[发明专利]锂离子二次电池用碳材料、锂离子二次电池用负极材料和锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池用碳材料、锂离子二次电池用负极材料和锂离子二次电池。

背景技术

以往在锂离子二次电池的负极中使用碳材料。这是由于即便进行充放电循环，也不易在使用了碳材料的负极上析出枝晶锂，并且能够保证安全性。

作为这样的碳材料，从重复充放电时的稳定性高且大电流的输入输出特性优异的方面出发，研究了石墨结构不发达的非晶碳(例如，参照专利文献1)。然而，存在无法充分获得充放电效率且真密度较低而使单位体积的容量变小之类的问题。

另外，从充放电效率高的方面出发，还研究了晶体结构发达的石墨(graphite)(例如，参照专利文献2)。然而，存在石墨重复循环时的充放电容量的降低快，并且大电流的输入输出特性低这样的缺点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-083012号公报

专利文献2：日本特开平5-74457号公报

发明内容

本发明的课题在于提供能够形成充电容量、放电容量高、大电流的输入输出特性和充放电效率的平衡性优异的锂离子二次电池的锂离子二次电池用碳材料、锂离子二次电池用负极材料以及此种锂离子二次电池。

上述目的通过下述(1)～(7)中记载的本发明来实现。

(1)一种锂离子二次电池用碳材料，其特征在于，是用于锂离子二次电池的碳材料，含有非晶碳和石墨，在所述石墨的表面覆盖有所述非晶碳，所述非晶碳的含量为55～99重量％，所述石墨的含量为1～45重量％。

(2)根据(1)所述的锂离子二次电池用碳材料，所述非晶碳是对树脂或者树脂组合物进行碳化处理而得到的。

(3)根据(2)所述的锂离子二次电池用碳材料，是将所述树脂或者所述树脂组合物与所述石墨混合并进行碳化处理而得到的。

(4)根据(3)所述的锂离子二次电池用碳材料，所述石墨为扁平状粒子的集合体，所述锂离子二次电池用碳材料是在所述树脂或者所述树脂组合物浸透于所述石墨的所述扁平状粒子间的状态下进行碳化处理而得到的。

(5)根据(1)～(4)中任意一项所述的锂离子二次电池用碳材料，基于以下的条件(A)～(E)，利用正电子湮没法测定的所述非晶碳的正电子寿命为370皮秒～480皮秒，且利用激光拉曼光谱法观测的拉曼光谱的1360cm^-1附近的峰强度(I₁₃₆₀)与1580cm^-1附近的峰强度(I₁₅₈₀)的强度比(R＝I₁₃₆₀/I₁₅₈₀)为0.80～1.20，

(A)正电子射线源：使用电子加速器由电子·正电子对产生正电子，

(B)γ射线检测器：BaF₂闪烁器和光电倍增管，

(C)测定温度和气氛：25℃，真空中，

(D)湮没γ射线计数：3×10⁶以上，

(E)正电子束能量：10keV。

(6)一种锂离子二次电池用负极材料，其特征在于，含有(1)～(5)中任意一项所述的锂离子二次电池用碳材料。

(7)一种锂离子二次电池，其特征在于，使用了(6)所述的锂离子二次电池用负极材料。

根据本发明，能够提供能够形成充电容量、放电容量高且充电容量、放电容量与充放电效率的平衡性优异的锂离子二次电池的锂离子二次电池用碳材料、锂离子二次电池用负极材料以及此种锂离子二次电池。

附图说明

上述目的及其它目的、特征和优点通过以下所述的优选的实施方式及其附带的以下的附图变得更清楚。

图1是表示湮没γ射线的计数与正电子湮没时间的关系的图。

图2是锂离子二次电池的模式图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明，在全部附图中，对同样的构成要素标注共同的符号，并适当地省略说明。另外，图是示意图，与实际的尺寸比率未必一致。

《锂离子二次电池用碳材料》

首先，对本发明的锂离子二次电池用碳材料(以下有时也称为碳材料)进行说明。

本发明的锂离子二次电池用碳材料含有非晶碳和石墨(graphite)，并在上述石墨的表面覆盖有上述非晶碳。