电极、非水电解质电池及电池包制造技术

本发明专利技术提供一种可实现优异的输入输出特性及循环寿命特性的电极、具备该电极的电池及电池包。根据实施方式提供一种电极。电极具备含有活性物质粒子和粘合剂的含活性物质层，该粘合剂含有高分子，该高分子含有含氮原子的单体。活性物质粒子含有选自含锂的镍钴锰复合氧化物、含锂的钴氧化物、含锂的锰氧化物中的至少1种。通过激光衍射散射法得到的电极的粒度分布图具有与峰顶对应的粒径不同的峰A及峰B。与峰A的峰顶对应的粒径DA小于与峰B的峰顶对应的粒径DB。峰A的峰顶的频率PA与峰B的峰顶的频率PB的比PA/PB在0.2以上且1.5以下的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极、非水电解质电池及电池包
本专利技术的实施方式涉及电极、非水电解质电池及电池包。
技术介绍
锂离子二次电池广泛用于便携式设备、汽车及蓄电池等中。锂离子二次电池是预计市场规模会扩大的蓄电装置。锂离子二次电池包含电极和电解质，电极包含正极及负极。锂离子二次电池的电极具备集电体和设在该集电体的主面上的含活性物质层。电极的含活性物质层例如是通过活性物质粒子、导电材料及粘合剂而构成的层，为可保持电解质的多孔体。如果对锂离子二次电池反复进行充放电，则有时活性物质粒子和电解质产生副反应。如果产生副反应，则产生气体，或通过副反应而生成的化合物被覆活性物质粒子，由此使电阻过度地上升。其结果是，例如锂离子二次电池的反应电阻增大，输入输出特性下降。现有技术文献专利文献专利文献1：日本第6003889号公报专利文献2：日本第6083609号公报专利文献3：日本特开2012-164624号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术鉴于上述情况，提供一种可实现优异的输入输出特性及循环寿命特性的电极、具备该电极的非水电解质电池及电池包。用于解决问题的手段根据实施方式，提供一种电极。该电极具备含有活性物质粒子和粘合剂的含活性物质层，该粘合剂含有聚合物，该聚合物含有含氮原子的单体。活性物质粒子含有选自含锂的镍钴锰复合氧化物、含锂的钴氧化物、含锂的锰氧化物中的至少1种。通过激光衍射散射法得到的电极的粒度分布图具有与峰顶对应的粒径不同的峰A及峰B。与峰A的峰顶对应的粒径DA小于与峰B的峰顶对应的粒径DB。峰A的峰顶的频率PA与峰B的峰顶的频率PB的比PA/PB在0.2以上且1.5以下的范围内。根据其它实施方式，提供一种非水电解质电池。非水电解质电池包含实施方式涉及的电极即正极、负极和非水电解质。根据其它实施方式，提供一种电池包。电池包包含实施方式涉及的非水电解质电池。附图说明图1是表示第2实施方式涉及的非水电解质电池的一个例子的局部切口立体图。图2是图1所示的非水电解质电池的A部的放大剖视图。图3是表示第2实施方式涉及的非水电解质电池的其它例子的局部切口立体图。图4是表示第3实施方式涉及的电池包的一个例子的分解立体图。图5是表示图4所示的电池包的电路的一个例子的框图。图6是表示实施例1涉及的粒度分布图的图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，贯通实施方式对共同的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。此外，各图是用于促进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技术来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。该电极具备含有活性物质粒子和粘合剂的含活性物质层，该粘合剂含有高分子，该高分子含有含氮原子的单体。活性物质粒子含有选自含锂的镍钴锰复合氧化物、含锂的钴氧化物、含锂的锰氧化物中的至少1种。通过激光衍射散射法得到的电极的粒度分布图具有与峰顶对应的粒径不同的峰A及峰B。与峰A的峰顶对应的粒径DA小于与峰B的峰顶对应的粒径DB。峰A的峰顶的频率PA与峰B的峰顶的频率PB的比PA/PB在0.2以上且1.5以下的范围内。在活性物质粒子表面，伴随着充放电，副反应及活性物质的晶体结构的劣化进展，与锂离子氧化还原反应有关的电阻增加。因此，为了以提高寿命特性或抑制电阻上升为目的，控制活性物质粒子表面的反应性，或保护活性物质粒子表面的晶体结构，用粘合剂分子被覆活性物质粒子表面是有效的。但是，在用粘合剂分子被覆活性物质粒子表面时，初期电阻的增加成为问题。特别是，在使用作为构成元素含有氮原子的高分子作为粘合剂时，可被覆活性物质粒子表面的大部分。在此种情况下，虽可较大地抑制长期的电阻上升，但产生初期的电阻增加及输入输出特性的下降。本专利技术人等发现：在具备含有包含高分子的粘合剂的含活性物质层、且该高分子含有含氮原子的单体的电极中，通过适当地控制含活性物质层(电极)的粒度分布，可抑制初期电阻的增加，同时还能抑制长期使用时的电阻上升。如果粘合剂含有含氮原子(N)的高分子材料，则可提高活性物质间的粘结性及活性物质和导电材料的粘结性。此外，在电极含有集电体时，可提高含活性物质层和集电体的粘结性。此外，如果粘合剂含有含氮原子的高分子材料，则高分子材料能以覆膜那样的状态被覆活性物质表面。含有氮原子的高分子材料分子内的极性比较大，因而容易与氧化物的表面相互作用。例如，含有氮原子的高分子材料容易与选自含锂的镍钴锰复合氧化物、含锂的钴氧化物、含锂的锰氧化物中的至少1种相互作用。含有氮原子的高分子材料与含有选自上述氧化物中的至少1种的活性物质粒子表面的亲和性高，因而能如覆膜那样均匀地被覆活性物质粒子表面。利用含有氮原子的高分子材料被覆活性物质粒子表面，能够使活性物质表面和电解质的反应性降低，因而能够抑制电解质溶剂及/或电解质盐的氧化分解等副反应。其结果是，通过抑制可成为电阻成分的覆膜的生长，可抑制电池的电阻上升。此外，通过利用覆膜保护活性物质粒子表面，可对锂离子的氧化还原反应时可发生的不可逆的晶体结构变化进行抑制，所以可抑制活性物质自身的劣化，还可抑制电池容量下降。另一方面，通过粘合剂而形成的覆膜对于锂离子的氧化还原反应也可成为反应电阻。特别是，容易阻碍低温及高速率带的充放电反应，有使低温特性及输入输出特性下降的可能性。因此，在实施方式涉及的电极中，对构成含活性物质层的粒子的粒度进行调整，控制构成粒子的比表面积、即反应面积。由此，可抑制反应电阻的增加，能够得到可实现低温特性及输入输出特性优异的电池的电极。具体地讲，通过激光衍射散射法得到的电极(含活性物质层)的粒度分布图满足以下条件。电极的粒度分布图具有与峰顶对应的粒径不同的峰A及峰B，与峰A的峰顶对应的粒径DA小于与所述峰B的峰顶对应的粒径DB，峰A的峰顶的频率PA与所述峰B的峰顶的频率PB的比PA/PB在0.2以上且1.5以下的范围内。通过电极的粒度分布图满足上述的条件，可抑制反应电阻的增加，能够得到可实现输入输出特性及循环寿命特性优异的非水电解质电池的电极。以下对第1实施方式涉及的电极进行详细说明。第1实施方式涉及的电极也可以含有集电体。即，第1实施方式涉及的电极可包含集电体和形成在集电体主面上的含活性物质层。含活性物质层可形成在集电体的一个主面上，也可以形成在两个主面上。集电体可包含未担载含活性物质层的部分。该部分可作为电极极耳发挥作用。再者，电极还可进一步具备与集电体不同体的电极极耳。作为集电体，可使用含有导电性高的材料的片材。例如，作为集电体可使用铝箔或铝合金箔。在使用铝箔或铝合金箔时，其厚度优选为20μm以下。铝合金箔可含有镁、锌及硅等。此外，铝合金箔也可以含有过渡金属。铝合金箔中的过渡金属的含量优选为1质量％以下。作为过渡金属，例如可列举铁、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极，其具备含有活性物质粒子和粘合剂的含活性物质层，所述粘合剂含有高分子，所述高分子含有含氮原子的单体，其中，/n所述活性物质粒子含有选自含锂的镍钴锰复合氧化物、含锂的钴氧化物、含锂的锰氧化物中的至少1种；/n通过激光衍射散射法得到的所述电极的粒度分布图具有与峰顶对应的粒径不同的峰A及峰B；/n与所述峰A的峰顶对应的粒径DA小于与所述峰B的峰顶对应的粒径DB；/n所述峰A的峰顶的频率PA与所述峰B的峰顶的频率PB的比PA/PB在0.2以上且1.5以下的范围内。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电极，其具备含有活性物质粒子和粘合剂的含活性物质层，所述粘合剂含有高分子，所述高分子含有含氮原子的单体，其中，
所述活性物质粒子含有选自含锂的镍钴锰复合氧化物、含锂的钴氧化物、含锂的锰氧化物中的至少1种；
通过激光衍射散射法得到的所述电极的粒度分布图具有与峰顶对应的粒径不同的峰A及峰B；
与所述峰A的峰顶对应的粒径DA小于与所述峰B的峰顶对应的粒径DB；
所述峰A的峰顶的频率PA与所述峰B的峰顶的频率PB的比PA/PB在0.2以上且1.5以下的范围内。


2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述粘合剂被覆所述活性物质粒子的表面；
利用所述粘合剂对所述活性物质粒子的表面的被覆率为85％以上且99.9％以下。


3.根据权利要求1或2所述的电极，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿野哲郎，渡边祐辉，难波和博，渡边英俊，保科圭吾，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP