[go: up one dir, main page]

KR101952464B1 - Carbon material and negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery - Google Patents

Carbon material and negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery Download PDF

Info

Publication number
KR101952464B1
KR101952464B1 KR1020137024877A KR20137024877A KR101952464B1 KR 101952464 B1 KR101952464 B1 KR 101952464B1 KR 1020137024877 A KR1020137024877 A KR 1020137024877A KR 20137024877 A KR20137024877 A KR 20137024877A KR 101952464 B1 KR101952464 B1 KR 101952464B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
secondary battery
negative electrode
particles
natural graphite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020137024877A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140010406A (en
Inventor
노부유키 이시와타리
?스케 야마다
히로유키 우오노
Original Assignee
미쯔비시 케미컬 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쯔비시 케미컬 주식회사 filed Critical 미쯔비시 케미컬 주식회사
Publication of KR20140010406A publication Critical patent/KR20140010406A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101952464B1 publication Critical patent/KR101952464B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • H01M4/1393Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/366Composites as layered products
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 높은 초기 용량과 레이트 특성에 더하여, 사이클 특성도 우수한 비수계 이차 전지, 그 중에서도 리튬 이온 이차 전지를 제조하기 위한 비수계 이차 전지용 탄소재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 내부 공극률이 1 % 이상 20 % 이하인 천연 흑연 입자 (a) 와 프탈산디부틸 흡유량이 0.31 ㎖/g 이상 0.85 ㎖/g 이하인 탄소질물 복합 입자 (b) 를 함유하는 비수계 이차 전지용 탄소재에 관한 것이다. An object of the present invention is to provide a non-aqueous secondary battery excellent in cycle characteristics in addition to high initial capacity and rate characteristics, and particularly to a carbon material for a non-aqueous secondary battery for producing a lithium ion secondary battery. The present invention relates to a non-aqueous secondary battery containing carbonaceous composite particles (b) having a natural graphite particle (a) having an internal porosity of 1% or more and 20% or less and a carbonaceous composite particle (b) having a dibutyl phthalate oil absorption of 0.31 ml / g or more and 0.85 ml / .

Description

비수계 이차 전지용 탄소재, 및 부극, 그리고, 비수계 이차 전지{CARBON MATERIAL AND NEGATIVE ELECTRODE FOR NONAQUEOUS SECONDARY BATTERY AND NONAQUEOUS SECONDARY BATTERY}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a carbon material for a non-aqueous secondary battery, a carbon material for the non-aqueous secondary battery, a negative electrode, and a non-aqueous secondary battery,

본 발명은 비수계 이차 전지에 사용하는 탄소재와, 그 재료를 사용하여 형성된 부극 (負極) 과, 그 부극을 갖는 리튬 이온 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon material for use in a non-aqueous secondary battery, a negative electrode (negative electrode) formed using the material, and a lithium ion secondary battery having the negative electrode.

최근, 전자기기의 소형화에 수반하여, 고용량의 이차 전지에 대한 수요가 높아지고 있다. 특히, 니켈·카드뮴 전지나, 니켈·수소 전지에 비해, 보다 에너지 밀도가 높고, 대전류 충방전 특성이 우수한 리튬 이온 이차 전지가 주목되고 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of electronic devices, there has been an increasing demand for secondary batteries of high capacity. Particularly, lithium ion secondary batteries having higher energy density and excellent high current charging / discharging characteristics are attracting attention as compared with nickel-cadmium batteries and nickel-hydrogen batteries.

리튬 이온 이차 전지의 탄소재로서는 흑연을 사용하는 것이 알려져 있다. 특히, 흑연화도가 높은 흑연을 리튬 이온 이차 전지용의 부극 활물질로서 사용하면, 흑연의 리튬 흡장의 이론 용량인 372 mAh/g 에 가까운 용량을 얻을 수 있고, 또한, 비용·내구성도 우수한 점에서, 활물질로서 바람직한 것이 알려져 있다. It is known to use graphite as a carbon material of a lithium ion secondary battery. In particular, when graphite having a high degree of graphitization is used as a negative electrode active material for a lithium ion secondary battery, it is possible to obtain a capacity close to 372 mAh / g, which is the theoretical capacity of lithium ion storage of graphite, Is known.

그래서, 부극재로서 특허문헌 1 에서는 역학적 에너지 처리를 이용하여 구형화 처리를 실시한 탄소재가 제안되어 있다. 특허문헌 2 에서는, 흑연화 가능한 골재 또는 흑연과 흑연화 가능한 바인더에, 흑연화 촉매를 1 ∼ 50 질량% 첨가하여 혼합하고, 흑연화 촉매가 빠지도록, 2000 ℃ 이상에서 소성, 흑연화 처리한 후 분쇄한 탄소재가 제안되어 있다. 특허문헌 3 에서는, 구상화 흑연에 흑연을 피복한 탄소재가 제안되어 있다. Thus, in Patent Document 1, as a negative electrode material, a carbon material subjected to spheroidization treatment by using mechanical energy treatment has been proposed. In Patent Document 2, graphite-forming aggregates or graphite-graphitizable binders are added with graphite catalyst in an amount of 1 to 50 mass%, mixed and calcined and graphitized at a temperature of 2000 ° C or higher so that the graphitization catalyst is removed Crushed carbon materials have been proposed. Patent Document 3 proposes a carbon material coated with graphite in the spheroidizing graphite.

그러나, 상기 탄소재에서는, 초기 효율, 사이클 특성, 부하 특성 등의 요구 특성을 밸런스 양호하게 충분히 만족하지 못하여 개량이 필요하였다. However, in the above-mentioned carbon materials, the required characteristics such as the initial efficiency, the cycle characteristics, the load characteristics, and the like were not satisfactorily satisfactorily satisfactorily and the improvement was required.

그래서, 상기 서술한 요구 특성을 만족하는 방법으로서, 특허문헌 4 에서는, 구상 흑연을 등방적으로 가압 처리하는 방법 (이하, 「CIP 처리」라고 칭하는 경우가 있다) 이나, 특허문헌 5 에서는, 특허문헌 2 에 기재되어 있는 부극재에 CIP 처리를 실시하는 것이 개시되어 있다. As a method for satisfying the above-described required characteristics, Patent Document 4 discloses a method of isotropically pressurizing the spheroidal graphite (hereinafter sometimes referred to as " CIP processing "), CIP treatment is applied to the negative electrode material described in Patent Document 2.

일본 공개특허공보 평10-158005호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-158005 일본 공개특허공보 2000-340232호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-340232 일본 공개특허공보 2007-042611호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-042611 일본 공개특허공보 2005-50807호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-50807 일본 공개특허공보 2000-294243호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-294243

그러나 본 발명자들의 검토에 의하면, 상기 서술한 바와 같은 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 탄소재를 비수계 이차 전지의 부극재로서 사용해도, 고용량, 우수한 사이클 특성, 및 고부하 특성을 유지하는 점에서 개량의 여지가 있었다. However, according to the investigations of the present inventors, it has been found that, even when the carbon materials described in the above-mentioned Patent Documents 1 to 3 are used as the negative electrode material of the non-aqueous secondary battery, the high capacity, excellent cycle characteristics, There was room.

또, 특허문헌 4 에 기재된 탄소재를 비수계 이차 전지의 부극재로서 사용해도, 흑연을 가압 처리하고 있을 뿐이므로, 전극의 밀도가 높아, 불가역 용량이 커지고, 나아가서는, 탄소재에 대한 전해액의 침액성도 확보할 수 없는 점에서, 개선의 여지가 있었다. 또한 특허문헌 5 는, 부극재에 등방적 가압 처리를 실시하는 기술이 개시되어 있는데, 특허문헌 4 와 마찬가지로 불가역 용량을 작게 하는 점에서 개선의 여지가 있었다. In addition, even if the carbon material described in Patent Document 4 is used as the negative electrode material of the non-aqueous secondary battery, since the graphite is simply subjected to the pressure treatment, the density of the electrode is high and the irreversible capacity becomes large. There is room for improvement in that it can not secure sediment. Patent Document 5 discloses a technique of performing isotropic pressing processing on an anode material. However, as in Patent Document 4, there is room for improvement in reducing irreversible capacity.

그래서, 본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 탄소재 표면과 비수계 전해액의 반응을 억제하여, 전지용 전극으로서 사용한 경우에, 전해액의 침액성을 저해하지 않고, 초기 용량, 및 레이트 특성이 우수하고, 나아가 사이클 특성이 우수한 비수계 이차 전지, 그 중에서도 리튬 이온 이차 전지를 제조하기 위한 탄소재를 제공하고, 또한 그 결과로서, 고용량이고, 또한 사이클 특성이 우수한 비수계 이차 전지, 그 중에서도, 리튬 이온 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery which suppresses the reaction between a surface of a carbonaceous material and a non-aqueous electrolyte, A nonaqueous secondary battery excellent in cycle characteristics and a carbonaceous material for producing a lithium ion secondary battery, and as a result, a nonaqueous secondary battery having a high capacity and excellent cycle characteristics, It is an object of the present invention to provide an ion secondary battery.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 실시한 결과, 지금까지 제안되어 온 다수의 부극용 탄소재로부터, 특정한 2 종의 탄소재를 선택하여, 이들을 함유하는 탄소재를 비수계 이차 전지용 탄소재에 적용하면, 의외로 사이클 특성과 초기 용량이 모두 우수한 리튬 이온 이차 전지를 얻을 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above problems. As a result, the inventors have found that two types of carbon materials, which are selected from a large number of carbon materials for an anode, have been selected so far and carbon materials containing them are used as non- The present inventors have found that a lithium ion secondary battery having both excellent cycle characteristics and initial capacity can be obtained unexpectedly, thereby completing the present invention.

즉 본 발명의 요지는, 이하의 <1> ∼ <7> 에 나타내는 것이다. That is, the gist of the present invention is shown in the following <1> to <7>.

<1> 내부 공극률이 1 % 이상 20 % 이하인 천연 흑연 입자 (a) 와 프탈산디부틸 흡유량이 0.31 ㎖/g 이상 0.85 ㎖/g 이하인 탄소질물 복합 입자 (b) 를 함유하는 비수계 이차 전지용 탄소재. (1) A carbon material for a non-aqueous secondary battery, comprising (a) natural graphite particles having an internal porosity of 1% or more and 20% or less and carbonaceous composite particles (b) having a dibasic phthalate oil absorption of 0.31 ml / g or more and 0.85 ml / .

<2> 상기 탄소질물 복합 입자 (b) 가 탄소질물 피복 흑연인 상기 <1> 에 기재된 비수계 이차 전지용 탄소재. <2> The carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery according to <1>, wherein the carbonaceous particulate composite particle (b) is carbon dioxide-coated graphite.

<3> 상기 천연 흑연 입자 (a) 는, 표면에 요철을 가지고 있고, 상기 요철의 오목 부분의 직경 (D) 이 상기 천연 흑연 입자 (a) 의 평균 입경 (d50) 에 대해 0.15 배 이상 7 배 이하인 상기 <1> 또는 <2> 에 기재된 비수계 이차 전지용 탄소재. (3) The natural graphite particle (a) has unevenness on its surface, and the diameter (D) of the recessed portion of the unevenness is 0.15 times or more and 7 times Or less based on the total weight of the non-aqueous secondary battery.

<4> 상기 탄소질물 복합 입자 (b) 의 비표면적이 0.5 ㎡/g 이상 6.5 ㎡/g 이하, 라먼 R 값이 0.03 이상 0.19 이하, 및 탭 밀도가 0.7 g/㎤ 이상 1.2 g/㎤ 이하인 상기 <1> ∼ <3> 중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 탄소 재료.Wherein the carbonaceous particulate composite particle (b) has a specific surface area of 0.5 m 2 / g or more and 6.5 m 2 / g or less, a Raman R value of 0.03 or more and 0.19 or less, and a tap density of 0.7 g / cm 3 or more and 1.2 g / The carbon material for a non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <3>.

<5> 상기 천연 흑연 입자 (a) 와 상기 탄소질물 복합 입자 (b) 의 질량비 ((a)/{(a)+(b)}) 가 0.1 이상 0.9 이하인 상기 <1> ∼ <4> 중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 탄소재.<5> The method for producing a carbon black according to <1> to <4>, wherein the mass ratio (a) / {(a) + (b)}) of the natural graphite particles (a) A carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 3.

<6> 집전체와, 상기 집전체 위에 형성된 활물질층을 구비하는 비수계 이차 전지용 부극으로서, 상기 활물질층이 상기 <1> ∼ <5> 중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 탄소재를 함유하는 비수계 이차 전지용 부극. <6> A negative electrode for a non-aqueous secondary battery comprising a current collector and an active material layer formed on the current collector, wherein the active material layer contains the carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <5> Negative electrode for non - aqueous secondary battery.

<7> 정극 (正極) 및 부극, 그리고, 전해질을 구비하는 비수계 이차 전지로서, 상기 부극이 상기 <6> 에 기재된 비수계 이차 전지용 부극인 비수계 이차 전지. <7> A nonaqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode is a negative electrode for a nonaqueous secondary battery as described in <6> above.

본 발명에 관련된 비수계 이차 전지용 탄소재를 사용함으로써, 사이클 특성과 초기 용량이 모두 우수한 비수계 이차 전지를 제공할 수 있다. By using the carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery according to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous secondary battery having excellent cycle characteristics and initial capacity.

도 1 은, 천연 흑연 입자 (a) 의 SEM 사진 및 당해 천연 흑연 입자 (a) 의 표면에 갖는 요철에 있어서의 오목면의 근사원의 직경 (D) 을 나타낸 도면이다.
도 2 는, Hg 포로시메트리 측정에 의한 내부 공극량 산출 방법을 나타낸 해설도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a SEM photograph of a natural graphite particle (a) and a diagram showing the diameter (D) of an approximate circle of a concave surface on the surface of the natural graphite particle (a).
Fig. 2 is an explanatory view showing a method of calculating the internal void amount by the Hg capturing system measurement.

이하, 본 발명의 내용을 상세하게 서술한다. 또한, 이하에 기재하는 발명 구성 요건의 설명은, 본 발명의 실시양태의 일례 (대표예) 이며, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 한, 이들 형태에 특정되는 것은 아니다. Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements of the invention described below is an example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments unless the gist of the present invention is deviated.

또한, 여기서 “중량%” 는“질량%”와,“중량부”는“질량부”와 각각 동일한 의미이다. Here, &quot; weight% &quot; means &quot; mass% &quot; and &quot; weight portion &quot;

<천연 흑연 입자 (a)>&Lt; Natural graphite particles (a) &gt;

본 명세서에 있어서, 천연 흑연 입자 (a) 는 리튬 이온을 흡장·방출할 수 있는 천연 흑연 입자 (a) 를 나타내고, 적어도 내부 공극률이 1 % 이상 20 % 이하의 조건을 만족하는 것이다. In the present specification, the natural graphite particles (a) represent natural graphite particles (a) capable of intercalating and deintercalating lithium ions, and satisfy at least an internal porosity of 1% or more and 20% or less.

(1) 천연 흑연 입자 (a) 의 물성(1) Physical properties of natural graphite particles (a)

본 발명에 있어서의 천연 흑연 입자 (a) 는 이하의 물성을 나타내는 것이 바람직하다. The natural graphite particles (a) in the present invention preferably exhibit the following properties.

(ⅰ) 내부 공극률(I) internal porosity

천연 흑연 입자 (a) 의 내부 공극률은 1 % 이상, 바람직하게는 3 % 이상, 보다 바람직하게는 5 % 이상, 더욱 바람직하게는 7 % 이상이다. 또 20 % 이하, 바람직하게는 18 % 이하, 보다 바람직하게는 15 % 이하, 더욱 바람직하게는 12 % 이하이다. 이 내부 공극률이 지나치게 작으면 입자 내의 액량이 적어져, 충방전 특성이 악화되는 경향이 있고, 내부 공극률이 지나치게 크면, 전극으로 했을 경우에 입자간 공극이 적어, 전해액의 확산이 불충분해지는 경향이 있다. The internal porosity of the natural graphite particles (a) is 1% or more, preferably 3% or more, more preferably 5% or more, further preferably 7% or more. And is 20% or less, preferably 18% or less, more preferably 15% or less, further preferably 12% or less. If the internal porosity is too small, the amount of liquid in the particles tends to be low, and the charge / discharge characteristics tend to deteriorate. When the internal porosity is too large, there is a tendency that the diffusion of the electrolytic solution becomes insufficient, .

내부 공극률은, 예를 들어, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 공지된 Hg 포로시메트리 측정 (수은 압입법) 에 의해 얻어진 세공 분포 (적분 곡선) (L) 를 기준으로 기울기의 최소값에 대해 접선 (M) 을 긋고, 당해 접선 (M) 과 상기 적분 곡선 (L) 의 분기점 (P) 을 구하여, 그 분기점보다 작은 세공 용적을 입자 내 세공량 (㎤/g) (V) 으로서 정의한다. 얻어진 입자 내 세공량과 흑연의 진밀도로부터 내부 공극률을 산출할 수 있다. 산출에 사용하는 흑연의 진밀도는, 일반적인 흑연의 진밀도인 2.26 g/㎤ 를 사용한다. 산출식을 식 1 에 나타낸다. As shown in Fig. 2, for example, the internal porosity is determined by the tangent line M with respect to the minimum value of the slope on the basis of the pore distribution (integral curve) L obtained by the known Hg porosimetry measurement (mercury porosimetry) And the branch point P of the tangent line M and the integral curve L is obtained and the pore volume smaller than the branch point is defined as the amount of pores in the particle (cm 3 / g) (V). The internal porosity can be calculated from the obtained amount of pores in the particles and the true density of the graphite. The true density of graphite used for the calculation is 2.26 g / cm 3, which is the true density of graphite in general. The calculation formula is shown in Equation (1).

식 1Equation 1

내부 공극률 (%) = [입자 내 세공량/{입자 내 세공량+(1/흑연의 진밀도)}]×100Internal porosity (%) = [amount of pores in particles / {amount of pores in particles + (1 / true density of graphite)}] x 100

(ⅱ) 평균 입경 (d50) 에 대한 오목 부분의 직경 (D) 의 비율 (오목 부분의 직경 (D)/d50)(Ii) the ratio of the diameter (D) of the concave portion to the average particle diameter (d50) (diameter (D) / d50 of the concave portion)

천연 흑연 입자 (a) 는, 역학적 에너지를 가하여 표면을 조면화 처리를 실시한 (요철을 형성한) 흑연 입자를 원료로 사용하는 것이 내부 공극률을 줄여, 입자의 충전 밀도가 높아져, 전극 내에서 배향되기 어려워지는 점에서, 더욱 바람직하다. The use of graphite particles (unevenness formed) subjected to surface roughening treatment by applying mechanical energy to natural graphite particles (a) reduces the internal porosity and increases the packing density of the particles, And is more preferable in that it becomes difficult.

천연 흑연 입자 (a) 의 SEM 화상의 표면의 오목 부분을 원이라고 가정하고 근사원의 직경을 (D) 로 했을 경우, 천연 흑연 입자 (a) 의 d50 에 대한, 천연 흑연 입자 (a) 표면의 오목 부분의 직경 (D) 의 비율인 (오목 부분의 직경 (D)/d50) 은 통상 0.15 배 이상 7 배 이하이다. 바람직하게는 0.2 배 이상, 보다 바람직하게는 0.3 배 이상이다. 또 상한은 통상 7 배 이하 중, 바람직하게는 5 배 이하, 보다 바람직하게는 3 배 이하이다. (A) relative to d50 of the natural graphite particles (a), assuming that the concave portion of the surface of the natural graphite particles (a) is a circle and the diameter of the approximate circle is (D) The ratio of the diameter D of the concave portion (diameter (D) / d50 of the concave portion) is usually 0.15 times or more and 7 times or less. Preferably 0.2 times or more, and more preferably 0.3 times or more. The upper limit is usually 7 times or less, preferably 5 times or less, and more preferably 3 times or less.

(오목 부분의 직경 (D)/d50) 의 비율이 지나치게 크면 입자가 편평해지기 쉬워져, 전극으로 했을 때에 전극과 평행 방향으로 배향되기 쉬워지는 경향이 있다. 또 천연 흑연 입자 (a) 의 오목 부분의 (직경 (D)/d50) 의 비율이 지나치게 작으면, 전극으로 했을 때에 입자끼리의 접촉성이 나빠져, 충분한 사이클 특성이 얻어지지 않는 경향이 있다. (The diameter (D) / d50 of the concave portion) is too large, the particles tend to become flat and tend to be easily oriented in the direction parallel to the electrode when the electrode is used. When the ratio of the diameter (D / d50) of the concave portion of the natural graphite particles (a) is too small, the contactability between the particles becomes poor when the electrode is used, and sufficient cycle characteristics tend not to be obtained.

천연 흑연 입자 (a) 의 오목 부분의 직경 (D) 은 SEM 화상을 이용하여 산출한다. The diameter D of the concave portion of the natural graphite particles (a) is calculated using an SEM image.

SEM 화상의 측정 방법은, 예를 들어 주식회사 키엔스사 제조의 VE-7800 을 이용하여 가속 전압 5 ㎸ 로 측정한다. The measurement method of the SEM image is, for example, measurement with an acceleration voltage of 5 kV using VE-7800 manufactured by Keyens Co., Ltd.

얻어진 천연 흑연 입자 (a) 의 SEM 화상의 표면의 오목 부분을 원이라고 가정하고 근사원을 그려, 그 근사원의 직경을 천연 흑연 입자 (a) 의 오목 부분의 직경 (D) 으로 한다. 그리고 하기 측정 방법으로 측정한 천연 흑연 입자 (a) 의 d50 를 이용하여 (오목 부분의 직경 (D)/d50) 을 산출한다. An approximate circle is drawn assuming that the concave portion of the surface of the obtained natural graphite particle (a) is a circle, and the diameter of the approximate circle is defined as the diameter (D) of the concave portion of the natural graphite particle (a). The diameter d of the concave portion (d) / d50 is calculated using d50 of the natural graphite particles (a) measured by the following measurement method.

예로서 실시예 1 및 비교예 3 에 사용한 천연 흑연 입자 (a) 의 SEM 화상과 오목 부분에 근사한 원을 도 1 에 나타낸다. An SEM image of the natural graphite particles (a) used in Example 1 and Comparative Example 3 as an example and a circle approximating a concave portion are shown in Fig.

오목 부분의 직경 (D) 은, 통상 0.1 ㎛ 이상, 바람직하게는 1 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이상이며, 통상 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 70 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 30 ㎛ 이하이다. 이 직경 (D) 이 지나치게 크면 요철 형상이 완만해지기 때문에 편평 입자가 되어, 전극으로 했을 때에 전극에 대해 병행하여 배향되는 경향이 있고, 한편, 직경 (D) 이 지나치게 작으면 입자간의 접촉성이 나빠지는 경향이 있다. The diameter D of the concave portion is usually 0.1 占 퐉 or more, preferably 1 占 퐉 or more, more preferably 5 占 퐉 or more, further preferably 10 占 퐉 or more and usually 100 占 퐉 or less, preferably 70 占 퐉 or less, More preferably 50 m or less, and further preferably 30 m or less. If the diameter D is excessively large, the concavo-convex shape becomes gentle so that it becomes flat and tends to be oriented parallel to the electrodes when used as an electrode. On the other hand, when the diameter D is too small, It tends to get worse.

평균 입경 (d50) 의 측정 방법은, 먼저, 계면활성제인 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트 (예로서, Tween20 (등록상표)) 의 0.2 질량% 수용액 10 ㎖ 에, 샘플 0.01 g 을 현탁시켜, 시판되는 레이저 회절/산란식 입도 분포 측정 장치 「HORIBA 제조 LA-920」에 도입하고, 28 ㎑ 의 초음파를 출력 60 W 로 1 분간 조사한 후, 측정 장치에 있어서의 체적 기준의 메디안 직경으로서 측정한 것을 d50 으로 한다. The average particle diameter (d50) was measured by first suspending 0.01 g of a sample in 10 ml of a 0.2 mass% aqueous solution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate (for example, Tween 20 (registered trademark)) as a surfactant, Was introduced into a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus &quot; HORIBA manufactured by LA-920 &quot;, and ultrasonic waves of 28 kHz were irradiated at 60 W for 1 minute and then measured as a median diameter based on volume in a measuring apparatus. .

또, 천연 흑연 입자 (a) 의 평균 입경 (d50) 은, 통상 5 ㎛ 이상, 바람직하게는 10 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이상이며, 통상 40 ㎛ 이하, 바람직하게는 35 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30 ㎛ 이하이다. 평균 입경이 지나치게 작으면, 비표면적이 커져 불가역 용량의 증가를 막기 어려워지는 경향이 있다. 또, 평균 입경이 지나치게 크면, 전해액과 탄소질물 복합 입자 (b) 의 접촉 면적이 줄어드는 것에 의한 급속 충방전성의 저하를 막기 어려워진다. The average particle size (d50) of the natural graphite particles (a) is usually 5 占 퐉 or more, preferably 10 占 퐉 or more, more preferably 15 占 퐉 or more and usually 40 占 퐉 or less, preferably 35 占 퐉 or less Preferably 30 mu m or less. If the average particle diameter is too small, the specific surface area becomes large and the irreversible capacity tends to be hard to be prevented from increasing. On the other hand, if the average particle diameter is too large, the contact area between the electrolyte solution and the carbonaceous particulate composite particles (b) is reduced, thereby making it difficult to prevent the rapid charge / discharge characteristics from being degraded.

(ⅲ) X 선 파라미터(Iii) X-ray parameters

천연 흑연 입자 (a) 의 학진법에 의한 X 선 회절로 구한 천연 흑연 입자 (a) 의 c 축 방향의 결정자 사이즈 (Lc), 및 a 축 방향의 결정자 사이즈 (La) 는, 30 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 그 중에서도 100 ㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 결정자 사이즈가 이 범위이면, 천연 흑연 입자 (a) 에 충전 가능한 리튬량이 많아져, 고용량을 얻기 쉽기 때문에 바람직하다. The crystallite size (Lc) in the c-axis direction and the crystallite size (La) in the a-axis direction of the natural graphite particles (a) obtained by X-ray diffraction of the natural graphite particles (a) And more preferably 100 nm or more. When the crystallite size is within this range, the amount of lithium that can be charged into the natural graphite particles (a) is increased, which is preferable because a high capacity can be easily obtained.

(ⅳ) 라먼 R 값, 라먼 반치폭(Iv) Raman R value, Raman half width

천연 흑연 입자 (a) 의 라먼 R 값은, 아르곤 이온 레이저 라먼 스펙트럼법을 이용하여 측정한 값으로, 통상 0.01 이상, 바람직하게는 0.03 이상, 더욱 바람직하게는 0.1 이상이며, 또, 통상 1.5 이하이고, 바람직하게는 1.2 이하, 더욱 바람직하게는 1 이하, 특히 바람직하게는 0.5 이하이다. The value of Raman R of the natural graphite particles (a) is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more, more preferably 0.1 or more, and usually 1.5 or less, as measured by an argon ion laser lambs spectrum method , Preferably 1.2 or less, more preferably 1 or less, particularly preferably 0.5 or less.

라먼 R 값이 지나치게 작으면, 입자 표면의 결정성이 지나치게 높아져, 충방전에 수반하여 Li 이온이 층간에 들어가는 사이트가 적어지는 경향이 있다. 즉, 충전 수용성이 저하되는 경우가 있다. 또, 집전체에 천연 흑연 입자 (a) 를 함유하는 활물질층을 도포하여 얻어진 부극을 프레스함으로써 고밀도화했을 경우에, 전극판과 평행 방향으로 결정이 배향되기 쉬워져, 부하 특성의 저하를 초래하는 경우가 있다. 라먼 R 값이 0.1 이상이면, 부극 표면에 바람직한 피막을 형성하고, 이로써 보존 특성이나 사이클 특성, 부하 특성을 향상시킬 수 있어, 보다 바람직하다. When the Raman R value is too small, the crystallinity of the particle surface becomes excessively high, and the sites where Li ions enter the interlayer tends to decrease with charge and discharge. That is, the chargeability of water may be lowered. When the density of the negative electrode obtained by applying the active material layer containing the natural graphite particles (a) to the collector is increased, the crystal tends to be oriented in the direction parallel to the electrode plate, . When the Raman value R is 0.1 or more, a preferable coating film is formed on the surface of the negative electrode, thereby improving the storage characteristics, cycle characteristics, and load characteristics.

한편, 라먼 R 값이 지나치게 크면, 입자 표면의 결정성이 저하되어, 비수계 전해액과의 반응성이 증가하여, 충방전 효율의 저하나 가스 발생의 증가를 초래하는 경향이 있다. On the other hand, if the value of Raman R is too large, the crystallinity of the particle surface is lowered and the reactivity with the non-aqueous liquid electrolyte is increased, which tends to cause a decrease in charging / discharging efficiency and an increase in gas generation.

부극 활물질의 1580 ㎝-1 부근의 피크의 라먼 반치폭은 특별히 제한되지 않지만, 통상 10 ㎝-1 이상, 바람직하게는 15 ㎝-1 이상이며, 또, 통상 100 ㎝-1 이하, 바람직하게는 80 ㎝-1 이하, 더욱 바람직하게는 60 ㎝-1 이하, 특히 바람직하게는 40 ㎝-1 이하이다. The Raman half-width of the peak in the vicinity of 1580 cm -1 of the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 10 cm -1 or more, preferably 15 cm -1 or more, and usually 100 cm -1 or less, preferably 80 cm -1 or less, more preferably 60 cm -1 or less, particularly preferably 40 cm -1 or less.

라먼 반치폭이 지나치게 작으면, 입자 표면의 결정성이 지나치게 높아져, 충방전에 수반하여 Li 이온이 층간에 들어가는 사이트가 적어지는 경향이 있다. 즉, 충전 수용성이 저하되는 경우가 있다. 또, 집전체에 천연 흑연 입자 (a) 를 함유하는 활물질층을 도포하여 얻어진 부극을 프레스함으로써 고밀도화했을 경우에, 전극판과 평행 방향으로 결정이 배향되기 쉬워져, 부하 특성의 저하를 초래하는 경향이 있다. When the Raman half width is too small, the crystallinity of the particle surface becomes excessively high, and the sites where Li ions enter the interlayer tends to decrease with the charge and discharge. That is, the chargeability of water may be lowered. Further, when the density is increased by pressing the negative electrode obtained by applying the active material layer containing the natural graphite particles (a) to the current collector, the crystal tends to be oriented in the direction parallel to the electrode plate, .

한편, 라먼 반치폭이 지나치게 크면, 입자 표면의 결정성이 저하되어, 비수계 전해액과의 반응성이 증가하여, 충방전 효율의 저하나 가스 발생의 증가를 초래하는 경향이 있다. On the other hand, if the Raman half-width is too large, the crystallinity of the particle surface is lowered, and the reactivity with the non-aqueous liquid electrolyte increases, thereby decreasing the charge-discharge efficiency and increasing the generation of gas.

라먼 스펙트럼의 측정은, 라먼 분광기 (예를 들어, 니혼 분코우사 제조 라먼 분광기) 를 이용하여 시료를 측정 셀 내에 자연 낙하시켜 충전하고, 셀 내의 샘플 표면에 아르곤 이온 레이저광을 조사하면서, 셀을 레이저광과 수직인 면내에서 회전시킴으로써 실시한다. The measurement of the Raman spectra can be performed by filling the sample in a measurement cell by dropping it in a measurement cell using a Raman spectroscope (for example, a Raman spectrometer manufactured by Nippon Bunko), irradiating the sample surface in the cell with argon ion laser light, And rotating it in a plane perpendicular to the light.

얻어지는 라먼 스펙트럼에 대해, 1580 ㎝-1 부근의 피크 PA 의 강도 IA 와 1360 ㎝-1 부근의 피크 PB 의 강도 IB 를 측정하여, 그 강도비 R (R=IB/IA) 를 산출한다. 당해 측정으로 산출되는 라먼 R 값을, 본 발명의 부극 활물질의 라먼 R 값이라고 정의한다. 또, 얻어지는 라먼 스펙트럼의 1580 ㎝-1 부근의 피크 PA 의 반치폭을 측정하여, 이것을 본 발명의 부극 활물질의 라먼 반치폭이라고 정의한다. The intensity I A of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1 and the intensity I B of the peak P B in the vicinity of 1360 cm -1 were measured for the obtained Raman spectra and the intensity ratio R (R = I B / I A ) . The Raman R value calculated by this measurement is defined as the Raman R value of the negative electrode active material of the present invention. The half width of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1 of the obtained spectrum is measured and defined as the half width of the negative electrode active material of the present invention.

상기의 라먼 스펙트럼의 측정 조건은 다음과 같다. The measurement conditions of the above-mentioned Raman spectrum are as follows.

·아르곤 이온 레이저 파장 : 514.5 ㎚· Argon ion laser wavelength: 514.5 nm

·시료 상의 레이저 파워 : 15 ∼ 25 mW· Laser power on sample: 15 ~ 25 mW

·분해능 : 10 ∼ 20 ㎝-1 Resolution: 10-20 cm -1

·측정 범위 : 1100 ㎝-1 ∼ 1730 ㎝-1 Measuring range: 1100 cm -1 to 1730 cm -1

·라먼 R 값, 라먼 반치폭 해석 : 백그라운드 처리·스무딩 처리 (단순 평균, 콘벌루션 5 포인트)· Raman R value, Raman half width analysis: Background processing · Smoothing processing (simple average, convolution 5 points)

(ⅴ) BET 비표면적(V) BET specific surface area

천연 흑연 입자 (a) 의 BET 비표면적 (SA) 은, BET 법을 이용하여 측정한 비표면적의 값으로, 통상 0.1 ㎡·g-1 이상, 바람직하게는 0.7 ㎡·g-1 이상, 더욱 바람직하게는 1.0 ㎡·g-1 이상, 특히 바람직하게는 1.5 ㎡·g-1 이상이며, 또, 통상 20 ㎡·g-1 이하, 바람직하게는 17 ㎡·g-1 이하, 더욱 바람직하게는 14 ㎡·g-1 이하, 특히 바람직하게는 10 ㎡·g-1 이하이다. The BET specific surface area (SA) of the natural graphite particles (a) is a value of a specific surface area measured by the BET method, usually 0.1 m 2 · g -1 or more, preferably 0.7 m 2 · g -1 or more, G -1 or more, particularly preferably 1.5 m 2 · g -1 or more, and usually 20 m 2 · g -1 or less, preferably 17 m 2 · g -1 or less, more preferably 14 ㎡ · g -1 or less, particularly preferably 10 ㎡ · g -1 or less.

BET 비표면적의 값이 지나치게 작으면, 충전시에 리튬 이온의 수용성이 나빠지기 쉬워, 리튬이 전극 표면에서 석출되기 쉬워져, 안정성이 저하되는 경향이 있다. 한편, BET 비표면적의 값이 지나치게 크면, 비수계 전해액과의 반응성이 증가하여, 가스 발생이 많아지기 쉬워, 바람직한 전지를 얻기 어려운 경향이 있다. When the BET specific surface area is too small, the water solubility of lithium ions tends to deteriorate at the time of charging, and lithium tends to precipitate from the surface of the electrode, and the stability tends to decrease. On the other hand, if the value of the BET specific surface area is too large, the reactivity with the non-aqueous liquid electrolyte is increased and the generation of gas tends to be increased, so that it tends to be difficult to obtain a preferable battery.

BET 법에 의한 비표면적의 측정은, 예를 들어 표면적계 (오오쿠라 리켄 제조 전자동 표면적 측정 장치) 를 이용하여 시료에 대해 질소 유통하 350 ℃ 에서 15 분간, 예비 건조를 실시한 후, 대기압에 대한 질소의 상대압의 값이 0.3 이 되도록 정확하게 조정한 질소헬륨 혼합 가스를 이용하여 가스 유동법에 의한 질소 흡착 BET1 점법에 의해 실시한다. 당해 측정으로 구해지는 비표면적을, 본 발명의 천연 흑연 입자 (a) 의 BET 비표면적이라고 정의한다. The specific surface area by the BET method can be measured by, for example, preliminary drying at 350 DEG C for 15 minutes under nitrogen flow to the sample using a surface area meter (automatic surface area measuring apparatus manufactured by Okura Riken Co., Ltd.) The nitrogen adsorption BET 1-point method by the gas flow method using the nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the relative pressure value becomes 0.3. The specific surface area determined by this measurement is defined as the BET specific surface area of the natural graphite particles (a) of the present invention.

(ⅵ) 탭 밀도(Vi) Tap density

천연 흑연 입자 (a) 의 탭 밀도는, 통상 0.1 g·cm-3 이상, 바람직하게는 0.5 g·cm-3 이상, 더욱 바람직하게는 0.7 g·cm-3 이상, 특히 바람직하게는 0.8 g·cm-3 이상이며, 또, 통상 2 g·cm-3 이하, 바람직하게는 1.8 g·cm-3 이하, 더욱 바람직하게는 1.6 g·cm-3 이하이다. The tap density of the natural graphite particles (a) is usually at least 0.1 g · cm -3 , preferably at least 0.5 g · cm -3 , more preferably at least 0.7 g · cm -3 , particularly preferably at least 0.8 g · cm &lt; -3 &gt; and is usually not more than 2 g · cm -3 , preferably not more than 1.8 g · cm -3 , more preferably not more than 1.6 g · cm -3 .

탭 밀도가 지나치게 작으면, 부극으로 했을 경우에 충전 밀도가 오르기 어려워, 고용량의 전지를 얻기 어려워지는 경향이 있다. 또, 탭 밀도가 지나치게 크면, 전극 중의 입자간의 공극이 지나치게 적어져, 입자간의 도전성이 확보되기 어려워져, 바람직한 전지 특성을 얻기 어려운 경향이 있다. If the tap density is too small, the charge density tends not to rise when the negative electrode is used, and it tends to be difficult to obtain a high capacity battery. On the other hand, if the tap density is excessively large, voids between the particles in the electrode become excessively small, and conductivity between particles tends to be hard to be secured, so that it is difficult to obtain desirable battery characteristics.

탭 밀도의 측정은, 눈금 간격 300 ㎛ 의 체를 통과시켜, 예를 들어 20 ㎤ 의 탭핑 셀에 시료를 낙하시켜 셀의 상단면까지 시료를 채운 후, 분체 밀도 측정기 (예를 들어, 세이신 기업사 제조 탭덴서) 를 이용하여 스트로크 길이 10 ㎜ 의 탭핑을 1000 회 실시하여, 그 때의 체적과 시료의 질량으로부터 탭 밀도를 산출한다. 그 측정으로 산출되는 탭 밀도를, 본 발명의 천연 흑연 입자 (a) 의 탭 밀도로서 정의한다. The tap density was measured by passing the sample through a sieve having an interval of 300 占 퐉 and dropping the sample into, for example, a 20 cm3 tapping cell to fill the sample up to the top surface of the cell, Tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the tap density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the natural graphite particles (a) of the present invention.

(ⅶ) 배향비(Ⅶ) Orientation ratio

천연 흑연 입자 (a) 의 분체의 배향비는, 통상 0.005 이상, 바람직하게는 0.01 이상, 더욱 바람직하게는 0.015 이상이며, 또, 통상 0.6 이하, 바람직하게는 0.5 이하, 보다 바람직하게는 0.4 이하이다. 배향비가 상기 범위를 하회하면, 고속 충방전 특성이 저하되는 경향을 보이는 경우가 있다. 또한, 상기 범위의 통상적인 상한인 0.6 은, 탄소질 재료의 배향비의 이론 상한값이다. The orientation ratio of the powder of the natural graphite particles (a) is usually 0.005 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.015 or more, and usually 0.6 or less, preferably 0.5 or less, more preferably 0.4 or less . If the orientation ratio is less than the above range, the high-speed charge / discharge characteristics tend to be lowered. A typical upper limit of 0.6 in the above range is the theoretical upper limit value of the orientation ratio of the carbonaceous material.

배향비는, 시료를 가압 성형하고 나서 X 선 회절 측정에 의해 측정한다. 예를 들어, 시료 0.47 g 을 직경 17 ㎜ 의 성형기에 충전하고 58.8 MN·m-2, 하중 600 ㎏ 으로 압축하여 얻은 성형체를 점토를 이용하여 측정용 시료 홀더의 면과 동일한 면이 되도록 세트하여 X 선 회절을 측정한다. 얻어진 탄소의 (110) 회절과 (004) 회절의 피크 강도로부터, {(110) 회절 피크 강도/(004) 회절 피크 강도} 로 나타내는 비를 산출한다. 당해 측정으로 산출되는 배향비를 본 발명의 천연 흑연 입자 (a) 의 배향비라고 정의한다. The orientation ratio is measured by X-ray diffraction measurement after press molding the sample. For example, 0.47 g of a sample was charged into a molding machine having a diameter of 17 mm, compressed to 58.8 MN · m -2 and a load of 600 kg, and the formed body was set to be flush with the surface of the sample holder for measurement using clay to obtain X Ray diffraction is measured. The ratio represented by {(110) diffraction peak intensity / (004) diffraction peak intensity} is calculated from the peak intensity of (110) diffraction and (004) diffraction of the obtained carbon. The orientation ratio calculated by this measurement is defined as the orientation ratio of the natural graphite particles (a) of the present invention.

X 선 회절 측정 조건은 다음과 같다. 또한, 「2θ」는 회절각을 나타낸다. The X-ray diffraction measurement conditions are as follows. Further, &quot; 2 &amp;thetas; &quot; indicates a diffraction angle.

·타깃 : Cu (Kα선) 그라파이트모노크로미터· Target: Cu (Kα line) graphite monochrometer

·슬릿 : 발산 슬릿 = 0.5 도 Slit: divergence slit = 0.5 degree

수광 슬릿 = 0.15 ㎜         Receiving slit = 0.15 mm

산란 슬릿 = 0.5 도         Scattering slit = 0.5 degree

·측정 범위, 단계 각도 및 계측 시간 : · Measuring range, step angle and measuring time:

(110) 면 ; 75 도 ≤ 2θ ≤ 80 도, 1 도/60 초  (110) plane; 75 degrees ≤ 2θ ≤ 80 degrees, 1 degree / 60 seconds

(004) 면 ; 52 도 ≤ 2θ ≤ 57 도, 1 도/60 초  (004) plane; 52 degrees ≤ 2θ ≤ 57 degrees, 1 degree / 60 seconds

(2) 천연 흑연 입자 (a) 의 형상(2) The shape of the natural graphite particles (a)

본 발명에 있어서의 천연 흑연 입자 (a) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이 표면에 요철을 가지고 있는 것이 바람직하다. 당해 요철 중 볼록 부분이란, 구형화 흑연의 둥그스름함을 그대로 유지한 부분을 말하며, 오목 부분이란, 가압 처리, 바람직하게는 등방적으로 가압한 CIP 처리에 의해 다른 흑연 입자에 의해 압축된 부분을 의미한다. As shown in Fig. 1, the natural graphite particles (a) in the present invention preferably have irregularities on their surfaces. The convex portion in the concavo-convex portion refers to a portion retaining the roundness of spheroidized graphite as it is, and the concave portion means a portion compressed by other graphite particles by a pressurizing treatment, preferably an isotropically pressurized CIP treatment do.

(3) 천연 흑연 입자 (a) 의 제조 방법(3) Production method of natural graphite particles (a)

본 발명의 천연 흑연 입자 (a) 의 제조 방법은, 상기 서술한 물성을 만족하면 특별히 제한은 없다. 이하에 바람직한 제조 방법의 일례를 기재한다. The method for producing the natural graphite particles (a) of the present invention is not particularly limited as long as the physical properties described above are satisfied. An example of a preferable production method will be described below.

예를 들어, 천연 흑연 입자 (a) 는, 원료 천연 흑연 입자를 가압에 의해 성형하는 공정 (가압 처리) 을 실시하는 것이 바람직하다. For example, the natural graphite particles (a) are preferably subjected to a step of pressurizing the raw natural graphite particles (pressing treatment).

·천연 흑연 입자 (a) 및 원료가 되는 천연 흑연 입자의 종류Natural graphite particles (a) and natural graphite particles as raw materials

천연 흑연은, 상업적으로도 용이하게 입수 가능하고, 이론상 372 mAh/g 의 높은 충방전 용량을 가질 수 있고, 또한 다른 부극 활물질을 사용한 경우보다 고전류 밀도에서의 충방전 특성의 개선 효과가 현저하게 크기 때문에 바람직하다. Natural graphite is commercially available and can theoretically have a high charging / discharging capacity of 372 mAh / g, and the effect of improving the charging / discharging characteristics at a high current density is remarkably larger than that of other negative electrode active materials Therefore, it is preferable.

천연 흑연으로서는, 불순물이 적은 것이 바람직하고, 필요에 따라 여러 가지 정제 처리를 실시하여 사용한다. 또, 흑연화도가 큰 것이 바람직하고, 구체적으로는, X 선 광각 회절법에 의한 (002) 면의 면간격 (d002) 이 3.37 Å (0.337 ㎚) 미만인 것이 바람직하다. As the natural graphite, it is preferable that the amount of impurities is small, and it is used after being subjected to various purification treatments as necessary. In addition, it is preferable that the degree of graphitization is large. Specifically, it is preferable that the plane interval (d 002 ) of the (002) plane by the X-ray diffraction method is less than 3.37 Å (0.337 nm).

천연 흑연으로서는, 예를 들어, 고순도화한 인편상 (鱗片狀) 흑연이나 구형화한 흑연을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 입자의 충전성이나 충방전 레이트 특성의 관점에서, 구형화 처리를 실시한 구상 흑연이 특히 바람직하다. As the natural graphite, for example, scaly graphite or sphered graphite which has been highly purified can be used. Among them, spheroidal graphite subjected to sphering treatment is particularly preferable from the viewpoint of particle filling property and charge / discharge rate characteristic.

구형화 처리에 사용하는 장치로서는, 예를 들어, 충격력을 주체로 입자의 상호 작용도 포함한 압축, 마찰, 전단력 등의 기계적 작용을 반복하여 입자에 부여하는 장치를 사용할 수 있다. As the device used in the sphering process, for example, an apparatus for imparting mechanical action such as compression, friction, shear force and the like repeatedly to particles, including interaction of particles mainly with an impact force, can be used.

구체적으로는, 케이싱 내부에 다수의 블레이드를 설치한 로터를 가지고, 그 로터가 고속 회전함으로써, 내부에 도입된 탄소재에 대해 충격 압축, 마찰, 전단력 등의 기계적 작용을 부여하여, 표면 처리를 실시하는 장치가 바람직하다. 또, 탄소재를 순환시킴으로써 기계적 작용을 반복하여 부여하는 기구를 갖는 것인 것이 바람직하다. Specifically, there is a rotor having a plurality of blades installed in a casing. By rotating the rotor at a high speed, a mechanical action such as impact compression, friction, and shearing force is applied to the carbon material introduced into the casing, Is preferable. It is also preferable that a mechanism for repeating the mechanical action by circulating the carbon material is provided.

바람직한 장치로서, 예를 들어, 하이브리다이제이션시스템 (나라 기계 제작소사 제조), 크립트론 (어스테크니카사 제조), CF 밀 (우베코산사 제조), 메카노퓨젼 시스템 (호소카와 미크론사 제조), 시타컴포저 (토쿠쥬 공작소사 제조) 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 나라 기계 제작소사 제조의 하이브리다이제이션 시스템이 바람직하다. As a preferable apparatus, for example, a hybridization system (manufactured by Nara Machinery &amp; Manufacturing Co., Ltd.), Cryptron (manufactured by Earth Techica), CF mill (manufactured by Ube Kosan Co., Ltd.), a mechanofusion system (manufactured by Hosokawa Micron Co., Composer (manufactured by TOKUJI KABUSHIKI KAISHA), and the like. Of these, a hybridization system manufactured by Nara Machinery &amp;

예를 들어 전술한 장치를 이용하여 처리하는 경우에는, 회전하는 로터의 주속도를 30 ∼ 100 m/초로 하는 것이 바람직하고, 40 ∼ 100 m/초로 하는 것이 보다 바람직하고, 50 ∼ 100 m/초로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 구형화 처리는 탄소질물을 단순히 장치 내를 통과시키는 것만으로도 가능하지만, 30 초 이상 장치 내를 순환 또는 체류시켜 처리하는 것이 바람직하고, 1 분 이상 장치 내를 순환 또는 체류시켜 처리하는 것이 보다 바람직하다. For example, in the case of processing using the above-described apparatus, the main speed of the rotating rotor is preferably 30 to 100 m / sec, more preferably 40 to 100 m / sec, and most preferably 50 to 100 m / . In the spheroidizing treatment, it is possible to simply pass the carbonaceous material through the inside of the device. However, it is preferable to circulate or stay inside the device for 30 seconds or longer, and the inside of the device is circulated or stagnated for 1 minute or more More preferable.

·원료 천연 흑연 입자를 가압에 의해 성형하는 공정 (가압 처리)· Process of molding natural graphite particles by pressurization (pressure treatment)

본 공정에서는, 원료 천연 흑연 입자를 가압하여 성형한다. 바람직하게는, 등방적으로 가압 처리 (CIP) 한다. 또한, 원료 천연 흑연 입자를 등방적으로 가압 처리하는 것은, 흑연 입자 표면에 요철을 형성시켜 균일하게 입자 내 공극을 줄임으로써, 소정의 내부 공극률이 되기 때문에 바람직하다. In this step, raw natural graphite particles are formed by pressurization. Preferably, pressure application (CIP) is performed isotropically. Further, it is preferable to pressurize the raw material natural graphite particles isotropically so that irregularities are formed on the surface of the graphite particles to uniformly reduce voids in the particles, thereby obtaining a predetermined internal porosity.

가압 처리에 의해 성형하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 정수압 프레스 기, 롤 콤팩터, 롤 프레스, 프리켓기, 및 태블릿기에 의해, 등방적으로 가압 처리하는 것이 바람직하다. The method of molding by pressure treatment is not particularly limited, and it is preferable that the pressure is isotropically pressed by an hydrostatic press machine, a roll compactor, a roll press, a frying machine, and a tablet machine.

또, 필요하다면 롤에 새겨진 패턴 대로, 흑연 입자를 가압과 동시에 성형할 수도 있다. 또, 흑연 입자간에 존재하는 공기를 배기하고, 진공 프레스하는 방법도 적용할 수 있다. If necessary, the graphite particles may be molded simultaneously with the pressing under the pattern engraved on the roll. It is also possible to apply a method of evacuating air present between graphite particles and vacuum pressing.

원료 천연 흑연 입자를 가압하는 압력은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 50 ㎏f/㎠ 이상, 바람직하게는 100 ㎏f/㎠ 이상, 보다 바람직하게는 300 ㎏f/㎠ 이상, 더욱 바람직하게는 500 ㎏f/㎠ 이상, 특히 바람직하게는 700 ㎏f/㎠ 이상이다. 또, 가압 처리의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 통상 2000 ㎏f/㎠ 이하, 바람직하게는 1800 ㎏f/㎠ 이하, 보다 바람직하게는 1600 ㎏f/㎠ 이하, 더욱 바람직하게는 1500 ㎏f/㎠ 이하이다. The pressure for pressurizing the raw material natural graphite particles is not particularly limited, but is usually 50 kgf / cm2 or more, preferably 100 kgf / cm2 or more, more preferably 300 kgf / cm2 or more, still more preferably 500 Kgf / cm2 or more, particularly preferably 700 kgf / cm2 or more. The upper limit of the pressure treatment is not particularly limited, but it is usually 2000 kgf / cm 2 or lower, preferably 1800 kgf / cm 2 or lower, more preferably 1600 kgf / cm 2 or lower, still more preferably 1500 kgf / Or less.

압력이 지나치게 낮으면, 입자 내 공극량의 감소, 및 입자 표면에 있어서의 요철의 형성이 불충분해지는 경향이 있고, 압력이 지나치게 높으면 분쇄시에 쓸데없는 힘이 필요해지기 때문에 입자가 파괴되어 본래의 특성을 충분히 발휘할 수 없게 되는 경향이 있다. If the pressure is too low, the amount of porosity in the particle and the formation of irregularities on the particle surface tends to become insufficient. When the pressure is too high, a useless force is required at the time of pulverization, There is a tendency that it can not be exercised sufficiently.

가압하는 시간은, 통상 1 분 이상, 바람직하게는 2 분 이상, 보다 바람직하게는 3 분 이상, 더욱 바람직하게는 4 분 이상이다. 또, 통상 30 분 이하, 바람직하게는 25 분 이하, 보다 바람직하게는 20 분 이하, 더욱 바람직하게는 15 분 이하이다. 시간이 지나치게 길면, 생산성이 현저하게 저하되는 경향이 있고, 시간이 지나치게 짧으면 충분히 처리가 실시되지 않는 경향이 있다. The pressing time is usually 1 minute or more, preferably 2 minutes or more, more preferably 3 minutes or more, further preferably 4 minutes or more. It is usually not more than 30 minutes, preferably not more than 25 minutes, more preferably not more than 20 minutes, more preferably not more than 15 minutes. If the time is excessively long, the productivity tends to remarkably decrease, and if the time is too short, the treatment tends not to be sufficiently performed.

필요에 따라, 가압 처리된 천연 흑연을 해쇄하는 공정을 실시해도 된다. 그 형상은 임의이지만, 통상은 평균 입경 (d50) 이 2 ∼ 50 ㎛ 인 입상으로 한다. 평균 입경이 5 ∼ 35 ㎛, 특히 8 ∼ 30 ㎛ 가 되도록 분쇄·분급하는 것이 바람직하다. If necessary, a step of crushing the natural graphite subjected to pressure treatment may be carried out. The shape thereof is arbitrary, but it is usually a granular shape having an average particle diameter (d50) of 2 to 50 μm. It is preferable to pulverize and classify the particles so that the average particle diameter becomes 5 to 35 μm, particularly 8 to 30 μm.

<탄소질물 복합 입자 (b)><Carbonaceous particulate composite (b)>

탄소질물 복합 입자 (b) 는, 탄소질물이 복합화되어 있는 것이면, 특별히 제한은 없고 하기에 기재된 물성을 만족하면 특별히 제한은 없다. The carbonaceous particulate composite (b) is not particularly limited as long as it is a composite of carbonaceous substances, and is not particularly limited as long as the properties described below are satisfied.

(1) 탄소질물 복합 입자 (b) 의 물성(1) Physical properties of carbonaceous composite particles (b)

탄소질물 복합 입자 (b) 의 물성의 측정 방법은, 특별히 제한이 없으면 천연 흑연 입자 (a) 에 기재된 방법에 준하는 것으로 한다. The method of measuring the physical properties of the carbonaceous particulate composite particle (b) is to be in accordance with the method described in the natural graphite particles (a), unless otherwise specified.

(ⅰ) DBP (프탈산디부틸) 흡유량(I) DBP (dibutyl phthalate) oil absorption

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 의 프탈산디부틸 흡유량 (이하 「DBP 흡유량」이라고 칭한다) 은, 통상 0.31 ㎖/g 이상 0.85 ㎖/g 이하이며, 바람직하게는 0.42 ㎖/g 이상, 보다 바람직하게는 0.45 ㎖/g 이상, 더욱 바람직하게는 0.50 ㎖/g 이상, 또 상한은 통상 0.85 ㎖/g 이하에 대해, 바람직하게는 0.80 ㎖/g 이하, 더욱 바람직하게는 0.76 ㎖/g 이하이다. The dibutyl phthalate oil absorption amount (hereinafter referred to as "DBP oil absorption amount") of the carbonaceous particulate composite particle (b) of the present invention is generally 0.31 ml / g or more and 0.85 ml / g or less, preferably 0.42 ml / G or more, more preferably 0.50 ml / g or more, and the upper limit is usually 0.80 ml / g or less, preferably 0.80 ml / g or less, more preferably 0.76 ml / g or less.

DBP 흡유량이 이 범위보다 지나치게 작으면, 비수계 전해액이 침입 가능한 공극이 적어지기 때문에, 급속 충방전을 시켰을 때에 리튬 이온의 삽입 탈리가 늦어지고, 그에 수반하여 리튬 금속이 석출되어 사이클 특성이 악화되는 경향이 있다. 한편, 이 범위보다 지나치게 크면, 극판 제조시에 바인더가 공극에 흡수되기 쉬워지고, 그에 수반하여 극판 강도의 저하나 초기 효율의 저하를 초래하는 경향이 있다. If the DBP oil absorption is less than this range, the voids in which the non-aqueous liquid electrolyte can penetrate are reduced, so that when the rapid charging / discharging is performed, the intercalation / deintercalation of lithium ions is delayed and lithium metal precipitates and the cycle characteristics deteriorate There is a tendency. On the other hand, if it is larger than this range, the binder tends to be absorbed into the voids during the production of the electrode plate, and accordingly, the strength of the electrode plate tends to decrease or the initial efficiency tends to decrease.

또한, DBP 흡유량의 측정은, 측정 재료를 사용하여 이하의 순서로 실시할 수 있다. Further, the measurement of the DBP oil absorption can be carried out in the following order using the measurement material.

DBP 흡유량의 측정은 JIS K 6217 규격의 점도에 준거하여, 측정 재료를 40 g투입하고, 적하 속도 4 ㎖/min, 회전수 125 rpm 으로 하여, 토크의 최대값이 확인될 때까지 측정을 실시하여, 측정 개시부터 최대 토크를 나타낼 동안의 범위에서, 최대 토크의 70 % 의 토크를 나타내었을 때의 적하유량으로부터 산출된 값에 의해 정의된다. The measurement of the DBP oil absorption was carried out in accordance with the viscosity of JIS K 6217 standard until the maximum value of the torque was confirmed at a dropping rate of 4 ml / min and a rotation speed of 125 rpm, , And a value calculated from the dropping flow rate when a torque of 70% of the maximum torque is shown in the range from the start of measurement to the maximum torque.

(ⅱ) BET 비표면적(Ii) BET specific surface area

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 의 비표면적은, BET 법을 이용하여 측정한 비표면적의 값으로, 통상 0.5 ㎡·g-1 이상 6.5 ㎡·g-1 이하이며, 바람직하게는 1.0 ㎡·g-1 이상, 더욱 바람직하게는 1.3 ㎡·g-1 이상, 특히 바람직하게는 1.5 ㎡·g-1 이상이며, 또, 통상 6.5 ㎡·g-1 이하에 대해, 바람직하게는 6.0 ㎡·g-1 이하, 더욱 바람직하게는 5.5 ㎡·g-1 이하, 특히 바람직하게는 5.0 ㎡·g-1 이하이다. The specific surface area of the carbonaceous particulate composite particle (b) of the present invention is a value of a specific surface area measured by a BET method, and is usually from 0.5 m 2 · g -1 to 6.5 m 2 · g -1 , · g -1, and, more preferably at 1.3 ㎡ · g -1 or more, and particularly preferably not less than 1.5 ㎡ · g -1, again, typically 6.5 g · ㎡ about -1 or less, preferably 6.0 ㎡ · g -1 or less, more preferably 5.5 m 2 · g -1 or less, and particularly preferably 5.0 m 2 · g -1 or less.

비표면적의 값이 이 범위를 하회하면, 부극 재료로서 사용한 경우의 충전시에 리튬 이온의 수용성이 나빠지기 쉬워, 리튬 금속이 전극 표면에서 석출되기 쉬워져, 사이클 특성이 악화되는 경향이 있다. 한편, 이 범위를 상회하면, 부극재료로서 사용했을 때에 비수계 전해액과의 반응성이 증가하여, 초기 충방전 효율이 저하되기 쉬워, 바람직한 전지를 얻기 어렵다. If the value of the specific surface area is below this range, the water solubility of lithium ions tends to deteriorate at the time of charging in the case of being used as the negative electrode material, and lithium metal tends to precipitate from the electrode surface, and the cycle characteristic tends to deteriorate. On the other hand, when it exceeds this range, the reactivity with the nonaqueous electrolyte solution increases when used as a negative electrode material, and the initial charge-discharge efficiency tends to be lowered, making it difficult to obtain a preferable battery.

(ⅲ) 라먼 R 값, 라먼 반치폭(Iii) Raman R value, Raman half width

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 로 이루어지는 입자의 라먼 R 값은, 아르곤 이온 레이저 라먼 스펙트럼법을 이용하여 측정한 값으로, 통상 0.03 이상 0.19 이하이며, 바람직하게는 0.05 이상, 더욱 바람직하게는 0.07 이상이며, 또, 통상 0.19 이하에 대해, 바람직하게는 0.18 이하, 더욱 바람직하게는 0.16 이하, 특히 바람직하게는 0.14 이하이다. The Raman R value of the particles composed of the carbonaceous particulate composite particle (b) of the present invention is a value measured using an argon ion laser lambs spectrum method, and is usually 0.03 or more and 0.19 or less, preferably 0.05 or more, 0.07 or more, and usually 0.19 or less, preferably 0.18 or less, more preferably 0.16 or less, particularly preferably 0.14 or less.

라먼 R 값이 상기 범위를 하회하면, 입자 표면의 결정성이 지나치게 높아져, 충방전에 수반하여 리튬 이온이 층간에 들어가는 사이트가 적어지는 경우가 있다. 즉, 충전 수용성이 저하되어 사이클 특성이 악화되는 경우가 있다. 또, 집전체에 도포한 후, 프레스함으로써 부극을 고밀도화했을 경우에 전극판과 평행 방향으로 결정이 배향되기 쉬워져, 부하 특성의 저하를 초래하는 경우가 있다. 한편, 상기 범위를 상회하면, 입자 표면의 결정성이 저하되어, 비수계 전해액과의 반응성이 증가하여, 초기 효율의 저하나 가스 발생의 증가를 초래하는 경우가 있다. When the Raman R value is less than the above range, the crystallinity of the particle surface becomes excessively high, and the sites where the lithium ions enter the interlayer between the charge and discharge may be reduced. That is, there are cases where the chargeability is deteriorated and the cycle characteristics are deteriorated. In addition, when the negative electrode is densified by applying it to the current collector after pressing it, the crystal tends to be oriented in the direction parallel to the electrode plate, resulting in a decrease in load characteristics. On the other hand, if it exceeds the above range, the crystallinity of the particle surface is lowered and the reactivity with the non-aqueous liquid electrolyte is increased, which may cause the initial efficiency to be lowered and the gas generation to be increased.

(ⅳ) 표면 관능기량 O/C(Iv) Surface functional group amount O / C

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 의 표면 관능기량 O/C 는, 하기 식 2 로 나타내는 O/C 의 값이 통상 0.1 % 이상, 바람직하게는 0.2 % 이상, 더욱 바람직하게는 0.3 % 이상, 특히 바람직하게는 0.5 이상이며, 통상 2.2 % 이하, 바람직하게는 2.0 % 이하, 더욱 바람직하게는 1.8 % 이하이다. 표면 관능기량 O/C 가 지나치게 작으면, 전해액과의 반응성이 부족하여, 안정된 SEI 형성을 할 수 없어 사이클 특성이 악화될 우려가 있다. 한편, 표면 관능기량 O/C 가 지나치게 크면, 입자 표면의 결정이 흐트러져 전해액과의 반응성이 증가하여, 불가역 용량의 증가나 가스 발생의 증가를 초래할 우려가 있다. The surface functional group amount O / C of the carbon-carbon composite particle (b) of the present invention is usually 0.1% or more, preferably 0.2% or more, more preferably 0.3% or more, Particularly preferably not less than 0.5, and usually not more than 2.2%, preferably not more than 2.0%, more preferably not more than 1.8%. If the amount of the surface functional group O / C is too small, the reactivity with the electrolytic solution is insufficient, and stable SEI formation can not be carried out, thereby deteriorating the cycle characteristics. On the other hand, if the amount of the surface functional group O / C is excessively large, the crystal surface of the particles is disturbed and reactivity with the electrolyte increases, which may increase the irreversible capacity and increase the generation of gas.

식 2Equation 2

O/C (%) = {X 선 광전자 분광법 (XPS) 분석에 있어서의 O1s 의 스펙트럼의 피크 면적에 기초하여 구한 O 원자 농도/XPS 분석에 있어서의 C1s 의 스펙트럼의 피크 면적에 기초하여 구한 C 원자 농도} × 100O / C (%) = {O atom concentration determined based on the peak area of spectrum of O1s in the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis / C atom obtained based on the peak area of spectrum of C1s in XPS analysis Concentration} x 100

본 발명에 있어서의 표면 관능기량 O/C 는 X 선 광전자 분광법 (XPS) 을 이용하여 측정할 수 있다. The surface functional group amount O / C in the present invention can be measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

표면 관능기량 O/C 는, X 선 광전자 분광법 측정으로서 X 선 광전자 분광기를 이용하여 측정 대상을 표면이 평탄해지도록 시료대에 올려놓고, 알루미늄의 Kα 선을 X 선원으로 하고, 멀티플렉스 측정에 의해, C1s (280 ∼ 300 eV) 와 O1s (525 ∼ 545 eV) 의 스펙트럼을 측정한다. 얻어진 C1s 의 피크 탑을 284.3 eV 로 하여 대전 보정하고, C1s 와 O1s의 스펙트럼의 피크 면적을 구하고, 다시 장치 감도 계수를 곱하여, C 와 O 의 표면 원자 농도를 각각 산출한다. 얻어진 O 와 C 의 원자 농도비 O/C (O 원자 농도/C 원자 농도) 를 부극재의 표면 관능기량 O/C 라고 정의한다. The surface functional group amount O / C was measured by X-ray photoelectron spectroscopy using an X-ray photoelectron spectroscope, placing the object to be measured on the sample table so as to flatten the surface, using the Kα line of aluminum as an X-ray source, , C1s (280 to 300 eV) and O1s (525 to 545 eV) are measured. The peak height of the obtained C1s peak is adjusted to 284.3 eV, and the peak area of the spectrum of C1s and O1s is obtained. The peak atomic concentration of C and O is then calculated by multiplying the peak area by the device sensitivity coefficient. The atomic concentration ratio O / C (O atom concentration / C atom concentration) of O and C obtained is defined as the surface functional group amount O / C of the negative electrode material.

(ⅴ) 탭 밀도(V) Tap density

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 의 탭 밀도는, 통상 0.7 g·cm-3 이상, 바람직하게는 0.8 g·cm-3 이상, 더욱 바람직하게는 0.9 g·cm-3 이상이며, 또, 통상 1.25 g·cm-3 이하, 바람직하게는 1.2 g·cm-3 이하, 더욱 바람직하게는 1.18 g·cm-3 이하, 특히 바람직하게는 1.15 g·cm-3 이하이다. The tap density of the carbonaceous particulate composite particle (b) of the present invention is usually 0.7 g · cm -3 or more, preferably 0.8 g · cm -3 or more, more preferably 0.9 g · cm -3 or more, It is usually 1.25 g · cm -3 or less, preferably 1.2 g · cm -3 or less, more preferably 1.18 g · cm -3 or less, and particularly preferably 1.15 g · cm -3 or less.

그 중에서도 0.7 g·cm-3 이상 1.2 g·cm-3 이하인 것이 바람직하다. Among them, it is preferable that the thickness is 0.7 g · cm -3 or more and 1.2 g · cm -3 or less.

탭 밀도가 상기 범위를 하회하면, 부극으로서 사용한 경우에 충전 밀도가 오르기 어려워, 고용량의 전지를 얻을 수 없는 경우가 있다. 또, 상기 범위를 상회하면, 전극 중의 입자간의 공극이 지나치게 적어져, 입자간의 도전성이 확보되기 어려워져, 바람직한 전지 특성을 얻기 어려운 경우가 있다. If the tap density is less than the above range, the charging density tends not to rise when used as a negative electrode, and a high capacity battery may not be obtained. On the other hand, if it exceeds the above range, the voids between the particles in the electrode become too small to secure the conductivity between the particles, which makes it difficult to obtain desirable battery characteristics.

(ⅵ) 평균 입경 (d50)(Vi) average particle diameter (d50)

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 의 체적 기준 평균 입경은, 레이저 회절·산란법에 의해 구한 체적 기준의 평균 입경 (d50) (메디안 직경) 이, 통상 1 ㎛ 이상, 바람직하게는 3 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 특히 바람직하게는 7 ㎛ 이상이며, 또, 통상 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 40 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 30 ㎛ 이하이다. The volume-based average particle diameter of the carbon-matter complex particles (b) of the present invention is preferably 1 mu m or more, more preferably 3 mu m or more, in terms of volume average d50 (median diameter) determined by laser diffraction / scattering method More preferably not less than 5 mu m, particularly preferably not less than 7 mu m, and usually not more than 100 mu m, preferably not more than 50 mu m, further preferably not more than 40 mu m, particularly preferably not more than 30 mu m.

평균 입경 (d50) 이 지나치게 작으면, 불가역 용량이 증대하여, 초기의 전지 용량의 손실을 초래하게 되는 경우가 있다. 또, 지나치게 크면, 도포에 의해 전극을 제조할 때에, 불균일한 도면 (塗面) 이 되기 쉬워, 전지 제조 공정 상, 바람직하지 않은 경우가 있다. If the average particle diameter (d50) is too small, the irreversible capacity increases and the initial battery capacity may be lost. On the other hand, if it is too large, it may be unfavorable in the manufacturing process of the battery because the electrode is likely to become uneven (coated) when it is produced by coating.

(ⅶ) X 선 파라미터(Ⅶ) X-ray parameters

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 의 학진법에 의한 X 선 회절로 구한 탄소질 재료의 c 축 방향의 결정자 사이즈 (Lc), 및 a 축 방향의 결정자 사이즈 (La) 는, 30 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 그 중에서도 100 ㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 결정자 사이즈가 이 범위이면, 부극재에 충전할 수 있는 리튬량이 많아져, 고용량을 얻기 쉬우므로 바람직하다. The crystallite size (Lc) in the c-axis direction and the crystallite size (La) in the a-axis direction of the carbonaceous material obtained by X-ray diffraction of the carbonaceous particulate composite particle (b) of the present invention are 30 nm or more More preferably 100 nm or more. When the crystallite size is within this range, the amount of lithium that can be charged into the negative electrode material increases, which is preferable because a high capacity can be easily obtained.

(ⅷ) 배향비(Ⅷ) Orientation ratio

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 의 분체의 배향비는, 통상 0.005 이상, 바람직하게는 0.01 이상, 더욱 바람직하게는 0.015 이상이며, 또, 통상 0.67 이하, 바람직하게는 0.5 이하, 보다 바람직하게는 0.4 이하이다. The orientation ratio of the powder of the carbonaceous particulate composite particle (b) of the present invention is usually 0.005 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.015 or more, and usually 0.67 or less, preferably 0.5 or less, Is not more than 0.4.

배향비가 상기 범위를 하회하면, 고밀도 충방전 특성이 저하되는 경향을 보이는 경우가 있다. 또한, 상기 범위의 통상적인 상한은, 탄소질 재료의 배향비의 이론 상한값이다. If the orientation ratio is less than the above range, the high-density charge-discharge characteristics tend to be lowered. Further, a typical upper limit of the above range is the theoretical upper limit value of the orientation ratio of the carbonaceous material.

(2) 탄소질물 복합 입자 (b) 의 형태 및 구조(2) Form and structure of carbonaceous composite particle (b)

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 로 이루어지는 입자의 형태는, 특별히 한정되지는 않지만, 구상, 타원상, 괴상, 판상, 다각 형상 등을 들 수 있고, 그 중에서도 구상, 타원상, 괴상, 다각 형상이 부극으로 했을 때에 입자의 충전성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. The shape of the particles composed of the carbonaceous particulate composite particle (b) of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include spherical, oval, massive, plate, and polygonal shapes. Among them, spherical, oval, The filling property of the particles can be improved when the shape is a negative electrode.

또, 탄소질물 복합 입자 (b) 는 상기 서술한 물성을 만족하고, 탄소질물이 복합화되어 있으면 특별히 제한은 없지만, 구체적으로는 탄소층을 구비하는 흑연 입자를 들 수 있다. The carbonaceous particulate composite particles (b) are not particularly limited as long as they satisfy the above-described physical properties and the carbonaceous material is complex, and specifically include graphite particles having a carbon layer.

흑연 입자는, 예를 들어 인편상, 괴상 또는 판상의 천연에서 산출되는 흑연, 그리고 석유 코크스, 석탄 피치 코크스, 석탄 니들 코크스 및 메소페이즈 피치 등을 2500 ℃ 이상으로 가열하여 제조한 인조 흑연에, 구형화 처리를 가함으로써 입자상으로 형성된 구형화 흑연 입자를 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 구형화 천연 흑연이 특히 바람직하다. The graphite particles can be produced, for example, on artificial graphite produced by heating natural graphite in the form of scales, masses or platelets, petroleum coke, coal pitch coke, coal needle coke and mesophase pitch at 2500 DEG C or higher, Spheroidized graphite particles formed into granules can be used by the treatment. Of these, spheroidized natural graphite is particularly preferable.

또 탄소층은, 비정질 탄소 또는 흑연으로 이루어지는 것을 들 수 있다. The carbon layer may be composed of amorphous carbon or graphite.

탄소층을 구비하는 흑연 입자의 형태로서는, 탄소질물이 피복되어 있는 흑연 (탄소질물 피복 흑연) 의 구조인 것이 바람직하고, 비정질 탄소가 피복된 흑연 입자, 흑연질물이 피복된 흑연 입자가 보다 바람직하고, 흑연질물로 피복된 흑연 입자가, 전해액과의 계면인 입자 표면을 효율적으로 개질할 수 있는 점에서 특히 바람직하다.The shape of the graphite particles having a carbon layer is preferably a structure of graphite (carbonaceous coated graphite) coated with carbonaceous material, more preferably graphite particles coated with amorphous carbon or graphite particles coated with graphite , And graphite particles coated with graphite are particularly preferable because they can efficiently modify the particle surface, which is the interface with the electrolytic solution.

「탄소질물이 피복되어 있는」 이란, 「표면의 적어도 일부에 탄소층을 구비한」이라고도 표현할 수 있고, 탄소층이 흑연 입자의 표면의 일부 또는 전부를 층상으로 덮는 형태뿐만 아니라, 탄소층이 표면의 일부 또는 전부에 부착·첨착 (添着) 되는 형태도 포함한다. 탄소층은, 표면의 전부를 피복하도록 구비하고 있어도 되고, 일부를 피복 혹은 부착·첨착되어 있어도 된다. The term &quot; coated with carbonaceous material &quot; can also be expressed as &quot; having a carbon layer on at least a part of the surface &quot;, and not only the form in which the carbon layer covers part or all of the surface of the graphite particles in layers, But also includes a form that is attached to or adheres to a part or all of the body. The carbon layer may be provided so as to cover the entire surface, or may be partially covered or attached or adhered.

(3) 탄소질물 복합 입자 (b) 의 제조 방법(3) Method for producing carbonaceous composite particles (b)

탄소질물 복합 입자 (b) 는, 상기 성상을 구비하고 있으면, 어떠한 제법으로 제조해도 문제없지만, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-042611호나 국제공개 제2006-025377호 등에 기재된 제조 방법을 참고로 하여 제조함으로써 얻을 수 있다. The carbonaceous particulate composite particle (b) may be produced by any production method as long as it has the above properties. For example, with reference to the production method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-042611 or International Publication No. 2006-025377 .

구체적으로는, 상기 서술한 천연 흑연 입자 (a) 에 기재한 탄소재를 원료로 하여 사용할 수 있다. 이 중에서도, 예를 들어, 인편상, 인상 (鱗狀), 판상 및 괴상의 천연에서 산출되는 흑연, 그리고 석유 코크스, 석탄 피치 코크스, 석탄 니들 코크스 및 메소페이즈 피치 등을 2500 ℃ 이상에서 가열하여 제조한 인조 흑연에, 전술한 바와 같은 역학적 에너지 처리를 가하여 제조한 구형화 흑연 입자를 원료로 하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한 당해 구형화 흑연 입자에 역학적 에너지를 가하여 표면을 조면화 처리를 실시한 (요철을 형성한) 흑연 입자를 원료로 사용하는 것이, 내부 공극을 줄임으로써 입자의 충전 밀도가 높아져, 전극 내에서 배향되기 어려워지는 점에서 더욱 바람직하다. Specifically, a carbon material described in the above-mentioned natural graphite particles (a) can be used as a raw material. Among them, for example, graphite produced in the form of scales, scales, plates and masses, and graphite produced by heating petroleum coke, coal pitch coke, coal needle coke and mesophase pitch at 2500 ° C or higher It is preferable to use spherical graphite particles prepared by applying mechanical energy treatment as described above to an artificial graphite as a raw material. Further, the use of graphite particles (irregularities formed) subjected to surface roughening treatment by applying mechanical energy to the spheroidized graphite particles as a raw material increases the filling density of the particles by reducing internal voids, Which is more preferable in view of difficulty.

탄소질물 복합 입자 (b) 가, 흑연질물로 피복된 흑연 입자인 경우, 탄소질물 피복 흑연 입자는, 상기 구형화 흑연 입자에, 석유계 및 석탄계의 타르 및 피치, 그리고 폴리비닐알코올, 폴리아크릴니트릴, 페놀 수지 및 셀룰로오스 등의 수지를, 필요에 따라 용매 등을 사용하여 혼합하여, 비산화성 분위기에서 바람직하게는 1500 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 1800 ℃ 이상, 특히 바람직하게는 2000 ℃ 이상에서 소성함으로써 얻어진다. 당해 소성 후, 필요에 따라 분쇄 분급을 실시하는 경우도 있다. When the carbonaceous particulate composite particles (b) are graphite particles coated with graphite, the graphite particles coated with carbonaceous substance are obtained by mixing petroleum and coal tar and pitch, and polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile , Phenol resin and cellulose are mixed with a solvent or the like if necessary and the mixture is calcined in a non-oxidizing atmosphere at preferably 1,500 ° C or higher, more preferably 1,800 ° C or higher, particularly preferably 2,000 ° C or higher . After the calcination, the pulverization and classification may be carried out as necessary.

구형화 흑연 입자를 피복하고 있는 흑연질 탄소의 양을 나타내는 피복률은, 0.1 ∼ 50 % 의 범위인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 30 % 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 20 % 의 범위인 것이 특히 바람직하다. The coating ratio indicating the amount of graphitic carbon coating the spheroidized graphite particles is preferably in the range of 0.1 to 50%, more preferably in the range of 0.5 to 30%, and more preferably in the range of 1 to 20% Particularly preferred.

피복률을 0.1 % 이상으로 함으로써, 흑연질 탄소로 피복한 것에 의한 불가역 용량의 저감 효과, 즉 핵이 되는 구형화 흑연 입자가 갖는 불가역 용량을 흑연질 탄소로 피복함으로써 발생하는 불가역 용량의 저감 효과를 충분히 살릴 수 있다. By setting the covering ratio to 0.1% or more, the effect of reducing irreversible capacity due to coating with graphite carbon, that is, the effect of reducing the irreversible capacity generated by covering the irreversible capacity of spherical graphite particles as nuclei with graphite carbon I can save enough.

또, 피복률을 50 % 이하로 함으로써, 소성 후의 피복 흑연질 탄소에 의한 입자끼리의 결착력이 지나치게 강해지는 것을 방지함으로써, 당해 소성 후에 결착된 입자를 원래로 되돌리기 위해 실시하는 분쇄 공정에 있어서, 분쇄 회전수를 높이거나 다단 분쇄로 하는 등의 조작을 불필요하게 할 수 있다. 또, 피복률을 50 % 이하로 함으로써, 상기 피복 흑연질 탄소에 의한 입자끼리의 결착력이 강해짐에 따라, 흑연질 탄소 피복 흑연 입자의 BET 비표면적 증가에 의한 불가역 용량의 증가를 방지할 수 있다. In addition, by setting the coating ratio to 50% or less, it is possible to prevent the cohesive force between the particles due to the coated graphite carbon after firing from being excessively strengthened, so that in the pulverizing step carried out to return the particles bound to the original particles after the firing, It is not necessary to increase the number of revolutions or to perform multi-stage pulverization. Further, by setting the coating ratio to 50% or less, an increase in the irreversible capacity due to an increase in the BET specific surface area of the graphite carbon-coated graphite particles can be prevented as the binding force of the particles with the coated graphite carbon becomes stronger.

<비수계 이차 전지용 탄소재><Charcoal material for non-aqueous secondary battery>

본 발명에 관련된 비수계 이차 전지용 탄소재는, 적어도 천연 흑연 입자 (a) 및 탄소질물 복합 입자 (b) 를 함유하는 혼합물이다. 또, 본 발명의 부극재는, 제조 방법에 상관없이 상기 서술한 특정 조건의 천연 흑연 입자 (a) 및 탄소질물 복합 입자 (b) 를 적절히 선택하여, 그것들을 혼합함으로써 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다. The carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery according to the present invention is a mixture containing at least natural graphite particles (a) and carbonaceous composite particles (b). The negative electrode material of the present invention can exhibit the effect of the present invention by appropriately selecting natural graphite particles (a) and carbonaceous composite particles (b) under the above-described specific conditions irrespective of the production method and mixing them .

(1) 천연 흑연 입자 (a) 및 탄소질물 복합 입자 (b) 의 혼합 방법(1) Method of mixing natural graphite particles (a) and carbonaceous composite particles (b)

천연 흑연 입자 (a) 및 탄소질물 복합 입자 (b) 의 혼합에 사용하는 장치로서는, 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 회전형 혼합기의 경우에는 원통형 혼합 기, 쌍둥이 원통형 혼합기, 이중 원추형 혼합기, 정입방형 혼합기, 괭이형 혼합기 ; 고정형 혼합기의 경우에는 나선형 혼합기, 리본형 혼합기, Muller 형 혼합기, Helical Flight 형 혼합기, Pugmill 형 혼합기, 유동화형 혼합기 등을 사용할 수 있다. The apparatus used for mixing the natural graphite particles (a) and the carbonaceous particulate composite particles (b) is not particularly limited. For example, in the case of a rotary mixer, a cylindrical mixer, a twin cylindrical mixer, Cubic mixer, hoe mixer; In the case of a stationary mixer, a helical mixer, a ribbon mixer, a Muller mixer, a Helical Flight mixer, a Pugmill mixer, a fluidizing mixer, or the like can be used.

(2) 천연 흑연 입자 (a) 및 탄소질물 복합 입자 (b) 의 혼합 비율(2) The mixing ratio of the natural graphite particles (a) and the carbonaceous composite particles (b)

본 발명의 부극재는, 상기의 천연 흑연 입자 (a) 및 탄소질물 복합 입자 (b) 를 함유하는 혼합 탄소재이다. 본 발명의 부극재에 있어서, 천연 흑연 입자 (a) 및 탄소질물 복합 입자 (b) 의 총량에 대한 천연 흑연 입자 (a) 의 비율 (질량비 (a)/((a)+(b))) 은, 통상 0.1 이상 0.9 이하이며, 바람직하게는 0.2 이상, 보다 바람직하게는 0.3 이상, 또, 통상 0.9 이하에 대해 바람직하게는 0.8 이하, 보다 바람직하게는 0.7 이하, 더욱 바람직하게는 0.6 이하이다. The negative electrode material of the present invention is a mixed carbon material containing the above-mentioned natural graphite particles (a) and carbonaceous composite particles (b). The ratio (mass ratio (a) / (a) + (b)) of the natural graphite particles (a) to the total amount of the natural graphite particles (a) and the carbonaceous composite particles (b) Is usually 0.1 or more and 0.9 or less, preferably 0.2 or more, more preferably 0.3 or more, and usually 0.9 or less, preferably 0.8 or less, more preferably 0.7 or less, further preferably 0.6 or less.

천연 흑연 입자 (a) 및 탄소질물 복합 입자 (b) 의 총량에 대한 천연 흑연 입자 (a) 의 비율이 지나치게 많으면, 불가역 용량의 증가를 막기 어려워지는 경향이 있다. 또, 천연 흑연 입자 (a) 의 비율이 지나치게 적으면, 천연 흑연 입자 (a) 의 특히 우수한 특성인 사이클 특성을 충분히 살리지 못하는 전극이 되는 경향이 있고, 비수계 이차 전지용 탄소재로서 보다 양호한 사이클 특성을 얻기 어려운 경향이 있다. If the ratio of the natural graphite particles (a) to the total amount of the natural graphite particles (a) and the carbonaceous composite particles (b) is excessively large, the increase of the irreversible capacity tends to be difficult to prevent. When the proportion of the natural graphite particles (a) is too small, the electrode tends to be an electrode which can not fully utilize the cyclic characteristics, which is a particularly excellent characteristic of the natural graphite particles (a). As the carbonaceous material for nonaqueous secondary batteries, It tends to be difficult to obtain.

(3) 비수계 이차 전지용 탄소재의 물성(3) Properties of carbonaceous materials for non-aqueous secondary batteries

본 발명에 관련된 비수계 이차 전지용 탄소재는, 적어도 천연 흑연 입자 (a) 와 탄소질물 복합 입자 (b) 를 함유하고 있는 것이지만, 그 대표적인 물성값을 이하에 나타낸다. The carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery according to the present invention contains at least natural graphite particles (a) and carbonaceous composite particles (b). Typical physical property values thereof are shown below.

(ⅰ) BET 법에 의한 비표면적(I) Specific surface area by BET method

본 발명의 비수계 이차 전지용 탄소재의 BET 법에 의한 비표면적은, 통상 10 ㎡/g 이하인 것이 바람직하고, 7 ㎡/g 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 2 ㎡/g 이상인 것이 바람직하고, 3 ㎡/g 이상인 것이 보다 바람직하다. The specific surface area of the carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery of the present invention by the BET method is preferably 10 m 2 / g or less, and more preferably 7 m 2 / g or less. Further, it is preferably at least 2 m 2 / g, more preferably at least 3 m 2 / g.

본 발명의 비수계 이차 전지용 탄소재의 비표면적이 지나치게 크면, 불가역 용량의 증대에 의한 용량의 저하를 막기 어려워지는 경향이 있다. 또, 비표면적이 지나치게 작으면, 전해액과 부극재의 접촉 면적이 작아지는 것으로부터, 충분한 충방전 부하 특성이 얻어지지 않는 경향이 있다. If the specific surface area of the carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is excessively large, it is difficult to prevent the capacity from decreasing due to the increase of the irreversible capacity. If the specific surface area is too small, the contact area between the electrolyte solution and the negative electrode material becomes small, so that sufficient charge / discharge load characteristics tend not to be obtained.

(ⅱ) (002) 면의 면간격 (d002)(Ii) the surface interval (d 002 ) of the ( 002 )

본 발명의 비수계 이차 전지용 탄소재의 X 선 광각 회절법에 의한 (002) 면의 면간격 (d002) 은, 통상 3.37 Å 이하, 바람직하게는 3.36 Å 이하이다. 또 결정자 사이즈 Lc 는, 통상 900 Å 이상, 바람직하게는 950 Å 이상이다. (002) 면의 면간격 (d002) 이 지나치게 크면, 탄소 재료의 입자의 표면을 제외한 대부분의 부분 결정성이 낮아져, 비정질 탄소 재료에서 볼 수 있는 불가역 용량이 큰 것에 의한 용량 저하를 보이는 경향이 있다. 또 결정자 사이즈 Lc 가 지나치게 작으면, 결정성이 낮아지는 경향이 있다. The plane spacing (d 002 ) of the (002) plane of the carbon material for a non-aqueous secondary battery of the present invention by the X-ray wide angle diffraction method is usually 3.37 Å or less, preferably 3.36 Å or less. The crystallite size Lc is usually 900 A or more, preferably 950 A or more. (002) plane of the plane interval (d 002) is too large, most of the part determines the exception of the particle surface of the carbon material property becomes low, the tendency for the irreversible capacity can be seen in an amorphous carbon material, the capacity reduction due to a large have. When the crystallite size Lc is too small, crystallinity tends to be lowered.

(ⅲ) 탭 밀도(Iii) tap density

본 발명의 비수계 이차 전지용 탄소재의 탭 밀도는, 통상 1.2 g/㎤ 이하, 바람직하게는 1.1 g/㎤ 이하, 보다 바람직하게는 1.0 g/㎤ 이하이다. 또 0.8 g/㎤ 이상, 바람직하게는 0.9 g/㎤ 이상이다. The tap density of the carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is usually 1.2 g / cm3 or less, preferably 1.1 g / cm3 or less, and more preferably 1.0 g / cm3 or less. Also, it is 0.8 g / cm 3 or more, preferably 0.9 g / cm 3 or more.

부극재의 탭 밀도가 지나치게 크면, 전극으로 했을 때에 입자간의 접점을 얻기 어려워지는 경향이 있다. 또, 탭 밀도가 지나치게 작으면 전극을 제조할 때의 슬러리 특성이 악화되어, 전극의 제조가 어려워지는 경향이 있다. If the tap density of the negative electrode material is excessively large, it tends to be difficult to obtain contact points between particles when the electrode material is used as an electrode. In addition, if the tap density is too small, the slurry characteristics at the time of production of the electrode deteriorate, and the production of the electrode tends to become difficult.

(ⅳ) 라먼 R 값(Iv) the value of Raman R

본 발명의 비수계 이차 전지용 탄소재의 아르곤 이온 레이저 라먼 스펙트럼에 있어서의 1580 ㎝-1 부근의 피크 강도에 대한 1360 ㎝-1 부근의 피크 강도비인 라먼 R 값은, 통상 0.001 이상, 바람직하게는 0.005 이상이며, 보다 바람직하게는 0.01 이상이며, 통상 0.7 이하, 바람직하게는 0.6 이하, 보다 바람직하게는 0.5 이하인 것이 바람직하다. The Raman R value, which is the peak intensity ratio in the vicinity of 1360 cm -1 to the peak intensity at about 1580 cm -1 in the Argon ion laser spectrum of the carbonaceous material for a nonaqueous secondary battery of the present invention, is usually 0.001 or more, preferably 0.005 More preferably not less than 0.01, and usually not more than 0.7, preferably not more than 0.6, more preferably not more than 0.5.

라먼 R 값이 지나치게 작으면, 입자 표면의 결정성이 지나치게 높아져, 고밀도화했을 경우에 전극판과 평행 방향으로 결정이 배향되기 쉬워져, 부하 특성의 저하를 초래할 우려가 있다. 한편, 라먼 R 값이 지나치게 크면, 입자 표면의 결정이 흐트러져 전해액과의 반응성이 증가하여, 충방전 효율의 저하나 가스 발생의 증가를 초래하는 경향이 있다. If the value of Raman R is too small, the crystallinity of the particle surface becomes excessively high, and when the density is increased, the crystal tends to be aligned in the direction parallel to the electrode plate, and the load characteristic may be deteriorated. On the other hand, if the value of Raman R is too large, the crystals on the surface of the particles are disturbed and reactivity with the electrolytic solution increases, which tends to result in reduction of charging / discharging efficiency and increase of gas generation.

(ⅴ) 어스펙트비(V) Aspect ratio

본 발명의 비수계 이차 전지용 탄소재의 어스펙트비는, 통상 15 이하, 바람직하게는 10 이하, 보다 바람직하게는 5 이하이다. 어스펙트비가 지나치게 크면, 전극으로 했을 때에, 배향되기 쉬운 경향이 있다. The aspect ratio of the carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is usually 15 or less, preferably 10 or less, and more preferably 5 or less. If the aspect ratio is too large, it tends to be easily oriented when formed into an electrode.

(ⅵ) 평균 입경(Vi) average particle diameter

본 발명의 비수계 이차 전지용 탄소재의 평균 입경 (d50) 은, 통상 5 ㎛ 이상, 바람직하게는 10 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이상이며, 통상 35 ㎛ 이하, 바람직하게는 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 25 ㎛ 이하이다. 평균 입경이 지나치게 작으면, 비표면적이 커져 불가역 용량의 증가를 막기 어려워지는 경향이 있다. 또, 평균 입경이 지나치게 크면, 전해액과 탄소질물 복합 입자 (b) 의 접촉 면적이 줄어드는 것에 의한 급속 충방전성의 저하를 막기 어려워진다. The average particle size (d50) of the carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery of the present invention is usually 5 占 퐉 or more, preferably 10 占 퐉 or more, more preferably 15 占 퐉 or more, and usually 35 占 퐉 or less, preferably 30 占 퐉 or less, And more preferably 25 m or less. If the average particle diameter is too small, the specific surface area becomes large and the irreversible capacity tends to be hard to be prevented from increasing. On the other hand, if the average particle diameter is too large, the contact area between the electrolyte solution and the carbonaceous particulate composite particles (b) is reduced, thereby making it difficult to prevent the rapid charge / discharge characteristics from being degraded.

<부극><Negative electrode>

본 발명의 부극재를 이용하여 부극을 제조하기 위해서는, 부극재에 결착 수지를 배합한 것을 수성 또는 유기계 매체로 슬러리로 하고, 필요에 따라 이것에 증점재를 첨가하여 집전체에 도포하고, 건조시키면 된다. In order to produce a negative electrode using the negative electrode material of the present invention, a negative electrode material may be prepared by blending a binder resin with an aqueous or organic medium, adding a thickener to the negative electrode material and applying it to the collector, do.

결착 수지로서는, 비수 전해액에 대해 안정적이고, 또한 비수용성인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 스티렌, 부타디엔고무, 이소프렌고무 및 에틸렌·프로필렌고무 등의 고무상 고분자 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 방향족 폴리아미드 등의 합성 수지 ; 스티렌·부타디엔·스티렌 블록 공중합체나 그 수소 첨가물, 스티렌·에틸렌·부타디엔, 스티렌 공중합체, 스티렌·이소프렌 및 스티렌 블록 공중합체 그리고 그 수소화물 등의 열가소성 엘라스토머 ; 신디오택틱-1,2-폴리부타디엔, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체, 및 에틸렌과 탄소수 3 ∼ 12 의 α-올레핀의 공중합체 등의 연질 수지상 고분자 ; 폴리테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리펜타플루오로프로필렌 및 폴리헥사플루오로프로필렌 등의 불소화 고분자 등을 사용할 수 있다. As the binder resin, it is preferable to use a binder which is stable with respect to the nonaqueous electrolyte solution and is insoluble in water. For example, rubber-like polymers such as styrene, butadiene rubber, isoprene rubber and ethylene-propylene rubber; Synthetic resins such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate and aromatic polyamide; A thermoplastic elastomer such as styrene-butadiene-styrene block copolymer or its hydrogenated product, styrene-ethylene-butadiene, styrene copolymer, styrene-isoprene, styrene block copolymer and hydrogenated product thereof; A soft dendritic polymer such as a syndiotactic-1,2-polybutadiene, an ethylene-vinyl acetate copolymer, and a copolymer of ethylene and an? -Olefin having 3 to 12 carbon atoms; Fluorinated polymers such as polytetrafluoroethylene-ethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polypentafluoropropylene, and polyhexafluoropropylene can be used.

유기계 매체로서는, 예를 들어, N-메틸피롤리돈 및 디메틸포름아미드를 들 수 있다. Examples of the organic medium include N-methylpyrrolidone and dimethylformamide.

결착 수지에 의해 부극재 상호간이나 부극재와 집전체의 결착력이 충분해져, 부극으로부터 부극재가 박리되는 것에 의한 전지 용량의 감소 및 리사이클 특성의 악화를 방지할 수 있는 점에서, 부극재 100 중량부에 대해 통상은 0.1 중량부 이상, 바람직하게는 0.2 중량부 이상 사용하는 것이 바람직하다. It is preferable that 100 parts by weight of the negative electrode material is mixed with 100 parts by weight of the negative electrode material in order to prevent the deterioration of the battery capacity and the recycling characteristics of the negative electrode material due to the sufficient adhesion force between the negative electrode materials and the negative electrode material, It is preferable to use 0.1 parts by weight or more, preferably 0.2 parts by weight or more.

또, 부극의 용량 감소를 방지하고, 또한 리튬 이온의 부극재에 대한 출입을 방해하는 등의 문제를 방지할 수 있는 점에서, 결착 수지는 부극재 100 중량부에 대해 10 중량부 이하로 하는 것이 바람직하고, 7 중량부 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. In order to prevent a reduction in the capacity of the negative electrode and to prevent problems such as interfering with the entry and exit of lithium ions into the negative electrode material, the amount of the binder resin is preferably 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the negative electrode material And more preferably 7 parts by weight or less.

부극재와 결착 수지의 슬러리에 첨가하는 증점재로서는, 예를 들어, 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스 및 하이드록시프로필셀룰로오스 등의 수용성 셀룰로오스류, 폴리비닐알코올 그리고 폴리에틸렌글리콜 등을 사용하면 된다. 그 중에서도 바람직한 것은 카르복시메틸셀룰로오스이다. 증점재는 부극재 100 중량부에 대해, 통상은 0.1 ∼ 10 중량부, 바람직하게는 0.2 ∼ 7 중량부가 되도록 사용하는 것이 바람직하고, 결착 수지가 지나치게 적으면 전극의 강도를 유지하기 어려운 경향이 있고, 결착 수지가 지나치게 많으면 전지 용량의 저하나 저항의 증대를 초래한다. As the thickening material to be added to the slurry of the negative electrode material and the binder resin, for example, water-soluble cellulose such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose and hydroxypropylcellulose, polyvinyl alcohol and polyethylene glycol do. Among them, carboxymethylcellulose is preferable. It is preferable that the thickening material is used in an amount of usually 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.2 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the negative electrode material. If the amount of the binder resin is too small, , And if the binder resin is too large, the battery capacity decreases and the resistance increases.

부극 집전체로서는, 종래부터 이 용도로 사용할 수 있는 것이 알려져 있는, 예를 들어, 구리, 구리 합금, 스테인리스강, 니켈, 티탄 및 탄소 등을 사용하면 된다. 집전체의 형상은 통상은 시트상이며, 그 표면에 요철을 형성한 것이나, 네트 및 펀칭 메탈 등을 사용하는 것도 바람직하다. As the negative electrode current collector, for example, copper, copper alloy, stainless steel, nickel, titanium, carbon, and the like, which are conventionally known to be usable for this purpose, may be used. The shape of the current collector is usually in the form of a sheet, and irregularities are formed on the surface thereof, and it is also preferable to use a net and a punching metal or the like.

집전체에 부극재와 결착 수지의 슬러리를 도포·건조시킨 후에는, 가압하여 집전체 위에 형성된 전극 밀도를 크게 하고, 따라서 부극층 단위 체적당의 전지 용량을 크게 하는 것이 바람직하다. 전극의 밀도는 통상 1.2 g/㎤ 이상, 바람직하게는 1.3 g/㎤ 이상이며, 통상 1.8 g/㎤ 이하, 바람직하게는 1.6 g/㎤ 이하이다. After the negative electrode material and the binder resin slurry are coated and dried on the current collector, it is preferable to increase the electrode density formed on the current collector by pressurization, thereby increasing the battery capacity per unit volume of the negative electrode layer. The density of the electrode is usually 1.2 g / cm3 or more, preferably 1.3 g / cm3 or more, and usually 1.8 g / cm3 or less, preferably 1.6 g / cm3 or less.

전극의 밀도가 지나치게 작으면, 전극의 두께의 증대에 수반하는 전지 용량의 저하를 막기 어려워지는 경향이 있다. 또, 전극 밀도가 지나치게 크면, 전극 내의 입자간 공극의 감소에 수반하여 공극에 유지되는 전해액량이 감소하고, Li 이온의 이동성이 작아져 급속 충방전 특성이 낮아지는 것을 방지하기 어려워지는 경향이 있다. When the density of the electrode is excessively small, it is difficult to prevent the decrease in the battery capacity accompanying the increase in the thickness of the electrode. On the other hand, if the electrode density is too large, the amount of the electrolytic solution retained in the voids decreases with the reduction of intergranular voids in the electrode, and the mobility of Li ions tends to be reduced, making it difficult to prevent the rapid charge / discharge characteristics from being lowered.

[비수계 이차 전지][Non-aqueous secondary battery]

본 발명에 관련된 비수계 이차 전지는, 상기 부극을 사용하는 것 이외에는, 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. The nonaqueous secondary battery according to the present invention can be produced by a conventional method except that the negative electrode is used.

정극 재료로서는, 예를 들어, 기본 조성이 LiCoO2 로 나타내는 리튬코발트 복합 산화물 ; LiNiO2 로 나타내는 리튬니켈 복합 산화물 ; LiMnO2 및 LiMn2O4 로 나타내는 리튬망간 복합 산화물 등의 리튬 천이 금속 복합 산화물, 이산화망간 등의 천이 금속 산화물, 그리고 이들 복합 산화물 혼합물 등을 사용하면 된다. As the positive electrode material, for example, a lithium-cobalt composite oxide whose basic composition is represented by LiCoO 2 ; Lithium nickel composite oxide represented by LiNiO 2; Lithium-transition metal composite oxides such as lithium manganese composite oxides represented by LiMnO 2 and LiMn 2 O 4 , transition metal oxides such as manganese dioxide, and mixtures of these complex oxides may be used.

나아가서는 TiS2, FeS2, Nb3S4, Mo3S4, CoS2, V2O5, CrO3, V3O3, FeO2, GeO2 및 LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 등을 사용할 수도 있다. Further, TiS 2 , FeS 2 , Nb 3 S 4 , Mo 3 S 4 , CoS 2 , V 2 O 5 , CrO 3 , V 3 O 3 , FeO 2 , GeO 2 and LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 , It can also be used.

상기 정극 재료에 결착 수지를 배합한 것을 적당한 용매로 슬러리화하여 집전체에 도포·건조시킴으로서 정극을 제조할 수 있다. 또한 슬러리 중에는 아세틸렌블랙 및 케첸블랙 등의 도전재를 함유시키는 것이 바람직하다. 또 원하는 바에 따라 증점재를 함유시켜도 된다. 증점재 및 결착 수지로서는 이 용도에 주지의 것, 예를 들어 부극의 제조에 사용하는 것으로서 예시한 것을 사용하면 된다. A positive electrode can be prepared by forming a slurry of a mixture of the positive electrode material and a binder resin with an appropriate solvent, applying the resultant to a current collector, and drying the resultant. It is preferable that the slurry contains a conductive material such as acetylene black and ketjen black. It is also possible to add a thickening material as desired. As the thickening material and the binder resin, those known in this application, for example those used for the production of a negative electrode, may be used.

정극 재료 100 중량부에 대한 도전제의 배합 비율은 통상 0.2 중량부 이상, 바람직하게는 0.5 중량부 이상, 보다 바람직하게는 1 중량부 이상이며, 통상 20 중량부 이하, 바람직하게는 15 중량부 이하, 보다 바람직하게는 10 중량부 이하이다.The mixing ratio of the conductive agent to 100 parts by weight of the positive electrode material is usually 0.2 parts by weight or more, preferably 0.5 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, usually 20 parts by weight or less, preferably 15 parts by weight or less , And more preferably 10 parts by weight or less.

정극 재료 100 중량부에 대한 결착 수지의 배합 비율은, 결착 수지를 물로 슬러리화할 때에는 0.2 ∼ 10 중량부가 바람직하고, 특히 0.5 ∼ 7 중량부가 바람직하다. 결착 수지를 N-메틸피롤리돈 등의 결착 수지를 용해시키는 유기 용매로 슬러리화할 때에는 0.5 ∼ 20 중량부, 특히 1 ∼ 15 중량부가 바람직하다. The blending ratio of the binder resin to 100 parts by weight of the positive electrode material is preferably 0.2 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 7 parts by weight, in the case of slurrying the binder resin with water. When the binder resin is slurried with an organic solvent which dissolves a binder resin such as N-methylpyrrolidone, the amount is preferably 0.5 to 20 parts by weight, particularly preferably 1 to 15 parts by weight.

정극 집전체로서는, 예를 들어, 알루미늄, 티탄, 지르코늄, 하프늄, 니오브 및 탄탈 등 그리고 이들의 합금을 들 수 있다. 그 중에서도 알루미늄, 티탄 및 탄탈 그리고 그 합금이 바람직하고, 알루미늄 및 그 합금이 가장 바람직하다. Examples of the positive electrode current collector include aluminum, titanium, zirconium, hafnium, niobium and tantalum, and alloys thereof. Of these, aluminum, titanium and tantalum and alloys thereof are preferable, and aluminum and alloys thereof are most preferable.

전해액도 종래 주지의 비수용매에 여러 가지 리튬염을 용해시킨 것을 사용할 수 있다. The electrolytic solution may also be prepared by dissolving various lithium salts in a conventionally known nonaqueous solvent.

비수용매로서는, 예를 들어, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트 및 비닐렌카보네이트 등의 고리형 카보네이트 ; 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트 및 디에틸카보네이트 등의 사슬형 카보네이트 ; γ-부티로락톤 등의 고리형 에스테르 ; 크라운에테르, 2-메틸테트라하이드로푸란, 테트라하이드로푸란, 1,2-디메틸테트라하이드로푸란 및 1,3-디옥솔란 등의 고리형 에테르 ; 1,2-디메톡시에탄 등의 사슬형 에테르 등을 사용하면 된다. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and vinylene carbonate; Chain carbonates such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and diethyl carbonate; cyclic esters such as? -butyrolactone; Cyclic ethers such as crown ether, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, 1,2-dimethyltetrahydrofuran and 1,3-dioxolane; Chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane and the like may be used.

통상은 이들을 몇 가지 병용한다. 그 중에서도 고리형 카보네이트 및 사슬형 카보네이트, 또는 이것에 추가로 다른 용매를 병용하는 것이 바람직하다. Normally, some of them are used in combination. Among them, it is preferable to use a cyclic carbonate and a chain carbonate or another solvent in combination.

또 전해액에는 비닐렌카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 무수 숙신산, 무수 말레산, 프로판술톤 및 디에틸술폰 등의 화합물이나 디플루오로인산리튬과 같은 디플루오로인산염 등이 첨가되어 있어도 된다. 또한, 디페닐에테르 및 시클로헥실벤젠 등의 과충전 방지제가 첨가되어 있어도 된다. The electrolytic solution may contain a compound such as vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, succinic anhydride, maleic anhydride, propane sultone, and diethyl sulfone, or a difluorophosphate such as lithium difluorophosphate. An overcharge inhibitor such as diphenyl ether and cyclohexylbenzene may also be added.

비수용매에 용해시키는 전해질로서는, 예를 들어, LiClO4, LiPF6, LiBF4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(CF3CF2SO2)2, LiN(CF3SO2)(C4F9SO2) 및 LiC(CF3SO2)3 등을 사용할 수 있다. 전해액 중의 전해질의 농도는 통상은 0.5 ∼ 2 ㏖/ℓ, 바람직하게는 0.6 ∼ 1.5 ㏖/ℓ이다. As the non-aqueous electrolyte to be dissolved in a solvent, for example, LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4, LiCF 3 SO 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (CF 3 CF 2 SO 2) 2, LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ) and LiC (CF 3 SO 2 ) 3 . The concentration of the electrolyte in the electrolytic solution is usually 0.5 to 2 mol / l, preferably 0.6 to 1.5 mol / l.

정극과 부극 사이에 개재시키는 세퍼레이터에는, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀의 다공성 시트나 부직포를 사용하는 것이 바람직하다. As the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, a porous sheet or nonwoven fabric of polyolefin such as polyethylene or polypropylene is preferably used.

본 발명에 관련된 비수계 이차 전지는, 부극/정극의 용량비를 1.01 ∼ 1.5 로 설계하는 것이 바람직하고 1.2 ∼ 1.4 로 설계하는 것이 전지의 열화를 억제할 수 있는 점에서 보다 바람직하다. In the nonaqueous secondary battery according to the present invention, it is preferable to design the capacity ratio of the negative electrode / the positive electrode to 1.01 to 1.5, and it is more preferable to design the ratio to 1.2 to 1.4 in view of suppressing deterioration of the battery.

실시예Example

이하에, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

[부극 탄소재 (탄소재) 의 물성 평가][Evaluation of physical properties of negative electrode carbon material (carbon material)] [

(1) 내부 공극률(1) Internal porosity

Hg 포로시메트리 해석에 의해 천연 흑연 입자 (a) 의 내부 공극률을 산출하였다. 먼저, Hg 포로시메트리의 측정 방법은 분체를 정확하게 칭량하여, 진공하 (50 ㎛/Hgx 10 분) 에서 전처리한 후, 마이크로 메리틱스사 제조 오토포아 IV9520 형을 이용하여 수은 압입법에 의해 세공 분포를 측정하였다. The internal porosity of the natural graphite particles (a) was calculated by the Hg trap simulation. First, the method of measuring the Hg trap procedure was as follows: Powder was precisely weighed and subjected to pretreatment under vacuum (50 占 퐉 / Hgx 10 minutes), then pore distribution was measured by mercury porosimetry using Autopore IV9520 manufactured by Micromeritics Respectively.

내부 공극률의 산출 방법은, 얻어진 세공 분포 (적분 곡선) (L) 를 기준으로, 기울기의 최소값에 대해 접선 (M) 을 긋고, 접선과 적분 곡선의 분기점 (P) 을 구하여, 그 보다 작은 세공 용적을 입자 내 세공량 (V) 으로서 정의한다 (도 2). 얻어진 입자 내 세공량과 흑연의 진밀도로부터 내부 공극률을 산출하였다. The internal porosity is calculated by drawing a tangent line M with respect to the minimum value of the slope based on the obtained pore distribution (integral curve) L and obtaining the tangent point P of the tangent line and the integral curve, Is defined as the amount of pores in the particles (V) (Fig. 2). The internal porosity was calculated from the amount of pores in the obtained particles and the true density of the graphite.

산출에 사용한 흑연의 진밀도는 일반적인 흑연의 진밀도의 2.26 g/㎤ 를 사용하였다. 산출식을 식 1 에 나타낸다. The true density of the graphite used in the calculation was 2.26 g / cm 3 of the true density of graphite. The calculation formula is shown in Equation (1).

식 1Equation 1

내부 공극률 (%) = [입자 내 세공량/{입자 내 세공량+(1/흑연의 진밀도)}]×100Internal porosity (%) = [amount of pores in particles / {amount of pores in particles + (1 / true density of graphite)}] x 100

(2) 오목 부분의 직경 D/d50(2) Diameter of concave portion D / d 50

SEM 화상과 단면 SEM 화상으로부터 천연 흑연 입자 (a) 의 표면의 요철 중, 오목 부분의 근사원에 있어서의 직경 (D) 을 구하였다. SEM 화상의 측정 방법은 주식회사 키엔스사 제조 VE-7800 을 이용하여 가속 전압 5 ㎸ 로 측정하였다. 얻어진 천연 흑연 입자 (a) 의 SEM 화상의 오목 부분을 원이라고 가정하고 원근사를 하고, 당해 근사원의 직경을 천연 흑연 입자 (a) 의 오목 부분의 직경 (D) 으로 하였다. 예로서 실시예 1, 비교예 3 에 사용한 천연 흑연 입자 (a) 의 SEM 화상과 근사한 원을 도 1 에 나타내었다. From the SEM image and the cross-sectional SEM image, the diameter (D) in the approximate circle of the concave portion of the unevenness of the surface of the natural graphite particle (a) was determined. The measurement of the SEM image was carried out using VE-7800 manufactured by Keyens Co., Ltd. with an acceleration voltage of 5 kV. The obtained approximate circle of the natural graphite particle (a) is assumed to be a circle in the recessed portion of the SEM image, and the diameter of the approximate circle is defined as the diameter (D) of the concave portion of the natural graphite particle (a). A circle approximating an SEM image of the natural graphite particles (a) used in Example 1 and Comparative Example 3 is shown in Fig.

천연 흑연 입자 (a) 의 평균 입경 (d50) 은, 계면활성제인 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트 (예로서 Tween20 (등록상표)) 의 0.2 질량% 수용액 10 ㎖ 에, 샘플 0.01 g 을 현탁시켜, 시판되는 레이저 회절/산란식 입도 분포 측정 장치 「HORIBA 제조 LA-920」에 도입하고, 28 ㎑ 의 초음파를 출력 60 W 로 1 분간 조사한 후, 측정 장치에 있어서의 체적 기준의 메디안 직경으로서 측정한 것을 평균 입경 (d50) 으로 하였다. The average particle size (d50) of the natural graphite particles (a) was measured by suspending 0.01 g of a sample in 10 ml of a 0.2 mass% aqueous solution of polyoxyethylene sorbitan monolaurate (e.g., Tween 20 (registered trademark)) as a surfactant, Was introduced into a commercially available laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer &quot; LA-920 manufactured by HORIBA &quot;, ultrasonic waves of 28 kHz were irradiated at 60 W for 1 minute, and then measured as median diameters based on volume And the average particle size (d50).

(3) 프탈산디부틸 (DBP) 흡유량(3) Dibutyl phthalate (DBP) oil absorption

본 발명의 탄소질물 복합 입자 (b) 중, 탄소질물 피복 흑연 입자의 물성의 하나로서, DBP 흡유량을 측정하였다. As one of physical properties of the carbonaceous material-coated graphite particles of the carbonaceous composite particles (b) of the present invention, the DBP oil absorption was measured.

DBP 흡유량의 측정은, 부극재를 사용하여 이하의 순서로 실시하였다. The measurement of the DBP oil absorption was carried out in the following order using the negative electrode material.

DBP 흡유량의 측정은 JIS K 6217 규격의 점도에 준거하여, 측정 재료를 40 g 투입하고, 적하 속도 4 ㎖/min, 회전수 125 rpm 으로 하여, 토크의 최대치가 확인될 때까지 측정을 실시하여, 측정 개시부터 최대 토크를 나타낼 동안의 범위에서, 최대 토크의 70 % 의 토크를 나타냈었을 때의 적하유량으로부터 산출된 값에 의해 정의하였다. The measurement of the DBP oil absorption was carried out in accordance with the viscosity of JIS K 6217 standard, until the maximum torque value was confirmed at a dropping rate of 4 ml / min and a rotation speed of 125 rpm, Was defined by the value calculated from the dropping flow rate when a torque of 70% of the maximum torque was expressed in the range from the start of measurement to the maximum torque.

(4) BET 비표면적 (SA)(4) BET specific surface area (SA)

탄소질물 복합 입자 (b) 의 비표면적을, 비표면적 측정 장치 (AMS8000, 오오쿠라 리켄사 제조) 를 이용하여 질소 가스 흡착 유통법에 의해 BET1 점법으로 측정하였다. 샘플 0.4 g 을 셀에 충전하고, 350 ℃ 로 가열하여 전처리를 실시한 후, 액체 질소 온도까지 냉각시켜, 질소 30 %, He 70 %의 가스를 포화 흡착시키고, 그 후 실온까지 가열하여 탈착된 가스량을 계측하여, 얻어진 결과로부터, 통상적인 BET 법에 의해 비표면적을 산출하였다. The specific surface area of the carbonaceous particulate composite particle (b) was measured by a BET one-point method by a nitrogen gas adsorption / distribution method using a specific surface area measuring device (AMS8000, manufactured by Okura Chemical Co., Ltd.). 0.4 g of the sample was charged into a cell and subjected to pretreatment by heating at 350 DEG C and then cooled to a liquid nitrogen temperature to saturate 30% of nitrogen gas and 70% of He gas to saturate and then heated to room temperature to remove the desorbed gas And the specific surface area was calculated from the obtained results by a conventional BET method.

(5) 탭 밀도(5) Tap density

탄소질물 복합 입자 (b) 의 탭 밀도는, 분체 밀도 측정기 (탭덴서 KYT-4000, (주) 세이신 기업사 제조) 를 이용하여 직경 1.6 ㎝, 체적 용량 20 ㎤ 의 원통형 탭 셀에, 눈금 간격 300 ㎛ 의 체를 통과시켜, 샘플을 낙하시켜, 셀에 가득 충전한 후, 스트로크 길이 10 ㎜ 의 탭을 1000 회 실시한 후의 체적과 시료의 중량으로부터 구하였다. The tap density of the carbonaceous particulate composite particles (b) was measured using a powder density meter (tap capacitor KYT-4000, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.) in a cylindrical tab cell having a diameter of 1.6 cm and a volume capacity of 20 cm 3, After passing through a sieve having a size of 300 mu m and dropping the sample, the cell was filled to full capacity, and then the volume after 1000 taps with a stroke length of 10 mm was obtained from the weight of the sample and the weight of the sample.

(6) 라먼 R 값(6) The value of Raman R

레이저 라먼 분광 광도계 (NR-1800, 니혼 분코우사 제조) 를 이용하여 샘플을 측정 셀 내에 자연 낙하시킴으로써 시료 충전하고, 측정 셀 내에 아르곤 이온 레이저광을 조사하면서, 측정 셀을 아르곤 이온 레이저광과 수직인 면내에서 회전시키면서 이하의 조건에 따라 탄소질물 복합 입자 (b) 를 측정하였다. A sample was filled in a measurement cell by dropping the sample in a measurement cell naturally using a laser Raman spectrophotometer (NR-1800, manufactured by Nippon Bunko), and the measurement cell was irradiated with argon ion laser light, The carbonaceous composite particles (b) were measured under the following conditions while being rotated in the plane.

아르곤 이온 레이저광의 파장 : 514.5 ㎚Wavelength of argon ion laser light: 514.5 nm

시료 상의 레이저 파워 : 25 mW Laser power on sample: 25 mW

분해능 : 4 ㎝-1 Resolution: 4 cm -1

측정 범위 : 1100 ㎝-1 ∼ 1730 ㎝-1 Measuring range: 1100 cm -1 to 1730 cm -1

피크 강도 측정, 피크 반치폭 측정 : 백그라운드 처리, 스무딩 처리 (단순 평균에 의한 콘벌루션 5 포인트) Peak intensity measurement, peak half width measurement: background processing, smoothing processing (convolution 5 points by simple average)

라먼 R 값은, 1580 ㎝-1 부근의 최대 피크 PA (G 밴드) 와 1358 ㎝-1 부근의 최대 피크 PB (D 밴드) 의 피크 강도 I 의 비, 즉 IB/IA 로 정의하였다 (F. Tuinstra, J. L. Koenig, J. Chem. Phys, 53, 1126[1970]). The Raman R value was defined as the ratio of the peak intensity P A (G band) near 1580 cm -1 to the peak intensity I of the maximum peak P B (D band) near 1358 cm -1 , that is, I B / I A (F. Tuinstra, JL Koenig, J. Chem. Phys., 53, 1126 [1970]).

[부극 시트의 제조][Production of negative electrode sheet]

얻어진 천연 흑연 입자 (a) 와 탄소질물 복합 입자 (b) 를 함유하는 부극 탄소재를 사용하여 활물질층 밀도 1.75±0.03 g/㎤ 인 활물질층을 갖는 극판을 제조하였다. An electrode plate having an active material layer having an active material layer density of 1.75 ± 0.03 g / cm 3 was produced by using the negative electrode carbon material containing the obtained natural graphite particles (a) and the carbonaceous composite particles (b).

구체적으로는, 상기 부극 탄소재 20.00±0.02 g 에, 1 질량% 카르복시메틸셀룰로오스 Na 염 (세로겐 4H, 다이이치 공업 제약사 제조) 수용액을 20.00±0.02 g (고형분 환산으로 0.200 g), 및 중량 평균 분자량 27 만의 스티렌·부타디엔고무 수성 디스퍼전 (BM400B, 닛폰 제온사 제조) 0.5±0.02 g (고형분 환산으로 0.1 g) 을 키엔스 제조 하이브리드 믹서로 5 분간 교반하고, 30 초 탈포하여 슬러리를 얻었다. Specifically, 20.00 ± 0.02 g (0.200 g in terms of solid content) of an aqueous solution of 1 mass% carboxymethylcellulose Na salt (Serigene 4H, manufactured by Daiichi Kogyo Pharmaceutical Co., Ltd.) was added to 20.00 ± 0.02 g of the negative electrode carbon material, 0.5 ± 0.02 g (0.1 g in terms of solid content) of a styrene-butadiene rubber aqueous disperser (BM400B, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) having a molecular weight of 270,000 was stirred with a hybrid mixer manufactured by Keith Corporation for 5 minutes and defoamed for 30 seconds to obtain a slurry.

상기 슬러리를, 집전체인 두께 18 ㎛ 의 구리박 위에, 부극재가 12.8±0.2 ㎎/㎠ 부착되도록 독터 블레이드법으로 폭 5 ㎝ 로 도포하고, 실온에서 풍건을 실시하였다. 다시 110 ℃ 에서 30 분 건조 후, 직경 20 ㎝ 의 롤러를 이용하여 롤 프레스하여, 활물질층의 밀도가 1.75 g/㎤ 가 되도록 조정하여 부극 시트를 얻었다. The slurry was coated on a copper foil having a thickness of 18 탆 as a current collector with a width of 5 cm by a doctor blade method so that the negative electrode material was adhered at 12.8 ± 0.2 mg / cm 2, and air drying was performed at room temperature. Dried again at 110 캜 for 30 minutes, and then rolled using a roller having a diameter of 20 cm to adjust the density of the active material layer to 1.75 g / cm 3 to obtain a negative electrode sheet.

[부극 시트의 평가][Evaluation of negative electrode sheet]

상기 방법으로 제조한 부극 시트의 초기 용량, 사이클 유지율을 하기 방법에 의해 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다. The initial capacity and cycle retention of the negative electrode sheet prepared by the above method were measured by the following methods. The results are shown in Table 1.

(1) 라미네이트형 전지의 제조 방법(1) Manufacturing method of laminate type battery

상기 방법으로 제조한 부극 시트를 6 ㎝×4 ㎝ 의 장방형으로 잘라내어 부극으로 하고, LiCoO2 로 이루어지는 정극을 동 면적으로 잘라내어 조합하였다. 부극과 정극 사이에는, 에틸렌카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 디메틸카보네이트의 혼합 용매에, LiPF6 을 1.2 ㏖/ℓ가 되도록 용해시키고, 또한 첨가제로서 비닐렌카보네이트를 2 체적% 첨가한 전해액을 함침시킨 세퍼레이터 (다공성 폴리에틸렌필름제) 를 놓고, 라미네이트형 전지를 제조하였다. 셀의 제조는, 수분값을 20 ppm 이하로 조정한 드라이 박스 내에서 실시하였다. The negative electrode sheet produced by the above method was cut into a rectangular shape of 6 cm x 4 cm to form a negative electrode, and a positive electrode made of LiCoO 2 was cut out to have the same area and combined. Between the negative electrode and the positive electrode, LiPF 6 was dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate and dimethyl carbonate to 1.2 mol / l, and a separator (made by impregnating an electrolytic solution containing 2% by volume of vinylene carbonate as an additive Manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was placed in the mold to prepare a laminate type battery. The cell was manufactured in a dry box in which the water content was adjusted to 20 ppm or less.

상기 방법으로 제조한 라미네이트형 전지를 12 시간 방치한 후, 전류 밀도 0.2 CmA/㎤ 로, 양 전극간의 전위차가 4.1 V 가 될 때까지 충전을 실시하고, 그 후 3 V 가 될 때까지 0.2 CmA/㎤ 로 방전을 실시하였다. 이것을 2 회 반복하고, 다시 동 전류값으로, 양 전극간의 전위차가 4.2 V 가 될 때까지 충전하여, 3.0 V 까지 방전하여 컨디셔닝을 실시하였다. After the laminate-type battery prepared by the above method was left for 12 hours, the battery was charged at a current density of 0.2 CmA / cm 3 until the potential difference between both electrodes reached 4.1 V, and then 0.2 CmA / Cm &lt; 3 &gt;. This was repeated twice, and the current was again charged until the potential difference between both electrodes reached 4.2 V, and the battery was discharged to 3.0 V for conditioning.

(2) 사이클 유지율의 측정 방법(2) Method of measuring cycle retention rate

후술하는 방법으로 제조한 라미네이트형 전지를 0.8 C 로 4.2 V 까지 충전, 0.5 C 로 3.0 V 까지의 방전을 반복하였다. 1 사이클째의 방전 용량을 초기 용량으로 하였다. 또 초기 용량에 대한 200 사이클째의 방전 용량 × 100 을 사이클 유지율 (%) 로 하였다. The laminate-type battery prepared by the method described later was charged to 0.8 V at 4.2 V, and discharging at 0.5 C to 3.0 V was repeated. The discharge capacity at the first cycle was regarded as the initial capacity. The discharging capacity at the 200th cycle with respect to the initial capacity x 100 was defined as the cycle holding ratio (%).

(3) 레이트 특성의 측정 방법(3) Method of measuring rate characteristics

1 C/0.2 C 방전 레이트 (%) 는 사이클의 개시 전의 전지에서 0.5 C 로 4.2 V 까지 충전, 계속해서 0.2 C 로 3.0 V 까지 방전했을 때의 방전 용량에 대한 0.5 C 로 4.2 V 까지 충전, 계속해서 1 C 로 3.0 V 까지 방전했을 때의 방전 용량의 비율로부터 산출하였다. The discharge rate (%) of 1 C / 0.2 C was charged to 4.2 V at 0.5 C in the battery before the start of the cycle, and then charged to 4.2 V at 0.5 C to the discharge capacity when discharged to 3.0 V at 0.2 C, And was calculated from the ratio of the discharge capacity when discharging to 3.0 V at 1 C.

·천연 흑연 입자 (a) 의 조제 방법Method for preparing natural graphite particles (a)

구형화 흑연을 니혼 연구 개발 공업 주식회사 제조의 정수압 분말 성형 장치를 이용하여 처리를 실시하였다. 구형화 흑연을 고무 용기에 충전하여 오일에 의한 가압 처리를 실시하였다. 조건은 가압 압력을 1000 또는 300 ㎏f/㎠, 가압 시간을 5 분간으로 하여, 성형물을 얻었다. 얻어진 성형물을 해머 밀로, 입경이 원래의 구형화 흑연과 동등해질 때까지 해쇄하여, 천연 흑연 입자 (a) 를 얻었다. Spheroidized graphite was processed by using a hydrostatic powder molding machine manufactured by Nihon R & D Co., Ltd. Spheroidized graphite was filled in a rubber container and pressurized with oil. The conditions were as follows: the pressing pressure was 1000 or 300 kgf / cm 2, and the pressing time was 5 minutes. The obtained molded product was pulverized with a hammer mill until the particle diameter became equal to the original spheroidizing graphite to obtain natural graphite particles (a).

얻어진 천연 흑연 입자 (a) 의 내부 공극률, 오목 부분의 직경 (D) 은 상기 방법에 의해 측정을 실시하였다. 내부 공극률, 오목 부분의 직경 (D)/d50 의 값을 표 1 에 정리하였다. The internal porosity of the obtained natural graphite particles (a) and the diameter (D) of the concave portion were measured by the above method. The inner porosity, and the diameter (D) / d50 of the concave portion are summarized in Table 1.

·탄소질물 복합 입자 (b) 의 조제 방법· Method for preparing carbon-carbon composite particles (b)

원료 흑연으로서 체적 기준 평균 입경이 17 ㎛ 인 구상 천연 흑연을 사용하였다. 조면화 공정으로서, 어스테크니카사 제조의 크립트론오브로 회전수 6900 rpm 으로 원료 흑연을 분쇄하여, 조면화 흑연 100 중량부에 대해 원료 유기물의 피치를 30 중량부의 비율로 니더를 이용하여 혼합하였다. 얻어진 혼합물을 성형한 후, 불활성 분위기 1000 ℃ 에서 소성, 탄소화하고, 다시 3000 ℃ 에서 흑연화하였다. 얻어진 흑연질물 피복 흑연을 조쇄, 미분쇄 처리하여, 탄소질물 복합 입자 (b) 의 분말 샘플을 얻었다. 얻어진 탄소질물 피복 흑연의 물성 평가의 결과 (흡유량, 비표면적, 라먼 R 값, 및 탭 밀도) 를 표 1 에 정리하였다. As raw material graphite, spherical natural graphite having a volume-based average particle diameter of 17 탆 was used. As the roughening process, raw graphite was pulverized at a revolution speed of 6900 rpm of Cryptron orbital manufactured by Earth Techica, and the pitch of the raw material organic material was mixed with 100 parts by weight of roughened graphite using a kneader at a ratio of 30 parts by weight. The resulting mixture was molded and fired in an inert atmosphere at 1000 占 폚, carbonized, and then graphitized at 3000 占 폚. The resulting graphite-covered graphite was pulverized and finely pulverized to obtain a powder sample of the carbonaceous composite particles (b). Table 1 shows the results (oil absorption amount, specific surface area, lemon R value, and tap density) of the obtained carbonaceous material-coated graphite.

(실시예 1 ∼ 4)(Examples 1 to 4)

천연 흑연 입자 (a) 와 탄소질물 복합 입자 (b) 인 탄소질물 피복 흑연으로서 조면화한 흑연질물 피복 흑연을 표 1 에 기재된 질량비 (a)/(a+b) 로 혼합하였다. 얻어진 탄소 재료를 사용하여 부극을 제조하고, 상기 방법에 의해 라미네이트형 전지를 제조하여, 초기 방전 용량과 200 사이클째의 방전 용량으로부터, 200 사이클 유지율을 산출하였다. The graphite-coated graphite, which is roughened as natural graphite particles (a) and carbonaceous substance-coated graphite as the carbonaceous composite particles (b), was mixed at a mass ratio (a) / (a + b) shown in Table 1. The negative electrode was produced using the obtained carbon material, and a laminate battery was produced by the above-mentioned method. From the initial discharge capacity and the discharge capacity at the 200th cycle, the maintenance rate of 200 cycles was calculated.

또, 0.5 C 로 4.2 V 까지 충전한 후에 방전 레이트 0.2 C 에 있어서의 방전 용량에 대한 0.5 C 로 4.2 V 까지 충전한 후에 방전 레이트 1 C 에 있어서의 방전 용량의 비에 의해, 방전 레이트 특성의 검토를 실시하였다. Further, after charging up to 4.2 V at 0.5 C, after charging to 4.2 V at 0.5 C with respect to the discharge capacity at discharge rate 0.2 C, examination of the discharge rate characteristic by the ratio of the discharge capacity at 1 C Respectively.

결과를 표 1 에 나타내었다. The results are shown in Table 1.

(비교예 1 ∼ 4)(Comparative Examples 1 to 4)

표 1 에 기재된 특성을 갖는 천연 흑연 입자 (a) 와 탄소질물 복합 입자 (b) 를 표 1 에 기재된 질량비로 혼합하여 탄소재를 얻은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 수법으로 전극을 제조하여 각종 측정을 실시하였다 (비교예 1 ∼ 3). 또, 탄소질물 복합 입자 (b) 를 단독으로 사용하여 실시예 1 과 동일한 수법으로 전극을 제조하여 각종 측정을 실시하였다 (비교예 4). 그 결과를 표 1 에 나타내었다. Electrodes were produced in the same manner as in Example 1 except that the carbon black composite particles (b) having the characteristics described in Table 1 and the carbon-dioxide composite particles (b) were mixed at the mass ratios shown in Table 1, (Comparative Examples 1 to 3). Further, an electrode was produced in the same manner as in Example 1 using the carbon-carbon composite particles (b) alone, and various measurements were carried out (Comparative Example 4). The results are shown in Table 1.

Figure 112013085609174-pct00001
Figure 112013085609174-pct00001

이상의 실시예와 비교예로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 4 에 있어서 천연 흑연 입자 (a) 와 탄소질물 복합 입자 (b) 를 혼합함으로써 초기 용량을 유지한 채, 사이클 유지율의 향상을 현저하게 보였다. As can be seen from the above Examples and Comparative Examples, the improvement in the cycle retention ratio was remarkable in Examples 1 to 4 while maintaining the initial capacity by mixing the natural graphite particles (a) and the carbonaceous particulate composite particles (b) .

특히 실시예 1 ∼ 3 및 비교예 4 에서는, 천연 흑연 입자 (a) 와 탄소질물 복합 입자 (b) 의 혼합물이면, (a) 와 (b) 의 질량비에 상관없이, 매우 높은 사이클 특성을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다. Particularly, in Examples 1 to 3 and Comparative Example 4, a mixture of the natural graphite particles (a) and the carbonaceous particulate composite particles (b) provides a very high cycle characteristic regardless of the mass ratio of (a) .

또, 실시예 1, 4 및 비교예 1 의 결과로부터, 천연 흑연 입자 (a) 에 가압 처리를 실시하여 내부 공극률을 낮춤으로써, 사이클 특성의 현저한 향상을 보였다. 가압 처리시에 부하되는 압력에 의해, 당해 내부 공극률은 제어할 수 있지만, 미처리시의 내부 공극률 25 % 로부터 20 % 로 저감된 것만으로도, 사이클 특성은 향상되었다. From the results of Examples 1 and 4 and Comparative Example 1, the natural graphite particles (a) were subjected to pressure treatment to lower the internal porosity, thereby remarkably improving the cycle characteristics. The internal porosity can be controlled by the pressure applied at the time of the pressurizing treatment, but the cycle characteristics are improved even when the internal porosity is reduced from 25% to 20% at the time of non-treatment.

이상으로부터, 본 발명에 관련된 비수계 이차 전지용 탄소재를 전극에 사용한 리튬 이온 이차 전지는, 높은 초기 방전 용량과 방전 레이트 특성을 유지한 채, 사이클 특성을 향상시켜, 이들 3 개의 전지 특성을 밸런스 양호하게 만족할 수 있다. 이들 특성은, 본 발명에 있어서의 천연 흑연 입자 (a) 와 탄소질물 복합 입자 (b) 를 혼합함으로써 비로서 달성되는 것이다. As described above, the lithium ion secondary battery using the carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery according to the present invention as an electrode can improve the cycle characteristics while maintaining a high initial discharge capacity and a discharge rate characteristic, . These properties are achieved by mixing the natural graphite particles (a) and the carbonaceous particulate composite particles (b) in the present invention.

본 발명을 상세하게, 또 특정한 실시양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고, 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다. Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments thereof, it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

본 출원은 2011년 3월 30일에 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2011-075483) 에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다. The present application is based on Japanese Patent Application (Japanese Patent Application No. 2011-075483) filed on March 30, 2011, the content of which is incorporated herein by reference.

산업상 이용가능성Industrial availability

본 발명에 관련된 탄소재는, 비수계 이차 전지용 탄소재로서 사용함으로써, 높은 초기 용량과 높은 레이트 특성을 유지한 채, 사이클 특성이 우수한 비수계 이차 전지, 그 중에서도 리튬 이온 이차 전지를 제공할 수 있다.The carbonaceous material according to the present invention can be used as a carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery to provide a non-aqueous secondary battery having excellent cycle characteristics while maintaining a high initial capacity and a high rate characteristic, and in particular, a lithium ion secondary battery.

D : 천연 흑연 입자 (a) 의 표면에 형성된 요철의 오목 부분에 있어서의 근사원의 직경
L : Hg 포로시메트리 측정에 있어서의 세공 분포 (적분 곡선)
M : Hg 포로시메트리 측정에 있어서의 적분 곡선의 기울기의 최소값 부분에 대한 접선
P : Hg 포로시메트리 측정에 있어서의 적분 곡선과 접선의 분기점
V : Hg 포로시메트리 측정에 있어서의 입자 내 세공량
D: Diameter of the approximate circle in the concave portion of the unevenness formed on the surface of the natural graphite particle (a)
L: Pore distribution in the measurement of Hg porosimetry (integral curve)
M: Tangent to the minimum value part of the slope of the integral curve in the Hg capture simulation
P: Integral curve and tangent point at the Hg capture system
V: amount of pores in the particle in measurement of Hg porosimetry

Claims (7)

내부 공극률이 1 % 이상 20 % 이하인 천연 흑연 입자 (a) 와 프탈산디부틸 흡유량이 0.31 ㎖/g 이상 0.85 ㎖/g 이하인 탄소질물 복합 입자 (b) 를 함유하는, 비수계 이차 전지용 탄소재.(B) having a natural graphite particle (a) having an internal porosity of 1% or more and 20% or less and a dibasic phthalate oil absorption of 0.31 ml / g or more and 0.85 ml / g or less. 제 1 항에 있어서,
상기 탄소질물 복합 입자 (b) 가 탄소질물 피복 흑연 입자인, 비수계 이차 전지용 탄소재.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon-carbon composite particles (b) are carbon-dioxide-coated graphite particles.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 천연 흑연 입자 (a) 는, 표면에 요철을 가지고 있고, 상기 요철의 오목 부분의 직경 (D) 이 상기 천연 흑연 입자 (a) 의 평균 입경 (d50) 에 대해 0.15 배 이상 7 배 이하인, 비수계 이차 전지용 탄소재.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the natural graphite particles (a) have irregularities on the surface and the ratio of the diameter (D) of the recessed portions of the unevenness to the average particle diameter (d50) of the natural graphite particles (a) Carbonaceous materials for water-based secondary batteries.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 탄소질물 복합 입자 (b) 의 비표면적이 0.5 ㎡/g 이상 6.5 ㎡/g 이하, 라먼 R 값이 0.03 이상 0.19 이하, 및 탭 밀도가 0.7 g/㎤ 이상 1.2 g/㎤ 이하인, 비수계 이차 전지용 탄소재.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the carbonaceous particulate composite particle (b) has a specific surface area of 0.5 m 2 / g or more and 6.5 m 2 / g or less, a Raman value of 0.03 or more and 0.19 or less, and a tap density of 0.7 g / cm 3 or more and 1.2 g / Battery charcoal material.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 천연 흑연 입자 (a) 와 상기 탄소질물 복합 입자 (b) 의 질량비 ((a)/{(a)+(b)}) 가 0.1 이상 0.9 이하인, 비수계 이차 전지용 탄소재.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the mass ratio ((a) / {(a) + (b)}) of the natural graphite particles (a) and the carbonaceous particulate composite particles (b) is 0.1 or more and 0.9 or less.
집전체와, 상기 집전체 위에 형성된 활물질층을 구비하는 비수계 이차 전지용 부극으로서,
상기 활물질층이 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 비수계 이차 전지용 탄소재를 함유하는, 비수계 이차 전지용 부극.
A negative electrode for a non-aqueous secondary battery comprising a current collector and an active material layer formed on the current collector,
A negative electrode for a non-aqueous secondary battery, wherein the active material layer contains the carbonaceous material for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 3.
정극 및 부극, 그리고, 전해질을 구비하는 비수계 이차 전지로서,
상기 부극이 제 6 항에 기재된 비수계 이차 전지용 부극인, 비수계 이차 전지.
1. A non-aqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte,
Wherein the negative electrode is the negative electrode for a non-aqueous liquid secondary battery according to claim 6.
KR1020137024877A 2011-03-30 2012-03-29 Carbon material and negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery Active KR101952464B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011075483 2011-03-30
JPJP-P-2011-075483 2011-03-30
PCT/JP2012/058473 WO2012133700A1 (en) 2011-03-30 2012-03-29 Carbon material and negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140010406A KR20140010406A (en) 2014-01-24
KR101952464B1 true KR101952464B1 (en) 2019-02-26

Family

ID=46931402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137024877A Active KR101952464B1 (en) 2011-03-30 2012-03-29 Carbon material and negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2012216537A (en)
KR (1) KR101952464B1 (en)
CN (1) CN103460459B (en)
WO (1) WO2012133700A1 (en)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014011076A (en) * 2012-06-29 2014-01-20 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof
CN103078089B (en) * 2012-12-03 2015-06-03 湖州创亚动力电池材料有限公司 Composite graphite cathode material for high-capacity lithium ion battery, and its preparation method
JP6201425B2 (en) * 2013-05-23 2017-09-27 日立化成株式会社 Negative electrode material for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
KR20150065041A (en) * 2013-12-04 2015-06-12 (주)포스코켐텍 Negative electrode active material for rechargeable lithium battery, method for preparing the same and rechargeable lithium battery using the same
KR101428621B1 (en) 2014-01-07 2014-09-23 국방과학연구소 Electrode containing heterocyclic compounds or salt comprising nitrogen or oxygen groups for lithium secondary batteries, and lithium secondary batteries containing the same
KR101836026B1 (en) * 2014-03-25 2018-03-07 히타치가세이가부시끼가이샤 Negative electrode material for lithium-ion secondary cell, method for manufacturing negative electrode material for lithium-ion secondary cell, negative electrode material slurry for lithium-ion secondary cell, negative electrode for lithium-ion secondary cell, and lithium-ion secondary cell
KR102406753B1 (en) * 2014-07-07 2022-06-08 미쯔비시 케미컬 주식회사 Carbon material, method for producing carbon material, and non-aqueous secondary battery using carbon material
JP6412520B2 (en) * 2015-06-01 2018-10-24 Jfeケミカル株式会社 Carbonaceous coated graphite particles for lithium ion secondary battery anode material, lithium ion secondary battery anode and lithium ion secondary battery
WO2019031543A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 昭和電工株式会社 Negative electrode active material for secondary battery, and secondary battery
EP3809495A4 (en) * 2018-06-15 2021-07-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery
CN112292773B (en) 2018-06-15 2024-07-30 松下新能源株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
CN112368307B (en) * 2018-07-20 2022-11-01 株式会社吴羽 Particulate vinylidene fluoride polymer and process for producing particulate vinylidene fluoride polymer
KR102323423B1 (en) * 2018-09-07 2021-11-05 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for rechargeable lithium battery, method for preparing same, negative electrode including the same and rechargeable lithium battery including the same
CN109888284B (en) * 2018-12-29 2020-05-01 湖南晋烨高科股份有限公司 Lithium ion battery cathode material, lithium ion battery cathode, lithium ion battery, battery pack and battery power vehicle
WO2020218083A1 (en) * 2019-04-24 2020-10-29 三洋電機株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP7247064B2 (en) * 2019-09-13 2023-03-28 株式会社東芝 Electrodes, secondary batteries, battery packs, and vehicles
EP4071849B1 (en) * 2019-12-06 2024-04-17 Panasonic Energy Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2021117480A1 (en) * 2019-12-09 2021-06-17 三洋電機株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20210111568A (en) 2020-03-03 2021-09-13 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing same, and rechargeable lithium battery including the same
KR102787813B1 (en) 2020-03-03 2025-03-26 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same
JP7504825B2 (en) * 2021-03-16 2024-06-24 プライムアースEvエナジー株式会社 Method for manufacturing non-aqueous electrolyte secondary battery
CA3234344A1 (en) * 2021-08-17 2023-02-23 Jfe Chemical Corporation Coated spheroidized graphite, negative electrode for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery
CN115394999A (en) * 2022-09-30 2022-11-25 宁德新能源科技有限公司 Negative electrode active material, electrochemical device and electronic device
EP4517883A1 (en) * 2022-11-25 2025-03-05 Contemporary Amperex Technology (Hong Kong) Limited Secondary battery and electric device
WO2024241959A1 (en) * 2023-05-22 2024-11-28 株式会社Gsユアサ Negative electrode for nonaqueous electrolyte power storage elements, and nonaqueous electrolyte power storage element
WO2025141659A1 (en) * 2023-12-25 2025-07-03 株式会社レゾナック Negative electrode material for lithium-ion secondary battery, negative electrode for lithium-ion secondary battery, lithium-ion secondary battery, and method for producing negative electrode material for lithium-ion secondary battery

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3285520B2 (en) 1996-08-08 2002-05-27 日立化成工業株式会社 Graphite particles, method for producing graphite particles, graphite paste using graphite particles, negative electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JPH11265716A (en) * 1998-03-16 1999-09-28 Denso Corp Negative electrode active material for lithium secondary battery and its manufacture
JP3534391B2 (en) 1998-11-27 2004-06-07 三菱化学株式会社 Carbon material for electrode and non-aqueous secondary battery using the same
JP3528671B2 (en) * 1999-04-12 2004-05-17 日立化成工業株式会社 Carbon powder for negative electrode of lithium secondary battery, negative electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP4499498B2 (en) 2003-07-16 2010-07-07 関西熱化学株式会社 Negative electrode material for lithium ion secondary battery, method for producing the same, negative electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery using the negative electrode material
US7563543B2 (en) * 2003-07-16 2009-07-21 The Kansai Coke And Chemicals Co., Ltd. Negative electrode of lithium ion secondary battery obtained by isostatically pressing a spherical graphite to eliminate voids therein
CN100347887C (en) * 2005-04-20 2007-11-07 深圳市贝特瑞电子材料有限公司 Composite graphite negative electrode material for lithium ion secondary cell and its preparation method
JP5064728B2 (en) 2005-06-27 2012-10-31 三菱化学株式会社 Graphite composite particles for non-aqueous secondary battery, negative electrode active material containing the same, negative electrode and non-aqueous secondary battery
TW200746523A (en) * 2006-01-30 2007-12-16 Tokai Carbon Kk Negative electrode material for lithium ion secondary battery and process for producing the same
US9490499B2 (en) * 2006-07-19 2016-11-08 Nippon Carbon Co., Ltd. Negative electrode active material for lithium ion rechargeable battery and negative electrode using the same
JP5268018B2 (en) * 2006-12-26 2013-08-21 三菱化学株式会社 Non-aqueous secondary battery composite graphite particles, negative electrode material containing the same, negative electrode and non-aqueous secondary battery
KR100981909B1 (en) * 2008-04-15 2010-09-13 애경유화 주식회사 Anode active material for lithium secondary battery, manufacturing method thereof and lithium secondary battery comprising same
JP6029200B2 (en) * 2008-10-06 2016-11-24 日本カーボン株式会社 Method for producing negative electrode active material for lithium ion secondary battery
CN101499530B (en) * 2009-03-04 2011-05-04 深圳市崧鼎实业有限公司 Multi-multiplying power charging-discharging lithium ion battery and method for producing the same
CN101916847A (en) * 2010-08-19 2010-12-15 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 Anode material for lithium ion power battery and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140010406A (en) 2014-01-24
CN103460459B (en) 2016-01-20
WO2012133700A1 (en) 2012-10-04
JP2012216537A (en) 2012-11-08
CN103460459A (en) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101952464B1 (en) Carbon material and negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery
KR101641749B1 (en) Negative electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using same
JP5668308B2 (en) Negative electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP5268018B2 (en) Non-aqueous secondary battery composite graphite particles, negative electrode material containing the same, negative electrode and non-aqueous secondary battery
KR101942599B1 (en) Negative electrode carbon material for non-aqueous secondary battery, negative electrode, and non-aqueous secondary battery
KR20130113439A (en) Carbon material for negative electrode of nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing same, negative electrode of nonaqueous secondary battery using same, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6127426B2 (en) Non-aqueous secondary battery carbon material, negative electrode, and non-aqueous secondary battery
JP2012033375A (en) Carbon material for nonaqueous secondary battery
JP7248019B2 (en) Negative electrode material for non-aqueous secondary battery, negative electrode for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
JP2014060124A (en) Negative electrode material for nonaqueous secondary battery, negative electrode for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery
JP2012033376A (en) Negative electrode active material for nonaqueous secondary battery
JP5724199B2 (en) Anode material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery
TW201822394A (en) Anode material for lithium ion secondary battery, anode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP2013229343A (en) Composite graphite particle for nonaqueous secondary battery, negative electrode material containing the same, negative electrode and nonaqueous secondary battery
WO2014057690A1 (en) Composite carbon particle and lithium-ion secondary cell using same
JP7388109B2 (en) Negative electrode materials for non-aqueous secondary batteries, negative electrodes for non-aqueous secondary batteries, and non-aqueous secondary batteries

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20130923

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20170328

Comment text: Request for Examination of Application

PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20170927

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20180418

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20190121

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20190220

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20190220

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220119

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240119

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250108

Start annual number: 7

End annual number: 7