非水系电解质二次电池用电极及具备其的非水系电解质二次电池制造技术

本发明专利技术提供能得到高输出特性的非水系电解质二次电池用电极。该非水系电解质二次电池用电极具备集电体和配置在集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层，正极活性物质含有具有由两种以上的过渡金属所形成的层状结构的化合物粒子而构成，所述化合物粒子基于电子显微镜观察的平均粒径DSEM为1μm以上且7μm以下，在基于体积基准的累积粒度分布中的50％粒径D50相对于平均粒径DSEM的比值(D50/DSEM)为1以上且4以下，并且在基于体积基准的累积粒度分布中的90％粒径D90相对于在基于体积基准的累积粒度分布中的10％粒径D10的比值(D90/D10)为4以下，正极活性物质层的空隙率为10％～45％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水系电解质二次电池用电极及具备其的非水系电解质二次电池
本专利技术涉及非水系电解质二次电池用电极及具备其的非水系电解质二次电池。
技术介绍
以往，作为电动汽车等大型动力设备用途，需要具备高输出特性的非水系电解质二次电池用正极活性物质。为了得到高输出特性，有效的是降低构成正极活性物质的二次粒子中的一次粒子数、或利用使一次粒子单分散而成的单粒子构成正极活性物质。但是，若因形成电极时的加压处理或充放电时的膨胀收缩等而使正极活性物质发生破裂，则无法得到高输出特性。因此，提出各种使正极活性物质的耐久性提高的技术。例如提出了具备密度为3.5g/cm3以上的高密度且空隙率为25％以下的正极活性物质的非水二次电池(参照专利文献1)。根据该非水二次电池，通过允许在正极中存在大量空隙，从而尽管密度高，也能避免集电体的断裂，得到高输出特性。另外，例如提出空隙率为30％～50％且细孔径为0.09～0.30μm的二次电池用正极(参照专利文献2)。根据该二次电池用正极，通过使空隙率及细孔径为适合的范围，从而能够改善电极密度，并且能够提高输出特性。另外，例如提出具备细孔径为0.01以上且不足0.1μm的细孔的容积相对于细孔径为0.1～1.0μm的细孔的容积的比值为0.3以下的正极活性物质的二次电池(参照专利文献3)。根据该二次电池，通过使细孔分布为适合的范围，从而能够提高输出特性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-48876号公报专利文献2：日本特开2010-15904号公报专利文献3：日本特开2012-209161号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，专利文献1～3的技术均是使用了二次粒子的技术，在实际中正极的压制成型时等，构成正极活性物质的二次粒子发生崩坏，使空穴径变小，电阻变高，结果无法得到高输出特性。尤其是，若正极活性物质发生破裂，则在生成的新的表面上电解液被氧化分解，形成厚的SEI，结果无法得到高输出特性。本专利技术是鉴于上述课题而完成的专利技术，其目的在于提供能得到高输出特性的非水系电解质二次电池用电极及具备其的非水系电解质二次电池。用于解决课题的方案为了达成上述目的，本专利技术提供一种非水系电解质二次电池用电极，其是具备集电体和配置在上述集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层的非水系电解质二次电池用电极，上述正极活性物质含有具有由两种以上的过渡金属所形成的层状结构的化合物粒子而构成，所述化合物粒子基于电子显微镜观察的平均粒径DSEM为1～7μm，在基于体积基准的累积粒度分布中的50％粒径D50相对于上述平均粒径DSEM的比值(D50/DSEM)为1～4，并且在基于体积基准的累积粒度分布中的90％粒径D90相对于在基于体积基准的累积粒度分布中的10％粒径D10的比值(D90/D10)为4以下，上述正极活性物质层的空隙率为10％～45％。上述正极活性物质层的密度优选为2.7～3.9g/em3。由此，得到更高的输出特性。在二次粒子中，因进行压制而导致发生破裂，未涂布助剂的部分发生表面化，如果是单粒子，则根本不发生破裂，因此输出特性比较高。上述正极活性物质层在空穴分布曲线中的空穴的峰直径优选为0.06～0.3μm。上述正极活性物质层的空穴的平均直径优选为0.03～0.2μm。上述正极活性物质层的上述空穴的峰直径相对于上述空穴的平均直径的比值(峰直径/平均直径)优选为1.1～2.4。上述正极活性物质优选以Ni、Mn或Al为主成分。本专利技术提供具备上述非水系电解质二次电池用电极的非水系电解质二次电池。专利技术效果根据本专利技术，能够提供能得到比以往高的输出特性的非水系电解质二次电池用电极及具备其的非水系电解质二次电池。附图说明图1是表示本实施方式涉及的正极活性物质的空穴分布曲线的例子的图。图2是表示由以往的二次粒子构成的正极活性物质的空穴分布曲线的例子的图。图3是表示本实施方式涉及的正极活性物质的DSEM与D50/DSEM的关系的图。图4是本实施方式涉及的正极活性物质的SEM图像。图5是由以往的二次粒子构成的正极活性物质的SEM图像。图6是表示实施例及比较例的正极活性物质层的空隙率与输出的关系的图。图7是表示实施例及比较例的正极活性物质层的密度与输出的关系的图。图8是表示实施例及比较例的正极活性物质层的空穴分布曲线中的空穴的峰直径与输出的关系的图。图9是表示实施例及比较例的正极活性物质层的空穴的平均直径与输出的关系的图。图10是表示实施例及比较例的正极活性物质的空穴的峰直径/平均直径与输出的关系的图。具体实施方式参照附图对本专利技术的一个实施方式进行详细地说明。但是，本专利技术并不受以下实施方式的限定。另外，在本说明书中，在组合物中存在多种属于各成分的物质的情况下，只要没有特别说明，各成分的含量是指在组合物中存在的该多种物质的合计量。[非水系电解质二次电池用电极]本实施方式涉及的非水系电解质二次电池用电极具备集电体和配置在该集电体上且包含活性物质层的电极活性物质层。本实施方式涉及的非水系电解质二次电池用电极被优选用作非水系电解质二次电池的正极，尤其被优选用作锂离子二次电池的正极。因此，以下，对使用本实施方式涉及的非水系电解质二次电池用电极作为锂离子二次电池的正极的非水系电解质二次电池用正极进行详细地说明。本实施方式涉及的非水系电解质二次电池用正极具备集电体和配置在集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层。作为集电体，可以使用例如铝、镍、不锈钢等。正极活性物质层包含正极活性物质、以及导电助剂、粘结剂等而构成。本实施方式涉及的正极活性物质层的空隙率为10％～45％。如后文所述，本实施方式涉及的正极活性物质层由包含单粒子的正极活性物质构成，因此为了在充分确保锂离子扩散的大通道(通路)的基础上得到更高的输出特性，而将正极活性物质层高密度化，即使将空隙率降低至10％～45％的范围，也不会使正极活性物质层发生破裂。即，不会如以往的包含二次粒子的正极活性物质那样地出现以下情况：因高密度化而发生破裂，从而未被导电助剂被覆(附着)的部分重新表面化(生成新的表面)；根据本实施方式，由于由表面整体被导电助剂被覆的单粒子构成，因此得到高输出特性。更优选的空隙率为20％～35％。在此，本实施方式中的空隙率能够利用压汞法进行测定。另外，空隙率能够通过调整正极活性物质的粒径、或调整后述的正极活性物质层的制造方法中的加压条件来进行调整。本实施方式涉及的正极活性物质层的密度优选为2.7～3.9g/cm3。如上所述，本实施方式涉及的正极活性物质层由包含单粒子的正极活性物质构成，因此即使为了得到高输出特性而将正极活性物质层高密度化至2.7～3.9g/cm3的范围，也能将空隙率限制为10％～45％的范围，因此不会使正极活性物质层发生破裂。即，不会如以往的包含二次粒子的正极活性物质那样地出现以下情况：因高密度化而发生破裂，从而未被导电助剂被覆(附着)的部分重新表面化(生成新的表面)；根据本实施方式，由于由表面整体被导电助剂被覆的单粒子构成，因此得到高输出特性。更优选的密度为3.0～3.6g/cm3。在此，本实施方式中的密度能够利用密度测定装置进行测定。另外，密度能够通过调整正极活性物质的粒径、或调整后述的正极活性物质层的制造方法中的加压条件来进行调整。本实施方式涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水系电解质二次电池用电极，其是具备集电体和配置在所述集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层的非水系电解质二次电池用电极，所述正极活性物质含有具有由两种以上的过渡金属所形成的层状结构的化合物粒子而构成，所述化合物粒子基于电子显微镜观察的平均粒径DSEM为1～7μm，在基于体积基准的累积粒度分布中的50％粒径D50相对于所述平均粒径DSEM的比值D50/DSEM为1～4，并且在基于体积基准的累积粒度分布中的90％粒径D90相对于在基于体积基准的累积粒度分布中的10％粒径D10的比值D90/D10为4以下，所述正极活性物质层的空隙率为10～45％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.08 JP 2016-2179731.一种非水系电解质二次电池用电极，其是具备集电体和配置在所述集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层的非水系电解质二次电池用电极，所述正极活性物质含有具有由两种以上的过渡金属所形成的层状结构的化合物粒子而构成，所述化合物粒子基于电子显微镜观察的平均粒径DSEM为1～7μm，在基于体积基准的累积粒度分布中的50％粒径D50相对于所述平均粒径DSEM的比值D50/DSEM为1～4，并且在基于体积基准的累积粒度分布中的90％粒径D90相对于在基于体积基准的累积粒度分布中的10％粒径D10的比值D90/D10为4以下，所述正极活性物质层的空隙率为10～45％。2.根据权利要求1所述的非水系电解质二...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川笃，锄柄宜，前山裕登，川村壮史，小林谦一，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP