[发明专利]正极以及锂离子二次电池

说明书

本发明提供一种热稳定性优异、并且具有优异的速率特性的正极以及锂离子二次电池。本发明的正极在正极集电体上具有正极活性物质层，该正极活性物质层分散含有由下述组成式(1)表示的含锂过渡金属氧化物和由LiVOPO₄表示的化合物，Li_tNi_xCo_yAl_zO₂…(1)其中，0.9≤t≤1.1；0.3＜x＜0.99；0.01＜y＜0.4；0.001＜z＜0.2；x+y+z＝1。

技术领域

本发明涉及正极以及锂离子二次电池。

背景技术

近些年来，面对环境和能源问题，期待各种电动汽车的普及。作为掌握这些电动汽车的实用化的关键的发动机驱动用电源等的车载电源，专门进行了锂离子二次电池的开发。为了将电池作为车载电源而广泛普及，具有高的热稳定性视为非常重要。

现在，作为锂离子二次电池用的正极活性物质提出有大量的物质，但是最通常已知的是具有层状结构的钴酸锂(LiCoO₂)或镍酸锂(LiNiO₂)等含锂过渡金属氧化物。钴酸锂(LiCoO₂)或镍酸锂(LiNiO₂)为高容量，并且对锂放电电压也高至3.8V左右，但是在成为高温状态或者高电位状态的情况下，与电解质溶液反应从而容易释放晶体结构中的氧，因此特别是在高充电状态下的热稳定性不足。

相对于此，在专利文献1中，记载了通过用包含LiVOPO₄的包覆部覆盖含锂过渡金属氧化物核颗粒的表面的至少一部分，从而可以提高热稳定性。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008-277152号公报

然而，专利文献1中记载的正极活性物质中速率(rate)特性未必充分，期待速率特性的进一步提高。

发明内容

在本发明中，其目的在于提供一种热稳定性优异、并且具有优异的速率特性的正极以及锂离子二次电池。

为了解决上述技术问题，本发明的正极，其特征在于，在正极集电体上具有正极活性物质层，该正极活性物质层分散含有由下述组成式(1)表示的含锂过渡金属氧化物和由LiVOPO₄表示的化合物。

Li_tNi_xCo_yAl_zO₂…(1)

(0.9≤t≤1.1；0.3＜x＜0.99；0.01＜y＜0.4；0.001＜z＜0.2；x+y+z＝1。)

通过上述构成，可以得到优异的速率特性。这推测为是因为通过由上述LiVOPO₄表示的化合物的钒离子价数变动，从而辅助由上述LiVOPO₄表示的化合物和上述含锂过渡金属氧化物界面的电荷补偿，并且顺利地进行锂的脱嵌。

上述含锂过渡金属氧化物的质量a和由上述LiVOPO₄表示的化合物的质量b的比率a/b优选为在1.22≤a/b≤199的范围内。

通过上述结构，可以得到更加优异的速率特性。这推测是因为能够对电荷补偿提供充分量的钒离子，并且能够抑制由于钒离子的过剩析出和价数变动的容易程度导致的电解质溶液分解物的生成。

另外，上述含锂过渡金属氧化物的质量a和由上述LiVOPO₄表示的化合物的质量b的比率a/b优选为在1.5≤a/b≤99的范围内，进一步优选为在4≤a/b≤19的范围内。通过这样的结构，可以实现更加优异的速率特性。

上述含锂过镀金属氧化物优选为二次颗粒。通过这样的结构，可以得到更加优异的速率特性。