[发明专利]锂离子二次电池用正极材料、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池

说明书

提供能够得到体积能量密度及充电放电容量优异的锂离子二次电池的锂离子二次电池用正极材料、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池。该正极材料包含通式Li_xA_yD_zPO₄所示的橄榄石型磷酸盐系化合物和碳，且形成有橄榄石型磷酸盐系化合物的一次粒子凝聚而成的凝聚体，凝聚体是将凝聚体设为实心时的体积密度的70体积％以上且85体积％以下的致密的凝聚体，A为选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr组成的组中的至少1种，D为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、V、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc及Y组成的组中的至少1种，0.9＜x＜1.1，0＜y≤1.0，0≤z＜1.0，0.9＜y+z＜1.1。

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池用正极材料、锂离子二次电池用正极及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池与铅酸电池、镍氢电池相比能量密度、输出密度高，利用于以智能手机等小型电子设备为代表的家用备用电源、电动工具等各种用途中。并且，作为用于储存太阳能发电、风力发电等可再生能源，正推进大容量的锂离子二次电池的实用化。

锂离子二次电池通常具备正极、负极、电解液及隔膜。作为构成正极的正极材料，可以使用包含钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)等具有能够可逆地脱嵌锂离子的性质的含锂金属氧化物的正极活性物质。从电池的高容量化、长寿命化、安全性的提高、低成本化等各种观点而言，正在对改良锂离子二次电池进行着研究(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：日本特开平10-144320号公报

发明内容

发明要解决的问题

在将橄榄石型磷酸盐系化合物用作正极活性物质的情况下，例如，已尝试通过将一次粒子微细化至比表面积为5m²/g～35m²/g左右，进一步对该一次粒子实施碳包覆来得到良好的特性。然而，若如此对一次粒子进行微细化，则一次粒子彼此之间的空隙增加，振实密度及碳涂层密度降低。其结果，有时包含橄榄石型磷酸盐系化合物的正极的电子导电性降低、具备其正极的锂离子二次电池的体积能量密度或充电放电容量降低。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够得到体积能量密度及充电放电容量优异的锂离子二次电池的锂离子二次电池用正极材料及锂离子二次电池用正极、以及具备该锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池。

本发明人等为了解决上述课题而深入研究的结果，发现通过包含橄榄石型磷酸盐系化合物和碳，调节橄榄石型磷酸盐系化合物的一次粒子凝聚而成的凝聚体的体积密度，从而成为体积能量密度及充电放电容量优异的锂离子二次电池用正极材料。本发明是根据该见解而完成的。

用于解决问题的方案

本发明具有以下方式。

[1]一种锂离子二次电池用正极材料，其包含通式Li_xA_yD_zPO₄(其中，A为选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr组成的组中的至少1种，D为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、V、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc及Y组成的组中的至少1种，0.9＜x＜1.1，0＜y≤1.0，0≤z＜1.0，0.9＜y+z＜1.1)所表示的橄榄石型磷酸盐系化合物和碳，且形成有所述橄榄石型磷酸盐系化合物的一次粒子凝聚而成的凝聚体，所述凝聚体是将凝聚体设为实心时的体积密度的70体积％以上且85体积％以下的致密的凝聚体。