[发明专利]电极材料、电极及锂离子电池

说明书

本发明涉及电极材料、电极及锂离子电池。本发明的课题在于提供电极材料、使用该电极材料的充放电特性优良的电极以及锂离子电池，该电极材料包含在表面形成有碳质被膜的电极活性物质粒子，即使进行粉碎处理也能够确保碳质被膜的包覆性，并且不会使充放电中的速率特性等下降。一种电极材料，其具有在表面形成有碳质被膜的电极活性物质粒子，并且基于脉冲NMR的与N‑甲基‑2‑吡咯烷酮的亲和性值为5000以上且20000以下。

技术领域

本发明涉及电极材料、电极及锂离子电池。

背景技术

近年来，作为期待小型化、轻量化、高容量化的电池，提出了锂离子电池等非水电解液类的二次电池，并供于实际使用。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和负极、以及非水系电解质构成。

作为锂离子电池的负极材料，通常使用碳类材料或钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)等具有能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的含Li金属氧化物作为负极活性物质。

另一方面，作为锂离子电池的正极材料，使用磷酸铁锂(LiFePO₄)等具有能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的含Li金属氧化物或包含粘合剂等的电极材料合剂作为正极活性物质。而且，通过将该电极材料合剂涂布于被称作集流体的金属箔的表面上，形成锂离子电池的正极。

这种锂离子电池与现有的铅电池、镍镉电池、镍氢电池等二次电池相比，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中使用的小型电源，还用作固定式的紧急用大型电源。

另外，近年来，锂离子电池还作为插电式混合动力汽车、混合动力汽车、电动工具等的高输出电源而进行了研究。用作这些高输出电源的电池要求高速的充放电特性。

这种锂离子电池例如存在如下问题：包含能够具有可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的含Li金属氧化物等电极活性物质的电极材料的电子传导性低。因此，为了提高电极材料的电子传导性，提出了如下的电极材料：将电极活性物质粒子的表面用作为碳源的有机化合物覆盖，然后进行煅烧，由此，将该有机化合物碳化而在电极活性物质粒子的表面形成碳质被膜，使该碳质被膜的碳作为电子传导性物质而存在(专利文献1)。另外，提出了如下技术：对正极活性物质粒子进行微粒化来提高锂离子的嵌入和脱嵌反应，由此，能够实现在要求高输出的用途中的应用(专利文献2)。

专利文献1：日本特开2001-15111号公报

专利文献2：日本专利第4190912号说明书

然而，在利用例如喷磨机等粉碎电极材料的情况下，若粉碎强度过强，则会对电极材料、特别是材料表面的碳质被膜带来损伤，导致碳剥落等，碳质被膜变得不均匀，其结果，存在电极材料中的电子传导性的下降及充放电末期的锂离子的嵌入和脱嵌反应中的电阻的增加这样的问题。另一方面，存在如下问题：没有评价电极材料的粉碎状态的方法，除了对实际粉碎后的电极材料测定充放电特性来进行判定以外，无法确定最佳的粉碎条件。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供电极材料、使用该电极材料的充放电特性优良的电极以及锂离子电池，关于包含在表面形成有碳质被膜的电极活性物质粒子的电极材料，即使进行粉碎处理也能够确保碳质被膜的包覆性，并且不会使充放电中的速率特性等下降。

本发明人发现，关于在表面形成有碳质被膜的电极活性物质粒子，对通过将多个一次粒子结合而成的凝聚粒子等粉碎而得到的电极材料测定基于脉冲NMR的与特定溶剂的亲和性值，由此，能够得到粉碎处理条件的指标，从而完成了本发明。

即，本发明提供以下的电极材料、电极及锂离子电池。