[发明专利]电极密度及电极孔隙率的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用X射线衍射(X-ray diffraction)的电极密度及电极孔隙率的测定方法。

背景技术

最近，随着信息通信产业的发展，电子设备被小型化、轻量化、薄型化及便携化，随之，对作为这种电子设备的电源而使用的电池的高能量密度的要求正在提高。锂二次电池作为最能够良好地满足这种需求的电池，当前对这种锂二次电池的研究正活跃地进行。

通常，使用于锂二次电池的电极的电极密度或孔隙率是向正极或负极活性物质混合溶剂并根据需要混合粘合剂、导电剂并搅拌而制造浆料之后将上述浆料涂敷(涂布)于金属材料的正极或负极的电极基材上、之后在以适当的压力按压的状态下取得的。此时，所按压的压力越大，孔隙率越减小，电极密度越增加。

在上述锂二次电池中，电极密度及电极孔隙率与包括电池的能量密度、电极的导电率及离子传导率在内的多种电池特性相关。因此，适当的电极密度及电极空隙可能根据所需的电池特性而不同，在电极的生产过程中，将其偏差最小化是非常重要的。

到目前为止，测定电极密度(density；D)的方法在每当需要时裁取特定面积的电极来测定电极的质量和厚度并利用从各个值中减去相同面积的电极基材、即铜或铝等金属的质量和厚度而得到的值来进行测定。

并且，电极孔隙率(porosity；P)通过以下方式取得：利用裁取上述特定面积的电极而取得的电极密度，从1中减去上述电极密度之后，将该值除以从电极中除了电极基材以外的密度，之后以百分比进行换算。

如上述方法的电极密度及电极孔隙率的测定存在如下问题。首先，由于在每当需要对于各个电极的密度及孔隙率时都要裁取电极，因此每次测定时都要破坏电极的一部分，因而不仅消耗费用，而且还消耗时间，并且为了在电极中测定除了电极基材以外的质量及厚度，需要在用预定的溶剂溶解电极基材之后，对其进行测定，因此，测定过程复杂。

因此，需要能够不会破坏所要测定的电极、减少误差并有效地测定电极密度及电极孔隙率的方法。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明所要解决的课题在于提供利用X射线衍射(X-ray diffraction)以非破坏性的方法有效地测定电极密度及空隙率的方法。

解决技术问题的手段

为了解决上述课题，本发明提供电极密度的测定方法，包括步骤：通过X射线衍射求得用于计算得密度的电极活性物质的I_{平行方向峰值}/I_{垂直方向峰值}值的步骤；和根据预先求得的电极密度及电极活性物质的I_{平行方向峰值}/I_{垂直方向峰值}值之间的预先取得的相关关系式，算出所要求得的电极密度的步骤。

并且，本发明提供电极孔隙率的测定方法，包括：步骤1)，通过X射线衍射而求得所要求得孔隙率的电极活性物质的I_{平行方向峰值}/I_{垂直方向峰值}值；及步骤2)，根据预先求得的电极孔隙率及电极活性物质的I_{平行方向峰值}/I_{垂直方向峰值}值之间的预先取得的相关关系式，来算出所要求得的电极空隙率。

有益效果

根据本发明的电极密度及电极孔隙率的测定方法，由于利用X射线衍射，因而能够以非破坏性的方法有效地测定电极密度及电极孔隙率。

附图说明

本说明书所附的以下附图例示本发明的优选实施例，起到与上述的发明内容一同使本发明的技术思想得到更好的理解的作用，因此，本发明不应解释为仅限于这种附图所记载的事项。

图1(A)表示涂敷于电极的电极活性物质的结构，图1(B)表示X射线的衍射原理，图1(C)为表示通过X射线衍射而取得的涂敷于电极的电极活性物质(例如，石墨)的峰值的图表。

图2(A)为表示根据本发明的一实施例而在电极活性物质以与电极的基材面平行的方式排列的情况下通过X射线衍射而取得的峰值的图表，图2(B)为表示在电极活性物质以与电极的基材面垂直的方式排列的情况下通过X射线衍射而取得的峰值的图表。

图3为表示本发明一实施例的电极密度和I₀₀₄/I₁₁₀的相关关系的图表。

图4为表示本发明一实施例的电极孔隙率和I₀₀₄/I₁₁₀的相关关系的图表。

具体实施方式

以下，为了有助于对本发明的理解，对本发明更加详细地进行说明。