[发明专利]锂离子电池或电容器用电极材料、电极、电池、电容器、电子设备、该电极材料的制造方法

说明书

本发明提供一种在不使电极特性降低的情况下弥补疏水性活性物质的缺点且对疏水性活性物质赋予亲水性而能够发挥优异的分散性的锂离子电池用或锂离子电容器用的电极材料、电极、电池、电容器、电子设备、该电极材料的制造方法。一种锂离子电池用或锂离子电容器用的电极材料，其中，所述电极材料包含将B成分承载或被覆于A成分的表面而成的复合粉末，A成分包含可电化学性地吸留及释放锂离子的材料，B成分为硫改性纤维素，相对于所述A成分及所述B成分的合计量100质量％，所述B成分为0.01质量％以上。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用电极材料、锂离子电容器用电极材料、电极、电池、电容器、电子设备、锂离子电池用电极材料的制造方法以及锂离子电容器用电极材料的制造方法。

背景技术

近年来，随着笔记本电脑(notebook personal computer)、智能手机、便携式游戏设备、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等便携式电子设备、电动汽车、家庭太阳光发电等的普及，对于这些中使用的可重复充放电的蓄电器件(device)的性能的要求提高。为了使便携式电子设备更加轻量化且能够长时间使用，另外为了能够使电动汽车长距离行驶，需要蓄电器件的小型化及高能量密度化。作为蓄电器件，可列举二次电池或电容器(capacitor)等。目前，尤其是将二次电池用作便携式电子设备的电源、电动汽车用电源、家庭用蓄电池等。

现有技术中，作为二次电池，主流为镍-镉(Ni-Cd)电池、镍-氢(Ni-MH)电池等碱性二次电池，但是由于所述小型化及高能量密度化的要求，存在锂离子电池的使用增加的倾向。另外，在输出密度优异的电容器中，锂离子电容器因是高能量密度而被期待增加在输出用途中的使用。

锂离子电池通常包含正极、负极、电解液或电解质、间隔件等。电极(正极或负极)例如是通过将包含电极材料(主要是指活性物质)、黏合剂以及导电助剂的浆料涂敷于集电体上并进行干燥而制作。

作为市售的锂离子电池的正极材料(主要是指正极活性物质)，使用钴酸锂(LiCoO₂)或三元系材料(Li(Ni,Co,Mn)O₂)等。它们的实用的放电容量为150mAh/g～160mAh/g左右。钴或镍为稀有金属，因此，需要代替这些稀有金属的正极材料。另外，作为负极材料(主要是指负极活性物质)，使用石墨(黑铅)或硬碳、钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)等。它们的实用的放电容量为150mAh/g～350mAh/g左右，要求进一步的高容量化。

涉及多方面的电极材料中，硫的每单位重量的反应电子数量大、理论容量为1672mAh/g，并且材料成本也低，因此作为有魅力的电极材料而为人所知。另外，硫在2V(vs.Li/Li+)附近示出充放电平稳部，也可以作为正极，也可以作为负极。

然而，包含硫的电极在Li化(用作正极的情况下进行放电、用作负极的情况下进行充电)时生成多硫化锂(Li₂S_x：x＝2～8)或低分子量的硫化物，且容易溶出至电解液中(特别是，碳酸酯系溶媒)，难以维持可逆的稳定的容量。因此，为了抑制硫溶出至电解液中，除了具有-CS-CS-键或-S-S-键的硫系有机材料以外，也提出有在硫中复合了硫以外的材料而成的材料等硫系电极材料。

另外，最近，提出有含有硫的有机化合物作为电极材料(专利文献1～专利文献7及非专利文献1～非专利文献5)。其中，发现经硫化的聚丙烯腈(硫改性聚丙烯腈)可获得500mAh/g～700mAh/g的可逆容量和稳定的寿命特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2010/044437号公报

专利文献2：日本专利特开2014-179179号公报

专利文献3：日本专利特开2014-96327号公报