[发明专利]非水电解质二次电池用正极活性物质、及非水电解质二次电池

说明书

一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其包含：具有一次颗粒聚集而形成的二次颗粒的锂过渡金属复合氧化物、和形成于锂过渡金属复合氧化物的一次颗粒的表面之上的表面修饰层，相对于除了Li之外的金属元素的总摩尔数，锂过渡金属复合氧化物至少含有Al和80摩尔％以上的Ni，表面修饰层至少含有Sr和Ca中的至少任意一种、以及Ba。

技术领域

本公开涉及非水电解质二次电池用正极活性物质、及非水电解质二次电池。

背景技术

近年，作为高输出功率、高容量的二次电池，具备正极、负极、和非水电解质，使锂离子等在正极与负极之间移动而进行充放电的非水电解质二次电池得到广泛利用。从电池的低电阻化、高容量化等观点考虑，要求改善电池的正极中含有的正极活性物质的特性。

例如专利文献1中，作为面向高输出功率用途的正极活性物质，公开了具有层状结构、固溶有微量的碱土金属的NCA系(镍-钴-铝系)的正极活性物质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5245210号公报

发明内容

对于正极活性物质中含有的锂过渡金属复合氧化物，为了得到高的放电容量，考虑增多Ni的含有率这种设计。但是，相对于除了Li之外的金属元素的总摩尔数、Ni的比率为80摩尔％以上的情况下，锂过渡金属复合氧化物的层状结构变得不稳定，随着充放电循环而电池容量有可能减少。专利文献1的技术没有考虑到充放电循环所伴随的电池容量的降低，还存在改善的余地。

作为本公开的一方式的非水电解质二次电池用正极活性物质的特征在于，其包含：具有一次颗粒聚集而形成的二次颗粒的锂过渡金属复合氧化物、和形成于锂过渡金属复合氧化物的一次颗粒的表面之上的表面修饰层，相对于除了Li之外的金属元素的总摩尔数，锂过渡金属复合氧化物至少含有Al和80摩尔％以上的Ni，表面修饰层至少含有Sr和Ca中的至少任意一种、以及Ba。

作为本公开的一方式的非水电解质二次电池的特征在于，其具备：含有上述非水电解质二次电池用正极活性物质的正极、负极、和非水电解质。

根据作为本公开的一方式的非水电解质二次电池用正极活性物质，可以提供输出功率高且充放电循环特性改善了的非水电解质二次电池。

附图说明

图1为作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的截面图。

具体实施方式

锂过渡金属复合氧化物的层状结构存在Ni等过渡金属层、Li层、氧层，存在于Li层的Li离子可逆地出入，由此进行电池的充放电反应。在此，正极活性物质中含有的锂过渡金属复合氧化物中，相对于除了Li之外的金属元素的总摩尔数、Ni的比率为80摩尔％以上的情况下，在电池的充电时由Li层夺去很多Li离子，因此层状结构有可能变得不稳定。在层状结构变得不稳定的锂过渡金属复合氧化物的表面，由于与电解质的反应而形成变质层。以变质层作为起点进一步进行锂过渡金属复合氧化物的结构变化，因此随着充放电而电池容量逐渐降低。但是，如作为本公开的一方式的非水电解质二次电池用正极活性物质那样，通过在形成于锂过渡金属复合氧化物的表面的表面修饰层含有规定量的Sr和Ca中的至少任意一种，利用与Al的协同效果，表面中的与电解液的反应得到抑制，并且表面的结构稳定化，因此可以抑制充放电循环所伴随的电池容量降低。Al由于即使在充放电中也不会产生氧化数变化，因此推测通过含有于过渡金属层而过渡金属层的结构稳定化。推测Sr、Ca通过电子的相互作用而对锂过渡金属复合氧化物的表面状态提供变化。另外，通过在表面修饰层还含有电负性低于Sr、Ca的Ba，除了放电循环特性之外，输出功率特性也改善。