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

一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其包含：含有相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数为80摩尔％以上的Ni的锂过渡金属复合氧化物，至少在该复合氧化物的颗粒表面存在有B。将粒径大于体积基准的70％粒径(D70)的颗粒作为第1颗粒、将粒径小于体积基准的30％粒径(D30)的颗粒作为第2颗粒时，第2颗粒中的B相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数的摩尔分数大于第1颗粒中的B相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数的摩尔分数。的总摩尔数的摩尔分数。的总摩尔数的摩尔分数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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


[0001]本公开涉及非水电解质二次电池用正极活性物质、和使用了该正极活性物质的非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]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，为了抑制由于充电状态的正极活性物质表面中电解质的分解所导致的气体的发生，公开了一种使硼酸化合物被粘于锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面的方法。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2010
‑
40382号公报

技术实现思路

[0006]然而，锂离子电池等非水电解质二次电池中，使B以硼酸化合物等状态存在于锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面时，虽然抑制电解质的分解，电池的耐热性改善，但电池的电阻值上升，速率特性会降低。专利文献1中公开的技术中，关于改善电池的耐热性与抑制速率特性的降低的兼顾，尚存在改良的余地。
[0007]本公开的目的在于，在包含高能量密度的正极活性物质的非水电解质二次电池中，兼顾改善电池的耐热性与抑制速率特性的降低。
[0008]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为如下正极活性物质，其包含：含有相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数为80摩尔％以上的Ni的锂过渡金属复合氧化物，至少在该复合氧化物的颗粒表面存在有B。将粒径大于体积基准的70％粒径(D70)的颗粒作为第1颗粒、将粒径小于体积基准的30％粒径(D30)的颗粒作为第2颗粒时，第2颗粒中的B相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数的摩尔分数大于第1颗粒中的B相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数的摩尔分数。
[0009]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。
[0010]根据作为本公开的一方式的正极活性物质，可以提供兼顾了改善耐热性、抑制速率特性的降低的非水电解质二次电池。
附图说明
[0011]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。
具体实施方式
[0012]本专利技术人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：通过使粒径小的上
述第2颗粒中的B的摩尔分数高于粒径大的上述第1颗粒中的B的摩尔分数，从而可以改善电池的耐热性，且抑制速率特性的降低。此处，第1颗粒和第2颗粒是锂过渡金属复合氧化物的一次颗粒集合而成的二次颗粒。具有高能量密度的高含Ni的锂过渡金属复合氧化物在充电时Ni的平均价数变高，因此，容易因与电解液发生副反应而分解电解质，对电池的耐热性造成不良影响。如专利文献1中记载，使B以硼酸化合物等状态存在于锂过渡金属复合氧化物的二次颗粒表面，从而可以抑制上述副反应，但电池的电阻会变大，因此，存在速率特性降低的问题。因而，通过调整粒径大的第1颗粒和粒径小的第2颗粒中的B的摩尔分数，提高每单位质量的表面积大的第2颗粒中的B的摩尔分数，从而可以有效地抑制与电解质的副反应，且通过降低第1颗粒中的B的摩尔分数，从而成功地降低锂过渡金属复合氧化物的整体中所存在的B的摩尔分数，抑制速率特性的降低。
[0013]以下，对本公开的非水电解质二次电池用正极活性物质、和使用了该正极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，示例卷绕型的电极体14收纳于有底圆筒形状的外饰罐16而得到的圆筒形电池，但外壳体不限定于圆筒形的外饰罐，例如可以为方型的外饰罐，也可以为包含金属层和树脂层的层压片所构成的外壳体。另外，电极体可以为多个正极与多个负极隔着分隔件交替地层叠而成的层叠型的电极体。
[0014]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中所示例的那样，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和电解质的外饰罐16。电极体14具有正极11、负极12、和分隔件13，具有正极11与负极12隔着分隔件13以漩涡状卷绕而成的卷绕结构。外饰罐16是轴向一侧开口的有底圆筒形状的金属制容器，外饰罐16的开口由封口体17密封。以下，为了便于说明，使电池的封口体17侧为上方、外饰罐16的底部侧为下方。
[0015]非水电解质包含：非水溶剂、和溶解于非水溶剂的电解质盐。非水溶剂例如使用有酯类、醚类、腈类、酰胺类、和它们的2种以上的混合溶剂等。非水溶剂可以含有用氟等卤素原子取代这些溶剂的氢的至少一部分而成的卤素取代体。电解质盐例如使用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。
[0016]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，且通过卷绕成漩涡状，从而沿电极体14的径向交替地层叠。为了防止锂的析出，负极12以比正极11大一圈的尺寸形成。即，负极12比正极11沿长度方向和宽度方向(宽度方向)还长地形成。2张分隔件13以至少比正极11大一圈的尺寸形成，例如以夹持正极11的方式配置。电极体14具有：通过焊接等与正极11连接的正极引线20、和通过焊接等与负极12连接的负极引线21。
[0017]在电极体14的上下分别配置有绝缘板18、19。图1所示的例中，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的外侧向外饰罐16的底部侧延伸。正极引线20通过焊接等而连接于封口体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通过焊接等而连接于外饰罐16的底部内表面，外饰罐16成为负极端子。
[0018]在外饰罐16与封口体17之间设有垫片28，用来确保电池内部的密闭性。在外饰罐16形成有侧面部的一部分向内侧突出的、用于支撑封口体17的带槽部22。带槽部22优选沿外饰罐16的圆周方向以环状形成，由其上表面支撑封口体17。封口体17通过带槽部22、和对
封口体17压紧连接的外饰罐16的开口端部固定于外饰罐16的上部。
[0019]封口体17具有从电极体14侧起依次层叠有内部端子板23、下阀体24、绝缘构件25、上阀体26、和盖27的结构。构成封口体17的各构件例如具有圆板形状或环形状，除绝缘构件25之外的各构件彼此被电连接。下阀体24与上阀体26在各自的中央部被连接，在各自的周缘部之间夹设有绝缘构件25。由于异常放热而电池的内压上升时，下阀体24以将上阀体26向盖27侧压入的方式变形而断裂，从而下阀体24与上阀体26之间的电流通路被阻断。内压进一步上升时，上阀体26断裂，气体从盖27的开口部排出。
[0020]以下，对构成电极体14的正极11、负极12、和分隔件13、特别是对构成正极11的正极活性物质进行详述。
[0021][正极][0022]正极11具有：正极芯体、和设置于正极芯体的表面的正极复合材料层。正极芯体可以使用铝等在正极11的电位范围内稳定的金属的箔、在表层配置有该金属的薄膜等。正极复合材料层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其包含：含有相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数为80摩尔％以上的Ni的锂过渡金属复合氧化物，至少在该锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面存在有B，其中，将粒径大于体积基准的70％粒径(D70)的颗粒作为第1颗粒、将粒径小于体积基准的30％粒径(D30)的颗粒作为第2颗粒时，所述第2颗粒中的B相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数的摩尔分数大于所述第1颗粒中的B相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数的摩尔分数。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Li
a
Ni
b
Co
c
M1

【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，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：