[发明专利]锂二次电池用活性物质、锂二次电池用电极、锂二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池用活性物质、使用其的锂二次电池以及其制造方法。

背景技术

以往，对于锂二次电池，作为正极活性物质主要使用LiCoO₂。但是，放电容量为120～130mAh/g的程度。

已知有LiCoO₂与其它的化合物形成固溶体的材料。在2001年发表了具有α-NaFeO₂型晶体结构的、作为LiCoO₂、LiNiO₂和LiMnO₂三种成分的固溶体的Li[Co_1-2xNi_xMn_x]O₂(0＜x≤1/2)。将作为所述固溶体一个例子的LiNi_1/2Mn_1/2O₂或Li Co_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂作为活性物质而使用的锂二次电池放电容量为150～180mAh/g，比LiCoO₂更优异。

在非专利文献1～4中，提案有具有α-NaFeO₂型晶体结构、且为Li[Li_1/3Mn_2/3]O₂、LiNi_1/2Mn_1/2O₂和LiCoO₂三种成分的固溶体。该材料在具有α-NaFeO₂型晶体结构的LiCoO₂中，在Co存在的位置上，除过渡金属之外还存在Li，从而表现为Li[Li，Mn，Ni，Co]O₂。因此，期待更高的放电容量，在非专利文献1～4中报告有180～200mAh/g程度的放电容量。

但是，还要求放电容量更大的锂二次电池用活性物质。

对于以异种元素来置换在锂二次电池用正极活性物质中使用的过渡金属化合物的过渡金属位置一部分的尝试不仅可以举出正方晶尖晶石结构的LiMn₂O₄等其它的活性物质的例子，而且也讨论了很多。但是，异种元素取置换带来的效果，因活性物质不同而不同，在本技术领域中，对于在不同材料中所发现的效果是否对于另外的材料也同样地发现，其预测非常困难，因此，理论上不期待。

在非专利文献5中记载了，以Mg置换LiCoO₂的Co的一部分，其结果为，虽然提高了在室温下的电导量(参照图2)，但是，由于Mg的添加而降低了放电容量(参照图6、图8)。

在非专利文献6中记载了，以Mg置换与LiCoO₂、LiNiO₂和LiMnO₂三种成分的固溶体相当的LiCo_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂的过渡金属位置的一部分，其结果，也降低了放电容量(参照图8)。

在非专利文献7中记载了，以Mg置换与Li[Li_1/3Mn_2/3]O₂和LiNi_1/2Mn_1/2O₂两种成分的固溶体相当的Li[Li_0.15Ni_0.275Mn_0.575]O₂的过渡金属位置的一部分，其结果，虽然看到了伴随反复充放电的容量维持率得到了提高，但是，也降低了初期放电容量(参照图2)。另外，被报道的放电容量不超过200mAh/g(参照同图)。