[發(fā)明專利]非水電解質(zhì)二次電池用正極材料及非水電解質(zhì)二次電池

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710154038.4
• 申請(qǐng)日: 2007-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN101145609A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 板谷昌治;戶出晉吾;千賀貴信;中村宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/48
• 分類號(hào): H01M4/48;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/04;B01J19/00;H01M10/40
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非水電解質(zhì)二次電池用正極材料、使用該正極材料的非水電解質(zhì)二次電池及非水電解質(zhì)二次電池用正極材料的制造方法。

背景技術(shù)

移動(dòng)電話、便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)、PDA等移動(dòng)信息終端的小型·輕量化正快速發(fā)展，作為這些設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電源，以能夠吸留、放出金屬鋰或鋰離子的合金或者碳材料等為負(fù)極活性物質(zhì)，以化學(xué)式：LiMO₂(M是過(guò)渡金屬)表示的鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物為正極活性物質(zhì)的非水電解質(zhì)電池，作為具有高能量密度的電池正被廣泛利用。近年，對(duì)于這樣的非水電解質(zhì)電池，有更加高容量化、高能量密度化的要求。

作為上述鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物的代表，可列舉出鋰鉆復(fù)合氧化物(LiCoO₂)。在將鈷酸鋰等鋰過(guò)渡金屬氧化物用作正極活性物質(zhì)，將碳材料等用作負(fù)極活性物質(zhì)的非水電解質(zhì)二次電池中，一般采用的充電終止電壓是4.1～4.2V。在該情況下，正極活性物質(zhì)僅僅利用了其理論容量的50～60％。因此，如果進(jìn)一步提高充電終止電壓，則能夠提高正極的容量(利用率)，并能夠提高該電池的容量和能量密度。

但是，雖然具體情況還不清楚，但是一般認(rèn)為：如果提高電池的充電終止電壓，則容易產(chǎn)生LiCoO₂的結(jié)構(gòu)劣化以及正極表面電解液的分解等。因此，存在著下述問(wèn)題：相比現(xiàn)有技術(shù)的以4.1～4.2V作為充電終止電壓的情況，基于充放電循環(huán)的劣化變得更顯著。并且，現(xiàn)狀是：即使在現(xiàn)有技術(shù)的以4.1～4.2V為充電終止電壓的情況下，也沒有滿足長(zhǎng)壽命化的要求。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，提案有如下方法：通過(guò)在水中混合(NH₄)₂HPO₄和A1(NO₃)₃·9H₂O，生成AlPO₄，在含有AlPO₄的涂液(コ—ティング液)中，浸漬鋰鈷復(fù)合氧化物，將AlPO₄涂在鋰鈷復(fù)合氧化物上，由此，提高電池的充電終止電壓。(日本特開2003-7299號(hào)公報(bào))。

如上述那樣，如果將Li離子傳導(dǎo)性缺乏的AlPO₄配置在正極活性物質(zhì)附近，則例如，在將正極的放電電位放電到2.75V(vs.Li/Li⁺)的情況下，正極活性物質(zhì)和電解液之間的電阻就會(huì)變大，電壓下降。結(jié)果就是，正極電位更快地達(dá)到2.75V(vs.Li/Li⁺)，放電容量下降，所以不優(yōu)選。

也有如下提案，在正極活性物質(zhì)中，混合具有Li離子傳導(dǎo)性的Li_xPO_y(1≤x≤4，1≤y≤4)，作為正極材料。(日本特開平10-154532號(hào)公報(bào)，日本特開平11-273674號(hào)公報(bào)，日本特開2000-11996號(hào)公報(bào)，日本特開2000-106210號(hào)公報(bào)，日本特表2002-527873號(hào)公報(bào)，日本特開2003-308842號(hào)公報(bào)，以及Journal?of?Power?Sources，Volumes?119-121，1?June?2003，Pages?295-299)。但是，在這些方法中，熱穩(wěn)定性、放電容量以及充放電循環(huán)特性的劣化的抑制并不充分。

在Solid?State?Ionics，Volumes?70-71，Part?1，May-June?1994，Pages96-100?中，公開了一種方法，其通過(guò)Li₃PO₄和Al₂O₃的同時(shí)存在，實(shí)現(xiàn)了高的Li?離子傳導(dǎo)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種非水電解質(zhì)二次電池用正極材料、使用該正極材料的非水電解質(zhì)二次電池、和該正極材料的制造方法。該非水電解質(zhì)二次電池用正極材料能夠得到良好的熱穩(wěn)定性和高放電容量，并且顯現(xiàn)出良好的充放電循環(huán)特性。

本發(fā)明提供一種非水電解質(zhì)二次電池用正極材料，其特征在于，其含有可吸留、放出鋰的正極活性物質(zhì)、磷酸鋰化合物和Al₂O₃。