[發(fā)明專利]非水電解質(zhì)二次電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380042963.1
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN104584279B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 上坊泰史;穴見啟介
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社杰士湯淺國際
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/36;H01M4/525
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;金世煜

本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池用正極以A：B＝20：80～80：20(重量比)的范圍含有層狀型鋰過渡金屬氧化物的粒子A和尖晶石型鋰過渡金屬氧化物的粒子B作為正極活性物質(zhì)，該正極活性物質(zhì)的粒度分布在1～50μm的范圍內(nèi)具有基于粒子A的峰和基于粒子B的峰。粒徑的累積分布曲線中，粒子A的累積頻率50％的粒徑A(D50)和粒子B的累積頻率50％的粒徑B(D50)滿足以下的式(1)，粒子A的累積頻率95％的粒徑A(D95)和粒子B的累積頻率5％的粒徑B(D5)滿足以下的式(2)。B(D50)?A(D50)≥5μm…式(1)B(D5)＞A(D95)…式(2)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非水電解質(zhì)二次電池。

背景技術(shù)

作為非水電解質(zhì)二次電池的正極活性物質(zhì)，使用具有層狀巖鹽型結(jié)構(gòu)的鋰鈷氧化物(LiCoO₂)、鋰鎳氧化物(LiNiO₂)，具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰錳氧化物(LiMn₂O₄)等鋰過渡金屬復(fù)合氧化物。其中，具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰錳氧化物(以下，稱為尖晶石型鋰錳氧化物)的晶體結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性高，正極使用其的電池即使在異常加熱時(shí)也顯示高安全性，因此被廣泛采用。

然而，尖晶石型鋰錳氧化物的理論容量為148mAh/g，比具有層狀巖鹽型結(jié)構(gòu)的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物(以下，稱為層狀型鋰過渡金屬氧化物)小，存在電池的能量密度變小的問題。另外，產(chǎn)生如下問題：使用尖晶石型鋰錳氧化物的電池的輸出比使用層狀型鋰過渡金屬氧化物的電池低。

對此，提出了混合層狀型鋰過渡金屬氧化物和尖晶石型鋰過渡金屬氧化物而用于正極活性物質(zhì)的方法。例如，專利文獻(xiàn)1中提出了一種鋰二次電池，其通過在正極活性物質(zhì)中混合含有鎳、鈷及錳的層狀型鋰過渡金屬氧化物和尖晶石型鋰錳氧化物而實(shí)現(xiàn)了能量密度的提高。另外，專利文獻(xiàn)2中提出了一種鋰二次電池，其正極活性物質(zhì)中包含含有錳、鎳的層狀型鋰過渡金屬復(fù)合氧化物和尖晶石型鋰錳氧化物，通過使層狀型鋰過渡金屬復(fù)合氧化物中的鎳相對于除鋰以外的過渡金屬元素的組成比以摩爾比計(jì)為50％以上，從而實(shí)現(xiàn)了電池的高輸出化和長壽命化。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本國特表2008-532221號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本國特開2011-54334號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

然而，上述非水電解質(zhì)二次電池的性能不能說充分，特別需要提高高溫環(huán)境下的電池的壽命性能。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種在高溫環(huán)境下也具有優(yōu)異的壽命特性的非水電解質(zhì)二次電池。

為了解決上述課題，本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池具有如下特征。其特征在于，作為正極活性物質(zhì)，以A：B＝20：80～80：20(重量比)的范圍含有層狀型鋰過渡金屬氧化物的粒子A和尖晶石型鋰過渡金屬氧化物的粒子B，該正極活性物質(zhì)的粒度分布在1～50μm的范圍內(nèi)具有基于粒子A的峰和基于粒子B的峰，體積標(biāo)準(zhǔn)的粒度分布中，粒子A的累積頻率50％的粒徑A(D50)和粒子B的累積頻率50％的粒徑B(D50)滿足以下的式(1)，粒子A的累積頻率95％的粒徑A(D95)和粒子B的累積頻率5％的粒徑B(D5)滿足以下的式(2)。

B(D50)-A(D50)≥5μm…式(1)

B(D5)＞A(D95)…式(2)

另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池具有如下特征。其特征在于，作為正極活性物質(zhì)，以A：B＝20：80～80：20(重量比)的范圍含有層狀型鋰過渡金屬氧化物的粒子A和尖晶石型鋰過渡金屬氧化物的粒子B，該正極活性物質(zhì)的粒度分布在1～50μm的范圍內(nèi)具有基于粒子A的峰和基于粒子B的峰，體積標(biāo)準(zhǔn)的粒度分布中，粒子A的累積頻率50％的粒徑A(D50)和粒子B的累積頻率50％的粒徑B(D50)滿足以下的式(3)。