[发明专利]锂二次电池用正极活性物质、其制造方法、锂二次电池用电极、锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池用正极活性物质、其制造方法、含有该正极活性物质的锂二次电池用电极、具备该电极的锂二次电池。 

背景技术

现在，以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池、特别是锂二次电池被广泛搭载于移动用终端等。这些非水电解质二次电池主要使用LiCoO₂作为正极活性物质。但是，LiCoO₂的放电容量为120～130mAh/g左右。 

此外，作为锂二次电池用正极活性物质材料，已知LiCoO₂和其他化合物的固溶体。具有α-NaFeO₂型晶体结构且作为LiCoO₂、LiNiO₂和LiMnO₂这三种成分的固溶体的Li[Co_1-2xNi_xMn_x]O₂(0＜x≤1/2)在2001年已发表。作为上述固溶体的一例，LiNi_1/2Mn_1/2O₂、LiCo_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂具有150～180mAh/g的放电容量，在充放电循环性能方面也优异。 

相对于上述的所谓“LiMeO₂型”活性物质，已知锂(Li)相对于过渡金属(Me)的组成比率(Li/Me)大于1、例如Li/Me为1.25～1.6的所谓“锂过量型”活性物质(例如，参照专利文献1～4)。这样的材料可表示为Li_1+αMe_1-αO₂(α＞0)。在此，如果将锂(Li)相对于过渡金属(Me)的比率的组成比率(Li/Me)设为β，则β＝(1+α)/(1-α)，因此，例如在Li/Me为1.5时，α＝0.2。 

专利文献1及2中记载了通式xLiMO₂·(1-x)Li₂M′O₃(0＜x＜1)的锂二次电池用活性物质，还记载了使M为选自Mn、Co及Ni中的一种以上、并使M′为Mn的方案，并示出了如下内容：该富集了Li的活性物质的晶体结构稳定，通过使用该活性物质从而可以得到放电容量大的锂二次电池。 

专利文献3中记载有“一种锂电池，其特征在于，具有含有如下的复合氧化物的正极活性物质，所述复合氧化物在将选自周期律表的7A族及8A族中的至少一种过渡金属作为Me、将与Me不同的过渡金属设为Mt、将选自Mt、Na、K、Rb、Cs、Al、Ga、In、Tl、B、Mg、Ca、Sr、Ba及Pb中的至少一种元素设为A时，具有Li_XMe_YA_(1-Y)O_(1+X)(其中，1.3≤X≤2.5、0.5≤Y≤0.999)所表示的组成，且具有六方晶的晶体结构。”，并示出了如下内容：该富集了Li的正极活性物质的晶体结构稳定化，通过该正极活性物质从而可以得到能量密度大的锂电池，此外，作为实施例而示出了x为1.3、Me为Mn、A为Co的正极活性物质。