非水电解质电池制造技术

实施方式提供一种能够显示高的能量密度和优良的循环特性的非水电解质电池。实施方式的非水电解质电池(10)具备：正极(3)、负极(4)和非水电解质。正极(3)含有正极集电体(3a)及正极材料层(3b)。正极材料层(3b)含有正极活性物质和第1导电剂。第1导电剂在由正极材料层(3b)通过拉曼光谱法得到的拉曼光谱图中，具有在1350±10cm-1出现的D带和在1590±10cm-1出现的G带，D带的积分强度相对于G带的积分强度之比为大于0.6且10以下。在使用拉曼光谱法得到的关于正极材料层(3b)的构成材料映射图像中，第1导电剂的占有面积相对于正极活性物质的占有面积之比为1.5以上且5以下。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】实施方式提供一种能够显示高的能量密度和优良的循环特性的非水电解质电池。实施方式的非水电解质电池(10)具备：正极(3)、负极(4)和非水电解质。正极(3)含有正极集电体(3a)及正极材料层(3b)。正极材料层(3b)含有正极活性物质和第1导电剂。第1导电剂在由正极材料层(3b)通过拉曼光谱法得到的拉曼光谱图中，具有在1350±10cm-1出现的D带和在1590±10cm-1出现的G带，D带的积分强度相对于G带的积分强度之比为大于0.6且10以下。在使用拉曼光谱法得到的关于正极材料层(3b)的构成材料映射图像中，第1导电剂的占有面积相对于正极活性物质的占有面积之比为1.5以上且5以下。【专利说明】非水电解质电池 相关申请的引用；本申请W 2013年9月18日提出的日本专利申请2013-193546 W及2014年9月2日提出的日本专利申请2014-178325为基础，享受该些申请的优先权利 益。本申请通过参照该些申请而包含该些申请的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及非水电解质电池。
技术介绍
在非水电解质电池的高容量化中，需要使用更高容量的活性物质例如含裡的媒钻 猛复合氧化物中的Ni含量高的化合物、实现电极的高密度化一机降低电极复合材料中的 辅助构件量等。 但是，在实施了该些时，希望提高能量密度，但由于容易发生活性物质晶体结构的 劣化，不能充分形成电极构件层中的电子传导网络、而在电阻分布方面产生偏差，电极构件 层的空隙率低而容易在Li离子浓度方面容易产生偏差等，所W具有循环特性等长期特性 下降的担也。 因此，一直要求开发出能够使高的能量密度和优良的循环特性得W兼顾的电极的 结构（组成、密度、构成构件的存在状态）。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够显示高的能量密度和优良的循环特性的非水电解 质电池。 根据实施方式，可提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备正极、负极和 非水电解质。正极含有正极集电体及形成在该正极集电体上的正极材料层。正极材料层含 有正极活性物质和第1导电剂。第1导电剂在由正极材料层通过拉曼光谱法得到的拉曼光 谱图中，具有在1350 + lOcnTi出现的D带和在1590 + lOcnTi出现的G带，D带的积分强度相 对于G带的积分强度之比为大于0. 6且10 W下。在使用拉曼光谱法得到的关于正极材料 层的构成材料映射图像中，第1导电剂的占有面积相对于正极活性物质的占有面积之比为 1. 5 W上且5 W下。 [000引上述构成的非水电解质电池显示出高的能量密度和优良的循环特性。 【专利附图】【附图说明】 图1是实施方式的非水电解质电池的一个例子的概略剖视图。 图2是图1所示的非水电解质电池的A部的放大剖视图。 图3是实施例1的非水电解质电池的正极材料层的一部分的拉曼光谱图。 图4是实施例1的非水电解质电池的关于正极材料层中的正极活性物质的拉曼映 射巧aman mapping)图像。 图5是实施例1的非水电解质电池的关于正极材料层中的己快黑的拉曼映射图 像。 图6是实施例1的非水电解质电池的关于正极材料层中的石墨的拉曼映射图像。 【具体实施方式】 W下，参照附图对实施方式进行说明。再者，在实施方式中对于通用的构成标注同 一符号，并将重复的说明省略。此外，各图是用于说明实施方式和促进其理解的模式图，其 形状及尺寸、比例等有与实际装置不同的地方，但该些可参酌W下的说明和公知的技术进 行适宜的设计变更。 (实施方式） 根据实施方式，可提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备正极、负极和 非水电解质。正极含有正极集电体及形成在该正极集电体上的正极材料层。正极材料层含 有正极活性物质和第1导电剂。第1导电剂在由正极材料层通过拉曼光谱法得到的拉曼光 谱图中，具有在1350 + lOcnTi出现的D带和在1590 + lOcnTi出现的G带，D带的积分强度相 对于G带的积分强度之比为大于0. 6且10 W下。在使用拉曼光谱法得到的关于正极材料 层的构成材料映射图像中，第1导电剂的占有面积相对于正极活性物质的占有面积之比为 1. 5 W上且5 W下。 在正极材料层中，如果电阻分布产生偏差，则活性物质利用率也产生偏差。正极活 性物质中的利用率高的部分与利用率低的部分相比，劣化速度相对上升。该与循环中的电 池的容量劣化相关，是循环特性下降的主要原因之一。认为上述电阻分布特别依赖于正极 材料层中的导电剂的分布状态。因此，要求正极材料层中的构成材料的分散状态为最佳的 状态。 在使用拉曼光谱法得到的关于正极材料层的构成材料映射图像中，直接反映出正 极活性物质和第1导电剂的分散状态。实施方式的非水电解质电池因上述构成材料映射图 像满足上述条件而能够显示高的能量密度，同时能够在正极材料层中使正极活性物质附近 的第1导电剂的分散状态均匀，并能够使正极材料层中的电阻分布均匀。W下对其理由进 行说明。 首先，对于第1导电剂在通过拉曼光谱法得到的拉曼光谱图中，具有在1350cnTi附 近出现的D带和在1590cnTi附近出现的G带，D带的积分强度相对于G带的积分强度之比 为大于0. 6且10 W下。D带及G带可能有时从先前的位置W ± lOcnfi左右的幅度变化。该 样的第1导电剂例如是结晶性低的碳质物例如己快黑等炭黑、活性炭及碳纤维。再者，在通 过拉曼光谱法得到的拉曼光谱图中，D带的积分强度相对于G带的积分强度之比大于10的 物质的结晶性过低，不能确保作为导电剂所需要的电子传导性，因此不能用作导电剂。 通过将该第1导电剂均匀地分散在正极活性物质的附近，能够防止正极活性物质 的利用率方面产生偏差。对于实施方式的非水电解质电池，在使用拉曼光谱法得到的关于 正极材料层的构成材料映射图像中，第1导电剂的占有面积相对于正极活性物质的占有面 积之比为1. 5 W上且5 W下。上述占有面积比为1. 5 W上意味着第1导电剂相对于正极活 性物质所占的面积大，可W说第1导电剂的存在状态的偏差小，凝聚少。因此，实施方式的 非水电解质电池在正极材料层中，能够使Li离子的氧化还原反应进行的正极活性物质附 近的第1导电剂的分布更均匀，能够充分形成电子传导网络。由此，实施方式的非水电解质 电池能够防止正极材料层中的正极活性物质的利用率产生偏差，能够使正极材料层中的电 阻分布均匀，进而能够显示优良的循环特性。 上述构成材料映射图像中的第1导电剂的占有面积相对于正极活性物质的占有 面积之比低于1. 5意味着在正极材料层中，第1导电剂的存在状态的偏差大，第1导电剂凝 聚在一起。因此，如果上述占有面积比低于1. 5,则不能在正极材料层中形成均匀的电子传 导网络。 另一方面，如果上述映射图像中的第1导电剂的占有面积相对于正极活性物质的 占有面积之比大于5,则第1导电剂相对于正极活性物质的添加量过多，使正极的能量密度 下降。与正极材料层相关的第1导电剂的占有面积相对于正极活性物质的占有面积之比优 选为1. 7 W上且3. 5 W下。在此种情况下，能够实现更高的能量密度，同时在正极材料层中 能够形成更均匀的电子传导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质电池，其特征在于，其具备：正极，其含有正极集电体及形成在所述正极集电体上的正极材料层，所述正极材料层含有正极活性物质和第1导电剂；负极；以及非水电解质，所述第1导电剂在由所述正极材料层通过拉曼光谱法得到的拉曼光谱图中，具有在1350±10cm‑1出现的D带和在1590±10cm‑1出现的G带，所述D带的积分强度相对于所述G带的积分强度之比为大于0.6且10以下；在使用所述拉曼光谱法得到的关于所述正极材料层的构成材料映射图像中，所述第1导电剂的占有面积相对于所述正极活性物质的占有面积之比为1.5以上且5以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鹿野哲郎，吉川辉，猿渡秀乡，栗山和哉，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP