非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池的制作方法

allin2026-08-12  24


本发明涉及非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池的技术。


背景技术:

1、近些年,作为高输出、高能量密度的二次电池,广泛利用了如下非水电解质二次电池,其具备正极、负极和非水电解质,通过使锂离子等在正极与负极之间移动来进行充放电。

2、作为非水电解质二次电池的正极中使用的正极活性物质,例如已知以下的正极活性物质。

3、例如,专利文献1中公开了一种正极活性物质,其由复合氧化物构成,所述复合氧化物由组成式lianibcocmndo2(0.1≤a≤1.2、0.40≤b<1.15、0<c<0.60、0<d<0.60、且具有1.00≤b+c+d≤1.15、0<c+d≤0.60的关系)表示,且li层的过渡金属占有率e为0.006≤e≤0.150的范围。

4、另外,例如,专利文献2中公开了一种正极活性物质,其在由[li]3a[ni1-x-ycoxaly]3b[o2]6c(其中,[]所附数字表示位点,x、y满足0<x≤0.20、0<y≤0.15的条件)表示、并且具有层状结构的六方晶系的锂镍复合氧化物中,由x射线衍射图形的rietveld解析得到的3a位点的除锂以外的金属离子的位点占有率为3%以下、并且一次颗粒的平均粒径为0.1μm以上的多个该一次颗粒聚集而形成了二次颗粒。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1:日本特开2000-133262号公报

8、专利文献2:日本特开2000-30693号公报


技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、然而,包含ni的比率相对于除li以外的金属元素的总量为75摩尔%~95摩尔%的范围的锂过渡金属氧化物的正极活性物质显示出高充放电容量,另一方面存在热稳定性低这样的问题。若正极的热稳定性低,则电池的自发热起始温度降低,由于过充电、短路等而电池内的温度上升的情况下,伴随该温度上升,在电池内进一步发生伴随发热的化学反应(自发热反应),有电池的温度进一步上升的担心。

3、因此,本发明的目的在于,提高包含ni的比率相对于除li以外的金属元素的总量为75摩尔%~95摩尔%的范围的锂过渡金属氧化物的正极活性物质的热稳定性。

4、用于解决问题的方案

5、作为本发明的一方式的非水电解质二次电池用正极活性物质具有含有ni、mn和任意要素的co的锂过渡金属氧化物,所述锂过渡金属氧化物具有层状结构,前述锂过渡金属氧化物中的ni相对于除li以外的金属元素的总量的比率为75摩尔%~95摩尔%的范围,前述锂过渡金属氧化物中的mn相对于除li以外的金属元素的总量的比率为前述锂过渡金属氧化物中的co相对于除li以外的金属元素的总量的比率以上,前述锂过渡金属氧化物中的co相对于除li以外的金属元素的总量的比率为0摩尔%~2摩尔%的范围,相对于前述锂过渡金属氧化物中的除li以外的金属元素的总量,存在于前述层状结构的li层中的除li以外的金属元素的比率为1摩尔%~2.5摩尔%的范围,前述锂过渡金属氧化物的通过x射线衍射的x射线衍射图案的(208)面的衍射峰的半值宽度n为0.30°≤n≤0.50°。

6、作为本发明的一方式的非水电解质二次电池具备具有上述非水电解质二次电池用正极活性物质的正极。

7、发明的效果

8、根据本发明的一方式,能够提高包含ni的比率相对于除li以外的金属元素的总量为75摩尔%~95摩尔%的范围的锂过渡金属氧化物的正极活性物质的热稳定性。



技术特征:

1.一种非水电解质二次电池用正极活性物质,其具有含有ni、mn和任意要素的co的锂过渡金属氧化物,所述锂过渡金属氧化物具有层状结构,

2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用正极活性物质,其中,所述通过x射线衍射的x射线衍射图案的(208)面的衍射峰的半值宽度n为0.33°≤n≤0.45°。

3.根据权利要求1或2所述的非水电解质二次电池用正极活性物质,其中,所述锂过渡金属氧化物中的co相对于除li以外的金属元素的总量的比率为0摩尔%~2摩尔%的范围。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的非水电解质二次电池用正极活性物质,其中,所述锂过渡金属氧化物包含al。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的非水电解质二次电池用正极活性物质,其中,由所述锂过渡金属氧化物的通过x射线衍射的x射线衍射图案的解析结果得到的表示晶体结构的a轴长的晶格常数a和表示c轴长的晶格常数c为的范围。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的非水电解质二次电池用正极活性物质,其中,由所述锂过渡金属氧化物的通过x射线衍射的x射线衍射图案的(104)面的衍射峰的半值宽度依据谢勒式计算出的微晶尺寸s为的范围。

7.一种非水电解质二次电池,其具备正极,所述正极包含权利要求1~6中任一项所述的非水电解质二次电池用正极活性物质。


技术总结
本发明涉及非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池。非水电解质二次电池用正极活性物质具有含有Ni、Mn和任意要素的Co的锂过渡金属氧化物,所述锂过渡金属氧化物具有层状结构,前述锂过渡金属氧化物中的Ni的比率为75摩尔%~95摩尔%的范围,前述锂过渡金属氧化物中的Mn的比率为前述锂过渡金属氧化物中的Co的比率以上,前述锂过渡金属氧化物中的Co的比率为0摩尔%~2摩尔%的范围,存在于前述层状结构的Li层中的除Li以外的金属元素的比率为1摩尔%~2.5摩尔%的范围,前述锂过渡金属氧化物的通过X射线衍射的X射线衍射图案的(208)面的衍射峰的半值宽度n为0.30°≤n≤0.50°。

技术研发人员:青木良宪,金井敏信,小笠原毅
受保护的技术使用者:松下知识产权经营株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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