JP5944572B2

JP5944572B2 - 二次電池用電極及びそれを含む二次電池

Info

Publication number: JP5944572B2
Application number: JP2015500371A
Authority: JP
Inventors: ソ・ヒュン・リム; ミン・ヒ・イ; ヨン・キュン・イ; デホン・キム; ジェ・ヒュン・イ; テ・ジン・パク
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2033-04-18
Also published as: EP2811552A1; US20170005323A1; US20140377652A1; JP2015514284A; WO2013157873A1; CN107134578A; EP2811552B1; US9508993B2; KR101495301B1; US10153480B2; KR20130117351A; EP2811552A4; CN104185915A

Description

本発明は、電極活物質、バインダー及び導電材を含む電極合剤が集電体に塗布されている二次電池用電極であって、前記電極活物質は、正極活物質及び／または負極活物質であり、前記正極活物質は、下記化学式１で表される酸化物を含み、前記負極活物質は、下記化学式２の酸化物を含み、前記導電材は、電極合剤の総重量を基準として０．１〜１５％含まれていることを特徴とする二次電池用電極、及びそれを含む二次電池に関する。

Ｌｉ_ｘＭ_ｙＭｎ_２−ｙＯ_４−ｚＡ_ｚ（１）

上記式中、０．９≦ｘ≦１．２、０＜ｙ＜２、０≦ｚ＜０．２であり、
Ｍは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｂ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｗ、Ｔｉ及びＢｉからなる群から選択される一つ以上の元素であり、
Ａは、−１または−２価の一つ以上のアニオンである。

Ｌｉ_ａＭ’_ｂＯ_４−ｃＡ_ｃ（２）

上記式中、Ｍ’は、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ａｌ及びＺｒからなる群から選択される一つ以上の元素であり；ａ及びｂは、０．１≦ａ≦４；０．２≦ｂ≦４の範囲でＭ’の酸化数（ｏｘｉｄａｔｉｏｎｎｕｍｂｅｒ）によって決定され；ｃは、０≦ｃ＜０．２の範囲で酸化数によって決定され；Ａは、−１または−２価の一つ以上のアニオンである。

化石燃料の枯渇によるエネルギー源の価格上昇、環境汚染への関心が急増するにつれ、環境に優しい代替エネルギー源に対する要求が未来生活のための必須不可欠の要因となっている。そこで、原子力、太陽光、風力、潮力などの様々な電力生産技術に関する研究が続けられており、このように生産されたエネルギーをより効率的に使用するための電力貯蔵装置もまた高い関心を集めている。

特に、リチウム二次電池の場合、モバイル機器に対する技術開発及び需要が増加するに伴い、エネルギー源としての需要が急増しており、最近は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の動力源としての使用が実現化されており、グリッド（Ｇｒｉｄ）化を通じた電力補助電源などの用途にも使用領域が拡大されている。

一般に、リチウム二次電池は、電極活物質としてリチウム遷移金属酸化物を含む正極、カーボン系活物質を含む負極及び多孔性分離膜からなる電極組立体に、リチウム電解質が含浸されている構造となっている。正極は、リチウム遷移金属酸化物を含む正極合剤をアルミニウムホイルにコーティングして製造され、負極は、カーボン系活物質を含む負極合剤を銅ホイルにコーティングして製造される。

正極合剤と負極合剤には活物質の電気伝導性を向上させるために導電材が添加されている。特に、正極活物質として使用されるリチウム遷移金属酸化物は本質的に電気伝導性が低いため、正極合剤には導電材が必須に添加されている。導電材の中でも、正極合剤の伝導性を増加させるために使用される既存の導電材は、正極合剤の厚さを減少させるために圧縮する過程でローディング密度を大きくすることができないという短所がある。

従って、従来使用されるカーボンブラックと黒鉛粒子などに代わる新しい導電材を使用して二次電池の性能を改善することができる技術に対する必要性が非常に高い実情である。

本発明は、上記のような従来技術の問題点及び過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。

本出願の発明者らは、鋭意研究と様々な実験を重ねた結果、所定の電極活物質と導電材が特定量含まれている電極合剤が塗布されている二次電池用電極を使用する場合、所望の効果を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

したがって、本発明は、電極活物質、バインダー及び導電材を含む電極合剤が集電体に塗布されている二次電池用電極であって、前記電極活物質は、正極活物質及び／または負極活物質であり、前記正極活物質は、下記化学式１で表される酸化物を含み、前記負極活物質は、下記化学式２の酸化物を含み、前記導電材は、電極合剤の総重量を基準として０．１〜１５％含まれていることを特徴とする二次電池用電極を提供する。

Ｌｉ_ｘＭ_ｙＭｎ_２−ｙＯ_４−ｚＡ_ｚ（１）

Ｌｉ_ａＭ’_ｂＯ_４−ｃＡ_ｃ（２）

一般に、導電材は、電極合剤全体の重量を基準として１〜５０重量％含まれてもよいが、より好ましい電気伝導性向上の効果を発揮するためには１５〜２５％含まれることが好ましい。

そこで、本発明の発明者らは、電気伝導性が非常に高い所定の物質を導電材として使用することで、正極合剤内に前記物質が０．１〜１５％含まれても電気伝導度向上の効果を奏し、相対的に少ない量の導電材を入れても優れた出力特性を示すことを確認した。

このような所定の物質は、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅ、ＣＮＴ）またはグラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）であってもよい。これら物質は、導電材として、電極合剤の総重量を基準として１〜１０％含まれてもよく、詳細には５〜１０％含まれてもよい。少なすぎる場合、電気伝導性向上の効果を発揮しにくく、多すぎる場合、相対的に電極活物質の量が減少して電池の容量低下を誘発することがあるため好ましくない。

前記カーボンナノチューブは、当業界に知られているものであれば制限がないが、詳細には、５〜５０ｎｍの平均粒径を有し、０．５〜１０μｍの長さを有することを使用することができ、より詳細には、５〜２０ｎｍの平均粒径を有し、０．５〜５μｍの長さを有することを使用することができる。

正極活物質として、前記化学式１の酸化物は下記化学式３で表すことができる。

Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＭｎ_２−ｙＯ_４（３）

上記式中、０．９≦ｘ≦１．２、０．４≦ｙ≦０．５であり、
より詳細には、前記化学式３の酸化物は、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４またはＬｉＮｉ_０．４Ｍｎ_１．６Ｏ_４であってもよい。

このような前記化学式１の酸化物の平均粒径（Ｄ５０）は５〜３０μｍであってもよく、詳細には８〜２０μｍであってもよい。

本発明での酸化物の平均粒径は、詳細には、多数の粒子が凝集して一つの調合剤を形成するときの粒径を意味する。正極活物質は、製造過程の設定条件に従ってそれぞれの酸化物単位体が互いに凝集して一つの調合剤を形成する傾向があり、そのような凝集調合剤は、それ自体で好ましい活物質特性を発揮する。したがって、前記酸化物の平均粒径は、詳細には、このような凝集調合剤の粒径を意味する。

負極活物質として、前記化学式２の酸化物は下記化学式４で表される酸化物であってもよい。

Ｌｉ_ａＴｉ_ｂＯ_４（４）

上記式中、ａ及びｂは、０．１≦ａ≦４、０．２≦ｂ≦４である。

より詳細には、前記化学式４の酸化物はＬｉ_１．３３Ｔｉ_１．６７Ｏ_４またはＬｉＴｉ_２Ｏ_４であってもよい。

このようなリチウムチタン酸化物の高い電位によって、相対的に高電位を有するＬｉＮｉ_ｘＭｎ_２−ｘＯ_４（ｘ＝０．０１〜０．６である。）のスピネルリチウムマンガン複合酸化物を正極活物質として使用することができる。

本発明はまた、前記二次電池用電極を含む二次電池を提供する。

本発明に係る二次電池は、正極集電体上に正極活物質、導電材及びバインダーの混合物を塗布した後、乾燥及びプレスして製造される正極と、同様の方法を用いて製造される負極とを含み、この場合、必要によっては、前記混合物に充填剤をさらに添加することもある。

前記正極集電体は、一般に３〜５００μｍの厚さに製造される。このような正極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発せずに高い導電性を有するものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、またはアルミニウやステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したものなどを使用することができる。集電体は、その表面に微細な凹凸を形成して正極活物質の接着力を高めることもでき、フィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体などの様々な形態が可能である。

前記正極活物質は、上記で定義した物質を使用することができるが、例えば、追加的に、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ_２）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ_２）などの層状化合物や、１またはそれ以上の遷移金属で置換された化合物；化学式Ｌｉ_１＋ｘＭｎ_２−ｘＯ_４（ここで、ｘは０〜０．３３である。）、ＬｉＭｎＯ_３、ＬｉＭｎ_２Ｏ_３、ＬｉＭｎＯ_２などのリチウムマンガン酸化物；リチウム銅酸化物（Ｌｉ_２ＣｕＯ_２）；ＬｉＶ_３Ｏ_８、ＬｉＦｅ_３Ｏ_４、Ｖ_２Ｏ_５、Ｃｕ_２Ｖ_２Ｏ_７などのバナジウム酸化物；化学式ＬｉＮｉ_１−ｘＭ_ｘＯ_２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、ＢまたはＧａであり、ｘ＝０．０１〜０．３である。）で表されるＮｉサイト型リチウムニッケル酸化物；化学式ＬｉＭｎ_２−ｘＭ_ｘＯ_２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＺｎまたはＴａであり、ｘ＝０．０１〜０．１である。）またはＬｉ_２Ｍｎ_３ＭＯ_８（ここで、Ｍ＝Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎである。）で表されるリチウムマンガン複合酸化物；化学式のＬｉの一部がアルカリ土金属イオンで置換されたＬｉＭｎ_２Ｏ_４；ジスルフィド化合物；Ｆｅ_２（ＭｏＯ_４）_３などを使用することができる。

前記導電材は、上記で言及したカーボンナノチューブまたはグラフェン、新しい物質をさらに含むことができる。このような物質は、正極活物質を含んだ正極合剤の重量を基準として１〜２０重量％で添加することができ、当該電池に化学的変化を誘発せずに導電性を有するものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛；カーボンブラック、アセチレンブラック、ケチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維；フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末；酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；ポリフェニレン誘導体などの導電性素材などを使用することができる。

前記バインダーは、活物質と導電材などの結合及び集電体に対する結合を助ける成分であって、通常、正極活物質を含む混合物全体の重量を基準として１〜５０重量％で添加される。このようなバインダーの例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）、澱粉、ヒドロキシプロピルセルローズ、再生セルローズ、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、様々な共重合体などを挙げることができる。

前記充填剤は、正極の膨張を抑制する成分として選択的に使用され、当該電池に化学的変化を誘発せずに繊維状材料であれば特に制限されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系重合体；ガラス繊維、炭素繊維などの繊維状物質が使用される。

前記負極集電体は、一般に３〜５００μｍの厚さに製造される。このような負極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発せずに導電性を有するものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅やステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したもの、アルミニウム−カドミウム合金などを使用することができる。また、正極集電体と同様に、表面に微細な凹凸を形成して負極活物質の結合力を強化させることもでき、フィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体などの様々な形態で使用することができる。

前記負極活物質は、上記で定義した物質を使用することができるが、例えば、追加的に、難黒鉛化炭素、黒鉛系炭素などの炭素；Ｌｉ_ｘＦｅ_２Ｏ_３（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ_ｘＷＯ_２（０≦ｘ≦１）、Ｓｎ_ｘＭｅ_１-ｘＭｅ’_ｙＯ_ｚ（Ｍｅ：Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅ；Ｍｅ’：Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期律表の１族、２族、３族元素、ハロゲン；０＜ｘ≦１；１≦ｙ≦３；１≦ｚ≦８）などの金属複合酸化物；リチウム金属；リチウム合金；ケイ素系合金；錫系合金；ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＰｂＯ、ＰｂＯ_２、Ｐｂ_２Ｏ_３、Ｐｂ_３Ｏ_４、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_４、Ｓｂ_２Ｏ_５、ＧｅＯ、ＧｅＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_４、Ｂｉ_２Ｏ_５などの金属酸化物；ポリアセチレンなどの導電性高分子；Ｌｉ−Ｃｏ−Ｎｉ系材料；などを使用することができる。

このような二次電池は、正極と負極との間に分離膜が介在した構造の電極組立体に、リチウム塩含有電解液が含浸されている構造からなることができる。

前記分離膜は、正極と負極との間に介在し、高いイオン透過度及び機械的強度を有する絶縁性の薄い薄膜が使用される。一般に、分離膜の気孔径は０．０１〜１０μｍで、厚さは５〜３００μｍである。このような分離膜としては、例えば、耐化学性及び疎水性のポリプロピレンなどのオレフィン系ポリマー；ガラス繊維またはポリエチレンなどで作られたシートや不織布などが使用される。電解質としてポリマーなどの固体電解質が使用される場合には、固体電解質が分離膜を兼ねることもできる。

前記リチウム塩含有電解液は電解液及びリチウム塩からなっており、前記電解液としては、非水系有機溶媒、有機固体電解質、無機固体電解質などが使用されるが、これらに限定されるものではない。

前記非水系有機溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン（ｆｒａｎｃ）、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、ギ酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エーテル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの非プロトン性有機溶媒を使用することができる。

前記有機固体電解質としては、例えば、ポリエチレン誘導体、ポリエチレンオキシド誘導体、ポリプロピレンオキシド誘導体、リン酸エステルポリマー、ポリエジテーションリシン（ａｇｉｔａｔｉｏｎｌｙｓｉｎｅ）、ポリエステルスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、イオン性解離基を含む重合体などを使用することができる。

前記無機固体電解質としては、例えば、Ｌｉ_３Ｎ、ＬｉＩ、Ｌｉ_５ＮＩ_２、Ｌｉ_３Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、ＬｉＳｉＯ_４、ＬｉＳｉＯ_４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ_２ＳｉＳ_３、Ｌｉ_４ＳｉＯ_４、Ｌｉ_４ＳｉＯ_４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ_３ＰＯ_４−Ｌｉ_２Ｓ−ＳｉＳ_２などのＬｉの窒化物、ハロゲン化物、硫酸塩などを使用することができる。

前記リチウム塩は、前記非水系電解質に溶解しやすい物質であって、例えば、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ_１０Ｃｌ_１０、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＯ_２、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｌＣｌ_４、ＣＨ_３ＳＯ_３Ｌｉ、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、４フェニルホウ酸リチウム、イミドなどを使用することができる。

また、電解液には、充放電特性、難燃性などの改善の目的で、例えば、ピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、ｎ−グリム（ｇｌｙｍｅ）、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、Ｎ−置換オキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−置換イミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ピロール、２−メトキシエタノール、三塩化アルミニウムなどが添加されてもよい。場合によっては、不燃性を付与するために、四塩化炭素、三フッ化エチレンなどのハロゲン含有溶媒をさらに含ませることもでき、高温保存特性を向上させるために二酸化炭酸ガスをさらに含ませることもでき、ＦＥＣ（Ｆｌｕｏｒｏ−ＥｔｈｙｌｅｎｅＣａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＲＳ（Ｐｒｏｐｅｎｅｓｕｌｔｏｎｅ）などをさらに含ませることができる。

一つの例において、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２などのリチウム塩を、高誘電性溶媒であるＥＣまたはＰＣの環状カーボネートと、低粘度溶媒であるＤＥＣ、ＤＭＣまたはＥＭＣの線状カーボネートとの混合溶媒に添加して、リチウム塩含有非水系電解質を製造することができる。

本発明はまた、前記二次電池を単位電池として含む電池モジュールを提供し、前記電池モジュールを含む電池パックを提供する。

前記電池パックは、高温安定性、長いサイクル特性及び高いレート特性などが要求される中大型デバイスの電源として使用することができる。

前記中大型デバイスの例としては、電気的モータによって動力を受けて動くパワーツール（ｐｏｗｅｒｔｏｏｌ）；電気自動車（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐｌｕｇ−ｉｎＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ、ＰＨＥＶ）などを含む電気車；電気自転車（Ｅ−ｂｉｋｅ）、電気スクーター（Ｅ−ｓｃｏｏｔｅｒ）を含む電気二輪車；電気ゴルフカート（ｅｌｅｃｔｒｉｃｇｏｌｆｃａｒｔ）；電力貯蔵用システムなどを挙げることができるが、これに限定されるものではない。

実験例１におけるＣ−ｒａｔｅによる電池の相対容量を比較したグラフである。

＜実施例１＞
ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４（正極活物質）９０重量％、平均粒径１０ｎｍ、長さ１μｍを有するカーボンナノチューブ（導電材）５重量％、及びＰＶｄＦ（結合剤）５重量％をＮＭＰに添加して、正極合剤を製造した。このような正極合剤をアルミニウム集電体に塗布、乾燥、及び圧着して、二次電池用正極を製造した。

＜実施例２＞
実施例１において、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４（正極活物質）８５重量％、平均粒径１０ｎｍ、長さ１μｍを有するカーボンナノチューブ（導電材）１０重量％、及びＰＶｄＦ（結合剤）５重量％を使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で二次電池用正極を製造した。

＜比較例１＞
実施例２において、導電材としてカーボンナノチューブの代わりにＳｕｐｅｒ−Ｐを使用して正極合剤を製造したこと以外は、実施例２と同様の方法で二次電池用正極を製造した。

＜実験例１＞
上記実施例１、２及び比較例１で製造された正極と、Ｌｉ_１．３３Ｔｉ_１．６７Ｏ_４９０重量％、Ｓｕｐｅｒ−Ｃ（導電材）５重量％及びＰＶｄＦ（結合剤）５重量％をＮＭＰに添加して負極合剤を製造した後、アルミニウム集電体に塗布、乾燥及び圧着して製造した負極と、ポリプロピレンで製造された多孔性分離膜とを使用して電極組立体を製造した。その後、前記電極組立体をパウチに入れ、リード線を連結した後、１ＭのＬｉＰＦ_６塩が溶けている体積比１：１：１のエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）の混合溶液を電解質として注入した後、密封して、リチウム二次電池を組み立てた。このような二次電池のＣ−ｒａｔｅの大きさによる相対的な容量減少率を測定して、図１に示す。

図１を参照すると、実施例１及び２の電池は、比較例１の電池と比較して、Ｃ−ｒａｔｅの大きさが大きくなっても相対的な容量減少率が少ないことがわかる。

以上説明したように、本発明に係る二次電池用電極は、所定の導電材を電極合剤の総重量を基準として０．１〜１５％含むことによって、少ない量を使用しながらも電気伝導性を向上させることができるので、Ｃ−ｒａｔｅの大きさが大きくなっても相対的な容量減少率が少なく、結果的に、これを含む二次電池は、優れた出力特性及び充電速度を示すことができる。

本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。

Claims

電極活物質、バインダー及び導電材を含む電極合剤が集電体に塗布されている二次電池用電極であって、前記電極活物質は、正極活物質及び／または負極活物質であり、５〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有している前記正極活物質は、ＬｉＮｉ _０．５Ｍｎ _１．５Ｏ _４またはＬｉＮｉ _０．４Ｍｎ _１．６Ｏ _４で表される酸化物を含み、前記負極活物質は、Ｌｉ _１．３３Ｔｉ _１．６７Ｏ _４またはＬｉＴｉ _２Ｏ _４で表される酸化物を含み、前記導電材は、電極合剤の総重量を基準として０．１〜１５％含まれており、
前記導電材は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）またはグラフェンであることを特徴とする、二次電池用電極。
前記導電材は、電極合剤の総重量を基準として１〜１０％含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用電極。
前記カーボンナノチューブは、５〜５０ｎｍの平均粒径を有し、０．５〜１０μｍの長さを有することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用電極。
請求項１から３のいずれか１項に記載の二次電池用電極を含むことを特徴とする、二次電池。
前記二次電池はリチウム二次電池であることを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。
請求項５に記載の二次電池を単位電池として含むことを特徴とする、電池モジュール。
請求項６に記載の電池モジュールを含むことを特徴とする、電池パック。
請求項７に記載の電池パックを含むことを特徴とする、デバイス。
前記デバイスは、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、または電力貯蔵用システムであることを特徴とする、請求項８に記載のデバイス。