锂二次电池负极材料用石墨粉末的制造方法_3

文档序号:8436027阅读:来源:国知局
将得到的电极片压延至极板密度达到 1. 5g/cc,用冲头进行冲裁,制作负极(工作电极)。
[0120] (正极(对电极)的制作)
[0121] 在非活性气氛下,将裡金属巧嵌入到用冲头冲裁得到的厚度270ym的镶网(集电 体)中,制作正极(对电极)。
[0122] (评价用裡二次电池a的制作)
[012引使用溶解有Imol/dm3的裡盐LiPFe的碳酸亚己醋巧C)和碳酸二己醋值EC)的1:1 混合溶液作为电解液,在非活性气氛下,如图1所示,在外壳1中,在使嵌入到上述镶网(集 电体)3中的正极(对电极)4、隔离膜5、上述负极(工作电极)8、间隔物7层叠的状态下进 行组装,并隔着弹黃6用封口盖(盖)2进行密封,由此制作具有图1所示形态的纽扣型评 价用裡二次电池a。
[0124] 对于得到的评价用裡二次电池a,W电流密度0. 2mA/cm2、终止电压5mV进行恒流 充电后,保持恒电位至下限电流为0. 〇2mA/cm2。接着,W电流密度0. 2mA/cm2进行恒流放电 至终止电压1. 5V,求出5个循环结束后的放电容量作为额定容量(可逆容量(mAh/g))。结 果示于表2。
[0125] 对于负极材料的输出特性,通过下述式求出从充满电状态W lOmA/cm2进行放电时 的容量维持率(% ),将该容量维持率作为初期效率(% )。结果示于表2。
[0126] 初期效率(%)=(第1次的放电容量(mAh/g)/第1次的充电容量(mAh/g)) X 100
[0127](评价用裡二次电池b的制作)
[012引在评价用裡二次电池a中,将对电极改变为裡钻氧化物,同样地制作纽扣型的评 价用裡二次电池b。
[0129] 在60°C的温度条件下,W电流密度0. 2mA/cm2在4.IV~3.OV之间重复进行100 次充放电后,将第100次循环的放电容量相对于第1次循环的放电容量的比例作为循环特 性率(% )进行评价。结果示于表2。
[0130] 循环特性率(% )=(第100次循环的放电容量(mAh/g) /第1次循环的放电容量 (mAh/g))X100
[0131](实施例2)
[0132] <裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造〉
[0133] 通过漉式破碎机将石油系生焦粗粉碎后,使用祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制 祸轮研磨机)进行微粉碎,制作球度为1. 3、体积基准中值粒径D50为11. 2ym、D90/D10为 4. 3的生焦粉。将该生焦粉在作为非氧化性气氛的氮气气氛下、130(TC下保持4小时进行加 热处理,由此得到焦炭粉。
[0134]对上述焦炭粉和E肥(每lOOg的固定碳量为30.Og),WE肥的固定碳量相对于焦 炭粉100质量份为9质量份的方式,将相对于焦炭粉100质量份为30质量份的E肥装入到 亨舍尔混合机(NipponCoke&EngineeringCo. ,Ltd.制)中,在120°C的温度气氛下、旋转 叶片的转速为3000rpm的条件下,揽拌处理10分钟进行烙融混合,由此得到粉末状的烙融 混合物。
[01巧]将得到的粉末状的烙融混合物填充到橡胶模具中,利用冷等静压成型法,W100化奸/cm2加压成型90分钟,制作圆柱状的加压成型体(直径500mm、高度1000mm、体积 密度 1. 48g/cm3)。
[0136] 将得到的加压成型体与碳渣填料一同填入到不诱钢(SU巧制厘鉢中,使用 Rie化ammer式炉,在非活性气氛下、1000°C下保持4小时进行赔烧处理后,填入到艾奇逊型 石墨化炉中,在非活性气氛下、300(TC下进行4小时石墨化处理,得到圆柱状的石墨化成型 体。
[0137] 通过祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制祸轮研磨机)将上述圆柱状的石墨化成 型体破碎后,使用NisshinSei化nCo.,Ltd.制祸流分级机进行分级处理,得到球度为1.4、 体积基准中值粒径D50为11. 0ym、D90/D10为4. 2、氮吸附比表面积(NsSA)为1. 9mVg的 裡二次电池负极材料用石墨粉末。
[0138] 上述裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造条件记载于表1。
[0139] <裡离子二次电池的制作〉
[0140] 使用得到的裡二次电池负极材料用石墨粉末,与实施例1同样地制作评价用裡二 次电池a,求出额定容量(可逆容量)和初期效率(% ),并且与实施例1同样地制作评价用 裡二次电池b,求出循环特性率。结果示于表2。
[0141](实施例3)
[0142] <裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造〉
[0143] 通过漉式破碎机将石油系生焦粗粉碎后,使用祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制 祸轮研磨机)进行微粉碎,制作球度为1. 2、体积基准中值粒径D50为10. 6ym、D90/D10为 4. 1的生焦粉。将该生焦粉在作为非氧化性气氛的氮气气氛下、850°C下保持4小时进行加 热处理,由此得到焦炭粉。
[0144]对于上述焦炭粉和E肥(每lOOg的固定碳量为30.0 g),W E肥的固定碳量相对于 焦炭粉100质量份为9质量份的方式,将相对于焦炭粉100质量份为30质量份的E肥装入 到亨舍尔混合机(NipponCoke&EngineeringCo. ,Ltd.制)中,在120°C的温度气氛下、旋 转叶片的转速为3000rpm的条件下,揽拌处理10分钟进行烙融混合,由此得到粉末状的烙 融混合物。
[0145] 将得到的粉末状的烙融混合物填充到橡胶模具中,利用冷等静压成型法,W 100化奸/cm2加压成型90分钟,制作圆柱状的加压成型体(直径500mm、高度1000mm、体积 密度 1. 47g/cm3)。
[0146] 将得到的加压成型体与碳渣填料一同填入到不诱钢(SU巧制厘鉢中,使用 Rie化ammer式炉,在非活性气氛下、1000°C下保持4小时进行赔烧处理后,填入到艾奇逊型 石墨化炉中,在非活性气氛下、300(TC下进行4小时石墨化处理,得到圆柱状的石墨化成型 体。
[0147] 通过祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制祸轮研磨机)将上述圆柱状的石墨化成 型体破碎后,使用NisshinSei化nCo.,Ltd.制祸流分级机进行分级处理,得到球度为1.2、 体积基准中值粒径D50为10. 8ym、D90/D10为3. 7、氮吸附比表面积(NsSA)为1. 9mVg的 裡二次电池负极材料用石墨粉末。
[0148] 上述裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造条件记载于表1。
[0149] <裡离子二次电池的制作〉
[0150] 使用得到的裡二次电池负极材料用石墨粉末,与实施例1同样地制作评价用裡二 次电池a,求出额定容量(可逆容量)和初期效率(% ),并且与实施例1同样地制作评价用 裡二次电池b,求出循环特性率。结果示于表2。
[0151](实施例4)
[0152] <裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造〉
[0153] 通过漉式破碎机将石油系生焦粗粉碎后,使用祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制 祸轮研磨机)进行微粉碎,制作球度为1. 4、体积基准中值粒径D50为10. 3ym、D90/D10为 4. 5的生焦粉。将该生焦粉在作为非氧化性气氛的氮气气氛下、650°C下保持4小时进行加 热处理,由此得到焦炭粉。
[0154]对上述焦炭粉和己締重焦油E肥(每lOOg的固定碳量为30.Og),WE肥的固定碳 量相对于焦炭粉100质量份为9质量份的方式,将相对于焦炭粉100质量份为30质量份的 E肥装入到亨舍尔混合机(NipponCoke&EngineeringCo. ,Ltd.制)中,在120°C的温度气 氛下、旋转叶片的转速为3000rpm的条件下,揽拌处理10分钟进行烙融混合,由此得到粉末 状的烙融混合物。
[0155] 将得到的粉末状的烙融混合物填充到橡胶模具中,利用冷等静压成型法,W 100化奸/cm2加压成型90分钟,制作圆柱状的加压成型体(直径500mm、高度1000mm、体积 密度 1. 37g/cm3)。
[0156] 将得到的加压成型体与碳渣填料一同填入到不诱钢(SU巧制厘鉢中,使用 Rie化ammer式炉,在非活性气氛下、1000°C下保持4小时进行赔烧处理后,填入到艾奇逊型 石墨化炉中,在非活性气氛下、3000°C下进行4小时石墨化处理,得到圆柱状的石墨化成型 体。
[0157] 通过祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制祸轮研磨机)将上述圆柱状的石墨化成 型体破碎后,使用NisshinSei化nCo.,Ltd.制祸流分级机进行分级处理,得到球度为1.3、 体积基准中值粒径D50为10. 5ym、D90/D10为4. 0、氮吸附比表面积(NsSA)为1. 8mVg的 裡二次电池负极材料用石墨粉末。
[0158] 上述裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造条件记载于表1。
[0159] <裡离子二次电池的制作〉
[0160] 使用得到的裡二次电池负极材料用石墨粉末,与实施例1同样地制作评价用裡二 次电池a,求出额定容量(可逆容量)和初期效率(% ),并且与实施例1同样地制作评价用 裡二次电池b,求出循环特性率。结果示于表2。
[0161] (实施例5)
[0162] <裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造〉
[0163] 通过漉式破碎机将石油系生焦粗粉碎后,使用祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制 祸轮研磨机)进行微粉碎,制作球度为1. 4、体积基准中值粒径D50为10. 8ym、D90/D10为 3. 8的生焦粉。将该生焦粉在作为非氧化性气氛的氮气气氛下、1000°C下保持4小时进行加 热处理,由此得到焦炭粉。
[0164] 对于上述焦炭粉和煤系渐青(每lOOg的固定碳量为60.Og)W及慈油(每lOOg 的固定碳量为1. 7g),W煤系渐青的固定碳量相对于焦炭粉100质量份为7. 2质量份、慈油 的固定碳量相对于焦炭粉100质量份为0. 1质量份的方式,将相对于焦炭粉100质量份为 12质量份的煤系渐青和6质量份的慈油装入到亨舍尔混合机(NipponCoke&Engineering Co. ,Ltd.制)中,在150°C的温度气氛下、旋转叶片的转速为3000rpm的条件下,揽拌处理 10分钟进行烙融混合,由此得到粉末状的烙融混合物。
[01化]将得到的粉末状的烙融混合物填充到橡胶模具中,利用冷等静压成型法,W100化奸/cm2加压成型90分钟,制作圆柱状的加压成型体(直径500mm、高度1000mm、体积 密度 1. 32g/cm3)。
[0166] 将得到的加压成型体与碳渣填料一同填入到不诱钢(SU巧制厘鉢中,使用 Rie化ammer式炉,在非活性气氛下、1000°C下保持4小时进行赔烧处理后,填入到艾奇逊型 石墨化炉中,在非活性气氛下、300(TC下进行4小时石墨化处理,得到圆柱状的石墨化成型 体。
[0167] 通过祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制祸轮研磨机)将上述圆柱状的石墨化成 型体破碎后,使用NisshinSei化nCo.,Ltd.制祸流分级机进行分级处理,得到球度为1.4、 体积基准中值粒径D50为10. 6ym、D90/D10为3. 6、氮吸附比表面积(NsSA)为1. 6mVg的 裡二次电池负极材料用石墨粉末。
[0168] 上述裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造条件记载于表1。
[0169] <裡离子二次电池的制作〉
[0170] 使用得到的裡二次电池负极材料用石墨粉末,与实施例1同样地制作评价用裡二 次电池a,求出额定容量(可逆容量)和初期效率(% ),并且与实施例1同样地制作评价用 裡二次电池b,求出循环特性率。结果示于表2。
[0171] (实施例6)
[0172] <裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造〉
[0173] 通过漉式破碎机将石油系生焦粗粉碎后,使用祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制 祸轮研磨机)进行微粉碎,制作球度为1. 2、体积基准中值粒径D50为10. 3ym、D90/D10为 4. 0的生焦粉。将该生焦粉在作为非氧化性气氛的氮气气氛下、lOOOC下保持4小时进行加 热处理,由此得到焦炭粉。
[0174] 对上述焦炭粉和煤系渐青(每lOOg的固定碳量为60.Og)W及慈油(每lOOg的 固定碳量为2.Og),W煤系渐青的固定碳量相对于焦炭粉100质量份为12质量份、慈油的 固定碳量相对于焦炭粉100质量份为0. 2质量份的方式,将相对于焦炭粉100质量份为20 质量份的煤系渐青和10质量份的慈油装入到亨舍尔混合机(NipponCoke&Engineering Co.,Ltd.制)中,在150°C的温度气氛下、旋转叶片的转速为3000rpm的条件下,揽拌处理 10分钟进行烙融混合,由此得到粉末状的烙融混合物。
[0175] 将得到的粉末状的烙融混合物填充到橡胶模具中,利用冷等静压成型法,W 100化奸/cm2加压成型90分钟,制作圆柱状的加压成型体(直径500mm、高度1000mm、体积 密度 1. 39g/cm3)。
[0176] 将得到的加压成型体与碳渣填料一同填入到不诱钢(SU巧制厘鉢中,使用 Rie化ammer式炉,在非活性气氛下、1000°C下保持4小时进行赔烧处理后,填入到艾奇逊型 石墨化炉中,在非活性气氛下、3000°C下进行4小时石墨化处理,得到圆柱状的石墨化成型 体。
[0177] 通过祸轮研磨机(TURBOCORPORATION制祸轮研磨机)将上述圆柱状的石墨化成 型体破碎后,使用NisshinSei化nCo.,Ltd.制祸流分级机进行分级处理,得到球度为1.3、 体积基准中值粒径D50为10. 6ym、D90/D10为3. 8、氮吸附比表面积(NsSA)为2. 3mVg的 裡二次电池负极材料用石墨粉末。
[0178] 上述裡二次电池负极材料用石墨粉末的制造条件记载于表1。
[0179] <裡离子二次电池的制作〉
[0180] 使用得到的裡二次电池负极材料用石墨粉末,与实施例1同样地制作评价用裡二 次电池a
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