非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池制造技术

非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池。作为实施方式一例的非水电解质二次电池用正极活性物质包含锂过渡金属复合氧化物，所述锂过渡金属复合氧化物含有80摩尔％以上的镍(Ni)，并且至少在该锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面存在有硼(B)。对于该锂过渡金属复合氧化物，在将粒径大于体积基准的70％粒径(D70)的颗粒设为第1颗粒、粒径小于体积基准的30％粒径(D30)的颗粒设为第2颗粒时，第2颗粒的表面的B的覆盖率比第1颗粒的表面的B的覆盖率大5％以上。

【技术实现步骤摘要】
非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池
本公开涉及非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池，特别是涉及包含Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物的正极活性物质、和使用该活性物质的非水电解质二次电池。
技术介绍
近年来，Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物作为高能量密度的正极活性物质备受关注。例如，专利文献1中公开了一种正极活性物质，其在锂镍复合氧化物的颗粒表面的至少一部分设有氧化硼等的无机氧化物层。专利文献1中记载了通过使用该正极活性物质，可以抑制源自电阻上升的初始电池容量的降低。另外，专利文献2中公开了一种正极活性物质，其构成锂镍复合氧化物的一部分的一次颗粒的表面由偏硼酸锂等锂金属氧化物的层所覆盖，剩余的一次颗粒的表面由氧化镍等立方晶的金属氧化物的层所覆盖。专利文献2中记载了通过使用该正极活性物质，可以抑制与非水电解液的副反应，循环特性和倍率特性改善。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-116111号公报专利文献2：日本特开2013-137947号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物在充电时Ni的平均价数变高，由于与电解质的副反应而容易引起氧的释放，在发生电池的异常时的耐热性上存在课题。特别是，小粒径的复合氧化物的每单位质量的比表面积大、容易与电解质反应，因此，耐热性低。另外，通过在正极活性物质的颗粒表面存在有硼化合物，从而活性物质与电解质的副反应被抑制，可以期待耐热性的改善，但上述情况下，硼化合物成为电阻层，并且预想到倍率特性的恶化。需要说明的是，专利文献1、2中公开的技术对于电池的耐热性和倍率特性尚存在改良的余地。本公开的目的在于，提供：包含Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物的高能量密度的正极活性物质、并且维持非水电解质二次电池的良好的倍率特性的同时有利于耐热性的改善的正极活性物质。用于解决问题的方案作为本公开的一方式的非水电解质二次电池用正极活性物质包含锂过渡金属复合氧化物，所述锂过渡金属复合氧化物含有相对于除锂(Li)之外的金属元素的总摩尔数为80摩尔％以上的镍(Ni)，并且至少在该锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面存在有硼(B)，在将粒径大于体积基准的70％粒径(D70)的颗粒设为第1颗粒、粒径小于体积基准的30％粒径(D30)的颗粒设为第2颗粒时，前述第2颗粒的表面的B的覆盖率比前述第1颗粒的表面的B的覆盖率大5％以上。作为本公开的一方式的非水电解质二次电池具备：包含上述正极活性物质的正极、负极、和非水电解质。专利技术的效果根据本公开的一方式，可以提供：包含Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物的高能量密度的正极活性物质、并且维持非水电解质二次电池的良好的倍率特性的同时有利于耐热性的改善的正极活性物质。作为本公开的一方式的非水电解质二次电池的倍率特性和耐热性优异。附图说明图1为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的剖视图。附图标记说明10非水电解质二次电池、11正极、12负极、13分隔件、14电极体、16外壳罐、17封口体、18、19绝缘板、20正极引线、21负极引线、22开槽部、23内部端子板、24下阀体、25绝缘构件、26上阀体、27盖、28垫片、30正极芯体、31正极复合材料层、40负极芯体、41负极复合材料层具体实施方式本专利技术人等为了解决上述课题而进行深入研究，结果发现：含有80摩尔％以上的Ni的锂过渡金属复合氧化物中，通过使粒径小的第2颗粒的表面的B的覆盖率高于粒径大的第1颗粒的表面的B的覆盖率，从而可以兼顾优异的倍率特性与耐热性。对于Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物，如上述，由于与电解质的副反应而容易引起氧释放，因此，在发生电池的异常时的耐热性上存在课题。特别是，小粒径的复合氧化物的每单位质量的比表面积大，容易与电解质反应。另外，为了抑制与电解质的副反应，使B存在于颗粒表面时，B成为电阻层而倍率特性恶化。因此，本专利技术人等通过使耐热性的影响大的第2颗粒的表面的B覆盖率高于第1颗粒的表面的B覆盖率，从而抑制发生电池的异常时的与第2颗粒侧的电解质的副反应以抑制氧释放，另一方面，通过减少第1颗粒侧的电阻层，从而成功地维持良好的倍率特性的同时改善耐热性。以下，对本公开的非水电解质二次电池用正极活性物质、和使用该活性物质的非水电解质二次电池的实施方式的一例详细地进行说明。以下，示例了卷绕型的电极体14被收纳于有底圆筒形状的外壳罐16而得到的圆筒形电池，但外壳体不限定于圆筒形的外壳罐，例如可以为方形的外壳罐，也可以为由包含金属层和树脂层的层压片构成的外壳体。另外，电极体还可以为多个正极与多个负极夹着分隔件交替地层叠而成的层叠型的电极体。图1为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池10的剖视图。如图1所示例的那样，非水电解质二次电池10具备：卷绕型的电极体14、非水电解质、和用于收纳电极体14和电解质的外壳罐16。电极体14具有正极11、负极12和分隔件13，并且具有正极11与负极12夹着分隔件13以漩涡状卷绕而成的卷绕结构。外壳罐16为轴向一侧开口的有底圆筒形状的金属制容器，且外壳罐16的开口由封口体17所阻塞。以下，为了便于说明，使电池的封口体17侧为上方、外壳罐16的底部侧为下方。非水电解质包含非水溶剂、和溶解于非水溶剂的电解质盐。非水溶剂例如可以使用酯类、醚类、腈类、酰胺类、和它们的2种以上的混合溶剂等。非水溶剂也可以含有将这些溶剂的氢的至少一部分用氟等卤素原子取代而得到的卤素取代体。电解质盐例如可以使用LiPF6等锂盐。需要说明的是，电解质不限定于液体电解质，也可以为使用了凝胶状聚合物等的固体电解质。构成电极体14的正极11、负极12和分隔件13均为带状的长尺寸体，并且通过卷绕成漩涡状而在电极体14的径向交替地层叠。为了防止锂的析出，负极12形成为比正极11大一个尺寸。即，负极12在长度方向和宽度方向(短边方向)比正极11长地形成。2张分隔件13形成为至少比正极11大一个尺寸，例如以夹持正极11的方式配置。电极体14具有通过焊接等连接于正极11的正极引线20、和通过焊接等连接于负极12的负极引线21。在电极体14的上下分别配置有绝缘板18、19。图1所示的例子中，正极引线20通过绝缘板18的贯通孔向封口体17侧延伸，负极引线21通过绝缘板19的外侧向外壳罐16的底部侧延伸。正极引线20以焊接等连接于封口体17的内部端子板23的下表面，与内部端子板23电连接的封口体17的顶板即盖27成为正极端子。负极引线21以焊接等连接于外壳罐16的底部内表面，外壳罐16成为负极端子。在外壳罐16与封口体17之间设有垫片28，确保电池内部的密闭性。在外壳罐16上形成有侧面部的一部分向内侧伸出的、用于支撑封口体17的开槽部22。开槽部22优选沿外壳罐16的圆周方向以环状形成，并以其上表面支撑封口体17。封口体17由开槽部22、和对封口体17压紧连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其包含锂过渡金属复合氧化物，所述锂过渡金属复合氧化物含有相对于除锂(Li)之外的金属元素的总摩尔数为80摩尔％以上的镍(Ni)，并且至少在该锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面存在有硼(B)，/n在将粒径大于体积基准的70％粒径(D70)的颗粒设为第1颗粒、粒径小于体积基准的30％粒径(D30)的颗粒设为第2颗粒时，/n所述第2颗粒的表面的B的覆盖率比所述第1颗粒的表面的B的覆盖率大5％以上。/n

【技术特征摘要】
20191030 JP 2019-1973511.一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其包含锂过渡金属复合氧化物，所述锂过渡金属复合氧化物含有相对于除锂(Li)之外的金属元素的总摩尔数为80摩尔％以上的镍(Ni)，并且至少在该锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面存在有硼(B)，
在将粒径大于体积基准的70％粒径(D70)的颗粒设为第1颗粒、粒径小于体积基准的30％粒径(D30)的颗粒设为第2颗粒时，
所述第2颗粒的表面的B的覆盖率比所述第1颗粒的表面的B的覆盖率大5％以上。


2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用正极活性物质，其中，所述锂过渡金属复合氧化物为通式LiaNibCocMndMeeBfOg所示的复合氧化物，式中，0.8≤a≤1.2、b≥0.80、c≤0.10、0.03≤d≤0.12、0≤e≤0.05、0.001≤f≤0.020、1≤g≤2、b+c+d+e+f＝1，Me为选自第...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤夏美，神贵志，铃木慎也，新名史治，鹤田翔，花﨑亮，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP