锂二次电池用正极的制造方法以及锂二次电池技术

本发明专利技术提供一种锂二次电池用正极的制造方法和锂二次电池，该锂二次电池用正极容量高、负载特性以及充放电循环特性良好。本发明专利技术的锂二次电池用正极的制造方法是制造在集电体的单面或者两面上具有至少含有正极活性物质和导电助剂的正极合剂层的锂二次电池用正极的方法，正极活性物质中含有含锂复合氧化物；导电助剂中含有平均纤维长度为10nm以上但不足1000nm、平均纤维直径为1～100nm的碳纤维；正极合剂层中的碳纤维的含有量为0.25～1.5质量％；该制造方法经如下工序进行：将正极活性物质、粘合剂以及导电助剂进行混炼，制成含有正极合剂的糊料的工序，以及将含有正极合剂的糊料涂布在集电体后，进行干燥的工序。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2011年3月7日、申请号为201110060398.4、专利技术名称为“锂二次电池用正极以及锂二次电池”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种高容量、负载特性以及充放电循环特性优良的锂二次电池，以及用于构成该锂二次电池的锂二次电池用正极。
技术介绍
由于以锂二次电池为代表的非水电解液系的锂二次电池是高电压、高容量的，所以广泛用于作为各种便携式机器的电源。而且，近年来，还发现在电动工具等动力工具、电动汽车、电动自行车等中型、大型尺寸中的应用也在不断扩大。在这样的锂二次电池中，为了提高电池特性等，目前还在不断地进行着各种改良。例如，在专利文献1中，提出了一种通过规定特定的电池活性物质的尺寸、作为碳系导电辅助材料而使用的碳纤维的形状，并且规定上述碳纤维的特定的凝集状态，从而针对性地谋求大电流负载特性的提高的锂系电池(锂二次电池)。专利文献1：日本特开2009-16265号公报
技术实现思路
综上，对于锂二次电池而言，随着使用机器的高功能化等，有必要进一步提高特性。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供一种高容量、负载特性以及充放电循环特性良好的锂二次电池，以及用于构成该锂二次电池的锂二次电池用正极。能够实现上述目的的本专利技术的锂二次电池用正极的特征在于，具有在集电体的单面或者两面上至少含有正极活性物质和导电助剂的正极合剂层，其中，作为上述正极活性物质，含有含锂复合氧化物；作为上述导电助剂，含有平均纤维长度为10nm以上但不到1000nm、而且平均纤维直径为1～100nm的碳纤维；上述正极合剂层中的上述碳纤维的含有量为0.25～1.5质量％。另外，本专利技术的锂二次电池是具有正极、负极、非水电解液以及隔膜的锂二次电池，其特征是，上述正极是本专利技术的锂二次电池用正极。根据本专利技术，能够提供一种高容量、负载特性以及充放电循环特性良好的锂二次电池，以及用于构成该锂二次电池的锂二次电池用正极。附图说明图1是表示本专利技术的锂二次电池的一个例子的示意图；(a)为俯视图，(b)为截面图。图2是图1的斜视图。符号说明1正极，2负极，3隔膜。具体实施方式本专利技术的锂二次电池用正极，在集电体的单面或者两面上具有正极合剂层，该正极合剂层包含正极活性物质、导电助剂以及粘合剂等。本专利技术的锂二次电池用正极的正极合剂层以0.25质量％～1.5质量％以上的量含有平均纤维长度为10nm以上但不足1000nm、而且平均纤维直径为1nm～100nm的碳纤维作为导电助剂。作为电池的正极的导电助剂中使用的碳纤维，例如可以举出气相生长碳纤维等。但是，这样的碳纤维通常纤维长度为10μm左右、纤维直径为100nm左右，作为导电助剂的话是较大尺寸的导电助剂。如果使用这样的碳纤维作为正极的导电助剂，那么例如由于难以使得正极合剂层高密度化，所以电池的高容量化是困难的。与此相对，通过在正极合剂层中以0.25质量％～1.5质量％的量使用平均纤维长度为10nm以上但不足1000nm、而且平均纤维直径为1nm～100nm的碳纤维，例如能够实现正极合剂层的高密度化。其原因的详细情况尚不明确，但考虑是因为上述尺寸的碳纤维易于良好地分散在正极合剂层中，而且含有比较多纤维长度短的碳纤维，所以正极活性物质粒子彼此之间的距离变短，正极合剂层内各成分能够良好地填充。因此，使用本专利技术的锂二次电池用正极的电池(本专利技术的锂二次电池)，能够实现高容量化，而且作为导电助剂的碳纤维的分散良好，因此正极合剂层中的反应整体而言是平均化的，所以，实际上与反应有关的正极合剂层的面积变大，负载特性提高，而且，由于正极合剂层的局部反应得到抑制，重复充放电时的正极的劣化得到抑制，因此充放电循环特性也会上升。上述碳纤维的平均纤维长度优选为30nm以上，另外，优选为500nm以下。另外，上述碳纤维的平均纤维直径优选为3nm以上，另外，优选为50nm以下。另外，本说明书中言及的上述碳纤维的平均纤维长度以及平均纤维直径，是使用透射电子显微镜(TEM，例如日本电子公司制造的“JEM系列”、日立制作所制造的“H-700H”等)，设定加速电压为100或者200kV，从拍摄的TEM照片测定的。在观察平均纤维长度的情况下，用20000～40000倍的倍率，在观察平均纤维直径的情况下，用200000～400000倍的倍率，对于100根的试样，拍摄TEM照片，用认定为JIS的1级的直尺(金尺)测定每1根的长度和直径，以平均之后的值作为平均纤维长度以及平均纤维直径。另外，在正极合剂层中，可以与上述碳纤维一起并用平均纤维长度为10nm以上但不足1000nm、而且平均纤维直径为1nm～100nm的碳纤维以外的导电助剂(以下，在有些场合称为“其他的导电助剂”)。作为上述其他的导电助剂，可以举出现有已知的锂二次电池的正极中所使用的导电助剂，例如，天然石墨(鳞片状石墨等)、人造石墨等石墨，乙炔黑、科琴炭黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、热裂法炭黑等炭黑，平均纤维长度不到1nm或者1000nm以上的碳纤维、平均纤维直径不到1nm或者超过100nm的碳纤维等碳材料。特别优选将上述的石墨和平均纤维长度为10nm以上但不足1000nm、而且平均纤维直径为1nm～100nm的碳纤维并用，在这种情况下，正极合剂层中的上述碳纤维的分散性变得更加良好，能够进一步提高使用本专利技术的锂二次电池用正极的电池的负载特性和充放电循环特性。另外，在并用上述碳纤维和石墨的情况下，当把正极合剂层中的上述碳纤维的含有量和石墨的含有量的合计设定为100质量％时，优选设定石墨的含有量为25质量％以上，通过这样可以更加良好地确保并用上述碳纤维和石墨所带来的上述效果。不过，如果正极合剂层中的上述碳纤维和石墨的合计中的石墨的量过多，那么正极合剂层中的导电助剂量就变得过多，正极活性物质的填充量降低，高容量化效果有可能变小。因此，当把正极合剂层中的上述碳纤维的含有量和石墨的含有量的合计设定为100质量％时，优选设定石墨的含有量为87.5质量％以下。另外，作为正极合剂层中的导电助剂，在并用石墨以外的上述其他的导电助剂以及上述碳纤维的情况下，当把正极合剂层中的上述碳纤维和上述的其他的导电助剂的合计设定为100质量％时，上述其他的导电助剂的含有量也优选设定为25～87.5质量％。作为本专利技术的锂二次电池用正极的正极活性物质，可以使用现有已知的锂二次电池中所使用的正极活性物质，即，能够吸收放出Li(锂)离子的含锂复合氧化物。在本专利技术的<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池用正极的制造方法，其特征在于，其是制造在集电体的单面或者两面上具有至少含有正极活性物质和导电助剂的正极合剂层的锂二次电池用正极的方法，所述正极活性物质中含有含锂复合氧化物；所述导电助剂中含有平均纤维长度为10nm以上但不足1000nm、平均纤维直径为1～100nm的碳纤维；所述正极合剂层中的所述碳纤维的含有量为0.25～1.5质量％，所述制造方法经如下工序进行：将所述正极活性物质、粘合剂以及导电助剂进行混炼，制成含有正极合剂的糊料的工序，以及将所述含有正极合剂的糊料涂布在所述集电体后，进行干燥的工序。

【技术特征摘要】
2010.04.22 JP 2010-098402;2011.01.06 JP 2011-000891.一种锂二次电池用正极的制造方法，其特征在于，其是制造在集电体的单面或者两
面上具有至少含有正极活性物质和导电助剂的正极合剂层的锂二次电池用正极的方法，
所述正极活性物质中含有含锂复合氧化物；
所述导电助剂中含有平均纤维长度为10nm以上但不足1000nm、平均纤维直径为1～
100nm的碳纤维；
所述正极合剂层中的所述碳纤维的含有量为0.25～1.5质量％，
所述制造方法经如下工序进行：
将所述正极活性物质、粘合剂以及导电助剂进行混炼，制成含有正极合剂的糊料的工
序，以及
将所述含有正极合剂的糊料涂布在所述集电体后，进行干燥的工序。
2.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极的制造方法，其特征在于，所述导电助剂中
还含有石墨。
3.根据权利要求2所述的锂二次电池用正极的制造方法，其特征在于，当以正极合剂层
中的所述碳纤维的含有量和石墨的含有量的合计为100质量％时，石墨的含有量为25～
87.5质量％。
4.根据权利要求1～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：下冈俊晴，御书至，稻叶章，山田将之，松尾和贵，河野聪，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔能源株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP