JP2023102892A - 電極および電池 - Google Patents

電極および電池 Download PDF

Info

Publication number
JP2023102892A
JP2023102892A JP2022003630A JP2022003630A JP2023102892A JP 2023102892 A JP2023102892 A JP 2023102892A JP 2022003630 A JP2022003630 A JP 2022003630A JP 2022003630 A JP2022003630 A JP 2022003630A JP 2023102892 A JP2023102892 A JP 2023102892A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
electrode active
layer
electrode
polycrystalline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022003630A
Other languages
English (en)
Inventor
良輔 大澤
Ryosuke Osawa
将史 上田
Masashi Ueda
拓男 柳
Takuo Yanagi
壮吉 大久保
Sokichi Okubo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2022003630A priority Critical patent/JP2023102892A/ja
Priority to US18/061,067 priority patent/US20230223520A1/en
Priority to CN202211710171.4A priority patent/CN116435460A/zh
Publication of JP2023102892A publication Critical patent/JP2023102892A/ja
Priority to US18/443,442 priority patent/US20240250245A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

【課題】本開示は、抵抗低減と、サイクル特性向上とを両立した電極を提供することを主目的とする。【解決手段】本開示においては、電池に用いられる電極であって、上記電極は、電極集電体および電極活物質層を有し、上記電極活物質層は、電極活物質として、単結晶系の電極活物質と、多結晶系の電極活物質とを含有し、上記単結晶系の電極活物質、および、上記多結晶系の電極活物質は、それぞれ、リチウム遷移金属複合酸化物であり、上記電極活物質層は、上記電極集電体とは反対側の第１表面を含む第１層と、上記電極集電体側の第２表面を含む第２層とを有し、上記第１層は、上記電極活物質の主成分として、上記単結晶系の電極活物質を含有し、上記第２層は、上記電極活物質の主成分として、上記多結晶系の電極活物質を含有する、電極を提供することにより、上記課題を解決する。【選択図】図２

Description

本開示は、電極および電池に関する。
近年、パソコン、携帯電話等の電子機器の急速な普及に伴い、その電源として用いられる電池の開発が進められている。また、自動車産業界においても、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）または電気自動車（ＢＥＶ）に用いられる電池の開発が進められている。種々の電池の中でも、リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いという利点を有する。
リチウムイオン二次電池に代表される電池は、通常、正極と、負極と、正極および負極の間に配置された電解質層とを有する。正極は、通常、正極集電体と、正極活物質を含有する正極活物質層とを、有する。また、負極は、通常、負極集電体と、負極活物質を含有する負極活物質層とを、有する。
例えば、特許文献１には、ニッケルおよびリチウムを主成分とし、単結晶で平均粒子径が２～８μｍである一次粒子からなる、非水系二次電池用正極活物質が開示されている。また、特許文献２には、多結晶粒子を含む第１の化合物粉末と、単結晶モノリシック粒子を含む第２の化合物粉末とを含む、粉末状正極活物質の調製方法が開示されている。また、特許文献３には、セパレータが、耐熱材料として、単結晶の一次粒子が連結した多結晶粒子を含むことが開示されている。
特開２００６－０５４１５９号公報 特表２０２１－５０７４８６号公報 特開２０１２－０８４２５５号公報
例えば特許文献１のように、単結晶系の電極活物質を用いた場合、電極活物質層の抵抗が高くなりやすい。一方、例えば特許文献２のように、単結晶系の電極活物質と、多結晶系の電極活物質とを混合して用いた場合、抵抗が低い多結晶系の電極活物質に、電流が集中し、サイクル特性が低下しやすい。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、抵抗低減と、サイクル特性向上とを両立した電極を提供することを主目的とする。
本開示においては、電池に用いられる電極であって、上記電極は、電極集電体および電極活物質層を有し、上記電極活物質層は、電極活物質として、単結晶系の電極活物質と、多結晶系の電極活物質とを含有し、上記単結晶系の電極活物質、および、上記多結晶系の電極活物質は、それぞれ、リチウム遷移金属複合酸化物であり、上記電極活物質層は、上記電極集電体とは反対側の第１表面を含む第１層と、上記電極集電体側の第２表面を含む第２層とを有し、上記第１層は、上記電極活物質の主成分として、上記単結晶系の電極活物質を含有し、上記第２層は、上記電極活物質の主成分として、上記多結晶系の電極活物質を含有する、電極を提供する。
本開示によれば、第１層に単結晶系の電極活物質を用い、第２層に多結晶系の電極活物質を用いることで、抵抗低減と、サイクル特性向上とを両立した電極となる。
上記開示において、上記単結晶系の電極活物質、および、上記多結晶系の電極活物質は、それぞれ、遷移金属として、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの少なくとも一種を含有してもよい。
上記開示において、上記単結晶系の電極活物質を構成する構成元素と、上記多結晶系の電極活物質を構成する構成元素とは、同一であってもよい。
上記開示において、上記第１層は、上記多結晶系の電極活物質を含有してもよい。
上記開示において、上記第１層は、上記多結晶系の電極活物質を含有しなくてもよい。
上記開示において、上記第２層は、上記単結晶系の電極活物質を含有してもよい。
上記開示において、上記第２層は、上記単結晶系の電極活物質を含有しなくてもよい。
上記開示において、上記第１層は、上記単結晶系の電極活物質の表面に繊維状炭素材料が付着した第１複合体を含有し、上記第２層は、上記多結晶系の電極活物質の表面に粒子状炭素材料が付着した第２複合体を含有してもよい。
上記開示において、上記繊維状炭素材料は、カーボンナノチューブであり、上記粒子状炭素材料は、カーボンブラックであってもよい。
上記開示において、上記電極は、正極であってもよい。
また、本開示においては、正極と、負極と、上記正極および上記負極の間に配置された電解質層とを有する電池であって、上記正極および上記負極の少なくとも一方が、上述した電極である、電池を提供する。
本開示によれば、正極および負極の少なくとも一方が、上述した電極であることから、抵抗低減と、サイクル特性向上とを両立した電池となる。
本開示における電極は、抵抗低減と、サイクル特性向上とを両立できるという効果を奏する。
本開示における電池を例示する概略断面図である。 本開示における電極活物質層を説明する説明図である。 本開示における電極活物質層を説明する説明図である。 合成例における正極活物質の合成方法を示すフロー図である。
以下、本開示における電極および電池について、詳細に説明する。本明細書において、ある部材に対して他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方に、別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含む。
Ａ．電極
本開示における電極は、電池に用いられる。図１は、本開示における電池を例示する概略断面図である。図１に示す電池１００は、正極１０と、負極２０と、正極１０および負極２０の間に配置された電解質層３０と、を有する。正極１０は、正極集電体１と、正極集電体１および電解質層３０の間に配置された正極活物質層２と、を有する。一方、負極２０は、負極集電体１１と、負極集電体１１および電解質層３０の間に配置された負極活物質層１２と、を有する。本開示における電極は、正極であってもよく、負極であってもよく、正極および負極の両方であってもよい。
図２は、本開示における電極活物質層を説明する説明図である。図２では、電極活物質層が正極活物質層である場合を例示している。正極活物質層２は、正極活物質として、単結晶系の電極活物質と、多結晶系の電極活物質とを含有する。これらの定義については後述する。また、単結晶系の電極活物質、および、多結晶系の電極活物質は、それぞれ、リチウム遷移金属複合酸化物である。
図２に示すように、正極活物質層２は、正極集電体（図示せず）とは反対側の第１表面Ｓ１を含む第１層２１と、正極集電体（図示せず）側の第２表面Ｓ２を含む第２層２２とを有する。また、図３に示すように、正極活物質層２は、第１層２１および第２層２２の間に、１層または２層以上の中間層２３を有していてもよく、有していなくてもよい。第１層２１は、正極活物質の主成分として、単結晶系の正極活物質を含有する。一方、第２層２２は、正極活物質の主成分として、多結晶系の正極活物質を含有する。
本開示によれば、第１層に単結晶系の電極活物質を用い、第２層に多結晶系の電極活物質を用いることで、抵抗低減と、サイクル特性向上とを両立した電極となる。上述したように、単結晶系の電極活物質を用いた場合、電極活物質層の抵抗が高くなりやすい。これは、単結晶系の電極活物質における結晶子径は、通常、多結晶系の電極活物質における結晶子径より大きいためである。具体的に、結晶子径が大きい程、電極反応が生じにくい粒子内部の影響が大きくなるため、抵抗が高くなりやすい。また、上述したように、単結晶系の電極活物質と、多結晶系の電極活物質とを混合して用いた場合、抵抗が低い多結晶系の電極活物質に電流が集中し、局所的な劣化が生じやすい。そのため、サイクル特性が低下しやすい。
これに対して、本開示においては、第１層に単結晶系の電極活物質を用い、第２層に多結晶系の電極活物質を用いる。第１層においては、例えば、充電時に電解質層から移動してきたＬｉと多く反応するため、より反応性が低い（より安定性の高い）単結晶系の電極活物質が用いられる。その結果、サイクル特性が向上する。一方、第２層においては、例えば、充電時におけるＬｉの移動距離が長く、抵抗が増加しやすいため、より抵抗が低い多結晶系の電極活物質が用いられる。このように、Ｌｉに対する安定性、および、Ｌｉの移動距離を考慮し、第１層に単結晶系の電極活物質を用い、第２層に多結晶系の電極活物質を用いることで、抵抗低減と、サイクル特性向上との両立を図ることができる。
１．電極活物質層
本開示における電極活物質層は、電極活物質として、単結晶系の電極活物質と、多結晶系の電極活物質とを含有する。また、本開示における電極活物質層は、電極集電体とは反対側の第１表面を含む第１層と、電極集電体側の第２表面を含む第２層と、を有する。
（１）電極活物質
本開示における電極活物質は、正極活物質であってもよく、負極活物質であってもよい。また、電極活物質層は、電極活物質として、単結晶系の電極活物質と、多結晶系の電極活物質とを含有する。単結晶系の電極活物質および多結晶系の電極活物質の形状は、通常、粒子状である。本開示において、「単結晶系の電極活物質」とは、一次粒子径が１．５μｍ以上である電極活物質をいう。中でも、単結晶系の電極活物質の一次粒子径は、２．０μｍ以上６．０μｍ以下であることが好ましい。一方、本開示において、「多結晶系の電極活物質」とは、一次粒子径が１．５μｍ未満である電極活物質をいう。中でも、多結晶系の電極活物質の一次粒子径は、０．５μｍ以上１．０μｍ未満であることが好ましい。一次粒子径は、一次粒子の径（最長径）をいい、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察で得られる画像から求められる。一次粒子とは、ＳＥＭにより観察される幾何学的形態から判断して、単位粒子(ultimate particle)に該当する粒子をいう。単位粒子は、典型的には、結晶子（単結晶）である。単結晶には、理想的な完全結晶のみならず、格子欠陥を有する結晶も含まれる。また、単結晶系の電極活物質には、比較的少数（例えば２０以下であり、１０以下であってもよく、５以下であってもよい）の単結晶が接合したものも含まれる。一方、多結晶系の電極活物質は、通常、多数（例えば２０より多く、１００以上であってもよい）の単結晶が、規則性を有さずに（ランダムに）接合されたものである。
本開示における単結晶系の電極活物質は、リチウム遷移金属複合酸化物である。すなわち、単結晶系の電極活物質は、Ｌｉと、Ｍ１（Ｍ１は１種または２種以上の遷移金属である）と、Ｏとを含有する。遷移金属Ｍ１としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎが挙げられる。中でも、単結晶系の電極活物質は、遷移金属として、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの少なくとも一種を含有することが好ましい。遷移金属Ｍ１の一部は、周期律表第１３族～第１７族に属する金属（半金属を含む）で置換されていてもよい。周期律表第１３族～第１７族に属する金属の典型例としては、Ａｌが挙げられる。
単結晶系の電極活物質の具体例としは、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ）Ｏ２、Ｌｉ（Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌ）Ｏ２等の岩塩層状型活物質、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ（Ｎｉ０．５Ｍｎ１．５）Ｏ４、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等のスピネル型活物質、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４等のオリビン型活物質が挙げられる。
本開示における多結晶系の電極活物質は、リチウム遷移金属複合酸化物である。すなわち、多結晶系の電極活物質は、Ｌｉと、Ｍ２（Ｍ２は１種または２種以上の遷移金属である）と、Ｏとを含有する。遷移金属Ｍ２としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎが挙げられる。中でも、多結晶系の電極活物質は、遷移金属として、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの少なくとも一種を含有することが好ましい。遷移金属Ｍ２の一部は、上述した遷移金属Ｍ１と同様に、周期律表第１３族～第１７族に属する金属（半金属を含む）で置換されていてもよい。また、多結晶系の電極活物質の具体例も、上述した単結晶系の電極活物質の具体例と同様である。
単結晶系の電極活物質を構成する構成元素と、多結晶系の電極活物質を構成する構成元素とは、同一であることが好ましい。例えば、単結晶系の電極活物質が、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｏを構成元素として含有する場合、多結晶系の電極活物質も、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｏを構成元素として含有することが好ましい。また、単結晶系の電極活物質の組成と、多結晶系の電極活物質の組成とは、同一であることが好ましい。例えば、単結晶系の電極活物質が、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２の組成を有する場合、多結晶系の電極活物質も、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２の組成を有することが好ましい。
例えば、単結晶系の電極活物質および多結晶系の電極活物質が、それぞれ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｏを構成元素として含有する場合、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折（ＸＲＤ）において、２θ＝１８．５°～１９．０°の位置に、典型的なピークが現れる。そのピークの半値幅（半値全幅）をＨｗとし、単結晶系の電極活物質におけるＨｗをＨｗ１とし、多結晶系の電極活物質におけるＨｗをＨｗ２とする。Ｈｗ１は、通常、Ｈｗ２より小さい。Ｈｗ１は、例えば０．８°以下であってもよい。一方、Ｈｗ２は、例えば０．８°より大きくてもよい。
（２）第１層
本開示における第１層は、電極活物質層において、電極集電体とは反対側の第１表面を含む層である。第１表面は、通常、電極活物質層の電解質層側の表面である。第１層は、電極活物質の主成分として、単結晶系の電極活物質を含有する。
第１層は、単結晶系の電極活物質を１種のみ含有していてもよく、２種以上含有していてもよい。第１層に含まれる全ての電極活物質に対する、単結晶系の電極活物質の割合は、例えば５０重量％より多く、７０重量％以上であってもよく、９０重量％以上であってもよく、１００重量％であってもよい。
第１層は、多結晶系の電極活物質を含有していてもよく、含有していなくてもよい。前者の場合、第１層に含まれる全ての電極活物質に対する、多結晶系の電極活物質の割合は、例えば、１重量％以上、５０重量％未満であり、５重量％以上、４０重量％以下であってもよい。
第１層における電極活物質層の割合は、特に限定されないが、例えば４０重量％以上であり、６０重量％以上であってもよく、８０重量％以上であってもよい。
第１層は、導電材をさらに含有していてもよい。導電材としては、例えば炭素材料が挙げられる。炭素材料としては、例えば、カーボンブラック等の粒子状炭素材料、炭素繊維、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）等の繊維状炭素材料が挙げられる。カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック（ＫＢ）、ファーネスブラック（ＦＢ）が挙げられる。また、第１層は、バインダーをさらに含有していてもよい。バインダーとしては、例えば、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素含有バインダーが挙げられる。また、第１層は、通常、後述する電解質を含有する。
第１層は、導電材の主成分として、繊維状炭素材料を含有することが好ましい。繊維状炭素材料は、通常、粒子状炭素材料に比べて比表面積が大きく、単結晶系の電極活物質との接触が良好になるからである。単結晶系の電極活物質は、通常、多結晶系の電極活物質に比べて、表面の凹凸が少ないため、炭素材料と良好な接触が生じにくい。これに対して、比表面積が大きい繊維状炭素材料を用いることで、繊維状炭素材料と、単結晶系の電極活物質との接触が良好になり、抵抗が低下しやすい。第１層に含まれる全て導電材に対する、繊維状炭素材料の割合は、例えば、５０重量％より多く、７０重量％以上であってもよく、９０重量％以上であってもよく、１００重量％であってもよい。
第１層は、単結晶系の電極活物質の表面に繊維状炭素材料が付着した第１複合体を含有することが好ましい。繊維状炭素材料と、単結晶系の電極活物質との接触がさらに良好になるからである。第１複合体の作製方法としては、繊維状炭素材料と、単結晶系の電極活物質とを、複合化処理装置を用いて複合化する方法が挙げられる。第１複合体において、単結晶系の電極活物質の表面には、繊維状炭素材料が分散した状態で付着している。第１複合体における繊維状炭素材料の割合は、例えば０．５重量％以上５重量％以下であり、１重量％以上３重量％以下であってもよい。また、第１複合体は、上述したバインダーをさらに含有していてもよい。
第１層の厚さは、例えば、１μｍ以上、５００μｍ以下であり、５μｍ以上、２５０μｍ以下であってもよく、１５μｍ以上、１５０μｍ以下であってもよい。
（３）第２層
本開示における第２層は、電極活物質層において、電極集電体側の第２表面を含む層である。第２層は、電極活物質の主成分として、多結晶系の電極活物質を含有する。
第２層は、多結晶系の電極活物質を１種のみ含有していてもよく、２種以上含有していてもよい。第２層に含まれる全ての電極活物質に対する、多結晶系の電極活物質の割合は、例えば５０重量％より多く、７０重量％以上であってもよく、９０重量％以上であってもよく、１００重量％であってもよい。
第２層は、単結晶系の電極活物質を含有していてもよく、含有していなくてもよい。前者の場合、第２層に含まれる全ての電極活物質に対する、単結晶系の電極活物質の割合は、例えば、１重量％以上、５０重量％未満であり、５重量％以上、４０重量％以下であってもよい。
第２層における電極活物質層の割合は、特に限定されないが、例えば４０重量％以上であり、６０重量％以上であってもよく、８０重量％以上であってもよい。
第２層は、上述した導電材をさらに含有していてもよい。同様に、第２層は、上述したバインダーをさらに含有していてもよい。また、第２層は、通常、後述する電解質を含有する。
第２層は、導電材の主成分として、粒子状炭素材料を含有することが好ましい。粒子状炭素材料は、通常、繊維状炭素材料に比べて安価だからである。多結晶系の電極活物質は、通常、単結晶系の電極活物質に比べて、表面の凹凸が多い。そのため、比表面積が小さい粒子状炭素材料を用いた場合であっても、多結晶系の電極活物質と、粒子状炭素材料との接触は良好になる。第２層に含まれる全て導電材に対する、粒子状炭素材料の割合は、例えば、５０重量％より多く、７０重量％以上であってもよく、９０重量％以上であってもよく、１００重量％であってもよい。
第２層は、多結晶系の電極活物質の表面に粒子状炭素材料が付着した第２複合体を含有することが好ましい。粒子状炭素材料と、多結晶系の電極活物質との接触がさらに良好になるからである。第２複合体の作製方法については、上述した第１複合体の作製方法と同様である。第２複合体において、多結晶系の電極活物質の表面には、粒子状炭素材料が分散した状態で付着している。第２複合体における粒子状炭素材料の割合は、例えば０．５重量％以上５重量％以下であり、１重量％以上３重量％以下であってもよい。また、第２複合体は、上述したバインダーをさらに含有していてもよい。
第２層の厚さは、例えば、１μｍ以上、５００μｍ以下であり、５μｍ以上、２５０μｍ以下であってもよく、１５μｍ以上、１５０μｍ以下であってもよい。第２層および第１層の厚さの関係は、特に限定されず、第２層の厚さは、第１層の厚さより大きくてもよく、第１層の厚さと同じであってもよく、第１層の厚さより小さくてもよい。「第２層の厚さおよび第１層の厚さが同じ」とは、両者の厚さの差の絶対値が、３μｍ以下であることをいう。
（３）電極活物質層
本開示における電極活物質層は、第１層および第２層を少なくとも有する。電極活物質層は、第１層および第２層の間に、１層または２層以上の中間層を有していてもよい。中間層は、電極活物質を含有する。中間層は、電極活物質として、（ｉ）単結晶系の電極活物質のみを含有していてもよく、（ii）多結晶系の電極活物質のみを含有していてもよく、（iii）単結晶系の電極活物質および多結晶系の電極活物質の両方を含有していてもよい。
電極活物質層が中間層を有する場合、電極活物質層における単結晶系の電極活物質の重量割合が、電極活物質層の第１表面から第２表面に向かって、段階的に減少することが好ましい。すなわち、電極活物質層に含まれる全ての単結晶系の電極活物質の重量を１００重量部とし、第１層に含まれる単結晶系の電極活物質の重量をＸ重量部とし、中間層に含まれる単結晶系の電極活物質の重量をＹ重量部とし、第２層に含まれる単結晶系の電極活物質をＺ重量部とした場合に、Ｘ、ＹおよびＺは、Ｘ＞０、Ｙ≧０、Ｚ≧０、Ｘ＞Ｙ≧Ｚ、および、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００を満たすことが好ましい。また、ＹおよびＺは、Ｙ＞Ｚを満たしてもよい。
電極活物質層が中間層を有する場合、電極活物質層における多結晶系の電極活物質の重量割合が、電極活物質層の第１表面から第２表面に向かって、段階的に増加することが好ましい。すなわち、電極活物質層に含まれる全ての多結晶系の電極活物質の重量を１００重量部とし、第１層に含まれる多結晶系の電極活物質の重量をＰ重量部とし、中間層に含まれる多結晶系の電極活物質の重量をＱ重量部とし、第２層に含まれる多結晶系の電極活物質の重量をＲ重量部とした場合に、Ｐ、ＱおよびＲは、Ｐ≧０、Ｑ≧０、Ｒ＞０、Ｐ≦Ｑ＜Ｒ、および、Ｐ＋Ｑ＋Ｒ＝１００を満たすことが好ましい。また、ＰおよびＱは、Ｐ＜Ｑを満たしてもよい。
電極活物質層における中間層は、電極活物質に加えて、導電材およびバインダーの少なくとも一方をさらに含有していてもよい。導電材およびバインダーの詳細については、上述した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。また、中間層は、通常、後述する電解質を含有する。電極活物質層の厚さは、例えば、２μｍ以上、１０００μｍ以下であり、１０μｍ以上、５００μｍ以下であってもよく、３０μｍ以上、３００μｍ以下であってもよい。
２．電極集電体
本開示における電極集電体は、電極活物質層の集電を行う。電極集電体は、正極集電体であってもよく、負極集電体であってもよい。正極集電体の材料としては、例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタンおよびカーボンが挙げられる。負極集電体の材料としては、例えばＳＵＳ、銅、ニッケルおよびカーボンが挙げられる。また、電極集電体の形状としては、例えば、箔状、メッシュ状が挙げられる。
Ｂ．電池
図１は、本開示における電池を例示する概略断面図である。図１に示す電池１００は、正極１０と、負極２０と、正極１０および負極２０の間に配置された電解質層３０と、を有する。正極１０および負極２０の少なくとも一方は、上記「Ａ．電極」に記載した電極に該当する。
本開示によれば、正極および負極の少なくとも一方が、上述した電極であることから、抵抗低減と、サイクル特性向上とを両立した電池となる。
１．正極
正極は、正極集電体と、正極集電体の電解質層側の面に配置された正極活物質層とを有する。本開示における正極は、上述した電極に該当することが好ましい。一方、本開示における正極が上述した電極に該当しない場合、通常、本開示における負極が上述した電極に該当する。この場合、正極には、従来の任意の正極を用いることができる。
２．負極
負極は、負極集電体と、負極集電体の電解質層側の面に配置された負極活物質層とを有する。本開示における負極は、上述した電極に該当することが好ましい。一方、本開示における負極が上述した電極に該当しない場合、通常、本開示における正極が上述した電極に該当する。この場合、負極には、従来の任意の負極を用いることができる。
３．電解質層
本開示における電解質層は、少なくとも電解質を含有する。電解質としては、例えば、液体電解質（電解液）、ゲル電解質、固体電解質が挙げられる。
電解液は、例えば、リチウム塩および溶媒を有する。リチウム塩としては、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６等の無機リチウム塩；ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３等の有機リチウム塩が挙げられる。溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）が挙げられる。溶媒は、１種のみであってもよく、２種以上であってもよい。
ゲル電解質は、通常、電解液にポリマーを添加することにより得られる。ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドが挙げられる。固体電解質としては、例えば、ポリマー電解質等の有機固体電解質；硫化物固体電解質、酸化物固体電解質等の無機固体電解質が挙げられる。また、電解質層の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０００μｍ以下である。電解質層は、セパレータを有していてもよい。
４．電池
本開示における電池は、典型的にはリチウムイオン二次電池である。電池の用途としては、例えば、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。また、本開示における電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。
本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。
［合成例１］
図４に示す合成フローに沿って、多結晶系の正極活物質を合成した。まず、原料として、ＮｉＳＯ４、ＣｏＳＯ４、ＭｎＳＯ４を準備し、これらを、ＮｉＳＯ４：ＣｏＳＯ４：ＭｎＳＯ４＝１：１：１のモル比で秤量し、イオン交換水に、濃度が３０重量％となるように溶解させ、原料溶液を得た（原料溶解）。次に、反応容器中にＮＨ３水溶液を一定量入れ、スターラーで撹拌しながら窒素置換し、さらに、ＮａＯＨを加えてｐＨをアルカリ性に調整した。反応容器内を一定のｐＨに制御しながら、原料溶液およびＮＨ３水溶液を滴下し、遷移金属水酸化物を沈殿させた（晶析）。
次に、沈殿した遷移金属水酸化物を、ろ過により取り出し、その後、カルボキシメチルセルロース水溶液（ＣＭＣ水溶液）を用いて洗浄した（洗浄）。次に、洗浄した遷移金属水酸化物を、ろ過により取り出し、１２０℃、１６時間の条件で乾燥した（乾燥）。次に、乾燥した遷移金属水酸化物と、Ｌｉ原料（Ｌｉ２ＣＯ３）とを乳鉢内で混合した（Ｌｉ原料混合）。次に、得られた混合物を、マッフル炉を用いて、８００℃～９５０℃で１０時間焼成した（焼成）。次に、得られた焼成物を、ジェットミルを用いて解砕し、正極活物質（ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２）を得た。得られた正極活物質を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、多結晶系の正極活物質に該当することが確認された。
［合成例２］
焼成温度を９５０℃～１１００℃に変更したこと以外は、合成例１と同様の操作を行い、正極活物質（ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２）を得た。得られた正極活物質を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、単結晶系の正極活物質に該当することが確認された。
［実施例１］
合成例１で得られた多結晶系の正極活物質と、合成例２で得られた単結晶系の正極活物質とを用いて、電池を作製した。電池の作製方法は、以下の通りである。まず、単結晶系の正極活物質、導電材（アセチレンブラック）およびバインダー（ポリフッ化ビニリデン）を、重量比で、単結晶系の正極活物質：導電材：バインダー＝８８：１０：２の割合で秤量し、これらを混合した。得られた混合物に分散媒を添加し、撹拌することで、第１層用の正極スラリーを得た。
次に、多結晶系の正極活物質、導電材（アセチレンブラック）およびバインダー（ポリフッ化ビニリデン）を、重量比で、多結晶系の正極活物質：導電材：バインダー＝８８：１０：２の割合で秤量し、これらを混合した。得られた混合物に分散媒を添加し、撹拌することで、第２層用の正極スラリーを得た。
次に、正極集電体（Ａｌ箔）上に、フィルムアプリケーター（膜厚調整機能付き、オールグッド株式会社）を用いて、第２層用の正極スラリーおよび第１層用の正極スラリーを連続的に塗工し、８０℃で５分間乾燥させた。これにより、正極集電体、第２層および第１層を有する正極構造体を得た。正極活物質層に含まれる全ての正極活物質を１００重量部とした場合に、第１層に含まれる単結晶系の正極活物質は２０重量部であり、第１層に含まれる多結晶系の正極活物質は０重量部であり、第２層に含まれる単結晶系の正極活物質は０重量部であり、第２層に含まれる多結晶系の正極活物質は８０重量部であった。正極活物質層における活物質比率は、第１層および第２層を作製する際のスラリー塗布量により調整した。
次に、負極活物質（天然黒鉛）およびバインダー（ＳＢＲおよびＣＭＣ）を混合し、得られた混合物に分散媒を添加し、撹拌することで、負極スラリーを得た。得られた負極スラリーを、フィルムアプリケーターにて、負極集電体上に塗工し、その後、８０℃で５分間乾燥させた。これにより、負極集電体および負極層を有する負極構造体を得た。
正極構造体における正極層と、負極構造体における負極層とを、セパレータを介して対向させ、捲回し、電解液を注入することで、電池を得た。電解液として、ＥＣ、ＤＭＣおよびＥＭＣを、ＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭＣ＝３：４：３の体積比で含有した混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を１Ｍとなるように溶解させたものを用いた。
［実施例２、３］
正極活物質層における活物質比率を、表１に示す値に変更したこと以外は、実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例４］
まず、単結晶系の正極活物質、多結晶系の正極活物質、導電材（アセチレンブラック）およびバインダー（ポリフッ化ビニリデン）を、重量比で、単結晶系の正極活物質：多結晶系の正極活物質：導電材：バインダー＝５２．８：３５．２：１０：２の割合で秤量し、これらを混合した。得られた混合物に分散媒を添加し、撹拌することで、第１層用の正極スラリーを得た。
次に、単結晶系の正極活物質、多結晶系の正極活物質、導電材（アセチレンブラック）およびバインダー（ポリフッ化ビニリデン）を、重量比で、単結晶系の正極活物質：多結晶系の正極活物質：導電材：バインダー＝３５．２：５２．８：１０：２の割合で秤量し、これらを混合した。得られた混合物に分散媒を添加し、撹拌することで、第２層用の正極スラリーを得た。
得られた第１層用の正極スラリーおよび第２層用の正極スラリーを用いたこと以外は、実施例２と同様にして電池を得た。
［比較例１］
第２層用の正極スラリーの代わりに、第１層用の正極スラリーを用いたこと以外は、実施例２と同様にして電池を得た。
［比較例２］
第１層用の正極スラリーの代わりに、第２層用の正極スラリーを用いたこと以外は、実施例２と同様にして電池を得た。
［比較例３］
第１層用の正極スラリーの代わりに、第２層用の正極スラリーを用い、第２層用の正極スラリーの代わりに、第１層用の正極スラリーを用いたこと以外は、実施例３と同様にして電池を得た。
［比較例４］
単結晶系の正極活物質、多結晶系の正極活物質、導電材（アセチレンブラック）およびバインダー（ポリフッ化ビニリデン）を、重量比で、単結晶系の正極活物質：多結晶系の正極活物質：導電材：バインダー＝４４：４４：１０：２の割合で秤量し、これらを混合した。得られた混合物に分散媒を添加し、撹拌することで、第１層用の正極スラリーを得た。同様の操作を行い、第２層用の正極スラリーを得た。
得られた第１層用の正極スラリーおよび第２層用の正極スラリーを用いたこと以外は、実施例２と同様にして電池を得た。
［評価］
（初期抵抗）
実施例１～４および比較例１～４で得られた電池を、４．１Ｖまで充電し、その後、３．０Ｖまで放電した。その後、３．７Ｖまで充電し、６０℃で９時間静置した。その後、－１０℃で、３．７Ｖ、１Ｃにおける１０秒間の充電抵抗を測定し、初期抵抗を求めた。その結果を表１に示す。なお、表１における初期抵抗は、比較例１を１００％とした場合の相対値である。
（容量維持率）
実施例１～４および比較例１～４で得られた電池を、４．１Ｖ～３．０Ｖ、２Ｃ、６０℃の条件で充放電を２００サイクル行った。２００サイクル目の放電容量を、１サイクル目の放電容量で除することで、容量維持率を求めた。その結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例１～４は、比較例１に比べて、初期抵抗が低く、かつ、容量維持率が同程度であった。これに対して、比較例２～４は、比較例１に比べて、初期抵抗は低いものの、容量維持率が大幅に低下した。このように、本開示においては、抵抗低減と、サイクル特性向上とを両立できることが確認された。
［参考例１］
合成例２で作製した単結晶系の正極活物質と、導電材（アセチレンブラック、ＡＢ）と、バインダー（ポリフッ化ビニリデン）とを、重量比で、単結晶系の正極活物質：導電材：バインダー＝９７．５：１．５：１の割合で秤量し、これらを多目的小型混合粉砕機（ＭＰミキサー、日本コークス工業製）に投入し、１０，０００ｒｐｍ、１０分間の条件で複合化し、第１複合体を作製した。
次に、合成例１で作製した多結晶系の正極活物質と、導電材（アセチレンブラック）と、バインダー（ポリフッ化ビニリデン）とを、重量比で、多結晶系の正極活物質：導電材：バインダー＝９７．５：１．５：１の割合で秤量し、これらを多目的小型混合粉砕機（ＭＰミキサー、日本コークス工業製）に投入し、１０，０００ｒｐｍ、１０分間の条件で混合し、第２複合体を作製した。
次に、第１複合体と、第２複合体とを、乳鉢内で５分間混合した。得られた混合物を、静電スクリーン成膜装置（ベルク工業製）を用いて、正極集電体（Ａｌ箔、厚さ１２μｍ）上に成膜した。これにより、正極集電体および粉体層を有する正極前駆体を作製した。作製条件は、正極集電体と静電スクリーンとの距離を１ｃｍとし、成膜時に１．５ｋＶの電圧を印加した。その後、１６０℃に加熱した２枚の平板で、正極前駆体を挟み、１５ｔｏｎの荷重を３０秒間印加し、バインダーを軟化または溶融させた。これにより、正極集電体上に、粉体層を定着させ、評価用正極を得た。
［参考例２］
第１複合体における導電材を、アセチレンブラック（ＡＢ）から、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）に変更したこと以外は、参考例１と同様にして、評価用正極を得た。参考例２で作製した第１複合体（ＣＮＴ使用）と、参考例１で作製した第１複合体（ＡＢ使用）とを、ＳＥＭで観察した。その結果、単結晶系の正極活物質の表面に付着したＣＮＴの付着量は、単結晶系の正極活物質の表面に付着したＡＢの付着量より、多いことが確認された。
［評価］
（電子抵抗）
参考例１、２で得られた評価用正極の電子抵抗を、電極抵抗測定システム（HIOKI製RM2610）を用いて測定した。その結果を表２に示す。なお、表２における電子抵抗は、参考例１を１００％とした場合の相対値である。
（セル抵抗）
参考例１、２で得られた評価用正極を用いて小型セルを作製し、ＩＶ測定を行った。具体的には、０．３Ｃ、０．５Ｃおよび１Ｃの各電流Ｉで１０秒間放電し、電圧の低下量ΔＶを測定した。電流Ｉと、ΔＶとの関係から抵抗（傾き）を算出した。その結果を表２に示す。なお、表２におけるセル抵抗は、参考例１を１００％とした場合の相対値である。
表２に示すように、参考例２は、参考例１よりも、電子抵抗およびセル抵抗が低くなった。これは、参考例２における導電材（ＣＮＴ）の付着量が、参考例１における導電材（ＣＮＴ）の付着量より多く、参考例２における第１複合体の電子伝導性が、参考例１における第１複合体の電子伝導性より高いためであると考えられる。
１…正極集電体
２…正極活物質層
１０…正極
１１…負極集電体
１２…負極活物質層
２０…負極
３０…電解質層
１００…電池

Claims (11)

  1. 電池に用いられる電極であって、
    前記電極は、電極集電体および電極活物質層を有し、
    前記電極活物質層は、電極活物質として、単結晶系の電極活物質と、多結晶系の電極活物質とを含有し、
    前記単結晶系の電極活物質、および、前記多結晶系の電極活物質は、それぞれ、リチウム遷移金属複合酸化物であり、
    前記電極活物質層は、前記電極集電体とは反対側の第１表面を含む第１層と、前記電極集電体側の第２表面を含む第２層とを有し、
    前記第１層は、前記電極活物質の主成分として、前記単結晶系の電極活物質を含有し、
    前記第２層は、前記電極活物質の主成分として、前記多結晶系の電極活物質を含有する、電極。
  2. 前記単結晶系の電極活物質、および、前記多結晶系の電極活物質は、それぞれ、遷移金属として、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの少なくとも一種を含有する、請求項１に記載の電極。
  3. 前記単結晶系の電極活物質を構成する構成元素と、前記多結晶系の電極活物質を構成する構成元素とは、同一である、請求項１または請求項２に記載の電極。
  4. 前記第１層は、前記多結晶系の電極活物質を含有する、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の電極。
  5. 前記第１層は、前記多結晶系の電極活物質を含有しない、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の電極。
  6. 前記第２層は、前記単結晶系の電極活物質を含有する、請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の電極。
  7. 前記第２層は、前記単結晶系の電極活物質を含有しない、請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の電極。
  8. 前記第１層は、前記単結晶系の電極活物質の表面に繊維状炭素材料が付着した第１複合体を含有し、
    前記第２層は、前記多結晶系の電極活物質の表面に粒子状炭素材料が付着した第２複合体を含有する、請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の電極。
  9. 前記繊維状炭素材料は、カーボンナノチューブであり、前記粒子状炭素材料は、カーボンブラックである、請求項８に記載の電極。
  10. 前記電極は、正極である、請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載の電極。
  11. 正極と、負極と、前記正極および前記負極の間に配置された電解質層とを有する電池であって、
    前記正極および前記負極の少なくとも一方が、請求項１から請求項１０までのいずれかの請求項に記載の電極である、電池。
JP2022003630A 2022-01-13 2022-01-13 電極および電池 Pending JP2023102892A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022003630A JP2023102892A (ja) 2022-01-13 2022-01-13 電極および電池
US18/061,067 US20230223520A1 (en) 2022-01-13 2022-12-02 Electrode and battery
CN202211710171.4A CN116435460A (zh) 2022-01-13 2022-12-29 电极和电池
US18/443,442 US20240250245A1 (en) 2022-01-13 2024-02-16 Electrode and battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022003630A JP2023102892A (ja) 2022-01-13 2022-01-13 電極および電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023102892A true JP2023102892A (ja) 2023-07-26

Family

ID=87068989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022003630A Pending JP2023102892A (ja) 2022-01-13 2022-01-13 電極および電池

Country Status (3)

Country Link
US (2) US20230223520A1 (ja)
JP (1) JP2023102892A (ja)
CN (1) CN116435460A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20230223520A1 (en) 2023-07-13
US20240250245A1 (en) 2024-07-25
CN116435460A (zh) 2023-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3869594B1 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery and preparation method therefor
US11973209B2 (en) Positive electrode active material including single particles of lithium nickel composite transition metal oxide, method of preparing the same, and lithium secondary battery including the same
JP7139008B2 (ja) 二次電池用正極活物質、その製造方法及びこれを含むリチウム二次電池
US11031595B2 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery which include the positive electrode active material
JP6517331B2 (ja) リチウム二次電池用正極活物質、この製造方法及びこれを含むリチウム二次電池
JP7048853B2 (ja) リチウム二次電池用正極材、この製造方法、これを含むリチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池
EP3653582A1 (en) Cathode active material, method for producing same, and cathode electrode and secondary battery comprising same
JP2020029396A (ja) リチウム複合酸化物、リチウム二次電池用正極活物質およびこれを含むリチウム二次電池
JP2021520035A (ja) リチウム二次電池用正極活物質、この製造方法、これを含むリチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池
JP7532555B2 (ja) リチウム二次電池用正極活物質前駆体、正極活物質、及びそれを含む正極
JP2020031052A (ja) 正極活物質およびこれを含むリチウム二次電池
EP3872037A1 (en) Method for producing positive electrode active material precursor for lithium secondary battery
US11973222B2 (en) Positive electrode active material precursor for lithium secondary battery, and method of preparing the same
CN113365950A (zh) 制备正极活性材料前体的方法和正极活性材料前体
US20240243279A1 (en) Positive Electrode Active Material Precursor for Lithium Secondary Battery, and Method of Preparing the Same
EP3747833B1 (en) Method for preparing positive electrode active material for secondary battery
JP2024500909A (ja) リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法、それを含む正極及びリチウム二次電池
CN115148985A (zh) 正极活性物质及使用其的锂二次电池
EP3984960B1 (en) Preparation method for positive electrode active material for secondary battery
EP3868715A1 (en) Method for manufacturing cathode active material precursor for lithium secondary battery
KR20200084566A (ko) 양극 활물질, 이를 포함하는 양극 및 리튬 이차전지
EP4037030A1 (en) Positive electrode active material precursor for secondary battery, positive electrode active material, method for producing same, and lithium secondary battery including same
JP2023554657A (ja) リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法、及びそれを含むリチウム二次電池
JP2023102892A (ja) 電極および電池
US20240351914A1 (en) Positive Electrode Active Material, Positive Electrode Including the Same, and Lithium Secondary Battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230623

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240417

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240521

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240718

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241029