WO2022250169A1 - PRODUCTION METHOD OF Si-C COMPOSITE - Google Patents

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邦裕 小島
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Abstract

This method for producing a silicon-carbon composite involves passing a silane-containing gas into a reactor filled with porous carbon particles, pyrolyzing the silane in the silane-containing gas and precipitating the silicon in the pores of the porous carbon particles, wherein the reactor is provided with a silane-containing gas passage that leads from a silane-containing gas inlet to an exhaust gas outlet, the porous carbon particles are filled in the silane-containing gas passage, the reaction temperature in the silane-containing gas passage is 330°C-450°C, and has a temperature distribution that rises from the silane-containing gas inlet towards the exhaust gas outlet; defining the reaction temperature of the porous carbon particles in the silane-containing gas passage at the silane-containing gas inlet end as Tup, the reaction temperature at the midpoint between the silane-containing gas inlet end and the exhaust gas outlet end as Tmid, and the reaction temperature at the exhaust gas outlet end as Tdown, it holds that 0°C < Tmid – Tup ≤ 70°C and 0°C ≤ Tdown – Tmid ≤ 50°C.

Description

Si-C複合体の製造方法Method for producing Si—C composite
 本発明は、Si-C複合体(シリコン-炭素複合体)の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a Si—C composite (silicon-carbon composite).
 シリコンは高容量であるために魅力的なリチウムイオン二次電池用負極材料であるが、充放電に伴う体積変化が大きく、サイクル特性が悪い。シリコンをリチウムイオン二次電池用負極材料として有効に使いこなすための技術として、特許文献1(米国特許10454103号)にあるような、多孔質炭素材料の細孔内に元素状シリコンを堆積させることによりシリコン-炭素(Si-C)複合体として使用する方法がある。 Silicon is an attractive negative electrode material for lithium-ion secondary batteries due to its high capacity, but its volume change is large during charging and discharging, and its cycle characteristics are poor. As a technique for effectively using silicon as a negative electrode material for lithium ion secondary batteries, by depositing elemental silicon in the pores of a porous carbon material, as disclosed in Patent Document 1 (U.S. Pat. No. 1,045,4103), One method is to use it as a silicon-carbon (Si--C) composite.
 シリコン-炭素複合体を特許文献2(特表2018-534720号公報)に開示されるような構造とすることで、シリコンを単一の位置に固定することができる。また、多孔質炭素材料は、複合粒子の全体的な電子およびイオン伝導能力に寄与するだけでなく、膨張/収縮のためのフレームワークとして重要な役割を果たすと考えられている。
 このため、このような複合体は、シリコンを単独で活物質として用いる場合よりも格段にサイクル特性が向上すると考えられる。
By making the silicon-carbon composite have a structure as disclosed in Patent Document 2 (Japanese translation of PCT publication No. 2018-534720), silicon can be fixed at a single position. Porous carbon materials are also believed to play an important role as a framework for expansion/contraction as well as contributing to the overall electronic and ionic conduction capabilities of the composite particles.
For this reason, such a composite is considered to have much better cycle characteristics than when silicon is used alone as an active material.
 この方法では、細孔を持つ多孔質炭素粒子に、高温に保った炉内でシランやジシランなどのシリコン含有ガスを作用させる。すると、多孔質炭素粒子の表面や細孔内でシリコン含有ガスが熱分解し、シリコンがその場に生成する。このとき、多孔質炭素はミクロ孔やメソ孔、そしてマクロ孔といった細孔を含むため、これらの細孔の大きさ、あるいはそれよりも小さいシリコンが堆積すると考えられる。これは化学気相成長(CVD)法であるが、多孔質炭素粒子という材料中にシリコンを浸透させるという意味で、化学気相浸透(Chemical Vapor Infiltration、CVI)とも呼ばれている。 In this method, a silicon-containing gas such as silane or disilane is applied to porous carbon particles with pores in a furnace maintained at a high temperature. Then, the silicon-containing gas is thermally decomposed on the surface of the porous carbon particles and in the pores, and silicon is produced there. At this time, since the porous carbon contains pores such as micropores, mesopores, and macropores, it is considered that silicon having the size of these pores or smaller than them is deposited. Although this is a chemical vapor deposition (CVD) method, it is also called chemical vapor infiltration (CVI) in the sense that silicon is infiltrated into a material called porous carbon particles.
米国特許10454103号U.S. Patent No. 10454103 特表2018-534720号公報Japanese translation of PCT publication No. 2018-534720
 特許文献1の方法では、シリコンが多孔質炭素粒子全体に均一に析出しない場合がある。また、特許文献1の方法では、多孔質炭素の細孔内のみならず、多孔質炭素粒子の表面や、炉内のいたる箇所に析出してしまうことがある。 In the method of Patent Document 1, silicon may not precipitate uniformly over the entire porous carbon particles. Moreover, in the method of Patent Document 1, it may precipitate not only in the pores of the porous carbon, but also on the surface of the porous carbon particles and everywhere in the furnace.
 本発明は、多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンを析出させるSi-C複合体の製造方法を提供することを主たる目的とする。 The main object of the present invention is to provide a method for producing a Si--C composite that deposits silicon uniformly over the entire porous carbon particles.
 特許文献1の方法において、シリコンが均一に析出しない場合があるのは、シランガスに対しては処理温度が高すぎるためであると考えられた。また多孔質炭素の細孔内のみならず、多孔質炭素粒子の表面や、炉内のいたる箇所に析出してしまう温度も含んでしまうと考えられた。 In the method of Patent Document 1, the reason why silicon may not precipitate uniformly was thought to be that the treatment temperature was too high for silane gas. In addition, it was thought that the temperature at which precipitation occurs not only in the pores of the porous carbon but also on the surface of the porous carbon particles and everywhere in the furnace is included.
 シランガスの分解に先立ち、シラン分子の固体表面への吸着が起きるが、その際に発熱が起きる。このため炉内の場所によって反応温度が異なり、生成するSi-C複合体の粒子間におけるシリコンの濃度や最表面析出Siの分布に偏りが生じると考えられる。 Prior to the decomposition of silane gas, adsorption of silane molecules to the solid surface occurs, and heat is generated at that time. For this reason, the reaction temperature varies depending on the location in the furnace, and it is thought that the concentration of silicon between the particles of the Si—C composite to be produced and the distribution of Si deposited on the outermost surface are uneven.
 本発明者らは、シランガスの上流から下流にかけて温度勾配を形成することで、炉内の場所によるSi-C複合体中のシリコン含有率や表面析出Siのばらつきをなくすことに成功し、また、従来よりも低温でシリコンの化学気相浸透(Si-CVI)を行うことで、多孔質炭素粒子の細孔内に選択的にシリコンを析出させることに成功し、本発明を完成させた。 By forming a temperature gradient from upstream to downstream of the silane gas, the present inventors succeeded in eliminating variations in the silicon content in the Si—C composite and surface deposition Si depending on the location in the furnace. By performing chemical vapor infiltration (Si-CVI) of silicon at a lower temperature than before, the inventors succeeded in selectively depositing silicon in the pores of porous carbon particles, and completed the present invention.
 本発明の構成は以下の通りである。
[1] 多孔質炭素粒子を装填した反応器にシラン含有ガスを流通させて、前記シラン含有ガス中のシランを熱分解し、前記多孔質炭素粒子の細孔内にシリコンを析出させるSi-C複合体の製造方法であって、
 前記反応器は、シラン含有ガス導入口から排ガス排出口に至るシラン含有ガス流通路を備え、前記多孔質炭素粒子は前記シラン含有ガス流通路内に装填され、
 前記シラン含有ガス流通路における反応温度は、330℃以上450℃以下であり、前記シラン含有ガス導入口から排ガス排出口に向けて上昇する温度分布を有し、
 前記シラン含有ガス流通路内の前記多孔質炭素粒子の前記シラン含有ガス導入口側端部における反応温度をTup、前記シラン含有ガス導入口側端部と前記排ガス排出口側端部との中間点における反応温度をTmid、前記排ガス排出口側端部の反応温度をTdownとしたとき、
 0℃<Tmid-Tup≦70℃であり、0℃≦Tdown-Tmid≦50℃である、
 Si-C複合体の製造方法。
The configuration of the present invention is as follows.
[1] Si—C, in which a silane-containing gas is passed through a reactor charged with porous carbon particles to thermally decompose silane in the silane-containing gas to deposit silicon in the pores of the porous carbon particles. A method for manufacturing a composite,
The reactor includes a silane-containing gas flow path from a silane-containing gas inlet to an exhaust gas outlet, and the porous carbon particles are loaded in the silane-containing gas flow path,
The reaction temperature in the silane-containing gas flow path is 330° C. or higher and 450° C. or lower, and has a temperature distribution that rises from the silane-containing gas inlet toward the exhaust gas outlet,
Tup is the reaction temperature at the silane-containing gas inlet side end of the porous carbon particles in the silane-containing gas flow passage, and the middle point between the silane-containing gas inlet side end and the exhaust gas outlet side end When the reaction temperature at Tmid and the reaction temperature at the exhaust gas outlet side end is Tdown,
0° C.<Tmid−Tup≦70° C. and 0° C.≦Tdown−Tmid≦50° C.
A method for producing a Si—C composite.
[2] 前記Tupが400℃未満である、[1]に記載のSi-C複合体の製造方法。 [2] The method for producing a Si-C composite according to [1], wherein the Tup is less than 400°C.
[3] 反応中における反応器内のゲージ圧が-10kPa~+10kPaである、[1]または[2]に記載のSi-C複合体の製造方法。 [3] The method for producing a Si--C composite according to [1] or [2], wherein the gauge pressure in the reactor during the reaction is -10 kPa to +10 kPa.
[4] 前記排ガス排出口から排出される排気ガスをサンプリングして、排ガスの組成をモニタリングし、反応器入口におけるシランガスの質量流量と反応器出口における排ガス中のシランガスの濃度と反応時間とから、反応量を見積もる、[1]~[3]のいずれか1つに記載のSi-C複合体の製造方法。 [4] The exhaust gas discharged from the exhaust gas outlet is sampled to monitor the composition of the exhaust gas, and from the mass flow rate of the silane gas at the reactor inlet and the concentration and reaction time of the silane gas in the exhaust gas at the reactor outlet, The method for producing a Si—C composite according to any one of [1] to [3], wherein the reaction amount is estimated.
[5] 前記反応量および細孔容積の値から細孔へのシリコンの充填率を調整する、[4]に記載のSi-C複合体の製造方法。 [5] The method for producing a Si—C composite according to [4], wherein the filling rate of silicon into the pores is adjusted from the reaction amount and the pore volume.
[6] [1]~[5]のいずれか1つに記載のSi-C複合体の製造方法によってSi-C複合体を得る工程(工程(A))の後に続けて、不飽和結合を有する炭化水素を含むガスを、400℃以下で前記Si-C複合体に接触させる工程(工程(B))を行う、Si-C複合体の製造方法。 [6] The step of obtaining a Si-C composite by the method for producing a Si-C composite according to any one of [1] to [5] (step (A)) is followed by forming an unsaturated bond. A method for producing a Si—C composite, comprising the step of contacting the Si—C composite with a gas containing hydrocarbons at 400° C. or lower (step (B)).
 本発明によれば、多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンを析出させるSi-C複合体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a Si--C composite in which silicon is uniformly deposited over the entire porous carbon particles.
 以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の内容の説明は、本発明の代表的な実施形態に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されることはない。
 本明細書において、数値範囲を示す「~」は、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
 本明細書において、数値範囲を示す「~」の前後いずれか一方に記載される単位は、特に断りがない限り、その数値範囲内の全ての数値に適用される。
 本明細書中の「工程」の用語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所望の目的が達成されれば本用語に含まれる。
 本明細書において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
 本明細書において、「細孔」の語は特に断りがない場合には、細孔の内部、および、多孔質炭素粒子表面における細孔の外部の両方を包含する。
The contents of the present invention will be described in detail below. The description of the contents of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In the present specification, "to" indicating a numerical range is used to include the numerical values before and after it as lower and upper limits.
In this specification, a unit described either before or after "-" indicating a numerical range applies to all numerical values within that numerical range unless otherwise specified.
The term "step" in this specification includes not only independent steps, but also if the desired purpose of the step is achieved, even if it cannot be clearly distinguished from other steps.
In the present specification, a combination of two or more preferred aspects is a more preferred aspect.
In this specification, unless otherwise specified, the term "pores" includes both the inside of pores and the outside of pores on the surface of porous carbon particles.
 なお、本明細書において、「含まれる多孔質炭素粒子においてシリコンの析出の仕方が同様に近い」とは、多孔質炭素粒子間でのシリコンの析出の仕方にばらつきが小さいことを意味するものではなく、生成物(Si-C複合体)のサンプリング場所に関わらず、得られた生成物の間での多孔質炭素粒子のシリコンの析出の仕方にばらつきが小さいことを意味する。
 本発明のSi-C複合体の製造方法(以下、単に「本発明の製造方法」とも称する場合がある。)においては、上記構成を有するので、反応器内の原料の設置場所に関わらず、含まれる多孔質炭素粒子においてシリコンの析出の仕方が同様に近い(以下、「多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出している」ともいう場合がある。)と考えられる。そのため、反応器内の原料の設置場所に関わらず物性値のばらつきが小さいSi-C複合体が得られる。これにより収率やスケールアップ性の向上が期待できる。また、本発明の製造方法は、多孔質炭素粒子の表面へのシリコンの析出が少ないSi-C複合体が得られやすいので、サイクル特性や初回クーロン効率に優れた負極材を得ることができる。 次に、本発明のSi-C複合体(すなわち、シリコン-炭素複合体と)の製造方法について詳細に説明する。
 本発明の製造方法は、多孔質炭素粒子を装填した反応器にシラン含有ガスを流通させて、前記シラン含有ガス中のシランを熱分解し、前記多孔質炭素粒子の細孔内にシリコンを析出させる。
In the present specification, the expression "the porous carbon particles contained in the porous carbon particles have similar silicon deposition patterns" does not mean that there is little variation in the silicon deposition patterns among the porous carbon particles. This means that there is little variation in the way silicon precipitates from the porous carbon particles among the products obtained, regardless of the sampling location of the product (Si—C composite).
In the method for producing a Si—C composite of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “the production method of the present invention”), since it has the above configuration, regardless of the location of the raw material in the reactor, It is considered that the method of silicon deposition is similar in the contained porous carbon particles (hereinafter sometimes referred to as "silicon is uniformly deposited over the entire porous carbon particles"). Therefore, a Si—C composite with small variations in physical properties can be obtained regardless of the location of the raw material in the reactor. As a result, improvement in yield and scalability can be expected. In addition, since the production method of the present invention can easily obtain a Si—C composite with little silicon deposition on the surface of the porous carbon particles, it is possible to obtain a negative electrode material excellent in cycle characteristics and initial coulomb efficiency. Next, the method for producing the Si—C composite (that is, the silicon-carbon composite) of the present invention will be described in detail.
In the production method of the present invention, a silane-containing gas is passed through a reactor charged with porous carbon particles, silane in the silane-containing gas is thermally decomposed, and silicon is deposited in the pores of the porous carbon particles. Let
<1>反応器
 前記反応器は、シラン含有ガス導入口から排ガス排出口に至るシラン含有ガス流通路を備える。本発明の製造方法に用いる前記多孔質炭素粒子はシラン含有ガス流通路内に装填されている。
<1> Reactor The reactor is provided with a silane-containing gas flow path extending from the silane-containing gas inlet to the exhaust gas outlet. The porous carbon particles used in the production method of the present invention are loaded in the silane-containing gas flow passage.
 本発明の製造方法では、前記反応器のシラン含有ガス導入口からシラン含有ガスをシラン含有ガス流通路内に導入し、シラン含有ガス流通路を加熱することによりシラン含有ガス中のシランを熱分解して、シラン含有ガス流通路内に装填された多孔質炭素粒子の細孔内にシリコンを析出させてSi-C複合体を生成させる。前記反応によりシラン含有ガスから生成される排ガスおよび未反応のシラン含有ガスは排ガス排出口から排出される。 In the production method of the present invention, the silane-containing gas is introduced into the silane-containing gas flow path from the silane-containing gas inlet of the reactor, and the silane-containing gas flow path is heated to thermally decompose silane in the silane-containing gas. As a result, silicon is deposited in the pores of the porous carbon particles loaded in the silane-containing gas flow passages to form a Si—C composite. The exhaust gas generated from the silane-containing gas by the reaction and the unreacted silane-containing gas are discharged from the exhaust gas outlet.
 前記反応器は、シラン含有ガス流通路内の所定箇所を所定温度に制御できるヒーターを備えることが好ましい。ヒーターの設置箇所は、特に制限はなく、シラン含有ガス流通路に沿って複数個設けられていてもよい。例えば、前記反応器は、3つのヒーター、あるいは4つ以上のヒーターを備えていてもよい。ヒーターの数が多い方が、シラン含有ガス流通路内の各箇所を所定温度に制御しやすくなる。 The reactor is preferably equipped with a heater capable of controlling a predetermined temperature at a predetermined point in the silane-containing gas flow passage. There is no particular limitation on the location where the heater is installed, and a plurality of heaters may be installed along the silane-containing gas flow path. For example, the reactor may have three heaters, or four or more heaters. The greater the number of heaters, the easier it is to control each location in the silane-containing gas flow path at a predetermined temperature.
 前記反応器は静置炉に限らずロータリーキルンのような回転炉でも構わない。反応器の形状は、前記機能を実現できる限り特に制限はなく、直管状、円盤状、スパイラルの円管状など、種々の形状を適宜選択することができる。
 また、前記反応器の形状に応じて、前記シラン含有ガス流通路等の形状も適宜決定される。例えば、反応器が直管状である場合には、その直管の内部空間がシラン含有ガス流通路となる。
 前記反応器の大きさも、前記機能を実現できる限り特に制限はなく、生産スケール等に応じて適宜決定することができる。
The reactor is not limited to a stationary furnace, and may be a rotary furnace such as a rotary kiln. The shape of the reactor is not particularly limited as long as the above functions can be realized, and various shapes such as a straight tubular shape, a disk shape, and a spiral circular tubular shape can be appropriately selected.
Also, the shape of the silane-containing gas flow path and the like is appropriately determined according to the shape of the reactor. For example, when the reactor has a straight tube shape, the inner space of the straight tube serves as the silane-containing gas flow passage.
The size of the reactor is not particularly limited as long as the functions can be realized, and can be appropriately determined according to production scale and the like.
<2>多孔質炭素粒子
 本発明の製造方法に用いる多孔質炭素粒子は、その細孔容積が好ましくは0.2cm3/g以上である。多孔質炭素粒子は細孔容積が0.2cm3/g以上であることにより、十分な量のシリコンを含浸できるため、電池の負極材として十分な大きさの比容量が得られる。この観点から、多孔質炭素粒子の細孔容積は0.4cm3/g以上であることがより好ましく、0.6cm3/g以上であることがさらに好ましい。
<2> Porous carbon particles The porous carbon particles used in the production method of the present invention preferably have a pore volume of 0.2 cm 3 /g or more. Since the porous carbon particles have a pore volume of 0.2 cm 3 /g or more, they can be impregnated with a sufficient amount of silicon, so that a sufficiently large specific capacity can be obtained as a negative electrode material for batteries. From this point of view, the pore volume of the porous carbon particles is more preferably 0.4 cm 3 /g or more, more preferably 0.6 cm 3 /g or more.
 本発明の製造方法に用いる多孔質炭素粒子は、その細孔容積が例えば好ましくは2.2cm3/g以下である。多孔質炭素粒子の細孔容積が2.2cm3/g以下であることにより、担体となっている多孔質炭素粒子によって充放電時の膨張・収縮による体積変化を吸収させることができる。この観点から、多孔質炭素粒子の細孔容積は2.0cm3/g以下であることがより好ましく、1.8cm3/g以下であることがさらに好ましい。
 多孔質炭素粒子の細孔容積は、窒素吸着試験によって測定することができる。
The porous carbon particles used in the production method of the present invention preferably have a pore volume of, for example, 2.2 cm 3 /g or less. When the pore volume of the porous carbon particles is 2.2 cm 3 /g or less, the volume change due to expansion/contraction during charge/discharge can be absorbed by the porous carbon particles as a carrier. From this point of view, the pore volume of the porous carbon particles is more preferably 2.0 cm 3 /g or less, more preferably 1.8 cm 3 /g or less.
The pore volume of porous carbon particles can be measured by a nitrogen adsorption test.
 本発明の製造方法に用いる多孔質炭素粒子は、BET比表面積が800m2/g以上であることが好ましい。多孔質炭素粒子のBET比表面積が800m2/g以上であることにより、前記多孔質炭素粒子の主に内部表面にシリコンを多量に析出させることができるので、負極材として十分に高い比容量を得ることができる。この観点から、前記多孔質炭素粒子のBET比表面積は900m2/g以上がより好ましく、1000m2/g以上がさらに好ましい。 The porous carbon particles used in the production method of the present invention preferably have a BET specific surface area of 800 m 2 /g or more. When the BET specific surface area of the porous carbon particles is 800 m 2 /g or more, a large amount of silicon can be deposited mainly on the inner surfaces of the porous carbon particles, so that a sufficiently high specific capacity can be obtained as a negative electrode material. Obtainable. From this point of view, the BET specific surface area of the porous carbon particles is more preferably 900 m 2 /g or more, more preferably 1000 m 2 /g or more.
 BET比表面積は窒素吸着測定による吸着等温線から、BET法を用いて算出される値を用いる。なお、算出する際に使用する吸着等温線のデータ範囲の設定は公知の方法に従う。 For the BET specific surface area, use the value calculated using the BET method from the adsorption isotherm obtained by nitrogen adsorption measurement. The data range of the adsorption isotherm used for calculation follows a known method.
 本発明の製造方法に用いる多孔質炭素粒子は、体積基準累積粒度分布における50%粒子径(以下、「DV50」ともいう。)が2.0μm以上であることが好ましい。多孔質炭素粒子のDV50が2.0μm以上であれば、得られるSi-C複合体がハンドリング性に優れ、塗工に適した粘度や密度のスラリーに調製しやすく、また電極を形成した際の多孔質炭素粒子の密度が上がりやすい。この観点から、DV50は3.0μm以上であることがより好ましく、4.0μm以上であることがさらに好ましい。 The porous carbon particles used in the production method of the present invention preferably have a 50% particle diameter (hereinafter also referred to as “D V50 ”) in volume-based cumulative particle size distribution of 2.0 μm or more. If the D V50 of the porous carbon particles is 2.0 μm or more, the resulting Si—C composite has excellent handleability, can be easily prepared into a slurry having a viscosity and density suitable for coating, and can be used when forming an electrode. The density of the porous carbon particles is likely to increase. From this point of view, D V50 is more preferably 3.0 μm or more, further preferably 4.0 μm or more.
 前記多孔質炭素粒子のDV50は30.0μm以下であることが好ましい。多孔質炭素粒子のDV50が30.0μm以下であれば、1つ1つの粒子におけるリチウムの拡散長が短くなるためリチウムイオン電池のレート特性が優れるほか、スラリーとして集電体に塗工する際に多孔質炭素粒子による筋引きや多孔質炭素粒子由来の異常な凹凸の発生を抑制することができる。この観点から、DV50は25.0μm以下がより好ましく、20.0μm以下がさらに好ましい。 D V50 of the porous carbon particles is preferably 30.0 μm or less. If the D V50 of the porous carbon particles is 30.0 μm or less, the diffusion length of lithium in each particle is short, so the rate characteristics of the lithium ion battery are excellent, and when the slurry is applied to the current collector, In addition, it is possible to suppress the occurrence of streaks due to the porous carbon particles and the occurrence of abnormal irregularities derived from the porous carbon particles. From this point of view, D V50 is more preferably 25.0 μm or less, more preferably 20.0 μm or less.
 DV50はレーザー回折法によって測定することができる。また、DV10およびDV90は、それぞれ、体積基準の累積粒度分布における10%粒子径および90%粒子径を指す。DV10、DV90も、レーザー回折法によって測定することができる。
 上記のような細孔容積、あるいは加えてBET比表面積や粒度を持つ多孔質炭素粒子は、購入して用いてもよいし、公知の技術を用いて、樹脂を合成し、それを炭化および賦活したものを粒度調整したものであってもよい。
D V50 can be measured by laser diffraction. D V10 and D V90 refer to the 10% particle size and 90% particle size in the volume-based cumulative particle size distribution, respectively. D V10 , D V90 can also be measured by laser diffraction.
The porous carbon particles having the pore volume as described above, or additionally the BET specific surface area and particle size, may be purchased and used, or a known technique may be used to synthesize a resin, which is then carbonized and activated. It may be obtained by adjusting the particle size.
 粒度の調整は、公知の技術を用いることができる。粒度の調整方法としては、例えばジェットミルやピンミル、振動ミルなどの粉砕機や気流分級機を用いることができる。
 Si-C複合体の状態からでも、例えば水酸化カリウム水溶液を用いてシリコンを溶出させることにより、原料として用いた多孔質炭素粒子の細孔容積やBET比表面積、また体積基準累積粒度分布における50%粒子径、真密度などの物性値を測定することができる。
A well-known technique can be used for adjusting the particle size. As a method for adjusting the particle size, for example, a pulverizer such as a jet mill, a pin mill, or a vibration mill, or an air classifier can be used.
Even from the state of the Si—C composite, for example, by eluting silicon using an aqueous potassium hydroxide solution, the pore volume and BET specific surface area of the porous carbon particles used as the raw material, and the volume-based cumulative particle size distribution of 50 Physical properties such as % particle size and true density can be measured.
<3>多孔質炭素粒子の装填
 多孔質炭素粒子は、前述のとおり、反応器のシラン含有ガス流通路に装填される。多孔質炭素の充填方法は特に制限はなく、サヤに多孔質炭素粒子を充填してもかわないし、棚のような構造物の上に多孔質炭素粒子を置いてもかまわない。多孔質炭素粒子はシラン含有ガス流通路内に均等の厚みで、シラン含有ガス導入口から排ガス排出口に向かって装填されることが好ましい。装填される多孔質炭素粒子の量(仕込み量)は、特に制限はなく、反応器の大きさ、生産スケール等に応じて適宜決定することができる。
<3> Loading of Porous Carbon Particles Porous carbon particles are loaded into the silane-containing gas flow path of the reactor as described above. The method of filling the porous carbon is not particularly limited, and the sagger may be filled with the porous carbon particles, or the porous carbon particles may be placed on a structure such as a shelf. The porous carbon particles are preferably loaded into the silane-containing gas flow path with a uniform thickness from the silane-containing gas inlet toward the exhaust gas outlet. The amount of porous carbon particles to be charged (amount to be charged) is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the size of the reactor, production scale, and the like.
<4>シラン含有ガス
 前記シラン含有ガスは、反応器のシラン含有ガス流通路に導入され、多孔質炭素粒子の細孔内にシリコンを析出させる反応(以下、「Si-CVI反応」ともいう。)に用いられる。
 シラン含有ガスは、好ましくはシランガス、またはシランガスと不活性ガスとの混合ガスである。混合ガスにおけるシランガスのモル分率は0.001~1であることが好ましい。前記混合ガスに含まれる不活性ガスは特に制限されないが、好ましくは窒素またはアルゴンである。
 シランガスは、一般式Sin2n+2で表され、具体的にはモノシラン(SiH4)、ジシラン、トリシラン、テトラシランなどであり、モノシランが好ましい。
<4> Silane-Containing Gas The silane-containing gas is introduced into the silane-containing gas flow path of the reactor, and undergoes a reaction to deposit silicon in the pores of the porous carbon particles (hereinafter also referred to as “Si-CVI reaction”). ).
The silane-containing gas is preferably silane gas or a mixed gas of silane gas and inert gas. The molar fraction of silane gas in the mixed gas is preferably 0.001-1. The inert gas contained in the mixed gas is not particularly limited, but is preferably nitrogen or argon.
The silane gas is represented by the general formula Si n H 2n+2 and specifically includes monosilane (SiH 4 ), disilane, trisilane, tetrasilane, etc. Monosilane is preferred.
 本発明の製造方法においては、Si-CVI反応を実施する前に、シラン含有ガス流通路に不活性ガスを流通させ、所定の反応温度まで昇温させることが好ましく、その後、その設定温度で適宜保温を行ってもよい。
 昇温時の速度は特に制限されず、生産性、炉へのダメージ等を勘案して自由に選択することができる。所定の反応温度まで昇温させる場合、Si-CVI反応を開始する際に、ガスを不活性ガスから反応ガス(シラン含有ガス)に切り替えればよい。
In the production method of the present invention, before carrying out the Si-CVI reaction, it is preferable to flow an inert gas through the silane-containing gas flow path and raise the temperature to a predetermined reaction temperature, and then appropriately at the set temperature. You can keep warm.
The rate at which the temperature is raised is not particularly limited, and can be freely selected in consideration of productivity, damage to the furnace, and the like. When the temperature is raised to a predetermined reaction temperature, the gas may be switched from an inert gas to a reaction gas (silane-containing gas) when starting the Si-CVI reaction.
<5>反応時の圧力
 本発明の製造方法において、Si-CVI反応中における反応器内のゲージ圧が-10kPa以上+10kPa以下であることが好ましい。このような圧力範囲でSi-CVI反応を行うことで、多孔質炭素の細孔内に選択的にシリコンを析出させることができ、シリコンが多孔質炭素の細孔以外の表面などに析出することを抑制することができる。
<5> Pressure during reaction In the production method of the present invention, the gauge pressure in the reactor during the Si-CVI reaction is preferably −10 kPa or more and +10 kPa or less. By performing the Si-CVI reaction in such a pressure range, silicon can be selectively deposited in the pores of the porous carbon, and silicon can be deposited on surfaces other than the pores of the porous carbon. can be suppressed.
<6>シラン含有ガスのガス流量
 本発明の製造方法において、シラン含有ガスのガス流量は、特に制限はなく、装填される多孔質炭素粒子の量(仕込み量)、反応器の大きさ、生産スケール等に応じて適宜決定することができる。
<6> Gas Flow Rate of Silane-Containing Gas In the production method of the present invention, the gas flow rate of silane-containing gas is not particularly limited. It can be determined as appropriate according to the scale and the like.
<7>反応時の温度
 本発明の製造方法においては、前記シラン含有ガス流通路においてSi-CVI反応が行われる。
 前記シラン含有ガス流通路における反応温度は330℃以上450℃以下である。つまり、シラン含有ガス流通路内において、多孔質炭素粒子に対するSi-CVI反応は330℃以上450℃以下の範囲で行われる。
<7> Temperature during Reaction In the manufacturing method of the present invention, the Si-CVI reaction takes place in the silane-containing gas flow path.
The reaction temperature in the silane-containing gas flow path is 330° C. or higher and 450° C. or lower. That is, in the silane-containing gas flow path, the Si-CVI reaction with respect to the porous carbon particles takes place in the range of 330°C or higher and 450°C or lower.
 反応温度が330℃以上であれば、シランガスは多孔質炭素粒子の細孔内に吸着し、その際の発熱による温度上昇により到達した温度で初めて分解を起こすことができる。このため、細孔内に選択的にシリコンを堆積することができる。この観点から、反応温度は340℃以上が好ましく、350℃以上がより好ましい。 When the reaction temperature is 330°C or higher, the silane gas is adsorbed in the pores of the porous carbon particles, and decomposition can occur only at the temperature reached by the temperature rise due to the heat generated at that time. Therefore, silicon can be selectively deposited in the pores. From this point of view, the reaction temperature is preferably 340°C or higher, more preferably 350°C or higher.
 反応温度が450℃以下であれば、シランガスの多くは単独で分解することがないため、多孔質炭素粒子の細孔内以外ではほとんど分解しない。この観点から、反応温度は445℃以下が好ましく、440℃以下がより好ましい。 If the reaction temperature is 450°C or lower, most of the silane gas will not decompose by itself, so it will hardly decompose outside the pores of the porous carbon particles. From this point of view, the reaction temperature is preferably 445°C or lower, more preferably 440°C or lower.
 前記シラン含有ガス流通路における反応温度は、シラン含有ガス導入口から排ガス排出口に向けて上昇する温度分布を有する。つまり、シラン含有ガス流通路における反応温度は、温度勾配を有し、かつ、330℃以上450℃以下の範囲内で、シラン含有ガス導入口から排ガス排出口に向けて反応温度が上昇していればよく、シラン含有ガス導入口から排ガス排出口の一部において一定の温度である箇所があってもよい。 The reaction temperature in the silane-containing gas flow path has a temperature distribution that rises from the silane-containing gas inlet toward the exhaust gas outlet. That is, the reaction temperature in the silane-containing gas flow path has a temperature gradient, and the reaction temperature must rise within the range of 330° C. or higher and 450° C. or lower from the silane-containing gas inlet toward the exhaust gas outlet. Alternatively, there may be a portion at a constant temperature from the silane-containing gas inlet to the exhaust gas outlet.
 具体的には、シラン含有ガス流通路内の多孔質炭素粒子のシラン含有ガス導入口側端部(以下、「上流端部」ともいう。)における反応温度をTup、シラン含有ガス導入口側端部と排ガス排出口側端部との中間点(以下、「中間部」ともいう。)における反応温度をTmid、排ガス排出口側端部(以下、「下流端部」ともいう。)の反応温度をTdownとしたとき、下記式が成立するように温度が制御される。
 0℃<Tmid-Tup≦70℃
 0℃≦Tdown-Tmid≦50℃
Specifically, the reaction temperature at the silane-containing gas inlet side end of the porous carbon particles in the silane-containing gas flow passage (hereinafter also referred to as "upstream end") is Tup, and the silane-containing gas inlet side end is Tup. Tmid is the reaction temperature at the midpoint between the part and the exhaust gas outlet side end (hereinafter also referred to as the “intermediate portion”), and the reaction temperature at the exhaust gas outlet side end (hereinafter also referred to as the “downstream end”). is Tdown, the temperature is controlled so that the following equation holds.
0℃<Tmid−Tup≦70℃
0°C ≤ Tdown-Tmid ≤ 50°C
 上流端部側では、未反応のシランガスと多孔質炭素粒子が大量に存在するため、シランガスが多孔質炭素粒子内の細孔に吸着する確率が高く、したがって発熱が多く起こる。上流端部の反応温度Tupを中間部の反応温度Tmidより低く設定することで、上流部側と中流部の反応の活性をそろえることができ、生成物の物性も均一となる。一方、TupがTmidに対して70℃を超えて下回ると、シランの熱分解反応が促進されずSi析出が大きく抑制されてしまう。 On the upstream end side, there is a large amount of unreacted silane gas and porous carbon particles, so there is a high probability that the silane gas will be adsorbed in the pores in the porous carbon particles, and therefore a lot of heat will be generated. By setting the reaction temperature Tup at the upstream end to be lower than the reaction temperature Tmid at the intermediate portion, the reaction activity on the upstream side and the midstream portion can be matched, and the physical properties of the product will be uniform. On the other hand, when Tup is lower than Tmid by more than 70° C., the thermal decomposition reaction of silane is not promoted and Si deposition is greatly suppressed.
 TmidとTupとの温度差(Tmid-Tup)は、好ましくは5℃より大きく、さらに好ましくは15℃より大きい。TmidとTupとの温度差(Tmid-Tup)は、好ましくは60℃以下であり、より好ましくは50℃以下である。 The temperature difference between Tmid and Tup (Tmid-Tup) is preferably greater than 5°C, more preferably greater than 15°C. The temperature difference between Tmid and Tup (Tmid-Tup) is preferably 60°C or less, more preferably 50°C or less.
 また、下流端部の反応温度Tdownを中間部の反応温度Tmidと同等以上とすることで、中流部よりもシランガスの濃度が下がっているという下流部側の不利な点を補うことができる。一方、TdownがTmidに対して50℃を超えて上回ると、下流部の反応が局所的に進行し不均一な担持になる。 Further, by making the reaction temperature Tdown at the downstream end equal to or higher than the reaction temperature Tmid at the intermediate portion, it is possible to compensate for the disadvantage of the downstream side that the concentration of silane gas is lower than that at the midstream portion. On the other hand, when Tdown exceeds Tmid by more than 50° C., reactions in the downstream portion proceed locally, resulting in non-uniform loading.
 TdownとTmidとの温度差(Tdown-Tmid)は、好ましくは0~45℃であり、より好ましくは0~40℃である。
 本発明の製造方法においては、上流端部の反応温度Tupが400℃未満であることが好ましい。Tupが400℃未満である場合、0℃<Tmid-Tup≦70℃を満たす限りTmidは400℃未満でも400℃以上であってもよく、0℃≦Tdown-Tmid≦50℃を満たす限りTdownも400℃未満でも400℃以上であってもよい。
The temperature difference between Tdown and Tmid (Tdown-Tmid) is preferably 0 to 45°C, more preferably 0 to 40°C.
In the production method of the present invention, the reaction temperature Tup at the upstream end is preferably less than 400°C. When Tup is less than 400° C., Tmid may be less than 400° C. or 400° C. or more as long as 0° C.<Tmid−Tup≦70° C., and Tdown as long as 0° C.≦Tdown−Tmid≦50° C. It may be below 400°C or above 400°C.
 上記のような温度分布は、例えば、反応器がシラン含有ガス流通路に沿って、シラン含有ガス導入口側に設置させるヒーター(以下、「上流ヒーター」ともいう。)、排ガス排出口側に設置させるヒーター(以下、「下流ヒーター」ともいう。)、および上前記上流ヒーターと下流ヒーターとの間に設置されるヒーター(以下、「中流ヒーター」ともいう。)の3つのヒーターを備える場合、上流ヒーターによる設定温度を、中流ヒーターおよび下流ヒーターの設定温度より低くし、下流ヒーターによる設定温度を中流ヒーターの設定温度と同じに設定するか、中流ヒーターの設定温度より高く設定することにより得ることができる。 The temperature distribution as described above can be achieved, for example, by a heater installed on the silane-containing gas inlet side along the silane-containing gas flow path of the reactor (hereinafter also referred to as an "upstream heater"), and a heater installed on the exhaust gas outlet side. (hereinafter also referred to as “downstream heater”), and a heater installed between the upstream heater and the downstream heater (hereinafter also referred to as “midstream heater”). It can be obtained by setting the set temperature of the heater to be lower than the set temperatures of the midstream heater and the downstream heater, and setting the set temperature of the downstream heater to be the same as the set temperature of the midstream heater or higher than the set temperature of the midstream heater. can.
<8>反応時間
 前記Si-CVI反応の時間は、特に制限はなく、例えば1秒~30時間の間であってよい。Si-CVI反応の時間によって、シリコン含有率を自在に変更できる。
<8> Reaction time The time for the Si-CVI reaction is not particularly limited, and may be, for example, 1 second to 30 hours. The silicon content can be freely changed by adjusting the Si-CVI reaction time.
<9>シランガスの量のモニタリング
 本発明の製造方法におけるSi-CVI反応においては、シラン含有ガスとしてモノシラン(SiH4)ガスを用いた場合、SiH4→Si+2H2という反応が起こる。この反応式から、排ガス排出口から排出される排ガスをサンプリングし、シランガスあるいは水素ガスの濃度を測定することにより、出口におけるガスの組成をモニタリングすることができる。反応器入口におけるシランガスの質量流量と反応器出口における排ガス中のシランガスの濃度が分かれば、単位時間に多孔質炭素粒子への堆積に用いられたシランガスの量を知ることができ、上記反応式に基づき、単位時間に多孔質炭素粒子に堆積したシリコンの量も計算することができる。得られた値を反応時間にわたって積算することにより、反応中に多孔質炭素粒子に堆積したシリコンの総量、すなわち反応量を見積もることができる。
 また、反応炉へ導入するシランガスの流量を質量流量によって調整すれば、反応炉入口における質量流量が分かる。これを測定する方法はガスクロマトグラフィーでもガス検知機でもかまわないが、反応途中の監視ができるためリアルタイム複合ガス質量分析計が好ましい。
<9> Monitoring Amount of Silane Gas In the Si-CVI reaction in the production method of the present invention, when monosilane (SiH 4 ) gas is used as the silane-containing gas, the reaction SiH 4 →Si+2H 2 occurs. From this reaction formula, the gas composition at the outlet can be monitored by sampling the exhaust gas discharged from the exhaust gas outlet and measuring the concentration of silane gas or hydrogen gas. If the mass flow rate of silane gas at the reactor inlet and the concentration of silane gas in the exhaust gas at the reactor outlet are known, the amount of silane gas used for deposition on the porous carbon particles per unit time can be determined. Based on this, the amount of silicon deposited on the porous carbon particles per unit time can also be calculated. By accumulating the obtained values over the reaction time, the total amount of silicon deposited on the porous carbon particles during the reaction, that is, the reaction amount can be estimated.
Also, if the flow rate of the silane gas introduced into the reactor is adjusted by the mass flow rate, the mass flow rate at the inlet of the reactor can be known. A method for measuring this may be gas chromatography or a gas detector, but a real-time composite gas mass spectrometer is preferable because it allows monitoring during the reaction.
<10>多孔質炭素粒子の細孔へのシリコンの充填率の調整
 本発明の製造方法においては、多孔質炭素粒子の細孔内に選択的にシリコンを析出させ得る。また、シリコンの密度を用いて、上記多孔質炭素粒子に析出したシリコンの総量を、質量の単位から体積の単位に換算できる。多孔質炭素粒子の細孔容積と、上記反応によって多孔質炭素粒子の細孔中に堆積したシリコンの総量の体積から、次式によって多孔質炭素粒子の細孔へのシリコンの充填率を求めることができる。なお、多孔質炭素粒子細孔の内部におけるシリコンと外部におけるシリコンとを厳密に区別して測定および計算して求めることは難しいが、本明細書において、次式で求められた充填率を多孔質炭素の細孔へのシリコンの充填率とする。
<10> Adjustment of Filling Rate of Silicon in Pores of Porous Carbon Particles In the production method of the present invention, silicon can be selectively deposited in the pores of the porous carbon particles. Also, using the density of silicon, the total amount of silicon deposited on the porous carbon particles can be converted from a unit of mass to a unit of volume. From the pore volume of the porous carbon particles and the volume of the total amount of silicon deposited in the pores of the porous carbon particles by the above reaction, the filling rate of silicon in the pores of the porous carbon particles is obtained by the following equation. can be done. Although it is difficult to strictly distinguish between the silicon inside the pores of the porous carbon particles and the silicon outside the pores, it is difficult to measure and calculate the filling ratio obtained by the following equation. is the filling rate of silicon into the pores of
(充填率α)(%)=100×wSi/(Vp×wC×ρSi
 ここで、wSiはSi-CVI反応によって多孔質炭素粒子に析出したシリコンの総量[g]、ρSiはシリコンの密度[g/cm3]、wCは用いた多孔質炭素粒子の質量[g]、Vpは多孔質炭素粒子の細孔容積[cm3/g]である。また、充填率αの単位は%である。
 シリコンの密度としては、正確にはアモルファスシリコンの密度を用いる必要があるが、結晶性シリコンの密度である2.3290g/cm3を用いても、十分に精度よくシリコンの充填率(%)を見積もることができる。反応を行いながら、サンプリング、堆積したシリコンの量の見積もり、および充填率の計算を行うことで、所望の充填率が得られた時点で反応を止めることができる。このようにして、前記反応量および細孔容積の値から、多孔質炭素粒子の細孔へのシリコンの充填率を調整することができる。
(Filling rate α) (%) = 100 x w Si / (V p x w C x ρ Si )
Here, w Si is the total amount of silicon deposited on the porous carbon particles by the Si-CVI reaction [g], ρ Si is the density of silicon [g/cm 3 ], and w C is the mass of the porous carbon particles used [ g], V p is the pore volume [cm 3 /g] of the porous carbon particles. Also, the unit of the filling rate α is %.
As the density of silicon, it is necessary to accurately use the density of amorphous silicon, but even if 2.3290 g/cm 3 which is the density of crystalline silicon is used, the filling rate (%) of silicon can be obtained with sufficient accuracy. can be estimated. By sampling, estimating the amount of deposited silicon, and calculating the fill factor while the reaction is running, the reaction can be stopped when the desired fill factor is obtained. In this way, the filling rate of silicon into the pores of the porous carbon particles can be adjusted from the reaction amount and the pore volume.
<11>工程(B)
 本発明の他の実施形態にかかるSi-C複合体の製造方法は、前述のSi-Cの製造方法によってSi-C複合体を得る工程(工程(A))の後に続けて、不飽和結合を有する炭化水素を含むガスを、400℃以下で前記Si-C複合体に接触させる工程(工程(B))を行うことが好ましい。
 なお、本発明において、工程(A)で得られたSi-C複合体のみならず、工程(A)と工程(B)とを行って得られたSi-C複合体も本発明にかかる製造方法で得られるSi-C複合体に含まれる。
 上記工程では、Si-C複合体の表面のSi-H基と不飽和結合を有する炭化水素とが反応し、Si-C複合体の表面に炭化水素を含む層が形成されると考えられる。このため、前記工程(A)で得られたSi-C複合体を得た後、前記Si-C複合体の表面の酸化を抑制しつつ、工程(B)を行うことが好ましい。したがって、Si-C複合体の表面の酸化が抑制されていれば、工程(A)と工程(B)の間に別の工程や操作を含む態様も本発明の実施形態に含まれる。
<11> Step (B)
In a method for producing a Si—C composite according to another embodiment of the present invention, the step of obtaining a Si—C composite by the method for producing Si—C described above (step (A)) is followed by The step (step (B)) of contacting the Si—C composite at 400° C. or lower with a gas containing a hydrocarbon having
In the present invention, not only the Si—C composite obtained in step (A), but also the Si—C composite obtained by performing steps (A) and (B) are produced according to the present invention. contained in the Si—C composite obtained by the method.
It is believed that in the above process, the Si—H groups on the surface of the Si—C composite react with hydrocarbons having unsaturated bonds to form a layer containing hydrocarbons on the surface of the Si—C composite. Therefore, after obtaining the Si—C composite obtained in the step (A), it is preferable to perform the step (B) while suppressing oxidation of the surface of the Si—C composite. Therefore, as long as the oxidation of the surface of the Si—C composite is suppressed, the embodiment of the present invention also includes another step or operation between step (A) and step (B).
 酸化を抑制する方法としては、例えば、工程(A)の後に、ヘリウム、アルゴン又は窒素などの不活性ガス、あるいは水素などの還元性ガスを使用して、工程(A)における未反応のシラン含有ガスを除く方法が挙げられる。
 前記炭化水素を含む層には、炭化水素同士が反応した物質が含まれていてもよい。
As a method of suppressing oxidation, for example, after step (A), an inert gas such as helium, argon or nitrogen, or a reducing gas such as hydrogen is used to remove the unreacted silane-containing gas in step (A). A method of removing gas is mentioned.
The layer containing hydrocarbons may contain a substance obtained by reacting hydrocarbons with each other.
 不飽和結合を有する炭化水素のガスとしては、二重結合や三重結合を有する炭化水素のガスを用いることができる。蒸気圧が低く、常圧(101325pa)ではほとんど気化しない炭化水素は、常圧より低い圧力にすることにより用いることができる。
 好ましく用いられる炭化水素としては、常圧で気体である、アセチレン、エチレン、プロピレン、および1,3-ブタジエンが挙げられ、アセチレンおよびエチレンがより好ましい。工程(B)では、複数種類の炭化水素を用いてもよい。また、前記炭化水素に、ヘリウムまたはアルゴンなどの不活性ガス、あるいは水素などの還元性ガスを混合して用いてもよい。
As the hydrocarbon gas having an unsaturated bond, a hydrocarbon gas having a double bond or a triple bond can be used. Hydrocarbons that have a low vapor pressure and hardly vaporize under normal pressure (101,325 pa) can be used by lowering the pressure below normal pressure.
Hydrocarbons preferably used include acetylene, ethylene, propylene and 1,3-butadiene, which are gases at normal pressure, with acetylene and ethylene being more preferred. In step (B), multiple types of hydrocarbons may be used. In addition, an inert gas such as helium or argon, or a reducing gas such as hydrogen may be mixed with the hydrocarbon.
 工程(B)は、前記Si-H基と前記炭化水素中の不飽和結合とを反応させる観点から、400℃以下でSi-C複合体に接触する処理である。Si-C複合体に接触する温度(以下、「接触温度」ともいう。)が400℃以下であるとSi-H基の分解が抑制されやすく、かつ、Si-C複合体の表面のSi-H基と炭化水素中の不飽和結合との反応がより起こりやすい。 Step (B) is a treatment of contacting the Si—C composite at 400° C. or less from the viewpoint of reacting the Si—H groups with the unsaturated bonds in the hydrocarbon. If the temperature at which the Si—C composite is contacted (hereinafter also referred to as “contact temperature”) is 400° C. or less, the decomposition of the Si—H group is likely to be suppressed, and the Si— on the surface of the Si—C composite Reaction of H groups with unsaturated bonds in hydrocarbons is more likely.
 工程(B)における接触温度は、不飽和結合を有する炭化水素がSi-C複合体の表面で反応する温度であれば制限はないが、反応時の温度が低いと反応速度が低くなるので、100℃以上が好ましく、150℃以上がより好ましい。 The contact temperature in the step (B) is not limited as long as it is a temperature at which the hydrocarbon having an unsaturated bond reacts on the surface of the Si—C composite. 100° C. or higher is preferable, and 150° C. or higher is more preferable.
 Si-C複合体の表面に形成される炭化水素を含む層の厚さは、炭化水素の単分子層程度の厚さであってもよく、数分子層程度の厚さであってもよい。炭化水素の一部は分解していてもよい。炭化水素の一部が分解して炭素になっていたとしても、炭化水素を含む層は、通常の被覆炭素とは異なり抵抗が高い材料であるため、薄膜であることが好ましい。
 したがって工程(B)の前後で、Si-C複合体の質量の変化は小さいことが好ましい。工程(B)を行う前のSi-C複合体の質量をWB,前、工程(B)を行った後の、炭化水素を含む層を有するSi-C複合体の質量をWB,後とすると、工程(B)による、Si-C複合体の質量の増加率、ΔWBは次式で与えられる。
 ΔWB(%)=100×(WB,後-WB,前)/WB,
 ΔWBは、1.0%以下であることがより好ましく、0.5%以下であることがさらにより好ましい。
The thickness of the hydrocarbon-containing layer formed on the surface of the Si—C composite may be as thick as a monomolecular layer of hydrocarbon, or as thick as several molecular layers. Some of the hydrocarbons may be decomposed. Even if some of the hydrocarbons are decomposed into carbon, the layer containing the hydrocarbons is preferably a thin film because it is a material with high resistance unlike ordinary coated carbon.
Therefore, it is preferable that the change in mass of the Si—C composite be small before and after the step (B). The mass of the Si—C composite before performing the step (B) is W B, before, and the mass of the Si—C composite having a layer containing a hydrocarbon after performing the step (B) is W B, after Then, the rate of increase in the mass of the Si—C composite due to step (B), ΔW B , is given by the following equation.
ΔW B (%) = 100 × (W B, rear - W B, front) / W B, front ΔW B is more preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less. more preferred.
 工程(B)炭化水素処理の効果としては、例えば、Si-C複合体内部のシリコンの経時酸化の抑制、電極塗工用スラリー作製時の水素発生の抑制、電池における初回クーロン効率の増大、サイクル特性の改善が挙げられる。Si-C複合体の表面に保護層が存在することにより、前記Si-C複合体内部への酸素や水分の侵入を抑制することができる。 The effects of the step (B) hydrocarbon treatment include, for example, suppression of oxidation of silicon inside the Si—C composite over time, suppression of hydrogen generation during preparation of slurry for electrode coating, increase in initial coulomb efficiency in the battery, cycle improvement of characteristics. The presence of the protective layer on the surface of the Si--C composite can prevent oxygen and moisture from entering the interior of the Si--C composite.
 本発明の製造方法においては、多孔質炭素粒子の細孔内にシリコンを析出させ、Si-C複合体を得た後に、Si-C複合体に酸素を含む不活性ガス雰囲気に接触させて、シリコンの表面を酸化してもよい。特に純粋なシリコンは活性が高いため、表面を酸化することによって急激な変質を抑制できる。 In the production method of the present invention, after silicon is precipitated in the pores of the porous carbon particles to obtain the Si—C composite, the Si—C composite is brought into contact with an inert gas atmosphere containing oxygen, The silicon surface may be oxidized. Pure silicon, in particular, has high activity, so rapid deterioration can be suppressed by oxidizing the surface.
 シリコンの析出後または酸化後、Si-C複合体表面を別途コーティングしてもよい。具体的には、炭素コーティングが挙げられる。炭素コーティングの手法としては、化学気相成長法(CVD(Chemical Vapor Deposition)等)などが挙げられる。本明細書では、CVDによる炭素コーティングを「C-CVD」と称する。 After deposition or oxidation of silicon, the surface of the Si--C composite may be coated separately. A specific example is a carbon coating. Methods of carbon coating include chemical vapor deposition (CVD (Chemical Vapor Deposition), etc.) and the like. Carbon coating by CVD is referred to herein as "C-CVD."
 コーティングの効果としては、例えば、Si-C複合体内部のシリコンの経時酸化の抑制、初回クーロン効率の増大、サイクル特性の改善が挙げられる。Si-C複合体表面にコート層が存在することにより、前記Si-C複合体内部への酸素や水分の侵入を抑制することができる。  The effects of the coating include, for example, suppressing the oxidation of silicon inside the Si—C composite over time, increasing the initial coulombic efficiency, and improving cycle characteristics. The presence of the coat layer on the surface of the Si—C composite can suppress the intrusion of oxygen and moisture into the interior of the Si—C composite.
<12>生成物の均一性の評価
 本発明の製造方法によれば、多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出したSi-C複合体が得られる。
 このことは、Si-CVI反応によって得られたSi-C複合体の、反応器内の生成物収得場所(以下、「サンプリング位置」とも称する場合がある。)ごとのSi-C複合体の物性値を比較することによって評価することができる。例えば、まず、得られた粉体(Si-C複合体)をガス導入方向の長さで3等分して、シラン含有ガス導入口側の部分(上流部分)、シラン含有ガス排出口側の部分(下流部分)、及び前記上流部分と下流部分とに挟まれる部分(中流部分)の各部分から生成物をそれぞれサンプリングし、生成物をそれぞれ均一に混合した後、それぞれを分析あるいは電池評価し、各部分の生成物が同様の物性値、あるいは電池特性を持っているかどうかを比較する。
 以下には、Si-C複合体の物性値、およびその測定方法を説明する。
 また以下、ばらつきは、サンプリング位置ごとの分析値の内、一番高い値と一番低い値との差のことを示す。例えば、上記のように得られたSi-C複合体の上流部分、中流部分および下流部分をそれぞれ分析して得られた値のうち、一番高い値と一番低い値との差のことを示す。
<12> Evaluation of Product Uniformity According to the production method of the present invention, a Si—C composite in which silicon is uniformly deposited over the entire porous carbon particles is obtained.
This indicates that the physical properties of the Si—C composite obtained by the Si—CVI reaction for each product acquisition location in the reactor (hereinafter sometimes referred to as “sampling position”) It can be evaluated by comparing values. For example, first, the obtained powder (Si—C composite) is divided into three equal parts along the length in the gas introduction direction, and the part on the side of the silane-containing gas inlet (upstream part) and the part on the side of the silane-containing gas outlet. The product is sampled from each portion (downstream portion) and the portion (midstream portion) sandwiched between the upstream portion and the downstream portion, and the products are uniformly mixed and then analyzed or evaluated for the battery. , and compare whether the products of each part have similar physical property values or battery characteristics.
The physical properties of the Si—C composite and the method for measuring them will be described below.
Further, hereinafter, variation indicates the difference between the highest value and the lowest value among the analysis values for each sampling position. For example, among the values obtained by analyzing the upstream portion, midstream portion, and downstream portion of the Si—C composite obtained as described above, the difference between the highest value and the lowest value show.
(1)ラマンスペクトルのR値
 一般に、ラマンスペクトルのR値は炭素の結晶構造に含まれる欠陥量を反映するものである。したがって、本発明の製造方法により得られるSi-C複合体のラマンスペクトルのR値は、Si-C複合体中の多孔質炭素粒子の結晶構造に含まれる欠陥量に関する情報である。
 R値はラマンスペクトルにおける1360cm-1付近のピークの強度IDと、1580cm-1付近のピークの強度IGの比(ID/IG)である。
 ここで、ピークの強度は、ベースラインを補正した後の、ベースラインからピーク頂点までの高さとする。
(1) R value of Raman spectrum In general, the R value of Raman spectrum reflects the amount of defects contained in the crystal structure of carbon. Therefore, the R value of the Raman spectrum of the Si--C composite obtained by the production method of the present invention is information on the amount of defects contained in the crystal structure of the porous carbon particles in the Si--C composite.
The R value is the ratio (I D /I G ) of the peak intensity I D near 1360 cm −1 and the peak intensity I G near 1580 cm −1 in the Raman spectrum.
Here, the peak intensity is the height from the baseline to the peak apex after correcting the baseline.
 本発明の製造方法により得られるSi-C複合体のラマンスペクトルのR値は0.50以上であることが好ましい。
 R値が0.50以上であると、反応抵抗が十分に低いので、電池のレート特性の向上につながる。この観点から、R値は0.70以上がより好ましく、0.80以上であることがさらに好ましい。
The Si—C composite obtained by the production method of the present invention preferably has a Raman spectrum R value of 0.50 or more.
When the R value is 0.50 or more, the reaction resistance is sufficiently low, leading to an improvement in the rate characteristics of the battery. From this point of view, the R value is more preferably 0.70 or more, more preferably 0.80 or more.
 本発明の製造方法により得られるSi-C複合体のラマンスペクトルのR値は1.50未満であることが好ましい。R値が1.50未満であると、Si-C複合体の炭素表面に欠陥が少ないことになるので、電池において副反応が低減され、初回クーロン効率が向上する。この観点から、R値は1.40以下であることがより好ましく、1.35以下であることがさらに好ましく、1.30以下であることが特に好ましい。 The R value of the Raman spectrum of the Si—C composite obtained by the production method of the present invention is preferably less than 1.50. When the R value is less than 1.50, the carbon surface of the Si—C composite has few defects, so side reactions in the battery are reduced and the initial coulombic efficiency is improved. From this point of view, the R value is more preferably 1.40 or less, even more preferably 1.35 or less, and particularly preferably 1.30 or less.
(2)ラマンスペクトルにおけるシリコンのピーク
 本発明の製造方法により得られるSi-C複合体は、ラマンスペクトルにおいてシリコン由来のピークが現れるが、そのピークは450~495cm-1に存在する。一般に、この波数範囲にピークを持つシリコンはアモルファスであることが知られている。これに対して、結晶性のシリコンはラマンスペクトルにおいて520cm-1付近にピークを持つことが知られている。
 本発明の製造方法により得られるSi-C複合体においては、アモルファスシリコンが生成していると考えられる。本発明では、アモルファスシリコンのピークの強度をISiと表記する。
(2) Peak of Silicon in Raman Spectrum The Si—C composite obtained by the production method of the present invention has a silicon-derived peak in the Raman spectrum, and the peak exists at 450 to 495 cm −1 . It is generally known that silicon having a peak in this wavenumber range is amorphous. In contrast, crystalline silicon is known to have a peak near 520 cm −1 in the Raman spectrum.
It is believed that amorphous silicon is formed in the Si—C composite obtained by the manufacturing method of the present invention. In the present invention, the peak intensity of amorphous silicon is denoted as I Si .
(3)ラマンスペクトルにおけるISi/IG
 IGは前述の1580cm-1付近のピークの強度であり、そのピークはSi-C複合体中の多孔質炭素粒子に由来する。
(3) I Si /I G in Raman spectrum
IG is the intensity of the aforementioned peak near 1580 cm -1 , and this peak originates from porous carbon particles in the Si—C composite.
 反応器内のサンプリング位置による、Si-C複合体のラマンスペクトルのISi/IGの値のばらつきは0.25以下であることが好ましく、0.20以下がより好ましく、0.10以下がさらに好ましい。
 後述するように、ISi/IGの値のばらつきは表面析出Siのばらつきによるものと考えられるため、電池におけるサイクル特性のばらつきにつながると考えられる。
The variation in the value of I Si /I G of the Raman spectrum of the Si—C composite due to the sampling position in the reactor is preferably 0.25 or less, more preferably 0.20 or less, and 0.10 or less. More preferred.
As will be described later, variations in the value of I Si /I G are thought to be due to variations in the amount of Si deposited on the surface, which is thought to lead to variations in the cycle characteristics of the battery.
 本発明の製造方法により得られるSi-C複合体のラマンスペクトルのISi/IGは0.80以下であることが好ましく、0.70以下であることがより好ましく、0.30未満であることがさらに好ましい。ラマンスペクトルにおいてシリコンのピークが現れていることは、Si-C複合体の表面近傍にシリコンが堆積していることを示すが、ISi/IGが0.80以下(よりこのましくは0.70以下、さらに好ましくは0.30未満)であれば、シリコンは多孔質炭素粒子の細孔内部に主に堆積し、多孔質炭素粒子の表面にはほとんど析出していないと推定することができる。このことは、シリコンが電解液と直接接触しないという点、ならびに、シリコンの膨張および収縮を多孔質炭素粒子が吸収するという点で、サイクル特性の向上につながる。
 同様の観点からISi/IGは0.25以下であることがより好ましく、0.20以下であることがさらに好ましい。ISi/IGの下限値は特に制限はないが、ISi/IGは0.03以上であることが好ましく、0.06以上であることがより好ましい。ISi/IGが0.03以上である場合、十分な量のシリコンが析出していると推定されるので、十分に大きな比容量が得られうる。
The I Si /I G of the Raman spectrum of the Si—C composite obtained by the production method of the present invention is preferably 0.80 or less, more preferably 0.70 or less, and less than 0.30. is more preferred. The appearance of a silicon peak in the Raman spectrum indicates that silicon is deposited near the surface of the Si—C composite, and I Si /I G is 0.80 or less (more preferably 0 .70 or less, more preferably less than 0.30), it can be estimated that silicon is mainly deposited inside the pores of the porous carbon particles and is hardly precipitated on the surfaces of the porous carbon particles. can. This leads to improved cycle characteristics in that the silicon does not come into direct contact with the electrolyte and in that the expansion and contraction of the silicon are absorbed by the porous carbon particles.
From the same point of view, I Si /I G is more preferably 0.25 or less, and even more preferably 0.20 or less. Although the lower limit of I Si /I G is not particularly limited, I Si /I G is preferably 0.03 or more, more preferably 0.06 or more. When I Si /I G is 0.03 or more, it is presumed that a sufficient amount of silicon is deposited, and a sufficiently large specific capacitance can be obtained.
(4)Si含有率
 Si含有率を次式で定義する。単位は質量%である。
 (Si含有率)=100×(Si-C複合体に含まれるシリコンの質量)/(Si-C複合体の質量)
 反応器内のサンプリング位置による、Si-C複合体のSi含有率のばらつきは、9質量%以下であることが好ましく、6質量%以下であることがより好ましく、3質量%であることがさらに好ましい。Si含有率のばらつきは電池における容量のばらつきにつながるからである。
(4) Si content rate Si content rate is defined by the following formula. The unit is % by mass.
(Si content)=100×(mass of silicon contained in Si—C composite)/(mass of Si—C composite)
The variation in the Si content of the Si—C composite due to the sampling position in the reactor is preferably 9% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, and 3% by mass. preferable. This is because variations in the Si content lead to variations in the capacity of the battery.
 Si-C複合体の比容量を十分に得る観点から、本発明の製造方法により得られるSi-C複合体のSi含有率は、15質量%以上であることが好ましい。この観点から、前記Si含有率は20質量%以上であることがより好ましく、25質量%であることがさらに好ましい。 From the viewpoint of obtaining a sufficient specific capacity of the Si--C composite, the Si content of the Si--C composite obtained by the production method of the present invention is preferably 15% by mass or more. From this point of view, the Si content is more preferably 20% by mass or more, and even more preferably 25% by mass.
 サイクル特性が安定したリチウムイオン二次電池負極材が得られる観点から、本発明の製造方法により得られるSi-C複合体のSi含有率は、85質量%以下であることが好ましい。この観点から、前記Si含有率は75質量%以下であることがより好ましく、65質量%以下であることがさらに好ましい。この際、シリコンは理想的には多孔質炭素粒子の細孔内のみに存在していることが望ましいが、実際には、多孔質炭素粒子の最表面にもシリコンが析出していてよい。また、シリコンは多孔質炭素粒子の細孔容積を完全には埋め尽くしていない状態で、多孔質炭素粒子の最表面にシリコンが析出していてもよい。 From the viewpoint of obtaining a lithium ion secondary battery negative electrode material with stable cycle characteristics, the Si content of the Si—C composite obtained by the production method of the present invention is preferably 85% by mass or less. From this point of view, the Si content is more preferably 75% by mass or less, and even more preferably 65% by mass or less. At this time, ideally, silicon should be present only in the pores of the porous carbon particles, but in reality, silicon may also be deposited on the outermost surfaces of the porous carbon particles. In addition, silicon may be deposited on the outermost surface of the porous carbon particles without completely filling the pore volume of the porous carbon particles with silicon.
 前記Si含有率は、ファンダメンタル・パラメーター(FP)法を用いた蛍光X線分析を前記Si-C複合体に対して行うことによって得ることができる。 The Si content can be obtained by subjecting the Si—C composite to fluorescent X-ray analysis using a fundamental parameter (FP) method.
(5)BET比表面積
 本発明の製造方法により得られるSi-C複合体は、多孔質炭素粒子の細孔内にシリコンが選択的に堆積したものであることが好ましい。原料である多孔質炭素粒子の細孔がシリコンで充填されていたり、細孔の入り口がシリコンで塞がれているため、Si-C複合体のBET比表面積は多孔質炭素粒子のBET比表面積よりも減少する。その結果、リチウムイオン二次電池の負極材として好適に用いられるような値になる。
(5) BET Specific Surface Area The Si—C composite obtained by the production method of the present invention is preferably one in which silicon is selectively deposited in pores of porous carbon particles. Since the pores of the raw material porous carbon particles are filled with silicon or the entrances of the pores are blocked with silicon, the BET specific surface area of the Si—C composite is the BET specific surface area of the porous carbon particles. less than As a result, it becomes a value suitable for use as a negative electrode material for a lithium ion secondary battery.
 反応器内のサンプリング位置による、Si-C複合体のBET比表面積のばらつきは30m2/g以下であることが好ましく、20m2/g以下であることがより好ましく、15m2/g以下であることがさらに好ましい。
 BET比表面積の値のばらつきが30m2/g以下であることにより、副反応の程度が等しくなるため、初回クーロン効率のばらつきが小さくなる。
Variation in the BET specific surface area of the Si—C composite due to sampling positions in the reactor is preferably 30 m 2 /g or less, more preferably 20 m 2 /g or less, and 15 m 2 /g or less. is more preferred.
When the variation in the BET specific surface area is 30 m 2 /g or less, the extent of the side reactions becomes equal, so the variation in the initial coulombic efficiency is reduced.
 本発明の製造方法により得られるSi-C複合体のBET比表面積は、40m2/g以下であることが好ましい。40m2/g以下であれば、副反応である電解液の分解反応が顕著にはならないため、初回クーロン効率を高くできる。この観点から、BET比表面積が20m2/g以下であることがより好ましく、15m2/g以下であることがさらに好ましい。 The BET specific surface area of the Si—C composite obtained by the production method of the present invention is preferably 40 m 2 /g or less. If it is 40 m 2 /g or less, the decomposition reaction of the electrolytic solution, which is a side reaction, does not become remarkable, so the initial coulombic efficiency can be increased. From this point of view, the BET specific surface area is more preferably 20 m 2 /g or less, more preferably 15 m 2 /g or less.
 BET比表面積は窒素吸着測定による吸着等温線から、BET法を用いて算出される値を用いる。なお、算出する際に使用する吸着等温線のデータ範囲の設定は公知の方法に従う。 For the BET specific surface area, use the value calculated using the BET method from the adsorption isotherm obtained by nitrogen adsorption measurement. The data range of the adsorption isotherm used for calculation follows a known method.
 以下に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
[原料]
 Si-C複合体を得るために用いた多孔質炭素粒子は、以下のとおりである。
 多孔質炭素粒子1:細孔容積0.85cm3/g、DV10 6.9μm、DV50 14.4μm、DV90 26.2μm、BET比表面積1770m2/gの多孔質炭素粒子
 多孔質炭素粒子2:細孔容積0.60cm3/g、DV10 5.3μm、DV50 10.7μm、DV90 19.6μm、BET比表面積1550m2/gの多孔質炭素粒子
 多孔質炭素粒子3:細孔容積1.1cm3/g、DV10 3.2μm、DV50 4.4μm、DV90 6.1μm、BET比表面積2100m2/gの多孔質炭素粒子
 実施例および比較例において、物性の測定は下記のように行った。
[material]
The porous carbon particles used to obtain the Si—C composite are as follows.
Porous carbon particles 1: Porous carbon particles having a pore volume of 0.85 cm 3 /g, D V10 of 6.9 μm, D V50 of 14.4 μm, D V90 of 26.2 μm, and a BET specific surface area of 1770 m 2 /g Porous carbon particles 2: Porous carbon particles having a pore volume of 0.60 cm 3 /g, D V10 of 5.3 μm, D V50 of 10.7 μm, D V90 of 19.6 μm, and a BET specific surface area of 1550 m 2 /g Porous carbon particles 3: Pores Porous carbon particles having a volume of 1.1 cm 3 /g, D V10 of 3.2 μm, D V50 of 4.4 μm, D V90 of 6.1 μm, and a BET specific surface area of 2100 m 2 /g. went like
[窒素吸着試験]
 (方法)
 サンプルセル(9mm×135mm)にサンプルの合計表面積が2~60m2となるようにサンプルを入れ、300℃、真空条件下で1時間乾燥後、サンプル重量を測定し、以下の方法で測定を行った。
・装置:カンタクローム・インスツルメンツ(Quantachrome)社製NOVA4200e(登録商標)
・測定ガス:窒素
・測定範囲の相対圧の設定値:0.005~0.995
[Nitrogen adsorption test]
(Method)
A sample is placed in a sample cell (9 mm x 135 mm) so that the total surface area of the sample is 2 to 60 m 2 , dried at 300°C under vacuum conditions for 1 hour, and then the weight of the sample is measured using the following method. rice field.
Apparatus: NOVA4200e (registered trademark) manufactured by Quantachrome Instruments
・Measurement gas: Nitrogen ・Set value of relative pressure in the measurement range: 0.005 to 0.995
(計算方法)
(BET比表面積の算出方法)
 多孔質炭素材のBET比表面積は相対圧0.005近傍から0.08未満の吸着等温線データからBET多点法にて算出した。
 複合体粒子のBET比表面積は相対圧0.1近傍、0.2近傍および0.3近傍の3点の吸着等温線データからBET多点法にて算出した。
(Method of calculation)
(Calculation method of BET specific surface area)
The BET specific surface area of the porous carbon material was calculated by the BET multipoint method from the adsorption isotherm data at a relative pressure of about 0.005 to less than 0.08.
The BET specific surface area of the composite particles was calculated by the BET multipoint method from the adsorption isotherm data at three points near relative pressures of 0.1, 0.2 and 0.3.
(細孔容積の算出方法)
 細孔容積は、相対圧0.99前後2点の吸着等温線データから直線近似で相対圧0.99での吸着量を算出して求めた。このとき、窒素液体密度0.808g/cc、窒素の標準状態の1molの体積を22.4133L、窒素原子量を14.0067として計算した。
(Method for calculating pore volume)
The pore volume was obtained by calculating the adsorption amount at a relative pressure of 0.99 by linear approximation from the adsorption isotherm data at two points around the relative pressure of 0.99. At this time, calculations were made assuming that the liquid density of nitrogen is 0.808 g/cc, the volume of 1 mol of nitrogen in the standard state is 22.4133 L, and the atomic weight of nitrogen is 14.0067.
(測定設定相対圧)
 実際の測定時の相対圧の設定値は以下の通りである。
0.005、0.007、0.010、0.020、0.050、0.075、0.100、0.200、0.300、0.800、0.900、0.925、0.950、0.975、0.990、0.995
(Measurement setting relative pressure)
The set value of the relative pressure at the time of actual measurement is as follows.
0.005, 0.007, 0.010, 0.020, 0.050, 0.075, 0.100, 0.200, 0.300, 0.800, 0.900, 0.925, 0.950, 0.975, 0.990, 0.995
[粒度分布測定]
 実施例ならびに比較例で用いた多孔質炭素粒子を極小型スパーテル1杯分、および、非イオン性界面活性剤(SARAYA ヤシの実洗剤ハイパワー)原液(32質量%)の100倍希釈液を2滴水(15mL)に添加し、3分間超音波分散させた。この分散液をセイシン企業社製レーザー回折式粒度分布測定器(型番:LMS-2000e)に投入し、体積基準累積粒度分布を測定し、多孔質炭素粒子の10%粒子径DV10、50%粒子径DV50および90%粒子径DV90を決定した。
[Particle size distribution measurement]
1 cup of ultra-small spatula of porous carbon particles used in Examples and Comparative Examples, and 2 100-fold diluted solutions of nonionic surfactant (SARAYA Palm Detergent High Power) undiluted solution (32% by mass) Add dropwise water (15 mL) and sonicate for 3 minutes. This dispersion is put into a laser diffraction particle size distribution analyzer (model number: LMS-2000e) manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd., and the volume -based cumulative particle size distribution is measured. The diameter D V50 and 90% particle diameter D V90 were determined.
[ISi/IG、R値(ID/IG)、および、Siピーク位置]
 サンプルを、小型スパチュラを用いてガラスプレパラート上に乗せ、下地のガラスプレパラートが露出しない様に均一に広げた。サンプルを広げる範囲は後述する測定範囲より広くした。これは、測定範囲内には複合体粒子のみが敷き詰められているようにするためである。このサンプルを以下の方法で測定を行った。
・顕微ラマン分光測定装置:株式会社堀場製作所製、製品名:LabRAM HR Evolution
・励起波長:532nm
・露光時間:10秒
・積算回数:2回
・回折格子:300本/mm(600nm)
・測定範囲:縦60μm×横60μm
・ポイント数:縦送り12μm、横送り15μmで30ポイント測定を実施し、それらを平均化したスペクトルを取得して以下の解析を実施した。
[I Si /I G , R value (I D /I G ), and Si peak position]
The sample was placed on a glass preparation using a small spatula and spread evenly so that the underlying glass preparation was not exposed. The range over which the sample was spread was wider than the measurement range described later. This is to ensure that only the composite particles are spread within the measurement range. This sample was measured by the following method.
・Microscopic Raman spectrometer: manufactured by Horiba, Ltd., product name: LabRAM HR Evolution
・Excitation wavelength: 532 nm
・Exposure time: 10 seconds ・Number of integration times: 2 ・Diffraction grating: 300 lines/mm (600 nm)
・Measurement range: length 60 μm x width 60 μm
Number of points: Measurement was performed at 30 points with a longitudinal feed of 12 μm and a lateral feed of 15 μm, and the spectrum obtained by averaging them was obtained and the following analysis was performed.
(解析方法)
 ベースラインからピークトップの高さを強度とした。測定されたスペクトルから1350cm-1付近のピークの強度ID(非晶質成分由来)と1600cm-1付近のピークの強度IG(黒鉛成分由来)の比(ID/IG)を算出した。この比(ID/IG)を2箇所において測定し、その平均値をR値(ID/IG)とした。
(analysis method)
The intensity was defined as the height of the peak top from the baseline. From the measured spectrum, the ratio (ID/IG) of the peak intensity ID (derived from the amorphous component) near 1350 cm -1 to the peak intensity IG (derived from the graphite component) near 1600 cm -1 was calculated. This ratio (ID/IG) was measured at two points, and the average value was taken as the R value (ID/IG).
 また、450~495cm-1に現れるアモルファスシリコン由来のピークの強度ISiと前記IGの比(ISi/IG)を算出した。この比(ISi/IG)を2箇所において測定し、その平均値をISi/IGとした。 Also, the ratio (I Si /I G ) between the intensity ISi of the peak derived from amorphous silicon appearing at 450 to 495 cm −1 and the IG was calculated. This ratio (I Si /I G ) was measured at two points, and the average value was taken as I Si /I G .
 [Si含有率の測定]
 以下の条件で実施例、比較例で得たSi-C複合体のSi含有率の測定を行った。
・蛍光X線装置:Rigaku製 NEX CG
・管電圧:50kV
・管電流:1.00mA
・サンプルカップ:Φ32 12mL CH1530
・サンプル重量:2~4g
・サンプル高さ:5~18mm
 尚FP法は装置付属の解析ソフトにて実施した。
[Measurement of Si content]
The Si content of the Si—C composites obtained in Examples and Comparative Examples was measured under the following conditions.
・Fluorescent X-ray device: Rigaku NEX CG
・Tube voltage: 50 kV
・Tube current: 1.00mA
・Sample cup: Φ32 12mL CH1530
・Sample weight: 2 to 4 g
・Sample height: 5 to 18 mm
The FP method was performed using analysis software attached to the apparatus.
 [実施例1]
 横型の管状反応管を備えた反応器(光洋サーモシステム株式会社製)を用いてSi-CVI反応を行った。内部がシラン含有ガス流通路となる前記管状反応管の内径は7cmであった。前記管状反応管内に設置された長さ70cmのヒーターで、前記ヒーターを3等分した3ゾーンごとに、それぞれの温度をコントロールした。前記管状反応管内に、長さ30cmの黒鉛板を、反応管伸長方向のヒーターの中心が反応管伸長方向の黒鉛板の中心と一致するように設置した。原料として35gの多孔質炭素粒子1を黒鉛板の上に、反応管伸長方向20cmの長さにわたって、反応管伸長方向のヒーターの中心が反応管伸長方向の多孔質炭素粒子1の中心と一致するように設置した。
[Example 1]
Si-CVI reaction was carried out using a reactor (manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.) equipped with a horizontal tubular reaction tube. The inner diameter of the tubular reaction tube, the inside of which serves as a flow path for the silane-containing gas, was 7 cm. A heater having a length of 70 cm was installed in the tubular reaction tube, and the temperature was controlled for each of three zones obtained by dividing the heater into three equal parts. A graphite plate having a length of 30 cm was placed in the tubular reaction tube so that the center of the heater in the extending direction of the reaction tube coincided with the center of the graphite plate in the extending direction of the reaction tube. 35 g of porous carbon particles 1 as a raw material are placed on a graphite plate over a length of 20 cm in the extending direction of the reaction tube so that the center of the heater in the extending direction of the reaction tube coincides with the center of the porous carbon particles 1 in the extending direction of the reaction tube. It was set up as
 前記ヒーターにより、多孔質炭素粒子1のシラン含有ガス導入口側端部(上流端部)における反応温度、シラン含有ガス導入口側端部と排ガス排出口側端部との中間点(中間部)における反応温度、および排ガス排出口側端部(下流端部)の反応温度をそれぞれ、375℃、400℃、および、410℃となるように調整した。 With the heater, the reaction temperature at the silane-containing gas inlet side end (upstream end) of the porous carbon particles 1, the midpoint (middle part) between the silane-containing gas inlet side end and the exhaust gas outlet side end and the reaction temperature at the exhaust gas outlet side end (downstream end) were adjusted to 375° C., 400° C., and 410° C., respectively.
 アルゴンガスをシラン含有ガス導入口からシラン含有ガス流通路に流通させ、アルゴンガス雰囲気下で前記のように昇温および温度保持を行った。その後、アルゴンガスを100%のモノシランガス130sccmに切り替え、シラン含有ガス導入口からシラン含有ガス流通路にモノシランガスを流通させた。この時の反応器内の圧力は、ゲージ圧で+1.6kPaであった。250分間Si-CVI反応を行い、その後モノシランガスをアルゴンガスに切り替えて、反応器の加熱を止め、室温まで冷却した。 Argon gas was passed through the silane-containing gas flow path from the silane-containing gas inlet, and the temperature was raised and maintained in the argon gas atmosphere as described above. After that, the argon gas was switched to 100% monosilane gas at 130 sccm, and the monosilane gas was circulated from the silane-containing gas inlet to the silane-containing gas flow passage. The pressure in the reactor at this time was +1.6 kPa in gauge pressure. A Si-CVI reaction was carried out for 250 minutes, after which the monosilane gas was switched to argon gas, heating of the reactor was stopped, and the reactor was cooled to room temperature.
 このSi-CVI反応により得られた粉体(Si-C複合体)を、反応管伸長方向に3等分して、シラン含有ガス導入口側の部分(上流部分)、シラン含有ガス排出口側の部分(下流部分)、及び前記上流部分と下流部分とに挟まれる部分(中流部分)をそれぞれサンプリングして均一に混合してからそれぞれの部分を、ラマン分光分析、蛍光X線分析、および窒素吸着測定を行い、R値、Siピーク位置、ISi/IG、Si含有率、および、BET比表面積を求め、その数値およびばらつきを比較した。結果を表1に示した。 The powder (Si—C composite) obtained by this Si—CVI reaction was divided into three equal parts in the direction of elongation of the reaction tube. The portion (downstream portion) and the portion (midstream portion) sandwiched between the upstream portion and the downstream portion are each sampled and uniformly mixed, and then each portion is subjected to Raman spectroscopic analysis, fluorescent X-ray analysis, and nitrogen Adsorption measurements were performed to determine the R value, Si peak position, I Si /I G , Si content, and BET specific surface area, and the numerical values and variations thereof were compared. Table 1 shows the results.
-評価-
 ISi/IGのばらつきの値が、0.25以下であり、かつ、BET比表面積の値のばらつきが30m2/g以下である場合、反応器内の原料の設置場所に関わらず、得られたSi-C複合体において、多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出されていると判断することができる。
 またISi/IGの値が0.80以下である場合、得られたSi-C複合体において、シリコンは多孔質炭素粒子の細孔内部に主に堆積し、多孔質炭素粒子の表面にはほとんど析出していないと判断することができる。
-evaluation-
When the variation in I Si /I G is 0.25 or less and the variation in BET specific surface area is 30 m 2 /g or less, regardless of where the raw materials are placed in the reactor, In the obtained Si—C composite, it can be determined that silicon is uniformly deposited over the entire porous carbon particles.
Further, when the value of I Si /I G is 0.80 or less, in the obtained Si—C composite, silicon is mainly deposited inside the pores of the porous carbon particles, and is deposited on the surfaces of the porous carbon particles. It can be judged that there is almost no precipitation.
 表1に示された結果から分かるように、実施例1において、前記上流部分、下流部分および中流部分からそれぞれ取得して得られたSi-C複合体の物性値のばらつきは非常に小さかった。このことから、多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出されていることが分かった。また、ISi/IGが0.20以下であることから、シリコンは多孔質炭素粒子の細孔内部に主に堆積し、多孔質炭素粒子の表面にはほとんど析出していないことが分かった。
 Si-CVI反応において、反応器内の温度は375~410℃で、Tmid-Tup=25℃、Tdown-Tmid=10℃で反応を行うことにより、前記上流部分から前記下流部分に向かって上りの温度勾配を付けた。得られたSi-C複合体はサンプリング位置によらず、多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出したものであったことが分かる。
As can be seen from the results shown in Table 1, in Example 1, variations in the physical properties of the Si—C composites obtained from the upstream portion, downstream portion, and midstream portion were very small. From this, it was found that silicon was deposited uniformly over the entire porous carbon particles. In addition, since I Si /I G is 0.20 or less, it was found that silicon was mainly deposited inside the pores of the porous carbon particles and was hardly deposited on the surfaces of the porous carbon particles. .
In the Si-CVI reaction, the temperature in the reactor is 375 to 410°C, and the reaction is performed at Tmid-Tup = 25°C and Tdown-Tmid = 10°C. A temperature gradient was applied. It can be seen that the obtained Si—C composite had silicon deposited uniformly over the entire porous carbon particle regardless of the sampling position.
 [実施例2~3、および、比較例1~4]
 シラン含有ガス流通路の上流端部、中間部、下流端部の反応温度、およびシラン処理時間をそれぞれ表1に示すように調整したこと以外は実施例1と同様にSi-CVIを行い、Si-C複合体を得た。実施例と同様に物性値の測定を行った。結果を表1に示した。
[Examples 2-3 and Comparative Examples 1-4]
Si-CVI was performed in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature and silane treatment time at the upstream end, intermediate portion, and downstream end of the silane-containing gas flow passage were adjusted as shown in Table 1, respectively. -C conjugate was obtained. Physical property values were measured in the same manner as in Examples. Table 1 shows the results.
 [実施例4]
 多孔質炭素粒子1に代えて多孔質炭素粒子2を使用したこと、およびシラン処理時間を変更したこと以外は実施例1と同様にSi-CVI反応を行い、Si-C複合体を得た。実施例と同様に物性値の測定を行った。結果を表1に示した。
[Example 4]
Si--CVI reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that porous carbon particles 2 were used instead of porous carbon particles 1 and the silane treatment time was changed to obtain a Si--C composite. Physical property values were measured in the same manner as in Examples. Table 1 shows the results.
 [実施例5]
 多孔質炭素粒子1に代えて多孔質炭素粒子3を使用したこと、およびシラン処理時間を変更したこと以外は実施例1と同様にSi-CVI反応を行い、Si-C複合体を得た。実施例と同様に物性値の測定を行った。結果を表1に示した。
[Example 5]
Si--CVI reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that porous carbon particles 3 were used instead of porous carbon particles 1 and the silane treatment time was changed to obtain a Si--C composite. Physical property values were measured in the same manner as in Examples. Table 1 shows the results.
 [実施例6]
 反応器内の圧力をゲージ圧で200kPaとしたこと、およびシラン処理時間を変更したこと以外は実施例1と同様にSi-CVI反応を行い、Si-C複合体を得た。実施例と同様に物性値の測定を行った。結果を表1に示した。
[Example 6]
Si—CVI reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the pressure in the reactor was set to 200 kPa in gauge pressure and the silane treatment time was changed to obtain a Si—C composite. Physical property values were measured in the same manner as in Examples. Table 1 shows the results.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
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 実施例2では、反応器内の温度は375~395℃であり、Tmid-Tup=25℃、Tdown-Tmid=0℃であるため、前記上流部側から前記下流部側に向かって、途中で同じ温度の箇所はあるが、全体として上りの温度勾配が付いていた。得られたSi-C複合体の物性値のばらつきがいずれも小さく、得られたSi-C複合体は多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出していることが分かった。 In Example 2, the temperature in the reactor was 375 to 395° C., Tmid−Tup=25° C., and Tdown−Tmid=0° C. Therefore, from the upstream side to the downstream side, halfway Although there were points with the same temperature, there was an upward temperature gradient as a whole. It was found that the physical property values of the obtained Si--C composites all showed little variation, and silicon was uniformly deposited over the entire porous carbon particles of the obtained Si--C composites.
 実施例3では反応器内の温度は395~445℃であり、Tmid-Tup=25℃、Tdown-Tmid=25℃であるため、前記上流部側から前記下流部側に向かって上りの温度勾配が付いていた。Tdownは比較的高めであった。得られたSi-C複合体の物性値のばらつきがいずれも小さく、得られたSi-C複合体は多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出していることが分かった。 In Example 3, the temperature in the reactor is 395 to 445 ° C., Tmid-Tup = 25 ° C., Tdown-Tmid = 25 ° C., so there is an upward temperature gradient from the upstream side to the downstream side. was attached. Tdown was relatively high. It was found that the physical property values of the obtained Si--C composites all showed little variation, and silicon was uniformly deposited over the entire porous carbon particles of the obtained Si--C composites.
 実施例4では反応器内の温度は375~410℃であり、Tmid-Tup=25℃、Tdown-Tmid=10℃であるため、前記上流部側から前記下流部側に向かって上りの温度勾配が付いていた。用いた多孔質炭素粒子の細孔容積がやや小さめであり、得られたSi含有率はやや小さめではあった。得られたSi-C複合体の物性値のばらつきがいずれも小さく、得られたSi-C複合体は多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出していることが分かった。 In Example 4, the temperature in the reactor is 375 to 410 ° C., Tmid-Tup = 25 ° C., Tdown-Tmid = 10 ° C., so there is an upward temperature gradient from the upstream side to the downstream side. was attached. The pore volume of the porous carbon particles used was rather small, and the obtained Si content was somewhat small. It was found that the physical property values of the obtained Si--C composites all showed little variation, and silicon was uniformly deposited over the entire porous carbon particles of the obtained Si--C composites.
 実施例5では反応器内の温度は375~410℃であり、Tmid-Tup=25℃、Tdown-Tmid=10℃であるため、前記上流部側から前記下流部側に向かって上りの温度勾配が付いていた。用いた多孔質炭素粒子の細孔容積がやや大きめであり、得られたSi含有率も大きかった。得られたSi-C複合体の物性値のばらつきがいずれも小さく、得られたSi-C複合体は多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出していることが分かった。 In Example 5, the temperature in the reactor is 375 to 410 ° C., Tmid-Tup = 25 ° C., Tdown-Tmid = 10 ° C., so there is an upward temperature gradient from the upstream side to the downstream side. was attached. The porous carbon particles used had a rather large pore volume, and the resulting Si content was also large. It was found that the physical property values of the obtained Si--C composites all showed little variation, and silicon was uniformly deposited over the entire porous carbon particles of the obtained Si--C composites.
 実施例6では反応器内の温度は375~410℃であり、Tmid-Tup=25℃、Tdown-Tmid=10℃であるため、前記上流部側から前記下流部側に向かって上りの温度勾配が付いていた。反応中のゲージ圧の値は+200kPaと高かったが、得られたSi-C複合体の物性値のばらつきがいずれも小さく、得られたSi-C複合体は多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出していることが分かった。 In Example 6, the temperature in the reactor was 375 to 410 ° C., Tmid-Tup = 25 ° C., Tdown-Tmid = 10 ° C., so there was an upward temperature gradient from the upstream side to the downstream side. was attached. The value of the gauge pressure during the reaction was as high as +200 kPa, but the variations in the physical properties of the obtained Si—C composites were all small, and the obtained Si—C composites were homogeneously siliconized throughout the porous carbon particles. was found to precipitate.
 比較例1では反応器内の温度は400℃であり、Tmid-Tup=0℃、Tdown-Tmid=0℃であるため、前記上流部側から前記下流部側に向かって上りの温度勾配はなかった。得られたSi-C複合体の物性値はBET比表面積の値のばらつきが241.0と比較的大きかった。 In Comparative Example 1, the temperature in the reactor was 400° C., Tmid−Tup=0° C., and Tdown−Tmid=0° C. Therefore, there was no upward temperature gradient from the upstream side to the downstream side. rice field. As for the physical properties of the obtained Si--C composite, the variation in BET specific surface area was relatively large at 241.0.
 比較例2では反応器内の温度は430~470℃であり、Tmid-Tup=20℃、Tdown-Tmid=20℃であるため、前記上流部側から前記下流部側に向かって上りの温度勾配が付いていたが、下流端部の温度が高く、シリコンは炉内の下流端部付近では様々な場所に析出していた。また得られたSi-C複合体の物性値はISi/IGの値のばらつきが0.46と比較的大きかった。 In Comparative Example 2, the temperature in the reactor is 430 to 470° C., Tmid−Tup=20° C., and Tdown−Tmid=20° C. Therefore, there is an upward temperature gradient from the upstream side to the downstream side. However, the temperature at the downstream end was high, and silicon was deposited in various places near the downstream end in the furnace. In addition, the physical property values of the obtained Si--C composite had a relatively large variation in the value of I Si /I G of 0.46.
 比較例3ではTup=410℃、Tmid=400℃、Tdown=375℃であり、Tmid-Tup=-10℃、Tdown-Tmid=-25℃であるため、前記上流部から前記下流部に向かって、上りの温度勾配が付いていなかった。得られたSi-C複合体の物性値はBET比表面積の値のばらつきが314と大きかった。 In Comparative Example 3, Tup=410° C., Tmid=400° C., Tdown=375° C., Tmid−Tup=−10° C., Tdown−Tmid=−25° C. Therefore, from the upstream portion to the downstream portion. , without an upward temperature gradient. The physical property values of the obtained Si--C composites had a large BET specific surface area variation of 314.
 比較例4では反応器内の温度は300~350℃であり、Tmid-Tup=25℃、Tdown-Tmid=25℃であるため、前記上流部側から前記下流部側に向かって上りの温度勾配が付いていたが、上流端部~中間部の温度が低く、シランガスの分解は遅かった。そのためシリコンが多孔質炭素粒子の細孔内にさえあまり析出せず、細孔がシリコンで充填しきらなかったために、得られたSi-C複合体のBET比表面積が大きく、しかもBET比表面積の値のばらつきも379と大きかった。 In Comparative Example 4, the temperature in the reactor was 300 to 350° C., Tmid−Tup=25° C., and Tdown−Tmid=25° C. Therefore, there was an upward temperature gradient from the upstream side toward the downstream side. However, the temperature from the upstream end to the intermediate part was low, and the decomposition of silane gas was slow. Therefore, silicon did not precipitate much even in the pores of the porous carbon particles, and the pores were not completely filled with silicon. The variation in values was also large at 379.
 これらの例から、本発明に係る製造方法の範囲内の条件をとることにより、Si-CVI反応において生成したSi-C複合体は、サンプリング位置によらない均一な物性を示し、多孔質炭素粒子全体に均一にシリコンが析出していることが分かる。 From these examples, by adopting the conditions within the scope of the production method according to the present invention, the Si—C composite produced in the Si—CVI reaction exhibits uniform physical properties regardless of the sampling position, and porous carbon particles It can be seen that silicon is deposited uniformly over the entire surface.

Claims (6)

  1.  多孔質炭素粒子を装填した反応器にシラン含有ガスを流通させて、前記シラン含有ガス中のシランを熱分解し、前記多孔質炭素粒子の細孔内にシリコンを析出させるSi-C複合体の製造方法であって、
     前記反応器は、シラン含有ガス導入口から排ガス排出口に至るシラン含有ガス流通路を備え、前記多孔質炭素粒子は前記シラン含有ガス流通路内に装填され、
     前記シラン含有ガス流通路における反応温度は、330℃以上450℃以下であり、前記シラン含有ガス導入口から排ガス排出口に向けて上昇する温度分布を有し、
     前記シラン含有ガス流通路内の前記多孔質炭素粒子の前記シラン含有ガス導入口側端部における反応温度をTup、前記シラン含有ガス導入口側端部と前記排ガス排出口側端部との中間点における反応温度をTmid、前記排ガス排出口側端部の反応温度をTdownとしたとき、
     0℃<Tmid-Tup≦70℃であり、0℃≦Tdown-Tmid≦50℃である、
     Si-C複合体の製造方法。
    A silane-containing gas is passed through a reactor charged with porous carbon particles to thermally decompose silane in the silane-containing gas to deposit silicon in the pores of the porous carbon particles. A manufacturing method comprising:
    The reactor includes a silane-containing gas flow path from a silane-containing gas inlet to an exhaust gas outlet, and the porous carbon particles are loaded in the silane-containing gas flow path,
    The reaction temperature in the silane-containing gas flow path is 330° C. or higher and 450° C. or lower, and has a temperature distribution that rises from the silane-containing gas inlet toward the exhaust gas outlet,
    Tup is the reaction temperature at the silane-containing gas inlet side end of the porous carbon particles in the silane-containing gas flow passage, and the middle point between the silane-containing gas inlet side end and the exhaust gas outlet side end When the reaction temperature at Tmid and the reaction temperature at the exhaust gas outlet side end is Tdown,
    0° C.<Tmid−Tup≦70° C. and 0° C.≦Tdown−Tmid≦50° C.
    A method for producing a Si—C composite.
  2.  前記Tupが400℃未満である、請求項1に記載のSi-C複合体の製造方法。 The method for producing a Si—C composite according to claim 1, wherein the Tup is less than 400°C.
  3.  反応中における反応器内のゲージ圧が-10kPa~+10kPaである、請求項1または2に記載のSi-C複合体の製造方法。 The method for producing a Si—C composite according to claim 1 or 2, wherein the gauge pressure in the reactor during the reaction is -10 kPa to +10 kPa.
  4.  前記排ガス排出口から排出される排ガスをサンプリングして、排ガスの組成をモニタリングし、反応器入口におけるシランガスの質量流量と反応器出口における排ガス中のシランガスの濃度と反応時間とから、反応量を見積もる、請求項1~3のいずれか1項に記載のSi-C複合体の製造方法。 The flue gas discharged from the flue gas outlet is sampled, the composition of the flue gas is monitored, and the reaction amount is estimated from the mass flow rate of the silane gas at the reactor inlet, the concentration of the silane gas in the flue gas at the reactor outlet, and the reaction time. The method for producing a Si—C composite according to any one of claims 1 to 3.
  5.  前記反応量および細孔容積の値から細孔へのシリコンの充填率を調整する、請求項4に記載のSi-C複合体の製造方法。 The method for producing a Si—C composite according to claim 4, wherein the filling rate of silicon into the pores is adjusted from the values of the reaction amount and the pore volume.
  6.  請求項1~5いずれか1項に記載のSi-C複合体の製造方法によってSi-C複合体を得る工程(工程(A))の後に続けて、不飽和結合を有する炭化水素を含むガスを、400℃以下で前記Si-C複合体に接触させる工程(工程(B))を行う、Si-C複合体の製造方法。 The step of obtaining a Si—C composite by the method for producing a Si—C composite according to any one of claims 1 to 5 (step (A)) is followed by a gas containing a hydrocarbon having an unsaturated bond. is brought into contact with the Si—C composite at 400° C. or lower (step (B)).
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