正极制造技术

本发明专利技术的目的是提供能够提高速率特性的正极。本发明专利技术的正极(106)由彼此结合的多个一次粒子(20)构成，该多个一次粒子(20)分别由层状岩盐结构的锂复合氧化物构成。多个一次粒子(20)相对于与板面平行的板面方向的平均取向角度超过0°且为30°以下。在正极(106)的截面处，多个一次粒子(20)中纵横尺寸比为4以上的一次粒子的合计面积相对于多个一次粒子(20)的总面积为70％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正极
本专利技术涉及正极。
技术介绍
以往，由层状岩盐结构的锂复合氧化物构成的多个一次粒子结合而得到的正极被用作锂离子电池的正极。此处，提出如下方法：使一次粒子的(003)晶面向与板面交叉的方向取向，以使良好地进行锂离子出入的结晶面暴露于板面(参见专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2010/074304号
技术实现思路
此处，本专利技术的专利技术人等进行了潜心研究，结果得到如下见解：为了使正极的速率特性进一步提高，优选降低一次粒子的(003)晶面相对于板面的倾斜角度。本专利技术是鉴于上述的状况而实施的，其目的在于提供一种能够提高速率特性的正极。本专利技术所涉及的正极由彼此结合的多个一次粒子构成，该多个一次粒子分别由层状岩盐结构的锂复合氧化物构成。所述多个一次粒子相对于与板面平行的板面方向的平均取向角度超过0°且为30°以下。在截面处，所述多个一次粒子中纵横尺寸比为4以上的一次粒子的合计面积相对于所述多个一次粒子的总面积为70％以上。根据本专利技术，能够提供一种可以提高速率特性的正极。附图说明图1是示意性地表示锂离子电池的构成的截面图。图2是表示正极的与板面垂直的截面的一例的SEM图像。图3是图2中给出的正极的截面处的EBSD图像。图4是以面积基准表示图3的EBSD图像中的一次粒子的取向角度的分布的柱状图。具体实施方式(锂离子电池100)图1是示意性地表示锂离子电池100的构成的截面图。构成为板片状的芯片型的锂离子电池100是能够通过充放电而反复使用的二次电池(充电式电池)。锂离子电池100包括：正极侧集电层101、负极侧集电层102、外装部件103、104、集电连接层105、正极106、固体电解质层107以及负极层108。通过沿着层叠方向X将正极侧集电层101、集电连接层105、正极106、固体电解质层107、负极层108以及负极侧集电层102依次层叠而构成锂离子电池100。锂离子电池100在板宽方向的端部被外装部件103、104密封。通过正极侧集电层101、集电连接层105以及正极106构成正极部110。通过负极侧集电层102以及负极层108构成负极部120。1.正极侧集电层101正极侧集电层101配置于正极106的外侧。正极侧集电层101借助集电连接层105而与正极106机械性地电连接。正极侧集电层101作为正极集电体发挥作用。正极侧集电层101可以由金属构成。作为构成正极侧集电层101的金属，可以举出：不锈钢、铝、铜、铂、镍等，特别优选铝、镍以及不锈钢。正极侧集电层101可以形成为板状或箔状，特别优选箔状。因此，特别优选作为正极侧集电层101使用铝箔、镍箔或不锈钢箔。在正极侧集电层101形成为箔状的情况下，正极侧集电层101的厚度可以为1～30μm，优选为5μm～25μm，更优选为10μm～20μm。2.负极侧集电层102负极侧集电层102配置于负极层108的外侧。负极侧集电层102与负极层108机械性地电连接。负极侧集电层102作为负极集电体发挥作用。负极侧集电层102可以由金属构成。负极侧集电层102可以由与正极侧集电层101同样的材料构成。因此，优选作为负极侧集电层102使用铝箔、镍箔或不锈钢箔。在负极侧集电层102形成为箔状的情况下，负极侧集电层102的厚度可以为1～30μm，优选为5μm～25μm，更优选为10μm～20μm。3.外装部件103、104外装部件103、104将正极侧集电层101与负极侧集电层102之间的间隙密封。外装部件103、104将由正极106、固体电解质层107以及负极层108构成的单电池的侧方包围。外装部件103、104抑制水分侵入锂离子电池100内。为了确保正极侧集电层101与负极侧集电层102之间的电绝缘性，外装部件103、104的电阻率优选为1×106Ωcm以上，更优选为1×107Ωcm以上，进一步优选为1×108Ωcm以上。像这样的外装部件103、104可以由电绝缘性的密封材料构成。作为密封材料，可以使用包含树脂的树脂系密封材料。通过使用树脂系密封材料，能够在较低温度(例如400℃以下)下进行外装部件103、104的形成，因此，能够抑制由加热所导致的锂离子电池100的破坏、变质。可以通过树脂膜的层叠、液态树脂的分注等来形成外装部件103、104。4.集电连接层105集电连接层105配置于正极106与正极侧集电层101之间。集电连接层105将正极106与正极侧集电层101机械性地接合，并且，将正极106与正极侧集电层101电接合。集电连接层105包含导电性材料和粘结剂。作为导电性材料，可以使用导电性碳等。作为粘结剂，可以使用环氧系等的树脂材料。集电连接层105的厚度没有特别限制，可以为5μm～100μm，优选为10μm～50μm。不过，集电连接层105也可以不包含粘结剂。这种情况下，通过在正极106的背面直接形成集电连接层105(例如金、铝)，能够得到集电连接层105与正极106的电连接。5.正极106正极106成型为板状。正极106具有固体电解质侧表面106a和集电连接层侧表面106b。正极106在固体电解质侧表面106a与固体电解质层107相连接。正极106在集电连接层侧表面106b与集电连接层105相连接。固体电解质侧表面106a和集电连接层侧表面106b分别为正极106的“板面”。固体电解质侧表面106a由在利用扫描型电子显微镜(SEM：ScanningElectronMicroscope)观察正极106的截面时、将正极106与固体电解质层107的界面通过最小二乘法作直线近似得到的线规定。集电连接层侧表面106b由在利用SEM观察正极106的截面时、将正极106与集电连接层105的界面通过最小二乘法作直线近似得到的线规定。可以对正极106的固体电解质侧表面106a实施研磨等处理。由此，通过变更固体电解质侧表面106a的表面状态，即便在使固体电解质层107的膜厚变薄的情况下，也能够抑制固体电解质层107的膜质降低。应予说明，变更固体电解质侧表面106a的表面状态的方法并不限于研磨处理，即便通过涂布微粒的活性物质并烧成的方法、或者、利用溅射等气相法而形成固体电解质层107的方法，也能够变更固体电解质侧表面106a的表面状态。正极106的厚度没有特别限制，优选为20μm以上，更优选为25μm以上，进一步优选为30μm以上。特别是通过使正极106的厚度为50μm以上，能够充分确保每单位面积的活性物质容量而提高锂离子电池100的能量密度。另外，正极106的厚度的上限值没有特别限制，如果考虑抑制由反复充放电而导致电池特性劣化(特别是电阻值的上升)，则优选低于200μm，更优选为150μm以下，进一步优选为120μm以下，特别优选为100μm以下。在利用SEM观察正极106的截面的情况下，测定固体电解质侧表面106a与集电连接层侧表面106b在厚度方向上的平均距离(任意3处的距离的平均值)，由此，得到正极106的厚度。厚度方向为与固体电解质侧表面106a及集电连接层侧表面106b垂直的方向，与层叠方向X大致相同。正极106在与板面平行的方向(以下，称为“板面方向”。)上的膨胀收缩率优选抑制在0.7％以下。如果像这样正极106的膨胀收缩率足够低，则即便出于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极，其中，所述正极由彼此结合的多个一次粒子构成，该多个一次粒子分别由层状岩盐结构的锂复合氧化物构成，所述多个一次粒子相对于与板面平行的板面方向的平均取向角度超过0°且为30°以下，在截面处，所述多个一次粒子中纵横尺寸比为4以上的一次粒子的合计面积相对于所述多个一次粒子的总面积为70％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.25 JP 2016-087110;2016.07.27 JP 2016-147851.一种正极，其中，所述正极由彼此结合的多个一次粒子构成，该多个一次粒子分别由层状岩盐结构的锂复合氧化物构成，所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：由良幸信，大平直人，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP