被覆活性物質(zhì)及其制造方法技術(shù)

一種被覆活性物質(zhì)及其制造方法。本發(fā)明專利技術(shù)提供一種具有能夠降低電池的反應(yīng)電阻這一優(yōu)異特性的被覆活性物質(zhì)、以及能夠兼顧加工速度和加工品質(zhì)的被覆活性物質(zhì)的制造方法。提供一種被覆活性物質(zhì)的制造方法，其中，將電極活性物質(zhì)與包含Li和M元素且表面能為72mN/m以下的涂覆液混合來制造漿料，將前述漿料在氣流中進(jìn)行干燥，使含鋰的氧化物附著于前述電極活性物質(zhì)的至少一部分表面，得到被覆活性物質(zhì)。其中，M元素為選自Nb、F、Fe、P、Ta、V、Ge、B、Al、Ti、Si、W、Zr、Mo、S、Cl、Br、I中的至少1種以上的元素。I中的至少1種以上的元素。I中的至少1種以上的元素。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
被覆活性物質(zhì)及其制造方法


[0001]本專利技術(shù)涉及被覆活性物質(zhì)及其制造方法，所述被覆活性物質(zhì)是在包括全固態(tài)鋰離子二次電池在內(nèi)的二次電池中使用的電極活性物質(zhì)，在該電極活性物質(zhì)的至少一部分表面附著有含鋰的氧化物。

技術(shù)介紹

[0002]全固態(tài)電池具有容易對用于確保安全性的系統(tǒng)進(jìn)行簡化等優(yōu)點(diǎn)。作為這種全固態(tài)電池的相關(guān)技術(shù)，申請人公開了專利文獻(xiàn)1。并且，在專利文獻(xiàn)1中公開了一種活性物質(zhì)復(fù)合粉體的制造方法和使用該活性物質(zhì)復(fù)合粉體來制造鋰電池的方法，所述活性物質(zhì)復(fù)合粉體通過實(shí)施噴霧干燥工序和熱處理工序而在表面附著有鈮酸鋰，且具有規(guī)定的BET比表面積，所述噴霧干燥工序是向活性物質(zhì)的表面噴霧含有Nb(鈮)的過氧絡(luò)合物和Li(鋰)的涂覆液，且同時(shí)將前述涂覆液干燥的工序，所述熱處理工序是在該噴霧干燥工序后進(jìn)行熱處理的工序。
[0003]另一方面，不限定于專利文獻(xiàn)1所述的全固態(tài)電池，還進(jìn)行了通過在電極活性物質(zhì)的表面被覆Li化合物來提高鋰離子電池的特性的嘗試。
[0004]例如，申請人在專利文獻(xiàn)2中為了提供具備容量維持率高、即耐久性優(yōu)異的非水電解液的鋰離子二次電池而公開了如下的活性物質(zhì)復(fù)合粉體的相關(guān)技術(shù)，其中，使用氣相法(ALD：原子層沉積)裝置，在正極活性物質(zhì)的至少一部分表面被覆Al2O3、Li3PO4。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1：日本特許第6034265號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2：日本特開2018
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60749號(hào)公報(bào)r/>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0009]專利技術(shù)要解決的問題
[0010]然而，根據(jù)本專利技術(shù)人等的進(jìn)一步研究而發(fā)現(xiàn)：專利文獻(xiàn)1和2中公開的活性物質(zhì)復(fù)合粉體的制造方法從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)存在課題。
[0011]即，在專利文獻(xiàn)1所公開的活性物質(zhì)復(fù)合粉體的制造方法中，在噴霧干燥工序中使用轉(zhuǎn)動(dòng)流動(dòng)法。然而，在轉(zhuǎn)動(dòng)流動(dòng)法中，由于對粉末施加的解碎力弱，因此，若一旦生成由活性物質(zhì)和涂覆液形成的大造粒體，則不易解碎。并且，大造粒體的生成有可能導(dǎo)致反應(yīng)電阻增大等電池的性能降低。因而，為了抑制對活性物質(zhì)噴霧涂覆液的噴霧速度、為了在生成大造粒體之前進(jìn)行干燥，不得不抑制加工速度。換言之，存在難以兼顧加工速度和加工品質(zhì)(抑制造粒體生成)的本質(zhì)課題，成為生產(chǎn)率低的工序。
[0012]另外，在本專利技術(shù)中，“解碎”是指：對聚集的顆粒施加機(jī)械能量，幾乎在不伴有固體的新生表面的生成的情況下將聚集的顆粒的結(jié)塊揉散，從而減小顆粒的大小的操作。并且，其與粉碎被用作不同的概念，所述粉碎是指：對固體顆粒施加能量，減小顆粒的大小，生成
新表面的操作。
[0013]另一方面，專利文獻(xiàn)2所公開的使用氣相法(ALD：原子層沉積)裝置的方法中，由于ALD裝置為真空工藝，因此，在加工速度的方面不實(shí)用。
[0014]本專利技術(shù)是在上述狀況下進(jìn)行的，其要解決的課題在于，提供具有能夠降低電池的反應(yīng)電阻這一優(yōu)異特性的被覆活性物質(zhì)，以及能夠兼顧加工速度和加工品質(zhì)的被覆活性物質(zhì)的制造方法。
[0015]用于解決問題的方案
[0016]為了解決上述課題而進(jìn)行研究的結(jié)果，本專利技術(shù)人等首先想到了表面能低的涂覆液。具體而言，想到了表面能為72mN/m以下的涂覆液。與此相對，例如專利文獻(xiàn)1中記載的涂覆液的表面能超過72mN/m。
[0017]并且，想到了通過將該表面能低的涂覆液與電極活性物質(zhì)預(yù)先混合而制成漿料，將該漿料邊在氣流中進(jìn)行干燥邊解碎，從而制造被覆活性物質(zhì)的構(gòu)成，由此完成了本專利技術(shù)。
[0018]即，用于解決上述課題的第一專利技術(shù)是一種被覆活性物質(zhì)的制造方法，其中，
[0019]將電極活性物質(zhì)與包含Li和M元素且表面能為72mN/m以下的涂覆液混合來制造漿料，
[0020]將前述漿料在氣流中進(jìn)行干燥，使含鋰的氧化物附著于前述電極活性物質(zhì)的至少一部分表面，得到被覆活性物質(zhì)。
[0021]其中，M元素為選自Nb、F、Fe、P、Ta、V、Ge、B、Al、Ti、Si、W、Zr、Mo、S、Cl、Br、I中的至少1種以上的元素。
[0022]第二專利技術(shù)是根據(jù)第一專利技術(shù)所述的被覆活性物質(zhì)的制造方法，其中，
[0023]前述涂覆液包含0.1質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的Li，包含0.05質(zhì)量％以上且35質(zhì)量％以下的M元素，且包含60質(zhì)量％以上且98.4質(zhì)量％以下的水分。
[0024]第三專利技術(shù)是根據(jù)第一專利技術(shù)所述的被覆活性物質(zhì)的制造方法，其中，
[0025]前述M元素為選自Nb、P中的至少1種以上的元素。
[0026]第四專利技術(shù)是根據(jù)第二專利技術(shù)所述的被覆活性物質(zhì)的制造方法，其中，
[0027]前述M元素為選自Nb、P中的至少1種以上的元素。
[0028]第五專利技術(shù)是一種被覆活性物質(zhì)，其為電極活性物質(zhì)與涂覆液的混合物的干燥物，所述涂覆液包含Li和M元素，且表面能為72mN/m以下。
[0029]其中，M元素為選自Nb、F、Fe、P、Ta、V、Ge、B、Al、Ti、Si、W、Zr、Mo、S、Cl、Br、I中的至少1種以上的元素。
[0030]第六專利技術(shù)為一種全固態(tài)電池，其將第五專利技術(shù)所述的被覆活性物質(zhì)用作正極活性物質(zhì)。
[0031]專利技術(shù)的效果
[0032]根據(jù)本專利技術(shù)，在被覆活性物質(zhì)的制造中能夠兼顧加工速度和加工品質(zhì)，能夠以高生產(chǎn)率制造具有能夠降低電池的反應(yīng)電阻這一優(yōu)異特性的被覆活性物質(zhì)。
附圖說明
[0033]圖1是對于正極活性物質(zhì)被覆用的涂覆液而言示出表面能的值與被覆率的關(guān)系的圖。
[0034]圖2是對于正極活性物質(zhì)被覆用涂覆液而言示出表面能中的極性分量的值與被覆率的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施方式
[0035]本專利技術(shù)涉及被覆活性物質(zhì)及其制造方法，所述被覆活性物質(zhì)被用于全固態(tài)電池、具備非水電解液的鋰離子二次電池，且在電極活性物質(zhì)的至少一部分表面附著有含鋰的氧化物。具體而言，一種被覆活性物質(zhì)及其制造方法，其中，將電極活性物質(zhì)與包含Li和(后述)M元素且表面能低的涂覆液混合來制造漿料。并且，將該漿料在氣流中進(jìn)行干燥，使含鋰的氧化物附著于前述電極活性物質(zhì)的至少一部分表面。
[0036]并且，本專利技術(shù)中具有如下特征以及由其帶來的效果：在制造涂覆液和被覆活性物質(zhì)時(shí)，[1]使用表面能被調(diào)整得較低的涂覆液；[2]將電極活性物質(zhì)與涂覆液預(yù)先混合而制備漿料后，將該漿料在氣流中進(jìn)行干燥而得到被覆活性物質(zhì)。
[0037][1]使用表面能被調(diào)整得較低的涂覆液。
[0038]通過使用表面能為72mN/m以下的涂覆液，從而在原理上，后述氣流中的漿料的液滴變小，因此，該漿料經(jīng)干燥而生成的造粒體的尺寸變小。并且，所生成的小尺寸的造粒體在氣流中相互沖擊而迅速被解碎，因此，其結(jié)果，能夠抑制所生成的被覆活性物質(zhì)的造粒。因此，無需追加的解碎工序等，能夠兼顧加工速度和加工品質(zhì)。
[0039][2]將電極活性物質(zhì)與涂覆液預(yù)先混合而制備漿料后，將該漿料在氣流中進(jìn)行本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種被覆活性物質(zhì)的制造方法，其中，將電極活性物質(zhì)與包含Li和M元素且表面能為72mN/m以下的涂覆液混合來制造漿料，將所述漿料在氣流中進(jìn)行干燥，使含鋰的氧化物附著于所述電極活性物質(zhì)的至少一部分表面，得到被覆活性物質(zhì)，其中，M元素為選自Nb、F、Fe、P、Ta、V、Ge、B、Al、Ti、Si、W、Zr、Mo、S、Cl、Br、I中的至少1種以上的元素。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被覆活性物質(zhì)的制造方法，其中，所述涂覆液包含0.1質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的Li、0.05質(zhì)量％以上且35質(zhì)量％以下的M元素、60質(zhì)量％以上且98.4質(zhì)量％以下的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：村石一生，久保田勝，石垣有基，吉田昌弘，藤田英史，田上幸治，
申請(專利權(quán))人：豐田自動(dòng)車株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國別省市：