本发明专利技术提供一种能够降低电极合剂层的体积电阻值及电极合剂层与铝集电体的界面电阻值的锂离子二次电池用电极材料以及充放电特性得到改善的锂离子二次电池。本发明专利技术的锂离子二次电池用电极材料，其具有：包括橄榄石结构的过渡金属磷酸锂化合物的电极活性物质；及包覆电极活性物质的碳质覆膜，电极活性物质的比表面积为10m2/g以上且25m2/g以下，对电极活性物质的一次粒子进行造粒而成的平均粒径为0.5μm以上且15μm以下，圆形度为0.90以上且0.95以下的范围的球状二次粒子的含量，相对于测定圆形度时的包含单一粒子及所有球状二次粒子的粒子的总个数，以个数比例计为18％以上。本发明专利技术的锂离子二次电池具有正极使用本发明专利技术的电极材料而成的正极合剂层。
【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池用电极材料及锂离子二次电池
本专利技术涉及一种锂离子二次电池用电极材料及具备使用该电极材料而成的电极的锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池的能量密度、输出密度比铅电池、镍氢电池高，以智能手机等小型电子设备为代表，利用于家用备用电源、电动工具等各种用途。并且，作为用于太阳能发电、风力发电等可再生能量储存而大容量的锂离子二次电池正在实用化。锂离子二次电池具备正极、负极、电解液及隔膜。作为构成正极的电极材料，可使用钴酸锂(LiCoO2)或锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)等具有能够对锂离子可逆地进行脱离插入的性质的含锂金属氧化物，并从电池的高容量化、长寿命化、安全性的提高、低成本化等各种观点对改良进行了研究。所述电极材料的磷酸铁锂(LiFePO4)使用资源丰富且廉价的铁，因此为易低成本化的材料。磷酸铁锂通过磷与氧的牢固的共价键而在高温时不放出氧气，因此具有显著的安全性等，具有以钴酸锂为代表的氧化物类正极材料所不具有的优异的特性。另一方面，磷酸铁锂的Li离子的扩散性、电子导电性低，因此输入输出特性比氧化物类正极材料差。该特性差在电池的工作温度为低温时更显著，因此认为磷酸铁锂不适合用于在低温区域需要高输入输出特性的混合动力汽车等的车载用途中。以磷酸铁锂为代表的具有橄榄石结构的LiMPO4(M为金属元素)的Li离子的扩散性及电子导电性低，因此能够通过对LiMPO4一次粒子进行微细化，并且利用导电性碳质覆膜包覆每以个该一次粒子的表面来改善充放电特性。另一方面，由于所述已微细化的LiMPO4的比表面积大，因此需要电极合材浆料的增粘或多量的粘合剂，为此通常通过对利用碳质覆膜包覆的一次粒子进行造粒而作为二次粒子的形式来改善电极合材浆料的性状。例如，作为电极材料，在专利文献1中公开有如下锂二次电池用正极活性物质材料，其具有一次粒子晶体凝聚而形成球状的二次粒子并在该二次粒子表面及内部具有空隙的包括锂镍锰类复合氧化物的母粒子、及填充于该母粒子的一部分空隙的导电性微粉末。并且，在专利文献2中公开有含有在二次粒子内部具有空隙的粒子的锂二次电池用正极活性物质。专利文献1：日本特开第5343347号公报专利文献2：日本特开2015-018678号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题电极合剂层通过集电体将混合有电极材料、导电助剂、粘合剂等的电极浆料涂布于铝集电体上，并进行干燥、压制而形成。然而，在专利文献1及2中记载的电极材料中，为无定形的二次粒子或在二次粒子中存在空隙(中空二次粒子)，因此电极结构变得不均，Li离子导电性及电子导电性降低。并且，为了将电极结构均匀化而需要过度的压制，也会引起因二次粒子的塌陷而造成的导电性碳质覆膜的剥离或因电极合剂层从铝集电体的脱落等造成的电池特性的降低。如此，充放电特性的改善中不仅要改善电极材料，还需要改善构成电极的电极合剂层的导电性。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够降低电极合剂层的体积电阻值、及电极合剂层与铝集电体的界面电阻值的锂离子二次电池用电极材料、以及充放电特性得到改善的锂离子二次电池。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述课题而进行深入研究的结果发现，通过下述专利技术，能够解决该课题。[1]一种锂离子二次电池用电极材料，其具有：包括橄榄石结构的过渡金属磷酸锂化合物的电极活性物质；及包覆所述电极活性物质的碳质覆膜，所述电极活性物质的比表面积为10m2/g以上且25m2/g以下，对所述电极活性物质的一次粒子进行造粒而成的球状二次粒子的平均粒径为0.5μm以上且15μm以下，利用流动式粒子图像解析装置测定的圆形度为0.90以上且0.95以下的范围的球状二次粒子的含量，相对于包含测定圆形度时的单一粒子及所有球状二次粒子的粒子的总个数，以个数比例计为18％以上。[2]根据上述[1]所述的锂离子二次电池用电极材料，其中，使用水银孔率计测定的所述电极活性物质的细孔分布图中在1μm以下出现的峰中，细孔容积最大的峰的峰顶的细孔直径为0.03μm以上且0.14μm以下。[3]根据上述[1]或[2]所述的锂离子二次电池用电极材料，其中，所述橄榄石结构的过渡金属磷酸锂化合物为由下述通式(1)所表示的电极活性物质。LixAyDzPO4(1)(其中，A为选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr组成的组中的至少1种，D为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc及Y组成的组中的至少1种，0.9＜x＜1.1、0＜y≤1、0≤z＜1、0.9＜y+z＜1.1。)[4]根据上述[1]至[3]中任一项所述的锂离子二次电池用电极材料，其中，在厚度30μm的铝集电体上，以施加总压5t/250mm对以重量比(电极材料：导电助剂：粘合剂)＝90：5：5包含所述电极材料、导电助剂及粘合剂的正极合剂层进行压制时，所述压制后的正极合剂层与所述铝集电体之间的界面电阻值为1Ω·cm2以下，所述压制后的正极合剂层的体积电阻值为5.0Ω·cm以下。[5]根据上述[4]所述的锂离子二次电池用电极材料，其中，所述电极材料的累积粒度分布中的累积体积百分比90％的粒径(D90)为15μm以下，在厚度30μm的铝集电体上，以施加总压5t/250mm对以重量比(电极材料：导电助剂：粘合剂)＝90：5：5包含所述电极材料、导电助剂及粘合剂的正极合剂层进行压制时，所述压制后的正极合剂层和所述铝集电体的界面电阻值与所述D90之比(界面电阻值/D90)为0.1Ω·cm2/μm以下，所述压制后的正极合剂层的体积电阻值与所述D90之比(体积电阻值/D90)为0.10Ω·cm/μm以上且0.60Ω·cm/μm以下。[6]根据上述[4]或[5]所述的锂离子二次电池用电极材料，其中，所述电极材料的使用了N-甲基-2-吡咯烷酮的吸油量为50ml/100g以下。[7]根据上述[4]至[6]中任一项所述的锂离子二次电池用电极材料，其中，在厚度30μm的铝集电体上，以施加总压5t/250mm对以重量比(电极材料：导电助剂：粘合剂)＝90：5：5包含所述电极材料、导电助剂及粘合剂的正极合剂层进行压制时，所述压制后的正极合剂层的电极密度为1.4g/cm3以上。[8]一种锂离子二次电池，其具有正极、负极及电解质，其中，所述正极具有使用上述[1]～[7]中任一项所述的电极材料而成的正极合剂层，该正极合剂层的体积电阻值为5.0Ω·cm以下。[9]根据上述[8]所述的锂离子二次电池，其中，所述压制后的正极合剂层的电极密度为1.4g/cm3以上。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种能够降低电极合剂层的体积电阻值、及电极合剂层与铝集电体的界面电阻值的锂离子二次电池用电极材料、以及充放电特性得到改善的锂离子二次电池。具体实施方式对本专利技术的锂离子二次电池用电极材料的实施方式进行说明。另外，本实施方式是为了更好地理解专利技术的宗旨而进行的具体说明，只要没有特别指定，则并不限定本专利技术。＜锂离子二次电池用电极材料＞本实施方式的锂离子二次电池用电极材料的特征在于，其具有包含橄榄石结构的过渡金属磷酸锂化合物的电极活性物质、及包覆该电极活性物质的碳质覆膜，该电极活性物质的比表面积为10m2/g以上且25m2/g以下，对该电极活性物本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池用电极材料，其具有：包含橄榄石结构的过渡金属磷酸锂化合物的电极活性物质；及包覆所述电极活性物质的碳质覆膜，所述电极活性物质的比表面积为10m2/g以上且25m2/g以下，对所述电极活性物质的一次粒子进行造粒而成的球状二次粒子的平均粒径为0.5μm以上且15μm以下，利用流动式粒子图像解析装置测定的圆形度为0.90以上且0.95以下的范围的球状二次粒子的含量，相对于测定圆形度时的包含单一粒子及所有球状二次粒子的粒子的总个数，以个数比例计为18％以上。
【技术特征摘要】
2017.03.24 JP 2017-0595011.一种锂离子二次电池用电极材料，其具有：包含橄榄石结构的过渡金属磷酸锂化合物的电极活性物质；及包覆所述电极活性物质的碳质覆膜，所述电极活性物质的比表面积为10m2/g以上且25m2/g以下，对所述电极活性物质的一次粒子进行造粒而成的球状二次粒子的平均粒径为0.5μm以上且15μm以下，利用流动式粒子图像解析装置测定的圆形度为0.90以上且0.95以下的范围的球状二次粒子的含量，相对于测定圆形度时的包含单一粒子及所有球状二次粒子的粒子的总个数，以个数比例计为18％以上。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用电极材料，其中，使用水银孔率计测定的所述电极活性物质的细孔分布图中在1μm以下出现的峰中，细孔容积最大的峰的峰顶的细孔直径为0.03μm以上且0.14μm以下。3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池用电极材料，其中，所述橄榄石结构的过渡金属磷酸锂化合物为由下述通式(1)所表示的电极活性物质，LixAyDzPO4(1)其中，A为选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr组成的组中的至少1种，D为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc及Y组成的组中的至少1种，0.9＜x＜1.1、0＜y≤1、0≤z＜1、0.9＜y+z＜1.1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子二次电池用电极材料，其中，在厚度30μm的铝集电体上，以施加总压5t/250mm对以电极材料：导电助剂：粘合剂为90：5：5的重量比包含所述电极材料、导电助剂及粘合...
【专利技术属性】
技术研发人员：休石纮史，山屋竜太，
申请(专利权)人：住友大阪水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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