[发明专利]电极材料及其制造方法

说明书

本发明提供一种能够得到循环特性及输入输出特性优异，并且能够抑制单元膨胀的锂离子电池的电极材料及该电极材料的制造方法。所述电极材料具有电极活性物质和包覆该电极活性物质的表面的热解碳质电子导电性膜，所述电极材料的特征在于，所述电极材料的、使用四丁基氢氧化铵并利用反滴定法定量的表面酸量在该电极材料单位表面积中为1μmol/m²以上且5μmol/m²以下。

技术领域

本发明涉及一种电极材料及其制造方法。

背景技术

近年来，作为小型、轻量、高容量的电池，提出有锂离子电池等非水电解液系二次电池，且已被投入使用。该锂离子电池由具有能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的正极及负极和非水系电解质构成。

与以往的铅电池、镍镉电池、镍氢电池等二次电池相比，锂离子电池为轻量且小型，并且具有高能量，用作移动电话、笔记本型个人计算机等携带用电子设备的电源，但是近年来，也作为电动车、混合动力汽车、电动工具等的高输出电源而进行研究。对用作这些高输出电源的电池的电极活性物质要求高速的充放电特性。并且，在发电负荷的平滑化或固定用电源、备用电源等大型电池中的应用也进行着研究，长期安全性、可靠性以及无资源量的问题这也受到重视。

锂离子电池的正极由电极材料构成，所述电极材料包含被称作正极活性物质的具有能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的含Li金属氧化物、导电助剂及粘合剂，通过将该电极材料涂布于被称作集电体的金属箔的表面而制成正极。作为该锂离子电池的正极活性物质，通常使用钴酸锂(LiCoO₂)，此外，使用镍酸锂(LiNiO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)等锂(Li)化合物。在这些之中，钴酸锂或镍酸锂有元素的毒性或资源量的问题、充电状态的不稳定性等问题。并且，锰酸锂被指出在高温下溶解于电解液中的问题，长期安全性、可靠性优异的以磷酸铁锂为代表的具有橄榄石结构的磷酸盐系电极材料近年来备受瞩目(例如，专利文献1)。

由于上述磷酸盐系电极材料的电子导电性不充分，所以为了进行大电流的充放电，需要采取粒子的微细化、与导电性物质的复合化等各种方法，需作出很大的努力。然而，使用大量的导电性物质的复合化会导致电极密度的降低，因此会引起电池的密度降低、即每单位容积的容量降低。作为解决该问题的方法，发现了使用有机物溶液作为电子导电性物质即碳前体的热解碳包覆法(例如，专利文献2)。关于通过将有机物溶液与电极活性物质粒子混合后进行干燥并在非氧化性气氛下进行热处理而使有机物碳化的本方法，能够将所需最低限度的电子导电性物质尤为高效地包覆于电极活性物质粒子表面，不会使电极密度大幅降低，便能够实现导电性的提高。

专利文献1：日本特开2013-161654号公报

专利文献2：日本特开2001-015111号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，利用本方法得到的正极材料的表面为碳质材料，因此与电解质的润湿性并不充分。因此，电解质-正极材料界面上的Li离子的嵌入和脱嵌势垒大，成为高输出化的障碍。尤其，近年来在安全性或循环寿命的观点上备受瞩目的无机固体电解质或高分子固体电解质中，容易由充放电时的体积变化而产生固体-固体界面的剥离等，其影响特别大。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够得到循环特性及输入输出特性优异，并且能够抑制单元膨胀(cell swelling)的锂离子电池的电极材料及该电极材料的制造方法。

用于解决问题的方案