发明名称 正电极及二次电池用材料
摘要 所揭示的是在高温下具有极佳保存特征及充电/放电循环特征之非水性电解质二次电极。电池罐内备有一个轧制体,其系由长条状正极及负极与其间的隔膜所卷成的。正极包含LixMn2-yMayO4(其中Ma是至少一个选自包含异于Mn及B之金属元素的元素)及LiNi1-zMbzO2(其中,Mb是至少一个选自包含异于Ni及B之金属元素的元素)。藉其他元素取代部份Mn及Ni,可安定晶体结构。因此,可改善高温保存后之电容保持率及高电位遮断下之高负载放电能量。上述氧化物粒子之平均粒径较佳是30微米及更小,因此可获得极佳充电/放电循环特征。
申请公布号 TW492212 申请公布日期 2002.06.21
申请号 TW090107405 申请日期 2001.03.28
申请人 新力股份有限公司 发明人 本尚;山本佳克;久山纯司;永峰 政幸;小丸 笃雄;谷崎博章
分类号 H01M4/40 主分类号 H01M4/40
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种含有正电极、负电极及非水性电解质之非水性电解质二次电池,其中该正电极包含:含锰错合氧化物,其包含锂(Li)、锰(Mn)、至少一种选自包含异于锰及硼(B)之金属元素的第一种元素及氧(O),同时第一种元素相对于锰(Mn)(第一种元素/锰)的莫耳比系落在包含0.01/1.99至0.5/1.5在内之范围内;及含镍错合氧化物,其包含锂(Li)、镍(Ni)、至少一种选自包含异于镍及硼(B)之金属元素之第二种元素及氧(O),同时第二种元素相对于镍(Ni)(第二种元素/镍)的莫耳比系落在包含0.01/0.99至0.5/0.5在内之范围内。2.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中该正电极中含镍错合氧化物相对于含锰错合氧化物之混合比例,即质量分数项(含镍错合氧化物/含锰错合氧化物)系落在90/10至10/90之范围内。3.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中含锰错合氧化物及含镍错合氧化物之平均粒径为30微米或更小。4.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中:含锰错合氧化物包含至少一种选自包含铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铝(Al)、锡(Sn)、铬(Cr)、钒(V)、钛(Ti)、镁(Mg)、钙(Ca)及锶(Sr)之元素以作为第一种元素;及含镍错合氧化物包含至少一种选自包含铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、铝(Al)、锡(Sn)、、硼(B)、镓(Ga)、铬(Cr)、钒(V)、钛(Ti)、镁(Mg)、钙(Ca)及锶(Sr)之元素以作为第二种元素。5.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中:含锰错合氧化物包含至少一种选自包含钴(Co)、锌(Zn)、铝(Al)、锡(Sn)、铬(Cr)及镁(Mg)之元素以作为第一种元素;及含镍错合氧化物包含至少一种选自包含铁(Fe)、钴(Co)、锌(Zn).铝(Al)、锡(Sn)及镁(Mg)之元素以作为第二种元素。6.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中:含锰错合氧化物系由化学式LixMn2-y MayO4(其中,0.9≦x≦2,Ma代表第一种元素),而且y/2-y系落在包含0.01/1.99至0.5/1.5在内之范围内;及含镍错合氧化物系由化学式LiNi1-z MbzO2(其中,Mb代表第二种元素),而且z/1-z系落在包含0.01/0.99至0.5/0.5在内之范围内。7.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中至少正电极或负电极包含正电极收集器层或负电极收集器层两侧或一侧上所提供之正电极混合物层或负电极混合物层。8.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中该负电极包含可吸收及释放出锂的材料。9.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中该负电极包含至少一种选自包含可与锂形成合金及化合物之金属或半导体、该金属与半导体之合金及化合物、碳材料、金属氧化物及聚合物材料之材料。10.根据申请专利范围第9项之非水性电解质二次电池,其中该负电极包含至少一种选自包含非石墨化碳、人造石墨、焦炭、石墨、玻璃碳、聚合物有机化合物烧材料、碳纤维、活性碳及碳黑之材料。11.根据申请专利范围第9项之非水性电解质二次电池,其中该负电极包含至少一种选自包含族4B金属元素、半导体元素及该金属元素和半导体元素之合金及化合物之材料。12.根据申请专利范围第9项之非水性电解质二次电池,其中该负电极包含至少一种选自包含矽(Si)、锡(Sn)及矽与锡之合金及化合物之材料。13.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中:该正电极及负极电极包含带状金属薄片所制成之正电极收集器层或负电极收集器两侧上所提供的正电极混合物层或负电极混合物层;其中:该正电极及负电极与插入其中之微孔隔膜叠在一起并以螺旋方式将其卷起。14.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中该电解质包含锂盐及溶剂;其中:该溶剂包含至少一种选自包含碳酸伸丙基酯、碳酸伸乙基酯、碳酸二乙基酯、碳酸二甲基酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、-丁内酯、四氢喃、2-甲基四氢喃、1,3-二恶茂烷、4-甲基-1,3-二恶茂烷、二乙醚、由氢吩、甲基四氢吩、乙、茴香醚、酯醋酸酯、酯丁酸酯及酯丙酸酯之物质。15.根据申请专利范围第1项之非水性电解质二次电池,其中该电解质包含至少一种选自包含凝胶电解质、固体电解质及固体无机导体所制成之电解质的电解质,其中凝胶电解质系将含锂盐之电解质溶液固定在聚合物化合物中,而固体电解系将锂盐分在具有离子导电性之聚合物化合物上。16.一种正电极用材料,其包含:含锰错合氧化物,其包含锂(Li)、锰(Mn)、至少一种选自包含异于锰及硼(B)之金属元素的第一种元素及氧(O),同时第一种元素相对于锰(Mn)(第一种元素/锰)的莫耳比系落在包含0.01/1.99至0.5/1.5在内之范围内;及含镍错合氧化物,其包含锂(Li)、镍(Ni)、至少一种选自包含异于镍及硼(B)之金属元素之第二种元素及氧(O),同时第二种元素相对于镍(Ni)(第二种元素/镍)的莫耳比系落在包含0.01/0.99至0.5/0.5在内之范围内。17.根据申请专利范围第16项之正电极用材料,其中:含锰错合氧化物可藉锂化合物、锰化合物及含有第一种元素之化合物依所需比例混合,然后在氧化氛围600℃至1000℃的温度下施予热处理以进行烧而形成,其中含有第一种元素之化合物系选自包含碳酸盐、氢氧化物、氧化物、硝酸盐及有机酸盐;及含镍错合氧化物可藉锂化合物、镍化合物及含有第二种元素之化合物依所需比例混合,然后在氧化氛围中600℃至1000℃的温度下施予热处理以进行烧而形成,其中含有第二种元素之化合物系选自包含碳酸盐、氢氧化物、氧化物、硝酸盐及有机酸盐。图式简单说明:图1为表示根据本发明具体实例之非水性电解质二次电池的构型截面图。图2为表示本发明实例2-1至2-4中所制造之非水性电解质二次电池的构型截面图。
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