[发明专利]锂离子二次电池的电极及该电极用浆料的制备方法以及该电极的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于锂离子二次电池的电极及制备该电极用浆料的方法以及制作该电极的方法。

背景技术

以往，公开有如下电极：具备集电体和配置于该集电体上的活性物质层，活性物质层包括活性物质组合物及网格状结构体，网格状结构体包括碳纳米管和粘结剂(例如，参考专利文献1)。该电极中，网格状结构体进一步包括分散剂，形成网格状结构体的碳纳米管彼此电连结。并且，网格状结构体具有网格形状，且构成为包含于活性物质的内部而发挥一种骨架作用。另外，网格状结构体优选作为导电层被配置在包括集电体与活性物质组合物的层之间，导电层与活性物质层区分而作为单独的层存在时，导电层发挥粘结活性物质组合物层与集电体的粘着层的作用，且导电层与活性物质层混合而消失时，在电极制造过程中，活性物质组合物以扩散于导电层的网格状结构体内部的状态存在。

并且，公开有如下电池电极合剂：包括正极活性物质、粘结剂及导电赋予剂，且导电赋予剂为含有碳纳米管的碳质材料或含有内含金属离子的碳纳米管的碳质材料(例如，参考专利文献2)。该电池电极合剂中，正极活性物质为二氧化锰或锂过渡金属氧化物。如此构成的电池电极合剂中，在作为正极活性物质使用的二氧化锰、锂过渡金属氧化物等中，作为导电赋予剂添加混合含碳纳米管的碳质材料或含有内含金属离子的碳纳米管的碳质材料，因此能够提高电子导电性。

并且，公开有如下锂二次电池用正极活性物质：包括微细多孔性碳系物质和锂复合化合物的组装体及形成于该组装体的表面的碳层(例如，参考专利文献3)。该锂二次电池用正极活性物质中，锂复合化合物与微细多孔性碳系物质的混合比率为99:1质量％～70:30质量％，正极活性物质还包括导电性物质。并且，导电性物质为碳黑、碳纳米管、碳纳米纤维、气相生长碳纤维(VGCF)、碳粉体及石墨粉体或它们的组合。如此构成的锂二次电池用正极活性物质中，若将导电性物质的含量设定为相对于100质量份的正极活性物质为约1质量份～约5质量份的范围内，则能够赋予适当的传导性。

另外，公开有如下正极形成材料：包括正极活性物质的粒子和在这些正极活性物质的粒子表面以网格状附着的微细碳纤维(例如，参考专利文献4)。该正极形成材料中，正极活性物质为平均粒径为0.03μm～40μm的微粒子。并且，微细碳纤维为平均纤维直径为1nm～100nm，纵横尺寸比为5以上的碳纳米纤维。另外，这些碳纳米纤维的表面被氧化处理。如此构成的正极形成材料中，能够在正极活性物质的粒子表面形成作为微细碳纤维的碳纳米纤维以网格状分散而附着的正极，因此能够以比较少量的碳纤维量提高正极的导电性，并提高电池的输出功率。并且，作为上述微细碳纤维的碳纳米纤维的表面被氧化处理而亲水化，因此在水溶液中良好地进行分散。其结果，不需要分散剂，因此不会因分散剂的分解而产生气体，能够形成输出特性优异的正极。另外，能够与作为微细碳纤维的碳纳米纤维一同并用比正极活性物质微细的碳粉末，例如平均一次粒径为10nm的碳黑等。由此，微细的碳粉末进入正极活性物质的粒子之间的间隙中，能够进一步提高导电性。

专利文献1：日本专利公开2009-170410号公报(权利要求1～3，[0011]、[0020]段)

专利文献2：日本专利公开平7-14582号公报(权利要求1及2，[0011]段)

专利文献3：日本专利公开2011-238586号公报(权利要求1及6～8，[0027]段)

专利文献4：日本专利公开2008-270204号公报(权利要求1及2，[0010]、[0011]、[0027]段)