[发明专利]锂离子二次电池用正极材料及采用它的锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及高容量且高安全性的锂离子二次电池用正极材料及采 用它的锂离子二次电池。

背景技术

为了对可外接充电型混合动力汽车(Plug-in Hybrid Cars)用电 池采用锂离子二次电池，由于必需边保持高安全性，边达到成本低、 体积小、质量轻，故要求正极材料高容量且高安全性。

专利文献1提供：把具有空间群R-3m的锂·镍·钴·锰复合氧 化物与具有空间群R-3m的锂·镍·钴复合氧化物与具有空间群Fd- 3m的锂·锰复合氧化物的3种活性物质进行混合的，浮体寿命特性优 良、高安全性的正极材料。该技术中，由于容量低的锂·锰复合氧化 物含20～35重量％，故得不到作为本发明目的的可外接充电型混合动 力汽车用途所必要的高容量。

专利文献2提出：采用镍系列化合物与钴系列化合物混合的正极 材料，可提高在常温、高温的寿命、安全性。该技术中，由于把具有 不同组成的二种正极活性物质加以混合，至少一种活性物质的重量百 分率达到50％以上，因内部短路等，使电池温度上升时，正极在狭小 的温度范围内产生大的发热。该正极材料，不能提供如本发明那样的 在广阔的温度范围内引起缓慢发热的正极材料。

专利文献3中，采用在由通式LiNi_1-2Al_ZO₂(0.01≤z≤0.1)表示 的锂镍类复合氧化物粒子上被覆由通式LiNi_1-X-yCo_xMn_yO₂表示的锂过 渡金属氧化物的正极活性物质，提供既保持高容量、循环特性又良好 的正极材料。该技术中，由于把具有不同组成的二种正极活性物质加 以混合，至少一种活性物质的重量百分率达到50％以上，因内部短路 等，使电池温度上升时，正极在狭小的温度范围内引起大的发热。该 正极材料，不能提供如本发明那样的在宽广的温度范围内引起缓慢发 热的正极材料。

如上所述，在这些现有技术中，不能同时达到可外接充电型混合 动力汽车用电池所要求的高容量及高安全性。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]特开2008-117611号公报

[专利文献2]特开2005-259703号公报

[专利文献3]特开2004-127694号公报

发明内容

发明要解决的课题

为了对可外接充电型混合动力汽车用电池采用锂离子二次电池， 要求高容量且高安全性。

在锂离子二次电池中，这些特性与正极材料的性质有密切关系。

由组成式LiMO₂(M：过渡金属)表示的层状类正极材料中，为了 得到高容量，过渡金属部位的Ni含量必需增加。

然而，高Ni含量的正极材料，充电时的结构稳定性低，因正极材 料的结晶结构恶化，从结构中放出的氧与电解液反应，在较低温的一 定温度范围内，引起大的发热反应，故电池有着火等危险性。

用于解决课题的手段

本发明的具有由组成式Li_xNi_aMn_bCo_cM_dO₂(0.2≤x≤1.2，0.2≤a≤ 0.9，0.05≤b≤0.5，0.05≤c≤0.5，0≤d≤0.1，a1+b1+c1+d1＝1.0) 表示的正极活性物质的锂离子二次电池用正极材料，其特征在于，正 极活性物质由Ni含量不同的至少3种过渡金属氧化物构成。

发明效果

根据本发明，可以得到容量、安全性优良的锂离子二次电池用正 极材料，提供特性优良的锂离子二次电池。

附图说明

图1示出由单一的过渡金属氧化物构成的正极活性物质与3种以 上过渡金属氧化物构成的正极活性物质的DSC测定结果。

[符号的说明]

1由1种过渡金属氧化物构成的正极活性物质的DSC测定的发热 行为

2由3种过渡金属氧化物构成的正极活性物质的DSC测定的发热 行为

具体实施方式

下面对本发明的特征加以说明。