[发明专利]锂二次电池和该电池用正极

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池，具体地说，涉及该锂二次电池中使用的正极。此外，本发明涉及锂二次电池的正极具有的正极活性物质层和构成该正极活性物质层的正极材料。此外，本发明涉及包括使用该正极材料来制造正极活性物质层的步骤的锂二次电池用正极的制造方法。

背景技术

近年来，锂二次电池(典型的是锂离子电池)、镍氢电池以及其它的二次电池作为车辆搭载用电源、或者计算机和便携终端的电源重要性不断提高。特别是，重量较、可以得到高能量密度的锂二次电池作为合适的车辆搭载用高输出电源备受人们期待。

但作为EV(电动汽车)、HV(混合动力车)或者PHV(插电式混合动力车)等车辆的电机(motor)驱动电源使用的锂二次电池，首先，第1点就要求适合以高速(例如10C以上)进行充放电。作为实现第1要求的对策，可以列举出，使作为正极活性物质使用的化合物小粒子化。最近已经使用了一次粒子的平均粒径低于1μm的微粒状正极活性物质。这种微粒状正极活性物质具有较大的比表面积，所以适合进行高速充放电。例如，在下述专利文献1中记载了一种锂二次电池用正极活性物质，其是由含有锂和锰的复合金属氧化物形成的粒状正极活性物质，其特征在于，不构成二次粒子而以一次粒子的状态存在的比例为、超过该复合金属氧化物粒子全体的一半。

作为电机驱动电源所使用的锂二次电池的第2要求，可以列举出高耐久性。即、车辆用的电池要在具有剧烈的温度变化(在例如低于-20℃的低温区域或高于60℃的高温区域使用)的残酷环境下、高速(高输出)进行充放电且长期使用。因此，要求在这样的使用形态下也具有可以抑制电池的内部电阻增大这样的耐久性。作为解决第2要求的对策，可以列举出将正极活性物质粒子以高附着力保持在正极集电体上的规定位置(即正极活性物质层)上。为此，提高正极活性物质层中含有的粘合剂含量(含有率)是有效的。

但在另一方面，提高粘合剂的含量(率)，会相应地降低正极活性物质的含量(率)，使电池的容量降低，所以不优选。例如，前述的专利文献1所述的技术预料到，为了使一次粒子超过一半量的粒状正极活性物质不从正极集电体上剥离(脱落)，需要大量的粘合剂。

此外，下述专利文献2中公开了一种二次电池用正极，其特征在于，将构成正极活性物质的一次粒子彼此用水溶性高分子粘合剂粘合，使该一次粒子连接形成凝聚体(二次粒子)，进而将该二次粒子彼此之间、以及二次粒子和正极集电体用氟树脂系粘合剂或者橡胶系粘合剂粘合。并且记载了，通过具有该构造，提高了正极活性物质层的粘合力，但需要较多量、并且至少2类的粘合剂。此外，作为涉及此类的其它现有技术的文献，可以列举出例如下述专利文献3。该文献中记载了，通过将构成正极活性物质的粒状的锂磷酸过渡金属化合物与纤维状碳混合，可以提高正极活性物质粒子的电子传导性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开第2003-203632号公报

专利文献2：日本专利申请公开第2007-234277号公报

专利文献3：日本专利申请公开第2008-117749号公报

发明内容

本发明是为了解决锂二次电池、特别车辆用的锂二次电池所涉及的上述现有课题而完成的，本发明的一目的是，在不提高粘合剂的含量(含有率)的情况下提供一种正极活性物质层中的正极活性物质的附着强度提高，甚至电池容量提高的锂二次电池用正极。此外，本发明的另一目的是，提供用于构成这种正极的正极活性物质以及其材料。此外，另一目的是提供制造这种正极的方法。

并且，本发明提供具有本文公开的正极的锂二次电池和其制造方法。进而，本发明提供使用具有本文公开的正极的锂二次电池作为电机驱动用电源的车辆(典型的是汽车)。

本发明提供以下构造的锂二次电池用正极。即、本文公开的一正极是具有正极集电体和在该集电体上形成的正极活性物质层的锂二次电池用正极。并且本文公开的一正极中，所述正极活性物质层由基体相和分散存在于所述基体相中的凝聚相构成，所述基体相含有至少1种粒状正极活性物质和至少1种粘合剂，所述凝聚相由至少1种粒状正极活性物质凝聚而构成，并且实质上不含粘合剂。