锂离子二次电池用负极材料的制造方法及锂离子二次电池的制造方法与流程

专利2025-04-30  24


本公开涉及锂离子二次电池用负极材料的制造方法和锂离子二次电池的制造方法。


背景技术:

1、锂离子二次电池与镍镉电池、镍氢电池、铅蓄电池等其他二次电池相比,能量密度高,因此被广泛用作笔记本电脑、手机等便携式电子产品用的电源。期待将锂离子二次电池用于比较小型的电子产品的同时,还用于电动汽车、蓄电用电源等。

2、作为锂离子二次电池的负极的材料(负极材料),广泛使用石墨。作为使用石墨的负极材料的制造方法,例如,专利文献1中记载了如下方法:对混合碳材料和粘合剂等而得到的混合物进行粉碎,使用模具将得到的粉碎物成型,在该状态下进行石墨化处理,将得到的石墨化物进一步粉碎。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1:国际公开第2015/147012号


技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、对于电子产品、电动汽车、蓄电用电源等的锂离子二次电池的需求提高,与此相伴,要求提高锂离子二次电池用负极材料的制造效率。

3、从锂离子二次电池用负极材料的制造效率的观点出发,本发明人等探讨了如下方法:将包含可石墨化的骨料和可石墨化的粘合剂的混合物成型,将成型物石墨化而制成石墨化物,进而将石墨化物粉碎而得到粉碎物,由此制造锂离子二次电池用负极材料。

4、在制造上述锂离子二次电池用负极材料的方法中,从提高成型物的操作性(例如石墨化处理等中的操作性)等观点出发,希望提高成型物的强度。进而,从锂离子二次电池用负极材料的制造容易性等观点出发,希望在制成石墨化物时能够容易地粉碎石墨化物。

5、鉴于上述情况,本公开的课题在于提供一种能够制造强度优异的成型物且能够容易地粉碎石墨化物的、锂离子二次电池用负极材料的制造方法和包含该负极材料的制造方法的锂离子二次电池的制造方法。

6、用于解决课题的手段

7、用于解决上述课题的具体手段包括以下的实施方式。

8、<1>一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其包括:

9、(a)得到包含可石墨化的骨料和可石墨化的粘合剂的混合物的工序,

10、(b)将上述混合物成型而得到成型物的工序,

11、(c)将上述成型物石墨化而得到石墨化物的工序,和

12、(d)将上述石墨化物粉碎而得到粉碎物的工序;

13、上述粘合剂包含水系粘合剂,上述水系粘合剂含有具有水溶性或吸水性的高分子化合物。

14、<2>如<1>所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,在所述得到成型物的工序中,将上述混合物成型而得到密度大于或等于1.25g/cm3的成型物。

15、<3>一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其包括:

16、(a)得到包含可石墨化的骨料和可石墨化的粘合剂的混合物的工序,

17、(b)将上述混合物成型而得到密度大于或等于1.25g/cm3的成型物的工序,

18、(c)将上述成型物石墨化而得到密度小于或等于1.20g/cm3的石墨化物的工序,和

19、(d)将上述石墨化物粉碎而得到粉碎物的工序。

20、<4>一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其包括:

21、(a)得到包含可石墨化的骨料和可石墨化的粘合剂的混合物的工序,

22、(b)通过挤出成型将上述混合物成型而得到成型物的工序,

23、(c)将上述成型物石墨化而得到密度小于或等于1.50g/cm3的石墨化物的工序,和

24、(d)将上述石墨化物粉碎而得到粉碎物的工序。

25、<5>如<3>或<4>所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,上述粘合剂包含水系粘合剂,上述水系粘合剂含有具有水溶性或吸水性的高分子化合物。

26、<6>如<1>、<2>和<5>中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,上述具有水溶性或吸水性的高分子化合物包含选自由淀粉、直链淀粉、支链淀粉、聚丙烯酸、羧甲基纤维素、聚乙烯醇和水溶性蛋白质组成的组中的至少一种。

27、<7>如<1>、<2>、<5>和<6>中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,上述混合物中的水分的含有率相对于上述混合物总量为10质量%~50质量%。

28、<8>如<1>~<7>中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,上述混合物中的上述粘合剂的含有率相对于上述混合物总量为3质量%~30质量%。。

29、<9>如<1>~<8>中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,上述骨料包含经煅烧的焦炭。

30、<10>如<1>~<9>中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,上述骨料包含未进行热处理的生焦炭。

31、<11>一种锂离子二次电池的制造方法,其包括:

32、通过<1>~<10>中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法制造锂离子二次电池用负极材料的工序,和

33、使用上述锂离子二次电池用负极材料来制作负极的工序。

34、发明效果

35、根据本公开,能够提供一种可制造强度优异的成型物且能够容易地粉碎石墨化物的、锂离子二次电池用负极材料的制造方法和包含该负极材料的制造方法的锂离子二次电池的制造方法。



技术特征:

1.一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其包括:

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,在所述得到成型物的工序中,将所述混合物成型而得到密度大于或等于1.25g/cm3的成型物。

3.一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其包括:

4.一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其包括:

5.根据权利要求3或4所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,所述粘合剂包含水系粘合剂,所述水系粘合剂含有具有水溶性或吸水性的高分子化合物。

6.根据权利要求1、2和5中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,所述具有水溶性或吸水性的高分子化合物包含选自由淀粉、直链淀粉、支链淀粉、聚丙烯酸、羧甲基纤维素、聚乙烯醇及水溶性蛋白质组成的组中的至少一种。

7.根据权利要求1、2、5和6中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,所述混合物中的水分的含有率相对于所述混合物总量为10质量%~50质量%。

8.根据权利要求1~7中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,所述混合物中的所述粘合剂的含有率相对于所述混合物总量为3质量%~30质量%。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,所述骨料包含经煅烧的焦炭。

10.根据权利要求1~9中任一项所述的锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其中,所述骨料包含未进行热处理的生焦炭。

11.一种锂离子二次电池的制造方法,其包括:


技术总结
一种锂离子二次电池用负极材料的制造方法,其包括:(a)得到包含可石墨化的骨料和可石墨化的粘合剂的混合物的工序、(b)将所述混合物成型而得到成型物的工序、(c)将所述成型物石墨化而得到石墨化物的工序、和(d)将所述石墨化物粉碎而得到粉碎物的工序;所述粘合剂包含水系粘合剂,所述水系粘合剂含有具有水溶性或吸水性的高分子化合物。

技术研发人员:松本喜幸,内山庆纪,土屋秀介,小沼宏生,上条祐一
受保护的技术使用者:株式会社力森诺科
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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