[发明专利]正极活性物质以及蓄电装置

说明书

正极活性物质以及蓄电装置。提供一种导电性得到提高的正极活性物质以及使用该物质的蓄电装置。提供一种电容大的正极活性物质以及使用该物质的蓄电装置。作为正极活性物质的主要材料的核，使用包含锂金属氧化物的核，且将1至10片石墨烯用作核的覆盖层。对石墨烯设置孔，由此便于锂离子的传输，从而可以提高电流的利用效率。

本申请是申请日为2011年9月26日、申请号为“201180048527.6”、发明名称为“正极活性物质以及蓄电装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种正极活性物质以及蓄电装置。

背景技术

个人计算机及移动电话等可以携带的电子装置的领域已有了显著的进步。可以携带的电子装置需要具有高能量密度的可以进行充电的蓄电装置，该蓄电装置为小型、轻量、并具有可靠性。作为这种蓄电装置，例如，锂离子二次电池是已知的。另外，随着对环境问题和能源问题的意识提高，安装有二次电池的电动车辆不断得到迅速发展。

作为锂离子二次电池中的正极活性物质，例如已知包含锂(Li)以及铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)或镍(Ni)的具有橄榄石结构的磷酸化合物，诸如磷酸铁锂(LiFePO₄)、磷酸锰锂(LiMnPO₄)、磷酸钴锂(LiCoPO₄)、磷酸镍锂(LiNiPO₄)等(参照专利文献1、非专利文献1以及非专利文献2)。

[参照文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利申请公开平11-25983号公报

[非专利文献]

非专利文献1：Byoungwoo Kang，Gerbrand Ceder，“Nature”，2009，Vol.458(12)，p.190-193

非专利文献2：F.Zhou等人，“Electrochemistry Communications”，2004，vol.6，p.1144-1148

发明内容

具有橄榄石结构的磷酸化合物的块体导电性(bulk electrical conductivity)低，并且单个粒子难以提供作为电极材料充分高的特性。

因此，已提出了所谓的涂碳法(carbon coating method)，即其中在粒子表面上形成薄碳层的用来提高导电性的方法。但是为了提供充分的导电性，碳层的厚度必需厚；由此碳层的体积占正极活性物质的等于或大于几十％。这导致电池容量的降低。

鉴于上述问题，本发明的一个实施方式的一个目的是提供提高了导电性且电流的利用效率高的正极活性物质以及使用该物质的蓄电装置。

本发明的一个实施方式的一个目的是提供每单位重量或每单位面积的电容大的正极活性物质以及使用该物质的蓄电装置。

本发明的一个实施方式是正极活性物质以及蓄电装置。以下示出详细的说明。

使用1至10片石墨烯来覆盖作为正极活性物质的主要材料的核，从而可以减薄覆盖层的厚度，且可以提高正极活性物质的导电性。另外，在石墨烯中形成锂离子能够经过的空孔，从而便于进行锂离子向正极活性物质的嵌入和锂离子从正极活性物质的提取。其结果是，蓄电装置的充电/放电比率得到提高，从而可以在短时间内进行充电/放电。