[發明專利]硫改性聚丙烯腈的制造方法

有效

• 申請號: 202080068109.2
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN114450315B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 竹之內宏美;秋本賢作;攪上健二;科野裕克;橫溝智史
• 申請（專利權）人: 株式會社ADEKA
• 主分類號: C08F8/34
• 分類號: C08F8/34;C08F20/44;H01M4/60;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 呂琳;樸秀玉

本發明提供一種硫改性聚丙烯腈的制造方法，其包括：工序(1)，在具備排出管和硫蒸氣回收部的旋轉式加熱容器內，一邊使所述旋轉式加熱容器旋轉一邊對聚丙烯腈和硫進行加熱；工序(2)，一邊排出在所述加熱的工序中產生的硫化氫，一邊在所述硫蒸氣回收部中將硫蒸氣液化；以及工序(3)，將所述液化了的硫返回至工序(1)的硫與聚丙烯腈的混合物中。

技術領域

本發明涉及一種優選用作非水電解質二次電池的電極活性物質的硫改性聚丙烯腈的制造方法。

背景技術

鋰離子二次電池小型、輕量，并且能量密度高，高容量且能夠反復充放電，因此，可以廣泛用作便攜用個人計算機、手提式攝像機、信息終端等便攜電子設備的電源。此外，從環境問題的觀點考慮，進行了使用了鋰離子二次電池的電動汽車、將電力用于動力的一部分的混合動力車的實用化。

作為具有大的充放電容量、伴隨反復充放電的充放電容量的降低(以下，有時稱為循環特性)少的電極活性物質，已知通過將聚丙烯腈與硫的混合物在非氧化性氣氛下進行熱處理而得到的硫改性聚丙烯腈(例如，參照專利文獻1～3)。就有機硫系電極活性物質而言，主要對正極的電極活性物質進行了研究，但也對負極的電極活性物質進行了研究(例如，參照專利文獻3)。

作為制造硫改性聚丙烯腈的加熱裝置，提出了不具有攪拌機構的壺型加熱容器(例如，參照專利文獻1、4)、具有螺桿等移送機構的加熱裝置(例如，參照專利文獻5)，但在工業上使用的移動床反應裝置、回轉窯這樣通常的加熱反應容器中，硫會迅速逃出至反應體系外，無法充分反應(例如，參照專利文獻4、5)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2010/044437號

專利文獻2：日本特開2014－022123號公報

專利文獻3：日本特開2014－096327號公報

專利文獻4：日本特開2013－201100號公報

專利文獻5：日本特開2014－022123號公報

發明內容

發明所要解決的問題

在二次電池領域中，將能進行基于大電流的充放電的能力稱為速率特性。在汽車用途的鋰離子二次電池中，在起步、加速時需要進行大電流放電，要求速率特性優異的二次電池。就硫改性聚丙烯腈而言，若反復進行大電流的放電，則有時充放電容量降低，速率特性的提高成為問題。

用于解決問題的方案

本發明人等對上述問題進行了深入研究，結果發現，在將如下硫改性聚丙烯腈用作電極活性物質的情況下，能得到速率特性優異的鋰離子二次電池，從而完成了本發明，所述硫改性聚丙烯腈是連續進行將用旋轉式加熱容器對硫和聚丙烯腈進行加熱時產生的硫蒸氣回收再利用而制造出的。

即，本發明為硫改性聚丙烯腈的制造方法，其包括：工序(1)，在具備排出管和硫蒸氣回收部的旋轉式加熱容器內，一邊使所述旋轉式加熱容器旋轉一邊對聚丙烯腈和硫進行加熱；工序(2)，一邊排出在所述加熱的工序中產生的硫化氫，一邊在所述硫蒸氣回收部中將硫蒸氣液化；以及工序(3)，將所述液化了的硫返回至工序(1)的硫與聚丙烯腈的混合物中。

發明效果

通過將利用本發明的制造方法得到的硫改性聚丙烯腈設為電極活性物質，能提供速率特性優異的非水電解液二次電池。此外，就用旋轉式加熱容器制造出的硫改性聚丙烯腈而言，即使粘結劑的使用量少，也能形成電極活性物質合劑層，能增大電極的每單位體積的充放電容量。

附圖說明

圖1是表示在本發明中使用的旋轉式加熱容器的一個實施方式的圖。

圖2是表示在本發明中使用的旋轉式加熱容器的另一實施方式的圖。