[发明专利]蓄电器件用预掺杂剂及其制造方法

说明书

蓄电器件用预掺杂剂，其特征在于，包含以下述式(1)表示的锂铁氧化物，在X射线衍射测定中，衍射角(2θ)为23.6±0.5°的衍射峰的半高峰宽为0.06～0.17°，并且衍射角(2θ)为44.6±0.5°的衍射峰强度(I44.6)与衍射角(2θ)为23.6±0.5°的衍射峰强度(I23.6)的强度比(I44.6/I23.6)低于8％。由此，提供不可逆容量大的蓄电器件用预掺杂剂，所述预掺杂剂在抑制蓄电器件的体积能量密度降低的同时，能够降低制造成本，由于可以更低的充电电压预掺杂锂离子，所以可抑制电解液的分解，可优选用作充电深度高、放电容量高、能够抑制短路现象的产生的蓄电器件。LixFeOy(1)。在式(1)中，x满足3.5≤x≤7.0，y满足3.1≤y≤5.0。

技术领域

本发明涉及锂离子电池、锂离子电容器、双电层电容器等蓄电器件中使用的预掺杂剂。

背景技术

在锂离子电池、锂离子电容器、双电层电容器等蓄电器件中，已知通过在负极中预掺杂锂离子而使负极的电位下降，从而能够实现蓄电器件的高容量化。近年来，提出了通过将具有多个通孔的金属箔用于集电体，在层叠多个正极和负极而成的电极中配置金属锂箔，从而经由电解液将锂离子预掺杂到负极中的方法。另外，近年来，还提出了不使用金属锂箔的预掺杂方法。

在专利文献1中记载了一种蓄电器件，其特征在于，具有：电极，其具备电极集电体和电极复合材料层，该电极集电体具备多个通孔，该电极复合材料层设置在所述电极集电体上；以及离子供给源，其与所述电极集电体连接，对所述电极复合材料层供给离子；在所述电极集电体上设置具备规定的通孔开口率的第1区域、和通孔开口率比所述第1区域大的第2区域，所述第1区域是所述电极集电体的缘部，所述第2区域是所述电极集电体的中央部。而且，记载了下述内容，即，在所述蓄电器件内组装有锂电极，在所述锂电极上具有锂电极集电体，其压接有作为离子供给源的金属锂箔，通过注入电解液而从锂电极向负极预掺杂锂离子。由此，可调整电解液的渗透状态，能够向电极均匀地掺杂离子。但是，在专利文献1所记载的预掺杂方法中，由于将具有多个通孔的金属箔和金属锂箔用于集电体，所以存在制造成本升高，并且蓄电器件的体积能量密度降低的问题。

在专利文献2中记载了一种用于锂离子电容器的预掺杂剂和使用该预掺杂剂的锂离子电容器用正极等，其特征在于，具有以式：Li_aMe_bO_c(4.5≤a≤6.5，0.5≤b≤1.5，3.5≤c≤4.5，Me：选自Co、Mn、Fe、Al的1种以上)表示的锂金属复合氧化物。根据该文献，记载了以下内容，即，所述锂金属复合氧化物是在高电压下分解而放出锂，但由于不可逆容量大，所以在充电时放出大量的锂，同时在放电时几乎不吸收锂，从而可将大量的锂掺杂到负极中的材料。另外，在专利文献2中，还记载了除了所述锂金属复合氧化物以外，还具有碳材料的预掺杂剂。通过增加所述锂金属复合氧化物与所述碳材料的接触面积，容易通过导电性良好的碳材料对锂金属复合氧化物有效地供给电子。根据该文献，记载了以下内容，即，锂金属复合氧化物的分解反应活跃地进行，可从锂金属复合氧化物中放出大量的锂。但是，没有关于通过制成具有特定的组成、X射线衍射测定中的衍射峰的半高峰宽在一定范围内、并且特定的衍射峰强度与衍射峰强度的强度比的值低于一定值的锂铁氧化物，可得到不可逆容量大、能够抑制蓄电器件的短路现象的产生的蓄电器件用预掺杂剂的记载。另外，在专利文献2中，初次充电时的正极电位优选为4.3V(以Li参比电极为基准)以上，进一步优选为4.5V(以Li参比电极为基准)以上，由于在一般的电解液中会氧化分解，所以存在锂离子电容器等蓄电器件的性能劣化变快的问题，期望得到改善。