[发明专利]负载金属吸附材料的碳材料、锂离子二次电池用正极及正极材料、锂离子二次电池

说明书

本发明的课题在于提供一种能够抑制从正极材料溶出的铁离子析出在负极表面上而不妨碍电子及锂离子的迁移的负载金属吸附材料的碳材料、包含负载金属吸附材料的碳材料的锂离子二次电池用正极材料、包含锂离子二次电池用正极材料的锂离子二次电池用正极及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池。本发明的负载金属吸附材料的碳材料包含碳材料和负载在该碳材料上的金属吸附材料。所述碳材料优选为选自由炭黑、碳纳米管及活性炭组成的组中的至少1种。所述金属吸附材料优选为羟基氧化铁。

技术领域

本发明涉及一种负载金属吸附材料的碳材料、锂离子二次电池用正极材料、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池。

背景技术

在锂离子二次电池中，在将含有铁的材料用作正极材料的情况下，铁离子从正极材料溶出到电解液中。铁离子随着电池的驱动而向负极侧迁移。迁移到负极侧的铁离子在负极表面上被还原而成为铁。其结果，在负极表面上析出铁，电池的循环特性劣化。

以往，研究了抑制铁离子从正极材料溶出的方法。

例如，已知一种提高磷酸锂系粒子的结晶性从而抑制铁从磷酸锂系粒子溶出的方法。

并且，已知一种用碳包覆正极活性物质的表面从而抑制铁从正极活性物质溶出的方法。

而且，已知一种在电解液中混合螯合剂从而用该螯合剂捕集从正极材料溶出的铁离子的方法(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：日本专利第5507083号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在提高磷酸锂系粒子的结晶性的方法中，难以完全抑制铁的溶出。

并且，若欲用碳完全包覆正极活性物质的表面，则碳质覆膜的厚度变大。若碳质覆膜的厚度变大，则对锂离子的迁移造成影响，特性变差。

而且，在用螯合剂捕集铁离子的方法中，在电池的驱动期间电解液中的螯合剂向负极侧迁移，析出在负极表面上，由此抑制铁的析出，但是另一方面，螯合剂会妨碍电子及锂离子的迁移。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制从正极材料溶出的铁离子析出在负极表面上而不妨碍电子及锂离子的迁移的负载金属吸附材料的碳材料、包含负载金属吸附材料的碳材料的锂离子二次电池用正极材料、包含锂离子二次电池用正极材料的锂离子二次电池用正极及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池。

用于解决问题的方案

为了解决上述技术课题，本发明的一方式提供一种包含碳材料和负载在该碳材料上的金属吸附材料的负载金属吸附材料的碳材料。

在本发明的一方式中，所述碳材料可以是选自由炭黑、碳纳米管及活性炭组成的组中的至少1种。

在本发明的一方式中，所述金属吸附材料可以是羟基氧化铁。

在本发明的一方式中，金属元素的含量可以是所述碳材料的0.01mol％以上且10mol％以下。

在本发明的一方式中，提供一种包含用碳质覆膜包覆的橄榄石系正极活性物质和本发明的一方式的负载金属吸附材料的碳材料的锂离子二次电池用正极材料。

在本发明的一方式中，所述橄榄石系正极活性物质可以由通式Li_xA_yD_zPO₄(其中，A为选自由Co、Mn、Ni、Fe、Cu及Cr组成的组中的至少一种，D为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sc及Y组成的组中的至少一种，0.9＜x＜1.1，0＜y≤1，0≤z＜1，0.9＜y+z＜1.1)表示。