[发明专利]正极活性物质、使用该正极活性物质的非水电解质二次电池、及该正极活性物质的制造方法

说明书

相关申请的交叉参考

本发明包含于2006年11月28日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-320348涉及的主题，将其全部内容并入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种正极活性物质、使用这样的物质的非水电解质二次电池、以及该正极活性物质的制造方法。更具体地说，本发明涉及一种包含含例如锂Li和钴Co的复合氧化物的正极活性物质、使用这样的物质的非水电解质二次电池、以及该正极活性物质的制造方法。

背景技术

近年来，随着便携式装置如摄像机、笔记本式个人计算机等的推广，对具有高容量的小型二次电池的需求正日益增加。目前使用的大多数二次电池是镍镉电池，其每一种都使用碱性电解液。然而，它的电池电压低至等于约1.2V并且难以改善能量密度。因此，已研究了使用锂金属的锂二次电池，其中在那些固体单质中比重最小(等于0.534)、电势(电位，electric potential)极低、并且在那些金属负极材料中单位重量的电流容量(current capacity)最大。

然而，在使用锂金属用于负极的二次电池中，树枝状锂(树枝状晶体(dendrite))在充电时在负极的表面上析出并通过充电/放电循环而生长。树枝状晶体的生长会引起这样的问题：二次电池的循环特性会劣化，并且在最坏的情况下，树枝状晶体会刺穿配置使得正极不接触负极的隔离膜(隔膜)，并且会引起内部短路等。

例如，如在专利文献1(JP-A-1987(Showa 62)-90863)中所披露的，已提出了一种二次电池，其中如焦炭等的含碳材料(carbonaceous material)用于负极并且嵌入(dope)和脱嵌(dedope)碱金属离子，从而重复充电和放电。因此，已发现，可以避免如上述由于重复充电和放电所引起的负极劣化的问题。

由于呈现高电势的活性物质的研究和开发，作为正极活性物质，已提出了一种其中电池电压等于约4V的材料并已受到重视。作为这样的活性物质，已经知道无机化合物如包含碱金属、硫属过渡金属(transition metal chalcogen)的过渡金属氧化物等。

在它们之中，从高电势、稳定性、以及长寿命的角度考虑，Li_xCoO₂(0＜x≤1.0)、Li_xNiO₂(0＜x≤1.0)等是最期望的。在它们之中，主要由LiCoO₂构成的正极活性物质是这样一种正极活性物质，其呈现高电势并且预期会提高充电电压和增加能量密度。为此，下述技术已众所周知：其中将少量LiMn_1/3Co_1/3Ni_1/3O₂等混合到正极活性物质中并使用所得的物质或用另一种物质涂布其表面。

在上述通过涂布正极活性物质的表面来改善(改性，modify)正极活性物质的技术中，要求达到高涂布性能(涂布性，coatingperformance)。已提出了各种方法来满足这样的目的。本发明人已进行了研究，并且证实了用金属氢氧化物涂布的方法具有优异的涂布性能。关于这样的方法，例如，在专利文献2(JP-A-1997(Heisei9)-265985)中已披露了这样的技术，即，通过氢氧化物涂布步骤，用钴Co和锰Mn涂布LiNiO₂的表面。

此外，在专利文献3(JP-A-1999(Heisei 11)-71114)中已披露了这样的技术，即，通过氢氧化物涂布步骤，用非锰金属涂布锂锰复合氧化物的表面。

发明内容

然而，如果用相关领域中的方法来改进(改性，modify)正极活性物质的表面，则存在这样的问题：当在高容量下重复充电和放电时，会发生容量劣化并且缩短电池寿命。目前，期待提高充电电压和增加能量密度。作为解决充电/放电循环特性劣化问题的一种方法，对主要由钴酸锂LiCoO₂构成的正极活性物质的表面进行改进(改性)。然而，作为这样的方法的一部分，通过用期望的金属氧化物均匀和强固地涂布表面以改进表面是一个技术课题(主题)。

因此，希望提供一种正极活性物质，其具有高容量并且当该正极活性物质被用于电池时具有优异的充电/放电循环特性；使用这样的物质的非水电解质二次电池；以及该正极活性物质的制造方法。