[发明专利]非水电解质二次电池用正极及非水电解质二次电池

说明书

正极具备正极集电体、和在集电体上形成的正极复合材料层。正极复合材料层具有：含有相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数为50摩尔％以上的Ni的锂过渡金属复合氧化物、具有导电性的碳材料、和附着于锂过渡金属复合氧化物与碳材料的密合性改善材料。密合性改善材料具有路易斯酸性基团、路易斯碱性基团、及包含芳香环的疏水性基团。

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池用正极及非水电解质二次电池。

背景技术

锂离子电池等非水电解质二次电池的正极具备集电体、和在集电体上形成的复合材料层。另外，复合材料层由活性物质、具有导电性的碳材料、和粘结活性物质与碳材料的粘结材料构成。例如，专利文献1中公开了一种使用电极形成组合物形成的电极复合材料层，所述电极形成组合物含有活性物质、导电性的碳材料、粘结材料、和阴离子性分散材料。

正极活性物质通常使用锂过渡金属复合氧化物，但由于锂过渡金属复合氧化物的电子传导性低，因此，在复合材料层中添加导电性的碳材料来确保复合材料层的电子传导性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-177910号公报

发明内容

然而，由于正极活性物质的体积伴随着电池的充放电而变化，因此有活性物质与碳材料的接触程度变弱而复合材料层的导电性降低的情况。此时，复合材料层的电阻上升而电池容量降低。近年来，Ni含量高的锂过渡金属复合氧化物作为高能量密度的正极活性物质备受瞩目，但即便使用上述的活性物质，若复合材料层的导电性降低，则也无法确保充分的电池容量。

本发明的目的在于，使用Ni含量高的锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质时，维持活性物质与碳材料的良好的电连接，从而抑制电池的充放电循环所伴随的容量降低。

作为本发明的一个方式的非水电解质二次电池用正极，其特征在于，其为具备集电体、和在前述集电体上形成的复合材料层的正极，前述复合材料层具有：含有相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数为50摩尔％以上的Ni的锂过渡金属复合氧化物、具有导电性的碳材料、和附着于前述锂过渡金属复合氧化物与前述碳材料的密合性改善材料，前述密合性改善材料具有路易斯酸性基团、路易斯碱性基团、及包含芳香环的疏水性基团。

作为本发明的一个方式的非水电解质二次电池，其特征在于，具备：由上述正极、负极及分隔件构成的电极体；和，非水电解质。

通过本发明的一个方式，使用Ni含量高的锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质时，可以维持活性物质与碳材料的良好的电连接，从而抑制电池的充放电循环所伴随的容量降低。

附图说明

图1为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的剖视图。

具体实施方式

如上所述，维持正极活性物质与碳材料的良好的电连接，从而抑制电池的充放电循环所伴随的容量降低为重要的课题。本发明人等为了解决所述课题进行深入研究，结果发现：使用作为高能量密度的正极活性物质的Ni含量高的锂过渡金属复合氧化物时，通过在复合材料层中添加具有路易斯酸性基团、路易斯碱性基团、及包含芳香环的疏水性基团的密合性改善材料，充放电循环所伴随的容量降低被特异性地抑制。需要说明的是，密合性改善材料优选与聚偏二氟乙烯(PVdF)等粘结材料组合使用。

正极复合材料层中，由于正极活性物质的体积伴随着电池的充放电而变化，因此活性物质与碳材料的接触程度变弱，复合材料层的导电性降低，电池容量降低，但通过在复合材料层添加上述密合性改善材料，可维持活性物质与碳材料的良好的粘结性及电连接，从而复合材料层的导电性的降低被抑制。