电极复合材料和二次电池制造技术

本发明专利技术提供确保了更优异的电池性能的电极复合材料和二次电池。电极复合材料含有电极活性物质和作为导电性纤维状碳材料的碳纳米管。该电极复合材料包含配置在该电极活性物质的表面的无机纳米颗粒。的表面的无机纳米颗粒。的表面的无机纳米颗粒。

【技术实现步骤摘要】
电极复合材料和二次电池


[0001]本专利技术涉及电极复合材料和二次电池。

技术介绍

[0002]以往，例如如专利文献1、专利文献2所示，在电极活性物质层的形成中使用的电极复合材料中，有时含有碳纳米管等导电性纤维状碳材料。通过采用这样的构成，该导电性纤维状碳材料形成导电路径。于是，由此能够确保优异的电池性能。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：日本特开2019
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220357号公报专利文献2：日本特开2016
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31922号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的课题
[0004]但是，例如在电动车辆等要求高水准的电池性能的用途中，始终在寻求其性能的进一步提高。因此，对于上述现有技术的构成，其实际情况也是未必能够断定满足其不断发展的要求水准。用于解决课题的手段
[0005]本专利技术的一个方面的电极复合材料含有电极活性物质和导电性纤维状碳材料，并且包含配置在上述电极活性物质的表面的无机纳米颗粒。根据上述构成，配置在电极活性物质的表面的多个无机纳米颗粒附着于电极复合材料中的导电性纤维状碳材料，由此使该导电性纤维状碳材料处于被拉伸的状态。即，电极复合材料中的导电性纤维状碳材料以伸长的状态进行分散而不会凝聚成块状。其结果，电极复合材料中的导电性纤维状碳材料能够有效地形成位于其附近的电极活性物质的导电路径。并且，由此能够确保优异的电池性能。
[0006]上述电极复合材料中，上述无机纳米颗粒的平均径可以为25nm以上且150nm以下。根据上述构成，成为配置在电极活性物质的表面的无机纳米颗粒容易附着于电极复合材料中包含的导电性纤维状碳材料的状态。于是，由此能够成为电极复合材料中的导电性纤维状碳材料有效地形成位于其附近的电极活性物质的导电路径的状态。
[0007]上述电极复合材料中，将上述电极复合材料中包含的上述无机纳米颗粒的含量以重量％来表示的情况下，将上述无机纳米颗粒的含量设为“y”、将上述无机纳米颗粒的平均径设为“x”，上述电极复合材料中包含的上述无机纳米颗粒的含量可以以下式y≦0.0106x
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0.0033来表示。
[0008]即，通过设定为使用上述计算式而运算出的含量，能够避免覆盖电极活性物质的表面的无机纳米颗粒抑制该电池反应的状态。另外，能够同时成为配置在该电极活性物质的表面的无机纳米颗粒有效地形成位于其附近的电极活性物质的导电路径的状态。于是，
由此能够有效地提高其电池性能。
[0009]上述电极复合材料中，上述电极复合材料中包含的上述导电性纤维状碳材料的含量可以为0.5wt％以上且2.0wt％以下，上述无机纳米颗粒/上述导电性纤维状碳材料的量比可以为0.1以上且0.7以下。
[0010]根据上述构成，能够适当地设定无机纳米颗粒的含量相对于导电性纤维状碳材料的含量的比例。于是，由此，在电极复合材料中，能够有效地成为该导电性纤维状碳材料和无机纳米颗粒附着的状况，并且能够避免过剩的无机纳米颗粒抑制电池反应的状态。其结果，能够更为有效地提高电池性能。
[0011]上述电极复合材料中，上述无机纳米颗粒/上述导电性纤维状碳材料的径比可以为1.1以上且3.5以下。根据上述构成，能够适当地设定无机纳米颗粒的粒径相对于导电性纤维状碳材料的直径的比例。于是，由此，在电极复合材料中，能够有效地成为该导电性纤维状碳材料和无机纳米颗粒附着的状况。其结果，能够更为有效地提高电池性能。
[0012]上述电极复合材料中，上述导电性纤维状碳材料可以为碳纳米管。根据上述构成，电极复合材料中的碳纳米管附着在配置于电极活性物质的表面的多个无机纳米颗粒，由此，该碳纳米管以伸长的状态分散于电极复合材料中而不会凝聚成块状。其结果，该碳纳米管能够有效地形成位于其附近的电极活性物质的导电路径。于是，由此能够提高其电池性能。
[0013]上述电极复合材料中，作为上述无机纳米颗粒，可以包含氧化铝和钨酸锂中的至少任一者。根据上述构成，能够有效地成为配置在该电极活性物质的表面的无机纳米颗粒附着于电极复合材料中的导电性纤维状碳材料的状态。于是，由此能够提高该电池性能。
[0014]本公开的另一方面的二次电池使用上述任意一项所述的电极复合材料来形成。根据上述构成，能够提高二次电池的性能。本公开的另一方面的二次电池是使用含有电极活性物质和导电性纤维状碳材料的电极复合材料形成的二次电池，其中，上述电极复合材料包含配置在上述电极活性物质的表面的无机纳米颗粒，并且上述无机纳米颗粒的平均径为25nm以上且150nm以下，将上述电极复合材料中包含的上述无机纳米颗粒的含量以重量％来表示的情况下，将上述无机纳米颗粒的含量设为“y”、将上述无机纳米颗粒的平均径设为“x”，上述电极复合材料中包含的上述无机纳米颗粒的含量由式y≦0.0106x
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0.0033来表示，并且上述电极复合材料中包含的上述导电性纤维状碳材料的含量为0.5wt％以上且2.0wt％以下，上述无机纳米颗粒/上述导电性纤维状碳材料的量比为0.1以上且0.7以下，上述无机纳米颗粒/上述导电性纤维状碳材料的径比为1.1以上且3.5以下。
[0015]根据上述构成，能够有效地提高二次电池的性能。专利技术的效果
[0016]根据本专利技术，能够确保更优异的电池性能。
附图说明
[0017]图1是二次电池的立体图。
图2是电极体的分解图。图3是二次电池的侧视图。图4是反映了电极复合材料中包含的电极活性物质和导电性纤维状碳材料的电子显微镜照片的像图。图5是反映了电极活性物质以及位于其附近的导电性纤维状碳材料的电子显微镜照片的像图。图6是反映了在表面配置有无机纳米颗粒的电极活性物质的电子显微镜照片的像图。图7是电极复合材料中包含的电极活性物质、导电性纤维状碳材料以及无机纳米颗粒的示意图。图8是反映了在表面不具有无机纳米颗粒的电极活性物质的电子显微镜照片的像图。图9是示出了不含有无机纳米颗粒的电极复合材料中的电极活性物质和导电性纤维状碳材料的示意图。图10是反映了在表面不具有无机纳米颗粒的电极活性物质、以及位于其附近的导电性纤维状碳材料的电子显微镜照片的像图。图11是反映了不含有无机纳米颗粒的电极复合材料中的电极活性物质和导电性纤维状碳材料的电子显微镜照片的像图。图12是示出无机纳米颗粒/碳纳米管的量比的相关试验结果的表。图13是示出无机纳米颗粒/碳纳米管的量比的相关试验结果的图。图14是示出无机纳米颗粒/碳纳米管的径比的相关试验结果的表。图15是示出无机纳米颗粒/碳纳米管的径比的相关试验结果的图。
具体实施方式
[0018]以下根据附图对二次电池中使用的电极复合材料的一个实施方式进行说明。如图1所示，二次电池1具备：将正极3、负极4和隔片5一体化而成的电极体10；以及收纳该电极体10的壳体20。并且，本实施方式的二次电池1具有使未图示的非水性电解液含浸在该壳体20内的电极体10中的作为锂离子二次电池的构成。
[0019]若详细说明，则本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极复合材料，其含有电极活性物质和导电性纤维状碳材料，并且包含配置在所述电极活性物质的表面的无机纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的电极复合材料，其中，所述无机纳米颗粒的平均径为25nm以上且150nm以下。3.根据权利要求2所述的电极复合材料，其中，将所述电极复合材料中包含的所述无机纳米颗粒的含量以重量％来表示的情况下，将所述无机纳米颗粒的含量设为“y”、将所述无机纳米颗粒的平均径设为“x”，所述电极复合材料中包含的所述无机纳米颗粒的含量由下式来表示，y≦0.0106x
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0.0033。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的电极复合材料，其中，所述电极复合材料中包含的所述导电性纤维状碳材料的含量为0.5wt％以上且2.0wt％以下，所述无机纳米颗粒/所述导电性纤维状碳材料的量比为0.1以上且0.7以下。5.根据权利要求1～3中任意一项所述的电极复合材料，其中，所述无机纳米颗粒/所述导电性纤维状碳材料的径比为1.1以上且3.5以下。6.根据权利要求1～3中任意一项所述的电极复合材料，其中，所述导电性纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：多贺一矢，坂井辽太郎，金子哲也，池田博昭，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：