[发明专利]非水电解质二次电池用正极活性物质和非水电解质二次电池

说明书

该非水电解质二次电池用正极活性物质是包含锂过渡金属复合氧化物、且至少在该复合氧化物的颗粒表面存在B的正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物含有相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数为80摩尔％以上的Ni。将粒径大于体积基准的70％粒径(D70)的颗粒设为第一颗粒，并将粒径小于体积基准的30％粒径(D30)的颗粒设为第二颗粒时，第一颗粒中的相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数而言的B的摩尔分数大于第二颗粒中的相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数而言的B的摩尔分数。

技术领域

本申请涉及非水电解质二次电池用正极活性物质和使用该正极活性物质的非水电解质二次电池。

背景技术

近年来，Ni含量多的锂过渡金属复合氧化物作为高能量密度的正极活性物质而受到关注。例如，专利文献1公开了下述方法：出于抑制由充电状态的正极活性物质表面处的电解质分解导致的产气这一目的，在锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面覆盖硼酸化合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-40382号公报

发明内容

但是，对于锂离子电池等非水电解质二次电池而言，若在锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面以硼酸化合物等的状态存在硼，则能够抑制与高温下的充放电相伴的电池容量降低，但电池的电阻值上升，速率特性降低。专利文献1中公开的技术在同时实现抑制与高温下的充放电相伴的电池容量的降低和抑制速率特性的降低方面尚有改善的余地。

本申请的目的在于，对于包含高能量密度的正极活性物质的非水电解质二次电池而言，同时实现抑制与高温下的充放电相伴的电池容量的降低和抑制速率特性的降低。

作为本申请的一个方式的非水电解质二次电池用正极活性物质是包含锂过渡金属复合氧化物、且至少在该复合氧化物的颗粒表面存在B的正极活性物质，所述锂过渡金属复合氧化物含有相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数为80摩尔％以上的Ni。其特征在于，将粒径大于体积基准的70％粒径(D70)的颗粒设为第一颗粒，且将粒径小于体积基准的30％粒径(D30)的颗粒设为第二颗粒时，第一颗粒中的相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数而言的B的摩尔分数大于第二颗粒中的相对于除Li之外的金属元素的总摩尔数而言的B的摩尔分数。

作为本申请的一个方式的非水电解质二次电池具备正极、负极和非水电解质，所述正极包含上述正极活性物质。

根据作为本申请的一个方式的正极活性物质，可提供同时实现抑制与高温下的充放电相伴的电池容量的降低和抑制速率特性的降低的非水电解质二次电池。

附图说明

图1是作为实施方式的一例的非水电解质二次的剖视图。

具体实施方式

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：通过使粒径大的上述第一颗粒中的B的摩尔分数高于粒径小的上述第二颗粒中的B的摩尔分数，从而特异性地抑制与高温下的充放电相伴的电池容量的降低和速率特性的降低。第一颗粒和第二颗粒是锂过渡金属复合氧化物的一次颗粒集合而成的二次颗粒，锂过渡金属复合氧化物因在高温下充放电时与电解质发生副反应而容易产生表面的NiO化加剧、二次颗粒碎裂的所谓二次颗粒碎裂的现象。由于发生二次颗粒碎裂，因而在二次颗粒的内部，一次颗粒彼此之间的导电通路断开，因此电池容量会降低，但如上述专利文献1记载的那样，通过使锂过渡金属复合氧化物的二次颗粒的表面存在有B，从而能够抑制高温下的电解质与锂过渡金属复合氧化物的副反应，抑制二次颗粒碎裂的发生。但是，若在锂过渡金属复合氧化物的表面存在有B，则电池的电阻会变大，因此存在速率特性降低的问题。因而，通过调整粒径大的第一颗粒和粒径小的第二颗粒中的B的摩尔分数，并提高第一颗粒中的B的摩尔分数，从而抑制第一颗粒的二次颗粒碎裂，且降低第二颗粒中的B的摩尔分数，由此成功地降低在锂过渡金属复合氧化物的整体中存在的B的摩尔分数，抑制速率特性的降低。