正极活性物质和使用该正极活性物质的非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种能够对非水电解质二次电池赋予优异的输出特性、抑制循环充放电后的电阻增加的正极活物质。这里公开的正极活性物质具备包含锂过渡金属复合氧化物的核部(10)、以及被覆该核部的表面的至少一部分的涂覆部(12)。上述涂覆部(12)包含板钛矿型TiO2和金红石型TiO2。。。

【技术实现步骤摘要】
正极活性物质和使用该正极活性物质的非水电解质二次电池


[0001]本专利技术涉及一种正极活性物质。本专利技术还涉及一种使用该正极活性物质的非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池等非水电解质二次电池可适用于个人计算机、移动终端等便携式电源、电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)等车辆驱动用电源等。该非水电解质二次电池典型具备正极、负极和非水电解质。而且，这样的正极一般包含能够吸留和放出作为电荷载体的离子的正极活性物质。
[0003]非水电解质二次电池中，一般使用能够吸留和放出作为电荷载体的离子的正极活性物质。为了提高非水电解质二次电池的特性，进行在正极活性物质设置被覆。
[0004]例如，在专利文献1中公开了通过用归属于锐钛型的(101)X射线衍射峰与归属于金红石型的(110)X射线衍射峰之比为2.1的TiO2(特别是锐钛型的TiO2)被覆Li过量的组成的正极活性物质来提高锂离子二次电池的高速率放电性能和输出特性。
[0005]专利文献1：日本专利申请公开第2015－099646号公报

技术实现思路

[0006]然而，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现在现有技术的用TiO2被覆的正极活性物质中，在降低反应电阻方面尚有改善的余地，在使用TiO2被覆正极活性物质的非水电解质二次电池中，在输出特性方面有改善的余地。另外，发现在抑制反复充放电循环后的电阻增加的效果方面也有改善的余地。
[0007]本专利技术是鉴于上述情况而作出的，其主要目的在于提供一种能够对非水电解质二次电池赋予优异的输出特性、抑制循环充放电后的电阻增加的正极活性物质。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供一种具备包含锂过渡金属复合氧化物的核部、以及被覆该核部的表面的至少一部分的涂覆部的正极活性物质。上述涂覆部的特征在于，包含板钛矿型TiO2和金红石型TiO2。
[0009]本专利技术人等发现根据在上述核部设置有包含板钛矿型TiO2和金红石型TiO2的涂覆部的正极活性物质，使用该正极活性物质的非水电解质二次电池的输出特性和循环特性提高，从而完成了本专利技术。并非旨在特别地进行限定解释，但可以认为通过在涂覆部同时包含一般认为具有促进Li离子的嵌入和脱嵌的效果的板钛矿型TiO2、以及具有高介电效应的金红石型TiO2，非水电解质二次电池的输出特性提高。另外，通过包含一般认为机械强度高的金红石型TiO2，能够在充放电循环中适当地抑制正极活性物质的裂纹、涂覆部的剥离。由此，可以认为在上述充放电循环后，非水电解质二次电池的循环特性提高。
[0010]在这里公开的正极活性物质的优选的一个方式中，基于XAFS的Ti峰衍射而算出的上述涂覆部的作为上述板钛矿型TiO2的Ti存在量(A)与作为上述金红石型TiO2的Ti存在量(B)的存在比率(A/B)为0.15～2.0。
[0011]根据上述构成的正极活性物质，能够对非水电解质二次电池赋予更优异的输出特性，更适当地减少循环充放电后的电阻增加。
[0012]在这里公开的正极活性物质的优选的一个方式中，将上述核部中包含的除碱金属元素以外的金属元素的量设为100份时，基于ICP分析以摩尔换算而算出的上述涂覆部的上述板钛矿型TiO2和上述金红石型TiO2的Ti的量为0.5～5.0份。
[0013]根据上述构成的正极活性物质，能够对非水电解质二次电池赋予更优异的输出特性，更适当地减少循环充放电后的电阻增加。
[0014]另外，作为另一方面，本专利技术提供一种具备包含这里公开的任一正极活性物质的正极、负极以及非水电解质的非水电解质二次电池。上述构成的非水电解质二次电池由于输出特性优异，因而可以优选使用。
附图说明
[0015]图1是示意地表示一个实施方式的锂离子二次电池的内部结构的截面图。
[0016]图2是示意地表示一个实施方式的锂离子二次电池所具备的卷绕电极体的构成的图。
[0017]图3是示意地表示一个实施方式的正极活性物质的构成的图。
[0018]符号说明
[0019]1ꢀꢀꢀꢀ
正极活性物质
[0020]10
ꢀꢀꢀ
核部
[0021]12
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涂覆部
[0022]20
ꢀꢀꢀ
卷绕电极体
[0023]30
ꢀꢀꢀ
电池壳体
[0024]36
ꢀꢀꢀ
安全阀
[0025]42
ꢀꢀꢀ
正极端子
[0026]42a
ꢀꢀ
正极集电板
[0027]44
ꢀꢀꢀ
负极端子
[0028]44a
ꢀꢀ
负极集电板
[0029]50
ꢀꢀꢀ
正极板(正极)
[0030]52
ꢀꢀꢀ
正极集电体
[0031]52a
ꢀꢀ
正极活性物质层非形成部分
[0032]54
ꢀꢀꢀ
正极活性物质层
[0033]60
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负极板(负极)
[0034]62
ꢀꢀꢀ
负极集电体
[0035]62a
ꢀꢀ
负极活性物质层非形成部分
[0036]64
ꢀꢀꢀ
负极活性物质层
[0037]70
ꢀꢀꢀ
隔离片(隔离件)
[0038]100
ꢀꢀ
锂离子二次电池
具体实施方式
[0039]以下，适当地参照附图对这里公开的正极活性物质和使用该正极活性物质的非水电解质二次电池所涉及的优选的一个实施方式进行详细说明。本说明书中没有特别提及的事项以外的事项且且实施所需的事项可以基于该领域中的现有技术作为本领域技术人员的设计事项来把握。本专利技术可以基于本说明书中公开的内容和该
中的技术常识进行实施。应予说明，以下的实施方式并非旨在限定这里公开的技术。另外，本说明书中示出的附图中，对起到相同作用的构件
·
部位标注相同符号进行说明。进而，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。
[0040]应予说明，本说明书和请求保护的范围中，将规定的数值范围记为A～B(A、B为任意的数值)时，表示A以上且B以下的含义。因此，包含大于A且小于B的情况。
[0041]本说明书中，“非水电解质二次电池”是指使用非水系的电解液作为电解质的能够反复充放电的一般电池。作为该非水电解质二次电池的典型例，可举出锂离子二次电池。锂离子二次电池是利用锂(Li)离子作为电解质离子(电荷载体)，通过锂离子在正极与负极之间移动而进行充放电的二次电池。另外，本说明书中“活性物质”是指可逆性的吸留
·
放出电荷载体的材料。
[0042]首先，对使用本实施方式的正极活性物质1的锂离子二次电池进行说明。应予说明，以下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极活性物质，具备：包含锂过渡金属复合氧化物的核部，以及被覆该核部的表面的至少一部分的涂覆部，所述涂覆部包含板钛矿型TiO2和金红石型TiO2。2.根据权利要求1所述的正极活性物质，其中，基于XAFS的Ti峰衍射而算出的所述涂覆部的作为所述板钛矿型TiO2的Ti存在量A与作为所述金红石型TiO2的Ti存在量B的存在比率即A/B为0.15～2....

【专利技术属性】
技术研发人员：横江健次，
申请(专利权)人：泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：