蓄电装置用正极、蓄电装置及蓄电装置正极用浆料的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供平均每单位活性物质重量的容量密度优异，特别是初始充放电时的初始容量优异的高性能的蓄电装置用正极。因此，本发明专利技术的特征在于，为含有导电性聚合物颗粒作为活性物质的蓄电装置用正极，上述导电性聚合物颗粒的粒形为扁平状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，详细 而言，涉及初始充放电时的初始容量优异的高性能的蓄电装置用正极、蓄电装置及蓄电装 置正极用浆料的制造方法。
技术介绍
近年来，随着便携式PC、手机、便携信息终端（PDA)等中的电子技术的进步、发展， 作为这些电子设备的蓄电装置，广泛使用可以重复充放电的二次电池等。在这种二次电池 等电化学蓄电装置中，期望作为电极使用的材料的高容量化。 蓄电装置的电极含有具有能嵌入?脱嵌离子的功能的活性物质。活性物质的离子 的嵌入?脱嵌也被称为所谓的掺杂（doping) ?去掺杂（dedoping)，将每单位特定分子结构 的掺杂?去掺杂量称为掺杂率（或掺杂率），材料的掺杂率越高，作为电池越可高容量化。 电化学上，使用离子的嵌入?脱嵌量多的材料作为电极，由此作为电池能高容量 化。更详细而言，在作为蓄电装置而受到关注的锂二次电池中，使用可以嵌入?脱嵌锂离子 的石墨类的负极，每6个碳原子嵌入?脱嵌1个左右的锂离子，可得到高容量化。 这种锂二次电池当中，正极使用锰酸锂、钴酸锂之类的含锂过渡金属氧化物、负极 使用可嵌入?脱嵌锂离子的碳材料并且使两电极在电解液中相对而得到的锂二次电池具有 高能量密度，因此作为上述电子设备的蓄电装置而得以广泛使用。 然而，上述锂二次电池是通过电化学反应获得电能的二次电池，上述电化学反应 的速度小，因此存在输出密度低的缺点。进而，由于二次电池的内部电阻高，因此难以快速 放电，并且也难以快速充电。此外，电极、电解液会因伴随充放电的电化学反应而劣化，因此 通常寿命、即循环特性也不良。 因此，为了改善上述问题，也已知有将具有掺杂物的聚苯胺之类的导电性聚合物 用于正极活性物质的锂二次电池（参照专利文献1)。 然而，通常具有导电性聚合物作为正极活性物质的二次电池是在充电时阴离子掺 杂到导电性聚合物中、在放电时该阴离子从聚合物中去掺杂的阴离子移动型。因此，负极活 性物质使用能嵌入?脱嵌锂离子的碳材料等时，无法构成在充放电时阳离子在两电极间移 动的阳离子移动型的摇椅型二次电池。即，摇椅型二次电池具有电解液量较少即可的优点， 而上述具有导电性聚合物作为正极活性物质的二次电池则不行，也无法对蓄电装置的小型 化作出贡献。 为了解决这种问题，还提出了阳离子移动型的二次电池，其无需大量电解液，目的 在于使电解液中的离子浓度实质上不变化，并且由此提高单位体积、重量的容量密度、能量 密度。该二次电池使用聚乙烯基磺酸之类的具有聚合物阴离子的导电性聚合物作为掺杂物 来构成正极，负极使用锂金属（参照专利文献2)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平3-129679号公报 专利文献2 :日本特开平1-132052号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 然而，上述二次电池在性能方面尚不充分。即，该电池与正极使用锰酸锂、钴酸锂 之类的含锂过渡金属氧化物的锂二次电池相比，存在容量密度、能量密度低等缺点。 另外，上述电池在组装电池后立刻充放电的初始阶段无法显现充分的容量，会有 需要在低倍率（0.05C)下进行数次充放电处理等繁琐情况。 本专利技术是为了解决现有的锂二次电池这种蓄电装置中的上述问题而作出的，目的 在于提供平均每单位活性物质重量的容量密度优异、特别是初始充放电时的初始容量优异 的高性能的。 用于解决问题的方案 为了实现上述目的，本专利技术的第一技术方案为一种蓄电装置用正极，其含有导电 性聚合物颗粒作为活性物质，上述导电性聚合物颗粒的粒形为扁平状。 另外，本专利技术的第二技术方案为一种蓄电装置，其具有电解质层和将其夹持而相 对设置的正极与负极，上述正极含有扁平状的导电性聚合物颗粒作为活性物质。 进而，本专利技术的第三技术方案为一种蓄电装置正极用浆料的制造方法，其中，至少 将包含导电性聚合物的活性物质颗粒和粘结剂利用球磨法进行处理。 即，本专利技术人等为了得到平均每单位活性物质重量的容量密度优异、特别是初始 充放电时的初始容量优异的高性能的蓄电装置而反复进行了深入研宄。在该过程中，本发 明人等认为活性物质即导电性聚合物颗粒的形状可能对容量密度造成较大影响，并对其进 一步进行了反复研宄。并且，各种实验的结果发现，使用扁平状的导电性聚合物颗粒作为活 性物质能够实现令人惊讶的高初始容量显现率。其理由尚不明确，但据推测是由于颗粒为 扁平状，从而缩短了到活性物质深部的距离，由此使电解液及离子向活性物质深部的扩散 提高。此处，扁平状是指俯视为细长的形状。 专利技术的效果 如此，上述蓄电装置用正极含有导电性聚合物颗粒作为活性物质，上述导电性聚 合物颗粒的粒形为扁平状，因此能够提供平均每单位活性物质重量的容量密度优异、特别 是初始充放电时的初始容量优异的高性能的蓄电装置。 另外，上述导电性聚合物颗粒的平均长径比（长径/短径）为3?10时，能够提 供初始容量更加优异的高性能的蓄电装置。 上述导电性聚合物为聚苯胺或其衍生物时，能够提供初始容量更加优异的高性能 的蓄电装置。 进而，为具有电解质层和将其夹持而相对设置的正极与负极的蓄电装置、且上述 正极含有扁平状的导电性聚合物颗粒作为活性物质时，能够提供平均每单位活性物质重量 的容量密度优异、特别是初始充放电时的初始容量优异的高性能的蓄电装置。 另外，为上述导电性聚合物颗粒的平均长径比（长径/短径）为3?10的蓄电装 置时，能够提供初始容量更加优异的高性能的蓄电装置。 为上述导电性聚合物为聚苯胺或其衍生物的蓄电装置时，平均每单位活性物质重 量的容量密度、平均每正极体积的容量密度更加优异。 为至少将包含导电性聚合物的活性物质颗粒和粘结剂利用球磨法进行处理的蓄 电装置正极用浆料的制造方法时，在得到期望的扁平状的导电性聚合物颗粒的同时，能够 简化得到蓄电装置用正极用浆料的工序。而且，使用由该浆料形成的正极的蓄电装置，可以 得到初始容量优异的高性能的蓄电装置。 另外，为向上述活性物质颗粒及粘结剂中进一步添加导电助剂和水，并利用球磨 法对所得混合物进行处理的蓄电装置正极用浆料的制造方法时，不需要另外添加导电助剂 等的工序，因此能够进一步简化得到正极用浆料的工序。 为上述导电性聚合物为聚苯胺或其衍生物的蓄电装置正极用浆料的制造方法时， 可以得到平均每单位活性物质重量的容量密度、平均每正极体积的容量密度更加优异的蓄 电装置。 为上述球磨法所使用的粉碎球的直径为0. 2?4mm的蓄电装置正极用浆料的制造 方法时，可以得到包含具有期望的长径比的导电性聚合物颗粒的蓄电装置用正极用浆料。【附图说明】 图1是示出蓄电装置的一个例子的截面图。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电装置用正极，其特征在于，其为含有导电性聚合物颗粒作为活性物质的蓄电装置用正极，所述导电性聚合物颗粒的粒形为扁平状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤洋平，岸井丰，阿部正男，植谷庆裕，武弘義，水池敦子，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP