锂铁复合氧化物、正极材料、正极及锂离子二次电池制造技术

该锂铁复合氧化物由Li5FeO4表示，通过使用

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂铁复合氧化物、正极材料、正极及锂离子二次电池


[0001]本专利技术涉及锂铁复合氧化物、正极材料、正极和锂离子二次电池。本申请基于2021年1月8日在日本申请的日本特愿2021
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002344号、日本特愿2021
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002345号以及日本特愿2021
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002346号来主张优先权，在此引用其内容。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池具有小型、大容量的特征。锂离子二次电池不仅搭载于手机、笔记本型个人电脑等电子设备中，近年来也搭载于汽车、无人机等移动体中。锂离子二次电池的用途越来越广。
[0003]随着应用的高性能化，对锂离子二次电池也要求进一步的特性改善。特别是对提高能量密度的要求较大。为了增加能量密度，需要正极活性物质和负极活性物质各自的高容量化。石墨是作为负极活性物质的代表性的材料。石墨的寿命及输出特性优异，并且廉价，作为负极活性物质被广泛使用。另一方面，石墨的容量已经被使用至理论值，为了负极的高容量化，正在研究从石墨向其他材料的转变。
[0004]作为替代石墨的负极，正在研究以硅或氧化硅为代表的合金系的负极活性物质。这些负极活性物质能够存储数倍至十倍于石墨的锂，并且具有比石墨大得多的容量。另一方面，这些负极活性物质在初次充电时发生不可逆的结构变化，在其结构中捕获锂离子。被捕获的锂离子不能被利用于之后的充放电反应，因此无法实现充分的电池容量。
[0005]为了防止该锂离子被负极活性物质捕获的现象，提出了预先使锂吸藏于负极的锂预掺杂技术。通过进行锂预掺杂，能够防止从正极释放的锂被消耗，能够实现合金负极活性物质的高容量化。锂预掺杂可以对正极及负极中的任意一个进行。例如，在专利文献1中报道了：在正极中使用具有初次充放电时的不可逆容量大的逆萤石型的晶体结构的锂铁复合氧化物的例子。例如，在专利文献2中报道了：为了改善上述锂铁复合氧化物的高电阻，通过化学蒸镀进行碳覆盖，改善特性的技术。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献1：日本特开2004
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207055号公报
[0008]专利文献2：日本特开2017
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130359号公报

技术实现思路

[0009][专利技术所要解决的技术问题][0010]作为锂铁复合氧化物之一，有锂铁复合氧化物。锂铁复合氧化物存在电阻高、其不可逆容量不能充分表现的技术问题。换言之，锂铁复合氧化物有时无法充分发挥作为锂预掺杂材料的效果。
[0011]本公开是鉴于上述问题而完成的，其目的在于增大锂铁复合氧化物的不可逆容量。
[0012][用于解决技术问题的手段][0013](1)第一方式所涉及一种锂铁复合氧化物，其中，该锂铁复合氧化物由Li5FeO4表示，通过使用
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Fe穆斯堡尔谱法分析显示出四极分裂值(QS)不同的两个波峰，所述两个波峰中的一个波峰A满足QS＞0，所述两个波峰中的另一个波峰B满足QS＝0。
[0014](2)上述方式所涉及的锂铁复合氧化物，其中，可以是：所述波峰A和所述波峰B各自的异构体位移值(IS)为0.05以上且0.25以下。
[0015](3)上述方式所涉及的锂铁复合氧化物，其中，可以是：在将所述波峰A的面积值设为S
A
、将所述波峰B的面积值设为S
B
时，满足0.01≤S
B
/(S
A
+S
B
)≤0.50。
[0016](4)第二方式所涉及一种正极材料，其中，具备上述方式所涉及的锂铁复合氧化物。
[0017](5)第三方式所涉及一种正极材料，其中，具备上述方式所涉及的锂铁复合氧化物和覆盖所述锂铁复合氧化物的表面的覆盖层，所述覆盖层包含硅酸锂。
[0018](6)上述方式所涉及的正极材料，其中，可以是：相对于所述正极材料整体，所述覆盖层的质量比为0.1质量％以上且3.0质量％以下。
[0019](7)第四方式所涉及一种正极材料，其中，具备：上述方式所涉及的锂铁复合氧化物和覆盖所述锂铁复合氧化物的表面的覆盖层，所述覆盖层包含类金刚石碳。
[0020](8)上述方式所涉及的正极材料，其中，可以是：所述覆盖层的拉曼光谱分析中，在1580cm
‑1的G带的光谱与在1350cm
‑1的D带的光谱的一部分是重叠的，所述G带与所述D带的波峰强度的比率G/D比为1.5以下。
[0021](9)第五方式所涉及一种正极，其中，包含上述方式所涉及的正极材料。
[0022](10)第六方式所涉及一种锂离子二次电池，其中，具备上述方式所涉及的正极。
[0023][专利技术效果][0024]上述方式所涉及的锂铁复合氧化物能够增大不可逆容量。
附图说明
[0025]图1是第一实施方式所涉及的锂离子二次电池的示意图。
[0026]图2是第一实施方式所涉及的锂离子二次电池的正极材料的一个例子的穆斯堡尔谱分析结果。
具体实施方式
[0027]以下，适当参照附图对实施方式进行详细说明。在以下的说明中使用的附图中，为了使特征容易被理解，有时为了方便而将成为特征的部分放大表示，各结构要素的尺寸比率等有时与实际不同。在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本公开并不限定于这些，能够在不变更其主旨的范围内适当变更来实施。此外，可以将以下记载的结构要素适当地组合。
[0028][锂离子二次电池][0029]图1是第一实施方式所涉及的锂离子二次电池的示意图。图1所示的锂离子二次电池100具备层叠体30、含有锂离子的电解质溶液、壳体50、引线60以及引线62。壳体50以密闭的状态收纳层叠体30和电解质溶液。引线60的一个端部与正极10电连接，另一个端部向壳体50的外部突出。引线62的一个端部与负极20电连接，另一个端部向壳体的外部突出。
[0030]层叠体30具备正极10、负极20和隔膜18。正极10、负极20和隔膜18分别是例如板状的构件。隔膜18位于正极10与负极20之间。层叠体30也可以被替换为将依次层叠正极10、隔膜18、负极20而成的结构体卷绕而成的卷绕体。正极10例如具有正极集电体12和正极活性物质层14。正极活性物质层14与正极集电体12的至少一面相接。负极20例如具有负极集电体22和负极活性物质层24。负极活性物质层24与负极集电体22的至少一面相接。隔膜18位于正极活性物质层14与负极活性物质层24之间。
[0031]<正极>
[0032]正极10具备正极集电体12和正极活性物质层14。
[0033][正极集电体][0034]正极集电体12例如是导电性的板材。正极集电体12例如是铝、铜、镍、钛、不锈钢等的金属或合金的薄板。正极集电体12例如是金属箔。
[0035][正极活性物质层][0036]正极活性物质层14例如包含正极活性物质、正极用粘合剂、导电助剂、添加剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂铁复合氧化物，其中，该锂铁复合氧化物由Li5FeO4表示，通过使用
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Fe穆斯堡尔谱法分析显示出四极分裂值QS不同的两个波峰，所述两个波峰中的一个波峰A满足QS>0，所述两个波峰中的另一个波峰B满足QS＝0。2.根据权利要求1所述的锂铁复合氧化物，其中，所述波峰A和所述波峰B的异构体位移值IS分别为0.05以上且0.25以下。3.根据权利要求1或2所述的锂铁复合氧化物，其中，在将所述波峰A的面积值设为S
A
、将所述波峰B的面积值设为S
B
时，满足0.01≤S
B
/(S
A
+S
B
)≤0.50。4.一种正极材料，其中，具备权利要求1～3中任一项所述的锂铁复合氧化物。5.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川智彦，佐藤功典，苅宿洋，毛利敬史，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：