非水电解质二次电池用正极活性物质及非水电解质二次电池制造技术

实施方式的一例的非水电解质二次电池用正极活性物质包含：通式Li

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池用正极活性物质及非水电解质二次电池


[0001]本专利技术涉及一种非水电解质二次电池用正极活性物质、及使用该正极活性物质的非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]非水电解质二次电池具备正极、负极、正极及负极之间夹设的分隔件、和非水电解质，具有将它们收纳于外装体中的结构。对于作为非水电解质二次电池的主要构成要件的正极的构成，由于对电池特性影响大，因此对于正极已有很多研究。例如，专利文献1中公开了一种锂二次电池，其以改善循环试验的初期阶段的容量维持率为目的，作为正极活性物质包含1～10重量％的Li2NiO2，作为负极活性物质包含选自Si、SiC、SiO
x
(0<x<2)、Sn、SnO2、Sb及Ge中的混合物、及碳系材料。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本专利第6058151号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]如专利文献1中记载的那样，正极中包含Li2NiO2时，填补负极的不可逆性的Li离子供给至负极，循环试验的初期阶段的容量维持率的降低得到抑制。另一方面，本专利技术人等研究后结果发现，若在正极添加Li2NiO2，则伴随充放电的电阻增加。Li2NiO2在初期充电时释放Li而变化为LiNiO2，认为由于LiNiO2活性高且容易引起与电解质的副反应，电池电阻增加。专利文献1的技术未考虑充放电循环时的电阻上升，仍有改善的余地。
[0008]本专利技术的目的在于提供可以在非水电解质二次电池的充放电循环时抑制电阻上升的正极活性物质。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]本专利技术的非水电解质二次电池用正极活性物质的特征在于，包含：通式Li
a
Ni
b
M11‑
b
O2(式中，1.5≤a≤2.5、0.95≤b≤1.00，M1为除Li、Ni以外的至少1种金属元素)所示的第1锂过渡金属复合氧化物；和通式Li
c
Ni2‑
c
‑
d
M2
d
O2(式中，0<c≤0.5、0≤d≤0.5，M2为除Li、Ni以外的至少1种金属元素)所示的第2锂过渡金属复合氧化物。
[0011]本专利技术的非水电解质二次电池具备包含上述正极活性物质的正极、负极、和非水电解质。
[0012]专利技术的效果
[0013]根据使用本专利技术的正极活性物质的非水电解质二次电池，可以抑制充放电循环时的电阻上升。
附图说明
[0014]图1为实施方式的一例的非水电解质二次电池的截面图。
[0015]图2为将实施方式的一例的电极体的截面的一部分扩大表示的图。
具体实施方式
[0016]非水电解质二次电池中，在初期充电时、循环试验的初期阶段，发现有如下现象：从正极移动至负极的Li离子的一部分保持被负极活性物质吸收的状态，在放电时不从负极释放、电池的容量维持率降低。该现象即使在作为负极活性物质使用通常的石墨等碳系材料时也能见到，但使用含Si化合物等材料时特别显著。因此，为了抑制该容量维持率的降低，提出了在正极添加Li2NiO2，向正极供给填补负极的不可逆性的Li离子的方法。Li2NiO2在初期充电时作为供给Li离子的填补剂发挥作用。另一方面，已知由于Li2NiO2在初期充电时释放Li而变化为活性高的LiNiO2，因为LiNiO2与电解质的副反应，产生LiNiO2的劣化、分解反应物向负极沉积等、电阻增加。
[0017]本专利技术人们为了解决上述课题而深入研究，结果发现通过组合使用上述通式Li
a
Ni
b
M11‑
b
O2所示的第1锂过渡金属复合氧化物、和上述通式Li
c
Ni2‑
c
‑
d
M2
d
O2所示的第2锂过渡金属复合氧化物，特异性地抑制电池的电阻上升。通过组合使用这2种复合氧化物从而抑制电阻上升的机理尚不明确，但认为第2复合氧化物保护第1复合氧化物的颗粒表面，并使Li释放后的第1复合氧化物与电解质的副反应得到抑制。
[0018]以下，边参照附图，边对本专利技术的正极活性物质、及使用该正极活性物质的非水电解质二次电池的实施方式的一例进行详细说明。需要说明的是，将以下说明的多个实施方式及变形例有选择性地组合也包含于本专利技术中。
[0019]以下中，例示将卷绕型的电极体14收纳于有底圆筒形状的外装罐16的圆筒形电池，但电池的外装体并不限于圆筒形的外装罐，例如可以为方形的外装罐(方形电池)、可以为硬币形的外装罐(硬币形电池)，也可以为含有金属层及树脂层的层压片构成的外装体(叠层电池)。此外，电极体也可以为多个正极与多个负极隔着分隔件交替层叠而成的层叠型的电极体。
[0020]图1为示意性表示实施方式的一例的非水电解质二次电池10的截面的图。如图1所示，非水电解质二次电池10具备卷绕型的电极体14、非水电解质、收纳电极体14及非水电解质的外装罐16。电极体14具有正极11、负极12、及分隔件13，具有将正极11与负极12隔着分隔件13卷绕成漩涡状的卷绕结构。外装罐16为在轴向一侧开口的有底圆筒形状的金属制容器，通过封口体17堵塞外装罐16的开口。以下为便于说明，以电池的封口体17侧为上，外装罐16的底部侧为下。
[0021]构成电极体14的正极11、负极12及分隔件13均为带状的长条体，通过卷绕为漩涡状而在电极体14的径向交替层叠。为了防止锂的析出，负极12以比正极11大一圈的尺寸形成。即，负极12以比正极11的长边方向及宽度方向(短边方向)长地形成。分隔件13形成为至少比正极11大一圈的尺寸，以夹住正极11的方式配置2张。电极体14具有通过焊接等连接于正极11的正极引线20、与通过焊接等连接于负极12的负极引线21。
[0022]在电极体14的上下分别配置绝缘板18、19。在图1所示的例子中，正极引线20通过绝缘板18的贯通孔而延伸至封口体17侧，负极引线21通过绝缘板19的外侧而延伸至外装罐
16的底部侧。正极引线20通过焊接等连接于封口体17的内部端子板23的下表面，与内部端子板23电连接的封口体17的顶板即盖体27成为正极端子。负极引线21通过焊接等连接于外装罐16的底部内表面，外装罐16成为负极端子。
[0023]如上所述，外装罐16为在轴向一侧开口的有底圆筒形状的金属制容器。外装罐16与封口体17之间设有垫片28，确保电池内部的密闭性及外装罐16与封口体17的绝缘性。在外装罐16上形成有侧面部的一部分向内侧凸出的、支撑封口体17的沟槽部22。沟槽部22优选以沿着外装罐16的周向形成为环状，以其上表面支撑封口体17。通过沟槽部22和相对于封口体17铆接的外装罐16的开口端部，封口体17固定于外装罐16的上部。
[0024]封口体17具有从电极体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其包含：通式Li
a
Ni
b
M11‑
b
O2所示的第1锂过渡金属复合氧化物，式中，1.5≤a≤2.5、0.95≤b≤1.00，M1为除Li、Ni以外的至少1种金属元素；和通式Li
c
Ni2‑
c
‑
d
M2
d
O2所示的第2锂过渡金属复合氧化物，式中，0<c≤0.5、0≤d≤0.5，M2为除Li、Ni以外的至少1种金属元素。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用正极活性物质，其中，相对于所述第1及所述第2锂过渡金属复合氧化物的质量，所述第2锂过渡金属复合氧化物的含量为0.1～20质量％。3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池用正极活性物质，其中，所述第1锂过渡金属复合氧化物具有归属于空间群Immm的晶体结构。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的非水电解质二次电池用正极活性物质，其中，所述第1锂过渡金属复合氧化物包含Li2O及NiO。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的非水电解质二次电池用正极活性物质，其中，所述第2锂过渡金属复合氧化物具备同步辐射X射线衍射(光能量16keV)的衍射角(2θ)21.40
°
～21.65
°
处具有峰顶的至少1个衍射峰。6.根据权利要求1～5中的任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：地藤大造，原田朋宏，深道典子，小笠原毅，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：