非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术通过改良非水电解质二次电池中的正极活性物质，使各种温度条件下的输出特性上升，设置为可以适宜地用作混合动力汽车等的电源。所述非水电解质二次电池具备工作电极11、包含负极活性物质的对电极12和非水电解液14，所述工作电极11为如下的工作电极：包含粒状的正极活性物质和粘结剂的正极合剂层形成于正极集电体的双面，上述正极活性物质中使用在由Li1.07Ni0.46Co0.19Mn0.28O2形成的含锂过渡金属氧化物的表面的一部分附着有三氧化钨的物质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术通过改良非水电解质二次电池中的正极活性物质，使各种温度条件下的输出特性上升，设置为可以适宜地用作混合动力汽车等的电源。所述非水电解质二次电池具备工作电极11、包含负极活性物质的对电极12和非水电解液14，所述工作电极11为如下的工作电极：包含粒状的正极活性物质和粘结剂的正极合剂层形成于正极集电体的双面，上述正极活性物质中使用在由Li1.07Ni0.46Co0.19Mn0.28O2形成的含锂过渡金属氧化物的表面的一部分附着有三氧化钨的物质。【专利说明】非水电解质二次电池
本专利技术涉及非水电解质二次电池。
技术介绍
近年来，移动电话、笔记本电脑、智能手机等可移动设备的小型化/轻量化显著地进行，此外，伴随多功能化也增加消耗电力。因此，即便作为它们的电源而使用的非水电解质二次电池，也迫切期望轻量化和高容量化。此外，近年来，为了解决由车辆的排气导致的环境问题，推进并用汽车的汽油发动机和电力发动机和的混合动力型电动汽车的开发。而且，作为这样的电动汽车的电源，一般而言，镍-氢蓄电池广泛使用，作为更高容量且高输出的电源，研究利用非水电解质二次电池。然而，在以往的非水电解质二次电池中，由于正极活性物质中所使用的含锂过渡金属氧化物的导电性缺乏等而存在输出特性上的问题。作为至今提高含锂过渡金属氧化物的导电性的尝试，提出如下述(1)、(2)所示的正极活性物质。(1)尖晶石型锰氧化物的表面修饰有氧化钨的正极活性物质(参照专利文献1)。(2)在含有镍、钴和锰的具有层状结构的含锂过渡金属氧化物的表面包覆有低原子价氧化物的正极活性物质(参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-320184号公报专利文献2:日本特开2007-188699号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在上述(1)示出的提案中，放电特性的改善效果不足。此外，即便在上述(2)示出的提案中，放电特性的改善效果也不足。由于这些情况，因此依然具不能将非水电解质二次电池适宜地用作混合动力型电动汽车等的电源的问题。_3] 用于解决问题的方案本专利技术的特征在于，具备:包含正极活性物质的正极、包含负极活性物质的负极、在上述正极和负极间配置的分隔件、和浸溃于上述分隔件的非水电解液，所述正极活性物质包含过渡金属中的主要成分为镍的含锂过渡金属氧化物，为在该含锂过渡金属氧化物的表面的一部分附着有钨化合物和/或钥化合物的结构。专利技术的效果本专利技术实现提高各种温度条件下的输出特性的优异的效果。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的实施方式的三电极式试验电池的粗略说明图。【具体实施方式】本专利技术的特征在于，具备:包含正极活性物质的正极、包含负极活性物质的负极、在上述正极和负极间配置的分隔件、和浸溃于上述分隔件的非水电解液，所述正极活性物质包含过渡金属中的主要成分为镍的含锂过渡金属氧化物，为在该含锂过渡金属氧化物的表面的一部分附着有钨化合物和/或钥化合物的结构。如此，若使用在含锂过渡金属氧化物的表面的一部分附着有钨化合物和/或钥化合物的结构的正极活性物质，则钨化合物、钥化合物与在含锂过渡金属氧化物的表面残存的锂(电阻成分)反应，因此含锂过渡金属氧化物的表面的反应电阻降低。因此，促进含锂过渡金属氧化物与电解液的界面的电荷转移反应，所以各种温度条件下的输出特性上升。在此，上述附着表示钨化合物、钥化合物仅附着于含锂过渡金属氧化物的表面的状态，而不包含在钨化合物、钥化合物的存在下对含锂过渡金属氧化物进行热处理，从而钨化合物、钥化合物扩散到含锂过渡金属氧化物内(或者钨、钥以单质形式扩散到含锂过渡金属氧化物内)的状态。原因是，由于在钨化合物、钥化合物的存在下对含锂过渡金属氧化物进行热处理时，加热使得在含锂过渡金属氧化物的表面再次形成电阻成分的锂，因此不能得到促进电荷转移反应而实现输出特性的上升的效果。此外，以铌化合物、钛化合物等代替钨化合物、钥化合物附着于含锂过渡金属氧化物的表面的情况下，这些化合物不与含锂过渡金属氧化物表面的残存锂反应。因此，含锂过渡金属氧化物的表面的反应电阻未降低，因此不能发挥输出特性的上升效果。即，输出特性的上升效果是仅在含锂过渡金属氧化物的表面附着有钨化合物、钥化合物时才发挥的特异的效果。进而，作为上述含锂过渡金属氧化物，若过渡金属中的主要成分为镍，则没有特别限定。若为这样的结构，则可以实现高输出化、高容量化。在此，过渡金属中的主要成分为镍意味着在含锂过渡金属氧化物中含有的过渡金属之中镍的比例(摩尔数)最多的情况。需要说明的是，作为含锂过渡金属氧化物，限于过渡金属中的主要成分为镍的物质，这是因为在 LiCo02、LiFeP04、LiMn204、LiNiQ.4CoQ.602、LiNi0.4Mn0.602 等过渡金属中的主要成分不为镍的含锂过渡金属氧化物中，几乎不存在残存于表面的锂，因此即便在含锂过渡金属氧化物的表面的一部分附着有钨、钥化合物也不能使输出特性上升。此外，如后所述，从通过使钨化合物、钥化合物附着获得的输出特性(特别是低温输出特性)的观点出发，作为过渡金属，优选除镍之外还含有锰和/或钴，特别是含有两者时输出特性的上升效果最大，是优选的。进而，上述含锂过渡金属氧化物优选为由通式LUi^MribCo^+d(式中，x, a,b, c, d 满足 x+a+b+c = l、0<x<0.1、a>b、a> c、0 < c/ (a+b) < 0.65、1.0 ^ a/b≤3.0、-0.1≤d≤0.1的条件)表示的氧化物。在此，在由上述通式表示的镍钴锰酸锂中，使用Co的组成比c、Ni的组成比a和Μη的组成比b满足0 < c/(a+b) < 0.65的条件的物质，是因为降低Co的比例，使正极活性物质的材料成本降低。此外，在上述通式中所示的镍钴锰酸锂中，使用Ni的组成比a和Μη的组成比b满足1.Ο < a/b < 3.0的条件的物质是因为，在a/b的值超过3.0而Ni的比例变多时，镍钴锰酸锂的热稳定性降低，发热峰值的温度变低，因此在用于确保安全性的电池设计方面产生不利。另一方面，由于a/b的值变得不足1.0而Μη的比例变多时，容易产生杂质层、容量降低。若考虑这样的情况，则为1.0≤a/b≤2.0的条件，特别是进一步优选满足1.0≤a/b≤1.8的条件。进而，在上述通式中表示的镍钴锰酸锂中，使用Li的组成比(1+x)中的X满足0< X ^ 0.1的条件的物质是因为，满足0 < X的条件时，提高其输出特性。另一方面，由于为X > 0.1时，在镍钴锰酸锂的表面残存的碱变多，在制作电池的工程中，浆料变得容易凝胶化、并且进行氧化还原反应的过渡金属量变少，正极容量降低。若考虑这样的情况，则为0.05 ^ X ^ 0.1的条件，特别是进一步优选满足0.07 < X < 0.1的条件。并且，在上述通式中示出的镍钴锰酸锂中，设为0的组成比(2+d)中的d满足-0.1 < d < 0.1的条件，是因为防止上述镍钴锰酸锂为缺氧状态、氧过量状态而损害其晶体结构。需要说明的是，在上述通式中示出的镍钴锰酸锂中，特别优选为a > b、a > c和1.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，其特征在于，其具备：包含正极活性物质的正极，所述正极活性物质包含过渡金属中的主要成分为镍的含锂过渡金属氧化物，为在该含锂过渡金属氧化物的表面的一部分附着有钨化合物和/或钼化合物的结构；包含负极活性物质的负极；在所述正极和所述负极间配置的分隔件；和浸渍于所述分隔件的非水电解液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：新名史治，川田浩史，吉田智一，喜田佳典，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：
国别省市：