[发明专利]锂离子电池及其制造方法

说明书

本发明涉及锂离子电池及其制造方法。提供可抑制由非水电解液的分解引起的气体的产生的锂离子二次电池。制成锂离子电池，其具备正极、非水电解液和负极，所述正极包含导电材料、被覆所述导电材料的表面的层状含铌氧化物、以及相对于金属锂的氧化还原电位的上限电位为4.5V(相对于Li/Li⁺)以上的含锂氧化物活性物质。

技术领域

本申请公开了锂离子电池及其制造方法。

背景技术

在专利文献1中，公开了一种使用了LiNi_0.5Mn_1.5O₄作为正极活性物质的非水电解液锂离子电池。LiNi_0.5Mn_1.5O₄的相对于金属锂的氧化还原电位的上限电位为4.5V(相对于Li/Li⁺)以上的高电位。通过使用这样的高电位型的正极活性物质，可容易地提高锂离子电池的工作电压。但是，在使用了高电位型的正极活性物质的情况下，存在这样的问题：因非水电解液的分解而在电池内产生气体。

为了解决该问题，对锂离子电池的正极进行了各种研究。例如，在专利文献2～4中，提出了用含铌氧化物等被覆正极活性物质的表面。另外，在专利文献5中，提出了在构成正极的正极合剂中混合含铌氧化物。根据专利文献2～5所公开的技术，认为利用含铌氧化物等能减小正极活性物质与非水电解液直接接触的面积，抑制了正极活性物质与非水电解液的反应，能抑制非水电解液的分解。或者，认为在正极合剂中，含铌氧化物作为负催化剂起作用，正极活性物质的活性下降，能抑制非水电解液的分解。

现有技术文献

专利文献1：特开2012-124026号公报

专利文献2：特开2015-144108号公报

专利文献3：特开2015-204256号公报

专利文献4：特开2011-070789号公报

专利文献5：特开2004-319268号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献2～5任一者都公开了抑制正极活性物质与非水电解液的反应的技术。但是，本发明人新发现，高电压型的锂离子电池中的非水电解液的分解不仅仅由其与正极活性物质的反应引起。即认为，为了进一步抑制由非水电解液的分解引起的气体的产生，需要专利文献2～5所公开的那样的“正极活性物质的表面修饰”、“正极合剂中的负催化剂的混合”以外的方法。

鉴于以上，在本申请中，公开了一种可抑制由非水电解液的分解引起的气体的产生的锂离子二次电池及其制造方法。

用于解决课题的手段

本发明人推定，在使用了高电位型的正极活性物质的锂离子电池中，由于以下机理，非水电解液分解并产生气体。

(1)在正极合剂中，存在与正极活性物质相接触的导电材料。

(2)在正极活性物质处于高电位时，与该正极活性物质相接触的导电材料也处于高电位。

(3)在处于高电位的导电材料与非水电解液相接触时，在导电材料的表面，非水电解液分解，产生气体。

在以往完全没有考虑过上述的推定机理。本发明人基于上述的推定机理反复进行了各种研究，结果发现，通过用含铌氧化物被覆导电材料的表面，实际上能显著抑制气体的产生。

基于以上的认识，作为用于解决上述课题的手段之一，本申请公开了一种锂离子电池，其具备正极、非水电解液和负极，所述正极包含导电材料、被覆所述导电材料的表面的层状含铌氧化物、以及相对于金属锂的氧化还原电位的上限电位为4.5V(相对于Li/Li⁺)以上的含锂氧化物活性物质。