[发明专利]电极组合物、电极和电池

说明书

本申请是申请日为2005年10月05日、申请号为200580041895.2(国际申请号为PCT/JP2005/018441)、发明名称为“电极组合物、电极和电池”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电极组合物、电极和电池。更详细地讲，涉及含有含铁化合物和碳的正极活性物质，可以得到高容量且内部电阻小，由于反复充放电引起的容量降低少的电池的电极组合物，使用该电极组合物得到的电极和电池。

背景技术

近年迅速普及的笔记本电脑或手机、PDA等的便携终端的电源大多使用锂离子二次电池等非水电解质二次电池。另外，近年，由于环境问题或资源问题，即使是作为用于电动汽车的大型电源，非水电解质二次电池也引人注目。非水电解质二次电池的正极可以按照如下方法得到：在集电体上形成由含有正极活性物质和粘结剂的组合物(本发明中，称“电极组合物”)构成的层(本发明中，称“活性物质层”)。作为正极活性物质可使用LiCoO₂或LiNiO₂等，但这些物质过充电时的稳定性不充分，故研究了在大容量的车载用途使用LiFePO₄等铁化合物。

电极活性物质中使用的铁化合物通常由于导电性低，故在粒子状的电极活性物质的内部难以引起电化学反应，有时导致内部电阻增大或容量降低。为了形成导电性好的电极活性物质，提出了使用导电性的碳材料，与电极活性物质的复合化，或包覆表面的方法。另外，进行了缩小电极活性物质的粒径，增大与电化学反应有关的表面积的研究(参照专利文献1和专利文献2)。

然而，缩小电极活性物质的粒径时，比表面积增大，必须大量地使用用于电极活性物质相互粘结，及电极活性物质与集电体粘结的粘结剂。由于粘结剂是非导电性的，故其使用量多时仍然产生内部电阻的增大或容量的降低。，提出了使用合成橡胶类胶乳型粘结剂作为使用量少而粘结力高的粘结剂的方法(参照专利文献3)。作为合成橡胶类胶乳型粘结剂，公开了苯乙烯-丁二烯橡胶胶乳、丁腈橡胶胶乳、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯橡胶胶乳等。

然而，使用这些粘结剂时，导电性也不充分。并且，这些粘结剂由于在超过4.0V的电压下进行分解，故在成为过充电的场合，电池性能降低，安全性也有问题。

专利文献1：特开2001-15111号公报(US公开2002-195591A1)

专利文献2：特开2003-36889号公报

专利文献3：特开2004-55493号公报(US公开2004-121232A1)

发明内容

发明要解决的课题

本发明是为了改善上述现状的问题而提出的，其目的在于，提供可以得到内部电阻小，并且容量大的电池的电极组合物。

解决课题的方法

本发明者潜心研究的结果发现，通过使用含有含铁化合物和碳的正极活性物质和特定的共聚物的电极组合物可以解决上述课题，基于这种见识完成了本发明。

因此，根据本发明提供下述(1)～(4)。

(1)电极组合物，其特征在于，含有正极活性物质和共聚物(P)，所述正极活性物质含有铁化合物和碳，所述共聚物(P)由含有选自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种单体与α，β-不饱和腈化合物的单体组合物共聚而成。

前述铁化合物优选是通式A_yFeXO₄(A表示碱金属，X表示选自周期表第4族～第7族以及第14族～第17族元素的至少一种的元素，0＜y＜2)表示的含碱金属的铁复合氧化物(B)，该含碱金属的铁复合氧化物(B)优选具有带有六方密堆积氧骨架的橄榄石结构。前述电极组合物还可以含有溶剂，还可以与溶剂一起含有增粘剂。

(2)电极，其特征在于，包含活性物质层和集电体，所述活性物质层含有正极活性物质和共聚物(P)，所述正极活性物质含有铁化合物和碳，所述共聚物(P)由含有选自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种的单体与α，β-不饱和腈化合物的单体组合物共聚而成。

(3)电极的制造方法，其特征在于，具有以下工序：将含有正极活性物质、共聚物(P)和溶剂的电极组合物涂布在集电体上，并从得到的涂布物中除去溶剂，所述正极活性物质含有铁化合物和碳，所述共聚物(P)由含选自丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯中的至少一种的单体与α，β-不饱和腈化合物的单体组合物共聚而成。