正极活性物质及非水电解质二次电池

摘要

本发明系使高容量与过充电时之电池温度上升的抑制同时成立。本发明系含有以通式LimMxAyBzO2(式中M为至少一种选自Co、Ni、Mn之一种元素，A为至少一种选自Al、Cr、 V、Fe、Cu、Zn、Sn、Ti、Mg、Sr、B、Ga、In、 Si、Ge之一种元素，B为至少一种选自Mg、Ca、B、Ga之一种元素；又，0.9≦x<1，0.001≦y≦0.5，0≦z≦0.5，0.5≦m)所表示之化合物。特别是一种含有以通式LimCoxAyBzO2(式中A为至少一种选自Al、Cr、V、Mn、Fe之一种元素，B为至少一种选自Mg、Ca之一种元素；又，0.9≦x<1，0.001≦y≦0.05，0.001≦z≦0.05，0.5≦m≦1)所表示之化合物，或，以通式LixMn2-y-M'yO4(式中x之值为0.9≦x， y之值为0.01≦y≦0.5，M'为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、 Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Ge中之一个或复数)表示之锂/锰复合氧化物之混合材料。

主权项

1.一种正极活性物质,其特征在于含有以通式LimMxM'yM"zO2(式中M为至少一种选自Co、Ni、Mn之元素,M'为至少一种选自Al、Cr、V、Fe、Cu、Zn、Sn、Ti、Mg、Sr、B、Ga、In、Si、Ge之元素,M"为至少一种选自Mg、Ca、B、Ga之元素;又,0.9≦x≦1,0.001≦y≦0.5,0≦z≦0.5,0.5≦m)所表示之化合物。2.根据申请专利范围第1项之正极活性物质,其中该正极活性物质含有以通式LimCoxM'yM"zO2(式中M'为至少一种选自Al、Cr、V、Mn、Fe之元素,M"为至少一种选自Mg、Ca之元素;又,0.9≦x≦1,0.001≦y≦0.5,0.001≦z≦0.05,0.5≦m≦1)所表示之化合物。3.一种非水电解质二次电池,具有具正极活性物质之正极、具负极活性物质之负极、以及非水电解质,其特征在于:上述正极活性物质含有以通式LimMxM'yM"zO2(式中M为至少一种选自Co、Ni、Mn之元素,M'为至少一种选自Al、Cr、V、Fe、Cu、Zn、Sn、Ti、Mg、Sr、B、Ga、In、Si、Ge之元素,M"为至少一种选自Mg、Ca、B、Ga之元素;又,0.9≦x≦1,0.001≦y≦0.5,0≦z≦0.5,0.5≦m)所表示之化合物。4.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中该正极活性物质系含有以通式LimCoxM'yM"zO2(式中M'为至少一种选自Al、Cr、V、Mn、Fe之元素,M"为至少一种选自Mg、Ca之元素;又,0.9≦x≦1,0.001≦y≦0.05,0.001≦z≦0.05,0.5≦m≦1)所表示之化合物。5.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中作为上述负极材料,系含有可掺杂/去掺杂锂之材料、锂合金或锂金属中之至少一种以上。6.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中上述可掺杂/去掺杂锂之材料为碳质材料。7.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中上述可掺杂/去掺杂锂之材料为可与锂形成合金之材料。8.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中上述负极及正极系形成漩涡型电极体。9.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中具备因应电池内压之上升而作动之电流遮断装置。10.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中该正极活性物质,又含有以通式LisMn2-tMatO4(式中,s之値为0.9≦s,t之値为0.01≦t≦0.5,Ma为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Ge中之一种或复数种)所式之锂-锰复合氧化物,上述负极活性物质含有锂金属、锂合金、或锂可吸藏/可脱离之材料中的至少一种以上。11.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中上述正极活性物质含有:含锂(Li)、锰(Mn)、至少一种选自Mn以外之金属元素及硼(B)的第1元素、及氧(O),且上述第1元素对上述锰之莫耳比(第1元素/锰)为0.01/1.99以上0.5/1.5以下之范围内的含锰氧化;含锂、镍、至少一种选自Ni以外之金属元素及硼的第2元素、及氧,且上述第2元素对上述Ni之莫耳比(第2元素/Ni)为0.01/0.99以上0.5/0.5以下之范围内的合镍氧化物;上述负极活性物质含有锂可吸藏/可脱离之材料、锂合金或锂中至少一种以上;上述正极所含有之上述正极活性物质的平均比表面积为0.2m2/g以上、1.5m2/g以下,且残留于该正极活性物质中之Li2CO3的残留量在正极活性物质之全重量中为5.0重量%以下。12.根据申请专利范围第11项之非水电解质二次电池,其中在上述正极中之上述含锰氧化物与上述含镍氧化物之混合比,就质量比而言,相对于上述含锰氧化物10~80%,上述含镍氧化物为90~20%。13.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中具有:正极,作为正极活性物质,含有:含锂(Li)、锰(Mn)、至少一种选自Mn以外之金属元素及硼(B)的第1元素、及氧(O),且上述第1元素对上述锰之莫耳比(第1元素/锰)为0.01/1.99以上0.5/1.5以下之范围内的含锰氧化物;含锂、镍、至少一种选自Ni以外之金属元素及硼(B)的第2元素、及氧,且上述第2元素对上述Ni之莫耳比(第2元素/Ni)为0.01/0.99以上0.5/0.5以下之范围内的含镍氧化物;负极,含有可掺杂/去掺杂锂金属之材料、锂合金或锂中之至少一种以上作为负极活性物质;上述负极所含有之上述负极活性物质的平均比表面积为0.5m2/g以上、10m2/g以下。14.根据申请专利范围第13项之非水电解质二次电池,其中在上述正极中之上述含锰氧化物与上述含镍氧化物之混合比,就质量比而言,相对于上述含锰氧化物10~80,上述含镍氧化物为90~20。15.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中上述正极活性物质含有由:通式LisMn2-tMatO4(式中s之値为0.9≦s,t之値为0.01≦y≦0.5,Ma为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Ge中之一种或复数种)表示之锂-锰复合氧化物之混合材料,及以通式LiNil-uMbuO2(式中u之値为0.01≦u≦0.5,Mb为Fe、Co、Mn、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Ge中之一种或复数种)表示之锂-锰复合氧化物,就质量比而言,以相对上述锂-镍复合氧化物90~20重量%,上述锂-锰复合氧化物为10~80重量%的方式混合而成之正极活性物质;上述负极活性物质含有锂金属、锂合金、或锂可吸藏/可脱离之材料中之至少一种以上;含有上述正极活性物质之正极合剂层的体积密度为2.5g/cm3~3.3g/cm3。16.根据申请专利范围第15项之非水电解质二次电池,其中上述正极合剂层系将混合上述正极活性物质、导电材及黏结剂之正极合剂,被覆于带状之电极集电体的双面而形成的。17.根据申请专利范围第3项之非水电解质二次电池,其中上述正极活性物质含有由:通式LisMn2-tMatO4(式中s之値为0.9≦s,t之値为0.01≦y≦0.5,Ma为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Ge中之一种或复数种)表示之锂-锰复合氧化物之混合材料,及以通式LiNil-uMbuO2(式中u之値为0.01≦u≦0.5,Mb为Fe、Co、Mn、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si、Ge中之一种或复数种)表示之锂-锰复合氧化物,就质量比而言,以相对上述锂-镍复合氧化物90~20重量%,上述锂-锰复合氧化物为10~80重量%的方式混合而成之正极活性物质;上述负极活性物质含有锂金属、锂合金、或锂可吸藏/可脱离之材料中之至少一种以上;含有上述正极活性物质之正极合剂层的空隙率为20%~40%。18.根据申请专利范围第17项之非水电解质二次电池,其中上述正极合剂层系将混合上述正极活性物质、导电材及黏结剂之正极合剂,被覆于带状之电极集电体的双面而形成的。图式简单说明:图1系适用本发明之非水电解质二次电池的一构成例之纵断面图。