[發(fā)明專利]二次電池的正極和使用該正極的二次電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010453082.0
• 申請(qǐng)日: 2020-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112054163A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 堀川大介;山本雄治;寺西貴志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社;國(guó)立大學(xué)法人岡山大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/131
• 分類號(hào): H01M4/131;H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉航;王瀟悅

提供一種正極，其能夠賦予二次電池優(yōu)異的低溫輸出特性、優(yōu)異的高溫循環(huán)特性和優(yōu)異的耐高電壓性。在此公開(kāi)的二次電池的正極具備正極集電體和設(shè)置在所述正極集電體上的正極活性物質(zhì)層。所述正極活性物質(zhì)層包含正極活性物質(zhì)粒子和氧化物粒子，所述氧化物粒子作為與所述正極活性物質(zhì)粒子相獨(dú)立的粒子在所述正極活性物質(zhì)層內(nèi)分散。所述正極活性物質(zhì)粒子在其表面具有包含含鈦化合物的被覆部。所述被覆部中的含鈦化合物是選自TiO₂、Ti_nO_2n?1(其中n為3以上的整數(shù))以及含有Li和Ti的氧化物中的至少一種化合物。所述氧化物粒子包含選自TiO₂、Ti_mO_2m?1(其中m為3以上的整數(shù))以及含有Li和Ti的氧化物中的至少一種氧化物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二次電池的正極。本發(fā)明還涉及使用該正極的二次電池。

背景技術(shù)

近年來(lái)，鋰二次電池等二次電池很好地被用于個(gè)人電腦、便攜終端等的移動(dòng)電源、電動(dòng)汽車(EV)、混合動(dòng)力汽車(HV)、插電式混合動(dòng)力汽車(PHV)等的車輛驅(qū)動(dòng)用電源等。

鋰二次電池等二次電池，隨著其普及而期望進(jìn)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(zhì)。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(zhì)粒子表面的正極材料的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1和2)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第2015-099646號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第2017-152294號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人進(jìn)行認(rèn)真研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)具備使用現(xiàn)有技術(shù)的正極材料的正極的二次電池中，低溫時(shí)的電阻大，低溫輸出特性不充分。并且發(fā)現(xiàn)在高溫下對(duì)該二次電池反復(fù)充放電時(shí)的容量劣化大，高溫循環(huán)特性不充分。另外還發(fā)現(xiàn)該二次電池以高電壓工作時(shí)的電阻增加大，耐高電壓性不充分。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠賦予二次電池優(yōu)異的低溫輸出特性、優(yōu)異的高溫循環(huán)特性和優(yōu)異的耐高電壓性的正極。

在此公開(kāi)的二次電池的正極，具備正極集電體和設(shè)置在所述正極集電體上的正極活性物質(zhì)層。所述正極活性物質(zhì)層包含正極活性物質(zhì)粒子和在所述正極活性物質(zhì)層內(nèi)分散的氧化物粒子，所述氧化物粒子是與所述正極活性物質(zhì)粒子相獨(dú)立的粒子。所述正極活性物質(zhì)粒子在其表面具有被覆部，所述被覆部包含含鈦化合物。所述被覆部中的含鈦化合物是選自TiO₂、Ti_nO_2n-1(其中n為3以上的整數(shù))以及含有Li和Ti的氧化物中的至少一種化合物。所述氧化物粒子包含選自TiO₂、Ti_mO_2m-1(其中m為3以上的整數(shù))以及含有Li和Ti的氧化物中的至少一種氧化物。

根據(jù)這樣的技術(shù)構(gòu)成，提供一種能夠賦予二次電池優(yōu)異的低溫輸出特性、優(yōu)異的高溫循環(huán)特性和優(yōu)異的耐高電壓性的正極。

在此公開(kāi)的二次電池的正極的一優(yōu)選方式中，所述氧化物粒子的平均粒徑為0.5nm以上且1μm以下。

根據(jù)這樣的技術(shù)構(gòu)成，低溫輸出特性提高效果、高溫循環(huán)特性提高效果和耐高電壓性提高效果特別高。

在此公開(kāi)的二次電池的正極的一優(yōu)選方式中，所述被覆部中的含鈦化合物所含的Ti的量相對(duì)于所述正極活性物質(zhì)粒子為0.01質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下。

根據(jù)這樣的技術(shù)構(gòu)成，低溫輸出特性提高效果、高溫循環(huán)特性提高效果和耐高電壓性提高效果特別高。

在此公開(kāi)的二次電池的正極的一優(yōu)選方式中，所述氧化物粒子所含的Ti的量相對(duì)于所述正極活性物質(zhì)粒子為0.001質(zhì)量％以上且2質(zhì)量％以下。