和形狀，優(yōu)選所述碳材料滿足以下的式子。
[0059] 1. 5 彡 AROP 彡 6 ;和
[0060] 0· 2 X D50 彡（SOP X AR0P) 1/2< 2 X D50。
[0061] SOP表示在由所述碳材料構(gòu)成的成型體的截面的480 μπιΧ640 μπι的矩形視場中 利用偏光顯微鏡觀察光學(xué)組織的情況下，從面積小的組織開始累計(jì)面積，該累計(jì)面積變?yōu)?總光學(xué)組織面積的60%的面積時(shí)的光學(xué)組織的面積。AROP表示在同樣的觀察中，從縱橫尺 寸比小的組織開始計(jì)數(shù)組織的數(shù)目，組織總體的數(shù)目的第60%的組織的縱橫尺寸比。
[0062] D50表示在激光衍射式粒度分布計(jì)中以體積基準(zhǔn)測定出的累計(jì)50 %時(shí)的直徑（平 均粒徑），表示鱗片狀粒子的表觀上的直徑。作為激光衍射式粒度分布計(jì)，可以利用例如V 少八一 >制的一-ψ Ψ一（Mastersizer，注冊商標(biāo)）等。
[0063] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的碳材料呈鱗片狀。另外，碳材料中的光學(xué)組織由于邊 流動邊硬化，因此大多呈帶狀，在觀察由碳材料構(gòu)成的成型體的截面時(shí)，光學(xué)組織的形狀大 致為矩形，能夠推定其面積為將光學(xué)組織的短徑和長徑相乘所得的值。另外，短徑為長徑/ 縱橫尺寸比。若假定成為面積SOP的對象的光學(xué)組織與成為縱橫尺寸比AROP的對象的光 學(xué)組織為相同的光學(xué)組織，則該光學(xué)組織的長徑為（S0PXAR0P)1/2。即，（S0PXAR0P)1/2為 假定了特定的大小的光學(xué)組織的長徑的項(xiàng)目，通過其與平均粒徑（D50)的比，以上述數(shù)學(xué) 式規(guī)定了光學(xué)組織具有某種程度以上的大小。
[0064] 假定了光學(xué)組織的長徑的（S0PXAR0P)1/2,通常比平均粒徑D50小，但在 (50?父六1^) 1/2與050的值相近的情況下，意味著碳材料中的粒子由更少的數(shù)目的光學(xué)組 織構(gòu)成，在（SOP X AR0P)1/2相對于D50較小的情況下，意味著碳材料中的粒子包含多數(shù)的光 學(xué)組織。如果（S0PXAR0P) 1/2的值為0.2XD50以上，則光學(xué)組織的邊界少，對鋰離子的擴(kuò) 散來說比較方便，因此能夠以高速度充放電。另外，如果該值變大則能夠保持的鋰離子變得 更多。該值優(yōu)選為〇. 25XD50以上，更優(yōu)選為0. 28XD50以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 35XD50以 上。上限小于2XD50,但優(yōu)選為1XD50以下。
[0065] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的碳材料的平均粒徑（D50)為1 μπι以上且50 μπι以下。 要使D50小于1 μ m的話，就需要在粉碎時(shí)利用特殊的設(shè)備進(jìn)行粉碎，也需要更多的能量。另 一方面，如果D50過大，則負(fù)極材料中的鋰擴(kuò)散花費(fèi)時(shí)間，存在充放電速度降低的傾向。
[0066] 更優(yōu)選的D50為5 μπι以上且35 μπι以下。從微粉由于表面積高、導(dǎo)致目的外的反 應(yīng)因此更加減少為好的觀點(diǎn)出發(fā)，D50更進(jìn)一步優(yōu)選為10 μπι以上。在用于要求產(chǎn)生大電 流的汽車等的驅(qū)動電源等用途的情況下，D50優(yōu)選為25 μπι以下。
[0067] 碳材料的縱橫尺寸比AROP為1. 5以上且6以下，更優(yōu)選為2. 0以上且4. 0以下。 當(dāng)縱橫尺寸比大于上述下限值時(shí)，通過組織彼此滑移，容易得到高密度的電極，因此優(yōu)選， 如果其為上限值以下，則為了合成原料所需要的能量小，因此優(yōu)選。
[0068] 光學(xué)組織的觀察和解析方法如下。
[0069] [偏光顯微鏡觀察試樣制作]
[0070] 本發(fā)明中的"由碳材料構(gòu)成的成型體的截面"如以下那樣制備。
[0071] 在內(nèi)容積為30cm3的塑料制樣品容器的底部粘貼雙面膠帶，在其上擱置量匙2匙 左右（2g左右）的觀察用樣品。向冷填埋樹脂（商品名：冷填埋樹脂#105,制造公司 Ay 3 y示'卜（株），銷售公司：丸本只卜；（株））中添加固化劑（商品名：固化 劑（M劑），制造公司：日本油脂（株），銷售公司：丸本只卜；7只（株）），攪拌30秒。使 所得到的混合物（5ml左右）緩慢地流入到所述樣品容器中直到高度變?yōu)榧sIcm為止，靜置 1天使其凝固。接著，取出凝固了的樣品，剝離雙面膠帶。然后，使用研磨板旋轉(zhuǎn)式的研磨機(jī) 研磨要測定的面。
[0072] 研磨以將研磨面按壓于旋轉(zhuǎn)面的方式進(jìn)行。研磨板的旋轉(zhuǎn)以1000 rpm進(jìn)行。研磨 板的使用以#500、#1000、#2000的順序來進(jìn)行，最后使用氧化鋁（商品名加 y夕只 (Baikalox ;注冊商標(biāo)），類型0. 3CR，粒徑0. 3 μ m，制造公司：A 4 r/夕只年一，銷售公司： 八彳3夕只_ 一'2々A y )進(jìn)行鏡面研磨。
[0073] 將研磨后的樣品用粘土固定于顯微鏡用標(biāo)本上，使用偏光顯微鏡（0LYMPAS公司 制，BX51)進(jìn)行觀察。
[0074] [偏光顯微鏡像解析方法]
[0075] 觀察以 200 倍進(jìn)行。用附件（attachment)將 OLYMPUS 制的 CAMEDIA C-5050Z00M 數(shù)碼相機(jī)與偏光顯微鏡連接，拍攝用偏光顯微鏡觀察到的圖像。在快門時(shí)間為1. 6秒的 條件下進(jìn)行。拍攝數(shù)據(jù)之中，1200像素 X1600像素的圖像作為解析對象。這相當(dāng)于研究 480 μ mX640 μ m的視場。圖像解析是使用ImageJ(美國國立衛(wèi)生研究所制），判定藍(lán)色部、 黃色部、紅色部、黑色部。
[0076] 各色的ImageJ使用時(shí)定義了各色的參數(shù)如下。
[0077]表 1
[0079] 對于檢測出的組織的統(tǒng)計(jì)處理使用外部宏進(jìn)行。將黑色部、即不是光學(xué)組織而是 相當(dāng)于樹脂部分的部分排除在統(tǒng)計(jì)對象之外，對于藍(lán)色、黃色、紅色的各光學(xué)組織，算出各 組織的面積和縱橫尺寸比。
[0080] 如上述那樣，作為組織較大、后述的晶體層間距離（d002)小的負(fù)極材料有天然石 墨，如果進(jìn)行粉碎則成為鱗片狀。但是，粉碎了的天然石墨的粒子端面的缺陷多。另一方面， 本發(fā)明的碳材料具有粒子端面的缺陷不露出這樣的特征，電池特性也優(yōu)異。作為確認(rèn)粒子 表面的結(jié)晶性的方法有拉曼光譜法。
[0081] 拉曼光譜可以通過使用例如日本分光公司制NRS-5100, 一邊采用附屬的顯微鏡觀 察一邊通過觀察來測定。
[0082] 在拉曼光譜圖中所測定到的處于1300~1400cm 1的范圍的峰是基于sp 3鍵合的 峰，該峰的強(qiáng)度Id表示碳粒子表面的缺陷的多少，處于1580~1620cm 1的范圍的峰是基于 sp2鍵合的峰，該峰的強(qiáng)度表示在粒子表面來源于石墨的鍵合多少。
[0083] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的碳材料中，有下述特征：在粉碎煅燒焦炭后，與石墨 化了的粒子相比，R值即（Id/IJ大。具體而言，利用拉曼光譜測定器測定碳材料的粒子時(shí) 在拉曼光譜圖中所測定到的處于1300~1400cm 1的范圍的峰的峰強(qiáng)度（I D)與處于1580~ 1620cm1的范圍的峰的峰強(qiáng)度（Is)的強(qiáng)度比I D/IS(R值）為0. 38以上且1. 2以下。更優(yōu)選 的R值為0.38以上且1.0以下，進(jìn)一步優(yōu)選的R值為0.4以上且0.8以下。不論R值過大 還是過小，都由于較多的缺陷的存在而在充放電時(shí)容易發(fā)生副反應(yīng)。通過具有適當(dāng)?shù)腞值， 成為在充電后保持時(shí)電池的自放電和劣化少的碳材料。
[0084] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的碳材料，利用X射線衍射法測得的（002)面的平均面 間距（d002)為0. 338nm以下。由此，碳材料的單位質(zhì)量的鋰嵌入、脫離量變多，即，重量能量 密度變高。另外，從重量能量密度、壓潰特性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為晶體的C軸方向的厚度（Lc) 優(yōu)選為50nm~lOOOnm。再者，當(dāng)d002為0. 338nm以下時(shí)，利用偏光顯微鏡觀察到的光學(xué)組 織的大部分成為光學(xué)各向異性的組織。
[0085] 制造d002低于0. 335nm的碳材料較困難，0. 335nm以上的碳材料在產(chǎn)業(yè)上很有用。
[0086] d002和Lc可以通過已知的方法，采用粉末X射線衍射（XRD)法來測定（參照野 田稻吉、稻垣道夫，日本學(xué)術(shù)振興會，第117委員會試料，117-71-A-l (1963);稻垣道夫等， 日本學(xué)術(shù)振興會，第117委員會試料，117-121-C-5 (1972);稻垣道夫，"碳"，1963, No. 36， 25-34 頁）。
[0087] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，由于碳材料在石墨化后不進(jìn)行粉碎，因此菱面體峰 比例為5%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1 %以下。
[0088] 通過設(shè)為這樣的范圍，與鋰形成層間化合物變得順利，在將其作為負(fù)極材料用于 鋰二次電池的情況下，難以阻礙鋰吸藏-放出反應(yīng)，快速充放電特性提高。
[0089] 再者，石墨材料中的菱面體晶體結(jié)構(gòu)的峰比例（X)由六方晶結(jié)構(gòu)（100)面的實(shí)測 峰強(qiáng)度（Pl)、菱面體晶體結(jié)構(gòu)的（101)面的實(shí)測峰強(qiáng)度（P2)通過下述式求出。
[0090] X = P2/(P1+P2)
[0091] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的碳材料，BET比表面積為2m2/g以上且25m 2/g以下，更 優(yōu)選為4m2/g以上且20m2/g以下。進(jìn)一步優(yōu)選為8m 2/g以上且15m2/g以下。通過BET比表 面積在該范圍，能夠不過量地使用粘結(jié)劑，并且確保大的與電解液接觸的面積，鋰順利地嵌 入脫離，減小電池的反應(yīng)電阻。
[0092] 對于BET比表面積，采用計(jì)測每單位質(zhì)量的氣體吸附脫離量這樣的一般方法來測 定。作為測定裝置，可以使用例如N0VA-1200。
[0093] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的碳材料，松弛體積密度（0次敲振）為0. 3g/cm3以上， 并且，進(jìn)行了 400次敲振時(shí)的粉體密度（振實(shí)密度）為0.4g/cm3以上且1.5g/cm3以下，更 優(yōu)選為〇· 45g/cm3以上且I. 4g/cm3以下，最優(yōu)選為0· 5g/cm3以上且I. 3g/cm3以下。
[0094] 松弛體積密度是使100g試樣從高度20cm落下到量筒中，不施加振動就測定體積 和質(zhì)量而得到的密度。另外，振實(shí)密度是測定使用力 >夕夕口一A制的Autotap(自動振實(shí) 密度計(jì)）敲振了 400次的100g粉的體積和質(zhì)量而得到的密度。
[0095] 這些測定方法是依據(jù)ASTM B527和JIS K5101-12-2的測定方法，但振實(shí)密度測定 中的Autotap敲振頭的落下高度設(shè)為5mm。
[0096] 通過松體積密度為0. 3g/cm3以上，能夠更加提高向電極涂布時(shí)的、壓制前的電極 密度。通過該值能夠預(yù)測通過一次輥壓是否能夠得到充分的電極密度。另外，通過振實(shí)密 度在上述范圍內(nèi)，能夠充分提高壓制時(shí)達(dá)到的電極密度。
[0097] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的碳材料，可舉出在其表面接合了碳纖維的一部分的材 料。如果使碳纖維的一部分與碳材料的表面接合，則電極中的碳纖維的分散變得容易，通過 與作為芯材的碳材料的特性的協(xié)同效應(yīng)，循環(huán)特性和電流負(fù)載特性進(jìn)一步提高。
[0098] 碳纖維的量不特別限定，但相對于100質(zhì)量份的作為芯材的碳材料優(yōu)選為0. 1~ 5質(zhì)量份。
[0099] 作為碳纖維，可舉出例如PAN系碳纖維、瀝青系碳纖維、人造纖維系碳纖維等有機(jī) 系碳纖維、氣相法碳纖維等。這些碳纖維之中，特別優(yōu)選結(jié)晶性高、熱傳導(dǎo)性高的氣相法碳 纖維。在要使碳纖維與碳材料的表面接合的情況下，特別優(yōu)選氣相法碳纖維。
[0100] 氣相法碳纖維，例如，以有機(jī)化合物為原料，將作為催化劑的有機(jī)過渡金屬化合 物與載氣一同導(dǎo)入高溫的反應(yīng)爐中而生成，接著進(jìn)行熱處理而制造出（參照日本特開昭 60-54998號公報(bào)、日本專利第2778434號公報(bào)等）。其纖維徑為2~lOOOnm，優(yōu)選為10~ 500nm，縱橫尺寸比優(yōu)選為10~15000。
[0101] 作為成為碳纖維的原料的有機(jī)化合物，可舉出甲苯、苯、萘、乙烯、乙炔、乙烷、天然 氣、一氧化碳等氣體和它們的混合物。其中，優(yōu)選甲苯、苯等芳香族烴。
[0102] 有機(jī)過渡金屬化合物是包含成為催化劑的過渡金屬的化合物。作為過渡金屬，可 舉出元素周期表第IVA、VA、VIA、VIIA、VIII族的金屬。作為有機(jī)過渡金屬化合物，優(yōu)選二 茂鐵、二茂鎳等化合物。
[0103] 碳纖維可以是將采用氣相法等