锂离子电池用正极和锂离子电池制造技术

本发明专利技术的锂离子电池用正极(100)具备：集电体层(101)、和设置于集电体层(101)的两面且包含正极活性物质、粘结剂树脂和导电助剂的正极活性物质层(103)。并且，锂离子电池用正极(100)的体积电阻率为120Ω·m以上且350Ω·m以下，将正极活性物质层(103)所含的上述正极活性物质的比表面积设为S[m

Positive and lithium-ion batteries for lithium-ion batteries

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子电池用正极和锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池用正极和锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池因能量密度高、充放电循环特性优异，因此被广泛用作移动电话、笔记本电脑等小型便携式设备用的电源等。另外，近年来，由于对于环境问题的考虑和对于节能化的意识的提高，对于电动汽车、混合动力汽车、电力存储领域这样的要求大容量且长寿命的大型电池的需要也在提高。以高能量密度化和长寿命化为目标，对锂离子电池要求进一步提高特性。锂离子电池中使用的正极通常主要由正极活性物质层和集电体层构成。正极活性物质层例如通过将包含正极活性物质、粘结剂树脂、和导电助剂等的正极浆料涂布于金属箔等集电体层的表面并干燥而得到。作为关于这种锂离子电池用正极的技术，可举出例如专利文献1～3所记载的技术。专利文献1(日本特开平8-17471号公报)中记载了一种非水电解液二次电池，其是具有正极、负极和包含锂离子的非水电解液的二次电池，其特征在于，在作为上述正极的活性物质材料而使用通式Li[Mn2-XLiX]O4(其中，0≤x≤0.1)所示的锂锰氧化物或通式Li[Mn2-XMX]O4(其中，M为Co、Ni、Fe、Cr、Zn、Ta等除Mn以外的金属元素)所示的锂锰氧化物的非水电解液二次电池中，上述正极是将比表面积(S)为S≤0.5m2/g的上述锂锰氧化物与导电助剂一同固定于金属集电体上而形成活性物质层的电极，且上述活性物质层的密度(d)为2.85≤d≤3.2g/cc。专利文献2(日本特开2000-251892号公报)记载了一种锂二次电池用正极活性物质，将组成式LiNi1-xM1xO2(M1为Al、B、碱金属、碱土金属、过渡金属元素中的至少1种以上的金属元素：0＜x＜0.3)所示的锂镍复合氧化物、与组成式LiMn2-yM2yO4(M2为Al、B、碱金属、碱土金属、过渡金属元素中的至少1种以上的金属元素：0＜y＜0.3)所示的锂锰复合氧化物混合而成。专利文献3(日本特开2013-20975号公报)记载了一种非水电解质二次电池，其特征在于，其具有正极，所述正极具有至少含有包含Mn、Ni和Co的层状型锂-锰-镍-钴复合氧化物、和尖晶石型锂-锰复合氧化物作为活性物质的正极合剂层，上述层状型锂-锰-镍-钴复合氧化物的比表面积为0.1～0.6m2/g，上述尖晶石型锂-锰复合氧化物的比表面积为0.05～0.3m2/g，上述正极合剂层中，相对于上述层状型锂-锰-镍-钴复合氧化物和上述尖晶石型锂-锰复合氧化物的合计，上述尖晶石型锂-锰复合氧化物的比率为30～50质量％，且Li/Mn的摩尔比为0.35～0.53，上述正极合剂层的密度为3.0～3.6g/cm3，上述正极合剂层中至少含有乙炔黑作为导电助剂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-17471号公报专利文献2：日本特开2000-251892号公报专利文献3：日本特开2013-20975号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题伴随着锂离子电池的小型化、轻量化的要求，对锂离子电池要求进一步高能量密度化。根据本专利技术者的研究，明确了：若使用高容量的正极活性物质、或者使电极高密度化、或者将活性物质层的厚度增加从而对锂离子电池进行高能量密度化，则会有高温下的循环特性劣化的情况。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，提供能够实现高温下的循环特性优异的锂离子电池的锂离子电池用正极。用于解决课题的方案本专利技术人等为了达成上述课题而反复进行了深入研究。其结果发现：通过将正极的体积电阻率、以及正极活性物质的比表面积相对于导电助剂的含量的比设为规定的范围，从而即使使用高容量的正极活性物质、或者使电极高密度化、或者将活性物质层的厚度增加从而对锂离子电池进行高能量密度化，也可抑制高温下的循环特性劣化，从而完成本专利技术。根据本专利技术，提供一种锂离子电池用正极，其具备：集电体层、和设置于上述集电体层的两面且包含正极活性物质、粘结剂树脂和导电助剂的正极活性物质层，上述锂离子电池用正极的体积电阻率为120Ω·m以上且350Ω·m以下，将上述正极活性物质层所含的上述正极活性物质的比表面积设为S[m2/g]、将上述正极活性物质层中的上述导电助剂的含量设为W[质量％]时，S/W为0.080以上且0.140以下。另外，根据本专利技术，提供一种锂离子电池，其具备上述锂离子电池用正极。专利技术效果根据本专利技术，可提供能够实现高温下的循环特性优异的锂离子电池的锂离子电池用正极。附图说明上述目的、和其他目的、特征和优点通过以下所述的合适的实施方式、及其随附的以下附图而更加明确。图1是示出本专利技术所述的实施方式的锂离子电池用正极的结构的一例的截面图。图2是示出本专利技术所述的实施方式的锂离子电池的结构的一例的截面图。具体实施方式以下使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，在全部附图中，对于相同的构成要素赋予相同的符号，省略适当说明。另外，图中各构成要素示意性地示出能够理解本专利技术的程度的形状、大小和配置关系，与实际尺寸不同。另外，本实施方式中，数值范围的“A～B”在没有特别说明的情况下，表示A以上且B以下。<锂离子电池用正极>首先，对于本实施方式所述的锂离子电池用正极100进行说明。图1是示出本专利技术所述的实施方式的锂离子电池用正极100的结构的一例的截面图。本实施方式所述的锂离子电池用正极100具备：集电体层101、和设置于集电体层101的两面且包含正极活性物质、粘结剂树脂和导电助剂的正极活性物质层103。并且，锂离子电池用正极100的体积电阻率为120Ω·m以上且350Ω·m以下，将正极活性物质层103所含的上述正极活性物质的比表面积设为S[m2/g]、将正极活性物质层103中的上述导电助剂的含量设为W[质量％]时，S/W为0.080以上且0.140以下。此处，锂离子电池用正极100的体积电阻率可以使用四端子电阻率测定器利用四端子法进行测定。更具体而言，用端子探针以载重1kg/cm2夹持锂离子电池用正极100的厚度的法线方向，将基于四端子法的测定端子连接于该端子探针，由此能够测定锂离子电池用正极100的体积电阻率。根据本专利技术人的研究，明确了：若使用高容量的正极活性物质、或者使电极高密度化、或者将活性物质层的厚度增加从而对锂离子电池进行高能量密度化，则会有高温下的循环特性劣化的情况。因此，本专利技术人进行了深入研究，结果首次发现了：通过将正极的体积电阻率、以及正极活性物质的比表面积相对于导电助剂的含量的比设为规定的范围，从而即使使用高容量的正极活性物质、或者使电极高密度化、或者将活性物质层的厚度增加从而对锂离子电池进行高能量密度化，也可抑制高温下的循环特性劣化。锂离子电池用正极100的体积电阻率的上限为350Ω·m以下，优选为300Ω·m以下、更优选为250Ω·m以下、进一步优选为200Ω·m以下、特别优选为180Ω·m以下。本实施方式所述的锂离子电池用正极100中，通过将体积电阻率设为上述上限值以下，从而能够降低所得的锂离子电池的电阻，因此能够抑制电极上的副反应(例如、电解液的分解反应等)导致的被膜的厚度增大，其结果是，能够有效地提高循环特性等电池特性。锂离子电池用正极100的体积电阻率的下限为120Ω·m以上，优选为130Ω·m以上、更优选为140Ω·m以上。在本实施方式所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池用正极，其具备：集电体层、和设置于所述集电体层的两面且包含正极活性物质、粘结剂树脂和导电助剂的正极活性物质层，所述锂离子电池用正极的体积电阻率为120Ω·m以上且350Ω·m以下，将所述正极活性物质层所含的所述正极活性物质的比表面积设为S、将所述正极活性物质层中的所述导电助剂的含量设为W时，S/W为0.080以上且0.140以下，其中S的单位为m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.23 JP 2017-0318401.一种锂离子电池用正极，其具备：集电体层、和设置于所述集电体层的两面且包含正极活性物质、粘结剂树脂和导电助剂的正极活性物质层，所述锂离子电池用正极的体积电阻率为120Ω·m以上且350Ω·m以下，将所述正极活性物质层所含的所述正极活性物质的比表面积设为S、将所述正极活性物质层中的所述导电助剂的含量设为W时，S/W为0.080以上且0.140以下，其中S的单位为m2/g，W的单位为质量％。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用正极，其中，所述正极活性物质层的密度为2.8g/cm3以上且3.6g/cm3以下。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用正极，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：新居田善洋，
申请(专利权)人：远景AESC能源元器件有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP