[發明專利]鋰離子二次電池用正極材料、鋰離子二次電池用正極、鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201710068275.2
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN107464921B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 小山將隆;北川高郎
• 申請（專利權）人: 住友大阪水泥股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/136;H01M10/0525
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明提供一種抑制包覆正極活性物質的一次粒子的表面的碳質覆膜的剝落，并在確保電子導電性的同時可提高正極密度的鋰離子二次電池用正極材料。本發明的鋰離子二次電池用正極材料包含由Li_xA_yM_zPO₄所表示的中心粒子及包覆所述中心粒子的表面的碳質覆膜的活性物質粒子，中值粒徑為0.50μm以上且0.80μm以下，L^*a^*b^*表色系統中的色度b^*為1.9以上且2.3以下。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子二次電池用正極材料、鋰離子二次電池用正極及鋰離子二次電池。

背景技術

近年來，作為期待小型化、輕量化、高容量化的電池，已提出有鋰離子二次電池等非水電解液系的二次電池，并投入實際使用。鋰離子二次電池由具有可將鋰離子可逆地進行脫離插入的性質的正極及負極與非水系的電解質所構成。

作為鋰離子二次電池的負極材料的負極活性物質，通常使用碳系材料或具有可將鋰離子可逆地進行脫離插入的性質的含有Li的金屬氧化物。作為這種含有Li的金屬氧化物，例如可舉出鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)。

另一方面，作為鋰離子二次電池的正極，使用包含正極材料及粘合劑等的正極材料合劑。作為正極活性物質，例如使用具有可將磷酸鐵鋰(LiFePO₄)等鋰離子可逆地進行脫離插入的性質的含有Li的金屬氧化物。而且，將該正極材料合劑涂布于被稱為電極集電體的金屬箔的表面，由此形成鋰離子二次電池的正極。

鋰離子二次電池的電解液中使用非水系溶劑。非水系溶劑能夠應用在高電位進行氧化還原的正極活性物質、在低電位進行氧化還原的負極活性物質。由此，能夠實現具有高電壓的鋰離子二次電池。

與鉛電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等以往的二次電池相比，這種鋰離子二次電池為輕量且小型，并且具有高能量。因此，鋰離子二次電池不僅作為手提電話及筆記本型個人計算機等便攜式電子設備中所使用的小型電源而使用，還可作為固定式緊急用大型電源而使用。

近年來，要求提高鋰離子二次電池的性能，而進行了各種研究。例如，在高電流密度區域中使用鋰離子二次電池時，為了提高性能，要求進一步提高電子導電性。對這種物理性質要求，已知有利用碳質材料包覆(以下，有時稱為“碳質覆膜”。)正極活性物質的表面的技術(例如，參考專利文獻1～3)。作為利用碳質覆膜包覆正極活性物質的表面的方法，已知有將正極活性物質和碳源混合，將該混合物在惰性氣氛下或還原性氣氛下進行燒成的方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-004371號公報

專利文獻2：日本特開2011-049161號公報

專利文獻3：日本特開2012-104290號公報

發明內容

發明要解決的問題

在包覆正極活性物質的表面的碳質覆膜中填入更多的正極活性物質，若提高正極密度，則每單位體積的能量密度得到提高。然而，凝聚正極活性物質而形成凝聚體時，在碳質覆膜內正極活性物質之間產生間隙，因此存在正極密度下降的課題。因此，已知有如下技術：通過在氣相中等粉碎包括正極活性物質的凝聚體來縮小凝聚體粒徑，并通過在正極活性物質之間的間隙有效地填入正極活性物質來提高單位體積的能量密度。