[发明专利]正极活性物质以及非水电解质二次电池

说明书

本发明提供一种正极活性物质，其是包含层状锂复合氧化物的正极活性物质，所述层状锂复合氧化物含有Li、Ni、Mn、以及任选的Co，其中，使用Cu‑Kα射线的粉末X射线衍射图中，2θ＝20.8±1°处的最大衍射峰的高度强度(IIa)与2θ＝18.6±1°处的最大衍射峰的高度强度(IIb)的相对高度强度比＝(IIa)/(IIb)为0.015～0.035，使用谢乐公式由(104)衍射线计算出的微晶尺寸为25～40nm；并且通过BET法得到的BET比表面积为3.5～8.5m²/g。

本发明是申请日为2017年9月13日，申请号为201780057739.8，发明名称为“正极活性物质及其制造方法、以及非水电解质二次电池”的中国发明专利申请的分案申请，原申请要求2016年9月21日提交的日本申请2016-184479、2016年12月15日提交的日本申请2016-242982、2017年9月8日提交的日本申请2017-173269和2017年9月8日提交的日本申请2017-173299的优先权。

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。