电化学元件电极用复合粒子、电化学元件电极用复合粒子的制造方法、电化学元件电极以及电化学元件技术

本发明专利技术的目的在于提供具有充分的强度、在形成电极时可获得充分的密合性的电化学元件电极用复合粒子以及制造电化学元件电极用复合粒子的方法。本发明专利技术涉及包含正极活性物质、导电助剂、粘结树脂及非水溶性多糖高分子纤维的电化学元件用复合粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电化学元件电极用复合粒子、电化学元件电极用复合粒子的制造方 法、电化学元件电极以及电化学元件。
技术介绍
锂离子二次电池、双电层电容器以及锂离子电容器等电化学元件具有小型、轻质、 能量密度高、并且能够反复充放电的特性，有效利用这样的特性，使得其需求迅速扩大。锂 离子二次电池因为能量密度较大，因而已被用于手机、笔记本型个人电脑等移动领域。另一 方面，双电层电容器因为能够迅速地充放电，因此已被用作个人电脑等的备用存储小型电 源，另外，还期待作为电动汽车等的辅助电源的应用。进一步地，就有效利用了锂离子二次 电池和双电层电容器的优点的锂离子电容器而言，由于其能量密度、输出密度均比双电层 电容器高，因此已展开了将其适用于双电层电容器所适用的用途、以及以双电层电容器的 性能而未能满足规格的用途的研究。这些之中，特别是对于锂离子二次电池，近年来，不仅 对其在混合动力电动汽车、电动汽车等车载用途中的应用、甚至对于其在蓄电用途方面的 应用均进行了探讨。 在对这些电化学元件的期待升高的另一方面，对于这些电化学元件，伴随其用途 的扩大及发展，对于低电阻化、高容量化、机械特性、生产性的提高等也要求进一步的改善。 在这样的状况下，对于电化学元件用电极，也要求生产性更高的制造方法，对于能够实现高 速成型的制造方法及适合于该制造方法的电化学元件用电极用材料，已进行了各种改进。 电化学元件用电极通常是在集电体上叠层电极活性物质层而成的，所述电极活性 物质层是通过将电极活性物质和根据需要而采用的导电助剂利用粘结树脂进行粘结而形 成的。在电化学元件用电极中，具有利用通过将含有电极活性物质、粘结树脂、导电助剂等 的涂布电极用浆料涂布在集电体上并利用热等而除去溶剂的方法所制造的涂布电极，但由 于粘结树脂等的迀移，难以制造均一的电化学元件。此外，该方法存在成本高、作业环境不 良、以及制造装置变大的倾向。 相对于此，已提出了通过得到复合粒子并进行粉体成型，从而得到具有均一的电 极活性物质层的电化学元件的方案。作为形成这样的电极活性物质层的方法，例如，在专利 文献1中，公开了通过将含有电极活性物质、粘结树脂及分散介质的复合粒子用浆料进行 喷雾、干燥而得到复合粒子，并使用该复合粒子形成电极活性物质层的方法。就这样的复合 粒子而言，其强度较弱，在经过空气传输等转移时有时会发生破坏。而在使用发生了破坏的 复合粒子来形成电极活性物质层时，会由于复合粒子粒径的均一性丧失而导致粉体的流动 性劣化，无法形成均一的电极活性物质层。此外，会导致复合粒子彼此间的密合性、以及电 极活性物质层与集电体之间的密合性变弱，所得电化学元件的循环特性不充分。 另一方面，在专利文献1中，使用了利用纤维状的导电助剂包覆复合粒子表面而 成的外部添加粒子。 此外，在专利文献2中记载了下述内容：为了提高涂布电极中的密合性，使在用于 涂布于电极而形成电极层的涂布电极用浆料中含有碳纤维。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :国际公开第2009/44856号 专利文献2 :日本特开2009-295666号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 本专利技术的目的在于提供具有充分的强度、在形成电极时可获得充分的密合性的电 化学元件电极用复合粒子以及电化学元件电极用复合粒子的制造方法，进一步地，提供使 用了该电化学元件电极用复合粒子的电化学元件电极以及电化学元件。 解决问题的方法 本专利技术人等为了解决上述问题而进行了深入的研究，结果发现，通过使由非水溶 性多糖高分子形成的特定的纤维分散在包含正极活性物质的电极用浆料中，并通过将该浆 料进行喷雾干燥而形成所述非水溶性多糖高分子纤维分散到内部的复合粒子，并利用该复 合粒子形成电极，可以实现上述目的，从而完成了本专利技术。S卩，根据本专利技术，可提供： (1)-种电化学元件电极用复合粒子，其包含：正极活性物质、导电助剂、粘结树 脂及非水溶性多糖高分子纤维； (2)根据（1)所述的电化学元件电极用复合粒子，其中，所述粘结树脂为粒子状， 该电化学元件电极用复合粒子还含有水溶性高分子； (3)根据⑴或⑵所述的电化学元件电极用复合粒子，其中，所述非水溶性多糖 高分子纤维的纤维直径为5~3000nm; (4)根据⑴~⑶中任一项所述的电化学元件电极用复合粒子，其中，所述电化 学元件电极用复合粒子100重量份中含有所述非水溶性多糖高分子纤维〇. 2~4重量份； (5) -种电化学元件电极用复合粒子的制造方法，其是用于得到⑴~⑷中任一 项所述的电化学元件电极用复合粒子的方法， 其中，该方法包括： 使所述正极活性物质、所述导电助剂、所述粘结树脂及所述非水溶性多糖高分子 纤维分散在溶剂中而得到复合粒子用浆料的工序；以及 将所述复合粒子用浆料进行喷雾干燥而进行造粒的工序； (6)-种电化学元件电极，其是在集电体上叠层包含⑴~⑷中任一项所述的电 化学元件电极用复合粒子的电极活性物质层而成的； (7)根据（6)所述的电化学元件电极，其中，所述电极活性物质层是通过将包含所 述电化学元件电极用复合粒子的电极材料在所述集电体上进行加压成型而得到的； (8) -种电化学元件，其具备（6)或（7)所述的电化学元件电极。 专利技术的效果 根据本专利技术，可提供具有充分的强度、在形成电极时可获得充分的密合性的电化 学元件电极用复合粒子以及电化学元件电极用复合粒子的制造方法。进一步地，根据本发 明，可提供使用了该电化学元件电极用复合粒子的电化学元件电极以及电化学元件。【具体实施方式】 以下，针对本专利技术的实施方式涉及的电化学元件电极用复合粒子进行说明。本发 明的电化学元件电极用复合粒子（以下也称为"复合粒子"）的特征在于，含有正极活性物 质、导电助剂、粘结树脂及非水溶性多糖高分子纤维。 需要说明的是，在下述中，进一步地，所述"正极活性物质"是指正极用的电极活性 物质，所述"负极活性物质"是指负极用的电极活性物质。此外，所述"正极活性物质层"是 指设置于正极的电极活性物质层，所述"负极活性物质层"是指设置于负极的电极活性物质 层。(正极活性物质） 作为电化学元件为锂离子二次电池的情况下的正极活性物质，可使用能够掺杂及 脱掺杂锂离子的活性物质，大致分为由无机化合物构成的物质和由有机化合物构成的物 质。 作为由无机化合物构成的正极活性物质，例如可以举出：过渡金属氧化物、过渡金 属硫化物、锂和过渡金属的含锂复合金属氧化物等。作为上述的过渡金属，例如可以举出： Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo等。 作为过渡金属氧化物，例如可以举出：MnO、Mn02、V205、V6013、Ti02、Cu2V2O3、非晶性 V20-P205、M〇03、V205、V6O13等，其中，从循环稳定性和容量考虑，优选MnO、V205、V6013、TiO2。作 为过渡金属硫化物，例如可以举出：TiS2、TiS3、非晶性MoS2、FeS等。作为含锂复合金属氧化 物，例如可以举出：具有层状结构的含锂复合金属氧化物、具有尖晶石结构的含锂复合金属 氧化物、具有橄榄石型结构的含锂复合金属氧化物等。 作为具有层状结构的含锂复合金属氧化物，例如可以举出：含锂的钴氧化物 (LiCoO2)(以下，有时称作"LC0"）、含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学元件电极用复合粒子，其包含：正极活性物质、导电助剂、粘结树脂、及非水溶性多糖高分子纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井琢也，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP