[发明专利]锂离子电池用电极材料及锂离子电池

说明书

本发明提供一种锂离子电池用电极材料及锂离子电池，所述锂离子电池用电极材料能够获得电池构成部件中的任一个的周围均Li离子迁移优异，并且能够抑制LFMP活性物质周围的电解液分解量，且循环特性及输入特性优异的锂离子电池。本发明的锂离子电池用电极材料的特征在于，包含由LiMPO₄所表示的活性物质，所述LiMPO₄中，M为选自由Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Al、Ga、Mg、Ca组成的组中的至少一种，使用了碳酸二乙酯的吸油量即DEC吸油量为50cc/100g以上且80cc/100g以下，该DEC吸油量与使用了N‑甲基‑2‑吡咯烷酮的吸油量即NMP吸油量之比即DEC/NMP为1.3以上且1.8以下。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用电极材料及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池与铅酸电池、镍氢电池相比能量密度、功率密度高，利用于以智能手机等小型电子设备为代表的家用备用电源、电动工具等各种用途中。并且，作为用于储存太阳能发电、风力发电等可再生能源，正推进大容量的锂离子电池的实用化。

锂离子电池具备正极、负极、电解液及隔膜。作为构成正极的电极材料，可使用钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)及由LiMPO₄(M＝Fe、Mn、Co、Ni等)表示的化合物等。

由LiMPO₄(M＝Fe、Mn、Co、Ni等)表示的材料中，以Mn作为主剂的LiMnPO₄(LMP)、LiFe_xMn_1-xPO₄(LFMP)活性物质与现有的LiCoO₂等氧化物类活性物质相比，具备具有源自高结构稳定性的高安全性及源自高电池反应电压(4.1V)的高能量密度的特征，且是作为车载用电池的活性物质材料可期待今后实用化的材料。

目前为止，以改善LMP、LFMP活性物质的电池特性为目的，推进了通过粒子的微细化来增大Li反应面积、通过异种元素取代来抑制结构变形、通过改良碳涂层来改善电子导电性，并报道了在低速率下显现良好的电池特性的材料(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开2015-60799号公报

发明内容

发明要解决的问题

LFMP活性物质具有缺乏循环特性及高速率输入特性的问题，为了该材料的实用化需要改善这些特性。

LFMP活性物质缺乏循环特性及高速率输入特性的主要原因之一在于活性物质周围的电解液保持性的影响。活性物质周围的电解液保持性过低时，围绕活性物质的Li离子迁移变慢，电池反应受到限制，由此循环特性或输入特性恶化。另一方面，活性物质周围的电解液保持性过高时，活性物质过多地保持电解液，因此原来应遍及隔膜或负极的电解液不足，围绕隔膜或负极的Li离子迁移变慢，电池反应受到限制，由此循环特性或输入特性恶化。而且，充电时LFMP活性物质的周围暴露于4.1V以上的高电压中，因此当活性物质周围的电解液保持性过高时，电解液分解量显著变多。该电解液分解中不可逆地使用电池容量，由此循环特性恶化，进而因电解液分解沉积物的残留而电阻增大并输入特性恶化。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种锂离子电池用电极材料及锂离子电池，所述锂离子电池用电极材料能够获得电池构成部件中的任一个的周围均Li离子迁移优异，并且能够抑制LFMP活性物质周围的电解液分解量，且循环特性及输入特性优异的锂离子电池。

用于解决问题的方案