[发明专利]非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池

说明书

本发明提供在非水系电解质二次电池的正极中使用的情况下获得高容量和高输出、显示优异的循环特性的非水系电解质二次电池用正极活性物质。非水系电解质二次电池用正极活性物质，其特征在于，该非水系电解质二次电池用正极活性物质由通式(1)：Li_aNi_1‑x‑yCo_xM_yW_zO_2+α(其中，0≤x≤0.35，0≤y≤0.35，0.0008≤z≤0.030，0.97≤a≤1.25，0≤α≤0.20，M为选自Mn、V、Mg、Mo、Nb、Ti和Al中的至少1种元素)表示，由包含一次粒子和一次粒子凝聚形成的二次粒子的Li金属复合氧化物构成，在Li金属复合氧化物的一次粒子的表面形成含有Li和W的化合物，就该化合物中含有的W量而言，相对于正极活性物质中所含的Ni、Co和M的原子数的合计，W的原子数为0.08～0.30原子％。

技术领域

本发明涉及非水系电解质二次电池用正极活性物质和使用了该正极活性物质的非水系电解质二次电池。

背景技术

近年来，随着移动电话和笔记本型个人电脑等便携电子设备的普及，强烈希望开发具有高能量密度的小型、轻量的非水系电解质二次电池。另外，作为以混合动力汽车为首的电动汽车用的电池，强烈地希望开发高输出的二次电池。

作为满足这样的要求的二次电池，提出了锂离子二次电池，该锂离子二次电池由负极和正极和电解液等构成，负极和正极的活性物质使用了可将锂脱离和插入的材料。

这样的锂离子二次电池现正在积极地进行研究、开发，其中，将层状或尖晶石型的锂金属复合氧化物用于正极材料的锂离子二次电池由于可得到4V级的高电压，因此作为具有高能量密度的电池，在推进实用化。

作为目前为止主要提出的材料，可举出合成比较容易的锂钴复合氧化物(LiCoO₂)、使用了价格比钴低的镍的锂镍复合氧化物(LiNiO₂)、锂镍钴锰复合氧化物(LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂)、使用了锰的锂锰复合氧化物(LiMn₂O₄)等。

其中锂镍复合氧化物和锂镍钴锰复合氧化物作为循环特性良好、低电阻、且获得高输出的材料受到关注，近年来高输出化所必需的低电阻化受到了重视。

作为实现其低电阻化的方法，认为采用了异种元素的添加，尤其W、Mo、Nb、Ta、Re等能取得高价数的过渡金属是有用的。

例如，专利文献1中提出了非水电解质二次电池用正极活性物质，其是至少具有层状结构的锂过渡金属复合氧化物的非水电解质二次电池用正极活性物质，该锂过渡金属复合氧化物以包含一次粒子和作为其凝聚体(聚集体)的二次粒子的一者或两者的粒子的形态存在，在该粒子的至少表面具有具备选自钼、钒、钨、硼和氟中的至少1种的化合物。

记载了由此得到即使在更为严格的使用环境下也具有优异的电池特性的非水电解质二次电池用正极活性物质，特别是记载了通过在粒子的表面具有具备选自钼、钒、钨、硼和氟中的至少1种的化合物，初期特性提高而不损害热稳定性、负荷特性和输出特性的提高。

但是，记载了选自钼、钒、钨、硼和氟中的至少1种添加元素产生的效果在于初期特性、即初期放电容量和初期效率的提高，并没有提及输出特性。另外，根据所公开的制造方法，由于将添加元素与和锂化合物同时地进行了热处理的氢氧化物混合进行烧成，因此存在着添加元素的一部分与层状配置的镍置换而招致电池特性的降低的问题。

另外，在专利文献2中提出了一种正极活性物质，其通过使钨酸化合物被覆于以镍酸锂为主体的复合氧化物粒子、进行了加热处理而成，碳酸离子的含量为0.15重量％以下。