本發(fā)明涉及正極組合物、正極、電池、正極形成用涂液的制造方法、正極的制造方法及電池的制造方法。

背景技術(shù)：

1、由于環(huán)境·能源問題的加劇，正在積極進(jìn)行減少對化石燃料的依賴度的、為了實(shí)現(xiàn)低碳社會的技術(shù)的開發(fā)。作為這樣的技術(shù)開發(fā)，有混合動力電動汽車、電動汽車等低公害車的開發(fā)、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等自然能源發(fā)電·蓄電系統(tǒng)的開發(fā)、效率良好地供給電力并減少輸電損耗的新一代輸電網(wǎng)的開發(fā)等，涉及多方面。

2、在這些技術(shù)中共用且必需的關(guān)鍵裝置之一是電池，對于這樣的電池，為了使系統(tǒng)小型化要求高能量密度。另外，為了能夠不被使用環(huán)境溫度影響地進(jìn)行穩(wěn)定的電力供給而要求高輸出特性。此外，還要求能耐受長期使用的良好的循環(huán)特性等。因此，正在迅速地進(jìn)行從以往的鉛蓄電池、鎳-鎘電池、鎳-氫電池向具有更高的能量密度、輸出特性及循環(huán)特性的鋰離子二次電池的更替。

3、以往，鋰離子二次電池的正極通過將含有正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料及粘結(jié)材料(也稱為粘結(jié)劑)的正極糊劑涂敷于集電體來制造。作為正極活性物質(zhì)，使用了鈷酸鋰、錳酸鋰等含鋰復(fù)合氧化物。另外，由于正極活性物質(zhì)的導(dǎo)電性不足，因此出于賦予導(dǎo)電性的目的，實(shí)施了向正極糊劑中添加炭黑等導(dǎo)電材料的操作(例如，專利文獻(xiàn)1)。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)1：日本特開2008-227481號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、近年來，要求進(jìn)一步提高鋰離子二次電池等電池的性能。

3、本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)阻小、并且放電速率特性及循環(huán)特性優(yōu)異的電池的正極組合物。另外，本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)阻小、并且放電速率特性及循環(huán)特性優(yōu)異的電池的正極形成用涂液的制造方法。另外，本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)阻小、并且放電速率特性及循環(huán)特性優(yōu)異的電池的正極及其制造方法。此外，本發(fā)明的目的在于提供具備上述正極的電池及其制造方法。

4、用于解決課題的手段

5、本發(fā)明例如涉及下述<1>～<7>。

6、<1>正極組合物，其含有炭黑、碳納米管、粘結(jié)材料、和活性物質(zhì)，

7、前述碳納米管具有5～15nm的平均直徑，

8、將前述炭黑區(qū)分為第一一次聚集體、第二一次聚集體、第三一次聚集體和第四一次聚集體時，前述第二一次聚集體及前述第三一次聚集體的合計數(shù)相對于前述第一一次聚集體、前述第二一次聚集體、前述第三一次聚集體及前述第四一次聚集體的合計數(shù)而言的個數(shù)比例為22％以上，

9、所述第一一次聚集體的利用下式(x)求出的x值大于1.7，

10、所述第二一次聚集體的前述x值為1.7以下、并且利用下式(y)求出的y值為1.2以下，

11、所述第三一次聚集體的前述x值為1.7以下、前述y值大于1.2、并且利用下式(z)求出的z值為2.0以下，

12、所述第四一次聚集體的前述x值為1.7以下、前述y值大于1.2、并且前述z值大于2.0。

13、x＝l/w????(x)

14、y＝p2/4πa????(y)

15、z＝(l×w)/a????(z)

16、[式中，利用透射電子顯微鏡得到的一次聚集體的二維投影圖像中的、前述一次聚集體的短軸方向的弗雷特直徑為w(μm)，前述一次聚集體的長軸方向的弗雷特直徑為l(μm)，前述一次聚集體的周長為p(μm)，前述一次聚集體的投影面積為a(μm2)。]

17、<2>如<1>所述的正極組合物，其中，前述碳納米管的前述平均直徑相對于bet比表面積之比(平均直徑/bet比表面積)為0.01～0.1nm/(m2/g)。

18、<3>正極，其包含由<1>或<2>所述的正極組合物形成的復(fù)合材料層。

19、<4>電池，其具備<3>所述的正極。

20、<5>正極形成用涂液的制造方法，其包括：

21、混合工序，其將炭黑與第一液態(tài)介質(zhì)混合，從而得到含有前述炭黑及前述第一液態(tài)介質(zhì)的第一劑；和

22、涂液形成工序，其將前述第一劑、含有碳納米管及第二液態(tài)介質(zhì)的第二劑、含有粘結(jié)材料及第三液態(tài)介質(zhì)的第三劑、與活性物質(zhì)混合，從而形成正極形成用涂液，

23、前述碳納米管具有5～15nm的平均直徑，

24、將前述炭黑區(qū)分為第一一次聚集體、第二一次聚集體、第三一次聚集體和第四一次聚集體時，前述第二一次聚集體及前述第三一次聚集體的合計數(shù)相對于前述第一一次聚集體、前述第二一次聚集體、前述第三一次聚集體及前述第四一次聚集體的合計數(shù)而言的個數(shù)比例為22％以上，

25、所述第一一次聚集體的利用下式(x)求出的x值大于1.7，

26、所述第二一次聚集體的前述x值為1.7以下、并且利用下式(y)求出的y值為1.2以下，

27、所述第三一次聚集體的前述x值為1.7以下、前述y值大于1.2、并且利用下式(z)求出的z值為2.0以下，

28、所述第四一次聚集體的前述x值為1.7以下、前述y值大于1.2、并且前述z值大于2.0。

29、x＝l/w????(x)

30、y＝p2/4πa????(y)

31、z＝(l×w)/a????(z)

32、[式中，利用透射電子顯微鏡得到的一次聚集體的二維投影圖像中的、前述一次聚集體的短軸方向的弗雷特直徑為w(μm)，前述一次聚集體的長軸方向的弗雷特直徑為l(μm)，前述一次聚集體的周長為p(μm)，前述一次聚集體的投影面積為a(μm2)。]

33、<6>正極的制造方法，其包括下述正極形成工序：將由<5>所述的制造方法制造的正極形成用涂液涂布于集電體上，在前述集電體上形成由含有前述炭黑、前述碳納米管、前述粘結(jié)材料及前述活性物質(zhì)的正極組合物形成的復(fù)合材料層，得到包含前述集電體及前述復(fù)合材料層的正極。

34、<7>電池的制造方法，其包括下述正極形成工序：將由<5>所述的制造方法制造的正極形成用涂液涂布于集電體上，在前述集電體上形成由含有前述炭黑、前述碳納米管、前述粘結(jié)材料及前述活性物質(zhì)的正極組合物形成的復(fù)合材料層，得到包含前述集電體及前述復(fù)合材料層的正極。

35、發(fā)明的效果

36、根據(jù)本發(fā)明，提供能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)阻小、并且放電速率特性及循環(huán)特性優(yōu)異的電池的正極組合物。另外，根據(jù)本發(fā)明，提供能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)阻小、并且放電速率特性及循環(huán)特性優(yōu)異的電池的正極形成用涂液的制造方法。另外，根據(jù)本發(fā)明，提供能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)阻小、并且放電速率特性及循環(huán)特性優(yōu)異的電池的正極及其制造方法。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供具備上述正極的電池及其制造方法。

技術(shù)特征：

1.正極組合物，其含有炭黑、碳納米管、粘結(jié)材料、和活性物質(zhì)，

2.如權(quán)利要求1所述的正極組合物，其中，所述碳納米管的所述平均直徑相對于bet比表面積之比(平均直徑/bet比表面積)為0.01～0.1nm/(m2/g)。

3.正極，其包含由權(quán)利要求1或2所述的正極組合物形成的復(fù)合材料層。

4.電池，其具備權(quán)利要求3所述的正極。

5.正極形成用涂液的制造方法，其包括：

6.正極的制造方法，其包括下述正極形成工序：將由權(quán)利要求5所述的制造方法制造的正極形成用涂液涂布于集電體上，在所述集電體上形成由含有所述炭黑、所述碳納米管、所述粘結(jié)材料及所述活性物質(zhì)的正極組合物形成的復(fù)合材料層，得到包含所述集電體及所述復(fù)合材料層的正極。

7.電池的制造方法，其包括下述正極形成工序：將由權(quán)利要求5所述的制造方法制造的正極形成用涂液涂布于集電體上，在所述集電體上形成由含有所述炭黑、所述碳納米管、所述粘結(jié)材料及所述活性物質(zhì)的正極組合物形成的復(fù)合材料層，得到包含所述集電體及所述復(fù)合材料層的正極。

技術(shù)總結(jié)
正極組合物，其含有炭黑、碳納米管、粘結(jié)材料、和活性物質(zhì)，將炭黑區(qū)分為第一一次聚集體、第二一次聚集體、第三一次聚集體和第四一次聚集體時，第二一次聚集體及第三一次聚集體的合計數(shù)的個數(shù)比例為22％以上，所述第一一次聚集體的X值大于1.7，所述第二一次聚集體的Y值為1.2以下，所述第三一次聚集體的Z值為2.0以下，所述第四一次聚集體的X值為1.7以下、Y值大于1.2、并且Z值大于2.0。式中，一次聚集體的短軸方向的弗雷特直徑為W(μm)，長軸方向的弗雷特直徑為L(μm)，周長為P(μm)，投影面積為A(μm<supgt;2</supgt;)。X＝L/W(X)，Y＝P<supgt;2</supgt;/4πA(Y)，Z＝(L×W)/A(Z)。

技術(shù)研發(fā)人員：日高將智,永井達(dá)也,原田祐作,伊藤哲哉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電化株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6