JP2008147024A - 電極材料の複合化方法及び電極並びにリチウムイオン電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の電極材料の複合化方法は、LixFeyMe1−yPO4(但し、MeはCu、Ce、Mn、Co、Ni、Cr、Mo、Nb、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc、Yおよび希土類元素から選択された少なくとも1種、0<X<2、0<y<1)で表される電極活物質と、導電助剤と、溶媒とを媒体攪拌型分散装置により混合粉砕し、この混合粉砕物から溶媒を除去する。
【選択図】なし
Description
N. Ravet, J.B. Goodenough, S. Besner, M. Simoneau, P, Hovington, M.Armand, 196th ECS, Honolulu, Hawaii, October 17-22 (1999).
すなわち、本発明の電極材料の複合化方法は、LixFeyMe1−yPO4(但し、MeはCu、Ce、Mn、Co、Ni、Cr、Mo、Nb、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc、Yおよび希土類元素から選択された少なくとも1種、0<X<2、0<y<1)で表される電極活物質と、導電助剤と、溶媒とを湿式法により混合粉砕し、その後、前記溶媒を除去することを特徴とする。
前記導電助剤は炭素系導電材を含み、この前記導電助剤の含有率は、前記電極活物質100重量部に対して30重量部以下であることが好ましい。
さらに、本発明のリチウムイオン電池は、前記電極を正電極として備えてなることを特徴とする。
さらに、本発明のリチウムイオン電池によれば、電極活物質と導電助剤とが均一に複合化された電極を正電極に用いているので、放電電流が大きくなっても、放電容量を良好に保つことが可能な高性能なリチウムイオン電池を実現することができる。
LixFeyMe1−yPO4(但し、MeはCu、Ce、Mn、Co、Ni、Cr、Mo、Nb、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc、Yおよび希土類元素から選択された少なくとも1種、0<X<2、0<y<1)で表される電極活物質と、導電助剤と、溶媒とを湿式法により混合粉砕し、その後、前記溶媒を除去する方法である。
δ2=δd2+δp2+δh2 ・・・・(式1)
分散項δdは無極性相互作用を、極性項δpは相極子間力を、水素結合項δhは水素結合力をそれぞれ示す。また、ハンセンの溶解度パラメータのδが12.5以上のものに関しては界面活性剤などの分散改良剤を用いることで、複合化の溶媒として好ましく使用できる。
本発明の電極10によれば、電極活物質粒子11と導電助剤粒子12とが均一に複合化されているので、リチウムイオン電池の正電極として用いた場合に、優れた導電性によって電流密度が高く高出力が可能なリチウムイオン電池を実現することができる。
LiFePO4(住友大阪セメント社製)を14.25g、平均一次粒径11nmのカーボンブラック(デグサ社製)を0.75g、直径5mmのアルミナボールを50g、溶媒としてトルエンを22.5g混合し、12時間ボールミル処理を行った後、溶媒を蒸発させ、電極材料を得た。
(実施例2)
溶媒にアセトンを用い、実施例1と同様に作製した。
(実施例3)
溶媒にアセトニトリルを用い、実施例1と同様に作製した。
(実施例4)
溶媒に37.5mgのアデカカチオエース(株式会社ADEKA製)を界面活性剤として加えた22.5gのエタノールを用い、実施例1と同様に作製した。
(実施例5)
溶媒に37.5mgのアデカカチオエース(株式会社ADEKA製)を界面活性剤として加えた22.5gの水を用い、実施例1と同様に作製した。
(比較例1)
14.25gのLiFePO4 と0.75gのカーボンブラックを混合し、電極材料を得た。
(比較例2)
14.25gのLiFePO4 と0.75gのカーボンブラック、直径5mmのアルミナボールを50g混合し、乾式で12時間ボールミル処理を行い電極材料を得た。
(比較例3)
溶媒にエタノールを用い、実施例1と同様に作製した。
(比較例4)
溶媒に水を用い、実施例1と同様に作製した。
実施例1にて得られた正極活物質スラリーを、厚みが30μmのアルミニウム(Al)箔上に塗布し、その後、真空乾燥機を用いて真空乾燥し、その後、圧着し、正極(正の電極)とした。次いで、乾燥Ar雰囲気下にてステンレススチール(SUS)製の2016コイン型セルを用いて、実施例1のリチウムイオン電池を作製した。
なお、負極には金属Liを、セパレーターには多孔質ボリプロピレン膜を、電解質溶液には1mol/LのLiPF6溶液を、それぞれ用いた。このLiPF6溶液の溶媒としては、炭酸エチレンと炭酸ジエチルとの比が1:1のものを用いた。
Claims (6)
- LixFeyMe1−yPO4(但し、MeはCu、Ce、Mn、Co、Ni、Cr、Mo、Nb、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc、Yおよび希土類元素から選択された少なくとも1種、0<X<2、0<y<1)で表される電極活物質と、導電助剤と、溶媒とを湿式法により混合粉砕し、その後、前記溶媒を除去することを特徴とする電極材料の複合化方法。
- 前記電極活物質は、平均粒径が0.03μm以上かつ10μm以下であり、前記導電助剤は、平均粒径が0.001μm以上かつ0.1μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の電極材料の複合化方法。
- 前記導電助剤は炭素系導電材を含み、この前記導電助剤の含有率は、前記電極活物質100重量部に対して30重量部以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の電極材料の複合化方法。
- 前記溶媒は、ハンセンの溶解パラメーターにおけるδの値が12.5未満であり、かつ沸点が150℃以下であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の電極材料の複合化方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電極材料の複合化方法によって製造された電極材料を用いてなることを特徴とする電極。
- 請求項5に記載の電極を正電極として備えてなることを特徴とするリチウムイオン電池。
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