[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>: 202180035066.2
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN115606016A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 井之上勝哉;小笠原毅;青木良憲;宇賀洋一郎
• 申請（專利權(quán)）人: 松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62
• 代理公司: 北京林達劉知識產(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集電體、和形成在正極集電體的表面的正極合劑層。正極合劑層至少含有：包含鋰過渡金屬復(fù)合氧化物的正極活性物質(zhì)、和碳纖維，鋰過渡金屬復(fù)合氧化物具有層狀巖鹽結(jié)構(gòu)，實質(zhì)上不含有Co，且至少含有Ni、Al和Ca。

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)

一直以來，作為鋰離子電池等二次電池用的正極活性物質(zhì)，已廣泛使用鋰過渡金屬復(fù)合氧化物，面向高容量的二次電池，含有大量鋰的鋰過剩型正極活性物質(zhì)備受關(guān)注。另外，對于二次電池要求即使重復(fù)充放電也維持電池容量。例如，專利文獻1中公開了一種鋰離子二次電池，其通過在正極中包含鋰過剩型正極活性物質(zhì)和碳纖維，從而改善了充放電循環(huán)特性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利6595506號公報

發(fā)明內(nèi)容

專利文獻1中，公開了一種含有Ni、Mn和Co的正極活性物質(zhì)，但正極活性物質(zhì)中所含的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物中，為了得到高的電池容量，考慮了增多Ni的含有率的設(shè)計，且為了減少制造成本，考慮了減少Co的含有率的設(shè)計。然而，實質(zhì)上不含有Co的含大量Ni的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物中，由于充放電而在正極活性物質(zhì)中產(chǎn)生裂紋，電池電阻變高，放充電循環(huán)特性有時也變差。專利文獻1的技術(shù)中，未考慮電池電阻與充放電循環(huán)特性的兼顧，尚有改善的余地。

作為本公開的一方式的非水電解質(zhì)二次電池用正極具備正極集電體和形成在正極集電體的表面的正極合劑層。正極合劑層至少含有：包含鋰過渡金屬復(fù)合氧化物的正極活性物質(zhì)、和碳纖維，鋰過渡金屬復(fù)合氧化物具有層狀巖鹽結(jié)構(gòu)，實質(zhì)上不含有Co，且至少含有Ni、Al和Ca。

作為本公開的一方式的非水電解質(zhì)二次電池具備上述非水電解質(zhì)二次電池用正極、負極和非水電解質(zhì)。

根據(jù)本公開的一方式的非水電解質(zhì)二次電池用正極活性物質(zhì)，可以減小二次電池的電阻，且抑制伴有充放電的電池容量的降低。

附圖說明

圖1為作為實施方式的一例的非水電解質(zhì)二次電池的縱向剖視圖。

具體實施方式

二次電池的正極中作為正極活性物質(zhì)包含的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物由于充放電而有時產(chǎn)生裂紋。鋰過渡金屬復(fù)合氧化物中如果產(chǎn)生裂紋，則在鋰過渡金屬復(fù)合氧化物的內(nèi)部無法形成導(dǎo)電通路，產(chǎn)生無法利于充放電的部分，電池容量有時會降低。另外，鋰過渡金屬復(fù)合氧化物中如果產(chǎn)生裂紋，則與導(dǎo)電劑接觸的面積減少，因此，電池電阻有時會上升。該情況下，鋰過渡金屬復(fù)合氧化物如果為包含Co的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物，則Co的電子傳導(dǎo)性也高，因此，可以減小裂紋所導(dǎo)致的電阻上升的影響。然而，在為了得到高的電池容量而增多Ni的含有率、且為了減少制造成本而減少Co的含有率的情況下，必須抑制充放電循環(huán)特性的降低和電池電阻的上升。本發(fā)明人等對上述課題深入進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在不含Co的含大量Ni的正極活性物質(zhì)中添加Ca，且使正極合劑層中包含碳纖維，從而利用協(xié)同效應(yīng)，可以特異地抑制充放電循環(huán)特性的降低和電池電阻的上升。特別是包含鋰過剩型正極活性物質(zhì)的正極中，不穩(wěn)定的氧容易存在于表面附近，充放電循環(huán)特性容易降低，因此，本公開的效果顯著。

以下，對本公開的非水電解質(zhì)二次電池的實施方式的一例詳細地進行說明。以下，示例將卷繞型的電極體收納于圓筒形的電池外殼而成的圓筒形電池，但電極體不限定于卷繞型，也可以為多個正極與多個負極隔著分隔件交替地1張1張地層疊而成的層疊型。另外，電池外殼不限定于圓筒形，例如可以為方型、硬幣形等，也可以為由包含金屬層和樹脂層的層壓片構(gòu)成的電池外殼。