[发明专利]非晶碳粒子的制造方法、非晶碳粒子、锂离子二次电池用负极材料以及锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非晶碳粒子的制造方法、非晶碳粒子、锂离子二次电池用负极材料以及锂离子二次电池。

背景技术

以往，作为混合动力汽车用的充电电池，主要从价格和轻型化的观点考虑，一直使用镍氢电池，但是为了进一步实现轻型化，期待使用每1个电池的电压高、能量密度高的锂离子二次电池。

然而，对于电动汽车等仅用电池驱动的汽车用电池而言，为了确保1次充电行驶距离，广泛研究了使用能量密度高的材料，在负极中使用石墨系的材料。

另一方面，对于像混合动力汽车用的电池这样在汽车中存储的容量小、在利用制动器减速时需要再生能量的系统而言，迫切期望充放电的输出密度高的电池，研究了使用以硬碳为代表的非晶碳粒子。

专利文献

专利文献1：日本特开平3－252053号公报

专利文献2：日本特开平6－89721号公报

专利文献3：日本特开平8－115723号公报

专利文献4：日本特开平9－153359号公报

发明内容

非晶碳粒子与石墨粒子相比真比重低(使用丁醇的真比重测定方法中，石墨系的材料为2.23左右，与此相对，虽也取决于材料，但是通常的非晶碳粒子低，为1.5～1.6)、且粒子为硬质，因此有时电极密度的提高困难，电极的压制性差。

另外，非晶碳粒子与石墨粒子相比，有导电性低的趋势。为了改善主要是电子传导性支配的秒单位的充放电输入输出特性，认为提高导电性是有效的手段。

应予说明，在使用非晶碳粒子来制作电极的阶段，也可考虑后添加导电性良好的石墨粒子作为导电辅助材料。但是，例如，使用低温特性优异而在寒冷地区也不固化的含碳酸丙烯酯的电解液时，石墨粒子会与电解液反应(分解反应)，无法充电，对电池性能造成不良影响。

本发明是鉴于以上方面而作出的，其目的在于获得在抑制与电解液的反应性的同时压制性和导电性优异的非晶碳粒子。

本发明人等为了实现上述目的而进行了深入研究，结果发现通过将石墨粒子内包于非晶碳粒子而使石墨粒子不露出到外表面，由此能够在抑制与电解液的反应的同时，使作为粒子整体的电阻下降而提高导电性，且能够提高真比重而使电极密度提高，从而完成了本发明。

即，本发明提供以下的(1)～(11)。

(1)一种非晶碳粒子的制造方法，具备如下工序：在对非晶碳的前体添加并混合石墨粒子后实施交联处理而得到第1交联处理品的工序、或者在对非晶碳的前体实施交联处理后添加并混合石墨粒子而得到第2交联处理品的工序，对上述第1或第2交联处理品实施不融化处理而得到不融化处理品的不融化处理工序，和通过对上述不融化处理品进行煅烧而得到将上述石墨粒子内包于粒子内的非晶碳粒子的工序。

(2)一种非晶粒子的制造方法，具备如下工序：在对非晶碳的前体添加并混合石墨粒子后实施交联处理而得到第1交联处理品的工序、或者在对非晶碳的前体实施交联处理后添加并混合石墨粒子而得到第2交联处理品的工序，对上述第1或第2交联处理品实施机械化学处理而得到机械化学处理品的机械化学处理工序，对上述机械化学处理品实施不融化处理而得到不融化处理品的不融化处理工序，和通过对上述不融化处理品进行煅烧而得到将上述石墨粒子内包于粒子内的非晶碳粒子的工序。

(3)一种非晶碳粒子的制造方法，具备如下工序：在对非晶碳的前体添加并混合石墨粒子后实施交联处理而得到第1交联处理品的工序、或者在对非晶碳的前体实施交联处理后添加并混合石墨粒子而得到第2交联处理品的工序，对上述第1或第2交联处理品实施不融化处理而得到不融化处理品的不融化处理工序，对上述不融化处理品实施机械化学处理而得到机械化学处理品的机械化学处理工序，和通过对上述机械化学处理品进行煅烧而得到将上述石墨粒子内包于粒子内的非晶碳粒子的工序。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的非晶碳粒子的制造方法，其中，上述石墨粒子的添加量相对于上述非晶碳的前体为1～50质量％。

(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的非晶碳粒子的制造方法，其中，上述石墨粒子的平均粒径为1～25μm。

(6)一种非晶碳粒子，其特征在于，将石墨粒子内包于粒子内。

(7)根据上述(6)所述的非晶碳粒子，其特征在于，上述非晶碳粒子的真比重为1.600～1.700。

(8)根据上述(6)或(7)所述的非晶碳粒子，其中，上述石墨粒子的含量为1～50质量％。

(9)根据上述(6)～(8)中任一项所述的非晶碳粒子，其中，上述石墨粒子的平均粒径为1～25μm。