(57)【要約】【課題】表面に炭素質被膜が形成された電極活物質を電極材料として用いる場合に、正極に空隙が残存し難く、この正極の電極密度を向上させることが可能であり、しかも、高速の充放電特性が求められている高出力電源、あるいは高エネルギー密度が求められている高容量電源に適用可能な電極材料とその製造方法及びリチウムイオン電池の正極並びにリチウムイオン電池を提供する。【解決手段】本発明の電極材料は、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体を含有した電極材料であり、この凝集体の少なくとも一部は解砕されており、この凝集体の体積密度は、前記凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％以上かつ８０体積％以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体を含有した電極材料であって、
前記凝集体の少なくとも一部は解砕されており、
前記凝集体の体積密度は、前記凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％以上かつ８０体積％以下であることを特徴とする電極材料。
【請求項２】
前記凝集体に含まれる炭素量は、前記電極活物質粒子１００質量部に対して０．６質量部以上かつ２０質量部以下であることを特徴とする請求項１記載の電極材料。
【請求項３】
電極活物質または電極活物質の前駆体と有機化合物とを含み、かつ前記電極活物質または前記電極活物質の前駆体の粒度分布のＤ９０のＤ１０に対する比（Ｄ９０／Ｄ１０）が５以上かつ３０以下のスラリーを乾燥し、
次いで、得られた乾燥物を５００℃以上かつ１０００℃以下の非酸化性雰囲気下にて焼成して、前記電極活物質からなる粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体とし、
次いで、前記凝集体の少なくとも一部を解砕することを特徴とする電極材料の製造方法。
【請求項４】
前記凝集体に、導電助剤及び粉砕助剤のうちのいずれか１種または２種を添加した後に、前記凝集体を解砕することを特徴とする請求項３記載の電極材料の製造方法。
【請求項５】
請求項１または２記載の電極材料を含有してなることを特徴とするリチウムイオン電池の正極。
【請求項６】
請求項５記載のリチウムイオン電池の正極を備えてなることを特徴とするリチウムイオン電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極材料とその製造方法及びリチウムイオン電池の正極並びにリチウムイオン電池に関し、特に、高速の充放電特性が求められている高出力電源、あるいは高エネルギー密度が求められている高容量電源として用いて好適な電極材料と、この電極材料の製造方法、及び、この電極材料を含有してなるリチウムイオン電池の正極、並びに、このリチウムイオン電池の正極を備えたリチウムイオン電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、非水電解液系の二次電池として、リチウムイオン電池が提案され、実用に供されている。
このリチウムイオン電池は、リチウムイオンを可逆的に脱挿入可能な性質を有する正極及び負極と、非水系の電解質とにより構成されている。
このリチウムイオン電池の正極に用いられる電極活物質としては、鉄リン酸リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）等のリチウムイオンを可逆的に脱挿入可能な性質を有するＬｉ含有金属酸化物が用いられている。この正極の作製には、Ｌｉ含有金属酸化物等の電極活物質及びバインダー等を含む電極材料合剤が用いられ、この電極材料合剤を集電体と称される金属箔の表面に塗布し、乾燥することにより、リチウムイオン電池の正極が形成されている。
【０００３】
このようなリチウムイオン電池は、従来の鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等の二次電池と比べて、軽量かつ小型であるとともに、高エネルギーを有しているので、定置用の大型蓄電池の電源として用いられている。また、近年、リチウムイオン電池は、電気自動車、ハイブリッド自動車、電動工具等の高出力電源としても検討されており、これらの高出力電源として用いられる電池には、高速の充放電特性が求められている。
【０００４】
ところで、このようなリチウムイオン電池には、例えば、リチウムイオンを可逆的に脱挿入可能な性質を有するＬｉ含有金属酸化物等の電極活物質を含む電極材料の電子伝導性が低いという問題がある。そこで、電極材料の電子伝導性を高めるために、電極活物質粒子の表面を炭素源である有機化合物で覆い、その後、焼成することにより、この有機化合物を炭化して電極活物質粒子の表面に炭素質被膜を形成し、この炭素質被膜の炭素を電子伝導性物質として介在させた電極材料が提案されている（特許文献１）。また、正極活物質粒子を微粒化してリチウムイオンの脱挿入反応を向上させることにより、高出力が求められる用途への適用を可能にした技術が提案されている（特許文献２）。
【０００５】
一方、リチウムイオン電池を高容量化するためには、電池内部の空間容積を低減した構造、あるいは集電体、セパレーター等の電池を構成する部材の厚みを薄くした構造が提案され、さらには、正電極層および負電極層の電極密度を向上させた構造が一般的に検討されている。
一般に、正電極層は、正極活物質と導電助剤と結着剤をＮ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）等の分散媒と共に混合して得られる混合物スラリーをアルミニウム箔からなる集電体に塗布、乾燥した後、ロールプレスを用いて圧縮することにより得られる。
この正電極層の電極密度を向上させる方法としては、ロールプレスの圧縮強度を高める方法の他、正極活物質の摺動性を高めてプレス時に正極活物質同士を滑り易くする方法、正極活物質粒子を凝集してなる凝集体の粒径を、最密充填し易いように制御する方法、さらには、正電極層の電極密度を向上させるために、予め正極活物質粒子の粒度分布を制御した後に、炭素質被膜を形成する方法等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５１１１号公報
【特許文献２】特許第４１９０９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２にて提案されたような正極活物質を微粒化した場合においては、正極活物質の表面に形成される炭素質被膜の被覆率が低下することにより、この正極活物質の表面における炭素質被覆が不均一になり、その結果、電子伝導性の低下および充放電末期におけるリチウムイオンの脱挿入反応における抵抗の増加という問題点があった。
そこで、この問題点を解決するために、本発明者等は、表面に炭素質被膜が形成された電極活物質粒子を凝集させて凝集体とし、この凝集体の体積密度を、この凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％以上かつ８０体積％以下とすることにより、炭素層を均一化した電極材料を提案した（特願２０１２−７８８６０号）が、この電極材料においても、ロールプレスにより電極を圧縮した後の正電極膜に空隙が残存する虞があり、正電極膜に空隙が残存した場合、電極膜の密度が上がり難く、特に高エネルギー密度が求められている高容量電源として用いる電池には不向きであるという問題点が生じる。
【０００８】
一方、正電極層の電極密度を向上するために、予め正極活物質粒子の粒度分布を制御した後に、炭素質被膜を形成する方法では、炭素質被膜の被覆率が低下したり、炭素質被膜が不均一化するという問題点があり、特に、高速の充放電特性が求められている高出力電源として用いる電池には、不向きであるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、表面に炭素質被膜が形成された電極活物質を電極材料として用いる場合に、正極に空隙が残存し難く、この正極の電極密度を向上させることが可能であり、しかも、高速の充放電特性が求められている高出力電源、あるいは高エネルギー密度が求められている高容量電源に適用可能な電極材料とその製造方法及びリチウムイオン電池の正極並びにリチウムイオン電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を行なった結果、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体の少なくとも一部を解砕することとすれば、この一部が解砕された凝集体を電極材料として用いることにより、正極に空隙が残存し難く、この正極の電極密度を向上させることができ、さらには、高速の充放電特性が求められている高出力電源、あるいは高エネルギー密度が求められている高容量電源にも適用可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の電極材料は、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体を含有した電極材料であって、前記凝集体の少なくとも一部は解砕されており、前記凝集体の体積密度は、前記凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％以上かつ８０体積％以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の電極材料では、前記凝集体に含まれる炭素量は、前記電極活物質粒子１００質量部に対して０．６質量部以上かつ２０質量部以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明の電極材料の製造方法は、電極活物質または電極活物質の前駆体と有機化合物とを含み、かつ前記電極活物質または前記電極活物質の前駆体の粒度分布のＤ９０のＤ１０に対する比（Ｄ９０／Ｄ１０）が５以上かつ３０以下のスラリーを乾燥し、次いで、得られた乾燥物を５００℃以上かつ１０００℃以下の非酸化性雰囲気下にて焼成して、前記電極活物質からなる粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体とし、次いで、前記凝集体の少なくとも一部を解砕することを特徴とする。
【００１４】
本発明の電極材料の製造方法では、前記凝集体に、導電助剤及び粉砕助剤のうちのいずれか１種または２種を添加した後に、前記凝集体を解砕することが好ましい。
【００１５】
本発明のリチウムイオン電池の正極は、本発明の電極材料を含有してなることを特徴とする。
【００１６】
本発明のリチウムイオン電池は、本発明のリチウムイオン電池の正極を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電極材料によれば、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体を含有した電極材料であり、この凝集体の少なくとも一部を解砕し、この凝集体の体積密度を、この凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％以上かつ８０体積％以下としたので、この電極材料を正極に適用した場合に、この正極の内部に空隙が残存し難くすることができ、この正極の電極密度を向上させることができる。したがって、高速の充放電特性が求められている高出力電源、あるいは高エネルギー密度が求められている高容量電源に適用可能な電極材料を提供することができる。
【００１８】
本発明の電極材料の製造方法によれば、電極活物質からなる粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体とし、次いで、前記凝集体の少なくとも一部を解砕するので、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体の少なくとも一部を解砕することにより、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体を含有した電極材料を、簡単な工程で容易に得ることができる。
【００１９】
また、前記凝集体に、導電助剤を添加した後に、前記凝集体を解砕することにより、導電助剤と、表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された電極活物質粒子の一次粒子、二次粒子及び凝集体とが均一に混合してなる混合粉体を得ることができる。
また、前記凝集体に、粉砕助剤を添加した後に、前記凝集体を解砕することにより、表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された電極活物質粒子の凝集体をより短時間にて効率的に解砕することができる。また、解砕により電極活物質粒子の凝集体に掛かるストレスを軽減することができ、解砕に起因する電極活物質粒子の結晶の歪みを大幅に低減することができ、その結果、結晶の歪みが極めて小さな電極材料を得ることができる。
【００２０】
本発明のリチウムイオン電池の正極によれば、本発明の電極材料を含有したので、正極の内部の空隙を極めて少なくすることができ、この正極の電極密度を向上させることができる。
【００２１】
本発明のリチウムイオン電池によれば、本発明のリチウムイオン電池の正極を備えたので、電極密度が向上した正極を備えることで、高速の充放電特性が求められている高出力電源や高エネルギー密度が求められている高容量電源として用いることができ、しかも、信頼性が高いものとなる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の電極材料とその製造方法及びリチウムイオン電池の正極並びにリチウムイオン電池を実施するための形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２３】
［電極材料］
本実施形態の電極材料は、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体を含有した電極材料であり、この凝集体の少なくとも一部は解砕されており、この凝集体の体積密度が、この凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％以上かつ８０体積％以下である。
【００２４】
ここで、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体とは、表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された電極活物質粒子からなる一次粒子（以下、単に一次粒子と称する場合がある）が、複数個集合して二次粒子を構成し（以下、単に二次粒子と称する場合がある）、さらに、この二次粒子が複数個、点接触の状態で凝集することにより、炭素質被膜が形成された電極活物質粒子同士の接触部分が断面積の小さい頸部状となって強固に接続された状態の凝集体のことである。このように、電極活物質粒子同士の接触部分が断面積の小さい頸部状となることで、凝集体内部にチャネル状（網目状）の空隙が三次元に広がった構造となる。
【００２５】
なお、この電極材料は、この凝集体の解砕過程で、電極活物質粒子の表面に炭素質被膜が形成された一次粒子、及び、この一次粒子が複数個集合した二次粒子が生じるが、一次粒子の生成量は電極材料全体量の１０質量％以下、二次粒子の生成量は電極材料全体量の４０質量％以下に、それぞれ抑制されているので、これら一次粒子及び二次粒子により電気的特性が変化する虞もない。
【００２６】
この一次粒子の平均粒子径は、０．０１μｍ以上かつ２０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０２μｍ以上かつ５μｍ以下である。
ここで、一次粒子の平均粒子径を上記の範囲に限定した理由は、一次粒子の平均粒子径が０．０１μｍ未満では、一次粒子の表面を薄膜状の炭素で充分に被覆することが困難となり、高速充放電レートにおける放電容量が低くなり、充分な充放電レート性能を実現することが困難となるので、好ましくなく、一方、一次粒子の平均粒子径が２０μｍを超えると、一次粒子の内部抵抗が大きくなり、したがって、高速充放電レートにおける放電容量が不充分となるので、好ましくない。
【００２７】
この一次粒子を構成する電極活物質としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、チタン酸リチウム及びＬｉｘＡｙＤｚＰＯ４（但し、ＡはＣｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒの群から選択される１種または２種以上、ＤはＭｇ、Ｃａ、Ｓ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｙ、希土類元素の群から選択される１種または２種以上、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜１．５、０≦ｚ＜１．５）の群から選択される１種を主成分とする粒子が好ましい。
【００２８】
ここで、Ａについては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅが、Ｄについては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ａｌが、高い放電電位、豊富な資源量、安全性などの点から好ましい。
ここで、希土類元素とは、ランタン系列であるＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１５元素のことである。
【００２９】
この電極活物質粒子では、リチウムイオン電池の電極材料として用いる際にリチウムイオンの脱挿入に関わる反応を電極活物質表面全体で均一に行うために、この電極活物質粒子の表面の８０％以上、好ましくは９０％以上を炭素質被膜にて被覆されていることが好ましい。
炭素質被膜の被覆率は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＸ）を用いて測定することができる。ここで、炭素質被膜の被覆率が８０％未満では、炭素質被膜の被覆効果が不十分となり、リチウムイオンの脱挿入反応が電極活物質表面にて行なわれる際に、炭素質被膜が形成されていない箇所においてリチウムイオンの脱挿入に関わる反応抵抗が高くなり、放電末期の電圧降下が顕著になるので、好ましくない。
【００３０】
この炭素質被膜中の炭素量は、電極活物質１００質量部に対して０．６質量部以上かつ１０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは０．８質量部以上かつ２．５質量部以下である。
ここで、炭素質被膜中の炭素量を上記の範囲に限定した理由は、炭素量が０．６質量部未満では、炭素質被膜の被覆率が８０％を下回ってしまい、電池を形成した場合に高速充放電レートにおける放電容量が低くなり、充分な充放電レート性能を実現することが困難となるからである。一方、炭素量が１０質量部を超えると、電極活物質に対して炭素質被膜の量が多くなり、よって、炭素を必要な導電性を得る量以上に含むこととなり、凝集体としたときの炭素の質量及び体積密度が低下し、その結果、電極密度が低くなり、単位体積あたりのリチウムイオン電池の電池容量が低下するからである。
【００３１】
この凝集体の平均粒子径は、０．５μｍ以上かつ１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１μｍ以上かつ２０μｍ以下である。
ここで、凝集体の平均粒子径を上記の範囲とした理由は、平均粒子径が０．５μｍ未満では、凝集体が細かすぎるために舞い易くなり、電極塗工用ペーストを作製する際に取り扱いが困難になるからであり、一方、平均粒子径が１００μｍを超えると、電池用電極を作製した際に、乾燥後の電極の膜厚を超える大きさの凝集体が存在する可能性が高くなり、したがって、電極の膜厚の均一性を保持することができなくなるからである。
【００３２】
この凝集体の体積密度は、水銀ポロシメーターを用いて測定することができ、この凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％以上かつ８０体積％以下が好ましく、より好ましくは５５体積％以上かつ７５体積％以下である。この中実な凝集体とは、空隙が全く存在しない凝集体のことであり、この中実な凝集体の密度は電極活物質の理論密度に等しいものとする。
ここで、凝集体の体積密度が、凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％未満では、電極活物質の凝集体内部の空隙における有機化合物の炭化の際に生じる蒸気等の濃度が低くなりすぎてしまい、凝集体の外殻の内周部における炭素質被膜の膜厚が薄くなり、電極活物質の内部抵抗が高くなるので好ましくなく、一方、凝集体の体積密度が、凝集体を中実とした場合の体積密度の８０体積％を超えると、凝集体の内部の密度が高くなりすぎて、凝集体内部のチャネル状（網目状）の空隙が小さくなってしまい、その結果、凝集体内部に有機化合物の炭化の際に生成するタール状物質等が閉じ込められてしまうので、好ましくない。
【００３３】
この凝集体のタップ密度は、１．０ｇ／ｃｍ３以上かつ１．５ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。
ここで、凝集体のタップ密度が１．０ｇ／ｃｍ３未満では、電極スラリーを作製する際に凝集体内部の空隙および凝集体間隙へ保持される溶媒量が多くなるために電極スラリーの固形分濃度が低くなり、したがって、電極スラリーを塗布した塗膜の乾燥に要する時間が長くなるので好ましくない。一方、凝集体のタップ密度が１．５ｇ／ｃｍ３を超えると、電極スラリーを塗布した塗膜における凝集体の充填性が高くなり過ぎ、乾燥に際して溶媒が揮発しにくくなるので好ましくない。
【００３４】
この凝集体を殻状の凝集体とした場合、内部に形成される空隙の大きさは凝集体粒子の直径の８０％以下の直径が好ましく、より好ましくは７０％以下である。
ここで、空隙の大きさが８０％を超えると、凝集体の殻形状を維持することができなくなるために、空隙内部における芳香族炭素化合物等の有機化合物の蒸気の濃度が低くなりすぎてしまい、その結果、凝集体の外殻の内周部における炭素質被膜の膜厚が薄くなり、電極活物質の内部抵抗が高くなるので、好ましくない。
【００３５】
この殻状の凝集体の外殻の外周部と内周部における炭素質被膜の平均膜厚の比（内周部炭素質被膜の厚み／外周部炭素質被膜の厚み）は、０．７以上かつ１．３以下が好ましい。
ここで、外殻の外周部と内周部における炭素質被膜の平均膜厚の比（内周部炭素質被膜の厚み／外周部炭素質被膜の厚み）が上記の範囲外であると、凝集体外殻の外周部あるいは内周部における炭素質被膜の厚みが薄くなり、電極活物質の内部抵抗が高くなるので好ましくない。
【００３６】
［電極材料の製造方法］
本実施形態の電極材料の製造方法は、電極活物質または電極活物質の前駆体と有機化合物とを含み、かつ、この電極活物質または電極活物質の前駆体の粒度分布のＤ９０のＤ１０に対する比（Ｄ９０／Ｄ１０）が５以上かつ３０以下のスラリーを乾燥し、次いで、得られた乾燥物を５００℃以上かつ１０００℃以下の非酸化性雰囲気下にて焼成して、上記の電極活物質からなる粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体とし、次いで、この凝集体の少なくとも一部を解砕する方法である。
ここで、Ｄ９０とは、粒度分布における累積体積％が９０％のときの粒子径のことであり、Ｄ１０とは、粒度分布における累積体積％が１０％のときの粒子径のことである。
【００３７】
電極活物質としては、上記の電極材料にて記載したのと同様、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、チタン酸リチウム及びＬｉｘＡｙＤｚＰＯ４（但し、ＡはＣｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒの群から選択される１種または２種以上、ＤはＭｇ、Ｃａ、Ｓ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｙ、希土類元素の群から選択される１種または２種以上、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜１．５、０≦ｚ＜１．５）の群から選択される１種を主成分とすることが好ましい。
【００３８】
ここで、Ａについては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅが、Ｄについては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ａｌが、高い放電電位、豊富な資源量、安全性などの点から好ましい。
ここで、希土類元素とは、ランタン系列であるＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１５元素のことである。
【００３９】
ＬｉｘＡｙＤｚＰＯ４にて表される化合物（ＬｉｘＡｙＤｚＰＯ４粉体）としては、固相法、液相法、気相法等の従来の方法により製造したものを用いることができる。
この化合物（ＬｉｘＡｙＤｚＰＯ４粉体）としては、例えば、酢酸リチウム（ＬｉＣＨ３ＣＯＯ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）等のリチウム塩、あるいは水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）からなる群から選択されたＬｉ源と、塩化鉄（II）（ＦｅＣｌ２）、酢酸鉄（II）（Ｆｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）２）、硫酸鉄（II）（ＦｅＳＯ４）等の２価の鉄塩と、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、リン酸２水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）等のリン酸化合物と、水とを混合して得られるスラリー状の混合物を、耐圧密閉容器を用いて水熱合成し、得られた沈殿物を水洗してケーキ状の前駆体物質を生成し、このケーキ状の前駆体物質を焼成して得られた化合物（ＬｉｘＡｙＤｚＰＯ４粉体）を好適に用いることができる。
【００４０】
このＬｉｘＡｙＤｚＰＯ４粉体は、結晶性粒子であっても非晶質粒子であってもよく、結晶質粒子と非晶質粒子が共存した混晶粒子であってもよい。ここで、ＬｉｘＡｙＤｚＰＯ４粉体が非晶質粒子でも良いとする理由は、この非晶質のＬｉｘＡｙＤｚＰＯ４粉体は、５００℃以上かつ１０００℃以下の非酸化性雰囲気下にて熱処理すると、結晶化するからである。
【００４１】
また、有機化合物としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロース、デンプン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、マルトース、スクロース、ラクトース、グリコーゲン、ペクチン、アルギン酸、グルコマンナン、キチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン、アガロース、ポリエーテル、多価アルコール類が挙げられる。
【００４２】
電極活物質と有機化合物との配合比は、有機化合物の全量を炭素量に換算したとき、電極活物質１００質量部に対して０．６質量部以上かつ１０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは０．８質量部以上かつ２．５質量部以下である。
ここで、有機化合物の炭素量換算の配合比が０．６質量部未満では、炭素質被膜の被覆率が８０％を下回ることとなり、電池を形成した場合に高速充放電レートにおける放電容量が低くなり、充分な充放電レート性能を実現することが困難となる。一方、有機化合物の炭素量換算の配合比が１０質量部を超えると、相対的に電極活物質の配合比が低くなり、電池を形成した場合に電池の容量が低くなるとともに、炭素質被膜の過剰な担持により電極活物質が嵩高くなり、したがって、電極密度が低くなり、単位体積あたりのリチウムイオン電池の電池容量の低下が無視できなくなる。
【００４３】
これら電極活物質と有機化合物とを、水に溶解あるいは分散させて、均一なスラリーを調製する。この溶解あるいは分散の際には、分散剤を加えるとなお良い。
電極活物質と有機化合物とを水に溶解あるいは分散させる方法としては、電極活物質が分散し、有機化合物が溶解または分散する方法であれば、特に限定しないが、例えば、遊星ボールミル、振動ボールミル、ビーズミル、ペイントシェーカー、アトライタ等の媒体粒子を高速で攪拌する媒体攪拌型分散装置を用いる方法が好ましい。
【００４４】
この溶解あるいは分散の際には、電極活物質を１次粒子として分散し、その後有機化合物を溶解するように攪拌することが好ましい。このようにすれば、電極活物質の１次粒子の表面が有機化合物で被覆され、その結果として、電極活物質の１次粒子の間に有機化合物由来の炭素が均一に介在するようになる。
また、スラリー中の電極活物質あるいは電極活物質の前駆体の粒度分布において、この粒度分布のＤ９０のＤ１０に対する比（Ｄ９０／Ｄ１０）が５以上かつ３０以下となるように、スラリーの分散条件、例えば、スラリー中の電極活物質及び有機化合物の濃度、撹拌時間、撹拌時間等を適宜調整するとよい。これにより、このスラリーを噴霧・乾燥して得られる凝集体のタップ密度が１．０ｇ／ｃｍ３以上となる。
【００４５】
次いで、このスラリーを高温雰囲気中、例えば７０℃以上かつ２５０℃以下の大気中に噴霧し、乾燥させる。
この噴霧の際の液滴の平均粒子径は、０．０５μｍ以上かつ１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１μｍ以上かつ２０μｍ以下である。
噴霧の際の液滴の平均粒子径を上記の範囲とすることで、平均粒子径が０．５μｍ以上かつ１００μｍ以下、好ましくは１μｍ以上かつ２０μｍ以下の乾燥物が得られる。
【００４６】
次いで、この乾燥物を、非酸化性雰囲気下、５００℃以上かつ１０００℃以下、好ましくは６００℃以上かつ９００℃以下の範囲内の温度にて０．１時間以上かつ４０時間以下、焼成する。
この非酸化性雰囲気としては、窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性雰囲気が好ましく、より酸化を抑えたい場合には窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスに水素（Ｈ２）等の還元性ガスを添加した混合ガスからなる還元性雰囲気が好ましい。また、焼成時に非酸化性雰囲気中に蒸発した有機分を除去する目的で、焼成過程が終了した段階で、酸素（Ｏ２）等の支燃性及び可燃性ガスを不活性雰囲気中に導入することとしてもよい。
【００４７】
また、焼成温度を５００℃以上かつ１０００℃以下とした理由は、焼成温度が５００℃未満では、乾燥物に含まれる有機化合物の分解・反応が充分に進行しないために、有機化合物の炭化が不充分なものとなり、その結果、得られた凝集体中に高抵抗の有機物分解物が生成することとなるからであり、一方、焼成温度が１０００℃を超えると、電極活物質中のＬｉが蒸発して電極活物質に組成のズレが生じるだけでなく、電極活物質の粒成長が促進され、その結果、高速充放電レートにおける放電容量が低くなり、充分な充放電レート性能を実現することが困難となるからである。
【００４８】
ここで、乾燥物を焼成する際の条件、例えば、昇温速度、最高保持温度、保持時間等を適宜調整することにより、得られる凝集体の粒度分布を制御することが可能である。
以上により、乾燥物中の有機化合物が熱分解して生成した炭素により電極活物質の１次粒子の表面が被覆された一次粒子を、複数個集合してなる二次粒子とし、この二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体が得られる。
【００４９】
次いで、この凝集体の少なくとも一部を解砕する。
ここで、「凝集体の少なくとも一部を解砕する」とは、凝集体の少なくとも一部が解砕されていればよく、凝集体全てが解砕されている必要はない。
この解砕された凝集体の量の凝集体全体量に占める割合は、この凝集体を電極材料として用いる場合に要求される特性によって決まってくるので一概にはいえないが、高速の充放電特性が求められている高出力電源、あるいは高エネルギー密度が求められている高容量電源に適用する場合には、２０質量％以上かつ８０質量％以下が好ましく、より好ましくは３０質量％以上かつ７０質量％以下である。
【００５０】
凝集体の解砕に用いられる装置としては、この凝集体を完全に粉砕することなく、この凝集体の一部が解砕されるものであればよく、例えば、乾式ボールミル、湿式ボールミル、ミキサー、ジェットミル等の気流式微粉砕機、超音波破砕機等を用いることができる。
この凝集体は、この解砕過程で、少なくともその一部が解砕されて、凝集体の一部が解砕された一部解砕凝集体の他に、電極活物質粒子の表面に炭素質被膜が形成された一次粒子、及び、この一次粒子が複数個集合した二次粒子を含む混合物が得られる。
この解砕過程では、一次粒子の生成量は電極材料全体量の１０質量％以下、二次粒子の生成量は電極材料全体量の４０質量％以下に、それぞれ抑制されている。
【００５１】
この凝集体の解砕にあたっては、凝集体に導電助剤を加えた後に、解砕することもできる。
導電助剤としては、炭素源であるカーボンブラック、アセチレンブラック、無定形炭素、結晶性炭素、繊維状炭素の群から選択される１種または２種以上が好適に用いられる。
この導電助剤の添加量は、凝集体に所望の導電性を付与することのできる炭素源の量に相当する量であればよく、特に限定はされない。
この凝集体に導電助剤を加えた後に解砕することにより、一部が解砕された凝集体を含む凝集体と、導電助剤とが均一に混合された混合粉体を得ることができる。
【００５２】
また、この凝集体の解砕にあたっては、凝集体に粉砕助剤を加えた後に、解砕することもできる。
粉砕助剤としては、有機化合物が好ましく、中でもメタノール、エタノール、２−プロパノール等の一価アルコール、エチレングリコール等の多価アルコール、アセトン等のケトン類等、電極材料の炭素源となるとともに、後工程の正極形成用スラリーにも用いられる有機溶媒が好適である。
この凝集体に粉砕助剤を加えた後に解砕することにより、上記の有機化合物が炭素源となって、一部が解砕された凝集体を含む凝集体と、炭素源とが均一に混合された混合粉体を得ることができる。
以上により、本実施形態の電極材料を作製することができる。
【００５３】
［リチウムイオン電池］
本実施形態のリチウムイオン電池は、本実施形態の電極材料を正極に含有している。
本実施形態の正極を作製するには、上記の電極材料と、バインダー樹脂からなる結着剤と、溶媒とを混合して、正極形成用スラリーを調整する。この際、必要に応じてカーボンブラック等の導電助剤を添加してもよい。
【００５４】
上記の結着剤、すなわちバインダー樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）樹脂、フッ素ゴム等が好適に用いられる。
上記の電極材料とバインダー樹脂との配合比は、特に限定されないが、例えば、電極材料１００質量部に対してバインダー樹脂を１質量部以上かつ３０質量部以下、好ましくは３質量部以上かつ２０質量部以下とする。
この電極形成用スラリーに用いる溶媒としては、上述した粉砕助剤として用いられる有機化合物と同様の溶媒が好適であり、ここでは溶媒の説明を省略する。
【００５５】
次いで、この電極形成用スラリーを、金属箔の一方の面に塗布し、その後、乾燥し、上記の電極材料とバインダー樹脂との混合物からなる塗膜が一方の面に形成された金属箔を得る。
次いで、この塗膜を加圧圧着し、乾燥して、金属箔の一方の面に正電極層を有する集電体（電極）を作製する。
この集電体（電極）を正極とすることで、リチウムイオン電池を得ることができる。
【００５６】
本実施形態の電極材料によれば、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体を含有した電極材料であり、この凝集体の少なくとも一部を解砕し、この凝集体の体積密度を、この凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％以上かつ８０体積％以下としたので、この電極材料を正極に適用した場合に、この正極の内部に空隙が残存し難くすることができ、この正極の電極密度を向上させることができる。したがって、高速の充放電特性が求められている高出力電源、あるいは高エネルギー密度が求められている高容量電源に適用可能な電極材料を提供することができる。
【００５７】
本実施形態の電極材料の製造方法によれば、電極活物質からなる粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体とし、次いで、前記凝集体の少なくとも一部を解砕するので、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体の少なくとも一部を解砕することにより、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体を含有した電極材料を、簡単な工程で容易に得ることができる。
【００５８】
本実施形態のリチウムイオン電池によれば、本実施形態の電極材料を正極に備えたので、電極密度が向上した正極を備えることで、高速の充放電特性が求められている高出力電源や高エネルギー密度が求められている高容量電源として用いることができ、しかも、信頼性が高いものとなる。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例１〜１０及び比較例１〜４により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
例えば、本実施例では、電極材料自体の挙動をデータに反映させるために、負極に金属Ｌｉを用いたが、炭素材料、Ｌｉ合金、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等の負極材料を用いてもかまわない。また電解液とセパレータの代わりに固体電解質を用いても良い。
【００６０】
「実施例１」
（電極材料となる凝集体の作製）
水２Ｌ（リットル）に、４ｍｏｌの酢酸リチウム（ＬｉＣＨ３ＣＯＯ）、２ｍｏｌの硫酸鉄（II）（ＦｅＳＯ４）、２ｍｏｌのリン酸（Ｈ３ＰＯ４）を、全体量が４Ｌになるように混合し、均一なスラリー状の混合物を調製した。
次いで、この混合物を容量８Ｌの耐圧密閉容器に収容し、１２０℃にて１時間、水熱合成を行った。
次いで、得られた沈殿物を水洗し、ケーキ状の電極活物質の前駆体を得た。
【００６１】
次いで、この電極活物質の前駆体１５０ｇ（固形分換算）と、有機化合物としてポリビニルアルコール２０ｇを水２００ｇに溶解したポリビニルアルコール水溶液（炭素量として１質量部）と、媒体粒子として直径５ｍｍのジルコニアボール５００ｇをボールミルに投入し、スラリー中の電極活物質の前駆体粒子の粒度分布のＤ９０／Ｄ１０が７となるように、ボールミルの撹拌時間を調整し、分散処理を行った。
次いで、得られたスラリーを１８０℃の大気雰囲気中に噴霧し、乾燥して、平均粒径が６μｍの乾燥物を得た。
次いで、得られた乾燥物を７００℃の窒素雰囲気下にて１時間、焼成し、平均粒子径が６μｍの実施例１の凝集体を得た。
【００６２】
（凝集体の評価）
この凝集体の細孔径分布（累積体積百分率が５０％のときの平均細孔径Ｄ５０、及び累積体積百分率が９０％のときの細孔径Ｄ９０）、炭素質被膜の平均膜厚の比（中心部炭素質被膜の厚み／外周部炭素質被膜の厚み）、凝集体の体積密度、炭素質被膜の被覆率、タップ密度及び平均一次粒子径それぞれの評価を行った。
評価方法は下記のとおりである。
【００６３】
（１）凝集体の細孔径分布
凝集体内部の平均細孔径（Ｄ５０）及び凝集体内部の細孔径分布におけるＤ９０を水銀ポロシメーターを用いて測定した。
（２）炭素質被膜の平均膜厚の比
凝集体の炭素質被膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察し、凝集体の中心部における異なる粒子の炭素質被膜の厚み１００点の平均値と、外周部における異なる粒子の炭素質被膜の厚み１００点の平均値を測定し、炭素質被膜の平均膜厚の比（中心部炭素質被膜の厚み／外周部炭素質被膜の厚み）を算出した。
【００６４】
（３）凝集体の体積密度
水銀ポロシメーターを用いて測定した。
（４）炭素質被膜の被覆率
凝集体の炭素質被膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＸ）を用いて観察し、凝集体の表面のうち炭素質被膜が覆っている部分の割合を算出し、被覆率とした。
（５）タップ密度
日本工業規格ＪＩＳ Ｒ １６２８「ファインセラミックス粉末のかさ密度測定方法」に準拠して測定した。
【００６５】
（６）平均一次粒子径
凝集体の一次粒子を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いて観察し、得られた画像から１０００個の一次粒子の長径をそれぞれ測定し、これらの測定値の平均値を平均一次粒子径とした。
評価結果を表１に示す。
【００６６】
（凝集体の解砕）
上記の凝集体を乾式ボールミルを用いて８時間解砕し、次いで、得られた解砕物を目開き２５０μｍのふるいを用いて篩い掛けをし、得られた凝集体の解砕粉体を実施例１の電極材料とした。
【００６７】
（リチウムイオン電池の作製）
上記の電極材料と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と、導電助剤としてアセチレンブラック（ＡＢ）とを、質量比が９０：５：５となるように混合し、さらに溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）を加えて流動性を付与し、スラリーを作製した。
次いで、このスラリーを厚み１５μｍのアルミニウム（Ａｌ）箔上に塗布し、乾燥した。この塗膜の密度は、水銀ポロシメーターを用いて測定した。
その後、６００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力にて加圧し、実施例１のリチウムイオン電池の正極を作製した。この正極の密度は、水銀ポロシメーターを用いて測定した。
【００６８】
このリチウムイオン電池の正極に対し、負極としてリチウム金属を配置し、これら正極と負極の間に多孔質ポリプロピレンからなるセパレーターを配置し、電池用部材とした。
一方、炭酸エチレンと炭酸ジエチルとを１：１（質量比）にて混合し、さらに１ＭのＬｉＰＦ６溶液を加えて、リチウムイオン伝導性を有する電解質溶液を作製した。
次いで、上記の電池用部材を上記の電解質溶液に浸漬し、実施例１のリチウムイオン電池を作製した。
【００６９】
（リチウムイオン電池の評価）
このリチウムイオン電池の内部抵抗、初期放電容量それぞれの評価を行った。
評価方法は下記のとおりである。
【００７０】
（１）内部抵抗
電極面積が２ｃｍ２の正極と、リチウム金属からなる負極とを、ポリプロピレンからなる厚み２５μｍのセパレーターを介して対向させ、これらを、直径２ｃｍ、厚み３．２ｍｍのコインセル容器内に収納し、評価用の電池を作製した。
この電池の内部抵抗を、放電深度５０％、１Ｃ放電時に電流休止法により測定される電圧上昇と、１Ｃ放電電流とから、算出した。
内部抵抗の測定値を表２に示す。
【００７１】
（２）初期放電容量
上記のリチウムイオン電池の充放電試験を、室温（２５℃）にて、カットオフ電圧２−４．５Ｖ、充放電レート１Ｃの定電流（１時間充電の後、１時間放電）下にて実施した。初期放電容量を表２に示す。
【００７２】
「実施例２」
有機化合物として、ポリビニルアルコール２０ｇを水２００ｇに溶解したポリビニルアルコール水溶液（炭素量として１質量部）の替わりに、ポリビニルアルコール３４ｇを水２００ｇに溶解したポリビニルアルコール水溶液（炭素量として１．７質量部）を用いた他は、実施例１と同様にして、実施例２の凝集体を得た。
この凝集体の評価を実施例１と同様にして行った。評価結果を表１に示す。
【００７３】
「実施例３」
有機化合物として、ポリビニルアルコール２０ｇを水２００ｇに溶解したポリビニルアルコール水溶液（炭素量として１質量部）の替わりに、ポリビニルアルコール５０ｇを水２００ｇに溶解したポリビニルアルコール水溶液（炭素量として２．５質量部）を用いた他は、実施例１と同様にして、実施例３の凝集体を得た。
この凝集体の評価を実施例１と同様にして行った。評価結果を表１に示す。
【００７４】
【表１】
2013258036.tif 000002
【００７５】
「実施例４」
凝集体を解砕する際に、導電助剤としてカーボンブラックを２質量％加えた外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００７６】
「実施例５」
凝集体を解砕する際に、粉砕助剤としてエチレングリコールを２質量％加えた外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００７７】
「実施例６」
凝集体を解砕する際に、導電助剤としてカーボンブラックを１質量％、粉砕助剤としてエチレングリコールを１質量％それぞれ加えた外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００７８】
「実施例７」
凝集体を解砕する際に、湿式ボールミルを用いて８時間解砕した外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００７９】
「実施例８」
凝集体を解砕する際に、導電助剤としてカーボンブラックを２質量％加え、湿式ボールミルを用いて８時間解砕した外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８０】
「実施例９」
凝集体を解砕する際に、粉砕助剤としてエチレングリコールを２質量％加え、湿式ボールミルを用いて８時間解砕した外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８１】
「実施例１０」
凝集体を解砕する際に、導電助剤としてカーボンブラックを１質量％、粉砕助剤としてエチレングリコールを１質量％それぞれ加え、湿式ボールミルを用いて８時間解砕した外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８２】
「比較例１」
凝集体を解砕しなかった外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８３】
「比較例２」
凝集体を解砕せずに、この凝集体に導電助剤としてカーボンブラックを２質量％添加し、混合した外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８４】
「比較例３」
凝集体を解砕せずに、この凝集体に粉砕助剤としてエチレングリコールを２質量％添加し、混合した外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８５】
「比較例４」
凝集体を解砕せずに、この凝集体に導電助剤としてカーボンブラックを１質量％、粉砕助剤としてエチレングリコールを１質量％それぞれ添加し、混合した外は、実施例１と同様にして、電極材料及びリチウムイオン電池を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００８６】
【表２】
2013258036.tif 000003
【００８７】
以上の結果によれば、実施例１〜３の電極材料は、凝集体の細孔径分布、炭素質被膜の平均膜厚の比、凝集体の体積密度、炭素質被膜の被覆率、タップ密度及び平均一次粒子径それぞれがバラツキが無く、均一性に優れていることが分かった。
また、実施例１、４〜１０のリチウムイオン電池は、比較例１〜４のリチウムイオン電池と比べて、初期放電容量こそ差が無いものの、塗膜の密度、正極の密度、内部抵抗共に優れており、高速の充放電特性が求められている高出力電源、高エネルギー密度が求められている高容量電源等に好適であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の電極材料は、電極活物質粒子の表面の８０％以上に炭素質被膜が形成された一次粒子を複数個集合してなる二次粒子をさらに複数個凝集してなる凝集体を含有した電極材料であり、この凝集体の少なくとも一部を解砕しており、この凝集体の体積密度を、この凝集体を中実とした場合の体積密度の５０体積％以上かつ８０体積％以下としたことにより、この電極材料を正極に適用した場合に、この正極の内部に空隙が残存し難くすることができ、この正極の電極密度を向上させることができるものであるから、リチウムイオン電池のさらなる特性向上が可能なのはもちろんのこと、高速の充放電特性が求められている高出力電源、あるいは高エネルギー密度が求められている高容量電源に対しても適用することが可能であり、その効果は非常に大きなものである。