[发明专利]非水电解液二次电池用电极板、非水电解液二次电池用电极板的制备方法及非水电解液二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池等非水电解液二次电池所使用的电极板、上述电极板的制备方法以及非水电解液二次电池。

背景技术

锂离子二次电池所代表的非水电解液二次电池由于具有高能量密度、高电压，而且无充放电时的记忆效应(若在完全放电前进行电池的充电，则电池容量逐渐减少的现象)，所以被用于便携机器、笔记本式个人计算机、手提式机器等各种领域。

上述非水电解液二次电池通常由正极板、负极板、隔板和非水电解液构成。在这里，作为上述正极板，通常使用具备在金属箔等集电体的表面固着正极活性物质粒子而形成的电极活性物质层的正极板。另外，作为上述负极板，通常使用具备在铜或铝等集电体表面固着负极活性物质粒子而形成的电极活性物质层的负极板。

为制备作为上述正极板或负极板的电极板，首先使用作为正极活性物质粒子或负极活性物质粒子的电极物质粒子、树脂制结着剂和导电材料(但是，在负极活性物质粒子也发挥导电效果的情况等的即使无导电材料也可获得充分的电极性能时，有时省略导电材料)，或进一步根据需要使用其它材料，在溶剂中混炼和/或分散，制备泥浆状的电极活性物质层形成组合物。然后，将上述电极活性物质层形成组合物涂布于集电体表面，接着干燥，在集电体上形成涂膜，通过挤压制备具备电极活性物质层的电极板，这样的方法为常规方法(例如JP2006-310010A或JP2006-107750A)。

此时，电极活性物质层形成组合物所含有的电极活性物质粒子为分散于该组合物中的粒子状金属化合物，仅凭其本身，即使被涂布于集电体表面、干燥、挤压，也难以固着于该集电体表面，而立刻从集电体剥离。因此，在电极活性物质层形成组合物中添加树脂制结着剂，通过树脂制结着剂将电极活性物质粒子固着于集电体上，形成电极活性物质层。因此，树脂制结着剂在上述电极活性物质层形成组合物中实质上为必需成分。

因此，近年来面向电动汽车、混合动力汽车以及电动工具等需要高输出输入特性的领域，进一步开展了锂离子二次电池的开发。另外，即使是移动电话等比较小型的装置所使用的二次电池，由于装置具有多功能化的趋势，所以期待输出输入特性特性的提高。与之相对的是，为在二次电池中实现输出输入特性的提高，需要降低电池的阻抗。这是由于阻抗高的电池在高速充放电时具有无法充分利用其容量等的问题。

降低电极板的阻抗对于降低二次电池的阻抗而言是有效的，到目前为止已知使电极板上形成的电极活性物质层薄膜化、扩大电极面积的方法。另外，与水系电解液相比，通常锂离子二次电池所使用的非水电解液的电阻较高，所以从开发之初，开发了如下方式：使用与铅蓄电池等其它电池相比薄且面积大的电极，且缩短正极和负极的极板间距离。

但是，若考虑到电极活性物质层中还存在活性物质粒子以外的成分，则使层厚度变薄也有限度，实质上电极活性物质层的厚度下限至少为数十μm水平。

另外，作为用于提高电极板的高输出输入特性的其它方法，进一步缩小所使用的活性物质粒子粒径的手段也是有效的。通过缩小活性物质粒子的粒径，可增大电极活性物质层中所含有的电极活性物质粒子表面积的总量，而且可缩小在电极活性物质粒子内插入消去的锂离子在该粒子内的移动距离。因此，锂离子的行动更加流畅，结果可实现输入功率的提高。

但是，实际上随着活性物质粒子粒径的缩小，电极活性物质层形成组合物的粘度有增大的倾向，该倾向特别是在使用粒径为11μm以下或更小粒径的活性物质粒子时显著出现。因此，能够使用的活性物质粒子的粒径大小实质上受到限制，所以对于上述电极活性物质层的薄膜化起到不利的作用。

另外，除上述高输出输入特性化的课题外，可提高电池寿命的循环特性的提高也是非水电解液二次电池的重要课题。

发明内容

本发明鉴于上述现状而完成，其目的在于，提供在非水电解液二次电池用电极板中输出输入特性高，且循环特性优异的电极板，另外本发明的目的在于，通过使用上述电极板实现输出输入特性高的非水电解液二次电池，和提供制备上述电极板的方法。

本发明人发现，不使用通常所采用的树脂制结着剂而经由结晶性且不呈现出碱金属离子插入消去反应的金属氧化物可将电极活性物质粒子固着于集电体上。另外，本发明人还发现，通过使电极活性物质层中含有碳成分，可显示出更合乎需要的输出输入特性。于是，本发明人基于上述见解，完成本发明的非水电解液二次电池用电极板和使用该电极板的非水电解液二次电池。