[发明专利]锂一次电池的正极活性物质

说明书

技术领域

本发明涉及锂一次电池的正极活性物质和使用了该正极活性物质的正极以及锂一次电池，所述正极活性物质能够提供内部电阻小的正极。

背景技术

锂一次电池被广泛用作移动型的电子设备和轮胎的空气压力传感器等的电源。

作为锂一次电池的正极活性物质，使用以二氧化锰或氟化石墨为主体的材料，在使用氟化石墨作为正极活性物质的BR系电池的情况下，具有高温环境下内部电阻的上升少的优点。

但是，BR系电池存在着在低温环境(例如-40℃)下出现负载特性降低、放电电压降低这样的问题。

作为该问题的解决方法，提出了合用高氟化度石墨和低氟化度石墨(专利文献1)、仅对石墨颗粒的表面进行氟化(专利文献2)、增大氟化石墨的表面的F/C(专利文献3)、使用粒径小的氟化石墨(专利文献4)、在氟化石墨颗粒的表面上形成碳层(专利文献5)、在氟化石墨颗粒的表面上导入亲水性官能团(专利文献6)等方法。

现有专利文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-236888号公报

专利文献2：日本特开2006-236891号公报

专利文献3：日本特开2009-152174号公报

专利文献4：日本特开2005-247679号公报

专利文献5：日本特开昭58-5966号公报

专利文献6：日本特开2006-059732号公报

发明内容

但是，这些专利文献的解决方法存在下述问题：除对石墨进行氟化处理以外，还需要控制氟化度、形成碳层、导入官能团等工序，而且，若进行这种处理会导致高电阻。

本发明的课题在于提供一种锂一次电池的正极活性物质，其能够降低锂一次电池的正极的内部电阻，并且不仅在高温环境下，即使在低温环境下也能够维持负载特性和放电电压。

本发明解决了上述问题，其涉及含有对碳材料的氟化物在200℃～400℃的高温进行处理而得到的氟化物的锂一次电池的正极活性物质、含有该正极活性物质的正极、以及具备该正极、负极和非水电解液的锂一次电池。

本发明可以提供一种锂一次电池的正极活性物质，其能够降低锂一次电池的正极的内部电阻，因此可以提高电路电压(CCV)，而且不仅在高温环境下，即使在低温环境下也能够维持负载特性和放电电压。

附图说明

图1是本发明的锂一次电池的一个实施方式的截面略图。

符号说明

1电池壳体

2正极

3隔板

4负极

5封口板

6绝缘衬垫

具体实施方式

本发明的正极活性物质含有对碳材料的氟化物在200～400℃的高温进行处理而得到的氟化物。

对于在本发明中所使用的碳材料没有特别限定，除科琴黑、乙炔炭黑、接触法炭黑、炉法炭黑、灯烟炭黑等炭黑；碳纳米管、碳纤维等纳米碳材料；活性炭；玻璃碳等结晶性低的碳材料之外，也可以例示出例如鳞片状石墨(片状石墨)、鳞状石墨(结晶(脉状)石墨)、土壤石墨(无定形石墨)等天然石墨或人造石墨；煤沥青焦炭等石油焦炭；球晶石墨或整体中间相石墨等高结晶性碳材料。

作为上述碳材料，优选为炭黑、纳米碳材料、石墨或石油焦炭，这些之中，从电子传导性良好的观点出发，优选为低结晶性的碳材料，其中优选为炭黑，进一步优选为科琴黑、乙炔炭黑。

“低结晶性的碳材料”是指通过在600～1500℃的温度下(优选为1000～1400℃的温度下)对碳前体进行热处理而制作的碳材料。另外，其大部分的结晶结构为乱层结构，几乎不具有仅由石墨构成的石墨层结构。其是在粉末X射线衍射中也无法确认(101)衍射峰、且石墨六角网面的存在概率小的碳材料。

特别是科琴黑，由于其是中空的炭黑、且导电性优异，因此在含氟率相同的情况下，表面电阻值小于其他的碳材料，并且在制成正极时能够降低内部电阻，因此特别优选。

作为科琴黑的市售品，可以举出例如LION(株)制造的科琴黑EC300J、碳ECP、科琴黑EC600JD、碳ECP600JD等。

碳材料的氟化物可以通过使氟气与低结晶性碳直接接触的方法或使氟化氢气体与低结晶性碳直接接触的方法来获得。