二次电池制造技术

一种二次电池，具备：正极，包含正极活性物质；负极；以及电解液，包含多腈化合物，该正极活性物质包含层状岩盐型的锂镍复合氧化物和硼化合物。使用X射线衍射法及谢乐(Scherrer)公式算出的正极活性物质的(104)面的微晶尺寸为40.0nm以上且74.5nm以下。基于使用X射线光电子能谱分析法检测的正极活性物质的B1s光谱、Ni2p

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池


[0001]本技术涉及一种二次电池。

技术介绍

[0002]由于移动电话等多种电子设备正在普及，因此正在推进作为小型且轻量并同时能够得到高能量密度的电源的二次电池的开发。该二次电池具备正极及负极以及电解液，关于该二次电池的构成，已经进行了各种研究。
[0003]具体地，为了改善循环特性等，在电解液中含有二腈化合物(例如，参照专利文献1～3。)，在某些情况下，二腈化合物与4
‑
氟
‑
1,3
‑
二氧戊环
‑2‑
酮并用(例如，参照专利文献4。)。另外，为了改善循环特性等，使用镍系的含锂复合氧化物作为正极活性物质的同时，通过包含特定的元素的表面修饰化合物对含锂复合氧化物的表面进行修饰(例如，参照专利文献5。)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2013
‑
051207号公报
[0007]专利文献2：日本特开2012
‑
138335号公报
[0008]专利文献3：日本特开2008
‑
108586号公报
[0009]专利文献4：日本特表2016
‑
536776号公报
[0010]专利文献5：日本特开2015
‑
144108号公报

技术实现思路

[0011]为了改善二次电池的性能而进行了各种研究，但容量特性、膨胀特性及循环特性均尚不充分，因此还有改善的余地。
[0012]本技术是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于，提供一种能够获得优异的容量特性、优异的膨胀特性及优异的循环特性的二次电池。
[0013]本技术的一个实施方式的二次电池具备：正极，包含正极活性物质；负极；以及电解液，包含多腈化合物，该正极活性物质包含由下述的式(1)表示的层状岩盐型的锂镍复合氧化物和硼化合物。使用X射线衍射法及谢乐(Scherrer)公式算出的正极活性物质的(104)面的微晶尺寸为40.0nm以上且74.5nm以下。基于使用X射线光电子能谱分析法检测的正极活性物质的B1s光谱、Ni2p
3/2
光谱、Co2p
3/2
光谱、Mn2p
1/2
光谱及Al2s光谱算出的由下述的式(2)表示的元素浓度比为0.15以上且0.90以下。
[0014]Li
a
Ni1‑
b
M
b
O
c
…
(1)
[0015](M是Co、Fe、Mn、Cu、Zn、Al、Cr、V、Ti、Mg及Zr中的至少一种。a、b及c满足0.8＜a＜1.2、0≤b≤0.5及0＜c＜3。)
[0016]R＝I2/I1
…
(2)
[0017](R是元素浓度比。I1是基于Ni2p
3/2
光谱、Co2p
3/2
光谱、Mn2p
1/2
光谱及Al2s光谱算出
的Ni浓度(原子％)、Co浓度(原子％)、Mn浓度(原子％)和Al浓度(原子％)之和。I2是基于B1s光谱算出的B浓度(原子％)。)
[0018]此处，“多腈化合物”是指包含两个以上的腈基(
‑
CN)的化合物的总称。另外，“硼化合物”是指包含硼作为构成元素的化合物的总称。需要说明的是，关于多腈化合物及硼化合物各自的详情将在后文叙述。
[0019]根据本技术的一个实施方式的二次电池，正极的正极活性物质包含锂镍复合氧化物及硼化合物，电解液包含多腈化合物，同时正极活性物质的(104)面的微晶尺寸为40.0nm以上且74.5nm以下，该正极活性物质的元素浓度比为0.15以上且0.90以下，因此能够获得优异的容量特性、优异的膨胀特性及优异的循环特性。
[0020]需要说明的是，本技术的效果不一定限定于此处说明的效果，也可以是与后文叙述的本技术相关的一系列的效果中的任一效果。
附图说明
[0021]图1是表示本技术的一个实施方式的二次电池的构成的立体图。
[0022]图2是表示图1所示的电池元件的构成的截面图。
[0023]图3是表示图2所示的正极集电体的构成的俯视图。
[0024]图4是表示图2所示的负极集电体的构成的俯视图。
[0025]图5是示意性地表示正极活性物质的构成的俯视图。
[0026]图6是表示变形例1的二次电池的构成的立体图。
[0027]图7是表示二次电池的应用例的构成的框图。
具体实施方式
[0028]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。
[0029]1.二次电池
[0030]1‑
1.构成
[0031]1‑1‑
1.二次电池的构成
[0032]1‑1‑
2.正极活性物质的物性
[0033]1‑
2.动作
[0034]1‑
3.制造方法
[0035]1‑3‑
1.正极活性物质的制造方法
[0036]1‑3‑
2.二次电池的制造方法
[0037]1‑
4.作用及效果
[0038]2.变形例
[0039]3.二次电池的用途
[0040]＜1.二次电池＞
[0041]首先，对本技术的一个实施方式的二次电池进行说明。
[0042]此处说明的二次电池是利用电极反应物质的吸留释放而得到电池容量的二次电池，具备正极及负极、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
途中在负极的表面析出电极反应物质，该负极的充电容量大于正极的放电容量。即，负极的每单位面积的电化学容量设定为比正极的每单位面积的电化学容量大。
[0043]电极反应物质的种类没有特别限定，但具体地，电极反应物质为碱金属及碱土类金属等轻金属。碱金属为锂、钠及钾等，同时碱土类金属为铍、镁及钙等。
[0044]以下，将电极反应物质为锂的情况列举为例子。利用锂的吸留释放而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，锂以离子状态被吸留释放。
[0045]＜1
‑
1.构成＞
[0046]在此，对二次电池的构成进行说明之后，对正极活性物质的物性进行说明。
[0047]＜1
‑1‑
1.二次电池的构成＞
[0048]图1表示作为本技术的一个实施方式的二次电池的二次电池10的立体构成。图2表示图1所示的电池元件20的截面构成。图3表示图2所示的正极集电体21A的平面构成，同时图4表示图2所示的负极集电体22A的平面构成。
[0049]其中，在图1中示出了电池元件20与外包装膜30(膜部件30A、30B)相互分离的状态。在图2中示本文档来自技高网...

【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，具备：正极，包含正极活性物质；负极；以及电解液，包含多腈化合物，所述正极活性物质包含由下述的式(1)表示的层状岩盐型的锂镍复合氧化物和硼化合物，使用X射线衍射法及谢乐(Scherrer)公式算出的所述正极活性物质的(104)面的微晶尺寸为40.0nm以上且74.5nm以下，基于使用X射线光电子能谱分析法检测的所述正极活性物质的B1s光谱、Ni2p
3/2
光谱、Co2p
3/2
光谱、Mn2p
1/2
光谱及Al2s光谱算出的由下述的式(2)表示的元素浓度比为0.15以上且0.90以下，Li
a
Ni1‑
b
M
b
O
c
…
(1)，其中，M是Co、Fe、Mn、Cu、Zn、Al、Cr、V、Ti、Mg及Zr中的至少一种，a、b及c满足0.8＜a＜1.2、0≤b≤0.5及0＜c＜3，R＝I2/I1
…
(2)，其中，R是元素浓度比，I1是基于Ni2p
3/2
光谱、Co2p
3/2
光谱、Mn2p
1/2
光谱及Al2s光谱算出的Ni浓度、Co浓度、Mn浓度和Al浓度之和，I2是基于B1s光谱算出的B浓度，所述Ni浓度、Co浓度、Mn浓度、Al浓度和B浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野贵正，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：