非水电解质二次电池用正极活性物质和使用该物质的非水电解质二次电池制造技术

本发明专利技术涉及的非水电解质二次电池用正极活性物质，具有在过渡金属层中含有Li的层状含锂过渡金属复合氧化物，所述正极活性物质中的碘(I)或溴(Br)的含量大于0.4μmol/g且小于25μmol/g。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及的非水电解质二次电池用正极活性物质，具有在过渡金属层中含有Li的层状含锂过渡金属复合氧化物，所述正极活性物质中的碘(I)或溴(Br)的含量大于0.4μmol/g且小于25μmol/g。【专利说明】非水电解质二次电池用正极活性物质和使用该物质的非水 电解质二次电池
本专利技术涉及非水电解质二次电池用正极活性物质和使用该物质的非水电解质二 次电池。
技术介绍
作为下一代的正极活性物质之一，正在研究含锂过渡金属氧化物，该物质通过对 含钠过渡金属氧化物进行离子交换而制作，属于空间群P63mc，具有02结构。在将这样的含 锂过渡金属氧化物作为正极活性物质的情况下，期待着与现在实用化了的属于空间群R_3m 并具有03结构的钴酸锂（LiC〇02)等相比呈现出优异的结构稳定性和高容量。在专利文献 1中，公开了具有02结构、且在过渡金属层中含有Li的含锂过渡金属氧化物。 在先技术文献 专利文献1 :日本特开2012-204281号公报
技术实现思路
但是，专利文献1中公开的正极活性物质，初始充电时的充电活化电压（充电激活 电压）高，不能实现充分的电池性能。 本专利技术提供一种电池性能优异、特别是降低初始充电时的充电活化电压的非水电 解质二次电池用正极活性物质。 本专利技术涉及的非水电解质二次电池用正极活性物质，具有在过渡金属层中含有Li 的层状锂复合过渡金属氧化物，上述正极活性物质中的I或Br的含量大于0. 4 ii mol/g且 小于 25 y mol/g〇 根据本专利技术，能够提高电池性能，特别是能够降低初始充电时的充电活化电压。 【专利附图】【附图说明】 图1是关于实施例1?2和比较例1?2的硬币型电池的模式图。 图2是表示在本专利技术的实施方式中，I含量与充电活化电压的关系性的图。 附图标记说明 10硬币型电池、11正极、12封口板、13壳体、14负极、15隔板、16垫板16、17碟形 弹簧、18密封垫（gasket)。 【具体实施方式】 (成为本专利技术的基础的见解） 如专利文献1所公开的技术那样，以在过渡金属层中含有Li的含锂过渡金属氧 化物为正极活性物质的锂离子电池，为了在初始充电时使放电容量增加，需要在高电压下 活化。但是，此时，充电活化电压越高，引起非水电解质二次电池所含有的电解液和隔板的 劣化的可能性越高。本专利技术人锐意研究的结果发现：通过向正极活性物质添加碘（I)或溴 (Br)，能够降低初始充电时的充电活化电压。 基于上述见解，本专利技术人创作了以下说明的各技术方案的专利技术。 本专利技术的第1技术方案涉及的非水电解质二次电池用正极活性物质，例如为非水 电解质二次电池所使用的正极活性物质， 上述正极活性物质具有在过渡金属层中含有Li的层状含锂过渡金属复合氧化 物， 上述正极活性物质中的碘⑴或溴（Br)的含量为大于0.4iimol/g且小于 25 u mol/g〇 根据第1技术方案，在具备以在过渡金属层中具有Li的含锂过渡金属氧化物为正 极活性物质的非水电解质二次电池用正极活性物质的非水电解质二次电池中，在正极活性 物质中含有大于〇? 4 y mol/g且小于25 y mol/g的规定量的碘（I)或溴（Br)。由此，以在过 渡金属层中含有Li的含锂过渡金属氧化物为正极活性物质的锂离子电池，通过向正极活 性物质添加碘（I)或溴（Br)，即使在初始充电时不增高充电活化电压也能够进行活化，并 且能够使放电容量增加。 能得到这样的效果的机理尚不充分明确，但本专利技术人推测如下。即，通过在活性物 质中存在具有还原作用的碘（I)或溴（Br)，活性物质中的过渡金属或氧的价数变低，充电 所需要的电位下降。因此，即使在初始充电时不增高充电活化电压，也能够进行活化。另外， 初始充电时的充电活化电压变低，能够抑制电解液和隔板的劣化，因此抑制电池性能的下 降，其结果放电容量增大。而且，通过在活性物质中存在具有还原作用的碘（I)和溴（Br)， 活性物质中的过渡金属或氧的价数变低，在放电时Li容易进入到过渡金属层中。由此，放 电容量增大。本专利技术人这样地推测了能得到上述效果的机理。 因此，能够将充电活化电压抑制为较低，且能够使放电容量增加，并且，能够降低 非水电解质二次电池所含有的电解液和隔板的劣化。其结果，能够提高电池性能，特别是能 够降低初始充电时的充电活化电压。 在第2技术方案中，例如，上述第1技术方案涉及的上述正极活性物质，可以由通 式1^恥』1^具_7]02_。+。12。（式中，]?包含附、(：〇、和]\111之中至少1种，0.67<叉<1.1、0<7 < 0? 33、0. 0001 彡 a 彡 0? 1、-0? 1 彡 a 彡 〇? 1)表示。 可以认为，如果x为1. 1以上，则含锂过渡金属氧化物表面的残留碱变多，因此在 电池制作工序中，产生浆液的凝胶化，并且进行氧化还原反应的过渡金属量降低，容量降 低。根据上述技术方案，由于x大于0.67,因此能够提高放电容量。这样，通过使x小于 1. 1，能够抑制上述问题发生。另外，由于y大于〇,因此在过渡金属层中含有Li，由于y小 于0. 33,因此即使是充电至例如如4. 8V(vs. Li/Li+)那样的高电位的情况，也能得到稳定的 晶体结构。 在第3技术方案中，例如，上述第1技术方案或第2技术方案涉及的上述碘（I)可 以附着于上述含锂过渡金属复合氧化物表面。 在第4技术方案中，例如，上述第2技术方案或第3技术方案涉及的上述通式，也 可以 0? 83 < x < 1. 1。 根据上述技术方案，由于x大于0. 83,因此能够进一步提高容量。 在第5技术方案中，上述第1技术方案?第4技术方案的任一项涉及的上述正极 活性物质中，过渡金属、氧、和锂的排列可以为02结构、T2结构和06结构之中的至少1种。 具有02结构、06结构和T2结构中的任一种的含锂过渡金属氧化物，基本不发生 伴随着充放电，金属离子向Li离子位点的移动所导致的无序（disorder)。但是，在以具有 相同结构的以往的含锂过渡金属氧化物为正极活性物质的情况下，存在从此时的充电开始 直到终止为止的充电活化电压高的问题。根据第5技术方案，即使在初始充电时以高的电 压使其活化时，也能够通过降低充电活化电压，来抑制电解液和隔板的劣化。 本专利技术的第6技术方案涉及的非水电解质二次电池，是包含正极、负极和非水电 解质的非水电解质二次电池，所述正极含有正极活性物质， 上述正极活性物质具有含锂过渡金属复合氧化物，该含锂过渡金属复合氧化物具 有在过渡金属层中含有Li的层状结构， 上述正极活性物质中的碘（I)或溴（Br)的含量大于0? 4iimol/g且小于25iimol/ g° 根据第6技术方案，在具备非水电解质二次电池用正极活性物质的非水电解质二 次电池中，在正极活性物质中含有大于0. 4iimol/g且小于25iimol/g的规定量的碘（I)或 溴（Br)，上述非水电解质二次电池用正极活性物质以在过渡金属层中具有Li的含锂过渡 金属氧化物为正极活性物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池用正极活性物质，是非水电解质二次电池所使用的正极活性物质，所述正极活性物质具有在过渡金属层中含有Li的层状含锂过渡金属复合氧化物，所述正极活性物质中的碘(I)或溴(Br)的含量大于0.4μmol/g且小于25μmol/g。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川田浩史，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP