[发明专利]二次电池用正极及二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池用正极，更详细地讲，涉及用于锂离子二次电池等中的具有高速率特性和循环特性的二次电池用正极。另外，本发明还涉及具有该电极的二次电池。

背景技术

即使在己使用的电池中，锂离子二次电池也显示出最高的能量密度，特别是在小型电子设备中已被广泛使用。另外，除小型设备使用外，还期待向机动车上使用扩展。其中，迫切期望进一步提高锂离子二次电池的高功率化及循环特性等的可靠性。

作为锂离子二次电池构成材料的正极活性物质，从被作为主流使用的钴系活性物质的价格昂贵及储藏量有限这一点考虑，正在向含有廉价的锰、镍的活性物质转移。但是，预料成为今后主流的锰系活性物质中，在高温、特别是40℃以上重复进行充放电时，锰离子在电解液中溶解析出，结果导致电池容量下降，这成了大的课题。

另外，通过从正极溶解析出的锰离子在负极表面还原析出，形成树状的金属析出物，其破坏隔板，成为电池的安全性下降的大问题。

另外，锂离子二次电池中所用的电极，通常具有电极活性物质层叠层在集电体上的结构，电极活性物质层中，除电极的活性物质以外，还使用用于使电极活性物质彼此粘结及电极活性物质与集电体粘结的粘合剂。

专利文献1中记载了含有作为正极活性物质的具有橄榄石型结构的LiFePO₄、碳及作为粘合剂的(甲基)丙烯酸酯与α，β-不饱和腈化合物的共聚物的正极。

另外，专利文献2中记载了含有作为正极活性物质的具有橄榄石型晶体结构的LiFePO₄、碳纤维、作为粘合剂的聚偏二氯乙烯(PVDF)的正极。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2006/038652号公报(对应美国专利公报：美国专利申请公开第2008/096109号说明书)

专利文献2：日本特开2005-222933号公报(对应美国专利公报：美国专利申请第2007/275302号说明书)

发明内容

发明要解决的问题

但是，通过本发明者的探讨可以判定：专利文献1中作为正极活性物质使用的具有橄榄石型结构的LiFePO₄，作为正极活性物质时因粒径小，当使正极活性物质层厚膜化时，有时存在发生龟裂之类的问题。另外，还可以判定：专利文献2的正极，与所述正极活性物质中使用锰类活性物质的情况相同，在高温下反复进行充放电时，铁离子在电解液中溶解析出，结果存在电池容量下降之类的问题，以及，由于溶解析出的铁离子在负极表面树状析出，则存在电池的安全性下降之类的问题。

因此，本发明目的在于，提供一种可以厚膜化，可以防止龟裂的发生，可以提高得到的二次电池的循环特性(特别是高温循环特性)及安全性的二次电池用正极。另外，本发明目的还在于，提供一种具备该二次电池用正极的二次电池。

解决问题的方法

以解决上述课题为目的的本发明的要点如下所述。

(1)一种二次电池用正极，其集电体和正极活性物质层，所述正极活性物质层叠层在所述集电体上，并含有含锰或铁的正极活性物质、纤维状碳及粘合剂，其中，

所述粘合剂由含有(甲基)丙烯酸酯单体的聚合单元、具有酸成分的乙烯基单体的聚合单元和α，β-不饱和腈单体的聚合单元形成的聚合物形成，

所述具有酸成分的乙烯基单体的聚合单元的含有比例在聚合物的所有聚合单元中占1.0~3.0质量%。

(2)根据(1)所述的二次电池用正极，其中，所述正极活性物质含有铁，并具有橄榄石型结构。

(3)根据(1)或(2)所述的二次电池用正极，其中，所述纤维状碳的平均纤维直径为0.01~1.0μm。

(4)根据(1)~(3)中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述纤维状碳的平均长宽比为5~50000。

(5)根据(1)~(4)中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述具有酸成分的乙烯基单体为具有羧酸基的单体。

(6)根据(1)~(5)中任一项所述的二次电池用正极，其中，所述粘合剂进一步含有具有交联性的聚合单元。

(7)一种二次电池，其具备正极、负极、隔板及电解液，所述正极为(1)~(6)中任一项所述的二次电池用正极。

发明效果