CN107768722B - 锂离子电池和锂离子电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池和锂离子电池的制造方法。本发明以提供离子传导的电阻低的锂离子电池为课题。在本发明中，通过提供一种锂离子电池来解决上述课题，该锂离子电池的特征在于，具有正极活性物质、负极活性物质、绝缘性氧化物以及成为所述正极活性物质与所述负极活性物质之间的离子传导通道的电解质，该绝缘性氧化物形成于所述正极活性物质与所述负极活性物质的界面，含有构成所述正极活性物质的至少一种元素和构成所述负极活性物质的至少一种元素且不具有电子传导性和离子传导性，所述正极活性物质具有Co、Mn、Ni、Fe的至少一种、Li和O，所述负极活性物质具有Si、Li、Ti的至少一种。

Description

锂离子电池和锂离子电池的制造方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池。
背景技术
随着近年来个人电脑、摄像机和便携电话等信息关联设备和通信设备等的快速普及，作为其电源而被利用的电池的开发正受到重视。另外，在汽车产业界等中，也正在推进电动汽车用或混合动力汽车用的高输出且高容量的电池的开发。当前，在各种电池中，从能量密度高的观点考虑，锂离子电池正受到关注。
例如，在专利文献1中，公开了一种具备正极、负极、配置在正极与负极之间的分隔体、以及非水电解液的锂离子二次电池。
另外，在专利文献2中，公开了一种层叠了正极材料层、硫系固体电解质材料层和负极材料层的全固体锂离子二次电池。
在专利文献3中，公开了一种具有正极活性物质粒子和负极活性物质粒子以缠绕的状态存在的混合电极层，并具有在正极活性物质粒子与负极活性物质粒子的界面使正极活性物质粒子和负极活性物质粒子反应而形成的固体电解质部的全固体电池。在此，公开了一种能量密度高的全固体电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-137947号公报
专利文献2：日本特开2014-116129号公报
专利文献3：日本特开2014-029810号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在锂离子电池中，夹持电解质存在的正极活性物质与负极活性物质的距离越长，离子的传导路径变得越长，作为结果，离子传导的电阻会增加。本发明是鉴于上述实际情况而完成的，主要目的在于提供一种离子传导的电阻低的锂离子电池。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，在本发明中，提供一种锂离子电池，其特征在于，具有正极活性物质、负极活性物质、绝缘性氧化物以及成为所述正极活性物质与所述负极活性物质之间的离子传导通道的电解质；该绝缘性氧化物形成于所述正极活性物质与所述负极活性物质的界面，含有构成所述正极活性物质的至少一种元素和构成所述负极活性物质的至少一种元素且不具有电子传导性和离子传导性；所述正极活性物质具有Co、Mn、Ni、Fe的至少一种、Li和O，所述负极活性物质具有Si、Li、Ti的至少一种。
根据本发明，通过不具有电子传导性和离子传导性的绝缘性氧化物形成于正极活性物质与负极活性物质的界面，可在抑制短路的同时缩短正极活性物质与负极活性物质的距离，缩短离子的传导路径，可制得离子传导的电阻低的锂离子电池。
在上述发明中，可以是具有所述正极活性物质和所述负极活性物质以缠绕的状态存在的混合电极层，在所述正极活性物质彼此的界面以及所述负极活性物质彼此的界面不具有所述绝缘性氧化物。
在上述发明中，所述绝缘性氧化物可以具有SiO2、Li2O、TiO2的至少一种。
在上述发明中，所述正极活性物质可以具有LixMO2(0.5＜x＜1.5，M为Co、Mn、Ni的至少一种)、LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4、LiCoMnO4、LiMPO4(M为Fe、Co、Mn、Ni中的至少一种)的至少一种。
在上述发明中，所述负极活性物质可以具有Si单质、Li单质、Li4Ti5O12的至少一种。
在上述发明中，所述电解质可以为电解液。
另外，在本发明中，提供一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，具有：准备工序，准备正极活性物质和负极活性物质相接的电极部件；热处理工序，对所述电极部件进行热处理，在所述正极活性物质与所述负极活性物质的界面形成含有构成所述正极活性物质的至少一种元素和构成所述负极活性物质的至少一种元素且不具有电子传导性和离子传导性的绝缘性氧化物；以及添加工序，在所述准备工序中或所述热处理工序后，向所述电极部件添加成为所述正极活性物质与所述负极活性物质之间的离子传导通道的电解质；所述正极活性物质具有Co、Mn、Ni、Fe的至少一种、Li和O，所述负极活性物质具有Si、Li、Ti的至少一种。
根据本发明，通过热处理，在正极活性物质与负极活性物质之间自形成性地形成不具有电子传导性和离子传导性的绝缘性氧化物，因此在所需的部分选择性地形成绝缘性氧化物，作为结果，可在抑制短路的同时缩短正极活性物质与负极活性物质的距离，缩短离子的传导路径，可得到离子传导的电阻低的锂离子电池。
发明效果
本发明的锂离子电池取得了离子传导的电阻低这样的效果。
附图说明
图1是示出本发明的锂离子电池的一例的示意图。
图2是示出本发明的锂离子电池的其它一例的示意性截面图。
图3是说明本发明的锂离子电池的示意性截面图。
图4是例示本发明中的锂离子电池的构成的示意性截面图。
图5是示出本发明的锂离子电池的制造方法的一例的示意性截面图。
图6是例示本发明中的电极部件的示意性截面图。
图7是实施例1中的混合电极的制作流程。
图8是实施例2中的电池的制作流程。
图9是实施例1中的XRD测定的结果。
图10是示出实施例2的充放电曲线的测定结果。
图11是示出实施例3的充放电曲线的测定结果。
图12是示出实施例4的充放电曲线的测定结果。
图13是示出实施例5的充放电曲线的测定结果。
图14是示出实施例6的充放电曲线的测定结果。
附图标记说明
1…正极活性物质
2…负极活性物质
3…绝缘性氧化物
4,5…短路防止层
6…电解质
11…混合电极层
12…正极集电体
13…负极集电体
100…锂离子电池
具体实施方式
以下，对本发明中的锂离子电池及其制造方法进行详细说明。
A.锂离子电池
图1是示出本发明中的锂离子电池的一例的示意图。图1中示出的锂离子电池100具有正极活性物质1和负极活性物质2。进而，在正极活性物质1与负极活性物质2的界面形成有不具有电子传导性和离子传导性的绝缘性氧化物3。该绝缘性氧化物3含有构成正极活性物质1的至少一种元素和构成负极活性物质2的至少一种元素。另外，在正极活性物质1和负极活性物质2的周围具有成为离子传导通道的电解质6，进行正极活性物质1与负极活性物质2之间的离子授受。
根据本发明，不具有电子传导性和离子传导性的绝缘性氧化物形成于正极活性物质与负极活性物质的界面，由此可在抑制短路的同时缩短正极活性物质与负极活性物质的距离，缩短离子的传导路径，可制得离子传导的电阻低的锂离子电池。
在专利文献3中，公开了一种通过在所需部分选择性地形成固体电解质部、从而提高了能量密度的全固体电池。在此，使正极活性物质与负极活性物质反应以使不具有电子传导性、仅具有离子传导性的固体电解质自形成，因此能使固体电解质的量最小，相对地增大活性物质的比例，由此实现了能量密度的提高。另一方面，在本发明中，目的在于通过使正极活性物质与负极活性物质反应以使不仅不具有电子传导性、还不具有离子传导性的绝缘性氧化物自形成，由此在抑制短路的同时缩短正极活性物质与负极活性物质的距离，缩短离子的传导路径，从而降低离子传导的电阻，技术构思不同。另外，在如专利文献3那样自形成固体电解质的情况下，为了得到所期望的离子传导率，必须严格控制组成和热处理温度等各种条件，但在如本发明那样自形成绝缘性氧化物的情况下，不需要各种条件的严格控制，具有能较容易地形成这样的优点。
另外，作为本发明中的锂离子电池的其它一例，也可以是图2的示意性截面图中示出的那样的实施方式。图2中示出的锂离子电池100具有正极活性物质1和负极活性物质2以缠绕的状态存在的混合电极层11。进而，在正极活性物质1与负极活性物质2的界面形成有不具有电子传导性和离子传导性的绝缘性氧化物3。该绝缘性氧化物3没有形成于正极活性物质1彼此的界面以及负极活性物质2彼此的界面，选择性地形成于正极活性物质1与负极活性物质2的界面。在混合电极层11的一表面上形成由正极活性物质1构成的短路防止层4，在混合电极层11的另一表面上形成由负极活性物质2构成的短路防止层5。进而，以与短路防止层4相接的方式配置正极集电体12，以与短路防止层5相接的方式配置负极集电体13。另外，混合电极层11具有成为正极活性物质1与负极活性物质2之间的离子传导通道的电解质6。
如上述构成那样，通过具有正极活性物质和负极活性物质以缠绕的状态存在的混合电极层，可缩短正极活性物质与负极活性物质的距离，离子的传导路径短的部分变多，因此可制得高输出的锂离子电池。
以下，对锂离子电池按各构成进行说明。
1.正极活性物质
正极活性物质为具有Co、Mn、Ni、Fe的至少一种、Li和O的氧化物活性物质。正极活性物质优选为可与后述的负极活性物质反应，形成所期望的绝缘性氧化物的活性物质。
作为正极活性物质，可适当地使用能在锂离子电池中使用的正极活性物质。作为这样的正极活性物质，例如可举出LixMO2(0.5＜x＜1.5，M优选为Co、Mn、Ni的至少一种)、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等岩盐层状型活性物质，锰酸锂(LiMn2O4)、Li(Ni0.5Mn1.5)O4、LiCoMnO4等尖晶石型活性物质，LiMPO4(M优选为Fe、Co、Mn、Ni的至少一种)等橄榄石型活性物质等。
正极活性物质的形状不特别限定，例如优选为粒子状。在该情况下，正极活性物质的平均粒径(D50)不特别限定，例如在1nm～100μm的范围内，优选在10nm～30μm的范围内。
2.负极活性物质
负极活性物质为具有Si、Li、Ti的至少一种的活性物质。负极活性物质优选可与上述的正极活性物质反应，形成所期望的绝缘性氧化物的活性物质。
作为负极活性物质，例如可举出上述元素(Si、Li、Ti)的单质、合金、氧化物等，其中优选Si单质、Li单质、Li4Ti5O12。
负极活性物质的形状不特别限定，例如优选为粒子状。在该情况下，负极活性物质的平均粒径(D50)不特别限定，例如在1nm～100μm的范围内，优选在10nm～30μm的范围内。
3.绝缘性氧化物
绝缘性氧化物含有构成正极活性物质的至少一种元素和构成负极活性物质的至少一种元素。绝缘性氧化物优选是通过上述的正极活性物质和负极活性物质进行反应而形成的。
在此，绝缘性氧化物是指不具有电子传导性和离子传导性的氧化物。不具有电子传导性是指例如常温(25℃)下的电子传导率为1.0×10-6S/cm以下。另外，不具有离子传导性是指例如常温(25℃)下的离子传导率为1.0×10-8S/cm以下。
绝缘性氧化物不特别限定，例如优选含有Si、Li和Ti的至少一种。即，优选在正极活性物质与负极活性物质的界面，构成正极活性物质的O与构成负极活性物质的Si、Li和Ti的任一者相互扩散地进行反应，由此形成含有这些元素的绝缘性氧化物。作为所形成的绝缘性氧化物，例如可举出SiO2、Li2O、TiO2等。
绝缘性氧化物的平均厚度不特别限定，例如优选为10nm以上，优选在50nm～200nm的范围内。绝缘性氧化物的平均厚度例如可通过利用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)的观察来求出。
4.混合电极层
混合电极层是正极活性物质和负极活性物质以缠绕的状态存在的层，例如优选为将正极活性物质和负极活性物质混合而得到的层。另外，优选在正极活性物质与负极活性物质的界面形成所期望的绝缘性氧化物，优选在正极活性物质彼此的界面以及在负极活性物质彼此的界面没有形成上述绝缘性氧化物。
混合电极层至少含有正极活性物质、负极活性物质和绝缘性氧化物。混合电极层可以实质上仅由正极活性物质、负极活性物质和绝缘性氧化物构成，也可以含有其它成分。作为其它成分，例如可举出导电材料等。
混合电极层中的正极活性物质和负极活性物质的比例不特别限定，例如优选相对于正极活性物质100重量份，负极活性物质在0.01重量份～100重量份的范围内，更优选在1重量份～70重量份的范围内。这是由于负极活性物质的比例过多或过少都得不到足够的容量。
另外，混合电极层中的正极活性物质的比例优选在厚度方向从一者表面向另一者表面变多。同样地，混合电极层中的负极活性物质的比例优选在厚度方向从另一者表面向一者表面变多。这是由于通过对活性物质的比例赋予倾斜，能降低在混合电极层内孤立的活性物质的比例。具体而言，如图3所示，混合电极层11中的正极活性物质的比例优选在厚度方向从一者表面(负极集电体13侧的表面)向另一者表面(正极集电体12侧的表面)变多。同样地，混合电极层11中的负极活性物质的比例优选在厚度方向从另一者表面(正极集电体12侧的表面)向一者表面(负极集电体13侧的表面)变多。
活性物质的比例的倾斜可以是阶段的，也可以是连续的。作为活性物质的比例阶段地倾斜的混合电极层，例如可举出：由多个层构成的、各层中的正极活性物质和负极活性物质的至少一者的比例在厚度方向被调整了的混合电极层。作为这样的混合电极层的一例，可举出由第一层和第二层这两层构成的、在第一层中正极活性物质的比例大于负极活性物质的比例、在第二层中负极活性物质的比例大于正极活性物质的比例的混合电极层。予以说明，上述比例可根据活性物质的种类适当选择，可以为体积基准，可以为重量基准，也可以为摩尔基准。
混合电极层的厚度不特别限定，例如在1μm～1cm的范围内，优选在10μm～1mm的范围内。这是由于，如果混合电极层的厚度过小，则有可能得不到足够的容量，如果混合电极层的厚度过大，则有可能混合电极层内的电子传导性变低，实现不了高输出化。
5.短路防止层
优选在混合电极层的至少一者的表面上形成有短路防止层。这是由于能可靠地防止短路的发生。作为短路防止层，例如可举出如图2所示那样，在混合电极层11的一者表面上形成的由正极活性物质1构成的短路防止层4、和在混合电极层11的另一者表面上形成的由负极活性物质2构成的短路防止层5。
作为短路防止层的材料，不特别限定，可举出活性物质、固体电解质材料等。短路防止层的厚度例如为0.01μm以上，优选在0.1μm～500μm的范围内。另外，短路防止层的形成方法不特别限定，例如可举出压制第一短路防止层的材料、其后压制混合电极层的混合材料、其后压制第二短路防止层的材料的方法等。另外，例如也可以使用在表面具有薄膜状的短路防止层的集电体来制作锂离子电池。
6.电解质
电解质只要可成为正极活性物质与负极活性物质之间的离子传导通道，进行正极活性物质与负极活性物质之间的离子授受就不特别限定，例如可举出电解液、固体电解质等。其中，优选使用电解液。这是由于可在进行形成绝缘性氧化物的热处理之后添加地加入。
作为电解液，例如可使用非水系电解液和水系电解液。作为非水系电解液，通常使用含有锂盐和非水溶剂的电解液。作为上述锂盐，例如可举出LiPF6、LiBF4、LiClO4和LiAsF6等无机锂盐。作为上述非水溶剂，例如可举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)和它们的混合物等。非水系电解液中的锂盐的浓度例如为0.5mol/kg～3mol/kg。
作为非水系电解液或非水溶剂，例如也可以使用离子性液体等。作为离子性液体，例如可举出N-甲基-N-丙基哌啶
Figure BDA0001368727660000091
－双(三氟甲磺酰基)胺(PP13TFSA)、N-甲基-N-丙基吡咯烷
Figure BDA0001368727660000092
-双(三氟甲磺酰基)胺(P13TFSA)、N-丁基-N-甲基吡咯烷
Figure BDA0001368727660000093
-双(三氟甲磺酰基)胺(P14TFSA)、N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵-双(三氟甲磺酰基)胺(DEMETFSA)、N,N,N-三甲基-N-丙基铵-双(三氟甲磺酰基)胺(TMPATFSA)等。
作为水系电解液，通常使用含有锂盐和水的电解液。作为上述锂盐，例如可举出LiOH、LiCl、LiNO3、CH3CO2Li等锂盐等。
作为固体电解质，例如可使用硫化物固体电解质和氧化物固体电解质等。其中，优选在形成绝缘性氧化物的热处理时不与正极活性物质或负极活性物质进行反应的材料。
7.其它构成
锂离子电池至少具有上述的正极活性物质、负极活性物质、绝缘性氧化物和电解质。正极活性物质和负极活性物质的构成不特别限定，作为一例，可举出如图2所示那样，正极活性物质和负极活性物质以缠绕的状态存在的混合电极层。另外，作为其它例子，例如可举出如图4(a)所示那样，具有正极活性物质的正极层31和具有负极活性物质的负极层32以平面状被层叠了的构成；如图4(b)所示那样，正极层31和负极层32以梳状被层叠了的构成；如图4(c)所示那样，正极层31和负极层32以所谓的3DOM结构相接的构成等。在图4(a)～(c)中，在正极层31与负极层32的界面形成有绝缘性氧化物33。另外，在图4(a)～(c)中，看上去正极层31和负极层32在所有部分互相相接，在其相接的所有界面形成有绝缘性氧化物33，但实际上正极层31和负极层32的表面具有不少凹凸，因此严格来说存在相接的部分和不相接的部分，仅在该相接的部分形成有绝缘性氧化物33。
进而，通常具有进行正极活性物质的集电的正极集电体和进行负极活性物质的集电的负极集电体。作为集电体的材料，例如可举出SUS、铝、铜、镍、铁、钛和碳等。
8.锂离子电池
锂离子电池可以为一次电池，也可以为二次电池，其中优选为二次电池。这是由于可反复充放电，例如作为车载用电池是有用的。另外，作为锂离子电池的形状，例如可举出钮扣型、层压型、圆筒型和矩形等。
B.锂离子电池的制造方法
接着，对本发明的锂离子电池的制造方法进行说明。
锂离子电池的制造方法的特征在于，其具有：准备工序，准备正极活性物质和负极活性物质相接的电极部件；热处理工序，对所述电极部件进行热处理，在所述正极活性物质与所述负极活性物质的界面形成含有构成所述正极活性物质的至少一种元素和构成所述负极活性物质的至少一种元素且不具有电子传导性和离子传导性的绝缘性氧化物；以及添加工序，在所述准备工序中或所述热处理工序后，向所述电极部件添加成为所述正极活性物质与所述负极活性物质之间的离子传导通道的电解质；所述正极活性物质具有Co、Mn、Ni、Fe的至少一种、Li和O，所述负极活性物质具有Si、Li、Ti的至少一种。
图5是示出锂离子电池的制造方法的一例的示意性截面图。在图5中，首先，准备正极活性物质1和负极活性物质2相接的电极部件10(图5(a))。接着，对电极部件10进行热处理，在正极活性物质1与负极活性物质2的界面形成含有构成正极活性物质1的至少一种元素和构成负极活性物质2的至少一种元素的绝缘性氧化物3(图5(b))。该绝缘性氧化物3没有形成于正极活性物质1彼此的界面以及负极活性物质2彼此的界面，选择性地形成于正极活性物质1与负极活性物质2的界面。
根据本发明，使正极活性物质和负极活性物质反应，自形成性地形成绝缘性氧化物，因此可在所需部分选择性地形成绝缘性氧化物，作为结果，可在抑制短路的同时缩短正极活性物质与负极活性物质的距离，缩短离子的传导路径，由此可得到离子传导的电阻低的锂离子电池。
以下，对锂离子电池的制造方法按各工序进行说明。
1.准备工序
准备工序是准备正极活性物质和负极活性物质相接的电极部件的工序。予以说明，关于正极活性物质和负极活性物质，与上述“A.锂离子电池”中记载的内容同样。
电极部件只要是正极活性物质和负极活性物质相接的部件就不特别限定。作为电极部件的一例，可举出如图5(a)所示那样，正极活性物质和负极活性物质以缠绕的状态存在的混合电极层。另外，作为电极部件的其它例子，可举出例如如图6(a)所示那样，正极层31和负极层32以平面状被层叠了的部件；如图6(b)所示那样，正极层31和负极层32以梳状被层叠了的部件；如图6(c)所示那样，正极层31和负极层32以所谓的3DOM结构相接的部件等。在图6(a)～(c)中，通过实施后述的热处理工序，在正极层31与负极层32的界面形成绝缘性氧化物33。另外，在图6(a)～(c)中，看上去正极层31和负极层32在所有部分互相相接，在其相接的所有界面形成有绝缘性氧化物33，但实际上正极层31和负极层32的表面具有不少凹凸，因此严格来说存在相接的部分和不相接的部分，仅在该相接的部分形成有绝缘性氧化物33。
2.热处理工序
热处理工序是对所述电极部件进行热处理，在所述正极活性物质与所述负极活性物质的界面形成含有构成所述正极活性物质的至少一种元素和构成所述负极活性物质的至少一种元素的绝缘性氧化物的工序。
热处理温度只要可形成成为目标的绝缘性氧化物就不特别限定，例如优选为100℃以上，更优选为200℃以上，进一步优选为300℃以上。另一方面，热处理温度例如优选为900℃以下，更优选为800℃以下，进一步优选为700℃以下。
进行热处理时的气氛不特别限定，可举出含氧气氛、非活性气体气氛、真空气氛等。作为含氧气氛，例如可举出大气气氛、氧和非活性气体的混合气氛、纯氧气氛等。作为非活性气体，例如可举出氮气和氩气等。例如在氧浓度过高而难以形成所期望的绝缘性氧化物的情况下，优选适当降低氧浓度。另外，例如在生成绝缘性氧化物的温度下活性物质发生还原分解的情况下，为了抑制还原分解反应，优选在含氧气氛(例如大气气氛)下进行烧成。热处理时间例如优选在1分钟～24小时的范围内，更优选在10分钟～10小时的范围内。作为加热方法，例如可举出使用了烧成炉的方法等。
另外，绝缘性氧化物的形成和所形成的绝缘性氧化物的组成例如可通过X射线衍射(XRD)测定、STEM-EDX(JEOL)等来确认。
3.添加工序
添加工序是在准备工序中或热处理工序后，向电极部件添加电解质的工序。关于电解质，与上述“A.锂离子电池”中记载的内容同样。
添加工序例如在电解质为电解液的情况下优选在热处理工序后，在电解质为固体电解质的情况下优选在准备工序中。
予以说明，本发明不限于上述实施方式。上述实施方式为例示，具有与本发明的权利要求书记载的技术构思基本上相同的构成、取得同样的作用效果的实施方式，无论哪一种实施方式都包含在本发明的技术范围内。
实施例
以下示出实施例，进一步具体说明本发明。
[实施例1]
进行在正极活性物质与负极活性物质的界面形成绝缘性氧化物的确认实验。
按照图7所示的流程，制作了正极活性物质和负极活性物质的混合电极。准备LiCoO2作为正极活性物质，准备Si粉末作为负极活性物质。以成为LiCoO2:Si＝1:4的摩尔比的方式进行称量，用研钵将它们混合。将得到的混合物以1吨进行压制，得到压片。在得到的压片的一个面上装载正极活性物质粉末，在另一个面上装载负极活性物质粉末，以2吨进行压制，得到成型体。将得到的成型体在大气气氛下在900℃的温度下烧成1小时，得到混合电极。
[评价]
(X射线衍射测定)
对实施例1中得到的混合电极进行X射线衍射(XRD)测定。测定中使用CuKα射线，条件设为2θ＝10°～80°、5°/分钟、步幅0.02°。将其结果示于图9。如图9所示，在实施例1中观察到了SiO2的峰和Li2Co(SiO4)2、Li2Si2O5的峰。在此，SiO2、Li2Co(SiO4)2和Li2Si2O5相当于本发明中的绝缘性氧化物。因此，确认在正极活性物质与负极活性物质的界面形成了绝缘性氧化物。
[实施例2]
按照图8中示出的流程图，制作了电池。准备LiCoO2作为正极活性物质，准备Si作为负极活性物质。将正极活性物质粉末以1吨进行压制，得到压片。在得到的压片的一个面上装载负极活性物质粉末，以2吨进行压制，得到成型体。将得到的成型体在大气气氛下在900℃的温度下烧成1小时，得到评价用电极。
将混合了碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合溶液作为溶剂，将LiPF6作为溶质以1mol/L的比例混合，得到非水电解液。
使得到的评价用电极真空含浸非水电解液，将作为正极集电体的厚度15μm的铝箔、作为负极集电体的厚度10μm的铜箔分别与评价用电极连接，收容在作为电池壳体而准备的SUS制的2032型纽扣单元(セル)中，制作了评价用电池。
[实施例3]
除了使用LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2作为正极活性物质以外，与实施例2同样地制作了评价用电池。
[实施例4]
除了使用LiNi0.5Mn1.5O4作为正极活性物质以外，与实施例2同样地制作了评价用电池。
[实施例5]
除了使用Li金属作为负极活性物质、将成型体的热处理条件设为在100℃的温度下烧成3小时以外，与实施例2同样地制作了评价用电池。
[实施例6]
除了作为评价用电极使用了实施例1中得到的混合电极以外，与实施例2同样地制作了评价用电池。
[比较例1]
将实施例1中得到的混合物(烧成前混合物)以2吨进行压制，得到压片。除了使用得到的压片作为评价用电极以外，与实施例2同样地制作了评价用电池。
[评价]
(充放电试验)
对实施例2～6、比较例1中得到的评价用电池进行充放电试验。具体而言，对于160mAh/g以0.01C进行20小时的恒电流充电，其后，以0.01C将下限值设为2.5V来进行恒电流放电。将它们的结果示于图10～14。
如图10～14所示，在实施例2～6中，确认了在正极活性物质与负极活性物质的界面形成了绝缘性氧化物的锂离子电池中可进行充放电。推测这是由于自形成的绝缘性氧化物可在抑制短路的同时缩短正极活性物质与负极活性物质的距离，缩短离子的传导路径。
与此相对，在比较例1中，确认不出可进行充放电。推测这是由于在正极活性物质与负极活性物质的界面没有形成绝缘性氧化物，因此正极活性物质和负极活性物质相接触，发生了短路。
通过如实施例2～6那样缩短离子的传导路径，与专利文献1中记载的具有分隔体(隔板)的锂离子电池和专利文献2中记载的具有固体电解质材料层的全固体锂离子二次电池那样的离子的传导路径长的电池相比，可降低离子传导的电阻。
如此，可确认通过自形成绝缘性氧化物，可得到离子传导的电阻低的锂离子电池。

Claims (7)

1.锂离子电池，其特征在于，具有
正极活性物质粒子、
负极活性物质粒子、
绝缘性氧化物，其形成于所述正极活性物质粒子与所述负极活性物质粒子的界面，含有构成所述正极活性物质粒子的至少一种元素和构成所述负极活性物质粒子的至少一种元素且不具有电子传导性和离子传导性，以及
成为所述正极活性物质粒子与所述负极活性物质粒子之间的离子传导通道的电解质，
所述正极活性物质粒子具有Co、Mn、Ni、Fe的至少一种、Li和O，
所述负极活性物质粒子具有Si、Li、Ti的至少一种；
具有所述正极活性物质粒子和所述负极活性物质粒子以缠绕的状态存在的混合电极层。
2.权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，在所述正极活性物质粒子彼此的界面以及在所述负极活性物质粒子彼此的界面不具有所述绝缘性氧化物。
3.权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述绝缘性氧化物具有SiO2、Li2O、TiO2的至少一种。
4.权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质粒子具有LixMO2、LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4、LiCoMnO4、LiMPO4的至少一种，其中LixMO2中，0.5＜x＜1.5，M为Co、Mn、Ni的至少一种，LiMPO4中，M为Fe、Co、Mn、Ni的至少一种。
5.权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性物质粒子具有Si单质、Li单质、Li4Ti5O12的至少一种。
6.权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解质为电解液。
7.权利要求1所述的锂离子电池的制造方法，其具有：
准备工序，准备正极活性物质粒子和负极活性物质粒子相接的电极部件；
热处理工序，对所述电极部件进行热处理，在所述正极活性物质粒子与所述负极活性物质粒子的界面形成含有构成所述正极活性物质粒子的至少一种元素和构成所述负极活性物质粒子的至少一种元素且不具有电子传导性和离子传导性的绝缘性氧化物；以及
添加工序，在所述准备工序中或所述热处理工序后，向所述电极部件添加成为所述正极活性物质粒子与所述负极活性物质粒子之间的离子传导通道的电解质；
所述正极活性物质粒子具有Co、Mn、Ni、Fe的至少一种、Li和O，
所述负极活性物质粒子具有Si、Li、Ti的至少一种。
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