全固态锂离子电池用正极活性物质、全固态锂离子电池用正极、全固态锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种在应用于全固态锂离子电池时具有良好的输出特性和循环特性的全固态锂离子电池用正极活性物质。一种全固态锂离子电池用正极活性物质，其具有：核正极活性物质，组成由下式：Li

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全固态锂离子电池用正极活性物质、全固态锂离子电池用正极、全固态锂离子电池
本专利技术涉及一种全固态锂离子电池用正极活性物质、全固态锂离子电池用正极、全固态锂离子电池。
技术介绍
目前使用的锂离子电池使用层状化合物LiMeO2(Me是以平均为+III价的方式选择的阳离子，必须含有氧化还原阳离子)、尖晶石化合物LiMeQO4(Q是以平均为+IV价的方式选择的阳离子)、橄榄石系化合物LiX1X2O4(X1是以成为+II价的方式选择的阳离子，必须含有氧化还原阳离子，X2是以成为+V价的方式选择的阳离子)、萤石型化合物Li5MeO4等作为正极活性物质，另一方面，为了能活用其特性，电解液及其他构成要件得到逐年改善。但是，在锂离子电池的情况下，电解液大部分是有机化合物，即使使用阻燃性的化合物，也不能说完全没有引起火灾的危险性。作为这样的液体系锂离子电池的替代候补，将电解质设为固体的全固态锂离子电池近年来受到注目(专利文献1等)。其中，作为固体电解质，添加了Li2S－P2S5等硫化物、以及卤化锂的全固态锂离子电池逐渐成为主流。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017－50217号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在全固态锂离子电池中，为了抑制在正极活性物质和硫化物系固体电解质的界面生成高电阻层，通常采用利用LiNbO3覆盖正极活性物质的技术。然而，通过覆盖LiNbO3会抑制与硫化物系电解质的反应，能抑制前述的高电阻层的生成，但包含覆盖层的活性物质整体的电阻大，因此无法得到足够的输出特性。在本专利技术的实施方式中，其目的在于，提供一种在应用于全固态锂离子电池时具有良好的输出特性和循环特性的全固态锂离子电池用正极活性物质。用于解决问题的方案本专利技术人进行了各种研究，其结果是，发现了根据如下的全固态锂离子电池用正极活性物质，解决了上述的问题，所述全固态锂离子电池用正极活性物质具有：核正极活性物质，具有规定的组成；以及覆盖部，形成于核正极活性物质的表面，所述覆盖部被控制为规定的氧化物。以上述见解为基础而完成的本专利技术在实施方式中是一种全固态锂离子电池用正极活性物质，其具有：核正极活性物质，组成由下式：LiaNibCocMdO2(式中，M是选自Mn、V、Mg、Ti以及Al中的至少一种元素，1.00≤a≤1.02，0.8≤b≤0.9，b+c+d＝1)表示；以及覆盖部，形成于所述核正极活性物质的表面，所述覆盖部是包含Li和Nb、以及价数比Nb高的过渡金属的氧化物。本专利技术的全固态锂离子电池用正极活性物质在另一实施方式中，相对于核正极活性物质中的Ni、Co以及M的总含量，所述覆盖部的Nb和价数比Nb高的过渡金属的合计含量的比例为0.4～1.6mol％，Nb的含量的比例大于价数比Nb高的过渡金属的含量的比例。本专利技术的全固态锂离子电池用正极活性物质在又一实施方式中，所述覆盖部的价数比Nb高的过渡金属是W和Mo中的至少一方。本专利技术在另一实施方式中是具备本专利技术的实施方式的全固态锂离子电池用正极活性物质的全固态锂离子电池用正极。本专利技术在又一实施方式中是包括本专利技术的实施方式的全固态锂离子电池用正极、负极以及固体电解质的全固态锂离子电池。专利技术效果根据本专利技术，能提供一种在应用于全固态锂离子电池时具有良好的输出特性和循环特性的全固态锂离子电池用正极活性物质。具体实施方式(全固态锂离子电池用正极活性物质)本专利技术的实施方式的全固态锂离子电池用正极活性物质具有：核正极活性物质，组成由下式表示；以及覆盖部，形成于核正极活性物质的表面。LiaNibCocMdO2(式中，M是选自Mn、V、Mg、Ti以及Al中的至少一种元素，1.00≤a≤1.02，0.8≤b≤0.9，b+c+d＝1)本专利技术的实施方式的全固态锂离子电池用正极活性物质的覆盖部是包含Li和Nb、以及价数比Nb高的过渡金属的氧化物。在全固态锂离子电池中，可以说：以往，通过将LiNbO3覆盖在正极活性物质粒子表面，与无覆盖相比，电池特性得到改善。这是因为，在一般的氧化物系正极活性物质和硫化物系固体电解质中，正极－电解质界面的能隙大，但通过将具有晶格缓和效果的LiNbO3置于之间，使正极－电解质界面的总能隙减小。然而，通过覆盖LiNbO3会抑制与硫化物系电解质的反应，能抑制前述的高电阻层的生成，但存在以下问题，由于包含覆盖层的活性物质整体的电阻大，因此，无法得到足够的输出特性和循环特性。相对于此，本专利技术的实施方式的全固态锂离子电池用正极活性物质的覆盖部是包含Li和Nb、以及价数比Nb高的过渡金属的氧化物。这样，通过将覆盖部设为包含Li和Nb以及价数比Nb高的过渡金属的氧化物，覆盖部的锂量增多，离子传导性提高。此外，由于价数比Nb高的过渡金属包含于覆盖部的氧化物中，因此，电子传导性也提高，正极活性物质的电阻变小。这样，通过改善正极活性物质与固体电解质的界面的离子传导性和电子传导性，能得到输出特性和循环特性优异的全固态电池。作为价数比Nb高的过渡金属，例如可列举出：W、Mo、Tc、Re、Ru、Os等。此外，该价数比Nb高的过渡金属优选为W和Mo中的至少一方。对于本专利技术的实施方式的全固态锂离子电池用正极活性物质而言，优选的是，相对于核正极活性物质中的Ni、Co以及M的总含量，覆盖部的Nb和价数比Nb高的过渡金属的合计含量的比例为0.4～1.6mol％，Nb的含量的比例大于价数比Nb高的过渡金属的含量的比例。根据这样的构成，在用于全固态锂离子电池时，该电池的容量降低变少，输出特性和循环特性变良好。若相对于核正极活性物质中的Ni、Co以及M的总含量，覆盖部的Nb和价数比Nb高的过渡金属的合计含量的比例小于0.4mol％，则在用于全固态锂离子电池时，对于该电池恐怕会产生不易得到良好的输出特性和循环特性的问题。此外，若相对于核正极活性物质中的Ni、Co以及M的总含量，覆盖部的Nb和价数比Nb高的过渡金属的合计含量的比例超过1.6mol％，则在用于全固态锂离子电池时，该电池的容量恐怕会降低。相对于核正极活性物质中的Ni、Co以及M的总含量，覆盖部的Nb和价数比Nb高的过渡金属的合计含量的比例更优选为0.6～1.4mol％，进一步更优选为0.8～1.2mol％。此外，若Nb的含量的比例小于或等于价数比Nb高的过渡金属的含量的比例，则在用于全固态锂离子电池时，对于该电池恐怕会产生不易得到良好的循环特性的问题。(锂离子电池)可以使用本专利技术的实施方式的全固态锂离子电池用正极活性物质来制作全固态锂离子电池用正极，进而可以使用该全固态锂离子电池用正极、负极以及固体电解质来制作全固态锂离子电池。(全固态锂离子电池用正极活性物质的制造方法)接着，对本专利技术的实施方式的全固态锂离子电池用正极活性物质的制造方法进行详细说明。(1)核正极活性物质的制作工序作为本专利技术的实施方式的核正极活性物质的制造方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全固态锂离子电池用正极活性物质，其具有：/n核正极活性物质，组成由下式表示：/nLi

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180803 JP 2018-1470071.一种全固态锂离子电池用正极活性物质，其具有：
核正极活性物质，组成由下式表示：
LiaNibCocMdO2
式中，M是选自Mn、V、Mg、Ti以及Al中的至少一种元素，1.00≤a≤1.02，0.8≤b≤0.9，b+c+d＝1；以及
覆盖部，形成于所述核正极活性物质的表面，
所述覆盖部是包含Li和Nb、以及价数比Nb高的过渡金属的氧化物。


2.根据权利要求1所述的全固态锂离子电池用正极活性物质，其中，
相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：樫村利英，
申请(专利权)人：JX金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP