JP2003142097A - 電池用活物質およびその製造方法 - Google Patents
電池用活物質およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容量特性、寿命、放電電位、電力量特性など
電気化学的特性および熱的安定性に優れた電池用活物質
を提供する。 【解決手段】 電気化学的酸化／還元が可能な物質、お
よび、前記物質上に形成されてなる、導電剤または導電
剤と伝導性高分子分散剤との混合物からなるコーティン
グ層、を含む電池用活物質によって、上記課題は解決さ
れる。
電気化学的特性および熱的安定性に優れた電池用活物質
を提供する。 【解決手段】 電気化学的酸化／還元が可能な物質、お
よび、前記物質上に形成されてなる、導電剤または導電
剤と伝導性高分子分散剤との混合物からなるコーティン
グ層、を含む電池用活物質によって、上記課題は解決さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池用活物質および
その製造方法に関し、さらに詳しくは容量特性、寿命、
放電電位、電力量特性などの電気化学的特性および熱的
安定性が向上した電池用活物質およびその製造方法に関
する。
その製造方法に関し、さらに詳しくは容量特性、寿命、
放電電位、電力量特性などの電気化学的特性および熱的
安定性が向上した電池用活物質およびその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】最近、携帯用電子機器の小型化および軽
量化傾向と関連して、これらの機器の電源として用いら
れる電池の高性能化および大容量化に対する必要性が高
まっている。また、安全性に優れていて経済性にも優れ
た電池についても集中的に研究されている。
量化傾向と関連して、これらの機器の電源として用いら
れる電池の高性能化および大容量化に対する必要性が高
まっている。また、安全性に優れていて経済性にも優れ
た電池についても集中的に研究されている。
【０００３】一般に電池は使い捨てとして使用する１次
電池と再充電して使用する２次電池に分けられる。前記
１次電池としてはマンガン電池、アルカリ電池、水銀電
池、酸化銀電池などがあり、２次電池としては鉛蓄電
池、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル金属ハイドライド）電池、密
閉形ニッケル−カドミウム電池、リチウム金属電池、リ
チウムイオン電池、リチウムポリマー電池、リチウム−
硫黄電池などがある。
電池と再充電して使用する２次電池に分けられる。前記
１次電池としてはマンガン電池、アルカリ電池、水銀電
池、酸化銀電池などがあり、２次電池としては鉛蓄電
池、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル金属ハイドライド）電池、密
閉形ニッケル−カドミウム電池、リチウム金属電池、リ
チウムイオン電池、リチウムポリマー電池、リチウム−
硫黄電池などがある。
【０００４】このような電池は正極と負極に電気化学反
応が可能な物質を使用することによって電力を発生させ
る。電池の容量、寿命、電力量のような電池の性能およ
び安全性と信頼性を左右する要素は、正極と負極の電気
化学反応に参加する活物質の電気化学的特性と熱的安定
性である。従って、このような正極や負極活物質の電気
化学的特性と熱的安定性を改善しようという研究が継続
して進められている。
応が可能な物質を使用することによって電力を発生させ
る。電池の容量、寿命、電力量のような電池の性能およ
び安全性と信頼性を左右する要素は、正極と負極の電気
化学反応に参加する活物質の電気化学的特性と熱的安定
性である。従って、このような正極や負極活物質の電気
化学的特性と熱的安定性を改善しようという研究が継続
して進められている。
【０００５】現在用いられている電池活物質の中でリチ
ウムは単位質量当り電気容量が大きく、電気陰性度が大
きく、電圧の高い電池を提供することができる。しか
し、リチウム金属自体では安全性を確保するのに問題が
あり、リチウム金属またはリチウムイオンの挿入（ｉｎ
ｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ）、脱離（ｄｅｉｎｔｅｒｃａ
ｌａｔｉｏｎ）が可能な物質を電池の活物質として用い
る電池が活発に研究されている。
ウムは単位質量当り電気容量が大きく、電気陰性度が大
きく、電圧の高い電池を提供することができる。しか
し、リチウム金属自体では安全性を確保するのに問題が
あり、リチウム金属またはリチウムイオンの挿入（ｉｎ
ｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ）、脱離（ｄｅｉｎｔｅｒｃａ
ｌａｔｉｏｎ）が可能な物質を電池の活物質として用い
る電池が活発に研究されている。
【０００６】このような電池のうち代表的な例として
は、リチウムイオンが正極および負極で挿入／脱離され
る際の酸化、還元反応によって電気エネルギーを生成す
るリチウム二次電池がある。リチウム二次電池はリチウ
ムイオンの可逆的な挿入／脱離可能な物質を正極と負極
の活物質として使用し、前記正極と負極の間に有機電解
液またはポリマー電解液を充填して製造する。
は、リチウムイオンが正極および負極で挿入／脱離され
る際の酸化、還元反応によって電気エネルギーを生成す
るリチウム二次電池がある。リチウム二次電池はリチウ
ムイオンの可逆的な挿入／脱離可能な物質を正極と負極
の活物質として使用し、前記正極と負極の間に有機電解
液またはポリマー電解液を充填して製造する。
【０００７】リチウム二次電池の負極活物質としてはリ
チウム金属が使用されうるが、リチウム金属を使用する
場合、デンドライトの形成による電池短絡によって爆発
する危険性がある。そこで、リチウム金属の代わりに非
晶質炭素または結晶質炭素などの炭素系物質に代替され
ている。特に、最近では炭素系物質の容量を増加させる
ために炭素系物質にホウ素を添加して、ホウ素コーティ
ングされたグラファイトを製造している。
チウム金属が使用されうるが、リチウム金属を使用する
場合、デンドライトの形成による電池短絡によって爆発
する危険性がある。そこで、リチウム金属の代わりに非
晶質炭素または結晶質炭素などの炭素系物質に代替され
ている。特に、最近では炭素系物質の容量を増加させる
ために炭素系物質にホウ素を添加して、ホウ素コーティ
ングされたグラファイトを製造している。
【０００８】正極活物質としてはＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭ
ｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉ1-xＣｏxＯ2（０＜ｘ＜
１）、ＬｉＭｎＯ2などの複合金属酸化物またはカルコ
ゲナイド（ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅ）化合物が研究さ
れている。前記正極活物質のうちＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＭ
ｎＯ2などのＭｎ系正極活物質は合成も容易で、値段が
比較的に安く、環境に対する汚染のおそれも少ないので
魅力のある物質ではあるが、容量が少ないという短所を
持っている。ＬｉＣｏＯ2は良好な電気伝導度と高い電
池電圧、そして優れた電極特性を示し、現在Ｓｏｎｙ社
等で商用化され市販されている代表的な正極活物質であ
るが、値段が高いという短所がある。ＬｉＮｉＯ2は前
記に言及した正極活物質のうち最も値段が安く、最も高
い放電容量を示しているが、合成するのが難しいという
短所を持っている。
ｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉ1-xＣｏxＯ2（０＜ｘ＜
１）、ＬｉＭｎＯ2などの複合金属酸化物またはカルコ
ゲナイド（ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅ）化合物が研究さ
れている。前記正極活物質のうちＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＭ
ｎＯ2などのＭｎ系正極活物質は合成も容易で、値段が
比較的に安く、環境に対する汚染のおそれも少ないので
魅力のある物質ではあるが、容量が少ないという短所を
持っている。ＬｉＣｏＯ2は良好な電気伝導度と高い電
池電圧、そして優れた電極特性を示し、現在Ｓｏｎｙ社
等で商用化され市販されている代表的な正極活物質であ
るが、値段が高いという短所がある。ＬｉＮｉＯ2は前
記に言及した正極活物質のうち最も値段が安く、最も高
い放電容量を示しているが、合成するのが難しいという
短所を持っている。
【０００９】リチウム二次電池の正極活物質として全世
界に流通している電池の９５％以上が高価なＬｉＣｏＯ
2を使用しており、このようなＬｉＣｏＯ2を代替しよう
とする努力が多く進められている。ＬｉＣｏＯ2粉末を
正極素材として用いるリチウム二次電池は寿命特性が比
較的に優れていて、放電平坦性が優れてはいるが、持続
的な性能改善を通じた寿命増大と電力特性の向上要求な
ど持続的な性能改善に対する要求があって、多くの研究
が進められている。
界に流通している電池の９５％以上が高価なＬｉＣｏＯ
2を使用しており、このようなＬｉＣｏＯ2を代替しよう
とする努力が多く進められている。ＬｉＣｏＯ2粉末を
正極素材として用いるリチウム二次電池は寿命特性が比
較的に優れていて、放電平坦性が優れてはいるが、持続
的な性能改善を通じた寿命増大と電力特性の向上要求な
ど持続的な性能改善に対する要求があって、多くの研究
が進められている。
【００１０】このような正極素材であるＬｉＣｏＯ2の
改善方法の一つとしてＣｏの一部を金属酸化物に置換す
る研究が進められてきた。Ｓｏｎｙ社はＡｌ2Ｏ3を約１
〜５質量％ドーピングして、Ｃｏの一部をＡｌに置換し
たＬｉＣｏ1-xＡｌxＯ2粉末を開発して量産に適用して
おり、Ａ＆ＴＢ（Ａｓａｈｉ＆Ｔｈｏｓｉｂａ Ｂａｔ
ｔｅｒｙ Ｃｏ．）はＳｎＯ2をドーピングしてＣｏの
一部をＳｎに置換した正極活物質を開発した。
改善方法の一つとしてＣｏの一部を金属酸化物に置換す
る研究が進められてきた。Ｓｏｎｙ社はＡｌ2Ｏ3を約１
〜５質量％ドーピングして、Ｃｏの一部をＡｌに置換し
たＬｉＣｏ1-xＡｌxＯ2粉末を開発して量産に適用して
おり、Ａ＆ＴＢ（Ａｓａｈｉ＆Ｔｈｏｓｉｂａ Ｂａｔ
ｔｅｒｙ Ｃｏ．）はＳｎＯ2をドーピングしてＣｏの
一部をＳｎに置換した正極活物質を開発した。
【００１１】また、ＬｉＣｏＯ2の性能を改善した活物
質としてＬｉxＭＯ2（ＭはＣｏ、ＮｉおよびＭｎのうち
一つ以上の元素であり、ｘは０．５〜１である）が挙げ
られる（例えば、特許文献１参照）。また、酸化ホウ
素、ホウ酸、水酸化リチウム、酸化アルミニウム、アル
ミン酸リチウム、メタホウ酸リチウム、二酸化ケイ素、
リチウムシリケートまたはこれらの混合物を含む組成物
とリチウム層間化合物（ｌｉｔｈｉａｔｅｄ ｉｎｔｅ
ｒｃａｌａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を混合し、こ
れを４００℃以上の温度で焼成して前記リチウム層間化
合物表面を酸化物でコーティングする技術がある（例え
ば、特許文献２参照）。
質としてＬｉxＭＯ2（ＭはＣｏ、ＮｉおよびＭｎのうち
一つ以上の元素であり、ｘは０．５〜１である）が挙げ
られる（例えば、特許文献１参照）。また、酸化ホウ
素、ホウ酸、水酸化リチウム、酸化アルミニウム、アル
ミン酸リチウム、メタホウ酸リチウム、二酸化ケイ素、
リチウムシリケートまたはこれらの混合物を含む組成物
とリチウム層間化合物（ｌｉｔｈｉａｔｅｄ ｉｎｔｅ
ｒｃａｌａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を混合し、こ
れを４００℃以上の温度で焼成して前記リチウム層間化
合物表面を酸化物でコーティングする技術がある（例え
ば、特許文献２参照）。
【００１２】また、リチウム−ニッケル系酸化物をＣ
ｏ、Ａｌ、Ｍｎのアルコキシドでコーティングした後、
熱処理して製造される正極活物質が開発されており（例
えば、特許文献３参照）、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｓ
ｉ、Ｇａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｂ、またはＭｏの金属および／ま
たはこれらの酸化物でコーティングされたリチウム系酸
化物が開発されており（例えば、特許文献４参照）、リ
チウムマンガン酸化物の表面に金属酸化物を共沈法でコ
ーティングした後、熱処理する正極活物質が開発されて
いる（例えば、特許文献５参照）。
ｏ、Ａｌ、Ｍｎのアルコキシドでコーティングした後、
熱処理して製造される正極活物質が開発されており（例
えば、特許文献３参照）、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｓ
ｉ、Ｇａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｂ、またはＭｏの金属および／ま
たはこれらの酸化物でコーティングされたリチウム系酸
化物が開発されており（例えば、特許文献４参照）、リ
チウムマンガン酸化物の表面に金属酸化物を共沈法でコ
ーティングした後、熱処理する正極活物質が開発されて
いる（例えば、特許文献５参照）。
【００１３】リチウム二次電池は最近電子機器が小型化
および軽量化されることによってますます高容量、長寿
命、電力量特性などの電気化学的特性に優れた電池を開
発するための研究が進められている。既存の正極極板は
図３Ａに示すように活物質と導電剤を乾式法で混合した
後、これをバインダーを含む溶液に添加して製造された
スラリーを集電体にコーティングした後、圧延して製造
される。このような導電剤は表面積が大略２５００ｍ2
／ｇ以上であって体積が非常に大きいために極板厚さを
増加させる原因となる。また、導電剤が添加された量ほ
ど活物質の量が減少するので高容量の電池を製造するの
に障害となる。
および軽量化されることによってますます高容量、長寿
命、電力量特性などの電気化学的特性に優れた電池を開
発するための研究が進められている。既存の正極極板は
図３Ａに示すように活物質と導電剤を乾式法で混合した
後、これをバインダーを含む溶液に添加して製造された
スラリーを集電体にコーティングした後、圧延して製造
される。このような導電剤は表面積が大略２５００ｍ2
／ｇ以上であって体積が非常に大きいために極板厚さを
増加させる原因となる。また、導電剤が添加された量ほ
ど活物質の量が減少するので高容量の電池を製造するの
に障害となる。
【００１４】リチウム二次電池の正極活物質とその開発
例について前述したが、最近電子機器の小型化および軽
量化傾向と関連して電池性能および電池安全性と信頼性
を確保できる電池の活物質開発に対する必要性は他の電
池でも同様に要請されているのが実情である。また、熱
露出、燃焼、過充電状態でも電池システムの安全性と信
頼性を確保するために活物質の熱的安全性を向上させよ
うという研究が進められている。従って、高性能、安全
性および信頼性を有する電池を提供するために、電気化
学的特性と熱的安定性に優れた電池用活物質の開発が加
速されている。
例について前述したが、最近電子機器の小型化および軽
量化傾向と関連して電池性能および電池安全性と信頼性
を確保できる電池の活物質開発に対する必要性は他の電
池でも同様に要請されているのが実情である。また、熱
露出、燃焼、過充電状態でも電池システムの安全性と信
頼性を確保するために活物質の熱的安全性を向上させよ
うという研究が進められている。従って、高性能、安全
性および信頼性を有する電池を提供するために、電気化
学的特性と熱的安定性に優れた電池用活物質の開発が加
速されている。
【００１５】このような問題を解決するための方法とし
て、導電剤とバインダーの含有量を減らす方法が提案さ
れているが、このような方法は電池の電気化学的特性が
全く改善されないという短所がある。
て、導電剤とバインダーの含有量を減らす方法が提案さ
れているが、このような方法は電池の電気化学的特性が
全く改善されないという短所がある。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５，２９２，６０１号
【特許文献２】米国特許第５，７０５，２９１号
【特許文献３】特開平９−５５２１０号公報
【特許文献４】特開平１１−１６５６６号公報
【特許文献５】特開平１１−１８５７５８号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためのものであって、本発明の目的は容量
特性、寿命、放電電位、電力量特性など電気化学的特性
および熱的安定性に優れた電池用活物質を提供すること
にある。
点を解決するためのものであって、本発明の目的は容量
特性、寿命、放電電位、電力量特性など電気化学的特性
および熱的安定性に優れた電池用活物質を提供すること
にある。
【００１８】本発明の他の目的は、生産性が優れていて
経済的な電池用活物質の製造方法を提供することにあ
る。
経済的な電池用活物質の製造方法を提供することにあ
る。
【００１９】本発明の他の目的は高密度の電池用極板を
提供することにある。
提供することにある。
【００２０】本発明の他の目的は電池性能と安全性が優
れている電池を提供することにある。
れている電池を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、電気化学的酸化／還元が可能な物質、およ
び、前記物質上に形成されてなる、導電剤または導電剤
と伝導性高分子分散剤との混合物からなるコーティング
層、を含む電池用活物質を提供する。
に本発明は、電気化学的酸化／還元が可能な物質、およ
び、前記物質上に形成されてなる、導電剤または導電剤
と伝導性高分子分散剤との混合物からなるコーティング
層、を含む電池用活物質を提供する。
【００２２】また本発明は、正極、負極、および前記正
極と前記負極との間に存在するセパレータを含む電池で
あって、前記正極および前記負極のうち少なくとも一方
は、集電体および前記集電体にコーティングされてなる
活物質を含み、前記活物質は導電剤または導電剤と伝導
性高分子分散剤との混合物からなるコーティング層を有
することを特徴とする電池を提供する。
極と前記負極との間に存在するセパレータを含む電池で
あって、前記正極および前記負極のうち少なくとも一方
は、集電体および前記集電体にコーティングされてなる
活物質を含み、前記活物質は導電剤または導電剤と伝導
性高分子分散剤との混合物からなるコーティング層を有
することを特徴とする電池を提供する。
【００２３】また本発明は、電気化学的酸化／還元が可
能な物質を、導電剤または導電剤と伝導性高分子分散剤
との混合物でコーティングする段階を含む電池用活物質
の製造方法を提供する。
能な物質を、導電剤または導電剤と伝導性高分子分散剤
との混合物でコーティングする段階を含む電池用活物質
の製造方法を提供する。
【００２４】前記コーティングする段階は、ａ）導電
剤、伝導性高分子分散剤、および界面活性剤を溶媒に添
加して分散コーティング液を製造する段階；ｂ）前記分
散コーティング液に前記電気化学的酸化／還元が可能な
物質を添加して前記電気化学的酸化／還元が可能な物質
表面に前記導電剤をコーティングする段階；および、
ｃ）前記導電剤がコーティングされた前記電気化学的酸
化／還元が可能な物質を熱処理する段階を含むことが好
ましい。
剤、伝導性高分子分散剤、および界面活性剤を溶媒に添
加して分散コーティング液を製造する段階；ｂ）前記分
散コーティング液に前記電気化学的酸化／還元が可能な
物質を添加して前記電気化学的酸化／還元が可能な物質
表面に前記導電剤をコーティングする段階；および、
ｃ）前記導電剤がコーティングされた前記電気化学的酸
化／還元が可能な物質を熱処理する段階を含むことが好
ましい。
【００２５】前記コーティングする段階は、ａ）導電剤
および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加して分散コーテ
ィング液を製造する段階；ｂ）界面活性剤含有懸濁液に
前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を添加して混合
する段階；ｃ）前記段階ａ）で製造された分散コーティ
ング液と前記段階ｂ）で製造された懸濁液とを混合して
前記電気化学的酸化／還元が可能な物質表面に前記導電
剤をコーティングする段階；および、ｄ）表面に前記導
電剤がコーティングされた前記電気化学的酸化／還元が
可能な物質を熱処理する段階を含んでいてもよい。
および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加して分散コーテ
ィング液を製造する段階；ｂ）界面活性剤含有懸濁液に
前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を添加して混合
する段階；ｃ）前記段階ａ）で製造された分散コーティ
ング液と前記段階ｂ）で製造された懸濁液とを混合して
前記電気化学的酸化／還元が可能な物質表面に前記導電
剤をコーティングする段階；および、ｄ）表面に前記導
電剤がコーティングされた前記電気化学的酸化／還元が
可能な物質を熱処理する段階を含んでいてもよい。
【００２６】前記コーティングする段階は、ａ）導電剤
および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加して導電剤と伝
導性高分子分散剤とを含む分散コーティング液を製造す
る段階；ｂ）前記分散コーティング液に前記電気化学的
酸化／還元が可能な物質を添加して前記電気化学的酸化
／還元が可能な物質表面に前記導電剤と前記伝導性高分
子分散剤とをコーティングする段階；および、ｃ）前記
導電剤と前記伝導性高分子分散剤とがコーティングされ
た前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を乾燥する段
階を含んでいてもよい。
および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加して導電剤と伝
導性高分子分散剤とを含む分散コーティング液を製造す
る段階；ｂ）前記分散コーティング液に前記電気化学的
酸化／還元が可能な物質を添加して前記電気化学的酸化
／還元が可能な物質表面に前記導電剤と前記伝導性高分
子分散剤とをコーティングする段階；および、ｃ）前記
導電剤と前記伝導性高分子分散剤とがコーティングされ
た前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を乾燥する段
階を含んでいてもよい。
【００２７】本発明はまた前記電池用活物質を含む高密
度極板を提供する。
度極板を提供する。
【００２８】本発明はまた正極を製造する段階；負極を
製造する段階；および、前記正極と前記負極との間にセ
パレータが位置するようにして電解液を含浸させる段階
を含む、電池の製造方法であって、前記正極と負極のう
ち少なくとも一方は、導電剤または導電剤と伝導性高分
子分散剤との混合物がコーティングされた活物質を含む
ことを特徴とする、電池の製造方法を提供する。
製造する段階；および、前記正極と前記負極との間にセ
パレータが位置するようにして電解液を含浸させる段階
を含む、電池の製造方法であって、前記正極と負極のう
ち少なくとも一方は、導電剤または導電剤と伝導性高分
子分散剤との混合物がコーティングされた活物質を含む
ことを特徴とする、電池の製造方法を提供する。
【００２９】本発明はまたａ）バインダーを溶媒に添加
してバインダー溶液を製造する段階；ｂ）本発明の電池
用活物質を前記バインダー溶液に添加してスラリーを製
造する段階；およびｃ）前記スラリーを極板製造用集電
体にコーティングする段階を含む高密度極板の製造方法
を提供する。
してバインダー溶液を製造する段階；ｂ）本発明の電池
用活物質を前記バインダー溶液に添加してスラリーを製
造する段階；およびｃ）前記スラリーを極板製造用集電
体にコーティングする段階を含む高密度極板の製造方法
を提供する。
【００３０】本発明はまたａ）導電剤、伝導性高分子分
散剤およびバインダーを溶媒に添加してコーティング液
を製造する段階；ｂ）前記コーティング液に活物質を添
加してスラリーを製造する段階；およびｃ）前記スラリ
ーを極板製造用集電体にコーティングする段階を含む高
密度極板の製造方法を提供する。
散剤およびバインダーを溶媒に添加してコーティング液
を製造する段階；ｂ）前記コーティング液に活物質を添
加してスラリーを製造する段階；およびｃ）前記スラリ
ーを極板製造用集電体にコーティングする段階を含む高
密度極板の製造方法を提供する。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。
する。
【００３２】本発明は既存の極板製造用スラリーに添加
される導電剤が直接活物質表面にコーティングされた新
たな電池用活物質を提供する。つまり、本発明の電池用
活物質は表面に導電剤または導電剤と伝導性高分子分散
剤を含むコーティング層が形成されている。
される導電剤が直接活物質表面にコーティングされた新
たな電池用活物質を提供する。つまり、本発明の電池用
活物質は表面に導電剤または導電剤と伝導性高分子分散
剤を含むコーティング層が形成されている。
【００３３】本発明では活物質と導電剤を極板製造用ス
ラリー内で混合する既存の方法とは異なり、導電剤を活
物質の表面にコーティングすることによって極板に添加
される導電剤の量を減少させることができる。このよう
に導電剤の量が減少すれば電解液との副反応を減らすこ
とができ、電池内のガス発生が減少し電池の膨張（ｓｗ
ｅｌｌｉｎｇ）現象も減少して電池の安全性を向上させ
ることができる。
ラリー内で混合する既存の方法とは異なり、導電剤を活
物質の表面にコーティングすることによって極板に添加
される導電剤の量を減少させることができる。このよう
に導電剤の量が減少すれば電解液との副反応を減らすこ
とができ、電池内のガス発生が減少し電池の膨張（ｓｗ
ｅｌｌｉｎｇ）現象も減少して電池の安全性を向上させ
ることができる。
【００３４】本発明において導電剤または導電剤と伝導
性高分子分散剤との混合物からなるコーティング層が形
成される物質は、電気化学的に酸化／還元が可能な物質
であれば特に制限されずに使用できる。つまり、一般に
活物質として知られている物質を用い得る。このような
電気化学的酸化／還元可能な物質には、金属、リチウム
含有合金、硫黄系化合物、リチウムと可逆的にリチウム
含有化合物を形成することができる物質、リチウムイオ
ンの挿入／脱離できる物質（リチウム層間化合物）など
がある。
性高分子分散剤との混合物からなるコーティング層が形
成される物質は、電気化学的に酸化／還元が可能な物質
であれば特に制限されずに使用できる。つまり、一般に
活物質として知られている物質を用い得る。このような
電気化学的酸化／還元可能な物質には、金属、リチウム
含有合金、硫黄系化合物、リチウムと可逆的にリチウム
含有化合物を形成することができる物質、リチウムイオ
ンの挿入／脱離できる物質（リチウム層間化合物）など
がある。
【００３５】前記金属としては、リチウム、錫、チタニ
ウムなどがあり、リチウム含有合金としてはリチウム／
アルミニウム合金、リチウム／錫合金、リチウム／マグ
ネシウム合金などがある。硫黄系化合物は、リチウム−
硫黄電池の正極活物質としての硫黄元素、Ｌｉ2Ｓn（ｎ
≧１）、有機硫黄化合物、および炭素−硫黄ポリマー
（（Ｃ2Ｓx）ｎ：ｘ＝２．５〜５０、ｎ≧２）などがあ
る。リチウムと可逆的にリチウム含有化合物を形成でき
る物質としてはシリコン、硝酸チタニウム、二酸化錫
（ＳｎＯ2）などがある。
ウムなどがあり、リチウム含有合金としてはリチウム／
アルミニウム合金、リチウム／錫合金、リチウム／マグ
ネシウム合金などがある。硫黄系化合物は、リチウム−
硫黄電池の正極活物質としての硫黄元素、Ｌｉ2Ｓn（ｎ
≧１）、有機硫黄化合物、および炭素−硫黄ポリマー
（（Ｃ2Ｓx）ｎ：ｘ＝２．５〜５０、ｎ≧２）などがあ
る。リチウムと可逆的にリチウム含有化合物を形成でき
る物質としてはシリコン、硝酸チタニウム、二酸化錫
（ＳｎＯ2）などがある。
【００３６】本発明に用いられるリチウム層間化合物と
しては、既存の全ての炭素材物質、リチウム含有化合物
が使用できる。ここでいうリチウム含有化合物には、リ
チウム複合金属酸化物、リチウム含有カルコゲナイド化
合物が含まれる。炭素材物質としては非晶質炭素、結晶
質炭素またはこれらの混合物が挙げられ、前記非晶質炭
素の例としてはソフトカーボン（低温焼成炭素）または
ハードカーボン（高温焼成炭素）があり、結晶質炭素と
しては板状、鱗片状（ｆｌａｋｅ）、球状または繊維状
の天然黒鉛または人造黒鉛がある。
しては、既存の全ての炭素材物質、リチウム含有化合物
が使用できる。ここでいうリチウム含有化合物には、リ
チウム複合金属酸化物、リチウム含有カルコゲナイド化
合物が含まれる。炭素材物質としては非晶質炭素、結晶
質炭素またはこれらの混合物が挙げられ、前記非晶質炭
素の例としてはソフトカーボン（低温焼成炭素）または
ハードカーボン（高温焼成炭素）があり、結晶質炭素と
しては板状、鱗片状（ｆｌａｋｅ）、球状または繊維状
の天然黒鉛または人造黒鉛がある。
【００３７】リチウム複合金属酸化物やリチウム含有カ
ルコゲナイド化合物は、単斜晶系、六方晶系、立方晶系
構造の基本構造を有する。
ルコゲナイド化合物は、単斜晶系、六方晶系、立方晶系
構造の基本構造を有する。
【００３８】リチウム層間化合物の好ましい例としては
下記の化学式１〜１３の化合物がある。
下記の化学式１〜１３の化合物がある。
【００３９】
【化２】
【００４０】式中、０．９５≦ｘ≦１．１、０≦ｙ≦
０．５、０≦ｚ≦０．５、０≦α≦２であり、Ｍ’はＡ
ｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｖ、
および希土類元素からなる群より選択される１種以上の
元素であり、ＡはＯ、Ｆ、ＳおよびＰからなる群より選
択される元素であり、ＸはＦ、ＳおよびＰからなる群よ
り選択される元素である。
０．５、０≦ｚ≦０．５、０≦α≦２であり、Ｍ’はＡ
ｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｖ、
および希土類元素からなる群より選択される１種以上の
元素であり、ＡはＯ、Ｆ、ＳおよびＰからなる群より選
択される元素であり、ＸはＦ、ＳおよびＰからなる群よ
り選択される元素である。
【００４１】このようなリチウム層間化合物の平均粒径
は１〜５０μｍであるのが好ましく、５〜２０μｍであ
るのがさらに好ましく、５〜１０μｍであるのが最も好
ましい。
は１〜５０μｍであるのが好ましく、５〜２０μｍであ
るのがさらに好ましく、５〜１０μｍであるのが最も好
ましい。
【００４２】前記電池用活物質の表面に形成されたコー
ティング層は導電剤、または導電剤と伝導性高分子分散
剤の混合物を含む。
ティング層は導電剤、または導電剤と伝導性高分子分散
剤の混合物を含む。
【００４３】前記コーティング層内に含まれる導電剤と
しては、カーボン系導電剤、黒鉛系導電剤、金属系導電
剤、または金属化合物系導電剤などを用いることができ
るが、特にこれに限られるわけではない。２種以上の導
電剤が含まれても良い。前記黒鉛系導電剤の例としては
ＫＳ６（Ｔｉｍｃａｌ社製品）があり、カーボン系導電
剤の例としてはスーパーＰ（３Ｍ社製品）、ケッチェン
ブラック、デンカブラック、アセチレンブラック、カー
ボンブラック、サーマルブラック（ｔｈｅｒｍａｌ ｂ
ｌａｃｋ）、チャンネルブラック、活性炭等があり、金
属系導電剤および金属化合物系導電剤の例としては、
錫、酸化錫、リン酸錫（ＳｎＰＯ4）、酸化チタン、Ｌ
ａＳｒＣｏＯ3、ＬａＳｒＭｎＯ3のようなペロブスカイ
ト物質がある。しかし、前記列挙された導電剤に限られ
るわけではない。
しては、カーボン系導電剤、黒鉛系導電剤、金属系導電
剤、または金属化合物系導電剤などを用いることができ
るが、特にこれに限られるわけではない。２種以上の導
電剤が含まれても良い。前記黒鉛系導電剤の例としては
ＫＳ６（Ｔｉｍｃａｌ社製品）があり、カーボン系導電
剤の例としてはスーパーＰ（３Ｍ社製品）、ケッチェン
ブラック、デンカブラック、アセチレンブラック、カー
ボンブラック、サーマルブラック（ｔｈｅｒｍａｌ ｂ
ｌａｃｋ）、チャンネルブラック、活性炭等があり、金
属系導電剤および金属化合物系導電剤の例としては、
錫、酸化錫、リン酸錫（ＳｎＰＯ4）、酸化チタン、Ｌ
ａＳｒＣｏＯ3、ＬａＳｒＭｎＯ3のようなペロブスカイ
ト物質がある。しかし、前記列挙された導電剤に限られ
るわけではない。
【００４４】コーティング層内の導電剤の含有量は活物
質に対して０．１〜１０質量％であるのが好ましく、１
〜４質量％であるのがさらに好ましい。導電剤の含有量
が０．１質量％より少ない場合には、電気化学的特性が
低下し、１０質量％を超える場合には重量当りエネルギ
ー密度が減少する。
質に対して０．１〜１０質量％であるのが好ましく、１
〜４質量％であるのがさらに好ましい。導電剤の含有量
が０．１質量％より少ない場合には、電気化学的特性が
低下し、１０質量％を超える場合には重量当りエネルギ
ー密度が減少する。
【００４５】前記コーティング層に存在する導電剤の平
均粒径は１μｍ以下であるのが好ましい。導電剤の平均
粒径が１μｍ以下であれば、小さければ小さいほど活物
質の表面によりよく付着する。１μｍを超える場合には
活物質によく付着しない恐れがある。
均粒径は１μｍ以下であるのが好ましい。導電剤の平均
粒径が１μｍ以下であれば、小さければ小さいほど活物
質の表面によりよく付着する。１μｍを超える場合には
活物質によく付着しない恐れがある。
【００４６】ところで、本発明の電池用活物質は、電気
化学的酸化／還元が可能な物質を、導電剤または導電剤
と伝導性高分子分散剤との混合物でコーティングする段
階を含む製法によって製造される。
化学的酸化／還元が可能な物質を、導電剤または導電剤
と伝導性高分子分散剤との混合物でコーティングする段
階を含む製法によって製造される。
【００４７】本発明の好ましい第１実施例によると、本
発明の導電剤がコーティングされた活物質の製造方法
は、ａ）導電剤、伝導性高分子分散剤および界面活性剤
を溶媒に添加して分散コーティング液を製造する段階；
ｂ）前記分散コーティング液に前記電気化学的酸化／還
元が可能な物質を添加して前記電気化学的酸化／還元が
可能な物質表面に前記導電剤をコーティングする段階；
およびｃ）前記導電剤がコーティングされた前記電気化
学的酸化／還元が可能な物質を熱処理する段階を含む。
発明の導電剤がコーティングされた活物質の製造方法
は、ａ）導電剤、伝導性高分子分散剤および界面活性剤
を溶媒に添加して分散コーティング液を製造する段階；
ｂ）前記分散コーティング液に前記電気化学的酸化／還
元が可能な物質を添加して前記電気化学的酸化／還元が
可能な物質表面に前記導電剤をコーティングする段階；
およびｃ）前記導電剤がコーティングされた前記電気化
学的酸化／還元が可能な物質を熱処理する段階を含む。
【００４８】本発明の好ましい第２実施例によると、本
発明の導電剤がコーティングされた活物質の製造方法
は、ａ）導電剤および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加
して分散コーティング液を製造する段階；ｂ）界面活性
剤含有懸濁液に前記電気化学的酸化／還元が可能な物質
を添加して混合する段階；ｃ）前記段階ａ）で製造され
た分散コーティング液と前記段階ｂ）で製造された懸濁
液とを混合して前記電気化学的酸化／還元が可能な物質
表面に前記導電剤をコーティングする段階；およびｄ）
表面に前記導電剤がコーティングされた前記前記電気化
学的酸化／還元が可能な物質を熱処理する段階を含む。
発明の導電剤がコーティングされた活物質の製造方法
は、ａ）導電剤および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加
して分散コーティング液を製造する段階；ｂ）界面活性
剤含有懸濁液に前記電気化学的酸化／還元が可能な物質
を添加して混合する段階；ｃ）前記段階ａ）で製造され
た分散コーティング液と前記段階ｂ）で製造された懸濁
液とを混合して前記電気化学的酸化／還元が可能な物質
表面に前記導電剤をコーティングする段階；およびｄ）
表面に前記導電剤がコーティングされた前記前記電気化
学的酸化／還元が可能な物質を熱処理する段階を含む。
【００４９】前記導電剤を分散させる伝導性高分子分散
剤の例としては、ポリアクリレート系樹脂、ポリエチレ
ンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシ
ド（ＥＯ）とプロピレンオキシド（ＰＯ）を含む（Ｅ
Ｏ）l（ＰＯ）m（ＥＯ）l（ｌおよびｍは１〜５００の
範囲にある）ブロックコポリマー、ポリ塩化ビニル（Ｐ
ＶＣ）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（Ａ
ＢＳ）ポリマー、アクリロニトリル／スチレン／アクリ
ルエステル（ＡＳＡ）ポリマー、アクリロニトリル／ス
チレン／アクリルエステル（ＡＳＡ）ポリマーとプロピ
レンカーボネートの混合物、スチレン／アクリロニトリ
ル（ＳＡＮ）コポリマー、メチルメタクリレート／アク
リロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＭＡＢＳ）ポリ
マーなどを用いることができる。前記ポリアクリレート
系樹脂としてはオロタン（ＯｒｏｔａｎTM）が好まし
い。
剤の例としては、ポリアクリレート系樹脂、ポリエチレ
ンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシ
ド（ＥＯ）とプロピレンオキシド（ＰＯ）を含む（Ｅ
Ｏ）l（ＰＯ）m（ＥＯ）l（ｌおよびｍは１〜５００の
範囲にある）ブロックコポリマー、ポリ塩化ビニル（Ｐ
ＶＣ）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（Ａ
ＢＳ）ポリマー、アクリロニトリル／スチレン／アクリ
ルエステル（ＡＳＡ）ポリマー、アクリロニトリル／ス
チレン／アクリルエステル（ＡＳＡ）ポリマーとプロピ
レンカーボネートの混合物、スチレン／アクリロニトリ
ル（ＳＡＮ）コポリマー、メチルメタクリレート／アク
リロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＭＡＢＳ）ポリ
マーなどを用いることができる。前記ポリアクリレート
系樹脂としてはオロタン（ＯｒｏｔａｎTM）が好まし
い。
【００５０】前記分散剤は導電剤を基準に０．１〜２０
質量％用いられるのが好ましい。Ｎ−メチルピロリドン
溶媒での分散剤添加有無によるスーパーＰ導電剤の分散
状態を図１Ａおよび図１Ｂに示した。分散剤が添加され
た場合（図１Ａ）には、導電剤が均等に分散された形状
を示した。一方、分散剤を使用しない場合（図１Ｂ）に
は、所々スーパーＰが分散されされず固まっているのが
見られる。
質量％用いられるのが好ましい。Ｎ−メチルピロリドン
溶媒での分散剤添加有無によるスーパーＰ導電剤の分散
状態を図１Ａおよび図１Ｂに示した。分散剤が添加され
た場合（図１Ａ）には、導電剤が均等に分散された形状
を示した。一方、分散剤を使用しない場合（図１Ｂ）に
は、所々スーパーＰが分散されされず固まっているのが
見られる。
【００５１】また本発明は、正極、負極、および前記正
極と前記負極との間に存在するセパレータを含む電池で
あって、前記正極および前記負極のうち少なくとも一方
は、集電体および前記集電体にコーティングされてなる
活物質を含み、前記活物質は導電剤または導電剤と伝導
性高分子分散剤との混合物からなるコーティング層を有
することを特徴とする電池を提供する。ここで、用いら
れる活物質については、前述の通りであるため、説明を
省略する。活物質は、正極活物質として用いても、負極
活物質として用いてもよい。
極と前記負極との間に存在するセパレータを含む電池で
あって、前記正極および前記負極のうち少なくとも一方
は、集電体および前記集電体にコーティングされてなる
活物質を含み、前記活物質は導電剤または導電剤と伝導
性高分子分散剤との混合物からなるコーティング層を有
することを特徴とする電池を提供する。ここで、用いら
れる活物質については、前述の通りであるため、説明を
省略する。活物質は、正極活物質として用いても、負極
活物質として用いてもよい。
【００５２】本発明の活物質を製造するために用いられ
る前記界面活性剤は、導電剤を前記電気化学的酸化／還
元が可能な物質に結合させるバインダーの役割を果た
す。本発明の界面活性剤としては、非イオン性、陽イオ
ン性または陰イオン性界面活性剤を用いることができ、
有機または無機系物質を全て用いることができる。前記
界面活性剤は一般に一つの分子内に親水性基と疎水性基
を有する。親水性基はイオン性基と非イオン性基があり
える。イオン性基は静電気的結合をし非イオン性基は水
素結合をする。
る前記界面活性剤は、導電剤を前記電気化学的酸化／還
元が可能な物質に結合させるバインダーの役割を果た
す。本発明の界面活性剤としては、非イオン性、陽イオ
ン性または陰イオン性界面活性剤を用いることができ、
有機または無機系物質を全て用いることができる。前記
界面活性剤は一般に一つの分子内に親水性基と疎水性基
を有する。親水性基はイオン性基と非イオン性基があり
える。イオン性基は静電気的結合をし非イオン性基は水
素結合をする。
【００５３】イオン性基を有する化合物の例としては、
スルホン酸塩（ＲＳＯ3 -）、硫酸塩（ＲＳＯ4 -）、カル
ボン酸塩（ＲＣＯＯ-）、リン酸塩（ＲＰＯ4）、アンモ
ニウム（ＲxＨyＮ+：ｘは１−３であり、ｙは３−１で
ある）、四級アンモニウム（Ｒ4Ｎ+）、ベタイン（ＲＮ
+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-）、スルホベタイン（ＲＮ
+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＳＯ3 -）などがある。非イオン性基を
有する化合物の例としては、ポリエチレンオキシド（Ｒ
−ＯＣＨ2ＣＨ2（ＯＣＨ2ＣＨ2）nＯＨ）、アミン化合
物、ゼラチンなどがある。前記化合物でＲは飽和または
不飽和炭化水素基であり、好ましくは炭素数２〜１００
０の飽和または不飽和炭化水素基である。本発明に用い
られる界面活性剤は分子量が５〜１００００であるのが
好ましく、５０〜５０００であるのがさらに好ましく、
５０〜３００であるのが最も好ましい。
スルホン酸塩（ＲＳＯ3 -）、硫酸塩（ＲＳＯ4 -）、カル
ボン酸塩（ＲＣＯＯ-）、リン酸塩（ＲＰＯ4）、アンモ
ニウム（ＲxＨyＮ+：ｘは１−３であり、ｙは３−１で
ある）、四級アンモニウム（Ｒ4Ｎ+）、ベタイン（ＲＮ
+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-）、スルホベタイン（ＲＮ
+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＳＯ3 -）などがある。非イオン性基を
有する化合物の例としては、ポリエチレンオキシド（Ｒ
−ＯＣＨ2ＣＨ2（ＯＣＨ2ＣＨ2）nＯＨ）、アミン化合
物、ゼラチンなどがある。前記化合物でＲは飽和または
不飽和炭化水素基であり、好ましくは炭素数２〜１００
０の飽和または不飽和炭化水素基である。本発明に用い
られる界面活性剤は分子量が５〜１００００であるのが
好ましく、５０〜５０００であるのがさらに好ましく、
５０〜３００であるのが最も好ましい。
【００５４】電池用活物質は全て疎水性を有するために
界面活性剤と共に溶媒に分散させれば、図２に示したよ
うに活物質が互いに分離されて分散される。なお、ここ
でいう電池用活物質とは、電気化学的酸化／還元が可能
な物質を意味する。
界面活性剤と共に溶媒に分散させれば、図２に示したよ
うに活物質が互いに分離されて分散される。なお、ここ
でいう電池用活物質とは、電気化学的酸化／還元が可能
な物質を意味する。
【００５５】界面活性剤は導電剤を基準に０．１〜２０
質量％用いられるのが好ましい。界面活性剤の使用量が
前記範囲内に活物質になければコーティングされる導電
剤の量が好ましい範囲に調節できない。
質量％用いられるのが好ましい。界面活性剤の使用量が
前記範囲内に活物質になければコーティングされる導電
剤の量が好ましい範囲に調節できない。
【００５６】また、陽イオンと陰イオンとの双方を有す
る界面活性剤を使用する場合にはコーティング液のｐＨ
が活物質にコーティングされる導電剤の量に影響を及ぼ
す。界面活性剤としてベタイン、スルホベタイン、ゼラ
チンなどを使用する場合、前記第２実施例によるコーテ
ィング工程で段階ｂ）の界面活性剤含有懸濁液はｐＨ３
〜４に維持することが好ましく、導電剤を添加した後の
段階ｃ）の懸濁液のｐＨは５〜８に維持することが好ま
しく、６〜７に維持するのがさらに好ましい。
る界面活性剤を使用する場合にはコーティング液のｐＨ
が活物質にコーティングされる導電剤の量に影響を及ぼ
す。界面活性剤としてベタイン、スルホベタイン、ゼラ
チンなどを使用する場合、前記第２実施例によるコーテ
ィング工程で段階ｂ）の界面活性剤含有懸濁液はｐＨ３
〜４に維持することが好ましく、導電剤を添加した後の
段階ｃ）の懸濁液のｐＨは５〜８に維持することが好ま
しく、６〜７に維持するのがさらに好ましい。
【００５７】ゼラチンを利用した導電剤コーティング活
物質の製造方法は、ａ）導電剤および伝導性高分子分散
剤を溶媒に添加して分散コーティング液を製造する段
階；ｂ）ゼラチンを溶媒に添加した後、酸を添加してｐ
Ｈを３〜４に調節する段階；ｃ）前記電気化学的酸化／
還元が可能な物質表面にコーティングされていない余分
のゼラチンを除去しｐＨを５〜８に調節する段階；ｄ）
前記段階ａ）で製造された分散コーティング液と前記段
階ｃ）で製造された液とを混合して前記電気化学的酸化
／還元が可能な物質表面に前記導電剤をコーティングす
る段階；および、ｅ）前記導電剤がコーティングされた
前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を熱処理してゼ
ラチンを除去する段階を含む。段階ｂ）においては、溶
媒に予め電気化学的酸化／還元が可能な物質を添加して
おいてもよい。ゼラチンを加えた後に、電気化学的酸化
／還元が可能な物質を添加してもよい。ｐＨは酸や塩基
を添加して調節し、好ましい例としては酢酸、塩酸、硫
酸、アンモニアなどがある。
物質の製造方法は、ａ）導電剤および伝導性高分子分散
剤を溶媒に添加して分散コーティング液を製造する段
階；ｂ）ゼラチンを溶媒に添加した後、酸を添加してｐ
Ｈを３〜４に調節する段階；ｃ）前記電気化学的酸化／
還元が可能な物質表面にコーティングされていない余分
のゼラチンを除去しｐＨを５〜８に調節する段階；ｄ）
前記段階ａ）で製造された分散コーティング液と前記段
階ｃ）で製造された液とを混合して前記電気化学的酸化
／還元が可能な物質表面に前記導電剤をコーティングす
る段階；および、ｅ）前記導電剤がコーティングされた
前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を熱処理してゼ
ラチンを除去する段階を含む。段階ｂ）においては、溶
媒に予め電気化学的酸化／還元が可能な物質を添加して
おいてもよい。ゼラチンを加えた後に、電気化学的酸化
／還元が可能な物質を添加してもよい。ｐＨは酸や塩基
を添加して調節し、好ましい例としては酢酸、塩酸、硫
酸、アンモニアなどがある。
【００５８】前記製造方法で使用可能な溶媒としては
水、有機溶媒またはこれらの混合溶媒が挙げられる。前
記有機溶媒としてはメタノール、エタノールまたはイソ
プロパノールのようなアルコール、ヘキサン、クロロホ
ルム、テトラヒドロフラン、エーテル、メチレンクロラ
イド、アセトン、アセトニトリル、Ｎ−メチルピロリド
ン（ＮＭＰ）などがあるが、これらに限られるわけでは
ない。界面活性剤がイオン性基を有する化合物である場
合には有機溶媒などを用いるのが好ましく、非イオン性
基を有する化合物である場合には水を用いるのが好まし
い。
水、有機溶媒またはこれらの混合溶媒が挙げられる。前
記有機溶媒としてはメタノール、エタノールまたはイソ
プロパノールのようなアルコール、ヘキサン、クロロホ
ルム、テトラヒドロフラン、エーテル、メチレンクロラ
イド、アセトン、アセトニトリル、Ｎ−メチルピロリド
ン（ＮＭＰ）などがあるが、これらに限られるわけでは
ない。界面活性剤がイオン性基を有する化合物である場
合には有機溶媒などを用いるのが好ましく、非イオン性
基を有する化合物である場合には水を用いるのが好まし
い。
【００５９】前記活物質（電気化学的酸化／還元が可能
な物質）のコーティング方法としてはスプレーコーティ
ング法、含浸法であるディップコーティング法など一般
的な湿式コーティング方法を利用するのが好ましい。
な物質）のコーティング方法としてはスプレーコーティ
ング法、含浸法であるディップコーティング法など一般
的な湿式コーティング方法を利用するのが好ましい。
【００６０】前記工程で熱処理温度は１００〜５００℃
であるのが好ましく、熱処理時間は１〜２０時間である
のが好ましい。このような熱処理工程によって、界面活
性剤と導電剤分散時に用いられた分散剤が除去される。
界面活性剤を除去する必要がない場合には、乾燥するだ
けでもよい。熱処理温度が１００℃未満である場合には
電気化学的特性に悪い影響を与える界面活性剤が活物質
表面に残存する恐れがある。一方、５００℃を超える場
合には導電剤の量が減少する恐れがある。
であるのが好ましく、熱処理時間は１〜２０時間である
のが好ましい。このような熱処理工程によって、界面活
性剤と導電剤分散時に用いられた分散剤が除去される。
界面活性剤を除去する必要がない場合には、乾燥するだ
けでもよい。熱処理温度が１００℃未満である場合には
電気化学的特性に悪い影響を与える界面活性剤が活物質
表面に残存する恐れがある。一方、５００℃を超える場
合には導電剤の量が減少する恐れがある。
【００６１】前記第１実施例または第２実施例におい
て、伝導性を有する伝導性高分子分散剤を用いると一般
的な界面活性剤を利用する工程に比べてより簡単に導電
剤コーティング活物質が製造できる。
て、伝導性を有する伝導性高分子分散剤を用いると一般
的な界面活性剤を利用する工程に比べてより簡単に導電
剤コーティング活物質が製造できる。
【００６２】即ち、本発明の好ましい第３実施例による
と、本発明の導電剤がコーティングされた活物質の製造
方法は、ａ）導電剤および伝導性高分子分散剤を溶媒に
添加して導電剤と伝導性高分子分散剤とを含む分散コー
ティング液を製造する段階；ｂ）前記分散コーティング
液に前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を添加して
前記電気化学的酸化／還元が可能な物質表面に前記導電
剤と前記伝導性高分子分散剤とをコーティングする段
階；および、ｃ）前記導電剤と前記伝導性高分子分散剤
とがコーティングされた前記電気化学的酸化／還元が可
能な物質を乾燥する段階を含む。かような製造方法によ
って、活物質の表面に伝導性高分子分散剤と導電剤がコ
ーティングされた活物質が提供される。
と、本発明の導電剤がコーティングされた活物質の製造
方法は、ａ）導電剤および伝導性高分子分散剤を溶媒に
添加して導電剤と伝導性高分子分散剤とを含む分散コー
ティング液を製造する段階；ｂ）前記分散コーティング
液に前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を添加して
前記電気化学的酸化／還元が可能な物質表面に前記導電
剤と前記伝導性高分子分散剤とをコーティングする段
階；および、ｃ）前記導電剤と前記伝導性高分子分散剤
とがコーティングされた前記電気化学的酸化／還元が可
能な物質を乾燥する段階を含む。かような製造方法によ
って、活物質の表面に伝導性高分子分散剤と導電剤がコ
ーティングされた活物質が提供される。
【００６３】界面活性剤として伝導性高分子分散剤を使
用すれば活物質のコーティング層には導電剤と伝導性高
分子分散剤が存在する。つまり、伝導性高分子分散剤は
一般的な界面活性剤とは異なって活物質（電気化学的酸
化／還元が可能な物質）表面にコーティングされた状態
で存在する。伝導性高分子分散剤は導電剤と同様に導電
性ネットワークを形成して活物質の電気化学的特性を改
善する。前記伝導性高分子分散剤は導電剤を分散させる
役割を果たすだけでなく、活物質（電気化学的酸化／還
元が可能な物質）に導電剤を結着させる界面活性剤の機
能もすることができる。
用すれば活物質のコーティング層には導電剤と伝導性高
分子分散剤が存在する。つまり、伝導性高分子分散剤は
一般的な界面活性剤とは異なって活物質（電気化学的酸
化／還元が可能な物質）表面にコーティングされた状態
で存在する。伝導性高分子分散剤は導電剤と同様に導電
性ネットワークを形成して活物質の電気化学的特性を改
善する。前記伝導性高分子分散剤は導電剤を分散させる
役割を果たすだけでなく、活物質（電気化学的酸化／還
元が可能な物質）に導電剤を結着させる界面活性剤の機
能もすることができる。
【００６４】このような伝導性高分子分散剤の例として
はポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エ
チレンオキシド（ＥＯ）とプロピレンオキシド（ＰＯ）
を含む（ＥＯ）l（ＰＯ）m（ＥＯ）l（ｌおよびｍは１
〜５００の範囲にある）ブロックコポリマー、ポリ塩化
ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル／ブタジエン／ス
チレン（ＡＢＳ）ポリマー、アクリロニトリル／スチレ
ン／アクリルエステル（ＡＳＡ）ポリマー、アクリロニ
トリル／スチレン／アクリルエステル（ＡＳＡ）ポリマ
ーとプロピレンカーボネートの混合物、スチレン／アク
リロニトリル（ＳＡＮ）コポリマー、メチルメタクリレ
ート／アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＭＡ
ＢＳ）ポリマーなどがある。また、他の伝導性高分子分
散剤も用いることができるのは当然のことである。
はポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エ
チレンオキシド（ＥＯ）とプロピレンオキシド（ＰＯ）
を含む（ＥＯ）l（ＰＯ）m（ＥＯ）l（ｌおよびｍは１
〜５００の範囲にある）ブロックコポリマー、ポリ塩化
ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル／ブタジエン／ス
チレン（ＡＢＳ）ポリマー、アクリロニトリル／スチレ
ン／アクリルエステル（ＡＳＡ）ポリマー、アクリロニ
トリル／スチレン／アクリルエステル（ＡＳＡ）ポリマ
ーとプロピレンカーボネートの混合物、スチレン／アク
リロニトリル（ＳＡＮ）コポリマー、メチルメタクリレ
ート／アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＭＡ
ＢＳ）ポリマーなどがある。また、他の伝導性高分子分
散剤も用いることができるのは当然のことである。
【００６５】この中で（ＥＯ）l（ＰＯ）m（ＥＯ）lを
最も好ましく用いることができる。前記（ＥＯ）l（Ｐ
Ｏ）m（ＥＯ）lブロックコポリマーのプロピレンオキシ
ドは疎水性を示して活物質の表面や導電剤に結合するる
役割を果たし、エチレンオキシドは活物質と導電剤を連
結する役割を果たし、親水性を示してリチウムイオンが
伝導できるようにする伝導性を有する。これらの中で商
用されている伝導性高分子分散剤としてＢＡＳＦ社のＰ
−ｓｅｒｉｅｓ（ケーキ状態）またはＦ−ｓｅｒｉｅｓ
（粉末状態）製品を用いることができる。
最も好ましく用いることができる。前記（ＥＯ）l（Ｐ
Ｏ）m（ＥＯ）lブロックコポリマーのプロピレンオキシ
ドは疎水性を示して活物質の表面や導電剤に結合するる
役割を果たし、エチレンオキシドは活物質と導電剤を連
結する役割を果たし、親水性を示してリチウムイオンが
伝導できるようにする伝導性を有する。これらの中で商
用されている伝導性高分子分散剤としてＢＡＳＦ社のＰ
−ｓｅｒｉｅｓ（ケーキ状態）またはＦ−ｓｅｒｉｅｓ
（粉末状態）製品を用いることができる。
【００６６】前記製造工程において、導電剤としては前
記一般的な界面活性剤を使用する導電剤コーティング方
法で用いられた導電剤が用いられる。伝導性高分子分散
剤は導電剤を基準に０．１〜２０質量％添加されるのが
好ましい。
記一般的な界面活性剤を使用する導電剤コーティング方
法で用いられた導電剤が用いられる。伝導性高分子分散
剤は導電剤を基準に０．１〜２０質量％添加されるのが
好ましい。
【００６７】前記導電剤と伝導性高分子分散剤を分散さ
せるための溶媒は、メタノール、エタノールまたはイソ
プロパノールのようなアルコール、ヘキサン、クロロホ
ルム、テトラヒドロフラン、エーテル、メチレンクロラ
イド、アセトン、アセトニトリル、Ｎ−メチルピロリド
ン（ＮＭＰ）などがあるが、必ずこれらに限られるわけ
ではない。
せるための溶媒は、メタノール、エタノールまたはイソ
プロパノールのようなアルコール、ヘキサン、クロロホ
ルム、テトラヒドロフラン、エーテル、メチレンクロラ
イド、アセトン、アセトニトリル、Ｎ−メチルピロリド
ン（ＮＭＰ）などがあるが、必ずこれらに限られるわけ
ではない。
【００６８】伝導性高分子分散剤は界面活性剤とは異な
って除去する必要がないので熱処理する必要がなく、１
００℃以下の温度で乾燥しても表面に導電剤と伝導性高
分子分散剤がコーティングされた活物質製造が可能であ
る。
って除去する必要がないので熱処理する必要がなく、１
００℃以下の温度で乾燥しても表面に導電剤と伝導性高
分子分散剤がコーティングされた活物質製造が可能であ
る。
【００６９】前記活物質のコーティング方法としては前
記同様にスプレーコーティング法、含浸法であるディッ
プコーティング法など一般的な湿式コーティング方法を
利用するのが好ましい。
記同様にスプレーコーティング法、含浸法であるディッ
プコーティング法など一般的な湿式コーティング方法を
利用するのが好ましい。
【００７０】本発明では界面活性剤を利用して、活物質
の安全性と電気化学的特性を向上させるＭＫＯ4コーテ
ィング層（ここでＭは第１３族元素（新たなＩＵＰＡＣ
によるものであって、Ａｌを含む元素族を意味する）で
あり、ＫはＰ、ＳおよびＷからなる群より選択される少
なくとも一つの元素である）を形成させることも可能で
ある。本願においては、ＭＫＯ4コーティング層は第２
コーティング層とも呼ばれる。
の安全性と電気化学的特性を向上させるＭＫＯ4コーテ
ィング層（ここでＭは第１３族元素（新たなＩＵＰＡＣ
によるものであって、Ａｌを含む元素族を意味する）で
あり、ＫはＰ、ＳおよびＷからなる群より選択される少
なくとも一つの元素である）を形成させることも可能で
ある。本願においては、ＭＫＯ4コーティング層は第２
コーティング層とも呼ばれる。
【００７１】このようなＭＫＯ4コーティング層を有す
る活物質の製造方法は次の通りである。ＭＰＯ4コーテ
ィング層が表面に形成された活物質の場合を例として説
明すると、ａ）アルコール系溶媒に、活物質（電気化学
的酸化／還元が可能な物質）およびリン酸塩系界面活性
剤を添加して活物質（電気化学的酸化／還元が可能な物
質）を分散させる段階；ｂ）前記活物質（電気化学的酸
化／還元が可能な物質）が分散した懸濁液にＭＸ3（こ
こでＭは第１３族元素であり、Ｘはハロゲン元素であ
る）化合物を添加してＭ3+イオンが前記界面活性剤の親
水性基に静電気的結合を形成する段階；およびｃ）前記
静電気的結合を形成している活物質（電気化学的酸化／
還元が可能な物質）をろ過して低温で焼成し活物質表面
にメソ多孔質ＭＰＯ4コーティング層を形成する段階を
含む工程によって製造される。活物質は周辺に界面活性
剤が存在するため、間接的に静電気的結合を形成しう
る。リン酸塩系界面活性剤の代わりに硫酸塩系界面活性
剤を用いると活物質の表面にＭＳＯ4コーティング層が
形成される。また、タングステン酸塩系界面活性剤を用
いると活物質表面にＭＷＯ4コーティング層が形成され
る。
る活物質の製造方法は次の通りである。ＭＰＯ4コーテ
ィング層が表面に形成された活物質の場合を例として説
明すると、ａ）アルコール系溶媒に、活物質（電気化学
的酸化／還元が可能な物質）およびリン酸塩系界面活性
剤を添加して活物質（電気化学的酸化／還元が可能な物
質）を分散させる段階；ｂ）前記活物質（電気化学的酸
化／還元が可能な物質）が分散した懸濁液にＭＸ3（こ
こでＭは第１３族元素であり、Ｘはハロゲン元素であ
る）化合物を添加してＭ3+イオンが前記界面活性剤の親
水性基に静電気的結合を形成する段階；およびｃ）前記
静電気的結合を形成している活物質（電気化学的酸化／
還元が可能な物質）をろ過して低温で焼成し活物質表面
にメソ多孔質ＭＰＯ4コーティング層を形成する段階を
含む工程によって製造される。活物質は周辺に界面活性
剤が存在するため、間接的に静電気的結合を形成しう
る。リン酸塩系界面活性剤の代わりに硫酸塩系界面活性
剤を用いると活物質の表面にＭＳＯ4コーティング層が
形成される。また、タングステン酸塩系界面活性剤を用
いると活物質表面にＭＷＯ4コーティング層が形成され
る。
【００７２】本発明の好ましい実施例によると、本発明
の電池用活物質は導電剤または導電剤と伝導性高分子分
散剤の混合物を含む第１コーティング層および前記第１
コーティング層と活物質の間に存在するＭＫＯ4化合物
を含む第２コーティング層（ここでＭは第１３族元素で
あり、ＫはＰ、ＳおよびＷからなる群より選択される少
なくとも一つの元素である）を有する。
の電池用活物質は導電剤または導電剤と伝導性高分子分
散剤の混合物を含む第１コーティング層および前記第１
コーティング層と活物質の間に存在するＭＫＯ4化合物
を含む第２コーティング層（ここでＭは第１３族元素で
あり、ＫはＰ、ＳおよびＷからなる群より選択される少
なくとも一つの元素である）を有する。
【００７３】本発明の導電剤、または導電剤と伝導性高
分子分散剤を含むコーティング層は活物質の内部抵抗を
小さくすることができ、放電電位の低下を防止して電流
密度（Ｃ−ｒａｔｅ）変化による高い放電電位特性を維
持する特性を示す。これは活物質表面にコーティングさ
れた導電剤が表面極性（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｏｌａｒｉ
ｚａｔｉｏｎ）を減少させるためである。従って、この
ような表面特性が改善された活物質を電池に適用する場
合、より優れた寿命特性と放電電位低下特性が示されて
電力量向上特性を有する。
分子分散剤を含むコーティング層は活物質の内部抵抗を
小さくすることができ、放電電位の低下を防止して電流
密度（Ｃ−ｒａｔｅ）変化による高い放電電位特性を維
持する特性を示す。これは活物質表面にコーティングさ
れた導電剤が表面極性（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｏｌａｒｉ
ｚａｔｉｏｎ）を減少させるためである。従って、この
ような表面特性が改善された活物質を電池に適用する場
合、より優れた寿命特性と放電電位低下特性が示されて
電力量向上特性を有する。
【００７４】本発明によって製造された導電剤がコーテ
ィングされた活物質で電池を製造する場合、極板での正
極活物質の密度を高めることができて電池のエネルギー
密度を既存の活物質を含む電池に比べて画期的に改善で
きる。特に、角形電池のスリム化および高容量化に大き
く寄与する。
ィングされた活物質で電池を製造する場合、極板での正
極活物質の密度を高めることができて電池のエネルギー
密度を既存の活物質を含む電池に比べて画期的に改善で
きる。特に、角形電池のスリム化および高容量化に大き
く寄与する。
【００７５】一般に電池の安全性評価方法のうち代表的
なものとして充電状態で釘で貫通する実験が最も重要な
安全性実験の一つとして知られている。この際、充電さ
れた電池の安全性に影響を及ぼす因子として多様なもの
があるが、特に、充電された正極とこの極板に含浸され
ている電解液の反応による発熱反応が重要な役割を果た
す。
なものとして充電状態で釘で貫通する実験が最も重要な
安全性実験の一つとして知られている。この際、充電さ
れた電池の安全性に影響を及ぼす因子として多様なもの
があるが、特に、充電された正極とこの極板に含浸され
ている電解液の反応による発熱反応が重要な役割を果た
す。
【００７６】例えば、ＬｉＣｏＯ2活物質を含むコイン
電池を一定の電位に充電すればＬｉＣｏＯ2はＬｉ1-xＣ
ｏＯ2の構造を有するが、この充電状態の物質に対する
ＤＳＣ（示差走査熱分析）測定を通じて現れる発熱温度
と発熱量および発熱カーブの結果に基づいて活物質の熱
的安全性が判断できる。充電状態のＬｉ1-xＣｏＯ2活物
質は不安定であるために電池内部の温度が高まれば金
属、つまり、コバルトと結合している酸素が金属から遊
離する。遊離した酸素は電池内部で電解液と反応して電
池が爆発する可能性を提供する。したがって、酸素分解
温度（発熱開始温度）とこの際の発熱量は電池の安定性
を示す重要な因子と言うことができる。本発明の活物質
は従来の導電剤がコーティングされていない活物質に比
べて発熱量もはるかに減少して優れた熱的安定性を示
す。
電池を一定の電位に充電すればＬｉＣｏＯ2はＬｉ1-xＣ
ｏＯ2の構造を有するが、この充電状態の物質に対する
ＤＳＣ（示差走査熱分析）測定を通じて現れる発熱温度
と発熱量および発熱カーブの結果に基づいて活物質の熱
的安全性が判断できる。充電状態のＬｉ1-xＣｏＯ2活物
質は不安定であるために電池内部の温度が高まれば金
属、つまり、コバルトと結合している酸素が金属から遊
離する。遊離した酸素は電池内部で電解液と反応して電
池が爆発する可能性を提供する。したがって、酸素分解
温度（発熱開始温度）とこの際の発熱量は電池の安定性
を示す重要な因子と言うことができる。本発明の活物質
は従来の導電剤がコーティングされていない活物質に比
べて発熱量もはるかに減少して優れた熱的安定性を示
す。
【００７７】また本発明は、正極を製造する段階；負極
を製造する段階；および、前記正極と前記負極との間に
セパレータが位置するようにして電解液を含浸させる段
階を含む、電池の製造方法であって、前記正極と負極の
うち少なくとも一方は、導電剤または導電剤と伝導性高
分子分散剤との混合物がコーティングされた活物質を含
むことを特徴とする、電池の製造方法を提供する。正極
または負極なる極板は、本発明のコーティング層が表面
に形成されている活物質を用いるため、高密度極板とな
る。
を製造する段階；および、前記正極と前記負極との間に
セパレータが位置するようにして電解液を含浸させる段
階を含む、電池の製造方法であって、前記正極と負極の
うち少なくとも一方は、導電剤または導電剤と伝導性高
分子分散剤との混合物がコーティングされた活物質を含
むことを特徴とする、電池の製造方法を提供する。正極
または負極なる極板は、本発明のコーティング層が表面
に形成されている活物質を用いるため、高密度極板とな
る。
【００７８】このような高密度極板の製造方法の一実施
形態は、ａ）バインダーを溶媒に溶解してバインダー溶
液を製造する段階；ｂ）前記バインダー溶液に本発明の
コーティングされた電池用活物質に添加してスラリーを
製造する段階；およびｃ）前記スラリーを集電体にコー
ティングする段階を含む。かような処理によって、正極
用極板または負極用極板が製造される。
形態は、ａ）バインダーを溶媒に溶解してバインダー溶
液を製造する段階；ｂ）前記バインダー溶液に本発明の
コーティングされた電池用活物質に添加してスラリーを
製造する段階；およびｃ）前記スラリーを集電体にコー
ティングする段階を含む。かような処理によって、正極
用極板または負極用極板が製造される。
【００７９】既存の極板製造工程と本発明の活物質がコ
ーティングされた極板の製造工程を各々図３Ａ〜図３Ｃ
に図示した。図３Ａのように既存の工程では活物質と導
電剤をバインダーが含まれている溶液に入れてスラリー
を製造しこれをコーティングした後、圧延して極板を製
造する。これに比べて図３Ｂに示すように本発明の表面
に導電剤がコーティングされていて極板製造用スラリー
の製造時に活物質に導電剤を添加する必要がない。従っ
て、導電剤がコーティングされた活物質をバインダー溶
液に添加してスラリーを製造した後、これをコーティン
グし、圧延して極板を製造することができる。本発明に
よって製造された極板は既存の工程によって製造された
極板に比べて活物質に導電剤がより均一に分散されてい
る。また、伝導性高分子分散剤を利用する場合には図３
Ｃに示すように活物質表面に導電剤をコーティングする
工程を、極板製造用スラリー製造時と共に実施できるの
でより簡便に導電剤でコーティングされた活物質を含む
極板を製造することができる。
ーティングされた極板の製造工程を各々図３Ａ〜図３Ｃ
に図示した。図３Ａのように既存の工程では活物質と導
電剤をバインダーが含まれている溶液に入れてスラリー
を製造しこれをコーティングした後、圧延して極板を製
造する。これに比べて図３Ｂに示すように本発明の表面
に導電剤がコーティングされていて極板製造用スラリー
の製造時に活物質に導電剤を添加する必要がない。従っ
て、導電剤がコーティングされた活物質をバインダー溶
液に添加してスラリーを製造した後、これをコーティン
グし、圧延して極板を製造することができる。本発明に
よって製造された極板は既存の工程によって製造された
極板に比べて活物質に導電剤がより均一に分散されてい
る。また、伝導性高分子分散剤を利用する場合には図３
Ｃに示すように活物質表面に導電剤をコーティングする
工程を、極板製造用スラリー製造時と共に実施できるの
でより簡便に導電剤でコーティングされた活物質を含む
極板を製造することができる。
【００８０】また、本発明の活物質を利用して極板を製
造する場合には電池の電気化学的特性に影響を与えずに
極板製造時に添加される導電剤の含有量を減らすことが
できる。導電剤の量が減少すれば電解液副反応を減らす
ことができ電解液ガス発生を減らすことができて電池の
膨張現象を減少させる等、電池の安全性を向上させるこ
とができる。また、導電剤の活物質に対する結着力を高
めるために用いられるバインダーの量も減少させること
ができ、極板製造用スラリー製造時に添加されるＮ−メ
チルピロリドンのような有機溶媒の使用量を減少するこ
とができて原価節減の効果をもたらす。減少した導電剤
とバインダーの量の分だけ活物質をさらに多く含有する
ことができるので高容量の電池の製造が可能になる。し
たがって、本発明の活物質を利用して製造する場合、既
存の活物質を利用する工程に比べて少量の導電剤を使用
しても寿命、容量特性など電気化学的特性はそのまま優
れているままに維持しながらも電池の安全性を改善する
ことができる。
造する場合には電池の電気化学的特性に影響を与えずに
極板製造時に添加される導電剤の含有量を減らすことが
できる。導電剤の量が減少すれば電解液副反応を減らす
ことができ電解液ガス発生を減らすことができて電池の
膨張現象を減少させる等、電池の安全性を向上させるこ
とができる。また、導電剤の活物質に対する結着力を高
めるために用いられるバインダーの量も減少させること
ができ、極板製造用スラリー製造時に添加されるＮ−メ
チルピロリドンのような有機溶媒の使用量を減少するこ
とができて原価節減の効果をもたらす。減少した導電剤
とバインダーの量の分だけ活物質をさらに多く含有する
ことができるので高容量の電池の製造が可能になる。し
たがって、本発明の活物質を利用して製造する場合、既
存の活物質を利用する工程に比べて少量の導電剤を使用
しても寿命、容量特性など電気化学的特性はそのまま優
れているままに維持しながらも電池の安全性を改善する
ことができる。
【００８１】また、本発明によって製造された活物質は
極板に対する接着強度が優れていてサイクル進行時に活
物質の脱離による内部抵抗が増加することを防止でき
る。したがって、本発明の導電剤がコーティングされた
活物質を用いて極板を製造する場合、バインダーの含有
量を減らしても既存の活物質で製造された極板と同等以
上の接着強度を得ることができる。
極板に対する接着強度が優れていてサイクル進行時に活
物質の脱離による内部抵抗が増加することを防止でき
る。したがって、本発明の導電剤がコーティングされた
活物質を用いて極板を製造する場合、バインダーの含有
量を減らしても既存の活物質で製造された極板と同等以
上の接着強度を得ることができる。
【００８２】本発明で界面活性剤として伝導性高分子分
散剤を使用する場合には導電剤と伝導性高分子分散剤で
コーティングされた活物質をバインダー溶液に添加して
スラリーを製造することもできる（上述の高密度極板の
製造方法の一実施形態参照）。バインダー、導電剤、お
よび伝導性高分子分散剤を混合した後、活物質（コーテ
ィングされていない電気化学的酸化／還元が可能な物
質）を添加してスラリーを製造することもできる。
散剤を使用する場合には導電剤と伝導性高分子分散剤で
コーティングされた活物質をバインダー溶液に添加して
スラリーを製造することもできる（上述の高密度極板の
製造方法の一実施形態参照）。バインダー、導電剤、お
よび伝導性高分子分散剤を混合した後、活物質（コーテ
ィングされていない電気化学的酸化／還元が可能な物
質）を添加してスラリーを製造することもできる。
【００８３】後者の工程にしたがう場合、導電剤と伝導
性高分子分散剤を活物質にコーティングする工程と極板
製造用スラリーを製造する工程を一つの工程で実施でき
る（図３Ｃ参照）。即ち、高密度極板の製造方法の他の
実施形態は、ａ）導電剤、伝導性高分子分散剤およびバ
インダーを溶媒に添加してコーティング液を製造する段
階；ｂ）前記コーティング液に電気化学的酸化／還元が
可能な物質を添加してスラリーを製造する段階；およ
び、ｃ）前記スラリーを集電体にコーティングして正極
用極板または負極用極板を製造する段階（ここで、前記
極板は導電剤でコーティングされた活物質を含む）を含
む。
性高分子分散剤を活物質にコーティングする工程と極板
製造用スラリーを製造する工程を一つの工程で実施でき
る（図３Ｃ参照）。即ち、高密度極板の製造方法の他の
実施形態は、ａ）導電剤、伝導性高分子分散剤およびバ
インダーを溶媒に添加してコーティング液を製造する段
階；ｂ）前記コーティング液に電気化学的酸化／還元が
可能な物質を添加してスラリーを製造する段階；およ
び、ｃ）前記スラリーを集電体にコーティングして正極
用極板または負極用極板を製造する段階（ここで、前記
極板は導電剤でコーティングされた活物質を含む）を含
む。
【００８４】伝導性高分子分散剤は電池の極板製造用溶
媒によく溶ける性質を有し、バインダーがスラリーによ
く溶けるようにする役割もする。前記極板の製造工程で
導電剤は活物質を基準に０．５〜５質量％用いられ、伝
導性高分子分散剤は導電剤を基準に０．１〜２０質量％
用いられ、バインダーは活物質を基準に０．５〜１０質
量％用いられるのが好ましい。
媒によく溶ける性質を有し、バインダーがスラリーによ
く溶けるようにする役割もする。前記極板の製造工程で
導電剤は活物質を基準に０．５〜５質量％用いられ、伝
導性高分子分散剤は導電剤を基準に０．１〜２０質量％
用いられ、バインダーは活物質を基準に０．５〜１０質
量％用いられるのが好ましい。
【００８５】本発明の導電剤またはこれと伝導性高分子
分散剤の混合物がコーティングされた活物質はマンガン
電池、アルカリ電池、水銀電池、酸化銀電池などのよう
な１次電池、鉛蓄電池、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル金属ハイ
ドライド）電池、密閉形ニッケル−カドミウム電池、リ
チウム金属電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマ
ー電池、リチウム−硫黄電池などのような２次電池に全
て適用できる。また、前記電池の正極および負極のうち
少なくとも一つに適用できる。前記電池の構造はこの分
野によく知られているもので、例えば、リチウムイオン
電池の構造は米国特許第５，７５３，３８７号に図示さ
れている。本発明の導電剤または導電剤と伝導性高分子
分散剤の混合物がコーティングされた活物質は上述の電
池の正極と負極のうちいずれか一つまたはこれら全てに
用いることができる。
分散剤の混合物がコーティングされた活物質はマンガン
電池、アルカリ電池、水銀電池、酸化銀電池などのよう
な１次電池、鉛蓄電池、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル金属ハイ
ドライド）電池、密閉形ニッケル−カドミウム電池、リ
チウム金属電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマ
ー電池、リチウム−硫黄電池などのような２次電池に全
て適用できる。また、前記電池の正極および負極のうち
少なくとも一つに適用できる。前記電池の構造はこの分
野によく知られているもので、例えば、リチウムイオン
電池の構造は米国特許第５，７５３，３８７号に図示さ
れている。本発明の導電剤または導電剤と伝導性高分子
分散剤の混合物がコーティングされた活物質は上述の電
池の正極と負極のうちいずれか一つまたはこれら全てに
用いることができる。
【００８６】図１６には本発明による活物質を使用して
製造されるリチウム−硫黄電池を示した図面である。図
１６に示すようにリチウム−硫黄電池は正極３、負極４
および前記正極と負極の間に存在するセパレータ２を含
有する外装材１を含む。セパレータ２には電解液が含浸
されている。前記正極３および負極４のうちいずれか一
つまたはこれら全ては本発明の導電剤または導電剤およ
び伝導性高分子分散剤の混合物が表面にコーティングさ
れた活物質を含む。
製造されるリチウム−硫黄電池を示した図面である。図
１６に示すようにリチウム−硫黄電池は正極３、負極４
および前記正極と負極の間に存在するセパレータ２を含
有する外装材１を含む。セパレータ２には電解液が含浸
されている。前記正極３および負極４のうちいずれか一
つまたはこれら全ては本発明の導電剤または導電剤およ
び伝導性高分子分散剤の混合物が表面にコーティングさ
れた活物質を含む。
【００８７】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例および比較例
を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の好ましい
一実施例にすぎず、本発明が下記の実施例に限られるわ
けではない。
を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の好ましい
一実施例にすぎず、本発明が下記の実施例に限られるわ
けではない。
【００８８】（比較例１）バインダー（ポリフッ化ビニ
リデン）をＮ−メチルピロリドンに添加してバインダー
溶液を製造した。このバインダー溶液に正極活物質とし
て平均粒径が１０μｍであるＬｉＣｏＯ2粉末と導電剤
（スーパーＰ）を添加した後、４時間混合して４時間熟
成し正極活物質スラリーを製造した。この際、正極活物
質／導電剤／バインダーの重量比は９４／３／３とし
た。前記正極活物質スラリーを約１００μｍ厚さでＡｌ
ホイル上にコーティングした後、１トンの圧力で圧延し
てコイン電池用正極極板を製造した。製造された正極極
板を直径１．６ｃｍにパンチングして、電解液として１
Ｍ ＬｉＰＦ6が溶解されたエチレンカーボネートとジ
メチルカーボネート（体積比：１／１）の混合溶媒を使
用してグローブボックス内でコインタイプの半電池を製
造した（比較例２）正極活物質として平均粒径が１５μ
ｍであるＬｉＭｎ2Ｏ4粉末を使用したことを除いては前
記比較例１と同様な方法で実施してコインタイプの半電
池を製造した。
リデン）をＮ−メチルピロリドンに添加してバインダー
溶液を製造した。このバインダー溶液に正極活物質とし
て平均粒径が１０μｍであるＬｉＣｏＯ2粉末と導電剤
（スーパーＰ）を添加した後、４時間混合して４時間熟
成し正極活物質スラリーを製造した。この際、正極活物
質／導電剤／バインダーの重量比は９４／３／３とし
た。前記正極活物質スラリーを約１００μｍ厚さでＡｌ
ホイル上にコーティングした後、１トンの圧力で圧延し
てコイン電池用正極極板を製造した。製造された正極極
板を直径１．６ｃｍにパンチングして、電解液として１
Ｍ ＬｉＰＦ6が溶解されたエチレンカーボネートとジ
メチルカーボネート（体積比：１／１）の混合溶媒を使
用してグローブボックス内でコインタイプの半電池を製
造した（比較例２）正極活物質として平均粒径が１５μ
ｍであるＬｉＭｎ2Ｏ4粉末を使用したことを除いては前
記比較例１と同様な方法で実施してコインタイプの半電
池を製造した。
【００８９】（比較例３）正極活物質として平均粒径が
１０μｍであるＬｉＮｉ0.9Ｓｒ0.002Ｃｏ0.1Ｏ2粉末を
使用したことを除いては前記比較例１と同様な方法で実
施してコインタイプの半電池を製造した。
１０μｍであるＬｉＮｉ0.9Ｓｒ0.002Ｃｏ0.1Ｏ2粉末を
使用したことを除いては前記比較例１と同様な方法で実
施してコインタイプの半電池を製造した。
【００９０】（比較例４）正極活物質として平均粒径が
１０μｍであるＬｉＮｉ0.66Ｍｎ0.25Ａｌ0.05Ｍｇ0.05
Ｃｏ0.1Ｏ2粉末を使用したことを除いては前記比較例１
と同様な方法で実施してコインタイプの半電池を製造し
た。
１０μｍであるＬｉＮｉ0.66Ｍｎ0.25Ａｌ0.05Ｍｇ0.05
Ｃｏ0.1Ｏ2粉末を使用したことを除いては前記比較例１
と同様な方法で実施してコインタイプの半電池を製造し
た。
【００９１】（比較例５）正極活物質／導電剤／バイン
ダーの重量比を９６／２／２としたことを除いては前記
比較例１と同様な方法で実施してコインタイプの半電池
を製造した。
ダーの重量比を９６／２／２としたことを除いては前記
比較例１と同様な方法で実施してコインタイプの半電池
を製造した。
【００９２】（実施例１）３００ｍｌのプラスチック瓶
に１００ｍｌの水、５００ｇのジルコニアボール、３ｇ
のスーパーＰ導電剤および０．５ｇのオロタン（Ｏｒｏ
ｔａｎTM）（Ｈａｎｃｈｕｎｇ Ｃｈｅｍ Ｃｏｍｐａ
ｎｙ）を投入して２時間ボールミリングしスーパーＰが
完全に分散された懸濁液を製造した。
に１００ｍｌの水、５００ｇのジルコニアボール、３ｇ
のスーパーＰ導電剤および０．５ｇのオロタン（Ｏｒｏ
ｔａｎTM）（Ｈａｎｃｈｕｎｇ Ｃｈｅｍ Ｃｏｍｐａ
ｎｙ）を投入して２時間ボールミリングしスーパーＰが
完全に分散された懸濁液を製造した。
【００９３】１ｇのゼラチンを２００ｍｌの水に添加し
た懸濁液を攪拌した後、ＬｉＣｏＯ 2（電気化学的酸化
／還元が可能な物質、平均粒径：１０μｍ）１００ｇを
添加し、酢酸を入れてｐＨを３〜４に調整した。その
後、懸濁液をろ過してＬｉＣｏＯ2表面にコーティング
されていないゼラチンを除去した。ここに再び水を添加
してｐＨを５〜８に調整した後、ここにスーパーＰが分
散された懸濁液を投入し、５分間攪拌を続けた。このよ
うなｐＨ条件下でゼラチンの−ＣＯＯ-基とスーパーＰ
の−ＯＨ基が水素結合を形成する。その後、攪拌を止め
ればスーパーＰがコーティングされたＬｉＣｏＯ2は全
て沈殿して容易に回収することができた。前記溶液を除
去した後、１３０℃で乾燥して３００℃で１０分間焼成
し、ＬｉＣｏＯ2に存在するゼラチンを完全に除去し、
０．５質量％のスーパーＰがコーティングされたＬｉＣ
ｏＯ2粉末を得た。
た懸濁液を攪拌した後、ＬｉＣｏＯ 2（電気化学的酸化
／還元が可能な物質、平均粒径：１０μｍ）１００ｇを
添加し、酢酸を入れてｐＨを３〜４に調整した。その
後、懸濁液をろ過してＬｉＣｏＯ2表面にコーティング
されていないゼラチンを除去した。ここに再び水を添加
してｐＨを５〜８に調整した後、ここにスーパーＰが分
散された懸濁液を投入し、５分間攪拌を続けた。このよ
うなｐＨ条件下でゼラチンの−ＣＯＯ-基とスーパーＰ
の−ＯＨ基が水素結合を形成する。その後、攪拌を止め
ればスーパーＰがコーティングされたＬｉＣｏＯ2は全
て沈殿して容易に回収することができた。前記溶液を除
去した後、１３０℃で乾燥して３００℃で１０分間焼成
し、ＬｉＣｏＯ2に存在するゼラチンを完全に除去し、
０．５質量％のスーパーＰがコーティングされたＬｉＣ
ｏＯ2粉末を得た。
【００９４】バインダー（ポリフッ化ビニリデン）をＮ
−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に添加して製造したバイ
ンダー溶液にスーパーＰがコーティングされたＬｉＣｏ
Ｏ2正極活物質を添加して正極活物質スラリーを製造し
た。活物質／バインダーの重量比は９９／１としスーパ
ーＰは追加的に投入しなかった。前記正極活物質スラリ
ーを約２００μｍの厚さでＡｌホイル上にコーティング
した後、１トンの圧力で圧延してコイン電池用正極極板
を製造した。製造された正極極板を直径１．６ｃｍにパ
ンチングし、電解液として１Ｍ ＬｉＰＦ6が溶解され
たエチレンカーボネートとジメチルカーボネート（体積
比：１／１）の混合溶液を使用してグローブボックス内
でコインタイプの半電池を製造した。
−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に添加して製造したバイ
ンダー溶液にスーパーＰがコーティングされたＬｉＣｏ
Ｏ2正極活物質を添加して正極活物質スラリーを製造し
た。活物質／バインダーの重量比は９９／１としスーパ
ーＰは追加的に投入しなかった。前記正極活物質スラリ
ーを約２００μｍの厚さでＡｌホイル上にコーティング
した後、１トンの圧力で圧延してコイン電池用正極極板
を製造した。製造された正極極板を直径１．６ｃｍにパ
ンチングし、電解液として１Ｍ ＬｉＰＦ6が溶解され
たエチレンカーボネートとジメチルカーボネート（体積
比：１／１）の混合溶液を使用してグローブボックス内
でコインタイプの半電池を製造した。
【００９５】比較例１の正極活物質を利用してスラリー
を製造する場合には活物質と導電剤の分散が容易でなく
てスラリーの混合時間が４時間以上かかるのに対し、本
実施例による活物質を使用する場合にはそれよりはるか
に少ない時間混合しても均一に分散したスラリーが製造
できてホイルにコーティング可能な状態となった。この
ように極板製造時間を短縮することによって電池の生産
性を向上させることができる。
を製造する場合には活物質と導電剤の分散が容易でなく
てスラリーの混合時間が４時間以上かかるのに対し、本
実施例による活物質を使用する場合にはそれよりはるか
に少ない時間混合しても均一に分散したスラリーが製造
できてホイルにコーティング可能な状態となった。この
ように極板製造時間を短縮することによって電池の生産
性を向上させることができる。
【００９６】（実施例２）ゼラチン２ｇを使用したこと
を除いては前記実施例１と同様な方法でコインタイプの
半電池を製造した。
を除いては前記実施例１と同様な方法でコインタイプの
半電池を製造した。
【００９７】（実施例３）ゼラチン３ｇを使用したこと
を除いては前記実施例１と同様な方法でコインタイプの
半電池を製造した。
を除いては前記実施例１と同様な方法でコインタイプの
半電池を製造した。
【００９８】（実施例４）スーパーＰと（ＥＯ）l（Ｐ
Ｏ）m（ＥＯ）lブロックコポリマー（ＢＡＳＦ社のＰｌ
ｕｒｏｎｉｃ ＳｅｒｉｅｓTM）をＮ−メチルピロリド
ンに入れて６時間ボールミリングした後、ポリフッ化ビ
ニリデンを添加してＬｉＣｏＯ2（電気化学的酸化／還
元が可能な物質、平均粒径：１０μｍ）を投入してスラ
リーを製造した。本実施例に用いられた（ＥＯ）l（Ｐ
Ｏ）m（ＥＯ）lブロックコポリマーのＥＯ基に存在する
酸素はＬｉＣｏＯ2表面に付着しているＮ−メチルピロ
リドンの陽（＋）電荷とよく結合する。これによってＰ
Ｏ基についているスーパーＰがＬｉＣｏＯ2の表面にコ
ーティングされる。このような過程を図４に図式的に示
した。スラリー内に含まれる活物質：スーパーＰ：ポリ
フッ化ビニリデンの重量比は９７：１：２とした。（Ｅ
Ｏ）l（ＰＯ）m（ＥＯ）lブロックコポリマーはスーパ
ーＰを基準に５０質量％を添加した。前記スラリーをＡ
ｌホイルにコーティングした後、１トンの圧力で圧延し
てコイン電池用正極極板を製造した。製造された正極極
板を直径１．６ｃｍにパンチングし、電解液として１Ｍ
ＬｉＰＦ6が溶解されたエチレンカーボネートとジメ
チルカーボネート（体積比：１／１）の混合溶液を使用
してグローブボックス内でコインタイプの半電池を製造
した。
Ｏ）m（ＥＯ）lブロックコポリマー（ＢＡＳＦ社のＰｌ
ｕｒｏｎｉｃ ＳｅｒｉｅｓTM）をＮ−メチルピロリド
ンに入れて６時間ボールミリングした後、ポリフッ化ビ
ニリデンを添加してＬｉＣｏＯ2（電気化学的酸化／還
元が可能な物質、平均粒径：１０μｍ）を投入してスラ
リーを製造した。本実施例に用いられた（ＥＯ）l（Ｐ
Ｏ）m（ＥＯ）lブロックコポリマーのＥＯ基に存在する
酸素はＬｉＣｏＯ2表面に付着しているＮ−メチルピロ
リドンの陽（＋）電荷とよく結合する。これによってＰ
Ｏ基についているスーパーＰがＬｉＣｏＯ2の表面にコ
ーティングされる。このような過程を図４に図式的に示
した。スラリー内に含まれる活物質：スーパーＰ：ポリ
フッ化ビニリデンの重量比は９７：１：２とした。（Ｅ
Ｏ）l（ＰＯ）m（ＥＯ）lブロックコポリマーはスーパ
ーＰを基準に５０質量％を添加した。前記スラリーをＡ
ｌホイルにコーティングした後、１トンの圧力で圧延し
てコイン電池用正極極板を製造した。製造された正極極
板を直径１．６ｃｍにパンチングし、電解液として１Ｍ
ＬｉＰＦ6が溶解されたエチレンカーボネートとジメ
チルカーボネート（体積比：１／１）の混合溶液を使用
してグローブボックス内でコインタイプの半電池を製造
した。
【００９９】（実施例５）ＬｉＣｏＯ2粉末の代わりに
平均粒径が１５μｍであるＬｉＭｎ2Ｏ4粉末を使用した
ことを除いては前記実施例１と同様な方法で実施してコ
インタイプの半電池を製造した。
平均粒径が１５μｍであるＬｉＭｎ2Ｏ4粉末を使用した
ことを除いては前記実施例１と同様な方法で実施してコ
インタイプの半電池を製造した。
【０１００】（実施例６）ＬｉＣｏＯ2粉末の代わりに
平均粒径が１５μｍであるＬｉＭｎ2Ｏ4粉末を使用した
ことを除いては前記実施例４と同様な方法で実施してコ
インタイプの半電池を製造した。
平均粒径が１５μｍであるＬｉＭｎ2Ｏ4粉末を使用した
ことを除いては前記実施例４と同様な方法で実施してコ
インタイプの半電池を製造した。
【０１０１】（実施例７）ＬｉＣｏＯ2粉末の代わりに
平均粒径が１０μｍであるＬｉＮｉ0.9Ｓｒ0.002Ｃｏ
0.1Ｏ2粉末を使用を使用したことを除いては前記実施例
１と同様な方法でコインタイプの半電池を製造した。
平均粒径が１０μｍであるＬｉＮｉ0.9Ｓｒ0.002Ｃｏ
0.1Ｏ2粉末を使用を使用したことを除いては前記実施例
１と同様な方法でコインタイプの半電池を製造した。
【０１０２】（実施例８）ＬｉＣｏＯ2粉末の代わりに
平均粒径が１０μｍであるＬｉＮｉ0.9Ｓｒ0.002Ｃｏ
0.1Ｏ2粉末を使用を使用したことを除いては前記実施例
４と同様な方法でコインタイプの半電池を製造した。
平均粒径が１０μｍであるＬｉＮｉ0.9Ｓｒ0.002Ｃｏ
0.1Ｏ2粉末を使用を使用したことを除いては前記実施例
４と同様な方法でコインタイプの半電池を製造した。
【０１０３】（実施例９）ＬｉＣｏＯ2粉末の代わりに
平均粒径が１０μｍであるＬｉＮｉ0.66Ｍｎ0.25Ａｌ
0.05Ｍｇ0.05Ｃｏ0.1Ｏ2粉末を使用したことを除いては
前記実施例１と同様な方法でコインタイプの半電池を製
造した。
平均粒径が１０μｍであるＬｉＮｉ0.66Ｍｎ0.25Ａｌ
0.05Ｍｇ0.05Ｃｏ0.1Ｏ2粉末を使用したことを除いては
前記実施例１と同様な方法でコインタイプの半電池を製
造した。
【０１０４】（実施例１０）ＬｉＣｏＯ2粉末の代わり
に平均粒径が１０μｍであるＬｉＮｉ0.66Ｍｎ0.25Ａｌ
0.05Ｍｇ0.05Ｃｏ0.1Ｏ2粉末を使用したことを除いては
前記実施例４と同様な方法でコインタイプの半電池を製
造した。
に平均粒径が１０μｍであるＬｉＮｉ0.66Ｍｎ0.25Ａｌ
0.05Ｍｇ0.05Ｃｏ0.1Ｏ2粉末を使用したことを除いては
前記実施例４と同様な方法でコインタイプの半電池を製
造した。
【０１０５】（実施例１１）電気化学的酸化／還元が可
能な物質としてＳｎＯ2を使用したことを除いては前記
実施例１と同様な方法でコインタイプの半電池を製造し
た。
能な物質としてＳｎＯ2を使用したことを除いては前記
実施例１と同様な方法でコインタイプの半電池を製造し
た。
【０１０６】（実施例１２）電気化学的酸化／還元が可
能な物質としてＳｎＯ2を使用したことを除いては前記
実施例４と同様な方法でコインタイプの半電池を製造し
た。
能な物質としてＳｎＯ2を使用したことを除いては前記
実施例４と同様な方法でコインタイプの半電池を製造し
た。
【０１０７】（実施例１３）電気化学的酸化／還元が可
能な物質としてシリコン（Ｓｉ）を使用したことを除い
ては前記実施例１と同様な方法でコインタイプの半電池
を製造した。
能な物質としてシリコン（Ｓｉ）を使用したことを除い
ては前記実施例１と同様な方法でコインタイプの半電池
を製造した。
【０１０８】（実施例１４）電気化学的酸化／還元が可
能な物質としてシリコン（Ｓｉ）を使用したことを除い
ては前記実施例４と同様な方法でコインタイプの半電池
を製造した。
能な物質としてシリコン（Ｓｉ）を使用したことを除い
ては前記実施例４と同様な方法でコインタイプの半電池
を製造した。
【０１０９】（実施例１５）１０ｇの黒鉛粉末および
０．１ｇのリン酸エステル（ＢＡＳＦ社のｄｅｇｒｅｓ
ｓａｌTMＳＤ４０）をアルコールに添加した。黒鉛粉末
は疎水性を持つため、ここにリン酸塩の疎水性基が結合
する。ここにＡｌＣｌ3を添加してＡｌ3 +イオンが静電
気的結合でリン酸塩の親水性基に結合するようにした。
これをろ過して３００℃の温度で焼成し表面に非常に均
一にメソ多孔質ＡｌＰＯ4がコーティングされた分散剤
の黒鉛粉末を得た。この黒鉛粉末を利用してコインタイ
プの半電池を製造した。
０．１ｇのリン酸エステル（ＢＡＳＦ社のｄｅｇｒｅｓ
ｓａｌTMＳＤ４０）をアルコールに添加した。黒鉛粉末
は疎水性を持つため、ここにリン酸塩の疎水性基が結合
する。ここにＡｌＣｌ3を添加してＡｌ3 +イオンが静電
気的結合でリン酸塩の親水性基に結合するようにした。
これをろ過して３００℃の温度で焼成し表面に非常に均
一にメソ多孔質ＡｌＰＯ4がコーティングされた分散剤
の黒鉛粉末を得た。この黒鉛粉末を利用してコインタイ
プの半電池を製造した。
【０１１０】実施例１でスーパーＰ導電剤がコーティン
グされたＬｉＣｏＯ2粉末のＳＥＭ写真を図６Ａおよび
図６Ｂに図示する。コーティングされていない比較例１
のＳＥＭ写真（図５Ａおよび図５Ｂ）に比べて完全に異
なる表面形状を有することが確認できた。
グされたＬｉＣｏＯ2粉末のＳＥＭ写真を図６Ａおよび
図６Ｂに図示する。コーティングされていない比較例１
のＳＥＭ写真（図５Ａおよび図５Ｂ）に比べて完全に異
なる表面形状を有することが確認できた。
【０１１１】比較例１、実施例１および実施例４によっ
て製造された電池の圧延後の極板のＳＥＭ写真を図７
Ａ、図８Ａおよび図９Ａに図示し、これら各々を拡大し
て図７Ｂ、図８Ｂおよび図９Ｂに図示する。比較例１に
よって製造された極板（図７Ａ）を見ると活物質上に存
在しないスーパーＰが独立的に孔隙を占めていることが
分かる。しかし、実施例１および実施例４によって製造
された極板（図８Ａおよび図９Ａ）を見るとスーパーＰ
が均一に分布されていて活物質の表面にコーティングさ
れていることが分かる。
て製造された電池の圧延後の極板のＳＥＭ写真を図７
Ａ、図８Ａおよび図９Ａに図示し、これら各々を拡大し
て図７Ｂ、図８Ｂおよび図９Ｂに図示する。比較例１に
よって製造された極板（図７Ａ）を見ると活物質上に存
在しないスーパーＰが独立的に孔隙を占めていることが
分かる。しかし、実施例１および実施例４によって製造
された極板（図８Ａおよび図９Ａ）を見るとスーパーＰ
が均一に分布されていて活物質の表面にコーティングさ
れていることが分かる。
【０１１２】実施例１〜３および比較例１で製造された
極板に含まれている導電剤の量（極板を基準にする）と
活物質（電気化学的酸化／還元が可能な物質の量に相
当）の密度を計算して下記表１に示す。
極板に含まれている導電剤の量（極板を基準にする）と
活物質（電気化学的酸化／還元が可能な物質の量に相
当）の密度を計算して下記表１に示す。
【０１１３】
【表１】
【０１１４】実施例１〜３によって製造された極板内活
物質（電気化学的酸化／還元が可能な物質）の密度は比
較例１によって製造された極板に比べて約３０−４０％
増加し、これより極板密度が約３０−４０％増加すると
予測される。
物質（電気化学的酸化／還元が可能な物質）の密度は比
較例１によって製造された極板に比べて約３０−４０％
増加し、これより極板密度が約３０−４０％増加すると
予測される。
【０１１５】比較例１によって製造されたコインタイプ
半電池に対して２．７５〜４．３Ｖの電圧範囲で０．２
Ｃ、０．５Ｃおよび１Ｃで充放電を実施した結果を図１
０に示す。図１０で比較例１によって製造された電池は
高率（１Ｃ）での放電容量が急激に低下することが分か
る。同じ方法で実施例１の電池に対して充放電を実施し
放電特性を図１１に示す。図１１に示された実施例１の
電池は高率（１Ｃ）での放電電位が低率（０．２Ｃ）の
放電電位に近接することが分かる。また、１Ｃで４０サ
イクル後の放電容量も初期容量に比べて１％程度しか減
少しなかった。
半電池に対して２．７５〜４．３Ｖの電圧範囲で０．２
Ｃ、０．５Ｃおよび１Ｃで充放電を実施した結果を図１
０に示す。図１０で比較例１によって製造された電池は
高率（１Ｃ）での放電容量が急激に低下することが分か
る。同じ方法で実施例１の電池に対して充放電を実施し
放電特性を図１１に示す。図１１に示された実施例１の
電池は高率（１Ｃ）での放電電位が低率（０．２Ｃ）の
放電電位に近接することが分かる。また、１Ｃで４０サ
イクル後の放電容量も初期容量に比べて１％程度しか減
少しなかった。
【０１１６】実施例および比較例の正極活物質を含む角
形リチウムイオン電池（ｆｕｌｌｃｅｌｌ）を製造して
Ｃ−ｒａｔｅによる容量特性を測定した。リチウムイオ
ン電池の製造方法は次の通りである。正極活物質および
ポリフッ化ビニリデン（バインダー）を９８／２の重量
比で混合して正極活物質スラリーを製造した後、これを
Ａｌホイルにコーティングして圧延し正極極板を製造し
た。負極活物質として人造黒鉛およびバインダーとして
ポリフッ化ビニリデンを９０／１０の重量比で混合して
負極活物質スラリーを製造してＣｕ−箔にコーティング
した後、圧延して負極極板を製造した。前記正極極板と
負極極板の間に電解液を注入し７００ｍＡｈ角形リチウ
ムイオン電池を製造した。電解液として１Ｍ ＬｉＰＦ
6が溶解されたエチレンカーボネートとジメチルカーボ
ネート（１／１）の混合溶液を使用した。
形リチウムイオン電池（ｆｕｌｌｃｅｌｌ）を製造して
Ｃ−ｒａｔｅによる容量特性を測定した。リチウムイオ
ン電池の製造方法は次の通りである。正極活物質および
ポリフッ化ビニリデン（バインダー）を９８／２の重量
比で混合して正極活物質スラリーを製造した後、これを
Ａｌホイルにコーティングして圧延し正極極板を製造し
た。負極活物質として人造黒鉛およびバインダーとして
ポリフッ化ビニリデンを９０／１０の重量比で混合して
負極活物質スラリーを製造してＣｕ−箔にコーティング
した後、圧延して負極極板を製造した。前記正極極板と
負極極板の間に電解液を注入し７００ｍＡｈ角形リチウ
ムイオン電池を製造した。電解液として１Ｍ ＬｉＰＦ
6が溶解されたエチレンカーボネートとジメチルカーボ
ネート（１／１）の混合溶液を使用した。
【０１１７】前記のような方法で製造された比較例１の
正極活物質を含む角形リチウムイオン電池に対してＣ−
ｒａｔｅによる容量特性を測定した結果を図１２に示
す。２Ｃでの放電電位が１Ｃでの放電電位より大きく減
少したことが分かる。また、実施例１の正極活物質を含
む角形リチウムイオン電池に対してＣ−ｒａｔｅによる
容量特性を測定し図１３に示す。図１３のように実施例
１の活物質を含む電池の容量が２Ｃでも優れた容量特性
を示した。実施例４の正極活物質を含む７００ｍＡｈ角
形リチウムイオン電池に対してＣ−ｒａｔｅによる容量
特性を測定した結果を図１４に示す。図１４に示すよう
に本発明による活物質を含む電池の容量が２Ｃでも優れ
ていることがわかる。また、２Ｃでの放電電位が１Ｃで
の放電電位に比べて大きく減少しなかった。これは導電
剤が活物質表面にコーティングされて内部抵抗を減少さ
せたためである。
正極活物質を含む角形リチウムイオン電池に対してＣ−
ｒａｔｅによる容量特性を測定した結果を図１２に示
す。２Ｃでの放電電位が１Ｃでの放電電位より大きく減
少したことが分かる。また、実施例１の正極活物質を含
む角形リチウムイオン電池に対してＣ−ｒａｔｅによる
容量特性を測定し図１３に示す。図１３のように実施例
１の活物質を含む電池の容量が２Ｃでも優れた容量特性
を示した。実施例４の正極活物質を含む７００ｍＡｈ角
形リチウムイオン電池に対してＣ−ｒａｔｅによる容量
特性を測定した結果を図１４に示す。図１４に示すよう
に本発明による活物質を含む電池の容量が２Ｃでも優れ
ていることがわかる。また、２Ｃでの放電電位が１Ｃで
の放電電位に比べて大きく減少しなかった。これは導電
剤が活物質表面にコーティングされて内部抵抗を減少さ
せたためである。
【０１１８】前記実施例１の活物質を含む二つの角形リ
チウムイオン電池の１Ｃでの寿命特性を測定した結果を
図１５に示す。図１５で対角線は８０％の寿命維持を示
すことを意味する。本発明による電池は３００サイクル
後の容量特性が８０％の寿命維持線にしたがう特性を見
せた。
チウムイオン電池の１Ｃでの寿命特性を測定した結果を
図１５に示す。図１５で対角線は８０％の寿命維持を示
すことを意味する。本発明による電池は３００サイクル
後の容量特性が８０％の寿命維持線にしたがう特性を見
せた。
【０１１９】
【発明の効果】上述のように、本発明の電池用活物質は
表面に導電剤または導電剤および伝導性高分子分散剤が
コーティングされていて電池の容量特性、サイクル寿命
特性および安全性を向上させることができ、極板に対す
る接着強度が優れていて活物質の脱離による電池の内部
抵抗が増加することを防止することができる。また、導
電剤がコーティングされた活物質を使用して活物質と導
電剤が均一に分散された極板を製造することも可能であ
り、電池の電気化学的特性を向上させうる。本発明の活
物質製造方法は既存の工程に比べて工程時間が短縮でき
て導電剤、バインダーおよびスラリー製造用溶媒の含有
量を減らすことができるので生産性を向上させ原価を節
減することも可能である。
表面に導電剤または導電剤および伝導性高分子分散剤が
コーティングされていて電池の容量特性、サイクル寿命
特性および安全性を向上させることができ、極板に対す
る接着強度が優れていて活物質の脱離による電池の内部
抵抗が増加することを防止することができる。また、導
電剤がコーティングされた活物質を使用して活物質と導
電剤が均一に分散された極板を製造することも可能であ
り、電池の電気化学的特性を向上させうる。本発明の活
物質製造方法は既存の工程に比べて工程時間が短縮でき
て導電剤、バインダーおよびスラリー製造用溶媒の含有
量を減らすことができるので生産性を向上させ原価を節
減することも可能である。
【図１】 図１Ａは分散剤を添加した場合の、導電剤の
分散程度を示す図である。図１Ｂは分散剤を添加しない
場合の、導電剤の分散程度を示す図である。
分散程度を示す図である。図１Ｂは分散剤を添加しない
場合の、導電剤の分散程度を示す図である。
【図２】 界面活性剤が結合して分散した活物質（電気
化学的酸化／還元が可能な物質）の状態を示す図面であ
る。
化学的酸化／還元が可能な物質）の状態を示す図面であ
る。
【図３】 図３Ａは既存の活物質を含む極板の製造工程
を示す順序図である。図３Ｂは本発明の一実施例による
極板の製造工程を示す順序図である。図３Ｃは本発明の
他の実施例による極板の製造工程を示す順序図である。
を示す順序図である。図３Ｂは本発明の一実施例による
極板の製造工程を示す順序図である。図３Ｃは本発明の
他の実施例による極板の製造工程を示す順序図である。
【図４】 伝導性高分子分散剤が電気化学的酸化／還元
が可能な物質であるＬｉＣｏＯ2の表面に存在するＮ−
メチルピロリドンと結合する状態を示す図である。
が可能な物質であるＬｉＣｏＯ2の表面に存在するＮ−
メチルピロリドンと結合する状態を示す図である。
【図５】 図５Ａおよび図５Ｂは比較例としての正極活
物質粉末の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真およびこれを
拡大した図である。
物質粉末の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真およびこれを
拡大した図である。
【図６】 図６Ａおよび図６Ｂは本発明の一実施例によ
る正極活物質粉末のＳＥＭ写真およびこれを拡大した図
である。
る正極活物質粉末のＳＥＭ写真およびこれを拡大した図
である。
【図７】 図７Ａおよび図７Ｂは比較例として製造され
た極板のＳＥＭ写真およびこれを拡大した図である。
た極板のＳＥＭ写真およびこれを拡大した図である。
【図８】 図８Ａおよび図８Ｂは本発明の一実施例とし
て製造された極板のＳＥＭ写真およびこれを拡大した図
である。
て製造された極板のＳＥＭ写真およびこれを拡大した図
である。
【図９】 図９Ａおよび図９Ｂは本発明の他の実施例と
して製造された極板のＳＥＭ写真およびこれを拡大した
図である。
して製造された極板のＳＥＭ写真およびこれを拡大した
図である。
【図１０】 比較例によって製造された半電池の充放電
曲線を示す図である。
曲線を示す図である。
【図１１】 本発明の一実施例として製造された半電池
の充放電曲線を示す図である。
の充放電曲線を示す図である。
【図１２】 比較例の正極活物質を含むリチウムイオン
電池の放電容量特性を示した図面である。
電池の放電容量特性を示した図面である。
【図１３】 本発明の一実施例として製造された正極活
物質を含むリチウムイオン電池の放電容量特性を示す図
である。
物質を含むリチウムイオン電池の放電容量特性を示す図
である。
【図１４】 本発明の他の実施例として製造された正極
活物質を含むリチウムイオン電池の放電容量特性を示す
図である。
活物質を含むリチウムイオン電池の放電容量特性を示す
図である。
【図１５】 本発明の一実施例として製造されたリチウ
ムイオン電池の寿命特性を示す図である。
ムイオン電池の寿命特性を示す図である。
【図１６】本発明に係るリチウム−硫黄電池の斜視図で
ある。
ある。
１ 外装材
２ セパレータ
３ 正極
４ 負極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｍ 4/48 Ｈ０１Ｍ 4/48
4/62 4/62 Ｚ
10/40 10/40 Ｚ
// Ｈ０１Ｍ 6/04 6/04
10/06 10/06 Ｚ
10/30 10/30 Ｚ
(72)発明者 朴 容 徹
大韓民国忠青南道天安市斗井洞 住公８団
地アパート101棟1503号
(72)発明者 金 根 培
大韓民国京畿道水原市勸善區勸善洞 漢城
アパート808棟504号
Ｆターム(参考） 5H024 AA02 AA03 AA04 BB01 BB03
BB07 BB08 EE03 EE09 HH01
HH08 HH13
5H028 BB02 BB03 BB05 BB06 EE04
EE06 EE10 HH01 HH03 HH05
5H029 AJ03 AJ05 AJ12 AJ14 AK03
AK05 AK16 AL06 AL07 AL08
AL12 AM03 AM05 AM07 CJ02
CJ08 CJ12 CJ22 DJ08 EJ01
EJ04 EJ12 HJ01 HJ02 HJ05
HJ10
5H050 AA07 AA08 AA15 AA19 BA03
BA04 BA09 BA13 BA14 BA16
BA17 BA19 CA07 CA08 CA09
CA20 CA26 CB07 CB08 CB09
CB11 CB12 DA09 EA02 EA08
EA09 EA23 EA28 GA02 GA10
GA12 GA22 HA01 HA02 HA05
HA10
Claims (46)
- 【請求項１】 電気化学的酸化／還元が可能な物質、お
よび、 前記物質上に形成されてなる、導電剤または導電剤と伝
導性高分子分散剤との混合物からなるコーティング層、
を含む電池用活物質。 - 【請求項２】 前記電気化学的酸化／還元が可能な物質
は、金属、リチウム含有合金、硫黄系化合物、リチウム
と可逆的にリチウム含有化合物を形成できる物質、およ
びリチウムイオンを可逆的に挿入／脱離できるリチウム
層間化合物からなる群より選択される１種以上の物質で
ある、請求項１に記載の電池用活物質。 - 【請求項３】 前記金属は、リチウム、錫、およびチタ
ニウムからなる群より選択される１種以上である、請求
項２に記載の電池用活物質。 - 【請求項４】 前記リチウム含有合金は、リチウム／ア
ルミニウム合金、リチウム／錫合金、およびリチウム／
マグネシウム合金からなる群より選択される１種以上で
ある、請求項２に記載の電池用活物質。 - 【請求項５】 前記硫黄系化合物は、硫黄元素、Ｌｉ2
Ｓｎ（ｎ≧１）、有機硫黄化合物、および炭素−硫黄ポ
リマー（（Ｃ2Ｓx）n：ｘ＝２．５〜５０、ｎ≧２）か
らなる群より選択される１種以上である、請求項２に記
載の電池用活物質。 - 【請求項６】 前記リチウムと可逆的にリチウム含有化
合物を形成できる物質は、シリコン、硝酸チタニウム、
および二酸化錫からなる群より選択される１種以上であ
る、請求項２に記載の電池用活物質。 - 【請求項７】 前記リチウム層間化合物は、炭素材物
質、リチウム複合金属酸化物、およびリチウム含有カル
コゲナイド化合物からなる群より選択される１種以上で
ある、請求項２に記載の電池用活物質。 - 【請求項８】 前記炭素材物質は、非晶質炭素、結晶質
炭素、およびこれらの混合物からなる群より選択され
る、請求項７に記載の電池用活物質。 - 【請求項９】 前記リチウム層間化合物は、下記化学式
（１）〜（１３）からなる群より選択される１種以上で
ある、請求項２に記載の電池用活物質： 【化１】 （式中、０．９５≦ｘ≦１．１、０≦ｙ≦０．５、０≦
ｚ≦０．５、０≦α≦２であり、Ｍ’はＡｌ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｖ、および希土類
元素からなる群より選択される１種以上の元素であり、
ＡはＯ、Ｆ、Ｓ、およびＰからなる群より選択される元
素であり、ＸはＦ、Ｓ、およびＰからなる群より選択さ
れる元素である）。 - 【請求項１０】 前記リチウム層間化合物の平均粒径が
１〜５０μｍである、請求項７に記載の電池用活物質。 - 【請求項１１】 前記リチウム層間化合物の平均粒径が
５〜２０μｍである、請求項１０に記載の電池用活物
質。 - 【請求項１２】 前記リチウム層間化合物の平均粒径が
５〜１０μｍである、請求項１１に記載の電池用活物
質。 - 【請求項１３】 前記導電剤は、カーボン系導電剤、黒
鉛系導電剤、金属系導電剤、および金属化合物系導電剤
からなる群より選択される１種以上である、請求項１〜
１２のいずれか１項に記載の電池用活物質。 - 【請求項１４】 前記リチウム複合金属酸化物またはリ
チウム含有カルコゲナイド化合物は、基本構造として単
斜晶系構造、六方晶系構造または立方晶系構造を有する
化合物である、請求項７に記載の電池用活物質。 - 【請求項１５】 ＭＰＯ4、ＭＳＯ4、およびＭＷＯ
4（ここでＭは第１３族元素である）からなる群より選
択される化合物からなる第２コーティング層を、前記コ
ーティング層下にさらに含む、請求項１〜１４のいずれ
か１項に記載の電池用活物質。 - 【請求項１６】 前記導電剤の含有量は、活物質に対し
て０．１〜１０質量％である、請求項１〜１５のいずれ
か１項に記載の電池用活物質。 - 【請求項１７】 前記導電剤の含有量は、活物質に対し
て１〜４質量％である、請求項１６に記載の電池用活物
質。 - 【請求項１８】 前記コーティング層に含まれる導電剤
の平均粒径が、１μｍ以下である、請求項１〜１７のい
ずれか１項に記載の電池用活物質。 - 【請求項１９】 前記伝導性高分子分散剤は、ポリエチ
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキ
シド（ＥＯ）とプロピレンオキシド（ＰＯ）を含む（Ｅ
Ｏ）l（ＰＯ）m（ＥＯ）l（ｌおよびｍは１〜５００で
ある）ブロックコポリマー、ポリ塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢ
Ｓ）ポリマー、アクリロニトリル／スチレン／アクリル
エステル（ＡＳＡ）ポリマー、アクリロニトリル／スチ
レン／アクリルエステル（ＡＳＡ）ポリマーとプロピレ
ンカーボネートの混合物、スチレン／アクリロニトリル
（ＳＡＮ）コポリマー、およびメチルメタクリレート／
アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＭＡＢＳ）
ポリマーからなる群より選択される１種以上である、請
求項１〜１８のいずれか１項に記載の電池用活物質。 - 【請求項２０】 前記伝導性高分子分散剤の含有量は、
導電剤に対して０．１〜２０質量％である、請求項１９
に記載の電池用活物質。 - 【請求項２１】 正極、負極、および前記正極と前記負
極との間に存在するセパレータを含む電池であって、前
記正極および前記負極のうち少なくとも一方は、集電体
および前記集電体にコーティングされてなる活物質を含
み、前記活物質は導電剤または導電剤と伝導性高分子分
散剤との混合物からなるコーティング層を有することを
特徴とする電池。 - 【請求項２２】 前記活物質は金属、リチウム含有合
金、硫黄系化合物、リチウムと可逆的にリチウム含有化
合物を形成できる物質、およびリチウムイオンを可逆的
に挿入／脱離できるリチウム層間化合物からなる群より
選択される１種以上の電気化学的酸化／還元が可能な物
質を含む、請求項２１に記載の電池。 - 【請求項２３】 前記金属は、リチウム、錫、およびチ
タニウムからなる群より選択される１種以上である、請
求項２２に記載の電池。 - 【請求項２４】 前記リチウム含有合金は、リチウム／
アルミニウム合金、リチウム／錫合金、およびリチウム
／マグネシウム合金からなる群より選択される１種以上
である、請求項２２に記載の電池。 - 【請求項２５】 前記硫黄系化合物は、硫黄元素、Ｌｉ
2Ｓn（ｎ≧１）、有機硫黄化合物、および炭素−硫黄ポ
リマー（（Ｃ2Ｓx）n：ｘ＝２．５〜５０、ｎ≧２）か
らなる群より選択される１種以上である、請求項２２に
記載の電池。 - 【請求項２６】 前記リチウムと可逆的にリチウム含有
化合物を形成できる物質は、シリコン、硝酸チタニウ
ム、および二酸化錫からなる群より選択される１種以上
である、請求項２２に記載の電池。 - 【請求項２７】 前記リチウム層間化合物は、炭素材物
質、リチウム複合金属酸化物、およびリチウム含有カル
コゲナイド化合物からなる群より選択される１種以上で
ある、請求項２２に記載の電池。 - 【請求項２８】 前記炭素材物質は、非晶質炭素、結晶
質炭素、およびこれらの混合物からなる群より選択され
る、請求項２７に記載の電池。 - 【請求項２９】 前記リチウム層間化合物の平均粒径が
１〜５０μｍである、請求項２７に記載の電池。 - 【請求項３０】 前記導電剤は、カーボン系導電剤、黒
鉛系導電剤、金属系導電剤、および金属化合物系導電剤
からなる群より選択される１種以上である、請求項２１
〜２９のいずれか１項に記載の電池。 - 【請求項３１】 前記導電剤の含有量は、前記集電体に
コーティングされてなる活物質に対して０．１〜１０質
量％である、請求項２１〜３０のいずれか１項に記載の
電池。 - 【請求項３２】 前記コーティング層に含まれる導電剤
の平均粒径が、１μｍ以下である、請求項２１〜３１の
いずれか１項に記載の電池。 - 【請求項３３】 前記コーティング層は、導電剤と伝導
性高分子分散剤との混合物を含む、請求項２１〜３２の
いずれか１項に記載の電池。 - 【請求項３４】 前記伝導性高分子分散剤は、ポリエチ
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキ
シド（ＥＯ）とプロピレンオキシド（ＰＯ）を含む（Ｅ
Ｏ）l（ＰＯ）m（ＥＯ）l（ｌおよびｍは１〜５００で
ある）ブロックコポリマー、ポリ塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢ
Ｓ）ポリマー、アクリロニトリル／スチレン／アクリル
エステル（ＡＳＡ）ポリマー、アクリロニトリル／スチ
レン／アクリルエステル（ＡＳＡ）ポリマーとプロピレ
ンカーボネートの混合物、スチレン／アクリロニトリル
（ＳＡＮ）コポリマー、およびメチルメタクリレート／
アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＭＡＢＳ）
ポリマーからなる群より選択される１種以上である、請
求項３３に記載の電池。 - 【請求項３５】 前記伝導性高分子分散剤の含有量は、
導電剤に対して０．１〜２０質量％である、請求項３３
に記載の電池。 - 【請求項３６】 電気化学的酸化／還元が可能な物質
を、導電剤または導電剤と伝導性高分子分散剤との混合
物でコーティングする段階を含む電池用活物質の製造方
法。 - 【請求項３７】 前記コーティングする段階は、 ａ）導電剤、伝導性高分子分散剤、および界面活性剤を
溶媒に添加して分散コーティング液を製造する段階； ｂ）前記分散コーティング液に前記電気化学的酸化／還
元が可能な物質を添加して前記電気化学的酸化／還元が
可能な物質表面に前記導電剤をコーティングする段階；
および、 ｃ）前記導電剤がコーティングされた前記電気化学的酸
化／還元が可能な物質を熱処理する段階、を含む、請求
項３６に記載の電池用活物質の製造方法。 - 【請求項３８】 前記コーティングする段階は、 ａ）導電剤および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加して
分散コーティング液を製造する段階； ｂ）界面活性剤含有懸濁液に前記電気化学的酸化／還元
が可能な物質を添加して混合する段階； ｃ）前記段階ａ）で製造された分散コーティング液と前
記段階ｂ）で製造された懸濁液とを混合して前記電気化
学的酸化／還元が可能な物質表面に前記導電剤をコーテ
ィングする段階；および、 ｄ）表面に前記導電剤がコーティングされた前記電気化
学的酸化／還元が可能な物質を熱処理する段階、を含
む、請求項３６に記載の電池用活物質の製造方法。 - 【請求項３９】 前記コーティングする段階は、 ａ）導電剤および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加して
導電剤と伝導性高分子分散剤とを含む分散コーティング
液を製造する段階； ｂ）前記分散コーティング液に前記電気化学的酸化／還
元が可能な物質を添加して前記電気化学的酸化／還元が
可能な物質表面に前記導電剤と前記伝導性高分子分散剤
とをコーティングする段階；および、 ｃ）前記導電剤と前記伝導性高分子分散剤とがコーティ
ングされた前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を乾
燥する段階、を含む、請求項３６に記載の電池用活物質
の製造方法。 - 【請求項４０】 前記コーティングする段階は、 ａ）導電剤および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加して
分散コーティング液を製造する段階； ｂ）ゼラチンを溶媒に添加した後、酸を添加してｐＨを
３〜４に調節する段階； ｃ）前記電気化学的酸化／還元が可能な物質表面にコー
ティングされていない余分のゼラチンを除去しｐＨを５
〜８に調節する段階； ｄ）前記段階ａ）で製造された分散コーティング液と前
記段階ｃ）で製造された液とを混合して前記電気化学的
酸化／還元が可能な物質表面に前記導電剤をコーティン
グする段階；および、 ｅ）前記導電剤がコーティングされた前記電気化学的酸
化／還元が可能な物質を熱処理してゼラチンを除去する
段階；を含む、請求項３６に記載の電池用活物質の製造
方法。 - 【請求項４１】 ａ）アルコール系溶媒に、電気化学的
酸化／還元が可能な物質、ならびにリン酸塩系、硫酸塩
系およびタングステン酸塩系界面活性剤からなる群より
選択される１種以上の界面活性剤を添加して前記電気化
学的酸化／還元が可能な物質を分散させる段階； ｂ）前記電気化学的酸化／還元が可能な物質が分散した
懸濁液にＭＸ3（ここでＭは第１３族元素であり、Ｘは
ハロゲン元素である）で表される化合物を添加して、Ｍ
3+イオンと前記界面活性剤の親水性基との間に静電気的
結合を形成させる段階；および、 ｃ）前記静電気的結合を形成している前記電気化学的酸
化／還元が可能な物質をろ過して低温で焼成する段階を
含む、表面にメソ多孔質ＭＰＯ4、ＭＳＯ4またはＭＷＯ
4（ここでＭは第１３族元素である）コーティング層が
形成された活物質の製造方法。 - 【請求項４２】 正極を製造する段階；負極を製造する
段階；および、前記正極と前記負極との間にセパレータ
が位置するようにして電解液を含浸させる段階を含む、
電池の製造方法であって、前記正極と負極のうち少なく
とも一方は、導電剤または導電剤と伝導性高分子分散剤
との混合物がコーティングされた活物質を含むことを特
徴とする、電池の製造方法。 - 【請求項４３】 ａ）バインダーを溶媒に溶解してバイ
ンダー溶液を製造する段階； ｂ）前記バインダー溶液に前記コーティングされた活物
質を添加してスラリーを製造する段階；および、 ｃ）前記スラリーを集電体にコーティングして正極用極
板または負極用極板を製造する段階（ここで、前記極板
はコーティングされた活物質を含む）、を含む、請求項
４２に記載の電池の製造方法。 - 【請求項４４】 ａ）導電剤、伝導性高分子分散剤およ
びバインダーを溶媒に添加してコーティング液を製造す
る段階； ｂ）前記コーティング液に電気化学的酸化／還元が可能
な物質を添加してスラリーを製造する段階；および、 ｃ）前記スラリーを集電体にコーティングして正極用極
板または負極用極板を製造する段階（ここで、前記極板
は導電剤でコーティングされた活物質を含む）を含む、
請求項４２に記載の電池の製造方法。 - 【請求項４５】 電気化学的酸化／還元が可能な物質、
および前記電気化学的酸化／還元が可能な物質上に形成
されてなる、導電剤と伝導性高分子分散剤との混合物か
らなるコーティング層を含む電池用活物質であって、 前記コーティング層は、 ａ）導電剤および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加して
分散コーティング液を製造する段階； ｂ）前記分散コーティング液に前記電気化学的酸化／還
元が可能な物質を添加して前記電気化学的酸化／還元が
可能な物質表面に前記導電剤と前記伝導性高分子分散剤
とをコーティングする段階；および ｃ）前記導電剤と前記伝導性高分子分散剤とがコーティ
ングされた前記電気化学的酸化／還元が可能な物質を乾
燥する段階、を含む工程によって形成されてなることを
特徴とする電池用活物質。 - 【請求項４６】 電気化学的酸化／還元が可能な物質、
および前記電気化学的酸化／還元が可能な物質上に形成
されてなる、導電剤からなるコーティング層を含む電池
用活物質であって、 前記コーティング層は、 ａ）導電剤および伝導性高分子分散剤を溶媒に添加して
分散コーティング液を製造する段階； ｂ）ゼラチンを溶媒に添加した後、酸を添加してｐＨを
３〜４に調節する段階； ｃ）前記前記電気化学的酸化／還元が可能な物質表面に
コーティングされていない余分のゼラチンを除去してｐ
Ｈを５〜８に調節する段階； ｄ）前記段階ａ）で製造された分散コーティング液と前
記段階ｃ）で製造された液とを混合して前記電気化学的
酸化／還元が可能な物質表面に前記導電剤をコーティン
グする段階；および、 ｅ）前記導電剤がコーティングされた前記電気化学的酸
化／還元が可能な物質を熱処理してゼラチンを除去する
段階、を含む工程によって形成されたものである電池用
活物質。
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