二次电池用电极及其制造方法技术

本发明专利技术提供能够得到优异的充放电容量的二次电池用电极。一种二次电池用电极，其特征在于，含有电极活性物质粉末和有机粘合剂，在波长532nm的拉曼分光测定中发出荧光。波长532nm的拉曼分光测定中发出荧光。波长532nm的拉曼分光测定中发出荧光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用电极及其制造方法


[0001]本专利技术涉及作为用于便携电子设备、电动汽车等的二次电池的构成部件的电极及其制造方法。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池确立了作为移动设备、电动汽车等不可缺少的、高容量且轻量的电源的地位。在现有的锂离子二次电池中，主要使用可燃性的有机系电解液作为电解质，所以担心起火等危险性。作为解决该问题的方法，正在进行使用固体电解质代替有机系电解液的锂离子全固体电池的开发(例如参照专利文献1)。
[0003]另外，就锂而言有世界上原材料高涨的担心，所以作为代替锂的材料，钠也受到关注，提出了使用由NASICON型的Na3Zr2Si2PO
12
构成的钠离子传导性晶体作为固体电解质的钠离子全固体电池(例如参照专利文献2)。此外，已知β
‑
氧化铝(理论组成式：Na2O
·
11Al2O3)、β
”‑
氧化铝(理论组成式：Na2O
·
5.3Al2O3)、Li2O稳定化β
”‑
氧化铝(Na
1.7
Li
0.3
Al
10.7
O
17
)、MgO稳定化β
”‑
氧化铝((Al
10.32
Mg
0.68
O
16
)(Na
1.68
O))这样的β氧化铝系固体电解质、Na5YSi4O
12
也显示出高钠离子传导性，这些固体电解质也能够用作钠离子全固体电池用。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开平5
‑
205741号公报
[0007]专利文献2：日本特开2010
‑
15782号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]作为二次电池中的电极层，可举出由包含电极活性物质粉末的原料粉末的烧结体构成的电极层。然而，原料粉末的烧结性变得不充分，无法得到致密的烧结体，其结果是，有时无法得到充分的充放电容量。因此，还提出了将原料粉末用有机粘合剂粘结来提高粉末彼此的密合性的方法。然而，有机粘合剂自身的离子传导性差，所以有时依然得不到所期望的充放电容量。
[0010]鉴于以上情况，本专利技术的目的在于提供一种能够得到优异的充放电容量的二次电池用电极。
[0011]用于解决课题的技术方案
[0012]本专利技术人等进行了深入研究，结果发现，在含有电极活性物质粉末和有机粘合剂的二次电池用电极中，在特定波长的拉曼分光测定中发出荧光的情况下，能够解决上述课题。
[0013]即，本专利技术的二次电池用电极的特征在于，含有电极活性物质粉末和有机粘合剂，在波长532nm的拉曼分光测定中发出荧光。如后所述，可知在含有电极活性物质粉末和有机粘合剂的二次电池用电极中，在将有机粘合剂在规定温度下烧制而使其一部分分解从而使
其改性的情况下，在波长532nm的拉曼分光测定中发出荧光。另外发现，如上所述，在有机粘合剂改性而引起结构变化的状态下，有机粘合剂的离子传导性优异，可得到所期望的充放电容量。
[0014]本专利技术的另一方面的二次电池用电极是含有电极活性物质粉末和有机粘合剂的二次电池用电极，其特征在于，在有机粘合剂的分解温度+50℃下进行热处理时的质量减少率为5％以下。通常，在以有机粘合剂的分解温度+50℃进行热处理的情况下，有机粘合剂的分解进行，产生CO2气体、CO气体、H2O气体等而质量大幅降低。另一方面，本专利技术的二次电池用电极的特征在于，在有机粘合剂的分解温度+50℃下进行热处理时的质量减少率较少至5％以下。这意味着由于有机粘合剂是已经部分分解而改性的状态，所以是几乎不进行进一步的分解的状态。在该情况下，如上所述，有机粘合剂的离子传导性优异，能够得到期望的充放电容量。
[0015]本专利技术的另一个方面的二次电池用电极是含有电极活性物质粉末和有机粘合剂的二次电池用电极，其特征在于，在DTA(差示热分析)测定中，在有机粘合剂的分解温度～有机粘合剂的分解温度+100℃的范围内不出现放热峰和吸热峰。如上所述，通常在比有机粘合剂的分解温度高的温度下进行热处理时，有机粘合剂的分解进行，产生CO2气体、CO气体、H2O气体等，此时在DTA测定中出现放热峰或吸热峰。另一方面，本专利技术的二次电池用电极的特征在于，在DTA测定中，在有机粘合剂的分解温度～有机粘合剂的分解温度+100℃的范围内不出现放热峰和吸热峰。这意味着由于有机粘合剂是已经部分分解而改性的状态，所以是几乎不进行进一步的分解的状态。在该情况下，如上所述，有机粘合剂的离子传导性优异，能够得到期望的充放电容量。
[0016]本专利技术的二次电池用电极优选由含有电极活性物质粉末和有机粘合剂的材料的烧制体构成。
[0017]本专利技术的二次电池用电极优选含有0.1～30质量％的有机粘合剂。
[0018]本专利技术的二次电池用电极中，有机粘合剂优选为选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、甲基纤维素钠、聚偏二氟乙烯、苯乙烯
‑
丁二烯橡胶、聚酰亚胺和聚环氧乙烷中的至少一种。
[0019]本专利技术的二次电池用电极优选电极活性物质粉末为石墨、硬碳、氧化钛、Si、Sn或Bi。
[0020]本专利技术的二次电池用电极可以还含有固体电解质粉末。这样，能够在电极内形成离子导电通路。
[0021]本专利技术的二次电池用电极优选固体电解质粉末为钠离子传导性晶体粉末。
[0022]本专利技术的二次电池用电极优选钠离子传导性固体电解质粉末为选自β
‑
氧化铝、β
”‑
氧化铝和钠超离子导体结晶中的至少一种。
[0023]本专利技术的二次电池用电极的制造方法的特征在于，包括将含有电极活性物质粉末和有机粘合剂的材料在相对于有机粘合剂的分解温度为
‑
50℃～+250℃的范围内进行烧制的工序。这样，有机粘合剂改性而发生结构变化，不完全烧飞而一部分残留在电极中。此时，所得到的电极在波长532nm的拉曼分光测定中发出荧光，如上所述，有机粘合剂的离子传导性优异，能够得到期望的充放电容量。
[0024]专利技术效果
[0025]根据本专利技术，能够提供可得到优异的充放电容量的二次电池用电极。
附图说明
[0026]图1是表示实施例中的No.4的试验电池的初次充放电曲线的曲线图。
具体实施方式
[0027]本专利技术的二次电池用电极含有电极活性物质粉末和有机粘合剂。以下对各构成要素进行说明。
[0028](电极活性物质粉末)
[0029]电极活性物质粉末有正极活性物质粉末和负极活性物质粉末。
[0030]作为正极活性物质粉末，可举出NaCrO2、Na
0.7
MnO2、NaFe
0.2
Mn
0.4
Ni
0.4<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】1.一种二次电池用电极，其含有电极活性物质粉末和有机粘合剂，该二次电池用电极的特征在于：在波长532nm的拉曼分光测定中发出荧光。2.一种二次电池用电极，其含有电极活性物质粉末和有机粘合剂，该二次电池用电极的特征在于：在有机粘合剂的分解温度+50℃下进行热处理时的质量减少率为5％以下。3.一种二次电池用电极，其含有电极活性物质粉末和有机粘合剂，该二次电池用电极的特征在于：在DTA测定中，在有机粘合剂的分解温度～有机粘合剂的分解温度+100℃的范围内不出现放热峰和吸热峰。4.如权利要求1～3中任一项所述的二次电池用电极，其特征在于：由含有电极活性物质粉末和有机粘合剂的材料的烧制体构成。5.如权利要求1～4中任一项所述的二次电池用电极，其特征在于：含有0.1～30质量％的有机粘合剂。6.如权利要求1～5中任一项所述的二次电池用电极，其特征在于：有机粘合剂为选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、甲基纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：角田启，山内英郎，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：