[發(fā)明專利]鋰一次電池的正極活性物質(zhì)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110294008.X
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102420328A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 坂田英郎;高明天;中澤瞳;佐薙知世
• 申請（專利權）人: 大金工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M4/06;H01M6/14
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;龐東成

技術領域

本發(fā)明涉及鋰一次電池的正極活性物質(zhì)和使用了該正極活性物質(zhì)的正極以及鋰一次電池，所述正極活性物質(zhì)能夠提供內(nèi)部電阻小的正極。

背景技術

鋰一次電池被廣泛用作移動型的電子設備和輪胎的空氣壓力傳感器等的電源。

作為鋰一次電池的正極活性物質(zhì)，使用以二氧化錳或氟化石墨為主體的材料，在使用氟化石墨作為正極活性物質(zhì)的BR系電池的情況下，具有高溫環(huán)境下內(nèi)部電阻的上升少的優(yōu)點。

但是，BR系電池存在著在低溫環(huán)境(例如-40℃)下出現(xiàn)負載特性降低、放電電壓降低這樣的問題。

作為該問題的解決方法，提出了合用高氟化度石墨和低氟化度石墨(專利文獻1)、僅對石墨顆粒的表面進行氟化(專利文獻2)、增大氟化石墨的表面的F/C(專利文獻3)、使用粒徑小的氟化石墨(專利文獻4)、在氟化石墨顆粒的表面上形成碳層(專利文獻5)、在氟化石墨顆粒的表面上導入親水性官能團(專利文獻6)等方法。

現(xiàn)有專利文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-236888號公報

專利文獻2：日本特開2006-236891號公報

專利文獻3：日本特開2009-152174號公報

專利文獻4：日本特開2005-247679號公報

專利文獻5：日本特開昭58-5966號公報

專利文獻6：日本特開2006-059732號公報

發(fā)明內(nèi)容

但是，這些專利文獻的解決方法存在下述問題：除對石墨進行氟化處理以外，還需要控制氟化度、形成碳層、導入官能團等工序，而且，若進行這種處理會導致高電阻。

本發(fā)明的課題在于提供一種鋰一次電池的正極活性物質(zhì)，其能夠降低鋰一次電池的正極的內(nèi)部電阻，并且不僅在高溫環(huán)境下，即使在低溫環(huán)境下也能夠維持負載特性和放電電壓。

本發(fā)明解決了上述問題，其涉及含有對碳材料的氟化物在200℃～400℃的高溫進行處理而得到的氟化物的鋰一次電池的正極活性物質(zhì)、含有該正極活性物質(zhì)的正極、以及具備該正極、負極和非水電解液的鋰一次電池。

本發(fā)明可以提供一種鋰一次電池的正極活性物質(zhì)，其能夠降低鋰一次電池的正極的內(nèi)部電阻，因此可以提高電路電壓(CCV)，而且不僅在高溫環(huán)境下，即使在低溫環(huán)境下也能夠維持負載特性和放電電壓。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的鋰一次電池的一個實施方式的截面略圖。

符號說明

1電池殼體

2正極

3隔板

4負極

5封口板

6絕緣襯墊

具體實施方式

本發(fā)明的正極活性物質(zhì)含有對碳材料的氟化物在200～400℃的高溫進行處理而得到的氟化物。

對于在本發(fā)明中所使用的碳材料沒有特別限定，除科琴黑、乙炔炭黑、接觸法炭黑、爐法炭黑、燈煙炭黑等炭黑；碳納米管、碳纖維等納米碳材料；活性炭；玻璃碳等結晶性低的碳材料之外，也可以例示出例如鱗片狀石墨(片狀石墨)、鱗狀石墨(結晶(脈狀)石墨)、土壤石墨(無定形石墨)等天然石墨或人造石墨；煤瀝青焦炭等石油焦炭；球晶石墨或整體中間相石墨等高結晶性碳材料。

作為上述碳材料，優(yōu)選為炭黑、納米碳材料、石墨或石油焦炭，這些之中，從電子傳導性良好的觀點出發(fā)，優(yōu)選為低結晶性的碳材料，其中優(yōu)選為炭黑，進一步優(yōu)選為科琴黑、乙炔炭黑。

“低結晶性的碳材料”是指通過在600～1500℃的溫度下(優(yōu)選為1000～1400℃的溫度下)對碳前體進行熱處理而制作的碳材料。另外，其大部分的結晶結構為亂層結構，幾乎不具有僅由石墨構成的石墨層結構。其是在粉末X射線衍射中也無法確認(101)衍射峰、且石墨六角網(wǎng)面的存在概率小的碳材料。

特別是科琴黑，由于其是中空的炭黑、且導電性優(yōu)異，因此在含氟率相同的情況下，表面電阻值小于其他的碳材料，并且在制成正極時能夠降低內(nèi)部電阻，因此特別優(yōu)選。

作為科琴黑的市售品，可以舉出例如LION(株)制造的科琴黑EC300J、碳ECP、科琴黑EC600JD、碳ECP600JD等。

碳材料的氟化物可以通過使氟氣與低結晶性碳直接接觸的方法或使氟化氫氣體與低結晶性碳直接接觸的方法來獲得。