本发明专利技术的电化学元件用电极的特征在于，是具有含有由下述一般通式：Li1+xMO2(1)所表示的含锂复合氧化物作为活性物质的电极合剂层的电化学元件用电极，上述一般通式(1)中，-0.3≤x≤0.3，且M表示包括Ni、Mn及Mg的元素群，相对于构成M的总元素数，上述元素群M中所含有的Ni、Mn和Mg的元素数的比例以mol％单位分别表示为a、b和c时，则70≤a≤97、0.5＜b＜30、0.5＜c＜30、-10＜b-c＜10且-8≤(b-c)/c≤8，所述Ni的平均价数为2.5～3.2价，所述Mn的平均价数为3.5～4.2价，所述Mg的平均价数为1.8～2.2价。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用于电池、电容器等电化学元件的电极及使用其的电化学元件。
技术介绍
近年来，伴随着手机、笔记本电脑等便携式的电子器械的发展、电动汽车的实用化等，变得需要小型轻量化且高容量的二次电池或电容器。目前，对于可以满足该要求的高容量二次电池或电容器，一般使用LiCo02、LiNiO2, LiMn2O4等作为正极活性物质。尤其是作为可以构成高容量电池或电容器的正极活性物质可以举出LiNiO2，然而，在充电状态下的晶体结构稳定性比LiCoA低，如果直接使用的话则很难满足电池或电容器的安全性。另外，关于LiN^2的充放电循环寿命，由于其晶体结构的可逆性较低，还是不能满足要求。鉴于上述情况，为了保持LiNW2的充电状态的晶体结构，提出了由Co、Al、Mg等元素来置换M的一部分的含锂复合氧化物，由此来尝试改善安全性和可逆性(例如，专利文献1) ο现有技术文献专利文献专利文献1 特开2007-273108号公报
技术实现思路
但是，如专利文献1中记载的含锂复合氧化物，由于初期充放电效率低因此容量降低易于变大，另外，由于真密度低有时难以提高作为电极时的容量，从电化学元件的进一步高容量化方面出发，存在还可以改善的余地，进一步，从电化学元件的充放电循环特性方面出发也存在改良的余地。本专利技术是鉴于上述情形而完成的专利技术，提供高容量且稳定性高的电化学元件用电极以及具有所述电极的、高容量的、充放电循环特性和安全性优异的电化学元件。本专利技术的电化学元件用电极，其特征在于，是具有含有由下述一般通式(1)所表示的含锂复合氧化物作为活性物质的电极合剂层的电化学元件用电极，Li1+XM02(1)上述一般通式(1)中，-0.3彡χ彡0.3，且M表示包括Ni、Mn及Mg的元素群，相对于构成M的总元素数，上述元素群M中所含有的Ni、Mn和Mg的元素数的比例以mol %单位分别表示为 a、b 和 c 时，则 70 彡 a 彡 97、0. 5 < b < 30、0. 5 < c < 30、-10 < b-c < 10 且-8彡(b-c) /c ^ 8 ；所述Ni的平均价数为2. 5 3. 2价，所述Mn的平均价数为3. 5 4. 2价，所述Mg的平均价数为1. 8 2. 2价。另外，本专利技术的电化学元件是包括正极、负极、非水电解质的电化学元件，其特征在于，所述正极是权利要求1 14中任一项所述的电化学元件用电极。根据本专利技术，可以提供高容量且稳定性高的电化学元件用电极，以及具有所述电4极的、高容量的、充放电循环特性和安全性优异的电化学元件。 附图说明图IA为本专利技术的锂二次电池的平面简图，图IB为图IA的剖面简图。图2为本专利技术的锂二次电池的外观简图。具体实施例方式实施方式1首先，说明本专利技术的电化学元件用电极(以下，有时简称为“电极”)。本专利技术的电化学元件用电极，具有含有由下述通式(1)所表示的含锂复合氧化物作为活性物质的电极合剂层。Li1+XM02(1)另外，在上述一般式(1)中，-0. 3彡χ彡0. 3，且M表示包括Ni、Mn及Mg的元素群。另外，相对于构成M的总元素数，上述元素群M中所含有的Ni、Mn和Mg的元素数的比例以mol%单位分别表示为a、b禾口 c时，则70彡a彡97,0. 5 < b < 30,0. 5 < c < 30,-10<b-c < 10且-8彡(b-c) /c彡8。另外，所述Ni的平均价数为2. 5 3. 2价，所述Mn的平均价数为3. 5 4. 2价，所述Mg的平均价数为1. 8 2. 2价。上述含锂复合氧化物，作为锂二次电池等电化学元件的正极活性物质而发挥作用，通过使用上述含锂复合氧化物作为活性物质，可以提供高容量且稳定性较高的电化学元件用电极含锂复合氧化物下面针对用于本专利技术的电极中的上述含锂复合氧化物进行说明。用于本专利技术的电极的上述含锂复合氧化物，含有至少具有Ni、Mn及Mg的元素群M。上述M为有助于提高含锂复合氧化物的容量的成分。当表示上述含锂复合氧化物的上述一般通式(1)中的元素群M的总元素数为IOOmol^时，从试图提高含锂复合氧化物的容量的观点考虑，Ni的元素数比例a(m0l% )为70mOl%以上。但是，当元素群M中的 Ni的比例过多时，例如，Mn或Mg的量较少，则由Mn或Mg产生的效果降低。因此，上述Ni 的元素数比例a(mol% )为97mol%以下。本专利技术中，通过将元素群M中的Ni的比例调整如上，则在锂金属标准驱动电压为 2. 5 4. 3V的情况下，可以使上述含锂复合氧化物的容量为185mAh/g以上。另外，上述M的平均价数越小则含锂复合氧化物的导电性越低。基于此，上述含锂复合氧化物，通过后述的实施例所给出的方法测定的M的平均价数(A)为2. 5 3. 2。 另外，由此，以锂金属标准在工作电压为2. 5 4. 3V的情况下，可以成为高容量的含锂复合氧化物。另外，上述含锂复合氧化物，在以元素群M的总元素数为100mol%时Mn的元素数的比例b(mol% )和Mg的元素数的比例c(mol% )满足0. 5 < b < 30,0. 5 < c < 30,-10<b-c <10且-8彡(b-c)/c彡8，使晶格中存在Mn和Mg。由此，在由Li的脱离和插入引起含锂复合氧化物的相变时，由于Mg2+迁移至Li位置而缓解了不可逆反应，从而提高由空间群R3_m所表示的含锂复合氧化物的层状的晶体结构的可逆性。另外，由于4价的Mn使2价的Mg稳定，从而可以构成充放电循环寿命较长的电化学元件。从由上述Mn使的2价的Mg稳定的效果更好这一观点考虑，元素群M的整个元素中的Mn的比例b优选为Imol^以上，更优选为2mol %以上，另一方面，优选为IOm0I1^W 下、更优选为7mol%以下。另外，从由上述Mg提高含锂复合氧化物的层状的晶体结构的可逆性的效果更好地确保这一观点考虑，元素群M的整个元素中Mg的比例c优选为Imol % 以上、更优选为2mol%以上。但是，由于Mg对充放电容量的参与较小，添加量较多则可能导致容量的降低。由此，上述Mg的比例c优选为15mol%以下、较优选为IOmol %以下、更优选为7mol %以下。并且，希望Mn和Mg的组成比的差较小，优选_3 ( b-c ( 3、另外优选-2 彡(b-c)/c 彡 2。在上述含锂复合氧化物中，Mg的平均价数，从提高含锂复合氧化物的晶体结构的可逆性的观点考虑，根据后述的实施例所给出的方法测定得到的值为1. 8 2. 2价。另外， 在上述含锂复合氧化物中，Mn的平均价数，从使Mg稳定、有效地发挥其作用的观点考虑，根据后述的实施例所给出的方法测定得到的值为3. 5 4. 2价。由上述含锂复合氧化物所表示的上述一般通式(1)中的元素群M，至少含有Ni、Mn 及Mg，也可以为仅含有上述3种元素的元素群。另外，上述M还可以是，除了 Ni、Mn及Mg以外进一步含有Co的4种以上的元素群。元素群M含有Co的情况下，由于Co存在于含锂复合氧化物的晶格中，在电化学元件的充放电时由于Li的脱离及插入引起的含锂复合氧化物的相变所产生的不可逆反应能够进一步缓和，可以提高含锂本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电化学元件用电极，其特征在于，具备含有由以下述一般通式（１）所表示的含锂复合氧化物作为活性物质的电极合剂层，Ｌｉｌ＋ＸＭＯ２（１）在所述一般通式（１）中，－０．３≤ｘ≤０．３，且Ｍ表示包含Ｎｉ、Ｍｎ和Ｍｇ的元素群，相对于元素群Ｍ的总元素数，所述元素群Ｍ中所包含的Ｎｉ、Ｍｎ和Ｍｇ的元素数的比例以ｍｏｌ％单位分别表示为ａ、ｂ和ｃ时，７０≤ａ≤９７，０．５＜ｂ＜３０，０．５＜ｃ＜３０、－１０＜ｂ－ｃ＜ｌ ０且－８≤（ｂ－ｃ）／ｃ≤８，所述Ｎｉ的平均价数为２．５～３．２价，所述Ｍｎ的平均价数为３．５～４．２价且所述Ｍｇ的平均价数为１．８～２．２价。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：河野聪，岸见光浩，大矢正幸，
申请(专利权)人：日立麦克赛尔能源株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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