二次电池、电子设备、车辆、以及正极活性物质的制造方法技术

提供一种其晶体结构即使反复进行充放电也不容易崩塌的正极活性物质。提供一种充放电容量大的正极活性物质。在该正极活性物质的表面上形成凸部。凸部优选包含锆及钇并为长方体。凸部优选具有立方晶、四方晶或者立方晶与四方晶的两相混合的晶体结构。优选的是，正极活性物质所包含的过渡金属为选自钴、镍和锰中的一个或两个以上，添加元素优选为选自镁、氟、铝、锆和钇中的两个以上。锆和钇中的两个以上。锆和钇中的两个以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池、电子设备、车辆、以及正极活性物质的制造方法


[0001]本专利技术的一个方式涉及一种包含正极活性物质的二次电池及其制造方法。另外，本专利技术的一个方式涉及一种包括二次电池的电子设备、车辆等。
[0002]本专利技术的一个方式涉及一种物品、方法或者制造方法。另外，本专利技术涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。本专利技术的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、照明装置或电子设备及其制造方法。
[0003]注意，在本说明书中，电子设备是指具有蓄电装置的所有装置，具有蓄电装置的电光装置、具有蓄电装置的信息终端装置等都是电子设备。
[0004]注意，在本说明书中，蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件以及装置。例如，锂离子二次电池等蓄电装置(也称为二次电池)、锂离子电容器及双电层电容器等都包括在蓄电装置的范畴内。

技术介绍

[0005]近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置的研究开发日益火热。尤其是，伴随手机、智能手机、笔记本个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机、医疗设备、混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHV)等新一代清洁能源汽车等的半导体产业的发展，高输出、高能量密度的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够反复充电的能量供应源，成为现代信息化社会的必需品。
[0006]因此，为了实现锂离子二次电池的循环特性的提高及大容量化，已开始研究对正极活性物质的改良(例如，专利文献1，非专利文献1)。
[0007]另外，作为蓄电装置需要具有的特性，例如可以举出在各种工作环境下的安全性、长期可靠性的提高等。
[0008]另一方面，氧化钇稳定氧化锆(以下有时记为YSZ)具有机械强度高、热稳定性良好等特征，至今对其进行了研究。例如，非专利文献2公开了ZrO2‑
Y2O3体系的相图。[先行技术文献][专利文献][0009][专利文献1]日本专利申请公开第2018
‑
206747号公报[非专利文献][0010][非专利文献1]Suppression of Cobalt Dissolution from the LiCoO
2 Cathodes with Various Metal
‑
Oxide Coatings，Yong Jeong Kim et.，al.，Journal of The Electrochemical Society，150(12)A1723
‑
A1725(2003)[非专利文献2]Subsolidus Phase Equilibria and Ordering in the System ZrO2‑
Y2O3，C.Pascual and P.Duran，J.Am.Ceram.Soc.，66[1]23
‑
27(1983).[非专利文献3]Motohashi，T.et al，“Electronic phase diagram of the layered cobalt oxide system LixCoO2(0.0≤x≤1.0)”，Physical Review B，80(16)；
165114

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0011]锂离子二次电池在放电容量、充放电循环特性、可靠性、安全性或成本等各种方面还有改善的余地。
[0012]因此，用于上述锂离子二次电池的正极活性物质也被要求在被用于二次电池时可以改善放电容量、充放电循环特性、可靠性、安全性或成本等问题。
[0013]本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种放电容量大的正极活性物质。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种放电电压高的正极活性物质。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种劣化少的正极活性物质。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种放电容量大的二次电池。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种放电电压高的二次电池。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种安全性或可靠性高的二次电池。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种劣化少的二次电池。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种长寿命的二次电池。
[0014]此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种活性物质、复合氧化物、蓄电装置或它们的制造方法。
[0015]注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。解决技术问题的手段
[0016]本专利技术的一个方式是一种包括正极的二次电池，其中正极包含正极活性物质以及正极活性物质的表面上的凸部，并且凸部的形状为长方体的一部分。
[0017]在上述二次电池中，凸部优选具有立方晶、四方晶或者立方晶与四方晶的两相混合的晶体结构。
[0018]在上述二次电池中，优选的是，正极活性物质具有层状岩盐型晶体结构，并包含锂、过渡金属、氧以及多个添加元素。
[0019]在上述二次电池中，优选的是，正极活性物质具有表层部及内部，并且添加元素中的至少一个的表层部中的浓度比内部高。
[0020]在上述二次电池中，优选的是，正极活性物质包括多个晶粒以及多个晶粒之间的晶界，并且添加元素中的至少一个的晶界附近的浓度比内部高。
[0021]在上述二次电池中，优选的是，正极活性物质包括裂缝，并且添加元素中的至少一个的裂缝附近的浓度比内部高。
[0022]在上述二次电池中，优选的是，正极活性物质包括缺陷，并且添加元素中的至少一个的缺陷附近的浓度比内部高。
[0023]在上述二次电池中，优选的是，过渡金属为选自钴、镍和锰中的一个或两个以上，并且添加元素为选自镁、氟、铝、锆和钇中的两个以上。
[0024]在上述二次电池中，凸部优选包含锆及钇。
[0025]在上述二次电池中，优选的是，正极活性物质包含元素A及元素B作为添加元素，并
且元素B在比元素A更深的区域中具有浓度峰。
[0026]在上述二次电池中，优选的是，过渡金属包含钴，并且正极活性物质所包含的过渡金属的原子数之总和中的钴的原子数之比例为90原子％以上。
[0027]本专利技术的另一个方式是一种包括正极的二次电池，其中正极包含正极活性物质以及正极活性物质的表面上的凸部，正极活性物质包含锂、钴及氧，凸部包含锆、钇及氧，并且凸部具有结晶性。
[0028]本专利技术的另一个方式是一种包括正极的二次电池，其中正极包含正极活性物质以及正极活性物质的表面上的凸部，正极活性物质和凸部中的任一方包含锂、钴、镍、镁、铝、锆、钇、氟及氧，正极活性物质具有表层部及内部，并且，镁及铝的表层部中的浓度比内部高。
[0029]在上述二次电池中，优选的是，正极包含石墨烯或石墨烯化合物，并本文档来自技高网...

【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，包括：正极，其中，所述正极包含正极活性物质以及所述正极活性物质的表面上的凸部，并且，所述凸部的形状为长方体的一部分。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凸部具有立方晶、四方晶或者立方晶与四方晶的两相混合的晶体结构。3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中所述正极活性物质具有层状岩盐型晶体结构，并包含锂、过渡金属、氧以及多个添加元素。4.根据权利要求3所述的二次电池，其中所述正极活性物质具有表层部及内部，并且所述添加元素中的至少一个的所述表层部中的浓度比所述内部高。5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述正极活性物质包括：多个晶粒；以及所述多个晶粒之间的晶界，并且所述添加元素中的至少一个的所述晶界附近的浓度比所述内部高。6.根据权利要求4或5所述的二次电池，其中所述正极活性物质包括裂缝，并且所述添加元素中的至少一个的所述裂缝附近的浓度比所述内部高。7.根据权利要求3至6中任一项所述的二次电池，其中所述正极活性物质包括缺陷，并且所述添加元素中的至少一个的所述缺陷附近的浓度比所述内部高。8.根据权利要求3至7中任一项所述的二次电池，其中所述过渡金属为选自钴、镍和锰中的一个或两个以上，并且所述添加元素为选自镁、氟、铝、锆和钇中的两个以上。9.根据权利要求8所述的二次电池，其中所述凸部包含锆及钇。10.根据权利要求3至9中任一项所述的二次电池，其中所述正极活性物质包含元素A及元素B作为所述添加元素，并且所述元素A在比所述元素B更深的区域中具有浓度峰。11.根据权利要求3至10中任一项所述的二次电池，其中所述过渡金属包含钴，并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤丞，门马洋平，落合辉明，吉谷友辅，安部宽太，种村和幸，山崎舜平，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：