二次电池用正极以及二次电池制造技术

二次电池具备包括正极活性物质层的正极、负极和电解液，该正极活性物质层包含由下述的式(1)表示的层状岩盐型的锂镍复合氧化物。在正极活性物质层的表面使用X射线光电子能谱法分析正极活性物质层时，Al的原子浓度相对于Ni的原子浓度之比X满足由下述的式(2)表示的条件。在正极活性物质层的内部(深度＝100nm)使用X射线光电子能谱法分析正极活性物质层时，Al的原子浓度相对于Ni的原子浓度之比Y满足由下述的式(3)表示的条件。比X相对于比Y之比Z满足由下述的式(4)表示的条件。Li

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用正极以及二次电池


[0001]本技术涉及二次电池用正极以及二次电池。

技术介绍

[0002]移动电话等多种电子设备正在普及，因此作为小型且轻量的同时能够得到高能量密度的电源，二次电池的开发正在进行。该二次电池具备正极(二次电池用正极)、负极以及电解液，关于该二次电池的构成进行了各种研究。
[0003]具体而言，为了得到优异的热稳定性等，在锂过渡金属复合氧化物粒子的表面设置有包含LiAlO2的层，来源于该LiAlO2的Al固溶于锂过渡金属复合氧化物粒子的表面附近(例如，参照专利文献1。)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2010
‑
129471号公报

技术实现思路

[0007]为了改善二次电池的电池特性而进行了各种研究，但由于其电池特性尚不充分，因此存在改善的余地。
[0008]本技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供能够得到优异的电池特性的二次电池用正极以及二次电池。
[0009]本技术的一个实施方式的二次电池用正极包括正极活性物质层，该正极活性物质层包含由下述的式(1)表示的层状岩盐型的锂镍复合氧化物。在正极活性物质层的表面使用X射线光电子能谱法分析正极活性物质层时，Al的原子浓度相对于Ni的原子浓度之比X满足由下述的式(2)表示的条件。在正极活性物质层的内部(深度＝100nm)使用X射线光电子能谱法对正极活性物质层进行分析时，Al的原子浓度相对于Ni的原子浓度之比Y满足由下述的式(3)表示的条件。比X相对于比Y之比Z满足由下述的式(4)表示的条件。
[0010]Li
a
Ni1‑
b
‑
c
‑
d
Co
b
Al
c
M
d
O
e
…
(1)
[0011](M是Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、V、Ti、Mg以及Zr中的至少一种。a、b、c、d以及e满足0.8＜a＜1.2、0.06≤b≤0.18、0.015≤c≤0.05、0≤d≤0.08、0＜e＜3、0.1≤(b+c+d)≤0.22以及4.33≤(1
‑
b
‑
c
‑
d)/b≤15.0。)
[0012]0.30≤X≤0.70
…
(2)
[0013]0.16≤Y≤0.37
…
(3)
[0014]1.30≤Z≤2.52
…
(4)
[0015]本技术的一个实施方式的二次电池具备正极、负极和电解液，该正极具有与上述的本技术的一个实施方式的二次电池用正极的构成同样的构成。
[0016]需要说明的是，关于使用了X射线光电子能谱法的正极活性物质层的分析步骤(比X、比Y以及比Z各自的确定步骤)的详细情况，将在后面叙述。
[0017]根据本技术的一个实施方式的二次电池用正极或二次电池，正极活性物质层包含上述的层状岩盐型的锂镍复合氧化物，同时关于使用了X射线光电子能谱法的正极活性物质层的分析结果(比X、比Y以及比Z)满足上述的一系列条件，因此能够得到优异的电池特性。
[0018]需要说明的是，本技术的效果并不一定限定于在此说明的效果，可以是后面叙述的与本技术相关联的一系列效果中的任何效果。
附图说明
[0019]图1是表示本技术的一个实施方式中的二次电池的构成的立体图。
[0020]图2是表示图1所示的电池元件的构成的剖视图。
[0021]图3是放大表示图2所示的正极的构成的剖视图。
[0022]图4是表示二次电池的应用例的构成的框图。
具体实施方式
[0023]以下，参照附图对本技术的一个实施方式进行详细说明。需要说明的是，说明的顺序如下所述。
[0024]1.二次电池(二次电池用正极)
[0025]1‑
1.构成
[0026]1‑
2.物性
[0027]1‑
3.动作
[0028]1‑
4.制造方法
[0029]1‑
5.作用以及效果
[0030]2.变形例
[0031]3.二次电池的用途
[0032]＜1.二次电池(二次电池用正极)＞
[0033]首先，关于本技术的一个实施方式的二次电池进行说明。需要说明的是，本技术的一个实施方式的二次电池用正极(以下简称为“正极”。)是二次电池的一部分(一个构成要素)，因此关于该正极，以下一并进行说明。
[0034]在此说明的二次电池是利用电极反应物质的嵌入脱嵌而得到电池容量的二次电池，具备正极、负极以及作为液状的电解质的电解液。在该二次电池中，为了防止在充电过程中电极反应物质在负极的表面上析出，该负极的充电容量变得大于正极的放电容量。即，负极的每单位面积的电化学容量被设定为变得大于正极的每单位面积的电化学容量。
[0035]电极反应物质的种类没有特别限定，具体而言，是碱金属以及碱土类金属等轻金属。碱金属是锂、钠以及钾等，同时碱土类金属是铍、镁以及钙等。
[0036]以下，以电极反应物质是锂的情况为例。利用锂的嵌入脱嵌来得到电池容量的二次电池是所谓的锂离子二次电池。在该锂离子二次电池中，锂以离子状态被嵌入脱嵌。
[0037]＜1
‑
1.构成＞
[0038]图1示出了二次电池的立体构成，同时图2示出了图1所示的电池元件20的截面构成。另外，图1示出了外装膜10和电池元件20相互分离的状态，同时图2仅示出了电池元件20
的一部分。
[0039]如图1以及图2所示，该二次电池具备外装膜10、电池元件20、正极引线31和负极引线32、以及密合膜41和42。在此说明的二次电池是作为用于收纳电池元件20的外装部件使用了具有可挠性(或柔软性)的外装部件(外装膜10)的层压膜型二次电池。
[0040][外装膜][0041]如图1所示，外装膜10是收纳电池元件20、即后面叙述的正极21、负极22以及电解液等的可挠性的外装部件，并且具有袋状的结构。
[0042]在此，外装膜10是一张膜状的部件，能够沿折叠方向R折叠。在该外装膜10上设置有用于收容电池元件20的凹陷部10U(所谓的深拉深部)。
[0043]外装膜10的构成(材质以及层数等)没有特别限定，可以是单层膜，也可以是多层膜。
[0044]在此，外装膜10是熔接层、金属层以及表面保护层从内侧依次层叠而成的3层的层压膜。熔接层包含聚丙烯等高分子化合物。金属层包含铝等金属材料。表面保护层包含尼龙等高分子化合物。在外装膜10被折叠的状态下，相互对置的外装膜10(熔接层)中的外周缘部彼此相互熔接。
[0045][密合膜][0046]如图1所示，密合膜41、42分别是用于防止外部气体等侵入外装膜10的内部的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池，其中，所述二次电池具备包括正极活性物质层的正极、负极和电解液，所述正极活性物质层包含由下述的式(1)表示的层状岩盐型的锂镍复合氧化物，在所述正极活性物质层的表面使用X射线光电子能谱法分析所述正极活性物质层时，Al的原子浓度相对于Ni的原子浓度之比X满足由下述的式(2)表示的条件，在所述正极活性物质层的内部使用所述X射线光电子能谱法分析所述正极活性物质层时，所述Al的原子浓度相对于所述Ni的原子浓度之比Y满足由下述的式(3)表示的条件，所述内部是指深度＝100nm，所述比X相对于所述比Y之比Z满足由下述的式(4)表示的条件，Li
a
Ni1‑
b
‑
c
‑
d
Co
b
Al
c
M
d
O
e
…ꢀꢀ
(1)，式中，M是Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、V、Ti、Mg以及Zr中的至少一种，a、b、c、d以及e满足0.8＜a＜1.2、0.06≤b≤0.18、0.015≤c≤0.05、0≤d≤0.08、0＜e＜3、0.1≤(b+c+d)≤0.22以及4.33≤(1
‑
b
‑
c
‑
d)/b≤15.0，0.30≤X≤0.70
…ꢀꢀ
(2)，0.16≤Y≤0.37
…ꢀꢀ
(3)，1.30≤Z≤2.52
…ꢀꢀ
(4)。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述式(1)中的所述d满足d＞0。3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，所述二次电池还具备：可挠性的外装部件，收纳所述正极、所述负极以及所述电解液。4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野贵正，黄木淳史，仓塚真树，藤川隆成，添田竜次，高桥翔，秋山仁人，河野阳介，西山祥一，浅沼武夫，早崎真治，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：