[发明专利]锂离子电池用负极材料

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质电池用混合电极材料，特别是锂离子电池用负极材料以及锂离子电池。

背景技术

非水电解质电池作为包含混合动力汽车及电动汽车等在内的汽车用电池已经得以实用化。作为这样的车载电源用非水电解质电池，要求提供能量密度高、输入输出特性优异、且寿命长的锂离子二次电池。特别是为了提高汽车发动时的加速性能，追求锂离子二次电池的高输出十分重要。

作为锂离子电池用负极材料，使用碳材料。为了提高锂离子电池的输出特性，使用由石墨与非晶碳(amorphouscarbon)按照规定的比例混合得到的材料(日本专利公开公报特开2011-54371号)。该公报中公开：与非晶碳材料相比，石墨材料可保持高的电池电压，因此，在放电末期可抑制输出的降低，进一步地，由此通过使用石墨材料和非晶碳材料混合得到的材料，可提高电池的输出特性。然后，该公报中分别公开具有可用于混合负极材料特性的石墨材料和非晶碳材料的实例。

发明内容

本发明的实施方式涉及的锂离子电池用负极材料含有石墨粒子和非晶碳粒子，所述石墨粒子的中值粒径(D50)A为8.0μm以上且11.0μm以下，所述中值粒径A(μm)与所述非晶碳粒子的中值粒径(D50)B(μm)的比A/B满足1.1＜(A/B)≤2.75的关系，优选满足1.1＜(A/B)＜2.5的关系。

附图说明

图1是表示使用本发明的一种实施方式的负极材料的锂离子电池的截面示意图。

具体实施方式

如果为了提高电池的输出特性而使用混合负极材料，混合后的石墨和非水电解液相互反应，存在消耗电解液的情况。其结果是，电池的循环特性有降低的可能。因此，本发明的目的是提供一种锂离子电池用负极材料，所述锂离子电池用负极材料在保持电池的输出特性的同时，可保持电池的循环特性。

本发明的第一实施方式涉及的锂离子电池用负极材料是含有石墨粒子和非晶碳粒子的碳系负极材料。该石墨粒子的中值粒径(D50)(以下简称“中值粒径”)为8.0μm以上且11.0μm以下。并且，该石墨粒子的中值粒径A(μm)与该非晶碳粒子的中值粒径B(μm)的比A/B为1.1＜(A/B)≤2.75，优选为1.1＜(A/B)＜2.5。

本实施方式中使用的石墨也被称为石黑或graphite等，是六方晶系六角片状结晶的碳材料。石墨可具有粒子的形状。石墨粒子的中值粒径(D50)可以在8.0μm以上且11.0μm以下。

本实施方式中使用的非晶碳具有的结构的一部分可与石墨类似。所谓非晶碳是指具有随机分布的微晶构成的网络结构，作为整体是非晶质的碳材料。作为非晶碳，可列举：碳黑、焦炭、活性炭、碳纤维、硬碳、软碳以及介孔碳等。本发明的实施方式中使用的非晶碳可具有粒子的形状。所述石墨粒子的中值粒径A与非晶碳粒子的中值粒径B的比A/B可以为1.1＜(A/B)≤2.75，优选为1.1＜(A/B)＜2.5。

本发明的锂离子电池用负极材料中所含有的特定的石墨粒子的粒径与特定的非晶碳粒子的粒径的比被控制在规定的范围内。由此，可减小电极比表面积。由此，可抑制电极与非水电解液的反应。所以，在确保电池的输出特性的同时，可提高电池的循环特性。

本发明的锂离子电池用负极材料含有石墨粒子和非晶碳粒子，所述石墨粒子的中值粒径(D50)A为8.0μm以上且11.0μm以下，所述中值粒径A(μm)与所述非晶碳粒子的中值粒径(D50)B(μm)的比A/B满足1.1＜(A/B)≤2.75的关系、优选满足1.1＜(A/B)＜2.5的关系。也就是说，本发明的锂离子电池用负极材料含有中值粒径(D50)为8.0μm以上且11.0μm以下的石墨粒子和具有特定中值粒径的非晶碳粒子。该石墨粒子的中值粒径A(μm)与非晶碳粒子的中值粒径B(μm)的比A/B满足1.1＜(A/B)≤2.75的关系、优选满足1.1＜(A/B)＜2.5的关系。通过X射线衍射法测定，本实施方式中使用的石墨粒子的第(002)面的晶面间距d₀₀₂可以为0.3368nm以上且0.3380nm以下。如果通过X射线衍射法测定的石墨粒子的第(002)面的晶面间距d₀₀₂在0.3368nm以上，则与非水电解液的成分之一碳酸丙烯酯的反应性降低。因此，可提高电池的充放电效率。