VSH/VSN/超高压设备在非水二次电池及负极原材料中的应用案例

VSH/VSN/超高压设备在非水二次电池及负极原材料中的应用案例

什么是非水二次电池？

非水二次电池用负极材料表面的至少一部分包含具有非晶质碳物质的石墨，所述非水二次电池用负极材料中微孔径为0 .01μm以上且1μm以下的范围的累积孔容 为0 .100mL/g以下，并且在由空气气流中的差示 热分析法(DTA)得到的DTA曲线中，满足下述条件1)及2)中的至少一者。1)在550℃以上且650℃以 下的温度范围不具有放热峰；2)在550℃以上且 650℃以下的温度范围具有放热峰，并且该放热 峰的面积超过0μV·s/mg且为90μV·s/mg以下

非水二次电池的优势

非水二次电池用负极材料能够提供高容量、快速充放电特性优异、且低温输入输出特性及高温保存特性，平衡优异等优势。

非水二次电池的其中一项基准平均粒径的制备方法举例：

其中一种非水二次电池用负极材料的制造方法是可以制造包含表面的至少一部分具有非晶质碳的石墨、或者满足特定的拉曼特性(拉曼R1值及拉曼半峰宽(ΔνB ))、以及满足前述孔容和前述热特性的负极材料的方法即可，没有特别限制.

   对于制备过程中基准平均粒径的制备方法：可以先通过设备VSN将石墨进行球形化处理在，再对球化过的石墨进行超高压设备加压处理，并将非晶质碳前体(非晶质碳的原料) 混合、烧成来进行制造。加压处理可针对各向异性、各向同性的加压处理，但从将前述孔容和前述热特性控制在特定范围内的观点出发，优选各向同性加压处理。另外，作为超高压加压处理的条件，没有特别限定，可以通过在50MPa以上且300MPa以下进行处理而将前述孔容和前述热特性控制在特定范围内。对于加压处理的条件而言，从将前述孔容和前述热特性控制在特定范围内的观点出发，优选为100MPa以上、更优选为120MPa以上、进一步优选为 140MPa以上、特别优选为160MPa以上、最优选为180MPa以上，另外，优选为280MPa以下、更优选为260MPa以下、进一步优选为240MPa以下、特别优选为230MPa以下、最优选为220MPa以下，得到20um以下粒径。上述的制造方法中，作为在表面的至少一部分具有非晶质碳的石墨能够通过超高压加压处理而调整为特定范围的孔容，并且为了适于碳结构的发达而使用灰分、金属杂质量、喹啉不溶成分(Qi)等较低的非晶质碳前体，且在适度的烧成温度、非活性气氛下进行烧成，从而能够将负极材料的孔容和热特性调整为特定范围，因此优选。

原料负极材料天然石墨的球化的制备方法举例：

对于石墨的种类而言，只要是能够吸留和放出锂离子即可，其种类没有特别限定，可以是天然石墨、人造石墨中的任意石墨，作为天然石墨，可以是鳞片状石墨、块状石墨、土 壤石墨等的任意石墨，但优选杂质少的石墨，优选根据需要实施公知的纯化处理后使用此时，也可以将含硅化合物、含硼化合物等用作石墨化催化剂，对于石墨结晶性而言，优选0.336NM以下，对于石墨的形状而言，从快速充放电特性的观点出发，特别优选为球状石墨(球状 化石墨)。

对石墨粒子进行球状化的方法，可以通过使用公知的技术实施球形化处理来制造被球形化了的石墨粒子。例如可列举使用反复对粒子赋予以冲击力为主体并且也包括 粒子的相互作用在内的压缩、摩擦、剪切力等机械作用的装置来进行对石墨粒子进行球状化的方法，可以通过使用公知的技术实施球形化处理来制造被球形化了的石墨粒子。例如可列举使用反复对粒子赋予以冲击力为主体并且也包括 粒子的相互作用在内的压缩、摩擦、剪切力等机械作用的装置来进行。

具体来说，优选如下设备装置：

在壳体内部具有设置了多个叶片的转子，并通过该转子高速旋转对导入到内部的碳材料赋予冲击、压缩、摩擦、剪切力等机械作用，由此来进行表面处理的装置。另外，优选 具有通过使石墨粒子循环而反复赋予机械作用的机构的装置。可列举例 如：VSN球化设备， 机械熔融系统VSH设备，CF磨(宇部兴产株式会社制)等，这些当中，优选VSN球化的混合系统，在球化处理时，旋转的转子的圆周速度没有特别限制，优选设为30m/秒～100m/秒、更优选设为40m/秒～100m/秒、进一步优选设为 50m/秒～100m/秒。另外，处理虽然能够仅使碳物质通过来进行，但优选使其在装置内循环或滞留30秒钟以上来进行处理，更优选使其在装置内循环或滞留1分钟以上来进行处理。

1、天然石墨负极产线具体实施流程：

节选来自专利 （CN 113646920 A）