[发明专利]用于非水二次电池的正电极活性材料以及非水锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及用于非水二次电池的正电极活性材料以及非水锂二次电池。

背景技术

正在研究由锂、镍和锰的组合形成的具有层叠结构的复合氧化物作为用于非水锂二次电池的正电极活性材料。例如，在锂镍复合氧化物中，当使用CuKα束的粉末X射线衍射的米勒指数hkl中面(003)和(104)的衍射峰的半峰全宽分别是FWHM(003)和FWHM(104)，且所述衍射峰的积分强度分别被定义为I(003)和I(104)时，满足0.75≤FWHM(003)/FWHM(104)≤0.9和0.25≤I(104)/I(003)≤0.9的那些被提出作为正电极活性材料是理想的(例如，参见日本专利申请公开No.2000-195514(JP2000-195514A))。出于该原因，FWHM(003)/FWHM(104)是c轴取向的指标，并且积分强度比I(104)/I(003)是Ni离子进入Li离子位置的污染以及活性材料与电解液的反应性的指标。也就是说，如果FWHM(003)/FWHM(104)变小，而三方晶系中的c轴取向变高，如果其落在上述范围之外，则从与c轴垂直的方向上的晶体生长、以及c轴方向上的膨胀和收缩的观点，这并不是所期望的。此外，在I(104)/I(003)超过0.9的情况下，如果大量Ni离子污染Li离子位置，则能够被储存/释放的Li离子的量减小，而同时大电流充电-放电特性降低。因此，其作为正电极有源材料并不理想。如果I(104)/I(003)变得小于0.25，则由于活性材料和电解液趋于反应。因此，其作为正电极有源材料并不理想。

此外，Li[Li_x(Ni_1/2Mn_1/2)_1-x]O₂(0≤x≤0.3)已被提出作为正电极活性材料，Li[Li_x(Ni_1/2Mn_1/2)_1-x]O₂(0≤x≤0.3)是具有由锂、镍和锰的组合形成的层叠结构的氧化物，其中镍和锰的比例误差在10原子％之内(例如，参见WO2002/078105)。此处，满足为米勒指数(003)和(104)指定的X射线衍射峰的积分强度比I(003)/I(104)<1的正电极活性材料被认为是理想的。

然而，对于上述JP2000-195514A的非水锂二次电池，当想要通过考虑X射线衍射峰的积分强度比等来增加容量等时，其依然不足。例如，对于车辆电池等，除了即使在从大约-30℃的低温到大约60℃的高温的温度条件下反复充电-放电时容量劣化是小的之外，电池的内部电阻增加也需要保持为小。因此，寻求电池的输出特性的进一步提高。

发明内容

本发明提供了一种用于非水二次电池的正电极活性材料以及非水锂二次电池，所述正电极活性材料可以进一步提高输出特性以及高温耐久性。

本发明的发明人发现：当进行X射线衍射测量时使位于17°到20°的衍射角2θ处的衍射峰A和位于43°到46°的衍射角2θ处的衍射峰B的峰形状适当时，输出特性和高温耐久性可以被进一步提高，并且完成了本发明。

本发明的第一方面涉及一种用于非水二次电池的正电极活性材料，该材料具有锂过渡金属氧化物的晶体颗粒，所述锂过渡金属氧化物至少包含作为过渡金属的镍元素和锰元素并且具有层叠结构。对于当使用Cu管对所述晶体颗粒的晶体结构进行X射线衍射测量时位于17°到20°的衍射角2θ处的第一衍射峰以及位于43°到46°的衍射角2θ处的第二衍射峰，当位于17°到20°的衍射角2θ处的第一衍射峰的第一积分强度被定义为I_A，位于43°到46°的衍射角2θ处的第二衍射峰的第二积分强度被定义为I_B，所述第一积分强度与所述第二积分强度之间的积分强度比被定义为R_I，所述第一衍射峰的第一高度被定义为H_A，所述第二衍射峰的第二高度被定义为H_B，并且所述第一高度与所述第二高度之间的峰值强度比被定义为R_H时，满足以下关系：

R_I＝I_A/I_B

R_H＝H_A/H_B

S_F＝R_H/R_I，并且

1.1≤SF≤2.2。