[发明专利]正极活性物质的制造方法、正极以及蓄电设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种正极活性物质的制造方法、正极以及蓄电设备，特别地，涉及一种以LiVPO₄F作为主要成分的正极活性物质的制造方法、利用该制造方法制造的正极、以及使用该正极制造的蓄电设备。

背景技术

近年来，在汽车或移动型信息通信相关设备等多方面领域，使用锂离子二次电池等锂离子蓄电设备。在该锂离子蓄电设备中，作为正极活性物质中使用的材料，使用具有LiVPO₄F型的结晶构造的组成物。

在专利文献1中，公开了制造LiVPO₄F方法的一个例子。特别地，在该专利文献1中公开了LiVPO₄F的合成方法，即，在第1阶段合成作为LiVPO₄F的前驱体的VPO₄，在第2阶段使用已合成的VPO₄和LiF合成活性物质LiVPO₄F。在该方法中，公开了一种碳热法,即，第1阶段以及第2阶段分别按照以下的式I以及式II，向原料物质V₂O₅和NH₄H₂PO₄中添加碳然后进行烧结，将产生的VPO₄再次进行烧结然后得到LiVPO₄F。

式I：

0.5V₂O₅＋NH₄H₂PO₄＋C→VPO₄＋NH₃＋1.5H₂O＋CO

式II：

LiF＋VPO₄→LiVPO₄F

并且，在非专利文献1～3公开了一种按照下述的式III以及式IV将原料物质制造成LiVPO₄F的制造方法。

式III：

V₂O₅＋2（NH₄）₂HPO₄＋xC→2VPO₄／｛（x－2）}／2}C＋4NH₃＋3H₂O＋2CO

式IV：

LiF＋VPO₄／｛（x－2）}／2}C→LiVPO₄F／｛（x－2）}／2}C

在上述的非专利文献中的第1阶段的反应式中，碳C的系数部分的x的意思是，添加的碳相对于V₂O₅的摩尔比。该碳的添加量x是比2大的值。即，相对于1摩尔的原料V₂O₅添加大于2摩尔的碳。

专利文献1：日本特开2009-18989号公报

非专利文献1：Journal of Power Sources 146(2005)516-520

非专利文献2：Journal of The Electrochemical Society 151(10)A1670-A1677(2004)

非专利文献3：Electrochimica Acta 56(2011)1344-1351

发明内容

在专利文献1的第1阶段中，如根据反应式所理解，在理论上通过相对于0.5摩尔的V₂O₅而添加1摩尔的碳，该反应可以成立。但是，参照专利文献1的实施例2等发现，实际上，相对于0.5摩尔的V₂O₅而添加1.1摩尔的碳。另外，在非专科文献中，也是相对于1摩尔的V₂O₅而添加大于2摩尔的碳。这是因为，虽然LiVPO₄F具有高容量，但也具有高电阻，为了实现蓄电设备的功能，必须减小该电阻。另外，电阻也与放电维持率存在相关关系，一般来说，减小电阻可以提高放电维持率。

因此，从还原V₂O₅的观点来看，理论上碳的添加量相对于V₂O₅是2倍摩尔比即可，但是为了提高作为活性物质的LiVPO₄F的导电性，还要添加多余的碳。