[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池。

背景技术

近年来，移动电话、笔记本电脑、PDA等移动机器的小型化·轻量化在显著进步，另外伴随着多功能化的电力消耗也在增加。因此，对作为这些的电源来使用的非水电解质二次电池的轻量化和高容量化的要求也在提高。另外，近年来，为了解决来自车辆的尾气带来的环境问题，正在开发并用汽车的汽油发动机和电力发动机的混合动力型电动汽车。

作为上述混合动力型电动汽车的电源，通常广泛使用镍-氢蓄电池，但作为更高容量且高输出功率的电源，正在研究利用非水电解质二次电池。

此处，在如上所述的非水电解质二次电池中，作为其正极的正极活性物质主要使用钴酸锂（LiCoO₂）等以钴为主要成分的含锂过渡金属氧化物。然而，上述正极活性物质中所使用的钴为稀少资源，存在成本高、同时难以稳定地供给等问题。

尤其在作为混合动力型电动汽车等的电源使用时，由于使用多个非水电解质二次电池，非常大量的钴变得必要，存在作为电源的成本昂贵的问题。

为此，近年来，作为可廉价且稳定供给的正极活性物质，进行了以镍、锰为主要原料来代替钴的正极活性物质的研究。例如，具有层状结构的镍酸锂（LiNiO₂）有望作为可得到大放电容量的材料，但有如下缺点：热稳定性差、安全性差且过电压大。另外，具有尖晶石型结构的锰酸锂（LiMn₂O₄）具有资源丰富且廉价的优点，但有如下缺点：能量密度小，并且高温环境下锰容易从非水电解液中溶出。

因此，过渡金属的主要成分由镍和锰2种元素构成的具有层状结构的含锂过渡金属氧化物受到瞩目，但存在负荷特性、循环特性的问题，提出了下述（1）～（3）所示的方案。

（1）提出了将正极活性物质颗粒中的初级颗粒的长宽比控制为1～1.8的方案（参照专利文献1）。

（2）提出了二次颗粒的中值粒径A和平均直径（平均一次粒径B）之比A/B处于8～100的范围，在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中，控制为0.01°≤FWHM（110）≤0.5°的方案（参照专利文献2）。

（3）提出了在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中，控制为0.05°≤FWHM（003）≤0.2°的方案（参照专利文献3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-251716号公报

专利文献2：日本特开2009-81130号公报

专利文献3：WO2002/086993号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述（1）～（3）中记载的方案存在如下所示的问题。即，如（1）中记载的方案，仅控制初级颗粒的长宽比，并不一定能使循环特性提高。另外，如（2）中记载的方案，仅控制二次颗粒的中值粒径A和平均直径（平均一次粒径B）之比A/B以及FWHM110，并不一定能使循环特性提高，进而，如（3）中记载的方案，仅规定FWHM003，并不一定能使循环特性提高。而且，如（1）记载的方案，将初级颗粒的长宽比控制为1～1.8时，由于长宽比过小，即使控制其它的技术特征[FWHM110的值等]，也不能充分缓和膨胀收缩的应力。因此，不能抑制二次颗粒内部的电子传导降低，不能使循环特性提高。

用于解决问题的方案

本发明的特征在于，具备包含正极活性物质的正极、包含负极活性物质的负极和非水系溶剂中溶解有溶质的非水电解液，上述正极活性物质包含初级颗粒聚集成的二次颗粒，上述初级颗粒的长宽比为2.0以上且10.0以下，且在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中衍射角2θ为64.5°±1.0°的范围存在的110衍射峰的半值宽度设为FWHM110时，0.10°≤FWHM110≤0.30°。

发明的效果

本发明可以获得使循环特性提高这样的优异效果。

附图说明

图1为初级颗粒聚集形成二次颗粒的结构的正极活性物质的示意图。

图2为初级颗粒的示意图。

图3为电池A1使用的正极活性物质中2θ=18.5°附近的X射线衍射图。

图4为电池A1使用的正极活性物质中2θ=65.0°附近的X射线衍射图。

图5为用于求得依存于装置的半值宽度的图。