KR100345297B1 - Method for producing particulate carbon - Google Patents

Method for producing particulate carbon Download PDF

Info

Publication number
KR100345297B1
KR100345297B1 KR1019980054700A KR19980054700A KR100345297B1 KR 100345297 B1 KR100345297 B1 KR 100345297B1 KR 1019980054700 A KR1019980054700 A KR 1019980054700A KR 19980054700 A KR19980054700 A KR 19980054700A KR 100345297 B1 KR100345297 B1 KR 100345297B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat treatment
carbon body
carbon
thermosetting resin
particulate carbon
Prior art date
Application number
KR1019980054700A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20000039381A (en
Inventor
박양덕
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1019980054700A priority Critical patent/KR100345297B1/en
Publication of KR20000039381A publication Critical patent/KR20000039381A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100345297B1 publication Critical patent/KR100345297B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96Carbon-based electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

본 발명은 입자상 탄소체의 제조방법에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 등방성 피치와 열경화성 수지로 구성된 주원료를 저온에서 2차의 열처리를 행하여 결정화도를 증대시킴으로써, 결정자의 면간격이 좁은 범위를 갖는 탄소입자를 고수율로 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 있다.The present invention relates to a method for producing a particulate carbon body, the object of which is to increase the degree of crystallinity by performing a secondary heat treatment of the main raw material composed of an isotropic pitch and a thermosetting resin at low temperature, thereby increasing the crystallinity of the narrow surface spacing of carbon An object of the present invention is to provide a method for producing particles in high yield.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입자상의 탄소체를 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, 60-90%의 등방성 피치와 10-40%의 열경화성수지를 이용하여 용융혼합물을 제조하는 단계; 상기 용융혼합물에 지르코늄화합물 또는 붕소화합물을 최종탄화물내의 함량이 500ppm-1%가 되도록 첨가하여 불활성분위기 450-500℃에서 1차열처리하는 단계; 500-1000℃에서 2차 열처리를 실시하여 탄소체를 얻는 단계; 및 얻어진 탄소체를 1-35μm의 입도분포를 갖도록 분쇄하는 단계;를 포함하여 구성되는 입자상 탄소체의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a particulate carbon body, comprising the steps of preparing a molten mixture by weight, using 60-90% isotropic pitch and 10-40% thermosetting resin; Adding a zirconium compound or a boron compound to the molten mixture so that the content of the final carbide becomes 500 ppm-1% and performing a first heat treatment at an inert atmosphere at 450-500 ° C; Performing a second heat treatment at 500-1000 ° C. to obtain a carbon body; And a step of grinding the obtained carbon body to have a particle size distribution of 1-35 μm.

Description

입자상 탄소체의 제조방법Method for producing particulate carbon

본 발명은 리튬이온전지의 탄소음극재 등으로 사용되는 입자상 탄소체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 등방성 피치와 열경화성 수지를 주원료로 하여 고수율로 입자상 탄소체를 얻을 수 있는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing particulate carbon bodies used as carbon anode materials for lithium ion batteries, and more particularly, to a method for producing particulate carbon bodies with high yield using isotropic pitch and thermosetting resin as main raw materials. It is about.

리튬이온전지용 탄소재료는 일반적으로 괴상의 탄소재료를 분쇄한 입자상 물질이나 구상의 탄소입자(MCMB)를 사용하고, 탄소원소의 함량이 95%이상이며, 화학적으로 안정되어야 한다. 즉, 탄소재료의 화학적 불안정성은 탄소재료를 리튬이온전지의 음극재로 사용할 경우, 제품의 특성에 직접적인 영향을 미쳐 제품의 안정된 품질유지를 불가능하게 하므로 유기화합물이나 전해물질등과 같은 반응성이 높은 화합물과의 화학반응성이 적어야 한다.Carbon materials for lithium ion batteries generally use particulate matter or spherical carbon particles (MCMB) obtained by pulverizing bulk carbon materials, and the content of carbon elements is 95% or more and should be chemically stable. In other words, the chemical instability of the carbon material has a high reactivity such as an organic compound or an electrolytic material because the carbon material is used as a negative electrode material for a lithium ion battery, which directly affects the characteristics of the product and thus makes it impossible to maintain a stable quality of the product. The chemical reactivity with and should be low.

그리고, 전지용 탄소재료는 상기의 화학적 특성 못지않게 탄소재료의 입도분포, 밀도, 결정화도, 표면특성 등의 물리적 특성들이 중요한 인자로 작용하는데, 이러한 물리적 특성들은 탄소재료의 제조원료 및 제조조건 등에 따라 변하는 것이 일반적이다. 리튬이온전지용 탄소전극재는 입도가 작고 균일 할수록 좋으나 지나치게 작거나 또는 지나치게 클 경우에는 전지특성이 저하함으로 적합하지 못하다.In addition, the carbonaceous material for batteries has important properties such as particle size distribution, density, crystallinity, surface properties, etc. of the carbonaceous material as the above chemical properties, and these physical properties vary depending on the raw material and manufacturing conditions of the carbonaceous material. Is common. The carbon electrode material for a lithium ion battery has a smaller particle size and a better uniformity, but is not suitable when the particle size of the lithium ion battery is too small or too large.

지금까지 알려진 탄소음극재 제조방법 중에서, 열경화성수지를 원료로하여 탄소음극재를 제조하는 방법으로는 열경화성 수지만을 입자상으로 제조(일본, 특개소 62-23431)하고 열경화시킨 후, 일정한 크기로 분쇄하여 소성 및 흑연화를 실시함으로써 비정질의 탄소입자를 제조하는 방법이 있다.Among the methods for manufacturing carbon anode materials known to date, a method for producing a carbon cathode material using a thermosetting resin as a raw material is made of thermosetting resin only in the form of particles (Japan, Japanese Patent Laid-Open No. 62-23431), and thermally cured to a predetermined size. There is a method of producing amorphous carbon particles by pulverizing and firing and graphitizing.

하지만, 상기 방법은 일정한 규격의 비정질의 탄소입자만을 제조할 수 있으므로, 2800℃의 흑연화처리를 실시하여도 제조된 탄소재료의 결정자의 면간극(d2)이 3.45Å이상인 비정질탄소만을 제조하게 되므로 높은 제조원가에 비하여 성능은 우수하지 못한 문제점이 있다.However, the above method can produce only amorphous carbon particles of a certain standard, so that even if the graphitization treatment at 2800 ° C., only the amorphous carbon having a crystallinity (d 2 ) of the crystallite of the carbon material manufactured is 3.45 kPa or more. Therefore, there is a problem that the performance is not excellent compared to the high manufacturing cost.

이에, 본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 등방성 피치와 열경화성 수지로 구성된 주원료를 저온에서 2차의 열처리를 행하여 결정화도를 증대시킴으로써, 결정자의 면간격이 좁은 범위를 갖는 탄소입자를 고수율로 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, the present inventors have repeatedly conducted research and experiments to solve the above problems, and propose the present invention based on the results. The present invention performs secondary heat treatment at a low temperature on a main raw material composed of an isotropic pitch and a thermosetting resin. By increasing the degree of crystallinity, it is intended to provide a method for producing carbon particles having a narrow range of crystallites in a high yield, an object thereof.

도 1은 결정질 탄소체의 편광현미경 사진1 is a polarized light micrograph of the crystalline carbon body

도 2는 입자상 탄소체의 주사전자현미경 사진2 is a scanning electron micrograph of the particulate carbon body

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입자상의 탄소체를 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, 60-90%의 등방성 피치와 10-40%의 열경화성수지를 이용하여 용융혼합물을 제조하는 단계; 상기 용융혼합물에 지르코늄화합물 또는 붕소화합물을 최종탄화물내의 함량이 500ppm-1%가 되도록 첨가하여 불활성분위기 450-500℃에서 1차열처리하는 단계; 500-1000℃에서 2차 열처리를 실시하여 탄소체를 얻는 단계; 및 얻어진 탄소체를 1-35μm의 입도분포를 갖도록 분쇄하는 단계;를 포함하여 구성되는 입자상 탄소체의 제조방법에 관한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a particulate carbon body, comprising the steps of preparing a molten mixture by weight, using 60-90% isotropic pitch and 10-40% thermosetting resin; Adding a zirconium compound or a boron compound to the molten mixture so that the content of the final carbide becomes 500 ppm-1% and performing a first heat treatment at an inert atmosphere at 450-500 ° C; Performing a second heat treatment at 500-1000 ° C. to obtain a carbon body; And pulverizing the obtained carbon body so as to have a particle size distribution of 1-35 μm.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명에서는 60-90%의 등방성 피치와 10-40%의 열경화성수지를 이용하여 용융혼합물을 제조한다.First, in the present invention, a melt mixture is prepared using 60-90% isotropic pitch and 10-40% thermosetting resin.

상기 등방성 피치 및 열경화성수지는 통상적인 것을 사용할 수 있으나, 등방성 피치의 경우는 용융온도가 110℃보다 높은 것을 사용하는 것이 보다 바람직한데 콜타르 피치나 석유중질유잔사 등을 들 수 있으며, 열경화성수지는 페놀수지, 퓨란수지, 폴리이미드수지 등의 저렴한 범용성 수지를 사용하는 것이 보다 유리하다.The isotropic pitch and the thermosetting resin may be used as a conventional one, but in the case of the isotropic pitch, it is more preferable to use a melting temperature higher than 110 ° C, such as coal tar pitch or petroleum heavy oil residue, and the thermosetting resin is a phenol resin. It is more advantageous to use inexpensive general purpose resins such as furan resins and polyimide resins.

상기 등방성 피치는 열처리에 의하여 흑연구조와 유사한 이흑연화성 탄소를 형성할 뿐만아니라 흑연화처리에 의하여 천연흑연과 유사한 특성을 나타내는 것으로 잘 알려져 있으나 2800℃이상의 고온처리가 필요한 문제점이 있다. 또한, 상기 피치는 결정질의 탄소체를 제조하는 원료로서 사용되고 있을 뿐만아니라 이들로 부터 제조된 구상의 탄소체(MCMB)는 리튬이온전지의 음극재로서 특성이 매우 우수한 것이 잘 알려져 있으나, 제조공정이 까다로우면 제조비용이 비싸다는 문제점이 있다.The isotropic pitch not only forms a digraphitizable carbon similar to the graphite structure by heat treatment, but is also known to exhibit characteristics similar to that of natural graphite by the graphitization treatment, but there is a problem that a high temperature treatment of 2800 ° C or more is required. In addition, the pitch is not only used as a raw material for producing a crystalline carbon body, but the spherical carbon body (MCMB) prepared therefrom is well known as having a very excellent characteristics as a negative electrode material of a lithium ion battery, but the manufacturing process If difficult, the manufacturing cost is expensive.

상기 열경화성 수지는 비정질의 탄소체 제조에 일반적으로 사용되고 있을 뿐만아니라 제조가 간편하고 리튬이온전지의 음극재로서 우수한 특성을 갖고 있는 것으로 알려져 있으나 충방전을 반복함에 따라 급격히 성능이 저하되는 문제점을 내포하고 있다.The thermosetting resin is not only commonly used for preparing amorphous carbon bodies but is also known to be easy to manufacture and has excellent characteristics as a negative electrode material of a lithium ion battery. However, the thermosetting resin has a problem of rapidly deteriorating with repeated charge and discharge. have.

하지만, 등방성 피치와 열경화성 수지와의 혼합원료는 화학적 조성 및 특성이 혼합비에 따라 비정질 특성에서 부터 결정질 특성까지 다양하게 발현시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다.However, the mixed material of the isotropic pitch and the thermosetting resin has an advantage that the chemical composition and characteristics can be expressed in various ways from amorphous to crystalline according to the mixing ratio.

상기 열경화성 수지의 사용량이 10wt% 미만인 경우에는 그 첨가효과가 미미하고, 40wt%를 초과하는 경우에는 이방성조직이 발달한 탄소체를 얻기가 어렵다. 따라서, 최종탄소체의 결정구조를 제어하기 위하여, 상기 열경화성 수지는 10-40wt%, 상기 등방성 피치는 60-90wt%의 범위로 사용하여 용융혼합물을 얻는 것이 바람직하다.If the amount of the thermosetting resin is less than 10wt%, its addition effect is insignificant, and if it exceeds 40wt%, it is difficult to obtain a carbon body having an anisotropic structure. Therefore, in order to control the crystal structure of the final carbon body, it is preferable to use the thermosetting resin in the range of 10-40 wt% and the isotropic pitch in the range of 60-90 wt% to obtain a molten mixture.

다음으로, 본 발명에서는 상기 용융혼합물에 지르코늄화합물 또는 붕소화합물을 최종탄화물내의 함량이 500ppm-1%이하가 되도록 첨가하여 불활성분위기 450-500℃에서 1차 열처리한다.Next, in the present invention, the zirconium compound or the boron compound is added to the molten mixture so that the content of the final carbide is 500 ppm-1% or less, and the first heat treatment is performed at an inert atmosphere of 450-500 ° C.

상기 1차 열처리는 저온 열처리 탄소체의 전기적 특성을 향상시키기 위하여 지르코늄화합물 또는 붕소화합물을 첨가한다. 이때, 상기 지르코늄화합물 또는 붕소화합물은 특별하게 한정하지는 않지만, 보다 우수한 물성치를 얻기 위해 알콕사이드류를 사용하는 것이 바람직하다.In the primary heat treatment, a zirconium compound or a boron compound is added to improve electrical characteristics of the low temperature heat treated carbon body. At this time, the zirconium compound or the boron compound is not particularly limited, but in order to obtain more excellent physical properties, it is preferable to use alkoxides.

상기 지르코늄화합물 또는 붕소화합물은 그함량을 얻어지는 최종탄화물내의 함량이 500ppm-1%이하가 되도록 첨가시키는데, 500ppm보다 작을 경우에는 첨가효과가 미미하고, 1%보다 많을 경우에는 불순물로 작용하여 악영향을 줄 수 있기 때문이다.The zirconium compound or the boron compound is added so that the content of the final carbide to obtain the content is less than 500ppm-1%, if less than 500ppm the addition effect is insignificant, if more than 1% to act as impurities to reduce the adverse effect Because it can.

상기 지르코늄화합물 또는 붕소화합물이 첨가된 혼합물은 사용한 원료인 등방성 피치가 고화할 수 있는 온도까지 1차 열처리를 실시하는 것이 바람직한데, 그 온도는 수치상으로 450-500℃정도이다. 상기 1차 열처리가 450℃미만인 경우는 탄소원소함량이 90wt%이상의 탄소체를 제조하기 위하여 탄소화에 장시간이 소요되며, 500℃를 초과한 온도에서 실시할 경우에는 후공정인 2차 열처리와 중복되는 영역이 존재하기 때문에 제조원가의 상승을 초래한다.The zirconium compound or the boron compound-added mixture is preferably subjected to a primary heat treatment to a temperature at which the isotropic pitch, which is the raw material used, can be solidified, and the temperature is about 450-500 ° C. in numerical value. When the primary heat treatment is less than 450 ℃ takes a long time to carbonize to produce a carbon element of more than 90wt% carbon element, when the temperature is above 500 ℃ overlap with the second heat treatment after the process Since there is a region to be produced, the manufacturing cost is increased.

이러한 1차열처리는 3℃/분이하의 속도로 450-500℃까지 승온하여 실시하는 것이 바람직한데, 이는 충분히 반응할 수 있는 시간을 부여하면서 2차열처리로 이어지는 연속작업을 행할 수 있는 장점이 있기 때문이다.This primary heat treatment is preferably carried out by heating up to 450-500 ° C. at a rate of 3 ° C./min or less, which has the advantage of being able to perform continuous operations leading to secondary heat treatment while giving sufficient time for reaction. Because.

다음으로, 본 발명에서는 500-1000℃에서 2차 열처리를 실시하여 탄소체를 얻고, 얻어진 탄소체를 분쇄한다.Next, in this invention, a carbon body is obtained by performing secondary heat processing at 500-1000 degreeC, and the obtained carbon body is grind | pulverized.

상기 2차 열처리는 500℃미만에서는 1차열처리와 중복되어 2차 열처리의 의미가 없고, 1000℃를 초과하면 에너지 소모가 너무 많고 온도를 올리기 위한 시간소모가 너무 많아진다. 이에 2차 열처리는 500-1000℃로 하는 것이 바람직한데, 가장 바람직하게는 750℃정도에서 행하는 것이 좋다.The secondary heat treatment overlaps with the primary heat treatment at less than 500 ° C., meaning no secondary heat treatment. When the secondary heat treatment is over 1000 ° C., the second heat treatment consumes too much energy and takes too much time to raise the temperature. Accordingly, the secondary heat treatment is preferably 500-1000 ° C, most preferably about 750 ° C.

상기 2차 열처리의 바람직한 예는 열처리 하고자 하는 온도까지 5℃/분 이상의 승온속도로 승온하여 이방성 조직의 발달이 우수해지도록 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 2차열처리를 행하여 탄소원자의 함량이 94%이상으로 하는 것이 바람직하다.In the preferred example of the secondary heat treatment, it is more preferable that the temperature of the second heat treatment is increased to a temperature of 5 ° C./min or more to improve the development of the anisotropic structure. In addition, the secondary heat treatment is preferably performed so that the content of carbon atoms is 94% or more.

상기 얻어진 탄소체는 원하는 용도에 따라 그 입도를 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 리튬이온전지용 음극재로 사용하기 위해서는 1-35μm의 입도분포를 갖도록 하는 것이 바람직한데, 분말 입자가 1μm 보다 작거나 35μm 보다 클때에는 전극재로서의 특성이 저하되기 때문이다. 분쇄된 입상 탄소체는 리튬이온전지용 음극재로 사용하기 위하여 결정자의 면간극이 3.354Å 보다 크고 3.65Å 보다 작은 범위가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.It is preferable that the obtained carbon body controls the particle size according to a desired use. For example, in order to use as a negative electrode material for a lithium ion battery, it is desirable to have a particle size distribution of 1-35 μm, because when the powder particles are smaller than 1 μm or larger than 35 μm, the characteristics of the electrode material are deteriorated. In order to use the pulverized granular carbon body as a negative electrode material for a lithium ion battery, it is preferable to control so that the interplanar spacing of crystallites may be larger than 3.354 kV and smaller than 3.65 kPa.

상기한 바와같은 제조방법에 따라 탄소체를 제조하면 높은 온도에서 행하는 흑연화처리를 거치지 않고서도 높은 수율로 우수한 물성의 입자상 탄소체가 얻어진다.When the carbon body is manufactured according to the above-described manufacturing method, a particulate carbon body having excellent physical properties can be obtained in high yield without undergoing graphitization treatment performed at a high temperature.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

(실시예)(Example)

고상의 등방성피치인 콜타르 피치와 고상의 열경화성 수지인 페놀수지를 하기 표1과 같은 비율로 혼합한후, 온도를 올려 혼합물을 용융시키고 교반을 실시함으로서 용융상에서 균일혼합하였으며, 혼합물에 지르코늄알콕사이드, 붕소알콕사이트 및 규소알콕사이드를 최종 탄화물내의 함량이 0.5%정도가 되도록 첨가하거나 첨가하지 않고 500℃까지 불활성분위기 하에서 1차 열처리를 실시하였다. 1차 열처리물은 매분 5℃의 승온속도로 750℃까지 승온시킨 후, 일정시간 유지함으로서 2차 열처리하여 탄화물을 제조하였다. 얻어진 탄화물은 회전식 분쇄기를 이용하여 분쇄를 실시하였으며, 분쇄완료 후, 진동식 분급기를 이용하여 25μm이하로 분급하여 입자상의 탄소체를 제조하였다.The coal tar pitch, which is a solid isotropic pitch, and the phenol resin, which is a solid thermosetting resin, were mixed in the ratio as shown in Table 1 below. Then, the mixture was heated and melted and stirred to uniformly mix in the molten phase, and the mixture was zirconium alkoxide and boron. The first heat treatment was carried out in an inert atmosphere up to 500 ° C with or without the addition of alkoxide and silicon alkoxide to the final carbide content of about 0.5%. The first heat treatment product was heated to 750 ° C. at a temperature increase rate of 5 ° C. per minute, followed by a second heat treatment to maintain carbide for a predetermined time to produce carbide. The obtained carbide was ground using a rotary mill, and after completion of the milling, classified into 25 μm or less using a vibratory classifier to prepare particulate carbon bodies.

제조된 입자상의 탄소체는 편광현미경과 주사 전자현미경을 이용하여 상태를 조사하였으며, 이화학적 특성 및 전기적 특성 등을 조사하여 결과를 하기 표1에 나타내었다. 이때, 하기 표1에서 발명예 2에 해당하는 입자상 탄소체의 현미경관찰 사진을 도 1 및 도 2에 나타내었는데, 도 1은 결정질 탄소체의 편광현미경사진이고 도 2는 입자상 탄소체의 주사전자현미경사진이다.The prepared carbonaceous particles were examined using a polarizing microscope and a scanning electron microscope, and the results are shown in Table 1 by investigating physicochemical and electrical properties. In this case, microscopic observation pictures of the particulate carbon bodies corresponding to Inventive Example 2 in Table 1 are shown in FIGS. 1 and 2, where FIG. 1 is a polarized light micrograph of the crystalline carbon bodies, and FIG. 2 is a scanning electron microscope of the particulate carbon bodies. It is a photograph.

피치(wt%)Pitch (wt%) 수지(wt%)Resin (wt%) 1차열처리조건(℃-hr)Primary heat treatment condition (℃ -hr) 2차열처리조건(℃-hr)Secondary heat treatment condition (℃ -hr) 첨가물additive 비표면적(㎡/g)Specific surface area (㎡ / g) 면간극(Å)Plane clearance 수율(%)yield(%) 발명예1Inventive Example 1 7070 3030 500-2500-2 750-1750-1 B알콕사이드B alkoxide 8.008.00 3.5033.503 94.694.6 발명예2Inventive Example 2 7070 3030 500-2500-2 750-1750-1 Zr알콕사이드Zr alkoxide 7.227.22 3.4373.437 95.495.4 비교예1Comparative Example 1 7070 3030 500-2500-2 750-1750-1 Si알콕사이드Si alkoxide 2.512.51 3.5763.576 95.295.2 비교예2Comparative Example 2 4040 6060 500-2500-2 750-1750-1 -- 4.854.85 3.6593.659 95.395.3 비교예3Comparative Example 3 5050 5050 500-2500-2 750-1750-1 -- 5.495.49 3.5903.590 95.995.9 비교예4Comparative Example 4 7070 3030 500-2500-2 750-1750-1 -- 4.134.13 3.5863.586 96.096.0

상기 표 1 및 도 1, 도 2를 분석함으로서 다음과 같은 분석결과를 얻을 수 있었다.By analyzing Table 1 and FIGS. 1 and 2, the following analysis results were obtained.

즉, 피치 함량이 60wt%미만이거나 B알콕사이드 또는 Zr알콕사이드를 첨가하지않은 상태에서 750℃로 제조된 탄소체(비교예 1-4)는 면간극이 3.576-3.659Å으로 비교적 높은 값을 나타내었을 뿐만아니라, 비표면적도 6이하로 매우 낮은 값을 나타내었다. 이는 음극재로서의 요구특성을 만족시키지 못하는 값으로서 제조조건이 부적절하다는 것을 보인다.That is, the carbon body (Comparative Example 1-4) prepared at 750 ° C. with a pitch content of less than 60 wt% or without addition of B alkoxide or Zr alkoxide showed a relatively high value of 3.576-3.659 mm in surface clearance. Rather, the specific surface area was also very low, less than six. This shows that the manufacturing conditions are inadequate as values that do not satisfy the required characteristics as the negative electrode material.

이에 반하여, 등방성 피치를 60wt%이상으로 사용하면서 B알콕사이드 또는 Zr알콕사이드를 첨가한후 750℃에서 열처리하여 제조된 탄소체(발명예 1-2)는 기존에 비해 저온에서 열처리를 실시하였음에도 불구하고 고정탄소 함량(FC), 비표면적 및 면간극 등이 리튬이온전지의 음극재로서 요구특성을 잘 만족하고 있다.On the contrary, the carbon body prepared by heat treatment at 750 ° C. after addition of B alkoxide or Zr alkoxide using an isotropic pitch of 60 wt% or more (Invention Example 1-2) was fixed even though the heat treatment was performed at low temperature compared with the conventional one. Carbon content (FC), specific surface area and surface gap satisfy well the required characteristics as a negative electrode material of a lithium ion battery.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 사용하는 원료인 등방성 피치와 열경화성수지와의 혼합비 및 첨가제의 첨가에 따라 입자상 탄소체의 특성을 제어할 수 있을 뿐만아니라, 우수한 특성의 탄소입자를 높은 수율로 제조할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to control the characteristics of the particulate carbon body according to the mixing ratio of the isotropic pitch and the thermosetting resin, which is a raw material to be used and the addition of additives, and to produce carbon particles having excellent properties in high yield. can do.

Claims (3)

입자상의 탄소체를 제조하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a particulate carbon body, 중량%로, 60-90%의 등방성 피치와 10-40%의 열경화성수지를 이용하여 용융혼합물을 제조하는 단계;Preparing a melt mixture by weight, using 60-90% isotropic pitch and 10-40% thermosetting resin; 상기 용융혼합물에 지르코늄화합물 또는 붕소화합물을 최종탄화물내의 함량이 500ppm-1%가 되도록 첨가하여 불활성분위기 450-500℃에서 1차열처리하는 단계;Adding a zirconium compound or a boron compound to the molten mixture so that the content of the final carbide becomes 500 ppm-1% and performing a first heat treatment at an inert atmosphere at 450-500 ° C; 500-1000℃에서 2차 열처리를 실시하여 탄소체를 얻는 단계; 및Performing a second heat treatment at 500-1000 ° C. to obtain a carbon body; And 얻어진 탄소체를 1-35μm의 입도분포를 갖도록 분쇄하는 단계;를 포함하여 구성되는 입자상 탄소체의 제조방법Pulverizing the obtained carbon body so as to have a particle size distribution of 1-35 μm; 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 등방성 피치는 콜타르 피치 또는 석유중질유잔사로서 용융온도가 110℃보다 높은 것임을 특징으로 하는 입자상 탄소체의 제조방법The isotropic pitch is coal tar pitch or petroleum heavy oil residue, the melting method of the particulate carbon body characterized in that the melting temperature is higher than 110 ℃ 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열경화성수지는 페놀수지, 퓨란수지, 폴리이미드수지 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 입자상 탄소체의 제조방법The thermosetting resin is a manufacturing method of the particulate carbon body, characterized in that selected from phenol resin, furan resin, polyimide resin
KR1019980054700A 1998-12-12 1998-12-12 Method for producing particulate carbon KR100345297B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980054700A KR100345297B1 (en) 1998-12-12 1998-12-12 Method for producing particulate carbon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980054700A KR100345297B1 (en) 1998-12-12 1998-12-12 Method for producing particulate carbon

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000039381A KR20000039381A (en) 2000-07-05
KR100345297B1 true KR100345297B1 (en) 2002-09-18

Family

ID=19562603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980054700A KR100345297B1 (en) 1998-12-12 1998-12-12 Method for producing particulate carbon

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100345297B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200087902A (en) * 2019-01-11 2020-07-22 전남대학교산학협력단 Method for producing graphene having uniform nano-sized pores

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07291751A (en) * 1994-03-04 1995-11-07 Tonen Corp Uniaxial carbon fiber reinforced composite material containing boron and/or silicon and production thereof
JPH07315931A (en) * 1994-05-19 1995-12-05 Nippon Carbon Co Ltd Carbon material for ion implantation member and production thereof
KR100222073B1 (en) * 1995-07-20 1999-10-01 쓰치야 히로오 Process for producing molecular-sieve carbon
KR19990083663A (en) * 1998-12-21 1999-12-06 신현준 Method for producing particulate carbon

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07291751A (en) * 1994-03-04 1995-11-07 Tonen Corp Uniaxial carbon fiber reinforced composite material containing boron and/or silicon and production thereof
JPH07315931A (en) * 1994-05-19 1995-12-05 Nippon Carbon Co Ltd Carbon material for ion implantation member and production thereof
KR100222073B1 (en) * 1995-07-20 1999-10-01 쓰치야 히로오 Process for producing molecular-sieve carbon
KR19990083663A (en) * 1998-12-21 1999-12-06 신현준 Method for producing particulate carbon

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200087902A (en) * 2019-01-11 2020-07-22 전남대학교산학협력단 Method for producing graphene having uniform nano-sized pores
KR102190734B1 (en) 2019-01-11 2020-12-16 전남대학교산학협력단 Method for producing graphene having uniform nano-sized pores

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000039381A (en) 2000-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101598236B1 (en) Anode powders for batteries
EP1191131B1 (en) Carbon fiber, method for producing the same and electrode for cell
US6485864B1 (en) Production process of material for lithium-ion secondary batteries, material obtained by the process, and batteries
KR102305756B1 (en) Method of preparing artificial graphite negative electrode material from petcoke for rechargeable lithium battery and artificial graphite negative electrode material for rechargeable lithium battery prepared from the same and rechargeable lithium battery
CN101535178A (en) High purity nuclear graphite
DE112016000661T5 (en) Carbon material, process for making same and use thereof
EP0283211B1 (en) Binderless carbon materials
KR100345297B1 (en) Method for producing particulate carbon
JP2000313609A (en) Material for lithium ion secondary battery, its production and battery
JPH0826709A (en) Production of carbon material
KR101428221B1 (en) Method for Coating Graphite for Anode Material by Using Pitch
CN1198598A (en) Graphite material for use in negative electrode of lithium-ion secondary battery and process for producing the same
JP2000007436A (en) Graphite material and its production
JPH07165467A (en) Production of isotropic graphite material
KR20230088557A (en) A fast-charging anode material for lithium secondary battery, and preparing method of lithium secondary battery comprising thereof
KR100311695B1 (en) Method for fabricating granular carbon
KR100321058B1 (en) A Method of Preparing Carbon Particles
JP3278190B2 (en) Method for producing isotropic high-density graphite material
CN113830761A (en) Preparation method of artificial graphite negative electrode material
CN1712456A (en) Production of carbon powder
JPH11335673A (en) Production of carbonaceous material and lithium ion secondary battery
KR100732458B1 (en) A fabrication method of carbonaceous anodic materials
KR102497275B1 (en) Method for manufacturing high purity and very fine particle alumina using sodium remover
US20240116761A1 (en) Composition of matter for the conversion of biochar into low surface area graphite
JPH04119910A (en) Production of carbon material with micropore

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050707

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee