碳材料组合物、负极以及二次电池的制作方法

本发明涉及碳材料组合物、负极以及二次电池。

背景技术：

1、近年来，随着电子设备的小型化，对高容量二次电池的需求逐渐提高。特别是，与镍镉电池、镍氢电池相比，能量密度更高、充放电特性优异的二次电池，尤其是锂离子二次电池受到关注。作为锂离子二次电池，开发了由能够吸留/释放锂离子的正极和负极、以及溶解有lipf6、libf4等锂盐的非水电解液构成的非水系锂二次电池，并已实用化。

2、以往，对锂离子二次电池的高性能化进行了广泛研究，但近年来，要求锂离子二次电池的进一步高性能化。例如，专利文献1公开了一种负极材料，其控制了每单位包覆率的粒子内的细孔容积、粒子内的空隙的峰值。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：国际公开第2023/181705号

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、如专利文献1所述，通过将相对于某一粒径具有小的粒径峰的粒子混合一定数量以上，能维持粒子之间的电接触，具有电池的高容量维持率。但是，专利文献1的碳材料存在快速充放电特性恶化这样的问题。

3、本发明是鉴于这样的问题而完成的，本发明的目的在于提供一种碳材料组合物，该碳材料组合物能抑制使用了该碳材料组合物的负极的快速充放电特性的恶化，且电池的容量维持率优异。

4、用于解决问题的方案

5、本发明人等为解决上述问题而反复进行了深入研究，结果发现，通过制成后述的碳材料组合物，能抑制负极的快速充放电特性的恶化，且电池的容量维持率优异，从而完成了本发明。

6、即，本发明的主旨如下所述。

7、本发明的方案1是一种碳材料组合物，其中，体积基准的粒径分布中3μm以下的粒子的比例为16.0%～40.0%，亚麻籽油的吸油量测定中的最大扭矩为13.0nm以下。

8、本发明的方案2是一种碳材料组合物，其是体积基准的粒径分布中3μm以下的粒子的比例为16.0%～40.0%的碳材料组合物，其中，将所述碳材料组合物制成极板时的比表面积sae相对于粉体状的所述碳材料组合物的比表面积sap的比率（sae/sap）为0.70～1.00。

9、（在此，比表面积sae是使用了所述碳材料组合物的极板的比表面积。）

10、需要说明的是，本发明的方案2只要是满足上述要件的碳材料组合物即可，可以满足方案1的碳材料组合物的要件，也可以不满足。

11、本发明的方案3是方案1或2的碳材料组合物，其中，体积基准的粒径分布中3μm以下的粒子的比例为25.0%～40.0%。

12、本发明的方案4是方案2或3的碳材料组合物，其中，将所述碳材料组合物制成极板时的比表面积sae相对于粉体状的所述碳材料组合物的比表面积sap的比率（sae/sap）为0.70～0.89。

13、本发明的方案5是方案1～4中任一项的碳材料组合物，其中，圆形度为0.85以上。

14、本发明的方案6是方案1～5中任一项的碳材料组合物，其中，将使用了所述碳材料组合物的极板压制至1.54g/cm3所需的载荷为640～750kgf/5cm。

15、本发明的方案7是方案1～6中任一项的碳材料组合物，其中，将使用了所述碳材料组合物的极板压制至1.54g/cm3所需的载荷为640～700kgf/5cm。

16、本发明的方案8是方案1～7中任一项的碳材料组合物，其中，所述碳材料组合物包含碳材料（a）和碳材料（b），所述碳材料（a）和所述碳材料（b）包含石墨，所述碳材料（b）为导电助剂，所述碳材料（a）为与所述碳材料（b）不同的碳材料。

17、本发明的方案9是方案8的碳材料组合物，其中，所述碳材料（a）包含石墨（a1），所述石墨（a1）为被非晶质碳质物和石墨质物中的至少一者包覆的石墨。

18、本发明的方案10是方案9的碳材料组合物，其中，相对于所述石墨（a1）100质量%，所述非晶质碳质物和所述石墨质物中的至少一者的合计含量为0.1～15质量%。

19、本发明的方案11是方案9或10的碳材料组合物，其中，所述石墨（a1）的振实密度为1.00g/cm3以上。

20、本发明的方案12是方案9～11中任一项的碳材料组合物，其中，所述石墨（a1）的比表面积小于3.5m2/g。

21、本发明的方案13是方案9～12中任一项的碳材料组合物，其中，所述石墨（a1）的体积基准平均粒径d50为13μm以上且17μm以下。

22、本发明的方案14是方案8～13中任一项的碳材料组合物，其中，所述碳材料（a）包含球形化石墨（a2）。

23、本发明的方案15是方案14的碳材料组合物，其中，所述球形化石墨（a2）的振实密度为0.80g/cm3以上。

24、本发明的方案16是方案14或15的碳材料组合物，其中，所述球形化石墨（a2）的比表面积为3.5m2/g以上。

25、本发明的方案17是方案14～16中任一项的碳材料组合物，其中，所述球形化石墨（a2）的体积基准平均粒径d50为14μm以上且18μm以下。

26、本发明的方案18是方案8～17中任一项的碳材料组合物，其中，所述碳材料（b）包含人造石墨（b1）。

27、本发明的方案19是方案18的碳材料组合物，其中，所述人造石墨（b1）的振实密度为0.95g/cm3以上。

28、本发明的方案20是方案18或19的碳材料组合物，其中，所述人造石墨（b1）的比表面积为2.5m2/g以上。

29、本发明的方案21是方案18～20中任一项的碳材料组合物，其中，所述人造石墨（b1）的体积基准平均粒径d50为7μm以上且12μm以下。

30、本发明的方案22是方案8～21中任一项的碳材料组合物，其中，相对于碳材料（a）的含量100质量份，所述碳材料（b）的含量的比率为0.01质量份～30质量份。

31、本发明的方案23是方案8～22中任一项的碳材料组合物，其中，所述碳材料组合物的振实密度为0.80g/cm3以上。

32、本发明的方案24是方案8～23中任一项的碳材料组合物，其中，粉体状的所述碳材料组合物的比表面积sap为3.0m2/g以上且5.0m2/g以下。

33、本发明的方案25是方案8～24中任一项的碳材料组合物，其中，所述碳材料组合物的亚麻籽油吸油量为41.1ml/100g以下。

34、本发明的方案26是方案8～25中任一项的碳材料组合物，其中，所述碳材料组合物的体积基准平均粒径d50为13μm以上且17μm以下。

35、本发明的方案27是一种负极，其包含集电体和形成于所述集电体上的活性物质层，所述活性物质层包含方案1～26中任一项的碳材料组合物。

36、本发明的方案28是一种二次电池，其包含正极、负极以及电解质，所述负极为方案27的负极。

37、发明效果

38、通过制成使用了本发明的碳材料组合物的负极，快速充放电特性的恶化被抑制。此外，本发明的碳材料组合物的电池容量维持率优异。