在锂离子二次电池(100)中，正极活性物质粒子(610)具备由层状的锂过渡金属氧化物构成的壳部(612)、在壳部(612)的内部形成的中空部(614)、和贯通壳部(612)的贯通孔(616)。正极活性物质层(223)的密度A为1.80g/cm3≤A≤2.35g/cm3，负极活性物质层(243)的密度B为0.95g/cm3≤B≤1.25g/cm3。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】在锂离子二次电池(100)中，正极活性物质粒子(610)具备由层状的锂过渡金属氧化物构成的壳部(612)、在壳部(612)的内部形成的中空部(614)、和贯通壳部(612)的贯通孔(616)。正极活性物质层(223)的密度A为1.80g/cm3≤A≤2.35g/cm3，负极活性物质层(243)的密度B为0.95g/cm3≤B≤1.25g/cm3。【专利说明】锂离子二次电池
本专利技术涉及锂离子二次电池。在本说明书中，“锂离子二次电池”是利用锂离子作为电解质离子，在正负极间通过伴随锂离子的电荷的移动来实现充放电的二次电池。在本说明书中，“二次电池”中通常包括可反复充电的蓄电设备。
技术介绍
锂离子二次电池例如公开于日本特开2008-218248号公报(JP2008-218248A)中。在该文献中，对于含有碳材料的负极合剂提到了其密度。具体而言，在该公报中提出了如下的锂离子二次电池:具有碳材料的负极合剂的密度为1.4g/cm3?1.7g/cm3且负极合剂在负极集电体上的涂覆量为6mg/cm2?8mg/cm2。根据该公报，认为利用上述构成可提供提高了负荷特性和输入输出功率特性的锂离子二次电池。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开 2008-218248 号公报(JP2008-218248A)
技术实现思路
然而，所谓的混合动力车(包括插电式混合动力车)、电动汽车等利用电动马达驱动车轮的车辆能够仅依靠蓄积于电池的电量而行驶。电池存在随着充电量减少而输出功率降低的趋势。为了使行驶稳定，优选在规定充电量的范围内使用电池。如果即使搭载于上述车辆的电池为低充电量(充电量少的情况)也能够发挥所需的输出功率，则能够提高混合动力车、电动汽车等的行驶性能。另外，如果即使为低充电量(充电量少的情况)也能够发挥出所需的输出功率，则能够减少用于确保必要的能量的电池数量，能够实现成本降低。另外，对于这样的车辆用途，尤其可能在户外放置的使用。例如，需要在_30°C左右?60°C左右的更宽的温度环境下确保所需的性能。 然而，根据本专利技术人的研究，例如，存在在_30°C左右的低温环境下输出功率容易降低、因高速率循环而电阻容易升高的趋势。另外，存在在60°C左右的高温环境下因保存而容量容易劣化的趋势。 这里，本专利技术人提出的锂离子二次电池具备:正极集电体、保持于正极集电体且含有正极活性物质粒子的正极活性物质层、负极集电体、和保持于负极集电体且含有由石墨材料构成的负极活性物质粒子的负极活性物质层。这里，正极活性物质粒子具有:由层状的锂过渡金属氧化物构成的壳部、在壳部的内部形成的中空部、和贯通壳部的贯通孔。而且，正活性物质层的密度A为1.80g/cm32.35g/cm3,负极活性物质层的密度B为0.95g/cm3 ^ B ^ 1.25g/cm3。 根据上述锂离子二次电池，有如下趋势:特别是在_30°C左右的低温环境下可较高地维持输出功率，将高速率循环后的电阻上升抑制到较小，并且，即使在60°C左右的高温环境下，也能够抑制容量因保存而劣化。 另外，在正极活性物质层的任意截面中，将壳部的内侧面的任意位置的壳部的厚度设为从该壳部的内侧面的任意位置到壳部的外侧面的最短距离时，正极活性物质层中壳部的厚度平均可以为3.Ομπι以下。另外，壳部的厚度可以为0.1 μπι以上。另外，正极活性物质层中锂过渡金属氧化物的一次粒子的长径平均可以为0.8μπι以下。另外，此时，锂过渡金属氧化物的一次粒子的长径可以为0.2μπι以上。另外，贯通孔的开口宽度在正极活性物质层中平均可以为0.01 μπι?2.Ομπι。 另外，正极活性物质层中正极活性物质粒子的粒子空孔率平均可以为15%以上。 锂过渡金属氧化物可以含有N1、Co和Mn中的至少一种金属元素。另外,锂过渡金属氧化物可以含有N1、Co和Mn。另外,锂过渡金属氧化物可以是Li1+xNiyCozMn(1_y_z)MY02。其中，O 彡 X 彡 0.2、0.I < y < 0.9、0.I < z < 0.4、0 彡 Y 彡 0.03，M 是选自 Zr、W、Mg、Ca、Na、Fe、Cr、Zn、S1、Sn、Al、B和F中的至少一种添加物。另外，此时，锂过渡金属氧化物含有W，将N1、Co和Mn的合计摩尔数mMT以摩尔百分率计设为100摩尔％时，W的含量mM可以为 0.05摩尔％?2摩尔％。 另外，正极活性物质层除了含有正极活性物质粒子以外，还含有导电材料和PVDF，正极活性物质粒子可以为86质量％?94质量％，导电材料可以为6质量％?10质量％，PVDF可以为I质量％?4质量％。另外，负极活性物质层的负极活性物质粒子可以为97质量％?99质量％。 另外，正极活性物质粒子优选为利用如下制造方法制造的正极活性物质粒子，该制造方法例如包含如下工序:原料氢氧化物生成工序，向过渡金属化合物的水性溶液中供给铵离子，使过渡金属氢氧化物的粒子从上述水性溶液中析出，这里，水性溶液含有构成锂过渡金属氧化物的过渡金属元素中的至少一种；混合工序，混合过渡金属氢氧化物和锂化合物，制备未烧制的混合物；以及烧制工序，将混合物烧制而得到上述活性物质粒子。 上述锂离子二次电池有如下趋势:特别是在_30°C左右的低温环境下可较高地维持输出功率，将高速率循环后的电阻上升抑制到较小，并且，即使在60°C左右的高温环境下，也能够抑制容量因保存而劣化。因此，该锂离子二次电池可优选用作车辆的驱动用电源。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示锂离子二次电池的结构的一个例子的图。 图2是表示锂离子二次电池的卷绕电极体的图。 图3是表示图2中的II1-1II截面的截面图。 图4是表示正极活性物质层的结构的截面图。 图5是表示负极活性物质层的结构的截面图。 图6是表示卷绕电极体的未涂覆部与电极端子的焊接位置的侧视图。 图7是示意地表示锂离子二次电池的充电时的状态的图。 图8是示意地表示锂离子二次电池的放电时的状态的图。 图9是本专利技术的一个实施方式涉及的锂离子二次电池中使用的正极活性物质粒子的截面SEM图像。 图10是表示正极活性物质层的密度与锂离子二次电池在_30°C、S0C27%时的输出功率(W)的相关关系的图。 图11是表示负极活性物质层的密度与_30°C、S0C27%时的输出功率(W)的相关关系的图。 图12是将正极活性物质层弯折后断裂而成的截面的SEM图像。 图13是从该截面的SEM图像中将正极活性物质粒子放大而成的图像。 图14是表示正极活性物质粒子的一次粒子的示意图。 图15是例示计算-30°C、S0C27%时的输出功率(W)时的近似曲线的图。 图16是表示评价高速率循环电阻上升率的试验中的充放电循环的图。 图17是表示搭载有车辆驱动用电池的车辆的一个例子的图。 【具体实施方式】 这里，首先说明锂离子二次电池的一个结构例。其后，适当地参照上述结构例说明本专利技术的一个实施方式涉及的锂离子二次电池。应予说明，对起到相同作用的部件、部位适当地标记相同的符号。另外，各附图为示意地描绘，未必反映实物。各附图仅表示一个例子，除非特别提本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子二次电池，具备正极集电体、正极活性物质层、负极集电体和负极活性物质层，所述正极活性物质层保持于所述正极集电体且含有正极活性物质粒子，所述负极活性物质层保持于所述负极集电体且含有由石墨材料构成的负极活性物质粒子，所述正极活性物质粒子具有由层状的锂过渡金属氧化物构成的壳部、在所述壳部的内部形成的中空部、和贯通所述壳部的贯通孔，所述正活性物质层的密度A为1.80g/cm3≤A≤2.35g/cm3，所述负极活性物质层的密度B为0.95g/cm3≤B≤1.25g/cm3。
【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：永井裕喜，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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