提供了一种锂二次电池，其容量、耐久性以及速率特性都高于现有的电池。其中，具有层状岩盐结构的锂二次电池的正极活性物质用的板状粒子或者膜中，（００３）晶面取向为与板面方向交叉的方向。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有层状岩盐结构的锂二次电池的正极活性物质及其制造方法， 具体来说，涉及锂二次电池的正极活性物质用的板状粒子、锂二次电池的正极活性物质膜、 以及锂二次电池的正极活性物质的制造方法。背景技術钴系的正极活性物质被广泛地应用作为锂二次电池(有时也会被称为锂离子二次电池)的正极材料。该钴系的正极活性物质(典型的如LiCoO2)具有所谓的Ci-NaFeA 型的层状岩盐结构。该钴系的正极活性物质中，在(003)晶面以外的结晶面(例如(101) 晶面或(104)晶面)产生锂离子(Li+)的出入。通过锂离子的出入进行充放电动作。
技术实现思路
对于这种电池的正极活性物质，通过将很好地进行锂离子的出入的结晶面((003) 晶面以外的晶面例如(101)晶面或(104)晶面)更多地露出于电解质来提高电池的容量。 而且不仅是容量，还可以谋求耐久性、比率特性等更多特性的提高。本专利技术正是为了解决该问题而做出的。即，本专利技术的目的在于提供一种容量、耐久性、以及比率特性都比现有的电池提高了的锂二次电池。本专利技术的一方面的特征在于，是具有层状岩盐结构的锂二次电池的正极活性物质用的板状粒子，该结构的(003)晶面取向为与粒子的板面方向交叉的方向。即该粒子形成为取向为与所述板面方向平行的晶面为(003)晶面之外的晶面(例如(104)晶面)。该粒子的厚度优选为20 μ m以下。本专利技术的锂二次电池，包括正极，本专利技术的正极活性物质用的板状粒子作为正极活性物质；负极，其包括碳质材料或者锂吸储物质作为负极活性物质；和电解质，其介于所述正极和所述负极之间设置。构成锂二次电池的正极时，例如，通过将正极活性物质用的板状粒子分散在规定的粘结剂中，形成正极活性物质。然后通过该正极活性物质层和规定的正极集电体的层叠体构成所述正极。即，此时的所述正极是通过含有所述板状粒子的所述正极活性物质层和所述正极集电体重叠而构成的。本专利技术的另一特征是，具有所述结构的锂二次电池的正极活性物质膜，该构造中取向为膜的板面方向的晶面是(003)晶面以外的晶面(例如(104)晶面)。该膜的厚度优选为20 μ m以下。本专利技术的锂二次电池，包括正极，包含本专利技术的正极活性物质膜；负极，其包括碳质材料或者锂吸储物质作为负极活性物质；和电解质，其介于所述正极和所述负极之间设置。构成锂二次电池的正极时，例如，由正极活性物质膜与规定的正极集电体的层叠体(例如通过蒸镀(如溅射)或涂布等将该活性物质膜和导电体膜层叠而成的层叠体)构成所述正极。对于取向度来说，X射线衍射下(003)晶面的衍射强度与(104)晶面的衍射强度的比率/优选在0. 005 1.0范围内。/在1. 0以下的话，由于锂离子易于取出，因此充放电特性提升显著。 但是，/不足0.005的话，循环特性下降。考虑这是因为取向度过高(即，结晶的朝向过于统一)的话，由于伴随锂离子出入的结晶体积变化，粒子容易开裂(此外，该循环特性劣化的详细原因不明。)。如上所述的粒子、膜可通过包含以下(1)及(2)工序的制造方法制得(1)形成含有(h00)取向为粒子板面方向的板状的Co3O4粒子的薄膜状的片(自立膜定义在后面叙述)的工序；( 向所述Co3O4粒子导入锂的工序。所述工序(1)可包含以下工序形成含有Co3O4和Bi2O3的、厚度在20 μ m以下的生片的工序、以及将所述生片在900°C至1300°C温度范围内煅烧的工序。此外，所述⑴和⑵工序之间，也可以再含有下述⑶工序(3)将所述片破碎为多个所述Co3O4粒子的工序。含有该C3)工序时，所述工序( 可含有以下工序将所述破碎工序得到的所述 Co3O4粒子与所述Li2CO3混合并加热的工序。根据本专利技术，在具有所述构造的所述板状粒子或所述膜中，取向为所述板面方向的晶面是锂离子出入良好的晶面((003)晶面以外的晶面例如(104)晶面)。这样，该面相对于电解质的露出(接触)更多，同时该粒子或膜表面的(003)晶面的露出比例变得极低。因此，例如，用作固体型锂二次电池的正极材料的所述膜，可同时达成高容量和高比率特性。或者，用作液体型锂二次电池的正极材料的所述板状粒子，即使加大粒子大小来提高耐久性及谋求高容量化时，也可以维持高速率特性。如上所述，根据本专利技术，可以提供容量、耐久性、及速率特性较现有技术得以提升的锂二次电池。附图说明图IA是示出适用本专利技术的一实施形态的锂二次电池的概略结构的截面图。图IB是图IA所示的正极的放大截面图。图2A是图1所示的正极活性物质用板状粒子的放大立体图。图2B是比较例的正极活性物质粒子的放大立体图。图2C是比较例的正极活性物质粒子的放大立体图。图3A是根据本专利技术的制造方法的片形成工序得到的(h00)取向了的Co3O4粒子的表面的扫描电子显微镜照片。图;3B是根据本专利技术的制造方法得到的(经过了锂导入工序)的LiCc^2粒子的表面的扫描电子显微镜照片。图3C是根据本专利技术的制造方法得到的(经过了锂导入工序)的LiCc^2粒子的截面的扫描电子显微镜照片。图3D是根据本专利技术的制造方法得到的(经过了锂导入工序)的LiCc^2粒子的截面的扫描电子显微镜照片。图4A是(111)取向了的通常的(比较例的)Co3O4粒子的扫描电子显微镜照片。图4B是通过对图4A所示的通常的(比较例的)Co3O4粒子进行所述的锂导入工序得到的比较例的LiCoA粒子的扫描电子显微镜照片。图5是图;3B以及图4B所示的LiCoO2粒子的X射线衍射线形图。图6A是示出变形例的锂二次电池的概略结构的截面图。图6B是图6A所示的正极活性物质层的放大截面图。图7是示出其他的变形例的锂二次电池的概略结构的截面图。图8是示出图IB所示的正极的变形例的结构的截面图。具体实施例方式下面，使用实施例以及比较例对本专利技术的合适的实施形态进行说明。以下的关于实施形态的记载，仅仅只是为了满足法条所要求的说明书的记载要件(记述要件、能实施要件)，而在可能范围内具体描述本专利技术的具体化的一例。因此，如后文所述，本专利技术当然不限定于下文所述的实施形态或者实施例的具体的结构。对本实施形态或实施例施行的各种变形的例示，如果插入到该实施形态的说明中，则会对连续的实施形态的说明的理解造成妨碍，因此将其集中记载在文末。<锂二次电池的结构>图IA是示出适用本专利技术的一实施形态的锂二次电池10的概略结构的截面图。参照图1A，本实施形态的锂二次电池10是所谓的液体型，包括电池盒11、隔膜12、 电解质13、负极14和正极15。隔膜12被设为将电池盒11内一分为二。在电池盒11内收容有液体的电解质13， 且负极14以及正极15隔着隔膜12相对而设。从电特性、容易处理方面来考虑，作为电解质13优选使用在有机溶剂等的非水系溶剂中溶解了锂盐等的电解质盐的非水溶剂系的电解液。但是，也可以使用聚合物电解质、 凝胶电解质、有机固体电解质、无机固体电解质作为电解质13。作为非水电解液的溶剂并没有被特别地限定，可以使用例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲基二乙基甲酮碳酸酯等的链状酯；碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸亚乙烯酯等的介电常数高的环状酯；链状酯和环状酯的混合溶剂；等，以链状酯为主溶剂的链状酯和环状酯的混合溶剂特别适合。作为调制非水电解液时溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种锂二次电池的正极活性物质用的板状粒子，其具有层状岩盐结构，其特征在于，（００３）晶面取向为与粒子的板面方向交叉的方向。
【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：杉浦隆太，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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