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電極材料、電極用糊及鋰離子電池的制造方法與工藝

文檔序號:11408999閱讀:228來源:國知局
本發(fā)明涉及電極材料、電極用糊及鋰離子電池。

背景技術(shù):
近年來,作為可期待小型化、輕量化、高容量化的電池,提出了鋰離子電池等非水電解液系二次電池,并供于實際使用。鋰離子電池由具有能夠可逆地嵌入和脫嵌鋰離子的性質(zhì)的正極和負極以及非水系電解質(zhì)構(gòu)成。作為鋰離子電池的負極材料的負極活性物質(zhì),使用鈦酸鋰(Li4Ti5O12)等含鋰金屬氧化物或碳類材料。另一方面,作為鋰離子電池的正極材料的正極活性物質(zhì),使用鈷酸鋰(LiCoO2)等含鋰金屬氧化物、磷酸鐵鋰(LiFePO4)等含氧酸鋰鹽系化合物等。鋰離子電池的正極例如可以通過在被稱為集流體的金屬箔的表面上涂布含有正極活性物質(zhì)及粘結(jié)劑等的電極用糊并進行干燥而形成。這種鋰離子電池與現(xiàn)有的鉛電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等二次電池相比,輕量且小型,并且具有高能量。因此,鋰離子電池不僅用作移動電話、筆記本型個人計算機等便攜式電子設(shè)備中使用的小型電源,還用作固定式緊急用大型電源。另外,近年來,鋰離子電池還作為插電式混合動力車、混合動力車、產(chǎn)業(yè)用設(shè)備、電動工具等的高輸出電源而進行了研究。作為這些高輸出電源使用的電池大多使用于設(shè)想在室外使用的應(yīng)用,因此,在設(shè)想在寒冷地區(qū)使用時,要求室溫以及低溫下的高速充放電特性。電極活性物質(zhì)中,含氧酸鋰鹽系化合物(尤其是磷酸鐵鋰)的安全性優(yōu)良,并且在資源及成本方面也不存在問題,在這一點上備受矚目。但是,含氧酸鋰鹽系化合物因其晶體結(jié)構(gòu)(橄欖石型晶體結(jié)構(gòu))的影響而存在電子傳導(dǎo)性低的問題。因此,為了提高使用含氧酸鋰鹽系化合物作為電極活性物質(zhì)的電極材料的電子傳導(dǎo)性,提出了專利文獻1的方法。在專利文獻1中,將由磷酸鐵鋰構(gòu)成的電極活性物質(zhì)的粒子表面用作為碳源的有機化合物包覆,之后,使有機化合物碳化,由此,在電極活性物質(zhì)的表面形成碳質(zhì)被膜,使該碳質(zhì)被膜中的碳作為電子傳導(dǎo)性物質(zhì)發(fā)揮作用?,F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2001-15111號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的問題但是,碳質(zhì)被膜成為鋰離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)時的屏障,并且還成為鋰離子的擴散屏障。另外,當碳質(zhì)被膜的表觀密度高時,呈現(xiàn)碳質(zhì)被膜的包覆率、碳質(zhì)被膜的膜厚及碳質(zhì)被膜的結(jié)晶性增加的傾向,鋰離子的傳導(dǎo)性受損。即,電子傳導(dǎo)性的提高與鋰離子傳導(dǎo)性的提高成為權(quán)衡關(guān)系。例如,在負載有碳質(zhì)被膜的電極活性物質(zhì)中,電子傳導(dǎo)性提高,相反,鋰離子傳導(dǎo)性受損,由此電池內(nèi)部電阻的總和會上升,在進行高速放電時電壓會顯著下降。本發(fā)明的目的在于提供使用在表面形成有碳質(zhì)被膜的電極活性物質(zhì)的電極材料、電極用糊及鋰離子電池,所述電極材料保持碳質(zhì)被膜中的鋰離子擴散的遷移路徑、利用碳質(zhì)被膜確保電子傳導(dǎo)性并且提高鋰離子傳導(dǎo)性。用于解決問題的方法為了解決上述問題,本發(fā)明提供以下[1]~[6]的發(fā)明。[1]一種電極材料,其為在電極活性物質(zhì)粒子的表面形成碳質(zhì)被膜而成的粒子狀的電極材料,其中,所述碳質(zhì)被膜在所述電極活性物質(zhì)粒子的表面上的包覆率為80%以上,由所述電極材料的碳量、所述電極材料的比表面積及所述碳質(zhì)被膜的平均膜厚算出的碳質(zhì)被膜的表觀密度(ρV)為0.10g/cm3以上且1.08g/cm3以下。[2]上述[1]所述的電極材料,其中,碳成分在所述電極材料的總質(zhì)量中所占的比例為0.6質(zhì)量%以上且5.0質(zhì)量%以下,所述碳質(zhì)被膜的通過氣相置換法求出的真密度(ρT)為1.80g/cm3以上且2.50g/cm3以下,所述碳質(zhì)被膜的表觀密度(ρV)與所述碳質(zhì)被膜的真密度之比(ρV/ρT)為0.04以上且0.60以下。[3]上述[1]或[2]所述的電極材料,其中,碳成分在所述碳質(zhì)被膜的總質(zhì)量中所占的比例為50質(zhì)量%以上。[4]上述[1]~[3]中任一項所述的電極材料,其中,所述電極活性物質(zhì)粒子以選自鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰及LixAyDzPO4(其中,A為選自Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr的組中的一種或兩種以上,D為選自Mg、Ca、S、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc、Y及稀土元素的組中的一種或兩種以上,0<x<2,0<y<1.5,0≤z<1.5)中的一種為主要成分。[5]一種電極用糊,其含有上述[1]~[4]中任一項所述的電極材料及粘結(jié)劑而成。[6]一種鋰離子電池,其具備正極集流體,所述正極集流體在金屬箔上具有由上述[5]所述的電極用糊形成的電極材料層。發(fā)明效果本發(fā)明的電極材料、電極用糊及鋰離子電池盡管使用在表面形成有碳質(zhì)被膜的電極活性物質(zhì),但也能夠在不損害鋰離子傳導(dǎo)性的情況下提高電子傳導(dǎo)性。因此,本發(fā)明的電極材料、電極用糊及鋰離子電池能夠?qū)㈦姵氐膬?nèi)部電阻抑制得較低,其結(jié)果,也無需擔憂電壓顯著下降,能夠進行高速充放電。附圖說明圖1是說明電極材料的碳質(zhì)被膜的鋰離子的遷移路徑的映像圖。具體實施方式[電極材料]本發(fā)明的電極材料為在電極活性物質(zhì)粒子的表面形成碳質(zhì)被膜而成的粒子狀的電極材料,上述碳質(zhì)被膜在上述電極活性物質(zhì)粒子的表面上的包覆率為80%以上,由上述電極材料的碳量、上述電極材料的比表面積及上述碳質(zhì)被膜的平均膜厚算出的碳質(zhì)被膜的表觀密度(ρV)為0.10g/cm3以上且1.08g/cm3以下。本發(fā)明中,通過使用滿足這種條件的電極材料,在用于鋰離子電池正極時,能夠?qū)㈦姵氐膬?nèi)部電阻抑制得較低,其結(jié)果,也無需擔憂電壓顯著下降,能夠進行高速充放電。(電極活性物質(zhì)粒子)作為構(gòu)成電極活性物質(zhì)粒子的電極活性物質(zhì),可以舉出選自鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰、LixAyDzPO4(其中,A為選自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr組成的組中的一種或兩種以上,D為選自由Mg、Ca、S、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc、Y及稀土元素組成的組中的一種或兩種以上,0<x<2,0<y<1.5,0≤z<1.5)等。電極活性物質(zhì)粒子優(yōu)選以選自由鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰及LixAyDzPO4組成的組中的至少一種為主要成分,其中,由LixAyDzPO4表示的含氧酸鋰鹽系化合物具有橄欖石型晶體結(jié)構(gòu),在進行高速放電時容易產(chǎn)生電壓下降,且容易發(fā)揮基于本發(fā)明的構(gòu)成的效果,在這一點上是優(yōu)選的。在此,主要成分是指電極活性物質(zhì)粒子總質(zhì)量中的含量超過50質(zhì)量%。另外,優(yōu)選主要成分為電極活性物質(zhì)粒子總質(zhì)量中的80質(zhì)量%以上,進一步優(yōu)選為90質(zhì)量%以上。關(guān)于LixAyDzPO4的A,Co、Mn、Ni及Fe容易得到高放電電位,因此優(yōu)選。關(guān)于LixAyDzPO4的D,Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn及Al容易得到高放電電位,因此優(yōu)選。另外,稀土元素是指鑭系列的La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu這15種元素。其中,作為電極活性物質(zhì),優(yōu)選為LixFeyDzPO4(A為Fe),更優(yōu)選為LixFeyPO4(A為Fe且z為0),進一步優(yōu)選為LiFePO4。由LixAyDzPO4表示的含氧酸鋰鹽系化合物(橄欖石型鋰系化合物)可以使用通過固相法、液相法、氣相法等現(xiàn)有的方法制造的化合物。LixAyDzPO4例如可以通過如下方法得到:將Li源、A源、P源、水及根據(jù)需要的D源混合而得到漿料狀的混合物,對該混合物進行水熱合成,將所得到的沉淀物水洗而生成電極活性物質(zhì)的前體物質(zhì),進一步對前體物質(zhì)進行煅燒。優(yōu)選在水熱合成中使用耐壓密閉容器。在此,作為Li源,可以舉出醋酸鋰(LiCH3COO)、氯化鋰(LiCl)等鋰鹽及氫氧化鋰(LiOH)等,優(yōu)選使用選自由醋酸鋰、氯化鋰及氫氧化鋰組成的組中的至少一種。作為A源,可以舉出包含選自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr組成的組中的至少一種的氯化物、羧酸鹽、硫酸鹽等。例如,當A為Fe時,作為Fe源,可以舉出氯化鐵(II)(FeCl2)、醋酸鐵(II)(Fe(CH3COO)2)、硫酸鐵(II)(FeSO4)等2價鐵鹽,優(yōu)選使用選自由氯化鐵(II)、醋酸鐵(II)及硫酸鐵(II)組成的組中的至少一種。作為D源,可以舉出包含選自由Mg、Ca、S、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc、Y及稀土元素組成的組中的一種的氯化物、羧酸鹽、硫酸鹽等。作為P源,可以舉出磷酸(H3PO4)、磷酸二氫銨(NH4H2PO4)、磷酸氫二銨((NH4)2HPO4)等磷酸化合物,優(yōu)選使用選自由磷酸、磷酸二氫銨及磷酸氫二銨組成的組中的至少一種。電極活性物質(zhì)粒子的大小沒有特別限制,優(yōu)選一次粒子的平均粒徑為10nm~20000nm,更優(yōu)選為20nm~5000nm。通過使電極活性物質(zhì)粒子的一次粒子的平均粒徑為10nm以上,能夠?qū)⒁淮瘟W拥谋砻嬗锰假|(zhì)被膜充分包覆,能夠抑制高速充放電速率下的放電容量的下降,能夠容易實現(xiàn)充分的充放電速率性能。另外,通過使電極活性物質(zhì)粒子的一次粒子的平均粒徑為20000nm以下,一次粒子的內(nèi)部電阻不易變大,不易損害高速充放電速率下的放電容量。另外,在本發(fā)明中,平均粒徑是指粒度分布中的累積體積百分率為50%時的粒徑D50。電極活性物質(zhì)粒子的一次粒子的平均粒徑可以通過如下方法得到:隨機選出500個粒子,通過掃描型電子顯微鏡測定各個粒子的一次粒徑,并計算出累積體積百分率50%的粒徑。另外,當粒子為非球形時,將縱切粒子的線段中最長線段的長度(長徑)和縱切粒子的線段中與該長徑的中點正交的線段的長度(短徑)的平均值作為各個粒子的一次粒徑。電極活性物質(zhì)粒子的形狀并沒有特別限制,優(yōu)選為球狀,更優(yōu)選為真球狀。通過使電極活性物質(zhì)粒子為球狀,能夠減少使用本發(fā)明的電極材料來制備正電極用糊時的溶劑量,并且也容易將正電極用糊涂布于集流體上。另外,正電極用糊例如可以通過將本發(fā)明的電極材料、粘合劑樹脂(粘結(jié)劑)及溶劑混合而制備。另外,通過使電極活性物質(zhì)粒子的形狀為球狀,電極活性物質(zhì)粒子的表面積變得最小,能夠?qū)⑻砑又岭姌O材料中的粘合劑樹脂(粘結(jié)劑)的配合量限制在最低限度,能夠減小所得到的正電極的內(nèi)部電阻,因此優(yōu)選。另外,若電極活性物質(zhì)粒子的形狀為球狀,則容易將電極活性物質(zhì)進行最密填充,因此,每單位體積的正極材料的填充量增多,由此能夠提高電極密度。其結(jié)果,能夠?qū)崿F(xiàn)鋰離子電池的高容量化,因此優(yōu)選。電極活性物質(zhì)粒子可以為一次粒子凝聚而成的凝聚體。優(yōu)選凝聚體的平均粒徑(平均二次粒徑)為0.5~100.0μm,更優(yōu)選為1.0~50.0μm。通過將凝聚體的平均粒徑設(shè)為0.5μm以上,能夠容易防止高速充放電速率下的放電容量降低。另外,通過將凝聚體的平均粒徑設(shè)為100μm以下,在正極的表面會產(chǎn)生由凝聚體引起的凹凸,在進行高速充放電時局部產(chǎn)生充放電回路,能夠容易防止放電容量下降。另外,凝聚體的平均粒徑(平均二次粒徑)是指粒度分布中的累積體積百分率為50%時的粒徑D50,能夠通過激光散射法進行測定。在此,一次粒子凝聚而成的凝聚體是指在表面形成有碳質(zhì)被膜的電極活性物質(zhì)粒子彼此以點接觸的狀態(tài)進行凝聚,由此,電極活性物質(zhì)粒子彼此的接觸部分成為截面積小的頸部狀而牢固地連接的狀態(tài)的凝聚體。如此,通過電極活性物質(zhì)粒子彼此的接觸部分成為截面積小的頸部狀,成為通道狀(網(wǎng)眼狀)的空隙在凝聚體內(nèi)部三維擴展的結(jié)構(gòu)。凝聚體的體積密度能夠使用壓汞儀進行測定,可以根據(jù)由凝聚體構(gòu)成的電極材料整體的質(zhì)量和構(gòu)成凝聚體的粒子的間隙的體積進行計算。換言之,凝聚體的體積密度是由從構(gòu)成凝聚體的粒子間隙的體積總和中去除凝聚體粒子間的間隙的凝聚體的粒子內(nèi)部的粒子間隙、和由凝聚體構(gòu)成的電極材料整體的質(zhì)量計算出的凝聚體的密度。作為凝聚體的體積密度,優(yōu)選為使凝聚體為實心時的體積密度的50體積%以上且80體積%以下,更優(yōu)選為55體積%以上且75體積%以下,進一步優(yōu)選為60體積%以上且75體積%以下。在此,實心凝聚體是指完全不存在空隙的凝聚體,實心凝聚體的密度等于電極活性物質(zhì)的理論密度。通過將凝聚體的體積密度設(shè)為50體積%以上且80體積%以下,凝聚體以具有某一定量的細孔(空隙)的狀態(tài)進行致密化,由此,凝聚體整體的強度增加,例如,在將電極活性物質(zhì)粒子與粘結(jié)劑、導(dǎo)電助劑、溶劑混合而制備電極漿料時,凝聚體不易破壞,其結(jié)果,可以抑制電極漿料的粘度的上升,且可以保持流動性,由此,涂布性變得良好,并且還能夠提高電極漿料的涂膜上的電極活性物質(zhì)的填充性。在此,當凝聚體的體積密度在上述范圍外,例如小于在使凝聚體為實心時的體積密度的50體積%時,電極活性物質(zhì)的凝聚體內(nèi)部的細孔中的芳香族碳化合物蒸氣的濃度過度降低,凝聚體的中心部的碳質(zhì)被膜的膜厚變薄,電極活性物質(zhì)的內(nèi)部電阻變高,因此不優(yōu)選,另一方面,若凝聚體的體積密度超過使凝聚體為實心時的體積密度的80體積%,則凝聚體的內(nèi)部密度變得過高,凝聚體內(nèi)部的通道狀(網(wǎng)眼狀)細孔變小,其結(jié)果,有機化合物碳化時所生成的焦油狀物質(zhì)被封入凝聚體內(nèi)部,因此不優(yōu)選。(碳質(zhì)被膜)碳質(zhì)被膜具有對電極材料賦予所希望的電子傳導(dǎo)性的作用,另一方面,成為鋰離子氧化還原性反應(yīng)時的屏障,并且還成為鋰離子的擴散屏障。因此,碳質(zhì)被膜的包覆率越高,另外,碳質(zhì)被膜的膜厚越厚,鋰離子的傳導(dǎo)性越受損。因此,電子傳導(dǎo)性的提高與鋰離子傳導(dǎo)性的提高成為權(quán)衡關(guān)系。例如,在負載有碳質(zhì)被膜的電極活性物質(zhì)中,電子傳導(dǎo)性得到提高,相反,鋰離子傳導(dǎo)性受損,由此,電池內(nèi)部電阻的總和上升,在進行高速放電時電壓顯著下降。本發(fā)明中,通過將碳質(zhì)被膜的包覆率設(shè)為80%以上且將碳質(zhì)被膜的表觀密度(ρV)設(shè)為0.10g/cm3以上且1.08g/cm3以下來解決碳質(zhì)被膜的權(quán)衡問題。電極活性物質(zhì)粒子的表面上的碳質(zhì)被膜的包覆率優(yōu)選為85%以上,更優(yōu)選為90%以上。電極活性物質(zhì)粒子的表面上的碳質(zhì)被膜的包覆率能夠通過實施例中記載的方法進行計算。碳質(zhì)被膜的表觀密度(ρV)優(yōu)選為0.15g/cm3以上且0.80g/cm3以下,更優(yōu)選為0.20g/cm3以上且0.60g/cm3以下。碳質(zhì)被膜的表觀密度能夠由電極材料的碳量、電極材料的比表面積及碳質(zhì)被膜的平均膜厚進行計算。碳質(zhì)被膜可以通過使成為碳質(zhì)被膜的原料的有機化合物碳化而得到。成為碳質(zhì)被膜的原料的有機化合物及碳質(zhì)被膜的形成方法的詳細內(nèi)容如后所述。為了不使電極材料的鋰離子傳導(dǎo)性受損,優(yōu)選碳質(zhì)被膜中的鋰離子的遷移路徑短。當在碳質(zhì)被膜中存在成為阻礙鋰離子遷移的主要原因的結(jié)構(gòu)時,鋰離子會迂回該結(jié)構(gòu)而進行遷移。作為該結(jié)構(gòu),例如可以舉出如碳的六角網(wǎng)面等電子非局部化的結(jié)構(gòu)。圖1是說明碳質(zhì)被膜的鋰離子的遷移路徑的映像圖。如圖1(a)所示,當形成碳質(zhì)被膜的石墨烯層密集配置時,電子傳導(dǎo)性提高,但鋰離子的遷移路徑變長,鋰離子的傳導(dǎo)性會變差。另一方面,如圖1(b)所示,當形成碳質(zhì)被膜的石墨烯層隔開間隙而配置時,鋰離子的遷移路徑變短,鋰離子的傳導(dǎo)性提高,但石墨烯彼此的接觸變少,電子傳導(dǎo)性會變差。如圖1(c)所示,形成碳質(zhì)被膜的石墨烯具有間隙且石墨烯適度接觸的狀態(tài)不會損害鋰離子的傳導(dǎo)性,電子傳導(dǎo)性提高,消除權(quán)衡問題,因此優(yōu)選。通過將碳質(zhì)被膜的包覆率及表觀密度設(shè)定在上述范圍內(nèi),能夠容易得到如圖1(c)所示的碳被膜的結(jié)構(gòu)。另外,本發(fā)明中,碳成分在電極材料的總質(zhì)量中所占的比例為0.6質(zhì)量%以上且5.0質(zhì)量%以下,碳質(zhì)被膜的通過氣相置換法求出的真密度(ρT)為1.80g/cm3以上且2.50g/cm3以下,碳質(zhì)被膜的表觀密度(ρV)與碳質(zhì)被膜的真密度之比(ρV/ρT)設(shè)為0.04以上且0.60以下,由此,在還考慮到電極活性物質(zhì)與碳質(zhì)被膜之間的關(guān)系、碳質(zhì)被膜的包覆率及膜厚等的基礎(chǔ)上,能夠得到形成有最佳的碳質(zhì)被膜的電極活性物質(zhì)粒子,在這一點上是優(yōu)選的。對碳質(zhì)被膜的表觀密度(ρV)與碳質(zhì)被膜的真密度之比(ρV/ρT)的技術(shù)意義進行詳述,當ρV/ρT大于0.60時,碳質(zhì)被膜中的電荷遷移電阻變高,其結(jié)果,電池的內(nèi)部電阻上升,高速充放電速率下的電壓下降變得顯著。另一方面,當ρV/ρT小于0.04時,鋰離子在碳質(zhì)被膜中擴散時因立體障礙而使鋰離子遷移電阻變高,其結(jié)果,電池的內(nèi)部電阻上升,高速充放電速率下的電壓下降變得顯著。因此,將ρV/ρT設(shè)為0.04以上且0.60以下在使本發(fā)明的效果變得更加良好的方面具有重大意義。另外,在此所說的“內(nèi)部電阻”是主要將電荷遷移電阻與鋰離子遷移電阻加在一起而得到的值,電荷遷移電阻與碳質(zhì)被膜的膜厚、碳質(zhì)被膜的密度及結(jié)晶性成反比例,鋰離子遷移電阻與碳質(zhì)被膜的膜厚、碳質(zhì)被膜的密度及結(jié)晶性成正比例。作為該內(nèi)部電阻的評價方法,例如使用電流中斷法等。該電流中斷法中,內(nèi)部電阻以布線電阻、接觸電阻、電荷遷移電阻、鋰離子遷移電阻、正負電極的鋰反應(yīng)電阻、由正負極間距離確定的極間電阻、與鋰離子的溶劑化、脫溶劑化相關(guān)的電阻及鋰離子的SEI(SolidElectrolyteInterface,固體電解質(zhì)界面)遷移電阻的總和來測定。碳成分在電極材料的總質(zhì)量中所占的比例更優(yōu)選設(shè)為0.7質(zhì)量%以上且4.0質(zhì)量%以下,進一步優(yōu)選設(shè)為0.8質(zhì)量%以上且2.5質(zhì)量%以下,更進一步優(yōu)選設(shè)為0.9質(zhì)量%以上且1.5質(zhì)量%以下。電極材料的碳量能夠通過實施例中記載的方法進行計算。碳質(zhì)被膜的真密度(ρT)優(yōu)選設(shè)為1.85g/cm3以上且2.35g/cm3以下,進一步優(yōu)選設(shè)為1.90g/cm3以上且2.20g/cm3以下。碳質(zhì)被膜的表觀密度與碳質(zhì)被膜的真密度之比(ρV/ρT)更優(yōu)選設(shè)為0.08以上且0.50以下,進一步優(yōu)選設(shè)為0.12以上且0.40以下。碳質(zhì)被膜的膜厚優(yōu)選為0.5~20nm,更優(yōu)選為1~10nm,進一步優(yōu)選為1~5nm。通過使碳質(zhì)被膜的膜厚為0.5nm以上,碳質(zhì)被膜中的電子的遷移電阻的總和不易變高,可以抑制電池的內(nèi)部電阻上升,能夠容易防止高速充放電速率下的電壓下降。通過使碳質(zhì)被膜的膜厚為20nm以下,可以抑制鋰離子在碳質(zhì)被膜中擴散時的立體障礙,鋰離子的遷移電阻變低,其結(jié)果,可以抑制電池的內(nèi)部電阻上升,能夠容易防止高速充放電速率下的電壓下降。碳質(zhì)被膜的膜厚設(shè)為將20個電極材料單粒子的碳質(zhì)被膜的膜厚進行平均的值。另外,測定電極材料表面的碳質(zhì)被膜的任意20個部位的膜厚,1個電極材料單粒子的碳質(zhì)被膜的膜厚設(shè)為20個部位的膜厚的平均值。具體而言,碳質(zhì)被膜的膜厚能夠通過實施例中記載的方法進行計算。碳成分在碳質(zhì)被膜的總質(zhì)量中所占的比例優(yōu)選為50質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為60質(zhì)量%以上。通過將該比例設(shè)為50質(zhì)量%以上,能夠抑制碳質(zhì)被膜的電荷遷移電阻,其結(jié)果,電池的內(nèi)部電阻下降,能夠抑制高速充放電速率下的電壓下降。碳質(zhì)被膜通過作為碳的前體的有機化合物的熱分解而形成,因此,除碳以外,必然包含氫、氧等元素。因此,若不適當設(shè)定煅燒條件,則碳成分在碳質(zhì)被膜的總質(zhì)量中所占的比例會低于50質(zhì)量%,碳質(zhì)被膜的電荷遷移電阻變高,其結(jié)果,電池的內(nèi)部電阻上升,高速充放電速率下的電壓下降變顯著。另一方面,通過適當?shù)卦O(shè)定煅燒條件,能夠?qū)⑻汲煞衷谔假|(zhì)被膜的總質(zhì)量中所占的比例設(shè)為50質(zhì)量%以上,抑制碳質(zhì)被膜的電荷遷移電阻,其結(jié)果,電池的內(nèi)部電阻下降,能夠抑制高速充放電速率下的電壓下降。(碳質(zhì)被膜的原料、碳質(zhì)被膜的形成方法)作為成為碳質(zhì)被膜原料的有機化合物,只要是能夠在電極活性物質(zhì)粒子的表面形成碳質(zhì)被膜的化合物,則沒有特別限定,例如可以舉出聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮、甲基纖維素或乙基纖維素等纖維素、淀粉、明膠、透明質(zhì)酸、葡萄糖(D-葡萄糖)、果糖(D-果糖)、蔗糖、乳糖等糖類、己醇、辛醇等高級一元醇、烯丙醇、丙炔醇、萜品醇等不飽和一元醇、聚乙酸乙烯酯、聚醚等。碳質(zhì)被膜能夠通過以下(1)、(2)的工序而形成于電極活性物質(zhì)粒子的表面上。換言之,本發(fā)明的電極材料能夠通過以下(1)、(2)的工序進行制造。(1)制備包含電極活性物質(zhì)粒子和/或電極活性物質(zhì)粒子的前體以及有機化合物的漿料的漿料制備工序。(2)將該漿料進行干燥而生成表面具有包含有機化合物的膜的造粒體,并在非氧化性氣氛對該造粒體進行煅燒,由此使該有機化合物碳化,在該造粒體的表面上形成由基于該有機化合物的碳質(zhì)構(gòu)成的碳質(zhì)被膜的工序。在工序(1)中,優(yōu)選在漿料中還添加水等溶劑。有機化合物優(yōu)選以使有機化合物中的碳量相對于電極活性物質(zhì)粒子和/或電極活性物質(zhì)粒子的前體成為規(guī)定的量的方式使用。具體而言,有機化合物優(yōu)選以使有機化合物中的碳量相對于電極活性物質(zhì)粒子和/或電極活性物質(zhì)粒子的前體的總計100質(zhì)量份成為0.6質(zhì)量份~8.0質(zhì)量份的方式配合,更優(yōu)選以成為1.1質(zhì)量份~4.0質(zhì)量份的方式配合。在此,通過使有機化合...
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