本发明专利技术提供一种具有正极、负极和非水电解液的锂离子二次电池。上述正极，作为正极活性物质具有锂过渡金属复合氧化物，该锂过渡金属复合氧化物具备层状结构。上述正极活性物质包括Ni、Co以及Mn中的至少一种金属元素M0，还包含Zr、Nb、Al中的至少一种金属元素M＇，还包含W。在将所述正极活性物质的粉末2g和纯水100g进行搅拌、调制悬浊液、并对该悬浊液进行过滤的情况下，经所述过滤而得到的滤液通过电感耦合等离子体质谱分析求出的、每1g该滤液的W溶出量为0.025mmol以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有良好的输出特性以及循环特性的锂离子二次电池。本申请基于2010年6月21日提出的国际申请PCT/JP2010/060489主张优先权，该申请的全部内容作为参考加入本说明书中。
技术介绍
锂离子二次电池具有正极以及负极和夹在这两电极间的非水电解液，通过该电解液中的锂离子在两电极间往复移动来进行充放电。正极中作为使锂离子可逆地吸着以及放出的活性物质，主要使用含锂过渡金属氧化物。作为与正极材料相关的技术文献，列举专利文献I以及2。现有技术文献 专利文献专利文献I :日本专利申请公开2009 - 140787号公报专利文献2 :日本专利申请公开2007 - 273448号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题近年，随着锂离子二次电池的利用率增大，希望根据用途提高其各种性能。例如，如汽车等能够反复进行高速输入输出的用途中，谋求更佳的输出特性以及耐久性(循环特性等)。尤其是提供，不仅在常温下，即使在低温(例如一 10°C以下)下，也具有良好的输出特性，且即使在较高的温度(例如60°C左右)下耐久性(循环特性等)也高的锂离子二次电池也是有用的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供一种同时实现了优良的输出特性以及循环特性的锂离子二次电池。根据本专利技术，提供一种锂离子二次电池，是具有正极、负极和非水电解液的锂离子二次电池。该正极，作为正极活性物质具有锂过渡金属复合氧化物(典型地，作为构成金属元素含有过渡金属的锂过渡金属复合氧化物)，所述锂过渡金属复合氧化物具有层状结构(典型地，岩盐型的结晶结构)。该正极活性物质包含镍Ni、钴Co和锰Mn中的至少一种金属元素M0，进而包含Zr、Nb和Al中的至少一种金属元素，还包含W。在将所述正极活性物质的粉末2g和纯水IOOg进行搅拌、调制悬浊液、并对该悬浊液进行过滤的情况下，经所述过滤而得到的滤液通过电感耦合等离子体质谱分析(ICP — MS)求出的、每Ig该滤液的W溶出量为0.025mmol以下。作为本专利技术的其他的方面，提供一种正极活性物质，包括上述M°、M,以及W，并满足上述W溶出量。由本专利技术提供的另一个锂离子二次电池，具有正极、负极和非水电解液，其正极，作为正极活性物质，含有由通式(I) =LixNiaCobMncM ; dM e02所表示的含锂复合氧化物(锂过渡金属复合氧化物)。上述式(I)中，M ’为从Zr、Nb、Al中选择的至少一种，M 为W以及Mo中的至少任一种。在优选的一个方式中，M 至少包含W。M 还可以实质上全部(原子数换算为95%以上，例如98%以上，可以为100%。)为W。另外，X满足I. O彡X彡I. 25。a、b、c、d、e 满足 a + b + c + d + e = l 以及 O. 001 ^ (d + e) ^ O. 02。a、b、c 中的至少一个比O大。优选至少a比O大的(换言之，至少含有Ni)含锂复合氧化物。另外，d比O大(即，d>0)。另外，e也比O大(即，e> O)。该锂离子二次电池的特征在于，在将所述正极活性物质的粉末2g和纯水IOOg进行搅拌、调制悬浊液、并对该悬浊液进行过滤的情况下，经所述过滤而得到的滤液通过ICP — MS求出的、每Ig该滤液的M 溶出量为O. 025mmol以下。在这里公开的技术中的正极活性物质的优选的一个方式中，M 至少包含W(例如，M 实质上全部为W)，并且，W的溶出量为O. 025mmol以下。该锂离子二次电池，上述正极活性物质同时含有上述规定量的M'和M ，且具有上述M 溶出量为O. 025mmol/g以下的特性，所以，即使在常温25°C下以及一 30°C左右的低温下其中任一种条件下，反应电阻低，输出特性优良。同时，在较高温度(60°C左右)下耐高速充放电的耐久性(例如，循环特性)也良好。 在上述通式(I)中，M '优选其实质上全部为Zr (锆)。另外，M 优选实质上全部为W(钨)。在上述通式(I)中，X为1.0彡X彡1.20(例如0.05彡X彡1.20)。a为O. I<a 彡 I (例如 O. 3 < a < O. 9，优选为 O. 3 < a < O. 6)。b 为 O 彡 b 彡 O. 5(例如 O. I < b<O. 4，优选为 O. 3 < b < O. 6) ο c 为 O 彡 c 彡 O. 5(例如 O. I < c < O. 4，优选为 O. 3 < c<0.6)。另外，这里公开的技术，还能够适用于以下锂离子二次电池，即除了上述通式(I)，还具有以包含其他的元素(例如，从Cr、Fe、V、Ti、Cu、Zn、Ga、In、Sn、La、Ce、Ca、Mg以及Na中选择的一种或两种以上)的平均组成所表示的含锂复合氧化物作为正极活性物质的锂离子二次电池。这里公开的锂离子二次电池，对于其正极活性物质层表面(典型地为正极片表面)，在以实施例中记载的顺序以及条件进行拍摄的SEM - EDX图像中(例如，以X 1000左右的倍率)，能够确认至少M (例如W)的元素分布中没有显著的偏差(凝聚块等)。优选能够确认在M 以及M'(例如Zr)的任一元素分布中都没有显著的偏差(凝聚块等)。这里公开的技术中的正极活性物质，呈具有层状结构的锂过渡金属复合氧化物的一次粒子聚集成的二次粒子的形态。在优选的一个方式中，该正极活性物质中所包含的M (例如W)偏向所述一次粒子的表面(即，与一次粒子的内部相比，更向表面集中)存在(分布)。作为包含W的正极活性物质，其W偏向上述锂过渡金属复合氧化物的一次粒子的表面而分布，并且，在该正极活性物质粒子的表面(进而，使用该正极活性物质而成的正极活性物质层的表面)中，优选在W的分布中没有显著的偏差的正极活性物质。该正极活性物质，能够实现上述W溶出量少、且高性能的电池。根据本专利技术，提供一种这里公开的任一种正极活性物质(例如，锂离子二次电池用的正极活性物质)的一制造方法。该制造方法为，包括准备含有所述M°和所述M'的水溶液AqA的工序。另外，包括准备含有W的水溶液Aqe的工序。另外，还包括将所述水溶液AqA和所述水溶液Aqe在碱性条件下(例如，使pH维持在If 14)混合，并使含有所述Mci、所述M'以及W的氢氧化物(前体)析出的工序。上述制造方法还包括使所述氢氧化物和锂化合物混合的工序、和对该混合物进行烧成并生成所述锂过渡金属复合氧化物的工序。根据本专利技术，提供一种这里公开的任一种正极活物的另一制造方法。该制造方法为包括以下工序(A)通过湿式混合来调制由通式(II) =NiaCobMncM ’ dM e(OH)2+α表示的前体ii，所述湿式混合是，在PHlf 14的碱性水溶液中以所希望的速度添加以规定浓度含有镍盐、钴盐、锰盐以及含的盐的水溶液、和以规定浓度含有含M 的盐的水溶液,从而调制反应混合液,并搅拌该混合液；以及，(B)对上述前体ii和锂盐的混合物进行烧成，并调制由上述通式(I)所表示的含锂复合氧化物i ;上述式(II)中，M丨为从Zr、Nb、Al中选择的至少一种。M 为W以及Mo中的至少任一种。在优选的一个方式中，M 至少包含W。M 还可以实质上全部为(以原子数换算为95%以上，例如9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】2010.06.21 JP PCT/JP2010/0604891.一种锂离子二次电池，是具有正极、负极和非水电解液的锂离子二次电池， 所述正极，作为正极活性物质具有锂过渡金属复合氧化物，所述锂过渡金属复合氧化物具有层状结构， 所述正极活性物质包含Ni、Co和Mn中的至少一种金属元素M0,进而包含Zr、Nb和Al中的至少一种金属元素，还包含W， 在将所述正极活性物质的粉末2g和纯水IOOg进行搅拌、调制悬浊液、并对该悬浊液进行过滤的情况下，经所述过滤而得到的滤液通过电感耦合等离子体质谱分析求出的、每Ig该滤液的W溶出量为O. 025mmol以下。2.一种锂离子二次电池，是具有正极、负极和非水电解液的锂离子二次电池， 所述正极，作为正极活性物质包含通式(I)所示的锂过渡金属复合氧化物， LixNiaCobMncM ' dffe02 (I) (其中，M7为选自Zr、Nb和Al中的至少一种；x满足I.I. 25 ;a、b、C、d、e满足 a + b + c + d + e = I、以及 O. 001 ^ (d + e) ^ O. 02 ;a、b、c 中的至少一个比 O 大；d > O ；e > O,)； 在将所述正极活性物质的粉末2g和纯水IOOg进行搅拌、调制悬浊液、并对该悬浊液进行过滤的情况下，经所述过滤而得到的滤液通过电感耦合等离子体质谱分析求出的、每Ig该滤液的W溶出量为O. 025mmol以下。3.根据权利要求I或2所述的锂离子二次电池，所述M'为Zr。4.根据权利要求2或3所述的锂离子二次电池，所述d:e为2 :1 I :10。5.根据权利要求广4的任一项所述的锂离子二次电池，所述正极...
【专利技术属性】
技术研发人员：永井裕喜，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：
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