[发明专利]电池电极的制造方法、所制造的电极和包括其的电池

说明书

技术领域

本发明涉及用于电池的电极的制造方法、通过所述制造方法制造的电极和包括所述电极的电池。

背景技术

在二次电池中，部分化学能因化学反应而转化成电能。因此，由二次电池中放出电。此外，当电流以与放电时电流流动的方向相反的方向流动时，电能转化成化学能并储存在二次电池中(即二次电池充电)。在二次电池中，锂二次电池广泛用作例如笔记本的个人计算机和便携式电话的电源，这是因为锂二次电池具有高的能量密度。

在锂二次电池中，当使用石墨(C₆)作为负极活性材料时，在放电时在负极进行式(1)所代表的反应。

C₆Li→C₆+Li⁺+e^-    (1)

式(1)中产生的电子流过外部电路，并且对外部负荷做功，然后到达正极。式(1)中产生的锂离子(Li⁺)由于电渗透而在保持于负极和正极之间的电解质中从负极向正极移动。

当使用钴酸锂(Li_0.4CoO₂)作为正极活性材料时，在放电时在正极进行式(2)所代表的反应。

Li_0.4CoO₂+0.6Li⁺+0.6e^-→LiCoO₂    (2)

在充电时，在负极进行与由式(1)代表的反应相反的逆反应，并且在正极进行与由式(2)代表的反应相反的逆反应。在负极，其中锂离子因石墨嵌入而移动到其中的石墨(C₆Li)被恢复。在正极，钴酸锂(Li_0.4CoO₂)被恢复。因此，锂二次电池能够放电。

已知的是，在常规固体锂二次电池中，在制造用作正极活性材料的LiCoO₂时，存在强烈的c轴取向(即，(003)面取向)趋势，因此Li离子不能在正极活性材料和固体电解质之间顺利地传递，结果全固态锂二次电池的输出电流降低。为了解决该问题，日本专利申请公开2003-132887(JP-A-2003-132887)描述了一种关于固体锂二次电池的技术，在该技术中，钴酸锂晶体的c轴相对于基板的法线倾斜。在固体锂二次电池中，在导电基板上依次形成由LiCoO₂制成的正极活性材料层、电解质层和负极活性材料两层。正极活性材料LiCoO₂晶体的c轴相对于基板的法线倾斜至少60°的角度。

在公开2003-132887中，作为正极活性材料的LiCoO₂层通过气相成膜法形成在导电基板上，如该公开第6段中所描述的。然而，当采用气相成膜法时，难以将正极活性材料层的厚度设定为大的厚度。因此，在制造正极活性材料层的厚度大的电池时，即，在制造具有高放电特性的电池时，气相成膜法是不适用的。

发明内容

本发明提供一种电池用电极的制造方法、通过该制造方法制造的电极和包括该电极的电池。

本发明的第一方面涉及一种电池用电极的制造方法。所述方法包括以下步骤：准备导电基板、和具有离子传导各向异性的电极材料颗粒；和通过将所述电极材料颗粒附着到所述导电基板上并且在预定方向上施加磁场来制造电极。

在根据上述方面的制造方法中，控制其中使所述电极材料颗粒取向的方向，并由此使所述电极材料颗粒中的晶体在其中容易传导离子和电子的方向上取向。结果，可以改善利用通过所述制造方法制造的电池用电极的电池的放电特性。

在根据第一方面的制造方法中，磁场的强度可以等于或高于0.5T。

在根据上述方面的制造方法中，通过施加具有足够高强度的磁场，使所述电极材料颗粒中的晶体在相同的方向上取向。

在根据第一方面的制造方法中，所述电极材料颗粒的每一个的长宽比可以等于或大于1.0且低于5.0。

在根据上述方面的制造方法中，所述电极材料颗粒的每一个都具有合适的长宽比。因此，当所述电极材料颗粒转动时，在颗粒之间不产生间隙。结果，可以减少在所制造的电极中出现破裂的可能性。

在根据第一方面的制造方法中，所述电极材料颗粒可以是钴酸锂颗粒。

在根据第一方面的制造方法中，在制造所述电极的步骤中，在将所述电极材料颗粒分散到分散介质中之后，可以将其中分散有所述电极材料颗粒的所述分散介质施加到导电基板，使得所述电极材料颗粒附着到所述导电基板上。

本发明的第二方面涉及一种通过根据所述第一方面的制造方法制造的电池用电极。