石墨烯化合物、二次电池、移动体以及电子设备制造技术

提供一种具有优异特性的碳材料。此外，提供一种具有优异特性的电极。此外，提供一种新颖的碳材料。此外，提供一种新颖的电极。一种包括孔的石墨烯化合物，石墨烯化合物包括多个碳原子及一个以上的氟原子，该孔由多个碳原子及一个以上的氟原子形成。优选的是，孔包括由多个碳原子构成的环状区域及在环状区域中终止的一个以上的氟原子，并且环状区域为18元环以上。上。上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】石墨烯化合物、二次电池、移动体以及电子设备


[0001]本专利技术的一个方式涉及一种石墨烯及其制造方法。此外，本专利技术的一个方式涉及一种二次电池及其制造方法。此外，本专利技术的一个方式涉及一种包括二次电池的车辆等移动体及便携式信息终端。
[0002]本专利技术的一个方式涉及一种物品、方法或者制造方法。此外，本专利技术涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。本专利技术的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、照明装置、电子设备或它们的制造方法。
[0003]在本说明书中，电子设备是指具有蓄电装置的所有装置，具有蓄电装置的电光装置、具有蓄电装置的信息终端装置等都是电子设备。
[0004]在本说明书中，蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件以及装置。例如，锂离子二次电池等蓄电装置(也称为二次电池)、锂离子电容器及双电层电容器等都包括在蓄电装置的范畴内。

技术介绍

[0005]近年来，对利用电化学反应的锂离子二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置的研究开发日益火热。尤其是，伴随手机、智能手机、笔记本型个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机、医疗设备、混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHV)等新一代清洁能源汽车等半导体产业的发展，高输出、高能量密度的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够反复充电的能量供应源，成为现代信息化社会的必需品。
[0006]除了二次电池的稳定性之外，二次电池的容量高也是很重要的。硅类材料的容量高，被用于二次电池的活性物质。可以以从NMR谱得到的化学位移值为硅材料的特征(专利文献1)。[先行技术文献][专利文献][0007][专利文献1]日本专利申请公开第2015
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156355号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0008]用于电动汽车及混合动力汽车等移动体的二次电池需要提高容量，以增加续航里程。
[0009]此外，随着便携式信息终端等的多功能化，功耗增大。此外，用于便携式信息终端等的二次电池被要求小型化或轻量化。因此，用于便携式信息终端的二次电池也被要求高容量化。
[0010]二次电池的电极例如由活性物质、导电剂、粘合剂等材料构成。贡献于充放电容量
的材料，例如活性物质的占有比例越高二次电池的容量越高。通过在电极中含有导电剂，可以提高电极的导电性，得到优异的输出特性。此外，当进行二次电池的充放电时，有时活性物质反复进行膨胀及收缩，由此在电极中发生活性物质的崩塌、导电路径的短路等。在此情况下，通过在电极中含有导电剂或粘合剂，可以抑制活性物质的崩塌或导电路径的短路。另一方面，通过使用导电剂或粘合剂，活性物质的占有比例下降，由此有时二次电池的容量降低。
[0011]本专利技术的一个方式的目的是提供一种具有优异特性的碳材料。此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种具有优异特性的电极。此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种新颖的碳材料。此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种新颖的电极。
[0012]此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种坚固的负极。此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种坚固的正极。此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种导电性较高的负极。此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种导电性较高的正极。
[0013]此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种劣化较少的二次电池。此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种安全性高的二次电池。此外，本专利技术的一个方式的目的是提供一种新颖的二次电池。
[0014]此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种新颖的物质、活性物质粒子或它们的制造方法。
[0015]注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。此外，可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。解决技术问题的手段
[0016]以石墨烯为典型的石墨烯化合物能够实现接触电阻较低的面接触，由此与一般的导电剂相比可以以少量提高粒状活性物质与石墨烯化合物之间的导电性。因此，可以提高活性物质占电极的比例。由此，可以提高二次电池的放电容量。
[0017]此外，石墨烯化合物可以像纳豆那样缠绕活性物质。通过以跨着多个活性物质、电解质等之间的方式配置石墨烯化合物，不仅可以在电极内形成良好的导电路径，而且还可以束缚或固定这些材料。此外，例如，通过使用石墨烯化合物构成三维的网结构并在网中配置电解质、多个活性物质材料等，可以在由石墨烯化合物形成三维的导电路径的同时抑制活性物质从电极脱离。因此，石墨烯化合物不仅可以在电极内被用作导电剂而且还可以被用作粘合剂。
[0018]本说明书等中的石墨烯化合物包括石墨烯、多层石墨烯、多石墨烯(multi graphene)、氧化石墨烯、多层氧化石墨烯、多氧化石墨烯、被还原的氧化石墨烯、被还原的多层氧化石墨烯、被还原的多氧化石墨烯、石墨烯量子点等。石墨烯化合物是指含有碳且具有平板状、片状等形状的具有由碳原子组成的六元环所形成的二维结构的化合物。此外，也可以将由碳原子组成的六元环所形成的二维结构称为碳片。石墨烯化合物也可以具有官能团。此外，石墨烯化合物优选具有弯曲的形状。此外，石墨烯化合物也可以蜷成碳纳米纤维那样。
[0019]在电极内，石墨烯化合物可以缠绕活性物质。活性物质具有被石墨烯化合物覆盖的区域。
[0020]本专利技术的一个方式的石墨烯化合物优选在碳片的一部分有孔。在本专利技术的一个方式的石墨烯化合物中，通过在碳片的一部分有锂离子等载体离子能够通过的孔，容易在被石墨烯化合物覆盖的活性物质表面进行载体离子的嵌入及脱嵌，由此可以提高二次电池的倍率特性。设置在碳片的一部分的孔有时被称为空孔、缺陷或空隙。
[0021]在此，石墨烯化合物的碳片所具有的孔优选小到抑制导电性下降的程度。
[0022]本专利技术的一个方式的石墨烯化合物优选包括由多个碳原子及终止(terminate)碳原子的一个以上的氟原子构成的孔。此外，本专利技术的一个方式的石墨烯化合物包括多个碳原子及一个以上的氟原子，该多个碳原子优选键合为环状，键合为环状的该多个碳原子中的一个以上优选被该氟终止。
[0023]氟的电负性较高，易于带负电。当其与带正电的锂离子接近时，产生相互作用，使得能量稳定，由此可以降低锂离子通过孔时的阻碍能量。因此，石墨烯化合物含有的孔包含氟，使得锂离子易于通过较小孔，由此可以实现导电性优异的石墨烯化合物。
[0024]本专利技术的一个方式的石墨烯化合物包括7以上，优选为18以上，更优选为22以上的碳原子键合为环状的区域，键合为环状的上述碳原子中的一个以上被氟终止。此外，本专利技术的一个方式的石墨烯化合物也可以包括两个以上的18以上，更优选为22以上的碳原子键合为环状的区域。
[0025]本专利技术的一个方式的石墨烯化合物包括由碳所构成的7元环以上，优选为18本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种石墨烯化合物，包括：孔，其中，所述石墨烯化合物包括多个碳原子及终止碳原子的一个以上的氟原子，并且，所述孔由所述多个碳原子及所述一个以上的氟原子形成。2.根据权利要求1所述的石墨烯化合物，其中所述孔包括：由所述多个碳原子构成的环状区域；以及在所述环状区域中终止的所述一个以上的氟原子，并且所述环状区域为18元环以上。3.根据权利要求2所述的石墨烯化合物，其中锂离子能够通过所述环状区域。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，安部宽太，比护大地，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：