[發明專利]正極活性物質、正極、非水電解質蓄電元件、正極活性物質的制造方法以及非水電解質蓄電元件的制造方法

在審

• 申請號: 201980014180.X
• 申請日: 2019-02-01
• 公開（公告）號: CN112106238A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 水野祐介
• 申請（專利權）人: 株式會社杰士湯淺國際
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;C01G51/00;H01G11/06;H01G11/24;H01G11/46;H01G11/86;H01M4/505
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;朝魯門

本發明的一個方式含有包含鋰和過渡金屬元素M的氧化物，上述過渡金屬元素M是鈷、鐵、銅、錳、鎳、鉻或它們的組合，上述氧化物的X射線衍射圖中，出現在2θ為20～25°的范圍的峰的強度Ia與出現在2θ為30～35°的范圍的峰的強度Ib的比(Ia/Ib)為0.2～0.8。

技術領域

本發明涉及正極活性物質、正極、非水電解質蓄電元件、正極活性物質的制造方法和非水電解質蓄電元件的制造方法。

背景技術

以鋰離子二次電池為代表的非水電解質二次電池的能量密度高，因此，被廣泛用于個人電腦、通信終端等電子設備、汽車等。上述非水電解質二次電池一般具有用隔離件進行電隔離的一對電極和介設于該電極間的非水電解質，構成為通過在兩電極間進行離子的授受進行充放電。另外，作為非水電解質二次電池以外的非水電解質蓄電元件，鋰離子電容器、電雙層電容器等電容器也正在廣泛普及。

非水電解質蓄電元件的正極和負極中采用了各種活性物質，作為正極活性物質，廣泛使用各種各樣的復合氧化物。作為正極活性物質之一，開發有在Li₂O固溶了Co、Fe等過渡金屬元素的過渡金屬固溶金屬氧化物(參照專利文獻1、2)。在這些專利文獻中，上述過渡金屬固溶金屬氧化物通過對Li₂O、LiCoO₂、Co₃O₄、CoO等進行機械化學處理而制造。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-107890號公報

專利文獻2：日本特開2015-32515號公報。

發明內容

上述專利文獻中，不進行300mAh/g以上的充放電電量的充放電試驗。然而，發明人發現將上述以往的過渡金屬固溶金屬氧化物作為正極活性物質的蓄電元件在充放電電量大時，伴隨著充放電的反復而放電容量大幅度降低。從蓄電元件的高能量密度化和長壽命化的觀點考慮，這種正極活性物質不理想。

本發明基于以上的情況而完成，其目的在于提供一種充放電循環后放電容量也大的正極活性物質、具有這種的正極活性物質的正極和非水電解質蓄電元件、上述正極活性物質的制造方法、以及上述非水電解質蓄電元件的制造方法。

為了解決上述課題進行的本發明的一個方式是一種正極活性物質，含有包含鋰和過渡金屬元素M的氧化物，上述過渡金屬元素M是鈷、鐵、銅、錳、鎳、鉻或者它們的組合，上述氧化物的X射線衍射圖中，出現在2θ為20～25°的范圍的峰的強度Ia與出現在2θ為30～35°的范圍的峰的強度Ib的比(Ia/Ib)為0.2～0.8。

本發明的另一個方式是具有該正極活性物質的非水電解質蓄電元件用的正極。

本發明的另一個方式是，具有該正極的非水電解質蓄電元件。

本發明的另一個方式是，包括通過機械化學法對包含具有屬于反瑩石型結構的晶體結構的鋰過渡金屬氧化物的氧化物進行處理的步驟，上述鋰過渡金屬氧化物包含鈷、鐵、銅、錳、鎳、鉻或者它們的組合作為過渡金屬元素M，上述過渡金屬元素M的含量與上述氧化物中的鋰和上述過渡金屬元素M的合計含量的摩爾比率(M/(Li+M))為0.10以上。

本發明的另一個方式是包括使用該正極活性物質而制備正極的步驟的非水電解質蓄電元件的制造方法。

根據本發明，能夠提供一種充放電循環后放電容量也大的正極活性物質、具有這種正極活性物質的正極和非水電解質蓄電元件、上述正極活性物質的制造方法、以及上述非水電解質蓄電元件的制造方法。

附圖說明

圖1是表示本發明的非水電解質蓄電元件的一個實施方式的外觀立體圖。