硅相含有物石墨复合颗粒及其制造方法_4

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于充电),进一步在保持5mV的状态下,W恒定电压继 续渗杂直至达到50yA为止。接着,W1. 33mA的恒定电流进行脱渗杂直至电位差达到1. 5V 为止(相当于放电),测定脱渗杂容量。将此时的脱渗杂容量作为放电容量。
[0138] 在与上述相同的条件下重复进行31次渗杂和脱渗杂,通过"第31次循环的脱渗杂 时的放电容量"与"第2次循环的脱渗杂时的放电容量"的比率(容量维持率)来评价循环 特性。需要说明的是,若该容量维持率为90%W上,则作为实用电池可视作良好。需要说明 的是,本实施例所述的非水试验电池单元的容量维持率为96. 8% (参照表1)。
[0139] (3)娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度的测定
[0140] 娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度可利用反射衍射式的粉 末X射线衍射法来求出。具体而言,将上述"(2-1)电极制作"中制作的加压后的盘状电极 用双面胶固定于无反射板,并且使用理学株式会社制造的RINT-1200V,W铜(化)作为祀 材,W40kV的管电压、30mA的管电流对盘状电极照射化Ka射线,并进行测定。其后,进行 峰的分离,得到利用化Kal射线的粉末X射线衍射谱图。求出2 0处于52~57°范围内 的(004)面的衍射峰和2 0处于75~80°范围内的(110)面的衍射峰的各自的强度。并 且,(110)面的衍射峰强度除W(004)面的衍射峰强度,从而算出娃合金石墨复合颗粒中的 鱗片状天然石墨颗粒的取向度。本实施例所述的娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨 颗粒的取向度为0. 0081 (参照表1)。需要说明的是,该取向度越小,则娃合金石墨复合颗粒 中的鱗片状天然石墨颗粒的取向性变得越高。 阳141] (4)长径比的测定 阳142] 将上述"(2-1)电极制作"中制作的加压前的盘状电极包埋入树脂后,将该树脂切 断并研磨其截面。并且,用光学显微镜观察该截面(电极剖面),测量50个娃合金石墨复合 颗粒的尺寸,针对各娃合金石墨复合颗粒,算出长径比(图1中的鱗片状石墨颗粒的长轴长 度W相对于层叠方向长度H之比)。并且,将该50个娃合金石墨复合颗粒的长径比的平均 值作为娃合金石墨复合颗粒的长径比。需要说明的是,本实施例所述的娃合金石墨复合颗 粒的长径比为3. 4。 阳143] 实施例2 阳144] <娃合金石墨复合颗粒的制造〉
[0145] (1)娃合金颗粒的制备
[0146]W儀(Ni)、铁灯U和娃仪)的质量比达到16. 8:13. 6:69. 6的方式,将儀、铁和娃 的纯原料投入至铁酸侣制的烙解相蜗,除此之外,与实施例1同样操作来制备娃合金粉末, 与实施例1同样操作来测定娃合金颗粒中的娃相尺寸。娃合金颗粒中的娃相的直径为10~ 40nm(参照表1)。 阳147] (2)中间复合颗粒的制备
[0148] 将鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与煤系渐青粉末的质量比设为 83.8:10. 5:9. 5,除此之外,与实施例1同样操作来制备中间复合颗粒。
[0149] (3)煤系渐青粉末的加热处理 阳150] 与实施例1同样操作,加热中间复合颗粒。 阳151] (4)破碎处理 阳152]与实施例1同样操作,得到作为目标的娃合金石墨复合颗粒。需要说明的是,该娃 合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与渐青的加热处理物的质量比 为 83. 8:10. 5:5. 7 (参照表 1)。 阳153] 并且,娃合金石墨复合颗粒的体积分率为50%时的粒径为16ym。娃合金石墨 复合颗粒的长径比为3. 3。娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度为 0. 0075。非水试验电池单元的放电容量为500mAh/g,充放电效率为87. 4%,容量维持率为 95. 5% (参照表I)。 阳154]实施例3 阳1巧] <娃合金石墨复合颗粒的制造〉
[0156] (1)娃合金颗粒的制备 阳157]W儀(Ni)、侣(AU和娃仪)的质量比达到32.7:30. 1:37.2的方式,将儀、侣和娃 的纯原料投入至铁酸侣制的烙解相蜗,除此之外,与实施例1同样操作来制备娃合金粉末, 与实施例1同样操作来测定娃合金颗粒中的娃相尺寸。娃合金颗粒中的娃相的直径为10~ 40nm(参照表1)。
[0158] 似中间复合颗粒的制备
[0159] 将鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与煤系渐青粉末的质量比设为 69.8:24.5:9.5,除此之外,与实施例1同样操作来制备中间复合颗粒。
[0160] (3)煤系渐青粉末的加热处理 阳161]与实施例1同样操作,加热中间复合颗粒。
[0162] (4)破碎处理 阳163]与实施例1同样操作,得到作为目标的娃合金石墨复合颗粒。需要说明的是,该娃 合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与渐青的加热处理物的质量比 为 69. 8:24. 5:5. 7 (参照表 1)。
[0164] 并且,娃合金石墨复合颗粒的体积分率为50%时的粒径为18ym。娃合金石墨 复合颗粒的长径比为3.0。娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度为 0. 0093。非水试验电池单元的放电容量为486mAh/g,充放电效率为87. 1%,容量维持率为 94.0% (参照表1)。 阳1化]实施例4 阳166] <娃合金石墨复合颗粒的制造〉
[0167] (1)娃合金颗粒的制备 阳168]W侣(Al)、铁(Fe)和娃仪)的质量比达到26. 1:21.6:52. 3的方式,将侣、铁和娃 的纯原料投入至铁酸侣制的烙解相蜗,除此之外,与实施例1同样操作来制备娃合金粉末, 与实施例1同样操作来测定娃合金颗粒中的娃相尺寸。娃合金颗粒中的娃相的直径为10~ 40nm(参照表1)。 阳169] (2)中间复合颗粒的制备
[0170]将鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与煤系渐青粉末的质量比设为 68. 2:26. 1:9. 5,除此之外,与实施例1同样操作来制备中间复合颗粒。 阳171] (3)煤系渐青粉末的加热处理 阳172]与实施例1同样操作,加热中间复合颗粒。
[0173] (4)破碎处理
[0174] 与实施例1同样操作,得到作为目标的娃合金石墨复合颗粒。需要说明的是,该娃 合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与渐青的加热处理物的质量比 为 68. 2:26. 1:5. 7 (参照表 1)。 阳1巧]并且,娃合金石墨复合颗粒的体积分率为50%时的粒径为16ym。娃合金石墨 复合颗粒的长径比为3. 5。娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度为 0. 0071。非水试验电池单元的放电容量为487mAh/g,充放电效率为86. 8%,容量维持率为 93. 5% (参照表1)。 阳176]实施例5 阳177] <娃合金石墨复合颗粒的制造〉 阳17引 (1)娃合金颗粒的制备 阳179] W儀(Ni)、铁灯i)、铁(Fe)和娃(Si)的质量比达到16. 8:12. 6:1.0:69. 6的方 式,将儀、铁、铁和娃的纯原料投入至铁酸侣制的烙解相蜗,除此之外,与实施例1同样操作 来制备娃合金粉末,与实施例1同样操作来测定娃合金颗粒中的娃相尺寸。娃合金颗粒中 的娃相的直径为10~40皿(参照表1)。
[0180] 似中间复合颗粒的制备
[0181] 将鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与煤系渐青粉末的质量比设为 69.8:24. 5:9. 5,除此之外,与实施例1同样操作来制备中间复合颗粒。 阳182] (3)煤系渐青粉末的加热处理 阳183]与实施例1同样操作,加热中间复合颗粒。
[0184] (4)破碎处理 阳185]与实施例1同样操作,得到作为目标的娃合金石墨复合颗粒。需要说明的是,该娃 合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与渐青的加热处理物的质量比 为 69. 8:24. 5:5. 7(参照表 1)。
[0186] 并且,娃合金石墨复合颗粒的体积分率为50%时的粒径为17ym。娃合金石墨 复合颗粒的长径比为3. 1。娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度为 0. 0101。非水试验电池单元的放电容量为650mAh/g,充放电效率为87. 5%,容量维持率为 92. 1% (参照表1)。 阳187]实施例6
[0188] <娃合金石墨复合颗粒的制造〉
[0189] 将煤系渐青粉末的加热处理时的加热溫度设为300°C,除此之外,与实施例2同样 操作来获得作为目标的娃合金石墨复合颗粒。需要说明的是,该娃合金石墨复合颗粒中的 鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与渐青的加热处理物的质量比为83. 8:10. 5:8. 8 (参照 表1)。
[0190] 并且,娃合金石墨复合颗粒的体积分率为50%时的粒径为16ym。娃合金石墨 复合颗粒的长径比为3. 3。娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度为 0. 0085。非水试验电池单元的放电容量为470mAh/g,充放电效率为81. 5%,容量维持率为 96. 0% (参照表1)。
[0191] 实施例7 阳192] <娃合金石墨复合颗粒的制造〉 阳193] 将煤系渐青粉末的加热处理时的加热溫度设为700°C,除此之外,与实施例2同样 操作来获得作为目标的娃合金石墨复合颗粒。需要说明的是,该娃合金石墨复合颗粒中的 鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与渐青的加热处理物的质量比为83. 8:10. 5:5. 2 (参照 表1)。
[0194] 并且,娃合金石墨复合颗粒的体积分率为50%时的粒径为16ym。娃合金石墨 复合颗粒的长径比为3. 4。娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度为 0. 0075。非水试验电池单元的放电容量为500mAh/g,充放电效率为88. 1%,容量维持率为 85.0% (参照表1)。 阳1巧]实施例8 阳196] <娃合金石墨复合颗粒的制造〉 阳197] 在"(2)中间复合颗粒的制备"中,将鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与煤系渐 青粉末的质量比设为86. 3:10. 8:4. 8,除此之外,与实施例2同样操作来获得作为目标的娃 合金石墨复合颗粒。需要说明的是,该复合颗粒中的鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与 渐青的加热处理物的质量比为86. 3:10. 8:2. 9 (参照表1)。
[0198] 并且,娃合金石墨复合颗粒的体积分率为50%时的粒径为14ym。娃合金石墨 复合颗粒的长径比为4. 5。娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度为 0. 0070。非水试验电池单元的放电容量为492mAh/g,充放电效率为89. 5%,容量维持率为 85.0% (参照表1)。 阳199] 实施例9 阳200] <娃合金石墨复合颗粒的制造〉 阳201] 在"(2)中间复合颗粒的制备"中,将鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末与煤系渐 青粉末的质量比设为79. 3:10. 0:17. 8,除此之外,与实施例2同样操作来获得作为目标的 娃合金石墨复合颗粒。需要说明的是,该复合颗粒中的鱗片状天然石墨粉末与娃合金粉末 与渐青的加热处理物的质量比为79. 3:10. 0:10. 7 (参照表1)。 阳202] 并且,娃合金石墨复合颗粒的体积分率为50%时的粒径为24ym。娃合金石墨 复合颗粒的长径比为2. 5。娃合金石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨颗粒的取向度为 0. 0085。非水试验电池单元的放电容量为500mAh/g,充放电效率为83. 8%,容量维持率为 97. 2% (参照表1)。 阳20引(比较例1) 阳204] 将娃合金石墨复合颗粒替换成"实施例2中制备的娃合金颗粒与球状天然石墨 (平均粒径为20ym、长径比为1. 4)W11:89的质量比混合而成的物质(无煤系渐青粉 末)",除此之外,与实施例1同样操作,并评价各特性(参照表1)。 阳205] 并且,混合颗粒的取向度为0.0350。非水试验电池单元的放电容量为480mAh/g, 充放电效率为91. 2%,容量维持率为75. 8% (参照表1)。
[0206][表U阳207]
阳20引 由上述结果可明确:本发明的实施例所述的娃合金石墨复合颗粒被用作裡离子二 次电池的负极活性物质时,有效地改善该裡离子二次电池的充放电循环特性。 阳209] 实施例10
[0210] <娃氧化物石墨复合颗粒的制造〉 悦川(1) 一氧化娃的粉碎
[0212] 将和光纯药工业株式会社制造的一氧化娃粉末(SiO,即X= 1)用球磨机进行粉 碎。需要说明的是,此时的一氧化娃粉末的平均粒径(中值粒径)为1ym。 阳213] (2)中间复合颗粒的制备 阳214] W鱗片状天然石墨粉末(中越石墨工业株式会社制、平均粒径:10ym、d002 : 0.3357nm、粒料密度:1.82g/cm3)与粉碎后的一氧化娃粉末与煤系渐青粉末(软化点为 86°(:、平均粒径为20^111、^ 1000°(:加热后的残炭率为50%)的质量比达到80:11:18的方 式,将鱗片状天然石墨粉末和一氧化娃粉末和煤系渐青粉末投入至将转子与内定子的间隙 设为5mm的循环型MECHANO即SION系统(册SOKAWAMICRONGROUP制,AMS-30巧后,将溫 度调整至95°C~130°C并对该混合粉末W2600rpm的转速进行15分钟的机械化学处理,从 而制备中间复合颗粒。
[0215] 需要说明的是,鱗片状天然石墨粉末的粒料密度可通过如下方法求出。
[0216] 将1.OOg鱗片状天然石墨粉末填充至直径为15mm的模具中,将该模具用单轴加压 机W8. 7kN的加压压力加压5秒钟后,将该加压压力减弱至0. 15kN,读取此时的上冲头的 位移。需要说明的是,加压速度设为IOmm/秒。另外,不将鱗片状天然石墨粉末填充至上 述模具而将该模具利用该单轴加压机加热至加压压力达到8. 7kN后,将该加压压力减弱至 0.15kN,求出此时上冲头的位移。将该位移作为参考。并且,求出填充鱗片状天然石墨粉末 时的上冲头的位移与参考位移之差来作为试样厚度,由该厚度算出压缩密度即粒料密度。
[0217] (3)煤系渐青粉末的加热处理 阳21引接着,将中间复合颗粒投入至石墨相蜗后,将该中间复合颗粒在氮气气流中W1000°C的溫度加热1小时。 悦19] (4)破碎处理 阳220] 最后,将加热处理后的中间复合颗粒破碎至其98质量%W上穿过网孔尺寸为 75ym的筛为止,得到作为目标的娃氧化物石墨复合颗粒。需要说明的是,该娃氧化物 石墨复合颗粒中的鱗片状天然石墨粉末与一氧化娃粉末与渐青的热处理物的质量比为 80:11:9 (参照表2)。此处,烧成前后的重量变化均源自渐青。 阳221 ] <娃氧化物石墨复合颗粒的特性评价〉 阳扣引(1)粒径的测定 阳223]使用激光衍射/散射式粒度分布计(
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