[发明专利]非水电解质电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质电池。

背景技术

作为下一代的高容量正极活性物质之一，现在正在研究将含钠过渡金属氧化物进行离子交换而制作的含锂过渡金属氧化物(参照非专利文献1)。

在现在已应用化的具有属于R-3m的晶体结构的LiCoO₂中，通过充电至正极电位超过4.6V(vs.Li/Li⁺)从而LiCoO₂中的锂约70%以上脱嵌时，晶体结构崩塌、充放电效率降低。另一方面，在将含钠过渡金属氧化物进行离子交换而制作的含锂过渡金属氧化物的一种即具有属于空间群P6₃mc的晶体结构的LiCoO₂中，即使充电至正极电位超过4.6V(vs.Li/Li⁺)从而使LiCoO₂中的锂约80%脱嵌，晶体结构也不怎么崩塌。

然而，具有属于空间群P6₃mc的晶体结构的LiCoO₂难以制作。该LiCoO₂通过制作P2结构的Na_0.7CoO₂、并将钠用锂进行离子交换而得到，但离子交换时的温度超过150℃时LiCoO₂的晶体结构变化为空间群R-3m、温度过低时离子交换前的原料残留。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Solid State Ionics144(2001)263

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供充放电效率高的非水电解质电池。

用于解决问题的方案

本发明的1方式所述的非水电解质电池的特征在于，其具备包含正极活性物质的正极、负极和非水电解质，正极活性物质包含具有属于空间群P6₃mc的晶体结构的含锂过渡金属氧化物，非水电解质包含氟化环状碳酸酯和氟化链状酯。

含锂过渡金属氧化物优选使用由Li_x1Na_y1Co_αM_βO_γ(0<x1<1.1、0<y1≤0.05、0.75≤α<1、0<β≤0.25、1.9≤γ≤2.1、M为除Co以外的金属元素且至少包含Mn)表示的含锂过渡金属氧化物。

x1大于上述范围时，存在锂进入到过渡金属位点、容量密度减少的情况。y1大于上述范围时，钠插入或脱离时晶体结构变得容易崩塌。需要说明的是，y1处于上述范围时，存在用XRD测定无法检测到钠的情况。

α小于上述范围时平均放电电位变得容易降低。此外，α大于上述范围时，充电至正极电位达到4.6V(vs.Li/Li⁺)以上时，晶体结构变得容易崩塌。需要说明的是，α处于0.80≤α<0.95的范围时，能量密度进一步变高，故更优选。此外，β大于上述范围时，平均放电电位变得容易降低。

含锂过渡金属氧化物也可包含属于空间群C2/m、C2/c、或R-3m的氧化物。作为这些氧化物的例子，可列举出Li₂MnO₃、具有属于R-3m的晶体结构的LiCoO₂、以及LiNi_aCo_bMn_cO₂(0<a<1、0<b<1、0<c<1)。

含锂过渡金属氧化物中也可以添加选自由镁、镍、锆、钼、钨、铝、铬、钒、铈、钛、铁、钾、镓、以及铟组成的组中的元素中的至少一种元素。这些元素的添加量相对于钴和锰的总摩尔量优选为10mol%以下。

也可以用无机化合物的微粒被覆正极活性物质的表面。作为无机化合物的例子，可列举出氧化物、磷酸化合物、以及硼酸化合物。此外，作为氧化物的例子，可列举出Al₂O₃。