[发明专利]正极材料和使用该正极材料的二次电池

说明书

通过本发明的一方案，提供一种含有正极活性物质和具有钙钛矿型晶体结构的电介质材料的正极材料。该正极材料在由使用CuKα射线的X射线衍射测定得到的X射线衍射图(纵轴：衍射强度、横轴：衍射角度2θ(rad))中，来自于电介质材料的峰之中强度最大的最强线处于2θ＝31～32°的范围，并且上述最强线的半值宽x满足下式：0.22≤x≤0.33。

技术领域

本发明涉及正极材料和使用该正极材料的二次电池。

背景技术

例如日本专利申请公开2011-210694号公报中公开了在正极活性物质的表面使相对介电常数高的强电介质(例如钛酸钡)烧结而成的正极材料、以及使用该正极材料的锂二次电池。日本专利申请公开2011-210694号公报所公开的锂二次电池中，由于正极与负极的电位差，与强电介质的非水电解液接触的面为正介电，与正极活性物质的界面为负介电。因此，根据日本专利申请公开2011-210694号公报，非水电解液中的锂离子被正极活性物质吸引，即使在低温环境下也能够顺畅地进行界面反应。另外，虽然不是相关技术领域，但日本专利申请公开2013-155071号公报中公开了电介质材料及其制造方法。

发明内容

但是，根据本发明人的研究，在将日本专利申请公开2011-210694号公报的技术应用于例如用作汽车等车辆所搭载的车辆驱动用电源的二次电池中的情况下，确认到尚存在改善的余地。即，用作车辆驱动用电源的二次电池中，实行在短时间以大电流进行放电的所谓高速率放电。如果考虑这样的使用方式，则日本专利申请公开2011-210694号公报的技术中尚存在改善的余地。

本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种能够制作高速率特性优异的二次电池的正极材料。相关的另一目的在于提供一种高速率特性优异的二次电池。

根据在此公开的技术的一方案，提供一种正极材料，其含有正极活性物质和配置于上述正极活性物质的表面的电介质材料，所述电介质材料具有钙钛矿型晶体结构。上述正极材料在由使用CuKα射线的X射线衍射测定得到的X射线衍射图(纵轴：衍射强度、横轴：衍射角度2θ(rad))中，来自于上述电介质材料的峰之中强度最大的最强线处于2θ＝31～32°的范围，并且，上述最强线的半值宽x满足下式：0.22≤x≤0.33。

具有上述最强线的正极材料在施加电压时，引起局部介电常数的增加。由此，与电解质的亲和性提高。结果，通过使用该正极材料，正极的反应活性提高，能够合适地实现高速率特性优异的二次电池。即，能够降低正极的电阻，提高高速率输出特性。另外，在反复进行高速率充放电后也能够维持优异的输出特性。

在此公开的正极材料的一优选方案中，上述电介质材料是包含Sr、Ba、La中的至少一种元素和Ti元素的化合物。由此，能够以更高水平发挥电介质材料的添加效果，能够更好地提高高速率特性。

在此公开的正极材料的一优选方案中，上述电介质材料具有ABO_3-δ型晶体结构(其中，δ是氧缺位值)，并且，A位点的元素相对于B位点的元素的摩尔比为0.920以上且0.993以下。通过将A位点的元素相对于B位点的元素的摩尔比设为上述范围，能够更好地提高局部介电常数的增加。因此，能够以更高水平发挥电介质材料的添加效果，能够更好地提高高速率特性。

在此公开的正极材料的一优选方案中，上述电介质材料具有ABO_3-δ型晶体结构(其中，δ是满足0.1≤δ≤0.3的正数)。通过将氧缺位值δ设为上述范围，电介质材料变得容易极化。由此，电荷载体离子的移动速度提高。因此，能够以更高水平发挥电介质材料的添加效果，能够更好地提高高速率特性。

在此公开的正极材料的一优选方案中，在将上述正极活性物质设为100摩尔％时，上述电介质材料的含有比率为0.01摩尔％以上且10摩尔％以下。由此，能够以高水平稳定地发挥电介质材料的添加效果，能够稳定地提高高速率特性。