[发明专利]锂离子二次电池和制造锂离子二次电池的方法

权利要求书

1.锂离子二次电池，其特征在于包含：

包含含有正极活性材料颗粒的正极活性材料层的正极片；

负极片；和

包含含氟化合物的非水电解质溶液，其中：

所述正极活性材料颗粒的表面包含含有氟和磷的膜，所述膜的厚度α满足10nm≤α≤15nm，

比值Cf/Cp满足1.89≤Cf/Cp≤2.61，其中Cf表示所述膜中的氟原子数目，且Cp表示所述膜中的磷原子数目，

所述正极活性材料颗粒由具有尖晶石型晶体结构的锂镍锰复合氧化物形成，且

通过TOF-SIMS测量的所述表面上Mn-F的量β满足8.2≤β≤8.7，其使用如下计算表达式获得：

Mn-F的量β＝{(MnF₂组分的次级离子强度)/(具有110或更小的质量数m/z的所有次级离子的总检测强度)}×100。

2.根据权利要求1的锂离子二次电池，其特征在于所述膜包含：

在膜的厚度方向上的中心之外提供的外部部分；和

在膜的厚度方向上的中心之内提供的内部部分，且

Cf1/Cp1的值大于Cf2/Cp2的值，其中Cf1表示所述内部部分中的氟原子数目，Cp1表示所述内部部分中的磷原子数目，Cf2表示所述外部部分中的氟原子数目，且Cp2表示所述外部部分中的磷原子数目。

3.根据权利要求1的锂离子二次电池，其特征在于：

所述正极活性材料颗粒具有的比值Da/Db满足1.1≤Da/Db≤1.2，其中Da表示所述锂镍锰复合氧化物中锂的量，且Db表示所述锂镍锰复合氧化物中除锂外的镍锰复合氧化物部分的量。

4.根据权利要求2的锂离子二次电池，其特征在于：

所述正极活性材料颗粒具有的比值Da/Db满足1.1≤Da/Db≤1.2，其中Da表示所述锂镍锰复合氧化物中锂的量，且Db表示所述锂镍锰复合氧化物中除锂外的镍锰复合氧化物部分的量。

5.制造锂离子二次电池的方法，其特征在于包括：

在正极活性材料颗粒的表面上形成第一膜的第一膜形成步骤，所述第一膜包含氟；

在所述第一膜形成步骤以后通过使用所述正极活性材料颗粒和磷化合物形成正极片的正极片形成步骤，所述正极片包含正极活性材料层；

在所述正极片形成步骤以后通过使用所述正极片、负极片和非水电解质溶液构造电池的构造步骤，所述非水电解质溶液包含含氟化合物；和

在所述构造以后将所述电池初始充电以在所述第一膜上形成包含磷的第二膜的初始充电步骤，其中所述第一膜和所述第二膜形成其中比值Cf/Cp满足1.89≤Cf/Cp≤2.61的膜，其中Cf表示所述膜中的氟原子数目，且Cp表示所述膜中的磷原子数目，且其中所述膜的厚度α满足10nm≤α≤15nm，

其中所述第一膜形成步骤包括使所述正极活性材料颗粒中的锰与氟结合使得所述表面上Mn-F的量β满足8.2≤β≤8.7，其中所述量β通过TOF-SIMS测量，其使用如下计算表达式获得：

Mn-F的量β＝{(MnF₂组分的次级离子强度)/(具有110或更小的质量数m/z的所有次级离子的总检测强度)}×100。

6.根据权利要求5的制造锂离子二次电池的方法，其中

所述第一膜形成步骤包括使所述正极活性材料颗粒暴露于包含氟气体和三氟化氮气体中的至少一种的气氛以形成所述第一膜。

7.根据权利要求5或6的制造锂离子二次电池的方法，其中：

所述正极活性材料颗粒由锂过渡金属复合氧化物形成，且

比值Da/Db满足1.1≤Da/Db≤1.2，其中Da表示所述锂过渡金属复合氧化物中锂的量，且Db表示所述锂过渡金属复合氧化物中除锂外的过渡金属复合氧化物部分的量。