[發明專利]非水電解質二次電池用正極及非水電解質二次電池

有效

• 申請號: 201380017593.6
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN104254937A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 竹內正信;滝尻學;柳田勝功;菅谷純一;小笠原毅
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/131;H01M4/36;H01M4/525;H01M4/62
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及非水電解質二次電池用正極以及使用了該正極的非水電解質二次電池。

背景技術

非水電解質二次電池作為小型、輕量、大容量的電池，被廣泛用作便攜式設備的電源。進而，最近作為電動工具、電動汽車等動力用電源得到關注，估計用途進一步擴大。對于這種動力用電源而言，要求能夠長時間使用的高容量化、比較短時間內釋放大電流的大電流放電特性的提高。特別是電動工具、電動汽車等用途中，需要維持大電流放電特性并且達成高容量化。

在此，作為達成電池的高容量化的手法，可列舉出通過提高充電電壓來擴大能夠使用的電壓范圍的手法。但是，提高充電電壓的情況下，正極活性物質的氧化力增強。另外，正極活性物質由于含有具有催化性的過渡金屬(例如Co、Mn、Ni、Fe等)，因此發生電解液的分解反應等，存在阻礙大電流放電的覆膜形成于正極活性物質的表面的問題。考慮到此，提出了以下所示的提案。

(1)通過使用表面含有鑭原子的正極活性物質，抑制與電解液的分解反應的提案(參照下述專利文獻1)。

(2)在作為正極活性物質的尖晶石型的鋰錳氧化物表面修飾含有鎢的氧化物，來提高大電流放電特性的提案(參照下述專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-226495號公報

專利文獻2：日本特開2005-320184號公報

發明內容

發明要解決的問題

但是，(1)所示的提案中，雖然可以某種程度抑制與電解液的分解反應，但是不能提高大電流放電特性。

另外，(2)所示的提案中，充電至高的電壓的情況下，在正極活性物質表面形成成為電阻層的覆膜，因此不能飛躍性地提高大電流放電特性。

用于解決問題的方案

本發明的特征在于，其具備正極集電體、和形成于該正極集電體的至少一面的正極合劑層，上述正極合劑層中含有正極活性物質、含鎢的氧化物、和粘結劑，所述正極活性物質含有具有層狀結構、表面固著有稀土類的化合物的含鋰過渡金屬氧化物的顆粒。

發明的效果

根據本發明，發揮大電流放電特性飛躍性地提高的優異的效果。

附圖說明

圖1為表示本發明的實施方式的正極活性物質的說明圖。

圖2為三極式試驗電池單元的說明圖。

具體實施方式

本發明的特征在于，其具備正極集電體、和形成于該正極集電體的至少一面的正極合劑層，上述正極合劑層中含有正極活性物質、含鎢的氧化物、和粘結劑，所述正極活性物質含有具有層狀結構、表面固著有稀土類的化合物的含鋰過渡金屬氧化物的顆粒。

若如上述構成那樣，在具有層狀結構的含鋰過渡金屬氧化物的顆粒表面存在稀土類的化合物，并且正極合劑層中含有含鎢的氧化物，則即使充電至高的電壓的情況下，形成于正極活性物質的顆粒表面的覆膜的鋰離子透過性和導電性也會提高。即，若為上述構成則可以改質正極活性物質表面，因此，即使充電至高的電壓的情況下，正極活性物質與非水電解質的界面中的鋰離子的嵌入、脫出反應也會得到促進，由此，大電流放電特性提高。需要說明的是，這種作用效果在含鎢的氧化物與稀土類的化合物靠近的情況下更容易表現出來。因此，上述含鎢的氧化物特別優選附著于上述含鋰過渡金屬氧化物的顆粒的表面。

需要說明的是，僅在含鋰過渡金屬氧化物的顆粒的表面固著稀土類的化合物或者僅在正極合劑層中存在含鎢的氧化物時，大電流放電特性不會提高。

僅在含鋰過渡金屬氧化物的顆粒的表面固著稀土類的化合物的情況下，在正極活性物質表面形成覆膜時，對于電解液施加大的分解過電壓。因此，正極活性物質中的電解液接觸面的結構被破壞、或者形成于正極活性物質表面的覆膜的絕對量增大(在正極活性物質的表面形成過量的覆膜)。其結果，正極活性物質與非水電解質界面中的鋰離子的嵌入、脫出反應受到阻礙。另外，僅在正極合劑層中存在含鎢的氧化物時，含鎢的氧化物形成電阻，因此，正極合劑層中的離子遷移、電子傳導性降低。