[发明专利]锂离子二次电池用电极材料、锂离子二次电池用电极及锂离子二次电池

说明书

本发明的课题在于提供一种兼顾了电子导电性和锂扩散性的锂离子二次电池用电极材料、使用了该锂离子二次电池用电极材料的电极及使用了该电极的锂离子二次电池。本发明的锂离子二次电池用电极材料的特征在于，包含碳质包覆电极活性物质，该碳质包覆电极活性物质具有：电极活性物质的一次粒子及作为该一次粒子的集合体的二次粒子；以及碳质覆膜，该碳质覆膜包覆所述电极活性物质的一次粒子及作为该一次粒子的集合体的二次粒子，由所述碳质包覆电极活性物质的通过BET法求出的比表面积估算的平均一次粒径A(nm)与所述电极活性物质的微晶直径B(nm)之比A/B为1以上且2.5以下。

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池用电极材料、锂离子二次电池用电极及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池与铅酸电池、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二次电池的实用化。

锂离子二次电池具备正极、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)、磷酸铁锂(LiFePO₄)等具有能够可逆地脱嵌锂离子的性质的含锂金属氧化物，正在从电池的高容量化、长寿命化、安全性的提高、低成本化等各种观点考虑对改良进行着研究。

例如，在专利文献1中公开有由被碳质覆膜包覆表面的磷酸铁锂粒子构成的电极材料。

磷酸铁锂颗粒中的碳有作为碳涂层包覆一次粒子的表面的碳及作为分离碳而存在于一次粒子之间的碳。磷酸铁锂颗粒中的碳可提高电子导电性，但是存在阻碍锂的扩散的问题。

专利文献1：日本特开2013-157260号公报

发明内容

发明要解决的问题

关于碳的分离量多的颗粒，评价通过BET法求出的比表面积时，比表面积由碳的多孔性而增加，并由此计算出的粒径微小化。并且，如碳涂层中存在许多裂纹的颗粒的比表面积也同样地增加。这种比表面积大的颗粒会导致电子导电性下降。

上述专利文献1中，虽然已确定碳涂层的厚度及总碳量，但是未对碳涂层的状态、分离碳量进行充分研究。

用于解决问题的方案

本发明是鉴于这种实际情况而完成的，且其目的在于提供一种兼顾了电子导电性和锂扩散性的锂离子二次电池用电极材料、使用了该锂离子二次电池用电极材料的电极及使用了该电极的锂离子二次电池。

为了解决上述问题，本发明人等进行深入研究的结果，发现了能够通过下述发明解决该问题。

[1]一种锂离子二次电池用电极材料，其特征在于，包含碳质包覆电极活性物质，该碳质包覆电极活性物质具有：电极活性物质的一次粒子及作为该一次粒子的集合体的二次粒子；以及碳质覆膜，其包覆所述电极活性物质的一次粒子及作为该一次粒子的集合体的二次粒子，由所述碳质包覆电极活性物质的通过BET法求出的比表面积估算的平均一次粒径A(nm)与所述电极活性物质的微晶直径B(nm)之比A/B为1以上且2.5以下。

[2]根据上述[1]所述的锂离子二次电池用电极材料，其特征在于，所述电极活性物质由通式Li_xA_yD_zPO₄(其中，A为选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr构成的组中的至少1种，D为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc及Y构成的组中的至少1种，0.9＜x＜1.1，0＜y≤1.0，0≤z＜1.0，0.9＜y+z＜1.1)表示。