电极和锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种高温环境下的循环特性优异的电极和锂离子二次电池，该电极具有包含活性物质、导电助剂和粘合剂的活性物质层，上述活性物质包含以锂过渡金属氧化物为主成分的活性物质颗粒，上述活性物质颗粒具有芯部和包覆上述芯部的外周部的至少一部分的包覆部，其中，上述芯部的空间群为R

【技术实现步骤摘要】
电极和锂离子二次电池


[0001]本专利技术涉及电极和锂离子二次电池。
[0002]本申请要求2020年3月30日在日本提交的日本特愿2020
‑
059287号和2021年1月29日在日本提交的特愿2021
‑
013593号的优先权，其内容在此处引用。

技术介绍

[0003]近年来，在家用电器领域，随着便携化、无线化急速发展，非水电解质二次电池正在作为手提电脑、移动电话、摄像机等小型电子设备的电源实用化。关于该非水电解质二次电池，关于钴酸锂(LiCoO2)的研究开发被活跃地进行，到目前为止提出了很多方案。
[0004]例如，提出了一种锂二次电池，其特征在于，具有使用锂－过渡金属复合氧化物作为活性物质的正极，在上述正极的表面形成有由BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、Al2O3、CeO2、As2O3或其中2种以上的混合物构成的覆膜(例如，参照专利文献1)。
[0005]此外，提出了如下的正极和使用这样的正极的电池，其中，在具有负极、正极、含有锂盐的非水电解质的能够可逆地进行多次充放电的电池中，在上述正极的周围包覆含有选自Ti、Al、Sn、Bi、Cu、Si、Ga、W、Zr、B、Mo的至少1种的金属和/或由它们的组合得到的金属间化合物和/或氧化物(例如，参照专利文献2)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开平8
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236114号公报
[0009]专利文献2：日本特开平11
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16566号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]作为小型电子设备的电源使用的二次电池被期望在各种各样的使用环境下反复充放电时的容量的下降少、即具有优异的循环特性。但是，锂离子二次电池在夏季的汽车内那样的高温环境下存在循环特性容易下降的趋势。
[0012]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供高温环境下的循环特性优异的电极和锂离子二次电池。
[0013]用于解决课题的方法
[0014]本专利技术的专利技术人发现，通过使用以空间群为R
‑
3m的锂过渡金属氧化物为芯部、并用空间群为Fm
‑
3m的包覆部包覆该芯部的外周部得到的结构的活性物质颗粒，提高高温环境下的循环特性。
[0015]因此，为了解决上述问题，提供以下的技术方案。
[0016][1]第一方式的电极具有包含活性物质、导电助剂和粘合剂的活性物质层，上述活性物质包含以锂过渡金属氧化物为主成分的活性物质颗粒，上述活性物质颗粒具有芯部和包覆上述芯部的外周部的至少一部分的包覆部，其中，上述芯部的空间群为R
‑
3m，上述包覆
部的空间群为Fm
‑
3m。
[0017][2]在上述方式的电极中，可以为上述活性物质颗粒的上述芯部包含下述式(1)所示的化合物，上述包覆部包含下述式(2)所示的化合物，
[0018]Li
a
M1O2……
(1)
[0019](其中，在式(1)中，M1表示选自Co、Ni和Mn的至少1种过渡金属，a表示满足0≤a≤1.2的数。)
[0020]Li1‑
x
M2
y
O
z
……
(2)
[0021](其中，在式(2)中，M2表示选自Co、Ni和Mn的至少1种过渡金属，x、y和z表示满足0.5≤x≤1、1≤y≤2、1≤z≤3的数。)
[0022][3]在上述方式的电极中，为上述式(1)所示的化合物与上述式(2)所示的化合物可以含有至少一种彼此相同的过渡金属。
[0023][4]在上述方式的电极中，上述包覆部的厚度可以为0.1μm以上1.5μm以下。
[0024][5]在上述方式的电极中，式(1)所示的化合物可以为含有Co的锂复合金属氧化物。
[0025][6]第二方式的锂离子二次电池包含上述方式的电极。
[0026]专利技术的效果
[0027]上述方式的电极和锂离子二次电池在高温环境下的循环特性优异。
附图说明
[0028]图1是本实施方式的锂离子二次电池的示意图。
[0029]图2是本实施方式的锂离子二次电池的正极中所使用的活性物质颗粒的一个例子的截面图。
[0030]附图标记的说明
[0031]10
ꢀꢀ
隔膜
[0032]20
ꢀꢀ
正极
[0033]22
ꢀꢀ
正极集电体
[0034]24
ꢀꢀ
正极活性物质层
[0035]25
ꢀꢀ
正极活性物质颗粒
[0036]26
ꢀꢀ
芯部
[0037]27
ꢀꢀ
包覆部
[0038]30
ꢀꢀ
负极
[0039]32
ꢀꢀ
负极集电体
[0040]34
ꢀꢀ
负极活性物质层
[0041]40
ꢀꢀ
发电元件
[0042]50
ꢀꢀ
外装体
[0043]52
ꢀꢀ
金属箔
[0044]54
ꢀꢀ
树脂层
[0045]60、62
ꢀꢀ
端子
[0046]100
ꢀꢀ
锂离子二次电池。
具体实施方式
[0047]以下，适当地参照附图对实施方式进行详细说明。以下的说明所使用的附图中，为了使特征容易明白，方便起见有时将成为特征的部分放大表示，各构成要素的尺寸比例等有时与实际情况不同。以下的说明中例示的材料、尺寸、数量、数值、形状等只是一个例子，本专利技术并不限定于此，能够在不变更其要旨的范围内适当地变更实施。
[0048]“锂离子二次电池”[0049]图1是本实施方式的锂离子二次电池的示意图。图1所示的锂离子二次电池100具有发电元件40、外装体50和非水电解液(图示略)。外装体50包覆发电元件40的周围。发电元件40通过所连接的一对端子60、62与外部连接。非水电解液收纳在外装体50内。
[0050](发电元件)
[0051]发电元件40包括正极20、负极30和隔膜10。
[0052]＜隔膜＞
[0053]隔膜10被正极20和负极30夹着。隔膜10隔离正极20与负极30，防止正极20与负极30的短路。锂离子能够通过隔膜10。
[0054]隔膜10例如具有电绝缘性的多孔结构。隔膜10例如能够列举由聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃构成的膜的单层体、叠层体或上述树脂的混合物的拉伸膜，或者由选自纤维素、聚酯纤维、聚乙烯腈、聚酰胺、聚乙烯和聚丙烯的至少1种构成材料形成的纤维无纺布。
[0055]隔膜10例如可以是固体电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极，其特征在于：具有包含活性物质、导电助剂和粘合剂的活性物质层，所述活性物质包含以锂过渡金属氧化物为主成分的活性物质颗粒，所述活性物质颗粒具有芯部和包覆所述芯部的外周部的至少一部分的包覆部，其中，所述芯部的空间群为R
‑
3m，所述包覆部的空间群为Fm
‑
3m。2.如权利要求1所述的电极，其特征在于：所述活性物质颗粒的所述芯部包含下述式(1)所示的化合物，所述包覆部包含下述式(2)所示的化合物，Li
a
M1O2……
(1)其中，在式(1)中，M1表示选自Co、Ni和Mn的至少1种过渡金属，a表示满足0≤a≤1.2的数，Li1‑

【专利技术属性】
技术研发人员：大槻佳太郎，野岛昭信，长谷川智彦，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：