CN105210216A - 碳包覆活性物质复合体及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供碳包覆活性物质复合体和电极以及锂离子电池，其将在表面形成有碳质被膜的电极活性物质用作电极材料时，不仅能够改善电子传导性，还能够改善锂离子传导性。这种碳包覆活性物质复合体为一种在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移的碳包覆活性物质复合体，其特征在于，在所述碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能在45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围，并且碳负载量相对于所述电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，所述活化能为使用将碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯以1:1混合而得到的电解质溶液测定的值。

Description

碳包覆活性物质复合体及锂离子电池
技术领域
本发明涉及碳包覆活性物质复合体和电极以及锂离子电池，尤其是涉及作为电池用正极材料的碳包覆活性物质复合体、更适合在锂离子电池用正极材料中使用的碳包覆活性物质复合体、及具备含有该碳包覆活性物质复合体的正极的锂离子电池。
本申请主张基于2013年5月16日在日本提出的日本特愿2013-104393号的优先权，并将其内容援引于本说明书中。
背景技术
近年来，作为期待小型化、轻量化、高容量化的电池，提出了锂离子电池等非水电解液系的二次电池并供于实际使用。
该锂离子电池由具有能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的正极和负极以及非水系电解质构成。
作为锂离子电池的负极材料，通常使用碳类材料或钛酸锂(Li4Ti5O12)等具有能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的含锂金属氧化物作为负极活性物质。
另一方面，作为锂离子电池的正极材料，使用磷酸铁锂(LiFePO4)等具有能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的含锂金属氧化物、包含粘合剂等的电极材料合剂作为正极活性物质。并且，通过将该电极材料合剂涂布到被称为集流体的金属箔的表面上而形成锂离子电池的正极。
这种锂离子电池与现有的铅电池、镍镉电池、镍氢电池等二次电池相比，轻量且小型，并且具有高能量，因此不仅用作移动电话、笔记本式个人电脑等便携式电子设备的小型电源，还用作固定式的紧急用大型电源。
另外，近年来，锂离子电池还作为电动汽车、混合动力汽车、电动工具等的高输出电源而进行了研究。对于这些作为高输出电源使用的电池，要求高速的充放电特性。
然而，电极活性物质、例如包含具有能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的性质的磷酸锂盐化合物的电极材料存在电子传导性低的问题。因此，为了提高电极材料的电子传导性，提出了如下电极材料：将电极活性物质的粒子表面用作为碳源的有机化合物覆盖，之后对有机化合物进行碳化，由此，在电极活性物质的表面形成碳质被膜，使该碳质被膜的碳作为电子传导性物质而夹在(例如，参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-15111号公报
发明内容
发明所要解决的问题
为了将包含磷酸锂盐化合物的电极活性物质用作在高输出电源中使用的锂离子电池的电池材料，要求在电极活性物质的表面形成碳质被膜来提高电子传导性。
然而存在如下问题：由于该碳质被膜的存在，在磷酸锂盐化合物的表面，在与碳质被膜的界面发生锂离子的嵌入和脱嵌，但该嵌入和脱嵌反应的速度较慢。
如此，为了改善电子传导性，将磷酸锂盐化合物表面用碳质被膜覆盖的面积增加时，锂离子的嵌入和脱嵌速度会变慢，因此，即使在电子传导性得到提高的情况下，电池内部电阻的总和也会上升，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
因此，为了在磷酸锂盐化合物的表面加快锂离子的嵌入和脱嵌速度，减少将磷酸锂盐化合物的表面用碳质被膜覆盖的面积时，磷酸锂盐化合物表面的电子传导性变得不充分，因此，即使在锂离子的嵌入和脱嵌速度得到提高的情况下，电池内部电阻的总和也会上升，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
另外，为了改善电子传导性，大量添加用于形成碳质被膜的碳源即有机化合物时，碳质被膜的膜厚会增大。锂离子在碳质被膜中的移动速度慢，因此，即使在电子传导性得到提高的情况下，电池内部电阻的总和也会上升，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
另外，迄今为止，对锂离子电池的高输出化进行了各种研究，例如提出了通过减小电极活性物质粒子的一次粒径来减小电极活性物质内的锂离子的迁移距离的电极材料，但这种材料中，比表面积增加，电极中的碳质被膜的质量增加，因此电极容量减少。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，其将在表面形成有碳质被膜的电极活性物质用作电极材料时，不仅能够改善电子传导性，还能够改善锂离子传导性。
用于解决问题的方法
本发明人发现，通过使在碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能在45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围并且使碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，能够实现具有满足高速充放电特性的电子传导性及锂离子传导性的、被碳质被膜包覆的电极活性物质，从而完成了本发明。
即，本发明的碳包覆活性物质复合体为：
[1]一种碳包覆活性物质复合体，其在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移，其特征在于，在所述碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能在45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围，并且碳负载量相对于所述电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，所述活化能为使用将碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯以1:1混合而得到的电解质溶液测定的值。
在碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能在45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围例如可以通过使用如下电极活性物质来实现，所述电极活性物质中，碳负载量相对于所述电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，碳质被膜的密度为0.1g/cm3以上且1.5g/cm3以下，碳质被膜的膜厚为0.1nm以上且10nm以下，电极活性物质粒子的表面被网眼状碳质被膜包覆70％以上。
另外，本发明人发现，通过使在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能与碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相比，在5kJ/mol以上且40kJ/mol以下的范围内增加，并且碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，由此能够实现具有满足高速充放电特性的电子传导性及锂离子传导性的被碳质被膜包覆的电极活性物质，从而完成了本发明。
即，本发明的碳包覆活性物质复合体为：
[2]一种碳包覆活性物质复合体，其在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移，其特征在于，在所述碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能与碳包覆前的在所述电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相比，在5kJ/mol以上且40kJ/mol以下的范围内增加，并且碳负载量相对于所述电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，所述活化能为使用将碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯以1:1混合而得到的电解质溶液测定的值。
在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能与碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相比，在5kJ/mol以上且40kJ/mol以下的范围内增加，这可以通过使用如下电极活性物质来实现，所述电极活性物质，碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，碳质被膜的密度为0.1g/cm3以上且1.5g/cm3以下，碳质被膜的膜厚为0.1nm以上且10nm以下，电极活性物质粒子的表面被网眼状碳质被膜包覆70％以上。
[3]本发明的碳包覆活性物质复合体为[1]或[2]所述的碳包覆活性物质复合体，其特征在于，所述碳质被膜具有网眼状结构，将所述电极活性物质粒子的表面包覆70％以上，所述碳质被膜的密度为0.1g/cm3以上且1.5g/cm3以下。
[4]本发明的碳包覆活性物质复合体为[1]、[2]或[3]所述的碳包覆活性物质复合体，其特征在于，所述碳质被膜的膜厚为0.1nm以上且10nm以下。
[5]本发明的锂离子电池为如下锂离子电池，其特征在于，具备含有[1]至[4]中任一项所述的碳包覆活性物质复合体的正极而成。
本发明中，通过评价活化能来比较锂离子在电极活性物质中嵌入和脱嵌的反应速度。该反应的活化能用下述公式(1)算出。
k＝k0×exp(-G*/RT)…(1)
(k：反应速度、k0：标准状态下的反应速度、G*：活化能、T：温度、R：气体常数)
从上述公式(1)可知，在温度恒定时，可以通过求出活化能来比较锂离子在电极活性物质中嵌入和脱嵌的反应速度。
在此，已知在电解液与电极活性物质界面发生的锂离子的迁移的活化能大大依赖于电解液的溶剂种类。该活化能是锂离子在电解液与电极活性物质之间迁移时所需的基元反应中的限速反应的活化能。
即，如图1所示，活化能为锂离子4在电解液1与电极活性物质3之间迁移时所需的能量。图1中，符号2为形成于电极活性物质表面的碳质被膜。
在电解液与电极活性物质界面发生的锂离子迁移的活化能依赖于溶剂种类基于下述理由。
在电解液中，锂离子为强的路易斯酸，因此，与溶剂分子具有较强的相互作用，因此，锂离子以牢固吸附溶解分子的溶剂化状态存在。使该溶剂化的溶剂分子从锂离子脱离的过程成为限速过程，因此，在电解液与活性物质界面发生的锂离子的迁移反应的活化能依赖于溶剂种类。
另外，电极活性物质的种类之间的活化能值的差小。
发明效果
根据本发明的碳包覆活性物质复合体，碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，因此，能够使在碳包覆活性物质复合体中发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能为45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围，并能够提供具有满足高速充放电特性的电子传导性及锂离子传导性的被碳质被膜包覆的电极活性物质。
根据本发明的碳包覆活性物质复合体，碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，因此，能够使在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能与碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相比在5kJ/mol以上且40kJ/mol以下的范围内增加，并能够提供具有满足高速充放电特性的电子传导性及锂离子传导性的被碳质被膜包覆的电极活性物质。
根据本发明的锂离子电池，由于具备含有碳包覆活性物质复合体的正极，因此，能够将电池的内部电阻抑制得较低，其结果，不会使电压显著下降就能够进行高速充放电。
另外，无需如以往那样添加纤维状的导电性碳，也无需添加高速充放电特性优良的层状氧化物或者针型正极材料，就能够实现充放电特性的高速化，因此能够适用于要求高速充放电的高输出电源。
本发明的电极可以设定为含有本发明的碳包覆活性物质复合体而成的构成。
根据本发明的电极，由于含有本发明的碳包覆活性物质复合体，因此，能够提供不会降低锂离子传导性就可提高电子传导性的电极。
本发明的锂离子电池可以设定为具备由本发明的电极构成的正极的构成。
根据本发明的锂离子电池，由于具备由本发明的电极构成的正极，因此，能够将电池的内部电阻抑制得较低，其结果，不会使电压显著下降就能够进行高速充放电。
另外，无需如以往那样添加纤维状的导电性碳，也无需添加高速充放电特性优良的层状氧化物或者针型正极材料，就能够实现充放电特性的高速化，因此能够适用于要求高速充放电的高输出电源。
附图说明
图1是对锂离子在电解液与电极活性物质之间的迁移进行说明的图。
具体实施方式
对用于实施本发明的碳包覆活性物质复合体和电极以及锂离子电池的方式进行说明。
另外，该方式是为了更好地理解发明的宗旨而进行的具体说明，只要没有特别指定，则并不限定本发明。
[碳包覆活性物质复合体]
本实施方式的碳包覆活性物质复合体为在电极活性物质的表面形成有碳质被膜的电极活性物质粒子，在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移，在上述碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能在45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围，并且碳负载量相对于上述电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下。
在碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能优选为上述范围的理由在于，若上述活化能小于45kJ/mol，则在碳质被膜与电极活性物质的表面之间存在间隙，或者无法以碳质被膜包覆电极活性物质表面的面积增加，电极活性物质的电子传导性不充分，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
另一方面，若上述能量超过85kJ/mol，则锂离子向电极活性物质的嵌入和脱嵌反应的速度过慢，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
本实施方式的碳包覆活性物质复合体为在电极活性物质的表面形成有碳质被膜的电极活性物质粒子，其可以是如下构成：在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移，在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能与碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相比，在5kJ/mol以上且40kJ/mol以下的范围内增加，并且碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下。
在此，在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能与碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相比，优选在5kJ/mol以上且40kJ/mol以下的范围内增加。
在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相对于碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能的增加量优选在上述范围内的理由在于，若在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相对于碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能的增加量小于5kJ/mol，则在碳质被膜与电极活性物质的表面之间存在间隙，或者无法以碳质被膜包覆电极活性物质表面的面积增加，电极活性物质的电子传导性不充分，因此尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
另一方面，若上述能量的增加量超过40kJ/mol，则锂离子向电极活性物质的嵌入和脱嵌反应的速度过慢，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
碳负载量是100g碳包覆活性物质复合体粒子中的碳质被膜的质量，其单位是g。另外，电极活性物质粒子的比表面积的单位为m2/g。
碳包覆活性物质复合体中的[碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积]的值为0.01以上且0.5以下，优选为0.05以上且0.3以下。
在此，将[碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积]的值设定为上述范围的理由在于，若[碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积]的值小于0.01，则电极活性物质粒子表面的碳质被膜的包覆率降低，其结果，碳包覆活性物质复合体粒子中的碳负载量减少，电极活性物质粒子表面的电子传导性不充分，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
另一方面，若[碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积]的值超过0.5，则碳质被膜的膜厚变厚，锂离子以低速迁移的碳质被膜中的迁移距离变长，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
碳质被膜的密度优选为0.1g/cm3以上且1.5g/cm3以下，更优选0.2g/cm3以上且1.3g/cm3以下。
另外，碳质被膜的密度是[碳质被膜的碳质量]/[由碳质被膜的平均膜厚及电极活性物质的表面积计算出的碳质被膜的体积]的值。
在此，将碳质被膜的密度设定为上述范围的理由在于，若碳质被膜的密度小于0.1g/cm3，则碳质被膜的结构变得过于疏松，无法充分确保电极活性物质粒子表面的电子传导性，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
另一方面，若碳质被膜的密度超过1.5g/cm3，则碳质被膜的结构变得紧密，因此，电解液无法渗透到碳质被膜中，锂离子以低速迁移的碳质被膜中的迁移距离变长，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
碳质被膜优选将活性物质粒子的表面包覆70％以上，更优选包覆80％以上，进一步优选包覆85％以上且100％。
在此，将用碳质被膜包覆电极活性物质粒子表面的比例(包覆率)设定为上述范围的理由在于，若碳质被膜的包覆率小于70％，则电极活性物质粒子表面的电子传导性不充分，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
另外，碳质被膜的包覆率可以使用透射电子显微镜(TEM)、能量分散型X射线分光器(EDX)来测定。
另外，碳质被膜优选具有网眼状结构。该网眼状的网部分由碳质材料构成，碳质材料以外的部分(网眼状的网部分以外的部分)由空间构成。因此，电解液能够渗透到该网眼状碳质被膜，在电极活性物质粒子的表面，碳和电解液能够以斑状存在。因此，锂离子的嵌入和脱嵌反应速度较快的电解液与赋予电子传导的碳能够适当存在于电极活性物质粒子的表面，因此能够进行高速充放电。
在此，优选将碳质被膜设定为网眼状结构的理由在于，例如，若碳质被膜为岛状，则在电极活性物质粒子的表面中被碳质被膜包覆的部分，锂离子的嵌入和脱嵌反应速度变慢，另一方面，在电极活性物质粒子的表面中未被碳质被膜包覆的部分，电子传导性不充分，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。另外，碳质被膜的结构紧密到电解液无法渗透的程度时，电极活性物质粒子表面的锂离子的嵌入和脱嵌反应仅限于来自反应速度慢的碳质被膜的迁移，因此，电极活性物质粒子表面的锂离子的嵌入和脱嵌反应速度变慢，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
另外，碳质被膜的膜厚优选为0.1nm以上且10nm以下，更优选为1nm以上且5nm以下。
在此，将碳质被膜的膜厚设定为上述范围的理由在于，若碳质被膜的膜厚小于0.1nm，则难以制作均匀的碳质被膜，无法用碳质被膜均匀地包覆电极活性物质粒子的表面，电极活性物质粒子表面的电子传导性不充分，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
另一方面，若碳质被膜的膜厚超过10nm，则锂离子以低速迁移的碳质被膜中的迁移距离变长，因此，尤其在进行高速充放电时，电压显著下降。
如此，即使[碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积]、碳质被膜的密度、碳质被膜的包覆率、碳质被膜的膜厚为规定值，也无法预测碳质被膜的分布状态、正极材料与碳质被膜的接触状态，因此，以往有时会无法得到电池特性，但本实施方式中，能够通过活化能来管理电池特性。
作为构成碳包覆活性物质复合体的电极活性物质，优选以选自由钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、钛酸锂及LixAyDzPO4(其中，A是选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr组成的组中的1种或2种以上，D是选自由Mg、Ca、S、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc、Y及稀土元素组成的组中的1种或2种以上，0＜x＜2，0＜y＜1.5，0≤z＜1.5)组成的组中的1种作为主要成分的物质。
在此，从高放电电位、丰富的资源量、安全性等方面考虑，A优选为Co、Mn、Ni、Fe，D优选为Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、Al。
另外，稀土元素是指作为镧系列的La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu这15种元素。
对于该电极活性物质粒子而言，其比表面积优选为1m2/g以上且80m2/g以下，更优选为4m2/g以上且50m2/g以下。
在此，将电极活性物质粒子的比表面积设定为上述范围的理由在于，若电极活性物质粒子的比表面积小于1m2/g，则锂离子或电子在电极活性物质内的迁移耗费时间，因此输出特性变差。另一方面，若电极活性物质粒子的比表面积超过80m2/g，则由于比表面积变大而使所需的碳质被膜的质量增加，因此充放电容量下降。
另外，本实施方式中，将主要将电子迁移电阻与锂离子迁移电阻的电阻加在一起所得的电阻称为“内部电阻”。
电子迁移电阻与碳质被膜的膜厚、碳质被膜的密度及结晶性成正比。另一方面，锂离子迁移电阻与碳质被膜的膜厚、碳质被膜的密度及结晶性成反比。
作为该内部电阻的评价方法，例如使用电流中断法。该电流中断法中，内部电阻以布线电阻、接触电阻、电子迁移电阻、锂离子迁移电阻、正负电极的锂反应电阻、由正负极间距离确定的极间电阻、与锂离子的溶剂化、脱溶剂化相关的电阻及锂离子的SEI(SolidElectrolyteInterface，固体电解质界面)迁移电阻的总和来测定。
[碳包覆活性物质复合体的制造方法]
本实施方式的碳包覆活性物质复合体的制造方法为如下方法：具有如下工序：对包含电极活性物质或其前体、有机化合物、孔形成剂及水并且该电极活性物质或其前体的粒度分布中的累积体积百分率为90％时的粒径(D90)相对于累积体积百分率为10％时的粒径(D10)的比(D90/D10)为5以上且30以下的浆料进行干燥，接着，在500℃以上且1000℃以下的非氧化性气氛下对所得到的干燥物进行煅烧；用粒径与电极活性物质粒子相比充分小的膨胀石墨、乙炔黑、科琴黑、石墨烯等形成碳质被膜；使用碳源进行蒸镀、溅射、CVD等方法，在电极活性物质的表面形成碳质被膜。
作为电极活性物质，与构成上述的碳包覆活性物质复合体的电极活性物质同样地，优选以选自由钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、钛酸锂及LixAyDzPO4(其中，A是选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr组成的组中的1种或2种以上，D是选自由Mg、Ca、S、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc、Y及稀土元素组成的组中的1种或2种以上，0＜x＜2，0＜y＜1.5,0≤z＜1.5)组成的组中的1种作为主要成分的物质。
在此，从高放电电位、丰富的资源量、安全性等方面考虑，A优选为Co、Mn、Ni、Fe，D优选为Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、Al。
另外，稀土元素是作为镧系列的La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu这15种元素。
作为由LixAyDzPO4表示的化合物(LixAyDzPO4粉体)，可以使用通过固相法、液相法、气相法等以往的方法制造的粉体。
作为该化合物(LixAyDzPO4粉体)，例如可以适当地使用如下得到的化合物(LixAyDzPO4粉体)：将选自由乙酸锂(LiCH3COO)、氯化锂(LiCl)等锂盐及氢氧化锂(LiOH)组成的组中的Li源、氯化铁(II)(FeCl2)、乙酸铁(II)(Fe(CH3COO)2)、硫酸铁(II)(FeSO4)等2价铁盐、磷酸(H3PO4)、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)等磷酸化合物及水混合而得到浆料状混合物，将该混合物使用耐压密封容器进行水热合成，对所得到的沉淀物进行水洗而生成滤饼状的前体物质，对该滤饼状的前体物质进行煅烧。
该LixAyDzPO4粉体可以是结晶质粒子也可以是非晶质粒子，还可以是结晶质粒子与非晶质粒子共存的混晶粒子。在此，LixAyDzPO4粉体可以是非晶质粒子的理由在于，若在500℃以上且1000℃以下的非氧化性气氛下进行热处理，则该非晶质LixAyDzPO4粉体会发生结晶化。
电极活性物质的大小并没有特别限定，但优选一次粒子的平均粒径为0.01μm以上且20μm以下，更优选为0.02μm以上且5μm以下。
在此，将电极活性物质的一次粒子的平均粒径设顶为上述范围的理由在于，若一次粒子的平均粒径小于0.01μm，则难以用薄膜状碳充分包覆一次粒子的表面，高速充放电速率下的放电容量下降，难以实现充分的充放电速率性能。另一方面，若一次粒子的平均粒径超过20μm，则一次粒子的内部电阻变大，因此，高速充放电速率下的放电容量变得不充分。
电极活性物质的形状并没有特别限定，但从容易生成由球状、尤其是真球状的二次粒子构成的电极材料的方面考虑，该电极活性物质的形状也优选为球状、尤其是真球状。
在此，优选电极活性物质的形状为球状的理由在于，能够减少在将电极活性物质、粘合剂树脂(粘结剂)及溶剂混合来制备正电极用浆料时的溶剂量，并且容易将该正电极用浆料涂布到集流体上。
另外，若电极活性物质的形状为球状，则电极活性物质的表面积变得最小，能够将添加到电极材料合剂中的粘合剂树脂(粘结剂)的配合量限制为最低限度，能够减小所得到的正电极的内部电阻，因此优选。
进而，电极活性物质容易进行最密填充，因此，每单位体积的正极材料的填充量增多，因此能够提高电极密度，其结果，能够实现锂离子电池的高容量化，因此优选。
作为有机化合物，例如可举出聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素、淀粉、明胶、羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、糖原、果胶、海藻酸、葡甘露聚糖、甲壳素、透明质酸、软骨素、琼脂糖、聚醚、二元醇、三元醇等。
关于电极活性物质与有机化合物的配比，将有机化合物的总量换算为碳量时，优选相对于电极活性物质100质量份为0.3质量份以上且8.0质量份以下，更优选为0.5质量份以上且5.0质量份以下。
在此，将电极活性物质与有机化合物的配比设定为上述范围的理由在于，若有机化合物的碳量换算的配比小于0.3质量份，则形成电池时，高速充放电速率下的放电容量下降，难以实现充分的充放电速率性能。另一方面，若有机化合物的碳量换算的配比超过8.0质量份，则碳质被膜的膜厚增加，因此，当锂离子在碳质被膜中扩散时，锂离子的扩散速度慢的碳质被膜中迁移的距离变长，因此，无法忽视高速充放电速率下的电压下降。
作为孔形成剂，例如可举出磷酸锂、聚丙烯酸、聚缩醛、聚酯、聚己内酰胺等解聚性树脂、三乙二醇丁基甲基醚或二乙二醇丁基甲基醚等高沸点溶剂等。
将这些电极活性物质、有机化合物及孔形成剂溶解或者分散于水中，从而制备均匀的浆料。该溶解或者分散时，添加分散剂则更佳。
作为将电极活性物质与有机化合物溶解或者分散于水中的方法，只要是电极活性物质分散且有机化合物溶解或者分散的方法，则没有特别限定，例如优选使用行星式球磨机、震动球磨机、珠磨机、涂料搅拌机、磨碎机等高速搅拌介质粒子的介质搅拌型分散装置的方法。
在该溶解或者分散时，优选将电极活性物质作为一次粒子进行分散，之后添加有机化合物及孔形成剂进行搅拌来使其溶解或者分散。如此，电极活性物质的一次粒子的表面被有机化合物及孔形成剂包覆，其结果，有机化合物及孔形成剂混合而得到的被膜均匀地夹在电极活性物质的一次粒子之间。
在制备该浆料时，通过适当调整浆料的分散条件，例如调整浆料中的电极活性物质及有机化合物的浓度、搅拌时间等，使电极活性物质或其前体的比(D90/D10)为5以上且30以下，由此，能够使所得到的凝聚体的体积密度为将该凝聚体设为实心时的体积密度的50体积％以上且80体积％以下。因此，能够提高该凝聚体内部的芳香族系碳化合物的气化物质的浓度，其结果，能够实现在凝聚体内的电极活性物质的表面负载不均少的碳质被膜。
接着，在高温气氛中，例如在70℃以上且250℃以下的大气中对该浆料进行喷雾，使其干燥。
接着，在非氧化性气氛下，在500℃以上且1000℃以下，优选在600℃以上且900℃以下的范围内的温度下，对该干燥物进行0.1小时以上且40小时以下的煅烧。
作为该非氧化性气氛，优选氮气(N2)、氩气(Ar)等惰性气氛，在想要进一步抑制氧化时，优选包含数体积％左右的氢气(H2)等还原性气体的还原性气氛。另外，为了除去煅烧时蒸发到非氧化性气氛中的有机成分，可以将氧气(O2)等易燃性或者可燃性气体导入至惰性气氛中。
在此，将煅烧温度设定为500℃以上且1000℃以下的理由在于，若煅烧温度低于500℃，则干燥物中包含的有机化合物的分解、反应不会充分进行，因此有机化合物的碳化不充分，其结果，在所得到的凝聚体中生成高电阻的有机化合物的分解物，因此不优选。另一方面，若煅烧温度超过1000℃，则不仅电极活性物质中的Li蒸发而使电极活性物质产生组成的偏差，而且促进电极活性物质的晶粒成长，其结果，高速充放电速率下的放电容量下降，难以实现充分的充放电速率性能，因此不优选。
该煅烧过程中，通过适当调整煅烧干燥物时的条件、例如升温速度、最高保持温度、保持时间等，能够控制所得到的凝聚体的粒度分布。
另外，该煅烧过程中，孔形成剂从碳质被膜中消失，由此，在碳质被膜中形成孔，因此能够调整碳质被膜的密度。
通过以上方法，利用通过使孔形成剂干燥物中的有机化合物热分解而生成的碳质被膜中消失而将密度调整为最佳的碳质被膜包覆电极活性物质的一次粒子的表面，因此，可以得到由在该电极活性物质的一次粒子之间夹有碳的二次粒子构成的凝聚体。
该凝聚体成为本实施方式中的碳包覆活性物质复合体(电极材料)。
根据该碳包覆活性物质复合体的制造方法，能够以更低成本、低环境负荷、低装置损伤容易地实现电子传导性及离子传导性优良的碳包覆活性物质复合体。
[电极]
本实施方式的电极为含有本实施方式的碳包覆活性物质复合体而成的电极。
在制作本实施方式的电极时，将上述电极材料、由粘合剂树脂构成的粘结剂及溶剂混合，制备电极形成用涂料或电极形成用浆料。此时，可根据需要添加炭黑等导电助剂。
作为上述粘结剂即粘合剂树脂，例如优选使用聚四氟乙烯(PTFE)树脂、聚偏氟乙烯(PVdF)树脂、氟橡胶等。
上述电极材料与粘合剂树脂的配比并没有特别限定，例如相对于电极材料100质量份，将粘合剂树脂设为1质量份以上且30质量份以下，优选设为3质量份以上且20质量份以下。
作为用于该电极形成用涂料或电极形成用浆料的溶剂，结合粘合剂树脂的性质来适当选择即可，例如可以举出：水；甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇(异丙醇：IPA)、丁醇、戊醇、己醇、辛醇、二丙酮醇等醇类；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、γ-丁内酯等酯类；乙醚、乙二醇单甲醚(甲基溶纤剂)、乙二醇单乙醚(乙基溶纤剂)、乙二醇单丁醚(丁基溶纤剂)、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚等醚类；丙酮、甲乙酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、乙酰丙酮、环己酮等酮类、二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类；乙二醇、二乙二醇、丙二醇等二醇类等。这些可单独使用1种，也可混合使用2种以上。
接着，将电极形成用涂料或电极形成用浆料涂布到金属箔的一个面，之后进行干燥，得到在一个面上形成有由上述电极材料与粘合剂树脂的混合物构成的涂膜的金属箔。
接着，对该涂膜进行加压压接并进行干燥，从而制作在金属箔的一个面上具有电极材料层的集流体(电极)。
如此，能够制作本实施方式的电极。
根据本实施方式的电极，不会降低本实施方式的锂离子传导性就能够提高电子传导性。
[锂离子电池]
本实施方式的锂离子电池具备由本实施方式的电极构成的正极、由金属Li、Li合金、Li4Ti5O12、碳材料等构成的负极、电解液及隔板或固体电解质。
该锂离子电池中，使用本实施方式的碳包覆活性物质复合体来制作集流体(电极)，由此能够减小集流体(电极)的内部电阻。因此，能够将电池的内部电阻抑制得较低，其结果，能够提供不会使电压显著下降就能够进行高速充放电的锂离子电池。
如以上所说明的那样，根据本实施方式的碳包覆活性物质复合体，使用如下电极活性物质粒子，即为在电极活性物质的表面形成有碳质被膜的电极活性物质粒子，在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移，碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，由此，能够使在碳包覆活性物质复合体中发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能为45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围，能够将电极活性物质表面的锂离子的嵌入和脱嵌与电子传导性保持为最佳条件，进而能够进行锂离子电池的高输出化。
根据本实施方式的碳包覆活性物质复合体，使用如下电极活性物质粒子，即为在电极活性物质的表面形成有碳质被膜的电极活性物质粒子，在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移，碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，由此，与碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相比，能够使在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能在5kJ/mol以上且40kJ/mol以下的范围内增加，能够将电极活性物质表面的锂离子的嵌入和脱嵌与电子传导性保持为最佳条件，进而能够进行锂离子电池的高输出化。
根据本实施方式的碳包覆活性物质复合体的制造方法，将电极活性物质或其前体、有机化合物及孔形成剂混合之后，在非氧化性气氛下进行热处理，因此，能够以更低成本、低环境负荷、低装置损伤容易且廉价地制造电子传导性及锂离子传导性优良的碳包覆活性物质复合体。
根据本实施方式的电极，由于含有本实施方式的碳包覆活性物质复合体而成，因此，不会降低锂离子传导性就能够提高电子传导性。因此，能够进行锂离子电池的高输出化。
根据本实施方式的锂离子电池，由于具备由本实施方式的电极构成的正极，因此，不会降低锂离子传导性就能够提高电子传导性。因此，能够提供高输出的锂离子电池。
实施例
以下，通过实施例1～9及比较例1～4对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于这些实施例。
[实施例1]
(碳包覆活性物质复合体(电极材料)的制作)
在2L(升)的水中，以总量成为4L的方式混合4mol的乙酸锂(LiCH3COO)、2mol的硫酸铁(II)(FeSO4)、2mol的磷酸(H3PO4)，从而制备均匀的浆料状混合物。
接着，将该混合物收容于容量为8L的耐压密封容器中，在200℃下进行1小时的水热合成。
之后，对所得到的沉淀物进行水洗，得到滤饼状的电极活性物质的前体粒子。
另一方面，将该电极活性物质的前体150g(换算为固体成分)、作为有机化合物的将聚乙烯醇(PVA)7.0g溶解于100g水中而得到的聚乙烯醇水溶液、作为孔形成剂的磷酸(H3PO4)0.001mol、乙酸锂(LiCH3COO)0.001mol混合而制成浆料，使用二流体式湿式喷射粉碎机对该浆料进行分散处理，以使浆料中的电极活性物质的前体粒子的粒度分布中的D50为38nm。
接着，在180℃的大气气氛中对该进行了分散处理的浆料进行喷雾并进行干燥，在700℃的氮气气氛下对所得到的干燥物进行1小时煅烧，得到第二碳质包覆电极活性物质粒子凝聚而成的平均粒径为6μm、比表面积为22.0m2/g的实施例1的碳包覆活性物质复合体(电极材料)。
(碳包覆活性物质复合体的评价)
分别评价构成碳包覆活性物质复合体的电极活性物质的碳负载量、碳质被膜的包覆率、电极活性物质的比表面积、碳质被膜的膜厚。评价方法如下所述。
(1)碳负载量
使用碳分析仪来测定电极活性物质的碳负载量。
(2)碳质被膜的包覆率
使用透射电子显微镜(TEM)、能量分散型X射线分光器(EDX)观察构成电极活性物质的凝聚体的碳质被膜，计算凝聚体的表面中覆盖有碳质被膜的部分的比例，将其作为包覆率。
(3)比表面积
使用比表面积仪来测定电极活性物质的比表面积。
(4)碳质被膜的膜厚
使用透射电子显微镜(TEM)来测定碳质被膜的膜厚。
将这些评价结果示于表1。
(锂离子电池的制作)
将上述电极材料、作为导电助剂的乙炔黑(AB)、作为粘结材料(粘合剂)的聚偏氟乙烯(PVdF)混合，以使质量比为电极材料:AB:PVdF＝90:5:5，进一步添加作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)来赋予流动性，从而制作浆料。
接着，将该浆料涂布到厚度为15μm的铝(Al)箔上，并进行干燥。之后，以600kgf/cm2的压力进行加压，从而制作实施例1的锂离子电池的正极。
相对于该锂离子电池的正极，配置锂金属作为负极，在这些正极与负极之间配置由多孔质聚丙烯构成的隔板来作为电池用构件。
另一方面，将碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯以1:1(质量比)混合，进一步添加1M的LiPF6溶液，从而制作具有锂离子传导性的电解质溶液。
接着，将上述电池用构件浸渍于上述电解质溶液中，从而制作实施例1的锂离子电池。
(锂离子电池的评价)
进行该锂离子电池的内部电阻的评价。
评价方法如下所述。
使电极面积为2平方厘米、电极密度为2.0g/cc的正极与由锂金属构成的负极经由由聚丙烯构成的厚度为25微米的隔板对置，并配置于直径为2cm、厚度为3.2mm的扣式电池容器内，计算1C与3C下的充放电容量。
将充放电容量示于表1。
(活化能的增加量的评价)
对上述电极的参比极及对电极制作将锂金属浸渍于电解液中的电化学测定单电池，进行阻抗测定。
阻抗测定在频率为1MHz-0.1mHz的范围内测定，将频率在100Hz以下时出现的半圆弧作为在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的电阻。在30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃下进行该阻抗测定，求出在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的电阻的温度依赖性，由此计算活化能。
将活化能示于表1。
[实施例2]
使用磷酸(H3PO4)0.005mol、乙酸锂(LiCH3COO)0.005mol作为孔形成剂，除此以外，与实施例1同样地制作实施例2的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[实施例3]
使用磷酸(H3PO4)0.0005mol、乙酸锂(LiCH3COO)0.0005mol作为孔形成剂，除此以外，与实施例1同样地制作实施例3的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[实施例4]
在碳包覆活性物质复合体的制作中，使用硫酸锰(II)(MnSO4)代替硫酸铁(II)(FeSO4)，除此以外，与实施例2同样地制作实施例4的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[实施例5]
在碳包覆活性物质复合体的制作中，使用硫酸锰(II)(MnSO4)代替硫酸铁(II)(FeSO4)，使用磷酸(H3PO4)0.005mol、乙酸锂(LiCH3COO)0.005mol作为孔形成剂，除此以外，与实施例1同样地制作实施例5的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[实施例6]
在碳包覆活性物质复合体的制作中，使用硫酸锰(II)(MnSO4)代替硫酸铁(II)(FeSO4)，使用磷酸(H3PO4)0.0005mol、乙酸锂(LiCH3COO)0.0005mol作为孔形成剂，除此以外，与实施例1同样地制作实施例6的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[实施例7]
添加1.0g的聚丙烯酸作为孔形成剂，除此以外，与实施例1同样地制作实施例7的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[实施例8]
添加1.0g的三乙二醇丁基甲基醚作为孔形成剂，除此以外，与实施例1同样地制作实施例8的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[实施例9]
在碳包覆活性物质复合体的制作中，对未添加有机化合物及孔形成剂而煅烧的电极活性物质，使用碳蒸镀装置，以乙烯气体为原料进行碳包覆，除此以外，与实施例1同样地制作实施例9的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[比较例1]
使用磷酸(H3PO4)0.01mol、乙酸锂(LiCH3COO)0.01mol作为孔形成剂，除此以外，与实施例1同样地制作比较例1的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[比较例2]
使用磷酸(H3PO4)0.0001mol、乙酸锂(LiCH3COO)0.0001mol作为孔形成剂，除此以外，与实施例1同样地制作比较例2的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[比较例3]
使用蔗糖作为有机化合物，不添加孔形成剂，将煅烧温度设为800℃，除此以外，与实施例1同样地制作比较例3的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
[比较例4]
在碳包覆活性物质复合体的制作中，对未添加有机化合物及孔形成剂而煅烧的电极活性物质，使用碳蒸镀装置，以乙烯气体为原料进行碳包覆，除此以外，与实施例1同样地制作比较例4的碳包覆活性物质复合体及锂离子电池，并进行评价。
将评价结果示于表1。
根据以上结果，使用实施例1～9的碳包覆活性物质复合体的锂离子电池中，锂离子传导性不会受损，显示出良好的负荷特性。
另一方面，使用比较例1～4的碳包覆活性物质复合体的锂离子电池中，锂离子传导性受损，负荷特性降低。
如此，确认了：通过使用在碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能在45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围并且碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下的碳包覆活性物质复合体，可得到锂离子传导性不会受损且显示出良好的负荷特性的锂离子电池。
另外，确认了：通过使用在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相对于碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能的增加量为5kJ/mol以上且40kJ/mol以下并且碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下的碳包覆活性物质复合体，可得到锂离子传导性不会受损且显示出良好的负荷特性的锂离子电池。
产业上的可利用性
本发明的碳包覆活性物质复合体为在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移的碳包覆活性物质复合体，其中，在上述碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能在45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围，并且将碳负载量相对于上述电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值设为0.01以上且0.5以下，因此，能够提供具有满足高速充放电特性的电子传导性及锂离子传导性的被碳质被膜包覆的电极活性物质，因此，还能够适用于期待更高电压、高能量密度、高负荷特性及高速充放电特性的下一代二次电池，在下一代二次电池的情况下，其效果非常显著。
本发明的碳包覆活性物质复合体中，在碳质被膜与电极活性物质的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能与碳包覆前的在电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相比，在5kJ/mol以上且40kJ/mol以下的范围内增加，并且将碳负载量相对于电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值设为0.01以上且0.5以下，因此，能够提供具有满足高速充放电特性的电子传导性及锂离子传导性的被碳质被膜包覆的电极活性物质，因此，还能够适用于期待更高电压、高能量密度、高负荷特性及高速充放电特性的下一代二次电池，在下一代二次电池的情况下，其效果非常显著。

Claims (5)

1.一种碳包覆活性物质复合体，其在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移，其特征在于，
在所述碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能在45kJ/mol以上且85kJ/mol以下的范围，并且碳负载量相对于所述电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，所述活化能为使用将碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯以1:1混合而得到的电解质溶液测定的值。
2.一种碳包覆活性物质复合体，其在碳质被膜与电极活性物质的界面发生锂离子的电荷迁移，其特征在于，
在所述碳包覆活性物质复合体与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能与碳包覆前的在所述电极活性物质与电解液的界面发生的锂离子的嵌入和脱嵌反应的活化能相比，在5kJ/mol以上且40kJ/mol以下的范围内增加，并且碳负载量相对于所述电极活性物质粒子的比表面积([碳负载量]/[电极活性物质粒子的比表面积])的值为0.01以上且0.5以下，所述活化能为使用将碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯以1:1混合而得到的电解质溶液测定的值。
3.根据权利要求1或2所述的碳包覆活性物质复合体，其特征在于，
所述碳质被膜具有网眼状结构，将所述电极活性物质粒子的表面包覆70％以上，所述碳质被膜的密度为0.1g/cm3以上且1.5g/cm3以下。
4.根据权利要求1、2或3所述的碳包覆活性物质复合体，其特征在于，所述碳质被膜的膜厚为0.1nm以上且10nm以下。
5.一种锂离子电池，其特征在于，
其具备含有权利要求1至4中任一项所述的碳包覆活性物质复合体的正极而成。
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