を含む負極材層と、を有する。
本発明のリチウムイオン二次電池は、正極と、電解質と、前記リチウムイオン二次電池用負極とを有する。前記リチウムイオン二次電池は、例えば、前記負極と前記正極とがセパレータを介して対向するように配置され、電解質を含む電解液が注入された構成とすることができる。
(1)平均粒径が10μmのコークス粉末50質量部、タールピッチ20質量部、炭化ケイ素20質量部、及び平均粒径が20μmの球状天然黒鉛(円形度0.92)10質量部を混合し、100℃で1時間撹拌し、混合物を得た。次いで、この混合物を25μmに粉砕し、得られた粉砕粉を金型に入れて直方体に成形した。得られた直方体を窒素雰囲気中で1000℃で熱処理した後、2800℃で焼成して黒鉛化可能な成分を黒鉛化した。得られた黒鉛成形体を粉砕し、黒鉛粉末(リチウムイオン二次電池用負極材)を得た。
上記で得られた黒鉛粉末の平均粒度、R値、細孔容積、比表面積、飽和タップ密度、及び菱面体構造ピーク強度比を測定した。結果を表1に示す。測定はそれぞれ前記した方法により行った。
CuKα線をX線源とするX線回折装置により、試料電極の表面を測定することにより求めた。具体的には、試料電極の表面のX線回折パターンを測定し、回折角2θ=26〜27度付近に検出される炭素(002)面回折ピークと、回折角2θ=70〜80度付近に検出される炭素(110)面回折ピークとの強度から下記式(1)により求めた。
(002)面回折ピーク強度/(110)面回折ピーク強度 ・・・・式(1)
オートグラフ(株式会社島津製作所製)により、活物質表面に粘着テープを貼り付け、電極面に対し垂直に引くことにより、集電体(銅箔)と活物質界面の剥離強度を測定した。
上記リチウムイオン二次電池の充電容量、放電容量、効率、急速放電維持率及び低温充電維持率をそれぞれ下記に示す方法で測定した。測定結果を表1に示す。
充放電容量(初回充放電容量)の測定は、試料重量:15.4mg、電極面積:1.54cm2、測定温度:25℃、電極密度:1700kg/m3、充電条件:定電流充電0.434mA、定電圧充電0V(Li/Li+)、カット電流0.043mA、放電条件:定電流放電0.434mA、カット電圧1.5V(Li/Li+)の条件で行った。
放電容量の測定は、上記充電条件及び放電条件により行った。
効率は、測定された充電容量の値に対する放電容量の値の割合(%)とした。
上記で作製したコインセルを用い、25℃の恒温槽の中で下記(1)〜(5)の手順で急速放電維持率を測定した。
(1)0.434mAの定電流で0V(Vvs.Li/Li+)まで充電し、次いで0Vの定電圧で電流が0.043mAになるまで充電し、30分休止し、充電容量を測定した。
(2)0.434mAの定電流で1.5V(Vvs.Li/Li+)まで放電し、30分休止する1サイクル試験を行い、放電容量を測定した。
(3)2サイクル目は、(1)及び(2)の充電、放電を繰り返し行い、充電容量、放電容量を測定した。
(4)3サイクル目以後は、充電条件は(1)と同じ条件とし、放電条件は(2)の定電流値を4.34mA(3サイクル目) 、6.51mA(4サイクル目)、8.68mA(5サイクル目)、10.85mA(6サイクル目)、13.02mA(2.4C)(7サイクル目)で測定した。
(5)急速放電維持率の測定は3から7サイクルで測定された放電容量について、各放電容量を2サイクル目の放電容量で除して維持率(%)を算出した。
上記で作製したコインセルを用い、下記(6)〜(8)の手順で低温充電維持率を測定した。
(6)25℃の恒温槽の中で、上記の(1)(2)(3)の手順にて充放電を行い、充電容量を測定した。
(7)(6)の放電休止終了後、恒温槽内の温度が0℃になった後、0℃を維持して上記(1)で充電して、充電容量を測定した。
(8)低温充電維持率の測定は、(6)の0℃で0.434mAの定電流で0V(Vvs.Li/Li+)に到達した時の充電容量について、(3)の25℃で0.434mAの定電流で0V(Vvs.Li/Li+)に到達した時の充電容量で除して維持率(%)を算出した。
実施例1で得られた黒鉛粉末をゴム製容器に充填し、密封したのち、前記ゴム製容器に対してプレス機で圧力9800N/cm2(1000kgf/cm2)で等方性加圧処理を行った。次いで黒鉛粉末をカッターミルで解砕して篩で製粒し、実施例2の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ及び炭化ケイ素を混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、球状天然黒鉛を前記粉砕粉と混合した以外は実施例2と同様にして、実施例3の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ及び球状天然黒鉛を混合、攪拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、炭化ケイ素を前記粉砕粉と混合した以外は実施例2と同様にして、実施例4の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末及びタールピッチを混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、炭化ケイ素及び球状天然黒鉛を前記粉砕粉と混合した以外は実施例2と同様にして、実施例5の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ、炭化ケイ素及び球状天然黒鉛の量をそれぞれ43質量部、18.5質量部、18.5質量部及び20質量部に変更した以外は実施例2と同様にして、実施例6の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ及び炭化ケイ素を混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、球状天然黒鉛を前記粉砕粉と混合した以外は実施例6と同様にして、実施例7の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ及び球状天然黒鉛を混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、炭化ケイ素を前記粉砕粉と混合した以外は実施例6と同様にして、実施例8の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末及びタールピッチを混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、炭化ケイ素及び球状天然黒鉛を前記粉砕粉と混合した以外は実施例6と同様にして、実施例9の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ、炭化ケイ素及び球状天然黒鉛の量をそれぞれ41質量部、16質量部、16質量部及び27質量部に変更した以外は実施例2と同様にして、実施例10の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ及び炭化ケイ素を混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、球状天然黒鉛を前記粉砕粉と混合した以外は実施例10と同様にして、実施例11の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ及び球状天然黒鉛を混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、炭化ケイ素を前記粉砕粉と混合した以外は実施例10と同様にして、実施例12の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末及びタールピッチを混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、炭化ケイ素及び球状天然黒鉛を前記粉砕粉と混合した以外は実施例10と同様にして、実施例13の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ、炭化ケイ素及び球状天然黒鉛の量をそれぞれ29質量部、11質量部、5質量部及び55質量部に変更した以外は実施例2と同様にして、実施例14の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ及び炭化ケイ素を混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、球状天然黒鉛を前記粉砕粉と混合した以外は実施例14と同様にして、実施例15の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末、タールピッチ及び球状天然黒鉛を混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、炭化ケイ素を前記粉砕粉と混合した以外は実施例14と同様にして、実施例16の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末及びタールピッチを混合、撹拌及び粉砕し、粉砕粉を得た後に、炭化ケイ素及び球状天然黒鉛を前記粉砕粉と混合した以外は実施例14と同様にして、実施例17の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
実施例9で用いたコークス粉末の代わりにコークス粉末よりも結晶度の低いモザイクコークスを同量使用した以外は実施例9と同様にして、実施例18の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
コークス粉末100質量部、タールピッチ40質量部及び炭化ケイ素25質量部を、250℃で加熱混合し、得られた混合物を粉砕し、次いでペレット状に加圧成形し、これを窒素中で900℃で焼成し、黒鉛化炉を用いて3000℃で黒鉛化した。得られた黒鉛化物をハンマーミルを用いて粉砕し、篩分けして平均粒径21μmの黒鉛粉末を得た。
実施例9で用いた球状天然黒鉛の代わりに平均粒子径22μmの球状人造黒鉛(円形度0.78)を同量使用した以外は実施例9と同様にして、実施例19の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
実施例9で用いた球状天然黒鉛の代わりに平均粒子径23μmの球状天然黒鉛(円形度0.95)を同量使用した以外は実施例9と同様にして、実施例20の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
実施例9で用いた球状天然黒鉛の代わりに平均粒子径10μmの球状天然黒鉛(円形度0.90)を同量使用した以外は実施例9と同様にして、実施例21の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
実施例9に記載の球状天然黒鉛の代わりに平均粒径25μmの鱗片状天然黒鉛を同量使用した以外は実施例9と同様にして、比較例2の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
実施例9に記載の球状天然黒鉛の代わりに篩で20μmに調整した鱗片状天然黒鉛を同量使用した以外は実施例9と同様にして、比較例3の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
実施例1で使用した球状天然黒鉛のみを黒鉛るつぼに充填し、窒素雰囲気下で2800℃で焼成して比較例4の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
実施例1においてコークス粉末を使用しなかった以外は実施例1と同様にして比較例5の黒鉛粉末を得た。
実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池を作製し、実施例1と同様にして測定を行った。結果を表1に示す。
また、表1に示されるように、実施例で作製したリチウムイオン二次電池用負極材は比較例で作製したリチウムイオン二次電池用負極材より急速放電維持率(負荷特性)に優れていた。
Claims (10)
- 配向面が非平行となるように集合又は結合している複数の扁平状の黒鉛粒子と、球状の黒鉛粒子とを含む複合粒子を含み、ラマン測定のR値が0.03以上0.10以下であり、水銀圧入法にて得られる細孔直径が0.1μm以上8μm以下の範囲における細孔容積が0.2mL/g以上1.0mL/g以下であるリチウムイオン二次電池用負極材。
- BET法にて測定される比表面積が1.5m2/g以上6.0m2/g以下である請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用負極材。
- 飽和タップ密度が0.8g/cm3以上1.2g/cm3以下である請求項1又は請求項2に記載のリチウムイオン二次電池用負極材。
- CuKα線によるX線回折パターンにおける、六方晶構造の(101)面の回折ピーク(P1)と菱面体晶構造の(101)面の回折ピーク(P2)との強度比(P2/P1)が0.35以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用負極材。
- 前記球状の黒鉛粒子の円形度が0.8以上である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用負極材。
- (a)黒鉛化可能な骨材又は黒鉛、黒鉛化可能なバインダー、黒鉛化触媒及び球状の黒鉛粒子を含む混合物を得る工程と、(b)前記混合物を焼成する工程と、を含む請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用負極材の製造方法。
- 前記工程(a)と前記工程(b)との間に、(c)前記混合物を成形する工程及び(d)前記混合物を熱処理する工程からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用負極材の製造方法。
- 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用負極材、又は請求項6もしくは請求項7に記載のリチウムイオン二次電池用負極材の製造方法により製造されたリチウムイオン二次電池用負極材と、有機結着材と、溶剤とを含むリチウムイオン二次電池用負極材スラリー。
- 集電体と、集電体上に形成された請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用負極材を含む負極材層と、を有するリチウムイオン二次電池用負極。
- 正極と、電解質と、請求項9に記載のリチウムイオン二次電池用負極とを有するリチウムイオン二次電池。
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