(57)【要約】  【課題】  正極活物質の形状を球形にすることによって、充填性を上げることができる正極活物質およびこれを用いた非水電解質二次電池を提供する  【解決手段】  正極活物質のアスペクト比が累積８０％において１．５以下であり、且つ、正極活物質の２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度を測定した場合には、２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度との比が０．９２以上１以下の範囲となることを特徴とする正極活物質を用いることにより、正極活物質の充填性を向上できる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムをドープかつ脱ドープできる正極活物質であって、
上記正極活物質のアスペクト比が累積８０％において１以上１．５以下の範囲であり、且つ、
上記正極活物質の２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度を測定した場合には、上記２０回ＴＡＰ密度と上記３００回ＴＡＰ密度との比が０．９２以上１以下の範囲となることを特徴とする正極活物質。
【請求項２】
リチウムをドープかつ脱ドープできる正極活物質を用いる非水電解質二次電池であって、
上記正極活物質のアスペクト比が累積８０％において１以上１．５以下の範囲であり、且つ、
上記正極活物質の２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度を測定した場合には、上記２０回ＴＡＰ密度と上記３００回ＴＡＰ密度との比が０．９２以上１以下の範囲となることを特徴とする非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、充填性を改善できる正極活物質およびそれを用いた非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ一体型ＶＴＲ、携帯電話、ラップトップコンピュータ等、種々のポータブル電子機器が登場し、急速に需要を拡大している。そしてこれらの電子機器の小型軽量化の進行に伴い、ポータブル電源としての電池、特に二次電池について、エネルギー密度を向上させるための研究開発が活発に進められている。中でも、リチウムイオン二次電池は、従来の水系電解液二次電池である鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため、その需要は大きく、また、耐環境性を向上させることによる適用範囲の拡大も期待されている。また、電子機器の高機能化に伴い、消費電力も増大する傾向にあり、より大電流での放電が求められている。
【０００３】
リチウムイオン電池に使用される正極活物質としては、層状岩塩構造を有するリチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッケル複合酸化物、スピネル構造を有するリチウム・マンガン複合酸化物等が実用化されている。それぞれに長所短所があるが、現在リチウム・コバルト複合酸化物が容量、コストおよび熱的安定性等のバランスが最も良く、幅広く利用されている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、良好なサイクル特性を得ることができる、平均粒径０．０１μｍ以上５．０μｍ以下の一次粒子が凝集してなる平均粒径０．１μｍ以上１５μｍ以下の一次粒子凝集体からなる非水二次電池が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３２５７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、非水電解質二次電池の小型化が要求されている。この要求に応えるためには、電極の充填性を向上させることが重要となる。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、正極活物質の形状を球形にすることによって、充填性を上げることができる正極活物質およびこれを用いた非水電解質二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、従来技術が有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。本発明者の知見によれば、コバルト酸リチウム複合酸化物は、焼成、粉砕後の粒子形状が比較的扁平であり、充填性が低くなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明者は、正極活物質の充填性を向上すべく実験により鋭意検討を行った。その結果、本発明者は、以下のことを想起するに至った。すなわち、正極活物質のアスペクト比が累積８０％において１．５以下であり、且つ、正極活物質の２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度を測定した場合には、２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度との比が０．９２以上１以下の範囲となることを特徴とする正極活物質を用いることにより、正極活物質の充填性を向上できることを想起するに至った。この発明は、以上の検討に基づいて案出されたものである。
【００１０】
上述した課題を解決するために、この発明は、
リチウムをドープかつ脱ドープできる正極活物質であって、
正極活物質のアスペクト比が累積８０％において１以上１．５以下の範囲であり、且つ、
正極活物質の２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度を測定した場合には、２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度との比が０．９２以上１以下の範囲となることを特徴とする正極活物質である。
【００１１】
この発明は、
リチウムをドープかつ脱ドープできる正極活物質を用いる非水電解質二次電池であって、
正極活物質のアスペクト比が累積８０％において１以上１．５以下の範囲であり、且つ、
正極活物質の２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度を測定した場合には、２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度との比が０．９２以上１以下の範囲となることを特徴とする非水電解質二次電池である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、正極活物質を球形となすことにより、正極活物質の充填性を上げることができる。その結果、体積密度を向上でき、かつ電池容量を増大できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、この発明の一実施形態による非水電解質二次電池の一構成例を示す分解斜視図である。図１に示すように、この非水電解質二次電池は、巻回式電極素子１を防湿性ラミネートフィルムからなる外装材２に収容し、巻回式電極素子１の周囲を溶着することにより封止してなる。巻回式電極素子１には、リード３，４が備えられ、これらのリード３，４は、外装材２に挟まれて外部へと引き出される。
【００１５】
外装材２は、例えば、接着層、金属層、表面保護層を順次積層した積層構造を有する。接着層は高分子フィルムからなり、この高分子フィルムを構成する材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）が挙げられる。金属層は金属箔からなり、この金属箔を構成する材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）が挙げられる。表面保護層を構成する材料としては、例えばナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が挙げられる。なお、接着層側の面が、巻回式電極素子１を収納する側の収納面となる。
【００１６】
図２は、巻回式電極素子１の一構成例を示す分解斜視図である。図３は、巻回式電極素子１の一構成例を示す断面図である。図２に示すように、この巻回式電極素子１は、帯状の正極１１と、この正極１１に対向して配置された帯状の負極１２と、正極１１および負極１２の両面に形成されたゲル電解質層１４と、ゲル電解質層１４が形成された正極１１および負極１２との間に介在されたセパレータ１３とを備える。具体的には、この巻回式電極素子１は、ゲル電解質層１４が形成された正極１１と、ゲル電解質層１４が形成された負極１２とを、セパレータ１３を介して長手方向に多数回巻回してなる。
【００１７】
＜正極＞
正極１１は、図３に示すように、帯状の正極集電体１１ａと、この正極集電体１１ａの両面に形成された正極合剤層１１ｂとからなる。正極集電体１１ａは、例えばアルミニウムなどからなる金属箔である。正極合剤層１１ｂは、正極活物質と、結着剤（バインダ）と、導電剤と、ポリ（オキシエチレン）またはポリ（オキシプロピレン）とからなる。
【００１８】
正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物であるリチウム遷移金属複合酸化物であって、好ましくは、アスペクト比が累積８０％において、１以上１．５以下の範囲となり、かつ２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度の比が０．９２以上１以下の範囲となる粉体を用いる。上記範囲となる正極活物質を用いることにより従来に比して、充填性を改善できる。
【００１９】
また、正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物であるリチウム遷移金属複合酸化物であって、より好ましくは、アスペクト比が累積８０％において、１以上１．３以下の範囲となり、かつ２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度の比が０．９２以上１以下の範囲となる粉体を用いる。上記範囲となる正極活物質を用いることにより従来に比して、より充填性を改善できる。
【００２０】
ここで、アスペクト比は、１次粒子または２次粒子の長径（Ｌ）を短径（Ｓ）で割ったものをいい、下記の式で表される。
アスペクト比＝Ｌ／Ｓ・・・（式１）
【００２１】
アスペクト比は、粒子の像をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）で写真撮影し、そこに写る像から数１０個をランダムに選び、それぞれの長径と短径を測定する。そして、その結果からヒストグラムを作製し、累積８０％の値を求める。
【００２２】
ＴＡＰ密度の測定は、ＪＩＳＫ１２０１−１に規格された方法により行う。
【００２３】
リチウム遷移金属複合酸化物として、具体的には、例えば、一般式Ｌｉ［ＬｉxＭｎ(1-x-y-z)ＮｉyＭz］Ｏ(2-a)Ｆbを用いることができる。
【００２４】
また、例えば、正極活物質としては、リチウムと、ニッケルと、マンガンと、２族から１４族の元素よりなる群のうち少なくとも１種の第１元素と、酸素とを含み、ニッケルとマンガンと第１元素との組成が一般式Ｌｉ［ＬｉxＭｎ(1-x-y-z)ＮｉyＭz］Ｏ(2-a)Ｆbの組成を有するリチウム遷移金属複合酸化物、リチウムと、ニッケルおよびコバルトのうちの少なくとも１種の第２元素、一般式ＬｉcＭ(1-d)Ｍ'dＯ(2-e)Ｆfの組成を有するリチウム遷移金属複合酸化物、一般式ＬｉsＭｎ2-tＭ''tＯuＦｖで表されるスピネル型リチウムマンガン酸化物または一般式ＬｉＭ'''ＰＯ4の組成を有するリチウム遷移金属複合リン酸塩を含有することを特徴とする正極活物質を用いることができる。
【００２５】
結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリエチレンなどを用いることができる。導電剤としては、例えばグラファイト、カーボンブラック等の炭素粉末を用いることができる。
【００２６】
＜負極＞
また、図３に示すように、負極１２は、帯状の負極集電体１２ａと、この負極集電体１２ａの両面に形成された負極合剤層１２ｂとからなる。負極集電体１２ａは、例えば銅などからなる金属箔である。負極合剤層１２ｂは、負極活物質と結着剤と導電剤とからなる。
【００２７】
負極活物質は、特に限定されないが、例えばリチウム金属、リチウムと合金を形成可能な金属およびその合金、またはリチウムをドープ脱ドープする材料であればいずれも使用することができる。例示するならば難黒鉛化性炭素、人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等）、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック類等の炭素質材料を使用することができる。また、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化スズ等の比較的電位が卑な電位でリチウムをドープ脱ドープする酸化物やその他窒化物なども同様に使用可能である。
【００２８】
結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリエチレンなどを用いることができる。導電剤としては、例えばグラファイト、カーボンブラック等の炭素粉末を用いることができる。
【００２９】
＜電解質＞
ゲル状電解質は、マトリクス高分子に非水溶媒と電解質塩とを含浸させてなる。非水溶媒としては、この種の電池に用いられるものであればいずれも使用可能である。例示するならば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、γ-ブチルラクトン、γ-バレロラクトン、１,２−ジメトキシエタン、１,２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１,３−ジオキソラン、４メチル１,３ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等である。これらは、単独で使用しても、複数種混合して用いてもよい。
【００３０】
ゲル状電解質のマトリックスとしては、上述の非水溶媒を吸収してゲル化するものであれば種々の高分子を使用できる。たとえばポリ（ビニリデンフルオロライド）やポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）などのフッ素系高分子、ポリ（エチレンオキシド）や同架橋体などのエーテル系高分子、またポリ（アクリロニトリル）などを使用できる。特に酸化還元安定性から、フッ素系高分子を用いることが望ましい。電解質塩を含有させることによりイオン導電性を賦与する。
【００３１】
上述のゲル電解質層１４中で用いられる電解質塩としては、この種の電池に用いられるものであればいずれも使用可能である。例示するならば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2等である。
【００３２】
＜セパレータ＞
セパレータは、正極１１と負極１２との短絡防止および電解液の保持等をするためのものである。このセパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系微多孔膜を用いることができる。
【００３３】
次に、この発明の一実施形態による非水電解質二次電池の製造方法について説明する。
【００３４】
＜正極作製工程＞
まず、例えば、正極活物質と、結着剤と、導電剤と、ポリ（オキシエチレン）またはポリ（オキシプロピレン）とを混合して正極合剤を作製する。そして、この正極合剤を溶媒に分散させてスラリー状とする。なお、必要に応じてボールミル、サンドミル、二軸混練機などを用いてもよい。
【００３５】
次に、スラリー状の正極合剤を帯状の正極集電体１１ａの両面に均一に塗布する。塗布装置は、特に限定されるものではないが、例えばスライドコーティング、エクストルージョン型のダイコーティング、リバースロール、グラビア、ナイフコータ、キスコータ、マイクログラビア、ロッドコータ、ブレードコータなどを使用できる。
【００３６】
次に、正極集電体１１ａ上に塗布された正極合剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極合剤層１１ｂを形成する。乾燥装置は特に制限されものではないが、例えば放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などを使用できる。
【００３７】
＜負極作製工程＞
次に、例えば、負極活物質および結着剤を混合して負極合剤を作製する。この負極合剤を溶媒に分散させてスラリー状とする。次に、スラリー状の負極合剤を負極集電体１２ａの両面に均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極合剤層１２ｂを形成する。なお、塗布装置および乾燥装置としては、上述の正極１１を作成した場合と同様のものを用いることができる。
【００３８】
＜電解質作製工程＞
次に、有機溶媒と電解質塩とを混合して可塑剤を調整して、これに対してマトリックス高分子を溶解させる。そして、これを、正極集電体１１ａの両面に形成された正極合剤層１１ｂおよび、負極集電体１２ａの両面に形成された負極合剤層１２ｂ上に均一に塗布して含浸させる。その後、例えば常温において所定時間放置して有機溶媒を気化させて除去する。
【００３９】
＜巻回工程＞
次に、ゲル電解質層１４が両面に形成された正極１１および負極１２と、セパレータ１３とを、例えば、負極１２、セパレータ１３、正極１１、セパレータ１３の順に順次積層し、この積層体を平板の芯に巻き付けて、長手方向に多数回巻回して巻回式電極素子１を作製する。
【００４０】
＜封止工程＞
次に、図１に示すように、巻回式電極素子１を外装材２に収納し、周囲を熱溶着して、真空包装する。以上の工程により、この発明の一実施形態による非水電解質二次電池が作製される。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４２】
実施例１
＜正極活物質の合成＞
コバルト酸リチウムを造粒、分級、焼成することによりリチウムコバルト複合酸化物（正極活物質）を作製した。正極活物質は、アスペクト比１．１、２０回ＴＡＰ密度２．６２ｇ／ｃｍ3、３００回ＴＡＰ密度２．６８ｇ／ｃｍ3、ＴＡＰ密度比０．９８からなる粒子凝集体であった。なお、ＴＡＰ密度の測定は、ＪＩＳＫ１２０１−１に規格された測定方法により、粉体減量度測定器（タッピング式、筒井理化学器械株式会社製）を用いて測定した。具体的には、タップ密度測定用の１００ｍｌシリンダにサンプルを入れ、重量を測定し、その後、２０回タップ密度は２０回タップし、３００回タップ密度は３００回タップし、タップ後の体積とサンプルの重量を用いてタップ密度を算出した。
【００４３】
アスペクト比は、粒子の像をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）で写真撮影し、そこに写る像から数１０個をランダムに選び、それぞれの長径と短径を定規により測定した。そして、この結果からヒストグラムを作製し、累積８０％の値を求めた。
【００４４】
＜正極作製工程＞
上記ＬｉＣｏＯ2粉末（正極活物質）を９０重量％と、アセチレンブラック（導電剤）を５重量％と、ポリフッ化ビニリデン（結着剤）を５重量％とを混合し正極合剤を作製した。
【００４５】
次に、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状とした。そして、これを正極集電体となる厚さが２０μｍであり帯状であるアルミニウム箔１１ａの両面に均一に塗布した後に、ポリエチレンオキシドの融点以上である１４０℃で乾燥させ、ロールプレス機で２００ｋｇｆ／ｃｍ2（１９．６×１０6Ｐａ）の圧力で圧縮成型することにより帯状の正極を作製した。ここで、体積密度は、正極の一部を打ち抜いたものをサンプルとして、その重さおよび厚さを測定することにより算出した。その結果、体積密度は３．５５ｇ／ｃｍ3であった。
【００４６】
＜負極作製工程＞
まず、粉砕した人造黒鉛（負極活物質）９０重量％と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン１０重量％とを混合し、負極合剤を作製した。次に、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状とした。次に、これを負極集電体となる厚さ２０μｍであり、帯状である銅箔１２ａの両面に均一に塗布した後に乾燥させた。そして、ロールプレス機で圧縮成型することにより帯状の負極を作製した。
【００４７】
＜ゲル状電解質の作製工程＞
ヘキサフルオロプロピレンが６．９％の割合で共重合されたポリフッ化ビニリデンと、非水電解液と、希釈溶剤のジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを混合、撹拌、溶解させてゾル状の電解質溶液を得た。この混合比は、ポリフッ化ビニリデン：非水電解液：ＤＭＣ＝１：６：１２の重量比とした。非水電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）を６：４の重量比で混合し、０．７ｍｏｌ／ｋｇのＬｉＰＦ6を溶解して作製したものを用いた。次いで、得られたゾル状の電解質溶液を正極および負極の両面に均一に塗布した。その後、５０℃で３分間乾燥させて溶剤を除去して、正極および負極の両面にゲル状電解質層１４を形成した。
【００４８】
＜巻回工程＞
次に、上述したようにしてゲル状電解質層１４が形成された帯状の負極および帯状の正極と、厚さ１２μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムとを、負極、セパレータ、正極、セパレータの順に積層してから、この積層体を平板の芯に巻き付け多数巻回し、巻回式電極素子を作製した。
【００４９】
＜封止工程＞
最後に、このようにして作製した巻回式電極素子を、アルミニウム箔をポリオレフィンフィルムで挟んだアルミラミネートフィルムに収納し、真空包装した。以上の工程により、アルミラミネートシート型非水電解質二次電池を作製した。
【００５０】
実施例２
リチウムコバルト複合酸化物（正極活物質）の合成条件を変えることにより、アスペクト比１．２、２０回ＴＡＰ密度２．４２ｇ／ｃｍ3、３００回ＴＡＰ密度２．６３ｇ／ｃｍ3、ＴＡＰ密度比０．９２からなる粒子凝集体からなるリチウムコバルト複合酸化物を作製する以外は、実施例１と同様にして、正極を作製した。ここで、実施例１と同様の手法により、体積密度を算出したところ、体積密度は３．５１ｇ／ｃｍ3であった。これ以降の工程は、すべて実施例１と同様にして、実施例１と同じ厚さ有する、アルミラミネートシート型非水電解質二次電池を作製した。
【００５１】
実施例３
リチウムコバルト複合酸化物（正極活物質）の合成条件を変えることにより、アスペクト比１．３、２０回ＴＡＰ密度２．３７ｇ／ｃｍ3、３００回ＴＡＰ密度２．５８ｇ／ｃｍ3、ＴＡＰ密度比０．９２からなるリチウムコバルト複合酸化物を作製する以外は、実施例１と同様にして、正極を作製した。ここで、実施例１と同様の手法により、体積密度を算出したところ、体積密度は３．４７ｇ／ｃｍ3であった。これ以降の工程は、すべて実施例１と同様にして、実施例１と同じ厚さ有する、アルミラミネートシート型非水電解質二次電池を作製した。
【００５２】
比較例１
リチウムコバルト複合酸化物（正極活物質）の合成条件を変えることにより、アスペクト比１．５、２０回ＴＡＰ密度２．１４ｇ／ｃｍ3、３００回ＴＡＰ密度２．５２ｇ／ｃｍ3、ＴＡＰ密度比０．８５からなる粒子凝集体からなるリチウムコバルト複合酸化物を作製する以外は、実施例１と同様にして、正極を作製した。ここで、実施例１と同様の手法により、体積密度を算出したところ、体積密度は３．４１ｇ／ｃｍ3であった。これ以降の工程は、すべて実施例１と同様にして、実施例１と同じ厚さ有する、アルミラミネートシート型非水電解質二次電池を作製した。
【００５３】
比較例２
リチウムコバルト複合酸化物（正極活物質）の合成条件を変えることにより、アスペクト比１．７、２０回ＴＡＰ密度２．０１ｇ／ｃｍ3、３００回ＴＡＰ密度２．４８ｇ／ｃｍ3、ＴＡＰ密度比０．８１としたリチウムコバルト複合酸化物を作製する以外は、実施例１と同様にして、正極を作製した。ここで、実施例１と同様の手法により、体積密度を算出したところ、体積密度は３．３１ｇ／ｃｍ3であった。これ以降の工程は、すべて実施例１と同様にして、実施例１と同じ厚さ有する、アルミラミネートシート型非水電解質二次電池を作製した。
【００５４】
比較例３
リチウムコバルト複合酸化物（正極活物質）の合成条件を変えることにより、アスペクト比２．１、２０回ＴＡＰ密度１．８９ｇ／ｃｍ3、３００回ＴＡＰ密度２．３１ｇ／ｃｍ3、ＴＡＰ密度比０．８２としたリチウムコバルト複合酸化物を作製する以外は、実施例１と同様にして、正極を作製した。ここで、実施例１と同様の手法により、体積密度を算出したところ、体積密度は３．２５ｇ／ｃｍ3であった。これ以降の工程は、すべて実施例１と同様にして、実施例１と同じ厚さ有する、アルミラミネートシート型非水電解質二次電池を作製した。
【００５５】
比較例４
リチウムコバルト複合酸化物（正極活物質）の合成条件を変えることにより、アスペクト比２．２、２０回ＴＡＰ密度１．８９ｇ／ｃｍ3、３００回ＴＡＰ密度２．０４ｇ／ｃｍ3、ＴＡＰ密度比０．９２としたリチウムコバルト複合酸化物を作製する以外は、実施例１と同様にして、正極を作製した。ここで、実施例１と同様の手法により体積密度を算出したところ、体積密度は３．１１ｇ／ｃｍ3であった。これ以降の工程は、すべて実施例１と同様にして、実施例１と同じ厚さ有する、アルミラミネートシート型非水電解質二次電池を作製した。
【００５６】
＜特性評価＞
上述した方法で作製した実施例と比較例との放電容量を２３℃雰囲気０．２Ｃの定電流放電にて容量を測定した。
【００５７】
下記の表１は、実施例１〜実施例３および比較例１〜比較例４の評価結果をまとめたものである。
【００５８】
【表１】
2006216271.tif 000002
【００５９】
表１に示すように、実施例１〜実施例３の正極活物質は、比較例１〜比較例４に比して、アスペクト比が小さい。活物質粒子径を球状にするとアスペクト比が小さくなり、２０回ＴＡＰ密度が大きくなる。同様に、３００回ＴＡＰ密度も大きくなるが、２０回ＴＡＰ密度との差は、少なくなるので、ＴＡＰ密度の比は小さくなる。
【００６０】
実施例１〜実施例３のそれぞれは、アスペクト比が１以上１．５以下の範囲となり、かつＴＡＰ密度の比が０．９２以上の範囲となる正極活物質であり、従来の正極活物質（比較例１〜比較例４）より、充填性は大幅に改善していることがわかった。
【００６１】
また、実施例１〜実施例３の電池は、従来の正極活物質を用いた同一形状の電池によっては、得られない電池容量５５０ｍＡｈ以上を得ることができることがわかった。これは、ＴＡＰ密度が大きいと体積密度が大きくなり、塗布面積密度を同じにした場合は、電極長が長くなり、電池容量を増大できるからである。
【００６２】
以上より、正極活物質のアスペクト比が累積８０％において１以上１．５以下の範囲となり、かつ２０回ＴＡＰ密度と３００回ＴＡＰ密度との比が０．９２以上１以下の範囲となることによって、充填性を改善でき、その結果、単位体積あたりの非水電解質二次電池の容量を増大できることがわかった。
【００６３】
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の一実施形態による非水電解質二次電池の一構成例を示す分解斜視図である。
【図２】巻回電池素子の１の一構成例を示す分解斜視図である。
【図３】巻回電池素子の１の一構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・巻回式電極素子
２・・・外装材
３，４・・・リード
１１・・・正極
１１ａ・・・正極集電体
１１ｂ・・・負極合剤層
１２・・・負極
１２ａ・・・負極集電体
１２ｂ・・・負極合剤層
１３・・・セパレータ
１４・・・ゲル電解質層
【図１】
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【図２】
2006216271.tif 000004
【図３】
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