一种正极材料，该正极材料由Li2NiαM1ηM2βO4－γ所示(0＜α+η≤2、0≤η＜0.5、0＜β≤2、0≤γ≤1、α+η+β＝1～2.1、0.8＜β/(α+η)，M1为Mn，M2选自Ge、Sn中的至少一种)，Ni和M1具有6配位的局部结构。前述正极材料用于非水电解质二次电池用正极(14)以及非水电解质二次电池(1)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关联申请的互相参照本专利技术基于2014年3月26日申请的日本专利申请号2014－63722号和2015年2月18日申请的日本专利申请号2015－29693号的内容，所以在此援用该记载内容。
本专利技术涉及正极材料、非水电解质二次电池用正极以及使用了该正极的非水电解质二次电池。
技术介绍
伴随着笔记本型个人电脑、手机、数码相机等电子设备的普及，用于驱动这些电子设备的二次电池的需要正在扩大。近年来，在这些电子设备中，因伴随着高功能化的进展，耗电量正在增大或者期待小型化，所以要求提高二次电池的性能。在二次电池中，因非水电解质二次电池(特别是锂离子二次电池)能够高容量化，所以正推进其向各种电子设备的应用。非水电解质二次电池通常具有正极和负极通过非水电解质(非水电解液)连接并收纳于电池壳体中的构成，上述正极是将具有正极活性物质为代表的正极材料的正极活性物质层形成在正极集电体的表面上而成的正极；上述负极是将具有负极活性物质的负极活性物质层形成在负极集电体的表面上而成的负极。在作为非水电解质二次电池的代表例的锂离子二次电池中，作为正极材料(正极活性物质)使用锂的复合氧化物。作为该复合氧化物，例如被记载在专利文献1～6中。在专利文献1中，记载有LixCoMO2和LiNiMnMO2混合而成的正极活性物质(M选自规定的元素)。该正极活性物质具有放电时的平均电压高的活性物质和带有高热稳定性的活性物质。在专利文献2中，记载有含有LiNiMnTiO2的层状岩盐型结构的结晶层的正极活性物质。该正极活性物质因含有Ti，所以能获得比不含Ti的情况更高的充放电容量。在专利文献3中，记载有LixMnMO4、LiNiMO2混合而成的正极活性物质(M选自规定的元素)。该正极活性物质在高温保存后的电池中其性能更优异。在专利文献4中，记载有层状的多晶结构的LiMnMO2中的一部分Li缺损的正极活性物质(M选自规定的元素)。该正极活性物质进行对结晶中的变形或化学键的稳定化，能够获得充放电时的循环稳定性和耐久稳定性等的效果。在专利文献5中，记载有LiCoO2中Li和Co的一部分分别被规定的元素M置换而成的正极活性物质(M选自规定的元素)。该正极活性物质通过Li和Co分别被元素M置换，锂的层和钴的层的结合力被强化，抑制层间的变形和晶格的膨胀，能够获得充放电时的循环稳定性和耐久稳定性等的效果。在专利文献6中，记载有LiNiMnCoO2和Li2MO3混合而成的正极活性物质(M选自规定的元素)。该正极活性物质具有发挥电池容量和安全性都优异的效果的活性物质、以及发挥循环特性和储藏特性的效果的活性物质。但是，这些正极活性物质(正极材料)都存在不能充分抑制充放电时的结晶结构的崩解而导致非水电解质二次电池的容量低下的问题。此外，关于安全性，含有Ti的正极，即形成了LiNiMnTiO2的技术被记载在非专利文献1中。但是就如该非专利文献1所记载的那样，通过Ti的添加并没压倒性地提高安全性。作为另外的能兼顾安全性和结晶的高稳定化的尝试，在非专利文献2中记载了与过渡金属同等量含有与氧结合力强的Si的正极，即形成了Li2MnSiO4的技术。但是该正极中，因过渡金属形成为4配位的配位结构，充电时结构不稳定，结果还是未能获得具有足够耐久性的正极。在专利文献7中，记载有LiNiO2型的镍和锂的单相复合氧化物中的镍的一部分被置换而成的电化学活性物质。具体记载了满足如下条件的单相氧化物：Li(M1(1－a－b－c)LiaM2bM3c)O2(0.02＜a≤0.25、0≤b＜0.30、0≤c＜0.30、(a+b+c)＜0.50，M3是选自Al、B、Ga的一种以上的元素，M2是选自Mg、Zn的一种以上的元素，M1＝Ni(1－x－y－z)CoxMnyM4z，M4是选自Fe、Cu、Ti、Zr、V、Ga、Si的一种以上的元素，0≤x＜0.70、0.10≤y＜0.55、0≤z＜0.30、0.20＜(1－x－y－z)、b+c+z＞0)。在专利文献8中，记载有满足如下条件的Li氧化物和电池：xLiMO2·(1－x)Li2M’O3(0＜x＜1，M是含有Mn、Co、Ni的3以上的离子，Mn：Ni＝1：1，Mn：Co＝1：1，M’是Mn)。在专利文献9中，记载有使用了LixV2Oy(0＜x≤100，0＜y≤5)所示的Li－V氧化物的薄膜电池。记载了作为该电池的正极活性物质使用的L iCoO2，LiNiO2，LiMn2O4，LixMn2－yO4(1.2＜x＜2.2，y＝0.3)，LiFePO4，LiVOPO4，LiTiS2，LiMnCrO4，LiCo1－xAlxO2(0≤x≤1)，V2O5，V6O13，VO2，MnO2，FePO4，VOPO4，TiS2，或者MnO0.5Cr0.5O2。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2007－188703号公报专利文献2:日本专利特开2008－127233号公报专利文献3:日本专利特开2001－345101号公报专利文献4:日本专利特开2001－250551号公报专利文献5:日本专利特许第3782058号公报专利文献6:日本专利特开2006－202702号公报专利文献7:日本专利特开2005－150093号公报专利文献8:美国专利申请公开第2006/99508号说明书专利文献9:美国专利申请公开第2006/48157号说明书非专利文献非专利文献1:Seung-Taek Myung以及其他5名、「利用乳液干燥法的LiNi0.5Mn0.5-xTixO2的合成以及Ti在结构和电化学特性中的效果(Synthesis of LiNi0.5Mn0.5-xTixO2by an Emulsion Drying Method and Effect of Ti on Structure and Electrochemical Properties)」、Chemistry of Materials)2005年、第17卷、P2427-2435非专利文献2:R.Dominko Li2MSiO4(M＝Fe和/或Mn)负极材料(cathode materials)、Journal of Power Sources、2008年、第184卷、P462-P468。
技术实现思路
本专利技术以提供一种抑制充放电时的结晶结构的崩解且安全性优异的正极材料、非水电解质二次电池用正极以及非水电解质二次电池作为目的。解决技术问题所采用的技术方案为了解决前述问题，本专利技术者们着眼于正极材料的构造，发现通过形成具有6配位的结构作为过渡金属的局部结构、且大量含有与氧牢固结合的元素的正极材料就能解决前述技术问题。即，本专利技术的正极材料由Li2NiαM1ηM2βO4－γ所示，其中，0＜α+η≤2、0≤η＜0.5、0＜β≤2、0≤γ≤1、α+η+β＝1～2.1、0.8＜β/(α+η)，M1为Mn，M2选自Ge、Sn中的至少一种，Ni和M1具有6配位的局部结构。前述正极材料通过Ni和M1元素(过渡金属)具有6配位的局部结构，大量含有M2元素，结晶结构更加稳定，抑制充放电时的结晶结构的崩解，其结果能抑制电池容量的下降。另外，前述正极材料在其组成中含有Ni和M1元素(Mn)。该Ni和M1元素形成氧(O)6配位的局部结构(6配本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种正极材料，其特征在于，由Li2NiαM1ηM2βO4－γ所示，其中，0＜α+η≤2、0≤η＜0.5、0＜β≤2、0≤γ≤1、α+η+β＝1～2.1、0.8＜β/(α+η)，M1为Mn，M2选自Ge、Sn中的至少一种，Ni和M1具有6配位的局部结构。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.26 JP 2014-063722;2015.02.18 JP 2015-029691.一种正极材料，其特征在于，由Li2NiαM1ηM2βO4－γ所示，其中，0＜α+η≤2、0≤η＜0.5、0＜β≤2、0≤γ≤1、α+η+β＝1～2.1、0.8＜β/(α+η)，M1为Mn，M2选自Ge、Sn中的至少一种，Ni和M1具有6配位的局部结构。2.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，M2也具有6配位的局部结构。3.如权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，含有Li2NiGeO4和Li2NiSnO4的至少任一种。4.如权利要求1～3中任一项所述的正...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤吉宣，小峰重树，山本信雄，下西裕太，橘勇树，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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