[發明專利]固溶體含鋰過渡金屬氧化物及鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201380007740.1
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN104081564B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 蕪木智裕;大澤康彥;伊藤淳史
• 申請（專利權）人: 日產自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;C01G53/00;H01M4/505
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及固溶體含鋰過渡金屬氧化物。本發明還涉及應用該固溶體含鋰過渡金屬氧化物的鋰離子二次電池。

背景技術

近年來，為了應對大氣污染及地球溫暖化，迫切希望降低二氧化碳排放量。在汽車業界，期待通過導入電動汽車(EV)或混合動力電動汽車(HEV)等來實現二氧化碳排放量的降低。因此，正在廣泛進行成為實用化的關鍵的電動機驅動用二次電池等的開發。

作為電動機驅動用二次電池，具有較高理論能量的鋰離子二次電池備受關注，目前正在快速地推進開發。鋰離子二次電池通常具有將正極、負極和位于兩者之間的電解質收納于電池外殼的結構。上述正極通過將含有正極活性物質的正極漿液涂布于集電體表面而形成。另外，上述負極通過將含有負極活性物質的負極漿液涂布于負極集電體表面而形成。

為了提高鋰離子二次電池的容量特性、輸出特性等，各活性物質的選定極其重要。

專利文獻1中提出了使用含有由化學式：Li_1+a[Mn_bCo_cNi_(1-b-c)]_(1-a)O_(2-d)表示的鋰復合氧化物的正極活性物質的電池。需要說明的是，上述化學式中，a、b、c及d分別滿足0＜a＜0.25、0.5≤b＜0.7、0≤c＜(1-b)、-0.1≤d≤0.2。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-220630號公報

發明內容

但是，在使用專利文獻1所記載的上述正極活性物質的鋰離子二次電池中，存在產生遲滯效應的問題。遲滯效應是充電時的開路電壓(OCV)曲線和放電時的開路電壓曲線差異較大的現象。表示該差異程度的遲滯量較大時，存在能量效率變低的趨勢。

本發明是鑒于上述現有技術具有的問題而完成的。而且，本發明的目的在于，提供一種具有較低的遲滯量及較高的放電容量的固溶體含鋰過渡金屬氧化物以及使用該固溶體含鋰過渡金屬氧化物的鋰離子二次電池。

本發明的實施方式涉及的固溶體含鋰過渡金屬氧化物含有由化學式(1)表示的化合物。

[化學式1]

Li_1.5[Ni_aCo_bMn_c[Li]_d]O₃

(式中，a、b、c及d滿足0.39≤a＜0.75、0≤b≤0.18、0＜c＜1.00、0.05≤d≤0.25、a+b+c+d＝1.5的關系。)

此外，本發明的實施方式的鋰離子二次電池使用了上述實施方式的固溶體含鋰過渡金屬氧化物。

附圖說明

圖1(A)是表示鋰量和遲滯量的關系的圖表，圖1(B)是表示鋰量和放電容量的關系的圖表；

圖2(A)是表示鈷量和遲滯量的關系的圖表，圖2(B)是表示鈷量和放電容量的關系的圖表；

圖3(A)是表示鎳量和遲滯量的關系的圖表，圖3(B)是表示鎳量和放電容量的關系的圖表；

圖4是表示本發明一實施方式的鋰離子二次電池的一例的剖面示意圖。

具體實施方式

以下，對本發明一個實施方式的固溶體含鋰過渡金屬氧化物及鋰離子二次電池進行詳細地說明。

[固溶體含鋰過渡金屬氧化物]

首先，對本發明一實施方式的固溶體含鋰過渡金屬氧化物進行詳細地說明。本實施方式的固溶體含鋰過渡金屬氧化物含有下述化學式(1)表示的化合物。

[化學式1]

Li_1.5[Ni_aCo_bMn_c[Li]_d]O₃

上述化學式(1)中，Li表示鋰，Ni表示鎳，Co表示鈷，Mn表示錳，O表示氧。另外，a、b、c及d滿足0.39≤a＜0.75、0≤b≤0.18、0＜c＜1.00、0.05≤d≤0.25、a+b+c+d＝1.5的關系。