非水电解质二次电池用导电剂、非水电解质二次电池用正极以及非水电解液二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供非水电解质二次电池用导电剂，其即使在高温、高电压的条件下进行充放电时也充分地抑制电解液的氧化分解反应，由此提高该条件下的循环特性。上述非水电解质二次电池用导电剂的特征在于，其包含由碳形成的导电剂主体和附着在该导电剂主体表面的化合物，以上述导电剂主体的初级颗粒或二次颗粒的平均粒径大于上述化合物的平均粒径的方式构成，并且上述化合物中含有选自由铝、锆、镁和稀土元素组成的组中的至少一种金属元素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及应用于非水电解质二次电池的导电剂以及使用了该导电剂的正极、电池。
技术介绍
近年来，手机、笔记本电脑、PDA等移动信息终端、便携式音乐机、便携式游戏机的小型轻量化正在迅速发展，并且伴随着搭载二次电池的电动汽车用的实际普及，期待着作为驱动电源使用的非水电解质二次电池更进一步地高容量化、高寿命化。作为面向高容量化的手段之一，可列举出将充电终止电压提高得比以往更高。然而，如果提高充电终止电压，则充电状态的正极与电解液反应，产 生电解液的氧化分解。因此，为了通过抑制该氧化分解反应等而谋求非水电解质二次电池的高容量化、高寿命化等，提出有下述(I) (3)所示的方案。(I)提出一种正极活性物质，其在含有至少一种以上的锂化合物的核以及在核上形成的表面处理层中包含Mg的氢氧化物等涂层物质(参照下述专利文献I)。(2)提出一种电极添加剂，其在氢氧化镁等核颗粒的表面被覆导电性物质(参照下述专利文献2)。(3)提出一种导电剂，其由用掺杂有氧化锡的ITO被覆而成的微粒组成(参照下述专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-218217号公报专利文献2:日本特表2007-522619号公报专利文献3:日本特开2002-50358号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，即便采用上述(I) (3)所示的技术，也不能充分地抑制电解液的氧化分解反应，特别是在高温、高电压条件下的循环特性方面存在问题。用于解决问题的方案本专利技术的特征在于，其包含由碳形成的导电剂主体和附着在该导电剂主体表面的化合物，上述导电剂主体的初级颗粒或二次颗粒的平均粒径以大于上述化合物的平均粒径的方式而构成，并且上述化合物中含有选自铝、锆、镁和稀土元素组成的组中的至少一种金属素。 专利技术的效果根据本专利技术，起到能够使循环特性显著地提高这样优异的效果。附图说明图1是本专利技术的实施方式的电池的主视图。图2是沿图1的A-A线方向看的剖视图。具体实施例方式本专利技术的特征在于，其包含由碳形成的导电剂主体和附着在该导电剂主体表面的化合物，上述导电剂主体的初级颗粒或二次颗粒的平均粒径以大于上述化合物的平均粒径的方式而构成，并且上述化合物中含有选自由铝、锆、镁和稀土元素组成的组中的至少一种属素。现有技术中，存在有在正极活性物质的表面被覆金属化合物等，从而抑制电解液的氧化分解反应的技术。然而，只是抑制正极活性物质表面的电解液的氧化分解反应，还不能充分地提高在高温、高电压下的循环特性等。这是由于，非水电解质二次电池的正极活性物质中主要包含钴、镍等过渡金属，这些金属作为催化剂起作用，因此电解液在附着于该正极活性物质的导电剂的表面也变得容易氧化分解。因此，如果像上述的构成那样在导电剂主体的表面附着含有稀土元素等金属元素的化合物，则电解液与导电剂主体之间的接触面积变小。因此，附着于正极活性物质所引起的导电剂主体的催化性降低，从而导电剂主体表面的电解液的氧化分解反应被抑制。其结果，由于导电剂表面等被电解液的分解产物覆盖而引起的电极内的导电性下降这样的问题减少。其结果，在高温、高电压下的循环特性得以显著地改善。此处，设导电剂主体的初级颗粒或二次颗粒的平均粒径大于化合物的平均粒径这样的构成，其意义是为了明确在导电剂主体的表面附着有化合物(即，并非是在化合物的表面附着了导电剂主体)。另外，设为这样的构成，是基于以下所述理由。即，在为导电剂主体的初级颗粒或二次颗粒的平均粒径小于化合物的平均粒径这样的构成时，形成在化合物的表面附着有导电剂主体这样的构成，因此不能充分地减小导电剂主体的露出面积，不能充分地抑制电解液的氧化分解反应。另外，该情况下，产生正极活性物质颗粒间不存在导电剂而在正极活性物质颗粒间仅存在不具有导电性的化合物的状态、导电剂之间不接触的状态。因而在正极内，导电剂的导电性网络被切断，结果正极内的电阻增大。如果考虑这些因素，则化合物的平均粒径更优选限制在导电剂主体的初级颗粒或二次颗粒的平均粒径的10%以下。需要说明的是，存在导电剂主体的初级颗粒或二次颗粒的平均粒径是考虑到，由碳形成的导电剂主体有作为初级颗粒而存在的情况和作为二次颗粒而存在的情况。具体而言，在正极中，导电剂主体作为初级颗粒而存在时意指初级颗粒的平均粒径，导电剂主体作为二次颗粒而存在时意指二次颗粒的平均粒径。作为以初级颗粒的状态存在的导电剂主体，有VGCF、碳纳米管等，作为以二次颗粒的状态存在的导电剂主体，有乙炔黑、科琴黑等碳O优选上述化合物中含有选自上述金属元素的氢氧化物、上述金属元素的羟基氧化物、上述金属元素的碳酸化合物和上述金属元素的氧化物组成的组中的至少一种。优选上述化合物为选自由上述稀土元素的氢氧化物、上述稀土元素的羟基氧化物、上述稀土元素的碳酸化合物和上述稀土元素的氧化物组成的组中的至少一种化合物，上述化合物特别优选为上述稀土元素的氢氧化物或上述稀土元素的羟基氧化物。稀土类的氢氧化物等与铝、锆和镁等的氢氧化物等相比，不仅能够减少电解液与导电剂的接触面积，也能够进一步降低导电剂主体的催化性，因此电解液的分解进一步被抑制。其中，稀土类的氢氧化物、羟基氧化物能够进一步降低该催化性，因此能够进一步抑制电解液的分解。上述化合物相对于上述导电剂主体的比例以化合物的金属元素换算优选为小于383质量％(优选为77质量％以下，特别优选为14.9质量％以下)。其原因是，如果上述化合物相对于上述导电剂主体的比例过多，导电剂主体的表面被化合物过度地被覆，因此电极内的导电性下降。另外，上述化合物相对于导电剂主体的比例的下限以化合物的金属元素换算优选为0.8质量％以上。其原因是，小于0.8质量％时，导电剂表面存在的化合物的比例变得过少，不能充分发挥抑制电解液的分解的效果。本专利技术的特征在于，使用了上述非水电解质二次电池用导电剂和正极活性物质。另外，本专利技术的特征在于，在正极活性物质的表面存在导电剂，该导电剂包含由碳形成的导电剂主体和附着在该导电剂主体表面的化合物，上述导电剂主体的初级颗粒或二次颗粒的平均粒径以大·于上述化合物的平均粒径的方式而构成，并且上述化合物中含有选自由铝、锆、镁和稀土元素组成的组中的至少一种金属元素。通过设为这样的构成，能够维持正极内的导电性的同时，并且抑制电解液的氧化分解反应。优选上述导电剂主体的表面附着的化合物中含有稀土元素。如上所述，含有稀土元素的化合物与含有除此以外的元素的化合物相比，能够进一步降低导电剂主体的催化性，因此能够进一步抑制电解液的分解。优选在上述正极活性物质的表面附着有含有选自由铝、锆、镁和稀土元素组成的组中的至少一种金属元素的化合物。如果在正极活性物质的表面也存在上述化合物，则由于正极活性物质与电解液之间的接触面积下降，因此能够进一步抑制电池内的电解液的氧化分解反应。优选上述正极活性物质的表面附着的化合物中含有稀土元素。在含有稀土元素时，除了能够使接触面积下降之外，还能够使正极活性物质的催化性下降。优选上述正极活性物质中含有选自由镍、钴和锰组成的组的至少一种元素，特别优选正极活性物质为钴酸锂或者含有镍、钴和锰的锂复合氧化物。一种非水电解质二次电池，其特征在于，其包含上述非水电解质二次电池用正极。只要是这种电池就能够提高在高温、高电压条件下的循环特性。(其它事项)(I)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：松本浩友纪，小笠原毅，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：
国别省市：