JP4410315B2

JP4410315B2 - 非水電解質電池用電極

Info

Publication number: JP4410315B2
Application number: JP50047899A
Authority: JP
Inventors: 忠良飯島; 茂夫黒瀬; 哲哉高橋; デビッドヴィアダムソン; イグナシオチャイ; ジョージシントラ; カーシックラマスワミ
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: KR100539322B1; EP0986115A4; EP0986115A1; EP0986115A8; JPH1145718A; AU7452498A; CN1120533C; KR20010012937A; EP0986115B1; RU2183368C2; WO1998054768A1; CN1256013A

Description

技術分野
本発明は、非水電解質電池用電極に関し、より詳しくは、リチウム複合酸化物が活物質として用いられ、電池に高容量を付与できると共にハイレート特性に優れた非水電解質電池用電極に関する。
背景技術
近年の電子分野の発展はめざましく、ビデオカメラ、液晶カメラ、携帯電話、ラップトップコンピューター、ワープロ等の各種機器が開発されている。それに対応して、これら電子機器の電源に使用される電池においては、小型化、軽量化、高エネルギー密度化への要求が高まっている。
従来、これらの電子機器には鉛電池やニッケルカドミウム電池が使用されていたが、これらの電池は小型化、軽量化、高エネルギー密度化の要求に対して十分に応えることができない。
そこで、非水溶媒にリチウム塩を溶解させた非水電解液を用いる、非水電解液電池が提案されている。この非水電解液電池としては、リチウムやリチウム合金もしくはリチウムイオンをドープ、脱ドープすることが可能な炭素材料を負極材料として用い、リチウムコバルト複合酸化物を正極材料として用いたものがすでに実用化されている。
この種の非水電解液電池は、作動電圧が３〜４Ｖと高いため、高エネルギー密度化が可能であり、自己放電も少なく、サイクル特性にも優れているという利点を有している。
また、この非水電解液電池では、さらなる小型化、軽量化、高エネルギー密度化を実現するために、活物質等の研究開発が盛んになされている。正極活物質としては、リチウムニッケル複合酸化物やリチウムニッケルコバルト複合酸化物のようなＮｉを含有するリチウム複合酸化物も提案されている。
発明の開示
発明の目的
ところが、本発明者らがリチウム複合酸化物の特性を検討したところ、粒子の粒度分布とＢＥＴ比表面積によっては、リチウム複合酸化物を電極として用いた電池のハイレート特性やサイクル特性に差があることが分かった。ノート型パソコンでリチウムイオン二次電池がよく使われているが、パソコンのハードディスクでは瞬間的ではあるが大電流を必要とする場面があり、この点でハイレート特性に優れた電池が要求されている。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、電池に高容量を付与できると共にハイレート特性に優れた非水電解質電池用電極を提供することにある。
発明の概要
本発明者らは鋭意研究した結果、特定のＢＥＴ法による比表面積を有するリチウム複合酸化物を電極活物質として用いることによって、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、活物質としてリチウム複合酸化物を含む非水電解質電池用電極であって、前記リチウム複合酸化物のＢＥＴ法による比表面積をＳａ、前記リチウム複合酸化物の粒径をｒ、前記リチウム複合酸化物の粒度分布をｆ（ｒ）、前記リチウム複合酸化物の密度をｄとして、Ｓｃを下記式（Ｉ）：

によって求められる値と定義したときに、前記リチウム複合酸化物は、
１．５≦Ｓａ／Ｓｃ≦１０
を満たすものである、非水電解質電池用電極である。
本発明において、リチウム複合酸化物が、２≦Ｓａ／Ｓｃ≦８を満たすものであることが好ましい。
本発明において、リチウム複合酸化物が、Ｌｉ_xＮｉ_yＭ_zＯ₂（ここで、ｘは０．８＜ｘ＜１．５、ｙ＋ｚは０．８＜ｙ＋ｚ＜１．２、ｚは０≦ｚ＜０．３５である。Ｍは、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから選ばれる少なくとも１種の元素を表す。）であることが好ましい。
本発明の電極によれば、特定のＢＥＴ法による比表面積Ｓａ（すなわち、１．５≦Ｓａ／Ｓｃ≦１０）を有するリチウム複合酸化物を電極活物質として用いるので、電池に高容量を付与できると共にハイレート特性、サイクル特性に優れた電池を得ることができる。
発明の詳細な説明
本発明において活物質として、リチウム複合酸化物を用いる。リチウム複合酸化物としては、例えば、Ｌｉ_xＣｏＯ₂（０＜ｘ≦１．０）、リチウムＬｉ_xＮｉＯ₂（０＜ｘ≦１．０）、Ｌｉ_1+xＭｎ_2-xＯ₄（０≦ｘ≦１／３）、Ｌｉ（Ｍ，Ｍｎ）₂Ｏ₄（Ｍ＝Ｃｒ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｂ）などが挙げられる。
本発明においては、リチウム複合酸化物が、Ｌｉ_xＮｉ_yＭ_zＯ₂（ここで、ｘは０．８＜ｘ＜１．５、ｙ＋ｚは０．８＜ｙ＋ｚ＜１．２、ｚは０≦ｚ＜０．３５である。Ｍは、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから選ばれる少なくとも１種の元素を表す。）であることが、高容量、安価である点からとりわけ好適である。この場合に、金属ＭはＣｏがより好ましく、２種類以上の金属でもよい。
このようなリチウム複合酸化物の製造方法としては、例えば、ＬｉＭetal³⁺Ｏ₂（ここで、ＭetalはＮｉを主体として、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから選ばれる少なくとも１種の元素を含む）焼成時に揮散する陰イオンをそれぞれ含むアルカリ性水溶性リチウム化合物と塩基性金属塩とを水媒体中で反応させてスラリーを得て、得られたスラリーを乾燥した後、焼成する方法を例示することができる。
塩基性金属塩は、Ｍetal²⁺（ＯＨ）_2-nk（Ａ^n-）_k・ｍＨ₂Ｏで表されるものである。ここで、Ｍetal²⁺には、Ｎｉを主体として、場合によってはＣｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから選ばれる少なくとも１種の元素を含む。Ａ^n-は、硝酸イオン、塩素イオン、臭素イオン、酢酸イオン、炭酸イオン等のｎ価（ｎ＝１〜３）のアニオンを表わす。また、ｋは、０．０３≦ｋ≦０．３、ｍは、０≦ｍ＜２である。
この式で示される塩基性金属塩は、Ｍetal²⁺の水溶液に、Ｍetal²⁺に対して、約０．７〜０．９５当量、好ましくは約０．８〜０．９５当量のアルカリを約８０℃以下の反応条件下で加えて反応させた後、４０℃〜７０℃で０．１〜１０時間熟成し、水洗により副生物を取り除くことにより製造することができる。ここで用いるアルカリとしては、水酸化ナトリウム等の水酸化アルカリ金属、水酸化カルシウム等の水酸化アルカリ土類金属、アミン類等が挙げられる。
この式で示される化合物より選択される塩基性金属塩と、水酸化リチウム、炭酸リチウム又はこれらの水和物などの中から選択される１種または複数のリチウム化合物とを水中で、反応液の濃度としては５〜２５重量％の範囲で、また反応温度は室温〜１００℃の範囲で反応を行いスラリーを得る。そして、組成物の形状の均一性を向上させるために噴霧乾燥を行う。
この乾燥物を空気や酸素あるいはオゾン等を含む酸化力を有したガス雰囲気下で、約７００〜１０００℃の温度領域で、約０．１〜２０時間加熱処理して焼成することにより、リチウム複合酸化物を得ることができる。
本発明に使用されるリチウム複合酸化物の別の製造方法として、水溶性金属化合物から得られる塩基性炭酸金属と水溶性リチウム化合物とを使用する方法を例示することができる。
ここで用いられる水溶性金属化合物は、硝酸塩、硫酸塩、金属塩化物等であり、この水溶性金属化合物は、ニッケル化合物を主体として、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから選ばれる少なくとも１種の元素が配合できるように、さらに所定量の別の水溶性金属化合物を混合したものでよい。
塩基性炭酸金属は、上記水溶性金属化合物の混合物と、炭酸アルカリ、重炭酸アルカリ、炭酸アンモニウム及び重炭酸アンモニウムからなる群から選ばれる化合物とを水中で反応させて得られる沈殿物や、さらにこの反応系に水酸化ナトリウムを存在させて反応させて得られる沈澱物を、濾過、乾燥することによって得られる。この場合に、良好な沈殿を生成させるには、炭酸根が若干過剰となるように使用するのが良く、沈殿の比表面積を制御するために攪拌条件を制御することも重要である。
このようにして得られた塩基性炭酸金属に、炭酸リチウム、水酸化リチウム等の水溶性リチウム化合物の粉末を、前記金属とＬｉを所望の比率で混合する。この混合物を、粉末のまま先ず不活性ガス又は酸素含有ガスの存在下で、３００〜５００℃に加熱する。この加熱により、塩基性炭酸金属の分解のみが進行し、結晶構造中の炭酸ガスが離脱する。この加熱を炭酸ガスの発生が実質的に終了するまで続け、塩基性炭酸金属のすべてを多数の微細な孔を有する酸化金属に変換する。
炭酸ガスの発生が実質的に終了した後、さらに昇温すると、溶融した水溶性リチウム化合物が酸化金属の微細孔中に侵入し、両者が極めて密接な接触状態になる。ここで酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で７００〜９００℃の温度で焼成すると、Ｎｉは２価から３価になり、Ｌｉ複合酸化物が生成する。
ここで用いる塩基性炭酸金属は、比表面積が大きな（例えば、１００ｍ²／ｇ以上）ものほど、ガス放出と予備焼成後の微細孔生成が効率化されるために好ましい。
このようにして得られたリチウム複合酸化物は、乾燥させて水分量を減じて使用するか、製造直後から乾燥状態を維持しておくことがことが好ましい。このような操作により、活物質に水分が多く含まれていることによる、電池容量の低下、インピーダンスの増大、保存性の劣化が回避され、高エネルギー密度を有する電池が実現する。
本発明に使用されるリチウム複合酸化物は、上述したもののうち、次に示すような特定のＢＥＴ法による比表面積を有している必要がある。すなわち、前記リチウム複合酸化物のＢＥＴ法による比表面積をＳａ、前記リチウム複合酸化物の粒径をｒ、前記リチウム複合酸化物の粒度分布をｆ（ｒ）、前記リチウム複合酸化物の密度をｄとして、Ｓｃを下記式（Ｉ）：

によって求められる値と定義したときに、ＳａとＳｃの比（Ｓａ／Ｓｃ）が、
１．５≦Ｓａ／Ｓｃ≦１０
を満たす必要がある。
ここで粒度分布ｆ（ｒ）は、レーザー回折・散乱法により測定されるものであり、例えば、マイクロトラック粒度分析計（日機装社製）を用いて測定することができる。
粒度分布ｆ（ｒ）は、

であり、粒径がｒ_aからｒ_bのものが全体に占める割合は、

となる。
レーザー粒度分布計では粒径の範囲を決めて範囲毎にその範囲の粒径の粒径のものが全体に占める割合を測定することができる。例えば、粒径の範囲の区切りを小さい順からＲ₁．．．Ｒ_n．．．Ｒ_xとし、粒径Ｒ_nからＲ_n+1のものが全体に占める割合がＰ_nと測定できたとする。

とすると、

と計算される。請求の範囲に示された

を実測により求めるには上記式を用いる。ただし、少なくともＲ₁より粒径の小さいものと、Ｒ_xより粒径の大きいものは、この活物質には含まれていないことが条件であり、

となる。なお、計算においては、各数値の単位をそろえることが必要であり、ＢＥＴ法比表面積Ｓａ（ｍ²／ｇ）、粒径ｒ（ｍ）、密度ｄ（ｇ／ｍ³）とする。
完全な球形粒子の比表面積ＳはＳ＝６／（ｄ・ｒ）であり、上記式（Ｉ）により定められるＳｃは、真球から発展させたリチウム複合酸化物の状態量である。すなわち、Ｓｃは、種々の粒径の真球状の仮想リチウム複合酸化物粒子の集合体の比表面積と考えられる。
従って、ＳａとＳｃの比（Ｓａ／Ｓｃ）は、リチウム複合酸化物粒子の真球状からのズレ、表面状態の滑らかさ、内部にある細孔の相対的な度合いを示す尺度と考えられる。電池の特性は、活物質と電解液の接触、活物質と導電剤の接触に影響される。活物質と電解液の接触は、リチウムイオンと活物質の反応のしやすさに関係し、活物質と導電剤の接触は電子の流れに関係する。
この比（Ｓａ／Ｓｃ）が１．５未満であるとハイレート特性が悪化するという不具合が生じ、また、１．５未満のリチウム複合酸化物粒子を得ることは一般に困難であり、現実的ではない。一方、この比が１０より大きいと、ハイレート特性が悪化したり、サイクル特性が悪化する可能性がある。この比（Ｓａ／Ｓｃ）が、２≦Ｓａ／Ｓｃ≦８であることが好ましく、５≦Ｓａ／Ｓｃ≦８であることがより好ましい。
本発明において、リチウム複合酸化物は、上述の比（Ｓａ／Ｓｃ）を満たすＢＥＴ法比表面積Ｓａを有するものであれば、その形状は、球形、不定形など如何なるものでもよい。
リチウム複合酸化物のＳａ／Ｓｃの制御は、次のようにして行うことができる。例えば、Ｓａについては、リチウム複合酸化物の焼成温度を高くすると、表面の凹凸が少なくなり表面積が小さくなるため、Ｓａの小さいものが得られる。一方、焼成温度を低くすると、逆の傾向となるため、Ｓａの大きいものが得られる。また、一次粒子の大きさと二次粒子の大きさ（一次粒子の集まり方）を調整することによっても、Ｓａ／Ｓｃの制御が可能である。
本発明の電極は、以上述べた特定のリチウム複合酸化物、導電剤及び結合剤を有機溶剤と混練して合剤塗料を調製し、この合剤塗料を集電体上に塗布・乾燥することにより、作製することができる。
本発明で使用される導電剤は、特に限定されるものではなく、化学変化を起こさない電子伝導材料であれば何でもよい。導電剤としては、通常、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛等）、人造黒鉛などのグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊維、気相成長炭素繊維、金属繊維等の導電性繊維類、銅、ニッケル、アルミニウム、銀等の金属粉末などを挙げることができる。これらの中でも、鱗片状グラファイトが好ましい。
導電剤として、具体的には、中越黒鉛工業所社製のＬＦシリーズ、昭和電工社製のＵＦＧシリーズ、ＬＯＮＺＡ社製のＫＳシリーズ、関西熱化学社製のＭＩＣＲＯＣＡＲＢＯ−Ｇシリーズ、エコス技研社製のエコスカーボン、電気化学工業製のデンカブラック等が挙げられる。
導電剤の配合量は、活物質の比表面積等により異なるが、乾燥塗膜中の１〜１５重量％が好ましく、２〜１０重量％がより好ましい。
本発明において結合剤としては、熱可塑性樹脂またはゴム弾性を有するポリマーを、一種または二種以上を混合して用いることができる。結合剤の例としては、フッ素系ポリマー、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロースジアセチルセルロース、ポリビニルクロリド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＰＤＭ、スルホン化ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ポリブタジエン、ポリエチレンオキシド等を挙げることができる。
これらの中でも含フッ素系ポリマーは、フッ素原子／炭素原子の原子比が０．７５以上１．５以下であるものが好ましく、０．７５以上１．３以下であるものがさらに好ましい。この値が、１．５より大きい場合、電池の容量が充分には得られにくく、一方、０．７５未満の場合、電解液に結合剤が溶解する傾向がある。
このような含フッ素系ポリマーとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−三フッ化エチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。また主鎖の水素をアルキル基で置換した含フッ素系ポリマーも用いることができる。
これらの中でも選択溶解性を示す（電解液に対する溶解性が低く、溶解可能な溶媒がある）ものが好ましい。例えば、フッ化ビニリデン系ポリマーの場合、電解液に用いられるカーボネート系の溶媒等には溶解しにくいが、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等の溶剤には溶解可能である。
このような結合剤の配合量は、活物質や導電剤の比表面積、粒度分布、目的とする電極の強度等により異なるが、乾燥塗膜中の１〜１５重量％が好ましく、２〜１０重量％がより好ましい。
また、電極活物質合剤塗料用の溶剤としては、特に限定されることなく、一般の有機溶剤を使用することができる。有機溶剤として、具体的には、ヘキサン等の飽和炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香属炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、エチレンクロライド、クロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素等を挙げることができる。これらのなかでも、ケトン系およびアミド系の溶剤が含フッ素系ポリマーを溶解可能なため好ましい。これらの溶剤は、単独でも２種以上の混合したものでも使用することができる。
調製された合剤塗料を集電体上に塗布し乾燥する。集電体は特に限定されるものではなく、電池化した際に、化学変化しない電子伝導体であれば何でもよい。例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス、チタン等が用いられる。これらのほかに、アルミニウムやステンレスの表面がカーボン、ニッケル、チタンで処理されたものも用いられる。特に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が好ましい。集電体の形状としては、箔の他、フィルム、ネット、多孔質体、発泡体等が用いられる。厚みは１〜１００μｍのものが用いられ、特に１〜５０μｍが好ましい。
集電体上への電極活物質合剤塗料の塗布は、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エクストルージョンノズル法、カーテン法、グラビアロール法、バーコート法、ディップ法、キスコート法、スクイズ法などの一般的によく知られた塗布法によって行うことができる。中でもエクストルージョンノズル法が好ましく、５〜１００ｍ／分の速度で塗布されるように、合剤の溶剤組成、乾燥条件を選定することにより、良好な塗布層の表面状態を得ることができる。
乾燥温度は３０〜１５０℃が好ましく、５０〜１４０℃が更に好ましい。３０℃未満では溶剤の乾燥が不十分となり、１５０℃を越えると溶剤の蒸発速度が急激すぎるために電極の表層に結合剤が偏在することとなり、電極特性が劣化することがある。
また塗布層の厚み、長さや巾は、最終的な電池の大きさにより決定される。塗布層の厚みは塗布後に、一般に採用されているプレス加工によって調整することが好ましい。その加工圧は、０．２〜１０ｔ／ｃｍ、加工温度は、１０〜１５０℃が好ましい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、実施例１で用いたリチウム複合酸化物の粒度分布の測定結果のグラフである。粒径ｒ（×１０^-6ｍ）VS．頻度ｆ（ｒ）を示す。
第２図は、実施例で用いられた電池特性測定用のコイン型電池の断面図である。
発明を実施するための形態
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
硝酸ニッケル及び硝酸コバルトを、Ｎｉ／Ｃｏ（モル比）＝０．８／０．２となるように水溶液中で混合し、沈殿を形成させ、その後スプレードライヤーで乾燥し、概ね球状の粒子を得た。この粒子と水酸化リチウムをＬｉ／Ｎｉ／Ｃｏ（モル比）＝１／０．８／０．２で混合し焼成して、ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.2Ｏ₂を得た。これを分級して選られた粒子の粒度分布をマイクロトラック粒度分析計（日機装社製）を使用して測定したところ、平均粒径は１０×１０^-6ｍであった。ＢＥＴ法による比表面積は０．３ｍ²／ｇ、密度は５．０×１０⁶ｇ／ｍ³であり、粒度分布の測定結果から、Ｓａ／Ｓｃは２．５であった。
粒度分布の測定結果を表１と第１図に示す。第１図は、表１の結果をグラフ化したのもであり、粒径ｒ（×１０^-6ｍ）VA．頻度ｆ（ｒ）を示す。

このリチウム複合酸化物を活物質として用いて、以下の配合組成の電極用合剤塗料を作製した。
（配合組成）
正極活物質：上記のリチウム複合酸化物９３重量部
導電材：ＬＯＮＺＡ製ＧｒａｐｈｉｔｅＫＳ２５４重量部
結合剤：エルフアトケムジャパンＫＹＮＡＲ７４１３重量部
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）
溶剤：Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）６７重量部
ＰＶＤＦ３重量部をＮＭＰ２７重量部に溶解し、結合剤溶液３０重量部を作製した。活物質９３重量部と導電材４重量部をハイパーミキサーで乾式混合し、この混合物を加圧ニーダーに投入した。この混合物に上記結合剤溶液１３重量部を加え、加圧ニーダーのジャケットを水冷しながら、３０分間混練した。この混練物を取り出し、結合剤溶液１７重量部とＮＭＰ４０重量部を加えて、ハイパーミキサーにて溶解し、活物質合剤塗料を得た。
調製された合剤塗料を、ブレードコーターにて２０μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電体の片面に塗布・乾燥した後、ローラープレス機にて圧縮成型し、所定の大きさに切断して、合剤層厚さ６５μｍの実施例１の電極を得た。
［実施例２］
（活物質の作製）
実施例１と焼成までは同じようにして、ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.2Ｏ₂を得た。これを分級して選られた粒子の粒度分布をマイクロトラック粒度分析計を使用して測定したところ、平均粒径は２２×１０^-6ｍであった。ＢＥＴ法による比表面積は０．２４ｍ²／ｇ、密度は５．０×１０⁶ｇ／ｍ³であり、粒度分布の測定結果から、Ｓａ／Ｓｃは４．４であった。
（電極用合剤塗料及び電極の作製）
このリチウム複合酸化物を活物質として用いた以外は実施例１と同様にして、電極用合剤塗料を作製し、合剤層厚さ６５μｍの実施例２の電極を得た。
［実施例３］
（活物質の作製）
実施例１と焼成前までは同じように操作し、焼成温度を実施例１より下げて焼成して、ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.2Ｏ₂を得た。これを分級して選られた粒子の粒度分布をマイクロトラック粒度分析計を使用して測定したところ、平均粒径は１５×１０^-6ｍであった。ＢＥＴ法による比表面積は０．５８ｍ²／ｇ、密度は５．０×１０⁶ｇ／ｍ³であり、粒度分布の測定結果から、Ｓａ／Ｓｃは７．１であった。
（電極用合剤塗料及び電極の作製）
このリチウム複合酸化物を活物質として用いた以外は実施例１と同様にして、電極用合剤塗料を作製し、合剤層厚さ６５μｍの実施例３の電極を得た。
［比較例１］
（活物質の作製）
実施例３と焼成までは同じようにして、ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.2Ｏ₂を得た。これを分級して選られた粒子の粒度分布をマイクロトラック粒度分析計を使用して測定したところ、平均粒径は３０×１０^-6ｍであった。ＢＥＴ法による比表面積は０．４６ｍ²／ｇ、密度は５．０×１０⁶ｇ／ｍ³であり、粒度分布の測定結果から、Ｓａ／Ｓｃは１１であった。
（電極用合剤塗料及び電極の作製）
このリチウム複合酸化物を活物質として用いた以外は実施例１と同様にして、電極用合剤塗料を作製し、合剤層厚さ６５μｍの比較例１の電極を得た。
［比較例２］
（活物質の作製）
実施例３と焼成前までは同じように操作し、焼成温度を実施例３より下げて焼成して、ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.2Ｏ₂を得た。これを分級して選られた粒子の粒度分布をマイクロトラック粒度分析計を使用して測定したところ、平均粒径は１７×１０^-6ｍであった。ＢＥＴ法による比表面積は０．９１ｍ²／ｇ、密度は５．０×１０⁶ｇ／ｍ³であり、粒度分布の測定結果から、Ｓａ／Ｓｃは１０．８であった。
（電極用合剤塗料及び電極の作製）
このリチウム複合酸化物を活物質として用いた以外は実施例１と同様にして、電極用合剤塗料を作製し、合剤層厚さ６５μｍの比較例２の電極を得た。
（電池特性）
実施例１〜３及び比較例１〜２で得られた各電極の電池特性を次のように測定した。
得られた各電極について、正極活物質層を残留水分を除去するため乾燥し、直径１５．５ｍｍの円形の正極を作製した。別途、負極として、厚さ１．８５ｍｍの金属リチウムを直径１５．５ｍｍに打ち抜いた。そして、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートの１：１（容量比）混合液にＬｉＰＦ₆を１モル／リットルなる濃度で溶解した非水電解液を用意した。
この非水電解液、正極及び負極と、さらにポリプロピレン製の薄膜セパレーター、負極カップ、正極缶、ガスケットとを用いて、第２図に示すような直径２０ｍｍ×厚さ２．５ｍｍのコイン型電池を作製した。第２図において、このコイン型電池は、正極缶（6）内に収容された正極（4）と負極カップ（1）内に収容された負極（2）とがセパレーター（3）を介して積層され、正極缶（6）と負極カップ（1）とがガスケット（5）を介してかしめられ、密閉されてなるものである。なお、集電体の図示は省略してある。
このようにして作製された電池について、電池電圧４．２．Ｖ、充電電流１ｍＡで充電を行い、その後電池電圧４．２Ｖで、充電時間２０時間なる条件で充電を行い、放電電流１ｍＡ、電池電圧３．０Ｖなる条件で放電を行い、充放電容量を求めた。また、放電電流を１０ｍＡにし初期容量に対する割合をハイレート特性として測定した。その結果を表２に示す。

実施例１〜３の電極を用いた電池では、放電容量が高く、１０回目の放電容量も高くサイクル特性に優れる。また、ハイレート特性も高い。比較例１では、ハイレート特性に劣る。比較例２では、サイクル特性に劣る。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施することができる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明の電極によれば、特定のＢＥＴ法による比表面積Ｓａ（すなわち、１．５≦Ｓａ／Ｓｃ≦１０）を有するリチウム複合酸化物を電極活物質として用いるので、電池に高容量を付与できると共にハイレート特性、サイクル特性に優れた電池を得ることができる。
本発明は、非水電解質電池の高容量特性の向上に貢献する。

Claims

活物質としてリチウム複合酸化物を含む非水電解質電池用電極であって、前記リチウム複合酸化物のＢＥＴ法による比表面積をＳａ、前記リチウム複合酸化物の粒径をｒ、前記リチウム複合酸化物の粒度分布をｆ（ｒ）、前記リチウム複合酸化物の密度をｄとして、Ｓｃを下記式（Ｉ）：

によって求められる値と定義したときに、前記リチウム複合酸化物は、
１．５≦Ｓａ／Ｓｃ≦１０
を満たすものである、非水電解質電池用電極。
リチウム複合酸化物が、２≦Ｓａ／Ｓｃ≦８を満たすものである、請求の範囲第１項に記載の非水電解質電池用電極。
リチウム複合酸化物が、Ｌｉ_xＮｉ_yＭ_zＯ₂（ここで、ｘは０．８＜ｘ＜１．５、ｙ＋ｚは０．８＜ｙ＋ｚ＜１．２、ｚは０≦ｚ＜０．３５である。Ｍは、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから選ばれる少なくとも１種の元素を表す。）である、請求の範囲第１項又は第２項に記載の非水電解質電池用電極。