鋰離子二次電池的負(fù)極用碳材料及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供保持高充放電容量，可以抑制伴隨充放電循環(huán)的重復(fù)、充電狀態(tài)下的保存和浮充充電等的容量劣化的鋰離子二次電池用負(fù)極碳材料。一種鋰離子二次電池的負(fù)極用碳材料，其特征在于，其為由原料碳組合物得到的具有多個(gè)板層疊而成的結(jié)構(gòu)的顆粒，該結(jié)構(gòu)彎曲成弓形，設(shè)前述各板中的板的平均厚度為T、包括板的厚度在內(nèi)的平均弓形高度為H、縱向的平均長度為L時(shí)，L/T為5.0以上且H/T為1.10～1.25，所述顆粒通過延遲焦化法得到，所述延遲焦化法采用以下條件：對(duì)重質(zhì)油進(jìn)行焦化處理而產(chǎn)生的氫氣、碳原子數(shù)為1的烴氣體（C1氣體）和碳原子數(shù)為2的烴氣體（C2氣體）的產(chǎn)生率（質(zhì)量%）的總和與原料碳組合物的生成率（質(zhì)量%）的比為產(chǎn)生率的總和/生成率=0.30～0.60。
【專利說明】鋰離子二次電池的負(fù)極用碳材料及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作為鋰離子二次電池的負(fù)極材料的碳材料、及該碳材料的制造方法。【背景技術(shù)】
[0002]鋰二次電池與作為現(xiàn)有的二次電池的鎳鎘電池、鎳氫電池、鉛電池等相比，分量輕且具有高輸入輸出特性，因此，近年來，作為電動(dòng)車、混合動(dòng)力車用的電源而受到期待。通常，這種電池如下構(gòu)成:將能夠可逆性嵌入鋰的含鋰正極和由碳材料形成的負(fù)極隔著非水電解質(zhì)對(duì)置設(shè)置而構(gòu)成。因此，這種電池在放電狀態(tài)下組裝，不充電則無法成為可放電狀態(tài)。
[0003]以下列舉使用鈷酸鋰(LiCoO2)作為正極、使用碳材料作為負(fù)極、使用含鋰鹽的非水電解液作為電解質(zhì)的例子，對(duì)其充放電反應(yīng)進(jìn)行說明。
[0004]首先，進(jìn)行第一次循環(huán)的充電時(shí)，正極所含的鋰被釋放到電解液中(下式1)，其正極電位向高位方向移動(dòng)。在負(fù)極，從正極釋放的鋰被碳材料吸儲(chǔ)(下式2)，其負(fù)極電位向低位方向移動(dòng)。通常，正?負(fù)極電位之差即電池電壓到達(dá)規(guī)定值時(shí)，充電終止。該值被稱為充電終止電壓。然后，使其放電時(shí)，負(fù)極所吸儲(chǔ)的鋰被釋放，負(fù)極電位向高位方向移動(dòng)，該鋰再次被正極吸儲(chǔ)，正極電位向低位方向移動(dòng)。放電也與充電的情況相同地，在正?負(fù)極電位之差即電池電壓到達(dá)規(guī)定值時(shí)終止。該值被稱為放電終止電壓。如上的充電以及放電的總反應(yīng)式如下式3所示。后續(xù)進(jìn)行的第二循環(huán)及以后，通過鋰往來于正極和負(fù)極之間來進(jìn)行充放電反應(yīng)(循環(huán))。
[0005][化學(xué)式I]
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子二次電池的負(fù)極用碳材料，其特征在于，其為由原料碳組合物得到的具有多個(gè)板層疊而成的結(jié)構(gòu)的顆粒，該結(jié)構(gòu)彎曲成弓形， 設(shè)所述各板中的板的平均厚度為T、包括板的厚度在內(nèi)的平均弓形高度為H、縱向的平均長度為L時(shí)，L/T為5.0以上且Η/T為1.10?1.25，其中， 所述原料碳組合物通過延遲焦化法得到，所述延遲焦化法采用以下條件:對(duì)重質(zhì)油進(jìn)行焦化處理而產(chǎn)生的氫氣、碳原子數(shù)為I的烴氣體(Cl氣體)和碳原子數(shù)為2的烴氣體(C2氣體)的產(chǎn)生率(質(zhì)量％)的總和與原料碳組合物的生成率(質(zhì)量％)的比為產(chǎn)生率的總和/生成率=0.30?0.60。
2.一種鋰離子二次電池的負(fù)極用碳材料用的原料碳組合物的制造方法，其特征在于，使用延遲焦化法對(duì)重質(zhì)油進(jìn)行焦化處理而產(chǎn)生的氫氣、Cl氣體和C2氣體的產(chǎn)生率(質(zhì)量％)的總和與原料碳組合物的生成率(質(zhì)量％)的比為產(chǎn)生率的總和/生成率=0.30?0.60。
3.—種鋰離子二次電池的負(fù)極用碳材料的制造方法，其特征在于，將權(quán)利要求1所述的原料碳組合物粉碎至平均粒徑30 μ m以下，然后進(jìn)行碳化處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子二次電池的負(fù)極用碳材料的制造方法，其中，在碳化處理后進(jìn)一步進(jìn)行石墨化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池的負(fù)極用碳材料的制造方法，其中，所述石墨化處理的溫度條件為2300?2800°C。
6.一種鋰離子二次電池，其使用權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池的負(fù)極用碳材料。
【文檔編號(hào)】C01B31/04GK103477478SQ201280016983
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】田野保, 小澤廣, 大山隆, 鈴木貴志, 西田正利 申請(qǐng)人:吉坤日礦日石能源株式會(huì)社