[发明专利]锂离子二次电池所使用的正极活性物质

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池。详细而言，涉及锂离子二次电池用的正极活性物质。

背景技术

锂离子二次电池重量轻并且能够得到高能量密度，因此被广泛用作个人电脑、便携终端等的移动电源或车辆驱动用电源。

这些用途之中，被用作车辆驱动用电源的锂离子二次电池，需求在极短时间以大电流(高速率)充放电。因此，作为特别是被用作车辆的驱动用电源的锂离子二次电池所需求的性能之一，可举出即使在长期反复进行高速率充放电的使用状态下也能够保持良好的电池性能的耐久性(循环特性)。

以往，为了该耐久性的提高而从各种角度进行研究开发。作为其中一项研究，可举出锂离子二次电池所使用的正极活性物质的构成(组成)、结构的研讨。

例如，作为这种技术的一例，专利文献1公开了一种正极活性物质(表面被覆正极活性物质)，是作为Co系活性物质的代替，Co系活性物质以外的正极活性物质，其特征在于，该正极活性物质的表面被预定的导电性氧化物覆盖。专利文献1记载了通过实施该被覆，与未被覆状态的正极活性物质相比循环特性提高。

另外，非专利文献1中，作为表面被覆正极活性物质的一种，公开了将尖晶石结构的LiNi_0.5Mn_1.4O₄形成的正极活性物质的表面由作为超导体的YBaCu₃O₇被覆而得到的表面被覆正极活性物质，通过该被覆，能够抑制从被放置在非水电解液中的该正极活性物质流出过渡金属。

在先技术文献

专利文献1：日本专利申请公开2001-266879号公报

非专利文献1：电源杂志(Journal of Power Sources)，第259卷，pp.188-194，2014年

发明内容

但是，本发明人确认了专利文献1记载的结构的表面被覆正极活性物质在过充电时温度上升率较高，从活性物质的结构稳定性这一观点出发仍存在改善的空间。另外，非专利文献1所公开的正极活性物质，作为基体的活性物质的组成与被覆物质的组合非常特殊，并不常用。

因此，本发明从上述专利文献1记载的表面被覆正极活性物质的改良出发，将锂离子二次电池的性能提高作为目标，目的是提供实现良好的循环特性(耐久性)的锂离子二次电池和该电池用的正极活性物质。

本发明人对锂离子二次电池所用的正极活性物质与被覆该活性物质的表面的物质的相互作用进行了各种研究。并且，发现通过使用由包含锰(Mn)和镍(Ni)之中的至少一种以及钴(Co)的钙钛矿型晶体结构(以下简称为“钙钛矿结构”)的导电性氧化物(即作为电子传导体或离子传导体发挥作用的钙钛矿型晶体结构的氧化物)被覆了表面的至少一部分的正极活性物质，能够抑制锂离子二次电池的过充电时的温度上升，同时还能够抑制反复进行高速率充放电的情况下的电池内的气体产生，从而完成了本发明。

即，由本发明提供的正极活性物质，是锂离子二次电池所使用的正极活性物质，具备基体部和被覆部，所述基体部由能够吸藏和放出锂离子的锂过渡金属复合氧化物形成，所述被覆部形成在该基体部的表面的至少一部分。

并且，该被覆部由钙钛矿结构的导电性氧化物形成，所述导电性氧化物中作为构成元素包含：

(1)钴(Co)；

(2)锰(Mn)和镍(Ni)之中的至少一种。

该结构的正极活性物质，由作为构成元素包含Mn和Ni之中的至少一种以及Co(典型地包含Co和Mn；或者包含Co和Ni)的钙钛矿结构的导电性氧化物被覆正极活性物质的表面的至少一部分。由此，将该正极活性物质包含于正极(具体而言为正极活性物质层)的锂离子二次电池，能够抑制过充电时的电池温度的上升。

并且，在以较高的速率反复进行充放电(例如以超过1C的速率在高温下进行充放电)时也能够抑制气体的产生。

因此，根据将在此公开的正极活性物质包含于正极的锂离子二次电池，能够提供高速率特性优异、显示出良好的循环特性的锂离子二次电池。

作为在此公开的锂离子二次电池用正极活性物质，一优选技术方案中，其特征在于，上述被覆部包含由通式ACo_xM_1-xO_3-δ表示的钙钛矿结构的导电性氧化物。