[发明专利]正极活性物质材料、正极活性物质层、全固体电池以及正极活性物质材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够降低与固体电解质材料的初期界面电阻的正极活性物质材料。

背景技术

随着近年来的个人电脑、摄像机以及手机等信息关联设备和通信设备等的快速普及，作为其电源利用的电池的开发受到重视。另外，在汽车产业领域等中，正在进行电动汽车用或混合动力汽车用的高输出并且高容量的电池的开发。目前，在各种电池中，从能量密度高的观点出发，锂电池受到瞩目。

目前市售的锂电池使用以可燃性的有机溶剂作为溶剂的电解液，因此，需要安装抑制短路时的温度上升的安全装置并在用于防止短路的结构和材料方面进行改善。相对于此，将电解液变更为固体电解质层、使电池全固体化的锂电池，在电池内没有使用可燃性的有机溶剂，因此，实现了安全装置的简化，可以认为制造成本和生产率优良。

在这样的全固体电池的领域中，一直以来，着眼于正极活性物质以及固体电解质材料的界面，进行了试图提高全固体电池的性能的尝试。已知例如：通过用LiNbO₃包覆正极活性物质的表面，使正极活性物质以及固体电解质材料的界面电阻降低。但是，用LiNbO₃包覆正极活性物质的表面时，在初期阶段，虽然能够使正极活性物质以及固体电解质材料的界面电阻降低，但具有界面电阻经时增加的问题。相对于此，例如，在专利文献1中公开了使用利用由含有聚阴离子结构的化合物构成的反应抑制部包覆表面的正极活性物质的全固体电池。其中，通过将正极活性物质的表面用具有电化学稳定性高的聚阴离子结构部的化合物包覆，可抑制正极活性物质以及固体电解质材料的界面电阻的经时增加，实现了电池的高耐久化。另一方面，在非专利文献1中公开了使用利用Li₃PO₄包覆表面的LiCoO₂(正极活性物质)的聚合物电池。其中，通过用Li₃PO₄包覆LiCoO₂的表面，可抑制在LiCoO₂与高分子固体电解质的界面引起的高分子固体电解质的氧化分解，实现了电池的高输出、高容量化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-135090号公报

非专利文献

非专利文献1：Yo Kobayashi et al.,“Development of high-voltage and high-capacity all-solid-state lithium secondary batteries”,Journal of Power Sources146(2005)719-722

发明内容

发明所要解决的问题

如专利文献1的实施例所述，通过在LiCoO₂的表面上形成由Li₃PO₄-Li₄SiO₄构成的反应抑制部，能够抑制正极活性物质以及固体电解质材料的界面电阻的经时增加，但具有初期界面电阻高的问题。本发明是鉴于上述问题进行的，其目的在于提供能够降低与固体电解质材料的初期界面电阻的正极活性物质材料。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明中，提供一种正极活性物质材料，其特征在于，具有：显示强碱性的正极活性物质、和以包覆上述正极活性物质的表面的方式形成且具备显示酸性的聚阴离子结构部的涂层。

根据本发明，通过以包覆强碱性的正极活性物质的表面的方式形成具备显示酸性的聚阴离子结构部的涂层，正极活性物质与涂层的极性(酸碱性)不同，因此，在两者的界面的亲和性提高，能够降低界面电阻。由此，能够降低正极活性物质与固体电解质材料的初期界面电阻。另外，具备电化学稳定性高的聚阴离子结构部的涂层以包覆正极活性物质的方式形成，因此，能够抑制涂层与正极活性物质和固体电解质材料的反应，从而能够抑制正极活性物质与固体电解质材料的界面电阻的经时增加。

上述发明中，上述正极活性物质优选为氧化物正极活性物质。这是由于，能够形成能量密度高的正极活性物质材料。

上述发明中，上述正极活性物质优选以由通式LiNi_xCo_yMn_zO₂(x+y+z＝1，y≠1，z≠1)表示的化合物作为主要成分。