[發明專利]鋰二次電池的正極材料和使用該正極材料的鋰二次電池

在審

• 申請號: 202010453065.7
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN112054190A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 堀川大介;山本雄治;寺西貴志
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社;國立大學法人岡山大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉航;王瀟悅

本發明提供一種正極材料，其能夠賦予鋰二次電池優異的低溫輸出特性、優異的高溫循環特性和優異的高電壓耐性。在此公開的鋰二次電池的正極材料，具備正極活性物質粒子、位于所述正極活性物質粒子的表面且不含Li的第1被覆部、和位于所述正極活性物質粒子的表面且含Li的第2被覆部。所述第1被覆部含有由TiO₂或Ti_nO_2n?1(其中n為3以上的整數)表示的鈦氧化物，所述第2被覆部含有含Li和Ti的復合氧化物(其中Li相對于Ti的原子數比為0.1以上且3以下)。

技術領域

本發明涉及鋰二次電池的正極材料。本發明還涉及使用該正極材料的鋰二次電池。

背景技術

近年來，鋰二次電池很好地被用于個人電腦、便攜終端等的移動電源、電動汽車(EV)、混合動力汽車(HV)、插電式混合動力汽車(PHV)等的車輛驅動用電源等。

鋰二次電池，隨著其普及而期望進一步的高性能化。通常，鋰二次電池的正極使用能夠吸藏和釋放鋰離子的正極活性物質。為了提高鋰二次電池的性能，已知使用由含鈦化合物被覆正極活性物質粒子表面的正極材料的技術(例如參照專利文獻1和2)。

在先技術文獻

專利文獻1：日本專利申請公開第2015-099646號公報

專利文獻2：日本專利申請公開第2004-103566號公報

發明內容

本發明人進行認真研究，結果發現具備使用現有技術的正極材料的鋰二次電池中，低溫時的電阻大，低溫輸出特性不充分。并且，發現在高溫下對該二次電池反復充放電時的容量劣化大，高溫循環特性不充分。另外，還發現該二次電池以高電壓工作時的電阻增加大，耐高電壓性不充分。

因此，本發明的目的是提供一種能夠賦予二次電池優異的低溫輸出特性、優異的高溫循環特性和優異的耐高電壓性的正極材料。

在此公開的鋰二次電池的正極材料，具備：正極活性物質粒子、位于所述正極活性物質粒子的表面且不含Li的第1被覆部、和位于所述正極活性物質粒子的表面且含Li的第2被覆部。所述第1被覆部含有由TiO₂或Ti_nO_2n-1(其中n為3以上的整數)表示的鈦氧化物。所述第2被覆部含有含Li和Ti的復合氧化物(其中Li相對于Ti的原子數比為0.1以上且3以下)。

根據這樣的技術構成，提供一種能夠賦予二次電池優異的低溫輸出特性、優異的高溫循環特性和優異的耐高電壓性的正極材料。

在此公開的鋰二次電池的正極材料的一優選方式中，所述第2被覆部所含有的復合氧化物中，Li相對于Ti的原子數比為0.9以上且2.5以下。

根據這樣的技術構成，低溫輸出特性提高效果、高溫循環特性提高效果和耐高電壓性提高效果特別高。

在此公開的鋰二次電池的正極材料的一優選方式中，在所述第2被覆部上存在所述第1被覆部。

根據這樣的技術構成，低溫輸出特性提高效果、高溫循環特性提高效果和耐高電壓性提高效果特別高。

在此公開的鋰二次電池的正極材料的一優選方式中，所述第1被覆部和所述第2被覆部所含有的Ti的合計量相對于所述正極活性物質粒子為0.01質量％以上且10質量％以下。

根據這樣的技術構成，低溫輸出特性提高效果、高溫循環特性提高效果和耐高電壓性提高效果特別高。

在此公開的鋰二次電池的正極材料的一優選方式中，所述正極活性物質粒子上的第1被覆部的面積相對于第2被覆部的面積之比為0.01以上且3以下。

根據這樣的技術構成，低溫輸出特性提高效果、高溫循環特性提高效果和耐高電壓性提高效果特別高。