[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种以改善保存性能及循环特性为目的的非水电解质二次电池的改良。

背景技术

手机、笔记本电脑等移动信息末端的小型·轻型化在急速发展，作为它们的驱动电源，具有高的能量密度且高容量的非水电解质二次电池被广泛利用。

近年来，进一步要求电池的高容量化，也正尝试着通过充电达到尽量高的电位来提高正极活性物质的利用率。

但是将作为正极活性物质使用的钴酸锂充电至以锂基准比4.3V还要高的电位的话，尤其在高温条件下钴溶出于电解液中，其又析出于负极表面，因此存在保存性能和循环特性下降的问题。同时，电解液分解而产生气体，这将进一步导致保存性能和循环特性的下降。

不过，以改善电池性能为目的，专利文献1-4中提出了非水电解质电池中包含磷酸锂的技术。

[专利文献1]特开2003-308842号公报

[专利文献2]特开2005-71641号公报

[专利文献3]特开平10-154532号公报

[专利文献4]特开平9-306547号公报

但是，即使使用这些技术，在将正极充电至以锂基准比4.3V还要高的电位来使用的话，也不能充分地抑制钴的溶出和电解液的分解。

发明内容

本发明是为解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种高容量、循环特性及保存性能优良的非水电解质二次电池。

为解决上述课题的本发明提供一种非水电解质二次电池，具有含正极活性物质的正极、含负极活性物质的负极、非水电解质，其特征在于，上述正极活性物质含有Mg、Al、Ti、Zr的至少一种被添加的钴酸锂，而上述正极含有磷酸锂。

根据上述构成，(Mg、Al、Ti、Zr)的作用是，可以提高高电位上的钴酸锂的结晶结构的稳定性，抑制钴的溶出和非水电解质的分解。另外，包含于正极的磷酸锂会降低钴酸锂和非水电解质的反应性。这些效果协同的结果，有效地抑制钴的溶出和非水电解质的分解。再者，哪一方要素缺少都不能得到很好的效果。

在这里，对于全正极活性物质中的添加了异种元素的钴酸锂所占比例来说，理想的是50质量％以上，更理想的是80质量％以上，最理想的是100质量％。

上述构成可以是，将上述正极活性物质和上述磷酸锂的合计量当作100质量份时，上述磷酸锂的添加量为0.01～5质量份的构成。

如果磷酸锂的添加量过少的话，就不能得到很好的效果。另一方面，由于磷酸锂自身不参与放电反应，因此添加量过大会导致放电容量的下降。由此可见，最好是规定在上述范围内。

上述构成可以是，上述钴酸锂表示为通式Li_aCo_1-xM_xO₂(0≤a≤1.1、0.01≤x≤0.05、M为Mg、Al、Ti、Zr的至少一种)的构成。

钴酸锂中所含异种元素的添加量过少的话，不能得到很好的效果。另一方面，异种元素的添加量过大的话，会导致放电容量的下降。因此，最好是规定为如上所述。

在正极活性物质的电位以锂基准为4.4V以上的情况下，该构成引起的效果显著。但是，如果电位高于4.6V，则不能充分抑制钴的溶出。

如上述说明，根据本发明可以具有如下的显著效果，即可以提供在以锂基准4.4～4.6V的高电位下稳定地发挥作用的同时在高电位可以抑制钴的溶出和电解液的分解的、高容量且安全性优良的非水电解质二次电池。

将实施本发明的最佳形态，用实施例详细说明。另外，本发明并不限定于下述的形态，在不变更其要点的范围内可以适当调整。

(实施例1)

<正极的制作>

使钴(Co)、镁(Mg)、铝(Al)和锆(Zr)共沉淀，进行热分解反应，得到含有镁、铝、锆的四氧化三钴。该四氧化三钴和碳酸锂混合，在空气气氛中，850℃下烧成24个小时，之后用研钵粉碎至平均粒径为14μm，得到含有镁、铝、锆的钴酸锂(LiCo_0.973Mg_0.005Al_0.02Zr_0.002O₂)。向其中以99∶1的质量比添加平均粒径为5μm的磷酸锂(Li₃PO₄)并混合。