[发明专利]用于锂离子二次电池的正极、其制造方法及锂离子二次电池

说明书

相关申请的交叉参考

本发明包含于2007年11月14日向日本专利局提交的日本专 利申请JP 2007-295176的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于锂离子二次电池的正极、制造该正极的方 法、以及采用该正极的锂离子二次电池。

背景技术

随着目前移动设备的性能和多功能性的提高，作为其电源的二 次电池容量的增大已经成为迫切的需求。作为能够满足该需求的二 次电池，使用钴酸锂用于正极、使用石墨用于阴极以及使用包含锂 盐支持电解质的有机混合溶剂用于电解液的非水电解质二次电池 引起人们的关注。

在最大以4.2V工作的非水电解质二次电池中，用于正极的正 极活性物质，例如钴酸锂，实际应用时仅提供约为理论容量60％的 容量。因而，通过进一步提高充电电压，理论上能够应用剩余的容 量。事实上，已知通过将充电上限电压设置为4.25V以上可以提高 能量密度(例如，见PCT公开第03/019713号)。为了满足对于增 大容量的要求，近年来已经对采用硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)等 的高容量负极进行了积极的研究。

上述非水电解质二次电池主要用于诸如笔记本式个人电脑和 移动电话的移动装置中，并且由于从这些设备中散发的热或在移动 车辆内部的热而长期暴露于相对较高的温度下。当充电的非水电解 质二次电池暴露于这种环境中时，由于正极与电解液的反应可能产 生气体。

当产生气体时，而且例如，当非水电解质二次电池封装在由层 压膜形成的外壳构件中时，外壳构件膨胀从而其厚度增加，因而不 适合电子设备的电池壳体的规格。由于正极与电解质的反应，电池 的内电阻增大，从而不能充分利用容量。

这种现象导致在具有原有工作电压的电池中产生问题，并且显 著地发生在将上限电压设定为4.25V以上的电池中。我们认为这是 因为与原有系统相比正极的电位升高并且因此促进了与电解质的 反应性。同样，这种现象导致在使用硅(Si)、锗(Ge)或锡(Sn) 用于负极的高容量电池中产生问题。这是因为负极的电位高于原有 的石墨负极。因而，即使当以原有的工作电压进行使用时，与原有 系统相比正极的电位也得到提高。

使用该负极的电池具有关于循环特性的问题。然而，已经提出 使用在分子中包含氟的电解质，因而极大地改善了循环特性。

然而，当保存在高温下时，氟基电解质被正极分解，从而促使 气体产生。

另一方面，为了解决上述问题，本发明的发明人已经提出一种 使用正极活性物质的方法，该正极活性物质的表面涂覆有另一种化 合物；或者在制造正极混合物浆料时用化合物涂覆其表面以形成稳 定的表面层并因而抑制与电解质的反应性的方法 (JP-A-2007-335331)。

发明内容

作为本发明的发明人深入研究的结果，已经明了，对于发明人 的早期提案仍有进一步改进的余地。

即，通过实施上述处理可证实，正极混合浆的特性和状态在制 造电极的时候发生变化，从而使得难以用浆料涂覆集电体。特别地， 由于在正极混合浆料中的导电材料中的碳粘附从而使浆料的流动 性劣化，因而应增加在浆料中使用的所添加的分散介质的量。相反， 当添加的分散介质的量增加时，在存储浆料的过程中易于发生分 离。

当使用大量分散介质时，用于原料的成本提高并且在涂覆浆料 之后需要大量的热来使浆料干燥，从而降低了生产率。并且也已经 证实，导电材料和粘合剂在干燥的混合物层中的分布偏离因此电极 混合物层易于从集电体分离。因而，存在着这样的问题，即在卷绕 时混合物层脱落，或者由于电池长时间的循环使其容量减少。

因此，需要提供一种用于锂离子二次电池的正极，其具有优异 的高温存储特性并且在均匀性、耐久性以及正极混合物层的生产率 方面都是优异的，并需要提供一种制造该正极的方法、以及采用该 正极的锂离子二次电池。

本发明人进行了深入研究从而实现了上述需要并且发现上述 需要能够通过将含硫(S)或磷(P)的化合物以及作为主要粘合剂 的聚合物与预定的异种聚合物结合来实现。