[发明专利]非水电解质二次电池用正极活性物质、正极和二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池用正极活性物质、非水电解质二次电池用正极和非水电解质二次电池。

背景技术

作为小型轻质且能够以高容量充放电的电池，锂离子二次电池等非水电解质系的锂二次电池近些年逐渐实现了实用化。

上述电池不仅作为小型化正急速进展的便携型通信设备、笔记本型个人计算机等电子设备的电源，而且，近些年对以显示出恶化倾向的国际性的地球环境的保护为背景的资源节约、节能、进而能量高效化的关注持续高涨，正在研究、开发将其作为定置型的大容量蓄电系统的蓄电池。进而，在汽车行业中，为了实现能量的有效利用，正在研究、开发将锂离子二次电池作为面向电动汽车、混合动力电动汽车的马达驱动用蓄电池。

锂离子二次电池通常使用在有机溶剂中分散有锂盐的非水电解液来作为电解液。

这些非水电解液为可燃性材料，因此在现有的电池中还设置有安全阀、分隔件等安全机构。

其为如下机构：当遇到由过充电等导致的电池发热等的异常状态时，为了防止电池破裂，使安全阀破裂从而使已升高的电池内压得以释放。

此外为如下机构：当遇到由过充电等导致的电池发热等的异常状态时，为了防止反应进一步进行，一旦达到120℃左右的温度，则使形成于分隔件的细孔关闭(断路)，从而将电池内的传导离子的通路关闭。

此外，已知设置有覆盖橄榄石系无机颗粒的表面的碳质覆膜的正极活性物质(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-65134号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，就现有结构的这种安全机构而言，由于过充电时所发生的发热的影响，内置的电解液沸腾，电池的安全阀会打开。在安全阀打开的情况下，电池中的电解液喷送至周围，有可能对周边的设备类产生不良影响。

此外，就作为防止过充电的异常状态的机构、利用热来关闭分隔件的导电离子通路的方法而言，分隔件材料种类受限，而且过度发热的情况下分隔件整体收缩等，因而有可能使防止正负极间短路的功能受损、防止异常状态的功能不起作用。

在对过充电时的保护功能的安全性要求提高的情况下，在安全阀、分隔件的保护机构的基础上，还需要进一步的安全机构。

本发明是鉴于这种情况作出的，提供具有新的过充电保护功能的非水电解质二次电池用正极活性物质。

用于解决问题的方案

本发明提供一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其特征在于，含有正极活性物质颗粒和形成于前述正极活性物质颗粒的表面上且含有多个碳六角网面的碳质覆膜，前述碳质覆膜按照测得如下拉曼光谱的方式来设置：D条带的峰强度I_D与G条带的峰强度I_G之比I_D/I_G为0.9以下，且G条带的峰的半峰全宽为80cm^-1以下。

发明的效果

本发明的正极活性物质含有正极活性物质颗粒，因此在正极活性物质颗粒的表面能够进行正极的电池反应。

本发明的正极活性物质含有形成于正极活性物质颗粒的表面上且含有多个碳六角网面的碳质覆膜，因此碳质覆膜能够具有高导电率，参与正极的电池反应的电子能够在碳质覆膜中传导。因此，即使正极活性物质颗粒是电阻较高的物质，也能够降低正极的内阻。

本发明的正极活性物质中所含的碳质覆膜按照测得如下拉曼光谱的方式来设置：D条带的峰强度I_D与G条带的峰强度I_G之比I_D/I_G为0.9以下，且G条带的峰的半峰全宽为80cm^-1以下。由此，碳质覆膜能够具有生长了的碳六角网面。由此，当非水电解质电池达到过充电状态时，能够使碳质覆膜高电阻化，能够使电池内的流动电流尽早减弱。这一点已经被本发明人等进行的实验所证实。

在过充电状态下引起碳质覆膜的高电阻化的原因尚未明确，但我们认为原因在于：过充电使碳质覆膜的电位升高，碳质覆膜发生变质。例如，可认为碳六角网面被氧化等。