[发明专利]正极活性物质、锂离子二次电池正极、锂离子二次电池以及正极活性物质的制造方法

说明书

本发明提供一种正极活性物质及其制造方法。由具有电绝缘性且具有锂离子传导性的覆膜被覆正极活性物质的表面。具体而言，在由下述式(2)所示的正极活性物质的至少一部分的表面上形成下述式(1)所示的被覆层。[化学式1]LiMPO₄(1)(在式中，M是从由Ni、Co、Mn和Fe组成的组中选择的至少一种。)[化学式2]Li_aNi_xCo_yMn_zO₂(2)(在式中，0≤a≤1.2、0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1且1≤x+y+z≤3。)根据本发明，能够在实现高容量的同时抑制由经年劣化和循环劣化引起的表面劣化。

技术领域

本发明涉及一种正极活性物质和正极活性物质的制造方法。更详细而言，涉及一种用于锂离子二次电池、双电层电容器等可充电的电化学元件的正极活性物质和正极活性物质的制造方法。

背景技术

在现有技术中，作为具有高能量密度的二次电池，锂离子二次电池广泛普及。并且，近年来，伴随着使用设备的能量消耗的增加而渴望使锂离子二次电池进一步高能量密度化。

对此，实施了减小正极和负极的集电体、分隔器的厚度等应对措施，此外，也对构成电极的活性物质进行了研究。

例如，针对正极活性物质，在现有技术中对使用与充放电所使用的区域的电位相比电位更高的区域的容量的物质进行了研究。据此，能够使电池的充电电压上升，从而能够增加放电容量，其结果，能够提高能量密度。

作为这种正极活性物质，例如提出了一种锂镍锰钴氧化物(LiNi_xCo_yMn₁-x-yO₂)(参照专利文献1)。然而，LiNi_xCo_yMn₁-x-yO₂等三元正极活性物质由于经年劣化和由充放电引起的循环劣化而存在电阻上升和容量下降的问题。

在此，作为抑制锂离子的传导电阻上升的方法，提出了一种由锂离子传导性无机固体电解质、LiNbO₃(铌酸锂)等来被覆(遮盖/覆盖)活性物质的表面的方法(参照专利文献2～专利文献4)。

然而，由锂离子传导性无机固体电解质等进行被覆仍无法充分地抑制由经年劣化和循环劣化引起的正极活性物质的表面劣化，因而寻求一种用于进一步抑制劣化的方法。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本发明专利公开公报特开2009-218198号

专利文献2：日本发明专利公开公报特开2003-059492号

专利文献3：日本发明专利公开公报特开2010-073539号

专利文献4：国际公开第2013/099878号单行本

发明内容

【发明所要解决的技术问题】

本发明是鉴于上述背景技术而完成的，其目的在于，提供一种高容量且由经年劣化和循环劣化引起的表面劣化受到抑制的正极活性物质、锂离子二次电池正极、锂离子二次电池以及正极活性物质的制造方法。

【用于解决技术问题的技术方案】

本发明的发明者们对被覆成为正极活性物质的LiNi_xCo_yMn₁-x-yO₂的表面的材料进行了专心研究。其结果，发现如果由具有电绝缘性且具有锂离子传导性的覆膜被覆正极活性物质的表面，则能够获得表面劣化受到抑制的高耐用性的正极活性物质，由此完成了本发明。