正极、电池、电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置及电力系统制造方法及图纸

在本发明专利技术中，正极包含第一活性物质和第二活性物质。第一活性物质和第二活性物质包含至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属的锂复合氧化物。第一活性物质具有微粒结构。第一活性物质的颗粒间的空隙率(V1)是10[％]≤V1≤30[％]。第一活性物质的平均粒径(D1)是6[μm]≤D1≤20[μm]。第二活性物质具有微粒结构。第二活性物质的颗粒间的空隙率(V2)是0[％]≤V2≤10[％]。第二活性物质的平均粒径(D2)是1[μm]≤D2≤6[μm]。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正极、电池、电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置及电力系统
本技术涉及正极、电池、电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力系统。具体地，本技术涉及包含锂复合氧化物的正极。
技术介绍
由于近年来移动电子技术的显著发展，诸如移动电话或笔记本计算机的电子装置被认为是支持先进信息社会的基本技术。另外，已经有力地进行了关于这些电子装置的复杂化的研究和开发，并且这些电子装置的消耗电力正在成比例地增加。另一方面，这些电子装置需要长时间驱动，并且不可避免地期望具有高能量密度的二次电池作为驱动电源。另外，从并入电子装置中的电池的占有体积、其质量等的观点来看，具有较高能量密度的电池是更期望的。因此，目前，具有优异的能量密度的锂离子二次电池几乎并入每个装置中。近年来，为了进一步改善锂离子二次电池的能量密度，已经进行了各种研究。这些研究中的一个是对高容量正极材料的研究。作为高容量正极材料，锂过量的Li2MnO3-LiMO2(M＝Co、Ni等)固溶体已引起关注。专利文献1描述了使用由通式Li1+nMXO4(n为0至1的数，M为选自由Fe、Co、Ni、Mn和Ti组成的组中的至少一种元素。X为P或Si)表示的化合物作为正极活性物质。另外，专利文献1描述了正极活性物质颗粒的孔隙率为6体积％或更大。专利文献2描述了使用由通式Li2-0.5xMn1-xM1.5xO3(M表示NiαCoβMnγM1δ(M1表示选自由铝(Al)、铁(Fe)、铜(Cu)、镁(Mg)和钛(Ti)组成的组中的至少一种，并且α、β、γ和δ满足0<α≤0.5，0≤β≤0.33，0<γ≤0.5，0<δ≤0.1，且α+β+γ+δ＝1)，并且x满足0<x<1.00，特别地0.1≤x≤0.5)表示并且通过将具有属于空间群C2/m的晶体结构的层状过渡金属氧化物浸渍在酸性溶液中而获得的化合物。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2013-214394号公报专利文献2：特开2012-185913号公报
技术实现思路
本专利技术解决的问题专利文献1规定了空隙率。然而，通过一些空隙位置或形状可以降低填充性，并且可以由此降低体积能量密度。另外，在专利文献2中，可以改善活性物质颗粒表面上的反应阻力，但难以改善锂(Li)向颗粒的扩散阻力。因此，不可预期负载特性的改善。本技术的目的是提供能够实现体积能量密度和负载特性两者的正极、电池、电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力系统。问题的解决方案为了解决上述问题，第一专利技术涉及包含第一活性物质和第二活性物质的正极，其中第一活性物质和第二活性物质各自包含至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属的锂复合氧化物，第一活性物质具有微粒形状，第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，第二活性物质具有微粒形状，第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，并且第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]。第二专利技术涉及包括正极、负极和电解质的电池，其中正极包含第一活性物质和第二活性物质，第一活性物质和第二活性物质各自包含至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属的锂复合氧化物，第一活性物质具有微粒形状，第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，第二活性物质具有微粒形状，第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，并且第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]。第三专利技术涉及提供有包含正极、负极和电解质的电池的电池组，其中正极包含第一活性物质和第二活性物质，第一活性物质和第二活性物质各自包含至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属的锂复合氧化物，第一活性物质具有微粒形状，第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，第二活性物质具有微粒形状，第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，并且第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]。第四专利技术涉及提供有包含正极、负极和电解质的电池的电子装置，其中正极包含第一活性物质和第二活性物质，第一活性物质和第二活性物质各自包含至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属的锂复合氧化物，第一活性物质具有微粒形状，第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，第二活性物质具有微粒形状，第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]，并且电子装置从电池接收电力。第五专利技术涉及电动车辆，其提供有电池、用于将从电池供给的电力转换为车辆的驱动力的转换器，以及用于基于关于电池的信息来执行关于车辆控制的信息处理的控制器，其中电池包含正极、负极和电解质，正极包含第一活性物质和第二活性物质，第一活性物质和第二活性物质各自包含至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属的锂复合氧化物，第一活性物质具有微粒形状，第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，第二活性物质具有微粒形状，第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，并且第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]。第六专利技术涉及提供有包含正极、负极和电解质的电池的蓄电装置，其中正极包含第一活性物质和第二活性物质，第一活性物质和第二活性物质各自包含至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属的锂复合氧化物，第一活性物质具有微粒形状，第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，第二活性物质具有微粒形状，第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]，并且蓄电装置向连接到电池的电子装置供给电力。第七专利技术涉及提供有包含正极、负极和电解质的电池的电力系统，其中正极包含第一活性物质和第二活性物质，第一活性物质和第二活性物质各自包含至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属的锂复合氧化物，第一活性物质具有微粒形状，第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，第二活性物质具有微粒形状，第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]，并且电力系统从电池接收电力，或者从发电装置或电力网络向电池供给电力。本专利技术的效果如上所述，本技术可实现体积能量密度和负载特性两者。附图说明[图1]是示出根据本技术的第一实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正极，包含第一活性物质和第二活性物质，其中，所述第一活性物质和所述第二活性物质各自包含锂复合氧化物，所述锂复合氧化物至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属，所述第一活性物质具有微粒形状，所述第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，所述第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，所述第二活性物质具有微粒形状，所述第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，并且所述第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 JP 2014-1317571.一种正极，包含第一活性物质和第二活性物质，其中，所述第一活性物质和所述第二活性物质各自包含锂复合氧化物，所述锂复合氧化物至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属，所述第一活性物质具有微粒形状，所述第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，所述第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，所述第二活性物质具有微粒形状，所述第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，并且所述第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]。2.根据权利要求1所述的正极，具有由以下式(1)表示的所述锂复合氧化物的平均组成。Li1+a(MnbCocNi1-b-c)1-aM3dO2-e···(1)(其中，M3是铝(Al)、镁(Mg)、锆(Zr)、钛(Ti)、钡(Ba)、硼(B)、硅(Si)和铁(Fe)中的至少一种。并且满足0<a<0.25，0.3≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1以及0≤e≤1。)3.根据权利要求1所述的正极，其中所述第一活性物质具有遍及颗粒的内部分布的空隙。4.根据权利要求1所述的正极，其中所述第一活性物质具有在颗粒中具有年轮形状的空隙。5.根据权利要求1所述的正极，其中所述第一活性物质与所述第二活性物质之间的重量比(所述第一活性物质:所述第二活性物质)为95:5或更大且70:30或更小。6.根据权利要求2所述的正极，其中以上式(1)中的M3为铝(Al)、镁(Mg)和钛(Ti)中的至少一种。7.一种电池，包括正极、负极和电解质，其中所述正极包含第一活性物质和第二活性物质，所述第一活性物质和所述第二活性物质各自包含锂复合氧化物，所述锂复合氧化物至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属，所述第一活性物质具有微粒形状，所述第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，并且所述第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，以及所述第二活性物质具有微粒形状，所述第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，并且所述第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤D2≤6[μm]。8.根据权利要求7所述的电池，其中所述负极包含硅(Si)和锡(Sn)中的至少一种。9.根据权利要求7所述的电池，其中所述负极包含硅氧化物。10.根据权利要求7所述的电池，其中每一对所述正极和所述负极在完全充电状态下的开路电压为4.4V或更大且6.00V或更小。11.一种电池组，包括含有正极、负极和电解质的电池，其中所述正极包含第一活性物质和第二活性物质，所述第一活性物质和所述第二活性物质各自包含锂复合氧化物，所述锂复合氧化物至少包含锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)作为过渡金属，所述第一活性物质具有微粒形状，所述第一活性物质的颗粒中的平均空隙率V1满足10[％]≤V1≤30[％]，并且所述第一活性物质的平均粒径D1满足6[μm]≤D1≤20[μm]，以及所述第二活性物质具有微粒形状，所述第二活性物质的颗粒中的平均空隙率V2满足0[％]≤V2≤10[％]，并且所述第二活性物质的平均粒径D2满足1[μm]≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤一显，本桥一成，林直辉，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP