[发明专利]正极活性物质及其制造方法、以及非水电解质二次电池

说明书

本发明提供一种非水电解质二次电池，其具备包含层状锂复合氧化物的正极活性物质作为正极。该非水电解质二次电池在规定条件下进行充放电时，该正极活性物质在第5次循环放电中的电压V和以电压V对电池容量Q进行微分的值dQ/dV的曲线图中，由大于3.9V小于等于4.4V的峰顶点的dQ/dV绝对值|Ia|、大于3.5V小于等于3.9V的峰顶点的dQ/dV绝对值|Ib|、以及大于等于2.0V小于等于3.5V的峰顶点的dQ/dV绝对值|Ic|求出的峰强比r＝|Ic|/(|Ia|+|Ib|+|Ic|)满足0r≤0.25。

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池用正极活性物质及其制造方法、以及非水电解质二次电池。

背景技术

近年来，AV设备、个人计算机等电子设备的便携化、无线化急速发展，作为这些设备的驱动电源，对小型、轻量且具有高能量密度的二次电池的要求提高。另外，近年来出于对地球环境的考虑，已实现电动汽车、混合动力汽车的开发和实用化，对于大型用途中贮存性能优异的锂离子二次电池的要求提高。在此情况下，具有充放电容量大这一优点的锂离子二次电池受到关注。

以往，作为可用于具有4V级电压的高能量型锂离子二次电池的正极活性物质，通常已知尖晶石型结构的LiMn₂O₄、锯齿形层状结构(zigzag layered structure)的LiMnO₂、层状岩盐型结构的LiCoO₂、LiNiO₂等。其中，使用了LiNiO₂的锂离子二次电池作为具有高充放电容量的电池而受到关注。但是，由于这种材料在充电时热稳定性和循环性能差，因此需要进一步改善性能。

另外，应进一步高容量化的要求，已经发现含有更高容量的Li₂MnO₃的正极活性物质表现出较高的放电容量。

此外，除了充放电效率以外还着眼于施加高负载电流时的放电容量，提出了含有Li、Ni、Co、以及Mn，具有过量的锂相，包含特定组成的复合氧化物的正极活性物质；除了平均电压和比容量以外还着眼于反复充放电时的放电容量，提出了包含富锂和富锰的锂金属氧化物的正极活性物质(专利文献1、2)。但是，这些正极活性物质不能充分满足近年来对锂离子二次电池所要求的能量密度，而且也不能充分满足循环性能和倍率性能(rateproperty)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-116162号公报

专利文献2：日本特表2013-503450号公报

非专利文献

非专利文献1：Composite‘Layered-Layered-Spinel’Cathode Structures forLithium-Ion Batteries.M.M.Thackeray et al.,J.Electrochem.Soc.,160(2013)A31-A38.

发明内容

发明所要解决的问题

当前，迫切需要反复充放电时电压降小、能量密度高的非水电解质二次电池及其正极活性物质，以及循环性能和倍率性能优异、并且能量密度高的非水电解质二次电池及其正极活性物质，但是尚未获得满足充分必要要求的材料。

特别是，在电动汽车等中，非常需要轻量且大容量的二次电池。

基于此，本发明的目的在于提供反复充放电时的电压降小、并且能量密度高的非水电解质二次电池用正极活性物质、其制造方法以及具备含有该正极活性物质的正极的非水电解质二次电池。

另外，本发明的目的还在于，提供循环性能和倍率性能优异、并且能量密度高的非水电解质二次电池用正极活性物质、以及具备含有该正极活性物质的正极的非水电解质二次电池。