锂离子二次电池的制作方法

本发明的一个实施方式涉及一种物品、方法或者制造方法。另外，本发明涉及一种工序、机器、产品或者组合物。本发明的一个实施方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、照明装置、电子设备或它们的制造方法。尤其是，本发明的一个实施方式涉及可用于二次电池的正极活性物质、二次电池以及包括二次电池的电子设备。注意，在本说明书中，蓄电装置涉及具有蓄电功能的所有元件及/或装置。例如，锂离子二次电池等蓄电池(也称为二次电池)、锂离子电容器及双电层电容器等都包括在蓄电装置的范畴内。注意，在本说明书中，电子设备是指具有蓄电装置的所有装置，具有蓄电装置的电光装置、具有蓄电装置的信息终端装置等都是电子设备。

背景技术：

1、近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置的开发很活跃。尤其是，随着移动电话、智能手机、笔记本个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机、医疗设备、新一代清洁能源汽车(混合动力汽车(hev)、电动汽车(ev)或插电式混合动力汽车(phev)等)等的半导体产业的发展，高输出、高能量密度的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够再充电的能量供应源，锂离子二次电池成为现代信息化社会的必需品。

2、作为目前锂离子二次电池被要求的特性，可以举出：更高能量密度化、循环特性的提高、各种工作环境下的安全性及长期可靠性的提高等。

3、因此，正在研究旨在改良正极活性物质，以提高锂离子二次电池的循环特性及容量(专利文献1、专利文献2及非专利文献1)。另外，也在进行有关正极活性物质的结晶结构的研究(非专利文献2至非专利文献4)。

4、[参考文献]

5、[专利文献]

6、[专利文献1]日本专利申请公开第2006-164758号公报

7、[专利文献2]日本pct国际申请翻译第2014-523840号公报

8、[非专利文献]

9、[非专利文献1]jae-hyun shim et al,“characterization of spinel lixco2o4-coated licoo2 prepared with post-thermal treatment as acathode material forlithium ion batteries”,chemistry of materials,2015,27,pp.3273-3279

10、[非专利文献2]toyoki okumura et al,“correlation of lithium iondistribution and x-ray absorption near-edge structure in o3-and o2-lithiumcobalt oxides from first-principle calculation”,journal of materialschemistry,2012,22,pp.17340-17348

11、[非专利文献3]t.motohashi et al,“electronic phase diagram of thelayered cobalt oxide system lixcoo2(0.0≤x≤1.0)”,physical review b,80(16)；165114

12、[非专利文献4]zhaohui chen et al,“staging phase transitions inlixcoo2,journal of the electrochemical society,2002,149(12)a1604-a1609

技术实现思路

1、本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种大容量且充放电循环特性优良的用于锂离子二次电池的正极活性物质。另外，本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种在被用于锂离子二次电池时也抑制充放电循环所引起的容量减少的正极活性物质。另外，本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种大容量二次电池。另外，本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种充放电特性优良的二次电池。另外，本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种安全性或可靠性高的二次电池。

2、另外，本发明的一个实施方式的目的之一是提供一种新颖的物质、新颖的活性物质粒子、新颖的蓄电装置或它们的制造方法。

3、注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个实施方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书的记载中衍生出上述目的以外的目的。

4、为了实现上述目的，本发明的一个实施方式的正极活性物质的充电状态与放电状态之间的结晶结构的变化小。

5、本发明的一个实施方式是一种二次电池，包括正极、负极，其中在通过里特沃尔德方法分析正极的xrd图案时，正极具有拟尖晶石型结晶结构且该拟尖晶石型结晶结构的比率为60wt％以上。

6、本发明的其他一个实施方式是一种正极活性物质，包含锂、钴、镁、氧、氟。在对将正极活性物质用于正极且将锂金属用于负极的锂离子二次电池在25℃下直到电池电压成为4.6v且电流值充分低为止进行充电后，通过利用cukα1线的粉末x射线衍射分析正极时，正极活性物质在2θ为19.30±0.20°处以及2θ为45.55±0.10°处具有衍射峰。

7、本发明的其他一个实施方式是一种正极活性物质，包括锂、钴、镁、氧、氟，其中充电深度为0.8以上的正极活性物质中的比例为60wt％以上的结晶结构与充电深度为0.06以下的正极活性物质中的比例为60wt％以上的结晶结构之间的每个晶胞的体积之差为2.5％以下。

8、在上述任意实施方式中，正极活性物质优选包含ti和al中的至少一个。

9、根据本发明的一个实施方式可以提供一种大容量且充放电循环特性优良的用于锂离子二次电池的正极活性物质。另外，根据本发明的一个实施方式可以提供一种在被用于锂离子二次电池时也抑制充放电循环所引起的容量减少的正极活性物质。另外，根据本发明的一个实施方式，可以提供一种大容量二次电池。另外，根据本发明的一个实施方式，可以提供一种充放电特性优良的二次电池。另外，根据本发明的一个实施方式，可以提供一种安全性或可靠性高的二次电池。根据本发明的一个实施方式，可以提供一种新颖的物质、新颖的活性物质粒子、新颖的蓄电装置或它们的制造方法。

10、注意，上述效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个实施方式不需要具有所有上述效果。另外，说明书、附图以及权利要求书等的记载中显然存在上述效果以外的效果，可以从说明书、附图以及权利要求书等的记载中衍生出上述效果以外的效果。

技术特征：

1.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

2.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

3.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

4.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

5.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

6.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

7.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

8.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

9.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

10.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

11.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

12.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

13.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

14.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

15.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

16.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

17.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

18.一种锂离子二次电池，具有正极活性物质，

19.根据权利要求1至6中任一项所述的锂离子二次电池，

20.根据权利要求1至6中任一项所述的锂离子二次电池，

21.根据权利要求1至20中任一项所述的锂离子二次电池，

22.根据权利要求1至21中任一项所述的锂离子二次电池，

23.根据权利要求1至22中任一项所述的锂离子二次电池，

24.根据权利要求1至23中任一项所述的锂离子二次电池，

25.根据权利要求1至24中任一项所述的锂离子二次电池，

26.根据权利要求1至25中任一项所述的锂离子二次电池，

技术总结
本发明提供一种大容量且循环特性优良的锂离子二次电池。该正极活性物质的充电状态和放电状态间的结晶结构变化小。例如在放电状态下具有层状岩盐型结晶结构，并且在以4.6V左右的高电压充电的状态下具有拟尖晶石型结晶结构的正极活性物质的起因于充放电的结晶结构及体积的变化比现有的正极活性物质少。

技术研发人员：三上真弓,内田彩,米田祐美子,门马洋平,高桥正弘,落合辉明
受保护的技术使用者：株式会社半导体能源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16