[發(fā)明專利]非水電解質(zhì)二次電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710142419.0
• 申請日: 2007-08-22
• 公開（公告）號: CN101183711A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山本諭;西田伸道
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02;H01M4/58;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/40
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李香蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以改善保存性能及循環(huán)特性為目的的非水電解質(zhì)二次電池的改良。

背景技術(shù)

手機、筆記本電腦等移動信息末端的小型·輕型化在急速發(fā)展，作為它們的驅(qū)動電源，具有高的能量密度且高容量的非水電解質(zhì)二次電池被廣泛利用。

近年來，進一步要求電池的高容量化，也正嘗試著通過充電達到盡量高的電位來提高正極活性物質(zhì)的利用率。

但是將作為正極活性物質(zhì)使用的鈷酸鋰充電至以鋰基準(zhǔn)比4.3V還要高的電位的話，尤其在高溫條件下鈷溶出于電解液中，其又析出于負極表面，因此存在保存性能和循環(huán)特性下降的問題。同時，電解液分解而產(chǎn)生氣體，這將進一步導(dǎo)致保存性能和循環(huán)特性的下降。

不過，以改善電池性能為目的，專利文獻1-4中提出了非水電解質(zhì)電池中包含磷酸鋰的技術(shù)。

[專利文獻1]特開2003-308842號公報

[專利文獻2]特開2005-71641號公報

[專利文獻3]特開平10-154532號公報

[專利文獻4]特開平9-306547號公報

但是，即使使用這些技術(shù)，在將正極充電至以鋰基準(zhǔn)比4.3V還要高的電位來使用的話，也不能充分地抑制鈷的溶出和電解液的分解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為解決上述問題而完成的，其目的在于，提供一種高容量、循環(huán)特性及保存性能優(yōu)良的非水電解質(zhì)二次電池。

為解決上述課題的本發(fā)明提供一種非水電解質(zhì)二次電池，具有含正極活性物質(zhì)的正極、含負極活性物質(zhì)的負極、非水電解質(zhì)，其特征在于，上述正極活性物質(zhì)含有Mg、Al、Ti、Zr的至少一種被添加的鈷酸鋰，而上述正極含有磷酸鋰。

根據(jù)上述構(gòu)成，(Mg、Al、Ti、Zr)的作用是，可以提高高電位上的鈷酸鋰的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，抑制鈷的溶出和非水電解質(zhì)的分解。另外，包含于正極的磷酸鋰會降低鈷酸鋰和非水電解質(zhì)的反應(yīng)性。這些效果協(xié)同的結(jié)果，有效地抑制鈷的溶出和非水電解質(zhì)的分解。再者，哪一方要素缺少都不能得到很好的效果。

在這里，對于全正極活性物質(zhì)中的添加了異種元素的鈷酸鋰所占比例來說，理想的是50質(zhì)量％以上，更理想的是80質(zhì)量％以上，最理想的是100質(zhì)量％。

上述構(gòu)成可以是，將上述正極活性物質(zhì)和上述磷酸鋰的合計量當(dāng)作100質(zhì)量份時，上述磷酸鋰的添加量為0.01～5質(zhì)量份的構(gòu)成。

如果磷酸鋰的添加量過少的話，就不能得到很好的效果。另一方面，由于磷酸鋰自身不參與放電反應(yīng)，因此添加量過大會導(dǎo)致放電容量的下降。由此可見，最好是規(guī)定在上述范圍內(nèi)。

上述構(gòu)成可以是，上述鈷酸鋰表示為通式Li_aCo_1-xM_xO₂(0≤a≤1.1、0.01≤x≤0.05、M為Mg、Al、Ti、Zr的至少一種)的構(gòu)成。

鈷酸鋰中所含異種元素的添加量過少的話，不能得到很好的效果。另一方面，異種元素的添加量過大的話，會導(dǎo)致放電容量的下降。因此，最好是規(guī)定為如上所述。

在正極活性物質(zhì)的電位以鋰基準(zhǔn)為4.4V以上的情況下，該構(gòu)成引起的效果顯著。但是，如果電位高于4.6V，則不能充分抑制鈷的溶出。

如上述說明，根據(jù)本發(fā)明可以具有如下的顯著效果，即可以提供在以鋰基準(zhǔn)4.4～4.6V的高電位下穩(wěn)定地發(fā)揮作用的同時在高電位可以抑制鈷的溶出和電解液的分解的、高容量且安全性優(yōu)良的非水電解質(zhì)二次電池。

將實施本發(fā)明的最佳形態(tài)，用實施例詳細說明。另外，本發(fā)明并不限定于下述的形態(tài)，在不變更其要點的范圍內(nèi)可以適當(dāng)調(diào)整。

(實施例1)

<正極的制作>

使鈷(Co)、鎂(Mg)、鋁(Al)和鋯(Zr)共沉淀，進行熱分解反應(yīng)，得到含有鎂、鋁、鋯的四氧化三鈷。該四氧化三鈷和碳酸鋰混合，在空氣氣氛中，850℃下燒成24個小時，之后用研缽粉碎至平均粒徑為14μm，得到含有鎂、鋁、鋯的鈷酸鋰(LiCo_0.973Mg_0.005Al_0.02Zr_0.002O₂)。向其中以99∶1的質(zhì)量比添加平均粒徑為5μm的磷酸鋰(Li₃PO₄)并混合。