正极活性物质、正极活性物质的制造方法及二次电池与流程

本发明的一个方式涉及一种物品、方法或者制造方法。或者，本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。本发明的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、照明装置或电子设备的制造方法。本发明的一个方式尤其涉及一种电子设备及其操作系统。注意，在本说明书中，蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件及装置。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研究开发日益火热。尤其是，伴随手机、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、混合动力汽车(hev)、电动汽车(ev)或插电式混合动力汽车(phev)等新一代清洁能源汽车等的半导体产业的发展，高输出、大容量的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够充电的能量供应源，成为现代信息化社会中不可缺少的物品。

2、作为目前锂离子二次电池被要求的特性，举出：更大容量化、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，检讨以锂离子二次电池的循环特性提高及大容量化为目的的正极活性物质的改进(专利文献1、专利文献2及专利文献3)。

4、[专利文献1]日本专利申请公开第平8-236114号公报

5、[专利文献2]日本专利申请公开第2002-124262号公报

6、[专利文献3]日本专利申请公开第2002-358953号公报

技术实现思路

1、但是，锂离子二次电池及用于其的正极活性物质在循环特性、容量、充放电特性、可靠性、安全性或成本等各种方面还有改善的余地。

2、本发明的一个方式的目的之一是提供一种通过被用于锂离子二次电池而抑制充放电循环中的容量减少的正极活性物质。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种大容量二次电池。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种充放电特性良好的二次电池。另外，本发明的一个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。

3、另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的物质、活性物质、蓄电装置或它们的制造方法。

4、注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。此外，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽出上述以外的目的。

5、为了实现上述目的，在本发明的一个方式中，在正极活性物质的表层部中设置包含铝的覆盖层及包含镁的覆盖层。

6、本发明的一个方式是一种正极活性物质，该正极活性物质包括第一区域、第二区域及第三区域，第一区域存在于正极活性物质的内部，第二区域覆盖第一区域的至少一部分，第三区域覆盖第二区域的至少一部分，第一区域包含锂、过渡金属及氧，第二区域包含锂、铝、过渡金属及氧，第三区域包含镁及氧。

7、在上述结构中，第三区域可以包含氟。

8、在上述结构中，第三区域可以包含过渡金属。

9、在上述结构中，第一区域及第二区域可以具有层状岩盐型结晶结构，第三区域可以具有岩盐型结晶结构。

10、在上述结构中，过渡金属可以为钴。

11、另外，本发明的一个方式是一种正极活性物质，该正极活性物质包含锂、铝、过渡金属、镁、氧及氟，当通过x射线光电子能谱测量出的存在于正极活性物质的表层部中的锂、铝、过渡金属、镁、氧及氟的总量为100原子％时，铝浓度为0.1原子％以上且10原子％以下，镁浓度为5原子％以上且20原子％以下，氟浓度为3.5原子％以上且14原子％以下。

12、另外，本发明的一个方式是一种包括包含上述正极活性物质的正极、负极、电解液、外包装体的二次电池。

13、另外，本发明的一个方式是一种正极活性物质的制造方法，包括如下步骤：将铝醇盐溶解于醇；对将铝醇盐溶解于醇而成的铝醇盐醇溶液混合包含锂、过渡金属、镁、氧及氟的粒子；在包含水蒸气的气氛下对混合铝醇盐醇溶液与包含锂、过渡金属、镁、氧及氟的粒子而成的混合液进行搅拌；从混合液收集沉淀物；在含氧气氛下以500℃以上且1200℃以下对收集的沉淀物进行加热，保持时间为50小时以下。

14、根据本发明的一个方式，可以提供一种通过被用于锂离子二次电池而抑制充放电循环中的容量减少的正极活性物质。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种大容量二次电池。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种充放电特性良好的二次电池。另外，根据本发明的一个方式，可以一种安全性或可靠性高的二次电池。根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的物质、活性物质、蓄电装置或它们的制造方法。

技术特征：

1.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

2.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

3.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

4.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

5.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

6.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

7.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

8.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

9.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

10.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

11.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

12.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

13.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

14.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

15.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

16.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

17.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

18.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

19.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

20.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

21.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

22.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

23.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

24.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

25.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

26.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

27.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

28.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

29.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

30.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

31.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

32.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

33.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

34.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

35.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

36.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

37.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

38.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

39.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

40.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

41.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

42.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

43.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

44.一种锂离子二次电池，其为包含正极、负极和电解液的锂离子二次电池，其中，

45.根据权利要求1-44中的任一项所述的锂离子二次电池，其中，

46.根据权利要求1-44中的任一项所述的锂离子二次电池，其中，

47.根据权利要求1-44中的任一项所述的锂离子二次电池，其中，

48.根据权利要求1-44中的任一项所述的锂离子二次电池，其中，

49.根据权利要求1-44中的任一项所述的锂离子二次电池，其中，

50.根据权利要求1-44中的任一项所述的锂离子二次电池，其中，

51.一种锂离子二次电池，其为包含正极活性物质和导电助剂的锂离子二次电池，其中，

52.一种锂离子二次电池，其为包含正极活性物质和导电助剂的锂离子二次电池，其中，

53.一种锂离子二次电池，其为包含正极活性物质和导电助剂的锂离子二次电池，其中，

54.一种锂离子二次电池，其为包含正极活性物质和导电助剂的锂离子二次电池，其中，

55.根据权利要求51-54中的任一项所述的锂离子二次电池，其中，

56.根据权利要求51-54中的任一项所述的锂离子二次电池，还包含电解液，其中，

57.根据权利要求51-54中的任一项所述的锂离子二次电池，其中，

技术总结
本发明提供一种循环特性良好且容量大的锂离子二次电池用正极活性物质。在正极活性物质的表层部上设置包含铝的覆盖层、包含镁的覆盖层。包含镁的覆盖层存在于比包含铝的覆盖层更接近粒子表面的区域。包含铝的覆盖层可以通过使用铝醇盐的溶胶‑凝胶法形成。可以对起始材料混合镁及氟，在溶胶‑凝胶法之后进行加热而镁偏析，由此形成包含镁的覆盖层。

技术研发人员：门马洋平,川上贵洋,落合辉明,高桥正弘
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：2024/4/8