[发明专利]正极活性物质、其制造方法、正极及锂离子二次电池

说明书

本发明提供一种可获得即使以高电压充电循环特性也良好、且能量密度高的锂离子二次电池的正极活性物质；含有该正极活性物质的正极；以及具有该正极的锂离子二次电池。该正极活性物质在包含选自Ni、Co和Mn的至少一种过渡金属元素和Li的复合氧化物(A)的表面存在下述粒子(B)和下述含氟碳材料(C)。粒子(B)：包含选自Ti、Sn、Si、Al、Ce、Y、Zr、Co、W、V、Nb、Ta、La、Mg的至少一种金属元素的氧化物的粒子；含氟碳材料(C)：粒子状或纤维状的含氟碳材料。

技术领域

本发明涉及正极活性物质、其制造方法、含有该正极活性物质的正极、以及具有该正极的锂离子二次电池。

背景技术

作为锂离子二次电池(以下也将锂离子二次电池记作LIB)的正极所含有的正极活性物质，使用LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_0.8Co_0.2O₂、LiMnO₄等Li和过渡金属的复合氧化物。

LIB要求即使反复进行充放电循环也能维持放电容量和放电电压(以下记作循环特性)、正极的每单位体积的能量(以下记作能量密度)高。但是，现有的正极活性物质不足以应对这些要求。例如，对于使用LiCoO₂作为正极活性物质的LIB，通过以4.5V的高电压充电，可提高初始的能量密度。但是，如果以高电压充电，则循环特性下降，如果反复进行充放电循环，则放电容量和放电电压降低。其结果是，如果反复进行充放电循环，则LIB的能量密度也降得非常低。

作为可获得以高电压充电、循环特性良好的LIB的正极活性物质，提出了下述的正极活性物质。

(1)在包含选自Ni、Co和Mn的至少一种过渡金属元素和Li的复合氧化物的表面存在选自Zr、Ti和Al的至少一种金属元素的氧化物以及选自碳纳米管、石墨烯和炭黑的至少一种碳材料的正极活性物质(专利文献1)。

但是，对于使用在复合氧化物的表面存在金属氧化物和碳材料的正极活性物质的LIB，如果为了提高能量密度而提高正极中的正极活性物质的比例(例如90质量％以上)，则循环特性下降。因此，无法提高正极中的正极活性物质的比例，其结果是，无法充分提高能量密度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012-169217号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种可获得即使以高电压充电循环特性也良好、且能量密度高的LIB的正极活性物质，含有该正极活性物质的正极，以及具有该正极的LIB。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明是下述[1]～[11]。

[1]一种正极活性物质，其中，在包含选自Ni、Co和Mn的至少一种过渡金属元素和Li的复合氧化物(A)的表面存在下述粒子(B)和下述含氟碳材料(C)；

粒子(B)：包含选自Ti、Sn、Si、Al、Ce、Y、Zr、Co、W、V、Nb、Ta、La和Mg的至少一种金属元素的氧化物的粒子；

含氟碳材料(C)：粒子状或纤维状的含氟碳材料。

[2]如[1]的正极活性物质，其中，所述复合氧化物(A)以下式(I)表示；

Li_aNi_xCo_yMn_zMe_bO₂…(I)