[发明专利]难石墨化性碳材料的制造方法、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

本发明涉及难石墨化性碳材料的制造方法、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

近年来，由于对地球环境保护问题的全球意识的提高，可以实现削减石化燃料的使用以及降低CO₂排出量的混合动力汽车(HEV、PHEV)、电动汽车(EV)受到注目。作为混合动力汽车、电动汽车的驱动用电源，单位体积和质量的能量密度高，可小型化的锂离子二次电池(LIB)的研究开发活跃。作为锂离子二次电池的负极材料，一般使用碳材料。除碳以外，具有高能量密度的Si、Sn、Ti、V等金属或金属氧化物的锂盐、碳与金属的混合材料等处于研究阶段。

碳材料中，石墨系的材料因通常具有高容量而广泛用于移动用电子设备等，但作为车载用电池的负极材料，具有高的输入输出特性和循环特性的难石墨化性碳材料受到注目。尤其混合动力汽车用电池为了使汽车行驶或获取可再生能源而需要高的输入输出特性以及可长期间反复充放电的寿命特性，难石墨化性碳较适合。

关于作为锂离子二次电池的负极材料的难石墨化性碳材料，报告有将石油系沥青或煤系沥青作为原料的难石墨化性碳材料(例如，参照专利文献1～4)。

现有技术文献

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

然而，本发明的发明人等对专利文献1～4所记载的以往的难石墨化性碳材料进行了研究的结果发现，使用这些材料作为锂离子二次电池用负极材料时，电极密度不充分。

目前，锂离子二次电池进一步向小型化发展，对其负极材料要求更高的电极密度。

本发明是鉴于以上方面而完成的，其目的在于，得到在作为锂离子二次电池用负极材料使用时示出高电极密度的难石墨化性碳材料。

本发明的发明人发现，将实施机械化学处理而得到的难石墨化性碳材料作为锂离子二次电池用负极材料使用时示出高电极密度，从而完成了本发明。

即，本发明提供以下(1)～(3)。

(1)一种难石墨化性碳材料的制造方法，其特征在于，具备以下工序：对难石墨化性碳材料的原料实施交联处理而得到交联处理品的工序，对上述交联处理品实施不熔化处理而得到不熔化处理品的工序，以及锻烧上述不熔化处理品而得到难石墨化性碳材料的工序；其中，对上述交联处理品或上述不熔化处理品实施机械化学处理。

(2)一种锂离子二次电池用负极材料，其中，包含通过上述(1)所述的制造方法而得到的难石墨化性碳材料。

(3)一种锂离子二次电池，其中，将通过上述(1)所述的制造方法而得到的难石墨化性碳材料作为负极材料使用。

根据本发明，可以得到在作为锂离子二次电池用负极材料使用时示出高电极密度的难石墨化性碳材料。

附图说明

图1是表示评价用的硬币型二次电池的截面图。

图2是表示用于机械化学处理的装置的构成的示意图。

图3表示用于机械化学处理的装置，(a)是表示作用机构的示意图，(b)是表示装置的构成的示意图。

具体实施方式

[难石墨化性碳材料的制造方法]

本发明的难石墨化性碳材料的制造方法(以下，也简称为“本发明的制造方法”)的特征在于，具备：对难石墨化性碳材料的原料实施交联处理而得到交联处理品的工序，对上述交联处理品实施不熔化处理而得到不熔化处理品的工序，以及锻烧上述不熔化处理品而得到难石墨化性碳材料的工序；其中，对上述交联处理品或上述不熔化处理品实施机械化学处理。

以下，对本发明的制造方法详细地进行说明。

〔交联处理〕

首先，对难石墨化性碳材料的原料(以下，也简称为“原料”)实施交联处理而得到交联处理品。

这里，作为本发明的制造方法中使用的原料，没有特别的限定，可以使用以往公知的原料，例如，可以举出煤系沥青、石油系沥青等沥青；酚醛树脂、呋喃树脂等树脂；沥青和树脂的混合物等。其中，从经济性等观点出发，优选为煤系沥青、石油系沥青等沥青。

作为对上述原料实施交联处理的方法，例如，可以举出利用吹气(Air blowing)反应的方法；利用氧化性气体(空气、氧)的干式法；利用硝酸、硫酸、次氯酸、混合酸等水溶液的湿式法等。其中，优选为利用吹气反应的方法。