锂离子二次电池用负极材料的制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供一种生产性优异的锂离子二次电池用负极材料的制造方法。本发明专利技术的锂离子二次电池用负极材料的制造方法具有以下工序：填充工序，将石墨前体粉末填充于袋的内部，然后，将所述袋的内部进行脱气而减压，且保持减压的状态；石墨化工序，对所述填充工序中得到的所述袋进行加热，将所述石墨前体粉末进行石墨化，所述袋的内部填充有所述石墨前体粉末，且保持了将内部减压的状态。

Manufacturing Method of Anode Materials for Lithium Ion Secondary Batteries

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池用负极材料的制造方法
本专利技术涉及锂离子二次电池用负极材料的制造方法。
技术介绍
作为锂离子二次电池用负极材料的石墨粒子一般通过将石墨前体进行石墨化而制造。作为由作为原料的石墨前体粉末得到作为产品的石墨粉末的工艺，例如，专利文献1中记载了如下方法：将石墨前体与煤焦油、沥青或合成树脂等粘合剂进行混合、搅拌，对混合物进行粉碎，将粉碎物放入于模具而进行压制成型，制成石墨前体成型体，将该石墨前体成型体在非氧化性气体氛围中于2000℃以上进行烧成(石墨化)，制成石墨化成型体，进一步将该石墨化成型体进行粉碎，制造石墨粉末。另外，除了专利文献1中记载的石墨粉末的制造方法以外，还有如下方法：将作为原料的石墨前体粉末放入坩埚中，以粉末状态在非氧化性气体氛围中于2000℃以上进行烧成(石墨化)，得到作为产品的石墨粉末。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-171519号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在专利文献1所记载的石墨粉末的制造方法中，为了得到作为产品的石墨粉末，需要对将石墨前体成型体石墨化而得到的石墨化成型体进行粉碎。因此，制造方法变得繁琐，有时生产性变差。另外，在将石墨化成型体进行粉碎的工序中，存在石墨粒子损伤而导致电池特性降低的隐患。另外，对于将作为原料的石墨前体粉末以粉末状态在坩埚中进行石墨化的方法而言，与专利文献1中记载的将石墨前体成型体进行石墨化的方法相比，由于填充密度低，因此，一次能够进行石墨化的量为少量，工业上的生产性未必良好。因此，本专利技术的课题在于提供一种生产性优异的锂离子二次电池用负极材料的制造方法。用于解决问题的方法本专利技术人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果得知，将石墨前体粉末填充于袋的内部，然后，将上述袋的内部进行脱气而减压，将保持了减压状态的物质进行石墨化，此时，填充密度增高，而且，也不需要进行石墨化后的块状物的粉碎，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供以下的[1]。[1]一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法，该方法具有以下工序：填充工序，将石墨前体粉末填充于袋的内部，然后，将所述袋的内部进行脱气而减压，且保持减压的状态；以及石墨化工序，对所述填充工序中得到的所述袋进行加热，将所述石墨前体粉末进行石墨化，所述袋的内部填充有所述石墨前体粉末，且保持了将内部减压的状态。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供一种生产性优异的锂离子二次电池用负极材料的制造方法。附图说明图1是用于评价负极的电池特性的评价电池的示意剖面图。符号说明1外装盖2负极合剂3外装罐4对电极(正极)5隔板6绝缘垫7a集电体7b集电体(负极)具体实施方式本专利技术中，使用“～”表示范围的情况下，该范围包含“～”的两侧。例如，表示为“A～B”的范围包含A及B。[锂离子二次电池用负极材料的制造方法]本专利技术的锂离子二次电池用负极材料的制造方法具有以下工序：填充工序，将石墨前体粉末填充于袋的内部，然后，将上述袋的内部进行脱气而减压，且保持减压的状态；石墨化工序，对上述填充工序中得到的上述袋进行加热，将上述石墨前体粉末进行石墨化，所述袋的内部填充有上述石墨前体粉末，且保持了将内部减压的状态。本专利技术的锂离子二次电池用负极材料的制造方法提高了碳粉末的填充密度，而且不需要进行石墨化后的块状物粉碎，因此，可以实现高生产性。〈原料及添加物〉对作为原料的石墨前体粉末、以及可与石墨前体混合而供于本专利技术的制造方法的粘合剂及石墨化催化剂进行说明。《石墨前体粉末》作为锂离子二次电池用石墨粒子的原料的石墨前体粉末只要是能够进行石墨化的粉末材料即可，没有特别限制，例如，可以使用将焦油沥青类和/或树脂类在300℃～1200℃下进行热处理而成的材料等。热处理时的气体氛围既可以是大气中等氧化性气体氛围中，也可以是氮气中或氩气中等非氧化性气体氛围，在700℃以上进行热处理的情况下，优选非氧化性气体氛围。作为上述焦油沥青类，可举出例如：煤焦油、煤焦轻油、煤焦中油、煤焦重油、萘油、蒽油、煤焦油沥青、沥青油、中间相沥青、氧交联石油沥青及重油等。作为上述树脂类，可举出例如：聚乙烯醇(PVA)及聚丙烯酸等热塑性树脂、以及酚醛树脂及呋喃树脂等热固化性树脂。作为石墨前体，优选为中间相碳微球体的烧成品或预烧品，更优选为中间相碳微球体的烧成品。本专利技术的锂离子二次电池用负极材料的制造方法不需要在石墨化之后进行粉碎，因此，与在石墨化之后进行粉碎的情况相比，石墨粒子的中间相结构不易破坏，不易损害作为负极材料的优异特性。中间相碳微球体例如可以通过以下方式得到：将煤焦油沥青或石油系沥青在350～500℃左右的温度下加热处理10分钟～6小时，在沥青中生成光学各向异性微球体，利用溶剂对该微球体进行提取、过滤。可以通过将这里得到的中间相碳微球体在非氧化性气体氛围中、于200℃～500℃左右的温度下预烧2小时～10小时而得到预烧品，可以通过在600℃～1200℃左右的温度下烧成2小时～10小时而得到烧成品。预烧品及烧成品均可以进行粉碎及粒度调整而制成石墨前体粉末。在本专利技术的制造方法中，作为原料的石墨前体粉末优选为通过粉碎而进行了粒度调整的粉末。(石墨前体的挥发成分)上述石墨前体可以含有挥发成分。石墨前体的挥发成分只要在对得到的锂离子二次电池用石墨粒子的特性不产生不良影响的范围内即可，没有特别限定，相对于石墨前体的总质量，优选为10质量％以下，更优选为5质量％以下，进一步优选为2质量％以下。(石墨前体的平均粒径)石墨前体的平均粒径没有特别限定，优选为1～50μm，更优选为3～35μm，进一步优选为5～20μm。需要说明的是，在本专利技术中，石墨前体的平均粒径为利用激光衍射式粒度分布计测得的粒度分布累积频率以体积百分率计为50％的粒径(50％粒径、D50、中值粒径)。《粘合剂》本专利技术的锂离子二次电池用负极材料的制造方法不需要在石墨前体中混合粘合剂，虽然优选不混合，但并不妨碍在对得到的锂离子二次电池用石墨粒子的特性不造成不良影响的范围内混合粘合剂。作为上述粘合剂，例如，可以从PVA、沥青及酚醛树脂等中适当选择。在石墨前体中混合粘合剂时的粘合剂的量只要在对得到的锂离子二次电池用石墨粒子的特性不产生不良影响的范围内即可，没有特别限定，相对于石墨前体的总质量，优选为10质量％以下，更优选为5质量％以下，进一步优选为2质量％以下。将石墨前体与粘合剂进行混合的方法没有特别限定，优选在粘合剂的软化温度以上进行混合，该温度根据使用的粘合剂的种类而不同，优选为80～350℃的范围。《石墨化催化剂》在本专利技术的锂离子二次电池用负极材料的制造方法中，可以在对得到的锂离子二次电池用石墨粒子的特性不产生不良影响的范围将石墨化催化剂混合于石墨前体中。将石墨化催化剂与石墨前体混合而进行石墨化时，具有提高得到的石墨粉末的结晶性的效果。作为上述石墨化催化剂，可以使用例如硅、硼、铁、钛及镍等金属及这些金属的氧化物或碳化物等中的至少1种。在石墨前体中混合石墨化催化剂时的石墨化催化剂的量只要在对得到的锂离子二次电池用石墨粒子的特性不产生不良影响的范围内即可，没有特别限定，相对于石墨前体的总质量，优选为10质量％以下，更优选为5质量％以下，进一步优选为2质量％以下。〈填充工序及石墨化工序〉对本专利技术的制造方法中的填充工序及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法，该方法具有以下工序：填充工序，将石墨前体粉末填充于袋的内部，然后，将所述袋的内部进行脱气而减压，且保持减压的状态；以及石墨化工序，对所述填充工序中得到的所述袋进行加热，将所述石墨前体粉末进行石墨化，所述袋的内部填充有所述石墨前体粉末，且保持了将内部减压的状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2018.03.07 JP 2018-0404271.一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法，该方法具有以下工序：填充工序，将石墨前体粉末填充于袋的内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：间所靖，盐出哲夫，芳贺隆太，古川聪，长山胜博，
申请(专利权)人：杰富意化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP