碳质材料及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110312681A(43)申请公布日2019.10.08(21)申请号201880013898.2(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司720(22)申请日2018.02.2301代理人马倩李志强(30)优先权数据2017-0353222017.02.27JP(51)Int.Cl.C01B32/30(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日H01G11/42(2006.01)2019.08.26H01G11/44(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据H01G11/34(2006.01)PCT/JP2018/0067842018.02.23H01M4/62(2006.01)(87)PCT国际申请的公布数据WO2018/155648JA2018.08.30(71)申请人株式会社可乐丽地址日本冈山县仓敷市酒津１６２１番地(72)发明人小林祥平松岛基实奥野壮敏岩崎秀治权利要求书1页说明书15页(54)发明名称碳质材料及其制造方法(57)摘要本发明涉及基于BET法的比表面积为1800～3000m2/g、氢元素的含量为0.42质量%以下、氧元素的含量为1.5质量%以下的来自植物的碳质材料。CN110312681ACN110312681A权利要求书1/1页1.来自植物的碳质材料，其中，基于BET法的比表面积为1800～3000m2/g，氢元素的含量为0.42质量%以下，氧元素的含量为1.5质量%以下。2.根据权利要求1所述的碳质材料，其中，钾元素的含量为500ppm以下。3.根据权利要求1或2所述的碳质材料，其中，铁元素的含量为200ppm以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的碳质材料的制造方法，其中，包括在包含卤素化合物的非活性气体气氛中，在500℃～1250℃下，对平均粒径100～10000μm、基于BET法的比表面积1600～3000m2/g的来自植物的活性炭进行热处理而得到碳质材料的气相脱灰工序。5.根据权利要求1～3中任一项所述的碳质材料的制造方法，其中，包括：向平均粒径100～10000μm、基于BET法的比表面积1600～3000m2/g的来自植物的活性炭浸渍碱金属氢氧化物的工序；以及，在包含卤素化合物的非活性气体气氛中，在500℃～1250℃下对通过前述工序得到的浸渍有碱金属氢氧化物的活性炭进行热处理而得到碳质材料的气相脱灰工序。2CN110312681A说明书1/15页碳质材料及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及碳质材料及其制造方法。本发明尤其涉及具有高比表面积、氢含量及表面官能团量少的碳质材料及其制造方法。背景技术[0002]以往，活性炭通过将椰子壳、木屑、木炭、泥煤（泥炭）、煤（柴煤、褐煤、烟煤、无烟煤等）等作为主原料，实施碳化处理、赋活化处理等来制造。对于活性炭而言，在液相中，被用于高度净水处理、三卤甲烷去除、污水的净化、地下水的净化或净水器之类的用途。在气相中，被用于工厂废气的净化、汞的去除、垃圾焚烧气体的去除、燃烧气体中的硫氧化物、氮氧化物的去除之类的用途，此外，常常被用于溶剂回收、工艺气体回收、氮分离纯化、医药化学品、食品的脱色、催化剂、催化剂载体、双电层电容器、锂离子电容器用的碳材料之类的广泛的用途。[0003]此外，近年来，作为期待作为下一代锂离子电池的锂硫电池、有机自由基电池等的导电材料，试验了作为用于添加至导电性显著低的活性物质中从而赋予导电性的添加剂的用法。[0004]对于如上所述可用于广泛的用途的活性炭而言，根据其用途而被要求的性能、及其水平也各种各样。例如，将吸附作为目的的情况下，期望细孔径一致、并且具有500～3000m2/g的高比表面积的活性炭。另外，用于作为电能储存设备的双电层电容器、锂离子电容器的情况下，为了通过将电解质离子进行表面吸脱附而进行充放电，另外，作为导电材料，为了增大与活性物质的接触面积从而提高集电效率，要求具有超过1000m2/g的高比表面积，并且化学及电化学非活性。[0005]因此，为了得到具有高耐久性的锂硫电池、有机自由基电池用电极，减少作为导电材料使用的活性炭的表面官能团、与电解液反应的结晶末端即结构末端氢量、抑制电解液的分解是有效的。作为减少活性炭的表面官能团的方法，提出了通过在非活性气体气氛中对活性炭进行加热处理，从而将官能团分解、脱离去除的方法（例如，专利文献1～5）。[0006]另一方面，作为减少结构末端氢量的方法，提出了在氟碳气体的存在下，进行等离子体处理的方法（例如，专利文献6及7）。[0007]现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2003-209029号公报专利文献2:日本特开2002-249307号公报专利文献3:日本特开200