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公開番号2024121233
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-06
出願番号2023028208
出願日2023-02-27
発明の名称被覆負極活物質の製造方法
出願人株式会社日本触媒
代理人
主分類H01M 4/587 20100101AFI20240830BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
電極材抵抗を極めて低くすることができ大電流充放電(高出力)に加えて高容量化が可能であるとともに、車載用途として使用可能なサイクル寿命を達成できるリチウム二次電池用電極材およびこの電極材を用いたリチウム二次電池の提供を目的とする。
【解決手段】
リチウム二次電池用負極活物質用原料に、同一分子間および/または異種分子間で縮合反応が起きる化合物(A)を加熱した炭素材料を被覆させる工程を含む、リチウム二次電池用被覆負極活物質の製造方法である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
リチウム二次電池用負極活物質用原料に、同一分子間および／または異種分子間で縮合反応が起きる化合物（Ａ）を加熱した炭素材料を被覆させる工程を含む、リチウム二次電池用被覆負極活物質の製造方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記負極活物質が、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化炭素材、非晶質炭素材、金属シリコンおよび金属スズから選ばれた少なくとも１つである請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記化合物（Ａ）が、加熱によって分解して芳香族環上にラジカルを発生する芳香族化合物である請求項１または２に記載の被覆負極活物質の製造方法。
【請求項４】
前記化合物（Ａ）が、縮合反応によって、２種以上の基から１つの中性分子が形成されて脱離する化合物である、請求項１または２に記載の被覆負極活物質の製造方法。
【請求項５】
前記縮合反応が、
（ａ）－Ｈ基と－ＯＨ基とからＨ
２
Ｏが形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｂ）－Ｈ基と－ＯＲ基（Ｒは任意の適切な置換または無置換のアルキル基）とからＲＯＨが形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｃ）－Ｈ基と－Ｘ基（ＸはハロゲンまたはＣＮ）とからＨＸが形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｄ）－Ｈ基と－ＮＨ
２
基とからＮＨ
３
が形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｅ）－Ｈ基と－ＮＨＲ基（Ｒは任意の適切な置換または無置換のアルキル基）とからＲＮＨ
２
が形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｆ）－Ｈ基と－ＮＲ
１
Ｒ
２
基（Ｒ
１
、Ｒ
２
は任意の適切な置換または無置換のアルキル基）とからＲ１Ｒ２ＮＨが形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｇ）－Ｈ基と－ＳＨ基とからＨ
２
Ｓが形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｈ）－Ｈ基と－ＳＲ基（Ｒは任意の適切な置換または無置換のアルキル基）とからＲＳＨが形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｉ）－Ｈ基と－ＯＯＣＲ基（Ｒは任意の適切な置換または無置換のアルキル基）とからＲＣＯＯＨが形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｊ）－Ｈ基と－ＯＳＯ（ＯＨ）基とからＨ
２
ＳＯ
３
が形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｋ）－Ｈ基と－ＯＳＯ
２
Ｒ基（Ｒは任意の適切な置換または無置換のアルキル基）とからＲＳＯ
２
（ＯＨ）が形成されて脱離することによる縮合反応、
（ｌ）－Ｈ基と－ＯＳＯ
２
（ＯＲ）基（Ｒは任意の適切な置換または無置換のアルキル基）とからＲＯＳＯ
３
Ｈが形成されて脱離することによる縮合反応、および、
（ｍ）－Ｈ基と－ＯＳＯ
２
（ＯＨ）基とからＨ
２
ＳＯ
４
が形成されて脱離することによる縮合反応、
からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項４に記載の被覆負極活物質の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆負極活物質の製造方法に関する。より詳しくは、リチウム二次電池用負極活物質の表面に被覆層を有する被覆負極活物質の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、電池の高エネルギー密度化に対する要望がますます高まっている。なかでも、リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高く、高電圧化が可能であることから注目されており、さらなる、高容量化や充放電効率の向上が課題となっている。
【０００３】
これらの課題に対して、リチウム二次電池は種々の工夫がなされてきた。正極材はリチウム金属酸化物の正極材に加えて、特に絶縁酸化物や抵抗の高い正極材まで検討されてきた。また、負極材は炭素系、チタン酸化物や合金系など自身の高容量化に加えて、大電流を流せる負極材が検討されてきた。
【０００４】
これら正極材および負極材を構成する活物質粒子の小粒径化による比表面積の増加や、電極設計による電極面積の増加等の工夫により、リチウム二次電池の電流密度の負荷低減がなされてきた。
【０００５】
これらの工夫によって高容量化や大電流充放電は向上したが、リチウム二次電池の長寿命対策に対しては不十分であった。このため、正極ではリチウム金属酸化物の金属元素の置換配合比やドープ金属の置換が検討されてきた。また、炭素系負極では電解液の分解による抵抗被膜の生成防止を工夫した添加剤が提案されてきた。半導体特性を有する合金系負極では、合金組成や導電材の添加、さらには合金の体積膨張を抑制するために結着剤に工夫を施したものが提案されてきた。例えば、合金を負極活物質とするリチウム二次電池において、ＣＶＤ処理により炭素被膜を形成した合金系負極粉末と、炭素材料から形成され活物質粉末の表面に付着する導電材料と、導電材料に結合した繊維状導電材料とをもつ電極材料を有することを特徴とする二次電池用電極が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００８－２７７１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上のような問題に対処するためになされたもので、電極材抵抗を極めて低くすることができ大電流充放電（高出力）に加えて高容量化が可能であるとともに、車載用途として使用可能なサイクル寿命を達成できるリチウム二次電池用電極材およびこの電極材を用いたリチウム二次電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成する為に種々検討を行ない、本発明に想到した。
すなわち本発明の製造方法は、リチウム二次電池用負極活物質用原料に、同一分子間および／または異種分子間で縮合反応が起きる化合物（Ａ）を加熱した炭素材料を被覆させる工程を含む、リチウム二次電池用被覆負極活物質の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法により得られる被覆負極活物質は、高出力のリチウム二次電池として好ましく使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を２つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
（【００１１】以降は省略されています）

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