[发明专利]负极用碳材料、蓄电装置、以及蓄电装置搭载品

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极用碳材料，特别涉及一种应用于蓄电装置的负极等的有效技术。

背景技术

近年来，汽车社会的排气等对大气造成的环境问题受到关注。在此期间，进行了保护环境的电动车等的开发。在电动车的开发中，特别是作为电源的蓄电装置的开发非常活跃。取代现有的铅蓄电池，提出了各种形式的蓄电装置。

作为蓄电装置，当前引人注目的是包括锂离子二次电池和双电荷层电容器、锂离子电容器在内的混合型电容器等蓄电装置。一部分已经实际搭载在车辆上，正在进行面向实用化的实施试验。但是，另一方面，对于所述的蓄电装置，需要进一步进行关键技术的开发。

例如，关于所述的蓄电装置，正在进行作为上述关键技术之一的负极材料的技术开发。所述的负极材料一直以来例如使用各种碳材料。可以使用天然石墨、人造石墨、难石墨化碳材料、易石墨化碳材料等各种材料。

虽然都称为负极材料，但根据蓄电装置的不同，所需要的物理性能参数的大小也有相反的情况。例如，作为示例，可以举出比表面积。锂离子二次电池的负极材料，在考虑高库伦效率的情况下，比表面积越小越好。但是对于双电荷层电容器来说，如果考虑其蓄电功能，则优选比表面积大。

在锂离子二次电池中使用的碳材料，用BET法测定的比表面积通常小于或等于3m²/g。但是，在双电荷层电容器中使用的碳材料，用BET法测定的比表面积通常大于或等于1000m²/g。

在锂离子二次电池的负极中使用碳材料的例子，例如记载在专利文献1中。另外，关于锂离子电容器，记载在专利文献2中。

专利文献1：特开2003—317717号公报

专利文献2：特开2006—303330号公报

发明内容

通常锂类蓄电装置的负极材料大多使用石墨，但是，由于伴随着插入(Intercalation)，从而需要提高输出特性。作为提高输出特性的措施，通过将几乎不存在细孔的石墨材料粉碎细化，使之出现中孔、大孔从而得到高输出化。但是，伴随着粉碎也会同时产生细孔，比表面积也变大，因而库伦效率降低，导致锂离子二次电池的容量降低因而不优选。另外，在锂离子电容器中，由于需要预先嵌入不参与实际充放电的多余锂离子因而不优选。

本发明的目的是提供一种关于可以作为锂离子二次电池和锂离子电容器的负极材料使用的石墨材料的技术。

本发明的上述及其它的目的和新特征，根据本说明书的记述及附图可以明确。

如果简单地说明在本申请所公开的发明中的代表性技术的概要，则如下述所示。

即，在按照IUPAC的细孔分类，将中孔定义为细孔直径大于或于且小于或等于的细孔的情况下，限定石墨材料的中孔的全部容积大于或等于0.005mL/g且小于或等于1.0mL/g。此外，使细孔直径大于或等于且小于或等于的中孔容积占中孔全部容积的25％或25％以上且85％或85％以下，将石墨的比表面积限定为用BET法的测定值大于或等于0.01m²/g且小于或等于5m²/g。通过使用所述被限定的石墨，可以减少充电时的不可逆容量，并且提高蓄电装置的特性。

发明的效果

如果简单地说明在本申请所公开的发明中的代表性技术的效果，则如下所述。

本发明中，中孔定义为细孔直径大于或等于且小于或等于的细孔，通过使中孔的全部容积大于或等于0.005mL/g且小于或等于1.0mL/g，并且，细孔直径大于或等于且小于或等于的中孔容积占中孔全部容积的25％或25％以上且85％或85％以下，用BET法测定的比表面积大于或等于0.01m²/g且小于或等于5m²/g，通过以上述方式改变石墨的材料构造，可以减少蓄电装置充电时的不可逆容量，并且提高蓄电装置的输出特性等特性。

附图说明

图1是表示应用本发明涉及的负极的锂离子二次电池的构成的剖面示意图。

图2是表示应用本发明涉及的负极的锂离子电容器的构成的剖面示意图。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。本发明是以提高蓄电装置特性为目的的技术。即，是关于可以应用于锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电装置的电极材料的技术。特别是关于作为负极材料使用的石墨的技术。