负极活性物质粒子和负极活性物质粒子的制造方法技术

本发明专利技术涉及负极活性物质粒子和负极活性物质粒子的制造方法。提供制造具有优异的锂离子传导性且成形性也优异的负极活性物质粒子的方法。负极活性物质粒子的制造方法，其具备：第1工序，其中使具有细孔的碳粒子与具有锂离子传导性的离子液体接触，使所述离子液体流入所述细孔的内部；和第2工序，其中在第1工序后，将碳粒子洗净的同时使所述离子液体残留于细孔的内部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及负极活性物质粒子和负极活性物质粒子的制造方法。
技术介绍
作为电池的负极活性物质正在使用碳。例如，在专利文献1中，公开了使用碳材料作为负极活性物质的全固体锂电池。另外，在专利文献2中，公开了使用含有含硫材料、离子液体和无机固体电解质的正极合剂的锂电池，并公开了可在负极中使用碳的主旨。另外，在专利文献3中，公开了用离子液体充满负极活性物质粒子间的锂电池，作为负极活性物质，例示了碳石墨、介孔碳等。现有技术文献专利文献1：特开2003－068361号公报专利文献2：特开2013－191547号公报专利文献3：特开2008－300173号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在碳粒子中存在细孔。因此，在使用碳粒子作为负极活性物质的情况下，确保该细孔中的离子通道成为问题。在如专利文献1所公开的那样的全固体锂电池中，由于使用固体电解质作为电解质，因此难以使电解质进入该细孔中，该细孔中不能确保离子通道。因此，有可能电阻增大，放电容量变小。另一方面，为了使电极中的离子通道增加，如专利文献2、3所公开的那样，认为用离子液体充满活性物质粒子间是有效的。但是，在用离子液体充满负极活性物质粒子间的情况下，电池制作时的压制成形性变差。因此，在使用碳粒子作为负极活性物质的情况下，难以兼顾负极的离子传导性的提高(特别是细孔中的离子通道的确保)和成形性的确保。因此，本专利技术的课题在于，提供可兼顾离子传导性的提高和成形性的确保的负极活性物质粒子和负极活性物质粒子的制造方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术采用以下构成。即，第1本专利技术为负极活性物质粒子的制造方法，该方法具备：第1工序，其中使具有细孔的碳粒子与具有锂离子传导性的离子液体接触，使离子液体流入细孔的内部；和第2工序，其中在第1工序后，将碳粒子洗净的同时使离子液体残留于细孔的内部。在本专利技术中，“使具有细孔的碳粒子与具有锂离子传导性的离子液体接触”除了包括例如使碳粒子浸渍在离子液体(或包含离子液体的溶剂)中的实施方式以外，还包括将离子液体(或包含离子液体的溶剂)喷吹至碳粒子从而用离子液体将碳粒子弄湿的实施方式等。“将碳粒子洗净的同时使离子液体残留于细孔的内部”是指将碳粒子洗净，以将存在于碳粒子的外表面(碳粒子表面中没有形成细孔的内壁的面)的多余离子液体优先除去，另一方面，使离子液体残留于细孔的内部。“洗净”只要是能够将离子液体从碳粒子表面物理除去的操作即可。由于存在于碳粒子表面的离子液体与存在于细孔的内部的离子液体相比，存在于细孔外部的离子液体易于通过洗净而被除去，因此通过常规的洗净操作，可“将碳粒子洗净的同时使离子液体残留于细孔的内部”。在根据第1本专利技术的第1工序中，优选在使碳粒子含浸离子液体之后将体系内减压，由此使存在于细孔的内部的气体排出至细孔外部，使离子液体流入细孔的内部。通过减压下的含浸，能够使碳粒子的细孔的内部的气体有效排出至细孔外部，能够使离子液体有效流入碳粒子的细孔的内部。在根据第1本专利技术的第2工序中，优选利用有机溶剂将碳粒子洗净。由此，能够将存在于碳粒子的细孔外部的离子液体从碳粒子表面有效除去。在本专利技术中，优选离子液体包含TFSA阴离子。在第1本专利技术中，碳粒子优选为石墨粒子，特别优选为天然石墨粒子。在石墨粒子中存在大量细孔，由本专利技术带来的效果变得更显著。在第1本专利技术中，优选碳粒子的粒径为0.1μm以上50μm以下。在第1本专利技术中，优选碳粒子的比表面积为超过0.5m2/g且10m2/g以下。在第1本专利技术中，优选负极活性物质粒子的比表面积为0.5m2/g以上2m2/g以下。在本专利技术中，离子液体存在于碳粒子的细孔中，由此负极活性物质粒子的比表面积变得小于碳粒子自身的比表面积。第2本专利技术为负极的制造方法，其具备：对包含通过根据第1本专利技术的制造方法制造的负极活性物质粒子的负极合剂进行加压成形的工序。第3本专利技术为锂电池的制造方法，其具备：配置通过根据第2本专利技术的制造方法制造的负极，使该负极与无机固体电解质层的一面相接触的工序；和将正极配置于无机固体电解质层的另一面的工序。第4本专利技术为负极活性物质粒子，其具备具有细孔的碳粒子和配置于碳粒子的细孔的内部的具有锂离子传导性的离子液体，碳粒子的比表面积的值(A)与负极活性物质粒子的比表面积的值(B)的比(B/A)为0.80以下。予以说明，“比表面积”是指通过BET法测定的比表面积。在第4本专利技术中，优选为这样的负极活性物质粒子，其中碳粒子的细孔径为100nm以下的细孔的容积(C)与负极活性物质粒子的细孔径为100nm以下的细孔的容积(D)的比(D/C)为0.80以下。予以说明，“细孔径为100nm以下的细孔的容积”是指通过BET法测定的容积。“细孔径”是指细孔开口部处的最大直径。第5本专利技术为负极活性物质粒子，其具备具有细孔的碳粒子和配置于碳粒子的细孔的内部的具有锂离子传导性的离子液体，碳粒子的细孔径为100nm以下的细孔的容积(C)与负极活性物质粒子的细孔径为100nm以下的细孔的容积(D)的比(D/C)为0.80以下。专利技术效果根据本专利技术，在第1工序中能够将离子液体配置于碳粒子的细孔部分，且在第2工序中能够将离子液体从碳粒子的外表面(碳粒子表面中没有形成细孔的内壁的面，在形成负极的情况下为可成为与碳粒子彼此的接触面的面)有效除去的同时使离子液体残留于该细孔部分中。因此，能够得到碳粒子没有“粘性”、可作为粉体合适地压制成形、同时还确保细孔内的离子传导性的粒子。即，根据本专利技术，能够制造可兼顾离子传导性的提高和成形性的确保的负极活性物质粒子。附图说明图1是用于说明负极活性物质粒子的制造方法的流程图。图2是用于说明负极活性物质粒子的制造方法的示意图。图3是用于说明负极的制造方法的示意图。图4用于说明锂电池的实施方式的示意图。图5是示出放电容量维持率的评价结果的图。图6是示出交流阻抗的评价结果的图。附图标记说明1碳粒子1a细孔2离子液体10负极活性物质粒子15负极合剂20负极30无机固体电解质层40正极50锂电池具体实施方式1.负极活性物质粒子的制造方法一边参照图1、2，一边对根据第1实施方案的本专利技术的负极活性物质粒子10的制造方法S10进行说明。如图1、2所示，制造方法S10具备：第1工序(S1)，其中使具有细孔1a的碳粒子1与具有锂离子传导性的离子液体2接触，使离子液体2流入细孔1a的内部；和第2工序(S2)，其中在第1工序(S1)后，将碳粒子1洗净的同时使离子液体2残留于细孔1a的内部。1.1.碳粒子1如图2(A)示意性地所示那样，本专利技术中可使用的碳粒子1为具有细孔的碳粒子。这样的碳粒子1只要是迄今为止可用作负极活性物质的碳粒子即可。可举出天然石墨、人造石墨这样的石墨粒子，硬碳，软碳，中间碳微球(MCMB)等。其中优选石墨粒子，特别优选天然石墨粒子。这是由于石墨粒子中存在大量细孔，由本专利技术带来的效果变得更显著。碳粒子1的细孔1a的细孔径不特别限定。可根据碳粒子1的种类、大小来采用任意的细孔径。另外，碳粒子1的细孔1a的深度不特别限定。可根据碳粒子1的种类、大小来采用任意的深度。碳粒子1的粒径优选为0.1μm以上50μm以下。粒径的下限更优选为1μm以上，特别优选为2μm以上，上限更优选为30μm本文档来自技高网...

【技术保护点】
负极活性物质粒子的制造方法，其具备：第1工序，其中使具有细孔的碳粒子与具有锂离子传导性的离子液体接触，使所述离子液体流入所述细孔的内部；和第2工序，其中在所述第1工序后，将所述碳粒子洗净的同时使所述离子液体残留于所述细孔的内部。

【技术特征摘要】
2015.08.31 JP 2015-1712841.负极活性物质粒子的制造方法，其具备：第1工序，其中使具有细孔的碳粒子与具有锂离子传导性的离子液体接触，使所述离子液体流入所述细孔的内部；和第2工序，其中在所述第1工序后，将所述碳粒子洗净的同时使所述离子液体残留于所述细孔的内部。2.权利要求1所述的制造方法，其中，在所述第1工序中，在使所述碳粒子含浸所述离子液体之后将体系内减压，由此使存在于所述细孔的内部的气体排出至该细孔的外部，使所述离子液体流入所述细孔的内部。3.权利要求1或2所述的制造方法，其中，在所述第2工序中，利用有机溶剂将所述碳粒子洗净。4.权利要求1～3任一项所述的制造方法，其中，所述离子液体包含TFSA阴离子。5.权利要求1～4任一项所述的制造方法，其中，所述碳粒子为石墨粒子。6.权利要求5所述的制造方法，其中，所述石墨粒子为天然石墨粒子。...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口裕之，中西真二，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP