JPH10162825A - リチウム二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びにリチウム二次電池用正極 - Google Patents
リチウム二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びにリチウム二次電池用正極Info
- Publication number
- JPH10162825A JPH10162825A JP8316370A JP31637096A JPH10162825A JP H10162825 A JPH10162825 A JP H10162825A JP 8316370 A JP8316370 A JP 8316370A JP 31637096 A JP31637096 A JP 31637096A JP H10162825 A JPH10162825 A JP H10162825A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- particles
- secondary battery
- active material
- lithium secondary
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】優れた電極性能および高い電極強度が得られる
リチウム二次電池用正極活物質、およびその製造方法を
提供し、また、優れた電池特性および高い電池強度が得
られるリチウム二次電池用正極を提供する。 【解決手段】本発明のリチウム二次電池用正極活物質
は、リチウム金属含有酸化物からなる粒状の母粒子の表
面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒子径が小さなリ
チウム金属含有酸化物からなる粒状の子粒子が付着して
一体化した複合粒子からなる。また、その製造方法は、
前記母粒子からなる粉末体と前記子粒子からなる粉末体
とをそれぞれ調製して混合し、得られた混合粉末を圧縮
摩砕することにより、該母粒子の表面の少なくとも一部
に該子粒子を付着させ、該母粒子と該子粒子とをメカノ
ケミカル反応を起こさせて一体化し、前記複合粒子を形
成する。さらに、リチウム二次電池用正極は、この正極
活物質を電極材料として用いたものである。
リチウム二次電池用正極活物質、およびその製造方法を
提供し、また、優れた電池特性および高い電池強度が得
られるリチウム二次電池用正極を提供する。 【解決手段】本発明のリチウム二次電池用正極活物質
は、リチウム金属含有酸化物からなる粒状の母粒子の表
面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒子径が小さなリ
チウム金属含有酸化物からなる粒状の子粒子が付着して
一体化した複合粒子からなる。また、その製造方法は、
前記母粒子からなる粉末体と前記子粒子からなる粉末体
とをそれぞれ調製して混合し、得られた混合粉末を圧縮
摩砕することにより、該母粒子の表面の少なくとも一部
に該子粒子を付着させ、該母粒子と該子粒子とをメカノ
ケミカル反応を起こさせて一体化し、前記複合粒子を形
成する。さらに、リチウム二次電池用正極は、この正極
活物質を電極材料として用いたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
に用いられる正極、並びに電極材料の正極活物質および
その製造方法に関する。
に用いられる正極、並びに電極材料の正極活物質および
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電池の電極は、一般的に、電気化学的な
電極反応を行う電極活物質、この電極反応に伴う電子伝
導を補う導電材、これら電極活物質や導電材等のバイン
ダとして働き電極形状を保持する結着材の３種類の材料
により構成されている。この中でも、電極活物質は、そ
の種類、形態等によって、電池の特性、特に放電特性に
大きな影響を与える。
電極反応を行う電極活物質、この電極反応に伴う電子伝
導を補う導電材、これら電極活物質や導電材等のバイン
ダとして働き電極形状を保持する結着材の３種類の材料
により構成されている。この中でも、電極活物質は、そ
の種類、形態等によって、電池の特性、特に放電特性に
大きな影響を与える。
【０００３】例えば、リチウム含有金属酸化物は電極反
応の反応活性が高く、リチウム二次電池の正極活物質と
して注目されており、その比表面積、粒子径によって放
電特性等の電池の特性が大きく変化することが知られて
いる。この正極活物質において、粒子径が小さく、比表
面積の大きい粒子からなるものを正極の電極材料として
用いると、正極でのイオンと活物質との反応面積が大き
く、かつ活物質内でのイオンの移動距離が短いため、電
極反応が高密度でかつ高効率で行われる。このように電
極性能に優れる正極を用いると、高放電電圧、高容量等
が得られるなどして、優れた電池特性が得られる。
応の反応活性が高く、リチウム二次電池の正極活物質と
して注目されており、その比表面積、粒子径によって放
電特性等の電池の特性が大きく変化することが知られて
いる。この正極活物質において、粒子径が小さく、比表
面積の大きい粒子からなるものを正極の電極材料として
用いると、正極でのイオンと活物質との反応面積が大き
く、かつ活物質内でのイオンの移動距離が短いため、電
極反応が高密度でかつ高効率で行われる。このように電
極性能に優れる正極を用いると、高放電電圧、高容量等
が得られるなどして、優れた電池特性が得られる。
【０００４】しかし、活物質の粒子径が小さくなると、
粒子どうしの間で多くの接合点で接触する事になる。電
極形状を保持するためには、この接合点を結着剤で接合
する必要がある。そのため、この接合点の数が多くなる
と、電極形状を保持するために結着剤が多量に必要とな
る。しかし、結着材を多量に使用すると、活物質量の低
下、導電性の低下の理由により、電池のエネルギー密度
が低下してしまう。さらには、充放電時、保存時に結着
剤の結合力の低下により、充放電特性、保存特性の低下
の劣化の問題も起きてくる。
粒子どうしの間で多くの接合点で接触する事になる。電
極形状を保持するためには、この接合点を結着剤で接合
する必要がある。そのため、この接合点の数が多くなる
と、電極形状を保持するために結着剤が多量に必要とな
る。しかし、結着材を多量に使用すると、活物質量の低
下、導電性の低下の理由により、電池のエネルギー密度
が低下してしまう。さらには、充放電時、保存時に結着
剤の結合力の低下により、充放電特性、保存特性の低下
の劣化の問題も起きてくる。
【０００５】このため、従来のリチウム二次電池の正極
には、電極反応の密度および効率の点で劣るが、３〜８
０μｍと粒子径が比較的大きな粒子からなる正極活物質
が用いられていた。
には、電極反応の密度および効率の点で劣るが、３〜８
０μｍと粒子径が比較的大きな粒子からなる正極活物質
が用いられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、優れた電極性能および高い電
極強度が得られるリチウム二次電池用正極活物質、およ
びその製造方法を提供し、また、優れた電池特性および
高い電池強度が得られるリチウム二次電池用正極を提供
することを目的とする。
みてなされたものであり、優れた電極性能および高い電
極強度が得られるリチウム二次電池用正極活物質、およ
びその製造方法を提供し、また、優れた電池特性および
高い電池強度が得られるリチウム二次電池用正極を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、リチウム金
属含有酸化物からなる粒状の粒子径の小さな母粒子の表
面の少なくとも一部に、この母粒子よりさらに粒子径の
小さなリチウム金属含有酸化物からなる粒状の粒子を付
着させて一体化した複合粒子よりなるリチウム二次電池
用正極活物質によって、電極反応が高密度でかつ高効率
で行われ、構成粒子間の接合点の数を少なくできること
を見出し、本発明に至ったものである。
属含有酸化物からなる粒状の粒子径の小さな母粒子の表
面の少なくとも一部に、この母粒子よりさらに粒子径の
小さなリチウム金属含有酸化物からなる粒状の粒子を付
着させて一体化した複合粒子よりなるリチウム二次電池
用正極活物質によって、電極反応が高密度でかつ高効率
で行われ、構成粒子間の接合点の数を少なくできること
を見出し、本発明に至ったものである。
【０００８】即ち、本発明のリチウム二次電池用正極活
物質は、リチウム金属含有酸化物からなる粒状の母粒子
の表面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒子径が小さ
なリチウム金属含有酸化物からなる粒状の子粒子が付着
して一体化した複合粒子からなることを特徴とする。ま
た、このリチウム二次電池用正極活物質の製造におい
て、母粒子からなる粉末体と子粒子からなる粉末体とを
それぞれ調製して混合し、得られた混合粉末を圧縮摩砕
することにより、母粒子の表面の少なくとも一部に子粒
子が付着し、それぞれの粒子がメカノケミカル反応を起
こして一体化し、複合粒子が形成され、容易にかつ大量
にリチウム二次電池用正極活物質を製造できることを見
出し、本発明に至ったものである。
物質は、リチウム金属含有酸化物からなる粒状の母粒子
の表面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒子径が小さ
なリチウム金属含有酸化物からなる粒状の子粒子が付着
して一体化した複合粒子からなることを特徴とする。ま
た、このリチウム二次電池用正極活物質の製造におい
て、母粒子からなる粉末体と子粒子からなる粉末体とを
それぞれ調製して混合し、得られた混合粉末を圧縮摩砕
することにより、母粒子の表面の少なくとも一部に子粒
子が付着し、それぞれの粒子がメカノケミカル反応を起
こして一体化し、複合粒子が形成され、容易にかつ大量
にリチウム二次電池用正極活物質を製造できることを見
出し、本発明に至ったものである。
【０００９】即ち、本発明のリチウム二次電池用正極活
物質の製造方法は、リチウム金属含有酸化物からなる粒
状の母粒子の表面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒
子径が小さなリチウム金属含有酸化物からなる粒状の子
粒子が付着して一体化した複合粒子からなるリチウム二
次電池用正極活物質を製造する方法であって、該母粒子
からなる粉末体と該子粒子からなる粉末体とをそれぞれ
調製して混合し、得られた混合粉末を圧縮摩砕すること
により、該母粒子の表面の少なくとも一部に該子粒子を
付着させ、該母粒子と該子粒子とをメカノケミカル反応
を起こさせて一体化し、該複合粒子を形成することを特
徴とする。
物質の製造方法は、リチウム金属含有酸化物からなる粒
状の母粒子の表面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒
子径が小さなリチウム金属含有酸化物からなる粒状の子
粒子が付着して一体化した複合粒子からなるリチウム二
次電池用正極活物質を製造する方法であって、該母粒子
からなる粉末体と該子粒子からなる粉末体とをそれぞれ
調製して混合し、得られた混合粉末を圧縮摩砕すること
により、該母粒子の表面の少なくとも一部に該子粒子を
付着させ、該母粒子と該子粒子とをメカノケミカル反応
を起こさせて一体化し、該複合粒子を形成することを特
徴とする。
【００１０】さらに、前記のように電極反応が高密度で
かつ高効率で行われる正極活物質を電極材料として用い
ることにより、電極性能に優れ、かつ結着材等の使用量
を多く必要とせずに電極強度の高い正極が得られること
を見出し、また結着材等の使用量を少なくして形成した
正極により、エネルギー密度が高く、サイクル特性、保
存特性に優れる電池が得られることを見出し、本発明に
至ったものである。
かつ高効率で行われる正極活物質を電極材料として用い
ることにより、電極性能に優れ、かつ結着材等の使用量
を多く必要とせずに電極強度の高い正極が得られること
を見出し、また結着材等の使用量を少なくして形成した
正極により、エネルギー密度が高く、サイクル特性、保
存特性に優れる電池が得られることを見出し、本発明に
至ったものである。
【００１１】即ち、本発明のリチウム二次電池用正極
は、リチウム金属含有酸化物からなる粒状の母粒子の表
面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒子径が小さなリ
チウム金属含有酸化物からなる粒状の子粒子が付着して
一体化した複合粒子からなる正極活物質を電極材料とし
て用いたことを特徴とする。
は、リチウム金属含有酸化物からなる粒状の母粒子の表
面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒子径が小さなリ
チウム金属含有酸化物からなる粒状の子粒子が付着して
一体化した複合粒子からなる正極活物質を電極材料とし
て用いたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明のリチウム二次電池用正極
活物質およびその製造方法、並びにリチウム二次電池用
正極のそれぞれの実施の形態を以下順に説明する。 （リチウム二次電池用正極活物質）本発明のリチウム二
次電池用正極活物質では、図１の模式断面図で示される
形態とすることができる。このリチウム二次電池用正極
活物質１は、リチウム金属含有酸化物からなる粒状の母
粒子２と、この母粒子２よりも粒子径が小さなリチウム
金属含有酸化物からなる粒状の子粒子３とから構成さ
れ、母粒子２の表面の少なくとも一部に子粒子３が付着
して一体化した複合粒子４からなる。
活物質およびその製造方法、並びにリチウム二次電池用
正極のそれぞれの実施の形態を以下順に説明する。 （リチウム二次電池用正極活物質）本発明のリチウム二
次電池用正極活物質では、図１の模式断面図で示される
形態とすることができる。このリチウム二次電池用正極
活物質１は、リチウム金属含有酸化物からなる粒状の母
粒子２と、この母粒子２よりも粒子径が小さなリチウム
金属含有酸化物からなる粒状の子粒子３とから構成さ
れ、母粒子２の表面の少なくとも一部に子粒子３が付着
して一体化した複合粒子４からなる。
【００１３】このとき、複合粒子４における母粒子２と
子粒子３との粒径の割合は、母粒子２の平均粒径を１０
０とすると子粒子３の平均粒子径は５０以下であること
が望ましい。これにより、母粒子２に子粒子３を効率良
く一体化することができる。また、複合粒子４における
母粒子２と子粒子３との重量の割合は、母粒子２の重量
を１００とすると子粒子３の重量は１００以下であるこ
とが望ましい。これにより、母粒子２に子粒子３を効率
良く一体化することができる。
子粒子３との粒径の割合は、母粒子２の平均粒径を１０
０とすると子粒子３の平均粒子径は５０以下であること
が望ましい。これにより、母粒子２に子粒子３を効率良
く一体化することができる。また、複合粒子４における
母粒子２と子粒子３との重量の割合は、母粒子２の重量
を１００とすると子粒子３の重量は１００以下であるこ
とが望ましい。これにより、母粒子２に子粒子３を効率
良く一体化することができる。
【００１４】さらに、複合粒子４において、母粒子２の
表面に子粒子３が一体化する母粒子２の表面積の割合は
特に限定されるものではないが、３０％以上であること
が望ましい。これにより、複合粒子４の比表面積が増加
し、電池反応の起こる面積が増加するため、電池特性の
さらなる向上が可能となる。子粒子３の粒子径は特に限
定されるものではないが、子粒子３の平均粒子径が１μ
ｍ以下であることが望ましく、０．０５〜１μｍの範囲
内であることが容易に実施でき好ましい。これにより、
複合粒子４の比表面積が増加し、電池反応の起こる面積
が増加し、イオンの移動距離も短くなるため、電池特性
のさらなる向上が可能となる。
表面に子粒子３が一体化する母粒子２の表面積の割合は
特に限定されるものではないが、３０％以上であること
が望ましい。これにより、複合粒子４の比表面積が増加
し、電池反応の起こる面積が増加するため、電池特性の
さらなる向上が可能となる。子粒子３の粒子径は特に限
定されるものではないが、子粒子３の平均粒子径が１μ
ｍ以下であることが望ましく、０．０５〜１μｍの範囲
内であることが容易に実施でき好ましい。これにより、
複合粒子４の比表面積が増加し、電池反応の起こる面積
が増加し、イオンの移動距離も短くなるため、電池特性
のさらなる向上が可能となる。
【００１５】また、複合粒子４の粒径は特に限定される
ものではないが、平均粒子径が１μｍ以上であることが
望ましく、１〜３０μｍの範囲内であることが容易に実
施でき好ましい。これにより、電極化する時に、複合粒
子４の接合点数を低減することができるため、少ない結
着剤量で電極形状を保持することができる。一方、比表
面積については、子粒子３の比表面積は２ｍ2／ｇ以上
であることが望ましく、２〜２０ｍ2／ｇの範囲内が容
易に実施でき好ましい。これにより、複合粒子４の比表
面積が増加し、電池反応の起こる面積が増加するため、
電池特性のさらなる向上が可能となる。
ものではないが、平均粒子径が１μｍ以上であることが
望ましく、１〜３０μｍの範囲内であることが容易に実
施でき好ましい。これにより、電極化する時に、複合粒
子４の接合点数を低減することができるため、少ない結
着剤量で電極形状を保持することができる。一方、比表
面積については、子粒子３の比表面積は２ｍ2／ｇ以上
であることが望ましく、２〜２０ｍ2／ｇの範囲内が容
易に実施でき好ましい。これにより、複合粒子４の比表
面積が増加し、電池反応の起こる面積が増加するため、
電池特性のさらなる向上が可能となる。
【００１６】また、複合粒子４の比表面積は１ｍ2／ｇ
以上であることが望ましく、１〜１０ｍ2／ｇの範囲内
であることが容易に実施でき好ましい。これにより、少
ない結着剤量で電極形状の保持が可能となり、電極反応
の起こる面積も増加するため、電池特性のさらなる向上
が可能となる。リチウム含有金属酸化物はリチウムマン
ガン酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケ
ル酸化物の少なくとも一種からなることが望ましい。こ
れにより、充放電反応において反応活性の大きい正極活
物質とすることができる。なお、母粒子２と子粒子３と
は、同種のリチウム含有金属酸化物からなるものでも良
いし、異種のリチウム含有金属酸化物からなるものでも
よい。
以上であることが望ましく、１〜１０ｍ2／ｇの範囲内
であることが容易に実施でき好ましい。これにより、少
ない結着剤量で電極形状の保持が可能となり、電極反応
の起こる面積も増加するため、電池特性のさらなる向上
が可能となる。リチウム含有金属酸化物はリチウムマン
ガン酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケ
ル酸化物の少なくとも一種からなることが望ましい。こ
れにより、充放電反応において反応活性の大きい正極活
物質とすることができる。なお、母粒子２と子粒子３と
は、同種のリチウム含有金属酸化物からなるものでも良
いし、異種のリチウム含有金属酸化物からなるものでも
よい。
【００１７】さらに、複合粒子４の１５％以上の表面
が、１５０ｍ2／ｇ以上の比表面積をもつ炭素材料によ
り０．０１〜０．３μｍの厚さで被覆されていることが
望ましい。これにより、複合粒子４の導電性が高くな
る。以上、本発明のリチウム二次電池用正極活物質の形
態を図１に示したものに照らし合わせながら説明してき
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要
旨を変更しない範囲において適宜変更して実施すること
ができる。 （リチウム二次電池用正極活物質の製造方法）本発明の
リチウム二次電池用正極活物質の製造方法では、母粒子
からなる粉末体と子粒子からなる粉末体とをそれぞれ調
製して混合する。このとき得られた混合粉末を圧縮摩砕
し、母粒子の表面の少なくとも一部に子粒子を付着さ
せ、母粒子と子粒子とをメカノケミカル反応を起こさせ
て一体化することにより複合粒子を形成する。
が、１５０ｍ2／ｇ以上の比表面積をもつ炭素材料によ
り０．０１〜０．３μｍの厚さで被覆されていることが
望ましい。これにより、複合粒子４の導電性が高くな
る。以上、本発明のリチウム二次電池用正極活物質の形
態を図１に示したものに照らし合わせながら説明してき
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要
旨を変更しない範囲において適宜変更して実施すること
ができる。 （リチウム二次電池用正極活物質の製造方法）本発明の
リチウム二次電池用正極活物質の製造方法では、母粒子
からなる粉末体と子粒子からなる粉末体とをそれぞれ調
製して混合する。このとき得られた混合粉末を圧縮摩砕
し、母粒子の表面の少なくとも一部に子粒子を付着さ
せ、母粒子と子粒子とをメカノケミカル反応を起こさせ
て一体化することにより複合粒子を形成する。
【００１８】母粒子からなる粉末体および子粒子からな
る粉末体の調製では、それぞれ所定のリチウム含有金属
酸化物を用い、液相法等によって所定の温度で熱処理合
成することにより調製することができる。また、これら
の粉末体の混合割合は特に限定されるものではなく、用
途に応じて混合割合を選択することができる。次に、混
合粉末を圧縮摩砕する方法としては特に限定されるもの
ではないが、例えば図２に示されるような圧縮摩砕式粉
砕機を用いておこなうことができる。
る粉末体の調製では、それぞれ所定のリチウム含有金属
酸化物を用い、液相法等によって所定の温度で熱処理合
成することにより調製することができる。また、これら
の粉末体の混合割合は特に限定されるものではなく、用
途に応じて混合割合を選択することができる。次に、混
合粉末を圧縮摩砕する方法としては特に限定されるもの
ではないが、例えば図２に示されるような圧縮摩砕式粉
砕機を用いておこなうことができる。
【００１９】この圧縮摩砕式粉砕機１０は、所定の内周
径および軸方向長さの内部空間１１をもつ回転ドラム１
２と、この回転ドラム１２の内部の固定軸１３に固定さ
れ、回転ドラム１２の内面近くまで延びる半円形状の押
圧せん断ヘッド１４をもつ第１アーム１５と、この第１
アーム１５の回転後方に所定角度を隔てて固定軸１３に
固定され、回転ドラム１２の内面近くにまで延びる爪１
６をもつ第２アーム１７とで構成されている。
径および軸方向長さの内部空間１１をもつ回転ドラム１
２と、この回転ドラム１２の内部の固定軸１３に固定さ
れ、回転ドラム１２の内面近くまで延びる半円形状の押
圧せん断ヘッド１４をもつ第１アーム１５と、この第１
アーム１５の回転後方に所定角度を隔てて固定軸１３に
固定され、回転ドラム１２の内面近くにまで延びる爪１
６をもつ第２アーム１７とで構成されている。
【００２０】この圧縮摩砕式粉砕機１０の内部空間１１
に前記の混合粉末を入れ、回転ドラム１２を所定の回転
数で所定時間回転させ、回転ドラム１２の内周面と押圧
せん断ヘッド１４との間で混合粉末に圧縮せん断応力を
加え、その後爪１６でかきおとして混合することで、母
粒子の表面の少なくとも一部に子粒子を付着させ、母粒
子と子粒子とをメカノケミカル反応を起こさせて一体化
することができる。
に前記の混合粉末を入れ、回転ドラム１２を所定の回転
数で所定時間回転させ、回転ドラム１２の内周面と押圧
せん断ヘッド１４との間で混合粉末に圧縮せん断応力を
加え、その後爪１６でかきおとして混合することで、母
粒子の表面の少なくとも一部に子粒子を付着させ、母粒
子と子粒子とをメカノケミカル反応を起こさせて一体化
することができる。
【００２１】また、この圧縮摩砕式粉砕機１０を用い、
その内部空間１１に形成された複合粒子と１５０ｍ2／
ｇ以上の比表面積をもつ炭素材料を入れ、回転ドラム１
２を所定の回転数で所定時間回転させることにより、複
合粒子の表面の１５％以上に０．０１〜０．３μｍの厚
さのカーボン皮膜を形成でき、複合粒子の表面を炭素材
料で被覆することができる。なお、複合粒子を形成する
ときに、この炭素材料を同時に混合して複合粒子の表面
を炭素材料で被覆することもできる。 （リチウム二次電池用正極）本発明のリチウム二次電池
用正極では、粒状の母粒子の表面の少なくとも一部にこ
の母粒子よりも粒子径が小さな粒状の子粒子が付着して
一体化した複合粒子からなる正極活物質を電極材料とし
て用いる。
その内部空間１１に形成された複合粒子と１５０ｍ2／
ｇ以上の比表面積をもつ炭素材料を入れ、回転ドラム１
２を所定の回転数で所定時間回転させることにより、複
合粒子の表面の１５％以上に０．０１〜０．３μｍの厚
さのカーボン皮膜を形成でき、複合粒子の表面を炭素材
料で被覆することができる。なお、複合粒子を形成する
ときに、この炭素材料を同時に混合して複合粒子の表面
を炭素材料で被覆することもできる。 （リチウム二次電池用正極）本発明のリチウム二次電池
用正極では、粒状の母粒子の表面の少なくとも一部にこ
の母粒子よりも粒子径が小さな粒状の子粒子が付着して
一体化した複合粒子からなる正極活物質を電極材料とし
て用いる。
【００２２】従って、正極活物質の他の構成については
特に限定されるものではなく、電極反応に伴う電子伝導
を補う導電材や、これら正極活物質や導電材等のバイン
ダとして働き電極形状を保持する結着材等を用いて構成
してもよい。また、正極活物質および導電材を結着材を
用いてペースト状にしたものをアルミニウム箔等の集電
体の表面に塗布し、加熱処理をするなどして正極を形成
することもできる。
特に限定されるものではなく、電極反応に伴う電子伝導
を補う導電材や、これら正極活物質や導電材等のバイン
ダとして働き電極形状を保持する結着材等を用いて構成
してもよい。また、正極活物質および導電材を結着材を
用いてペースト状にしたものをアルミニウム箔等の集電
体の表面に塗布し、加熱処理をするなどして正極を形成
することもできる。
【００２３】
【作用】本発明のリチウム二次電池用正極活物質では、
電極反応が高密度でかつ高効率で行われる。これは次の
理由による。この正極活物質は、それぞれリチウム含有
金属酸化物からなる母粒子および子粒子の複合粒子から
構成されるため、電極反応の反応活性が高い。また、子
粒子の比表面積が大きく、かつ粒子径が小さいため、リ
チウムイオンの移動性が高くなり、子粒子の電解液界面
での電池反応性が高い。さらには、母粒子へのリチウム
イオンの移動も粒界で円滑に行われるため、母粒子自体
の電池反応性も向上していると考えられる。
電極反応が高密度でかつ高効率で行われる。これは次の
理由による。この正極活物質は、それぞれリチウム含有
金属酸化物からなる母粒子および子粒子の複合粒子から
構成されるため、電極反応の反応活性が高い。また、子
粒子の比表面積が大きく、かつ粒子径が小さいため、リ
チウムイオンの移動性が高くなり、子粒子の電解液界面
での電池反応性が高い。さらには、母粒子へのリチウム
イオンの移動も粒界で円滑に行われるため、母粒子自体
の電池反応性も向上していると考えられる。
【００２４】このため、本発明のリチウム二次電池用正
極活物質を用いることにより、電極性能に優れる正極を
得ることができる。特に前述したように、複合粒子の比
表面積を大きくしたり、また使用する結着剤量を少なく
したり、あるいは導電性を高くしたりすることにより、
電極反応がさらに高密度でかつ高効率で行われる正極活
物質となり、さらに電極性能に優れる正極を得ることが
できる。
極活物質を用いることにより、電極性能に優れる正極を
得ることができる。特に前述したように、複合粒子の比
表面積を大きくしたり、また使用する結着剤量を少なく
したり、あるいは導電性を高くしたりすることにより、
電極反応がさらに高密度でかつ高効率で行われる正極活
物質となり、さらに電極性能に優れる正極を得ることが
できる。
【００２５】さらに、この正極活物質では、複合粒子の
粒子径は大きくなるため、粒子間の接合点数が少なくな
る。この結果、電極強度の高い正極を形成することがで
きる。また、本発明のリチウム二次電池用正極活物質の
製造方法により、電極反応が高密度でかつ高効率で行わ
れ、電極強度の高い正極が得られるリチウム二次電池用
正極活物質を容易に製造することができる。
粒子径は大きくなるため、粒子間の接合点数が少なくな
る。この結果、電極強度の高い正極を形成することがで
きる。また、本発明のリチウム二次電池用正極活物質の
製造方法により、電極反応が高密度でかつ高効率で行わ
れ、電極強度の高い正極が得られるリチウム二次電池用
正極活物質を容易に製造することができる。
【００２６】この製造方法では、母粒子からなる粉末体
と子粒子からなる粉末体とを従来の粉末体の調製法に従
って調製でき、混合粉末を容易に得ることができる。ま
た、得られた混合粉末を圧縮摩砕することにより、容易
にかつ大量に複合粒子を形成することができる。このた
め、この製造方法により、リチウム二次電池用正極活物
質を容易にかつ大量に製造することができる。
と子粒子からなる粉末体とを従来の粉末体の調製法に従
って調製でき、混合粉末を容易に得ることができる。ま
た、得られた混合粉末を圧縮摩砕することにより、容易
にかつ大量に複合粒子を形成することができる。このた
め、この製造方法により、リチウム二次電池用正極活物
質を容易にかつ大量に製造することができる。
【００２７】さらに、本発明のリチウム二次電池用正極
では、電極反応が高密度でかつ高効率で行われ、高い電
極強度とするリチウム二次電池用正極活物質を電極材料
として用いられているため、優れた電極性能をもち、高
い電極強度をもつ正極となる。この正極では、結着材等
の使用量を多く必要とせずに電極強度の高いものが形成
できるため、結着材等の使用量を少なくして正極を形成
することにより、エネルギー密度の高い電池を得ること
ができる。さらに、充放電、保存時の結着剤の結合力低
下により、サイクル特性、保存特性の低下が生じにくく
なる。
では、電極反応が高密度でかつ高効率で行われ、高い電
極強度とするリチウム二次電池用正極活物質を電極材料
として用いられているため、優れた電極性能をもち、高
い電極強度をもつ正極となる。この正極では、結着材等
の使用量を多く必要とせずに電極強度の高いものが形成
できるため、結着材等の使用量を少なくして正極を形成
することにより、エネルギー密度の高い電池を得ること
ができる。さらに、充放電、保存時の結着剤の結合力低
下により、サイクル特性、保存特性の低下が生じにくく
なる。
【００２８】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 （実施例１）本実施例では、母粒子、子粒子がともにリ
チウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）からなる複合粒
子を形成し、リチウム二次電池用正極活物質を製造し
た。
る。 （実施例１）本実施例では、母粒子、子粒子がともにリ
チウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）からなる複合粒
子を形成し、リチウム二次電池用正極活物質を製造し
た。
【００２９】母粒子の粉末体は、液相法により９００℃
で熱処理合成して調製した。この母粒子の平均一次粒子
径は１．２μｍで、比表面積は母粒子が０．７２ｍ2／
ｇであった。子粒子も、同様に液相法により７００℃で
熱処理合成して調製した。この子粒子の平均一次粒子径
は０．１μｍで、比表面積は８．０ｍ2／ｇであった。
また、複合粒子における母粒子と子粒子との重量の割
合は、母粒子の重量を９とすると子粒子の重量は１であ
った。
で熱処理合成して調製した。この母粒子の平均一次粒子
径は１．２μｍで、比表面積は母粒子が０．７２ｍ2／
ｇであった。子粒子も、同様に液相法により７００℃で
熱処理合成して調製した。この子粒子の平均一次粒子径
は０．１μｍで、比表面積は８．０ｍ2／ｇであった。
また、複合粒子における母粒子と子粒子との重量の割
合は、母粒子の重量を９とすると子粒子の重量は１であ
った。
【００３０】これら母粒子および子粒子の粉末体を用
い、混合割合を重量比で９：１になるようにそれぞれ２
２５ｇ、２５ｇ秤量し、容器内で軽く攪拌して混合を行
い、混合粉末を得た。続いて、これらの混合粉末を前述
の図２に示した圧縮摩砕式粉砕機を用いて圧縮摩砕をお
こなった。この圧縮摩砕式粉砕機１０では、回転ドラム
１２は内周径が２００ｍｍ、軸方向長さ７０ｍｍの内部
空間１１をもつ。
い、混合割合を重量比で９：１になるようにそれぞれ２
２５ｇ、２５ｇ秤量し、容器内で軽く攪拌して混合を行
い、混合粉末を得た。続いて、これらの混合粉末を前述
の図２に示した圧縮摩砕式粉砕機を用いて圧縮摩砕をお
こなった。この圧縮摩砕式粉砕機１０では、回転ドラム
１２は内周径が２００ｍｍ、軸方向長さ７０ｍｍの内部
空間１１をもつ。
【００３１】この圧縮摩砕式粉砕機１０の内部空間１１
に前記の混合粉末を入れ、回転ドラム１２の回転数を約
１８００ｒｐｍとし、１０分間処理してリチウム二次電
池用正極活物質を得た。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用
い、得られたリチウム二次電池用正極活物質について複
合粒子の表面観察を行った。このとき観察された複合粒
子のＳＥＭ像を図３に示す。
に前記の混合粉末を入れ、回転ドラム１２の回転数を約
１８００ｒｐｍとし、１０分間処理してリチウム二次電
池用正極活物質を得た。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用
い、得られたリチウム二次電池用正極活物質について複
合粒子の表面観察を行った。このとき観察された複合粒
子のＳＥＭ像を図３に示す。
【００３２】図３より、母粒子の表面上に粒子径の小さ
い子粒子が均一に一体化して複合粒子が形成されている
ことがわかる。この複合粒子の粒子径は、１．３μｍと
母粒子の粒子径よりも大きいことがわかる。また、この
複合粒子の比表面積は２．４ｍ2／ｇで、母粒子の比表
面積よりも大きいこともわかった。さらに、この複合粒
子では、母粒子の表面に子粒子が一体化する母粒子の表
面積の割合は、平均して約５０％であることもわかっ
た。
い子粒子が均一に一体化して複合粒子が形成されている
ことがわかる。この複合粒子の粒子径は、１．３μｍと
母粒子の粒子径よりも大きいことがわかる。また、この
複合粒子の比表面積は２．４ｍ2／ｇで、母粒子の比表
面積よりも大きいこともわかった。さらに、この複合粒
子では、母粒子の表面に子粒子が一体化する母粒子の表
面積の割合は、平均して約５０％であることもわかっ
た。
【００３３】次に、得られたリチウム二次電池用正極活
物質の電子導電性を上げるために、複合粒子の表面を導
電性の炭素材料で被覆した。このとき、前記で得られた
正極活物質９７重量％に対して導電材のケッチェンブラ
ックを３重量％配合した後、図２で示した圧縮摩砕式粉
砕機を用い、回転ドラム１２の回転数を約１８００ｒｐ
ｍとして２０分間処理を行い、前記の正極活物質の表面
にカーボン皮膜を形成した。
物質の電子導電性を上げるために、複合粒子の表面を導
電性の炭素材料で被覆した。このとき、前記で得られた
正極活物質９７重量％に対して導電材のケッチェンブラ
ックを３重量％配合した後、図２で示した圧縮摩砕式粉
砕機を用い、回転ドラム１２の回転数を約１８００ｒｐ
ｍとして２０分間処理を行い、前記の正極活物質の表面
にカーボン皮膜を形成した。
【００３４】得られたカーボン被覆正極活物質９７重量
％に対して結着材のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）
を３重量％配合し、さらに溶剤のＮ−メチル−２−ピロ
リドンを１５０重量％加えて混練し、ペースト状とし
た。得られたペーストをドクターブレード法によりＡｌ
箔の集電体上に塗布して８０℃で１時間乾燥し、さらに
３ｔ／ｃｍ2の圧力でプレス成形を行って厚さ０．１ｍ
ｍとし、この成形物を直径１４ｍｍに打ち抜いてリチウ
ム二次電池用正極を形成した。このリチウム二次電池用
正極は、形成後、８０℃で１時間真空乾燥させた。 （比較例１）実施例１において得られた母粒子の粉末体
をそのまま正極活物質として用いて正極を形成する他
は、実施例１と同様にしてリチウム二次電池用正極を形
成した。 （比較例２）実施例１において得られた子粒子の粉末体
をそのまま正極活物質として用いて正極を形成する他
は、実施例１と同様にしてリチウム二次電池用正極を形
成した。 （比較例３）実施例１において得られた母粒子と子粒子
との粉末体の混合粉末を圧縮摩砕ぜずにそのまま正極活
物質として用いて正極を形成する他は、実施例１と同様
にしてリチウム二次電池用正極を形成した。 （正極の電極性能の評価）実施例１、並びに比較例１〜
３で作製されたリチウム二次電池用正極をそれぞれ用
い、ドライボックス中でコイン型のリチウム二次電池の
作製をおこなった。このとき、対極（負極）には金属リ
チウムを負極活物質とするものを用い、セパレータには
微孔性ポリプロピレン膜（ヘキストセランズ製；セルガ
ード２４００）を用いた。また、電解液には、ＰＣプロ
ピレンカーボネート、ジメトキシエタンをそれぞれ５０
容量％混合した溶媒にＬｉＰＦ6を１Ｍ溶解したものを
用いた。
％に対して結着材のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）
を３重量％配合し、さらに溶剤のＮ−メチル−２−ピロ
リドンを１５０重量％加えて混練し、ペースト状とし
た。得られたペーストをドクターブレード法によりＡｌ
箔の集電体上に塗布して８０℃で１時間乾燥し、さらに
３ｔ／ｃｍ2の圧力でプレス成形を行って厚さ０．１ｍ
ｍとし、この成形物を直径１４ｍｍに打ち抜いてリチウ
ム二次電池用正極を形成した。このリチウム二次電池用
正極は、形成後、８０℃で１時間真空乾燥させた。 （比較例１）実施例１において得られた母粒子の粉末体
をそのまま正極活物質として用いて正極を形成する他
は、実施例１と同様にしてリチウム二次電池用正極を形
成した。 （比較例２）実施例１において得られた子粒子の粉末体
をそのまま正極活物質として用いて正極を形成する他
は、実施例１と同様にしてリチウム二次電池用正極を形
成した。 （比較例３）実施例１において得られた母粒子と子粒子
との粉末体の混合粉末を圧縮摩砕ぜずにそのまま正極活
物質として用いて正極を形成する他は、実施例１と同様
にしてリチウム二次電池用正極を形成した。 （正極の電極性能の評価）実施例１、並びに比較例１〜
３で作製されたリチウム二次電池用正極をそれぞれ用
い、ドライボックス中でコイン型のリチウム二次電池の
作製をおこなった。このとき、対極（負極）には金属リ
チウムを負極活物質とするものを用い、セパレータには
微孔性ポリプロピレン膜（ヘキストセランズ製；セルガ
ード２４００）を用いた。また、電解液には、ＰＣプロ
ピレンカーボネート、ジメトキシエタンをそれぞれ５０
容量％混合した溶媒にＬｉＰＦ6を１Ｍ溶解したものを
用いた。
【００３５】これらのリチウム二次電池を用い、正極の
電極性能の評価を次の容量測定により行った。充電で
は、まず２ｍＡ／ｃｍ2の定電流で４．３Ｖに達するま
で行い、その後４．３Ｖの定電圧で合計３時間行った。
次に、放電では、２ｍＡ／ｃｍ 2の定電流で３．１Ｖに
達するまで行った。この充放電を１００サイクル繰り返
し、サイクル毎の正極容量を測定した。この正極容量で
得られた測定結果を図４に示す。なお、図４に示される
正極容量は正極の単位重量当たりの容量の値である。
電極性能の評価を次の容量測定により行った。充電で
は、まず２ｍＡ／ｃｍ2の定電流で４．３Ｖに達するま
で行い、その後４．３Ｖの定電圧で合計３時間行った。
次に、放電では、２ｍＡ／ｃｍ 2の定電流で３．１Ｖに
達するまで行った。この充放電を１００サイクル繰り返
し、サイクル毎の正極容量を測定した。この正極容量で
得られた測定結果を図４に示す。なお、図４に示される
正極容量は正極の単位重量当たりの容量の値である。
【００３６】図４より、実施例１の正極を用いたリチウ
ム二次電池の初期容量は９７ｍＡｈ／ｇであり、比較例
１のものを用いたリチウム二次電池の初期容量（８４ｍ
Ａｈ／ｇ）よりも高い容量特性を示すことがわかる。さ
らに、比較例２および比較例３の正極についての正極容
量とサイクル数との関係は図示しないが、これらの正極
の初期容量はそれぞれ１０１ｍＡｈ／ｇおよび８５．５
ｍＡｈ／ｇであることがわかり、実施例１の正極を用い
たリチウム二次電池の初期容量は、比較例２の正極を用
いたリチウム二次電池の初期容量とほぼ同じ初期容量を
もち、また比較例３の正極を用いたリチウム二次電池よ
りも大きな初期容量をもつことがわかった。 （電極強度の評価）実施例１、比較例１および比較例２
で形成されたリチウム二次電池用正極について、電極強
度の評価を行った。この電極強度の評価では、スパイラ
ル状の電池を作製することを想定して、φ３．９〜１
０．８の間の所定の径をもつ棒にこれらの正極をそれぞ
れ巻回して、そのときの電極状態（亀裂、集電体からの
はがれ）を評価した。このときの評価結果を表１に示
す。
ム二次電池の初期容量は９７ｍＡｈ／ｇであり、比較例
１のものを用いたリチウム二次電池の初期容量（８４ｍ
Ａｈ／ｇ）よりも高い容量特性を示すことがわかる。さ
らに、比較例２および比較例３の正極についての正極容
量とサイクル数との関係は図示しないが、これらの正極
の初期容量はそれぞれ１０１ｍＡｈ／ｇおよび８５．５
ｍＡｈ／ｇであることがわかり、実施例１の正極を用い
たリチウム二次電池の初期容量は、比較例２の正極を用
いたリチウム二次電池の初期容量とほぼ同じ初期容量を
もち、また比較例３の正極を用いたリチウム二次電池よ
りも大きな初期容量をもつことがわかった。 （電極強度の評価）実施例１、比較例１および比較例２
で形成されたリチウム二次電池用正極について、電極強
度の評価を行った。この電極強度の評価では、スパイラ
ル状の電池を作製することを想定して、φ３．９〜１
０．８の間の所定の径をもつ棒にこれらの正極をそれぞ
れ巻回して、そのときの電極状態（亀裂、集電体からの
はがれ）を評価した。このときの評価結果を表１に示
す。
【００３７】
【表１】
【００３８】表１より、実施例１および比較例１の正極
では、巻回棒径が３．９ｍｍで亀裂が発生するものの、
それより大きな巻回棒径では亀裂の発生は見られなかっ
た。また、はがれについてはどの巻回棒径でも見られな
かった。この結果より、実施例１および比較例１の正極
は、高い電極強度をもつことがわかった。一方、比較例
３の正極では、前述したように正極活物質が粒子径が
０．１μｍと小さな粒子からなるため容量特性は良い
が、巻回棒径が１０．８ｍｍ以下で亀裂がはいってしま
い、巻回径が６．２ｍｍ以下ではがれが見られ、電極強
度が小さく、巻回棒径がφ３．９〜１０．８の間ではス
パイラル状の電池の作製は不可能であることがわかっ
た。
では、巻回棒径が３．９ｍｍで亀裂が発生するものの、
それより大きな巻回棒径では亀裂の発生は見られなかっ
た。また、はがれについてはどの巻回棒径でも見られな
かった。この結果より、実施例１および比較例１の正極
は、高い電極強度をもつことがわかった。一方、比較例
３の正極では、前述したように正極活物質が粒子径が
０．１μｍと小さな粒子からなるため容量特性は良い
が、巻回棒径が１０．８ｍｍ以下で亀裂がはいってしま
い、巻回径が６．２ｍｍ以下ではがれが見られ、電極強
度が小さく、巻回棒径がφ３．９〜１０．８の間ではス
パイラル状の電池の作製は不可能であることがわかっ
た。
【００３９】従って、以上の正極の電極性能の評価およ
び電極強度の評価により、実施例１で得られたリチウム
二次電池用正極活物質により、優れた電極性能および高
い電極強度をもつ正極が得られることがわかる。また、
この正極によって優れた電池特性および高い電池強度が
得られることがわかる。 （実施例２）リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）
からなる母粒子の粉末体を用い、リチウムマンガン酸化
物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）からなる子粒子の粉末体を用いて複
合粒子を形成し、リチウム二次電池用正極活物質を製造
した。
び電極強度の評価により、実施例１で得られたリチウム
二次電池用正極活物質により、優れた電極性能および高
い電極強度をもつ正極が得られることがわかる。また、
この正極によって優れた電池特性および高い電池強度が
得られることがわかる。 （実施例２）リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）
からなる母粒子の粉末体を用い、リチウムマンガン酸化
物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）からなる子粒子の粉末体を用いて複
合粒子を形成し、リチウム二次電池用正極活物質を製造
した。
【００４０】このとき、母粒子は固相法により調製し
た。母粒子の粒子径は３μｍで、比表面積は０．３ｍ2
／ｇであった。子粒子は７００℃で熱処理合成して調製
した。子粒子の粒子径は０．１μｍで、比表面積８．０
ｍ2／ｇであった。また、複合粒子における母粒子と子
粒子との重量の割合は、母粒子の重量を１００とすると
子粒子の重量は１００であった。
た。母粒子の粒子径は３μｍで、比表面積は０．３ｍ2
／ｇであった。子粒子は７００℃で熱処理合成して調製
した。子粒子の粒子径は０．１μｍで、比表面積８．０
ｍ2／ｇであった。また、複合粒子における母粒子と子
粒子との重量の割合は、母粒子の重量を１００とすると
子粒子の重量は１００であった。
【００４１】これら母粒子と子粒子との粉末体を、重量
比が１：１になるようにそれぞれ１２０ｇを配合して混
合粉末を得た。この混合粉末を用い、実施例１と同様の
方法を用いて一体化を行って複合粒子を形成し、リチウ
ム二次電池用正極活物質を得た。得られた正極活物質を
用い、実施例１と同様にして正極を作製した。この正極
について、前述した容量測定と同様にして正極容量を測
定した。この容量測定の結果、正極の単位重量当たりの
初期容量は１１６ｍＡｈ／ｇと高い値を示した。
比が１：１になるようにそれぞれ１２０ｇを配合して混
合粉末を得た。この混合粉末を用い、実施例１と同様の
方法を用いて一体化を行って複合粒子を形成し、リチウ
ム二次電池用正極活物質を得た。得られた正極活物質を
用い、実施例１と同様にして正極を作製した。この正極
について、前述した容量測定と同様にして正極容量を測
定した。この容量測定の結果、正極の単位重量当たりの
初期容量は１１６ｍＡｈ／ｇと高い値を示した。
【００４２】この結果より、本実施例のように母粒子と
子粒子とが異なる材料からなる正極活物質を用いても電
極性能に優れる正極が得られ、この正極により電池性能
に優れるリチウム二次電池が得られることがわかる。
子粒子とが異なる材料からなる正極活物質を用いても電
極性能に優れる正極が得られ、この正極により電池性能
に優れるリチウム二次電池が得られることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】本発明のリチウム二次電池用正極活物質
を正極の電極材料として用いることにより、優れた電極
性能をもち、かつ高い電極強度をもつ正極が得られるた
め、スパイラル状の電池など高い電極強度が要求される
リチウム二次電池に利用することができる。
を正極の電極材料として用いることにより、優れた電極
性能をもち、かつ高い電極強度をもつ正極が得られるた
め、スパイラル状の電池など高い電極強度が要求される
リチウム二次電池に利用することができる。
【００４４】また、本発明のリチウム二次電池用正極活
物質の製造方法により、優れた電極性能および高い電極
強度が得られるリチウム二次電池用正極活物質を容易に
かつ大量に製造することができるため、電極性能に優
れ、高い電極強度をもつ正極を容易にかつ大量に製造す
ることができるようになる。本発明のリチウム二次電池
用正極は優れた電極性能をもち、結着材等の使用量が少
なくても高い電極強度をもつため、高放電電圧、高容
量、高エネルギー密度が得られるなどして、優れた電池
特性および高い電池強度のリチウム二次電池が得られ、
携帯用電気機器、電気自動車等のバッテリーに利用する
ことができる。さらに、サイクル特性、保存特性に優れ
るため、長持ちな電池を得ることができる。
物質の製造方法により、優れた電極性能および高い電極
強度が得られるリチウム二次電池用正極活物質を容易に
かつ大量に製造することができるため、電極性能に優
れ、高い電極強度をもつ正極を容易にかつ大量に製造す
ることができるようになる。本発明のリチウム二次電池
用正極は優れた電極性能をもち、結着材等の使用量が少
なくても高い電極強度をもつため、高放電電圧、高容
量、高エネルギー密度が得られるなどして、優れた電池
特性および高い電池強度のリチウム二次電池が得られ、
携帯用電気機器、電気自動車等のバッテリーに利用する
ことができる。さらに、サイクル特性、保存特性に優れ
るため、長持ちな電池を得ることができる。
【図１】この図は、本発明のリチウム二次電池用正極活
物質の一形態を示す模式断面図である。
物質の一形態を示す模式断面図である。
【図２】この図は、本発明のリチウム二次電池用正極活
物質の製造方法の一形態で使用する圧縮摩砕式粉砕機の
概略図である。
物質の製造方法の一形態で使用する圧縮摩砕式粉砕機の
概略図である。
【図３】この図は、実施例１のリチウム二次電池用正極
活物質の複合粒子の表面状態を示すＳＥＭ像である。
活物質の複合粒子の表面状態を示すＳＥＭ像である。
【図４】この図は、実施例１と比較例１の正極の正極容
量とサイクル数との関係を示すグラフである。
量とサイクル数との関係を示すグラフである。
１：リチウム二次電池用正極活物質 ２：母粒子 ３：
子粒子 ４：複合粒子
子粒子 ４：複合粒子
Claims (11)
- 【請求項１】リチウム金属含有酸化物からなる粒状の母
粒子の表面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒子径が
小さなリチウム金属含有酸化物からなる粒状の子粒子が
付着して一体化した複合粒子からなることを特徴とする
リチウム二次電池用正極活物質。 - 【請求項２】前記母粒子の平均粒径を１００とすると前
記子粒子の平均粒子径は５０以下である請求項１に記載
のリチウム二次電池用正極活物質。 - 【請求項３】前記母粒子の重量を１００とすると前記子
粒子の重量は１００以下である請求項１に記載のリチウ
ム二次電池用正極活物質。 - 【請求項４】前記子粒子の平均粒子径が１μｍ以下であ
る請求項１に記載のリチウム二次電池用正極活物質。 - 【請求項５】前記複合粒子の平均粒子径が１μｍ以上で
ある請求項１に記載のリチウム二次電池用正極活物質。 - 【請求項６】前記子粒子の比表面積が２ｍ2／ｇ以上で
ある請求項１に記載のリチウム二次電池用正極活物質。 - 【請求項７】前記複合粒子の比表面積が１ｍ2／ｇ以上
である請求項１に記載のリチウム二次電池用正極活物
質。 - 【請求項８】前記リチウム含有金属酸化物はリチウムマ
ンガン酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッ
ケル酸化物の少なくとも一種からなる請求項１に記載の
リチウム二次電池用正極活物質。 - 【請求項９】前記複合粒子の１５％以上の表面が、１５
０ｍ2／ｇ以上の比表面積をもつ炭素材料により０．０
１〜０．３μｍの厚さで被覆されている請求項１に記載
のリチウム二次電池用正極活物質。 - 【請求項１０】リチウム金属含有酸化物からなる粒状の
母粒子の表面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒子径
が小さなリチウム金属含有酸化物からなる粒状の子粒子
が付着して一体化した複合粒子からなるリチウム二次電
池用正極活物質を製造する方法であって、 該母粒子からなる粉末体と該子粒子からなる粉末体とを
それぞれ調製して混合し、得られた混合粉末を圧縮摩砕
することにより、該母粒子の表面の少なくとも一部に該
子粒子を付着させ、該母粒子と該子粒子とをメカノケミ
カル反応を起こさせて一体化し、該複合粒子を形成する
ことを特徴とするリチウム二次電池用正極活物質の製造
方法。 - 【請求項１１】リチウム金属含有酸化物からなる粒状の
母粒子の表面の少なくとも一部に該母粒子よりも粒子径
が小さなリチウム金属含有酸化物からなる粒状の子粒子
が付着して一体化した複合粒子からなる正極活物質を電
極材料として用いたことを特徴とするリチウム二次電池
用正極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31637096A JP3496414B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | リチウム二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びにリチウム二次電池用正極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31637096A JP3496414B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | リチウム二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びにリチウム二次電池用正極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10162825A true JPH10162825A (ja) | 1998-06-19 |
| JP3496414B2 JP3496414B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=18076347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31637096A Expired - Fee Related JP3496414B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | リチウム二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びにリチウム二次電池用正極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3496414B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002061865A3 (en) * | 2001-01-31 | 2002-10-03 | Kerr Mcgee Chemical Llc | Stabilized spinel battery cathode material and methods |
| JP2002367610A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Hitachi Maxell Ltd | 非水二次電池 |
| KR100451846B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2004-10-08 | 가부시끼가이샤 도시바 | 양극 활성물질과 이를 이용한 비수전해액 이차전지 |
| JP2004319129A (ja) * | 2003-04-11 | 2004-11-11 | Sony Corp | 正極活物質及びそれを用いた非水電解質二次電池 |
| JP2006139945A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Nippon Chem Ind Co Ltd | 改質リチウムマンガン複合酸化物、その製造方法、リチウム二次電池正極活物質組成物及びリチウム二次電池 |
| JP2007026959A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Sony Corp | 正極活物質およびその製造方法、並びに電池 |
| WO2007123246A1 (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 正極活物質粉末 |
| JP2008010394A (ja) * | 2006-06-02 | 2008-01-17 | Toshiba Corp | 非水電解質電池、電池パック及び充電式掃除機 |
| JP2008186753A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池用正極活物質とその製造方法、リチウム二次電池用正極、およびリチウム二次電池 |
| JP2008300339A (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Toda Kogyo Corp | 非水電解質二次電池用の複合正極活物質の製造方法 |
| US20090017384A1 (en) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Toda Kogyo Corporation | Process for producing composite cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary cell |
| JP2009087682A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Tdk Corp | 電極用複合粒子及び電気化学デバイス |
| JP2018116903A (ja) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | Tdk株式会社 | 正極活物質、これを用いた正極及びリチウムイオン二次電池 |
| WO2020175360A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
-
1996
- 1996-11-27 JP JP31637096A patent/JP3496414B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100451846B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2004-10-08 | 가부시끼가이샤 도시바 | 양극 활성물질과 이를 이용한 비수전해액 이차전지 |
| US6558844B2 (en) | 2001-01-31 | 2003-05-06 | Wilmont F. Howard, Jr. | Stabilized spinel battery cathode material and methods |
| WO2002061865A3 (en) * | 2001-01-31 | 2002-10-03 | Kerr Mcgee Chemical Llc | Stabilized spinel battery cathode material and methods |
| JP2002367610A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Hitachi Maxell Ltd | 非水二次電池 |
| JP2004319129A (ja) * | 2003-04-11 | 2004-11-11 | Sony Corp | 正極活物質及びそれを用いた非水電解質二次電池 |
| JP4562496B2 (ja) * | 2004-11-10 | 2010-10-13 | 日本化学工業株式会社 | 改質リチウムマンガン複合酸化物、その製造方法、リチウム二次電池正極活物質組成物及びリチウム二次電池 |
| JP2006139945A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Nippon Chem Ind Co Ltd | 改質リチウムマンガン複合酸化物、その製造方法、リチウム二次電池正極活物質組成物及びリチウム二次電池 |
| JP2007026959A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Sony Corp | 正極活物質およびその製造方法、並びに電池 |
| WO2007123246A1 (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 正極活物質粉末 |
| US8029928B2 (en) | 2006-04-21 | 2011-10-04 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Positive electrode active material powder |
| JP4580949B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2010-11-17 | 株式会社東芝 | 非水電解質電池、電池パック及び充電式掃除機 |
| JP2008010394A (ja) * | 2006-06-02 | 2008-01-17 | Toshiba Corp | 非水電解質電池、電池パック及び充電式掃除機 |
| JP2008186753A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池用正極活物質とその製造方法、リチウム二次電池用正極、およびリチウム二次電池 |
| JP2008300339A (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Toda Kogyo Corp | 非水電解質二次電池用の複合正極活物質の製造方法 |
| US20090017384A1 (en) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Toda Kogyo Corporation | Process for producing composite cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary cell |
| JP2009038021A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-02-19 | Toda Kogyo Corp | 非水電解質二次電池用の複合正極活物質の製造方法 |
| JP2009087682A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Tdk Corp | 電極用複合粒子及び電気化学デバイス |
| EP2043183B1 (en) * | 2007-09-28 | 2013-09-04 | TDK Corporation | Composite particle for electrode and electrochemical device |
| US8586182B2 (en) | 2007-09-28 | 2013-11-19 | Tdk Corporation | Composite particle for electrode and electrochemical device |
| JP2018116903A (ja) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | Tdk株式会社 | 正極活物質、これを用いた正極及びリチウムイオン二次電池 |
| WO2020175360A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3496414B2 (ja) | 2004-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3601124B2 (ja) | 非水溶液を用いる二次電池の正極活物質、および正極。 | |
| JP7028354B2 (ja) | 全固体リチウムイオン二次電池 | |
| JP4986098B2 (ja) | 非水系リチウム二次電池用正極およびそれを用いた非水系リチウム二次電池 | |
| JP6927292B2 (ja) | 全固体リチウムイオン二次電池 | |
| JP3496414B2 (ja) | リチウム二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びにリチウム二次電池用正極 | |
| JP2019106286A (ja) | 正極合材、正極活物質層、全固体電池および正極活物質層の製造方法 | |
| JP6358470B2 (ja) | 二次電池用負極の製造方法 | |
| JPH11265716A (ja) | リチウム二次電池用負極活物質及びその製造方法 | |
| JP2016103433A (ja) | 非水電解質二次電池用負極の製造方法 | |
| JP3991359B2 (ja) | 非水系リチウム二次電池用正極活物質とその製造方法及びその正極活物質を用いた非水系リチウム二次電池 | |
| EP1347523A1 (en) | Electrode material for electrochemical element and method for production thereof, and electrochemical element | |
| JP2003173777A (ja) | 非水系リチウム二次電池用正極活物質と導電助材の複合方法およびその複合材料、それを用いた正極および非水系リチウム二次電池 | |
| JP2010027458A (ja) | 二次電池用正極材料およびその製造方法 | |
| JP2009158239A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP3605256B2 (ja) | リチウムイオン二次電池負極用炭素材料及びその負極用炭素材料を用いたリチウムイオン二次電池 | |
| JP2003086174A (ja) | 電極用複合粒子材料、電極板及びそれらの製造方法 | |
| JP3577907B2 (ja) | 非水電解液二次電池用正極の製造方法 | |
| JP2001243949A (ja) | リチウム二次電池正極活物質用リチウム遷移金属複合酸化物、その製造方法およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
| JPH11283623A (ja) | リチウムイオン電池及びその製造方法 | |
| JP2000123876A (ja) | リチウムイオン電池材料の製造方法 | |
| JP3456354B2 (ja) | 非水電解質電池用電極の製造方法及びその電極を用いた非水電解質電池 | |
| JP4534291B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2004192846A (ja) | リチウム二次電池用正極活物質及びその製造方法 | |
| JP2018195419A (ja) | 非水系電解質二次電池用正極材料、該正極材料を用いた非水系電解質二次電池、および非水系電解質二次電池用正極材料の製造方法。 | |
| JP4134838B2 (ja) | 電解液として非水溶液を用いる二次電池の正極活物質の製造方法および正極の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101128 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121128 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |