本发明专利技术提供一种正极活性物质。将以[Li1.5][Li{0.5{1-x}-ny}□(n-1)yM'nyMn1-xM1.5x]O3(式中的x满足0.1≤x≤0.5，M用NiαCoβMnγ表示，0＜α≤0.5、0≤β≤0.33、0＜γ≤0.5，M'为选自Mg、Zn、Al、Fe、Ti及V构成的组中的至少1种元素，其价数n为2以上5以下，满足0＜ny＜0.5，□表示空孔)的组成式表示的固溶体系复合氧化物作为正极活性物质使用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种正极活性物质。将以O3(式中的x满足0.1≤x≤0.5，M用NiαCoβMnγ表示，0＜α≤0.5、0≤β≤0.33、0＜γ≤0.5，M'为选自Mg、Zn、Al、Fe、Ti及V构成的组中的至少1种元素，其价数n为2以上5以下，满足0＜ny＜0.5，□表示空孔)的组成式表示的固溶体系复合氧化物作为正极活性物质使用。【专利说明】正极活性物质
本专利技术涉及例如用于锂离子二次电池及锂离子电容器等电化学器件的正极活性 物质。
技术介绍
近年来，作为大气污染及地球变暖的对策，希望C02排量降低，在汽车业界，期待通 过引入混合动力汽车（HEV)及电动汽车（EV)而削减C0 2排量，作为这些车辆的电动机驱动 用电源，正在进行高性能二次电池的开发。 作为这种电动机驱动用的二次电池，特别要求高容量，并且循环特性优异，因此， 在各种二次电池中具有高理论能量的锂离子二次电池收到关注。 通常，锂离子二次电池具备如下结构：隔着电解质层将使用粘合剂在正极集电体 的两面涂敷正极活性物质等得到正极、同样地在负极集电体的两面涂敷负极活性物质等得 到的负极相连接，并收纳于电池壳内。 这种锂离子二次电池的容量特性及输出特性等性能很大程度上被构成上述正极 及负极的活性物质的选定而左右。 已知使用含有作为过渡金属的镍及锰的锂过渡金属复合氧化物的电池作为这些 活性物质中的正极活性物质。 例如，专利文献1提出一种非水电解质二次电池，其使用下述锂镍锰复合氧化物 作为正极活性物质，所述锂镍锰复合氧化物具有属于空间群R_3m的六方晶类层状岩盐结 构，且在过渡金属所含的3b点中含有Li并以Li02_a(式中X是0<x<0.4，y 是 0· 12 < y < 0· 5，z 是 0· 3 < z < 0· 62，a 是 0 彡 a < 0· 5 的范围内，满足 X > (l-2y)/3， 1/4 < y/z < 1. 0, x+y+z = 1. 0 的关系）表示。 但是，在上述专利文献1记载的非水电解质二次电池中，存在通过导入氧缺陷，虽 然改善初期充放电效率，但结晶结构不稳定，得不到高容量这种问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决这种现有的技术的上述课题而开发的，其目的在于，提供一种 可以维持高可逆容量，减少不可逆容量，高容量且初期充放电效率优异，用于以锂离子二次 电池为代表的电化学器件的正极活性物质。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2007-242581号公报 本【专利技术者】们为了实现上述目而反复专心研究的结果发现，将锂锰复合氧化物中的 一部分锂转换为与锂不同种类的金属，从而导入缺陷，由此可以实现上述目的，并完成了本 专利技术。 g卩，本专利技术根据上述知识，本专利技术的正极活性物质的特征在于，其由 [Li {0. 5 {l-x}-ny} □ (n-l)yM ' 的组成式表示。 所述组成式中，x满足(λ 1彡x彡(λ 5, M由Ni a Co^Mn γ表示，0 < α彡〇· 5、 0彡β彡0· 33、0 < γ彡(λ 5，Μ'是选自Mg、Zn、Al、Fe、Ti及V中的至少1种元素，价数η 为2以上5以下，满足0<ny< 0.5。另外，□表示空孔。 本专利技术的电极的特征在于，使用本专利技术的所述正极活性物质而得到，本专利技术的电 化学器件的特征在于，使用了本专利技术的所述正极活性物质或电极，作为其具体例，可以制成 锂离子二次电池。 根据本专利技术，将所述组成式表示的复合氧化物作为正极活性物质使用，由此在电 化学器件例如代表性的锂离子二次电池中，可以维持高容量，并减少不可逆容量，可以发挥 优异的初期充放电效率。特别是可以根据所述不同种类金属的选择任意改善初期充放电效 率以及放电容量维持率。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示使用实施例及比较例得到的正极活性物质制作的锂离子二次电池的 充放电曲线的曲线图。 【具体实施方式】 下面，作为本专利技术的正极活性物质的实施方式和使用其得到的电化学器件的代表 例，对锂离子二次电池进行详细说明。需要说明的是，在本说明书中，只要没有特别说明，则 "％"表示质量百分率。 作为本专利技术的正极活性物质的实施方式，如上所述，可举出如下固溶体类材料，将 锂锰复合氧化物中的一部分锂转换为与锂不同种类的金属，导入缺陷，固溶体类材料由规 定的组成式（1)表示的锂过渡金属复合氧化物构成。 组成式（1)由下述式表示： 03... (1) (式中的 x 满足 0· 1 彡 x 彡 0· 5, M 由 Ni a Co β Μη γ 表示，0 < α 彡 〇· 5、 0彡β彡0·33、0< γ <0·5，Μ'是选自]\%、211、六1、？6、11及￥中的至少1种元素，]?'的 价数η为2以上5以下，满足0<ny< 0.5。□表示空孔）。 这种复合氧化物如果没有市售品的话，可以使用例如通过固相法及溶液法（混合 氢氧化物法、复合碳酸盐法、有机酸盐法等）合成的复合氧化物。 在这些合成法中，因收率高，且为水溶液体系，可以得到均一组成，且组成控制容 易，所以优选采用复合碳酸盐法。除此之外，也可以通过共沉淀法及溶胶凝胶法、PVA法等 通常的合成方法制备。 在表示上述复合氧化物的组成式中，如上所述，式中的X必须为0. 1?0. 5。这是 因为，如果X超过〇. 5,则得不到200mAh/g以上放电容量，与公知的层状正极活性物质比较， 在容量方面无法发挥充分的优势。 另一方面，X小于0. 1时，组成接近Li2Mn03，往往不能充放电。 另外，如上所述，上述组成式（1)中的Μ是由Ni a Co β Μη γ表示的镍-钴-猛系 成分，α必须大于〇且〇. 5以下，β为0?0. 33、γ大于0且0. 5以下。另夕卜，α+β + Υ 的值从结晶结构稳定的观点来看，优选为1。 S卩，为了使上述复合氧化物构成的正极活性物质显示出高容量，从而Ni需要是2 价状态，ct处于上述范围内时，Ni以2价的状态进行2电子反应（Ni 2+ <--^ Ni4+)。 另外，即使进一步添加3价的Co，Ni仍以2价的状态进行2电子反应，因此，β必 须为〇?〇. 33的范围，添加4价的Mn，Ni同样以2价的状态进行2电子反应，因此，γ的 值必须在大于0且0. 5以下的范围内。需要说明的是，上述Co以材料是出于提高纯度及电 子传导性的目的，根据需要添加的。 上述复合氧化物的组成式中的X、α、β、Y的值分别优选为〇. 1彡X彡〇. 25、0 < α 彡 〇· 457、0 彡 β 彡 0· 1、0 < γ 彡 0· 457 的范围。 需要说明的是，组成式（1)中的Μ可以优选应用由下式： Ni a Co β Μη γ ΜΙ 〇 (式中的 α、β、Υ、σ 分别满足 〇 < α 彡 〇· 5、0 彡 β 彡 0· 33、0 < γ 彡 0· 5、 0彡σ彡〇· 1，且满足α+β + Υ + σ =本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种正极活性物质，其以下述组成式表示，[Li1.5][Li{0.5{1‑x}‑ny}□(n‑1)yM’nyMn1‑xM1.5x]O3式中，x满足0.1≤x≤0.5，M以NiαCoβMnγ表示，0＜α≤0.5、0≤β≤0.33、0＜γ≤0.5，M’是选自Mg、Zn、Al、Fe、Ti及V中的至少1种元素，其价数n为2以上5以下，满足0＜ny＜0.5，□表示空孔。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤淳史，大泽康彦，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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