[发明专利]电极活性物质、电极、蓄电设备、锂离子电容器以及锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及电极活性物质、电极以及蓄电设备，更详细而言，涉及适用于锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电设备等的电极活性物质、含有该电极活性物质的电极以及具备该电极作为负极的蓄电设备。

背景技术

近年来，电子仪器的小型化·轻量化的进步显著，与此相伴，即使对用作该电子仪器的驱动用电源的电池也在进一步提高小型化·轻量化的要求。为了满足这样的小型化·轻量化的要求，开发了以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池作为蓄电设备。另外，作为具有高输出密度、良好的循环性能等特性的蓄电设备，已知有双电层电容器。此外，作为与需要高能量密度特性和高输出特性的用途对应的蓄电设备，组合了锂离子二次电池和双电层电容器的蓄电原理的锂离子电容器备受关注。

对于用于这样的蓄电设备的负极材料，一直进行各种各样的研究。例如，专利文献1中公开了下述内容，即，通过控制用作负极活性物质的碳材料的所谓的中孔容积，从而得到高能量、高输出且低温特性优异的蓄电设备。另外，专利文献2中公开了下述内容，即，通过将作为细孔直径50～200nm的细孔容积V2相对于细孔直径2～50mm的细孔容积V1的比的V2/V1为1以上的碳粉末用作负极材料，从而得到对电解液的分解的耐性高且充放电效率优异的非水系二次电池。

专利文献1：国际公开第2006/118120号小册子

专利文献2：日本特开2007-39290号公报

发明内容

然而，如上所述，对于使用现有的活性物质的蓄电设备，未实现尤其是低温下的优异的各种特性。

因此，本发明的课题在于提供一种实现蓄电设备的低温下的优异的各种特性的电极活性物质。

鉴于上述实际情况，本发明人等进行了深入研究，结果发现通过使用所谓的大孔容积比以往大的碳材料，从而能够解决上述课题，完成了本发明。

即，本发明提供一种电极活性物质，其由细孔直径为50～400nm的大孔容积为0.05～0.40cc/g的碳材料（以下，也称为“本碳材料”）构成。

另外，本发明提供一种含有上述电极活性物质的电极。此外，还提供一种具备上述电极作为负极的蓄电设备。

如果使用本发明的电极活性物质，则能够得到低温下的内部电阻低且循环特性优异的蓄电设备。因此，本发明的电极活性物质作为锂离子电容器、锂离子二次电池等蓄电设备的电极材料极其有用。

具体实施方式

以下，对本发明进行详细说明。

电极活性物质

本发明的电极活性物质，其特征在于，由本碳材料，即，细孔直径为50～400nm的大孔容积（以下，也简称为“大孔容积”）为0.05～0.40cc/g的碳材料构成。在本发明中，大孔容积是指通过用DH法对氮吸附等温线进行分析而求得的细孔直径为50nm～400nm的范围的细孔容积，氮吸附等温线是使用BEL JAPAN株式公社制自动比表面积/细孔分布测定装置BELSORP-miniⅡ，利用77K的氮吸附法而得到的。

本碳材料的大孔容积优选为0.05～0.35cc/g，特别优选为0.06～0.30cc/g。如果大孔容积小于0.05cc/g，则可能无法得到所希望的效果，另一方面，如果大于0.40cc/g，则电极强度可能降低、或难以得到有流动性的电极浆料、或循环特性变差等。

另外，本碳材料的50%体积累积直径D50优选为1.0～10.0μm，特别优选为1.0～5.0μm。如果50%体积累积直径D50过小，则循环特性可能变差、或充放电效率降低、或因活性物质层的堆积密度变小而能量密度降低等。另一方面，如果50%体积累积直径D50过大，则蓄电设备的内部电阻可能变高。应予说明，50%体积累积直径D50通过激光衍射·散射法测定。

另外，本碳材料的比表面积优选为0.01～50m²/g，特别优选为3～30m²/g。如果比表面积过小，则成为包覆过度的状态，内部电阻可能变高，另一方面，如果比表面积过大，则电极强度可能不足。