锂离子二次电池用正极材料、正极活性物质层和锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术涉及锂离子二次电池用正极材料，其为包含正极活性物质、导电助剂和粘合剂的正极材料，每1g粘合剂所对应的正极活性物质和导电助剂的总表面积为700m2/g以下，每1g正极材料所对应的导电助剂的总表面积为16m2/g以上，正极活性物质的BET比表面积为1.2m2/g以下。根据本发明专利技术，能够提供：能够制造循环特性和输出特性都较好的锂离子二次电池的锂离子二次电池用正极材料、包含该锂离子二次电池用正极材料的正极活性物质层和具备该正极活性物质层的锂离子二次电池。锂离子二次电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池用正极材料、正极活性物质层和锂离子二次电池


[0001]本专利技术涉及锂离子二次电池用正极材料、包含该锂离子二次电池用正极材料的正极活性物质层和锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池用作用于储存电力的大型固定用电源、用于电动车等的电源，近年电池的小型化和薄型化的研究得到了进展。锂离子二次电池通常具备：在金属箔的表面形成有电极活性物质层的两电极(正极和负极)、配置在两电极之间的隔膜。隔膜发挥防止两电极间的短路、保持电解液的作用。
[0003]锂离子二次电池的正极，通常具备：包含正极活性物质、导电助剂、粘合剂(粘结剂)的正极活性物质层。已知正极活性物质层中的这些各种成分的种类和量会对锂离子二次电池的循环特性、输出特性等的各种性能造成影响。
[0004]例如，专利文献1中，记载有包含平均细孔径为10nm～300nm的正极活性物质、重均分子量为50万～150万的聚偏二氟乙烯的粘合剂、导电助剂的锂离子二次电池用正极材料，其表现出良好的循环特性等。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2015-069822号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所解决的技术问题
[0009]近年，需求高性能的锂离子二次电池，但是难以同时改善锂离子二次电池的循环特性和输出特性。例如，正极活性物质剂中的导电助剂的量较多时，电阻降低，因此输出特性提高，但是电极变脆，发生循环特性的降低等。
[0010]基于这样的背景，本专利技术中，目的在于：提供能够制造循环特性和输出特性都较好的锂离子二次电池的锂离子二次电池用正极材料、包含该锂离子二次电池用正极材料的正极活性物质层和具备该正极活性物质层的锂离子二次电池。
[0011]解决问题的技术手段
[0012]本专利技术人等深入研究的结果，得到了下述发现：通过包含正极活性物质、导电助剂和粘合剂的正极材料，并将每1g粘合剂所对应的正极活性物质和导电助剂的总表面积、每1g正极材料所对应的导电助剂的总表面积和正极活性物质的BET比表面积设为特定范围，而能够解决所述问题，从而完成了以下的本专利技术。本专利技术的主旨涉及以下的[1]～[8]。
[0013][1]锂离子二次电池用正极材料，其为包含正极活性物质、导电助剂和粘合剂的正极材料，每1g粘合剂所对应的正极活性物质和导电助剂的总表面积为700m2/g以下，每1g正极材料所对应的导电助剂的总表面积为16m2/g以上，正极活性物质的BET比表面积为1.2m2/
g以下。
[0014][2]所述[1]所述的锂离子二次电池用正极材料，其中，所述导电助剂含有BET比表面积不同的导电助剂a和导电助剂b。
[0015][3]所述[2]所述的锂离子二次电池用正极材料，其中，所述导电助剂a的BET比表面积为600m2/g以上，所述导电助剂b的BET比表面积低于100m2/g。
[0016][4]所述[2]或[3]所述的锂离子二次电池用正极材料，其中，所述导电助剂a为选自链状的碳和石墨粒子中的至少1种，所述导电助剂b为纤维状或棒状的碳。
[0017][5]所述[1]～[4]中任一项所述的锂离子二次电池用正极材料，其中，所述正极活性物质为锂镍钴铝类氧化物。
[0018][6]一种正极活性物质层，其包含所述[1]～[5]中任一项所述的锂离子二次电池用正极材料。
[0019][7]一种锂离子二次电池，其具备：具有所述[6]所述的正极活性物质层的正极。
[0020][8]所述[7]所述的锂离子二次电池，其具备：所述正极、与正极对向配置的负极以及配置在正极和负极之间的隔膜。
[0021]专利技术的效果
[0022]根据本专利技术，能够提供：可得到循环特性和输出特性都较好的锂离子二次电池的锂离子二次电池用正极材料、包含该锂离子二次电池用正极材料的正极活性物质层和具备该正极活性物质层的锂离子二次电池。
附图说明
[0023][图1]表示本专利技术的锂离子二次电池的一实施方式的概要截面图。
[0024]本专利技术的具体实施方式
[0025]<锂离子二次电池用正极材料>
[0026]本专利技术的锂二次电池用正极材料(以下，也称为正极材料)包含正极活性物质、导电助剂和粘合剂，其中，每1g粘合剂所对应的正极活性物质和导电助剂的总表面积为700m2/g以下，每1g正极材料所对应的导电助剂的总表面积为16m2/g以上，正极活性物质的BET比表面积为1.2m2/g以下。
[0027]本专利技术的正极材料中，每1g粘合剂所对应的正极活性物质和导电助剂的总表面积、每1g正极材料所对应的导电助剂的总表面积和正极活性物质的B ET比表面积如上所述地设为特定范围，因此使用该正极材料制造得到的锂离子二次电池具有良好的循环特性和输出特性。
[0028](正极活性物质)
[0029]本专利技术的正极材料含有BET比表面积为1.2m2/g以下的正极活性物质。在正极活性物质的BET比表面积大于1.2m2/g的情况下，锂离子二次电池的循环特性劣化，锂离子二次电池的强度降低。从改善锂离子二次电池的循环特性的观点出发，正极活性物质的BET比表面积优选为1.0m2/g以下，更优选为0.8m2/g以下，并且优选为0.1m2/g以上。
[0030]BET比表面积可通过BET法而求得，具体而言，可通过基于氮气吸附的BET法而求得。
[0031]作为正极活性物质，可举出金属酸锂化合物。作为金属酸锂化合物，可举出：钴酸
锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMn 2
O4)等。此外，可以为橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)等。此外，可使用多种锂以外的金属，也可以使用锂镍钴锰类氧化物(NCM)、锂镍钴铝类氧化物(NCA)等。这些中，从提高锂离子二次电池的充放电容量的观点出发，优选为锂镍钴铝类氧化物(NCA)。
[0032]锂镍钴铝类氧化物是镍酸锂的镍的一部分被铝和钴取代而成的。锂镍钴铝类氧化物，表示为通式Li
t
Ni
1-x-y
CO
x
Al
y
O2(其中，满足0.95≤t≤1.15，0<x≤0.3，0<y≤0.2，x+y≤0.5)。
[0033]正极活性物质的平均粒径优选为0.5～50μm，更优选为1～30μm，进一步优选为5～15μm。从改善锂离子二次电池的循环特性的观点出发，正极活性物质的平均粒径优选为12μm以上，并且优选为50μm以下，更优选为30μm以下，进一步优选为15μm以下。
[0034]需要说明的是，平均粒径是指，通过激光衍射
·
散射法而求得的正极活性物质的粒度分布中体积累积为50％时的粒径(D50)。后述的负极活性物质的平均粒径和绝缘性微粒的平均粒径也可通过同样的方法测定。
[0035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂离子二次电池用正极材料，其为包含正极活性物质、导电助剂和粘合剂的正极材料，其中，每1g粘合剂所对应的正极活性物质和导电助剂的总表面积为700m2/g以下，每1g正极材料所对应的导电助剂的总表面积为16m2/g以上，正极活性物质的BET比表面积为1.2m2/g以下。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池用正极材料，其中，所述导电助剂含有BET比表面积不同的导电助剂a和导电助剂b。3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池用正极材料，其中，所述导电助剂a的BET比表面积为600m2/g以上，所述导电助剂b的BET比表面积低于100m...

【专利技术属性】
技术研发人员：小关和德，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：