[發明專利]鋰離子電池用正極活性物質、使用該正極活性物質的二次電池用正極及使用二次電池正極的鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 200980122628.6
• 申請日: 2009-10-26
• 公開（公告）號: CN102067362A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 長瀨隆一
• 申請（專利權）人: JX日礦日石金屬株式會社
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;C01G49/00;H01M4/505
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;穆德駿

技術領域

本發明涉及鋰離子電池用的正極活性物質，特別涉及具有作為電池的良好功能的同時具有優良的涂布性的鋰離子電池用正極活性物質、使用該正極活性物質的二次電池用正極及使用該二次電池用正極的鋰離子二次電池。

背景技術

近年來，作為高能量密度的電池，對非水鋰二次電池的需要急劇增加。該鋰二次電池由正極和負極以及保持在這些電極間存在的電解質的隔膜這三個基本要素構成。

將在分散介質中混合分散活性物質、導電材料、粘合材料以及根據需要的增塑劑而得到的漿料負載于金屬箔或金屬網等集電體上，作為正極和負極使用。

作為鋰離子電池的正極活性物質，一般使用含有鋰的過渡金屬氧化物。具體而言，為鈷酸鋰(LiCoO₂)、鎳酸鋰(LiNiO₂)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)等，為了改善特性(高容量化、改善循環特性、改善保存特性、減少內阻、改善充放電特性)和提高安全性，進行將這些物質復合化(參考專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4)。

最近，在車載用或路面壓平的大型用途中，要求與迄今的手機用途或個人電腦用途不同的特性，在車載用途中要求高容量、低電阻，而在路面壓平用途中要求高容量、長壽命。

為了顯示這些特性，粉體特性也很重要，作為電極制造方面的課題，涂布性是重要的因素。即使在少量的試驗中得到規定的特性，但是如果量產時的涂布性存在問題，則不能作為材料采用。

但是，作為現有的鋰離子電池的正極活性物質，以改善特性(高容量化、改善循環特性、改善保存特性、減少內阻、改善充放電特性)和提高安全性為目的，因此還沒有關注涂布性的例子。

如上所述，正極活性物質的涂布性是非常重要的，假使鋰離子電池的正極活性物質自身的高容量化、循環特性、保存特性、內阻減小、充放電特性良好，如果涂布性差，則集電體與正極活性物質的密合不充分從而產生空隙，或者在充放電循環的過程中容易剝離而產生空隙，電阻值上升，結果不能充分地得到電池容量，存在不能充分確保電池的循環壽命的問題。

作為記載有與涂布相關的技術的文獻，有如下專利文獻(參考專利文獻5)，但該內容只不過具有某些記載。即，在該專利文獻5中，作為對鋰離子電池用正極活性物質規定吸油量的現有技術，主要介紹了如下技術：將鋰鈦氧化物作為正極活性物質，吸油量是每100g為30g以上且60g以下，并且平均粒徑1～50μm，比表面積0.5～10m²/g，粒子投影圖像的圓形度為0.950以上。

而且，可以列舉的問題有：形狀不均勻導致流動性變差，由此在電極制作時與導電劑或粘合劑混合時的操作性差，難以均勻混合；電解液的吸收和保持不充分，導致難以涂布到集電體上，因此不能制作循環特性優良的電池。因此，通過使二次粒子的形狀為粒徑齊整的球形，操作性良好并且在集電體上的涂布性良好，另外通過設定為規定范圍的吸油量，容易吸收保持電解液，可以制作循環特性優良的電池。

而且，在涂布性中與涂布有關的部分，僅僅是稍微介紹了正極活性物質形狀為球形是有效的(參考專利文獻5的第0027段)。

另外，此時，僅僅關注吸油量專門對循環特性的貢獻，并非吸油量與涂布性的關聯。

專利文獻1：日本特開平1-294364號公報

專利文獻2：日本特開平11-307094號公報

專利文獻3：日本特開2005-285572號公報

專利文獻4：日本特開2003-59490號公報

專利文獻5：日本特開2001-192208號公報

發明內容

本發明涉及用于混合動力汽車等車載用途或者路面壓平等擱置型等大型用途的鋰離子電池用的正極活性物質，其課題在于提供顯示必要的性能并且涂布性優良的正極活性物質、使用該正極活性物質的二次電池用正極以及使用該二次電池用正極的鋰離子二次電池。

為了解決上述問題，本發明提供如下發明。