[发明专利]硫改性聚丙烯腈

说明书

本发明提供一种硫改性聚丙烯腈，其中，硫含量为30质量％～50质量％，将硫含量(质量％)设为x，将X射线CT中的平均CT值设为y，此时，满足式：4500＜140×x－y＜5200。

技术领域

本发明涉及一种优选用作非水电解质二次电池的电极活性物质的硫改性聚丙烯腈、使用了该硫改性聚丙烯腈的非水电解质二次电池及其制造方法。进而，本发明涉及一种分选作为电极活性物质优异的硫改性聚丙烯腈的方法及检查硫改性聚丙烯腈作为电极活性物质的性能的方法。

背景技术

锂离子二次电池小型、轻量，并且能量密度高，高容量且能够反复充放电，因此，可以广泛用作便携用个人计算机、手提式摄像机、信息终端等便携电子设备的电源。此外，从环境问题的观点考虑，进行了使用了锂离子二次电池的电动汽车、将电力用于动力的一部分的混合动力车的实用化。

作为具有大的充放电容量、伴随反复充放电的充放电容量的降低(以下，有时称为循环特性)少的电极活性物质，已知通过将聚丙烯腈与硫的混合物在非氧化性气氛下进行热处理而得到的硫改性聚丙烯腈(例如，参照专利文献1～3)。就有机硫系电极活性物质而言，主要对正极的电极活性物质进行了研究，但也对负极的电极活性物质进行了研究(例如，参照专利文献3)。

另一方面，向试样照射X射线而得到的X射线CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)能够在不破坏的前提下确认试样的内部结构、缺陷形状等，因此，以医疗领域为中心广泛使用。在电池的领域中，X射线CT例如用于观察电极的电极活性物质合剂层的剥离、脱落以及集电体的皱纹等变形(例如，参照专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/044437号

专利文献2：日本特开2014－022123号公报

专利文献3：日本特开2014－096327号公报

专利文献4：日本特开2008－277031号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在二次电池领域中，将能进行基于大电流的充放电的能力称为速率特性。在用于汽车的锂离子二次电池中，在起步、加速时需要进行大电流放电，要求速率特性优异的二次电池。就硫改性聚丙烯腈而言，若反复进行大电流的放电，则有时充放电容量降低，速率特性的提高成为问题。

用于解决问题的方案

本发明人等对上述问题进行了深入研究，结果发现，在将测定X射线CT而得到的CT值在特定的数值范围内的硫改性聚丙烯腈用作电极活性物质的情况下，能得到速率特性优异的锂离子二次电池，从而完成了本发明。即，本发明是硫含量为30质量％～50质量％的硫改性聚丙烯腈，其中，将硫含量(质量％)设为x，将X射线CT中的平均CT值设为y，此时，满足下式(1)。

4500＜140×x－y＜5200……(1)。

发明效果

通过将本发明的硫改性聚丙烯腈设为电极活性物质，能提供速率特性优异的非水电解液二次电池。此外，通过本发明的对硫含量和X射线CT进行测定的简便的方法，能判别作为非水电解质二次电池的电极活性物质优异的硫改性聚丙烯腈。

具体实施方式

在本发明中，硫改性聚丙烯腈是指，将聚丙烯腈与单质硫在非氧化性气氛中进行加热处理而得到的化合物。聚丙烯腈可以是丙烯腈的均聚物。此外，也可以是丙烯腈与其他单体的共聚物。在聚丙烯腈为共聚物的情况下，当丙烯腈的含量变低时，电池性能变低，因此共聚物中的丙烯腈的含量优选为至少90质量％以上。作为其他单体，例如，可列举出丙烯酸、乙酸乙烯酯、N－乙烯基甲酰胺、N－N’亚甲基双(丙烯酰胺)。