[发明专利]非水电解质二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池及其制造方法。

背景技术

目前，作为具有高能量密度的二次电池，广泛利用了非水电解质二次电池。

以往，作为非水电解质二次电池的正极材料，例如，使用LiCoO₂等锂过渡金属复合氧化物等。作为负极材料，例如，使用能够吸藏、放出锂的碳材料等。作为非水电解液，使用在碳酸亚乙酯或碳酸二乙酯等有机溶剂中溶解了作为电解质的LiBF₄或LiPF₆等锂盐而成的非水电解液。

近年来，伴随着使用非水电解质二次电池的便携设备的多功能化等所造成的耗电的增加，迫切期望一种能量密度更高的非水电解质二次电池。

为了实现具有高能量密度的非水电解质二次电池，需要使正极活性物质高容量化。因此，例如，下述的专利文献1和非专利文献1～3等中，提出了各种具有高容量的正极活性物质及其制造方法。

然而，目前作为正极活性物质被广泛使用的含锂层状化合物LiCoO₂的晶体结构是属于空间群R-3m的O3结构。对于该含锂层状化合物LiCoO₂而言，通过使电位为4.5V(vs.Li/Li⁺)以上，在抽出晶体结构中的60％左右的锂时，存在晶体结构瓦解、可逆性降低的倾向。因此，在使用LiCoO₂那样的属于空间群R-3m的含锂层状化合物时，能够实现的最大放电容量密度为160mAh/g左右。

为了进一步提高放电容量密度，需要使正极活性物质的结构为即使在抽出更多的锂时也能够保持稳定结构那样的结构。作为制造具有这样的结构的含锂层状化合物的方法，提出了通过对含钠层状化合物进行离子交换从而制造含锂层状化合物的方法。

具体地说，例如，下述专利文献1中记载了一种方法，其通过利用锂对含钠氧化物中所含的一部分钠进行离子交换，从而制作含有微量的钠的含锂氧化物。另外，专利文献1中，作为通过该方法制作的含锂氧化物，记载了一种属于空间群P6₃mc和/或空间群Cmca、并由组成式Li_ANa_BMn_xCo_yO_2±α(0.5≤A≤1.2、0＜B≤0.01、0.40≤x≤0.55、0.40≤y≤0.55、0.80≤x+y≤1.10、和0≤α≤0.3)表示的含锂氧化物。

该专利文献1中记载的含锂氧化物即使通过充电至高电位而抽出大量的锂，晶体结构也难以瓦解。因此，专利文献1中记载了通过使用该含锂氧化物作为正极活性物质，从而得到高充放电容量密度的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-32681号公报

非专利文献

非专利文献1：J.Electrochem.Soc，149(8)(2002)A1083

非专利文献2：J.Electrochem.Soc，147(7)(2000)2478

非专利文献3：Solid State Ionics 144(2001)263

发明内容

发明要解决的问题

但是，使用专利文献1中记载的含锂氧化物作为正极活性物质时，存在难以充分提高非水电解质二次电池的容量维持率的问题。

本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种具有高容量维持率的非水电解质二次电池。

用于解决问题的方案

本发明的第1非水电解质二次电池具备含有正极活性物质的正极、负极和非水电解质。正极活性物质含有含锂氧化物，该含锂氧化物是利用锂对含有锂、钠和钛的含钴氧化物中所含的一部分钠进行离子交换而得到的。

本发明的非水电解质二次电池的制造方法涉及具备含有正极活性物质的正极、负极和非水电解质的非水电解质二次电池的制造方法，所述正极活性物质含有含锂氧化物。本发明的非水电解质二次电池的制造方法中，通过利用锂对含有锂、钠和钛的含钴氧化物的一部分钠进行离子交换，从而制作含锂氧化物。