[发明专利]锂离子电池用电极材料及锂离子电池

说明书

本发明的课题在于提供一种能够获得锂离子电池的锂离子电池用电极材料及锂离子电池，该锂离子电池即使将高比表面积的电极活性物质用作电极材料，也能够减少金属溶出量，且可抑制由充满电的状态下的高温保管引起的容量下降。一种锂离子电池用电极材料，其包含电极活性物质粒子及包覆该电极活性物质粒子的表面的碳质覆膜，该锂离子电池用电极材料的特征在于，振实密度为0.95g/cm³以上且1.6g/cm³以下，根据氮吸附测量评价的微孔相对于整个容积的容积比为1.5％以上且2.5％以下。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用电极材料及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池与铅酸电池、镍氢电池相比能量密度、功率密度高，利用于以智能手机等小型电子设备为代表的家用备用电源、电动工具等各种用途中。并且，作为用于储存太阳能发电、风力发电等可再生能源，正推进大容量的锂离子电池的实用化。

锂离子电池具备正极、负极、电解液及隔膜。作为构成正极的电极材料，可使用由钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)等具有能够可逆地脱嵌锂离子的性质的含锂金属氧化物构成的电极活性物质，正在从电池的高容量化、长寿命化、安全性的提高、低成本化等各种观点考虑对改良进行着研究。(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开平10-144320号公报

发明内容

发明要解决的问题

另一方面，具备使用了上述电极活性物质的正极的锂离子电池存在由充满电的状态下的高温保管引起的容量下降显著的问题。作为该问题的主要原因之一，本发明人等发现了来自电极活性物质的金属溶出多的情况。作为来自电极活性物质的金属溶出多的理由，可举出电极活性物质的比表面积大，该电极活性物质与电解液所接触的面积大的情况。从电极活性物质溶出的金属因析出到负极上，并在该析出物表面上生成固体电解质界面(Solid Electrolyte Interface，SEI)而消耗容量。

作为上述问题的解决方案之一，可考虑电极活性物质的低比表面积化，但是电极活性物质由于固体内的电子电阻或离子扩散电阻大，因此利用低比表面积且粒径大的材料在大电流或低温下工作时会导致容量大幅下降，在实用上不适用。作为其他解决方案，可考虑在电极活性物质表面上以1～5nm左右的厚度形成用于赋予导电性的碳涂层。通过形成碳涂层，可期待电极活性物质与电解液的接触面积的减小。然而，在电极活性物质表面形成具有许多定义为2nm以下的细孔径的微孔的碳涂层的情况下，无法实现金属溶出量的减少。另一方面，在电极活性物质表面形成微孔少的碳涂层的情况下，由于电解液无法渗透到碳涂层内，因此无法获得良好的电池特性电极活性物质。

本发明是鉴于这种实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够获得锂离子电池的锂离子电池用电极材料及锂离子电池，该锂离子电池即使将高比表面积的电极活性物质用作电极材料，也能够减少金属溶出量，且可抑制由充满电的状态下的高温保管引起的容量下降。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而本发明人等进行深入研究的结果，发现了通过将根据锂离子电池用电极材料的振实密度及氮吸附测量评价的微孔相对于整个容积的容积比分别设在特定的范围内，能够解决该问题。

本发明是根据该见解而完成的。

即，本发明提供以下[1]至[5]。