[发明专利]锂离子二次电池用正极活性物质复合体、锂离子二次电池用正极、及锂离子二次电池

说明书

本发明所要解决的问题在于，提供一种锂离子二次电池用正极活性物质复合体、锂离子二次电池用正极、及锂离子二次电池，所述锂离子二次电池使用了具备所述锂离子二次电池用正极活性物质复合体的锂离子二次电池用正极，所述锂离子二次电池用正极活性物质能够实现一种输出特性高、耐久性优异且具有高能量密度的锂离子二次电池。为了解决上述问题，将锂离子二次电池用的正极活性物质制成一种复合体，所述复合体是以覆盖层来覆盖由包含镍的锂过渡金属复合氧化物构成的第1正极活性物质的表面而得，所述覆盖层包含表面承载有碳的橄榄石型的第2正极活性物质及碳纳米管。

技术领域

本发明是涉及一种锂离子二次电池用正极活性物质复合体、锂离子二次电池用正极、及锂离子二次电池的发明，所述锂离子二次电池使用了具备所述锂离子二次电池用正极活性物质复合体的锂离子二次电池用正极。

背景技术

目前，锂离子二次电池被广泛地用作具有高能量密度的二次电池。以液体作为电解质使用的锂离子二次电池，具有在正极和负极之间存在隔膜并且填充有液体电解质(电解液)的结构。

由于锂离子二次电池的电解液通常是可燃性的有机溶剂，因此，特别是对于热的安全性可能会成为问题。因此，也提出了一种固体电池，其使用难燃性的固体电解质来代替有机系的液体电解质(参考专利文献1)。

固体二次电池在正极和负极之间具备作为电解质层的无机系固体电解质、有机系固体电解质或凝胶状固体电解质。基于固体电解质而得的固体电池，与使用电解液的电池相比，能够消除热的问题，并且能够通过层叠来应对高容量化及/或高电压化的要求，进一步地，也能够有助于紧致化。

已知这种锂离子二次电池如果使用高镍浓度的含锂的过渡金属氧化物作为正极活性物质，则能够实现一种高能量密度的电池。

然而，以高镍浓度的含锂的过渡金属氧化物作为正极活性物质的正极，因充放电循环等导致氧从活性物质表面脱离，从而惰性的一氧化镍(NiO)生成于活性物质表面。NiO会阻碍锂离子的拡散，因此NiO生成于活性物质表面会导致电池的耐久性降低，结果造成电池的输出降低。

因此，提出了一种正极材料，其是以表面承载有碳的锂系聚阴离子覆盖由高镍浓度的含锂的过渡金属氧化物构成正极活性物质的表面而得(特许文献2参照)。

根据特许文献2记载的正极材料，高镍浓度的含锂的过渡金属氧化物被锂系聚阴离子涂覆，因此能够减少电解液与由高镍浓度的含锂的过渡金属氧化物构成的正极活性物质直接接触的面积。其结果，能够获得一种锂离子二次电池，其抑制了惰性的NiO的生成，且高温循环特性提高。

然而，在像专利文献2记载的LiMnPO₄系中，在因Mn³⁺PO₄系统中的Mn³⁺导致的杨-泰勒效应的影响下，电荷的移动时基本上存在有极化子空穴(polaron hole)的陷阱、及因MnPO₄/LiMnPO₄界面的失配导致电荷移动位势垒的增加。因此，造成电阻的增加，对正极活性物质施加过电压(overvoltage)，其结果，加快了劣化。此外，从实用上来看，发生了无法满足车辆的要求输出等的不良状况。

[先行技术文献]

(专利文献)

专利文献1：国际公开2010/053174号

专利文献2：国际公开2018/221263号

发明内容

[发明所要解决的问题]

本发明是鉴于上述背景技术而完成，其目的在于提供一种锂离子二次电池用正极活性物质复合体、锂离子二次电池用正极、及锂离子二次电池，所述锂离子二次电池使用了具备所述锂离子二次电池用正极活性物质复合体的锂离子二次电池用正极，所述锂离子二次电池用正极活性物质能够实现一种输出特性高、耐久性优异且具有高能量密度的锂离子二次电池。