[发明专利]正极活性物质、电器件用正极及电器件

说明书

技术领域

本发明涉及正极活性物质、电器件用正极及电器件。

更详细而言，本发明的电器件适合作为例如电动汽车、燃料电池汽车、混合动力电动汽车等车辆用的电器件使用。另外，本发明的正极活性物质通常用于作为电器件的锂离子二次电池或锂离子电容器的正极活性物质。

背景技术

近年来，为了应对大气污染及地球温暖化，迫切希望降低二氧化碳排放量。在汽车业界，日益期待通过导入电动汽车(EV)或混合动力电动汽车(HEV)等来实现降低二氧化碳排放量，而且对于使这些成为实用化的关键的电动机驱动用二次电池等电器件的开发正在展开。

作为电动机驱动用二次电池，备受注目的是具有较高的理论能量的锂离子二次电池，现在正在快速地进行开发。锂离子二次电池通常具有将正极、负极和位于二者之间的电解质收纳于电池外壳中的结构，所述正极是将含有正极活性物质的正极用浆液涂布于集电体表面而形成的，所述负极是将含有负极活性物质的负极用浆液涂布于负极集电体表面而形成的。

为了提高锂离子二次电池的容量特性、输出特性等，各活性物质的选定是极其重要的。

目前，提出了一种锂离子电池用负极组合物，其具有式(a)Li_y[M¹_(1-b)Mn_b]O₂或(b)Li_x[M¹_(1-b)Mn_b]O_1.5+c(式中，0≤y＜1，0＜b＜1及0＜c＜0.5，而且，M¹表示1种以上的金属元素。其中，在(a)的情况下，M¹为铬以外的金属元素)，该组合物为单一相的形态，该单一相的形态具有在装入锂离子电池且使用30mA/g的放电电流，并以30℃及130mAh/g的最终容量进行100次完全充放电循环的循环动作时，不会引起向尖晶石晶体结构的相转移的O3晶体结构(参照专利文献1)。

但是，在本发明人等的研究中，即使是使用上述专利文献1所记载的锂离子电池用负极组合物的锂离子电池，也存在放电容量、放电工作电压及初始速率特性不充分的问题。

本发明是鉴于这种现有技术具有的课题而研发的。而且，本发明的目的在于，提供一种可以维持较高的放电容量，且优异的放电工作电压及初始速率特性的正极活性物质、电器件用正极及电器件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2004-538610号公报

发明内容

本发明人等为了实现所述目的，反复进行了深入的研究。其结果发现，通过采用含有以特定组成式表示的含有固溶体锂的过渡金属氧化物A和含锂的过渡金属氧化物B的结构，可以实现所述目的，并最终完成本发明。

即，本发明的正极活性物质包含：含固溶体锂的过渡金属氧化物A和含锂的过渡金属氧化物B。

而且，本发明的正极活性物质中的含固溶体锂的过渡金属氧化物A由组成式(1)

Li_1.5[Ni_aCo_bMn_c[Li]_d]O₃…(1)

(式(1)中，Li表示锂，Ni表示镍，Co表示钴，Mn表示锰，O表示氧，a、b、c及d满足0.2≤a≤0.7、0＜b＜0.7、0＜c＜1.15、0.15≤d≤0.4、a+b+c+d＝1.5、1.1≤a+b+c≤1.35、0＜b/a＜1的关系)表示。

另外，本发明的正极活性物质中的含锂的过渡金属氧化物B由组成式(2)

Li_1.0Ni_a'Co_b'Mn_c'O₂…(2)

(式(2)中，Li表示锂，Ni表示镍，Co表示钴，Mn表示锰，O表示氧，a’、b’及c’满足0＜a’＜1.0、0＜b’＜1.0、0＜c’＜1.0、a’+b’+c’＝1.0的关系)表示。

本发明还提供一种电器件用正极，含有所述本发明的正极活性物质。

本发明还提供一种电器件，具有所述本发明的电器件用正极。

根据本发明，能够提供一种可以维持较高的放电容量，且实现优异的放电工作电压及初始速率特性的正极活性物质、电器件用正极及电器件。

附图说明

图1是说明尖晶石结构变化比例的定义的曲线图；