CN116157884A - 二次电池用正极活性物质、二次电池用正极以及二次电池 - Google Patents

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Abstract

二次电池具备包含正极活性物质的正极、负极以及电解液。该正极活性物质包含层状岩盐型的锂复合氧化物，该锂复合氧化物包含锂、钴、铝、镁、追加元素、以及氧作为构成元素，所述追加元素包含氟、磷及硫中的至少一种。在使用电感耦合等离子体发射光谱分析法分析正极活性物质时，铝的含量大于镁的含量，同时在使用X射线光电子能谱法分析正极活性物质的表面时，镁与氧的化学键状态的存在量和镁与追加元素的化学键状态的存在量之和，大于铝与氧的化学键状态的存在量和铝与追加元素的化学键状态的存在量之和。

Description

二次电池用正极活性物质、二次电池用正极以及二次电池
技术领域
本技术涉及二次电池用正极活性物质、二次电池用正极以及二次电池。
背景技术
由于移动电话等多种电子设备正在普及，因此作为小型且轻量且同时能够得到高能量密度的电源，正在进行二次电池的开发。该二次电池具备正极(二次电池用正极)、负极以及电解液，该正极包含参与充放电反应的正极活性物质(二次电池用正极活性物质)。
关于二次电池的结构进行了各种研究。具体而言，为了抑制钴从正极活性物质溶出，在该包含钴的锂过渡金属氧化物的表面附着有锆等元素和氟(例如，参照专利文献1。)。为了抑制在充放电时容量降低，使用了在第一区域(内部)具有锂、过渡金属以及氧，同时在第二区域(表层部以及内部的一部分)具有镁、氟以及氧的正极活性物质(例如，参照专利文献2。)。为了得到优异的充放电循环耐久性等，通过将锂原料化合物、钴等N元素原料化合物、铝等M元素原料化合物、磷等L元素原料化合物、以及氟原料化合物的混合物在含氧气氛中烧成，制造了含锂复合氧化物(例如，参照专利文献3。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-507343号公报
专利文献2：日本特开2018-190700号公报
专利文献3：日本特开2005-347211号公报
发明内容
为了改善二次电池的性能，进行了各种研究，但该二次电池的初次容量特性、循环特性以及保存特性中的每一个都还不充分，因此存在改善的余地。
本技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供能够得到优异的初次容量特性、循环特性以及保存特性的二次电池用正极活性物质、二次电池用正极以及二次电池。
本技术的一个实施方式的二次电池用正极活性物质包含层状岩盐型的锂复合氧化物，该锂复合氧化物包含锂、钴、铝、镁、追加元素以及氧作为构成元素，所述追加元素包含氟、磷以及硫中的至少一种。在使用电感耦合等离子体发射光谱分析法分析时，铝的含量大于镁的含量，同时在使用X射线光电子能谱法分析表面时，镁与氧的化学键状态的存在量和镁与追加元素的化学键状态的存在量之和，大于铝与氧的化学键状态的存在量和铝与追加元素的化学键状态的存在量之和。
本技术的一个实施方式的二次电池用正极包含正极活性物质，该正极活性物质具有与上述的本技术的一个实施方式的二次电池用正极活性物质的结构同样的结构。
本技术的一个实施方式的二次电池具备正极、负极以及电解液，该正极具有与上述的本技术的一个实施方式的二次电池用正极的结构同样的结构。
如上所述，铝的含量以及镁的含量通过使用了电感耦合等离子体发射光谱分析法的正极活性物质的分析来测定。另外，如上所述，镁与氧的化学键状态的存在量、镁与追加元素的化学键状态的存在量、铝与氧的化学键状态的存在量、铝与追加元素的化学键状态的存在量通过使用了X射线光电子能谱法的正极活性物质的表面分析来测定。需要说明的是，关于分别使用了电感耦合等离子体发射光谱分析法以及X射线光电子能谱法的分析步骤的详细情况，将在后面叙述。
根据本技术的一个实施方式的二次电池用正极活性物质、二次电池用正极或二次电池，正极活性物质(层状岩盐型的锂复合氧化物)包含锂、钴、铝、镁、追加元素以及氧作为构成元素。另外，使用了电感耦合等离子体发射光谱分析法的正极活性物质的分析结果满足上述的条件，同时使用了X射线光电子能谱法的正极活性物质的表面的分析结果满足上述的条件。因此，能够得到优异的初次容量特性、循环特性以及保存特性。
需要说明的是，本技术的效果并不一定限定于在此说明的效果，可以是后述的与本技术相关联的一系列效果中的任何效果。
附图说明
图1是表示本技术的一个实施方式中的二次电池的结构的立体图。
图2是表示图1所示的电池元件的结构的截面图。
图3是表示二次电池的应用例的结构的框图。
图4是表示试验用的二次电池的结构的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本技术的一个实施方式进行详细说明。需要说明的是，说明的顺序如下所述。
1.二次电池(二次电池用正极活性物质以及二次电池用正极)
1-1.结构
1-2.物性
1-3.动作
1-4.制造方法
1-5.作用以及效果
2.变形例
3.二次电池的用途
＜1.二次电池(二次电池用正极活性物质以及二次电池用正极)＞
首先，对本技术的一个实施方式的二次电池进行说明。需要说明的是，本技术的一个实施方式的二次电池用正极活性物质(以下简称为“正极活性物质”。)以及本技术的一个实施方式的二次电池用正极(以下简称为“正极”。)分别是二次电池的一部分(一个构成要素)，因此关于这些正极活性物质以及正极，在下面一并进行说明。
在此说明的二次电池是利用电极反应物质的嵌入脱嵌而得到电池容量的二次电池，其具备正极、负极以及液状的电解质即电解液。在该二次电池中，为了防止在充电途中电极反应物质在负极的表面上析出，该负极的充电容量变得大于正极的放电容量。即，负极的每单位面积的电化学容量被设定为变得大于正极的每单位面积的电化学容量。
电极反应物质的种类没有特别限定，具体而言，是碱金属以及碱土类金属等轻金属。碱金属是锂、钠以及钾等，同时碱土类金属是铍、镁以及钙等。
以下，以电极反应物质是锂的情况为例。利用锂的嵌入脱嵌而得到电池容量的二次电池是所谓的锂离子二次电池。在该锂离子二次电池中，锂以离子状态被嵌入脱嵌。
＜1-1.结构＞
图1示出了二次电池的立体结构，同时图2示出了图1所示的电池元件20的截面结构。另外，图1示出了外包装膜10和电池元件20相互分离的状态，同时图2仅示出了电池元件20的一部分。
如图1以及图2所示，该二次电池具备外包装膜10、电池元件20、正极引线31和负极引线32、以及密封膜41、42。在此说明的二次电池是使用了具有挠性(或柔性)的外包装部件(外包装膜10)作为用于收纳电池元件20的外包装部件的层压膜型的二次电池。
[外包装膜]
如图1所示，外包装膜10是收纳电池元件20，即后述的正极21、负极22以及电解液等的挠性的外包装部件，并且具有袋状的结构。
在此，外包装膜10是一张膜状的部件，能够沿着折叠方向R折叠。在该外包装膜10上设置有用于收容电池元件20的凹陷部10U(所谓的深拉伸部)。
外包装膜10的结构(材质以及层数等)没有特别限定。因此，外包装膜10可以是单层膜，也可以是多层膜。
在此，外包装膜10是熔接层、金属层以及表面保护层从内侧起依次层叠而成的三层的层压膜。熔接层包含聚丙烯等高分子化合物。金属层包含铝等金属材料。表面保护层包含尼龙等高分子化合物。在外包装膜10被折叠的状态下，相互对置的外包装膜10(熔接层)中的外周缘部彼此相互熔接。
[密封膜]
如图1所示，密封膜41、42分别是用于防止外部气体等侵入外包装膜10的内部的密封部件。密封膜41被插入到外包装膜10与正极引线31之间，同时密封膜42被插入到外包装膜10与负极引线32之间。另外，也可以省略密封膜41、42中的一方或双方。
具体而言，密封膜41包含相对于正极引线31具有密合性的聚烯烃等高分子化合物，该聚烯烃是聚丙烯等。
密封膜42的结构除了相对于负极引线32具有密合性以外，与密封膜41的结构是同样的。即，密封膜42包含相对于负极引线32具有密合性的聚烯烃等高分子化合物。
[电池元件]
如图1以及图2所示，电池元件20是被收纳在外包装膜10的内部的发电元件，其包括正极21、负极22、隔膜23以及电解液(未图示)。
在此，电池元件20是所谓的卷绕电极体。即，在电池元件20中，正极21以及负极22隔着隔膜23相互层叠，同时该正极21、负极22以及隔膜23以卷绕轴(沿着Y轴方向延伸的假想轴)为中心卷绕。因此，正极21以及负极22隔着隔膜23相互对置地卷绕。
由于该电池元件20具有扁平的立体形状，因此与上述的卷绕轴交叉的电池元件20的截面(沿着XZ面的截面)的形状是由长轴以及短轴规定的扁平形状。该长轴是在X轴方向上延伸同时具有比短轴大的长度的假想轴，同时短轴是在与X轴方向交叉的Z轴方向上延伸同时具有比长轴小的长度的假想轴。在此，电池元件20的截面形状是扁平的大致椭圆形。
(正极)
正极21是本技术的一个实施方式的二次电池用正极，如图2所示，包括正极集电体21A以及正极活性物质层21B。如后所述，该正极21包含参与充放电反应的正极活性物质。
正极集电体21A具有配置有正极活性物质层21B的一对面。该正极集电体21A包含金属材料等导电性材料，该金属材料是铝等。
正极活性物质层21B包含本技术的一个实施方式的二次电池用正极活性物质即正极活性物质，该正极活性物质能够嵌入脱嵌锂。在此，正极活性物质层21B设置在正极集电体21A的两面上。另外，正极活性物质层21B可以进一步包含正极粘结剂以及正极导电剂等。另外，正极活性物质层21B可以仅设置在正极集电体21A的单面上。正极活性物质层21B的形成方法没有特别限定，具体而言，是涂布法等。
该正极活性物质包含层状岩盐型的锂复合氧化物中的任意一种或两种以上。即，锂复合氧化物具有层状岩盐型的晶体结构。具体而言，锂复合氧化物包含锂、钴、铝、镁、追加元素以及氧作为构成元素，该追加元素包含氟、磷以及硫中的任意一种或两种以上。这是因为可以得到高能量密度。
如上所述，锂复合氧化物的组成没有特别限定，只要锂复合氧化物具有层状岩盐型的晶体结构同时包含锂等一系列的构成元素即可。其中，钴的摩尔比优选大于铝、镁以及追加元素各自的摩尔比。即，锂复合氧化物优选在除了锂以及氧以外的构成元素(钴、铝、镁以及追加元素)中包含钴作为主成分(主要构成元素)。这是因为可以得到更高的能量密度。
具体而言，锂复合氧化物优选包含由下述的式(1)表示的化合物。式(1)中的X是上述的追加元素。
LiaCobAlcMgdXeOf…(1)
(X是F、P以及S中的任意一种或两种以上。a、b、c、d、e以及f满足0.90≤a≤1.10，0.80≤b≤0.98，0.001≤c≤0.3，0.001≤d≤0.3，0≤e≤0.3以及1.8≤f≤2.1。)
在此，为了改善二次电池的性能，正极活性物质(锂复合氧化物)的物性满足规定的条件(物性条件)。关于该物性条件的详细情况将在后面叙述。
需要说明的是，除了上述的锂复合氧化物以外，正极活性物质可以进一步包含锂化合物中的任意一种或两种以上。另外，已经说明的锂复合氧化物不包括在在此说明的锂化合物中。
该锂化合物是包含锂作为构成元素的化合物的总称，更具体而言，是包含锂和一种或两种以上的过渡金属元素作为构成元素的化合物。另外，锂化合物可以进一步包含其他元素(除了锂以及过渡金属元素以外的元素)中的任意一种或两种以上。锂化合物的种类没有特别限定，具体而言，是氧化物、磷酸化合物、硅酸化合物以及硼酸化合物等。氧化物的具体例子是LiNiO2、LiCoO2以及LiMn2O4等，磷酸化合物的具体例子是LiFePO4以及LiMnPO4等。
正极粘结剂包含合成橡胶以及高分子化合物等中的任意一种或两种以上。合成橡胶是丁苯系橡胶等，高分子化合物是聚偏氟乙烯等。正极导电剂包含碳材料等导电性材料，该碳材料是石墨、炭黑、乙炔黑以及科琴黑等。另外，导电性材料也可以是金属材料以及高分子化合物等。
(负极)
如图2所示，负极22包括负极集电体22A以及负极活性物质层22B。
负极集电体22A具有配置有负极活性物质层22B的一对面。该负极集电体22A包含金属材料等导电性材料，该金属材料是铜等。
负极活性物质层22B包含能够嵌入脱嵌锂的负极活性物质中的任意一种或两种以上，在此，负极活性物质层22B配置在负极集电体22A的两面上。另外，负极活性物质层22B还可以包含负极粘结剂以及负极导电剂等，同时负极活性物质层22B可以仅配置在负极集电体22A的单面上。关于负极粘结剂以及负极导电剂各自的详细情况与关于正极粘结剂以及正极导电剂各自的详细情况是同样的。负极活性物质层22B的形成方法没有特别限定，具体而言，是涂布法、气相法、液相法、喷涂法以及烧成法(烧结法)等中的任意一种或两种以上。
负极活性物质是碳材料以及金属系材料等。这是因为可以得到高能量密度。碳材料是易石墨化碳、难石墨化碳以及石墨(天然石墨以及人造石墨)等。金属系材料是包含能够与锂形成合金的金属元素以及半金属元素中的任意一种或两种以上作为构成元素的材料的总称，该金属元素以及半金属元素是硅以及锡等。该金属系材料可以是单体，也可以是合金，也可以是化合物，也可以是它们的两种以上的混合物，也可以是包含它们的两种以上的相的材料。金属系材料的具体例子是TiSi2以及SiOx(0＜x≤2，或0.2＜x＜1.4)等。
(隔膜)
如图2所示，隔膜23是介于正极21与负极22之间的绝缘性的多孔膜，一边防止该正极21与负极22的接触(短路)一边使锂离子通过。该隔膜23包含聚乙烯等高分子化合物。
(电解液)
电解液被浸渗在正极21、负极22以及隔膜23中的每一个中，包含溶剂以及电解质盐。
溶剂包含碳酸酯系化合物、羧酸酯系化合物以及内酯系化合物等非水溶剂(有机溶剂)中的任意一种或两种以上，包含该非水溶剂的电解液是所谓的非水电解液。电解质盐包含锂盐等轻金属盐中的任意一种或两种以上。
[正极引线以及负极引线]
如图1所示，正极引线31是连接至电池元件20(正极21)的正极端子，从外包装膜10的内部被引出到外部。该正极引线31包含铝等导电性材料，该正极引线31的形状是薄板状以及网眼状等中的任一种。
如图1所示，负极引线32是连接至电池元件20(负极22)的负极端子，在此，向与正极引线31的引出方向同样的方向从外包装膜10的内部引出到外部。该负极引线32包含铜等导电性材料，关于该负极引线32的形状的详细情况与关于正极引线31的形状的详细情况是同样的。
＜1-2.物性>
在该二次电池中，为了改善性能(初次容量特性、循环特性以及保存特性)，如上所述，正极活性物质(锂复合氧化物)的物性满足规定的物性条件。
[物性条件]
具体而言，关于使用了两种分析方法的正极活性物质(锂复合氧化物)的分析结果(物性)，同时满足以下说明的两种条件(物性条件1、2)。这是因为，在充电等时，在正极活性物质(锂复合氧化物)的晶体结构稳定化的同时，可以抑制由该正极活性物质的反应性引起的电解液的分解反应，因此初次容量特性、循环特性以及保存特性中的每一个均得到改善。需要说明的是，关于同时满足物性条件1、2的理由的详细情况，将在后面叙述。
(物性条件1)
在使用电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma(ICP))发射光谱分析法分析正极活性物质时，铝的含量CA(ppm)大于镁的含量CM(ppm)。
即，通过使用ICP发射光谱分析法分析正极活性物质的整体，测定该正极活性物质中含有的铝的含量CA和该正极活性物质中含有的镁的含量CM，该含量CA大于含量CM。
由此，在正极活性物质的整体中，相互比较铝的含量CA和镁的含量CM，该含量CA大于含量CM。
在此，使用ICP发射光谱分析法分别测定含量CA、CM的步骤如下所述。
首先，将0.1g正极活性物质投入到15ml(＝15cm3)盐酸(浓度＝1mol/kg)中，然后煮沸该盐酸。由此，在盐酸中溶解正极活性物质，从而得到该正极活性物质的溶解物。接下来，通过使正极活性物质的溶解物蒸发干固，得到分析用的试样。接下来，使用盐酸(浓度＝0.1mol/kg)将试样稀释成100ml(＝100cm3)，由此制成试样溶液。
接下来，通过使用ICP发射光谱分析装置分析试样溶液，分别测定该试样溶液中含有的铝的浓度以及镁的浓度。作为该ICP发射光谱分析装置，能够使用株式会社HITACHIHI-TECH SCIENCE制造的ICP发射光谱分析装置(顺序型)SPS3100等。
最后，基于含量CA(ppm)＝铝的重量/正极活性物质的重量这一计算公式，计算出锂复合氧化物中含有的铝的含量CA。另外，基于含量CM(ppm)＝镁的重量/正极活性物质的重量这一计算公式，计算出锂复合氧化物中含有的镁的含量CM。
(物性条件2)
如式(1)所示，将追加元素设为X。由此，在使用X射线光电子能谱法(X-rayPhotoelectron Spectroscopy(XPS))分析正极活性物质的表面时，镁与氧的化学键状态(Mg-O)的存在量PMO和镁与追加元素的化学键状态(Mg-X)的存在量PMX之和PM大于铝与氧的化学键状态(Al-O)的存在量PAO和铝与追加元素的化学键状态(Al-X)的存在量PAX之和PA。
即，通过使用XPS分析正极活性物质的一部分(表面)，分别测定存在量PMO、PMX、PAO、PAX，并且计算出该存在量PMO、PMX之和PM以及存在量PAO、PAX之和PA，该和PM大于和PA。
由此，在正极活性物质的整体中，如上所述，铝的存在量(含量CA)大于镁的存在量(含量CM)，但在该正极活性物质的一部分(表面)中，如上所述，由于和PM大于和PA，因此镁的存在量大于铝的存在量。即，在正极活性物质中，镁偏在于表面附近。
在此，使用XPS分别测定存在量PMO、PMX、PAO、PAX的步骤如下所述。
通过使用XPS分析装置分析(元素分析)正极活性物质的表面，得到关于锂复合氧化物中含有的全部元素的分析结果(X射线光电子分光光谱)。在该情况下，作为XPS分析装置，能够使用ULVAC-PHI株式会社制的扫描型的XPS装置Quantera SXM等。另外，分析条件为：X射线源＝单色化Al-Kα(1486.6eV)、X射线点径＝100μm。在该X射线光电子分光光谱中，横轴表示键能(eV)，纵轴表示光谱强度(X射线光电子的数量)。
此后，使用ULVAC-PHI株式会社制造的相对灵敏度因子，基于X射线光电子分光光谱(与各元素相关的光电子数的峰面积)计算各元素的表面原子浓度，由此分别计算出存在量PMO、PMX、PAO、PAX。在该情况下，使用ULVAC-PHI株式会社制造的解析软件(multi pak)进行拟合(所谓的峰拟合)处理。
具体而言，为了计算镁的表面原子浓度(存在量PMO、PMX)，基于Mg kLL的X射线光电子分光光谱(键能＝315eV～298eV)，使用下述的四种峰位置(键能)中的四个峰(峰1～4)进行拟合。由此，通过基于峰1、3计算峰面积比，计算出镁与氧的化学键状态的存在量PMO，同时通过基于峰2、4计算出峰面积比，从而计算出镁与追加元素的化学键状态的存在量PMX。
峰1：键能＝303eV～306eV
峰2：键能＝峰1的峰位置+2.48eV
峰3：键能＝峰2的峰位置+5.38eV
峰4：键能＝峰3的峰位置+7.03eV
另外，为了计算铝的表面原子浓度(存在量PAO、PAX)，基于Al 2s的X射线光电子分光光谱(键能＝120eV～115eV)的峰进行拟合，并且将峰面积定量化。由此，计算出铝与氧的化学键状态的存在量PAO，并且计算出铝与追加元素的化学键状态的存在量PAX。
(其他条件)
只要满足上述的物性条件1，则含量CA没有特别限定。其中，含量CA优选为4500ppm以上，更优选为7800ppm以下(即4500ppm～7800ppm)。这是因为可以使正极活性物质(锂复合氧化物)的晶体结构更稳定化，同时可以进一步抑制由该正极活性物质的反应性引起的电解液的分解反应。
另外，只要满足上述的物性条件2，则和PM、PA分别没有特别限定。其中，优选和PM为2.9以上，同时和PA为0.4以下。这是因为可以使正极活性物质(锂复合氧化物)的晶体结构更稳定化，同时可以进一步抑制由该正极活性物质的反应性引起的电解液的分解反应。
＜1-3.动作＞
在二次电池充电时，在电池元件20中，锂从正极21脱嵌，同时该锂经由电解液嵌入到负极22中。另外，在二次电池放电时，在电池元件20中，锂从负极22脱嵌，同时该锂经由电解液嵌入到正极21中。在这些充放电时，锂以离子状态被嵌入以及脱嵌。
＜1-4.制造方法>
制造正极活性物质(锂复合氧化物)，同时使用该正极活性物质来制作二次电池。
[正极活性物质的制造]
首先，通过以下说明的步骤制造正极活性物质(锂复合氧化物)。
首先，作为原材料，准备锂的供给源(锂化合物)、钴的供给源(钴化合物)以及铝的供给源(铝化合物)。
锂化合物是包含锂作为构成元素的化合物中的任意一种或两种以上，具体而言，是氧化物、碳酸盐、硫酸盐以及氢氧化物等。关于钴化合物的详细情况，除了代替锂而包含钴作为构成元素以外，与上述的关于锂化合物的详细情况是同样的。关于铝化合物的详细情况，除了代替锂而包含铝作为构成元素以外，与上述的关于锂化合物的详细情况是同样的。
在此，锂化合物、钴化合物以及铝化合物分别为粉末状。在该情况下，锂化合物、钴化合物以及铝化合物各自的平均粒径(中值粒径D50(μm))没有特别限定，因此能够任意设定。
接下来，通过使锂化合物、钴化合物以及铝化合物相互混合，得到混合物。锂化合物、钴化合物以及铝化合物的混合比(锂、钴以及铝的摩尔比)能够根据最终制造的正极活性物质(锂复合氧化物)的组成而任意设定。在该情况下，也可以使用高速搅拌机等搅拌装置来搅拌混合物。搅拌速度以及搅拌时间等条件能够任意设定。
接下来，将混合物烧成后，将该混合物缓慢冷却。由此，锂化合物、钴化合物和铝化合物相互反应，从而得到包含锂、钴以及铝作为构成元素的复合氧化物。烧成温度以及烧成时间等条件能够任意设定。
接下来，与上述的铝化合物一起，作为其他原材料，进一步准备镁的供给源(镁化合物)以及追加元素的供给源(追加化合物)。关于镁化合物的详细情况，除了包含镁代替锂作为构成元素以外，与上述的关于锂化合物的详细情况是同样的。关于追加化合物的详细情况，除了包含追加元素代替锂作为构成元素以外，与上述的关于锂化合物的详细情况是同样的。
在此，镁化合物以及追加化合物分别为粉末状。在该情况下，镁化合物以及追加化合物各自的平均粒径(中值粒径D50(μm))没有特别限定，因此能够任意设定。
接下来，通过将复合氧化物、铝化合物、镁化合物以及追加化合物相互混合，制成前体。复合氧化物、铝化合物、镁化合物以及追加化合物的混合比(锂、钴、铝、镁以及追加元素的摩尔比)能够根据最终制造的正极活性物质(锂复合氧化物)的组成而任意设定。在该情况下，与搅拌上述的混合物的情况同样地，也可以搅拌前体。
最后，在氧气流下烧成前体。由此，前体、铝化合物、镁化合物以及追加化合物相互反应，从而合成包含锂、钴、铝、镁以及追加元素作为构成元素的锂复合氧化物。由此，可以得到正极活性物质(锂复合氧化物)。烧成温度以及烧成时间等条件能够任意设定。
[二次电池的制造]
接着，通过以下说明的步骤，使用上述的正极活性物质(锂复合氧化物)制造二次电池。
(正极的制作)
通过使正极活性物质、正极粘结剂以及正极导电剂等相互混合，制成正极合剂，然后将正极合剂投入到有机溶剂等中，由此制备糊状的正极合剂浆料。此后，将正极合剂浆料涂布在正极集电体21A的两面上，由此形成正极活性物质层21B。需要说明的是，也可以使用辊压机等对正极活性物质层21B进行压缩成型。在该情况下，可以加热正极活性物质层21B，也可以重复多次压缩成型。由此，制成正极21。
(负极的制作)
通过与上述的正极21的制作步骤同样的步骤制作负极22。具体而言，通过使负极活性物质、负极粘结剂以及负极导电剂等相互混合，制成负极合剂，然后将负极合剂投入到有机溶剂等中，由此制备糊状的负极合剂浆料。此后，通过将负极合剂浆料涂布在负极集电体22A的两面上，由此形成负极活性物质层22B。当然，也可以对负极活性物质层22B进行压缩成型。由此，制成负极22。
(电解液的制备)
将电解质盐投入到溶剂中。由此，电解质盐被分散或溶解在溶剂中，从而制备电解液。
(二次电池的组装)
首先，使用焊接法等使正极引线31连接至正极21(正极集电体21A)，同时使用焊接法等使负极引线32连接至负极22(负极集电体22A)。
接下来，使正极21以及负极22隔着隔膜23相互层叠，然后使该正极21、负极22以及隔膜23卷绕，从而制作卷绕体。该卷绕体除了在正极21、负极22以及隔膜23中的每一个中均未浸渗有电解液以外，具有与电池元件20的结构同样的结构。接下来，通过使用压力机等按压卷绕体，将卷绕体成型为扁平形状。
接下来，将卷绕体收容在凹陷部10U的内部，然后通过折叠外包装膜10，使得外包装膜10彼此隔着该卷绕体相互对置。接下来，通过使用热熔接法等，使相互对置的外包装膜10(熔接层)中的两个边的外周缘部彼此相互熔接，由此将卷绕体收纳在袋状的外包装膜10的内部。
最后，将电解液注入到袋状的外包装膜10的内部，然后使用热熔接法等使外包装膜10(熔接层)中的剩余的一个边的外周缘部彼此相互熔接。在该情况下，将密封膜41插入到外包装膜10与正极引线31之间，并且将密封膜42插入到外包装膜10与负极引线32之间。由此，在卷绕体中浸渗电解液，制作作为卷绕电极体的电池元件20，并且将电池元件20封入袋状的外包装膜10的内部，组装成二次电池。
(二次电池的稳定化)
使组装后的二次电池进行充放电。环境温度、充放电次数(循环数)以及充放电条件等条件能够任意设定。由此，在负极22等的表面上形成覆膜，从而使二次电池的状态电化学稳定化。
由此，完成使用了外包装膜10的二次电池，即层压膜型的二次电池。
＜1-5.作用以及效果>
根据该二次电池，正极21的正极活性物质(层状岩盐型的锂复合氧化物)包含锂、钴、铝、镁、追加元素以及氧作为构成元素。另外，使用了ICP发射光谱分析法的正极活性物质的分析结果(含量CA、CM)满足物性条件1，同时使用了XPS的正极活性物质的表面的分析结果(和PA、PM)满足物性条件2。
在该情况下，第一，锂复合氧化物包含铝作为构成元素，该铝(Al3+)在锂复合氧化物的晶体结构中配置在钴的位置。由此，正极活性物质的晶体结构稳定化。
第二，锂复合氧化物包含镁作为构成元素，镁离子(Mg2+)具有接近锂离子的离子半径的离子半径。由此，在锂从锂复合氧化物脱嵌时，镁在该锂复合氧化物的晶体结构中配置在锂的位置，因此在充电时正极活性物质的晶体结构稳定化。
第三，锂复合氧化物包含追加元素作为构成元素，该追加元素使锂复合氧化物相对于电解液的反应性降低。由此，在正极活性物质的表面，该正极活性物质与电解液的反应被抑制。
第四，使用了ICP发射光谱分析法的正极活性物质的分析结果满足物性条件1，因此锂复合氧化物整体上包含足够量的铝作为构成元素。由此，如上所述，在锂复合氧化物的晶体结构中，铝容易配置在钴的位置，因此正极活性物质的晶体结构更稳定化。
第五，关于使用了XPS的正极活性物质的表面的分析结果，由于满足物性条件2，因此镁偏在于锂复合氧化物的表面附近。在该情况下，镁离子(Mg2+)具有接近锂离子的离子半径的离子半径，因此在锂复合氧化物的晶体结构中镁容易配置在锂的位置。由此，在正极活性物质的制造时(前体的烧成时)，即使锂在表面附近缺损，在其表面附近镁也比铝更容易优先存在。而且，在正极活性物质的制造时(前体的烧成时)，镁与追加元素一起被烧成，因此镁容易偏在于锂复合氧化物的表面附近，并且偏在于该锂复合氧化物的表面附近的镁容易与追加元素反应，因此在该锂复合氧化物的表面附近变得容易存在镁与追加元素的化学键(Mg-X)。
由此，在充电时等，正极活性物质(锂复合氧化物)的晶体结构稳定化，同时由该正极活性物质的反应性引起的电解液的分解反应被抑制，因此能够得到优异的初次容量特性、循环特性以及保存特性。
特别是，在锂复合氧化物中，如果钴的摩尔比大于铝、镁以及追加元素各自的摩尔比，则能量密度提高，因此能够得到更高的效果。
另外，如果铝的含量CA为4500ppm以上，优选为7800ppm以下，则正极活性物质(锂复合氧化物)的晶体结构更稳定化，同时由该正极活性物质的反应性引起的电解液的分解反应被进一步抑制，因此能够得到更高的效果。
另外，如果和PM为2.9以上同时和PA为0.4以下，则正极活性物质(锂复合氧化物)的晶体结构更加稳定化，同时由该正极活性物质的反应性引起的电解液的分解反应被进一步抑制，因此能够得到更高的效果。
另外，如果二次电池是锂离子二次电池，则可以利用锂的嵌入脱嵌来稳定地得到充分的电池容量，因此能够得到更高的效果。
此外，根据正极活性物质，包含具有上述的组成的层状岩盐型的锂复合氧化物，同时使用了ICP发射光谱法以及XPS的分析结果满足物性条件1、2。由此，由于与上述的关于二次电池的理由同样的理由，在使用了该正极活性物质的二次电池中，能够得到优异的初次容量特性、循环特性以及保存特性。
另外，根据正极21，正极活性物质包含具有上述的组成的层状岩盐型的锂复合氧化物，同时使用了ICP发射光谱法以及XPS的正极活性物质的分析结果满足物性条件1、2。由此，由于与上述的关于二次电池的理由同样的理由，在使用了该正极21的二次电池中，能够得到优异的初次容量特性、循环特性以及保存特性。
＜2.变形例＞
接着，对上述的二次电池的变形例进行说明。如以下说明的那样，二次电池的结构能够适当变更。另外，以下说明的一系列变形例中的任意两种以上也可以相互组合。
[变形例1]
使用了作为多孔膜的隔膜23。然而，虽然在此没有具体图示，但是可以使用包括高分子化合物层的层叠型的隔膜来代替作为多孔膜的隔膜23。
具体而言，层叠型的隔膜包含具有一对面的多孔膜和配置在该多孔膜的单面或两面上的高分子化合物层。这是因为，由于隔膜相对于正极21以及负极22各自的密合性提高，因此不容易发生电池元件20的位置偏移(正极21、负极22以及隔膜各自的卷绕偏移)。由此，即使发生电解液的分解反应等，二次电池也不易膨胀。高分子化合物层包含聚偏氟乙烯等高分子化合物。这是因为聚偏氟乙烯等具有优异的物理强度和电化学稳定性。
需要说明的是，多孔膜以及高分子化合物层中的一方或双方可以包含多个绝缘性粒子。这是因为在二次电池发热时多个绝缘性粒子散热，因此该二次电池的安全性(耐热性)提高。绝缘性粒子包含无机粒子以及树脂粒子等中的任意一种或两种以上。无机粒子的具体例子是氧化铝、氮化铝、勃姆石、氧化硅、氧化钛、氧化镁以及氧化锆等的粒子。树脂粒子的具体例子是丙烯酸树脂以及苯乙烯树脂等粒子。
在制作层叠型的隔膜的情况下，制备包含高分子化合物以及有机溶剂等的前体溶液，然后将前体溶液涂布在多孔膜的单面或两面上。在该情况下，也可以根据需要在前体溶液中添加多个绝缘性粒子。
在使用了该层叠型的隔膜的情况下，锂离子也能够在正极21与负极22之间移动，因此能够得到同样的效果。
[变形例2]
使用了液状的电解质即电解液。然而，虽然在此没有具体图示，但是也可以使用作为凝胶状电解质的电解质层来代替电解液。
在使用了电解质层的电池元件20中，正极21以及负极22隔着隔膜23以及电解质层相互层叠，同时卷绕该正极21、负极22、隔膜23以及电解质层。该电解质层介于正极21与隔膜23之间，同时介于负极22与隔膜23之间。
具体而言，电解质层包含电解液以及高分子化合物，在该电解质层中，电解液由高分子化合物保持。这是因为可以防止电解液的漏液。电解液的结构如上所述。高分子化合物包含聚偏氟乙烯等。在形成电解质层的情况下，在制备包含电解液、高分子化合物以及有机溶剂等的前体溶液之后，将前体溶液涂布在正极21以及负极22各自的单面或两面上。
即使在使用了该电解质层的情况下，锂离子也能够经由电解质层在正极21与负极22之间移动，因此能够得到同样的效果。
＜3.二次电池的用途＞
接着，对上述的二次电池的用途(应用例)进行说明。
二次电池的用途没有特别限定。作为电源使用的二次电池可以是电子设备以及电动车辆等的主电源，也可以是辅助电源。主电源是优先使用的电源，与有无其他电源无关。辅助电源是代替主电源而使用的电源，或者从主电源切换的电源。
二次电池的用途的具体例子如下。摄像机、数码静态相机、移动电话、笔记本电脑、立体声耳机、便携式收音机、以及便携式信息终端等电子设备(包括便携式电子设备。)。备用电源以及存储卡等存储用装置。电钻以及电锯等电动工具。搭载于电子设备等的电池包。起搏器以及助听器等医用电子设备。电动汽车(包括混合动力汽车。)等电动车辆。防备紧急情况等而预先蓄积电力的家用或工业用电池系统等电力存储系统。在这些用途中，可以使用一个二次电池，也可以使用多个二次电池。
电池包可以使用单电池，也可以使用电池组。电动车辆是将二次电池作为驱动用电源而工作(行驶)的车辆，如上所述，也可以是同时具备二次电池以外的驱动源的混合动力汽车。在家用的电力存储系统中，能够利用蓄积在作为电力存储源的二次电池中的电力来使用家用的电气产品等。
在此，对二次电池的应用例的一例具体进行说明。以下说明的应用例的结构仅是一例，因此能够适当变更。
图3表示电池包的框架结构。在此说明的电池包是使用了一个二次电池的电池包(所谓的软包)，搭载在以智能手机为代表的电子设备等中。
如图3所示，该电池包具备电源51以及电路基板52。该电路基板52与电源51连接，同时包括正极端子53、负极端子54以及温度检测端子55。
电源51包括一个二次电池。在该二次电池中，正极引线连接至正极端子53，同时负极引线连接至负极端子54。由于该电源51能够通过正极端子53以及负极端子54与外部连接，因此能够进行充放电。电路基板52包括控制部56、开关57、热敏电阻元件(PTC)元件58以及温度检测部59。另外，也可以省略PTC元件58。
控制部56包括中央运算处理装置(CPU)以及存储器等，控制电池包整体的动作。该控制部56根据需要进行电源51的使用状态的检测以及控制。
需要说明的是，当电源51(二次电池)的电压达到过充电检测电压或过放电检测电压时，控制部56通过切断开关57，使充电电流不流过电源51的电流路径。过充电检测电压以及过放电检测电压没有特别限定。例如，过充电检测电压为4.2V±0.05V，同时过放电检测电压为2.4V±0.1V。
开关57包括充电控制开关、放电控制开关、充电用二极管以及放电用二极管等，根据控制部56的指示来切换电源51与外部设备的连接的有无。该开关57包括使用了金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)等，基于开关57的导通电阻来检测充放电电流。
温度检测部59包括热敏电阻等温度检测元件，使用温度检测端子55测定电源51的温度，同时将该温度的测定结果输出到控制部56。由温度检测部59测定的温度的测定结果用于在异常发热时控制部56进行充放电控制的情况，以及用于在计算出剩余容量时控制部56进行修正处理的情况等。
实施例
对本技术的实施例进行说明。
(实施例1～10以及比较例11～16)
如以下说明的那样，制造正极活性物质，同时使用该正极活性物质制造了试验用的二次电池，然后评价了该二次电池的性能。需要说明的是，在后述的表1以及表2中的每一个中，为了简化表述内容，将实施例1～10表述为“实1～实10”，并且将比较例11～16表述为“比11～比16”。
图4示出了试验用的二次电池的截面结构。该二次电池是使用了能够相互嵌合的两种金属制的外包装部件(外包装罐102以及外包装杯104)的硬币型的二次电池。
在硬币型的二次电池中，如图4所示，在外包装杯104的内部收容有试验极101，同时在外包装罐102的内部收容有对电极103。试验极101以及对电极103隔着隔膜105相互层叠，同时外包装罐102以及外包装杯104隔着垫圈106相互铆接。电解液分别浸渗在试验极101、对电极103以及隔膜105中。
[正极活性物质的制造]
通过以下说明的步骤制造了正极活性物质(锂复合氧化物)。
首先，作为原材料，准备了粉末状的锂化合物(碳酸锂(Li2CO3))、粉末状的钴化合物(氧化钴(CoO2))以及粉末状的铝化合物(氧化铝(Al2O3))。该铝化合物的平均粒径(中值粒径D50(μm))如表1所示。
需要说明的是，在表1中，锂化合物、钴化合物以及铝化合物分别表述为“Li化合物”、“Co化合物”以及“Al化合物”。
接下来，通过使锂化合物、钴化合物以及铝化合物相互混合，得到混合物。在该情况下，锂化合物、钴化合物以及铝化合物的混合比(锂、钴以及铝的摩尔比)为1.02∶0.99∶0.01。另外，通过根据铝化合物的混合比使钴化合物的混合比发生变化，如表1所示，使该铝化合物的混合比发生了变化。接下来，使用高速搅拌机搅拌了混合物。搅拌时间(小时)如表1所示。
接下来，在空气中烧成混合物(烧成温度＝1050℃，烧成时间＝8小时)后，将该混合物缓慢冷却。由此，得到含有锂、钴以及铝作为构成元素的粉末状的复合氧化物(含有铝的钴酸锂，平均粒径(中值粒径D50)＝20μm，比表面积＝0.3m2/g)。
接下来，与上述的粉末状的铝化合物(氧化铝)一起，作为其他原材料，进一步准备了粉末状的镁化合物(氧化镁(MgO2))以及两种粉末状的追加化合物。作为这两种追加化合物，使用了追加元素为氟的氟化锂(LiF)及氟化镁(MgF2)、追加元素为磷的磷酸锂(Li3PO4)及磷酸镁(Mg3(PO4)2)、以及追加元素为硫的硫化锂(Li2S)及硫化镁(MgS)。以下，在上述的两种追加化合物中，将前者的追加化合物称为“第一种追加化合物”，同时将后者的追加化合物称为“第二种追加化合物”。
需要说明的是，在表1中，将镁化合物表述为“Mg化合物”。
接下来，对于复合氧化物，通过使500ppm的铝化合物、500ppm的镁化合物、500ppm的第一种追加化合物、以及250ppm的第二种追加化合物混合，得到混合物。在该情况下，如表1所示，分别使铝化合物的混合量(ppm)以及镁化合物的混合量(ppm)发生了变化。
最后，在氧气流下对混合物进行烧成(烧成温度＝800℃，烧成时间＝5小时)。由此，合成了含有锂、钴、铝、镁以及追加元素作为构成元素的粉末状的复合氧化物(锂复合氧化物)，从而得到正极活性物质(锂复合氧化物)。
需要说明的是，为了进行比较，除了不使用追加化合物以外，通过同样的步骤制造了正极活性物质。由此，制造了不包含追加元素作为构成元素的正极活性物质。
[二次电池的制造]
通过以下说明的步骤，使用上述的正极活性物质制造了二次电池(锂离子二次电池)。
(试验极的制作)
首先，使98质量份的正极活性物质(锂复合氧化物)、1.2质量份的正极粘结剂(聚偏氟乙烯)、以及0.8质量份的正极导电剂(作为无定形性碳粉的科琴黑)相互混合，由此制成正极合剂。接下来，将正极合剂投入到有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中，然后搅拌该有机溶剂，由此制备了糊状的正极合剂浆料。接下来，使用涂布装置将正极合剂浆料涂布在正极集电体(厚度＝12μm的铝箔)的两面上，然后使该正极合剂浆料热风干燥，由此形成了正极活性物质层。最后，使用辊压机对正极活性物质层进行压缩成型之后，将形成有该正极活性物质层的正极集电体冲裁成圆盘状(直径＝15mm)。由此，制作了试验极101(正极)。
(对电极的制作)
首先，使95质量份的负极活性物质(石墨)以及5质量份的负极粘结剂(聚偏氟乙烯)相互混合，由此制成负极合剂。接下来，将负极合剂投入到有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中，然后搅拌该有机溶剂，由此制备了糊状的负极合剂浆料。接下来，使用涂布装置将负极合剂浆料涂布在负极集电体(厚度＝12μm的铜箔)的两面上，然后使该负极合剂浆料热风干燥，由此形成了负极活性物质层。最后，使用辊压机将负极活性物质层压缩成型之后，将形成有该负极活性物质层的负极集电体冲裁成圆盘状(直径＝16mm)。由此，制作了对电极103(负极)。
(电解液的制备)
将电解质盐(作为锂盐的六氟磷酸锂(LiPF6))投入到溶剂(作为碳酸酯系化合物的碳酸亚乙酯以及碳酸亚丙酯)中，然后搅拌了该溶剂。在该情况下，碳酸亚乙酯与碳酸亚丙酯的混合比(重量比)为50∶50，并且电解质盐相对于溶剂的含量为1mol/kg。由此，电解质盐分散或溶解在溶剂中，从而制备了电解液。
(二次电池的组装)
首先，在外包装杯104的内部收容试验极101，同时在外包装罐102的内部收容对电极103。接下来，隔着浸渗有电解液的隔膜105(厚度＝25μm的多孔性聚烯烃膜)，使收容在外包装杯104的内部的试验极101和收容在外包装罐102的内部的对电极103相互层叠。由此，浸渗到隔膜105中的电解液的一部分分别浸渗到试验极101以及对电极103中。最后，在试验极101和对电极103隔着隔膜105相互层叠的状态下，隔着垫圈106将外包装罐102以及外包装杯104相互铆接。由此，通过外包装罐102以及外包装杯104封入试验极101、对电极103、隔膜105以及电解液，从而组装成硬币型的二次电池。
(二次电池的稳定化)
在常温环境中(温度＝23℃)使组装后的二次电池充放电一个循环。在充电时，以0.1C的电流进行恒流充电直到电压达到4.2V，然后以该4.2V的电压进行恒压充电直到电流达到0.05C。在放电时，以0.1C的电流进行恒流放电直到电压达到3.0V。0.1C是指将电池容量(理论容量)在10小时内完全放电的电流值，同时0.05C是指将电池容量在20小时内完全放电的电流值。
由此，由于在试验极101以及对电极103各自的表面上形成了覆膜，因此二次电池的状态在电化学性上稳定化。由此，完成了硬币型的二次电池。
需要说明的是，二次电池完成后，通过使用ICP发射光谱分析法分析正极活性物质，分别测定了铝的含量CA(ppm)以及镁的含量CM(ppm)，得到表2所示的结果。
另外，通过使用XPS分析正极活性物质的表面，分别测定存在量PAO、PAX、PMO、PMX，同时分别计算出和PA、PM，得到表2所示的结果。
需要说明的是，在表2中，示出了含量CA、CM的大小关系，同时示出了和PA、PM的大小关系。关于含量CA、CM的大小关系，“大”表示含量CA大于含量CM，同时“小”表示含量CA小于含量CM。另外，关于和PA、PM的大小关系，“大”表示和PM大于PA，同时“小”表示和PM小于PA。
[性能的评价]
评价了二次电池的性能(初次容量特性、循环特性以及保存特性)，得到表2所示的结果。
(初次容量特性)
通过在高温环境中(温度＝45℃)使二次电池充放电一个循环，测定了放电容量(初次容量(mAh))。在充电时，以10mA的电流进行恒流充电直到电压达到4.45V，然后以该4.45V的电压进行恒压充电直到总充电时间达到2.5小时。在放电时，以9mA的电流进行恒流放电直到电压达到3.0V。
(循环特性)
通过上述的步骤，在高温环境中(温度＝45℃)测定了初次容量，然后在相同环境中使二次电池重复进行充放电，直到循环总数达到500个循环，从而测定了放电容量(第500个循环的放电容量)。第2个循环以后的充放电条件与第一个循环的充放电条件是同样的。由此，计算出容量维持率(％)＝(第500个循环的放电容量/初次容量)×100。
(保存特性)
首先，使二次电池进行充电，然后在高温环境中(温度＝60℃)保存充电状态的二次电池(保存时间＝14天)。充电条件与调查初次容量特性时的充电条件是同样的。接下来，将保存后的二次电池解体，由此回收了对电极103(负极)。接下来，在15ml(＝15cm3)盐酸(浓度＝1mol/kg)中使对电极103煮沸(煮沸时间＝15分钟)，然后过滤该盐酸，由此得到分析用的试样(溶液)。接下来，通过使用ICP发射光谱分析法分析试样，测定了该试样中含有的钴的浓度。最后，基于钴的溶出量＝钴的浓度/正极活性物质的重量这一计算公式，计算出该钴的溶出量。
需要说明的是，表2所示的溶出量的值示出了以实施例5中的溶出量的值为100而标准化的值。
[表1]
Figure BDA0004113665500000271
[表2]锂复合氧化物(构成元素＝Li、Co、Al、Mg、X(F、P或S)、O)
Figure BDA0004113665500000281
[考察]
如表2所示，初次容量特性、循环特性以及保存特性分别根据正极活性物质(锂复合氧化物)的物性而大幅变动。
具体而言，在满足关于ICP发射光谱分析法的分析结果的物性条件1(含量CA>含量CM)以及关于XPS的分析结果的物性条件2(和PM>和PA)两者的情况(实施例1～10)下，与不满足该物性条件1、2两者的情况(比较例11～16)相比，在确保初次容量的同时，容量维持率增加，并且溶出量减少。即，由于由正极活性物质(锂复合氧化物)的反应性引起的电解液的分解反应被抑制，因此在确保初次容量的同时容量维持率增加，并且由于该正极活性物质的晶体结构稳定化，因此钴的溶出量减少。
特别是在满足物性条件1、2两者的情况下，得到以下说明的一系列的倾向。第一，当正极活性物质(锂复合氧化物)中钴的摩尔比大于铝、镁以及追加元素各自的摩尔比时，得到充分的初次容量。第二，当含量CA为4500ppm以上时，在确保初次容量的同时，容量维持率进一步增加，并且溶出量进一步减少。在该情况下，当含量CA为7800ppm以下时，在得到高容量保持率和充分抑制溶出量的同时，得到更高的初次容量。第三，当和PM为2.9以上同时和PA为0.4以下时，在确保初次容量的同时，容量维持率进一步增加并且溶出量进一步减少。第四，当使用追加元素时，不依赖于该追加元素的种类(氟、磷或硫)，得到在确保初次容量的同时容量维持率增加，并且溶出量减少这一共同的优点。
[总结]
根据表2中所示的结果，当正极活性物质(层状岩盐型的锂复合氧化物)包含锂、钴、铝、镁、追加元素以及氧作为构成元素，并且同时满足关于使用了ICP发射光谱法的分析结果的物性条件1以及关于使用了X射线光电子能谱法的分析结果的物性条件2时，在确保初次容量的同时，容量保持率增加，并且溶出量减少。由此，在二次电池中，得到优异的初次容量特性、循环特性以及保存特性。
以上，虽然列举一个实施方式以及实施例对本技术进行了说明，但本技术的结构并不限定于在一个实施方式以及实施例中说明的结构，能够进行各种变形。
具体而言，虽然对二次电池的电池结构是层压膜型以及硬币型的情况进行了说明，但该电池结构没有特别限定。该电池结构可以是圆筒型、方型以及纽扣型等其他电池结构。
另外，虽然对电池元件的元件结构是卷绕型的情况进行了说明，但该电池元件的元件结构没有特别限定。该元件结构可以采用电极(正极以及负极)层叠的层叠型，以及电极(正极以及负极)被折叠成Z字形的反复折叠型等其他电池结构。
此外，虽然对电极反应物质是锂的情况进行了说明，但该电极反应物质没有特别限定。具体而言，如上所述，电极反应物质可以是钠以及钾等其他碱金属，也可以是铍、镁以及钙等碱土类金属。此外，电极反应物质也可以是铝等其他轻金属。
需要说明的是，上述的正极活性物质以及正极分别不限于二次电池，也可以应用于电容器等其他电化学装置。
本说明书中记载的效果仅是例示，因此本技术的效果并不限定于本说明书中记载的效果。因此，本技术也可以得到其他效果。

Claims (8)

1.一种二次电池，
所述二次电池具备包含正极活性物质的正极、负极以及电解液，
所述正极活性物质包含层状岩盐型的锂复合氧化物，
所述锂复合氧化物包含锂、钴、铝、镁、追加元素以及氧作为构成元素，所述追加元素包含氟、磷以及硫中的至少一种，
在使用电感耦合等离子体发射光谱分析法分析所述正极活性物质时，所述铝的含量大于所述镁的含量，同时，
在使用X射线光电子能谱法分析所述正极活性物质的表面时，所述镁与所述氧的化学键状态的存在量和所述镁与所述追加元素的化学键状态的存在量之和，大于所述铝与所述氧的化学键状态的存在量和所述铝与所述追加元素的化学键状态的存在量之和。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述钴的摩尔比大于所述铝、所述镁以及所述追加元素各自的摩尔比。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，
所述铝的含量为4500ppm以上。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，
所述铝的含量为7800ppm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，
所述镁与所述氧的化学键状态的存在量和所述镁与所述追加元素的化学键状态的存在量之和为2.9以上，同时，
所述铝与所述氧的化学键状态的存在量和所述铝与所述追加元素的化学键状态的存在量之和为0.4以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中，
所述二次电池是锂离子二次电池。
7.一种二次电池用正极活性物质，
所述二次电池用正极活性物质包含层状岩盐型的锂复合氧化物，
所述锂复合氧化物包含锂、钴、铝、镁、追加元素以及氧作为构成元素，所述追加元素包含氟、磷以及硫中的至少一种，
在使用电感耦合等离子体发射光谱分析法分析正极活性物质时，所述铝的含量大于所述镁的含量，同时，
在使用X射线光电子能谱法分析表面时，所述镁与所述氧的化学键状态的存在量和所述镁与所述追加元素的化学键状态的存在量之和，大于所述铝与所述氧的化学键状态的存在量和所述铝与所述追加元素的化学键状态的存在量之和。
8.一种二次电池用正极，
所述二次电池用正极包含正极活性物质，
所述正极活性物质包含层状岩盐型的锂复合氧化物，
所述锂复合氧化物包含锂、钴、铝、镁、追加元素以及氧作为构成元素，所述追加元素包含氟、磷以及硫中的至少一种，
在使用电感耦合等离子体发射光谱分析法分析所述正极活性物质时，所述铝的含量大于所述镁的含量，同时，
在使用X射线光电子能谱法分析所述正极活性物质的表面时，所述镁与所述氧的化学键状态的存在量和所述镁与所述追加元素的化学键状态的存在量之和，大于所述铝与所述氧的化学键状态的存在量和所述铝与所述追加元素的化学键状态的存在量之和。
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