专利名称：锂二次电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂二次电池。更具体地，本发明涉及一种锂二次电池，其包括负极、非水电解液和具有非晶正极活性材料的正极。此外，本发明涉及该锂二次电池的用途。
背景技术：
通过锂离子在正极与负极之间迁移的方式对锂二次电池(典型地，锂离子电池)充电和放电。锂二次电池具有轻重量和高电力，所以预期在未来作为车载电源、个人计算机的电源和移动终端的电源而对锂二次电池的需求日益增加。日本专利申请公开 2008-251481 (JP-A-2008-251481)描述了锂二次电池。该类型的锂二次电池的一种典型的配置包括这样的电极，在该电极中，通过导电构件(电极集电体)保持能够可逆地吸留和释放锂离子的材料(电极活性材料)。用于正极的电极活性材料(正极活性材料)的典型实例是锂过渡金属复合氧化物，例如基于锂镍的氧化物和基于锂钴的氧化物。正极活性材料的其他实例是含有锂的所谓的橄榄石型磷酸盐化合物(例如1^111^04、1^附 04等)。橄榄石型磷酸盐化合物具有高理论容量，降低成本且具有高度安全性，所以橄榄石型磷酸盐化合物作为有前途的正极活性材料而受到关注。 在日本专利申请公开11-025983 (JP-A-11-025983)中描述了该类型的橄榄石型磷酸盐化合物。另外，通常在考虑到非水电解液的分解电位的电位范围内使用电池(对电池充电或放电)。然而，诸如LiMnPO4的橄榄石型磷酸盐化合物的氧化还原电位高于诸如基于锂镍的氧化物和基于锂钴的氧化物的锂过渡金属复合氧化物的氧化还原电位。因此，在使用其中将基于碳酸盐的溶剂或类似溶剂用作非水溶剂的一般电解液的电池配置中，如果正极的电位过度升高，则发生电解液的分解，所以存在以下问题不能充分地利用橄榄石型磷酸盐化合物的固有容量(当在正极电位不过度地超过电解液的分解电位的范围内试图使用电池时，不能获得大容量)，或者电解液的组成的选择自由度低(可供选择的非水溶剂的数目少，即，非水溶剂被限制为具有相对高分解电位的非水溶剂)。
发明内容
本发明提供具有大容量和优良充放电特性的锂二次电池。发明人勤奋地研究并发现可以以如下方式降低氧化还原电位诸如LiMnPO4的橄榄石型磷酸盐化合物的结构被非晶化，并且P的一部分或全部被这样的玻璃形成元素 (glass former element)置换，该玻璃形成元素具有的电负度(electronegativity)低于 P的电负度，由此完成本发明。S卩，本发明的第一方面涉及一种锂二次电池，其包括含有正极活性材料的正极； 负极；以及非水电解液。所述正极活性材料是非晶，且由以下组成式表示LixA [PaM1JyOz (I)其中，在该式中，A为Mn或Ni ；M为具有比P的电负度低的电负度的玻璃形成元素；且χ、y、a禾口 ζ分别满足1 < χ彡2. 5，0 < y彡3，0彡a < 1以及ζ = (x+(A的价数)+ (P 的价数)XaXy+(M 的价数)X (l_a) Xy)/2。通过上述方面，在由组成式Li/tPAJyA表示的非晶正极活性材料中，用具有比 P低的电负度的元素M置换P的一部分或全部。因此，相比于没有置换的情况，氧化还原电位可下降。据此，锂的反应以更低的电位发生，所以可以在不过度地发生电解液的分解的范围内使正极的电位上升的同时抽出正极活性材料中的更大量的锂。由此，可增加在充电和放电中可用的锂的量，并且可获得适用于大容量电池的正极活性材料。组成式(I)中的M可以是这样的元素而没有特别的限制，该元素具有比P(磷) 的电负度低的电负度并且能够形成玻璃质材料(非晶结构)。例如，除了 B(硼)、Si (硅) 和Sn(锡)之外，具有比P的电负度低的电负度且能够形成含氧酸的异质元素(hetero element)(典型地，能够成为由XOn表示的含氧酸的主要元素X的元素)也可被用作玻璃形成元素M。异质元素的具体实例可以是诸如Ta(钽)、Ti (钛)、Nb (铌)、A1 (铝)、V(钒)、 Cr(铬)、Ge(锗)、Mo(钼)和As(砷)的元素。其中，优选使用B、Si和Sn中的至少一种， 特别优选使用B。可从上述元素组中选择一种或两种或更多种元素。在本发明的优选方面中，M中的70% (基于原子)以上是由选自B、Si和Sn的一种或两种或更多种元素形成的。 基本上全部M可以由选自B、Si和Sn的一种或两种或更多种元素形成。例如，M可以基本上仅由B形成。组成式(I)中的A可以是Mn，且，当所述电解液的分解电位为Ve时，所述[PaM1J 的平均电负度可以低于(Ve+5. 08)/4. 15。当[PaM1J的平均电负度在上述范围内时，氧化还原电位可降低至不发生电解液分解的电位。组成式(I)中的A可以是Ni，且，当所述电解液的分解电位为Ve时，所述[PaM1J 的平均电负度可以低于(Ve+4. 36)/4. 00。当[PaM1J的平均电负度在上述范围时，氧化还原电位可降低至不发生电解液分解的电位。组成式(I)中的A可以主要包含Ni的非晶相，且可包含Ni、NiO和Ni2P中的至少一者的结晶相(crystal phase) 0因为正极活性材料混合地包含结晶相，电子传导性提高， 因此可获得更大容量。可将该锂二次电池装配在车辆(例如，汽车)上。因此，通过本发明的方面，可提供装配有这里所述的锂二次电池(其可以是其中连接有多个锂二次电池的电池组)的车辆。特别地，由于锂二次电池可从轻重量得到高电力，因此提供了装配有锂二次电池作为动力源(典型地，混合动力车或电动车的动力源)的车辆(例如，汽车)。
以下将参照附图描述本发明的特征、优点以及技术和工业重要性，在附图中，相似标号表示相似要素，且其中图1是示出[PaM1J的平均电负度与氧化还原电位之间的关系的图表(基于Mn)；图2是示出[PaM1J的平均电负度与氧化还原电位之间的关系的图表(基于Mn)；图3是示出[PaM1J的平均电负度与氧化还原电位之间的关系的图表(基于Ni)；图4是示出根据本发明的实施例的锂二次电池的配置的示意图；图5是示出根据本发明的实施例的卷绕式(rolled)电极组件的配置的示意图6是示出根据实例和比较例的每个测试用纽扣电池(coin cell)的配置的示意图；图7是示出根据第一至第三实例以及第一比较例的测试用电池的充电和放电特性的图表；图8是示出根据第四和第五实例以及第二比较例的测试用电池的充电和放电特性的图表；图9是示出第五和第六实例中的X射线衍射图形的图表；图10是示出根据第五和第六实例的测试用电池的充电和放电特性的图表；以及图11是示出装配有根据本发明的实施例的锂二次电池的车辆的侧面示意图。
具体实施例方式在附图中，相似参考标号表示具有相似功能的部件和部分。注意，每个附图中的尺度(长度、宽度、厚度等)不反映实际的尺度。此外，除了说明书中具体提到并且是实施本发明的方面所必需的事项之外的事项(例如，包括正极和负极的电极组件的配置和制造方法，分隔件(s印arator)和电解质的配置和制造方法，以及涉及锂二次电池和其他电池的构建的普通技术等)可以作为本领域技术人员基于该技术领域的现有技术的设计事项而被掌握。首先，将描述正极活性材料。形成根据本实施例的正极活性材料，使得诸如 LiMnPO4的橄榄石型磷酸盐化合物的结构被非晶化，然后P的一部分或全部被具有比P的电负度低的电负度的玻璃形成元素置换。即，正极活性材料是非晶的，且由以下组成式表示LixA [PaM1JyOz (I)在上述组成式(I)中，A为Mn或Ni。此夕卜，M为具有比P(磷)的电负度低的电负度的玻璃形成元素(能够形成玻璃质材料的元素)。此外，χ、y和a的值分别满足1 < χ彡2. 5，0 < y彡3和0彡a < l，z的值由ζ = (χ+(Α的价数)+ (P的价数)XaXy+(M 的价数)X (1-a) Xy)/2表示，以满足化学计量(电中性)。通过根据本实施例的正极活性材料，在由组成式Li/tP^JyO,表示的非晶正极活性材料中，用具有比P的电负度低的电负度的元素M置换P的一部分或全部。因此，相比于没有置换的情况，可降低氧化还原电位，并且可获得更大容量。此外，将参照图1描述正极活性材料。图1是在上述组成式(I)中的A为M的非晶正极活性材料中的[PaM1J的平均电负度与氧化还原电位之间的关系的图表。如图1所示，当X轴表示[PaM1J的平均电负度且 Y轴表示电位V(相对于Li金属)时，[PaM1J的平均电负度和氧化还原电位彼此近似成比例，并且随着[PaM1J的平均电负度下降，氧化还原电位下降。具体地，[PaM1J的平均电负度与氧化还原电位之间的关系由Y = 4. 15X-5. 08表示。这里，在没用M置换P的非置换的正极活性材料(由图1中的A表示)中，氧化还原电位相对于电解液的分解电位Ve (这里，电解液具有4. 5V的分解电位Ne，以下也称为电解液El)过高(从氧化还原电位到Ve的差小)，所以直到正极的电位达到电解液El的分解电位Ve为止所抽出的锂的量小。因此，存在以下问题在考虑到电解液El的分解电位Ve 的范围(典型地，正极的电位不过度地超过Ve的范围)内尝试使用电池时，不能充分地利用非置换的正极活性材料的理论容量，于是不能获得大容量。相比之下，在本实施例中，用M 置换P的一部分，以降低[PaM1J的平均电负度的值。据此，相比于非置换A的情况，可降低氧化还原电位。通过上述配置，以更低的电位发生锂的插入和抽出，所以可抽出正极活性材料中的更大量的锂，同时在电解液El分解不过度地发生的范围内升高正极的电位。据此， 可以增大在充电和放电中可利用的锂的量，并可以获得更大容量的正极活性材料。可考虑电解液的分解电位Ve而适当调整[PaM1J的平均电负度。从增加容量的观点，希望氧化还原电位(氧化电位)比相对于锂的电解液的分解电位Ve至少低约0. IV(例如，约0. IV 0.5V)，并且可将[PaM1J的平均电负度的值确定为落入该希望的范围。可通过恰当地选择M的种类和置换比(a的值)调整[PaM1J的平均电负度。此外，通过应用本发明的方面，可使用具有这样的组成的电解液，该组成包含具有更低的分解电位Ve的非水溶剂。即，如图2所示，在使用非置换的正极活性材料A和具有比图1所示的实例(电解液El)低的分解电位Ve的电解液E2构成的电池中，当在考虑到电解液E2的分解电位Ve的范围内尝试使用该电池时，相比于使用电解液El的电池，容量进一步降低。相比之下，本实施例中，通过考虑到电解液的分解电位Ve而调整[PaM1J的平均电负度，可以将氧化还原电位降低至不发生电解液的分解的电位。具体地，仅仅需要将 [PaM1J的平均电负度调整为低于(Ve+5. 08)/4. 15。据此，氧化还原电位降低至不发生电解液的分解的电位，所以可以使用具有这样的组成的电解液，该组成包含具有相对低的分解电位Ve的非水溶剂。本发明的实施例可以为包含具有这样的组成的电解液的锂二次电池，该组成包含具有5. 2V或更低的分解电位的非水溶剂。优选地，该非水溶剂的分解电位的通常范围为约 4. 5V 5. 2V,更优选的范围为约4. 5V 4. 8V。玻璃形成元素M没有被特别限制，只要玻璃形成元素M具有低于P (磷)的电负度并且能够形成玻璃即可。例如，除了 B(硼)、Si (硅)、Sn(锡)之外，还可以采用具有低于 P的电负度并能够形成含氧酸的异质元素(典型地，能够成为由XOn表示的含氧酸的主要元素X的元素)作为玻璃形成元素M。异质元素的具体实例可以为诸如Ta(钽)、Ti (钛)、 Nb(铌)、A1(铝)、V(钒)、Cr (铬)、Ge(锗)、Mo(钼)和As(砷)的元素。其中，优选使用B、Si和Sn中的至少一种，特别优选使用B。可从上述的元素组中选择一种或两种或更多种元素。优选地，M的70% (基于原子)以上由选自B、Si和Sn中的一种或两种或更多种元素形成。基本上全部M可以由选自B、Si和Sn的一种或两种或更多种元素形成。例如， M可以基本上仅由B形成。注意，在本说明书中，“电负度”意味着鲍林(Pauling's)电负度。具体地，P(磷) 的电负度是2. 19，B (硼)的电负度是2. 04，Si (硅)的电负度是1.90，Sn (锡)的电负度是1. 96。此外，“平均电负度”是指构成P和玻璃形成元素M的各元素的电负度的加权平均。例如，当玻璃形成元素M为B(硼)且a的值是0.75时，[Ptl. 75Βα25]的平均电负度是 2. 19X0. 75+2. 04X0. 25 = 2. 08。接下来，将描述根据本实施例的正极活性材料的制造方法。对根据本实施例的正极活性材料的制造方法没有特别限制，只要可获得上述正极活性材料即可；例如，正极活性材料可通过利用熔体提取法(melt extraction)进行非晶化而合成。具体地，包含构成组成式LixMn[PsiM1JyOz的各元素的开始材料被熔化并混勻，随后从熔融状态快速冷却而使其一次固化，由此获得非晶活性材料。所述开始材料通常包含Li源、Mn源、P源和M源。对Li源没有特别限制，只要Li源包含Li元素即可；例如，Li源可以是Li0H、Li20、 Li2CO3等。可使用一种或二种或更多种Li源。对Mn源没有特别限制，只要Mn源包含Mn元素即可；例如，包含Mn元素的氧化物、 氢氧化物等可希望地用作Mn源。具体地，Mn源可以是MnO等。对P源没有特别限制，只要 P源包含P元素即可；例如，P2O5等可被用作P源。对M源没有特别限制，只要M源包含上述玻璃形成元素M即可；例如，可希望地使用包含玻璃形成元素M的氧化物、氢氧化物等。具体地，当元素M为硼(B)时，可使用化03 等。当元素M为硅(Si)时，可使用SiO2等。此外，当元素M为锡(Sn)时，可使用SnO2等。对开始材料(Li源、Mn源、P源和M源)进行称量以符合预定的组成，并充分混合。 之后，例如在1000°C 1200°c下使混合的材料熔化，然后通过配备有Cu辊(roll)的单辊熔体提取装置进行快速冷却。由此，可获得非晶活性材料。这样，可以制造根据本实施例的正极活性材料。随后，将描述组成式(I)中的A为Ni的情况。图3是示出在上述组成式(I)中的A为Ni的非晶正极活性材料中的[PaM1J的平均电负度与氧化还原电位之间的关系的图表。如图3所示，当X轴表示[PaM1J的平均电负度且Y轴表示电位V(相对于Li金属) 时，[PaM1J的平均电负度和氧化还原电位彼此近似成比例，并且随着[PaM1J的平均电负度下降，氧化还原电位下降。具体地，[PaM1J的平均电负度与氧化还原电位之间的关系由 Y = 4. 00X-4. 36 表示。在基于Ni以及基于Mn的情况下，可以考虑电解液的分解电位Ve而适当调整 [PaM1J的平均电负度。具体地，希望氧化还原电位(氧化电位)比相对于锂的电解液的分解电位Ve至少低约0. IV (例如，约0. IV 0. 5V)，并且可将[PaM1J的平均电负度的值调整为落入该希望的范围。此外，通过应用本发明的方面，可使用具有这样的组成的电解液， 该组成包含具有更低的分解电位Ve的非水溶剂。即，即使当氧化还原电位高于电解液的分解电位Ve，通过考虑电解液的分解电位Ve而调整[PaM1J的平均电负度，可以将氧化还原电位降低至不发生电解液的分解的电位。具体地，仅仅需要将[PaM1J的平均电负度调整为低于(Ve+4. 36)/4. 00。由此，氧化还原电位降低至不发生电解液的分解的电位，所以可以使用具有这样的组成的电解液，该组成包含具有相对低的分解电位Ve的非水溶剂。这里所述的技术中，概念“正极活性材料为非晶”包括在该正极活性材料的一部分中存在结晶相的模式。根据本发明实施例的正极活性材料主要包含其中组成式(I)中的A 为Ni的非晶相，且包含Ni、NiO和Ni2P中的至少一者的结晶相。因为正极活性材料包含结晶相，电子传导性提高，所以可获得更大容量。在一个希望的模式中，正极活性材料基本上仅包含Ni、NiO和Ni2P中的至少一者的结晶相作为结晶相。例如，上述结晶相希望地在这里所述的非晶LixNi [PaB1JyOz正极活性材料颗粒的表面附近不均勻地分布或沉淀。由此， 可以进一步有效地发挥由于结晶相的存在而使正极活性材料颗粒之间的接触电阻减小的效果。或者，结晶相可以混合(分布)在非晶相中。仅仅需要使结晶相对非晶相的摩尔比的范围在约0. 1摩尔％ 10摩尔％，通常为约0. 1摩尔％ 5摩尔％，希望地，例如约0. 5摩尔％ 1摩尔％。当结晶相的百分比过高时，电池容量可能下降。当结晶相的百分比过低时，难以充分地获得提高电子传导性的效果。例如，可以使用能量色散X射线荧光分析(EDX)通过对正极活性材料颗粒的表面分析来获取结晶相对非晶相的摩尔比。对使得结晶相存在于主要包含非晶相的正极活性材料颗粒的一部分的方法没有特别限制；然而，例如，其可以是对作为处理对象的正极活性材料颗粒(典型地，基本上由非晶相形成的正极活性材料颗粒)施加机械能的方法。通过施加机械能，可以使M、NiO等在非晶正极活性材料颗粒的表面上结晶。例如，可以希望地采用球磨作为施加机械能的手段。或者，可以通过施加热能而使Ni、NiO等在非晶正极活性材料颗粒的表面上结晶。注意，本说明书的公开包括以下事项(1)用于锂二次电池的非晶正极活性材料由以下组成式表示LixA[PaM1JyOz(I), 其中，在式(I)中，A为Mn或Ni ；M为具有比P低的电负度的玻璃形成元素；且x、y、a*Z分别满足1<叉彡2.5，0<7彡3，0彡￡1<1以及2 = (x+(A的价数)+ (P的价数)XaXy+(M 的价数)X (1-a) Xy)/2。⑵如以上⑴中所述的正极活性材料，其中上述组成式⑴中的 M包含B(硼)、Si (硅)、Sn(锡)、Ta(钽)、Ti (钛)、Nb(铌)、A1 (铝)、V(钒)、Cr(铬)、 Ge(锗)、Mo(钼)和As(砷)中的至少一种元素。尽管不旨在特别地限制本发明的方面，但下文中，将通过以下述模式采用锂二次电池(锂离子电池)作为实例来描述本发明的方面，其中将卷绕成扁平状的电极组件(卷绕式电极组件)和非水电解液装入扁平的箱形(长方体形状)外壳中。图4和图5示出根据本发明实施例的锂二次电池的示意性配置。锂二次电池100 具有以下配置。即，形成电极组件(卷绕式电极组件)80，使得长正极片10和长负极片20 夹着长分隔件40而卷绕成扁平状，并且卷绕式电极组件80与非水电解液(未示出)一起被装入具有可容纳卷绕式电极组件80的形状(扁平箱形)的外壳50中。外壳50包括壳体52和盖子M。壳体52具有扁平长方体形状，并且壳体52的上端开口。盖子讨使得开口闭合。外壳50的材料希望地是金属材料，例如铝和钢(本实施例中是铝)。或，可通过模制诸如PPS和聚酰亚胺树脂的树脂材料而形成外壳50。在外壳 50的上表面(即，盖子54)处设置正极端子70和负极端子72。正极端子70被电连接至卷绕式电极组件80的正极。负极端子72被电连接至电极组件80的负极20。扁平卷绕式电极组件80与非水电解液(未示出)一起被容纳在外壳50内。除了稍后描述的为正极片10提供的正极活性材料的配置之外，根据本实施例的卷绕式电极组件80类似于普通锂二次电池的卷绕式电极组件。如图5所示，形成正极片10，使得包含上述正极活性材料作为主要组分的正极混合层14被施加到长正极集电体12上。适用于正极的铝箔或其他金属箔适当地被用作正极集电体12。用于正极的正极活性材料如上所述。正极混合层14在必要时可包含在普通锂二次电池中被用作正极混合层的构成组分的一种或两种或更多种材料。这样的材料的实例是导电材料。导电材料希望地是碳材料， 例如碳粉末和碳纤维。或者，该导电材料可以是导电金属粉末，例如，镍粉末。除了上述内容，可用作正极混合层的组分的材料可以是可用作构成材料的粘合剂的各种聚合物材料。可以将负极片20形成为使得包含用于锂二次电池的负极活性材料作为主要组分的负极混合层M被施加到在长负极集电体22。适用于负极的铝箔或另一种金属箔被适当地用作负极集电体22。负极活性材料可以为在现有技术中用于锂二次电池的一种或两种或更多种材料没有特别限制。负极活性材料的适当实例可以是含有锂的过渡金属氧化物、诸如石墨碳和非结晶碳的基于碳的材料、过渡金属氮化物等。在正极片10与负极片20之间适当地使用的分隔片40可由多孔聚烯烃树脂形成。与卷绕式电极组件80 —起容纳在壳体52中的非水电解液可以由与用于现有锂二次电池的非水电解液相同的材料制成而没有特别限制。上述非水电解液典型地具有这样的组成，其中，电解质(支持电解质)被包含在适当的非水溶剂中。非水溶剂可以是非质子性溶剂(aprotic solvent)，例如，碳酸酯类、酯类、醚类、腈类、砜类和内酯类。例如，非水溶剂可以是选自公知作为可用于锂离子电池的电解质的非水溶剂中的一种或两种或更多种，例如，碳酸亚乙酯(EC)、碳酸异丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、1，2_ 二甲氧基乙烷、1，2_ 二乙氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二巧恶烷、1， 3-二氧戊环、二甘醇二甲醚、乙二醇二甲醚、乙腈、丙腈、硝基甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、环丁砜和Y-丁内酯。此外，电解质(支持电解质)可以是选自公知作为可用于锂二次电池的电解液中的支持电解质的各种锂盐中的一种或两种或更多种，例如，LiPF6, LiBF4, LiN(SO2CF3)2^ LiN(SO2C2F5)2、LiCF3SO3^ LiC4F9SO3^ LiC(SO2CF3)3^P LiClO40 对支持电解质(支持电解质) 的浓度没有特别限制；例如，其浓度可与现有锂二次电池中使用的电解质的浓度相同。在非水电解液中的电解质浓度的范围例如为约0. 05mol/L lOmol/L，希望地为约0. lmol/L 5mol/L，通常被设定为约lmol/L。非水电解液与卷绕式电极组件80 —起被容纳在壳体52中，并且壳体52的开口通过例如焊接到其上的盖子讨来密封。由此，完成根据本实施例的锂二次电池100的构建 (组装)。注意，用于壳体52的密封处理和用于电解液的设置(浸渍)处理可以与制造现有锂二次电池100的相同。之后，进行对电池的调节(初期充电和放电)。在必要时，可进行除气、质量检验等的处理。使用含有这里描述的正极活性材料的正极构成由此获得的锂二次电池，所以该锂二次电池可以呈现更高的电池特性(例如大容量)。下文中，将描述与本发明的方面有关的第一至第六实例；然而，并不旨在将本发明的方面限制为具体实例。注意，在下面的第一至第六实例中，B(硼)被用作置换P的元素 M0<基于Mn的正极活性材料的合成>在第一至第三实例和第一比较例中，合成由非晶LixMn[PxB1JyOz组成的正极活性材料，使得Li Mn P B成为以下表1所示的组成比。具体地，称量作为Li源的LiOH、 作为Mn源的MnO、作为P源的P2O5和作为B源的化03，以使这些材料的构成组分符合预定的摩尔比，并且混合这些材料以获得原材料混合物。随后，在Ar气氛中在1000°C 1200°C 下使原材料混合物熔化，然后通过单辊熔体提取装置使其快速冷却，由此合成由非晶 LixMn[PaB1JyOz组成的正极活性材料。用预定的碾磨装置碾磨所获得的非晶LixMn[PA_J y0Z'以制备基于Mn的粉末状非晶正极活性材料。表 权利要求
1.一种锂二次电池，其特征在于包括 含有正极活性材料的正极；负极；以及非水电解液，其中，所述正极活性材料是非晶，且由以下组成式表示 LixA [PaM1JyOz (I)其中，在所述组成式(I)中，A为Mn或Ni ；M为具有比P的电负度低的电负度的玻璃形成元素；且x、y、a和ζ分别满足1 < χ彡2. 5，0 < y彡3，0彡a< 1以及ζ = (x+(A的价数)+ (P 的价数)XaXy+(M 的价数)X (l_a) Xy)/2。
2.根据权利要求1的锂二次电池，其中，所述组成式(I)中的M包括B、Si和Sn中的至少一种元素。
3.根据权利要求1或2的锂二次电池，其中，所述组成式(I)中的A为Ni，并且，在所述电解液的分解电位为Ve时，所述[PaM1J的平均电负度低于(Ve+4. 36)/4. 00。
4.根据权利要求1至3中任一项的锂二次电池，其中，所述组成式(I)中的A主要包含Ni非晶相，且包含Ni、NiO和Ni2P中的至少一者的结晶相。
5.根据权利要求1或2的锂二次电池，其中，所述组成式(I)中的A为Mn，并且，在所述电解液的分解电位为Ve时，所述[PaM1J的平均电负度低于(Ve+5. 08)/4. 15。
6.一种装配有根据权利要求1至5中任一项的锂二次电池的车辆。
全文摘要
一种锂二次电池包括含有正极活性材料的正极；负极；以及非水电解液。所述正极活性材料是非晶，且由LixA[PaM1-a]yOz表示，其中，在该式中，A为Mn或Ni；M为具有比P低的电负度的玻璃形成元素；且x、y、a和z分别满足1＜x≤2.5，0＜y≤3，0≤a＜1以及z＝(x+(A的价数)+(P的价数)×a×y+(M的价数)×(1-a)×y)/2。
文档编号H01M4/525GK102598387SQ201080044460
公开日2012年7月18日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年10月2日
发明者冈田重人, 山木准一, 矶野基史 申请人:丰田自动车株式会社, 国立大学法人九州大学