[发明专利]活性物质成形体的制造方法、活性物质成形体、锂电池的制造方法及锂电池

说明书

技术领域

本发明涉及活性物质成形体的制造方法、活性物质成形体、锂电池的制造方法及锂电池。

技术背景

锂电池(包括一次电池和二次电池)被广泛作为以便携式信息设备为首的许多电子设备的电源利用。锂电池具备正极、负极和设置于这些层之间介导锂离子的传导的电解质层。

近年来，作为兼具高能量密度和安全性的锂电池，提出了在电解质层的形成材料中使用固体电解质的全固体型锂电池(例如，参照专利文献1、2)。

专利文献1：日本特开2006-277997号公报

专利文献2：日本特开平8-180904号公报

发明内容

在专利文献1、2的锂电池中，将以活性物质作为形成材料的成形体(下面称为活性物质成形体)用于电极。为了制成高输出功率的锂电池，要求活性物质成形体有良好的导电性，在上述专利文献1、2的锂电池中，通过在活性物质成形体添加乙炔黑、科琴黑(注册商标)等导电助剂，保证了必需的导电性。

但是，这样的导电助剂不参与活性物质中的电池反应本身，因此由于导电助剂的添加，活性物质成形体的性能可能降低。另外，如果在形成活性物质成形体的过程中进行在高温下的热处理，则导电助剂有烧损的情况，有即使添加导电助剂也难以显现目标的导电性的情况。

本发明是鉴于上述情况实施的，其目的在于提供适合用于锂电池，能够制成高输出功率且高容量的锂电池的活性物质成形体的制造方法。另 外，其目的还在于提供适合用于锂电池，能够制成高输出功率且高容量的锂电池的活性物质成形体。另外，其目的还在于提供具有该活性物质成形体的高输出功率且高容量的锂电池的制造方法及锂电池。

为解决上述的问题，本发明的一个实施方式提供如下的制造方法，即，具有压缩包含粉末状LiCoO₂的形成材料而成形，在900℃以上且不足LiCoO₂熔点的温度条件下热处理的工序的活性物质成形体的制造方法。

如果热处理温度为900℃以上，则能够将活性物质成形体的活化能降低为2×10^-1eV以下，活性物质成形体的电子特性为金属性。如果使用通过该方法得到的活性物质成形体，则锂电池的电极中的电阻降低，锂电池的内部电阻降低，因此电池的输出功率提高。

另外，通过将热处理温度抑制为不足LiCoO₂熔点，抑制LiCoO₂的熔融或分解，能够得到具有期望的形状和物性的活性物质成形体。

因此，根据该方法，能够适当地制造适合用于锂电池，能够制成高输出功率且高容量的锂电池的活性物质成形体。

本发明的一个实施方式可以是在氧分压0.1Pa以上且101kPa以下的含氧气氛下进行所述热处理的制造方法。

根据该方法，能够抑制热处理中的LiCoO₂的还原，因此容易制造具有期望的物性的活性物质成形体。

本发明的一个实施方式可以是在大气气氛下进行所述热处理的制造方法。

根据该方法不需要特别的氧浓度的控制，工序变得简便。

本发明的一个实施方式可以是在900℃以上且920℃以下的温度条件下进行所述热处理的制造方法。

如果在高于920℃的温度下热处理，则有可能发生从活性物质成形体的表面的LiCoO₂生成Co₃O₄的副反应，通过将热处理温度设为920℃以下，抑制上述这样的Co₃O₄的副产物反应，能够抑制将活性物质成形体用于锂二次电池时的循环特性的劣化。

另外，本发明的一个实施方式提供具有活化能为0.2eV以下的粉末状Li_xCoO₂(其中，0＜x＜1)的烧结体的活性物质成形体。

根据该结构，容易提高活性物质成形体的导电率，使用活性物质成形体形成锂电池时，能够得到充分的输出功率。

另外，本发明的一个实施方式提供如下的锂电池的制造方法，该锂电池的制造方法具有：在包括所述活性物质成形体所具有的细孔内部的所述活性物质成形体的表面涂布包含无机固体电解质的形成材料的液状体后热处理，形成固体电解质层的工序和向从所述固体电解质层露出的所述活性物质成形体接合集电体的工序，所述活性物质成形体是选自通过上述的活性物质成形体的制造方法制造的活性物质成形体及上述的活性物质成形体的任意一个活性物质成形体。