非水电解质二次电池制造技术

提供：高电压高温保存时的气体产生量少的非水电解质二次电池。本发明专利技术的非水电解质二次电池的一个方面如下：具备：具有吸藏和释放锂离子的正极活性物质的正极、具有吸藏和释放锂离子的负极活性物质的负极、和非水电解质，其中，前述正极活性物质包含一次颗粒聚集而形成的二次颗粒，所述一次颗粒包含含有锂、钴、镍、锰和铝的含锂过渡金属氧化物，在前述二次颗粒表面上形成于相邻的前述一次颗粒间的凹部附着有包含硼和氧的化合物，前述含锂过渡金属氧化物中钴所占的比例相对于排除锂的金属元素的总摩尔量为80摩尔％以上。

Nonaqueous electrolyte two cell

Provides: non water electrolyte two batteries with high gas and high temperature storage. A nonaqueous electrolyte secondary battery two of the invention is as follows: with the anode active material of cathode, anode active material with occluding and releasing lithium ions with occluding and releasing lithium ion anode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the cathode active material particles two gathered to form a containing bag particles, the particles contain a lithium containing transition metal oxide containing lithium, cobalt, nickel, manganese and aluminum, the primary particles in the recess two is formed on the surface of the particles on the adhesion between adjacent compounds containing boron and oxygen, the lithium containing transition metal oxide cobalt in proportion the proportion of the total molar amount of metal elements out of lithium is 80 mol%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非水电解质二次电池。
技术介绍
近年来，非水电解质二次电池要求如能够长时间使用的高容量化、在较短时间内重复大电流充放电时的输出特性的提高。为了使非水电解质二次电池高容量化，考虑采用使用正极活性物质中的Ni比率高的材料、或使充电电压上升之类的方法。下述专利文献1中公开了，通过使用表面附着有稀土化合物的正极活性物质，并且在正极合剂层中添加硼酸锂，从而在提高充电终止电压来高容量化的情况下，氟化非水溶剂、氟化锂盐的分解也被抑制，因此，高温保存特性、高温循环特性得到改善。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/050115号
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而可知，利用上述专利文献1中公开的技术，还存在在高温下进行高电压充电保存的情况下，引起气体产生之类的课题。用于解决问题的方案根据本专利技术的一个方面，非水电解质二次电池具备：具有吸藏和释放锂离子的正极活性物质的正极、具有吸藏和释放锂离子的负极活性物质的负极和非水电解质，其中，前述正极活性物质包含一次颗粒聚集而形成的二次颗粒，所述一次颗粒包含含有锂、钴、镍、锰和铝的含锂过渡金属氧化物，在前述二次颗粒表面上形成于相邻的前述一次颗粒间的凹部附着有包含硼和氧的化合物，前述含锂过渡金属氧化物中钴所占的比例相对于排除锂的金属元素的总摩尔量为80摩尔％以上。专利技术的效果根据本专利技术的一个方面，可以提供：高温下进行高电压充电保存时的气体产生被抑制的非水电解质二次电池。附图说明图1为本专利技术的实施方式的一例的非水电解质二次电池的简要俯视图。图2为沿着图1的II-II线的简要截面图。具体实施方式对本专利技术的实施方式以下进行说明。本实施方式为实施本专利技术的一例，本专利技术不限定于本实施方式。[非水电解质二次电池]作为本专利技术的实施方式的非水电解质二次电池的一例，可以举出如下结构：正极和负极隔着分隔件卷绕而成的电极体与非水电解质收纳于外壳体。对于上述非水电解质二次电池的具体构成，使用图1和图2进行详细说明。如图1和图2所示那样，非水电解质二次电池10具备：覆盖外周围的层压外壳体11、扁平状的卷绕电极体12和作为非水电解质的非水电解液。卷绕电极体12具有正极13与负极14隔着分隔件15以彼此绝缘的状态卷绕成扁平状的结构。卷绕电极体12的正极13与正极集电片16连接，相同地，负极14与负极集电片17连接。卷绕电极体12与非水电解液一起被封入至覆盖外周围的层压外壳体11的内部，层压外壳体11的外周缘端部由热封部18密封。图中，延伸部19是用于将电池预充电时由电解液等的分解而产生的气体对充放电造成的影响抑制为最低限的预备室。预充电后，将层压外壳体11沿着A-A线热封从而密闭，然后切断延伸部19。另外，电极体的结构、外壳体不限定于此。电极体的结构例如可以为正极和负极隔着分隔件交替地层叠而成的层叠型。另外，外壳体例如可以为金属制的方形电池罐等。[正极]正极适合的是由正极集电体、形成于正极集电体上的正极合剂层构成。正极集电体例如可以使用具有导电性的薄膜体，特别是铝等在正极的电位范围内稳定的金属箔、合金箔、具有铝等金属表层的薄膜。正极合剂层除了正极活性物质颗粒之外优选包含粘结剂、导电剂。正极活性物质包含一次颗粒聚集而形成的二次颗粒，所述一次颗粒包含含有锂、钴、镍、锰和铝的含锂过渡金属氧化物，在前述二次颗粒表面上形成于相邻的前述一次颗粒间的凹部附着有包含硼和氧的化合物。另外，前述含锂过渡金属氧化物中钴所占的比例相对于排除锂的金属元素的总摩尔量为80摩尔％以上。以下，对上述正极活性物质的构成进行详细说明。正极活性物质具备含锂过渡金属氧化物的一次颗粒聚集而形成的含锂过渡金属氧化物的二次颗粒，在含锂过渡金属氧化物的二次颗粒表面上形成于相邻的含锂过渡金属氧化物的一次颗粒与一次颗粒之间的凹部附着有包含硼和氧的化合物。根据上述构成，在含锂过渡金属氧化物的二次颗粒的前述凹部附着有包含硼和氧的化合物，因此，即使变为高温而电解液的粘性下降，电解液也难以从含锂过渡金属氧化物的一次颗粒间的界面进入到内部，气体产生反应被抑制，因此高电压高温保存时的气体产生量减少。包含硼和氧的化合物优选附着于前述凹部中的一次颗粒间的界面。若前述凹部中的一次颗粒间的界面附着有包含硼和氧的化合物，则即使成为高温而电解液的粘性下降，电解液也更进一步难以从含锂过渡金属氧化物的一次颗粒间的界面进入到内部。为了使电解液难以从含锂过渡金属氧化物的一次颗粒间的界面进入到内部，更优选的是，包含硼和氧的化合物附着于前述凹部中的一次颗粒间的界面，并且也附着于前述凹部中的除了一次颗粒间的界面以外。包含硼和氧的化合物优选为包含锂、硼和氧的化合物。包含锂、硼和氧的化合物附着于前述凹部时，作为电解液的分解反应，与气体产生反应相比选择性地引起覆膜形成反应，因此，高电压高温保存时的气体产生量更进一步减少。前述含锂过渡金属氧化物含有锂、钴、镍、锰和铝，且含锂过渡金属氧化物中钴所占的比例相对于排除锂的金属元素的总摩尔量为80摩尔％以上。这样的含锂过渡金属氧化物的晶体结构稳定，因此，例如充电至以锂基准计为4.53V以上的情况下，也难以引起含锂过渡金属氧化物的晶体结构的相变，含锂过渡金属氧化物表面中的与电解液的反应活性度被较低地维持，因此，气体产生少。前述含锂过渡金属氧化物的组成式优选如LiCoaNibMncAldMeO2(0.8≤a≤0.95，0.03≤b≤0.25，0.02≤c≤0.07，0.005≤d≤0.02，0≤e≤0.02。M为选自Si、Ti、Ga、Ge、Ru、Pb和Sn中的至少1种)所示。进一步优选是，0.8≤a≤0.92，0.04≤b≤0.20，0.03≤c≤0.06，0.005≤d≤0.02，0≤e≤0.02，a+b+c+d＝1。上述组成中所含的锂金属氧化物的晶体结构特别稳定，因此例如充电至以锂基准计为4.53V以上的情况下，也难以引起正极活性物质的晶体结构的相变，气体产生少。另外，上述含锂过渡金属氧化物也可以进一步包含其他添加元素。作为添加元素的例子，可以举出：硼(B)、镁(Mg)、钛(Ti)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、铌(Nb)、钼(Mo)、钽(Ta)、锆(Zr)、锡(Sn)、钨(W)、钠(Na)、钾(K)、钡(Ba)、锶(Sr)、钙(Ca)等。上述含锂过渡金属氧化物优选为100nm至10μm的一次颗粒结合而成的平均粒径2～30μm的二次颗粒的形态。正极活性物质颗粒可以在除了上述凹部以外的含锂过渡金属氧化物的二次颗粒的表面上附着包含硼和氧的化合物。需要说明的是，在除了上述凹部以外的含锂过渡金属氧化物的二次颗粒的表面上附着包含锂、硼和氧的化合物时，锂离子传导性优异的覆膜形成反应选择性地产生，进一步发挥气体产生反应被抑制之类的上述效果，在高温下高电压充电保存时的气体产生进一步被抑制。包含硼和氧的化合物相对于含锂过渡金属氧化物的总质量的比例以硼元素换算计优选为0.005质量％以上且0.5质量％以下，更优选为0.05质量％以上且0.3质量％以下。上述比例低于0.005质量％时，有时无法充分得到包含硼和氧的化合物附着于前述凹部所产生的效果。另一方面，上述比例超过0.5质量％时，正极活性物质的量减少因此正极容量相应降低。需要说明的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，其具备：具有吸藏和释放锂离子的正极活性物质的正极、具有吸藏和释放锂离子的负极活性物质的负极和非水电解质，其中，所述正极活性物质包含一次颗粒聚集而形成的二次颗粒，所述一次颗粒包含含有锂、钴、镍、锰和铝的含锂过渡金属氧化物，在所述二次颗粒表面上形成于相邻的所述一次颗粒间的凹部附着有包含硼和氧的化合物，所述含锂过渡金属氧化物中钴所占的比例相对于排除锂的金属元素的总摩尔量为80摩尔％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.25 JP 2014-1954431.一种非水电解质二次电池，其具备：具有吸藏和释放锂离子的正极活性物质的正极、具有吸藏和释放锂离子的负极活性物质的负极和非水电解质，其中，所述正极活性物质包含一次颗粒聚集而形成的二次颗粒，所述一次颗粒包含含有锂、钴、镍、锰和铝的含锂过渡金属氧化物，在所述二次颗粒表面上形成于相邻的所述一次颗粒间的凹部附着有包含硼和氧的化合物，所述含锂过渡金属氧化物中钴所占的比例相对于排除锂的金属元素的总摩尔量为80摩尔％以上。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池，其中，包含硼和氧的所述化合物附着于所述凹部中的所述一次颗粒间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：草地美纪，鹤田翔，小笠原毅，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP