[發(fā)明專利]非水電解質(zhì)二次電池用正極和非水電解質(zhì)二次電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080085521.5
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN114788041A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樋口貴俊;高梨優(yōu)
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/131
• 分類號(hào): H01M4/131;H01M4/36;H01M4/525;H01M4/62
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

非水電解質(zhì)二次電池用正極具備：正極芯體、和形成于正極芯體的表面的正極復(fù)合材料層。正極復(fù)合材料層至少包含正極活性物質(zhì)和磷酸鋰，正極活性物質(zhì)包含：相對于除Li之外的金屬元素的總摩爾量的Ni含有率為50摩爾％～65摩爾％的第1正極活性物質(zhì)；和相對于除Li之外的金屬元素的總摩爾量的Ni含有率為45摩爾％以下的第2正極活性物質(zhì)，正極復(fù)合材料層中的第1正極活性物質(zhì)與第2正極活性物質(zhì)的比例以質(zhì)量比計(jì)為80：20～50：50。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及非水電解質(zhì)二次電池用正極和非水電解質(zhì)二次電池。

背景技術(shù)

近年來，尋求二次電池的高容量化，含有Ni含有率高的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)的二次電池備受關(guān)注。另一方面，從改善二次電池的安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，對正極要求熱安全性。為了二次電池的高容量化和改善安全性，專利文獻(xiàn)1中公開了如下技術(shù)：使用平均粒徑大、且Ni含有率高的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物和平均粒徑小、且Ni含有率低的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)。另外，專利文獻(xiàn)2中公開了如下內(nèi)容：通過使正極復(fù)合材料層含有磷酸鋰，可以抑制過充電時(shí)的非水電解質(zhì)的氧化反應(yīng)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-216485號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2011-150873號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

即使使用專利文獻(xiàn)1中記載的平均粒徑和Ni含有率不同的2種正極活性物質(zhì)，有時(shí)也難以滿足近年來日益提高的高容量化的要求、且難以改善二次電池的安全性。另外，即使使用專利文獻(xiàn)2中記載的磷酸鋰，包含Ni含有率超過50摩爾％的正極活性物質(zhì)的高能量密度的正極中，熱安全性也有時(shí)未充分改善。即，專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中公開的技術(shù)在兼顧正極的高能量密度化和熱安全性改善的方面尚存在改良的余地。

作為本公開的一個(gè)方式的非水電解質(zhì)二次電池用正極具備：正極芯體、和形成于正極芯體的表面的正極復(fù)合材料層。其特征在于，正極復(fù)合材料層至少包含正極活性物質(zhì)和磷酸鋰，正極活性物質(zhì)包含：相對于除Li之外的金屬元素的總摩爾量的Ni含有率為50摩爾％～65摩爾％的第1正極活性物質(zhì)；和相對于除Li之外的金屬元素的總摩爾量的Ni含有率為45摩爾％以下的第2正極活性物質(zhì)，正極復(fù)合材料層中的第1正極活性物質(zhì)與前述第2正極活性物質(zhì)的比例以質(zhì)量比計(jì)為80：20～50：50。

作為本公開的一個(gè)方式的非水電解質(zhì)二次電池的特征在于，具備：上述非水電解質(zhì)二次電池用正極、負(fù)極和非水電解質(zhì)。

通過作為本公開的一個(gè)方式的非水電解質(zhì)二次電池用正極，可以提供：高容量、且安全性得到改善的非水電解質(zhì)二次電池。

附圖說明

圖1是作為實(shí)施方式的一例的二次電池的立體圖，且為示出拆下了外裝體的近側(cè)的狀態(tài)下的電池殼體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。

具體實(shí)施方式

對二次電池進(jìn)行過充電時(shí)，電解質(zhì)在正極被氧化而釋放氧，但正極復(fù)合材料層中所含的正極活性物質(zhì)如果為1種，則大量的氧會(huì)從全部正極活性物質(zhì)同時(shí)被釋放。通過使用平均粒徑和Ni含有率不同的2種正極活性物質(zhì)，氧在對應(yīng)于各正極活性物質(zhì)的時(shí)刻被釋放，因此可以以緩慢的速度釋放氧，從而實(shí)現(xiàn)二次電池的高容量化和安全性改善。然而，該效果并不充分，有時(shí)難以兼顧正極的高能量密度化和熱安全性改善。另外，通過在正極中添加磷酸鋰，上述電解質(zhì)的氧化反應(yīng)被抑制，但其效果有時(shí)也不充分。本發(fā)明人針對上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：如果為以緩慢的速度釋放氧的狀態(tài)，則正極復(fù)合材料層中含有的磷酸鋰的反應(yīng)抑制效果特異地提高。正極復(fù)合材料層中以規(guī)定的比率包含Ni含有率分別處于一定的范圍的2種正極活性物質(zhì)，且添加磷酸鋰，由此可以得到高能量密度、且熱安全性得到改善的正極。