[发明专利]电极材料、电极用糊及锂离子电池

说明书

本发明的课题在于提供一种电极材料、电极用糊及锂离子电池，该电极材料使用在表面形成有碳质被膜的电极活性物质，并且可抑制在低温环境下进行高速充放电时的电压下降。一种电极材料，其为在电极活性物质粒子的表面形成碳质被膜而成的粒子状电极材料，并且由构成该碳质被膜的石墨烯层不规则地层叠而成。优选将所述电极材料的所述碳质被膜的锂离子移动路径的弯曲比设为1.1～100。

技术领域

本发明涉及一种电极材料、电极用糊及锂离子电池。

背景技术

近年来，作为期待小型化、轻量化、高容量化的电池，提出锂离子电池等非水电解液类二次电池并投入实际使用。锂离子电池由具有能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的正极、负极及非水系电解质构成。

作为锂离子电池的负极材料的负极活性物质，使用碳类材料或钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)等。

另一方面，作为锂离子电池的正极材料的正极活性物质，使用钴酸锂(LiCoO₂)等含锂金属氧化物、磷酸铁锂(LiFePO₄)等具锂氧酸盐类化合物等。

这种锂离子电池与现有的铅电池、镍镉电池、镍氢电池等的二次电池相比，轻量且小型，并且具有高能量。因此锂离子电池不仅用作移动电话、笔记本式个人电脑等便携式电子设备的小型电源，还用作固定式的紧急用大型电源。

并且，近年来，还作为插电式混合动力汽车、混合动力汽车、工业用设备、电动工具等的高输出电源而研究锂离子电池。用作这些的高输出电源的电池通常用于设想在户外使用的应用程序中，因此设想在寒冷地区使用时，要求室温以及低温下的高速充放电特性。

在电极活性物质中，锂氧酸盐类化合物(尤其是磷酸铁锂)的安全性优异，且资源上以及成本上均没有问题，在这些方面受到关注。但是，锂氧酸盐类化合物中，由于其晶体结构(橄榄石晶体结构)的影响而存在电子传导性较低的问题。

因此，为了提高将锂氧酸盐类化合物用作电极活性物质的电极材料的电子传导性，提出有专利文献1的方法。专利文献1中，以作为碳源的有机化合物覆盖由磷酸铁锂构成的电极活性物质的粒子表面，之后使有机化合物碳化，由此在电极活性物质的表面形成碳质被膜，该碳质被膜中的碳作为电子传导性物质发挥作用。

专利文献1：日本特开2001-15111号公报

然而，碳质被膜在锂离子进行氧化还原反应时成为障碍，并且还成为锂离子的扩散障碍。因此，碳质被膜的包覆率越高，并且碳质被膜的膜厚越厚，锂离子的传导性越受损。因此，电子传导性提高与锂离子传导性提高成为权衡关系。例如，在载持有碳质被膜的电极活性物质中，电子传导性得到提高而锂离子传导性受损，由此电池内部电阻的总和上升，在进行高速放电时，电压显著下降。尤其，低温环境下的高速放电时的电压下降的趋势较明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用在表面形成有碳质被膜的电极活性物质且可抑制在低温环境下进行高速放电时的电压下降的电极材料、电极用糊及锂离子电池。

为了解决上述课题，本发明提供以下[1]～[15]的发明。

[1]一种电极材料，其为在电极活性物质粒子的表面形成碳质被膜而成的粒子状电极材料，其中，该电极材料由构成该碳质被膜的石墨烯层不规则地层叠而成。

[2]如上述[1]所述的电极材料，其中，所述碳质被膜的锂离子移动径路的弯曲比为1.1～100。

[3]如上述[1]或[2]所述的电极材料，其中，所述石墨烯层的(002)面的面间隔平均为0.3466nm以上。

[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的电极材料，其中，所述碳质被膜的石墨烯层引起的(002)面的XRD(CuKα射线源)峰值在2θ＝27.5°以下时出现。