[發明專利]二次電池用正極、二次電池及二次電池用正極的制造方法

在審

• 申請號: 201380034342.9
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN104541390A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 森島唯;井上英俊;中山邦彥
• 申請（專利權）人: 東洋鋁株式會社
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/136;H01M4/139;H01M4/1397;H01M4/58;H01M4/66;H01M10/052;H01M10/0565
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 龔敏;王剛

技術領域

本發明通常是涉及作為構成二次電池的正極使用的二次電池用正極、具備該二次電池用正極的二次電池及二次電池用正極的制造方法，特別是涉及用于鋰離子電池、鋰離子聚合物電池等的正極的二次電池用正極、具備該二次電池用正極的二次電池及二次電池用正極的制造方法。

背景技術

電池作為將化學能量直接轉變為電能的手段。電池利用電化學的變化，進行電荷的放電或循環進行電荷的充電和放電，所以作為各種電氣電子產品的電源使用。

近年來，作為高能效的二次電池，鋰離子電池、鋰離子聚合物電池等，作為手機、個人計算機、照相機等的電源被使用。

在鋰離子電池的情況下，作為正極，例如，日本特開2003-68282號公報(以下，稱為專利文獻1)中所記載的那樣，將Li_1+xMn_2-x-yM_yO₄等的正極活性物質、碳粒子、粘結劑和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)之類的溶劑混合制成的正極活性物質漿料，涂布到作為集電體的鋁箔上后，使其干燥，加壓加工到規定的厚度，由此制造正極。另外，作為粘結劑，例如專利文獻1、日本特表2000-507996號公報(專利文獻2)中所記載的那樣，具有優異的耐化學藥品性等的聚偏氟乙烯(PVDF)被廣泛地使用。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-68282號公報

專利文獻2：日本特表2000-507996號公報

發明內容

本發明解決的課題

但是，作為粘結劑使用的PVDF，其耐熱性較低，在75℃左右的溫度可能會發生分解。另外，即使使用耐熱性高的PVDF，溫度超過60℃時，PVDF因吸收電解液而溶脹，結果會出現正極活性物質的剝離。另外，對于具備使用PVDF將正極活性物質粘結于鋁箔的表面上得到的正極的鋰離子電池，進行快速充放電時，因電池的電阻引起的快速充放電時產生的熱，電池內部的溫度上升。因此，快速充放電時與低速充放電時相比，會出現其容量降低的問題。即，具備作為粘結劑使用PVDF在鋁箔的表面粘合了正極活性物質的正極的鋰離子電池，會出現快速充放電特性差的問題。

另外，近年來，需要二次電池在更高溫度的環境下使用。但是，對于具備上述正極的鋰離子電池，在高溫的環境下進行快速充放電時，與低溫的環境下相比，會有容量降低的問題。這是由于以下原因所致。理論上，高溫時因Li離子的導電性提高，在高溫的環境下進行充放電時容量應該上升。但實際上，在高溫的環境下反復進行充放電時，如上所述，由于PVDF會因吸收電解液而溶脹，所以正極活性物質剝離。因此正極劣化，容量的下降變大，與在低溫的環境中反復進行充放電情況相比容量會下降。即，作為粘結劑使用PVDF粘結了正極活性物質的正極，由于因熱而劣化，所以具備該正極的鋰離子電池會出現耐熱性差的問題。

因此，本發明的目的在于，提供能夠使二次電池的快速充放電特性得以提高且能提高二次電池的耐熱性的二次電池用正極、具備該二次電池用正極的二次電池、以及二次電池用正極的制造方法。

用于解決課題的方案

根據本發明的二次電池用正極，其具備鋁材、在該鋁材的表面上所形成的包含作為正極活性物質的含鋰金屬氧化物的正極活性物質層、和鋁材與正極活性物質層之間所形成的包含鋁和碳的插入層(介在層)。

本發明的二次電池用正極中，作為正極活性物質的含鋰金屬氧化物優選為LiFePO₄。

另外，本發明的二次電池用正極中，插入層優選具有在鋁材表面的至少一部分的區域形成的、含有鋁的碳化物的表面部分。

根據本發明的二次電池，具備具有上述特征的二次電池用正極。

本發明的二次電池優選為鋰離子電池及鋰離子聚合物電池中的任意一個。

根據本發明的二次電池用正極的制造方法包括：正極活性物質層形成工序，在鋁材的表面形成包含作為正極活性物質的含鋰金屬氧化物的正極活性物質層；以及，加熱工序，在具有含烴物質的空間中配置形成有正極活性物質層的鋁材的狀態下加熱。

本發明的二次電池用正極的制造方法中，加熱工序優選以450℃以上且小于660℃的溫度進行。

發明效果