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JP2024118190A - Composite carbon particles, electricity storage device, and method for producing composite carbon particles. - Google Patents

Composite carbon particles, electricity storage device, and method for producing composite carbon particles. Download PDF

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JP2024118190A JP2023024477A JP2023024477A JP2024118190A JP 2024118190 A JP2024118190 A JP 2024118190A JP 2023024477 A JP2023024477 A JP 2023024477A JP 2023024477 A JP2023024477 A JP 2023024477A JP 2024118190 A JP2024118190 A JP 2024118190A
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Abstract

To enhance a high-rate characteristic of a power storage device.SOLUTION: A composite carbon particle is a composite carbon particle obtained by composing a graphite particle and an amorphous carbon, and has a pore diameter calculated by a nitrogen adsorption measurement of 40 μL/g or more and an average pore diameter calculated by the nitrogen adsorption measurement of 7 nm. A manufacturing method of the composite carbon particle, comprises: a granulation step of obtaining a granulation powder by using a raw material liquid containing a graphite particle and a metal carboxylate; a thermal processing step of generating a metal and/or a metal chemical compound, derived from the metal carboxylate while performing a thermal processing to the granulation powder to carbonize it; and a removing step of removing the metal and/or the metal chemical compound from the granulation power after the thermal processing step.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、複合炭素粒子、蓄電デバイス及び複合炭素粒子の製造方法に関する。 This disclosure relates to composite carbon particles, electricity storage devices, and methods for producing composite carbon particles.

従来、MAG(Massive Artificial Graphite)やPLGL(Porous Lithiated Graphite Lamina)などの黒鉛負極を用い、黒鉛の充放電容量(黒鉛へのリチウムの挿入脱離容量)に加えて、黒鉛上でのリチウムの析出溶解容量を利用する二次電池が検討されている(例えば、非特許文献1~2参照)。また、本発明者らは、不織布状の炭素繊維集合体を負極に用い、炭素繊維の充放電容量(炭素繊維へのリチウム挿入脱離容量)に加えて、炭素繊維上でのリチウム析出溶解容量を利用する二次電池を提案している(例えば、特許文献1~4参照)。さらに、炭素材料を骨格としてリチウム金属を支持する炭素リチウム複合粉末を負極に用い、炭素材料へのリチウム挿入脱離容量に加えて、リチウムの析出溶解容量を利用する二次電池も提案されている(例えば、特許文献5参照)。このように、負極でのリチウム挿入脱離容量に加えて、負極でのリチウム析出溶解容量を利用することで、二次電池のエネルギー密度を高めることができる。また、ハードカーボンのサブナノ細孔へのリチウム金属の貯蔵を利用した二次電池も検討されている(例えば、非特許文献3参照)。このように、ハードカーボンのサブナノ細孔を利用することで、リチウム金属のデンドライト成長を抑制し、二次電池のクーロン効率やサイクル安定性を高めることができるとしている。 Conventionally, secondary batteries have been studied that use graphite negative electrodes such as MAG (Massive Artificial Graphite) and PLGL (Porous Lithiated Graphite Lamina) to utilize the lithium deposition and dissolution capacity on graphite in addition to the charge and discharge capacity of graphite (lithium insertion and desorption capacity into graphite) (see, for example, Non-Patent Documents 1-2). The present inventors have also proposed a secondary battery that uses a nonwoven carbon fiber aggregate as the negative electrode to utilize the lithium deposition and dissolution capacity on the carbon fiber in addition to the charge and discharge capacity of carbon fiber (lithium insertion and desorption capacity into carbon fiber) (see, for example, Patent Documents 1-4). Furthermore, a secondary battery has been proposed that uses a carbon-lithium composite powder that supports lithium metal as a skeleton of a carbon material as the negative electrode to utilize the lithium deposition and dissolution capacity of lithium in addition to the lithium insertion and desorption capacity into the carbon material (see, for example, Patent Document 5). In this way, by utilizing the lithium deposition and dissolution capacity at the negative electrode in addition to the lithium insertion and desorption capacity at the negative electrode, the energy density of the secondary battery can be increased. Secondary batteries that utilize the storage of lithium metal in the sub-nanopores of hard carbon are also being considered (see, for example, Non-Patent Document 3). In this way, it is said that by utilizing the sub-nanopores of hard carbon, it is possible to suppress the dendrite growth of lithium metal and improve the coulombic efficiency and cycle stability of secondary batteries.

特開2019-96475号公報JP 2019-96475 A 特開2019-135689号公報JP 2019-135689 A 特開2019-160730号公報JP 2019-160730 A 特開2020-17479号公報JP 2020-17479 A 特開2020-13779号公報JP 2020-13779 A

Chem, 1, 287-297 (2016)Chem, 1, 287-297 (2016) ACS Nano, 14, 1837-1845 (2020)ACS Nano, 14, 1837-1845 (2020) Chem. Eng. J., 450, 138049 (2022)Chem. Eng. J., 450, 138049 (2022)

しかしながら、特許文献1~5や非特許文献1~3の二次電池では、電荷キャリアであるリチウムの析出溶解容量を利用しているが、ハイレート特性が低いことがあった。そのため、蓄電デバイスのハイレート特性をより高めることが望まれていた。 However, the secondary batteries in Patent Documents 1 to 5 and Non-Patent Documents 1 to 3 utilize the precipitation and dissolution capacity of lithium, which is a charge carrier, but they sometimes have poor high-rate characteristics. Therefore, there has been a demand for further improving the high-rate characteristics of electricity storage devices.

本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、蓄電デバイスのハイレート特性をより高めることを主目的とする。 This disclosure has been made in consideration of these issues, and its primary objective is to further improve the high-rate characteristics of electricity storage devices.

上述した目的を達成するために、本発明者らは鋭意研究した。そして、黒鉛粒子と糖カルボン酸金属塩とを含む原料液を用いて造粒粉を作製し、熱処理して炭化させるとともに糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を生成させ、生成した金属及び/又は金属化合物を除去して複合炭素粒子を作製することに想到した。こうして得られた複合炭素粒子は、黒鉛粒子と非晶質炭素とが複合化され、所定の細孔構造を有しており、蓄電デバイスの電極に用いた場合に、電荷キャリアの黒鉛への挿入脱離容量に加えて電荷キャリアの析出溶解容量を発現可能であるとともに、ハイレート特性をより高めることができることを見出し、本開示を完成するに至った。 In order to achieve the above-mentioned object, the inventors have conducted extensive research. They have come up with the idea of producing a granulated powder using a raw material liquid containing graphite particles and a metal sugar carboxylate, carbonizing the powder by heat treatment and generating metals and/or metal compounds derived from the metal sugar carboxylate, and removing the generated metals and/or metal compounds to produce composite carbon particles. The composite carbon particles thus obtained are a composite of graphite particles and amorphous carbon, and have a predetermined pore structure. When used in an electrode for an electricity storage device, the composite carbon particles can exhibit the charge carrier insertion/desorption capacity into graphite as well as the charge carrier precipitation/dissolution capacity, and can further improve high-rate characteristics, leading to the completion of the present disclosure.

即ち、本明細書で開示する複合炭素粒子は、
黒鉛粒子と非晶質炭素とが複合化された複合炭素粒子であって、窒素吸着測定により算出した細孔容積が40μL/g以上であり、窒素吸着測定により算出した平均細孔径が7nm以下であるものである。
That is, the composite carbon particles disclosed herein are
The composite carbon particles are obtained by combining graphite particles and amorphous carbon, and have a pore volume calculated by nitrogen adsorption measurement of 40 μL/g or more and an average pore diameter calculated by nitrogen adsorption measurement of 7 nm or less.

本明細書で開示する蓄電デバイスは、
上述の複合炭素粒子を電極活物質として含む電極を備えたものである。
The electricity storage device disclosed in the present specification is
The battery is provided with an electrode containing the above-mentioned composite carbon particles as an electrode active material.

本明細書で開示する複合炭素粒子の製造方法は、
黒鉛粒子と糖カルボン酸金属塩とを含む原料液を用いて造粒粉を得る造粒工程と、
前記造粒粉を熱処理して炭化させるとともに前記糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を生成させる熱処理工程と、
前記熱処理工程後の前記造粒粉から前記金属及び/又は金属化合物を除去する除去工程と、
を含むものである。
The method for producing composite carbon particles disclosed herein includes the steps of:
A granulation step of obtaining a granulated powder using a raw material liquid containing graphite particles and a sugar carboxylate metal salt;
a heat treatment step of heat-treating the granulated powder to carbonize it and generate a metal and/or a metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt;
a removing step of removing the metal and/or metal compound from the granulated powder after the heat treatment step;
It includes.

本開示では、蓄電デバイスのハイレート特性を高めることができる。このような効果が得られる理由は、以下のように推察される。例えば、本開示の複合炭素粒子を蓄電デバイスの電極に用いた場合、黒鉛粒子には電荷キャリアが挿入脱離される一方、非晶質炭素は電荷キャリアの析出過電圧を低下させて電荷キャリアの析出溶解に寄与する。この非晶質炭素は、例えば、糖カルボン酸金属塩の糖及び/又は糖カルボン酸が炭化され、糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物が除去されることにより細孔が形成されたものと考えられる。この細孔は、電荷キャリアの析出場としても機能する。こうした複合炭素粒子では、細孔構造が好適なため、電荷キャリアの黒鉛への挿入脱離及び電荷キャリアの析出溶解が円滑に行われ、ハイレート特性をより高めることができると推察される。 In the present disclosure, the high-rate characteristics of the power storage device can be improved. The reason for such an effect is presumed to be as follows. For example, when the composite carbon particles of the present disclosure are used in the electrodes of a power storage device, charge carriers are inserted and removed from the graphite particles, while the amorphous carbon reduces the deposition overvoltage of the charge carriers, contributing to the deposition and dissolution of the charge carriers. It is believed that this amorphous carbon is formed by, for example, carbonizing the sugar and/or sugar carboxylic acid of the sugar carboxylate metal salt, and removing the metal and/or metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt, thereby forming pores. These pores also function as a deposition field for the charge carriers. It is presumed that such composite carbon particles have a suitable pore structure, which allows the charge carriers to be inserted and removed from the graphite smoothly, and the charge carriers to be deposited and dissolved, thereby further improving the high-rate characteristics.

複合炭素粒子10の断面模式図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a composite carbon particle 10. 複合炭素粒子10の製造方法の一例を示す模式図。1 is a schematic diagram showing an example of a method for producing a composite carbon particle 10. FIG. 蓄電デバイス50の模式図。FIG. 3 is a schematic diagram of an electricity storage device 50. 実験例3の複合炭素粒子のSEM像。13 is an SEM image of composite carbon particles of Experimental Example 3. 実験例3の複合炭素粒子のN2吸着等温線。 N2 adsorption isotherm of composite carbon particles of Experimental Example 3. 実験例3の複合炭素粒子のTG曲線。TG curve of composite carbon particles of Experimental Example 3. 実験例3の複合炭素粒子のX線回折図形。1 is an X-ray diffraction pattern of composite carbon particles of Experimental Example 3. 実験例3のセルの10サイクル時の充放電曲線。10 shows charge/discharge curves for the cell of Experimental Example 3 after 10 cycles.

[複合炭素粒子]
本開示の複合炭素粒子は、例えば、蓄電デバイスの電極の電極活物質として用いられる。蓄電デバイスは、例えば、アルカリ金属イオン二次電池などの二次電池、ハイブリッドキャパシタ、空気電池などとしてもよい。蓄電デバイスは、電荷キャリアを、アルカリ金属や第2族金属とするものとしてもよい。アルカリ金属としては、リチウムや、ナトリウム、カリウムなどが挙げられ、このうちリチウムが好ましい。第2族金属としては、例えば、マグネシウムや、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられる。蓄電デバイス用電極は、電極活物質の電位に対して対極の電位に基づいて正極又は負極のいずれかとなるが、リチウムをキャリアとする場合、負極とすることが好ましい。本実施形態では、複合炭素粒子をリチウムイオン二次電池の負極活物質として用いる場合を主として説明する。
[Composite carbon particles]
The composite carbon particles of the present disclosure are used, for example, as an electrode active material of an electrode of an electricity storage device. The electricity storage device may be, for example, a secondary battery such as an alkali metal ion secondary battery, a hybrid capacitor, an air battery, or the like. The electricity storage device may be one in which the charge carrier is an alkali metal or a Group 2 metal. Examples of the alkali metal include lithium, sodium, potassium, and the like, among which lithium is preferred. Examples of the Group 2 metal include magnesium, calcium, strontium, barium, and the like. The electrode for the electricity storage device is either a positive electrode or a negative electrode based on the potential of the counter electrode relative to the potential of the electrode active material, but when lithium is used as the carrier, it is preferable to use the negative electrode. In this embodiment, the case in which the composite carbon particles are used as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery will be mainly described.

複合炭素粒子は、黒鉛粒子と非晶質炭素とが複合化された複合炭素粒子であって、窒素吸着測定により算出した細孔容積が40μL/g以上であり、窒素吸着測定により算出した平均細孔径が7nm以下である。上述した細孔容積が40μL/g以上であり、上述した平均細孔径が7nm以下であれば、ハイレート特性をより高めることができる。なお、本開示において、「細孔容積」「平均細孔径」「比表面積」は、特に言及しない限り、窒素吸着測定により求めた値とし、BET解析により求めた値とする。また、本開示において、「細孔容積」は、単位質量あたりの細孔容積を示すものとする。上述した細孔容積は、ハイレート特性をより高める観点や初回充放電効率の低下をより抑制する観点などから、例えば、200μL/g以下としてもよく、150μL/g以下としてもよく、100μL以下としてもよい。また、上述した細孔容積は、サイクル特性をより高める観点などから、例えば、45μL/g以上としてもよく、50μL/g以上としてもよい。上述した平均細孔径は、ハイレート特性をより高める観点や初回充放電効率の低下をより抑制する観点などから、例えば、1nm以上としてもよく、2nm以上としてもよく、2.2nm以上としてもよい。また、上述した平均細孔径は、サイクル特性をより高める観点などから、例えば、6nm以下としてもよく、5nm以下としてもよく、4nm以下としてもよい。複合炭素粒子は、窒素吸着測定により算出した比表面積が、30m2/g以上250m2/g以下であるものとしてもよい。上述した比表面積は、ハイレート特性をより高める観点や初回充放電効率の低下をより抑制する観点などから、例えば、200m2/g以下としてもよく、170m2/g以下としてもよい。また、上述した比表面積は、サイクル特性をより高める観点などから、50m2/g以上としてもよく、70m2/g以上としてもよく、100m2/g以上としてもよい。この複合炭素粒子は、Kr吸着等温線において、黒鉛特有のステップが確認されないものとしてもよい。なお、黒鉛特有のステップに関し、堀川らの「グラファイト表面への気体吸着」(Acc. Mater. Surf. Res., 3, 51-62 (2018))によれば、黒鉛表面へのKr吸着挙動は、黒鉛表面にKrが層形成をしながら層数が増えるごとにステップ状に吸着量が増加し、IUPAC分類におけるVI型の吸着等温線を示すとされている。本開示の複合炭素粒子では、黒鉛の結晶構造表面に非晶質炭素が形成されることで、黒鉛表面が広く露出した部分がほとんどないため、黒鉛特有のステップが確認されないものと推察される。 The composite carbon particles are composite carbon particles in which graphite particles and amorphous carbon are composited, and the pore volume calculated by nitrogen adsorption measurement is 40 μL/g or more, and the average pore diameter calculated by nitrogen adsorption measurement is 7 nm or less. If the above-mentioned pore volume is 40 μL/g or more and the above-mentioned average pore diameter is 7 nm or less, the high-rate characteristics can be further improved. In this disclosure, the "pore volume", "average pore diameter", and "specific surface area" are values obtained by nitrogen adsorption measurement and values obtained by BET analysis, unless otherwise specified. In this disclosure, the "pore volume" indicates the pore volume per unit mass. The above-mentioned pore volume may be, for example, 200 μL/g or less, 150 μL/g or less, or 100 μL or less from the viewpoint of further improving the high-rate characteristics and further suppressing the decrease in the initial charge/discharge efficiency. The pore volume may be, for example, 45 μL/g or more, or 50 μL/g or more, from the viewpoint of further improving the cycle characteristics. The average pore diameter may be, for example, 1 nm or more, 2 nm or more, or 2.2 nm or more, from the viewpoint of further improving the high-rate characteristics and further suppressing the decrease in the initial charge/discharge efficiency. The average pore diameter may be, for example, 6 nm or less, 5 nm or less, or 4 nm or less, from the viewpoint of further improving the cycle characteristics. The composite carbon particles may have a specific surface area calculated by nitrogen adsorption measurement of 30 m 2 /g or more and 250 m 2 /g or less. The specific surface area may be, for example, 200 m 2 /g or less, or 170 m 2 /g or less, from the viewpoint of further improving the high-rate characteristics and further suppressing the decrease in the initial charge/discharge efficiency. In addition, the specific surface area may be 50 m 2 /g or more, 70 m 2 /g or more, or 100 m 2 /g or more from the viewpoint of further improving cycle characteristics. The composite carbon particles may be such that no steps specific to graphite are confirmed in the Kr adsorption isotherm. Regarding the steps specific to graphite, according to "Gas Adsorption on Graphite Surface" by Horikawa et al. (Acc. Mater. Surf. Res., 3, 51-62 (2018)), the Kr adsorption behavior on the graphite surface is such that the amount of Kr adsorbed increases stepwise as the number of layers increases while Kr forms layers on the graphite surface, and the adsorption isotherm is a type VI adsorption isotherm according to the IUPAC classification. In the composite carbon particles of the present disclosure, amorphous carbon is formed on the crystal structure surface of graphite, so that there is almost no widely exposed portion of the graphite surface, and it is presumed that no steps specific to graphite are confirmed.

複合炭素粒子は、黒鉛粒子を複数含み、非晶質炭素により複数の黒鉛粒子が集合した塊状粒子であるものとしてもよい。塊状粒子において、黒鉛粒子どうしの間に非晶質炭素が存在し、こうした非晶質炭素により黒鉛粒子どうしが結着されていてもよい。塊状粒子において、黒鉛粒子は、鱗片状などの扁平形状であることが好ましい。 The composite carbon particles may be aggregated particles that contain multiple graphite particles and are formed by agglomerating multiple graphite particles with amorphous carbon. In the aggregated particles, amorphous carbon may be present between the graphite particles, and the graphite particles may be bonded together by the amorphous carbon. In the aggregated particles, the graphite particles are preferably flat, such as flaky.

複合炭素粒子は、球状であるものとしてもよい。球状の複合炭素粒子を蓄電デバイスの電極に用いると、リチウムの移動パスにおいて電極膜厚方向の屈曲度が増加しにくく、電極表面での電流集中を抑制可能であり、電極表面でのリチウムの析出をより抑制できると考えられる。複合炭素粒子の平均粒径は、例えば、8μm以上としてもよく、10μm以上としてもよく、12μm以上としてもよい。複合炭素粒子の平均粒径は、例えば、50μm以下としてもよく、30μm以下としてもよく、20μm以下としてもよい。なお、本開示において、「平均粒径」は、レーザー回折法で測定したメディアン径D50を示すものとしてもよい。 The composite carbon particles may be spherical. When spherical composite carbon particles are used in the electrodes of an electricity storage device, it is believed that the degree of curvature in the electrode film thickness direction in the lithium migration path is less likely to increase, current concentration on the electrode surface can be suppressed, and lithium precipitation on the electrode surface can be further suppressed. The average particle size of the composite carbon particles may be, for example, 8 μm or more, 10 μm or more, or 12 μm or more. The average particle size of the composite carbon particles may be, for example, 50 μm or less, 30 μm or less, or 20 μm or less. In this disclosure, the "average particle size" may refer to the median diameter D50 measured by a laser diffraction method.

複合炭素粒子は、非晶質炭素を1質量%以上50質量%以下の割合で含むものとしてもよく、非晶質炭素を1.5質量%以上30質量%以下の割合で含むものとしてもよく、非晶質炭素を2質量%以上20質量%以下の割合で含むものとしてもよい。非晶質炭素の割合(コート量)は、後述の複合炭素粒子の製造方法において、熱処理工程、除去処理工程及び焼成工程における収率から算出した値としてもよい。具体的には、まず、熱処理工程前後の造粒粉の質量Xh1[g]、Xh2[g]、除去処理工程前後の造粒粉の質量Xr1[g]、Xr2[g]、焼成工程前後の造粒粉の質量Xf1[g]、Xf2[g]を測定する。そして、原料液における黒鉛粒子の比率g[%]及びコート源(糖カルボン酸金属塩及び糖化合物)の比率c[%](但しg+c=100)を用いて、熱処理工程前の造粒粉中の黒鉛粒子の質量Gh1[g]=Xh1×g/100及びコート源の質量Ch1[g]=Xh1×c/100を算出する。次に、黒鉛粒子単独で熱処理工程を行った場合の熱処理工程での収率s[%]を用いて、熱処理工程後の造粒粉中の黒鉛粒子の質量Gh2[g]=Gh1×s/100を算出するとともに、コート源の質量Ch2[g]=Xh2-Gh2を算出する。次に、除去処理工程前の造粒粉中の黒鉛粒子の質量Gr1[g]=Xr1×Gh2/Xh2及びコート源の質量Cr1[g]=Xr1×Ch2/Xh2を算出する。そして、コート源からMgOが全量除去されたときの理論収率t[%]から、コート源の残部の質量Cr2’[g]=Cr1×t/100を算出し、ろ過や洗浄によるロスが黒鉛粒子とコート源の残部とで均等であると仮定して、除去処理工程後の造粒粉中の黒鉛粒子の質量Gr2[g]=Xr2×Gr1/(Gr1+Cr2’)とコート源の質量Cr2[g]=Xr2×Cr2’/(Gr1+Cr2’)を算出する。次に、焼成工程前の造粒粉中の黒鉛粒子の質量Gf1[g]=Xf1×Gr2/Xr2及びコート源の質量Cf1[g]=Xf1×Cr2/Xr2を算出する。次に、熱処理工程を行った後の黒鉛粒子単独で焼成工程を行った場合の焼成工程での収率u[%]を用いて、焼成工程後の造粒粉(複合炭素粒子)中の黒鉛粒子の質量Gf2[g]=Gf1×u/100を算出するとともに、コートの質量Cf2[g]=Xf2-Gf2を算出する。そして、Cf2/Xf2×100の値を、複合炭素粒子における非晶質炭素の割合(コート量)とする。この複合炭素粒子は、熱重量測定において、600℃における質量減少量が1%以上50%以下であるものとしてもよく、1.5%以上30%以下であるものとしてもよく、2%以上20%以下であるものとしてもよい。この質量減少量は、熱処理工程、除去処理工程及び焼成工程における収率から算出した非晶質炭素の割合と、ある程度の相関がある。 The composite carbon particles may contain amorphous carbon in a ratio of 1% by mass to 50% by mass, 1.5% by mass to 30% by mass, or 2% by mass to 20% by mass. The ratio of amorphous carbon (coating amount) may be a value calculated from the yield in the heat treatment process, the removal process, and the firing process in the manufacturing method of composite carbon particles described below. Specifically, first, the masses Xh1 [g] and Xh2 [g] of the granulated powder before and after the heat treatment process, the masses Xr1 [g] and Xr2 [g] of the granulated powder before and after the removal process, and the masses Xf1 [g] and Xf2 [g] of the granulated powder before and after the firing process are measured. Then, using the ratio g [%] of the graphite particles in the raw material liquid and the ratio c [%] of the coating source (sugar carboxylate metal salt and sugar compound) (where g + c = 100), the mass of the graphite particles in the granulated powder before the heat treatment step Gh1 [g] = Xh1 × g / 100 and the mass of the coating source Ch1 [g] = Xh1 × c / 100 are calculated. Next, using the yield s [%] in the heat treatment step when the graphite particles alone are subjected to the heat treatment step, the mass of the graphite particles in the granulated powder after the heat treatment step Gh2 [g] = Gh1 × s / 100 is calculated, and the mass of the coating source Ch2 [g] = Xh2 - Gh2 is calculated. Next, the mass of the graphite particles in the granulated powder before the removal treatment step Gr1 [g] = Xr1 × Gh2 / Xh2 and the mass of the coating source Cr1 [g] = Xr1 × Ch2 / Xh2 are calculated. Then, the mass of the remaining coating source Cr2' [g] = Cr1 x t/100 is calculated from the theoretical yield t [%] when the entire amount of MgO is removed from the coating source, and assuming that the losses due to filtration and washing are equal between the graphite particles and the remaining coating source, the mass of the graphite particles in the granulated powder after the removal treatment step Gr2 [g] = Xr2 x Gr1 / (Gr1 + Cr2') and the mass of the coating source Cr2 [g] = Xr2 x Cr2' / (Gr1 + Cr2') are calculated. Next, the mass of the graphite particles in the granulated powder before the firing step Gf1 [g] = Xf1 x Gr2 / Xr2 and the mass of the coating source Cf1 [g] = Xf1 x Cr2 / Xr2 are calculated. Next, the mass of the graphite particles in the granulated powder (composite carbon particles) after the firing process, Gf2 [g] = Gf1 × u/100, is calculated using the yield u [%] in the firing process when the graphite particles alone after the heat treatment process are subjected to the firing process, and the mass of the coating, Cf2 [g] = Xf2 - Gf2, is calculated. The value of Cf2/Xf2 × 100 is the proportion of amorphous carbon in the composite carbon particles (coating amount). In thermogravimetry, the composite carbon particles may have a mass loss of 1% to 50%, 1.5% to 30%, or 2% to 20% at 600°C. This mass loss has some correlation with the proportion of amorphous carbon calculated from the yields in the heat treatment process, removal process, and firing process.

複合炭素粒子は、例えば、黒鉛粒子の表面の少なくとも一部を非晶質炭素が被覆(コート)しているものとしてもよいし、黒鉛粒子どうしの間に非晶質炭素が介在して黒鉛粒子どうしを繋ぎ止めているものとしてもよいし、黒鉛粒子の黒鉛の層間に非晶質炭素が挿入されているものとしてもよく、これらのうちの複数を満たすものとしてもよい。なお、複合炭素粒子は、少なくとも、黒鉛粒子の表面の少なくとも一部を非晶質炭素が被覆していると考えられるため、本開示では、非晶質炭素のことを「コート」とも称し、非晶質炭素の割合を「コート量」とも称する。 The composite carbon particles may be, for example, graphite particles in which at least a portion of the surface is coated with amorphous carbon, graphite particles in which amorphous carbon is interposed between the graphite particles to hold them together, or graphite particles in which amorphous carbon is inserted between the graphite layers, or may satisfy a combination of these. Since the composite carbon particles are considered to have at least a portion of the surface of the graphite particles coated with amorphous carbon, in this disclosure, the amorphous carbon is also referred to as the "coat" and the proportion of amorphous carbon is also referred to as the "coat amount."

複合炭素粒子は、蓄電デバイスのSOC100%の状態において、複合炭素粒子の質量の8.8%を超える質量のリチウムを含むものとしてもよく、10%以上の質量のリチウムを含むものとしてもよい。黒鉛を負極活物質に用いた場合、SOC100%の状態であるC6Liでは、黒鉛質量の8.8%のリチウムを含むことになる。これに対し、本開示の複合炭素粒子を負極活物質に用いた場合、リチウム金属を析出/溶解させて充放電容量を利用でき、その場合、複合炭素粒子は、複合炭素粒子の質量の8.8%を超える質量のリチウムを含み、10%以上のLiを含むものとすることもできる。 The composite carbon particles may contain lithium in a mass of more than 8.8% of the mass of the composite carbon particles when the SOC of the power storage device is 100%, or may contain lithium in a mass of 10% or more. When graphite is used as the negative electrode active material, C 6 Li in a state of 100% SOC contains lithium in a mass of 8.8% of the graphite. In contrast, when the composite carbon particles of the present disclosure are used as the negative electrode active material, lithium metal can be precipitated/dissolved to utilize the charge/discharge capacity, and in this case, the composite carbon particles may contain lithium in a mass of more than 8.8% of the mass of the composite carbon particles, or may contain Li in a mass of 10% or more.

黒鉛粒子は、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛)でもよいし、人造黒鉛でもよいが、天然黒鉛がより好ましい。天然黒鉛は、一般的に、黒鉛化の処理が必要な人造黒鉛よりも安価だからである。黒鉛は、機械的な形状制御を施されたものとしてもよく、例えば、黒鉛の角をとったり、球形となるように丸めたり、粉砕されたものであってもよい。このような形状制御により、選択的配向を抑制し、リチウムイオンの挿入、脱離の阻害を抑制することができると考えられる。黒鉛粒子は、熱処理などにより、複合化前の黒鉛粒子から変性していてもよい。黒鉛粒子の平均粒径は、例えば、1μm以上20μm以下としてもよいし、5μm以上10μm以下としてもよい。平均粒径は、複合化前の黒鉛粒子について測定した値としてもよい。 The graphite particles may be natural graphite (scale graphite, flake graphite) or artificial graphite, but natural graphite is more preferable. Natural graphite is generally cheaper than artificial graphite, which requires graphitization. The graphite may be mechanically shape-controlled, for example, by removing the corners of the graphite, rounding it into a spherical shape, or crushing it. It is believed that such shape control can suppress selective orientation and suppress the inhibition of lithium ion insertion and desorption. The graphite particles may be modified from graphite particles before compounding by heat treatment or the like. The average particle size of the graphite particles may be, for example, 1 μm or more and 20 μm or less, or 5 μm or more and 10 μm or less. The average particle size may be a value measured for graphite particles before compounding.

黒鉛粒子は、以下のような細孔構造を有するものとしてもよい。例えば、窒素吸着測定により算出した細孔容積が、複合炭素粒子の細孔容積よりも小さいものとしてもよく、例えば、40μL/g未満であるものとしてもよい。また、窒素吸着測定により算出した平均細孔径が、複合炭素粒子の平均細孔径よりも大きいものとしてもよく、例えば、7nm超過であるものとしてもよい。また、窒素吸着測定により算出した比表面積が、複合炭素粒子の比表面積よりも小さいものとしてもよく、30m2/g未満であるものとしてもよい。また、Kr吸着等温線において、黒鉛特有のステップが確認されるものとしてもよい。こうした細孔構造は、複合化前の黒鉛粒子に対して窒素吸着測定やKr吸着測定を行って求めてもよい。 The graphite particles may have the following pore structure. For example, the pore volume calculated by nitrogen adsorption measurement may be smaller than the pore volume of the composite carbon particles, and may be, for example, less than 40 μL/g. The average pore diameter calculated by nitrogen adsorption measurement may be larger than the average pore diameter of the composite carbon particles, and may be, for example, more than 7 nm. The specific surface area calculated by nitrogen adsorption measurement may be smaller than the specific surface area of the composite carbon particles, and may be less than 30 m 2 /g. A step specific to graphite may be confirmed in the Kr adsorption isotherm. Such a pore structure may be determined by performing nitrogen adsorption measurement or Kr adsorption measurement on the graphite particles before composite formation.

非晶質炭素は、詳しくは後述するが、例えば、糖カルボン酸金属塩の糖及び/又は糖カルボン酸が炭化したものとしてもよく、糖化合物が炭化したものとしてもよい。なお、本開示では、糖カルボン酸金属塩や糖化合物を非晶質炭素源とも称する。糖カルボン酸金属塩の糖や、糖化合物は、単糖でもよいし、単糖が2~20分子結合したオリゴ糖でもよいし、さらに多くの単糖が結合した多糖でもよい。このうち、単糖やオリゴ糖であることが好ましく、単糖や二糖がより好ましい。単糖や二糖としては、より具体的には、単糖であるグルコース、フルクトースや、二糖であるスクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、及びこれらの誘導体からなる群より選ばれる1以上が好ましい。これらは、分子量が小さく(180~350)、分子サイズも小さいため、黒鉛粒子の表面の全体に行き渡りやすいと考えられる。これらのうち、グルコースがより好ましい。非晶質炭素は、例えば、難黒鉛化炭素であるものとしてもよい。 Amorphous carbon, which will be described in detail later, may be, for example, a carbonized sugar and/or sugar carboxylic acid of a sugar carboxylate metal salt, or a carbonized sugar compound. In the present disclosure, the sugar carboxylate metal salt and the sugar compound are also referred to as amorphous carbon sources. The sugar of the sugar carboxylate metal salt and the sugar compound may be a monosaccharide, an oligosaccharide in which 2 to 20 monosaccharide molecules are bonded, or a polysaccharide in which even more monosaccharides are bonded. Of these, monosaccharides and oligosaccharides are preferred, and monosaccharides and disaccharides are more preferred. More specifically, the monosaccharides and disaccharides are preferably one or more selected from the group consisting of monosaccharides glucose and fructose, disaccharides sucrose, lactose, maltose, trehalose, turanose, cellobiose, and derivatives thereof. These have a small molecular weight (180 to 350) and a small molecular size, and are therefore considered to be easily distributed over the entire surface of the graphite particles. Of these, glucose is more preferred. The amorphous carbon may be, for example, non-graphitizable carbon.

非晶質炭素は、細孔を有するものとしてもよい。非晶質炭素の細孔容積は、黒鉛粒子の細孔容積よりも大きいものとしてもよく、例えば、50μL/g以上としてもよく、60μL/g以上としてもよく、70μL/g以上としてもよい。この細孔容積は、500μL/g以下としてもよく、300μL/g以下としてもよく、100μL/g以下としてもよい。非晶質炭素の平均細孔径は、黒鉛粒子の平均細孔径よりも小さいものとしてもよく、例えば、10nm以下としてもよく、5nm以下としてもよく、2nm以下としてもよい。この平均細孔径は0.5nm以上としてもよく、1nm以上としてもよく、1.5nm以上としてもよい。非晶質炭素の比表面積は、黒鉛粒子の比表面積よりも大きいものとしてもよく、例えば、50m2/g以上としてもよく、100m2/g以上としてもよく、200m2/g以上としてもよい。この比表面積は、1000m2/g以下としてもよく、700m2/g以下としてもよく、500m2/g以下としてもよい。非晶質炭素の細孔容積、平均細孔径、比表面積は、後述の複合炭素粒子の製造方法において原料液の黒鉛粒子を省略して作製した粒子を測定した値としてもよい。 The amorphous carbon may have pores. The pore volume of the amorphous carbon may be larger than the pore volume of the graphite particles, for example, 50 μL/g or more, 60 μL/g or more, or 70 μL/g or more. This pore volume may be 500 μL/g or less, 300 μL/g or less, or 100 μL/g or less. The average pore diameter of the amorphous carbon may be smaller than the average pore diameter of the graphite particles, for example, 10 nm or less, 5 nm or less, or 2 nm or less. This average pore diameter may be 0.5 nm or more, 1 nm or more, or 1.5 nm or more. The specific surface area of the amorphous carbon may be larger than the specific surface area of the graphite particles, for example, 50 m 2 /g or more, 100 m 2 /g or more, or 200 m 2 /g or more. The specific surface area may be 1000 m2/g or less, 700 m2 /g or less, or 500 m2 /g or less. The pore volume, average pore diameter and specific surface area of the amorphous carbon may be values measured for particles produced in a method for producing composite carbon particles described below, in which graphite particles are omitted from the raw material liquid.

非晶質炭素は、非晶質炭素の割合がCa[%]、非晶質炭素の細孔容積がVa[μL/g]、黒鉛粒子の割合が(100-Ca)[%]、黒鉛粒子の細孔容積がVg[μL/g]である複合炭素粒子の細孔容積Vc[μL/g]がVc=Va×Ca/100+Vg×(100-Ca)/100で表されるものと仮定し、この式に、測定又は算出済みのVc、Vg、Caの値を代入して求めた理論細孔容積Vaが以下を満たすものとしてもよい。例えば、理論細孔容積Vaは、100μL/g以上としてもよく、200μL/g以上としてもよく、400μL/g以上としてもよい。また、理論細孔容積Vaは、例えば、3000μL/g以下としてもよく、1000μL/g以下としてもよく、900μL/g以下としてもよい。また、非晶質炭素は、非晶質炭素の割合がCa[%]、非晶質炭素の比表面積がSa[m2/g]、黒鉛粒子の割合が(100-Ca)[%]、黒鉛粒子の比表面積がSg[m2/g]である複合炭素粒子の比表面積Sc[m2/g]が、Sc=Sa×Ca/100+Sg×(100-Ca)/100で表されるものと仮定し、この式に測定又は算出済みのSc、Sg、Caの値を代入して求めた理論比表面積が以下を満たすものとしてもよい。例えば、理論比表面積Saは、200m2/g以上としてもよく、500m2/g以上としてもよく、1500m2/g以上としてもよい。また、理論比表面積Saは、5000m2/g以下としてもよく、4000m2/g以下としてもよく、3000m2/g以下としてもよい。なお、黒鉛粒子の細孔容積Vg及び比表面積Sgは、コート源を用いない以外は本開示の複合粒子の製造方法と同様に製造した粒子について測定した値としてもよい。 The amorphous carbon may assume that the pore volume Vc [μL/g] of a composite carbon particle having an amorphous carbon ratio of Ca [%], an amorphous carbon pore volume of Va [μL/g], a graphite particle ratio of (100-Ca) [%], and a graphite particle pore volume of Vg [μL/g] is expressed as Vc = Va × Ca/100 + Vg × (100-Ca)/100, and the theoretical pore volume Va calculated by substituting the measured or calculated values of Vc, Vg, and Ca into this formula satisfies the following. For example, the theoretical pore volume Va may be 100 μL/g or more, 200 μL/g or more, or 400 μL/g or more. The theoretical pore volume Va may be, for example, 3000 μL/g or less, 1000 μL/g or less, or 900 μL/g or less. Alternatively, the amorphous carbon may have a specific surface area Sc [m 2 /g] of a composite carbon particle having an amorphous carbon ratio of Ca [%], a specific surface area of the amorphous carbon of Sa [m 2 /g], a ratio of graphite particles of (100 - Ca) [%], and a specific surface area of the graphite particles of Sg [m 2 / g], which is assumed to be expressed as Sc = Sa x Ca/100 + Sg x (100 - Ca)/100, and the theoretical specific surface area calculated by substituting the measured or calculated values of Sc, Sg, and Ca into this formula may satisfy the following: For example, the theoretical specific surface area Sa may be 200 m 2 /g or more, 500 m 2 /g or more, or 1500 m 2 /g or more. The theoretical specific surface area Sa may be 5000 m2 /g or less, 4000 m2 /g or less, or 3000 m2 /g or less. The pore volume Vg and the specific surface area Sg of the graphite particles may be values measured for particles produced in the same manner as in the production method of the composite particles of the present disclosure, except that no coating source is used.

図1は、本開示の複合炭素粒子の一例である複合炭素粒子10の断面模式図である。複合炭素粒子10は、黒鉛粒子20と非晶質炭素30とが複合化された粒子であり、窒素吸着測定により算出した細孔容積が40μL/g以上であり、窒素吸着測定により算出した平均細孔径が7nm以下である。複合炭素粒子10は、鱗片状の黒鉛粒子20を複数含み、黒鉛粒子20どうしの間に非晶質炭素30が存在し、非晶質炭素30により複数の黒鉛粒子20が集合した塊状粒子である。また、複合炭素粒子10は、略球状である。黒鉛粒子20は、例えば、鱗片状黒鉛としてもよい。非晶質炭素30は、例えば、糖及び/又は糖カルボン酸が炭化されたものとしてもよく、難黒鉛化炭素としてもよい。非晶質炭素30は、細孔31を有するものとしてもよい。 1 is a schematic cross-sectional view of a composite carbon particle 10, which is an example of the composite carbon particle of the present disclosure. The composite carbon particle 10 is a particle in which graphite particles 20 and amorphous carbon 30 are composited, and the pore volume calculated by nitrogen adsorption measurement is 40 μL/g or more, and the average pore diameter calculated by nitrogen adsorption measurement is 7 nm or less. The composite carbon particle 10 includes a plurality of scaly graphite particles 20, and amorphous carbon 30 is present between the graphite particles 20, and is an aggregate particle in which the plurality of graphite particles 20 are aggregated by the amorphous carbon 30. The composite carbon particle 10 is approximately spherical. The graphite particles 20 may be, for example, scaly graphite. The amorphous carbon 30 may be, for example, sugar and/or sugar carboxylic acid carbonized, or may be non-graphitizable carbon. The amorphous carbon 30 may have pores 31.

[複合炭素粒子の製造方法]
本開示の複合炭素粒子の製造方法は、黒鉛粒子と糖カルボン酸金属塩とを含む原料液を用いて造粒粉を得る造粒工程と、造粒粉を熱処理して炭化させるとともに糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を生成させる熱処理工程と、熱処理工程後の造粒粉から糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を除去する除去工程と、を含む。この複合炭素粒子の製造方法は、除去工程後の造粒粉を焼成する焼成工程を含むものとしてもよい。この複合炭素粒子の製造方法は、例えば、上述した複合炭素粒子を製造する製造方法としてもよい。
[Method of manufacturing composite carbon particles]
The method for producing composite carbon particles according to the present disclosure includes a granulation step of obtaining a granulated powder using a raw material liquid containing graphite particles and a sugar metal carboxylate, a heat treatment step of carbonizing the granulated powder by heat treatment and generating a metal and/or metal compound derived from the sugar metal carboxylate, and a removal step of removing the metal and/or metal compound derived from the sugar metal carboxylate from the granulated powder after the heat treatment step. The method for producing composite carbon particles may also include a firing step of firing the granulated powder after the removal step. The method for producing composite carbon particles may be, for example, a method for producing the composite carbon particles described above.

(造粒工程)
造粒工程では、黒鉛粒子と糖カルボン酸金属塩とを含む原料液を用いて造粒粉を作製する。原料液は、黒鉛粒子と糖カルボン酸金属塩のほかに、糖化合物を含むものとしてもよい。原料液は、黒鉛粒子が溶媒に分散されたスラリーとしてもよい。溶媒は、糖カルボン酸金属塩を溶解可能な溶媒としてもよいし、糖化合物を溶解可能な溶媒としてもよい。また、原料液は、増粘材を含むものとしてもよい。
(Granulation process)
In the granulation step, a granulated powder is produced using a raw material liquid containing graphite particles and a sugar metal carboxylate. The raw material liquid may contain a sugar compound in addition to the graphite particles and the sugar metal carboxylate. The raw material liquid may be a slurry in which the graphite particles are dispersed in a solvent. The solvent may be a solvent capable of dissolving the sugar metal carboxylate, or a solvent capable of dissolving the sugar compound. The raw material liquid may also contain a thickener.

黒鉛粒子は、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛)でもよいし、人造黒鉛でもよいが、天然黒鉛がより好ましい。黒鉛は、機械的な形状制御を施されたものとしてもよく、例えば、黒鉛の角をとったり、球形となるように丸めたり、粉砕されたものであってもよい。黒鉛粒子の平均粒径は、例えば、1μm以上20μm以下としてもよいし、5μm以上10μm以下としてもよい。 The graphite particles may be natural graphite (scale graphite, flake graphite) or artificial graphite, with natural graphite being more preferable. The graphite may be one that has been subjected to mechanical shape control, for example, graphite that has had its corners removed, that has been rounded into a spherical shape, or that has been crushed. The average particle size of the graphite particles may be, for example, 1 μm or more and 20 μm or less, or 5 μm or more and 10 μm or less.

黒鉛粒子は、以下のような細孔構造を有するものとしてもよい。例えば、窒素吸着測定により算出した細孔容積が、複合炭素粒子の細孔容積よりも小さいものとしてもよく、例えば、40μL/g未満であるものとしてもよい。また、窒素吸着測定により算出した平均細孔径が、複合炭素粒子の平均細孔径よりも大きいものとしてもよく、例えば、7nm超過であるものとしてもよい。また、窒素吸着測定により算出した比表面積が、複合炭素粒子の比表面積よりも小さいものとしてもよく、30m2/g未満であるものとしてもよい。また、Kr吸着等温線において、黒鉛特有のステップが確認されるものとしてもよい。 The graphite particles may have the following pore structure. For example, the pore volume calculated by nitrogen adsorption measurement may be smaller than the pore volume of the composite carbon particles, and may be, for example, less than 40 μL/g. The average pore diameter calculated by nitrogen adsorption measurement may be larger than the average pore diameter of the composite carbon particles, and may be, for example, more than 7 nm. The specific surface area calculated by nitrogen adsorption measurement may be smaller than the specific surface area of the composite carbon particles, and may be less than 30 m 2 /g. Furthermore, a step specific to graphite may be confirmed in the Kr adsorption isotherm.

糖カルボン酸金属塩の糖は、単糖でもよいし、単糖が2~20分子結合したオリゴ糖でもよいし、さらに多くの単糖が結合した多糖でもよい。このうち、単糖やオリゴ糖であることが好ましく、単糖や二糖がより好ましい。単糖や二糖としては、より具体的には、単糖であるグルコース、フルクトースや、二糖であるスクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、及びこれらの誘導体からなる群より選ばれる1以上が好ましく、グルコースがより好ましい。糖カルボン酸は、これらの糖の酸素官能基のうちの1つ又は2つ以上が酸化されてカルボキシ基になった構造を有するものであり、グルコン酸がより好ましい。糖カルボン酸金属塩の金属は、例えば、アルカリ金属や第2族金属としてもよい。アルカリ金属としては、リチウムや、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。第2族金属としては、例えば、マグネシウムや、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられる。このうち、第2族金属が好ましく、マグネシウムがより好ましい。糖カルボン酸金属塩としては、例えば、グルコン酸マグネシウムが好ましい。糖カルボン酸金属塩は、水和物であってもよい。 The sugar of the sugar carboxylate metal salt may be a monosaccharide, an oligosaccharide in which 2 to 20 molecules of monosaccharides are bonded, or a polysaccharide in which even more monosaccharides are bonded. Of these, monosaccharides and oligosaccharides are preferred, and monosaccharides and disaccharides are more preferred. More specifically, the monosaccharides and disaccharides are preferably one or more selected from the group consisting of monosaccharides such as glucose and fructose, disaccharides such as sucrose, lactose, maltose, trehalose, turanose, cellobiose, and derivatives thereof, and glucose is more preferred. The sugar carboxylic acid has a structure in which one or more of the oxygen functional groups of these sugars are oxidized to become a carboxyl group, and gluconic acid is more preferred. The metal of the sugar carboxylate metal salt may be, for example, an alkali metal or a Group 2 metal. Examples of alkali metals include lithium, sodium, and potassium. Examples of Group 2 metals include magnesium, calcium, strontium, and barium. Of these, Group 2 metals are preferred, and magnesium is more preferred. As the sugar carboxylate metal salt, for example, magnesium gluconate is preferable. The sugar carboxylate metal salt may be a hydrate.

糖化合物は、糖カルボン酸金属塩とは異なるものであり、単糖でもよいし、単糖が2~20分子結合したオリゴ糖でもよいし、さらに多くの単糖が結合した多糖でもよい。このうち、単糖やオリゴ糖であることが好ましく、単糖や二糖がより好ましい。単糖や二糖としては、より具体的には、単糖であるグルコース、フルクトースや、二糖であるスクロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、ツラノース、セロビオース、及びこれらの誘導体からなる群より選ばれる1以上が好ましく、グルコースがより好ましい。糖化合物は、糖カルボン酸金属塩の糖と同種でもよいし異種でもよいが、同種であることが好ましい。 The sugar compound is different from the sugar carboxylate metal salt and may be a monosaccharide, an oligosaccharide in which 2 to 20 monosaccharide molecules are bonded, or a polysaccharide in which even more monosaccharide molecules are bonded. Of these, monosaccharides and oligosaccharides are preferred, and monosaccharides and disaccharides are more preferred. More specifically, the monosaccharides and disaccharides are preferably one or more selected from the group consisting of monosaccharides such as glucose and fructose, and disaccharides such as sucrose, lactose, maltose, trehalose, turanose, cellobiose, and derivatives thereof, and glucose is more preferred. The sugar compound may be the same or different from the sugar of the sugar carboxylate metal salt, but is preferably the same.

溶媒は、特に限定されるものではないが、例えば、水系溶媒や、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチレントリアミン、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの有機系溶媒等を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。これらの中で、溶媒は、水系溶媒であることが好ましく、水であることがより好ましい。 The solvent is not particularly limited, but may be, for example, an aqueous solvent or an organic solvent such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethylenetriamine, N,N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide, or tetrahydrofuran, either alone or as a mixture of two or more of them. Of these, the solvent is preferably an aqueous solvent, and more preferably water.

増粘材は、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、カルボキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体(多糖類)、ポリアクリル酸などを単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。このうち、カルボキシメチルセルロースが好ましい。カルボキシメチルセルロースは、例えば、カルボキシメチル基の末端がナトリウムやカルシウムなどである無機塩としてもよいし、カルボキシメチル基の末端がアンモニウムであるアンモニウム塩としてもよい。カルボキシエチルセルロースでも同様である。増粘材の含有量は、黒鉛粒子に対して0.1%以上2%以下としてもよく、0.5%以上1.5%以下としてもよい。 For example, cellulose derivatives (polysaccharides) such as carboxymethyl cellulose (CMC) and carboxyethyl cellulose, polyacrylic acid, etc. can be used alone or as a mixture of two or more types as the thickening material. Of these, carboxymethyl cellulose is preferred. Carboxymethyl cellulose may be, for example, an inorganic salt in which the terminal of the carboxymethyl group is sodium or calcium, or an ammonium salt in which the terminal of the carboxymethyl group is ammonium. The same applies to carboxyethyl cellulose. The content of the thickening material may be 0.1% or more and 2% or less, or 0.5% or more and 1.5% or less, relative to the graphite particles.

原料液は、黒鉛粒子10質量部に対し、糖カルボン酸金属塩を0.1質量部以上100質量部以下の範囲で含むものとしてもよく、0.5質量部以上70質量部以下としてもよく、1質量部以上50質量部以下としてもよい。また、原料液は、黒鉛粒子10質量部に対し、糖化合物を0.1質量部以上100質量部以下の範囲で含むものとしてもよく、0.2質量部以上30質量部以下としてもよく、0.3質量部以上20質量部以下としてもよい。原料液は、糖化合物を、糖カルボン酸金属塩に対する質量比で0.01倍以上10倍以下の範囲で含むものとしてもよく、0.1倍以上1倍以下の範囲で含むものとしてもよく、0.2倍以上0.7倍以下の範囲で含むものとしてもよい。 The raw material liquid may contain 0.1 to 100 parts by mass of sugar carboxylate metal salt per 10 parts by mass of graphite particles, 0.5 to 70 parts by mass, or 1 to 50 parts by mass. The raw material liquid may contain 0.1 to 100 parts by mass of sugar compound per 10 parts by mass of graphite particles, 0.2 to 30 parts by mass, or 0.3 to 20 parts by mass. The raw material liquid may contain 0.01 to 10 times the sugar compound in mass ratio to the sugar carboxylate metal salt, 0.1 to 1 times, or 0.2 to 0.7 times.

原料液は、例えば、黒鉛粒子を溶媒に分散させた黒鉛スラリーと、糖カルボン酸金属塩を溶媒に溶解させた糖カルボン酸金属塩溶液とを混合して調製してもよい。黒鉛スラリーは、黒鉛粒子と増粘材とを混合したのち、溶媒を加えて混合して調製してもよい。糖カルボン酸金属塩溶液は、糖カルボン酸金属塩と糖化合物とを溶媒に溶解させて調製してもよい。なお、本開示において、原料液のうち、糖カルボン酸金属塩や糖化合物を含む液を、コート液とも称する。コート液は、原料液のうち、黒鉛粒子を除く部分である。 The raw material liquid may be prepared, for example, by mixing a graphite slurry in which graphite particles are dispersed in a solvent with a sugar metal carboxylate solution in which a sugar metal carboxylate is dissolved in a solvent. The graphite slurry may be prepared by mixing graphite particles with a thickener, and then adding a solvent and mixing. The sugar metal carboxylate solution may be prepared by dissolving a sugar metal carboxylate and a sugar compound in a solvent. In this disclosure, the raw material liquid containing a sugar metal carboxylate or a sugar compound is also referred to as a coating liquid. The coating liquid is the portion of the raw material liquid excluding the graphite particles.

造粒方法は、例えば、噴霧乾燥法が好ましい。噴霧乾燥法では、球状の造粒粉が得られるため、球状の複合炭素粒子の製造に適している。噴霧乾燥は、スプレードライヤーにより行うものとしてもよい。噴霧乾燥条件は、例えば、装置の規模や作製する複合炭素粒子の量によって適宜調製すればよい。乾燥温度は、例えば、100℃以上250℃以下の範囲とすることが好ましい。100℃以上では、溶媒を十分に除去することができ、250℃以下では、消費エネルギーをより低減でき好ましい。乾燥温度は、120℃以上がより好ましく、180℃以下がより好ましい。また、供給液量は、作製する規模にもよるが、例えば、0.1L/h以上2L/h以下の範囲としてもよい。また、原料液を噴霧するノズルサイズは、作製する規模にもよるが、例えば、直径0.5mm以上5mm以下の範囲としてもよい。 The granulation method is preferably, for example, a spray drying method. The spray drying method is suitable for producing spherical composite carbon particles because it can obtain spherical granulated powder. Spray drying may be performed using a spray dryer. The spray drying conditions may be appropriately adjusted depending on, for example, the scale of the device and the amount of composite carbon particles to be produced. The drying temperature is preferably, for example, in the range of 100°C to 250°C. At 100°C or higher, the solvent can be sufficiently removed, and at 250°C or lower, it is preferable because energy consumption can be further reduced. The drying temperature is more preferably 120°C or higher, and more preferably 180°C or lower. The amount of liquid supplied may be, for example, in the range of 0.1 L/h to 2 L/h, although it depends on the scale of production. The nozzle size for spraying the raw material liquid may be, for example, in the range of 0.5 mm to 5 mm in diameter, although it depends on the scale of production.

(熱処理工程)
熱処理工程では、造粒粉を熱処理して炭化させるとともに糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を生成させる。熱処理工程では、糖カルボン酸金属塩の糖及び/又は糖カルボン酸が炭化した炭素材を生成させてもよい。炭素材は、糖化合物が炭化したものを含むものとしてもよい。炭素材は、非晶質炭素としてもよいし、非晶質炭素の前駆体としてもよい。熱処理工程では、糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物の微粒子を生成させてもよい。微粒子の平均粒径は、例えば、7nm以下としてもよく、6nm以下としてもよく、5nm以下としてもよく、4nm以下としてもよい。微粒子の平均粒径は、例えば、1nm以上としてもよく、2nm以上としてもよく、2.2nm以上としてもよい。微粒子は、分散していてもよいし、一部または全部が連結していてもよい。熱処理工程で生成させる金属化合物は、例えば、酸化物や水酸化物としてもよく、酸化物が好ましい。熱処理温度は、例えば、400℃以上としてもよく、600℃以上としてもよく、800℃以上としてもよく、850℃以上としてもよい。また、熱処理温度は、例えば、1300℃以下としてもよく、1100℃以下としてもよく、1000℃以下としてもよく、950℃以下としてもよい。熱処理雰囲気は、Ar雰囲気やN2雰囲気などの不活性雰囲気としてもよいし、過熱蒸気雰囲気などとしてもよい。熱処理時間は、例えば、30分以上120分以下としてもよい。
(Heat treatment process)
In the heat treatment step, the granulated powder is heat-treated to carbonize it and generate a metal and/or metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt. In the heat treatment step, a carbon material in which the sugar and/or sugar carboxylate of the sugar carboxylate metal salt is carbonized may be generated. The carbon material may include a carbonized sugar compound. The carbon material may be amorphous carbon or a precursor of amorphous carbon. In the heat treatment step, fine particles of a metal and/or metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt may be generated. The average particle size of the fine particles may be, for example, 7 nm or less, 6 nm or less, 5 nm or less, or 4 nm or less. The average particle size of the fine particles may be, for example, 1 nm or more, 2 nm or more, or 2.2 nm or more. The fine particles may be dispersed, or may be partially or entirely connected. The metal compound generated in the heat treatment step may be, for example, an oxide or hydroxide, and an oxide is preferable. The heat treatment temperature may be, for example, 400° C. or more, 600° C. or more, 800° C. or more, or 850° C. or more. The heat treatment temperature may be, for example, 1300° C. or less, 1100° C. or less, 1000° C. or less, or 950° C. or less. The heat treatment atmosphere may be an inert atmosphere such as an Ar atmosphere or a N 2 atmosphere, or may be a superheated steam atmosphere. The heat treatment time may be, for example, 30 minutes or more and 120 minutes or less.

(除去工程)
除去工程では、熱処理工程後の造粒粉から糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を除去する。除去工程では、酸処理又はアルカリ処理によって糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を選択的に除去してもよい。酸又はアルカリとしては、例えば、塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム、アンモニアなどが挙げられる。この酸又はアルカリは、水溶液としてもよい。酸又はアルカリの濃度は、例えば、0.1mol/L以上5mol/L以下の範囲などにすることができる。酸処理又はアルカリ処理は、熱処理工程後の造粒粉を酸又はアルカリ溶液に浸漬させる処理としてもよく、その際、撹拌を行ってもよい。酸処理又はアルカリ処理の時間は、例えば、60分以上600分以下としてもよい。酸処理後又はアルカリ処理後の造粒粉は、ろ過や洗浄によって酸やアルカリを除去することが望ましい。
(Removal process)
In the removal step, the metal and/or metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt is removed from the granulated powder after the heat treatment step. In the removal step, the metal and/or metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt may be selectively removed by acid treatment or alkali treatment. Examples of the acid or alkali include hydrochloric acid, sulfuric acid, sodium hydroxide, and ammonia. The acid or alkali may be an aqueous solution. The concentration of the acid or alkali may be, for example, in the range of 0.1 mol/L or more and 5 mol/L or less. The acid treatment or alkali treatment may be a treatment in which the granulated powder after the heat treatment step is immersed in an acid or alkali solution, and stirring may be performed at that time. The time for the acid treatment or alkali treatment may be, for example, 60 minutes or more and 600 minutes or less. It is desirable to remove the acid or alkali from the granulated powder after the acid treatment or alkali treatment by filtration or washing.

(焼成工程)
焼成工程では、除去工程後の造粒粉を焼成する。焼成工程では、糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を除去可能な高温で焼成してもよい。この場合、焼成工程は、除去工程を兼ねることもできる。また、焼成工程では、造粒粉の炭化をさらに進めるものとしてもよい。また、焼成工程では、例えば、熱処理工程で生成した炭素材が非晶質炭素の前駆体の場合には、焼成工程で非晶質炭素の前駆体を非晶質炭素にするものとしてもよい。焼成温度は、熱処理工程の熱処理温度よりも高温としてもよく、例えば、1000℃以上としてもよく、1200℃以上としてもよく、1400℃以上としてもよい。また、焼成温度は、例えば2000℃以下としてもよく、1800℃以下としてもよく、1600℃以下としてもよい。焼成雰囲気は、Ar雰囲気やN2雰囲気などの不活性雰囲気としてもよいし、過熱蒸気雰囲気などとしてもよい。焼成時間は、例えば、30分以上120分以下としてもよい。
(Firing process)
In the firing step, the granulated powder after the removal step is fired. In the firing step, the metal and/or metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt may be fired at a high temperature capable of removing the metal and/or metal compound. In this case, the firing step can also serve as the removal step. In addition, the firing step may further promote carbonization of the granulated powder. In addition, in the firing step, for example, when the carbon material generated in the heat treatment step is a precursor of amorphous carbon, the precursor of amorphous carbon may be converted into amorphous carbon in the firing step. The firing temperature may be higher than the heat treatment temperature in the heat treatment step, for example, 1000°C or higher, 1200°C or higher, or 1400°C or higher. In addition, the firing temperature may be, for example, 2000°C or lower, 1800°C or lower, or 1600°C or lower. The firing atmosphere may be an inert atmosphere such as an Ar atmosphere or a N2 atmosphere, or a superheated steam atmosphere. The baking time may be, for example, 30 minutes or more and 120 minutes or less.

本開示の複合炭素粒子の製造方法の一例を図2に示す。図2は、複合炭素粒子10の製造方法の一例を示す模式図である。この製造方法は、造粒工程と、熱処理工程と、除去工程と、焼成工程と、を含む。造粒工程では、まず、黒鉛粒子20と、糖カルボン酸金属塩33を含むコート液32と、を含む原料液12を準備する(図2A)。黒鉛粒子20としては、例えば、天然黒鉛である鱗片状黒鉛が好適である。糖カルボン酸金属塩33としては、例えば、グルコン酸マグネシウムが好適である。コート液32は、図示しない糖化合物を含むものとしてもよい。糖化合物としては、例えば、グルコースが好適である。そして、この原料液12を噴霧乾燥することなどにより、造粒粉14を得る(図2B)。この造粒工程により、複数の黒鉛粒子20と、コート液32が乾燥されて残った固形分34とを含む造粒粉14が得られる。固形分34は、コート液32に含まれていた糖カルボン酸金属塩33や糖カルボン酸などを含む。固形分34は、例えば、黒鉛粒子20の表面の少なくとも一部を被覆するように形成されていてもよい。続く熱処理工程では、造粒粉14を熱処理して、熱処理工程後の造粒粉16を得る(図2C)。この熱処理工程により、黒鉛粒子20と、固形分34が炭化した炭素材36とを含む造粒粉16が得られる。炭素材36は、非晶質炭素としてもよいし、非晶質炭素の前駆体としてもよい。炭素材36には、糖カルボン酸金属塩33に由来する金属及び/又は金属化合物37が生成している。金属及び/又は金属化合物37は、糖カルボン酸金属塩がグルコン酸マグネシウムの場合には、例えば、酸化マグネシウムである。続く除去処理では、熱処理後の造粒粉16から金属及び/又は金属化合物37を除去して、除去工程後の造粒粉18を得る(図2D)。除去方法としては、例えば、塩酸などによる酸処理が挙げられる。この除去工程により、熱処理工程後の造粒粉16から金属及び/又は金属化合物37の一部又は全部が除去され、その部分に細孔31が形成された、除去工程後の造粒粉18が得られる。最後の焼成工程では、除去処理後の造粒粉18を焼成して、複合炭素粒子10を得る。この焼成工程によって、炭素材36の炭化が進み、非晶質炭素30になるものとしてもよい。また、この焼成工程によって、除去処理で除去しきれなかった金属及び/又は金属化合物37が除去されて、細孔31が拡張するものとしてもよい。なお、熱処理工程で生成する炭素材36が非晶質炭素である場合、この焼成工程を省略してもよい。以上のようにして、複合炭素粒子10が得られる。 An example of a method for producing composite carbon particles according to the present disclosure is shown in FIG. 2. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a method for producing composite carbon particles 10. This production method includes a granulation step, a heat treatment step, a removal step, and a firing step. In the granulation step, first, a raw material liquid 12 containing graphite particles 20 and a coating liquid 32 containing a sugar carboxylate metal salt 33 is prepared (FIG. 2A). As the graphite particles 20, for example, flake graphite, which is natural graphite, is suitable. As the sugar carboxylate metal salt 33, for example, magnesium gluconate is suitable. The coating liquid 32 may contain a sugar compound not shown. As the sugar compound, for example, glucose is suitable. Then, the raw material liquid 12 is spray-dried to obtain a granulated powder 14 (FIG. 2B). By this granulation step, a granulated powder 14 containing a plurality of graphite particles 20 and a solid content 34 remaining after the coating liquid 32 is dried is obtained. The solid content 34 includes the sugar carboxylate metal salt 33 and sugar carboxylic acid contained in the coating liquid 32. The solid content 34 may be formed so as to cover at least a part of the surface of the graphite particles 20, for example. In the subsequent heat treatment step, the granulated powder 14 is heat treated to obtain the granulated powder 16 after the heat treatment step (FIG. 2C). This heat treatment step obtains the granulated powder 16 including the graphite particles 20 and the carbon material 36 in which the solid content 34 is carbonized. The carbon material 36 may be amorphous carbon or a precursor of amorphous carbon. The carbon material 36 has a metal and/or metal compound 37 derived from the sugar carboxylate metal salt 33. When the sugar carboxylate metal salt is magnesium gluconate, the metal and/or metal compound 37 is, for example, magnesium oxide. In the subsequent removal step, the metal and/or metal compound 37 is removed from the granulated powder 16 after the heat treatment to obtain the granulated powder 18 after the removal step (FIG. 2D). The removal method may be, for example, an acid treatment using hydrochloric acid or the like. This removal step removes part or all of the metal and/or metal compound 37 from the granulated powder 16 after the heat treatment step, and the granulated powder 18 after the removal step is obtained in which the pores 31 are formed in the removed parts. In the final firing step, the granulated powder 18 after the removal step is fired to obtain the composite carbon particles 10. This firing step may advance the carbonization of the carbon material 36 to form amorphous carbon 30. This firing step may also remove the metal and/or metal compound 37 that was not completely removed in the removal step, and expand the pores 31. Note that if the carbon material 36 produced in the heat treatment step is amorphous carbon, this firing step may be omitted. In this manner, the composite carbon particles 10 are obtained.

[電極]
本開示の電極は、蓄電デバイス用の電極であって、上述した複合炭素粒子を電極活物質として含む。複合炭素粒子は、リチウムを吸蔵放出する電極活物質としての機能を有する。この電極において、複合炭素粒子は、電荷キャリアであるリチウムの黒鉛への挿入脱離容量を発現するほか、電荷キャリアであるリチウムの析出溶解容量を発現する。この電極は、例えば、上述した複合炭素粒子と結着材と必要に応じて導電材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の電極合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成したものとしてもよい。結着材は、複合炭素粒子及び導電材粒子を繋ぎ止める役割を果たすものであり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、或いはポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)ゴム、スルホン化EPDMゴム、天然ブチルゴム(NBR)等を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。また、水系バインダーであるセルロース系やスチレンブタジエンゴム(SBR)の水分散体等を用いることもできる。導電材は、電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカ、ニードルコークス、炭素繊維、金属(銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など)などの1種又は2種以上を混合したものを用いることができる。これらの中で、導電材としては、電子伝導性及び塗工性の観点より、カーボンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。複合炭素粒子、結着材、導電材を分散させる溶剤としては、例えばN-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチレントリアミン、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの有機溶剤を用いることができる。また、水に分散剤、増粘剤等を加え、SBRなどのラテックスで活物質をスラリー化してもよい。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどの多糖類を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。塗布方法としては、例えば、アプリケータロールなどのローラコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレイド方式、スピンコーティング、バーコータなどが挙げられ、これらのいずれかを用いて任意の厚さ・形状とすることができる。集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Al-Cd合金などのほか、接着性、導電性及び耐還元性向上の目的で、例えば銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものも用いることができる。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。集電体の形状については、箔状、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などが挙げられる。集電体の厚さは、例えば1~500μmのものが用いられる。
[electrode]
The electrode of the present disclosure is an electrode for an electric storage device, and contains the above-mentioned composite carbon particles as an electrode active material. The composite carbon particles function as an electrode active material that absorbs and releases lithium. In this electrode, the composite carbon particles exhibit the insertion/desorption capacity of lithium, which is a charge carrier, into graphite, and also exhibit the deposition/dissolution capacity of lithium, which is a charge carrier. This electrode may be, for example, a mixture of the above-mentioned composite carbon particles, a binder, and optionally a conductive material, and a suitable solvent is added to form a paste-like electrode mixture, which is then applied to the surface of a current collector, dried, and compressed to increase the electrode density as necessary. The binder plays a role in binding the composite carbon particles and the conductive material particles, and may be, for example, a fluorine-containing resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), or fluorine-containing rubber, or a thermoplastic resin such as polypropylene or polyethylene, ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber, sulfonated EPDM rubber, natural butyl rubber (NBR), or the like, used alone or as a mixture of two or more kinds. In addition, a cellulose-based aqueous binder or an aqueous dispersion of styrene butadiene rubber (SBR) can be used. The conductive material is not particularly limited as long as it is an electron-conductive material that does not adversely affect the battery performance, and for example, a mixture of one or more of acetylene black, carbon black, ketjen black, carbon whisker, needle coke, carbon fiber, and metals (copper, nickel, aluminum, silver, gold, etc.) can be used. Among these, carbon black and acetylene black are preferred as the conductive material from the viewpoint of electron conductivity and coatability. As a solvent for dispersing the composite carbon particles, the binder, and the conductive material, for example, an organic solvent such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethylenetriamine, N,N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide, and tetrahydrofuran can be used. In addition, a dispersant, a thickener, etc. may be added to water, and the active material may be slurried with a latex such as SBR. As the thickener, for example, polysaccharides such as carboxymethylcellulose and methylcellulose can be used alone or as a mixture of two or more kinds. Examples of the coating method include roller coating such as an applicator roll, screen coating, doctor blade method, spin coating, bar coater, etc., and any of these can be used to form the desired thickness and shape. As the current collector, in addition to copper, nickel, stainless steel, titanium, aluminum, baked carbon, conductive polymer, conductive glass, Al-Cd alloy, etc., for the purpose of improving adhesion, conductivity, and reduction resistance, for example, copper, etc., whose surface is treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. can also be used. For these, the surface can also be oxidized. As for the shape of the current collector, foil, film, sheet, net, punched or expanded, lath, porous body, foam, fiber group formation, etc. can be mentioned. The thickness of the current collector is, for example, 1 to 500 μm.

[蓄電デバイス]
本開示の蓄電デバイスは、上述した電極を備える。この蓄電デバイスは、例えば、上述した電極である負極と、正極と、負極と正極との間に介在し、リチウムイオンを伝導するイオン伝導媒体と、を備えているものとしてもよい。
[Electricity storage device]
The power storage device of the present disclosure includes the above-described electrodes. This power storage device may include, for example, a negative electrode, which is the above-described electrode, a positive electrode, and an ion conductive medium that is interposed between the negative electrode and the positive electrode and conducts lithium ions.

正極は、リチウムを吸蔵及び放出可能な正極活物質を含むものとしてもよい。正極は、例えば正極活物質と導電材と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の正極合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。正極活物質としては、遷移金属元素を含む硫化物や、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物などを用いることができる。具体的には、TiS2、TiS3、MoS3、FeS2などの遷移金属硫化物、基本組成式をLi(1-x)MnO2(0<x<1など、以下同じ)やLi(1-x)Mn24などとするリチウムマンガン複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)CoO2などとするリチウムコバルト複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)NiO2などとするリチウムニッケル複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)NiaCobMnc2(a+b+c=1)などとするリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、基本組成式をLiV23などとするリチウムバナジウム複合酸化物、基本組成式をV25などとする遷移金属酸化物などを用いることができる。これらのうち、リチウムの遷移金属複合酸化物、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiV23などが好ましい。なお、「基本組成式」とは、他の元素(例えばAlやMgなど)を含んでもよい趣旨である。正極に用いられる結着材、導電材、溶剤、塗布方法などは、それぞれ上述の電極で例示したものを用いることができる。集電体としては、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスなどのほか、接着性、導電性及び耐酸化性向上の目的で、アルミニウムや銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものを用いることができる。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。集電体の形状は、上述した電極で例示したものと同様のものを用いることができる。 The positive electrode may include a positive electrode active material capable of absorbing and releasing lithium. The positive electrode may be formed, for example, by mixing a positive electrode active material, a conductive material, and a binder, adding an appropriate solvent to form a paste-like positive electrode mixture, applying it to the surface of a current collector, drying it, and compressing it to increase the electrode density as necessary. As the positive electrode active material, a sulfide containing a transition metal element, an oxide containing lithium and a transition metal element, or the like may be used. Specifically, transition metal sulfides such as TiS2 , TiS3 , MoS3 , and FeS2 , lithium manganese composite oxides having a basic composition formula such as Li (1-x) MnO2 (0<x<1, etc., the same applies below) and Li (1-x) Mn2O4 , lithium cobalt composite oxides having a basic composition formula such as Li (1-x ) CoO2 , lithium nickel composite oxides having a basic composition formula such as Li(1-x) NiO2 , lithium nickel cobalt manganese composite oxides having a basic composition formula such as Li (1-x) NiaCobMncO2 (a+b+c=1), lithium vanadium composite oxides having a basic composition formula such as LiV2O3 , and transition metal oxides having a basic composition formula such as V2O5 can be used. Among these, lithium transition metal composite oxides, such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , and LiV 2 O 3 are preferred. The term "basic composition formula" means that other elements (such as Al and Mg) may be included. The binder, conductive material, solvent, and coating method used in the positive electrode can be the same as those exemplified in the above-mentioned electrodes. As the current collector, in addition to aluminum, titanium, stainless steel, nickel, iron, baked carbon, conductive polymer, conductive glass, and the like, those in which the surface of aluminum or copper is treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like for the purpose of improving adhesion, conductivity, and oxidation resistance can be used. The surfaces of these can also be oxidized. The shape of the current collector can be the same as that exemplified in the above-mentioned electrodes.

イオン伝導媒体は、支持塩を含む非水系電解液や非水系ゲル電解液などとしてもよい。非水電解液の溶媒としては、カーボネート類、エステル類、エーテル類、ニトリル類、フラン類、スルホラン類及びジオキソラン類などが挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。具体的には、カーボネート類としてエチレンカーボネートやプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類や、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチル-n-ブチルカーボネート、メチル-t-ブチルカーボネート、ジ-i-プロピルカーボネート、t-ブチル-i-プロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート類、γ-ブチルラクトン、γ-バレロラクトンなどの環状エステル類、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酪酸メチルなどの鎖状エステル類、ジメトキシエタン、エトキシメトキシエタン、ジエトキシエタンなどのエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、などのフラン類、スルホラン、テトラメチルスルホランなどのスルホラン類、1,3-ジオキソラン、メチルジオキソランなどのジオキソラン類などが挙げられる。このうち、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組み合わせが好ましい。この組み合わせによると、充放電の繰り返しでの電池特性を表すサイクル特性が優れているばかりでなく、電解液の粘度、得られる電池の電気容量、電池出力などをバランスの取れたものとすることができる。なお、環状カーボネート類は、比誘電率が比較的高く、電解液の誘電率を高めていると考えられ、鎖状カーボネート類は、電解液の粘度を抑えていると考えられる。支持塩は、例えば、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4などの無機塩としてもよいし、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiC(CF3SO23などの有機塩としてもよい。この支持塩は、非水電解液中の濃度が0.1mol/L以上5mol/L以下であることが好ましく、0.5mol/L以上2mol/L以下であることがより好ましい。支持塩を溶解する濃度が0.1mol/L以上では、十分な電流密度を得ることができ、5mol/L以下では、電解液をより安定させることができる。このイオン伝導媒体には、リン系、ハロゲン系などの難燃剤を添加してもよい。また、液状のイオン伝導媒体の代わりに、固体のイオン伝導性ポリマーをイオン伝導媒体として用いることもできる。イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、アクリロニトリル、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、メチルメタクリレート、ビニルアセテート、ビニルピロリドン、フッ化ビニリデンなどのポリマーと支持塩とで構成されるポリマーゲルを用いることができる。更に、イオン伝導性ポリマーと非水系電解液とを組み合わせて用いることもできる。また、イオン伝導媒体としては、イオン伝導性ポリマーのほか、無機固体電解質あるいは有機ポリマー電解質と無機固体電解質の混合材料、若しくは有機バインダーによって結着された無機固体粉末などを利用することができる。 The ionically conductive medium may be a non-aqueous electrolyte solution containing a supporting salt, a non-aqueous gel electrolyte solution, etc. Examples of the solvent for the non-aqueous electrolyte solution include carbonates, esters, ethers, nitriles, furans, sulfolanes, and dioxolanes, which may be used alone or in combination. Specific examples of carbonates include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, butylene carbonate, and chloroethylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl-n-butyl carbonate, methyl-t-butyl carbonate, di-i-propyl carbonate, and t-butyl-i-propyl carbonate; cyclic esters such as γ-butyl lactone and γ-valerolactone; chain esters such as methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, and methyl butyrate; ethers such as dimethoxyethane, ethoxymethoxyethane, and diethoxyethane; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; furans such as tetrahydrofuran and methyltetrahydrofuran; sulfolanes such as sulfolane and tetramethylsulfolane; and dioxolanes such as 1,3-dioxolane and methyldioxolane. Among these, a combination of cyclic carbonates and chain carbonates is preferred. This combination not only provides excellent cycle characteristics, which represent the battery characteristics during repeated charging and discharging, but also provides a well-balanced electrolyte viscosity, the capacity of the resulting battery, and the battery output. It is considered that the cyclic carbonates have a relatively high relative dielectric constant and increase the dielectric constant of the electrolyte, while the chain carbonates suppress the viscosity of the electrolyte. The supporting salt may be, for example, an inorganic salt such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , or LiClO 4 , or an organic salt such as LiCF 3 SO 3 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , or LiC(CF 3 SO 2 ) 3 . The concentration of the supporting salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 mol/L or more and 5 mol/L or less, more preferably 0.5 mol/L or more and 2 mol/L or less. When the concentration of the supporting salt is 0.1 mol/L or more, a sufficient current density can be obtained, and when the concentration is 5 mol/L or less, the electrolyte can be more stable. A flame retardant such as a phosphorus-based or halogen-based flame retardant may be added to the ion-conducting medium. In addition, instead of a liquid ion-conducting medium, a solid ion-conducting polymer can be used as the ion-conducting medium. As the ion-conducting polymer, for example, a polymer gel composed of a polymer such as acrylonitrile, ethylene oxide, propylene oxide, methyl methacrylate, vinyl acetate, vinylpyrrolidone, or vinylidene fluoride and a supporting salt can be used. Furthermore, an ion-conducting polymer can be used in combination with a non-aqueous electrolyte. As the ion-conducting medium, in addition to an ion-conducting polymer, an inorganic solid electrolyte, a mixed material of an organic polymer electrolyte and an inorganic solid electrolyte, or an inorganic solid powder bound by an organic binder can be used.

この蓄電デバイスは、負極と正極との間にセパレータを備えていてもよい。セパレータとしては、蓄電デバイスの使用範囲に耐えうる組成であれば特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン製不織布やポリフェニレンスルフィド製不織布などの高分子不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂の薄い微多孔膜が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。 The electricity storage device may have a separator between the negative electrode and the positive electrode. The separator is not particularly limited as long as it has a composition that can withstand the range of use of the electricity storage device, but examples include polymer nonwoven fabrics such as polypropylene nonwoven fabrics and polyphenylene sulfide nonwoven fabrics, and thin microporous films of olefin resins such as polyethylene and polypropylene. These may be used alone or in combination.

この蓄電デバイスは、満充電状態では、負極内(より好ましくは複合炭素粒子の内部)にリチウムが析出するものとしてもよい。この場合、リチウムは、リチウム金属として析出してもよいしリチウム合金として析出してもよいし、その両方としてもよい。蓄電デバイスが満充電状態か否かは、蓄電デバイスの電圧が予め設定された満充電電圧に達しているか否かで判断してもよい。 In this power storage device, when fully charged, lithium may be precipitated in the negative electrode (more preferably, inside the composite carbon particles). In this case, lithium may be precipitated as lithium metal or as a lithium alloy, or both. Whether or not the power storage device is fully charged may be determined by whether or not the voltage of the power storage device has reached a preset full charge voltage.

この蓄電デバイスは、ハイレートでの充放電効率がより高い方が好ましく、85%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、95%以上がさらに好ましい。ハイレートでの充放電効率は、0.25Cのハイレートで充電したのち、0.05Cで放電したときの充放電効率とする。なお、本開示において、「充電」は複合炭素粒子への電荷キャリアの挿入・析出とし、「放電」は複合炭素粒子からの電荷キャリアの脱離・溶出とする。また、この蓄電デバイスは、初回充放電効率がより高い方が好ましく、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、75%以上がさらに好ましい。また、この蓄電デバイスは、サイクル後の充放電効率がより高いことが好ましく、90%以上が好ましく、95%以上がより好ましく、96%以上がさらに好ましい。 It is preferable that this storage device has a higher charge/discharge efficiency at a high rate, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 95% or more. The charge/discharge efficiency at a high rate is the charge/discharge efficiency when charging at a high rate of 0.25C and then discharging at 0.05C. In this disclosure, "charging" refers to the insertion/precipitation of charge carriers into the composite carbon particles, and "discharging" refers to the desorption/elution of charge carriers from the composite carbon particles. It is also preferable that this storage device has a higher initial charge/discharge efficiency, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 75% or more. It is also preferable that this storage device has a higher charge/discharge efficiency after cycling, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 96% or more.

この蓄電デバイスの形状は、特に限定されないが、例えばコイン型、ボタン型、シート型、積層型、円筒型、偏平型、角型などが挙げられる。また、電気自動車等に用いる大型のものなどに適用してもよい。図3は、本開示の蓄電デバイスの一例である蓄電デバイス50の模式図である。この蓄電デバイス50は、カップ形状のケース51と、正極活物質を有しこのケース51の下部に設けられた正極52と、負極活物質を有し正極52に対してセパレータ54を介して対向する位置に設けられた負極53と、絶縁材により形成されたガスケット55と、ケース51の開口部に配設されガスケット55を介してケース51を密封する封口板56と、を備えている。この蓄電デバイス50は、正極52と負極53との間の空間にイオン伝導媒体57が満たされている。この負極53は、上述した複合炭素粒子10を含んでいる。 The shape of the electric storage device is not particularly limited, but examples thereof include coin type, button type, sheet type, laminated type, cylindrical type, flat type, and square type. It may also be applied to large devices used in electric vehicles and the like. FIG. 3 is a schematic diagram of an electric storage device 50, which is an example of an electric storage device of the present disclosure. The electric storage device 50 includes a cup-shaped case 51, a positive electrode 52 having a positive electrode active material and provided at the bottom of the case 51, a negative electrode 53 having a negative electrode active material and provided at a position facing the positive electrode 52 via a separator 54, a gasket 55 formed of an insulating material, and a sealing plate 56 disposed at the opening of the case 51 and sealing the case 51 via the gasket 55. In the electric storage device 50, an ion conductive medium 57 is filled in the space between the positive electrode 52 and the negative electrode 53. The negative electrode 53 contains the above-mentioned composite carbon particles 10.

本開示の蓄電デバイスは、負極電位が電荷キャリアであるリチウムの酸化還元電位よりも低くなるまで充電して使用することが好ましい。負極電位がリチウムの酸化還元電位よりも低くなるまで(例えば満充電状態まで)充電すると、負極ではリチウムが析出し、負極にリチウムが貯蔵される。その後、負極電位をリチウムの酸化還元電位よりも高くすると負極ではリチウムが溶解し、そのエネルギーを放電容量として取り出すことができる。このように、負極電位がリチウムの酸化還元電位よりも低くなるまで充電して使用すると、リチウムの析出溶解容量を利用できるため、蓄電デバイスのエネルギー密度をより高めることができる。 The power storage device of the present disclosure is preferably used by charging until the negative electrode potential becomes lower than the redox potential of lithium, which is the charge carrier. When the negative electrode potential becomes lower than the redox potential of lithium (for example, until fully charged), lithium precipitates at the negative electrode and is stored in the negative electrode. When the negative electrode potential is then made higher than the redox potential of lithium, lithium dissolves at the negative electrode, and the energy can be extracted as discharge capacity. In this way, when the negative electrode potential is charged until it becomes lower than the redox potential of lithium, the lithium precipitation and dissolution capacity can be utilized, and the energy density of the power storage device can be further increased.

以上詳述した本開示では、蓄電デバイスのハイレート特性をより高めることができる。このような効果が得られる理由は、以下のように推察される。例えば、本開示の複合炭素粒子を蓄電デバイスの電極に用いた場合、黒鉛粒子には電荷キャリアが挿入脱離される一方、非晶質炭素は電荷キャリアの析出過電圧を低下させて電荷キャリアの析出溶解に寄与する。この非晶質炭素は、例えば、糖カルボン酸金属塩の糖及び/又は糖カルボン酸が炭化され、糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物が除去されることにより細孔が形成されたものと考えられる。この細孔は、電荷キャリアの析出場としても機能する。こうした複合炭素粒子では、細孔構造が好適なため、電荷キャリアの黒鉛への挿入脱離及び電荷キャリアの析出溶解が円滑に行われ、ハイレート特性をより高めることができると推察される。 The present disclosure described above in detail can further improve the high-rate characteristics of the power storage device. The reason for obtaining such an effect is presumed to be as follows. For example, when the composite carbon particles of the present disclosure are used in the electrodes of a power storage device, charge carriers are inserted and removed from the graphite particles, while the amorphous carbon reduces the deposition overvoltage of the charge carriers, contributing to the deposition and dissolution of the charge carriers. It is considered that the amorphous carbon is formed by, for example, carbonizing the sugar and/or sugar carboxylic acid of the sugar carboxylate metal salt, and removing the metal and/or metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt. The pores also function as a deposition field for the charge carriers. It is presumed that such composite carbon particles have a suitable pore structure, which allows the charge carriers to be inserted and removed from the graphite smoothly, and the high-rate characteristics can be further improved.

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It goes without saying that the present disclosure is in no way limited to the above-described embodiments, and may be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present disclosure.

例えば、上述した実施形態では、蓄電デバイスの電荷キャリアをリチウムとしたが、特にこれに限定されず、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属イオン、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの2族元素イオンとしてもよい。また、正極活物質は、キャリアのイオンを含むものとすればよい。また、電解液を非水系電解液としたが、水溶液系電解液としてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the charge carrier of the electricity storage device is lithium, but this is not particularly limited, and may be an alkali metal ion such as sodium or potassium, or a Group 2 element ion such as calcium ion or magnesium ion. The positive electrode active material may contain a carrier ion. The electrolyte is a non-aqueous electrolyte, but may be an aqueous electrolyte.

上述した実施形態では、正極活物質を遷移金属複合酸化物等としたが、特に限定されず、例えば、キャパシタに用いられる炭素材としてもよい。炭素材としては、特に限定されるものではないが、例えば、活性炭類、コークス類、ガラス状炭素類、黒鉛類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊維類、カーボンナノチューブ類、ポリアセン類などが挙げられる。このうち、高比表面積を示す活性炭類が好ましい。炭素材としての活性炭は、比表面積が1000m2/g以上であることが好ましく、1500m2/g以上であることがより好ましい。比表面積が1000m2/g以上では、放電容量をより高めることができる。この活性炭の比表面積は、作製の容易性から3000m2/g以下であることが好ましく、2000m2/g以下であることがより好ましい。なお、正極では、イオン伝導媒体に含まれるアニオン及びカチオンの少なくとも一方を吸着、脱離して蓄電するものと考えられるが、さらに、イオン伝導媒体に含まれるアニオン及びカチオンの少なくとも一方を挿入、脱離して蓄電するものとしてもよい。 In the above-described embodiment, the positive electrode active material is a transition metal composite oxide or the like, but is not particularly limited thereto, and may be, for example, a carbon material used in a capacitor. The carbon material is not particularly limited, but may be, for example, activated carbons, cokes, glassy carbons, graphites, non-graphitizable carbons, pyrolytic carbons, carbon fibers, carbon nanotubes, polyacenes, and the like. Among these, activated carbons exhibiting a high specific surface area are preferred. The activated carbon as the carbon material preferably has a specific surface area of 1000 m 2 /g or more, more preferably 1500 m 2 /g or more. When the specific surface area is 1000 m 2 /g or more, the discharge capacity can be further increased. The specific surface area of this activated carbon is preferably 3000 m 2 /g or less, and more preferably 2000 m 2 /g or less, from the viewpoint of ease of preparation. In addition, the positive electrode is considered to store electricity by adsorbing and desorbing at least one of anions and cations contained in the ion conductive medium, but it may also store electricity by inserting and desorbing at least one of anions and cations contained in the ion conductive medium.

本開示は、以下の[1]~[11]のいずれかに示すものとしてもよい。
[1] 黒鉛粒子と非晶質炭素とが複合化された複合炭素粒子であって、窒素吸着測定により算出した細孔容積が40μL/g以上であり、窒素吸着測定により算出した平均細孔径が7nm以下である、複合炭素粒子。
[2] 前記黒鉛粒子を複数含み、前記黒鉛粒子どうしの間に前記非晶質炭素が存在し、前記非晶質炭素により複数の前記黒鉛粒子が集合した塊状粒子である、[1]に記載の複合炭素粒子。
[3] 前記細孔容積は、50μL/g以上100μL/g以下である、[1]又は[2]に記載の複合炭素粒子。
[4] 前記平均細孔径は2.2nm以上5nm以下である、[1]~[3]のいずれか1つに記載の複合炭素粒子。
[5] 下記(1)~(2)のうちの1以上を満たす、[1]~[4]のいずれか1つに記載の複合炭素粒子。
(1)前記非晶質炭素を2質量%以上20質量%以下の割合で含む。
(2)前記黒鉛粒子は、天然黒鉛である。
[6] [1]~[5]のいずれか1つに記載の複合炭素粒子を電極活物質として含む電極を備えた、蓄電デバイス。
[7] 黒鉛粒子と糖カルボン酸金属塩とを含む原料液を用いて造粒粉を得る造粒工程と、
前記造粒粉を熱処理して炭化させるとともに前記糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を生成させる熱処理工程と、
前記熱処理工程後の前記造粒粉から前記金属及び/又は金属化合物を除去する除去工程と、
を含む、複合炭素粒子の製造方法。
[8] 前記原料液は、糖化合物を含む、[7]に記載の複合炭素粒子の製造方法。
[9] 下記(3)~(5)のうちの1以上を満たす、[7]又は[8]に記載の複合炭素粒子の製造方法。
(3)前記糖カルボン酸金属塩は、グルコン酸塩である。
(4)前記糖カルボン酸金属塩は、マグネシウム塩である。
(5)前記原料液は、糖化合物を含み、前記糖化合物は、グルコースである。
[10] 前記除去工程では、酸処理により前記金属及び/又は金属化合物を除去する、
[7]~[9]のいずれか1つに記載の複合炭素粒子の製造方法。
[11] [1]~[5]のいずれか1つに記載の複合炭素粒子を電極活物質として含む、電極。
The present disclosure may be any one of the following [1] to [11].
[1] Composite carbon particles in which graphite particles and amorphous carbon are composited, the composite carbon particles having a pore volume calculated by nitrogen adsorption measurement of 40 μL/g or more and an average pore diameter calculated by nitrogen adsorption measurement of 7 nm or less.
[2] The composite carbon particle according to [1], which comprises a plurality of the graphite particles, the amorphous carbon being present between the graphite particles, and which is an aggregate particle in which the plurality of graphite particles are aggregated by the amorphous carbon.
[3] The composite carbon particles according to [1] or [2], wherein the pore volume is 50 μL/g or more and 100 μL/g or less.
[4] The composite carbon particles according to any one of [1] to [3], wherein the average pore diameter is 2.2 nm or more and 5 nm or less.
[5] The composite carbon particles according to any one of [1] to [4], which satisfy one or more of the following (1) to (2):
(1) The amorphous carbon is contained in an amount of 2% by mass or more and 20% by mass or less.
(2) The graphite particles are natural graphite.
[6] An electricity storage device comprising an electrode containing the composite carbon particle according to any one of [1] to [5] as an electrode active material.
[7] A granulation step of obtaining a granulated powder using a raw material liquid containing graphite particles and a sugar carboxylate metal salt;
a heat treatment step of heat-treating the granulated powder to carbonize it and generate a metal and/or a metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt;
a removing step of removing the metal and/or metal compound from the granulated powder after the heat treatment step;
A method for producing composite carbon particles, comprising:
[8] The method for producing composite carbon particles according to [7], wherein the raw material liquid contains a sugar compound.
[9] The method for producing composite carbon particles according to [7] or [8], which satisfies one or more of the following (3) to (5):
(3) The metal salt of a sugar carboxylate is a gluconate.
(4) The metal salt of a sugar carboxylate is a magnesium salt.
(5) The raw material liquid contains a sugar compound, and the sugar compound is glucose.
[10] In the removing step, the metal and/or metal compound is removed by acid treatment.
A method for producing composite carbon particles according to any one of [7] to [9].
[11] An electrode comprising the composite carbon particles according to any one of [1] to [5] as an electrode active material.

以下には、上述した複合炭素粒子、電極及び蓄電デバイスを具体的に作製した例を、実施例として説明する。なお、実験例1~6が実施例に相当し、実験例7~11が比較例に相当する。 Below, specific examples of the fabrication of the above-mentioned composite carbon particles, electrodes, and electricity storage devices are described as examples. Note that Experimental Examples 1 to 6 correspond to examples, and Experimental Examples 7 to 11 correspond to comparative examples.

[実験例1]
(複合炭素粒子の作製)
鱗片状天然黒鉛(富士黒鉛工業製、BF-8A)10gとカルボキシメチルセルロース(第一工業製薬製、BSH-6)0.1gとを混合した後、水20gを加えて、ミキサー(シンキー製、ARE-310)を用いてスラリーを得た。グルコース(東京化成工業製)0.26gとグルコン酸マグネシウム(東京化成工業製)0.6gとを水130gに溶解させた後、上記スラリーと混合することで、黒鉛とグルコースとグルコン酸マグネシウムとが均一に混合した原料液を調製した。スプレードライ(日本ビュッヒ製、B-290)を用いて140℃の乾燥気流下で0.7mmのノズルから0.5L/hの流量となるように上記原料液を噴霧することで、造粒粉を得た(造粒工程)。この造粒粉を900℃、Ar雰囲気で、1時間熱処理を実施した(熱処理工程)。その後、1mol/Lの塩酸100ml中で3時間混合することで、Mg成分を溶解させた(除去工程)。ろ過・洗浄後に120℃で真空乾燥を行った。最後に、1500℃、Ar雰囲気で、1時間熱処理を実施した(焼成工程)。こうして、実験例1の複合炭素粒子を得た。熱処理工程、除去処理工程及び焼成工程における収率から、複合炭素粒子における非晶質炭素割合(コート量)を算出したところ、実験例1では1%であった。
[Experimental Example 1]
(Preparation of composite carbon particles)
After mixing 10 g of flake-like natural graphite (Fuji Graphite Industry, BF-8A) and 0.1 g of carboxymethylcellulose (Daiichi Kogyo Seiyaku, BSH-6), 20 g of water was added, and a slurry was obtained using a mixer (Thinky, ARE-310). 0.26 g of glucose (Tokyo Chemical Industry) and 0.6 g of magnesium gluconate (Tokyo Chemical Industry) were dissolved in 130 g of water, and then mixed with the above slurry to prepare a raw material liquid in which graphite, glucose, and magnesium gluconate were uniformly mixed. The raw material liquid was sprayed from a 0.7 mm nozzle at a flow rate of 0.5 L/h under a dry air flow at 140 ° C. using a spray dryer (Nihon Buchi, B-290) to obtain a granulated powder (granulation process). The granulated powder was heat-treated at 900 ° C. in an Ar atmosphere for 1 hour (heat treatment process). The mixture was then mixed in 100 ml of 1 mol/L hydrochloric acid for 3 hours to dissolve the Mg component (removal step). After filtration and washing, the mixture was vacuum dried at 120°C. Finally, the mixture was heat-treated at 1500°C in an Ar atmosphere for 1 hour (sintering step). In this way, the composite carbon particles of Experimental Example 1 were obtained. The amorphous carbon ratio (coating amount) in the composite carbon particles was calculated from the yields in the heat treatment step, removal treatment step, and firing step, and was 1% in Experimental Example 1.

(複合炭素粒子の形態観察)
走査型電子顕微鏡(日立ハイテク製Regulus8230)を用い、5000倍の倍率でSEM観察することで、複合炭素粒子の粒子形態を確認した。そして、球状粒子と鱗片状粒子のどちらが主体か判別した。
(Morphological Observation of Composite Carbon Particles)
The particle morphology of the composite carbon particles was confirmed by SEM observation at a magnification of 5000 times using a scanning electron microscope (Regulus 8230 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Then, it was determined whether the particles were mainly spherical or scaly.

(複合炭素粒子の細孔解析)
細孔解析装置(マイクロトラックベル製BELSORP-maxII)を用い、-196
℃にて測定したN2吸着等温線をBET解析することで、複合炭素粒子の比表面積、平均細孔径、細孔容積を算出した。
(Pore analysis of composite carbon particles)
Using a pore analyzer (Microtrack Bell BELSORP-max II),
The N 2 adsorption isotherm measured at ° C. was subjected to BET analysis to calculate the specific surface area, average pore diameter, and pore volume of the composite carbon particles.

(非晶質炭素コート量の測定方法の検討)
熱重量(TG)測定装置(リガク製ThermoPlusTG8120)を用い、室温から500℃までを20℃/minで昇温後、500℃から800℃までを2℃/minで昇温させて、TG曲線を得た。測定雰囲気は、空気250cc/minとした。
(Study on a method for measuring the amount of amorphous carbon coating)
A thermogravimetric (TG) measurement device (ThermoPlusTG8120 manufactured by Rigaku Corporation) was used to obtain a TG curve by increasing the temperature from room temperature to 500° C. at 20° C./min, and then increasing the temperature from 500° C. to 800° C. at 2° C./min. The measurement atmosphere was air at 250 cc/min.

(複合炭素粒子のX線回折測定)
X線回折測定装置(リガク製Ultima IV)を用いてX線回折測定を実施した。
(X-ray diffraction measurement of composite carbon particles)
X-ray diffraction measurements were carried out using an X-ray diffraction measurement device (Ultima IV manufactured by Rigaku Corporation).

(電極の作製)
上記複合炭素粒子を90質量部とポリフッ化ビニリデン(PVdF、クレハ製、#9300)を10質量部の割合で混合した後、合材目付が4mg/cm2となるように銅箔上に塗布した。真空乾燥をしたのち、ロールプレス機で圧縮処理を施して合材密度1.1g/cm3となるよう調整することで負極用のシート状電極を作製した。
(Preparation of electrodes)
The composite carbon particles were mixed in a ratio of 90 parts by mass and 10 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF, manufactured by Kureha, #9300), and then coated on copper foil so that the composite weight was 4 mg/cm 2. After vacuum drying, the mixture was compressed with a roll press machine to adjust the composite density to 1.1 g/cm 3 , thereby producing a sheet-like electrode for the negative electrode.

(充放電評価)
上記電極を16mmφ(2cm2)に打ち抜いて、セパレータを介してリチウム金属対極と対向をさせた後、電解液を注入することで、充放電評価用セルを作製した。電解液としては、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合溶媒にLiPF6を1Mの濃度で溶解させたものを用いた。そして、0.15mA/cm2(0.05C)の電流密度で、0.005-1.5Vの電圧範囲にて定電流-定電圧充放電評価を実施して、複合炭素粒子を含む電極へのリチウム挿入・脱離における初回充放電効率を算出した。なお、「充電」は複合炭素粒子へのLiの挿入・析出とし、「放電」は複合炭素粒子からのLiの脱離・溶出とする。また、0.75mA/cm2(0.25C)の電流値で3mAh/cm2の容量まで定電流充電した後、0.15mA/cm2の電流値で1.5Vまで定電流-定電圧放電を行い、このときの充放電効率をハイレート充放電効率として求め、ハイレート特性を評価した。また、0.15mA/cm2の電流値で3mAh/cm2の容量まで定電流充電(20h)後0.15mA/cm2で1.5Vまで定電流-定電圧放電、というサイクルを10サイクル実施して、10サイクル時の充放電効率を算出し、充放電サイクル特性を評価した。
(Charge/Discharge Evaluation)
The above electrode was punched out to 16 mmφ (2 cm 2 ), and was placed opposite a lithium metal counter electrode via a separator, and then an electrolyte was injected to prepare a charge/discharge evaluation cell. The electrolyte was a mixture of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M. Then, constant current-constant voltage charge/discharge evaluation was performed at a current density of 0.15 mA/cm 2 (0.05 C) and a voltage range of 0.005-1.5 V to calculate the initial charge/discharge efficiency in the insertion/desorption of lithium into and from the electrode containing the composite carbon particles. Note that "charging" refers to the insertion/precipitation of Li into the composite carbon particles, and "discharging" refers to the desorption/elution of Li from the composite carbon particles. In addition, the battery was charged at a constant current of 0.75 mA/ cm2 (0.25 C) to a capacity of 3 mAh/ cm2 , and then discharged at a current of 0.15 mA/ cm2 to 1.5 V at a constant current and constant voltage, and the charge and discharge efficiency at this time was determined as the high-rate charge and discharge efficiency to evaluate the high-rate characteristics. In addition, the battery was charged at a constant current of 0.15 mA/ cm2 to a capacity of 3 mAh/ cm2 (20 h) and then discharged at a constant current and constant voltage of 0.15 mA/ cm2 to 1.5 V for 10 cycles, and the charge and discharge efficiency at the 10 cycles was calculated to evaluate the charge and discharge cycle characteristics.

[実験例2~5]
鱗片状天然黒鉛10gに対して混合するグルコースとグルコン酸マグネシウムの量をそれぞれ0.5gと1.2g(コート量2%)とした以外は、実験例1と同様に実験例2を行った。鱗片状天然黒鉛10gに対して混合するグルコースとグルコン酸マグネシウムの量をそれぞれ1.0gと2.5g(コート量4%)とした以外は、実験例1と同様に実験例3を行った。鱗片状天然黒鉛10gに対して混合するグルコースとグルコン酸マグネシウムの量をそれぞれ6.5gと15g(コート量20%)とした以外は、実験例1と同様に実験例4を行った。鱗片状天然黒鉛10gに対して混合するグルコースとグルコン酸マグネシウムの量をそれぞれ26gと60g(コート量50%)とした以外は、実験例1と同様に実験例5を行った。
[Experimental Examples 2 to 5]
Experimental Example 2 was carried out in the same manner as Experimental Example 1, except that the amounts of glucose and magnesium gluconate mixed with 10 g of scaly natural graphite were 0.5 g and 1.2 g (coating amount 2%), respectively. Experimental Example 3 was carried out in the same manner as Experimental Example 1, except that the amounts of glucose and magnesium gluconate mixed with 10 g of scaly natural graphite were 1.0 g and 2.5 g (coating amount 4%), respectively. Experimental Example 4 was carried out in the same manner as Experimental Example 1, except that the amounts of glucose and magnesium gluconate mixed with 10 g of scaly natural graphite were 6.5 g and 15 g (coating amount 20%), respectively. Experimental Example 5 was carried out in the same manner as Experimental Example 1, except that the amounts of glucose and magnesium gluconate mixed with 10 g of scaly natural graphite were 26 g and 60 g (coating amount 50%), respectively.

[実験例6]
グルコースを省略し、鱗片状天然黒鉛10gに対して混合するグルコン酸マグネシウムの量を5g(コート量4%)とした以外は、実験例1と同様に実験例6を行った。
[Experimental Example 6]
Experimental Example 6 was carried out in the same manner as Experimental Example 1, except that glucose was omitted and the amount of magnesium gluconate mixed per 10 g of flake natural graphite was 5 g (coating amount 4%).

[実験例7]
グルコン酸マグネシウムを省略し、鱗片状天然黒鉛10gに対して混合するグルコースの量を2g(コート量4%)としたこと、及び、熱処理工程を省略したこと以外は、実験例1と同様に実験例7を行った。
[Experimental Example 7]
Experimental Example 7 was carried out in the same manner as Experimental Example 1, except that magnesium gluconate was omitted, the amount of glucose mixed per 10 g of flake natural graphite was 2 g (coating amount 4%), and the heat treatment step was omitted.

[実験例8]
造粒工程に代えて、鱗片状天然黒鉛10gに対してグルコース1.0gとグルコン酸マグネシウム2.5g(コート量4%)とを乳鉢を用いて混合する混合工程を行った。それ以外は、実験例1と同様に実験例8を行った。
[Experimental Example 8]
Instead of the granulation step, a mixing step was carried out in which 1.0 g of glucose and 2.5 g of magnesium gluconate (coating amount 4%) were mixed with 10 g of flake natural graphite in a mortar. Except for this, Experimental Example 8 was carried out in the same manner as Experimental Example 1.

[実験例9]
複合炭素粒子に代えて、鱗片状天然黒鉛をそのまま用いた以外は、実験例1と同様に実験例9を行った。
[Experimental Example 9]
Experimental Example 9 was carried out in the same manner as Experimental Example 1, except that flake natural graphite was used as it was instead of the composite carbon particles.

[実験例10]
複合炭素粒子に代えて、鱗片状天然黒鉛を1500℃のAr雰囲気で熱処理したものを用いた以外は、実験例1と同様に実験例10を行った。
[Experimental Example 10]
Experimental Example 10 was carried out in the same manner as Experimental Example 1, except that flake natural graphite that had been heat-treated at 1500° C. in an Ar atmosphere was used instead of the composite carbon particles.

[実験例11]
上記鱗片状天然黒鉛10gと上記カルボキシメチルセルロース0.1gとを混合した後、水20gを加えて、上記ミキサーを用いてスラリーを得た。ここに水130gを加えて希薄化した後、上記スプレードライを用いて、粉末を得た。これを1500℃のAr雰囲気で熱処理した。複合炭素粒子に代えて、こうして作製した粒子を用いた以外は、実験例1と同様に実験例11を行った。
[Experimental Example 11]
10 g of the flake natural graphite and 0.1 g of the carboxymethyl cellulose were mixed, and then 20 g of water was added to obtain a slurry using the mixer. 130 g of water was added to dilute the slurry, and the mixture was spray-dried to obtain a powder. The powder was then heat-treated in an Ar atmosphere at 1500° C. Experimental Example 11 was carried out in the same manner as Experimental Example 1, except that the particles thus prepared were used instead of the composite carbon particles.

[結果と考察]
図4に、複合炭素粒子の形態観察例として、実験例3複合炭素粒子のSEM像を示した(図4A,B)。図4には、実験例9の黒鉛粒子SEM像も示した(図4C,D)。図4A,Bに示すように、黒鉛粒子を非晶質炭素源と混合してスプレードライ処理を実施した実験例では、複数の鱗片状黒鉛粒子が集合した塊状粒子となり、その粒子形態が球状となることが明らかになった。これは、スプレードライ処理時に黒鉛粒子と非晶質炭素源とが含まれるよう溶液が噴霧された液滴が乾燥する過程で、非晶質炭素源が「つなぎ」となり二次粒子化したためと推察された。一方、スプレードライ処理を行ったものでも、非晶質炭素源を含まないものでは鱗片状のままであったことから、球状などの塊状粒子を得る観点でも、非晶質炭素源が必要であると推察された。
[Results and Discussion]
As an example of the morphology of the composite carbon particles, SEM images of the composite carbon particles of Experimental Example 3 are shown in Fig. 4 (Fig. 4A, B). SEM images of the graphite particles of Experimental Example 9 are also shown in Fig. 4 (Fig. 4C, D). As shown in Fig. 4A, B, in the experimental example in which the graphite particles were mixed with the amorphous carbon source and the spray-drying process was performed, it was revealed that a plurality of scaly graphite particles were aggregated to form aggregated particles, and the particle shape became spherical. This was presumed to be because the amorphous carbon source became a "binder" and formed secondary particles during the process of drying the droplets of the solution sprayed to contain the graphite particles and the amorphous carbon source during the spray-drying process. On the other hand, even in the case of the sample that was sprayed with the spray-drying process, the sample that did not contain the amorphous carbon source remained scaly, so it was presumed that the amorphous carbon source was necessary from the viewpoint of obtaining aggregated particles such as spherical particles.

図5に、N2吸着等温線の測定例として、実験例3の複合炭素粒子のN2吸着等温線を示した(図5A)。図5には、実験例9の黒鉛粒子のN2吸着等温線も示した。非晶質炭素を複合化した複合炭素粒子では、N2吸着量が大幅に増加していることが分かった。図5には、BET法を用いて粒子表面の細孔容積を算出した値も示した。図5より、複合化処理により大幅に細孔容積が増加したことがわかった。非晶質炭素成分の原料であるグルコースは熱処理により難黒鉛化炭素になることが知られている。また、そのマグネシウム塩であるグルコン酸マグネシウムは、同様に熱処理された場合に構造中に酸化マグネシウム微結晶が生成し、この酸化マグネシウム微結晶を酸処理により除去することで、多孔性カーボン材を得ることができることも知られている(Kamiyama et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 5114-5120)。実験例1~6の複合炭素粒子では、適度に細孔容積が増大した表面を有することが分かった。このうち、実験例5,6では、細孔容積が特に大きく増加していることがわかった。なお、図5には、参考として、実験例3の複合炭素粒子及び実験例9の黒鉛粒子のKr吸着等温線を示した(図5B)。図5Bに示すように、実験例9では黒鉛特有のステップが確認されたのに対し、実験例3ではこうしたステップは確認されなかった。 FIG. 5 shows the N 2 adsorption isotherm of the composite carbon particles of Experimental Example 3 as an example of the N 2 adsorption isotherm (FIG. 5A). FIG. 5 also shows the N 2 adsorption isotherm of the graphite particles of Experimental Example 9. It was found that the N 2 adsorption amount was significantly increased in the composite carbon particles composited with amorphous carbon. FIG. 5 also shows the value calculated for the pore volume of the particle surface using the BET method. From FIG. 5, it was found that the pore volume was significantly increased by the composite treatment. It is known that glucose, which is the raw material of the amorphous carbon component, becomes difficult-to-graphitize carbon by heat treatment. It is also known that its magnesium salt, magnesium gluconate, generates magnesium oxide microcrystals in the structure when similarly heat-treated, and that the magnesium oxide microcrystals can be removed by acid treatment to obtain a porous carbon material (Kamiyama et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 5114-5120). It was found that the composite carbon particles of Experimental Examples 1 to 6 had surfaces with moderately increased pore volumes. Of these, it was found that the pore volumes increased significantly in Experimental Examples 5 and 6. For reference, FIG. 5 shows Kr adsorption isotherms of the composite carbon particles of Experimental Example 3 and the graphite particles of Experimental Example 9 (FIG. 5B). As shown in FIG. 5B, steps specific to graphite were confirmed in Experimental Example 9, whereas such steps were not confirmed in Experimental Example 3.

図6に、TG測定例として、実験例3の複合炭素粒子のTG曲線を示した。TG曲線では、2段の重量減少挙動が確認され、600℃付近までが非晶質炭素成分の、650℃以降が黒鉛自体の重量減少に起因すると推察された。実験例3(熱処理工程、除去処理工程及び焼成工程における収率から算出したコート量が4%)では、600℃までの重量減少が約4%であり、収率から算出したコート量と同程度の値であった。このことから、TG曲線における600℃までの重量減少に基づいて、非晶質炭素コート量をある程度予測できると推察された。参考として、実験例3のコート量の算出過程を以下に示す。
・熱処理工程前の質量
造粒粉Xh1:2.9691g(黒鉛Gh1:2.0763g、コート源Ch1:0.8928g)
・熱処理工程後の質量
造粒粉Xh2:2.2018g(黒鉛Gh2:2.0690g、コート源Ch2:0.1328g)
※黒鉛単独で熱処理工程を行った場合の収率s=99.65%から黒鉛質量を算出。
残りをコート源質量として算出。
・除去処理(酸処理)工程前の質量
造粒粉Xr1:2.1163g(黒鉛Gr1:1.9887g、コート源Cr1:0.1276g)
・除去処理(酸処理)工程後の質量
造粒粉Xr2:1.9420g(黒鉛Gr2:1.8438g、コート源Cr2:0.0982g)
※コート源からMgOが除去された場合の理論収率t=83%を使用。
ろ過等によるロスが黒鉛とMgOが除去されたコート源とで均等と仮定して算出。
・焼成工程前の質量
造粒粉Xf1:1.8773g(黒鉛Gf1:1.7824g、コート源Cf1:0.0949g)
・焼成工程後の質量
造粒粉Xf2:1.8537g(黒鉛Gf2:1.7783g、コートCf2:0.0754g)
※黒鉛単独で焼成工程を行った場合の収率u=99.77%から黒鉛質量を算出。
残りをコート源質量として算出。
・複合炭素粒子における非晶質炭素の割合(コート量)の算出
コート量=Cf2/Xf2×100≒4
FIG. 6 shows the TG curve of the composite carbon particles of Experimental Example 3 as an example of TG measurement. In the TG curve, a two-stage weight loss behavior was confirmed, and it was inferred that the weight loss up to around 600°C was due to the amorphous carbon component, and the weight loss after 650°C was due to the graphite itself. In Experimental Example 3 (the coating amount calculated from the yield in the heat treatment process, the removal treatment process, and the firing process was 4%), the weight loss up to 600°C was about 4%, which was the same value as the coating amount calculated from the yield. From this, it was inferred that the amorphous carbon coating amount can be predicted to some extent based on the weight loss up to 600°C in the TG curve. For reference, the calculation process of the coating amount in Experimental Example 3 is shown below.
Mass before heat treatment process Granulated powder Xh1: 2.9691g (graphite Gh1: 2.0763g, coating source Ch1: 0.8928g)
Mass after heat treatment process Granulated powder Xh2: 2.2018g (graphite Gh2: 2.0690g, coating source Ch2: 0.1328g)
*The graphite mass was calculated based on the yield (s) of 99.65% when the heat treatment process is performed on graphite alone.
The remainder was calculated as the coating source mass.
Mass before removal treatment (acid treatment) process Granulated powder Xr1: 2.1163 g (graphite Gr1: 1.9887 g, coating source Cr1: 0.1276 g)
Mass after removal treatment (acid treatment) process Granulated powder Xr2: 1.9420 g (graphite Gr2: 1.8438 g, coating source Cr2: 0.0982 g)
*Theoretical yield t = 83% when MgO is removed from the coating source.
Calculations were made assuming that losses due to filtration, etc. were equal for graphite and the coating source from which MgO has been removed.
Mass before firing process Granulated powder Xf1: 1.8773 g (graphite Gf1: 1.7824 g, coating source Cf1: 0.0949 g)
Mass after firing process Granulated powder Xf2: 1.8537g (graphite Gf2: 1.7783g, coat Cf2: 0.0754g)
*The graphite mass was calculated from the yield u = 99.77% when the firing process is carried out using graphite alone.
The remainder was calculated as the coating source mass.
Calculation of the proportion of amorphous carbon in the composite carbon particle (coating amount) Coating amount = Cf2 / Xf2 x 100 ≒ 4

図7に、X線回折測定例として、実験例3の複合炭素粒子のX線回折図形を示した。図7には、実験例9の原料黒鉛粒子のX線回折図形も示した。原料黒鉛粒子である実験例9に対して、実験例3は低角側のバックグラウンド強度が増加していた。これは、非晶質炭素成分が存在することで面間隔の大きな低角領域の強度が高くなるのに加えて、非晶質炭素成分に含まれる細孔構造によるX線散乱の影響であると推察された。このことから、実験例3では、黒鉛粒子と非晶質炭素とが複合化されていることが確認された。 Figure 7 shows the X-ray diffraction pattern of the composite carbon particles of Experimental Example 3 as an example of X-ray diffraction measurement. Figure 7 also shows the X-ray diffraction pattern of the raw graphite particles of Experimental Example 9. Compared to Experimental Example 9, which is the raw graphite particles, the background intensity on the low angle side of Experimental Example 3 was increased. This was presumably due to the presence of amorphous carbon components, which increases the intensity in the low angle region with large interplanar spacing, as well as the effect of X-ray scattering due to the pore structure contained in the amorphous carbon components. From this, it was confirmed that graphite particles and amorphous carbon were composited in Experimental Example 3.

図8に、充放電評価の一例として、実験例3のセルの10サイクル時の充放電曲線を示した。充放電曲線より、Liの挿入脱離容量に加えて、Liの析出溶解容量が発現することが確認された。Liの析出溶解容量を利用することで、充放電容量やエネルギー密度をより高めることができることがわかった。 As an example of charge/discharge evaluation, Figure 8 shows the charge/discharge curves of the cell of Experimental Example 3 after 10 cycles. From the charge/discharge curves, it was confirmed that in addition to the Li insertion/extraction capacity, Li precipitation/dissolution capacity was also expressed. It was found that by utilizing the Li precipitation/dissolution capacity, it is possible to further increase the charge/discharge capacity and energy density.

表1,2に、実験例1~11についての、複合化条件、複合炭素粒子の物性、電池性能をまとめた。表1に示すように、実験例1~6では、ハイレート充放電効率が高いことがわかった。これは、実験例1~6では、例えば、複合炭素粒子の細孔構造が好適なため、電荷キャリアの黒鉛への挿入脱離及び電荷キャリアの析出溶解が円滑に進行したためと推察された。また、例えば、粒子形態が球状であることなどにより、電極内でのイオン伝導が良好となり、これにより、均一な充電(Li析出)が促進されたためと推察された。なお、実験例7の複合炭素粒子でも、粒子形態が球状であったが、細孔容積が小さく、リチウムイオンが挿入あるいは析出するための反応場が少ないため、実験例1~6のような効果が得られなかったと推察された。なお、表2に示すように、コート源としてグルコース及びグルコン酸マグネシウムを用いた実験例1~5,8の非晶質炭素の理論比表面積及び理論細孔容積は、グルコース及びグルコン酸マグネシウムを用い、非晶質炭素単独となるように作製した参考例の粒子の比表面積及び細孔容積よりも大きかった。これは、黒鉛粒子と非晶質炭素との繋ぎの部分に形成された細孔の影響などを反映しているものと推察された。 Tables 1 and 2 summarize the composite conditions, the physical properties of the composite carbon particles, and the battery performance for Experimental Examples 1 to 11. As shown in Table 1, it was found that Experimental Examples 1 to 6 had high high-rate charge and discharge efficiency. This is presumed to be because, for example, the pore structure of the composite carbon particles in Experimental Examples 1 to 6 was favorable, so that the insertion and desorption of the charge carriers into the graphite and the precipitation and dissolution of the charge carriers proceeded smoothly. In addition, it was presumed that, for example, the particle shape was spherical, which improved ion conduction in the electrode, thereby promoting uniform charging (Li precipitation). Note that, although the composite carbon particles in Experimental Example 7 also had a spherical particle shape, the pore volume was small and there were few reaction sites for the insertion or precipitation of lithium ions, so it was presumed that the effects of Experimental Examples 1 to 6 were not obtained. As shown in Table 2, the theoretical specific surface area and theoretical pore volume of the amorphous carbon in Experimental Examples 1 to 5 and 8, which used glucose and magnesium gluconate as the coating source, were larger than the specific surface area and pore volume of the particles in the Reference Example, which was made using glucose and magnesium gluconate to be amorphous carbon alone. This is presumed to reflect the influence of the pores formed at the junctions between the graphite particles and the amorphous carbon.

実験例1~6のうち、特に、実験例2~4では、充放電効率、ハイレート充放電効率、サイクル後の充放電効率の観点の全てにおいて好適な性能を示すことがわかった。以下、それぞれの観点から、好適な条件等を検討した。 Of Experimental Examples 1 to 6, Experimental Examples 2 to 4 in particular were found to exhibit favorable performance in terms of charge/discharge efficiency, high-rate charge/discharge efficiency, and charge/discharge efficiency after cycling. Below, we have considered the favorable conditions from each perspective.

初回充放電効率について、非晶質炭素コートを施さなかった実験例9~11では、1500℃の熱処理を行った実験例10や実験例11の方が、こうした熱処理を行っていない実験例9よりも、初回充放電効率が向上する傾向を示した。一方、非晶質炭素コートを施した実施例1~8では、1500℃の熱処理を行ったが、非晶質炭素コートを施さなかった実験例10や実験例11よりも初回充放電効率は若干低下した。これは非晶質炭素コートへの不可逆なリチウムトラップが生じたためと推察された。ただし、実験例1~8では、いずれも初回充放電効率が60%以上であり、許容されるものであった。実験例1~8のうち、細孔容積が100μL/g以下や、平均細孔径が2.2nm以上を満たす実験例1~4,7~8では、初回充放電効率の低下率が少なかった。このことから、初回充放電効率の低下を抑制する観点から、細孔容積が100μL/g以下や、平均細孔径が2.2nm以上を満たすことが好ましいと推察された。 Regarding the initial charge/discharge efficiency, in Experimental Examples 9 to 11 in which no amorphous carbon coating was applied, Experimental Examples 10 and 11 in which heat treatment at 1500°C was performed tended to have a higher initial charge/discharge efficiency than Experimental Example 9 in which no such heat treatment was performed. On the other hand, in Examples 1 to 8 in which an amorphous carbon coating was applied, heat treatment at 1500°C was performed, but the initial charge/discharge efficiency was slightly lower than that of Experimental Examples 10 and 11 in which no amorphous carbon coating was applied. This was presumed to be due to irreversible lithium trapping in the amorphous carbon coating. However, in all of Experimental Examples 1 to 8, the initial charge/discharge efficiency was 60% or more, which was acceptable. Among Experimental Examples 1 to 8, Experimental Examples 1 to 4 and 7 to 8 in which the pore volume was 100 μL/g or less and the average pore diameter was 2.2 nm or more showed a small decrease in the initial charge/discharge efficiency. From this, it was inferred that it is preferable for the pore volume to be 100 μL/g or less and the average pore diameter to be 2.2 nm or more in order to suppress a decrease in the initial charge/discharge efficiency.

ハイレート充電時の充放電効率について、実験例1~6では、90%以上の高い値が得られた。実験例1~6では、細孔容積が40μL/g以上と細孔容量が比較的大きく、かつ、平均細孔径が7nm以下と細孔径が小さく、こうした細孔構造が、ハイレート特性の向上に特に適していると推察された。 In experimental examples 1 to 6, high charge/discharge efficiencies of over 90% were obtained during high-rate charging. In experimental examples 1 to 6, the pore volume was relatively large at 40 μL/g or more, and the average pore diameter was small at 7 nm or less, and it was inferred that such a pore structure is particularly suitable for improving high-rate characteristics.

10サイクル時の充放電効率について、実験例2~4,6で高い値となった。これは、さきほどのハイレート充電時の充放電効率と同様に、電極内のイオン伝導経路が確保されていることに加えて、黒鉛粒子表面のリチウム析出場として適切な細孔を有することで、円滑にリチウム析出/溶解反応が進行したためと推察された。実験例2~4,6では、細孔容積が50μL/g以上や、平均細孔径が5nm以下、比表面積が50m2/g以上200m2/g以下であった。このことから、サイクル特性を高める観点から、細孔容積が50μL/g以上や、平均細孔径が5nm以下、比表面積が50m2/g以上200m2/g以下、などを満たすことが好ましいと推察された。 The charge-discharge efficiency at 10 cycles was high in Experimental Examples 2 to 4 and 6. This was presumably because, like the charge-discharge efficiency at high-rate charging, the ion conduction path in the electrode was secured, and the lithium deposition/dissolution reaction proceeded smoothly due to the presence of appropriate pores as the lithium deposition field on the graphite particle surface. In Experimental Examples 2 to 4 and 6, the pore volume was 50 μL/g or more, the average pore diameter was 5 nm or less, and the specific surface area was 50 m 2 /g or more and 200 m 2 /g or less. From this, it was presumed that it is preferable to satisfy the following conditions from the viewpoint of improving cycle characteristics: pore volume is 50 μL/g or more, average pore diameter is 5 nm or less, specific surface area is 50 m 2 /g or more and 200 m 2 /g or less.

これらの結果より、黒鉛粒子の表面に非晶質炭素成分と複合化されており、N2吸着測定とBET解析により算出した細孔容積が50μL/g以上100μL/g以下であり、平均細孔径が2.2nm以上5nm以下であり、かつ球状である実験例2~4の複合炭素粒子を負極に用いた場合、黒鉛粒子へのリチウム挿入/脱離に加えてリチウム析出/溶解の容量も利用する充放電に特に適した黒鉛負極となることがわかった。なお、実験例2~4で良好な結果が得られた理由に関し、以下のようなことが推察された。例えば、黒鉛粒子が非晶質炭素層で被覆されているため、リチウム析出過電圧が低下し、均一にリチウムを析出させることができたと推察された。また、黒鉛粒子が球状であるため、充電レートを高めた際の膜厚方向の反応均一性が高く、その後の放電容量が高くなったものと推察された。また、N2吸着測定による細孔容積が50μL/g以上100μL/g以下であり、こうした細孔内に、リチウム金属が好適に貯蔵されたためと推察された。また、平均細孔径が2.2nm以上5nm以下であり、細孔内に生成する皮膜量を抑制することで初回充放電効率向上するとともに、効率的にリチウム金属が貯蔵されたためと推察された。また、非晶質炭素の割合が2%以上20%以下であり、非晶質炭素との複合化の効果を発揮しつつ、非晶質炭素による初回充放電時の不可逆容量の増大が抑制されたためと推察された。 From these results, it was found that when the composite carbon particles of Experimental Examples 2 to 4, which are composited with an amorphous carbon component on the surface of the graphite particles, have a pore volume of 50 μL/g or more and 100 μL/g or less, an average pore diameter of 2.2 nm or more and 5 nm or less, and are spherical, are used as a negative electrode, the graphite negative electrode is particularly suitable for charging and discharging using the capacity of lithium deposition/dissolution in addition to lithium insertion/extraction into/from the graphite particles. The following reasons were inferred for the reasons why good results were obtained in Experimental Examples 2 to 4. For example, it was inferred that the graphite particles were covered with an amorphous carbon layer, so that the lithium deposition overvoltage was reduced and lithium could be uniformly deposited. In addition, it was inferred that the graphite particles were spherical, so that the reaction uniformity in the film thickness direction was high when the charge rate was increased, and the subsequent discharge capacity was high. In addition, the pore volume measured by N2 adsorption measurement was 50 μL/g or more and 100 μL/g or less, and it was inferred that lithium metal was suitably stored in such pores. In addition, the average pore diameter was 2.2 nm or more and 5 nm or less, and it was inferred that the initial charge/discharge efficiency was improved by suppressing the amount of film formed in the pores, and lithium metal was efficiently stored. In addition, it was inferred that the proportion of amorphous carbon was 2% or more and 20% or less, and while exerting the effect of composite with amorphous carbon, the increase in irreversible capacity during the initial charge/discharge due to amorphous carbon was suppressed.

Figure 2024118190000002
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Figure 2024118190000003
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本開示は、蓄電デバイスの技術分野に利用可能である。 This disclosure can be used in the technical field of electricity storage devices.

10 複合炭素粒子、12 原料液、14 造粒粉、16 熱処理工程後の造粒粉、18 酸処理後の造粒粉、20 黒鉛粒子、30 非晶質炭素、31 細孔、32 コート液、33 糖カルボン酸金属塩、34 固形分、36 炭素材、37 金属及び/又は金属化合物、50 蓄電デバイス、51 ケース、52 正極、53 負極、54 セパレータ、55 ガスケット、56 封口板、57 イオン伝導媒体。 10 Composite carbon particles, 12 Raw material liquid, 14 Granulated powder, 16 Granulated powder after heat treatment, 18 Granulated powder after acid treatment, 20 Graphite particles, 30 Amorphous carbon, 31 Pore, 32 Coating liquid, 33 Sugar carboxylate metal salt, 34 Solid content, 36 Carbon material, 37 Metal and/or metal compound, 50 Electric storage device, 51 Case, 52 Positive electrode, 53 Negative electrode, 54 Separator, 55 Gasket, 56 Sealing plate, 57 Ion conductive medium.

Claims (10)

黒鉛粒子と非晶質炭素とが複合化された複合炭素粒子であって、窒素吸着測定により算出した細孔容積が40μL/g以上であり、窒素吸着測定により算出した平均細孔径が7nm以下である、
複合炭素粒子。
Composite carbon particles in which graphite particles and amorphous carbon are composited, the pore volume calculated by nitrogen adsorption measurement being 40 μL/g or more, and the average pore diameter calculated by nitrogen adsorption measurement being 7 nm or less.
Composite carbon particles.
前記黒鉛粒子を複数含み、前記黒鉛粒子どうしの間に前記非晶質炭素が存在し、前記非晶質炭素により複数の前記黒鉛粒子が集合した塊状粒子である、
請求項1に記載の複合炭素粒子。
The amorphous carbon is present between the graphite particles, and the graphite particles are aggregated by the amorphous carbon.
The composite carbon particle of claim 1 .
前記細孔容積は、50μL/g以上100μL/g以下である、請求項1又は2に記載の複合炭素粒子。 The composite carbon particles according to claim 1 or 2, wherein the pore volume is 50 μL/g or more and 100 μL/g or less. 前記平均細孔径は2.2nm以上5nm以下である、請求項1又は2に記載の複合炭素粒子。 The composite carbon particles according to claim 1 or 2, wherein the average pore diameter is 2.2 nm or more and 5 nm or less. 下記(1)~(2)のうちの1以上を満たす、請求項1又は2に記載の複合炭素粒子。
(1)前記非晶質炭素を2質量%以上20質量%以下の割合で含む。
(2)前記黒鉛粒子は、天然黒鉛である。
The composite carbon particles according to claim 1 or 2, which satisfy one or more of the following (1) to (2):
(1) The amorphous carbon is contained in an amount of 2% by mass or more and 20% by mass or less.
(2) The graphite particles are natural graphite.
請求項1又は2に記載の複合炭素粒子を電極活物質として含む電極を備えた、
蓄電デバイス。
An electrode comprising the composite carbon particle according to claim 1 or 2 as an electrode active material.
Energy storage device.
黒鉛粒子と糖カルボン酸金属塩とを含む原料液を用いて造粒粉を得る造粒工程と、
前記造粒粉を熱処理して炭化させるとともに前記糖カルボン酸金属塩に由来する金属及び/又は金属化合物を生成させる熱処理工程と、
前記熱処理工程後の前記造粒粉から前記金属及び/又は金属化合物を除去する除去工程と、
を含む、複合炭素粒子の製造方法。
A granulation step of obtaining a granulated powder using a raw material liquid containing graphite particles and a sugar carboxylate metal salt;
a heat treatment step of heat-treating the granulated powder to carbonize it and generate a metal and/or a metal compound derived from the sugar carboxylate metal salt;
a removing step of removing the metal and/or metal compound from the granulated powder after the heat treatment step;
A method for producing composite carbon particles, comprising:
前記原料液は、糖化合物を含む、
請求項7に記載の複合炭素粒子の製造方法。
The raw material solution contains a sugar compound.
A method for producing the composite carbon particles according to claim 7.
下記(3)~(5)のうちの1以上を満たす、請求項7に記載の複合炭素粒子の製造方法。
(3)前記糖カルボン酸金属塩は、グルコン酸塩である。
(4)前記糖カルボン酸金属塩は、マグネシウム塩である。
(5)前記原料液は、糖化合物を含み、前記糖化合物は、グルコースである。
The method for producing composite carbon particles according to claim 7, which satisfies one or more of the following (3) to (5):
(3) The metal salt of a sugar carboxylate is a gluconate.
(4) The metal salt of a sugar carboxylate is a magnesium salt.
(5) The raw material liquid contains a sugar compound, and the sugar compound is glucose.
前記除去工程では、酸処理により前記金属及び/又は金属化合物を除去する、
請求項7~9のいずれか1項に記載の複合炭素粒子の製造方法。
In the removing step, the metal and/or metal compound is removed by an acid treatment.
The method for producing the composite carbon particles according to any one of claims 7 to 9.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014067636A (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Mitsubishi Chemicals Corp Composite carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode, and nonaqueous secondary battery
WO2015146900A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 日本電気株式会社 Negative electrode carbon material, method for producing negative electrode carbon material, negative electrode for lithium secondary cell, and lithium secondary cell
JP2017183591A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社キャタラー Carbon material for power storage device, electrode, and power storage device
JP2021134113A (en) * 2020-02-26 2021-09-13 株式会社村田製作所 Composite carbon material and method for producing the same, negative electrode active material for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery
CN113437278A (en) * 2021-07-29 2021-09-24 江西紫宸科技有限公司 Graphite negative electrode material and preparation method and application thereof
JP2022123677A (en) * 2021-02-12 2022-08-24 トヨタ自動車株式会社 Method for producing porous carbon
JP7224562B1 (en) * 2021-08-17 2023-02-17 Jfeケミカル株式会社 Carbonaceous coated graphite particles, negative electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014067636A (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Mitsubishi Chemicals Corp Composite carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode, and nonaqueous secondary battery
WO2015146900A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 日本電気株式会社 Negative electrode carbon material, method for producing negative electrode carbon material, negative electrode for lithium secondary cell, and lithium secondary cell
JP2017183591A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社キャタラー Carbon material for power storage device, electrode, and power storage device
JP2021134113A (en) * 2020-02-26 2021-09-13 株式会社村田製作所 Composite carbon material and method for producing the same, negative electrode active material for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery
JP2022123677A (en) * 2021-02-12 2022-08-24 トヨタ自動車株式会社 Method for producing porous carbon
CN113437278A (en) * 2021-07-29 2021-09-24 江西紫宸科技有限公司 Graphite negative electrode material and preparation method and application thereof
JP7224562B1 (en) * 2021-08-17 2023-02-17 Jfeケミカル株式会社 Carbonaceous coated graphite particles, negative electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery

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