本發(fā)明涉及鋰離子電池。

背景技術(shù)：

鋰離子電池是高體積能量密度的二次電池，利用其特性而用于筆記本電腦、手機(jī)等便攜設(shè)備的電源。

近年來，作為進(jìn)行高性能化和小型化的電子設(shè)備用電源、儲(chǔ)電用電源、電動(dòng)汽車用電源等，高輸入輸出特性、高體積能量密度以及長壽命的鋰離子電池受到關(guān)注。

例如，在日本專利第4196234號(hào)公報(bào)中，研究了如下電池，其在正極中使用相對(duì)于li/li⁺具有約4.7～4.8v的鋰吸藏、放出電位的尖晶石結(jié)構(gòu)的正極活性物質(zhì)，負(fù)極活性物質(zhì)使用相對(duì)于li/li⁺具有約1.5v的鋰吸藏、放出電位的尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦氧化物。該電池中，通過使用充電狀態(tài)下的電壓變高的正極活性物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)了電池的高能量密度化。

此外，由于能夠使負(fù)極在充電狀態(tài)下的電壓相對(duì)于li/li⁺為約1.5v，因此在充電狀態(tài)下被吸藏于分子結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋰的活性度低，能夠減少電解質(zhì)的還原。進(jìn)而，即使構(gòu)成電解液的溶劑和支持電解鹽為含氧的化合物，由于負(fù)極活性物質(zhì)為氧化物，因此也能夠抑制它們反應(yīng)而在電解質(zhì)的界面生成氧化物被膜。其結(jié)果是，可認(rèn)為能夠抑制電池的自放電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

日本專利第4196234號(hào)公報(bào)中記載了能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度高且自放電少的保存特性優(yōu)異的電池。

另一方面，對(duì)于如下電池，即在正極中使用相對(duì)于li/li⁺具有約4.7v～4.8v的鋰吸藏、放出電位的尖晶石結(jié)構(gòu)的正極活性物質(zhì)，并且負(fù)極活性物質(zhì)使用相對(duì)于li/li⁺具有約1.5v的鋰吸藏、放出電位的尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦氧化物的電池，要求進(jìn)一步提高體積能量密度和輸入特性。

本發(fā)明鑒于上述情形而完成，其目的在于，提供一種具有高體積能量密度和高輸入特性的鋰離子電池。

用于解決課題的方法

用于實(shí)現(xiàn)上述課題的具體方法如下。

＜1＞一種鋰離子電池，其具備正極、負(fù)極和電解液，所述正極具有集電體和配置于所述集電體的至少一面的正極合劑，所述正極合劑含有正極導(dǎo)電劑、作為正極活性物質(zhì)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物、以及作為正極粘結(jié)劑的樹脂，所述樹脂具有來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元，所述正極合劑的密度為2.5g/cm³～3.2g/cm³。

＜2＞如＜1＞所述的鋰離子電池，所述負(fù)極含有作為負(fù)極活性物質(zhì)的鋰鈦復(fù)合氧化物以及負(fù)極導(dǎo)電劑。

＜3＞如＜2＞所述的鋰離子電池，所述鋰鈦復(fù)合氧化物為尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物。

＜4＞如＜2＞或＜3＞所述的鋰離子電池，所述鋰鈦復(fù)合氧化物的含有率在所述負(fù)極活性物質(zhì)的總量中為70質(zhì)量％～100質(zhì)量％。

＜5＞如＜2＞～＜4＞中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，所述負(fù)極導(dǎo)電劑包含乙炔黑。

＜6＞如＜1＞～＜5＞中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，所述鋰鎳錳復(fù)合氧化物為尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物。

＜7＞如＜6＞所述的鋰離子電池，所述尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物為linixmn2-xo4(0.3＜x＜0.7)所表示的化合物。

＜8＞如＜1＞～＜7＞中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，所述鋰鎳錳復(fù)合氧化物在充電狀態(tài)下的電位相對(duì)于li/li⁺為4.5v～5v。

＜9＞如＜1＞～＜8＞中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，所述鋰鎳錳復(fù)合氧化物的bet比表面積小于2.9m²/g。

＜10＞如＜1＞～＜9＞中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，所述鋰鎳錳復(fù)合氧化物的含有率在所述正極活性物質(zhì)的總量中為60質(zhì)量％～100質(zhì)量％。

＜11＞如＜1＞～＜10＞中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，所述正極導(dǎo)電劑包含乙炔黑。

＜12＞如＜1＞～＜11＞中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，所述正極粘結(jié)劑進(jìn)一步含有選自由來源于下述通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于下述通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元組成的組中的至少一種。

[化1]

(式中，r1為h(氫)或ch3，r2為h(氫)或一價(jià)烴基，n為1～50的整數(shù))

[化2]

(式中，r3為h(氫)或ch3，r4為h(氫)或碳原子數(shù)4～100的烷基)

＜13＞如＜1＞～＜12＞中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，所述正極粘結(jié)劑進(jìn)一步含有來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元。

＜14＞如＜1＞～＜13＞中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，所述電解液含有電解質(zhì)和溶解所述電解質(zhì)的非水系溶劑，所述電解質(zhì)包含六氟磷酸鋰。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種輸入特性優(yōu)異的高體積能量密度的鋰離子電池。

附圖說明

圖1為顯示鋰離子電池的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。

圖2為顯示構(gòu)成電極組的正極板、負(fù)極板和隔膜的立體圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明的鋰離子電池的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

本說明書中，使用“～”來表示的數(shù)值范圍包含記載于“～”前后的數(shù)值分別作為最小值和最大值。

在本說明書中階段性記載的數(shù)值范圍中，用一個(gè)數(shù)值范圍記載的上限值或下限值可以替換成其他階段性記載的數(shù)值范圍的上限值或下限值。此外，在本說明書中記載的數(shù)值范圍中，該數(shù)值范圍的上限值或下限值可以替換成實(shí)施例中所示的值。

本說明書中，關(guān)于組合物中的各成分的含有率，在組合物中存在多種相當(dāng)于各成分的物質(zhì)時(shí)，只要沒有特別說明，就是指組合物中存在的該多種物質(zhì)的合計(jì)含有率。

本說明書中，關(guān)于組合物中的各成分的粒徑，在組合物中存在多種相當(dāng)于各成分的粒子時(shí)，只要沒有特別說明，就是指針對(duì)組合物中存在的該多種粒子的混合物的值。

本說明書中，關(guān)于“層”或“膜”一詞，除了包含對(duì)存在該層或膜的區(qū)域進(jìn)行觀察時(shí)在該區(qū)域整體形成的情況以外，還包含僅在該區(qū)域的一部分形成的情況。

本說明書中，“層疊”一詞表示將層堆疊，可以使兩個(gè)以上的層結(jié)合，也可以使兩層個(gè)以上的層可裝卸。

以下，對(duì)于本實(shí)施方式的鋰離子電池，依次說明成為正極活性物質(zhì)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物、成為負(fù)極活性物質(zhì)的鋰鈦復(fù)合氧化物、鋰離子電池的整體構(gòu)成。

＜正極活性物質(zhì)＞

本實(shí)施方式中，使用鋰鎳錳復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)。

成為本實(shí)施方式的鋰離子電池的正極活性物質(zhì)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物優(yōu)選為尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物。尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物為linixmn2-xo4(0.3＜x＜0.7)所表示的化合物，更優(yōu)選linixmn2-xo4(0.4＜x＜0.6)所表示的化合物，從穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)一步優(yōu)選lini0.5mn1.5o4。為了使lini0.5mn1.5o4等尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的晶體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，也可以使用將該尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的mn、ni和/或o位點(diǎn)的一部分用金屬等其他元素取代所得的物質(zhì)作為正極活性物質(zhì)。

此外，也可以使過量的鋰存在于尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的晶體內(nèi)。進(jìn)而，還可以使用在尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的o位點(diǎn)處產(chǎn)生了缺失的物質(zhì)。

作為能夠取代尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的mn和/或ni位點(diǎn)的金屬元素，可舉出例如ti、v、cr、fe、co、zn、cu、w、mg、al和ru。尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的mn和/或ni位點(diǎn)可以用一種或兩種以上的這些金屬元素取代。這些可取代的金屬元素中，從尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步穩(wěn)定化的觀點(diǎn)出發(fā)，可取代的金屬元素中優(yōu)選使用ti。

作為能夠取代尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的o位點(diǎn)的其他元素，可舉出例如f和b。尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的o位點(diǎn)可以用一種或兩種以上的這些其他元素取代。這些可取代的其他元素中，從尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步穩(wěn)定化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用f。

從高體積能量密度的觀點(diǎn)出發(fā)，上述鋰鎳錳復(fù)合氧化物在充電狀態(tài)下的電位相對(duì)于li/li⁺優(yōu)選為4.5v～5v，更優(yōu)選為4.6v～4.9v。

從能夠提高保存特性的觀點(diǎn)出發(fā)，鋰鎳錳復(fù)合氧化物的bet比表面積優(yōu)選小于2.9m²/g，更優(yōu)選小于2.8m²/g，進(jìn)一步優(yōu)選小于1.5m²/g，特別優(yōu)選小于0.3m²/g。從能夠提高速率特性的觀點(diǎn)出發(fā)，鋰鎳錳復(fù)合氧化物的bet比表面積優(yōu)選大于或等于0.05m²/g，更優(yōu)選大于或等于0.08m²/g，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于0.1m²/g。

此外，鋰鎳錳復(fù)合氧化物的bet比表面積優(yōu)選大于或等于0.05m²/g且小于2.9m²/g，更優(yōu)選大于或等于0.05m²/g且小于2.8m²/g，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于0.08m²/g且小于1.5m²/g，特別優(yōu)選大于或等于0.1m²/g且小于0.3m²/g。

bet比表面積例如可以依照jisz8830:2013，由氮吸附能來進(jìn)行測(cè)定。作為評(píng)價(jià)裝置，可使用例如quantachrome公司制：autosorb-1(商品名)。進(jìn)行bet比表面積的測(cè)定時(shí)，由于認(rèn)為吸附于試樣表面和結(jié)構(gòu)中的水分會(huì)對(duì)氣體吸附能造成影響，因此優(yōu)選首先進(jìn)行通過加熱來除去水分的預(yù)處理。在所述預(yù)處理中，對(duì)于投入了0.05g測(cè)定試樣的測(cè)定用單元，在利用真空泵減壓至小于或等于10pa后，在110℃加熱，保持大于或等于3小時(shí)，然后在保持減壓狀態(tài)下自然冷卻至常溫(25℃)。進(jìn)行該預(yù)處理后，將評(píng)價(jià)溫度設(shè)為77k，將評(píng)價(jià)壓力范圍以相對(duì)壓力(即相對(duì)于飽和蒸氣壓的平衡壓力)計(jì)設(shè)為小于1來進(jìn)行測(cè)定。

此外，從合劑漿料的分散性的觀點(diǎn)出發(fā)，尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物粒子的中位徑d50(一次粒子聚集而形成了二次粒子時(shí)為二次粒子的中位徑d50)優(yōu)選為0.5μm～100μm，更優(yōu)選為1μm～50μm。

需要說明的是，中位徑d50可以由通過激光衍射、散射法求得的粒度分布來求出。具體而言，在純水中以成為1質(zhì)量％的方式添加鋰鎳錳復(fù)合氧化物，用超聲波分散15分鐘，然后，通過激光衍射、散射法進(jìn)行測(cè)定。

本實(shí)施方式的鋰離子電池中的正極活性物質(zhì)可以包含鋰鎳錳復(fù)合氧化物以外的其他正極活性物質(zhì)。

作為鋰鎳錳復(fù)合氧化物以外的其他正極活性物質(zhì)，可舉出例如lixcoo2、lixnio2、lixmno2、lixcoyni1-yo2、lixcoym1-yoz、lixni1-ymyoz、lixmn2o4和lixmn2-ymyo4(上述各式中，m表示選自由na、mg、sc、y、mn、fe、co、cu、zn、al、cr、pb、sb、v和b組成的組中的至少一種元素。x＝0～1.2、y＝0～0.9、z＝2.0～2.3。)。其中，表示鋰的摩爾比的x值因充放電而增減。

含有其他正極活性物質(zhì)作為正極活性物質(zhì)時(shí)，從能夠提高保存特性的觀點(diǎn)出發(fā)，其他正極活性物質(zhì)的bet比表面積優(yōu)選小于2.9m²/g，更優(yōu)選小于2.8m²/g，進(jìn)一步優(yōu)選小于1.5m²/g，特別優(yōu)選小于0.3m²/g。從能夠提高速率特性的觀點(diǎn)出發(fā)，bet比表面積優(yōu)選大于或等于0.05m²/g，更優(yōu)選大于或等于0.08m²/g，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于0.1m²/g。

此外，其他正極活性物質(zhì)的bet比表面積優(yōu)選大于或等于0.05m²/g且小于2.9m²/g，更優(yōu)選大于或等于0.05m²/g且小于2.8m²/g，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于0.08m²/g且小于1.5m²/g，特別優(yōu)選大于或等于0.1m²/g且小于0.3m²/g。

其他正極活性物質(zhì)的bet比表面積可以通過與尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物同樣的方法來測(cè)定。

此外，含有其他正極活性物質(zhì)作為正極活性物質(zhì)時(shí)，從合劑漿料的分散性的觀點(diǎn)出發(fā)，其他正極活性物質(zhì)的粒子的中位徑d50(一次粒子聚集而形成了二次粒子時(shí)為二次粒子的中位徑d50)優(yōu)選為0.5μm～100μm，更優(yōu)選為1μm～50μm。需要說明的是，其他正極活性物質(zhì)的中位徑d50可以通過與尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物同樣的方法來測(cè)定。

從能夠提高電池容量的觀點(diǎn)出發(fā)，鋰鎳錳復(fù)合氧化物的含有率(即含量)在正極活性物質(zhì)的總量中優(yōu)選為60質(zhì)量％～100質(zhì)量％，更優(yōu)選為70質(zhì)量％～100質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為85質(zhì)量％～100質(zhì)量％。

＜負(fù)極活性物質(zhì)＞

在本實(shí)施方式中，可以使用鋰鈦復(fù)合氧化物作為負(fù)極活性物質(zhì)。

本實(shí)施方式中成為鋰離子電池的負(fù)極活性物質(zhì)的鋰鈦復(fù)合氧化物優(yōu)選為尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物。尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的基本組成式由li[li1/3ti5/3]o4表示。為了使尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的晶體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，可以將尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的li、ti或o位點(diǎn)的一部分用其他元素取代。此外，也可以使過量的鋰存在于尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的晶體內(nèi)。進(jìn)而，還可以使用在尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的o位點(diǎn)產(chǎn)生了缺失的物質(zhì)。作為能夠取代尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的li或ti位點(diǎn)的金屬元素，可舉出例如nb、v、mn、ni、cu、co、zn、sn、pb、al、mo、ba、sr、ta、mg和ca。尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的li或ti位點(diǎn)能夠用一種或兩種以上的這些金屬元素來取代。

作為能夠取代尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的o位點(diǎn)的其他元素，可舉出例如f和b。尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的o位點(diǎn)可以用一種或兩種以上的這些其他元素取代。這些可取代的其他元素中，從尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步穩(wěn)定化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用f。

上述鋰鈦復(fù)合氧化物在充電狀態(tài)下的電位相對(duì)于li/li⁺優(yōu)選成為1v～2v。

從能夠提高保存特性的觀點(diǎn)出發(fā)，尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的bet比表面積優(yōu)選小于2.9m²/g，更優(yōu)選小于2.8m²/g，進(jìn)一步優(yōu)選小于1.5m²/g，特別優(yōu)選小于0.3m²/g。從能夠提高速率特性的觀點(diǎn)出發(fā)，尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的bet比表面積優(yōu)選大于或等于0.05m²/g，更優(yōu)選大于或等于0.08m²/g，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于0.1m²/g。

尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的bet比表面積優(yōu)選大于或等于0.05m²/g且小于2.9m²/g，更優(yōu)選大于或等于0.05m²/g且小于2.8m²/g，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于0.08m²/g且小于1.5m²/g，特別優(yōu)選大于或等于0.1m²/g且小于0.3m²/g。

尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的bet比表面積可以通過與尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物同樣的方法來測(cè)定。

此外，從合劑漿料的分散性的觀點(diǎn)出發(fā)，尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的粒子的中位徑d50(一次粒子聚集而形成了二次粒子時(shí)為二次粒子的中位徑d50)優(yōu)選為0.5μm～100μm，更優(yōu)選為1μm～50μm。

尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鈦復(fù)合氧化物的中位徑d50可以通過與尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰鎳錳復(fù)合氧化物同樣的方法來測(cè)定。

本實(shí)施方式的鋰離子電池中的負(fù)極活性物質(zhì)可以含有鋰鈦復(fù)合氧化物以外的負(fù)極活性物質(zhì)。

作為鋰鈦復(fù)合氧化物以外的負(fù)極活性物質(zhì)，可舉出例如碳材料。

從能夠提高安全性和循環(huán)特性的觀點(diǎn)出發(fā)，鋰鈦復(fù)合氧化物的含有率(即含量)在負(fù)極活性物質(zhì)的總量中優(yōu)選為70質(zhì)量％～100質(zhì)量％，更優(yōu)選為80質(zhì)量％～100質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為90質(zhì)量％～100質(zhì)量％。

＜鋰離子電池的整體構(gòu)成＞

鋰離子電池的正極如下形成：將鋰鎳錳復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)，在其中混合導(dǎo)電劑和正極粘結(jié)劑，根據(jù)需要添加適當(dāng)?shù)娜軇?，制成糊狀的正極合劑，將所得到的糊狀正極合劑涂布于鋁箔等金屬箔制的集電體表面，進(jìn)行干燥，然后根據(jù)需要通過壓制等來提高正極合劑的密度。如此操作，能夠得到具有集電體和配置于該集電體的至少一面的正極合劑的正極。需要說明的是，可以僅由鋰鎳錳復(fù)合氧化物來構(gòu)成正極活性物質(zhì)，也可以出于鋰離子電池的特性改善等目的而在鋰鎳錳復(fù)合氧化物中混合licoo2、linio2、limn2o4、lifepo4、li(co1/3ni1/3mn1/3)o2等鋰復(fù)合氧化物，制成正極活性物質(zhì)。

需要說明的是，在本實(shí)施方式中，“正極合劑的密度”是指正極合劑中所含的固體成分的密度。

負(fù)極如下形成：將鋰鈦復(fù)合氧化物作為負(fù)極活性物質(zhì)，在其中混合導(dǎo)電劑和負(fù)極粘結(jié)劑，根據(jù)需要添加適當(dāng)?shù)娜軇?，制成糊狀的?fù)極合劑，將所得到的糊狀負(fù)極合劑涂布于銅等金屬箔制的集電體表面，進(jìn)行干燥，然后根據(jù)需要通過壓制等提高負(fù)極合劑的密度。如此操作，能夠得到具有集電體、以及配置于該集電體的至少一面的負(fù)極合劑的負(fù)極。需要說明的是，可以僅由鋰鈦復(fù)合氧化物構(gòu)成負(fù)極活性物質(zhì)，也可以出于鋰離子電池的特性改善等目的而在鋰鈦復(fù)合氧化物中混合碳材料等，制成負(fù)極活性物質(zhì)。

需要說明的是，在本實(shí)施方式中，“負(fù)極合劑的密度”是指負(fù)極合劑中所含的固體成分的密度。

由于正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)的電阻大，因而導(dǎo)電劑用來確保正極和負(fù)極的導(dǎo)電性，可以單獨(dú)使用乙炔黑、科琴黑等炭黑，石墨等碳物質(zhì)粉狀體中的一種或組合兩種以上來使用。此外，也可以添加碳納米管、石墨烯等作為導(dǎo)電劑，以提高正極和/或負(fù)極的導(dǎo)電性。

作為在正極中使用的導(dǎo)電劑(以下，有時(shí)也稱為正極導(dǎo)電劑。)，從能夠提高速率特性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為乙炔黑。

此外，作為在負(fù)極中使用的導(dǎo)電劑(以下，有時(shí)也稱為負(fù)極導(dǎo)電劑。)，從能夠提高速率特性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為乙炔黑。

關(guān)于正極導(dǎo)電劑的含有率(即含量)，相對(duì)于正極合劑質(zhì)量的正極導(dǎo)電劑含有率的范圍如下。從導(dǎo)電性優(yōu)異的觀點(diǎn)考慮，范圍的下限優(yōu)選大于或等于2質(zhì)量％，更優(yōu)選大于或等于4質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于5質(zhì)量％，從能夠提高電池容量的觀點(diǎn)考慮，上限優(yōu)選小于或等于20質(zhì)量％，更優(yōu)選小于或等于15質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選小于或等于10質(zhì)量％。

此外，相對(duì)于正極合劑質(zhì)量的正極導(dǎo)電劑含有率的范圍優(yōu)選為2質(zhì)量％～20質(zhì)量％，更優(yōu)選為4質(zhì)量％～15質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為5質(zhì)量％～10質(zhì)量％。

在另一方式中，相對(duì)于正極合劑質(zhì)量的正極導(dǎo)電劑含有率的范圍優(yōu)選為1質(zhì)量％～20質(zhì)量％，更優(yōu)選為2質(zhì)量％～15質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為3質(zhì)量％～10質(zhì)量％。

關(guān)于負(fù)極導(dǎo)電劑的含有率(即含量)，相對(duì)于負(fù)極合劑質(zhì)量的負(fù)極導(dǎo)電劑含有率的范圍如下。從導(dǎo)電性優(yōu)異的觀點(diǎn)考慮，范圍的下限優(yōu)選大于或等于0.01質(zhì)量％，更優(yōu)選大于或等于0.1質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于1質(zhì)量％，從能夠提高電池容量的觀點(diǎn)考慮，上限優(yōu)選小于或等于45質(zhì)量％，更優(yōu)選小于或等于30質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選小于或等于15質(zhì)量％。

此外，相對(duì)于負(fù)極合劑質(zhì)量的負(fù)極導(dǎo)電劑含有率優(yōu)選為0.01質(zhì)量％～45質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.1質(zhì)量％～30質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為1質(zhì)量％～15質(zhì)量％。

正極粘結(jié)劑是含有來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元的樹脂。通過含有具有來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元的樹脂作為正極粘結(jié)劑，從而正極合劑與集電體的密合性得以提高，輸入特性變得良好。

從能夠更加提高可撓性和粘結(jié)性的觀點(diǎn)出發(fā)，正極粘結(jié)劑優(yōu)選進(jìn)一步含有選自由來源于下述通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于下述通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元組成的組中的至少一種(即，來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和/或來源于通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元)。此外，從能夠進(jìn)一步提高粘結(jié)性的觀點(diǎn)出發(fā)，正極粘結(jié)劑優(yōu)選進(jìn)一步含有來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元。

正極粘結(jié)劑更優(yōu)選含有來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元、來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元、以及來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元。

[化3]

(式中，r1為h(氫)或ch3，r2為h(氫)或一價(jià)烴基，n為1～50的整數(shù))

[化4]

(式中，r3為h(氫)或ch3，r4為h(氫)或碳原子數(shù)4～100的烷基)

＜含腈基單體＞

作為本實(shí)施方式中的含腈基單體，沒有特別限制，可舉出丙烯腈、甲基丙烯腈等丙烯酸系含腈基單體；α-氰基丙烯酸酯、偏二氰乙烯(dicyanovinylidene)等氰系含腈基單體；富馬腈等富馬酸系含腈基單體等。它們中，從聚合的容易性、性價(jià)比、電極的柔軟性、可撓性等方面考慮，優(yōu)選為丙烯腈。這些含腈基單體可以單獨(dú)使用一種或組合兩種以上來使用。使用丙烯腈和甲基丙烯腈作為本實(shí)施方式的含腈基單體的情況下，相對(duì)于含腈基單體的總量，例如以5質(zhì)量％～95質(zhì)量％的范圍含有丙烯腈，優(yōu)選以50質(zhì)量％～95質(zhì)量％的范圍含有丙烯腈。

＜通式(i)所表示的單體＞

作為本實(shí)施方式中的上述通式(i)所表示的單體，沒有特別限定。

其中，通式(i)中，r1為h或ch3。n為1～50的整數(shù)，優(yōu)選為2～30的整數(shù)，更優(yōu)選為2～10的整數(shù)。r2為h(氫)或一價(jià)烴基，優(yōu)選為碳原子數(shù)1～50的一價(jià)烴基，更優(yōu)選為碳原子數(shù)1～25的一價(jià)烴基，進(jìn)一步優(yōu)選為碳原子數(shù)1～12的一價(jià)烴基。如果一價(jià)烴基的碳原子數(shù)小于或等于50，則有能夠得到對(duì)電解液的充分耐溶脹性的傾向。這里，作為烴基，可舉出例如烷基和苯基。r2尤其優(yōu)選為碳原子數(shù)1～12的烷基、以及苯基。該烷基可以為直鏈或支鏈。此外，該烷基和苯基中的氫的至少一部分可以被氟、氯、溴、碘等鹵原子、氮、磷、芳香環(huán)、碳原子數(shù)3～10的環(huán)烷烴等取代。

作為通式(i)所表示的單體，具體而言，可舉出例如市售的乙氧基二乙二醇丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightacrylateec-a)、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightacrylatemtg-a；新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkesteram-30g)、甲氧基聚(n＝9)乙二醇丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightacrylate130-a；新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkesteram-90g)、甲氧基聚(n＝13)乙二醇丙烯酸酯(新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkesteram-130g)、甲氧基聚(n＝23)乙二醇丙烯酸酯(新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkesteram-230g)、辛氧基聚(n＝18)乙二醇丙烯酸酯(新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkestera-oc-18e)、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightacrylatep-200a；新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkesteramp-20gy)、苯氧基聚(n＝6)乙二醇丙烯酸酯(新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkesteramp-60g)、壬基苯酚eo加成物(n＝4)丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightacrylatenp-4ea)、壬基苯酚eo加成物(n＝8)丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightacrylatenp-8ea)、甲氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightestermc；新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkesterm-20g)、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightestermtg)、甲氧基聚(n＝9)乙二醇甲基丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightester130ma；新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkesterm-90g)、甲氧基聚(n＝23)乙二醇甲基丙烯酸酯(新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，商品名：nkesterm-230g)以及甲氧基聚(n＝30)乙二醇甲基丙烯酸酯(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制，商品名：lightester041ma)。它們中，從與丙烯腈共聚時(shí)的反應(yīng)性等方面出發(fā)，更優(yōu)選甲氧基三乙二醇丙烯酸酯(通式(i)的r1為h、r2為ch3、n為3)。這些通式(i)所表示的單體可以單獨(dú)使用一種或組合兩種以上來使用。需要說明的是，“eo”表示環(huán)氧乙烷。

＜通式(ii)所表示的單體＞

作為本實(shí)施方式中的通式(ii)所表示的單體，沒有特別限定。

這里，通式(ii)中，r3為h或ch3。r4為h或碳原子數(shù)4～100的烷基，優(yōu)選為碳原子數(shù)4～50的烷基，更優(yōu)選為碳原子數(shù)6～30的烷基，進(jìn)一步優(yōu)選為碳原子數(shù)8～15的烷基。如果烷基的碳原子數(shù)大于或等于4，則能夠得到充分的可撓性。如果烷基的碳原子數(shù)小于或等于100，則能夠得到對(duì)電解液的充分耐溶脹性。構(gòu)成r4的烷基可以是直鏈或支鏈。此外，構(gòu)成r4的烷基中的氫的至少一部分可以被氟、氯、溴、碘等鹵原子、氮、磷、芳香環(huán)、碳原子數(shù)3～10的環(huán)烷烴等取代。例如，作為構(gòu)成r4的烷基，除了直鏈或支鏈的飽和烷基以外，還可以舉出氟烷基、氯烷基、溴烷基、碘烷基等鹵代烷基。

作為通式(ii)所表示的單體，具體而言，可舉出(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸異硬脂酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯等長鏈(甲基)丙烯酸酯類。此外，r4為氟烷基時(shí)，可舉出例如1,1-雙(三氟甲基)-2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯、2,2,3,4,4,4-六氟丁基丙烯酸酯、九氟異丁基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟戊基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一氟己基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛基丙烯酸酯、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十九氟癸基丙烯酸酯等丙烯酸酯化合物；九氟-叔丁基甲基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基甲基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基甲基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚基甲基丙烯酸酯、十七氟辛基甲基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛基甲基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯等甲基丙烯酸酯化合物等。這些通式(ii)所表示的單體可以單獨(dú)使用一種或組合兩種以上來使用。需要說明的是，(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。

＜含羧基單體＞

作為本實(shí)施方式中的含羧基單體，沒有特別限制，可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸等丙烯酸系含羧基單體；巴豆酸等巴豆酸系含羧基單體；馬來酸及其酸酐等馬來酸系含羧基單體；衣康酸及其酸酐等衣康酸系含羧基單體；檸康酸及其酸酐等檸康酸系含羧基單體等。它們中，從聚合的容易性、性價(jià)比、電極的柔軟性、可撓性等方面考慮，優(yōu)選為丙烯酸。這些含羧基單體可以單獨(dú)使用一種或組合兩種以上來使用。使用丙烯酸和甲基丙烯酸作為含羧基單體的情況下，相對(duì)于含羧基單體的總量，例如以5質(zhì)量％～95質(zhì)量％的范圍含有丙烯酸，優(yōu)選以50質(zhì)量％～95質(zhì)量％的范圍含有丙烯酸。

＜其他單體＞

對(duì)于本實(shí)施方式中的正極粘結(jié)劑，除了選自由來源于上述含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元、來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元、來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元組成的組中的至少一種以外，還可以適當(dāng)組合來源于與這些單體不同的其他單體的結(jié)構(gòu)單元。作為其他單體，沒有特別限定，可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯等短鏈(甲基)丙烯酸酯類；氯乙烯、溴乙烯、偏氯乙烯等鹵代乙烯類；馬來酰亞胺、苯基馬來酰亞胺、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙酸乙烯酯、(甲基)烯丙基磺酸鈉、(甲基)烯丙基氧基苯磺酸鈉、苯乙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及其鹽等。這些其他單體可以單獨(dú)使用一種或組合兩種以上來使用。需要說明的是，(甲基)丙烯?；侵副；蚣谆；?。此外，(甲基)烯丙基是指烯丙基或甲基烯丙基。

＜來源于各單體的結(jié)構(gòu)單元的含量＞

在正極粘結(jié)劑除了來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元以外，還含有來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元、以及選自由來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元組成的組中的至少一種時(shí)，來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元、來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元、以及來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元的合計(jì)的摩爾比例如為：相對(duì)于來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元1摩爾，來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選為0.01摩爾～0.2摩爾，更優(yōu)選為0.02摩爾～0.1摩爾，進(jìn)一步優(yōu)選為0.03摩爾～0.06摩爾，來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元的合計(jì)優(yōu)選為0.001摩爾～0.2摩爾，更優(yōu)選為0.003摩爾～0.05摩爾，進(jìn)一步優(yōu)選為0.005摩爾～0.02摩爾。此外，相對(duì)于來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元1摩爾，優(yōu)選來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元為0.01摩爾～0.2摩爾且來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元的合計(jì)為0.001摩爾～0.2摩爾，更優(yōu)選來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元為0.02摩爾～0.1摩爾且來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元的合計(jì)為0.003摩爾～0.05摩爾，進(jìn)一步優(yōu)選來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元為0.03摩爾～0.06摩爾且來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元的合計(jì)為0.005摩爾～0.02摩爾。如果來源于含羧基單體的結(jié)構(gòu)單元為0.01摩爾～0.2摩爾且來源于通式(i)所示單體的結(jié)構(gòu)單元和來源于通式(ii)所示單體的結(jié)構(gòu)單元的合計(jì)為0.001摩爾～0.2摩爾，則與集電體、特別是與使用了銅箔的集電體的粘接性和對(duì)電解液的耐溶脹性優(yōu)異，電極的柔軟性和可撓性變得良好。

此外，正極粘結(jié)劑含有來源于其他單體的結(jié)構(gòu)單元時(shí)，其含量相對(duì)于來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元1摩爾優(yōu)選為0.005摩爾～0.1摩爾，更優(yōu)選為0.01摩爾～0.06摩爾，進(jìn)一步優(yōu)選為0.03摩爾0.05摩爾的比例。

需要說明的是，作為正極粘結(jié)劑，可以除了包含來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元的樹脂以外還混合以下的粘結(jié)劑來使用。作為混合的粘結(jié)劑的具體例，可舉出聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亞胺、芳香族聚酰胺、纖維素、硝化纖維素等樹脂系高分子；sbr(苯乙烯-丁二烯橡膠)、nbr(丙烯腈-丁二烯橡膠)、氟橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、乙烯-丙烯橡膠等橡膠狀高分子；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或其加氫產(chǎn)物、epdm(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物或其加氫產(chǎn)物等熱塑性彈性體狀高分子；間規(guī)-1,2-聚丁二烯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯-α-烯烴共聚物等軟質(zhì)樹脂狀高分子；聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟化聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯-乙烯共聚物、聚四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物等氟系高分子；具有堿金屬離子(特別是鋰離子)的離子傳導(dǎo)性的高分子組合物等。從高密度化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選混合聚偏氟乙烯來使用。

相對(duì)于正極合劑質(zhì)量的正極粘結(jié)劑含有率(即含量)的范圍如下。從充分地粘結(jié)正極活性物質(zhì)而得到充分的正極機(jī)械強(qiáng)度，且循環(huán)特性等電池性能穩(wěn)定的觀點(diǎn)考慮，范圍的下限優(yōu)選大于或等于0.1質(zhì)量％，更優(yōu)選大于或等于0.5質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于1質(zhì)量％。從能夠提高電池容量和導(dǎo)電性的觀點(diǎn)考慮，上限優(yōu)選小于或等于40質(zhì)量％，更優(yōu)選小于或等于25質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選小于或等于15質(zhì)量％。

此外，相對(duì)于正極合劑質(zhì)量的正極粘結(jié)劑含有率優(yōu)選為0.1質(zhì)量％～40質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.5質(zhì)量％～25質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為1質(zhì)量％～15質(zhì)量％。

負(fù)極粘結(jié)劑沒有特別限定，可選擇對(duì)分散溶劑的溶解性和分散性良好的材料。作為具體例，可舉出聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亞胺、芳香族聚酰胺、纖維素、硝化纖維素等樹脂系高分子；sbr(即苯乙烯-丁二烯橡膠)、nbr(即丙烯腈-丁二烯橡膠)、氟橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、乙烯-丙烯橡膠等橡膠狀高分子；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或其加氫產(chǎn)物、epdm(即乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物或其加氫產(chǎn)物等熱塑性彈性體狀高分子；間規(guī)-1,2-聚丁二烯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯-α-烯烴共聚物等軟質(zhì)樹脂狀高分子；聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟化聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯-乙烯共聚物、聚四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物等氟系高分子；具有堿金屬離子(特別是鋰離子)的離子傳導(dǎo)性的高分子組合物等。需要說明的是，它們中，可以單獨(dú)使用一種或組合兩種以上來使用。從高密合性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用聚偏氟乙烯。

相對(duì)于負(fù)極合劑質(zhì)量的負(fù)極粘結(jié)劑含有率(即含量)的范圍如下。從充分地粘結(jié)負(fù)極活性物質(zhì)而得到充分的負(fù)極機(jī)械強(qiáng)度，且循環(huán)特性等電池性能穩(wěn)定的觀點(diǎn)考慮，范圍的下限優(yōu)選大于或等于0.1質(zhì)量％，更優(yōu)選大于或等于0.5質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于1質(zhì)量％。從能夠提高電池容量和導(dǎo)電性的觀點(diǎn)考慮，上限優(yōu)選小于或等于40質(zhì)量％，更優(yōu)選小于或等于25質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選小于或等于15質(zhì)量％。

此外，相對(duì)于負(fù)極合劑質(zhì)量的負(fù)極粘結(jié)劑含有率優(yōu)選為0.1質(zhì)量％～40質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.5質(zhì)量％～25質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為1質(zhì)量％～15質(zhì)量％。

作為使這些活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑分散的溶劑，可使用n-甲基-2吡咯烷酮等有機(jī)溶劑。

本實(shí)施方式的鋰離子電池，與通常的鋰離子電池同樣，除了正極和負(fù)極以外，還將夾在正極與負(fù)極之間的隔膜、電解液等作為構(gòu)成要素。

對(duì)于隔膜，只要是雖然將正極與負(fù)極之間電子性絕緣但具有離子透過性，且對(duì)正極側(cè)的氧化性和負(fù)極側(cè)的還原性具有耐性的隔膜，就沒有特別限制。作為滿足這樣的特性的隔膜材質(zhì)，可使用樹脂、無機(jī)物、玻璃纖維等。

作為樹脂，可使用烯烴系聚合物、氟系聚合物、纖維素系聚合物、聚酰亞胺、尼龍等。具體而言，優(yōu)選從對(duì)電解液穩(wěn)定且保液性優(yōu)異的材料中選擇，優(yōu)選使用以聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴為原料的多孔性片材、無紡布等。此外，考慮到正極的平均電位相對(duì)于li/li⁺為4.7v～4.8v之高，還優(yōu)選具有將聚乙烯用耐高電位性優(yōu)異的聚丙烯夾持而得到的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯的三層結(jié)構(gòu)的隔膜。

作為無機(jī)物，可使用氧化鋁、二氧化硅等氧化物類；氮化鋁、氮化硅等氮化物類；硫酸鋇、硫酸鈣等硫酸鹽類等。例如，可以使用使纖維形狀或粒子形狀的上述無機(jī)物附著于無紡布、織布、微多孔性膜等薄膜形狀的基材而得到的材料作為隔膜。作為薄膜形狀的基材，可合適地使用孔徑為0.01μm～1μm、厚度為5μm～50μm的基材。此外，可以使用例如將纖維形狀或粒子形狀的上述無機(jī)物使用樹脂等粘結(jié)劑制成復(fù)合多孔層而成的材料作為隔膜。進(jìn)而，還可以將該復(fù)合多孔層形成于正極或負(fù)極的表面而作為隔膜。例如，還可以將氟樹脂作為粘結(jié)劑使90％粒徑小于1μm的氧化鋁粒子粘結(jié)，將由此得到的復(fù)合多孔層形成于正極的表面或隔膜的與正極相對(duì)的面。

進(jìn)而，正極和負(fù)極中使用集電體。對(duì)于集電體的材質(zhì)，作為用于正極的集電體，除了可以使用鋁、鈦、不銹鋼、鎳、焙燒碳、導(dǎo)電性高分子、導(dǎo)電性玻璃等以外，還可以出于提高粘接性、導(dǎo)電性、耐氧化性等的目的而使用實(shí)施了使碳、鎳、鈦、銀等附著于鋁、銅等的表面的處理的材料。作為用于負(fù)極的集電體，除了可以使用銅、不銹鋼、鎳、鋁、鈦、焙燒碳、導(dǎo)電性高分子、導(dǎo)電性玻璃、鋁-鎘合金等以外，還可以出于提高粘接性、導(dǎo)電性、耐還原性等的目的而使用實(shí)施了使碳、鎳、鈦、銀等附著于銅、鋁等的表面的處理的材料。需要說明的是，從電極強(qiáng)度和體積能量密度方面考慮，正極集電體和負(fù)極集電體的厚度設(shè)為1μm～50μm為佳。

本實(shí)施方式中的電解液優(yōu)選為由鋰鹽(即電解質(zhì))和將其溶解的非水系溶劑構(gòu)成的非水系電解液。在電解液中，可以根據(jù)需要加入添加劑。

作為鋰鹽，可舉出lipf6、libf4、lifsi(雙氟磺酰亞胺鋰)、litfsi(雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰)、liclo4、lib(c6h5)4、lich3so3、licf3so3、lin(so2f)2、lin(so2cf3)2、lin(so2cf2cf3)2等。這些鋰鹽可以單獨(dú)使用一種或組合兩種以上來使用。其中，如果綜合判斷對(duì)溶劑的溶解性、制成二次電池時(shí)的充放電特性、輸出特性、循環(huán)特性等，則優(yōu)選為六氟磷酸鋰(lipf6)。

上述鋰鹽的濃度相對(duì)于非水系溶劑優(yōu)選為0.5mol/l～1.5mol/l，更優(yōu)選為0.7mol/l～1.3mol/l，進(jìn)一步優(yōu)選為0.8mol/l～1.2mol/l。通過將鋰鹽的濃度設(shè)為0.5mol/l～1.5mol/l，能夠更加提高充放電特性。

作為非水系溶劑，只要是可作為鋰離子電池用電解質(zhì)的溶劑使用的非水系溶劑就沒有特別限制。作為非水系溶劑，可舉出例如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁內(nèi)酯、乙腈、1,2-二甲氧基乙烷、二甲氧基甲烷、四氫呋喃、二氧雜環(huán)戊烷、二氯甲烷和乙酸甲酯。它們可以單獨(dú)使用一種，也可以將兩種以上并用，優(yōu)選使用將兩種以上化合物并用而成的混合溶劑。

作為添加劑，只要是鋰離子電池的非水系電解液用的添加劑就沒有特別限制。作為添加劑，可舉出例如含有氮、硫、或氮和硫的雜環(huán)化合物，環(huán)狀羧酸酯，含氟環(huán)狀碳酸酯以及其他在分子內(nèi)具有不飽和鍵的化合物。此外，除了上述添加劑以外，還可以根據(jù)所要求的功能而使用過充電防止劑、負(fù)極皮膜形成劑、正極保護(hù)劑、高輸入輸出劑等其他添加劑。

電解液中的添加劑含有率(即比例)沒有特別限定，其范圍如下。需要說明的是，在使用多種添加劑時(shí)指各添加劑的含有率。相對(duì)于電解液的添加劑含有率的下限優(yōu)選大于或等于0.01質(zhì)量％，更優(yōu)選大于或等于0.1質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于0.2質(zhì)量％，上限優(yōu)選小于或等于5質(zhì)量％，更優(yōu)選小于或等于3質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選小于或等于2質(zhì)量％。此外，電解液中的添加劑含有率優(yōu)選為0.01質(zhì)量％～5質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.1質(zhì)量％～3質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為0.2質(zhì)量％～2質(zhì)量％。

通過上述添加劑，能夠?qū)崿F(xiàn)高溫保存后的容量維持特性、循環(huán)特性的提高、輸入輸出特性的提高等。

關(guān)于如上構(gòu)成的鋰離子電池，其形狀可以制成圓筒型、層疊型、硬幣型等各種形狀。無論是何種形狀，都使隔膜夾在正極和負(fù)極之間而制成電極體，利用集電用引線等將正極集電體和負(fù)極集電體至通往外部的正極端子和負(fù)極端子之間連接，將該電極體與電解液一起密封于電池盒中。

作為本實(shí)施方式的一個(gè)例子，對(duì)將正極板與負(fù)極板隔著隔膜層疊而成的層疊型鋰離子電池進(jìn)行說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。作為其他的實(shí)施方式，可舉出例如將正極板與負(fù)極板隔著隔膜層疊而得到層疊體，將該層疊體卷繞而成的卷繞形鋰離子電池。

圖1為顯示鋰離子電池的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。此外，圖2為顯示構(gòu)成電極組的正極板、負(fù)極板和隔膜的立體圖。

需要說明的是，對(duì)于實(shí)質(zhì)上具有相同功能的構(gòu)件在全部附圖中都賦予相同符號(hào)，重復(fù)的說明有時(shí)會(huì)省略。

圖1的鋰離子電池10是在層壓膜6的電池容器內(nèi)容納有電極組20和鋰離子電池用電解液而得到的電池，向電池容器外引出正極集電極耳2和負(fù)極集電極耳4。

如圖2所示，容納于電池容器內(nèi)的電極組20是將安裝有正極集電極耳2的正極板1、隔膜5、以及安裝有負(fù)極集電極耳4的負(fù)極板3層疊而成的。

需要說明的是，正極板、負(fù)極板、隔膜、電極組和電池的大小、形狀等可以是任意的，不限于圖1和圖2所示的大小、形狀。

對(duì)于本實(shí)施方式中所用的鋰離子電池，從體積能量密度的觀點(diǎn)出發(fā)，正極合劑的密度為2.5g/cm³～3.2g/cm³。通過將正極合劑的密度設(shè)為大于或等于2.5g/cm³，從而正極合劑的厚度變小，體積能量密度變得良好。另一方面，通過將正極合劑的密度設(shè)為小于或等于3.2g/cm³，從而電解液對(duì)正極合劑的潤濕性提高，輸入輸出特性變得良好。正極合劑的密度優(yōu)選為2.6g/cm³～3.0g/cm³。

此外，對(duì)于本實(shí)施方式中所用的鋰離子電池，從體積能量密度的觀點(diǎn)出發(fā)，負(fù)極合劑的密度優(yōu)選為1.0g/cm³～2.7g/cm³，更優(yōu)選為1.5g/cm³～2.4g/cm³，進(jìn)一步優(yōu)選為1.7g/cm³～2.2g/cm³。

以上，對(duì)本發(fā)明的鋰離子電池的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但上述實(shí)施方式只不過是一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明的鋰離子電池以上述實(shí)施方式為代表，可以以基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)而施加了各種變更、改良的各種方式來實(shí)施。

實(shí)施例

以下，基于實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)施方式。需要說明的是，本發(fā)明不受以下實(shí)施例的限定。

[實(shí)施例1]

關(guān)于正極，在bet比表面積為0.1m²/g、平均粒徑為28.8μm的鋰鎳錳復(fù)合氧化物(lini0.5mn1.5o4)93質(zhì)量份中，混合作為導(dǎo)電劑的乙炔黑(電氣化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制)5質(zhì)量份、作為正極粘結(jié)劑的在聚丙烯腈骨架上加成丙烯酸和直鏈醚基所得到的共聚物(日立化成株式會(huì)社制，商品名：lsr7，以下稱為“粘結(jié)劑a”。)1.5質(zhì)量份以及聚偏氟乙烯(以下稱為“粘結(jié)劑b”。)0.5質(zhì)量份，添加適量的n-甲基-2-吡咯烷酮并進(jìn)行混煉，從而得到糊狀的正極合劑漿料。將該正極合劑漿料以實(shí)質(zhì)上均等且均質(zhì)地成為140g/m²的方式涂布于作為正極用集電體的厚度20μm的鋁箔的兩面，得到片狀的正極。然后，實(shí)施干燥處理，通過壓制將其壓實(shí)直至正極合劑的密度成為2.6g/cm³。將其切成寬度30mm、長度45mm而制成正極板，并如圖2所示在該正極板上安裝正極集電極耳。

關(guān)于負(fù)極，將金屬鋰(厚度0.5mm，本莊化學(xué)株式會(huì)社制)切成寬度31mm、長度46mm，貼附于加工成寬度31mm、長度46mm的銅網(wǎng)(株式會(huì)社nilaco制)而制成負(fù)極板，并如圖2所示在該負(fù)極板上安裝負(fù)極集電極耳。

(電極組的制作)

使所制作的正極板與負(fù)極板隔著厚度30μm、寬度35mm、長度50mm的由聚乙烯微多孔膜構(gòu)成的隔膜而相對(duì)置，制作層疊狀的電極組。

(鋰離子電池的制作)

如圖1所示，將該電極組容納于由鋁制層壓膜構(gòu)成的電池容器內(nèi)，并且向該電池容器內(nèi)注入非水系電解液1ml后，以將上述正極集電極耳和負(fù)極集電極耳引出至外部的方式對(duì)電池容器的開口部進(jìn)行封口，制作實(shí)施例1的鋰離子電池。非水系電解液使用使lipf6以1m的濃度溶解于碳酸亞乙酯與碳酸二甲酯以體積比3:7混合得到的混合溶劑中而成的非水系電解液。需要說明的是，鋁制層壓膜為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(即pet)膜/鋁箔/密封劑層(例如聚丙烯等)的層疊體。

對(duì)于上述鋰離子電池，使用充放電裝置(商品名：batterytestunit，株式會(huì)社iem制)，在25℃以電流值0.2c、充電終止電壓4.95v進(jìn)行恒流充電，接著以充電電壓4.95v進(jìn)行恒壓充電直至電流值成為0.01c。需要說明的是，作為電流值的單位使用的c是指“電流值(a)/電池容量(ah)”。暫停15分鐘后，以電流值0.2c、放電終止電壓3.5v進(jìn)行恒流放電。在上述充放電條件下將充放電反復(fù)進(jìn)行三次。

(輸入特性)

使用上述測(cè)定了放電容量的鋰離子電池，在上述放電的15分鐘暫停之后，在25℃以電流值0.5c、充電終止電壓4.95v進(jìn)行恒流充電，接著，以充電終止電壓4.95v進(jìn)行恒壓充電直至電流值成為0.01c，測(cè)定充電容量(即0.5c時(shí)的充電容量)。暫停15分鐘后，在25℃進(jìn)行電流值0.5c、終止電壓3.5v的恒流放電。接著，暫停15分鐘后，在25℃以電流值5c、充電終止電壓4.95v進(jìn)行恒流充電，測(cè)定充電容量(即5c時(shí)的充電容量)。然后，根據(jù)下式算出輸入特性。將所得到的結(jié)果示于表1。

輸入特性(％)＝(5c時(shí)的充電容量/0.5c時(shí)的充電容量)×100

(輸出特性)

使用上述測(cè)定了輸入特性的鋰離子電池，在上述充電的15分鐘暫停之后，在25℃進(jìn)行電流值0.5c、終止電壓3.5v的恒流放電。進(jìn)行15分鐘暫停后，在25℃以電流值0.5c、充電終止電壓4.95v進(jìn)行恒流充電，接著，以充電終止電壓4.95v進(jìn)行恒壓充電直至電流值成為0.01c。暫停15分鐘后，在25℃進(jìn)行電流值0.5c、終止電壓3.5v的恒流放電，測(cè)定放電容量(即0.5c時(shí)的放電容量)。接著，暫停15分鐘后，在25℃以電流值0.5c、充電終止電壓4.95v進(jìn)行恒流充電，接著，以充電終止電壓4.95v進(jìn)行恒壓充電直至電流值成為0.01c。暫停15分鐘后，在25℃進(jìn)行電流值5c、終止電壓3.5v的恒流放電，測(cè)定放電容量(即5c時(shí)的放電容量)。然后，根據(jù)下式算出輸出特性。將所得到的結(jié)果示于表1。

輸出特性(％)＝(5c時(shí)的放電容量/0.5c時(shí)的放電容量)×100

(體積能量密度)

將上述鋰離子電池在0.5c時(shí)的放電容量與soc(stateofcharge，充電狀態(tài))為50％時(shí)的電壓4.75v相乘再除以正極體積，將算出的值作為體積能量密度。在此，正極體積是正極面積(寬度30mm、長度45mm)乘以正極厚度(合劑和集電體)而得到的值。將所得到的結(jié)果示于表1。

需要說明的是，本實(shí)施例中，soc為100％是指剛剛以充電電流0.02c進(jìn)行了充電電壓4.95v的恒壓充電后的充滿電狀態(tài)，soc為0％是指剛剛以放電電流0.02c進(jìn)行了終止電壓3.5v的恒流放電后的充電狀態(tài)。

體積能量密度(mwh/mm³)＝(0.5c時(shí)的放電容量)×4.75v/(正極體積)

[實(shí)施例2]

如表1的實(shí)施例2所示，除了在正極合劑漿料中混合1質(zhì)量份粘結(jié)劑a和1質(zhì)量份粘結(jié)劑b作為正極粘結(jié)劑以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[實(shí)施例3]

如表1的實(shí)施例3所示，除了在正極合劑漿料中混合0.5質(zhì)量份粘結(jié)劑a和1.5質(zhì)量份粘結(jié)劑b作為正極粘結(jié)劑以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[實(shí)施例4]

如表1的實(shí)施例4所示，除了對(duì)實(shí)施例1中制作的片狀正極實(shí)施干燥處理，并通過壓制將其壓實(shí)直至正極合劑的密度成為3.0g/cm³以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[實(shí)施例5]

如表1的實(shí)施例5所示，除了對(duì)實(shí)施例2中制作的片狀正極實(shí)施干燥處理，并通過壓制將其壓實(shí)直至正極合劑的密度成為3.0g/cm³以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[實(shí)施例6]

如表1的實(shí)施例6所示，除了對(duì)實(shí)施例3中制作的片狀正極實(shí)施干燥處理，并通過壓制將其壓實(shí)直至正極合劑的密度成為3.0g/cm³以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[比較例1]

如表1的比較例1所示，除了對(duì)實(shí)施例1中制作的片狀正極實(shí)施干燥處理，并通過壓制將其壓實(shí)直至正極合劑的密度成為2.3g/cm³以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[比較例2]

如表1的比較例2所示，除了對(duì)實(shí)施例2中制作的片狀正極實(shí)施干燥處理，并通過壓制將其壓實(shí)直至正極合劑的密度成為2.3g/cm³以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[比較例3]

如表1的比較例3所示，除了對(duì)實(shí)施例3中制作的片狀正極實(shí)施干燥處理，并通過壓制將其壓實(shí)直至正極合劑的密度成為2.3g/cm³以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[比較例4]

如表1的比較例4所示，除了在正極合劑漿料中僅混合2質(zhì)量份粘結(jié)劑a作為正極粘結(jié)劑以外，通過與比較例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[比較例5]

如表1的比較例5所示，除了在正極合劑漿料中僅混合2質(zhì)量份粘結(jié)劑b作為正極粘結(jié)劑以外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作鋰離子電池，測(cè)定輸入特性、輸出特性和體積能量密度。將所得到的結(jié)果示于表1。

[表1]

將表1的實(shí)施例1～6與比較例1～3進(jìn)行比較時(shí)可知：在正極合劑的密度大于或等于2.5g/cm³的情況下，輸入特性顯示出大于或等于24％的高值，而相對(duì)于此，在正極合劑的密度小于2.5g/cm³的情況下，輸入特性顯示出小于或等于19％的低值。

將表1的實(shí)施例1～6與比較例4進(jìn)行比較時(shí)可知：通過一起使用粘結(jié)劑a和粘結(jié)劑b作為正極粘結(jié)劑，從而輸入特性顯示出大于或等于24％的高值，并且正極合劑的密度顯示出大于或等于2.5g/cm³的高值。另一方面可知：通過僅使用粘結(jié)劑a作為正極粘結(jié)劑，從而雖然輸入特性顯示出26％的高值，但正極合劑的密度小于2.5g/cm³。

此外可知，在比較例4中，由于正極合劑的密度小于2.5g/cm³，因此正極合劑的厚度變大，體積能量密度變差。

將表1的實(shí)施例1～3與比較例5進(jìn)行比較時(shí)可知：通過一起使用粘結(jié)劑a和粘結(jié)劑b作為正極粘結(jié)劑，從而輸入特性顯示出大于或等于24％的高值，而相對(duì)于此，通過僅使用粘結(jié)劑b作為正極粘結(jié)劑，從而輸入特性顯示出1％的低值。

由以上結(jié)果可知，通過包含具有來源于含腈基單體的結(jié)構(gòu)單元的樹脂作為鋰離子電池中的正極粘結(jié)劑，且使正極合劑的密度為2.5g/cm³～3.2g/cm³，從而能夠得到輸入特性優(yōu)異的電池。

需要說明的是，日本申請(qǐng)2014-218156的公開內(nèi)容整體通過參照而被引入本說明書中。此外，本說明書中記載的所有文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與具體且分別記載了將各文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通過參照而引入的情況同等程度地通過參照而引入本說明書中。