电极活性物质、电极和蓄电设备制造技术

本发明专利技术涉及电极活性物质、电极和蓄电设备，该电极活性物质含有碳材料，碱性官能团量为0.020mmol/g以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及电极活性物质、电极和蓄电设备，更详细而言，设及可很好地用于裡离 子二次电池、裡离子电容器等蓄电设备等的电极活性物质、含有该电极活性物质的电极、W 及具备该电极作为负极的蓄电设备。
技术介绍
近年来，电子仪器的小型化?轻量化的进步显著，与此相伴，对作为该电子仪器的 驱动用电源使用的电池小型化?轻量化的要求也进一步提高。为了满足运种小型化?轻量 化的要求，作为蓄电设备开发出W裡离子二次电池为代表的非水电解质二次电池。此外，作 为具有高输出密度、良好的循环性能等特性的蓄电设备，已知双电层电容器。此外，作为与 必需高能量密度特性和高输出特性的用途对应的蓄电设备，已知将裡离子二次电池和双电 层电容器的蓄电原理组合而得的裡离子电容器。 对于用于运种蓄电设备的负极材料，进行了各种研究。例如，作为裡离子二次电池 的负极活性物质，W往一直使用石墨粒子。然而，已知若直接使用石墨粒子作为负极活性物 质，则容易发生被认为由在高活性的粒子表面的电解液的分解反应引起的、不可逆容量的 增加和循环特性的下降。与此相对，例如，专利文献1~2中提出有使用W低结晶性或非晶 性的碳被覆表面而得的石墨的方法。此外，专利文献3中提出有使用在石墨粒子的表面形 成基于含氮材料的碳化物得到的被覆层的复合粒子的方法。 现有技术文献 阳00引专利文献 专利文献1 :日本特开平4-368778号公报 专利文献2 :日本特开2002-151069号公报 阳00引专利文献3 :日本特开2010-118243号公报
技术实现思路
然而，使用了如上述的W往的活性物质的蓄电设备尚未实现尤其是在低溫下的优 异的各特性。 因此，本专利技术的课题是提供一种实现蓄电设备的低溫下的优异的各特性的电极活 性物质。 鉴于该实情，本专利技术的专利技术人等进行了深入研究，其结果发现，通过使用碱性官能 团量为特定的值W上的电极活性物质，可W解决上述课题，完成了本专利技术。 目P，本专利技术提供一种电极活性物质，其含有碳材料，碱性官能团量为0.020mmol/g 社。 此外，本专利技术提供一种电极，其含有上述电极活性物质。进而，提供一种蓄电设备， 其具备上述电极作为负极。 若使用本专利技术的电极活性物质，则可W得到低溫下的内部电阻低且循环特性优异 的蓄电设备。因此，本专利技术的电极活性物质作为裡离子二次电池、裡离子电容器等蓄电设备 的电极材料极其有用。【附图说明】 图1是实施例中得到的电极活性物质粒子断面的透射型电子显微镜（TEM)照片。【具体实施方式】 W下，对本专利技术详细地进行说明。 由极活忡物质 阳01引本专利技术的电极活性物质的特征在于，含有碳材料，碱性官能团量为0.020mmol/g W上。运里，本专利技术中"碱性官能团量"是指通过后述的实施例中记载的方法测定的值。 碱性官能团量为0. 020mmol/gW上，优选为0. 020~0. 20mmol/g，进一步优选为 0. 020~0. 15mmol/g，特别优选为0. 020~0.lOmmol/g。若碱性官能团量小于0. 020mmol/ g，则有可能无法得到具有低溫下的优异的各特性的蓄电设备，另一方面，若碱性官能团量 过多，则有可能电极强度下降，或难W得到具有流动性的电极浆料，或所得的蓄电设备的循 环特性变差。 本专利技术的电极活性物质的酸性官能团量优选为0.20mmol/gW下，更优选为 0. 15mmol/gW下，特别优选为0. 080mmol/gW下。若酸性官能团量过多，则有可能所得的蓄 电设备的循环特性变差。应予说明，本专利技术中"酸性官能团量"是指通过后述的实施例中记 载的方法测定的值。 本专利技术的电极活性物质通常为粒子状，其50 %体积累计直径D50优选为0. 5~ 50ym，特别优选为1~30ym。若D50过小，则有可能所得的蓄电设备的循环特性变差，或 充放电效率下降，或由于活性物质层的体积密度变小而能量密度下降，另一方面，若D50过 大，则有可能蓄电设备的内部电阻变高。特别想要降低蓄电设备的低溫下的内部电阻时， D50优选为1~10ym，特别优选为1~5ym。应予说明，D50通过激光衍射.散射法进行 测定。 特别想要降低蓄电设备的低溫下的内部电阻时，本专利技术的电极活性物质的细孔直 径50~400nm的大孔容积优选为0.Ol~0. 40cc/g，更优选为0. 02~0. 35cc/g，特别优选 为0. 05~0. 30cc/g。本专利技术中，大孔容积是指通过Wdh值ollimoreHeal)法解析氮吸附 等溫线而求出的细孔直径为50~400nm的范围的细孔的容积，所述氮吸附等溫线是使用 邸LJapan公司制的自动比表面积/细孔分布测定装置邸LSORP-minin通过在77K下的氮 吸附法得到的。 此外，本专利技术的电极活性物质的比表面积优选为0.Ol~50mVg，特别优选为 0. 1~30m7g。若比表面积过小，则有可能蓄电设备的内部电阻变高，另一方面，若比表面 积过大，则有可能充放电效率下降，或电极强度不足。应予说明，比表面积通过氮吸附法进 行测定。 本专利技术的电极活性物质含有碳材料，但上述碳材料优选为含有2种W上的碳材料 而成的复合碳材料（W下也简称为"复合碳材料"）。复合碳材料可W用适当的方法制造， 优选通过将碱性官能团量小于0.020mmol/g的碳材料粒子与含有氮的有机化合物混合?混 炼，从而被该有机化合物被覆后，在惰性气体存在下W700~2000°C般烧，使该有机化合物 碳化而制造，复合碳材料优选为含有形成核的碳材料和将上述形成核的碳材料的至少一部 分被覆的被覆用碳材料而成的复合碳材料。 复合碳材料中，作为上述形成核的碳材料，例如，可W举出石油焦炭、煤渐青焦炭、 聚氯乙締碳等易石墨化性碳；炭黑、聚偏氯乙締碳、砂糖碳、纤维素碳、酪醒树脂碳、木炭类 等难石墨化性碳；将上述易石墨化性碳或难石墨化性碳进一步加热处理而石墨化的碳；将 碳纤维加工成粉末状而得的碳；天然石墨、人造石墨。作为形成核的碳材料，优选为利用X 射线衍射法的（002)面的面间距d002为0. 335~0. 338皿的范围的石墨结晶性碳，特别优 选为天然石墨、人造石墨。此外，形成核的碳材料的碱性官能团量优选小于0.020mmol/g，特 别优选为0. 〇15mmol/gW下。 本专利技术中，形成核的碳材料可W单独使用或混合使用2种W上。 复合碳材料中，作为成为上述被覆用碳材料的原料的有机化合物，优选为含有氮 的有机化合物，例如，可举出含有氮的渐青；聚丙締腊、苯乙締-丙締腊共聚物（AS树脂）、 丙締腊-下二締共聚物、丙締腊-乙締-苯乙締共聚物（AES树脂）、丙締腊-氯化聚乙締-苯 乙締共聚物（ACS树脂）、丙締腊-苯乙締-丙締酸醋共聚物（ASA树脂）、聚酷亚胺等热塑 性树脂；=聚氯胺树脂、苯胺树脂等热固性树脂；NBR等合成橡胶。 成为被覆用碳材料的原料的有机化合物可W单独使用或混合使用2种W上。 复合碳材料中，使用碱性官能团量小于0. 020mmol/g的形成核的碳材料，使用含 有氮的有机化合物作为被覆用碳材料的原料时，通过调整该有机化合物的种类及其使用 量，可W调整所得的复合碳材料的碱性官能团量。 此外，作为被覆用碳材料，也可W将乙烘黑、科琴黑、炉法炭黑等炭黑；聚丙締腊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极活性物质，其含有碳材料，碱性官能团量为0.020mmol/g以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中亮，清水贵弘，宇高友广，
申请(专利权)人：JSR株式会社，JM能源株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP