[发明专利]正极及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为电池构成要素使用的正极和该正极的制造方法。

背景技术

近年来，锂离子电池、镍氢电池等的二次电池，作为车辆搭载用电源或者个人计算机和便携终端的电源重要性不断提高。特别是重量轻且可得到高能量密度的锂二次电池，可期待作为很好地用作车辆搭载用高输出功率电源的电池。在这种二次电池的一个典型的结构中，具备在导电性部件（电极集电体）上保持有能够可逆地吸藏和释放锂离子的材料（电极活性物质）的结构的电极。例如，作为用于正极的电极活性物质（正极活性物质）的代表例，可例示含有锂和一种或两种以上的过渡金属元素作为构成金属元素的氧化物。另外，作为用于正极的电极集电体（正极集电体）的代表例，可举出以铝或铝合金为主体的片状或箔状的部件。

制造具有该结构的正极时，作为在正极集电体上保持正极活性物质的代表性方法之一，可举出下述方法：通过在正极集电体上涂布将正极活性物质的粉末分散于适当的溶剂而成的糊状或浆液状的活性物质层形成用材料（以下，称为活性物质糊），并使其干燥来形成含有正极活性物质的层（正极活性物质层）。另外，这样形成的正极活性物质层，正极活性物质层和正极集电体的密着性较低，有正极活性物质层从正极集电体浮起、剥落之虞，因此实施压制处理（例如辊压处理）。需要通过该压制处理将正极活性物质层压附在正极集电体上，提高正极活性物质层和正极集电体的接合强度。作为有关于这种电极制造的现有技术，可举出例如专利文献1~6。

现有技术文献

专利文献1：日本国专利申请公开第2009-134988号公报

专利文献2：日本国专利申请公开第2008-108649号公报

专利文献3：日本国专利申请公开第2007-103041号公报

专利文献4：日本国专利申请公开第2001-332246号公报

专利文献5：日本国专利申请公开第平10-261415号公报

专利文献6：日本国专利申请公开第2003-007302号公报

发明内容

但是，如果如上述那样地压制正极活性物质层，则正极活性物质层中的空孔被压坏，电解液向正极活性物质层的渗透性降低。如果在该状态下进行充放电，则在电解液不足的部分存在不能够有助于充放电的正极活性物质，因此正极活性物质的利用率降低，成为锂二次电池的容量劣化的原因。另外，由于电解液的渗透不足阻碍快速充放电时的锂离子的移动和扩散，因此有时高速率放电性能降低。

本发明是鉴于该状况完成的，其主要目的是提供一种具备电解液的渗透性高，并且与正极集电体的密着性好的正极活性物质层的电池用正极。另外，另一目的是提供一种很好地制造具有这样的性能的电池用正极的方法。

依据本发明，提供具有在正极集电体上保持有含有正极活性物质的正极活性物质层的结构的电池用正极。上述正极集电体具备：构成该正极集电体的主体部分的金属基材；和亲水性膜，该亲水性膜形成于该金属基材的表面上，是与该金属基材表面相比具有亲水性的被膜，该亲水性膜是由以选自钨、钽、铪、铌、钼和钒中的至少一种为构成元素的碳化物或氧化物构成的亲水性膜或由碳构成且表面为亲水性的亲水性膜。并且，在上述正极集电体的亲水性膜上，形成有未压缩的密度为0.9g/cm³~1.5g/cm³的正极活性物质层。

根据本发明涉及的电池用正极，在金属基材上形成的亲水性膜上形成有正极活性物质层，因此可以使正极活性物质层和正极集电体之间的密着性（接合强度）良好。另外，在正极集电体的亲水性膜上，形成有未压缩的密度为0.9g/cm³~1.5g/cm³的正极活性物质层。该未压缩的正极活性物质层，由于密度低且正极活性物质层中的空孔（孔隙）多，因此电解液充分地渗透到正极活性物质层内的各个角落。因此，能够抑制电解液的渗透不足所引起的正极活性物质的利用率的降低，使电池容量提高。另外，能够抑制电解液的渗透不足所引起的锂离子的移动和扩散阻力的增大，使高速率放电性能提高。