[发明专利]用于锂电池的碳材料和锂电池

说明书

技术领域

本发明涉及用于锂电池的碳材料和使用这种碳材料的锂电池；更具体地说本发明涉及碳材料，其可以适合地用于获得输出特性方面良好的锂电池，和涉及其中这种碳材料包含在负电极活性材料中的锂电池。

背景技术

在通讯装置和信息相关的装置领域中，随着移动电话、笔记本式个人计算机等的小型化，锂二次电池已经投入实际使用，这归因于它们具有高能量密度，并且已经达到广泛使用。

同时，在汽车领域，因为环境问题例如空气污染和二氧化碳的递增，利用发动机和电作为动力源的混合动力汽车的开发，和利用电作为动力源的电动汽车的开发已经在进行之中。作为此类车辆的电源，已经研究使用锂二次电池。

在锂二次电池中，一般构造使用有机-溶剂体系电解溶液并使用碳材料作为负电极活性材料，在该电解溶液中，锂盐溶于有机溶剂，该碳材料能够吸收/释放锂离子。

在日本未审专利公开(KOKAI)公报号8-106,901中，公开了非水性二次电池，在使用碳材料作为负电极的非水二次电池中通过在碳材料的表面上形成包括氟的保护层使非水二次电池的保留性变小并使其容量变高。并且，在专利文献号1中，公开了使用碳材料，该碳材料的在(002)平面之间的碳层间距离(d₀₀₂)是0.335-0.350nm。

在日本未审专利公开(KOKAI)公报号2001-216,962中，公开了锂二次电池，通过让锂钛复合氧化物作为碳材料中的负电极活性材料使该锂二次电池的放电容量变大并使其循环特性变好。并且，在专利文献号2中，公开了使用石墨；可容易石墨化的碳或几乎不可石墨化的碳，该石墨的(002)平面间的碳层间距离(d₀₀₂)是0.34nm或更小；该可容易石墨化的碳的(002)平面间的碳层间距离(d₀₀₂)是0.34nm或更大，该几乎不可石墨化的碳的(002)平面间的碳层间距离(d₀₀₂)是0.36nm或更大。

然而，在这些碳材料中，已存在导致不可获得足够电输出的问题。

另外，在常规碳材料中，已存在导致在锂电池充电/放电时电流值相对于电压迅速上升或下降(波动)的特性。当电流值相对于电压迅速改变时，通过测量锂电池两端间的电压精确地测量剩余的可充电/可放电容量(可充电/可放电电容)变得不可能。在充电/放电时电流的这种改变中，因为电池反应(其伴随锂的插入发生)在锂电池的负电极那侧上发生，所以相对于电压改变，电流波动变大。

作为精确测量锂电池的剩余可充电/可放电容量的方法，用于二次电池的剩余容量检测设备在日本未审专利公开(KOKAI)号5-333,119中进行了公开，该剩余容量检测设备使用微处理器从在充电/放电时被检测的电流和充电/放电持续时间计算剩余可充电/可放电容量。

此外，在日本未审专利公开(KOKAI)号2006-29,815中，存在关于以下的公开内容：基于电池的储存电压和放电电流检测电功耗；和从公式计算剩余容量，该公式由试验结果获得并且表示它和电池的储存电压之间的关系。

另外，在日本专利号3,504,871中，存在关于从双电层电容器中的端电压和充电/放电电流计算剩余可充电/可放电容量的公开内容。

因此，为了检测使用常规碳材料制造的锂电池的剩余可充电/可放电容量，新的检测设备变得必要。

发明内容

本发明是鉴于上述情形作出的，并且其任务是提供碳材料，从该碳材料可获得放电容量大且输出特性良好的锂电池，另外该碳材料使锂电池的剩余可充电/可放电容量的测量变得容易。

[解决任务的手段]

聚焦于碳材料的比表面积和电池输出间的关系，并且反复研究该关系导致完成了本发明。

具体来说，根据本发明的用于锂电池的碳材料的特性在于BET比表面积是10-1,000m²/g；碳层间距离是0.350-0.380nm；并且碳强度是2,000cps或更高。

此外，根据本发明的锂电池的特性在于它具有包括碳材料的负电极活性材料，该碳材料的BET比表面积是10-1,000m²/g；碳层间距离是0.350-0.380nm；并且碳强度是2,000cps或更高。

优选当将包括在所述负电极材料中的全部碳质材料的质量视为100质量％时，所述碳材料可以是10质量％或更高。

附图说明

图1是显示根据样品号2的锂电池的充电/放电特性的示意图。

图2是显示根据样品号4的锂电池的充电/放电特性的示意图。

具体实施方式