二次电池用正极制造技术

[课题]提供：在构成全固体锂离子次电池等全固体电池的正极中，抑制制作电极时的加压压力所导致的正极活性物质的颗粒破裂、进而能有效地防止电池容量降低的方案。[解决方案]在具备含有包含二次颗粒的正极活性物质和固体电解质的正极活性物质层的二次电池用正极中，使前述二次颗粒的平均粒径为4.9μm以下，使构成前述二次颗粒的一次颗粒的平均粒径为1.2μm以上，且使前述固体电解质的一次颗粒的平均粒径为0.8μm以下。径为0.8μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用正极


[0001]本专利技术涉及二次电池用正极。

技术介绍

[0002]近年来，为了应对地球温暖化，迫切期望减少二氧化碳量。汽车业界中，对电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)的导入所带来的二氧化碳排放量的减少备受期待，掌握这些实用化的关键的发动机驱动用二次电池等非水电解质二次电池的开发正积极进行。
[0003]作为发动机驱动用二次电池，与移动电话、笔记本电脑等中使用的民生用锂离子二次电池相比，要求具有极高的功率特性、和高能量。因此，现实的全部电池中具有最高理论能量的锂离子二次电池备受关注，目前正急速推进了开发。
[0004]此处，目前通常普及的锂离子二次电池使用了对电解质有可燃性的有机电解液。这种液体系锂离子二次电池中，要求对漏液、短路、过充电等的安全措施比其他电池还严格。
[0005]因此，近年来，涉及电解质中使用了氧化物系、硫化物系的固体电解质的全固体锂离子二次电池等全固体电池的研究开发正积极进行。固体电解质是将在固体中能进行离子传导的离子传导体作为主体而构成的材料。因此，全固体锂离子二次电池中，原理上不发生如以往的液体系锂离子二次电池那样，由可燃性的有机电解液引起的各种问题。而且通常，如果使用高电位/大容量的正极材料料、大容量的负极材料，则可实现电池的功率密度和能量密度的大幅改善。
[0006]因而，作为锂离子二次电池的正极活性物质，有时使用锂金属复合氧化物等，该复合氧化物的粉末有时由一次颗粒、以及一次颗粒聚集而形成的二次颗粒构成。以往，提出了：将选自钴、镍、锰的组中的1种元素、以及锂作为主成分的单分散的一次颗粒(单颗粒)的粉体状的锂复合氧化物有如下优点：无晶界，正极材料成型时等变得不易引起破裂、破坏。
[0007]另一方面，如果使用由这种单颗粒形成的复合氧化物作为正极活性物质，则单分散的一次颗粒小的情况下等，存在填充时的流动性恶化的问题。另外，还已知：使用液体电解质(电解液)作为电解质的液体系电池中，从电解液良好地渗透的观点出发，为了改善循环特性，优选使具有孔隙的二次颗粒存在于正极活性物质中。
[0008]从上述的观点出发，为了抑制制作电极时的加压压力所导致的颗粒破裂的发生、且改善填充时的流动性，日本特开2019
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160571号公报中提出了如下技术：将构成正极活性物质的单颗粒与二次颗粒的配混比例控制为特定的范围内的值。

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]根据日本特开2019
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160571号公报中公开的技术，存在制作电极时的加压压力所导致的颗粒破裂的发生被抑制的优点，日本特开2019
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160571号公报的实施例中也示出了可减少发生了破坏的颗粒的比例。
[0011]此处，构成基本不含或完全不含液体电解质(电解液)的全固体锂离子二次电池等全固体电池的电极中，如果存在未填充电解液的孔隙，则该部分完全无法参与电池反应，会成为无用空间。因此，制作全固体电池时，需要使用无法与制作液体系电池的电极时相比较的非常大的加压压力实施加压处理。因此，对正极活性物质所要求的加压压力所导致的颗粒破裂的耐性的水平在全固体电池中也比液体系电池高得多。关于这一点，根据本专利技术人等的研究，判定：仅凭借使用日本特开2019
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160571号公报中记载的那样的正极活性物质时，对制作全固体电池时施加的加压压力的耐性不充分，加压时仍然会发生正极活性物质的颗粒破裂、电池容量降低的问题。
[0012]因此，本专利技术的目的在于，提供：在构成全固体锂离子二次电池等全固体电池的正极中，抑制制作电极时的加压压力所导致的正极活性物质的颗粒破裂、进而能有效地防止电池容量降低的方案。
[0013]本专利技术人等鉴于上述课题进行了深入研究。其结果发现：通过将正极活性物质层中所含的正极活性物质的二次颗粒和构成其的一次颗粒的平均粒径、以及正极活性物质层中所含的固体电解质的平均粒径控制为规定的范围内的值，从而可以解决上述课题，至此完成了本专利技术。
[0014]用于解决问题的方案
[0015]根据本专利技术的一方式，提供一种二次电池用正极，其具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有：包含二次颗粒的正极活性物质和固体电解质，
[0016]前述二次颗粒的平均粒径为4.9μm以下，构成前述二次颗粒的一次颗粒的平均粒径为1.2μm以上，且前述固体电解质的一次颗粒的平均粒径为0.8μm以下。
附图说明
[0017]图1为示出作为本专利技术的锂离子二次电池的一实施方式的扁平层叠型的全固体锂离子二次电池的外观的立体图。
[0018]图2为沿着图1所示的2
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2线的剖视图。
[0019]图3为示意性示出作为本专利技术的锂离子二次电池的一实施方式的双极型(Bipolar型)的全固体锂离子二次电池的剖视图。
具体实施方式
[0020]《二次电池》
[0021]本专利技术的一方式为一种二次电池用正极，其具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有：包含二次颗粒的正极活性物质和固体电解质，前述二次颗粒的平均粒径为4.9μm以下，构成前述二次颗粒的一次颗粒的平均粒径为1.2μm以上，且前述固体电解质的一次颗粒的平均粒径为0.8μm以下。根据本专利技术的二次电池用正极，在构成全固体锂离子二次电池等全固体电池的正极中，可以抑制制作电极时的加压压力所导致的正极活性物质的颗粒破裂，进而有效地防止电池容量的降低。
[0022]以下，边参照附图，边对上述本方式的二次电池用正极的实施方式进行说明，但本专利技术的保护范围应基于权利要求书的记载来确定，并非仅限定于以下的方式。需要说明的是，附图的尺寸比率为了便于说明而夸张，有时不同于实际比率。
[0023]图1为示出作为本专利技术的二次电池用正极的一实施方式的扁平层叠型的全固体锂离子二次电池的外观的立体图。图2为沿着图1所示的2
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2线的剖视图。通过形成层叠型，从而能使电池紧凑且高容量化。需要说明的是，本说明书中，列举图1和图2所示的扁平层叠型而不是双极型的锂离子二次电池(以下，也简称为“层叠型电池”)作为例子详细地进行说明。但是，以本方式的锂离子二次电池的内部中的电连接形态(电极结构)观察的情况下，也能应用于非双极型(内部并列连接型)电池和双极型(内部串联连接型)电池中的任意者。
[0024]如图1所示，层叠型电池10a具有长方形的扁平的形状，从其两侧部引出用于取出电力的负极集电板25、正极集电板27。发电元件21由层叠型电池10a的电池外壳材料(层压薄膜29)包覆，其周围经热熔接，发电元件21以将负极集电板25和正极集电板27向外部引出的状态被密封。
[0025]需要说明的是，本方式的锂离子二次电池不限定于层叠型的扁平的形状者。卷绕型的锂离子二次电池中，可以为圆筒型形状者，也可以为使这种圆筒型形状者变形而形成长方形的扁平的形状者等，没有特别限制。上述圆筒型的形状者中，其外壳材料可以使用层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池用正极，其具备正极活性物质层，所述正极活性物质层含有：包含二次颗粒的正极活性物质和固体电解质，所述二次颗粒的平均粒径为4.9μm以下，构成所述二次颗粒的一次颗粒的平均粒径为1.2μm以上，且所述固体电解质的一次颗粒的平均粒径为0.8μm以下。2.根据权利要求1所述的二次电池用正极，其中，所述正极活性物质层中的所述正极活性物质的含量在所述正极活性物质与所述固体电解质的总含量中所占的比率为70体积％以上。3.根据权利要求1或2所述的二次电池用正极，其中，所述正极活性物质层的孔隙率为10.1％以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述正极活性物质包含具有Li(Ni
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M...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤直人，高田晴美，
申请(专利权)人：雷诺两合公司，
类型：发明
国别省市：