[发明专利]锂离子二次电池负极材料用碳质包覆石墨粒子、锂离子二次电池负极和锂离子二次电池

说明书

本发明提供在用于锂离子二次电池负极材料时能够得到优良的电池特性的负极材料。一种锂离子二次电池负极材料用石墨质粒子，其为在对球状和/或椭圆体状石墨进行各向异性加压而形成的石墨质粒子的表面的至少一部分具有碳质材料的碳质包覆石墨质粒子，所述碳质包覆石墨质粒子满足下述(1)～(3)。(1)该碳质材料的含量相对于所述碳质包覆石墨质粒子中的所述进行各向异性加压而形成的石墨质粒子100质量份为0.1～3.0质量份。(2)利用压汞仪测定的细孔径1.1μm以下的细孔容积为0.100mL/g以下，并且细孔径0.54μm以下的细孔容积相对于该细孔径1.1μm以下的细孔容积的比率为80％以上。(3)邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量为40.0mL/100g以下。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池负极材料用碳质包覆石墨粒子、锂离子二次电池用负极和使用该负极的锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池被广泛搭载于便携式电子设备中，也开始利用于混合动力汽车、电动汽车中。在这样的状况中，对锂离子二次电池要求更良好的高容量、高速充放电特性、循环特性。

锂离子二次电池以负极、正极和非水电解质作为主要的构成要素，通过使锂离子在放电过程和充电过程中在负极与正极之间迁移而作为二次电池发挥作用。目前，上述负极材料广泛使用石墨。石墨大致分为天然石墨和人造石墨。天然石墨具有结晶性高、容量高的优点，但由于鳞片形状，在电极内粒子沿一个方向进行取向，存在高速充放电特性、循环特性差的缺点。

为了弥补该缺点，提出了大量的将鳞片形状的石墨加工成球状并进一步实施表面包覆处理而得到的材料。在球化后的天然石墨的表面露出有不少与电解液的反应性高的边缘面，包覆的目的在于将该边缘面密封而抑制副反应。近年来，随着便携设备的大型化等，要求电池的进一步高能量密度化，与此相伴，对于负极也要求能够进一步高密度化。但是，在以往的包覆天然石墨中，包覆层的强度不充分，由于高密度化而在包覆层产生裂纹、龟裂等，结果，存在初始效率、循环特性等降低的问题。

对此，在专利文献1中公开了一种锂离子二次电池负极材料的制造方法，其特征在于，对球化石墨进行各向同性加压。另外，在专利文献2中公开了一种锂离子二次电池用石墨材料，其特征在于，在对天然石墨球化粒子和/或天然石墨块状化粒子进行加压处理而得到的加压石墨粒子的表面形成有包含碳化物的包覆层。

这些文献说明了：作为使用高密度、各向同性高的石墨粒子作为负极材料的效果，在同一负极密度下，石墨粒子间的空隙变宽，因此，能够提高电解液的通液性，另外，即使进行压制成形来制作负极，石墨的结晶结构也不易取向，不会损害电解液的通液性。

但现状是，即使使用这些方法，电池性能的改良效果也不能说是充分的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4499498号公报

专利文献2：日本特开2011-60465号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是鉴于上述的情况而完成的。即，其目的在于提供即使在用于锂离子二次电池负极材料的情况下也能够得到优良的电池特性的负极材料。另外，其目的在于提供该负极材料的制造方法、使用该负极材料的负极和使用该负极的锂离子二次电池。在此，优良的电池特性是指高的放电容量、高的初次充放电效率、高的高速充放电特性和优良的循环特性。

用于解决问题的方法

本发明为一种锂离子二次电池负极材料用的碳质包覆石墨粒子，其特征在于，其是以球状或椭圆体状的石墨粒子作为芯材、该芯材为进行各向异性加压而形成的石墨芯材并且在该芯材的表面的至少一部分具有由碳质构成的包覆层的碳质包覆石墨粒子。