[发明专利]电极材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极材料及其制造方法，尤其是涉及一种适合于在电池用的正极材料、进一步说是在锂离子电池用的正极材料中使用的电极材料及该电极材料的制造方法。

本申请基于2010年12月17日向日本提出申请的特愿2010-282353号及2011年9月22日向日本提出申请的特愿2011-207833号而主张优先权，并将它们的内容援引于此。

（引用记载）

背景技术

近年来，作为期待小型化、轻量化、高容量化的电池，提出了锂离子电池等的非水电解液系的二次电池，供于实用。

该锂离子电池由具有能够将锂离子可逆地提取/插入的性质的正极及负极、非水系的电解质构成。

作为锂离子电池的负极材料，作为负极活性物质，通常使用碳系材料或钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）等具有能够将锂离子可逆地提取/插入的性质的含Li金属氧化物。

另一方面，作为锂离子电池的正极材料，作为正极活性物质，使用铁磷酸锂（LiFePO₄）等具有能够将锂离子可逆地提取/插入的性质的含Li金属氧化物、含有粘合剂等的电极材料合剂。并且，通过将该电极材料合剂涂敷在被称为集电体的金属箔的表面，而形成锂离子电池的正极。

这样的锂离子电池与以往的铅电池、镍镉电池、镍氢电池等二次电池相比，轻量且小型，并且具有高能量，因此被使用作为手机、笔记本型个人计算机等便携用电子设备的电源。而且，近年来，锂离子电池也被讨论作为电力机动车、混合动力机动车、电动工具等的高输出电源，对于作为这些高输出电源而使用的电池，要求高速的充放电特性。

然而，电极活性物质，例如，包括具有能够将锂离子可逆地提取/插入的性质的含Li金属氧化物的电极材料存在电子传导性低这样的问题。因此，为了提高电极材料的电子传导性，提出了如下形成的电极材料：利用作为碳源的有机成分覆盖电极活性物质的粒子表面，然后使有机成分碳化，由此在电极活性物质的表面形成碳质覆膜，并将该碳质覆膜的碳介入作为电子传导性物质（专利文献1）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-15111号公报

发明内容

为了利用电极活性物质作为锂离子电池的电池材料，电极活性物质的电子导电性不可或缺，该电极活性物质的电子导电性越高越优选。

然而，在将以往的载持有机化合物而成的电极活性物质或电极活性物质的前驱体在非氧化性气氛中烧制而成的电极材料中，通过烧制时的有机化合物的热分解而生成的芳香族系碳化合物发生缩合，由此在电极活性物质的表面形成碳质覆膜，另一方面，芳香族系碳化合物在高温下具有挥发性，尤其是在500℃以上且1000℃以下的烧制温度下，芳香族系碳化合物中的气化物质的浓度越高，碳质覆膜的载持量越多，而且覆膜的厚度也越厚，但气化物质的浓度越低，碳质覆膜的载持量越少，而且覆膜的厚度越薄。

因此，在电极活性物质的一次粒子的集合体中，在电极活性物质彼此未凝集的情况下，及即便为凝集体也是空隙多的凝集体的情况下，在非氧化性气氛下进行烧制时，芳香族系碳化合物的气化物质的浓度降低，整体性或局部性地碳质覆膜的载持量减少，存在碳质覆膜的厚度变薄且碳质覆膜的覆盖率下降的问题点。

本发明为了解决上述的课题而作出，目的在于提供一种电极材料及其制造方法，在将表面形成有碳质覆膜的电极活性物质作为电极材料使用时，所述电极材料能够减少碳质覆膜的载持量的不均，而且改善电子导电性。

本发明人为了解决上述课题而进行了仔细研究的结果是，发现了在制造电极材料时，通过将包含电极活性物质或电极活性物质的前驱体和有机化合物在内的浆料中的电极活性物质或电极活性物质的前驱体的粒度分布的D90相对于D10之比（D90/D10）设为5以上且30以下，能够将得到的凝集体的体积密度形成为设该凝集体为实心时的体积密度的50体积%以上且80体积%以下，因此，能够提高该凝集体的内部的芳香族系碳化合物的气化物质的浓度，其结果是，能够在凝集体内的电极活性物质的表面载持不均少的碳质覆膜，从而完成了本发明。

即，本发明的电极材料的特征在于，由将在表面形成有碳质覆膜的电极活性物质粒子凝集而成的凝集体构成，所述凝集体的平均粒子径为0.5μm以上且100μm以下，所述凝集体的体积密度是设所述凝集体为实心时的体积密度的50体积%以上且80体积%以下。

在本发明的电极材料中，优选的是，所述电极活性物质的表面的80%以上由所述碳质覆膜覆盖。