[发明专利]电极材料及其制造方法、以及锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及电极材料及其制造方法，特别涉及适合用于锂离子二次电池的电极材料及其制造方法。

背景技术

近年来，作为考虑了环境的汽车，混合动力汽车的开发不断发展。另一方面，非水系锂离子二次电池具有能够得到超过水的电解电压的高电压、能量密度高的特征。由于具有这种特征，因此研究了锂离子二次电池在混合动力汽车中的利用。但是，以往的锂离子二次电池由于构成电极的活性物质的导电性低，因此具有内部电阻高的缺点。作为降低锂离子二次电池的内部电阻的尝试，公开了一种在活性物质中混合碳等导电辅助材料的方法(专利文献1)。然而，用电池驱动混合动力汽车时，为了对应发动时的电动机驱动、停止时的再生能量的回收、电动工具启动时的高输入输出负载，要求输入输出特性极为良好、亦即内部电阻低的二次电池。以往将碳作为导电辅助材料的电池无法对应该要求。对内部电阻高的二次电池施加大的输入输出负载时，多数能量被电池的发热消耗，能量效率差。在非水系电池中，由于内部压力因发热而上升，因此不仅在能量效率方面，而且在安全性方面也需要尽可能地将电池的内部电阻抑制得较低。

专利文献2中公开了一种通过在电极活性物质的表面涂敷0.005μm～10μm的金属材料粒子，从而确保活性物质的导电性的技术。专利文献2中记载了使用钛或铝作为金属材料粒子的实施例。这些金属微粒子的表面活性极高，存在由于急剧的氧化而导致粉尘爆炸的可能，难以在微粒子的状态下进行处理。但是，专利文献2中列举了“涂布”(段落[0024])作为金属材料粒子的涂敷方法，但并无关于具体方法的记载。例如，并无关于如何不引起所述的粉尘爆炸而安全地处理活性高的金属微粒子的记载。因此，专利文献2中并未揭示足以使本领域技术人员可以容易地再现的发明。另外，专利文献2中所记载的涂敷方法通过不伴随化学反应的物理性方法而使金属粒子附着在活性物质上。因此，这些金属微粒子的表面通常形成薄的氧化膜层。专利文献2中所例示的作为金属粒子的钛或铝的氧化膜在元素的性质上难以通过使用化学药品或氢等气体而还原为金属，通常是半导体或绝缘体。因此，即使通过专利文献2的方法在活性物质上涂敷金属粒子，实际上也难以得到与金属同样的导电性。另外，专利文献2中记载了还可以使用常压等离子体等方法(段落[0009])作为金属材料粒子的涂敷方法。但是，如段落[0011]的记载所示，将CVD或PVD记载为存在问题的现有方法，因此难以认为所述常压等离子体等方法是等离子体CVD，如何具体使用等离子体的方法并不明确。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2008-112594号

专利文献2：日本专利公开公报特开平11-250896号

专利文献3：日本专利公开公报特开平11-297311号

专利文献4：日本专利公开公报特开2003-192327号

专利文献5：日本专利公开公报特开2006-261020号

发明内容

发明要解决的问题

本发明的主要目的在于提供一种用以降低锂离子二次电池的内部电阻、改善输入输出特性，安全地制造导电性高的电极材料的方法、以及提供高导电性的电极材料。

解决问题的方案

本发明(1)是一种锂离子二次电池用电极材料，其特征在于：由金属源化合物通过热分解和/或还原生成的金属析出到活性物质上。

本发明(2)是所述发明(1)的电极材料，其特征在于：在所述活性物质与所述金属不隔着氧化物而接触的状态下，所述金属析出到所述活性物质上。

本发明(3)是所述发明(1)或所述发明(2)的电极材料，其特征在于：所述金属源化合物是包含有机金属化合物、有机金属配合物、含碳酸根的金属化合物、金属氢氧化物、金属过氧化氢氧化物的任意一种或它们的组合的物质。

本发明(4)是所述发明(1)至所述发明(3)的电极材料，其特征在于：所述金属包含镍、铜、铂、钯、银、锌、钴、钒、钨、钼、铬、铁的任意一种或它们的混合物或合金。

本发明(5)是一种电池用活性物质浆料，其特征在于：至少将所述发明(1)至所述发明(4)的电极材料与媒介物混合分散而形成。

本发明(6)是一种湿式或全固体型锂离子二次电池，其特征在于：使用所述发明(5)的电池用活性物质浆料而形成。

本发明(7)是一种电极材料的制造方法，其特征在于至少包括：对活性物质与金属源化合物进行混合分散而制造第一粉体的工序；以及通过使所述第一粉体热分解，从而由所述金属源化合物生成金属，制造所述金属析出到所述活性物质上的电极材料的工序。