[發明專利]碳質包覆石墨粒子、鋰離子二次電池的負極及鋰離子二次電池

在審

• 申請號: 202110966487.9
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN113809324A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 芳賀隆太;小比賀基治;江口邦彥;小林義和;淺見昌克
• 申請（專利權）人: 杰富意化學株式會社
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王利波

通過使改性酚醛清漆型酚醛樹脂附著于石墨粒子而得到附著樹脂的石墨粒子。通過將上述附著樹脂的石墨粒子在非氧化性氣體氛圍下以900～1500℃進行加熱，使上述改性酚醛清漆型酚醛樹脂碳化，由此用碳質被膜包覆上述石墨粒子的表面的至少一部分。在構成上述改性酚醛清漆型酚醛樹脂的亞芳基中，5～95摩爾％為具有羥基的亞芳基。得到的碳質包覆石墨粒子在用作鋰離子二次電池的負極材料時電池特性優異。

本申請是申請日為2020年11月9日、申請號為202080007569.4、發明名稱為“碳質包覆石墨粒子的制造方法”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及碳質包覆石墨粒子的制造方法。

背景技術

專利文獻1中公開了“一種負極活性物質用碳材料的制造方法，該方法包括：將石墨粉末和固體的酚醛清漆樹脂混合后，使上述酚醛清漆樹脂軟化，并同時施加剪切力，對上述石墨粉末包覆上述酚醛清漆樹脂，從而形成造粒粉的包覆工序；在含氧氣體氛圍中對上述造粒粉進行熱處理而得到熱處理粉的熱處理工序；以及在非活性氣體氛圍中對上述熱處理粉進行燒成而得到負極活性物質用碳材料的燒成工序。”(權利要求1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2016-4691號公報

發明內容

發明所要解決的課題

本發明人等使用利用現有方法制造的碳質包覆石墨粒子作為鋰離子二次電池的負極材料。其結果是發現了存在電池特性(首次充放電效率、循環特性等)不足的情況。

因此，本發明的目的在于得到在用作鋰離子二次電池的負極材料時電池特性優異的碳質包覆石墨粒子。

用于解決課題的方法

本發明人等為了實現上述目的而進行了深入研究，結果發現，通過使用特定的酚醛清漆型酚醛樹脂形成碳質被膜，可以得到特定的微細結構，其結果是電池特性優異，從而完成了本發明。

即，本發明提供以下的[1]～[9]。

[1]一種碳質包覆石墨粒子的制造方法，其是制造碳質包覆石墨粒子的方法，該方法包括：通過使改性酚醛清漆型酚醛樹脂附著于石墨粒子，得到附著樹脂的石墨粒子，將所述附著樹脂的石墨粒子在非氧化性氣體氛圍中以900～1500℃進行加熱，使所述改性酚醛清漆型酚醛樹脂碳化，由此用碳質被膜包覆所述石墨粒子的表面的至少一部分，在構成所述改性酚醛清漆型酚醛樹脂的亞芳基中，5～95摩爾％為具有羥基的亞芳基，所述碳質包覆石墨粒子的粒徑D₅₀為3.0～20.0μm、利用BET法求出的比表面積為4.0～15.0m²/g、利用BJH法求出的細孔直徑1～4nm的細孔比表面積SAa為1.85～12.50m²/g、利用BJH法求出的細孔直徑4～150nm的細孔比表面積SAb相對于所述細孔比表面積SAa之比(SAb/SAa)為0.20～1.29。

[2]根據上述[1]所述的碳質包覆石墨粒子的制造方法，其中，所述改性酚醛清漆型酚醛樹脂由下述式(1)表示。

[化學式1]

式(1)中，P表示具有羥基的亞芳基，X表示不具有羥基的亞芳基，m及n各自獨立地表示1以上的整數。其中，m/(m+n)的值為0.05～0.95。

[3]根據上述[2]所述的碳質包覆石墨粒子的制造方法，其中，所述改性酚醛清漆型酚醛樹脂是所述式(1)中的P表示羥基亞苯基、X表示二甲基亞苯基的二甲苯改性酚醛清漆型酚醛樹脂。