[發明專利]正極活性物質、鋰電池以及正極活性物質的制造方法

在審

• 申請號: 201380056983.4
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN104823310A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 岡田重人;喜多條鲇子;吉田淳;中西真二
• 申請（專利權）人: 國立大學法人九州大學;豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李英

技術領域

本發明涉及發揮良好的放電容量的正極活性物質。

背景技術

隨著近年來的個人電腦、攝像機以及移動電話等信息關聯設備、通信設備等的快速普及，作為其電源而被利用的電池的開發正受到重視。另外，在汽車產業界等中，也正在進行電動汽車用或者混合動力汽車用的高輸出功率并且高容量的電池的開發。現在，在各種電池中，出于能量密度高的觀點，鋰電池正受到關注。

鋰電池通常具備正極層、負極層以及在正極層和負極層之間形成的電解質層。另外，正極層和負極層通常分別具有正極活性物質和負極活性物質。活性物質是決定電池性能的重要部件，正在進行各種研究。例如，在專利文獻1中，公開了一種鋰電池，其正極的一部分由具有反尖晶石型結構的鋰過渡金屬氧化物構成。此外，作為鋰過渡金屬氧化物，公開了LiNiVO₄、LiCoVO₄、LiCuVO₄。

現有技術文獻

專利技文獻

專利文獻1：特開平7-192768號公報

發明內容

發明所要解決的課題

由于反尖晶石型結構的活性物質具有高電位，因此作為正極活性物質是有用的。但是，在使用反尖晶石型結構的活性物質作為正極活性物質的情況下，存在無法得到足夠的放電容量的問題。

本發明是鑒于上述實際情況而完成的，主要目的在于提供發揮良好的放電容量的正極活性物質。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，在本發明中，提供一種正極活性物質，其特征在于，具有由LiM_1-xFe_xVO₄(M是Co或者Ni，x滿足0＜x＜1)表示的反尖晶石型結構的結晶相。

根據本發明，通過用Fe置換構成反尖晶石型結構的Co或Ni的一部分，能夠制成發揮良好的放電容量的正極活性物質。

在上述發明中，優選上述x滿足0＜x≤0.3。

另外，在本發明中，提供一種正極活性物質，其特征在于，具有由LiCo_1-x-yNi_xMn_yVO₄(x和y滿足0＜x、0＜y和x+y＜1)表示的反尖晶石型結構的結晶相。

根據本發明，通過用Ni和Mn置換構成反尖晶石型結構的Co的一部分，能夠制成發揮非常良好的放電容量的正極活性物質。如果用其它表述，則為：通過使構成反尖晶石型結構的過渡金屬為三元即Co、Ni、Mn，能夠制成發揮非常良好的放電容量的正極活性物質。

在上述發明中，優選上述x和上述y均為1/3。

在上述發明中，優選正極活性物質具有Li_aCo_1-x-yNi_xMn_yVO₄(a滿足1≤a≤1.3)的組成。

另外，在本發明中，提供一種鋰電池，其是具有含有正極活性物質的正極層、含有負極活性物質的負極層以及在上述正極層和上述負極層之間形成的電解質層的鋰電池，其特征在于，上述正極活性物質是上述的正極活性物質。

根據本發明，通過使用上述的正極活性物質，能夠制成具有良好放電容量的鋰電池。

另外，在本發明中，提供一種正極活性物質的制造方法，其特征在于，具有：制備工序：制備Li源、M源(M為Co或者Ni)、Fe源和V源溶解或分散在溶劑中的原料溶液；熱處理工序：除去上述原料溶液所包含的上述溶劑，再進行熱處理，從而得到具有由LiM_1-xFe_xVO₄(x滿足0＜x＜1)表示的反尖晶石型結構的結晶相的正極活性物質。

根據本發明，通過用Fe置換構成反尖晶石型結構的Co或Ni的一部分，能夠得到發揮良好的放電容量的正極活性物質。

另外，在本發明中，提供了一種正極活性物質的制造方法，其特征在于，具有：制備工序：制備Li源、Co源、Ni源、Mn源和V源溶解或分散在溶劑中的原料溶液；熱處理工序：除去上述原料溶液所包含的上述溶劑，再進行熱處理，從而得到具有由LiCo_1-x-yNi_xMn_yVO₄(x和y滿足0＜x、0＜y和x+y＜1)表示的反尖晶石型結構的結晶相的正極活性物質。