[發明專利]鋰離子二次電池及其制造方法

無效

• 申請號: 201280056355.1
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103959543A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 松山晃大;小宗靜修
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M4/36;H01M4/505;H01M10/0568;H01M10/058
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

1.一種鋰離子二次電池，是具備正極、負極和非水電解液的鋰離子二次電池，其特征在于，

所述正極具備正極集電體和形成于該正極集電體上的至少含有正極活性物質的正極合材層，

所述正極活性物質是附有被膜的正極活性物質，以含有鋰并作為過渡金屬元素至少含有錳的含錳的鋰復合氧化物為主體，并且，具備在該含錳的鋰復合氧化物的表面的至少一部分形成的至少含有鐵(Fe)和氟(F)的非晶結構的被膜。

2.根據權利要求1所述的鋰離子二次電池，其特征在于，所述非晶結構的被膜所含有的鐵(Fe)與氟(F)的摩爾比即F/Fe大于1且小于6。

3.根據權利要求1或2所述的鋰離子二次電池，其特征在于，以所述附有被膜的正極活性物質的總量為100質量％時，該被膜量為0.5質量％～1.5質量％。

4.根據權利要求1～3的任一項所述的鋰離子二次電池，其特征在于，所述含錳的鋰復合氧化物為層狀巖鹽結構或尖晶石結構。

5.根據權利要求4所述的鋰離子二次電池，其特征在于，所述含錳的鋰復合氧化物以金屬鋰電極為基準具有4.6V以上的氧化還原電位。

6.根據權利要求1～5的任一項所述的鋰離子二次電池，其特征在于，所述非水電解液至少含有有機溶劑和鋰鹽，所述鋰鹽含有氟(F)作為構成元素。

7.一種鋰離子二次電池的制造方法，是制造具備正極、負極和非水電解液的鋰離子二次電池的方法，所述正極是在正極集電體上形成至少含有正極活性物質的正極合材層而成的，所述負極是在負極集電體上形成至少含有負極活性物質的負極合材層而成的，該制造方法的特征在于，包括：

形成含有所述正極和所述負極的電極體；

將所述電極體與所述非水電解液一起收容于電池殼體內，

在此，作為所述正極活性物質，使用通過以下的處理得到的附有被膜的正極活性物質：

調制混合液的工序，該混合液是使在有機溶劑中至少含有一種鐵離子的含鐵的溶液、在水中至少含有一種氟離子的含氟的水溶液、以及含有鋰并作為過渡金屬元素至少含有錳的含錳的鋰復合氧化物進行混合而成的；

生成前驅體的工序，該工序通過除去所述混合液中的所述有機溶劑和水來生成前驅體；

生成該附有被膜的正極活性物質的工序，該附有被膜的正極活性物質是通過對所述前驅體進行燒成，在所述含錳的鋰復合氧化物的表面的至少一部分形成至少含有鐵(Fe)和氟(F)的非晶結構的被膜而成的。

8.根據權利要求7所述的制造方法，其特征在于，調制所述含鐵的溶液和所述含氟的水溶液，使得所述含鐵的溶液中所含有的鐵離子與所述含氟的水溶液中所含有的氟離子的摩爾比即氟離子/鐵離子成為大于1且小于6。

9.根據權利要求7或8所述的制造方法，其特征在于，所述調制混合液的工序包括：

準備混合材料，該混合材料是在含鐵的溶液中使所述含錳的鋰復合氧化物混合而成的，所述含鐵的溶液是使至少含有一種鐵離子的鐵化合物溶解于有機溶劑中而成的；

準備含氟的水溶液，該含氟的水溶液是使至少含有一種氟離子的氟化物溶解于水中而成的；

使所述混合材料和所述含氟的水溶液混合。

10.根據權利要求7～9的任一項所述的制造方法，其特征在于，調制所述混合液，使得以所述附有被膜的正極活性物質的總量為100質量％時，所述被膜量成為0.5質量％～1.5質量％。

11.根據權利要求7～10的任一項所述的制造方法，其特征在于，作為所述含錳的鋰復合氧化物，使用層狀巖鹽結構或尖晶石結構的物質。

12.根據權利要求11所述的制造方法，其特征在于，作為所述含錳的鋰復合氧化物，使用以金屬鋰電極為基準具有4.6V以上的氧化還原電位的物質。

13.根據權利要求7～12的任一項所述的制造方法，其特征在于，將對所述前驅體進行燒成的溫度設定為400℃～550℃。

14.根據權利要求7～13的任一項所述的制造方法，其特征在于，所述前驅體在惰性氣氛中進行燒成。

15.一種鋰離子二次電池，是權利要求1～6的任一項所述的鋰離子二次電池或采用權利要求7～14的任一項所述的制造方法得到的鋰離子二次電池，其特征在于，作為車輛的驅動電源被使用。