[发明专利]多孔质介电性颗粒、锂离子二次电池用电极、及锂离子二次电池

说明书

本发明所要解决的问题在于，提供一种多孔质介电性颗粒、包含所述多孔质介电性颗粒的锂离子二次电池用电极、及使用了所述锂离子二次电池用电极而得的锂离子二次电池，所述多孔质介电性颗粒能够实现一种锂离子二次电池，所述锂离子二次电池的体积能量密度高，为高输出，且即使进行反覆充放电，输出特性的降低仍较少。为了解决上述问题，使用多孔质的介电性氧化物，并将其分散配置于电极的活性物质颗粒间的间隙。具体来说，作为掺合于具备电解液的锂离子二次电池的电极中的颗粒，使用一种多孔质介电性颗粒，其多孔质的核心颗粒的至少一部分表面被介电性氧化物覆盖。

技术领域

本发明是涉及一种多孔质介电性颗粒、包含所述多孔质介电性颗粒的锂离子二次电池用电极、及使用了所述锂离子二次电池用电极而得的锂离子二次电池。

背景技术

过去，作为具有高能量密度的二次电池，锂离子二次电池已广泛普及。将液体作为电解质使用的锂离子二次电池，具有下述结构：使正极与负极之间存在隔膜，并填充有液体的电解质(电解液)。

锂离子二次电池根据用途而有各种要求。例如当以汽车等作为用途时，期望一种电池，体积能量密度高，即使进行反覆充放电，输出特性的降低仍较少。

此处，为了提高体积能量密度的目的，如果增大电极活性物质的填充密度，则电极合材层的活性物质颗粒间的间隙会减少，保持于电极中的电解液量相対地变少。如果电极保持的电解液量变少，则因锂离子不足导致电阻增加，由此，发生电位偏差，构成电解液的溶剂变得容易分解，从而在电极上生成钝化皮膜。其结果，锂离子的电导率降低，内部电阻增加。

此外，锂离子二次电池，一般有因反复充放电而导致输出特性降低的倾向。此原因在于，成为下述状况：因反复充放电导致电解液分解，在电极上生成钝化皮膜，从而内部电阻逐渐增加，并且电解液的量不足。

对此，已提出一种技术，使电极合材层含有相对介电常数为12以上的无机化合物(参照专利文献1)。根据此技术，非水电解质中的电解质盐的离解度提高，能够提高锂离子传导性。

此外，也已提出一种技术，使相对介电常数为500以上的铁电体烧结在正极表面(参照专利文献2)。根据此技术，与非水电解液接触的面感应为正电，与正极活性物质之间的界面感应为负电，以致在水电解液中受到斥力，在正极活性物质中则受到引力，因此即使在低温环境，也能够使界面反应顺利地进行，并能够提高低温输出特性提高。

此外，也已提出一种技术，使正极合材、负极合材、及隔膜的至少任一种以上含有相对介电常数在500以上的范围内、粒径在200nm以下的范围内的介电性颗粒(参照专利文献3)。根据此技术，存在于介电性颗粒附近的电解液中的锂离子会与介电性颗粒进行溶剂化，因此锂盐的离解度局部地提高，能够提高短时间输出特性。

[先行技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本特开2001-283861号公报

专利文献2：日本特开2011-210694号公报

专利文献3：日本特开2016-119180号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

然而，在专利文献1～3中，使用钛酸钡(BaTiO₃)作为无机化合物或介电性颗粒。BaTiO₃由于比表面积小，因此提高电解液的解离的效果是限定的，仍不充分。在专利文献1～3中，是要利用使添加量增加、或使用尺寸为200nm以下的微颗粒来提高输出特性。

而且，在使添加量增加的方法中，活性物质以外的部件比例增加，因此电极合材层的高密度化受到阻碍，使体积能量密度降低。