[发明专利]正极活性物质、正极材料、正极及非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及正极活性物质、正极材料、正极及非水电解质二次电池。

背景技术

现在，面向手机等移动设备而利用的、以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池正在被商品化。非水电解质二次电池通常具有如下结构：将正极活性物质等涂布于集电体而成的正极、与将负极活性物质等涂布于集电体而成的负极夹着在隔膜中保持非水电解液或者非水电解质凝胶而成的电解质层而被连接。而且，通过锂离子等离子向电极活性物质中吸藏/释放，从而发生电池的充放电反应。

但是，近年来，为了应对全球变暖，要求降低二氧化碳量。因此，环境负荷小的非水电解质二次电池不仅用于移动设备等，也逐渐用于混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)、及燃料电池汽车等电动车辆的电源装置。

指向适用于电动车辆的非水电解质二次电池被要求为高功率及高容量。作为电动车辆用的非水电解质二次电池的正极所使用的正极活性物质，作为层状复合氧化物的锂钴复合氧化物能够得到4V级的高电压，并且具有高能量密度，因此已经被广泛实用化。但是，由于作为其原料的钴的资源匮乏且昂贵，因此考虑到今后也可能大幅扩大需求，在原料供给方面不稳定。另外，钴的原料价格也可能急剧上涨。因此，期望钴的含有比率少的复合氧化物。

锂镍复合氧化物与锂钴复合氧化物同样具有层状结构，与锂钴复合氧化物相比更廉价，另外，在理论放电容量方面也可与锂钴复合氧化物匹敌。从这样的观点出发，锂镍复合氧化物作为能够构成实用的大容量的电池的物质而受到期待。

在将锂镍复合氧化物那样的含有锂和镍的复合氧化物(以下也简称为“锂镍系复合氧化物”)用于正极活性物质的锂离子二次电池中，通过锂离子向该复合氧化物中脱嵌/嵌入，从而进行充电/放电。此时，伴随锂离子的脱嵌/嵌入，该复合氧化物发生收缩-膨胀，因此，存在下述问题：由于晶体结构的崩坏等原因，随着重复充放电循环，产生较大的容量下降，长期使用电池时的容量下降变得显著。

鉴于上述这样的问题，例如，日本特开2001-85006号公报中提出了以下技术：为了提高放电容量及循环特性，在锂镍复合氧化物中，构成二次颗粒的一次颗粒由比较大的颗粒构成。

发明内容

然而，在专利文献1所记载的技术中，循环特性的提高也不充分。

因此，本发明的目的在于提供在非水电解质二次电池中能够抑制长期使用时的容量下降、提高循环特性的手段。

本发明人等进行了反复深入研究。结果发现：通过使作为非水电解质二次电池用正极活性物质的含有锂和镍的复合氧化物为一次颗粒聚集而形成的二次颗粒的结构，并且将该一次颗粒的平均粒径的值控制为特定的范围，且该一次颗粒的平均粒径和该一次颗粒的平均粒径的标准偏差满足规定的关系，从而能够解决上述课题，完成了本发明。

即，根据本发明的一个方式，提供一种包含含有锂和镍的复合氧化物的非水电解质二次电池用正极活性物质。该正极活性物质具有以下特征：其具有一次颗粒聚集而形成的二次颗粒的结构，该一次颗粒的平均粒径(D1)为0.9μm以下，该一次颗粒的平均粒径(D1)与该一次颗粒的平均粒径(D1)的标准偏差(σ)满足D/σ²≥24的关系。

附图说明

图1A为示出核-壳型正极材料的一个实施方式的截面示意图。

图1B为示出核-壳型正极材料的另一个实施方式的截面示意图。

图2为示出作为非水电解质锂离子二次电池的一个实施方式的、扁平型(层叠型)的非双极型的非水电解质锂离子二次电池的基本结构的截面示意图。

图3为表示作为二次电池的代表性实施方式的扁平的锂离子二次电池的外观的立体图。

具体实施方式