电极及非水电解质电池制造技术

本发明专利技术的一个实施方式的电极包含含有活性物质及导电助剂的电极合材层。在利用汞压入法的log微分细孔容积分布中，电极合材层满足在2以上且低于8的范围内的比P1/P2及在3以上且低于10的范围内的比S1/S2。P1为电极合材层的log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的最大的log微分细孔容积的值。P2为电极合材层的log微分细孔容积分布中的关于0.03μm的细孔径的log微分细孔容积的值。S1为电极合材层的log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的积分值。S2为电极合材层的log微分细孔容积分布中的大于0μm且低于0.1μm的细孔径范围内的积分值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极及非水电解质电池
本专利技术的实施方式涉及电极及非水电解质电池。
技术介绍
伴随着混合动力车、怠速停止系统车的普及，要求非水电解质电池的高输出化。为了提高非水电解质电池的输出性能，进行了各种努力。其中，迄今为止，关于导电助剂的技术开发也进行了许多努力。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-243463号公报专利文献2：国际公开第2016/068258号公报专利文献3：日本特开2015-84323号公报专利文献4：日本特开2000-182617号公报专利文献5：日本特开平6-132032号公报专利文献6：日本特开2016-33851号公报非专利文献非专利文献1：神保元二等：“微粒手册(微粒子ハンドブック)”、初版、朝仓书店、1991年9月1日、p.151-152非专利文献2：早川宗八郎编：“粉体物性测定法(粉体物性測定法)”、初版、朝仓书店、1973年10月15日、p.257-259
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的目的是提供能够实现可显示出优异的输出性能的非水电解质电池的电极及具备该电极的非水电解质电池。用于解决课题的手段根据第1实施方式，提供一种电极。该电极包含含有活性物质及导电助剂的电极合材层。在利用汞压入法的log微分细孔容积分布中，电极合材层满足在2以上且低于8的范围内的比P1/P2及在3以上且低于10的范围内的比S1/S2。其中，P1为电极合材层的log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的最大的log微分细孔容积的值[mL/g]，P2为电极合材层的log微分细孔容积分布中的关于0.03μm的细孔径的log微分细孔容积的值[mL/g]。S1为电极合材层的log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的积分值，S2为电极合材层的log微分细孔容积分布中的大于0μm且低于0.1μm的细孔径的范围内的积分值。根据第2实施方式，提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备作为正极的第1实施方式的电极、负极和非水电解质。附图说明图1是第1实施方式的一个例子的电极的概略截面图。图2是第1实施方式的一个例子的电极所具备的电极合材层所包含的石墨的拉曼光谱。图3是第1实施方式的一个例子的电极所具备的电极合材层所包含的炭黑的拉曼光谱。图4是第1实施方式的一个例子的电极所具备的电极合材层的log微分细孔容积分布。图5是第1碳材料的粒子的一个例子的SEM像。图6是第2实施方式的第1例的非水电解质电池的概略剖面立体图。图7是图6的A部的概略放大截面图。图8是第2实施方式的第2例的非水电解质电池的概略剖面立体图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。需要说明的是，对实施方式中共同的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。另外，各图是有助于实施方式的说明及其理解的示意图，其形状或尺寸、比例等与实际的装置有不同的地方，但它们可以通过参考以下的说明和公知的技术适当地进行设计变更。(第1实施方式)根据第1实施方式，提供一种电极。该电极包含含有活性物质及导电助剂的电极合材层。在利用汞压入法的log微分细孔容积分布中，电极合材层满足在2以上且低于8的范围内的比P1/P2及在3以上且低于10的范围内的比S1/S2。这里，P1为电极合材层的log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的最大的log微分细孔容积的值[mL/g]，P2为电极合材层的log微分细孔容积分布中的关于0.03μm的细孔径的log微分细孔容积的值[mL/g]。S1为电极合材层的log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的积分值，S2为电极合材层的log微分细孔容积分布中的大于0μm且低于0.1μm的细孔径的范围内的积分值。作为关于电极合材层中包含的导电助剂的办法，可列举出例如将多种导电助剂组合使用来调整电极合材层的空隙率。例如，通过使用粒径不同的多种导电助剂，能够达成填埋活性物质粒子间的空隙那样的配置，由此，能够期待形成良好的导电通路、可实现优异的输出性能。然而，专利技术人等进行了深入研究，结果发现：在导电助剂以凝聚的状态包含于合材层中的情况下，即使相对于活性物质重量以较大的量包含，也无法发挥优异的输出性能。而且获知：作为导电助剂被广泛使用的碳材料具有容易凝聚的性质，因此，仅使电极合材层中包含多种导电助剂的情况下，由于导电助剂的凝聚，无法发挥各个导电助剂的效果。另外获知：在使导电助剂分散以防止凝聚而制备了涂料的情况下，会对粒径小的导电助剂施加特别强的剪切力。而且获知，就使用通过这样的分散而制备的涂料而制作的电极合材层而言，细孔径变得极小；及由于这样的电极合材层不易浸渗非水电解质，因此Li离子的扩散性恶化，无法实现优异的输出性能。进而获知：施加了强的剪切力的导电助剂在表层的结晶性降低，导电性降低；及包含这样的导电助剂的电极合材层无法发挥优异的输出性能。另一方面，作为其他例子的办法，可列举出对电极合材层中的导电助剂的配置下工夫而使输出性能提高。这样的办法包括例如通过包含强分散的方法来制备包含导电助剂的涂料。然而，深入研究的结果获知：在这样的分散中，对导电助剂施加强的剪切力，使导电助剂的表层的结晶性降低；及因此，就这样的办法而言，无法发挥导电助剂本来的优异的输出性能。另外获知：通过这样的办法而得到的电极合材层由于施加于导电助剂的强剪切力，因此细孔径变得极小，无法发挥优异的输出性能。专利技术人等基于以上的见解进行了深入研究，结果实现了第1实施方式的电极。第1实施方式的电极通过以下说明的理由，能够实现可显示出优异的输出性能的非水电解质电池。在第1实施方式的电极中，包含活性物质及导电助剂的电极合材层在利用汞压入法的log微分细孔容积分布中，满足在2以上且低于8的范围内的比P1/P2及在3以上且低于10的范围内的比S1/S2。其中，P1为电极合材层的log微分细孔容积分布中的0.1～1μm的细孔径范围内的最大的log微分细孔容积的值[mL/g]，P2为电极合材层的微分细孔容积分布中的关于0.03μm的细孔径的log微分细孔容积的值[mL/g]。另外，S1为电极合材层的log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的积分值，S2为电极合材层的log微分细孔容积分布中的大于0μm且低于0.1μm的细孔径范围内的积分值。在满足在上述范围内的比P1/P2及比S1/S2的电极合材层中，可以说处于下述状态：导电助剂充分均匀地分散，活性物质间的空隙通过该导电助剂被充分地填埋，并且阻碍Li离子的扩散的过小的细孔少。这样的状态的电极合材层能够实现优异的输出性能。因此，第1实施方式的电极能够实现可显示出优异的输出性能的非水电解质电池。在比P1/P2低于2并且比S1/S2低于3的电极合材层中，细孔径为0.03μm以下的细孔的存在比率过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极，其包含含有活性物质及导电助剂的电极合材层，/n在利用汞压入法的log微分细孔容积分布中，所述电极合材层满足在2以上且低于8的范围内的比P1/P2及在3以上且低于10的范围内的比S1/S2，/n其中，P1为所述log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的最大的log微分细孔容积的值，其单位为mL/g，P2为所述log微分细孔容积分布中的关于0.03μm的细孔径的log微分细孔容积的值，其单位为mL/g，/nS1为所述log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的积分值，S2为所述log微分细孔容积分布中的大于0μm且低于0.1μm的细孔径范围内的积分值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电极，其包含含有活性物质及导电助剂的电极合材层，
在利用汞压入法的log微分细孔容积分布中，所述电极合材层满足在2以上且低于8的范围内的比P1/P2及在3以上且低于10的范围内的比S1/S2，
其中，P1为所述log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的最大的log微分细孔容积的值，其单位为mL/g，P2为所述log微分细孔容积分布中的关于0.03μm的细孔径的log微分细孔容积的值，其单位为mL/g，
S1为所述log微分细孔容积分布中的0.1μm～1μm的细孔径范围内的积分值，S2为所述log微分细孔容积分布中的大于0μm且低于0.1μm的细孔径范围内的积分值。


2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述导电助剂包含第1碳材料的粒子和第2碳材料的粒子，
在所述电极合材层的拉曼光谱中，所述第1碳材料的粒子满足在2以上且低于4的范围内的强度比G1/D1，G1为在1550cm-1～1650cm-1的区域出现峰顶的G1带的强度，D1为在所述拉曼光谱中在1300cm-1～1400cm-1的区域出现峰顶的D1带的强度，
所述第1碳材料的粒子为长宽比在1.5～2的范围内的扁平粒子，
平均粒径的比d1/d2在2～14的范围内，d1为所述第1碳材料的粒子的平均粒径，d2为所述第2碳材料的粒子的平均粒径。


3.根据权利要求2所述的电极，其中，在所述拉曼光谱中，所述第2碳材料的粒子满足在1以上且低于1.5的范围内的强度比G2/D2，G2为在所述拉曼光谱中在1550cm-1～1650cm-1的区域出现峰顶的G2带的强度，D2为在...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边祐辉，山本大，中泽骏忠，鹿野哲郎，田中政典，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP