[发明专利]正极活性物质和锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及正极活性物质以及锂离子二次电池。

背景技术

一直以来，作为锂离子二次电池的正极材料的活性物质，使用LiCoO₂或LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂等的层状化合物或者LiMn₂O₄等的尖晶石化合物。近年来，以LiFePO₄为代表的橄榄石型结构的化合物受到关注。已知具有橄榄石结构的正极材料在高温下的热稳定性高，安全性高。然而，使用LiFePO₄的锂离子二次电池其充放电电压低至3.5V左右，有能量密度变低的缺点。因此，作为能够实现高充放电电压的磷酸类正极材料，提出有LiCoPO₄或者LiNiPO₄等。但是，现状是在使用这些正极材料的锂离子二次电池中也不能得到充分的容量。在磷酸类正极材料中，作为能够实现4V级的充放电电压的化合物，已知有LiVOPO₄。然而，在使用LiVOPO₄的锂离子二次电池中也不能确保充分的放电容量和高的速率特性（专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利4314859号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明鉴于上述现有技术具有的课题，其目的在于提供锂离子二次电池的放电容量和速率特性优异的正极活性物质以及锂离子二次电池。

解决技术问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明所涉及的正极活性物质，其特征在于，所述正极活性物质为以化学式LiVOPO₄表示的化合物，所述化合物的晶系为斜方晶系，4价V的量为27.7质量%以上且28.2质量%以下。

通过使用上述本发明所涉及的正极活性物质，与使用现有的LiVOPO₄的情况相比，可以制成高容量并且速率特性优异的锂离子二次电池。

认为如果使用具备上述特征的本发明的正极活性物质，则伴随着充放电顺畅地进行Li的脱离和插入。LiVOPO₄正极活性物质的V的价数通常显示4价，一直以来没有对LiVOPO₄正极活性物质的V量的价数控制进行探讨。认为本发明中的正极活性物质其中一部分含有3价或者5价，通过具有该结构特征使结晶结构产生变形，从而容易进行Li的脱离和插入。即，研究通过伴随着充放电锂的移动变得容易，从而可以发挥高容量并且优异的速率特性。

发明的效果

根据本发明，可以提供放电容量以及速率特性优异的正极活性物质、以及锂离子二次电池。

附图说明

图1是具备包含本发明的一个实施方式所涉及的正极活性物质的正极活性物质层的锂离子二次电池的模式截面图。

图2是实施例1的正极活性物质的X射线衍射测定图。

图3是比较例1的正极活性物质的X射线衍射测定图。

符号的说明

10……正极，20……负极，12……正极集电体，14……正极活性物质层，18……隔膜，22……负极集电体，24……负极活性物质层，30……发电单元，50……壳体，52……金属箔，54……高分子膜，60、62……导线，100……锂离子二次电池。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的优选的实施方式进行说明。另外，本发明没有被限定于以下的实施方式。另外，以下所记载的构成要素包含本领域技术人员可以容易地想到的构成要素、实质上相同的构成要素。进一步，以下所记载的构成要素可以适当组合。

（正极活性物质）

本实施方式的正极活性物质，其特征在于，所述正极活性物质为以化学式LiVOPO₄表示的化合物，所述化合物的晶系为斜方晶系，4价V的量为27.7质量%以上且28.2质量%以下。