[發明專利]電極活性物質層的制造方法

有效

• 申請號: 201310036349.6
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103258986B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 市川祐永
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/36;H01M10/0525
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 劉建

技術領域

本發明涉及電極活性物質層、電極體、鋰離子二次電池、及電極活性物質層的制造方法等。

背景技術

鈷酸鋰(LiCoO₂)、鎳酸鋰(LiNiO₂)、石墨等層狀結晶通過將鋰離子相對于層間進行插入/脫離(插進/脫出)，由于能夠進行電極反應，因此被廣泛用作鋰二次電池的正極或者負極的電極活性物質(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-180904號公報

發明要解決的問題

然而，由層狀結晶的電極活性物質構成的電極活性物質層的結晶內的插入層相對于電極活性物質層(集電體層)平行地取向，因此難以產生來自電解質的Li離子的插入/脫離，因此存在活性物質利用率低、容量小的問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供能夠容易地進行來自電解質的Li離子的插入/脫離的電極活性物質層及電極體，并且提供電池容量及電池輸出優異的鋰離子二次電池，并提供所述電極活性物質層的制造方法。

用于解決問題的方法

本發明的一個方式的電極活性物質層是鋰離子二次電池用的電極活性物質層，其特征在于，

所述電極活性物質層的電極活性物質進行結晶取向，并具有從所述電 極活性物質層的表面形成的多個孔部。

另外，本發明的電極活性物質層的特征在于，包含具有層狀結晶的所述電極活性物質。

另外，本發明的電極活性物質層的特征在于，所述多個孔部是多個貫通孔。

由此，層狀結晶的層間部露出，與電解質之間的Li離子的插入/脫離變得容易，活性物質利用率增加，從而能夠提高鋰離子二次電池的電池容量與電池輸出。

在本發明的電極活性物質層中，所述多個孔部各自的直徑優選為10μm以上5000μm以下。

由此，能夠保持電極活性物質層的機械強度，并更容易地進行Li離子的插入/脫離。

在本發明的電極活性物質層中，優選：從所述電極活性物質層的法線方向觀察時，所述電極活性物質層的表面中的所述多個孔部所占的面積的比例為0.004％以上70％以下。

由此，能夠保持電極活性物質層的機械強度，并更容易地進行Li離子的插入/脫離。

在本發明的電極活性物質層中，電極活性物質層的厚度優選為0.1μm以上500μm以下。

由此，能夠進一步提高活性物質利用率。

在本發明的電極活性物質層中，優選所述多個孔部各自的內壁被實施離子蝕刻處理。

由此，能夠使層狀結晶的層間部的露出更加顯著，從而能夠更容易地進行與電解質之間的Li離子的插入/脫離。

本發明的電極體的特征在于，包含本發明的電極活性物質層和集電極。

由此，能夠提供層狀結晶的層間部露出且容易地進行與電解質之間的Li離子的插入/脫離的電極體。

本發明的鋰離子二次電池的特征在于，本發明的電極體被用作正極或負極。

由此，能夠提供電池容量及電池輸出優異的鋰離子二次電池。

本發明的一個方式的電極活性物質的制造方法是鋰離子二次電池用的電極活性物質層的制造方法，其特征在于，所述電極活性物質層的制造方法包括：形成電極活性物質結晶取向的第一層的工序；在所述第一層的表面形成多個孔部的工序。

另外，本發明的第一層的特征在于，包含具有層狀結晶的所述電極活性物質。

由此，能夠容易地制造層狀結晶的層間部露出的電極活性物質層。其結果是，與電解質之間的Li離子的插入/脫離變得容易，活性物質利用率增加，從而能夠提高鋰離子二次電池的電池容量與電池輸出。

在本發明的電極活性物質層的制造方法中，優選具有對所述多個孔部各自的內周面實施離子蝕刻處理的工序。

由此，能夠使層狀結晶的層間部的露出更加顯著，能夠更容易地進行與電解質之間的Li離子的插入/脫離。

在本發明的電極活性物質層的制造方法中，優選所述離子蝕刻處理通過在所述多個孔部以外的部位設置掩模而進行。

由此，能夠抑制電極活性物質層上部的侵蝕，能夠提高電極活性物質層的成品率。

在本發明的電極活性物質層的制造方法中，優選所述離子蝕刻處理使用不活潑氣體離子。

由此，能夠比較容易地從最終的電極活性物質層除去在離子蝕刻時注入電極活性物質層內部的離子種。