本发明专利技术提供一种在抑制高电位化学转化中的负极上的Li析出的同时，可以获得大电池容量及高输出的非水电解质二次电池及该非水电解质二次电池的制造方法。本发明专利技术的非水电解质二次电池具有正极、负极和非水电解质，所述非水电解质二次电池的特征在于，所述正极具有正极活性物质，所述正极活性物质含有具有α－NaFeO2型晶体结构并且由组成式Li1+αMe1－αO2（Me为包含Co、Ni和Mn的过渡金属元素，α＞0）所表示的锂过渡金属复合氧化物，并且，所述负极具有负极活性物质，所述负极活性物质含有作为石墨和无定形碳的混合物的碳材料，并且所述碳材料中包含的所述无定形碳的比率为5～60质量%。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种在抑制高电位化学转化中的负极上的Li析出的同时，可以获得大电池容量及高输出的非水电解质二次电池及该非水电解质二次电池的制造方法。本专利技术的非水电解质二次电池具有正极、负极和非水电解质，所述非水电解质二次电池的特征在于，所述正极具有正极活性物质，所述正极活性物质含有具有α－NaFeO2型晶体结构并且由组成式Li1+αMe1－αO2（Me为包含Co、Ni和Mn的过渡金属元素，α＞0）所表示的锂过渡金属复合氧化物，并且，所述负极具有负极活性物质，所述负极活性物质含有作为石墨和无定形碳的混合物的碳材料，并且所述碳材料中包含的所述无定形碳的比率为5～60质量%。【专利说明】
本专利技术涉及一种非水电解质二次电池以及该非水电解质二次电池的制造方法。
技术介绍
目前，以锂二次电池为代表的非水电解质二次电池，广泛搭载于移动用终端等。这些非水电解质二次电池，主要使用LiCoO2作为正极活性物质。然而，LiCoO2的放电容量为120 ~130mAh/g 左右。此外，作为锂二次电池用正极活性物质材料，还已知有LiCoO2与其它化合物的固溶体。具有α — NaFeO2型晶体结构，并且作为LiCo02、LiNi02以及LiMnO2三种成分的固溶体的Li [Co1 ^2xNixMnJO2 (O < x ^ 1/2)已于2001年发表。作为所述固溶体的一个例子，LiNil72Mnl72O2^LiCol73Nil73Mnl73O2具有150~180mAh/g的放电容量，并且在充放电循环性能方面也优良。相对于上文所述的“LiMe02型”正极活性物质来说，还已知有锂(Li )相对于过渡金属(Me)的组成比率Li/Me大于1，例如Li/Me为1.25~1.6的所谓“锂过剩型”正极活性物质(例如，参见专利文献I~4)。这种材料可以记作Li1+aMei_a02 (a >0)。这里，如果将锂(Li)相对于过渡金属(Me)的组成比率Li/Me作为β，则β= (1+a )/ (1- a ),因此,例如当Li/Me为1.5时，a =0.2。在专利文献I和2中，记载了通式XLiMO2.(I — x) Li2Mj O3 (O < x < I)的锂二次电池用正极活性物质，还记载了 M为选自Mn、Co和Ni中的一种以上、M’为Mn的方案，并且示出了该富集有Li的正极活性物质的晶体结构稳定，通过使用该正极活性物质，可以得到放电容量大的锂二次电池。`在专利文献3中，记载了 “一种锂二次电池用活性物质，其特征在于，所述锂二次电池用活性物质包含具有a — NaFeO2型晶体结构的锂过渡金属复合氧化物的固溶体，所述固溶体含有的 L1、Co、Ni 和 Mn 的组成比满足 Li1+ (1/3)xC0l _ x _ yNi (1/2)yMn (2/3)x+ (1/2)y(x+y < 1,0 < y, I — X — y=z),在 Li 02 (x)— LiNil72Mnl72O2 (y)— LiCoO2 (z)系三角相图中，(x、y、z)由存在于以点 A (0.45，0.55，0)、点 B (0.63，0.37，0)、点 C (0.7，0.25，0.05)、点 D (0.67，0.18，0.15)、点 E (0.75,0,0.25)、点 F (0.55,0,0.45)和点 G(0.45,0.2,0.35)为顶点的七角形AB⑶EFG的线上或内部范围的值表示，并且X射线衍射测定中的(003)面与(104)面的衍射峰的强度比在充放电前为I (CICI3)/I (104)^ 1.56，在放电末为I (。。3)/1 (104)> I。”(权利要求1)，并且还示出了通过使用该富集有Li的正极活性物质，可以得到放电容量大，特别是在4.3V以下的电位区域的放电容量大的锂二次电池。另一方面，将含有锂过渡金属复合氧化物的正极活性物质与含有石墨和无定形碳(非晶质碳)的负极活性物质组合而得的锂二次电池是众所周知的(例如，参见专利文献4~7)。在专利文献4中记载了如下的专利技术，即“一种非电解质二次电池，其特征在于，在具备含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极、和具有锂离子传导性的非水电解质的非水电解质二次电池中，所述正极活性物质是具有层状结构，并且由通式Li1+X(NiaMnbCoc) O2+α (x+a+b+c=l,0.7 ≤ a+b,O < x ≤ 0.1,0 ≤ c/ (a+b) < 0.35,0.7 ≤ a/b≤2.0,-0.≤a ≤0.1)所表示的含有锂的过渡金属复合氧化物，并且所述非水电解质中含有以草酸盐络合物作为阴离子的锂盐。”(权利要求1)，该专利技术的目的是“提供一种在使用具有层状结构、且过渡金属的主成分由镍和锰这2种元素构成的含有锂的过渡金属氧化物作为正极活性物质的非水电解质二次电池中，输出特性优异并且成本低的非水电解质二次电池。” (段)。此外，就负极活性物质而言，记载了“从输入输出特性的观点考虑，可以优选使用由非晶质碳被覆石墨材料的非晶质碳被覆石墨”(段)，作为实施例8，记载了正极活性物质为Iiu7Nia42Coatl9Mna42O2'且负极活性物质为“由非晶质碳被覆表面的石墨”的非水电解质二次电池(、~段)。在专利文献5中记载了如下的专利技术，即“一种锂离子二次电池，其特征在于，具备含有能够插入以及脱离锂离子的正极活性物质的正极、含有占该负极活性物质总体的55重量％以上且85重量％以下的非晶质碳和占15重量％以上且45重量％以下的石墨材料混合而成的碳材料作为能够插入以及脱离锂离子的负极活性物质的负极，以及浸润所述正极和负极的非水电解液。”(权利要求1)，该专利技术“以提供一种能够提高输入输出特性的锂离子二次电池为课题。” (段)。此外，还记载了 “通过含有主材料非晶质碳材料和副材料石墨材料混合而成的碳材料作为负极活性物质，非晶质碳材料的充电容量大于石墨材料且保持力高，因此可以提高输入特性，此外，与非晶质碳材料相比石墨材料可以维持较高的电池电压且放电末期的输出下降较小，因此可以提高输出特性。”(段)，“正极活性物质可以使用锂镍锰钴复合氧化物。即，以通式LixNiyMnzCo (1 —y —z —w)Aw02表示且具有层状晶体结构的复合氧化物。此处，通式中的X为O < X < 1.2，y和z为满足y+z < I的数。” (段)。在专利文献6中记载了如下的专利技术，即“一种锂离子二次电池用负极，其包含负极集电体；和配置在所述负极集电体上，含有结晶性碳和非晶质碳作为负极活性物质的负极合剂层，所述负极合剂层由多层构成，与所述负极集电体越近的层，则结晶性碳的含有率越高，离所述负极集电体越远的层，则非晶质碳的含有率越高，与所述负极集电体最近层中的结晶性碳的含有率高于非晶质碳的含有率。”(权利要求1)、“一种锂离子二次电池，其具有权利要求1~6中任一项所述的锂离子二次电池用负极；和包含正极集电体、以及含有正极活性物质的正极合剂层的正极。”(权利要求7)、“根据权利要求7所述的锂离子二次电池，其中，正极活性物质是通式:LixNiyMnzCo (1 _y _ z _w)Aw02 所表示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非水电解质二次电池，其是具有正极、负极和非水电解质的非水电解质二次电池，其特征在于，所述正极具有正极活性物质，所述正极活性物质含有具有α－NaFeO2型晶体结构并且由组成式Li1+αMe1－αO2所表示的锂过渡金属复合氧化物，其中Me为包含Co、Ni和Mn的过渡金属元素，α＞0；并且，所述负极具有负极活性物质，所述负极活性物质含有作为石墨和无定形碳的混合物的碳材料，并且所述碳材料中包含的所述无定形碳的比率为5～60质量%。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：远藤大辅，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：
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