非水二次电池用负极材料原料、非水二次电池用负极材料、非水二次电池用负极及非水二次电池的制作方法

文档序号:27381040发布日期:2021-11-15 20:02阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种非水二次电池用负极材料,其包含在表面的至少一部分具有非晶质碳物质的石墨,所述非水二次电池用负极材料中微孔径为0.01μm以上且1μm以下的范围的累积孔容为0.100ml/g以下,并且在由空气气流中的差示热分析法(dta)得到的dta曲线中,满足下述条件1)及2)中的至少一者,1)在550℃以上且650℃以下的温度范围不具有放热峰,2)在550℃以上且650℃以下的温度范围具有放热峰,并且该放热峰的面积超过0μv
·
s/mg且为90μv
·
s/mg以下。2.一种非水二次电池用负极材料,该非水二次电池用负极材料的由以下的式α计算出的拉曼r1值为0.15以上且1.00以下、拉曼半峰宽(δν
b
)为65cm
‑1以上且400cm
‑1以下,所述非水二次电池用负极材料中微孔径为0.01μm以上且1μm以下的范围的累积孔容为0.100ml/g以下,并且在由空气气流中的差示热分析法(dta)得到的dta曲线中,满足下述条件1)及2)中的至少一者,1)在550℃以上且650℃以下的温度范围不具有放热峰,2)在550℃以上且650℃以下的温度范围具有放热峰,并且该放热峰的面积超过0μv
·
s/mg且为90μv
·
s/mg以下,式α:[拉曼r1值]=[拉曼光谱分析中1360cm
‑1附近的峰p
b
的强度i
b
]/[1580cm
‑1附近的峰p
a
的强度i
a
]。3.根据权利要求1或2所述的非水二次电池用负极材料,其中,在所述dta曲线中,满足下述条件3),3)在550℃以上且750℃以下的温度范围具有放热起始温度。4.根据权利要求1~3中任一项所述的非水二次电池用负极材料,其中,在所述dta曲线中,满足下述条件4),4)在超过650℃且为1000℃以下的温度范围具有放热峰。5.根据权利要求1~4中任一项所述的非水二次电池用负极材料,其中,该非水二次电池用负极材料的由以下的式β计算出的拉曼r2值为0.03以上且0.60以下、由以下的式γ计算出的拉曼r3值为0.10以上且1.00以下,式β:[拉曼r2值]=[拉曼光谱分析中1580cm
‑1附近的峰p
a
与1360cm
‑1附近的峰p
b
之间的谷(极小值)的强度i
c
]/[1580cm
‑1附近的峰p
a
的强度i
a
]式γ:[拉曼r3值]=[拉曼光谱分析中1580cm
‑1附近的峰p
a
与1360cm
‑1附近的峰p
b
之间的谷(极小值)的强度i
c
]/[1360cm
‑1附近的峰p
b
的强度i
b
]。6.根据权利要求1~5中任一项所述的非水二次电池用负极材料,其bet比表面积(sa)为0.5m2/g以上且10.0m2/g以下。7.根据权利要求1~6中任一项所述的非水二次电池用负极材料,其振实密度为0.60g/cm3以上且1.40g/cm3以下。8.根据权利要求1~7中任一项所述的非水二次电池用负极材料,其中,该非水二次电
池用负极材料的通过x射线衍射法求出的面间距(d002)为0.340nm以下、且c轴方向的微晶尺寸(lc)为90nm以上。9.一种非水二次电池用负极,其具备:集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,其中,该活性物质层含有权利要求1~8中任一项所述的负极材料。10.一种非水二次电池,其是具备正极、负极及电解质的非水二次电池,其中,该负极是权利要求9所述的非水二次电池用负极。11.一种非水二次电池用负极材料原料,其包含石墨,并且在将通过压汞法得到的进汞量设为a、将退汞量设为b时,下述式(1)为45%以上,式(1)b/a
×
100(%)。12.根据权利要求11所述的非水二次电池用负极材料原料,其中,所述进汞量a为0.001ml/g以上且0.5ml/g以下。13.根据权利要求11或12所述的非水二次电池用负极材料原料,其中,所述退汞量b为0.0005ml/g以上且0.5ml/g以下。14.根据权利要求11~13中任一项所述的非水二次电池用负极材料原料,其振实密度为0.7g/cm3以上且1.4g/cm3以下。15.一种非水二次电池用负极材料,其包含权利要求11~14中任一项所述的非水二次电池用负极材料原料。16.根据权利要求15所述的非水二次电池用负极材料,其中,该非水二次电池用负极材料的通过x射线衍射法得到的面间距(d002)为0.34nm以下、且c轴方向的微晶尺寸(lc)为90nm以上。17.根据权利要求15或16所述的非水二次电池用负极材料,该非水二次电池用负极材料的由下述式α计算出的拉曼r1值为0.15以上且1.00以下,式α:[拉曼r1值]=[拉曼光谱分析中1360cm
‑1附近的峰p
b
的强度i
b
]/[1580cm
‑1附近的峰p
a
的强度i
a
]。18.一种非水二次电池,其使用了权利要求15~17中任一项所述的负极材料。19.一种非水二次电池用负极材料,其包含在表面的至少一部分具有非晶质碳物质或石墨质物质中的至少一者的石墨,所述非水二次电池用负极材料通过压汞法测定的微孔分布具有2个以上的峰,将微孔径为最小的峰与下一个峰的谷间的极小值以下的累积孔容设为y[ml/g]、将石墨表面的非晶质碳物质及石墨质物质的覆盖率设为x(%)时,满足下述式(1)及(2),所述微孔径为最小的峰的峰顶的微孔径为360nm以下,式(1):y>0.005式(2):y<

0.006x+0.12。20.一种非水二次电池用负极材料,其包含在表面的至少一部分具有非晶质碳物质或石墨质物质中的至少一者的石墨,所述非水二次电池用负极材料通过压汞法测定的微孔分布具有2个以上的峰,将微孔
径为最小的峰与下一个峰的谷间的极小值以下的累积孔容设为y[ml/g]、将石墨表面的非晶质碳物质及石墨质物质的覆盖率设为x(%)时,满足下述式(1)及(3),式(1):y>0.005式(3):y<

0.006x+0.079。21.根据权利要求19或20所述的非水二次电池用负极材料,其中,所述石墨为天然石墨。22.根据权利要求19~21中任一项所述的非水二次电池用负极材料,其真密度为2.20g/cm3以上且小于2.262g/cm3。23.根据权利要求19~22中任一项所述的非水二次电池用负极材料,其振实密度为0.85g/cm3以上。24.根据权利要求19~23中任一项所述的非水二次电池用负极材料,其表面的至少一部分被非晶质碳物质覆盖。25.根据权利要求19~24中任一项所述的非水二次电池用负极材料,其含有球状石墨粒子,所述球状石墨粒子是将鳞片状石墨、鳞状石墨、及块状石墨进行造粒处理而成的。26.根据权利要求25所述的非水二次电池用负极材料,其中,所述造粒处理是至少赋予冲击、压缩、摩擦、及剪切力中的任意的力学能的处理。27.根据权利要求25或26所述的非水二次电池用负极材料,其中,所述造粒处理是以下的处理:在壳体内具备高速旋转的旋转构件、且壳体内具有设置有多个叶片的转子的装置中,通过该转子进行高速旋转而对于被导入至内部的石墨赋予冲击、压缩、摩擦、及剪切力中的任意作用来进行造粒。28.一种非水二次电池用负极,其具备:集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,其中,该活性物质层含有权利要求19~27中任一项所述的负极材料。29.一种非水二次电池,其具备:正极、负极、以及电解质,其中,该负极是权利要求28所述的非水二次电池用负极。

技术总结
本发明提供一种非水二次电池用负极材料、以及包含该非水二次电池用负极材料的非水二次电池用负极及非水二次电池,所述非水二次电池用负极材料能够提供高容量、快速充放电特性优异、且低温输入输出特性及高温保存特性的平衡优异的非水二次电池。所述非水二次电池用负极材料表面的至少一部分包含具有非晶质碳物质的石墨,所述非水二次电池用负极材料中微孔径为0.01μm以上且1μm以下的范围的累积孔容为0.100mL/g以下,并且在由空气气流中的差示热分析法(DTA)得到的DTA曲线中,满足下述条件1)及2)中的至少一者。1)在550℃以上且650℃以下的温度范围不具有放热峰;2)在550℃以上且650℃以下的温度范围具有放热峰,并且该放热峰的面积超过0μV


技术研发人员:山田俊介 石渡信亨 佐藤智洋 吉田博明 加藤瑛博 横沟正和 池田宏允 佐藤宏城
受保护的技术使用者:三菱化学株式会社
技术研发日:2020.03.30
技术公布日:2021/11/14
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