[发明专利]全固态型锂二次电池用正极活性物质

说明书

作为即使在使用了硫化物系固体电解质的情况下也能够改善倍率特性、循环特性、初始充放电效率的新型的全固态型锂二次电池用正极活性物质，提出一种全固态型锂二次电池用正极活性物质，其特征在于，含锂复合氧化物(称为“本芯颗粒”)的表面被包含Li、A(A为选自由Ti、Zr、Ta、Nb、Zn、W和Al组成的组中的1种以上元素)和O的化合物(称为“LiAO化合物”)覆盖，并且在本芯颗粒的表面存在卤素。

技术领域

本发明涉及能够适合用于使用了固体电解质的锂二次电池(称为“全固态型锂二次电池”)的正极活性物质。

背景技术

对于全固态型锂二次电池中使用的固体电解质，要求尽可能离子电导率高、并且化学/电化学上稳定，例如卤化锂、氮化锂、锂酸盐或它们的衍生物等作为其候补材料而已知。

对于全固态型锂二次电池，为了提高锂离子的传导性，要求在固体电解质与正极活性物质之间形成良好的界面，因此提出了对该界面状态进行改善的方案。

例如，关于可以在全固态型锂二次电池中使用的正极活性物质，专利文献1、2中公开了在正极活性物质的表面形成LiNbO₃覆盖层，并且公开了通过使用这样的正极活性物质，能够在正极活性物质与固体电解质的界面夹设锂离子传导性氧化物层，从而改善全固态电池的输出特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2007/4590号公报

专利文献2：日本特开2016-170973号公报

发明内容

发明要解决的问题

如前所述，若在正极活性物质(也称为“正极活性物质芯颗粒”)的表面形成LiNbO₃等锂离子传导性氧化物层、并在正极活性物质与固体电解质的界面夹设锂离子传导性氧化物层，则能够构建良好的界面，提高电池容量。

然而得知，在使用包含硫(S)的硫化物系固体电解质作为该固体电解质的情况下，有时LiNbO₃等锂离子传导性氧化物层、正极活性物质芯颗粒中的氧(O)会与硫化物系固体电解质的硫(S)发生交换反应从而界面劣化、倍率特性、循环特性等电池特性降低。特别是得知，通过如前所述的氧(O)与硫(S)的交换反应，会产生不可逆容量，初始充放电效率会降低。

因此，本发明涉及芯颗粒的表面被LiNbO₃等锂离子传导性氧化物覆盖的全固态型锂二次电池用正极活性物质，提供即使在使用了包含硫(S)的硫化物系固体电解质的情况下，也能够改善倍率特性、循环特性、初始充放电效率的、新型的全固态型锂二次电池用正极活性物质。

用于解决问题的方案

本发明提出一种全固态型锂二次电池用正极活性物质，其特征在于，其为在全固态型锂二次电池中使用的正极活性物质，其中，含锂复合氧化物(称为“本芯颗粒”)的表面被包含Li、A(A为选自由Ti、Zr、Ta、Nb、Zn、W和Al组成的组中的1种或2种以上的元素)和O的化合物(称为“LiAO化合物”)覆盖，并且在本芯颗粒的表面存在卤素。

发明的效果

本发明提出的全固态型锂二次电池用正极活性物质由于本芯颗粒的表面被LiAO化合物覆盖，因此能够通过界面电阻降低提高倍率特性。而且，通过使本芯颗粒的表面存在卤素，从而即使在与硫化物系固体电解质组合使用的情况下，也能够通过由存在于本芯颗粒的表面的卤素所带来的表面区域的氧补偿以及抑制LiAO化合物、芯颗粒的氧(O)与硫化物系固体电解质的硫(S)的交换反应的效果而提高初始充放电效率及循环特性。

附图说明