[发明专利]锂离子二次电池有效

专利信息
申请号: 201180032988.4 申请日: 2011-05-06
公开(公告)号: CN102971893A 公开(公告)日: 2013-03-13
发明(设计)人: 永井裕喜 申请(专利权)人: 丰田自动车株式会社
主分类号: H01M4/525 分类号: H01M4/525;H01M4/505
代理公司: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 段承恩;杨光军
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 锂离子 二次 电池
【权利要求书】:

1.一种锂离子二次电池,具备:集电体;和

多孔质的正极活性物质层,所述正极活性物质层保持在集电体上,并含有正极活性物质粒子、导电材料和粘合剂,

所述正极活性物质粒子具有:

由锂过渡金属氧化物构成的壳部;

在所述壳部的内部形成的中空部;和

贯穿所述壳部的贯穿孔,

在所述正极活性物质层中,平均而言,所述正极活性物质粒子的表观截面积之中,所述中空部占有的比例为23%以上,并且,

在所述正极活性物质层的任意的截面中,将从所述壳部的内侧面任意位置到所述壳部的外侧面的最短距离作为该壳部的内侧面任意位置的所述壳部的厚度的情况下,在所述正极活性物质层中,平均而言,所述壳部的厚度为2.2μm以下。

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池,在所述正极活性物质层中,平均而言,所述壳部的厚度为0.05μm以上。

3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池,所述锂过渡金属氧化物是含有镍作为构成元素的层状结构的化合物。

4.根据权利要求1~3的任一项所述的锂离子二次电池,所述锂过渡金属氧化物是含有镍、钴和锰作为构成元素的层状结构的化合物。

5.根据权利要求1~4的任一项所述的锂离子二次电池,所述锂过渡金属氧化物是以Li1+xNiyCozMn(1-y-z)MγO2形式而含有的层状结构的化合物,其中,0≤x≤0.2、0.1<y<0.9、0.1<z<0.4,M为添加元素,0≤γ≤0.01。

6.根据权利要求5所述的锂离子二次电池,所述M是Zr、W、Mg、Ca、Na、Fe、Cr、Zn、Si、Sn、Al、B和F中的至少一种添加元素。

7.根据权利要求1~6的任一项所述的锂离子二次电池,额定容量为3Ah以上。

8.根据权利要求1~7的任一项所述的锂离子二次电池,所述正极活性物质粒子是由下述制造方法制造出的正极活性物质粒子,所述制造方法包括:

原料氢氧化物生成工序,该工序是向过渡金属化合物的水性溶液中供给铵离子,使所述过渡金属氢氧化物的粒子从所述水性溶液析出,其中,所述水性溶液含有构成所述锂过渡金属氧化物的过渡金属元素的至少一种;

混合工序,该工序将所述过渡金属氢氧化物和锂化合物混合来调制未烧成的混合物;和

烧成工序,该工序将所述混合物进行烧成从而得到所述活性物质粒子。

9.根据权利要求8所述的锂离子二次电池,所述原料氢氧化物生成工序包括:

核生成阶段,该阶段是使所述过渡金属氢氧化物从所述水性溶液析出;和

粒子生长阶段,该阶段是在相比于所述核生成阶段使所述水性溶液的pH值减少了的状态下,使所述过渡金属氢氧化物生长。

10.根据权利要求9所述的锂离子二次电池,在所述核生成阶段的所述水性溶液的pH值为12~13,并且,在所述粒子生长阶段的所述水性溶液的pH值为11以上且低于12。

11.根据权利要求10所述的锂离子二次电池,在所述核生成阶段的所述水性溶液的铵离子浓度为20g/L以下,并且,在所述粒子生长阶段的所述水性溶液的铵离子浓度为10g/L以下。

12.根据权利要求11所述的锂离子二次电池,在所述核生成阶段和粒子生长阶段的所述水性溶液的铵离子浓度为3g/L以上。

13.一种正极活性物质粒子的粉粒体,其被用于权利要求1~12的任一项所述的锂离子二次电池中。

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