[发明专利]电气设备

说明书

提供一种具有优异的循环耐久性的电气设备。一种电气设备，其具有：含有正极活性物质层的正极和含有分子内具有S＝O键的化合物的电解质，所述正极活性物质层含有锂镍系复合氧化物和尖晶石结晶系锂锰复合氧化物，前述正极活性物质层的前述锂镍系复合氧化物的含有比率相对于前述锂镍系复合氧化物和前述尖晶石结晶系锂锰复合氧化物的总质量为50质量％以上，前述电解质中，前述分子内具有S＝O键的化合物的浓度为0.4～2.0质量％。

技术领域

本发明涉及电气设备。

背景技术

目前，用于手机等便携设备的、以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池等电气设备已经商品化。非水电解质二次电池等电气设备通常具有正极和负极隔着电解质层连接的构成，所述正极将正极活性物质等涂布于集电体而成，所述负极将负极活性物质等涂布于集电体而成，所述电解质层在隔膜中保持有非水电解液或非水电解质凝胶而成。并且，锂离子等离子在电极活性物质中进行吸存·释放，由此发生电池的充放电反应。

但是，近年来，为了应对全球变暖，要求减小二氧化碳量。因此，环境负荷小的非水电解质二次电池等电气设备不仅用于便携设备等，还逐渐被用于混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)和燃料电池汽车等电动车辆的电源装置。

其中，旨在用于电动车辆的非水电解质二次电池要求高输出和高容量。作为电动车辆用的非水电解质二次电池的正极中使用的正极活性物质，例如LiCoO₂等作为层状结晶结构的复合氧化物的锂钴系复合氧化物可以得到4V级的高电压，且具有高的能量密度，因此已经广泛实用化。但是，作为其原料的钴在资源方面贫乏且昂贵，因此考虑到在今后需求可能会大幅增加，在原料供应方面存在担心。此外，也存在钴的原料价格上涨的可能性。因此，期望开发出钴的含有比率少的复合氧化物。

尖晶石系锂锰复合氧化物(LiMn₂O₄)廉价且安全性高，在与λ-MnO₂的组成之间作为4V级的正极材料发挥作用。尖晶石系锂锰复合氧化物具有与LiCoO₂等所具有的层状结晶结构不同的3维主结构(three-dimensional host structure)，因此，理论容量几乎都能使用，可以期待循环耐久性优异的效果。

但是已经确认，实际使用尖晶石系锂锰复合氧化物作为正极材料的锂离子二次电池的体积能量密度比LiCoO₂小，无法避免反复充放电导致的容量逐渐降低、即容量劣化。因此，尖晶石系锂锰复合氧化物由于体积能量密度小、且循环耐久性低，实用化方面存在较大问题。

作为解决这种尖晶石系锂锰复合氧化物的单位体积的容量小和低循环耐久性的课题的技术，提出了使用尖晶石系锂锰复合氧化物和其它复合氧化物的混合物的技术。例如，国际公开第2005/124898号中公开了一种技术，其使用了在特定平均粒径的压缩破坏强度大的锂锰系复合氧化物中进一步添加特定平均粒径的压缩破坏强度小的锂镍锰系复合氧化物而成的正极活性物质层。其中公开了：使用Li_1.05Mn_1.97Al_0.03O₂等作为锂锰系复合氧化物，使用作为锂镍锰钴复合氧化物的Li_1.05Ni_3/7Co_1/7Mn_3/7O₂等来作为锂镍锰系复合氧化物。据称，通过采取这样的构成，可以提供单位质量和/或单位体积的容量、循环耐久性、大电流放电特性和稳定性优异的锂二次电池用正极活性物质粉末。在国际公开第2005/124898号中，推测该效果是通过锂镍锰系复合氧化物本身的循环耐久性和容量特性、以及由锂镍锰系复合氧化物带来的抑制Mn从锂锰系复合氧化物溶出的效果而得到的。

发明内容