[發明專利]活性物質、電池以及用于制造電極的方法

有效

• 申請號: 201010170931.8
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101882679A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 遠藤一顯
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/131;H01M10/05
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳孟秋;梁韜

相關申請的引用

本申請包含與2009年5月7日在日本專利局提交的日本優先權專利申請JP?2009-112685中所披露的有關的主題，將其全部內容結合于此作為參考。

技術領域

本發明涉及一種活性物質、電池以及用于制造電極的方法。具體地，本發明涉及一種包含復合顆粒的活性物質，該復合顆粒包括表面由第二顆粒被覆的第一顆粒。

背景技術

近年來，已經開發了諸如便攜式攝像機(磁帶錄像機)、便攜式電話、筆記本型個人計算機等的許多便攜式電子設備，并已經嘗試小型化和輕量化。因此，能夠實現高的能量密度的輕重量二次電池已經被開發作為用于這些電子設備的電源。能夠實現高的能量密度的二次電池的一個實例是鋰離子二次電池。

最近，為了改善鋰離子二次電池的特性，已經進行了各種研究。有關活性物質的研究是特別深入細致的研究領域之一，例如，在日本未審查專利申請公開11-273678、2001-155729、6-325791、2008-153197和9-35715以及日本專利第3232984號中公開的技術。

日本未審查專利申請公開11-273678、2001-155729、6-325791和2008-153197公開了通過具有均一粒徑分布的一次顆粒及其聚集體來改善填充性能和電池特性的技術。然而，一次顆粒具有大的比表面積，因此降低容量保持率(循環性能)。另外，日本未審查專利申請公開第2008-153197號描述了填充性能受到顆粒聚集的不利影響。

日本專利第3232984號公開了一種通過混合包括多個微晶顆粒的聚集體的二次顆粒以及通過研磨該二次顆粒而制備的微晶顆粒來改善電池特性的技術。然而，與在日本未審查專利申請公開11-273678、2001-155729、6-32579和2008-153197一樣，該技術僅使用一種微晶顆粒，由此呈現大的比表面積，從而降低了容量保持率。另外，為了造粒還增加了研磨步驟，從而導致生產率降低。

日本未審查專利申請公開第9-35715號公開了一種通過使細顆粒聚集在核心顆粒的周圍來增加能量密度和改善循環特性的技術。然而，當本發明發明人通過所公開的方法來形成電池時，通過用細顆粒的聚集體被覆核心顆粒的外周，填充性能與聚集前相比沒有得到改善，并且放電容量(電池容量)傾向于降低。另外，由于在日本未審查專利申請公開第9-35715號中描述的顆粒形狀具有大的比表面積，因此容量保持率傾向于降低。

日本未審查專利申請公開第11-273678號公開了一種通過混合細小的一次顆粒與其二次顆粒來改善電池特性的技術。然而，當本發明發明人通過所公開的方法來形成電池時，在擠壓期間填充性能降低，并且放電容量傾向于沒有被改善。

發明內容

期望提供一種具有良好的放電容量和容量保持率的活性物質、電池以及用于制造電極的方法。

根據本發明第一實施方式的用于非水電解質二次電池的活性物質包括第一顆粒和設置成被覆第一顆粒從而散布在第一顆粒的表面上的第二顆粒。被覆有第二顆粒的第一顆粒的圓形度是0.800～0.950，并且第二顆粒的平均粒徑r1與第一顆粒的平均粒徑r2的比率r1/r2是1/20～1/2。

根據本發明第二實施方式的用于制造用于非水電解質二次電池的電極的方法包括以下步驟：通過混合第一顆粒與第二顆粒，并熱處理所得到的混合物以用第二顆粒被覆第一顆粒使得第二顆粒散布在第一顆粒的表面上來合成復合顆粒；形成包含復合顆粒的活性物質層；以及擠壓活性物質層以使第二顆粒從第一顆粒的表面分離并將第二顆粒填充在第一顆粒間的間隙(空隙)中。被覆有第二顆粒的第一顆粒的圓形度是0.800～0.950，并且第二顆粒的平均粒徑r1與第一顆粒的平均粒徑r2的比率r1/r2是1/20～1/2。

根據本發明第三實施方式的非水電解質二次電池包括正極、負極以及電解質，其中正極和負極中的至少一個通過以下來形成：通過混合第一顆粒與第二顆粒，并熱處理所得到的混合物以用第二顆粒被覆第一顆粒使得第二顆粒散布在第一顆粒的表面上來合成復合顆粒；形成包含復合顆粒的活性物質層；以及擠壓活性物質層以使第二顆粒從第一顆粒的表面分離并將第二顆粒填充在第一顆粒間的間隙(空隙)中。被覆有第二顆粒的第一顆粒的圓形度是0.800～0.950，并且第二顆粒的平均粒徑r1與第一顆粒的平均粒徑r2的比率r1/r2是1/20～1/2。