二次电池用正极及二次电池的制作方法

本发明涉及二次电池，特别是涉及二次电池中使用的正极的改良。

背景技术：

1、二次电池、特别是锂离子二次电池具有高输出且高能量密度，因此被期待作为小型民生用途、电力存储装置和电动汽车的电源。作为锂离子二次电池的正极活性物质，使用锂与过渡金属(例如钴)的复合氧化物。钴的一部分用镍置换，从而可以实现高容量化。

2、另外，近年来，为了提高锂离子电池的能量密度和耐久性，在正极中使用充放电容量大的正极活性物质，且对大量搭载的正极活性物质进行压缩，尝试提高每单位面积的正极活性物质量。

3、专利文献1中提出了一种方案：在非水电解质二次电池中，将具有250mpa以上的压缩强度的非聚集状态的复合氧化物颗粒用于正极活性物质。由此，即使在使用包含含有ni、co和li、且含有mn和al中的至少任一者、且ni的比例相对于除li之外的金属元素的总摩尔数为50摩尔％以上的复合氧化物颗粒的正极活性物质的情况下，也能够抑制充放电循环中的容量维持率的降低及电阻上升。

4、专利文献2中提出了一种方案：在锂离子二次电池中，正极包含liyni(1-x)mx所示的锂镍复合氧化物和碳纳米管，将碳纳米管的长度的平均值a与锂镍复合氧化物的一次颗粒的平均粒径b的比a/b设为0.5以上。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：国际公开第2019/026629号小册子

8、专利文献2：国际公开第2008/051667号小册子

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、近年来，要求以更高的水平兼顾锂离子二次电池的高能量密度和耐久性。

3、但是，为了实现高容量，在正极活性物质中使用包含ni的锂-过渡金属复合氧化物的情况下，锂-过渡金属复合氧化物中的ni比越高，越从正极活性物质中过量地取出li来改性正极活性物质的表面，有时会变化为li离子的吸收和释放困难的结构。结果是，锂离子的移动受到阻碍，循环特性的降低容易变得显著。

4、用于解决问题的方案

5、鉴于以上情况，本发明的一方面涉及一种二次电池用正极，其具备：正极集电体、和包含正极活性物质且设置在所述正极集电体表面的正极合剂层，所述正极活性物质包含：具有层状结构、且除锂之外的金属的80原子％以上为镍的含锂复合氧化物，所述正极合剂层以相对于所述正极活性物质100质量份为1质量份以下的比例包含含碳的导电助剂，所述正极合剂层的材料电阻rm为30ω·cm以下，所述正极合剂层的材料电阻rm(ω·cm)相对于所述正极集电体与所述正极合剂层之间的界面电阻rc(ω·cm2)的比率rm/rc为200以上。

6、本发明的另一方面涉及一种二次电池，其具有：所述二次电池用正极、分隔件、隔着所述分隔件而与所述二次电池用正极对置的负极、和电解液。

7、发明的效果

8、根据本发明，能够实现兼具高能量密度和高循环特性的二次电池。

9、将本发明的新型特征记载于附属的权利要求，但能够根据本发明的其他目的及特征，并通过参照附图的以下的详细说明更进一步深入理解本发明的构成及内容。

技术特征：

1.一种二次电池用正极，其具备：正极集电体、和包含正极活性物质且设置在所述正极集电体表面的正极合剂层，

2.根据权利要求1所述的二次电池用正极，其中，所述导电助剂包含碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的二次电池用正极，其中，所述碳纳米管的纤维长度为1μm以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述比率rm/rc为500以上。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述含锂复合氧化物为化学式lianixm1-xo2所示的锂-镍复合氧化物，其中，0＜a≤1.2、0.8≤x≤1，m包含选自由co、al、mn、fe、ti、sr、na、mg、ca、sc、y、cu、zn、cr和b组成的组中的至少1种。

6.根据权利要求5所述的二次电池用正极，其中，在所述化学式中，x≥0.85。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述正极合剂层以250g/m2以上的搭载量设置在所述正极集电体的表面。

8.一种二次电池，其具有：权利要求1～7中任一项所述的二次电池用正极、分隔件、隔着所述分隔件而与所述二次电池用正极对置的负极、和电解液。

技术总结
一种二次电池用正极，其具备：正极集电体、和包含正极活性物质且设置在正极集电体表面的正极合剂层，正极活性物质包含：具有层状结构、且除锂之外的金属的80原子％以上为镍的含锂复合氧化物。正极合剂层以相对于正极活性物质100质量份为1质量份以下的比例包含含碳的导电助剂，正极合剂层的材料电阻Rm为30Ω·cm以下，正极合剂层的材料电阻Rm(Ω·cm)相对于正极集电体与正极合剂层之间的界面电阻Rc(Ω·cm<supgt;2</supgt;)的比率Rm/Rc为200以上。

技术研发人员：宇贺洋一郎,吉成梨乃
受保护的技术使用者：松下知识产权经营株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13