(57)【要約】  電池負極材として好適な炭素−珪素複合材である。珪素粒子が樹脂熱分解物中に存在する炭素−珪素複合材であって、前記炭素−珪素複合材を、７６０ｍｍＨｇ，３０℃，６０ｍｉｎの条件下で、電解液（（エチレンカーボネート／ジエチルカーボネート（１／１（体積比）））中に浸漬した場合、前記炭素−珪素複合材１ｇ当たりの前記電解液の吸液量が０．６５〜１．５ｍＬである。
2018198282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪素粒子が樹脂熱分解物中に存在する炭素−珪素複合材であって、
前記炭素−珪素複合材を、７６０ｍｍＨｇ，３０℃，６０ｍｉｎの条件下で、電解液（（エチレンカーボネート／ジエチルカーボネート（１／１（体積比）））中に浸漬した場合、前記炭素−珪素複合材１ｇ当たりの前記電解液の吸液量が０．６５〜１．５ｍＬである
炭素−珪素複合材。
【請求項２】
前記樹脂熱分解物が凹部を有し、
前記炭素−珪素複合材は、
前記炭素−珪素複合材が前記電解液中に浸漬された場合、前記電解液が前記凹部に浸入する構造を有する
請求項１の炭素−珪素複合材。
【請求項３】
珪素粒子が樹脂熱分解物中に存在する炭素−珪素複合材であって、
前記樹脂熱分解物は凹部を有し、
前記凹部の体積が、前記炭素−珪素複合材の仮想外形体積の１／４〜１／２である
炭素−珪素複合材。
【請求項４】
前記凹部は、
前記炭素−珪素複合材における深さ方向の長さが、前記炭素−珪素複合材の直径の１／５〜１／１である
請求項２又は請求項３の炭素−珪素複合材。
【請求項５】
前記凹部の開口面積比｛（ＳＥＭ観察における前記複合材表面の開口部の面積）／（ＳＥＭ観察における前記複合材表面の面積)｝が２５〜５５％である
請求項２〜請求項４いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項６】
前記凹部の開口面積が１０〜１０００００ｎｍ２である
請求項２〜請求項５いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項７】
前記凹部は、溝、穴、孔の形態の群の中から選ばれる一種又は二種以上である
請求項２〜請求項６いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項８】
前記珪素粒子はＳｉ粒子単体を有する
請求項１〜請求項７いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項９】
前記珪素粒子は、複数個、有り、
前記複数個の珪素粒子が、前記樹脂熱分解物を介して、結合してなる
請求項１〜請求項８いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項１０】
珪素粒子と樹脂熱分解物とカーボンブラックとを有し、
前記珪素粒子と前記カーボンブラックとが、前記樹脂熱分解物を介して、結合してなる
請求項１〜請求項９いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項１１】
前記カーボンブラックは、その一次粒径が２１〜６９ｎｍである
請求項１０の炭素−珪素複合材。
【請求項１２】
前記珪素粒子の粒径が０．０５〜３μｍである
請求項１〜請求項１０いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項１３】
前記珪素含有量が２０〜９６質量％である
請求項１〜請求項１２いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項１４】
前記炭素含有量が４〜８０質量％である
請求項１〜請求項１３いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項１５】
前記炭素−珪素複合材は１μｍ〜２０μｍ（直径）の粒子である
請求項１〜請求項１４いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項１６】
前記炭素珪素複合材は、繊維径が０．５μｍ〜６．５μｍ、繊維長が５μｍ〜６５μｍの繊維である
請求項１〜請求項１４いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項１７】
前記樹脂が熱可塑性樹脂である
請求項１〜請求項１６いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項１８】
前記樹脂は、その主成分がポリビニルアルコールである
請求項１〜請求項１７いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項１９】
電池の負極材料である
請求項１〜請求項１８いずれかの炭素−珪素複合材。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９いずれかの炭素−珪素複合材が用いられて構成されてなる負極。
【請求項２１】
前記請求項２０の負極を具備する二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭素−珪素（Ｃ−Ｓｉ）複合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素材（非水二次電池負極用炭素材）が下記特許文献に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＪＰ２００８−１８６７３２Ａ
【特許文献２】ＷＯ２０１３／１３０７１２
【特許文献３】ＪＰ２０１５−１３５８１１Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１，２，３に開示の炭素材で二次電池の負極が構成された場合でも、満足できるものではなかった。【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、負極材として好適な炭素−珪素複合材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
珪素粒子が樹脂熱分解物中に存在する炭素−珪素複合材であって、
前記炭素−珪素複合材を、７６０ｍｍＨｇ，３０℃，６０ｍｉｎの条件下で、電解液（（エチレンカーボネート／ジエチルカーボネート（１／１（体積比）））中に浸漬した場合、前記炭素−珪素複合材１ｇ当たりの前記電解液の吸液量が０．６５〜１．５ｍＬである
炭素−珪素複合材を提案する。【０００７】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記樹脂熱分解物が凹部を有し、前記炭素−珪素複合材は、前記炭素−珪素複合材が前記電解液中に浸漬された場合、前記電解液が前記凹部に浸入する構造を有する炭素−珪素複合材を提案する。【０００８】
本発明は、珪素粒子が樹脂熱分解物中に存在する炭素−珪素複合材であって、
前記樹脂熱分解物は凹部を有し、
前記凹部の体積が、前記炭素−珪素複合材の仮想外形体積の１／４〜１／２である
炭素−珪素複合材を提案する。【０００９】
本発明は、珪素粒子が樹脂熱分解物中に存在する炭素−珪素複合材であって、
前記樹脂熱分解物は凹部を有し、
前記凹部は、
前記炭素−珪素複合材における深さ方向の長さが、前記炭素−珪素複合材の直径の１／５〜１／１である
炭素−珪素複合材を提案する。【００１０】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記凹部の開口面積比｛（ＳＥＭ観察における前記複合材表面の開口部の面積）／（ＳＥＭ観察における前記複合材表面の面積)｝が２５〜５５％である炭素−珪素複合材を提案する。【００１１】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記凹部の開口面積が１０〜１０００００ｎｍ２である炭素−珪素複合材を提案する。【００１２】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記凹部は、溝、穴、孔の形態の群の中から選ばれる一種又は二種以上である炭素−珪素複合材を提案する。【００１３】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記珪素粒子はＳｉ粒子単体を有する炭素−珪素複合材を提案する。【００１４】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記珪素粒子は、複数個、有り、前記複数個の珪素粒子が、前記樹脂熱分解物を介して、結合してなる炭素−珪素複合材を提案する。【００１５】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、更にカーボンブラックを有し、前記珪素粒子と前記カーボンブラックとが、前記樹脂熱分解物を介して、結合してなる炭素−珪素複合材を提案する。すなわち、前記炭素−珪素複合材であって、珪素粒子と樹脂熱分解物とカーボンブラックとを有し、前記珪素粒子と前記カーボンブラックとが、前記樹脂熱分解物を介して、結合してなる炭素−珪素複合材を提案する。【００１６】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記カーボンブラックは、その一次粒径が２１〜６９ｎｍである炭素−珪素複合材を提案する。【００１７】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記珪素粒子の粒径が０．０５〜３μｍである炭素−珪素複合材を提案する。【００１８】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記珪素含有量が２０〜９６質量％である炭素−珪素複合材を提案する。【００１９】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記炭素含有量が４〜８０質量％である炭素−珪素複合材を提案する。【００２０】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記炭素−珪素複合材は１μｍ〜２０μｍ（直径）の粒子である炭素−珪素複合材を提案する。
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記炭素珪素複合材は、繊維径が０．５μｍ〜６．５μｍ、繊維長が５μｍ〜６５μｍの繊維である炭素−珪素複合材を提案する。【００２１】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記樹脂が熱可塑性樹脂である炭素−珪素複合材を提案する。【００２２】
本発明は、前記炭素−珪素複合材であって、前記樹脂は、その主成分がポリビニルアルコールである炭素−珪素複合材を提案する。【００２３】
本発明は、前記炭素−珪素複合材が電池の負極材料である炭素−珪素複合材を提案する。【００２４】
本発明は、前記炭素−珪素複合材が用いられて構成されてなる負極を提案する。【００２５】
本発明は、前記負極を具備する二次電池を提案する。
【発明の効果】
【００２６】
電池負極材として好適な（サイクル寿命が長い。レート特性が高い。）Ｃ−Ｓｉ複合材である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】遠心紡装置の概略側面図
【図２】遠心紡装置の概略平面図
【図３】延伸紡装置の概略図
【図４】ＳＥＭ写真
【図５】模式図
【図６】ＳＥＭ写真
【図７】ＳＥＭ写真
【図８】ＳＥＭ写真
【図９】ＳＥＭ写真
【図１０】ＳＥＭ写真
【図１１】ＳＥＭ写真
【図１２】ＳＥＭ写真
【図１３】ＳＥＭ写真
【図１４】ＳＥＭ写真
【発明を実施するための形態】
【００２８】
第１の発明は炭素−珪素（Ｃ−Ｓｉ）複合材である。前記複合材は珪素粒子と樹脂熱分解物とを有する。前記珪素粒子（Ｓｉ粒子）が前記樹脂熱分解物中に存在する。前記Ｓｉ粒子（金属ケイ素粒子）は、好ましくは、Ｓｉ単体が含まれている粒子である。Ｓｉ粒子単体を有する。Ｓｉ粒子単体はＳｉのみで存在している粒子である。Ｓｉ化合物は除外される。例えば、前記Ｓｉ粒子が、ＳｉｘＯｙ（ｘ，ｙは任意の数。但し、ｙ≠０。）粒子のみの場合（Ｓｉ粒子単体が含まれていない場合）は、本発明の特長が奏されない。前記樹脂熱分解物は、基本的には、Ｃ（炭素元素）で構成されている。例えば、前記Ｓｉ粒子の表面に前記樹脂熱分解物が存在する。好ましくは、前記Ｓｉ粒子の全表面に前記樹脂熱分解物が存在する。例えば、前記Ｓｉ粒子は前記樹脂熱分解物で被覆されている（覆われている）。好ましくは、前記Ｓｉ粒子の全面が前記樹脂熱分解物で被覆されている（覆われている）。勿論、前記Ｓｉ粒子の一部が前記樹脂熱分解物で覆われていない（露出）した構造であっても良い。前記Ｓｉ粒子は、好ましくは、複数個（２個以上）である。前記Ｓｉ粒子が複数個（２個以上）の場合、前記複数個のＳｉ粒子は、前記樹脂熱分解物を介して、結合しているとも言える。海（前記樹脂熱分解物）の中に複数個の粒子（前記Ｓｉ粒子）が存在していると比喩できる。Ｓｉ含有量は、好ましく、２０〜９６質量％である。Ｃ含有量は、好ましくは、４〜８０質量％である。前記炭素−珪素複合材を、７６０ｍｍＨｇ，３０℃，６０ｍｉｎの条件下で、電解液（（エチレンカーボネート／ジエチルカーボネート（１／１（体積比）））中に浸漬した場合、前記炭素−珪素複合材１ｇ当たりの前記電解液の吸液量が０．６５〜１．５ｍＬである。好ましくは、０．７ｍＬ以上であった。更に好ましくは、０．８ｍＬ以上であった。好ましくは、１．２ｍＬ以下であった。更に好ましくは、１．１ｍＬ以下であった。
【００２９】
前記Ｃ−Ｓｉ複合材はＳｉ粒子と樹脂熱分解物とを有する。前記Ｓｉ粒子が前記樹脂熱分解物中に存在する。前記樹脂熱分解物は凹部を有する。前記Ｃ−Ｓｉ複合材は、前記Ｃ−Ｓｉ複合材が前記電解液中に浸漬された場合、好ましくは、前記電解液が前記凹部に浸入する構造を有する。
【００３０】
前記凹部の体積（前記電解液が浸入できる大きさを有する凹部（全ての凹部（但し、前記電解液が浸入できない小さな凹部は除外。）の体積の総和）が、好ましくは、前記Ｃ−Ｓｉ複合材の仮想外形体積の１／４〜１／２であった。更に好ましくは、６／２０以上であった。更に好ましくは、９／２０以下であった。前記Ｃ−Ｓｉ複合材は前記凹部を有する。この凹部は外空間に繋がっている。従って、前記Ｃ−Ｓｉ複合材の体積と言われた場合、その体積は前記凹部の体積が除かれた体積であると思われる恐れがある。そこで、前記仮想外形体積は、前記凹部が存在しない場合の体積（前記外空間に繋がっている凹部がＣ−Ｓｉ複合材で埋められたと仮定した場合の体積。前記凹部の開口部（前記外空間と前記Ｃ−Ｓｉ複合材の内部との境界面）の隣接領域の表面が自然に延長され、前記開口部が閉鎖されたと仮定した場合の体積。）であると定義される。前記凹部の体積は、前記Ｃ−Ｓｉ複合材を前記電解液に浸漬した際の増加重量と、前記電解液の密度とから算出される。
前記仮想外形体積はＣ−Ｓｉ複合材の走査型電子顕微鏡の観察写真から形状を測定し、これを基に求めることができる。
前記仮想外形体積と前記凹部の体積との比を算出する方法として、Ｃ−Ｓｉ複合材を作製する際の加熱工程での体積収縮率と重量減少率と加熱後の真密度から算出する方法がある。
［仮想体積］＝［加熱前の体積］×［体積収縮率］、
（［仮想体積］−［凹部の体積］）＝［加熱前の重量］×［加熱後の重量減少率］／［加熱後の真密度］
であり、
［凹部の体積］＝１−（（［仮想体積］−［凹部の体積］）/［仮想体積］）で求めることが出来る。
前記凹部は、前記Ｃ−Ｓｉ複合材における深さ方向の長さが、好ましくは、前記Ｃ−Ｓｉ複合材の直径の１／４〜１／１であった。更に好ましくは、２／５以上であった。更に好ましくは、１９／２０以下であった。前記１／４の値の場合は、前記凹部が貫通していないことを意味する。前記１／１の値の場合は、前記凹部が貫通していることを意味する。前記凹部の深さが浅い場合は、凹部が無い場合と実質上変わらないからである。すなわち、前記Ｃ−Ｓｉ複合材の内部まで前記凹部が入り込んでいることによって、本発明の特長が効果的に奏される。
前記凹部の開口面積比｛（ＳＥＭ観察における前記複合材表面の開口部の面積）／（ＳＥＭ観察における前記複合材表面の面積)｝は、好ましくは、２５〜５５％であった。更に好ましくは、３０％以上であった。更に好ましくは、４５％以下であった。本発明においては、好ましくは、前記電解液（例えば、エチレンカーボネート（Ｃ３Ｈ４Ｏ３）及び／又はジエチルカーボネート（Ｃ５Ｈ１０Ｏ３）、リチウムイオン）が前記Ｃ−Ｓｉ複合材の内部に進入可能なことである。前記電解液が前記Ｃ−Ｓｉ複合材の内部に進入（浸入）する為には、前記凹部の開口部の面積が所定（Ｃ３Ｈ４Ｏ３，Ｃ５Ｈ１０Ｏ３，Ｌｉ＋等より大きい）の大きさを有することが必要である。このような観点から、前記開口部の面積は、好ましくは、１０〜１０００００ｎｍ２（ｎｍ２＝（ｎｍ）２）であった。前記面積がＢＥＴ比表面積の測定に使用されるガス（例えば、Ｎ２，Ａｒ，ＣＯ等）の大きさ程度のものでは、前記電解液が進入できない。それでは、大きければ良いかと言うと、そうではない。前記面積が大きいことは前記凹部内の空間が大きいことを意味する。そうすると、前記複合材の機械的強度が小さくなる。その結果、充放電に伴うＳｉ粒子の体積変化によって、前記複合材が損傷する恐れがある。従って、前記要件が好ましかった。
【００３１】
前記凹部は、その形状が、例えば溝である。或いは、穴（非貫通）である。又は、孔（貫通）である。前記凹部の形状は一種類のみでも良い。二種以上が存在していても良い。前記Ｃ−Ｓｉ複合材は、例えば松の幹の如きの形状である。松の幹は、一般的に、表面に、溝（凹部）を有する。
【００３２】
前記Ｃ−Ｓｉ複合材は、その内部に、前記大きさの空間（外部に繋がっている空間（空隙））を持つ。従って、充放電に伴うＳｉ粒子の体積変化が緩和される。前記電解液が前記Ｃ−Ｓｉ複合材の内部に進入（浸入）できる。前記凹部は前記電解液が進入できる大きさである。電解液（リチウムイオン）の進入によって、リチウムイオンと活物質との距離が短くなる。急速充放電（高いレート特性）が可能になる。
従って、小さな空間（電解液が内部に進入（浸入）できない空間）が存在していても、このような小さな空間は本発明では意味が無い。小さな空間が数多く存在した場合、その空間の総和の体積値は大きくなるが、このような場合は本発明では意味がない。例えば、ＢＥＴ比表面積測定法では小さな空間までが計量される。従って、ＢＥＴ比表面積の特性値では本発明を規定できない。要するに、前記電解液が移動できる程度の大きさの空間が必要である。逆に、前記空間が大き過ぎても、前述の通り、問題がある。
【００３３】
本発明にあっては、好ましくは、更にカーボンブラック（又は、カーボンナノチューブ（繊維径が、好ましくは、１ｎｍ〜１００ｎｍ（好ましくは、１０ｎｍ以下）））を有する。前記Ｓｉ粒子と前記カーボンブラック粉末（ＣＢ粒子とも称される）とが、好ましくは、前記樹脂熱分解物中に、存在する。例えば、前記Ｓｉ粒子および前記ＣＢ粒子の表面に前記樹脂熱分解物が存在する。前記Ｓｉ粒子と前記ＣＢ粒子とは、前記樹脂熱分解物を介して、結合しているとも言える。海（前記樹脂熱分解物）の中に複数個の粒子（前記Ｓｉ粒子および前記ＣＢ粒子）が存在していると比喩できる。
【００３４】
前記カーボンブラックは、好ましくは、一次粒径（分散状態におけるＣＢ粒子の粒径）が２１〜６９ｎｍであった。より好ましくは、６９ｎｍ未満であった。更に好ましくは、６０ｎｍ以下であった。もっと好ましくは、５５ｎｍ以下であった。前記ＣＢ粒子の一次粒径が大き過ぎた場合、サイクル特性が低下する傾向が有った。前記ＣＢ粒子の一次粒径が小さ過ぎた場合、サイクル特性が低下する傾向が有った。前記一次粒径（平均一次粒径）は、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって求められる。比表面積測定法（ガス吸着法）によっても求められる。Ｘ線散乱法によっても求められる。上記一次粒径（平均一次粒径）の値はＴＥＭによって求められた値である。
【００３５】
前記Ｓｉ粒子は、好ましくは、粒径が０．０５〜３μｍであった。より好ましくは、０．１μｍ以上であった。更に好ましくは０．２μｍ以上であった。もっと好ましくは０．２５μｍ以上であった。特に好ましくは０．３μｍ以上であった。より好ましくは、２．５μｍ以下であった。大き過ぎた場合、Ｃ−Ｓｉ複合材の膨張が大きかった。サイクル特性が低下する傾向が有った。初回クーロン効率が低下する傾向が有った。小さ過ぎた場合、サイクル特性が低下する傾向が有った。初回クーロン効率が低下する傾向が有った。前記大きさは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（EDS: Energy DispersiveX-ray Spectroscopy）によって、求められた。Ｓｉの特性Ｘ線（１．７３９ｅＶ）に注目して電子線が操作された。ケイ素のＸ線マッピングが行われた。得られた画像からＳｉ粒子の大きさが求められた。
【００３６】
前記Ｃ−Ｓｉ複合材は、好ましくは、樹脂分解物（熱分解物）が、前記Ｓｉ粒子の表面に、存在している。より好ましくは、前記Ｓｉ粒子が前記分解物で覆われている。全面被覆が好ましい。但し、実質的に覆われている場合でも良い。本発明の特長が大きく損なわれなければ、Ｓｉ粒子の一部が覆われていなくても良い。Ｓｉ粒子が前記分解物で覆われていると、Ｓｉ粒子（表面）はリチウムイオン二次電池の電解液に接触し難い。この為、副反応が、Ｓｉ粒子（表面）と電解液との間で、起こり難い。この結果、不可逆容量が下がる。
【００３７】
前記Ｃ−Ｓｉ複合材は、別の実施形態として、樹脂分解物（熱分解物）が、Ｓｉ粒子（粒径：０．０５〜３μｍ）の表面に、存在している場合が挙げられる。好ましくは、前記Ｓｉ粒子が前記分解物で覆われている。全面被覆が好ましい。但し、実質的に覆われている場合でも良い。本発明の特長が損なわれなければ、Ｓｉ粒子の一部が覆われていなくても良い。本要件の理由は前述されている。
【００３８】
前記Ｃ−Ｓｉ複合材は、好ましくは、Ｓｉ含有量が２０〜９６質量％であった。より好ましくは、４０質量％以上であった。より好ましくは、９５質量％以下であった。前記Ｓｉ量が少な過ぎた場合、活物質としての容量が低下した。前記Ｓｉ量が多すぎた場合、導電性が低下した。サイクル特性が低下した。
【００３９】
前記Ｃ−Ｓｉ複合材は、好ましくは、炭素含有量が４〜８０質量％であった。より好ましくは、５質量％以上であった。更に好ましくは７質量％以上であった。もっと好ましくは、１０質量％以上であった。より好ましくは、６０質量％以下であった。炭素含有量が少な過ぎた場合、サイクル特性が低下した。
【００４０】
前記Ｓｉ含有量はＣ−Ｓｉ分析によって求められた。すなわち、Ｃ−Ｓｉ分析装置において、質量既知のＣ−Ｓｉ複合材の燃焼が行われた。赤外線測定によりＣ量が定量された。前記Ｃ量が差し引かれた。これにより、Ｓｉ含有量が求められた。これから判る通り、「Ｃ含有割合＝Ｃ量／（Ｃ量＋Ｓｉ量）、Ｓｉ含有割合＝Ｓｉ量／（Ｃ量＋Ｓｉ量）」である。
【００４１】
前記Ｃ−Ｓｉ複合材は不純物が含まれていても良い。Ｃ，Ｓｉ成分以外の成分を排除するものではない。
【００４２】
前記複合材は、電極の充填密度が重要な場合は、略球状のものが好ましい。サイクル特性が重要な場合は、略繊維状のものが好ましい。
【００４３】
前記粒状（略球状）のものは、好ましくは、１μｍ〜２０μｍ（直径）の粒子であった。１μｍ未満の小さな場合、比表面積が大きく、電解液との副反応が相対的に増えた。不可逆容量が増加した。２０μｍを越えて大きな場合、電極作製時の取扱いが困難であった。より好ましくは２μｍ以上であった。更に好ましくは５μｍ以上であった。より好ましくは１５μｍ以下であった。更に好ましくは１０μｍ以下であった。形状は完全な球状でなくても良い。例えば、図９に示される不定形であってもよい。直径は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって求められる。レーザー散乱法によっても求められる。上記値はＳＥＭによって求められた値である。
【００４４】
前記繊維状（略繊維状）のものは、好ましくは、繊維径が０．５μｍ〜６．５μｍ、繊維長が５μｍ〜６５μｍの繊維であった。前記直径が大き過ぎた場合、電極作製時の取扱いが困難であった。前記直径が小さ過ぎた場合、生産性が低下した。前記長さが短すぎた場合、繊維形状の特徴が失われた。前記長さが長すぎた場合、電極作製時の取扱いが困難であった。より好ましい直径は０．８μｍ以上であった。より好ましい直径は５μｍ以下であった。より好ましい長さは１０μｍ以上であった。より好ましい長さは４０μｍ以下であった。前記直径は前記複合材のＳＥＭ写真から求められた。前記複合材のＳＥＭ写真から繊維状複合材がランダムに１０本抽出され、その平均直径が求められた。前記繊維状複合材が１０本未満（Ｎ本）の場合、Ｎ本の前記複合材から平均直径が求められた。前記長さは繊維状複合材のＳＥＭ写真から求められた。前記繊維状複合材のＳＥＭ写真から繊維状複合材がランダムに１０本抽出され、その平均長さが求められた。前記繊維状複合材が１０本未満（Ｎ本）の場合、Ｎ本の前記複合材から平均長さが求められた。
【００４５】
前記球状複合材と前記繊維状複合材とが混合使用されると、電極密度とサイクル特性との両立が可能になった。
【００４６】
前記樹脂は、好ましくは、熱可塑性樹脂であった。熱可塑性樹脂としては、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、セルロース樹脂（カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等）、ポリオレフィン（ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等）、エステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等）、アクリル（メタクリル）系樹脂などが挙げられる。勿論、これ等に限られない。前記樹脂は熱分解されるので、熱分解時に有害ガスが発生しないタイプのものが好ましい。前記樹脂は、好ましくは、水溶性樹脂であった。前記樹脂の中で好ましい樹脂はポリビニルアルコール系の樹脂であった。最も好ましい樹脂はＰＶＡであった。ＰＶＡ単独の場合は勿論であるが、本発明の特長が大きく損なわれない程度であれば、その他の樹脂が併用されても良い。樹脂は、主成分がＰＶＡの場合も含まれる。「ＰＶＡが主成分」とは「ＰＶＡ量／全樹脂量≧５０ｗｔ％」を意味する。好ましくは６０ｗｔ％以上、更に好ましくは７０ｗｔ％以上、より更に好ましくは８０ｗｔ％以上、特に好ましくは９０ｗｔ％以上である。ＰＶＡが最も好ましかった理由は次の通りであった。ＰＶＡの分解物（熱分解物）はリチウムイオン二次電池の電解液と副反応が起き難かった。この為、不可逆容量が下がる。更に、ＰＶＡは、加熱分解時に、水と二酸化炭素になり易い。残留炭化物が少ない。この結果、前記Ｃ−Ｓｉ複合材におけるＳｉ含有量が低下しない。例えば、ポリエチレングリコール（分子量２０，０００、和光純薬工業株式会社製）が用いられた場合、ＰＶＡが用いられた場合に比べて、変性時（加熱時）に残留炭化物が多かった。この結果、Ｓｉ含有量が低下した。かつ、不可逆容量が大きかった。例えば、初回クーロン効率が低かった（４３％）。サイクル特性が低かった（３２％）。
【００４７】
前記ＰＶＡは、好ましくは、平均分子量（重合度）が２２００〜４０００のものであった。更に好ましくは、３０００以下であった。重合度はＪＩＳ  Ｋ  ６７２６に準じて求められた。例えば、１部のＰＶＡが１００部の水に溶解した。粘度（３０℃）がオストワルド粘度計（相対粘度計）にて求められた。重合度（ＰＡ）が、次の式（１）〜（３）より、求められた。
式（１）  log（ＰＡ）＝1.613×log｛（［η］×10４）／8.29｝
式（２）  ［η］＝｛2.303×log［ηrel］｝／Ｃ
式（３）  ［ηrel］＝ｔ１／ｔ０
ＰＡ：重合度、［η］：極限粘度、ηrel：相対粘度、Ｃ：試験溶液の濃度（ｇ／Ｌ）、ｔ０：水の落下秒数（ｓ）、ｔ１：試験溶液の落下秒数（ｓ）
【００４８】
前記ＰＶＡは、好ましくは、鹸化度が７５〜９０ｍｏｌ％のものであった。更に好ましくは、８０ｍｏｌ％以上であった。鹸化度はＪＩＳ  Ｋ  ６７２６に準じて求められた。例えば、推定鹸化度に応じて、１〜３部の試料、水１００部、フェノールフタレイン液３滴が加えられて完全に溶解した。０．５ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液２５ｍＬが加えられ、撹拌後、２時間放置された。０．５ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ水溶液２５ｍＬが加えられた。０．５ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液にて滴定が行われた。鹸化度（Ｈ）は、次の式（１）〜（３）より、求められた。
式（１）  Ｘ１＝｛（ａ−ｂ）×ｆ×Ｄ×0.06005｝／｛Ｓ×（Ｐ／100）｝×100
式（２）  Ｘ２＝（44.05×Ｘ１）／（60.05−0.42×Ｘ１）
式（３）  Ｈ＝100−Ｘ２
Ｘ１：残存酢酸基に相当する酢酸量（％）
Ｘ２：残存酢酸基（モル%）
Ｈ：鹸化度（モル%）
ａ：０．５ｍｏｌ／ｌＮａＯＨ溶液の使用量（ｍＬ）
ｂ：空試験での０．５ｍｏｌ／ｌＮａＯＨ溶液の使用量（ｍＬ）
ｆ：０．５ｍｏｌ／ｌＮａＯＨ溶液のファクター
Ｄ：規定液の濃度（０．１ｍｏｌ／ｌ又は０．５ｍｏｌ／ｌ）
Ｓ：試料採取量（ｇ）
Ｐ：試料の純分（％）
【００４９】
前記複合材は、前記特徴を有さないＣ−Ｓｉ複合材が含まれていても良い。例えば、（本発明の特徴を有するＣ−Ｓｉ複合材の体積量）／（本発明の特徴を有するＣ−Ｓｉ複合材の体積量＋本発明の特徴を有さないＣ−Ｓｉ複合材の体積量）≧０．５であれば、本発明の特徴が大きく損なわれなかった。好ましくは、前記比が０．６以上である。より好ましくは、前記比が０．７以上である。更に好ましくは、前記比が０．８以上である。もっと好ましくは、前記比が０．９以上である。体積量比は電子顕微鏡観察などの方法で求められる。この観点から、前記直径は「平均直径」であると言える。前記長さは「平均長さ」であると言える。前記粒径は「平均粒径」であると言える。
【００５０】
前記複合材は、例えば電池の負極材である。
【００５１】
第２の発明は負極である。例えば、二次電池の負極である。前記負極は前記複合材が用いられて構成されてなる。
【００５２】
第３の発明は二次電池である。前記二次電池は前記負極を具備する。
【００５３】
前記複合材は、例えば「分散液作製工程（工程Ｉ）」「溶媒除去工程（紡糸工程：工程ＩＩ）」「変性工程（工程ＩＩＩ）」を経て、得られる。その概略が下記に述べられる。
【００５４】
［分散液作製工程（工程Ｉ）］
分散液は、例えば樹脂と、珪素と、溶媒とを含む。特に好ましくは、カーボンブラックを更に含む。
【００５５】
前記樹脂がＰＶＡの例で説明される。その他の樹脂の場合もＰＶＡに準じる。
【００５６】
前記ＰＶＡは、紡糸性の観点から、好ましくは、重合度が２２００〜４０００であった。より好ましくは３０００以下であった。好ましくは、鹸化度が７５〜９０ｍｏｌ％であった。より好ましくは８０ｍｏｌ％以上であった。重合度が小さ過ぎた場合、紡糸時に、糸が切れ易かった。重合度が大き過ぎた場合、紡糸が困難であった。鹸化度が低すぎた場合、水に溶け難く、紡糸が困難であった。鹸化度が大きすぎた場合、粘度が高く、紡糸が困難であった。
【００５７】
前記分散液は、必要に応じて、ビニル樹脂（例えば、ポリビニルアルコール共重合体、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、アクリル樹脂（例えば、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）等）、フッ素樹脂（例えば、ポリビニリデンジフルオリド（ＰＶＤＦ）等）、天然物由来高分子（例えば、セルロース樹脂、セルロース樹脂誘導体（ポリ乳酸、キトサン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）等））、エンジニアリングプラスチック樹脂（ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）等）、ポリウレタン樹脂（ＰＵ）、ポリアミド樹脂（ナイロン）、芳香族ポリアミド樹脂（アラミド樹脂）、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂の群の中から選ばれる一種または二種以上を含有しても良い。その量は本発明の効果を損なわない範囲である。
【００５８】
前記分散液は、特に好ましくは、一次粒径（平均一次粒径）が２１ｎｍ〜６９ｎｍのＣＢを含む。一次粒径が２１ｎｍ未満のＣＢが用いられた場合、得られた炭素繊維の比表面積は増す。しかし、嵩密度が低下した。分散液の固形分濃度が高くならず、取り扱いが困難であった。一次粒径が６９ｎｍを越えたＣＢが用いられた場合、得られた炭素繊維の比表面積が小さくなった。接触抵抗が大きかった。前記ＣＢ粒子の一次粒径が大き過ぎた場合、サイクル特性が低下する傾向が有った。前記ＣＢ粒子の一次粒径が小さ過ぎた場合、サイクル特性が低下する傾向が有った。
【００５９】
前記溶媒は、水、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール、アミルアルコール、イソアミルアルコール、シクロヘキサノール等）、エステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル（例えば、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン等）、ケトン（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、非プロトン性極性溶媒（例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチルアセトアミド等）、ハロゲン化炭化水素（例えば、クロロホルム、テトラクロロメタン、ヘキサフルオロイソプロピルアルコール等）、酸（酢酸、蟻酸など）の群の中から選ばれる一種または二種以上が用いられる。環境面から、好ましくは、水またはアルコールであった。特に好ましくは水であった。
【００６０】
前記分散液は前記Ｓｉ粒子を含有する。前記Ｓｉ粒子（金属ケイ素粒子）は、実質的に、ケイ素単体である。「実質的」とは、工程上含まれる不純物や、保管中に粒子表面が酸化された場合等による不純物の含有が有る場合も含まれると言う意味である。本発明の前記粒子は、Ｓｉ単体が含まれている粒子であれば制限はない。例えば、粒子表面が他成分で被覆されたものであっても良い。他成分からなる粒子中に、Ｓｉ単体が分散した構造であっても良い。例えば、Ｓｉ粒子が炭素で被覆された粒子が例示される。前記複合粒子の場合は、前記複合粒子の粒径が前記範囲内に入っていれば良い。前記炭素繊維に含まれているＳｉ成分が単体であるか化合物であるかの判断は、Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）など公知の測定方法で判断できる。
【００６１】
前記分散液は、強度や導電性の観点から、必要に応じて、カーボンナノチューブ（例えば、シングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）、マルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）、これ等の混合物）等を含有しても良い。
【００６２】
前記分散液は、必要に応じて、分散剤を含有する。前記分散剤は、例えば界面活性剤である。界面活性剤は、低分子系のものでも、高分子系のものでも良い。
【００６３】
前記ＰＶＡ（樹脂）と前記Ｓｉとは、好ましくは、次の割合である。前記ＰＶＡが多すぎると、Ｓｉの含有量が下がる。逆に、前記ＰＶＡが少なすぎると、紡糸、塗工等の溶媒除去工程が困難になる。従って、好ましくは、前記ＰＶＡ１００質量部に対して、前記Ｓｉが５〜２００質量部（より好ましくは１０〜１００質量部）であった。
【００６４】
前記ＣＢが含まれる場合、［前記Ｓｉ粒子の質量］／［前記ＣＢの質量＋前記Ｓｉ粒子の質量］＝２０〜９４％が好ましかった。又、前記粒子と前記ＣＢとの総量が、前記ＰＶＡ１００質量部に対して、好ましくは、５〜２００質量部（より好ましくは１０〜１００質量部）であった。前記ＣＢが多すぎると、負極活物質としての容量が低下した。前記ＣＢが少なすぎると、導電性が低下した。
【００６５】
前記分散液における固形分（溶媒以外の成分）の濃度が高すぎると、紡糸等溶媒除去工程が困難であった。逆に、前記濃度が低すぎても、紡糸等溶媒除去工程が困難であった。好ましくは、前記固形分の濃度が０．１〜５０質量％（より好ましくは、１〜３０質量％。更に好ましくは、５〜２０質量％）であった。前記分散液の粘度が高すぎると、例えば溶媒除去工程に紡糸を採用した場合、紡糸時に、分散液がノズルから吐出され難かった。逆に、前記粘度が低すぎると、紡糸が困難であった。従って、前記分散液の粘度（紡糸時における粘度：粘度計は共軸二重円筒型粘度計）は、好ましくは、１０〜１００００ｍＰａ・Ｓ（より好ましくは、５０〜５０００ｍＰａ・Ｓ。更に好ましくは、５００〜５０００ｍＰａ・Ｓ）であった。
【００６６】
前記分散液作製工程は、例えば混合工程と微細化工程とを有する。前記混合工程は、前記ＰＶＡと前記Ｓｉ（及びＣＢ）とが混合される工程である。前記微細化工程は、前記Ｓｉ（及びＣＢ）が微細化される工程である。前記微細化工程は、前記Ｓｉ（及びＣＢ）に剪断力が付与される工程である。これにより、ＣＢの場合は二次凝集が解かれる。前記混合工程と前記微細化工程とは、どちらが先でも良い。同時に行われても良い。
【００６７】
前記混合工程においては、前記ＰＶＡと前記Ｓｉ（及びＣＢ）との双方が粉体の場合と、一方が粉体で他方が溶液（分散液）の場合と、双方が溶液（分散液）の場合とが有る。操作性の観点から、好ましくは、前記ＰＶＡ及び前記Ｓｉ（及びＣＢ）が、共に、溶液（分散液）の場合である。
【００６８】
前記微細化工程では、例えばメディアレスビーズミルが用いられる。或いは、ビーズミルが用いられる。又は、超音波照射機が用いられる。異物の混入を防ぎたい場合、好ましくは、メディアレスビーズミルが用いられる。Ｓｉ（及びＣＢ）の粒径を制御したい場合、好ましくは、ビーズミルが用いられる。簡便な操作で行いたい場合、好ましくは、超音波照射機が用いられる。本発明においては、Ｓｉ（及びＣＢ）の粒径制御が大事であるから、ビーズミルが用いられた。
【００６９】
［溶媒除去工程：紡糸工程（繊維材（炭素珪素複合繊維前駆体）の作製工程）：工程ＩＩ］
前記溶媒除去工程は、前記分散液から溶媒が除去される工程である。特に溶媒除去工程の中でも繊維状の複合材前駆体（炭素珪素複合繊維前駆体）を得る工程を紡糸工程と呼ぶ。
紡糸工程には、例えば図１，２の遠心紡糸装置が用いられた。図１は遠心紡糸装置の概略側面図である。図２は遠心紡糸装置の概略平面図である。図中、１は回転体（円盤）である。前記円盤１は空洞体である。前記円盤１の壁面にはノズル（又は孔）が設けられている。前記円盤１の内部（空洞部）２（図示せず）に紡糸原液が充填される。円盤１が高速回転させられる。これによって、紡糸原液が遠心力によって引き伸ばされる。そして、溶媒は揮発しつつ、捕集板３上に堆積する。この堆積によって、不織布４が形成される。
【００７０】
遠心紡糸装置は、円盤１の加熱装置を有していても良い。紡糸原液連続供給装置を有していても良い。遠心紡糸装置は図１，２のものに限定されない。例えば、円盤１は縦型であっても良い。或いは、円盤１は上部に固定されていても良い。円盤１は公知のスプレードライ装置で使用されるベル型ディスクやピン型ディスクであっても良い。捕集板３は、バッチ式では無く、連続式であっても良い。捕集板３は、公知のスプレードライ装置で使用される逆円錐形の筒であっても良い。溶媒蒸発空間全体の加熱は、溶媒が早く乾燥するので、好ましい。円盤１の回転速度（角速度）は、好ましくは、１，０００〜１００，０００ｒｐｍであった。より好ましくは、５，０００〜５０，０００ｒｐｍであった。速度が遅すぎると、延伸倍率が低いからである。速度は高速の方が好ましい。しかし、或る上限値を越えても、大きな改善は得られ難い。逆に、装置に掛かる負担が大きくなった。従って、好ましくは、１００，０００ｒｐｍ以下とした。円盤１と捕集板３との間の距離が短すぎると、溶媒が蒸発し難い。逆に、長すぎると、装置が必要以上に大きくなる。好ましい距離は装置の大きさによっても異なる。円盤の直径が１０ｃｍの場合は、円盤１と捕集板３との間の距離は、例えば２０ｃｍ〜３ｍであった。
【００７１】
遠心紡糸装置の代わりに、延伸紡糸装置が用いられても良い。図３は乾式延伸紡糸装置の概略図である。乾式延伸紡糸装置が用いられたが、湿式延伸紡糸装置が用いられても良い。乾式延伸紡糸法は、固化が空気中で行われる方法である。湿式延伸紡糸法は、ポリビニルアルコールが溶けない溶媒中で行われる方法である。何れの方法も用いることが出来る。図３において、１１はタンク（分散液（ポリビニルアルコール、カーボンブラック（一次粒径が２１〜６９ｎｍ）、及び溶媒が含まれる。）のタンク）である。１２は紡糸ノズルである。タンク１１内の分散液が、紡糸ノズル１２を介して、紡糸される。この時、加熱空気１３によって、溶媒が蒸発する。糸１４として巻き取られる。湿式延伸紡糸では、加熱空気の代わりに、ポリビニルアルコールが溶けない溶剤が用いられる。延伸倍率が大き過ぎると、糸が切れる。延伸倍率が小さ過ぎると、繊維径が細くならない。好ましい延伸倍率は２〜５０倍であった。３倍以上が更に好ましい。２０倍以下が更に好ましい。本工程によって、炭素繊維前駆体製の長繊維（糸）が得られる。
【００７２】
延伸紡糸法および遠心紡糸法は、静電紡糸法よりも、高粘度の液（固形分濃度が高い分散液）を用いることが出来た。遠心紡糸法は、静電紡糸法よりも、湿度（温度）の影響を受け難い。長時間に亘って、安定した紡糸が可能であった。延伸紡糸法および遠心紡糸法は生産性が高かった。遠心紡糸法は、遠心力を利用した紡糸法である。従って、紡糸時における延伸倍率が高い。この為と想像されたが、繊維中における炭素粒子の配向度が高かった。導電性が高かった。得られた炭素繊維の径は小さかった。繊維径のバラツキが少なかった。金属粉の混入が少なかった。不織布の場合、表面積が大きかった。
【００７３】
本工程（紡糸工程）で得られた繊維材は複合材前駆体で構成されている。前記前駆体は、ＰＶＡとＳｉ粒子との混合物（好ましくは、ＣＢが更に含まれる。）である。前記不織布（前駆体製）が複数枚積層されても良い。積層された不織布がロールなどで圧縮されても良い。圧縮により、膜厚や密度が、適宜、調節される。糸（フィラメント）はボビンに巻かれていても良い。
【００７４】
不織布（繊維前駆体製）が捕集体から剥離して取り扱われる。或は、前記不織布が捕集体に付着したままで取り扱われる。又は、綿あめを製造する場合の如く、生成した不織布が棒で巻き取られても良い。
繊維状の複合材を得る場合には、前記遠心紡糸法、延伸紡糸法、静電紡糸法以外にも、ゲル固化紡糸法が採用できる。
球状の複合材を得る場合には、前記分散液をポリエステルフィルムや離型紙などの基材上にバーコータ、ダイコータ、キスコータ、ロールコータなどで塗工・乾燥してフィルム状Ｃ−Ｓｉ複合材前駆体を得る方法、前記分散液を前記溶媒と相溶性が良く、かつ、ＰＶＡが溶けない溶媒中に滴下し、凝固させることによって球状Ｃ−Ｓｉ複合材前駆体を得る方法も採用できる。
【００７５】
［変性工程（工程ＩＩＩ）］
変性工程は、前記複合材前駆体がＣ−Ｓｉ複合材に変性する工程である。
この工程は、基本的には、加熱工程である。この加熱工程では、前記複合材前駆体が、例えば５０〜３０００℃に加熱される。更に好ましくは１００℃以上であった。もっと好ましくは５００℃以上であった。更に好ましくは１５００℃以下であった。もっと好ましくは１０００℃以下であった。
加熱時間は、好ましくは、1時間以上であった。
本加熱工程における条件によっては、本発明の条件を満たさないＣ−Ｓｉ複合材が出来てしまう場合も有る。下記実施例に記載の条件の場合には本発明の条件を満たすＣ−Ｓｉ複合材が得られた。従って、下記実施例に記載の条件と異なる条件で試みる場合、条件を一つだけ変更して行なう。前記条件で実行した場合の特性（電解液の吸液量）を測定し、前記電解液の吸液量が本発明の要件を満たさなかった場合には、前記条件を少し変更する。同様な事が行われる。この結果、下記実施例に記載の条件とは異なる条件を見い出すことが簡単に達成できる。
前記加熱条件のみでなく、樹脂の選択も重要な要素である。例えば、ポリアクリロニトリルは熱分解し難い。この為、熱可塑性樹脂としてポリアクリロニトリルが選ばれた場合、本発明の条件を満たさないＣ−Ｓｉ複合材が出来てしまう恐れが高い。ＰＶＡの熱分解温度は融点よりも低い。熱分解が起き易い。熱処理が行われても、前駆体の形状が維持され易い。ＰＶＡが用いられた場合、本発明の条件を満たすＣ−Ｓｉ複合材が得られ易い。
ピッチや炭素繊維の含有量が多くなると、加熱による熱分解の量が少ない。この為、本発明の条件を満たさないＣ−Ｓｉ複合材が出来てしまう恐れが高い。
【００７６】
［解砕工程（工程ＩＶ）］
本工程は、前記工程で得られた複合材の大きさを小さくする工程である。本工程は、例えば前記工程ＩＩ（或いは、前記工程ＩＩＩ）で得られた複合材前駆体（複合材）が粉砕される工程である。前記粉砕によってより小さな複合材前駆体（複合材）が得られる。前記繊維材が叩かれることによっても、前記繊維材は解かれる。すなわち、繊維が得られる。
【００７７】
粉砕には、例えばカッタミル、ハンマーミル、ピンミル、ボールミル、又はジェットミルが用いられる。湿式法、乾式法の何れの方法でも採用できる。但し、非水系電解質二次電池などの用途に用いられる場合は、乾式法の採用が好ましい。
【００７８】
メディアレスミルが用いられると、繊維の潰れが防止される。従って、メディアレスミルの採用は好ましい。例えば、カッターミルやエアージェットミルの採用は好ましい。
【００７９】
本工程ＩＶの条件は、炭素繊維の長さや粒径に影響する。
【００８０】
［分級工程（工程Ｖ）］
本工程は、前記工程ＩＶで得られた繊維から所望の大きさのものが選ばれる工程である。例えば、篩（目開き２０〜３００μｍ）を通過した複合材が用いられる。目開きが小さな篩が用いられた場合、利用されない複合材の割合が多くなる。これはコスト増を引き起こす。目開きが大きな篩が用いられた場合、利用される複合材の割合が多くなる。しかし、複合材の品質のバラツキが大きい。篩と同等の方法が用いられても良い。例えば、気流分級（サイクロン分級）が用いられても良い。
【００８１】
［電極］
前記複合材は、電気素子（電子素子も電気素子の中に含まれる）の部材に用いられる。例えば、リチウムイオン電池負極の活物質に用いられる。リチウムイオンキャパシタ負極の活物質に用いられる。
リチウムイオン電池は各種の部材（例えば、正極、負極、セパレータ、電解液）からなる。正極（又は、負極）は次のようにして構成される。活物質（正極活物質、又は負極活物質）、導電剤、結着剤などを含む混合物が、集電体（例えば、アルミ箔や銅箔など）上に積層される。これによって、正極（又は、負極）が得られる。
本発明の複合材は単体で負極活物質として用いても良く、公知の負極活物質と併用してもよい。併用の場合、（前記複合材量）／（全活物質量）が、好ましくは、３〜５０質量％である。更に好ましくは５質量％以上であった。もっと好ましくは１０質量％以上であった。更に好ましくは３０質量％以下であった。もっと好ましくは２０質量％以下であった。公知の負極活物質は、例えば難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、又は活性炭などが挙げられる。リチウムと合金を形成可能な金属元素の単体、合金および化合物、並びにリチウムと合金を形成可能な半金属元素の単体、合金および化合物からなる群の中の少なくとも一種を含んでいるものも用いられる（これらを以下合金系負極活物質と称する）。
【００８２】
前記金属元素（又は半金属元素）としては、スズ（Ｓｎ），鉛（Ｐｂ），アルミニウム，インジウム（Ｉｎ），ケイ素（Ｓｉ），亜鉛（Ｚｎ），アンチモン（Ｓｂ），ビスマス（Ｂｉ），カドミウム（Ｃｄ），マグネシウム（Ｍｇ），ホウ素（Ｂ），ガリウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），ヒ素（Ａｓ），銀（Ａｇ），ジルコニウム（Ｚｒ），イットリウム（Ｙ）またはハフニウム（Ｈｆ）が挙げられる。具体的な化合物例としては、ＬｉＡｌ，ＡｌＳｂ，ＣｕＭｇＳｂ，ＳｉＢ４，ＳｉＢ６，Ｍｇ２Ｓｉ，Ｍｇ２Ｓｎ，Ｎｉ２Ｓｉ，ＴｉＳｉ２，ＭｏＳｉ２，ＣｏＳｉ２，ＮｉＳｉ２，ＣａＳｉ２，ＣｒＳｉ２，Ｃｕ５Ｓｉ，ＦｅＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＮｂＳｉ２，ＴａＳｉ２，ＶＳｉ２，ＷＳｉ２，ＺｎＳｉ２，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ２Ｎ２Ｏ，ＳｉＯＶ（０＜ｖ≦２），ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２），ＳｎＳｉＯ３，ＬｉＳｉＯ，ＬｉＳｎＯ等が挙げられる。リチウムチタン複合酸化物（スピネル型、ラムステライト型等）も好ましい。
【００８３】
正極活物質は、リチウムイオンを吸蔵および放出できる物質であれば良い。好ましい例としては、例えばリチウム含有複合金属酸化物、オリビン型リン酸リチウムなどが挙げられる。
【００８４】
リチウム含有複合金属酸化物は、リチウムと遷移金属とを含む金属酸化物である。或いは、金属酸化物中の遷移金属の一部が異種元素によって置換された金属酸化物である。遷移金属元素として、コバルト、ニッケル、マンガン、鉄の群の中の少なくとも一種以上を含有するものがより好ましい。リチウム含有複合金属酸化物の具体例としては、例えばＬｉｋＣｏＯ２，ＬｉｋＮｉＯ２，ＬｉｋＭｎＯ２，ＬｉｋＣｏｍＮｉ１−ｍＯ２，ＬｉｋＣｏｍＭ１−ｍＯｎ，ＬｉｋＮｉ１−ｍＭｍＯｎ，ＬｉｋＭｎ２Ｏ４，ＬｉｋＭｎ２−ｍＭｎＯ４（Ｍは、Ｎａ，Ｍｇ，Ｓｃ，Ｙ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂの群の中から選ばれる少なくとも一つの元素である。ｋ＝０〜１．２，ｍ＝０〜０．９，ｎ＝２．０〜２．３）等が挙げられる。
【００８５】
オリビン型結晶構造を有し、一般式ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｙＰＯ４（Ｍは、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒの群の中から選ばれる少なくとも一つの元素である。０．９＜ｘ＜１．２，０≦ｙ＜０．３）で表される化合物（リチウム鉄リン酸化物）を用いることも出来る。このようなリチウム鉄リン酸化物としては、例えばＬｉＦｅＰＯ４が好適である。
【００８６】
リチウムチオレートとしては、ヨーロッパ特許第４１５８５６号公報に述べられている一般式Ｘ−Ｓ−Ｒ−Ｓ−（Ｓ−Ｒ−Ｓ）n−Ｓ−Ｒ−Ｓ−Ｘ′で表される化合物が用いられる。
【００８７】
リチウムチオレート及び硫黄を含む炭素繊維を正極活物質として用いる場合は、これら活物質自体にリチウムイオンが含まれていない為、対極としてはリチウム箔などリチウムを含む電極が好ましい。
【００８８】
セパレータは多孔質膜により構成される。二種以上の多孔質膜が積層されたものでも良い。多孔質膜としては、合成樹脂（例えばポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等）製の多孔質膜が例示される。セラミック製の多孔質膜が用いられても良い。
【００８９】
電解液は非水溶媒と電解質塩とを含有する。非水溶媒は、例えば環状炭酸エステル（炭酸プロピレン、炭酸エチレン等）、鎖状エステル（炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル等）、エーテル類（γ−ブチロラクトン、スルホラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等）である。これらは単独でも、混合物（二種以上）でも良い。炭酸エステルは、酸化安定性の観点から、好ましい。
【００９０】
電解質塩は、例えばＬｉＢＦ４，ＬｉＣｌＯ４，ＬｉＰＦ６，ＬｉＳｂＦ６，ＬｉＡｓＦ６，ＬｉＡｌＣｌ４，ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣＦ３ＣＯ２，ＬｉＳＣＮ、低級脂肪族カルボン酸リチウム、ＬｉＢＣｌ，ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ハロゲン化リチウム（ＬｉＣｌ，ＬｉＢｒ，ＬｉＩ等）、ホウ酸塩類（ビス（１，２−ベンゼンジオレート（２−）−Ｏ，Ｏ’）ホウ酸リチウム、ビス（２，３−ナフタレンジオレート（２−）−Ｏ，Ｏ’）ホウ酸リチウム、ビス（２，２’−ビフェニルジオレート（２−）−Ｏ，Ｏ’）ホウ酸リチウム、ビス（５−フルオロ−２−オレート−１−ベンゼンスルホン酸−Ｏ，Ｏ’）ホウ酸リチウム等）、イミド塩類（ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）等）である。ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４等のリチウム塩は好ましい。ＬｉＰＦ６は特に好ましい。
【００９１】
電解液として、高分子化合物に電解液が保持されたゲル状の電解質が用いられても良い。前記高分子化合物は、例えばポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデンとポリヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレン、ポリカーボネート等である。電気化学的安定性の観点から、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイドの構造を持つ高分子化合物が好ましい。
【００９２】
導電剤は、例えばグラファイト（天然黒鉛、人造黒鉛など）、カーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等）、導電性繊維（炭素繊維、金属繊維）、金属（Ａｌ等）粉末、導電性ウィスカー（酸化亜鉛、チタン酸カリウムなど）、導電性金属酸化物（酸化チタン等）、有機導電性材料（フェニレン誘導体など）、フッ化カーボン等である。
【００９３】
結着剤は、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ヘキシル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ヘキシル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルホン、ヘキサフルオロポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、変性アクリルゴム、カルボキシメチルセルロース等である。
【００９４】
以下、具体的な実施例が挙げられる。但し、本発明は以下の実施例にのみ限定されない。本発明の特長が大きく損なわれない限り、各種の変形例や応用例も本発明に含まれる。
【００９５】
［実施例１］
ＰＶＡ（商品名：ポバール２１７：鹸化度８８ｍｏｌ％、重合度１７００：株式会社クラレ製）５８質量部、金属珪素（平均粒径０．７μｍ、キンセイマテック株式会社製）３７質量部、カーボンブラック（粒径：３０ｎｍ）５質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
遠心紡糸装置（図１，２参照、ノズルと捕集体との距離；２０ｃｍ、円盤回転数：８，０００ｒｐｍ）が用いられた。上記分散液が用いられ、遠心紡糸によって水の除去が行われた。不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が捕集板上に作製された。
得られた不織布が加熱（８００℃、３時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ-Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が得られた。
得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が分級された。分級には、篩（目開き：５０μｍ）が用いられた。
得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が走査型電子顕微鏡（ＶＨＸ−Ｄ５００：（株）キーエンス社製）で測定された。その結果が図４に示される。繊維径は５μｍ、繊維長は２４μｍであった。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが６５質量％、Ｃが３５質量％であった。図５は、図４に示される繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材の断面模式図である。図５中、２１はＳｉ粒子（Ｓｉ金属単体）、２２はＣＢ粒子、２３はＰＶＡ熱分解物、２４は凹部である。図５（模式図）は、前記複合材の凹部の特徴が強調されて描かれている。この特徴が従来のＣ-Ｓｉ複合材には存在していなかったことは、図４から明白である。本実施例で得られたＣ−Ｓｉ複合材は、複数のＳｉ粒子とＣＢ粒子と樹脂熱分解物とを有することが判る。Ｓｉ粒子が、前記樹脂熱分解物を介して、結合していることが判る。前記Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていることが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記複合材９０質量部、カーボンブラック７質量部、カルボキシメチルセルロース１質量部、及びスチレン−ブタジエン共重合体粒子２質量部が、水４００質量部に、分散させられた。この分散液が銅箔上に塗工された。乾燥後にプレスされた。リチウムイオン電池負極が得られた。リチウム箔（対極）が用いられた。エチレンカーボネート（Ｃ３Ｈ４Ｏ３）／ジエチルカーボネート（Ｃ５Ｈ１０Ｏ３）（１／１（体積比）：電解液）が用いられた。１ｍｏｌ％のＬｉＰＦ６（電解質）が用いられた。リチウムイオン電池のコインセルが作製された。
前記コインセルに定電流（充放電レート：０．１Ｃ、１．０Ｃ）で充放電が行われた。放電容量が測定された。続いて定電流（充放電レート：０．１Ｃ）にて充放電が２０回繰り返された後のサイクル特性（２０サイクル後の放電容量の初回放電容量に対する割合）が測定された。その結果が表−２に示される。
【００９６】
［実施例２］
ＰＶＡ（商品名：ポバール１０５：鹸化度９９ｍｏｌ％、重合度１０００：株式会社クラレ製）６０質量部、金属珪素（平均粒径０．７μｍ、キンセイマテック株式会社製）３５質量部、カーボンブラック（粒径：３０ｎｍ）５質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
前記分散液、及び実施例１で用いられた遠心紡糸装置が用いられ、不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が作製された。
得られた不織布が加熱（８００℃、３時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ-Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が得られた。得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材がジェットミルにて粉砕された。
得られた粒子状Ｃ-Ｓｉ複合材が前記ＶＨＸ−Ｄ５００で測定された。その結果が図６に示される。粒径は１〜１０μｍであった。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが５５質量％、Ｃが４５質量％であった。Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていることが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記実施例１と同様にして電気化学特性が測定された。その結果が表−２に示される。
【００９７】
［実施例３］
ＰＶＡ（商品名：ポバール２２４：鹸化度８８ｍｏｌ％、重合度２４００：株式会社クラレ製）３５質量部、金属珪素（平均粒径０．７μｍ、キンセイマテック株式会社製）６０質量部、カーボンブラック（粒径：３０ｎｍ）５質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
前記分散液、及び実施例１で用いられた遠心紡糸装置が用いられ、不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が作製された。
得られた不織布が加熱（８００℃、２時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ-Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が得られた。得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が分級された。分級には、篩（目開き：５０μｍ）が用いられた。
得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が前記ＶＨＸ−Ｄ５００で測定された。その結果が図７に示される。繊維径は１〜３μｍ、繊維長は１０〜２０μｍであった。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが８９質量％、Ｃが１１質量％であった。Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていることが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記実施例１と同様にして電気化学特性が測定された。その結果が表−２に示される。
【００９８】
［実施例４］
ＰＶＡ（商品名：ポバール１２４：鹸化度９９ｍｏｌ％、重合度２４００：株式会社クラレ製）５７質量部、金属珪素（平均粒径０．７μｍ、キンセイマテック株式会社製）４３質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
前記分散液、及び実施例１で用いられた遠心紡糸装置が用いられ、不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が作製された。
得られた不織布が加熱（８００℃、５時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ-Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が得られた。得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材がジェットミルにて粉砕された。
得られた粒子状Ｃ-Ｓｉ複合材が前記ＶＨＸ−Ｄ５００で測定された。その結果が図８に示される。粒径は１〜５μｍであった。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが７２質量％、Ｃが２８質量％であった。Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていることが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記実施例１と同様にして電気化学特性が測定された。その結果が表−２に示される。
【００９９】
［実施例５］
ＰＶＡ（商品名：ポバール１１７：鹸化度９９ｍｏｌ％、重合度１７００：株式会社クラレ製）３５質量部、金属珪素（平均粒径０．２μｍ、キンセイマテック株式会社製）６０質量部、カーボンブラック（粒径：３０ｎｍ）５質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
前記分散液、及び実施例１で用いられた遠心紡糸装置が用いられ、不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が作製された。
得られた不織布が加熱（８００℃、５時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ-Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が得られた。得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材がジェットミルにて粉砕された。
得られた粒子状Ｃ-Ｓｉ複合材が前記ＶＨＸ−Ｄ５００で測定された。その結果が図９に示される。粒径は１〜１０μｍであった。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが６８質量％、Ｃが３２質量％であった。Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていることが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記実施例１と同様にして電気化学特性が測定された。その結果が表−２に示される。
【０１００】
［実施例６］
ＰＶＡ（前記ポバール２１７）６０質量部、金属珪素（平均粒径０．１μｍ、キンセイマテック株式会社製）３７質量部、カーボンブラック（粒径：３０ｎｍ）３質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
前記分散液、及び実施例１で用いられた遠心紡糸装置が用いられ、不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が作製された。
得られた不織布が加熱（８００℃、５時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ-Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が得られた。得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が分級された。分級には、篩（目開き：５０μｍ）が用いられた。
得られた繊維状Ｃ−Ｓｉ複合材が前記ＶＨＸ−Ｄ５００で測定された。その結果が図１０に示される。繊維径は１〜３μｍ、繊維長は８〜２５μｍであった。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが６７質量％、Ｃが３３質量％であった。Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていることが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記実施例１と同様にして電気化学特性が測定された。その結果が表−２に示される。
【０１０１】
［実施例７］
ＰＶＡ（前記ポバール２１７）４０質量部、金属珪素（平均粒径０．０８μｍ、キンセイマテック株式会社製）５９．９質量部、カーボンナノチューブ（繊維径：１ｎｍ、繊維長：１０μｍ）０．１質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
前記分散液、及び実施例１で用いられた遠心紡糸装置が用いられ、不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が作製された。
得られた不織布が加熱（８００℃、４時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ−Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ−Ｓｉ複合材が得られた。得られた繊維状Ｃ−Ｓｉ複合材が分級された。分級には、篩（目開き：５０μｍ）が用いられた。
得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が前記ＶＨＸ−Ｄ５００で測定された。その結果が図１１に示される。繊維径は０．５〜３μｍ、繊維長は５〜３５μｍであった。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが７５質量％、Ｃが２５質量％であった。Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていることが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記実施例１と同様にして電気化学特性が測定された。その結果が表−２に示される。
【０１０２】
［実施例８］
ＰＶＡ（前記ポバール２１７）６３質量部、金属珪素（平均粒径０．０５μｍ、キンセイマテック株式会社製）３５質量部、カーボンブラック（粒径：３０ｎｍ）２質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
前記分散液、及び実施例１で用いられた遠心紡糸装置が用いられ、不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が作製された。
得られた不織布が加熱（８００℃、４時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ−Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ−Ｓｉ複合材が得られた。得られた繊維状Ｃ−Ｓｉ複合材がジェットミルにて粉砕された。
得られた粒子状Ｃ-Ｓｉ複合材が前記ＶＨＸ−Ｄ５００で測定された。その結果が図１２に示される。粒径は６μｍであった。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが６２質量％、Ｃが３８質量％であった。Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていることが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記実施例１と同様にして電気化学特性が測定された。その結果が表−２に示される。
【０１０３】
［比較例１］
ＰＶＡ（前記ポバール１２４）６０質量部、金属珪素（平均粒径１μｍ、キンセイマテック株式会社製）２０質量部、カーボンブラック（粒径：３０ｎｍ）２質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
前記分散液、及び実施例１で用いられた遠心紡糸装置が用いられ、不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が作製された。
得られた不織布が加熱（３００℃、２時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ-Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が得られた。得られた繊維状Ｃ-Ｓｉ複合材が分級された。分級には、篩（目開き：５０μｍ）が用いられた。
得られた繊維状Ｃ−Ｓｉ複合材が前記ＶＨＸ−Ｄ５００で測定された。その結果が図１３に示される。繊維径は４μｍ、繊維長は３４μｍであった。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが３８質量％、Ｃが６２質量％であった。Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていないことが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記実施例１と同様にして電気化学特性が測定された。その結果が表−２に示される。
【０１０４】
［比較例２］
ＰＶＡ（前記ポバール２２４）５質量部、金属珪素（平均粒径１μｍ、キンセイマテック株式会社製）９５質量部、及び水４００質量部が、ビーズミルで、混合された。金属珪素分散液（ＰＶＡは溶解）が得られた。
前記分散液、及び実施例１で用いられた遠心紡糸装置が用いられ、不織布（炭素珪素複合材前駆体製）が作製された。
得られた不織布が加熱（８００℃、４時間、還元雰囲気中）された。
得られた不織布（Ｃ−Ｓｉ複合材製）がミキサーで処理された。これにより解砕が行われた。繊維状Ｃ−Ｓｉ複合材が得られた。得られた繊維状Ｃ−Ｓｉ複合材がジェットミルにて粉砕された。
得られた粒子状Ｃ−Ｓｉ複合材が前記ＶＨＸ−Ｄ５００で測定された。その結果が図１４に示される。赤外線法によるＣ−Ｓｉ分析の結果、Ｓｉが９８質量％、Ｃが２質量％であった。Ｃ−Ｓｉ複合材（前記樹脂熱分解物）は、その内部に、所定の大きさの空間（空隙）を持っていないことが判った。前記空間（凹部）のプロフィールが表−１に示される。
前記実施例１と同様にして電気化学特性が測定された。その結果が表−２に示される。
【０１０５】
表−１
電解液吸液量                 凹部                      
（ｍＬ／１ｇ）    深さ（％） 体積（％） 開口面積比（％）
実施例１    ０．９５        ３２          ２７          ４０
実施例２    ０．８７        ７２          ３１          ４１
実施例３    １．１２        ９１          ３２          ５２
実施例４    ０．７１        ９７          ３０          ４５
実施例５    １．０２        ２３          ４２          ４８
実施例６    １．２２        ５６          ４８          ３２
実施例７    １．４６        ８３          ３７          ３０
実施例８    １．０５        ４４          ３８          ２７
比較例１    ０．４８          ５            ５            ３
比較例２    ０．５５          １            １            1
＊電解液吸液量：電解液（エチレンカーボネート／ジエチルカーボネート（１／１（体積比））を用いてJIS-K 5101-13-1_2004（顔料試験方法−第１３部：吸油量-第１節：精製あまに油法）に準じて測定した。単位（ｍＬ／１ｇ）はＣ−Ｓｉ複合材１ｇ当たりの電解液吸液量である。
＊深さ：（前記凹部の深さ方向の長さ）／（前記複合材の前記深さ方向に沿った方向での直径）×１００（％）
＊体積：（前記凹部の空間の体積）／（前記複合材の仮想外形体積）×１００（％）
＊開口面積比：（ＳＥＭ観察における前記複合材表面の開口部の面積）／（ＳＥＭ観察における前記複合材表面の面積)×１００（％）
【０１０６】
表−２
放電容量              レート特性      サイクル特性
０．１Ｃ １．０Ｃ
実施例１      １３６４    １１２１      ８２．２％      ９２．３％
実施例２      １３５４    １１４１      ８４．３％      ９４．２％
実施例３      ２３９１    ２１８５      ９１．４％      ８７．３％
実施例４      １７４２    １４１５      ８１．２％      ８８．１％
実施例５      １６５０    １４２９      ８６．６％      ９１．９％
実施例６      １６４９    １５５３      ９４．２％      ９３．８％
実施例７      １９８７    １９１３      ９６．３％      ８９．７％
実施例８      １５６３    １３６６      ８７．４％      ９２．６％
比較例１        ７８５      ２７２      ３４．７％      ８４．５％
比較例２      ３２６５      ６９９      ２１．４％      １６．８％
＊放電容量は負極における放電容量。０．１Ｃは放電レートが０．１Ｃでの放電容量。１．０Ｃは放電レートが１．０Ｃでの放電容量。放電容量の単位はｍＡｈ／ｇ。
＊レート特性＝（１．０Ｃ時の放電容量）／（０．１Ｃ時の放電容量）
【０１０７】
本発明の実施例のＣ−Ｓｉ複合材は、比較例のＣ−Ｓｉ複合材に比べて、レート特性、及びサイクル特性が共に向上していることが判る。
更に、前記実施例のＣ−Ｓｉ複合材が用いられた電池は、高容量で、不可逆容量が小さかった。
【符号の説明】
【０１０８】
１      回転体（円盤）
３      捕集板
４      不織布
１１    タンク
１２    紡糸ノズル
１３    加熱空気
１４    糸
【図１】
2018198282.tif 000003
【図２】
2018198282.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018198282.tif 000007
【図６】
2018198282.tif 000008
【図７】
2018198282.tif 000009
【図８】
2018198282.tif 000010
【図９】
2018198282.tif 000011
【図１０】
2018198282.tif 000012
【図１１】
2018198282.tif 000013
【図１２】
2018198282.tif 000014
【図１３】
2018198282.tif 000015
【図１４】
2018198282.tif 000016
【国際調査報告】
2018198282.tif 000017
2018198282.tif 000018
2018198282.tif 000019
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