[发明专利]活性物质、含该活性物质的电极、具有该电极的锂二次电池以及活性物质的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性物质、含该活性物质的电极、具有该电极的锂二次电池、以及活性物质的制备方法。

背景技术

在磷酸类正极材料中，LiVOPO₄作为一种能够实现4V充放电电压的化合物为大家所熟知。但是，即使是采用了LiVOPO₄的锂二次电池，也不能获得足够的可逆容量和倍率性能。上述的正极材料在下述专利文献1、2及下述非专利文献1~4中都有公开。众所周知，在结构式为LiVOPO₄的结晶中，锂离子能够可逆地嵌入脱嵌。据专利文献1所述，与α型晶体结构（三斜晶）的LiVOPO₄相比，β型晶体结构的LiVOPO₄的非水电解质二次电池的放电容量更大。

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004-303527号公报

专利文献2：日本专利特开2003-68304号公报

非专利文献

非专利文献1：J.Solid State Chem.,95,352(1991)

非专利文献2：N.Dupre et al.,Solid State Ionics,140pp.209-221(2001)

非专利文献3：N.Dupre et al.,J.Power Sources,97-98,pp.532-534(2001)

非专利文献4：J.Baker et al.,J.Electrochem.Soc.,151,A796(2004)

发明内容

发明要解决的问题

但是，含有现有方法制得的β型晶体结构的LiVOPO₄的活性物质，并不能获得足够的放电容量。

本发明的目的在于提供一种能够得到足够放电容量的活性物质、含有该活性物质的电极、具有该电极的锂二次电池、以及活性物质的制备方法。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的发明者们通过深入研究，发现通过控制水热合成的升温速度，使其在开始时快速，然后减慢升温速度，即可得到混有不同形状的两种β型晶体结构的微小粒子的活性物质，该活性物质的放电容量变得足够高。

本发明所述的活性物质的制备方法，包括以下升温工序：将含有锂源、钒源、磷酸源、水、还原剂的混合物，以升温速度T1，由25℃升温至110℃，然后，再以升温速度T2，由110℃升温至200℃以上的规定温度；其中，T1>T2，T1=0.5~10℃/min，T2=0.1~2.2℃/min。

本发明所述的活性物质含有长径比为1~0.7、平均粒径为0.4~1μm的β型LiVOPO₄粒子和长径比为0.3以下、长轴平均粒径为0.2~0.9μm的β型LiVOPO₄粒子。

这样的活性物质由上述活性物质的制备方法制得，放电容量高。

本发明所述的电极具有集电体和含有上述活性物质并设于所述集电体上的活性物质层。

本发明所述的活性物质为具有上述电极的锂二次电池。

这里，本发明的活性物质的制备方法优选为还包括焙烧由上述工序制得的β型晶体结构的LiVOPO₄的工序。

发明的效果

本发明能够提供一种可获得足够放电容量的活性物质、含该活性物质的电极、具有该电极的锂二次电池、以及活性物质的制备方法。

附图说明

图1为由实施例1得到的活性物质的电子显微镜照片

图2为本实施方式的锂离子二次电池截面示意图。

图3为示出实施例1的升温过程的图

附图标记说明

30…活性物质

10…正极（电极）

12…集电体

14…活性物质层

100…锂离子二次电池

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明恰当的实施方式。以下说明中对于相同或相当的部分以同一符号表示，省略重复说明。另外，附图尺寸比例并不限于图示的比例。

<活性物质>