[发明专利]活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆

说明书

本发明提供可实现高容量且具有长寿命的二次电池的活性物质。实施方式的活性物质可用通式Lisubgt;x/subgt;(Nisubgt;a/subgt;Cosubgt;b/subgt;Mnsubgt;c/subgt;Msubgt;d/subgt;)subgt;1‑s/subgt;(Nbsubgt;1‑t‑u/subgt;Tasubgt;t/subgt;M’subgt;u/subgt;)subgt;s/subgt;Osubgt;2/subgt;表示。其中，M为选自Li、Ca、Mg、Al、Ti、V、Cr、Zr、Mo、Hf及W中的一种以上的元素，M’为选自K、P、Fe、Si、Na、Cu及Zn中的一种以上的元素，满足1.0≤x≤1.3、0≤a≤0.9、0≤b≤1.0、0≤c≤0.8、0≤d≤0.5、a+b+c+d＝1、0.005≤s≤0.3、0.0005≤t≤0.1、0≤u≤0.3。

技术领域

本发明的实施方式涉及活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆。

背景技术

随着锂离子电池在车载用途、固定用途中的应用的发展，一直在要求进一步高容量化、长寿命化、高输出化。作为高容量正极活性物质，近年来，具有属于空间群R3/m的晶体结构、用组成式Li(Ni、Co、Mn)O₂表示的锂-镍-钴-锰复合氧化物引人注目。这些正极活性物质通过提高过渡金属中的Ni元素含有率可高容量化。另一方面，伴随充放电的容量下降带来的短寿命化成为课题。关于容量下降，认为其主要原因是，伴随反复的充放电，在正极活性物质表面附近氧原子通过与电解质的反应而脱离，形成电化学上惰性的岩盐型结构层。

因此，为改善寿命性能，例如，公开了一种锂正极活性物质，该锂正极活性物质在具有层状晶体结构的锂金属复合氧化物的表面包含选自Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti及V中的金属的氧化物或复合金属氧化物的层。

但是，如果为了抑制正极活性物质和电解质的副反应而形成厚的复合金属氧化物层，则有电池的速率性能下降的问题。另一方面，如果为了不使速率性能下降而减薄复合金属氧化物层，则正极活性物质表面的被覆性容易下降，有副反应的抑制变得不充分的顾虑。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-291518号公报

专利文献2：日本特开2017-152275号公报

非专利文献

非专利文献1：中井泉、泉富士夫编著“粉末X射线解析的实际”，日本分析化学会X射线分析研究恳谈会编，朝仓书店

发明内容

发明要解决的问题

关于本发明要解决的问题，目的是提供能够实现高容量且具有长寿命的二次电池的活性物质、含有该活性物质的电极及二次电池、具备该二次电池的电池包及搭载了该电池包的车辆。

用于解决问题的手段

实施方式涉及的活性物质用通式Li_x(Ni_aCo_bMn_cM_d)_1-s(Nb_1-t-uTa_tM’_u)_sO₂表示。其中，M为选自Li、Ca、Mg、Al、Ti、V、Cr、Zr、Mo、Hf及W中的一种以上的元素，M’为选自K、P、Fe、Si、Na、Cu及Zn中的一种以上的元素，满足1.0≤x≤1.3、0≤a≤0.9、0≤b≤1.0、0≤c≤0.8、0≤d≤0.5、a+b+c+d＝1、0.005≤s≤0.3、0.0005≤t≤0.1、0≤u≤0.3。

另一实施方式涉及的电极含有上述实施方式涉及的活性物质。