[发明专利]二次电池用正极板、其制造方法及具有该正极板的二次电池

说明书

技术领域

该发明涉及一种二次电池用正极板、其制造方法及具有该正极板的二次电池。

背景技术

近年来，随着电子学领域的快速的进展，进行电子设备的高性能化、小型化、便携化，这些电子设备中所使用的可以再充电的高能量密度的二次电池的要求正在增强。作为装载于这些电子设备中的二次电池，可列举镍镉电池、镍-氢电池等，但要求具有更高的能量密度的二次电池。

最近，在这种状况下，正在研究、开发下述锂二次电池，其组合有将金属锂或锂合金或者可以通过电化学反应而吸收、放出锂离子的碳材料、锂合金等用作负极活性物质的负极和将含锂复合氧化物、氧族化合物等用作正极活性物质的正极，这样的电池的一部分正在实用化。

这种电池的电池电压高，并且与现有的电池相比、单位重量及单位体积的能量密度大，因此，可以说是今后最值得期待的二次电池。

作为用于这种电池的正极活性物质，主要使用LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄，最近，也正在积极研究将上述正极活性物质应用于电力贮藏用途或电动汽车等大容量的大型电池。随着这样的电池的大型化，从安全性或成本方面考虑，作为正极活性物质，作为铁系材料的磷酸铁锂备受瞩目。

使用磷酸铁锂作为正极活性物质的正极的制造方法一般为如下方法：在磷酸铁锂中加入导电剂、粘结剂，并将其分散于NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)等有机溶剂中并做成糊，将该糊主要涂布在铝箔上，干燥，将其进行压制加工及切割，做成正极板。

但是，这样使用有机类糊时，存在如下问题：有机溶剂的成本高，同时，考虑到环境问题，必须在干燥时回收有机溶剂，另外，由于有机溶剂具有可燃性，因此，需要考虑防爆等，制造成本变高。

对此，提出了使用水性糊取代有机类糊(例如参照日本特开2005-63825号公报)。由于该提案不使用有机溶剂，因此，上述问题得以解除。

另外，作为锂二次电池的正极的现有技术，提出了采取包含不同活性物质的多个活性物质层的多层结构的方法(例如参照日本特开2007-26676号公报)。

但是，本发明人等进行了潜心研究，结果发现，如日本特开2005-63825号公报中所记载的那样，比较厚地涂布水性糊时，虽然小面积地涂布的情况没问题，但在大且宽广的面积上涂布时，会产生如下问题：在将水性糊进行干燥时，发生粘结剂或导电剂的迁移(局部集中化)，不能保持做好的正极板的多孔性和均匀性，同时，干燥后涂膜层会从集电体剥离。

另外发现，如日本特开2007-26676号公报中记载的那样，采用包含不同活性物质的多个活性物质层的多层结构时，也会产生如下问题：由于叠层了不同的活性物质层，且厚度难免变厚，因此，与上述同样地发生粘结剂或导电剂的迁移，不能保持多孔性和均匀性，同时，干燥后涂膜层会从集电体剥离。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种二次电池用正极板，所述二次电池用正极板可以抑制干燥时粘结剂或导电剂的迁移，确保多孔性和均匀性，不发生由干燥时的应力引起的涂膜层的裂缝或剥离，并可以增大电极容量。

本发明的其它目的在于，提供一种二次电池用正极板的制造方法，所述二次电池用正极板可以抑制干燥时粘结剂或导电剂的迁移，确保多孔性和均匀性，不发生由干燥时的应力引起的涂膜层的裂缝或剥离，并可以增大电极容量。

本发明的另一目的在于，提供一种具备上述正极板的二次电池。

根据本发明的第1方式，提供一种二次电池用正极板，其具备集电体和正极活性物质层，所述正极活性物质层包括涂布水性糊并进行干燥而得到的多层涂膜，该多层涂膜形成于该集电体的表面，所述水性糊是将导电剂、水溶性增粘剂、粘结剂、作为正极活性物质的具有橄榄石结构的磷酸铁锂材料及作为分散介质的水进行混炼分散而得到的。

根据本发明的第2方式，提供一种二次电池用正极板的制造方法，该方法包括，重复多次在集电体的表面涂布水性糊并进行干燥的工序，形成包含多层涂膜的正极活性物质层，该水性糊是将导电剂、水溶性增粘剂、粘结剂、作为正极活性物质的具有橄榄石结构的磷酸铁锂材料及作为分散介质的水进行混炼分散而得到的。

根据本发明的第3方式，提供一种非水电解液二次电池，其中，具有上述的正极板、负极板及非水电解液。