锂离子电池用正极材料、锂离子电池用正极及锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种能够得到可提高低温下的输出特性的锂离子电池的锂离子电池用正极材料、使用了该锂离子电池用正极材料的锂离子电池用正极、及具备该锂离子电池用正极的锂离子电池。一种锂离子电池用正极材料，其由被碳质覆膜包覆的1次粒子或者其凝聚体构成，粉体电阻Y为500Ω

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池用正极材料、锂离子电池用正极及锂离子电池


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池用正极材料、锂离子电池用正极及锂离子电池。

技术介绍

[0002]电池中具有各种所需特性，并且正在研究它们的改进。
[0003]例如，在专利文献1中，为了抑制包覆正极活性物质的一次粒子的表面的碳质覆膜的剥离，保障电子导电性的同时，提高正极密度，公开有一种锂离子二次电池用正极材料，其为包含由规定的化学组成表示的中心粒子和包覆该中心粒子的表面的碳质覆膜的活性物质粒子，并且粒度分布的粗粒比为35％以上且65％以下，所述活性物质粒子的中值粒径为0.50μm以上且0.80μm以下。
[0004]并且，例如，在专利文献2中，为了抑制金属从正极材料的溶出所伴随的电极的耐久性劣化，且得到兼顾高输入输出特性和良好的循环特性的锂离子二次电池，公开有一种锂离子二次电池用正极材料，其为包含多个由被碳质覆膜包覆的规定的化学组成表示的正极活性物质的一次粒子凝聚而成的凝聚粒子的锂离子二次电池用正极材料，其中，所述正极活性物质的每个微晶粒径的碳量为0.0084质量％/nm以上且0.0358质量％/nm以下，通过拉曼光谱测定得到的拉曼光谱的D带及G带的峰强度比(I
D
/I
G
)为0.85以上且1.15以下，累积粒度分布中的累积百分比10％的粒径(D10)为1μm以上且5μm以下，累积百分比90％的粒径(D90)为15μm以下。
[0005]而且，例如，在专利文献3中，为了得到能够抑制在低温环境下进行高速放电时的电压下降的电极材料，公开有一种电极材料，其为在具有橄榄石型晶体结构的电极活性物质粒子的表面形成碳质覆膜而成的粒子状的电极材料，其中，该电极材料的单粒子的
‑
10℃条件下的35C放电容量与该电极材料的单粒子的
‑
10℃条件下的1C放电容量的放电容量比的平均值为0.50以上，由该碳质覆膜的石墨烯层引起的(002)面的XRD(CuKα射线源)峰显现为2θ＝25.7
°
以下。
[0006]专利文献1：日本专利第6288338号公报
[0007]专利文献2：日本专利第6627932号公报
[0008]专利文献3：日本专利第5743011号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]作为电池的所需特性之一，可以举出在低温下的输出特性，但由于在碳上涂布的磷酸铁锂中，通过碳的间隙而进行锂离子的脱嵌，因此若被电子容易迁移程度的碳包覆，则存在锂离子难以通过碳的间隙且低温的特性变低的问题。
[0011]在专利文献1及专利文献2中所记载的正极材料中所使用的碳质覆膜是石墨烯状碳，因此低温特性不优异。并且，在专利文献3中所记载的电极材料所使用的碳质覆膜虽然是石墨烯状，但其为不规则的碳涂层，存在进一步研究的余地。
[0012]本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够得到可提高在低温下的输出特性的锂离子电池的锂离子电池用正极材料、使用了该锂离子电池用正极材料的锂离子电池用正极、及具备该锂离子电池用正极的锂离子电池。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]＜1＞一种锂离子电池用正极材料，其由被碳质覆膜包覆的1次粒子或者其凝聚体构成，粉体电阻为500Ω
·
cm以上且50000Ω
·
cm以下，每单位比表面积的碳质覆膜的质量为0.7mg/m2以上且1.1mg/m2以下，且满足下述式(1)。
[0015]Y≥4.91
×
106×
e
‑
9.021X
ꢀꢀꢀ
(1)
[0016]Y：所述粉体电阻(Ω
·
cm)
[0017]X：所述每单位比表面积的碳质覆膜的质量(mg/m2)
[0018]＜2＞根据＜1＞所述的锂离子电池用正极材料，其中，
[0019]所述碳质覆膜的主成分由硬碳构成。
[0020]＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的锂离子电池用正极材料，其中，
[0021]所述碳质覆膜的厚度为0.5nm以上且10nm以下。
[0022]＜4＞一种锂离子电池用正极，其使用了＜1＞至＜3＞中任一项所述的锂离子电池用正极材料。
[0023]＜5＞一种锂离子电池，其具备＜4＞所述的锂离子电池用正极。
[0024]专利技术的效果
[0025]根据本专利技术，可提供一种能够得到可提高低温下的输出特性的锂离子电池的锂离子电池用正极材料、使用了该锂离子电池用正极材料的锂离子电池用正极、及具备该锂离子电池用正极的锂离子电池。
附图说明
[0026]图1是对实施例1～实施例7、比较例1～比较例5、及变更了碳量、煅烧气氛等制造方法的实施例的正极材料中的粉体电阻相对于每单位比表面积的碳量进行绘制的图表。
具体实施方式
[0027][锂离子电池用正极材料][0028]本实施方式的锂离子电池用正极材料为如下锂离子电池用正极材料，其由被碳质覆膜包覆的1次粒子或者其凝聚体构成，粉体电阻为500Ω
·
cm以上且50000Ω
·
cm以下，每单位比表面积的碳质覆膜的质量为0.7mg/m2以上且1.1mg/m2以下，且满足下述式(1)。
[0029]Y≥4.91
×
106×
e
‑
9.021X
ꢀꢀꢀ
(1)
[0030]Y：粉体电阻(Ω
·
cm)
[0031]X：每单位比表面积的碳质覆膜的质量(mg/m2)
[0032]以下，有时将锂离子电池用正极材料简称为“正极材料”。
[0033]本实施方式的锂离子电池用正极材料呈电极活性物质粒子被碳质覆膜包覆的形态，电极活性物质粒子由一次粒子及作为该一次粒子的凝聚体的二次粒子构成。以下，有时将被碳质覆膜包覆的电极活性物质称为碳质包覆电极活性物质。
[0034]碳质包覆电极活性物质的制造方法的详细内容将进行后述，电极活性物质通常通
过附着在电极活性物质粒子的表层的碳源直接碳化，从而被接近层状石墨烯结构的碳质覆膜包覆。在本专利技术中，通过调节碳源的涂布方法、碳源的煅烧时的气氛及煅烧时间，能够得到被规定的多孔碳包覆的电极活性物质。关于该碳质包覆电极活性物质，从粉体电阻及每单位比表面积的碳质覆膜的质量的观点进行分析的结果得知，通过将本专利技术设为上述结构，可以提高锂离子电池的低温(例如，
‑
30℃)下的输出特性。
[0035]〔粉体电阻〕
[0036]本实施方式的锂离子电池用正极材料中，粉体电阻为500Ω
·
cm以上且50000Ω
·
cm以下。
[0037]若粉体电阻小于500Ω
·
cm，则有可能碳的结构成为石墨状结构，用于锂离子的脱嵌的细孔变小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用正极材料，其由被碳质覆膜包覆的1次粒子或者其凝聚体构成，粉体电阻为500Ω
·
cm以上且50000Ω
·
cm以下，每单位比表面积的碳质覆膜的质量为0.7mg/m2以上且1.1mg/m2以下，且满足下述式(1)：Y≥4.91
×
106×
e
‑
9.021X
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(1)Y：所述粉体电...

【专利技术属性】
技术研发人员：野添勉，中野丰将，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：