非水电解质二次电池用正极、及非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池用正极具有正极集电体和正极复合材料层，所述正极复合材料层包含正极活性物质且配置于正极集电体上，正极复合材料层的孔隙率为30％以下，正极活性物质的二次颗粒的孔隙率为正极复合材料层的孔隙率的30％以上且70％以下的范围。正极复合材料层的孔隙率是由正极复合材料层的孔隙(二次颗粒之间的孔隙和二次颗粒内的孔隙)的面积相对于正极复合材料层的截面积的比率求出的二维值。另外，正极活性物质的二次颗粒的孔隙率是由二次颗粒内的孔隙的面积相对于正极复合材料层的截面中的正极活性物质的二次颗粒的截面积的比率求出的二维值。

Positive and non-aqueous electrolyte secondary batteries

The positive pole for non-aqueous electrolyte secondary batteries has a positive collector and a positive composite material layer. The positive composite material layer contains positive active material and is disposed on the positive collector. The porosity of the positive composite layer is less than 30%, and the porosity of the secondary particles of the positive active material is more than 30% and less than 70% of the porosity of the positive composite layer. The porosity of the cathode composite layer is a two-dimensional value derived from the ratio of the area of the pore (the pore between secondary particles and the pore in secondary particles) of the cathode composite layer to the cross-sectional area of the cathode composite layer. In addition, the porosity of the secondary particles of the positive active material is a two-dimensional value calculated by the ratio of the pore area in the secondary particles to the cross-section area of the secondary particles of the positive active material in the composite layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池用正极、及非水电解质二次电池
本专利技术涉及非水电解质二次电池用正极、及非水电解质二次电池。
技术介绍
专利文献1中公开了一种锂镍复合氧化物(正极活性物质)，其形成平均粒径为1μm～8μm的一次颗粒聚集而形成的平均粒径为5μm～30μm的二次颗粒，二次颗粒的孔隙率为30％以下。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-85006号公报
技术实现思路
专利文献1中，由于将正极活性物质的二次颗粒的孔隙率设为30％以下来提高正极活性物质的填充密度，因此能够实现非水电解质二次电池的高容量化，但另一方面使电解液的浸透性降低，因此难以实现高输出化。本专利技术是鉴于上述现有技术中存在的问题而完成的，其目的在于提供能够实现非水电解质二次电池的高容量化和高输出化的非水电解质二次电池用正极。作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池用正极具有正极集电体和正极复合材料层，所述正极复合材料层包含正极活性物质且配置于正极集电体上，正极复合材料层的孔隙率为30％以下，正极活性物质的二次颗粒的孔隙率为正极复合材料层的孔隙率的30％以上且70％以下的范围。作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池具备：上述非水电解质二次电池用正极、负极和非水电解质。根据本专利技术的一个方式，能够实现非水电解质二次电池的高容量化和高输出化。附图说明图1是作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池的立体图。图2A是示出正极复合材料层的一部分截面的扩大示意图。图2B是示出图2A的正极复合材料层的截面中的正极活性物质的二次颗粒截面的扩大示意图。图3是示出实施例1和比较例1的正极复合材料层的孔径分布的图。具体实施方式本专利技术人等进行了深入研究，结果发现：通过优化构成非水电解质二次电池用正极的正极复合材料层的孔隙率并且优化正极复合材料层的孔隙率中所占的正极活性物质的二次颗粒的孔隙率，从而能够兼顾非水电解质二次电池的高容量化和高输出化。此外，根据作为本专利技术的一个方式的非水电解质二次电池用正极，通过将正极复合材料层的孔隙率设为30％以下，并将正极活性物质的二次颗粒的孔隙率设为正极复合材料层的孔隙率的30％以上且70％以下的范围，从而能够兼顾非水电解质二次电池的高容量化和高输出化。其原理尚不充分明确，但可认为通过将正极复合材料层的孔隙率设为30％以下，从而能较高地保持正极活性物质的填充密度。仅在这方面，可认为：虽然电解液向正极活性物质的二次颗粒内部的浸透性不充分，但通过将正极活性物质的二次颗粒的孔隙率设为正极复合材料层的孔隙率的30％以上且70％以下的范围，从而电解液从正极活性物质的二次颗粒之间的孔隙浸透至二次颗粒内的路径得以较多确保，因此使电解液向二次颗粒中的浸透性提高。通过这些事实，可认为能够兼顾非水电解质二次电池的高容量化和高输出化。以下边参照附图边对实施方式的一个例子进行详细地说明。需要说明的是，本专利技术的非水电解质二次电池用正极、及非水电解质二次电池不限定于以下说明的实施方式。另外，实施方式的说明中参照的附图是示意性记载的图。以下说明的实施方式中，示例出将隔着分隔件交替层叠多个正极和多个负极而成的层叠结构的电极体收纳于方形的外装罐中得到的方形电池，但电极体的结构不限定于该层叠结构，还可以是卷绕结构。另外，电池外壳不限定于方形的金属制外壳(外装罐)，还可以是硬币形、圆筒形等的金属制外壳或由树脂薄膜构成的树脂制外壳等。图1是示出作为实施方式的一个例子的非水电解质二次电池的外观的立体图。如图1所示，非水电解质二次电池10具备：收纳有电极体和非水电解质的外装罐11、及堵塞外装罐11的开口部的封口板12。外装罐11例如为有底筒状的金属制容器。电极体包含多个正极、多个负极、及至少1个分隔件，且具有隔着分隔件交替层叠各正极和各负极的结构，并收纳于外装罐11内。在封口板12设置有正极外部端子13、负极外部端子14、气体排出阀15、及注液部16。正极外部端子13和负极外部端子14例如在使用绝缘性的垫片来与封口板12电绝缘的状态下被安装于封口板12，正极外部端子13与外装罐11内的正极连接，负极外部端子14与外装罐11内的负极连接。需要说明的是，还可以设为如下形态：在封口板12仅设置负极外部端子作为外部端子，将外装罐11作为正极外部端子。注液部16通常由用于注入电解液的注液孔、及堵塞注液孔的封装栓构成。以下对非水电解质二次电池10的各构成元件进行详细说明。[正极]正极例如由金属箔等的正极集电体、和形成于正极集电体上的正极复合材料层构成。正极集电体可以使用铝等在正极的电位范围内稳定的金属的箔、将该金属配置于表层而成的薄膜等。正极复合材料层包含正极活性物质。另外，正极复合材料层优选除了正极活性物质之外包含导电材料和粘合剂。正极例如通过如下方式制作：制备包含正极活性物质的二次颗粒、导电材料和粘结剂的正极复合材料浆料，将该正极复合材料浆料涂布于正极集电体上，进行干燥而形成正极复合材料层，对该正极复合材料层进行加压成型。图2A是示出正极复合材料层的一部分截面的扩大示意图，图2B是示出图2A的正极复合材料层的截面中的正极活性物质的二次颗粒截面的扩大示意图。如图2A所示，正极复合材料层具有形成在正极活性物质的二次颗粒30之间的孔隙34(以下、二次颗粒之间的孔隙34)。另外，如图2B所示，正极活性物质的二次颗粒30是一次颗粒31集合而形成的物质，具有形成在一次颗粒31之间的孔隙32(以下、二次颗粒内的孔隙32)。此处，在本说明书中，正极复合材料层的孔隙率是指：由正极复合材料层的孔隙的面积相对于正极复合材料层的截面积的比率求出的二维值。正极复合材料层的孔隙包含前述二次颗粒之间的孔隙34和二次颗粒内的孔隙32。另外，正极活性物质的二次颗粒的孔隙率是指由二次颗粒内的孔隙32的面积相对于正极复合材料层的截面中的正极活性物质的二次颗粒30的截面积的比率求出的二维值。正极复合材料层的孔隙率、正极活性物质的二次颗粒的孔隙率可以通过对利用扫描型电子显微镜(SEM)观察到的SEM图像进行解析而求出。例如，将非水电解质二次电池用正极埋入树脂中，通过截面抛光仪(CP)加工等在可进行截面观察的状态下拍摄SEM图像，使用Image-ProPLUS等解析软件，以黑色部分的形式检测出孔隙部(二次颗粒之间的孔隙34和二次颗粒内的孔隙32)，求出其面积。将该黑色部分的面积作为正极复合材料层的孔隙的面积，并计算出正极复合材料层的孔隙的面积相对于SEM图像面积的比率，由此能够求出正极复合材料层的孔隙率。另外，沿着SEM图像中的正极活性物质的各二次颗粒30的表面绘制外周线，求出由外周线包围的部分的总面积，将其作为正极活性物质的二次颗粒的截面积，另外，求出由上述外周线包围的部分的黑色部分的总面积，将其作为二次颗粒内的孔隙32的面积，并计算出二次颗粒内的孔隙32的面积相对于二次颗粒的截面积的比率，由此能够求出正极活性物质的二次颗粒的孔隙率。只要正极复合材料层的孔隙率为30％以下就没有特别限制，从电解液向正极复合材料层内的浸透性等的观点出发，例如优选10％以上且30％以下的范围、更优选15％以上且30％以下的范围。正极复合材料层的孔隙率超过30％时，正极活性物质的填充密度降低，难以实现非水电解质二次电池的高容量化。正极复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池用正极，其具有：正极集电体和正极复合材料层，所述正极复合材料层包含正极活性物质且配置于所述正极集电体上，所述正极复合材料层的孔隙率为30％以下，所述正极活性物质的二次颗粒的孔隙率为所述正极复合材料层的孔隙率的30％以上且70％以下的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.29 JP 2016-1920341.一种非水电解质二次电池用正极，其具有：正极集电体和正极复合材料层，所述正极复合材料层包含正极活性物质且配置于所述正极集电体上，所述正极复合材料层的孔隙率为30％以下，所述正极活性物质的二次颗粒的孔隙率为所述正极复合材料层的孔隙率的30％以上且...

【专利技术属性】
技术研发人员：平塚秀和，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP