[发明专利]层状结晶性物质、电极材料的制造方法及蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及钒氧化物的层状结晶性物质的技术，特别是能够有效用于锂离子二次电池的正极活性物质等的技术。

背景技术

以下说明的技术是在完成本发明的过程中，本发明人所研究的内容，其概要如下。

对于锂离子二次电池，正在尝试通过在正极使用从最初开始就插入有锂离子的活性物质，由此提高电池特性。作为该活性物质，五氧化二钒被认为具有前景。对于该五氧化二钒，例如特愿2006-306018号所述，作为正极活性物质，规定层长的微细晶体构造是有效的。

该五氧化二钒如上述申请中所述，通过以下制造工序进行制造。即，对于钒源，作为层状结晶性物质，使用五氧化二钒。作为锂源，使用硫化锂。另外，将3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)用作含硫有机导电性聚合物的单体。在水中使上述三种原料悬浊化，进行加热回流。然后，过滤并浓缩滤液。浓缩后进行真空干燥，利用球磨机进行粉碎。粉碎后，通过进行分级而获得层状结晶性物质的粉末。该物质能够有效地用作正极材料的活性物质。

通过上述制造方法得到的五氧化二钒的层状微细晶粒，并不是单独得到的，而是与非晶状态共存。即，在上述申请所记载的制造方法中，特别地，通过注意加热温度、浓缩温度等而对层状结晶性物质的非晶化的发展进行调节，得到规定层长的微细晶粒。

发明内容

在上述申请中记载有，五氧化二钒的微细晶粒能够极大地提高电池特性。但是，通过目前的制造方法制造出的物质处于非晶部和微细晶粒共存的状态。即使将该物质例如用作正极活性物质，由于微细晶粒和非晶部之间的比率存在微妙的变化，因此很难对其作为活性物质的特性进行比较。特别是，在批量制造五氧化二钒的微细晶粒的情况下，各批次中微妙的制造条件的波动会影响最终的晶体生长。

另外，因为该非晶部成为使充放电特性恶化的部位，因而不优选。另外，如果混杂有非晶部，则存在电解液难以浸透至微细晶粒的周围的问题。在这种情况下，微细晶粒和电解液之间的接触效率降低，有可能无法发挥高循环特性等。

因此，本发明人考虑能否尽量减少或将非晶部完全消除。如果能够实现上述状态，则在基于所得到的活性物质的特性评价中，可以在某种程度上忽略非晶部的影响。即，可以认为主要是基于由五氧化二钒的微细晶粒构成的层状结晶性物质的特性。

另外，对于将锂离子嵌入至该五氧化二钒的层状结晶性物质中的构造，已在此前的申请中说明了其制造方法。因此，如果能够沿袭该制造方法，则更加优选。这样，可以充分利用此前的开发中所得到的结论等。

本发明的目的在于提供一种非晶部较少的钒的层状结晶性物质。

本发明的上述及其它目的和新特征，可以通过本说明书的记载及附图加以明确。

以下简单说明本申请所公开的发明中的代表性技术方案的概要。

通过减少非晶部，使共存的层状结晶性微粒生长至最大接近于100nm，从而改善具有将该物质作为活性物质的电极而构成的蓄电装置的容量劣化率。

发明的效果

以下简单说明根据本申请所公开的发明中的代表性技术方案而获得的效果。

根据本发明，用作正极活性物质的钒氧化物具有层长小于100nm的微细晶粒。因此，可以提高具有使用该钒氧化物的电极而构成的蓄电装置的特性。例如，可以改善容量劣化率。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的制造方法的工序的流程图。

图2是表示本发明所涉及的制造方法的工序的流程图。

图3是表示本发明所涉及的制造方法的工序的流程图。

图4是表示本发明所涉及的制造方法的工序的流程图。

图5是表示本发明所涉及的制造方法的工序的流程图。

图6是表示本发明所涉及的制造方法的工序的流程图。

图7是示意性地表示初始原料的非晶状态的概念说明图，其中，结晶部分以岛状存在于非晶部分中，非晶部分是容量劣化部位，同时，阻碍Li离子向微晶体的输送。

图8是示意性地表示针对初始原料的非晶状态实施热处理的情况的概念说明图，其中，通过热处理去除了非晶部分，通过使电解液浸透至晶粒之间，提高微晶体部和电解液之间的接触效率，从而发挥高循环性能。

图9是表示电池结构的说明图。

图10(a)、(b)是表示热处理和容量劣化率之间关系的说明图。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。此外，在用于说明实施方式的所有附图中，对于同一部件原则上标注同一标号，省略其重复说明。