JP7495918B2 - 正極およびこれを用いた非水電解質二次電池 - Google Patents

正極およびこれを用いた非水電解質二次電池 Download PDF

Info

Publication number
JP7495918B2
JP7495918B2 JP2021206370A JP2021206370A JP7495918B2 JP 7495918 B2 JP7495918 B2 JP 7495918B2 JP 2021206370 A JP2021206370 A JP 2021206370A JP 2021206370 A JP2021206370 A JP 2021206370A JP 7495918 B2 JP7495918 B2 JP 7495918B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composite oxide
positive electrode
lithium composite
oxide particles
active material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021206370A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023091566A (ja
Inventor
章浩 田伏
貴俊 樋口
正也 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prime Planet Energy and Solutions Inc
Original Assignee
Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prime Planet Energy and Solutions Inc filed Critical Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority to JP2021206370A priority Critical patent/JP7495918B2/ja
Priority to CN202211631583.9A priority patent/CN116314599A/zh
Priority to US18/067,724 priority patent/US20230197944A1/en
Publication of JP2023091566A publication Critical patent/JP2023091566A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7495918B2 publication Critical patent/JP7495918B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、正極に関する。本発明はまた、当該正極を用いた非水電解質二次電池に関する。
近年、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両駆動用電源などに好適に用いられている。
非水電解質二次電池はその普及に伴い、さらなる性能の向上が求められている。非水電解質二次電池の正極には、一般的に、リチウム複合酸化物が正極活物質として用いられている。非水電解質二次電池の性能向上を目的として、粒子としての特性が異なる２種類のリチウム複合酸化物を混合する技術が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。特許文献１および２では、単粒子状のリチウム複合酸化物と、凝集粒子（言い換えると、二次粒子）状のリチウム複合酸化物とが用いられている。
国際公開第２０２１／０６５１６２号 特開２０１９－１６０５７１号公報
向上が求められている非水電解質二次電池の性能の一つとして、体積エネルギー密度が挙げられる。体積エネルギー密度を向上させる方法の一つとして、正極活物質を含有する正極活物質層の高密度化が挙げられる。これについて本発明者らが鋭意検討した結果、正極活物質として、単粒子状のリチウム複合酸化物と、二次粒子状のリチウム複合酸化物とを併用し、さらなる高密度化のために、正極活物質層を従来よりも高い圧力でプレス処理する場合には、二次粒子に割れが多く生じて、非水電解液二次電池の保存時のガス発生量が大きくなるという問題があることを見出した。また、非水電解質二次電池には高いサイクル特性が求められている。
そこで本発明は、非水電解質二次電池に、保存時の高いガス発生抑制性能と、高いサイクル特性とを付与できる正極を提供することを目的とする。
ここに開示される正極は、正極集電体と、前記正極集電体に支持された正極活物質層と、を備える。前記正極活物質層は、単粒子状の第１のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子と、二次粒子状の第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子とを含有する。前記第１のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子および前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子はそれぞれ、層状の結晶構造を有する。前記第１のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、２μｍ～６μｍである。前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径は、１．２μｍ～２．０μｍである。前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、１２μｍ～２０μｍである。
このような構成によれば、非水電解質二次電池に、保存時の高いガス発生抑制性能と、高いサイクル特性とを付与できる正極を提供することができる。
ここに開示される正極の好ましい一態様においては、前記正極活物質層の密度が、３．００ｇ／ｃｍ３～４．００ｇ／ｃｍ３である。このような構成によれば、非水電解質二次電池に特に高い体積エネルギー密度を付与することができる。また、非水電解質二次電池保存時のガス発生抑制効果もより高くなる。
ここに開示される正極の好ましい一態様においては、前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子をΦ１９ｍｍ×４．０ｍｍ～４．５ｍｍの円柱形へ７０ｋＮの荷重で３０秒間プレスして成形し、さらに解砕した後の前記第２リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積が、０．４１ｍ２／ｇ以上０．４８ｍ２／ｇ以下である。このような構成によれば、非水電解質二次電池のその保存時のガス発生抑制性能とサイクル特性とをより高めることができる。
ここに開示される正極の好ましい一態様においては、前記第１のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子および前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子が、それぞれリチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物の粒子である。このような構成によれば、小さい初期抵抗等のより優れた電池特性を非水電解質二次電池に付与することができる。
ここに開示される正極のより好ましい一態様においては、前記リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物におけるリチウム以外の金属元素の合計に対するニッケルの含有量が、５０モル％以上である。このような構成によれば、非水電解質二次電池に特に高い体積エネルギー密度を付与することができる。
別の側面から、ここに開示される非水電解質二次電池は、上記の正極と、負極と、非水電解質と、を備える。このような構成によれば、保存時の高いガス発生抑制性能と、高いサイクル特性とを有する非水電解質二次電池を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る正極を模式的に示す断面図である。 単粒子の模式図である。 二次粒子の模式図である。 本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の内部構造を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の捲回電極体の構成を示す模式分解図である。
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。なお、本明細書において言及していない事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。なお、本明細書において「Ａ～Ｂ」として表現される数値範囲には、ＡおよびＢが含まれる。
なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイスをいい、いわゆる蓄電池、および電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。また、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。
以下、リチウムイオン二次電池に用いられる正極を例にして、本発明について詳細に説明するが、本発明をかかる実施形態に記載されたものに限定することを意図したものではない。図１は、本実施形態に係る正極の、厚さ方向および幅方向に沿った模式断面図である。
図示されるように、正極５０は、正極集電体５２と、正極集電体５２に支持された正極活物質層５４とを備える。正極活物質層５４は、図示例では、正極集電体５２の両面上に設けられている。しかしながら、正極活物質層５４は、正極集電体５２の片面上に設けられていてもよい。好ましくは、正極活物質層５４は、正極集電体５２の両面上に設けられている。
正極集電体５２としては、リチウムイオン二次電池に用いられる公知の正極集電体を用いてよく、その例としては、導電性の良好な金属（例えば、アルミニウム、ニッケル、チタン、ステンレス鋼等）製のシートまたは箔が挙げられる。正極集電体５２としては、アルミニウム箔が好ましい。
正極集電体５２の寸法は特に限定されず、電池設計に応じて適宜決定すればよい。正極集電体５２としてアルミニウム箔を用いる場合には、その厚みは、特に限定されないが、例えば５μｍ以上３５μｍ以下であり、好ましくは７μｍ以上２０μｍ以下である。
正極活物質層５４は、正極活物質を含有する。本実施形態においては、正極活物質として、少なくとも、単粒子状の第１のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子（以下、単に「第１リチウム複合酸化物粒子」とも記す）と、二次粒子状の第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子（以下、単に「第２リチウム複合酸化物粒子」とも記す）とが用いられる。第１リチウム複合酸化物粒子および第２リチウム複合酸化物粒子はそれぞれ、層状の結晶構造を有する。
層状の結晶構造を有するＮｉ含有リチウム複合酸化物の例としては、リチウムニッケル系複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系複合酸化物、リチウム鉄ニッケルマンガン系複合酸化物等が挙げられる。リチウム複合酸化物粒子が層状の結晶構造を有することは、公知方法（例、Ｘ線回折法など）により確認することができる。
なお、本明細書において「リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物」とは、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｏを構成元素とする酸化物の他に、それら以外の１種または２種以上の添加的な元素を含んだ酸化物をも包含する用語である。かかる添加的な元素の例としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｎａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ等の遷移金属元素や典型金属元素等が挙げられる。また、添加的な元素は、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ等の半金属元素や、Ｓ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等の非金属元素であってもよい。このことは、上記したリチウムニッケル系複合酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系複合酸化物、リチウム鉄ニッケルマンガン系複合酸化物等についても同様である。
初期抵抗が小さい等、諸特性に優れることから、層状構造を有するリチウム複合酸化物としては、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物が好ましい。非水電解質二次電池の高い体積エネルギー密度の観点から、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物におけるリチウム以外の金属元素の合計に対するニッケルの含有量は、好ましくは５０モル％以上であり、より好ましくは５５モル％以上である。一方、高い安定性の観点から、リチウム以外の金属元素の合計に対するニッケルの含有量は、好ましくは８８モル％以下であり、より好ましくは８５モル％以下である。
リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物としては、具体的には、下式（Ｉ）で表される組成を有するものが好ましい。
Ｌｉ１＋ｘＮｉｙＣｏｚＭｎ（１－ｙ－ｚ）ＭαＯ２－βＱβ （Ｉ）
式（Ｉ）中、ｘ、ｙ、ｚ、α、およびβはそれぞれ、－０．３≦ｘ≦０．３、０．１＜ｙ＜０．９、０＜ｚ＜０．５、０≦α≦０．１、０≦β≦０．５を満たす。Ｍは、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｎａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＢおよびＡｌからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素である。Ｑは、Ｆ、ＣｌおよびＢｒからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素である。
非水電解質二次電池の高いエネルギー密度の観点から、ｙおよびｚはそれぞれ、０．５０≦ｙ≦０．８８、０．１０≦ｚ≦０．４５を満たすことが好ましく、０．５５≦ｙ≦０．８５、０．１０≦ｚ≦０．４０を満たすことがより好ましくい。
第１リチウム複合酸化物粒子は、単粒子状である。本明細書において、「単粒子」とは、単一の結晶核の成長によって生成した粒子のことを指し、よって結晶粒界を含まない単結晶体の粒子を指す。粒子が単結晶体であることは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による電子線回折像の解析によって確認することができる。
単粒子は、凝集し難いという性質を有し、単粒子は単独でリチウム複合酸化物粒子を構成するが、単粒子が凝集してリチウム複合酸化物粒子を構成する場合もある。しかしながら、単粒子が凝集してリチウム複合酸化物粒子を構成する場合、凝集している単粒子の数は、２個以上１０個以下である。よって、一つのリチウム複合酸化物粒子は、１個以上１０個以下の単粒子から構成されるものであり、リチウム複合酸化物粒子は、１個以上５個以下の単粒子から構成され得、１個以上３個以下の単粒子から構成され得、１個の単粒子から構成され得る。なお、１個のリチウム複合酸化物粒子における単粒子の数は、１０，０００倍から３０，０００倍の拡大倍率で走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察することにより確認することができる。
したがって、単粒子は、図２のように模式的に示すことができる。図２には、孤立した粒子と、数個の粒子が凝集してなる粒子とが示されている。一方で、二次粒子は、図３のように模式的に示すことができる。図３では、多数の一次粒子が凝集して１つの粒子が形成されている。二次粒子は、典型的には、少なくとも１１個以上の一次粒子により構成される。なお、図２および図３は、例示であり、本実施形態で用いられる第１リチウム複合酸化物粒子および第２リチウム複合酸化物粒子は、図示されたものに限定されない。
このように単粒子は、複数の結晶粒からなる多結晶粒子や微粒子（一次粒子）が多数凝集してなる二次粒子とは異なる。単粒子状の正極活物質は、単結晶粒子を得る公知方法に従い、作製することができる。
本実施形態においては、単粒子状の第１リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、２μｍ～６μｍである。なお、本明細書において「リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）」とは、メジアン径（Ｄ５０）を指し、レーザ回折・散乱法に基づく体積基準の粒度分布において、粒径が小さい微粒子側からの累積頻度５０体積％に相当する粒径を意味する。よって、平均粒子径（Ｄ５０）は、レーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置等を用いて、求めることができる。
一方、第２リチウム複合酸化物粒子は、一次粒子が凝集した二次粒子状である。典型的には、二次粒子（すなわち、第２リチウム複合酸化物粒子）全体に一次粒子が充填されており、一次粒子間の隙間に由来する内部空隙を有し得る。第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径は、１．２μｍ～２．０μｍである。加えて、第２リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、１２μｍ～２０μｍである。
このように、粒子径が適切に制御された、第１リチウム複合酸化物粒子および第２リチウム複合酸化物粒子を正極活物質として正極に併用することにより、非水電解質二次電池に、保存時の高いガス発生抑制性能と、高いサイクル特性とを付与することができる。
具体的には、第１リチウム複合酸化物粒子が、平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍ～６μｍの単粒子であることは、非水電解質二次電池のサイクル特性向上および出力向上に寄与する。第１リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは３μｍ以上である。第１リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは５μｍ以下である。
第２リチウム複合酸化物粒子が、平均粒子径（Ｄ５０）が１２μｍ～２０μｍの二次粒子であることは、第１リチウム複合酸化物粒子および第２リチウム複合酸化物粒子を含有する正極活物質層の充填性向上に寄与する。第２リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは１３μｍ～２０μｍであり、より好ましくは１４．５μｍ～１８μｍである。
加えて、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒径を１．２μｍ以上とすることにより、正極の高密度化のためのプレス処理における、二次粒子状の第２リチウム複合酸化物粒子の割れの発生を低減することができる。平均一次粒子径を１．２μｍより小さくすると、二次粒子の割れが増加する。非水電解質二次電池を保存する場合、この二次粒子の割れた部分において、リチウム複合酸化物粒子と非水電解質との副反応による分解反応が起こりやすく、よって、二次粒子の割れた部分に起因してガス発生量が多くなる。したがって、第１リチウム複合酸化物粒子および第２リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）が上記の範囲内にあり、かつ、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径が、１．２μｍ以上であることによって、非水電解質二次電池に、保存時の高いガス発生抑制性能を付与することができる。
より高いガス発生抑制性能を付与する観点から、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径は、好ましくは１．３μｍ以上であり、より好ましくは１．５μｍ以上であり、さらに好ましくは１．６５μｍ以上であり、最も好ましくは１．７μｍ以上である。
一方で、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径が大き過ぎると、非水電解質二次電池の充放電時に第２リチウム複合酸化物粒子の孤立化が起こりやすくなり、非水電解質二次電池のサイクル特性が低下する。したがって、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径は、２．０μｍ以下であり、好ましくは１．９μｍ以下であり、より好ましくは１．８μｍ以下である。
なお、「第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径」とは、第２リチウム複合酸化物粒子の断面電子顕微鏡画像から把握され、かつ任意に選ばれる５０個以上の一次粒子の長径の平均値を指す。したがって、平均一次粒子径は、例えば、クロスセクションポリッシャー加工によってリチウム複合酸化物粒子の断面観察用試料を作製し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてそのＳＥＭ画像を取得し、画像解析式粒度分布測定ソフトウェア（例、「Ｍａｃ－Ｖｉｅｗ」等）を用いて、任意に選択した５０個以上の一次粒子の長径をそれぞれ求め、その平均値を算出することにより求めることができる。
なお、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径は、次のようにして制御することができる。まず、公知方法に従い、第２リチウム複合酸化物粒子の前駆体である、水酸化物を作製する。この水酸化物は、通常、第２リチウム複合酸化物粒子に含まれる金属元素のうち、リチウム以外の金属元素を含有する。この水酸化物と、リチウム源となる化合物（例、炭酸リチウム等）とを混合し、焼成を行う。このときの焼成温度と焼成時間とを調整することにより、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径を制御することができる。焼成温度は、好ましくは７００℃～１０００℃である。焼成時間は、好ましくは３時間～７時間である。
第１リチウム複合酸化物粒子および第２リチウム複合酸化物粒子は、共に層状構造を有するリチウム複合酸化物粒子であるが、その組成は同じであっても、異なっていてもよい。初期抵抗が小さい等、諸特性に優れることから、第１リチウム複合酸化物粒子および第２リチウム複合酸化物粒子は共に、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物の粒子であることが好ましい。
高い体積エネルギー密度の観点から、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物におけるリチウム以外の金属元素の合計に対するニッケルの含有量が、第１リチウム複合酸化物粒子において５５モル％以上であり、かつ第２リチウム複合酸化物粒子において５０モル％以上であることが好ましく、第１リチウム複合酸化物粒子において６０モル％以上であり、かつ第２リチウム複合酸化物粒子において５５モル％以上であることがより好ましい。
第１リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積は、特に限定されない。非水電解質二次電池に優れた出力特性を付与できることから、第１リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積は、好ましくは０．５０ｍ２／ｇ～０．８５ｍ２／ｇであり、より好ましくは０．５５ｍ２／ｇ～０．８０ｍ２／ｇである。
第２リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積は、特に限定されない。非水電解質二次電池に保存時の特に高いガス発生抑制性能を付与できることから、第２リチウム複合酸化物粒子をΦ１９ｍｍ×４．０ｍｍ～４．５ｍｍの円柱形へ７０ｋＮの荷重で３０秒間プレスして成形し、さらに解砕した後の第２リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積が、０．４８ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、０．４７ｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。一方、非水電解質二次電池に特に高いサイクル特性を付与できることから、上記の条件でプレスし、解砕した後の第２リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積が、０．４１ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、０．４２ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。
なお、第１および第２リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積は、市販の比表面積測定装置（例、「Ｍａｃｓｏｒｂ Ｍｏｄｅｌ－１２０８」（マウンテック社製）等）を用い、窒素吸着法によって測定することができる。
第１リチウム複合酸化物粒子と第２リチウム複合酸化物粒子の含有割合は、特に限定されない。これらの質量比（第１リチウム複合酸化物粒子：第２リチウム複合酸化物粒子）は、例えば、１０：９０～９０：１０であり、好ましくは２０：８０～８０：２０であり、より好ましくは３０：７０～７０：３０であり、さらに好ましくは３０：７０～６０：４０である。
正極活物質は、第１リチウム複合酸化物粒子および第２リチウム複合酸化物粒子のみからなっていてよい。正極活物質は、第１リチウム複合酸化物粒子および第２リチウム複合酸化物粒子に加えて、これらの粒子以外の、正極活物質として機能する粒子をさらに含有していてもよい。
正極活物質層５４は、正極活物質以外の成分、例えば、リン酸三リチウム、導電材、バインダ等を含んでいてもよい。導電材としては、例えばアセチレンブラック（ＡＢ）等のカーボンブラックやその他（例、グラファイトなど）の炭素材料を好適に使用し得る。バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。
正極活物質層５４中の正極活物質の含有量（すなわち、正極活物質層５４の全質量に対する正極活物質の含有量）は、特に限定されないが、７０質量％以上が好ましく、より好ましくは８０質量％以上９９質量％以下であり、さらに好ましくは８５質量％以上９８質量％以下である。正極活物質層５４中の導電材の含有量は、特に制限はないが、０．５質量％以上１５質量％以下が好ましく、１質量％以上１０質量％以下がより好ましい。正極活物質層５４中のバインダの含有量は、特に制限はないが、０．５質量％以上１５質量％以下が好ましく、０．８質量％以上１０質量％以下がより好ましい。
正極活物質層５４の厚みは、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以上３００μｍ以下であり、好ましくは２０μｍ以上２００μｍ以下である。
正極活物質層５４の密度は、特に限定されないが、特に高い体積エネルギー密度の観点から、好ましくは３．００ｇ／ｃｍ３～４．００ｇ／ｃｍ３であり、より好ましくは３．２０ｇ／ｃｍ３～４．００ｇ／ｃｍ３であり、さらに好ましくは３．４０ｇ／ｃｍ３～４．００ｇ／ｃｍ３であり、特に好ましくは３．５０ｇ／ｃｍ３～４．００ｇ／ｃｍ３である。正極活物質層５４の密度が大きいほど、プレス処理の圧力が大きくなるため、第２リチウム複合酸化物粒子に割れが生じやすくなる。したがって、正極活物質層５４の密度が大きいほど、保存時のガス発生抑制効果がより高くなる。
正極シート５０の正極活物質層非形成部分５２ａにおいて、正極活物質層５４に隣接する位置に絶縁粒子（例、セラミック粒子）を含む絶縁性の保護層（図示せず）を設けてもよい。この保護層により、正極活物質層非形成部分５２ａと負極活物質層６４との間の短絡を防止することができる。
本実施形態に係る正極５０は、第１リチウム複合酸化物粒子、第２リチウム複合酸化物粒子、溶媒（分散媒）、必要に応じ、バインダ、導電材等を含有する正極活物質層形成用ペーストを作製し、当該ペーストを、正極集電体５２上に塗布し、乾燥した後、プレス処理することによって作製することができる。
本実施形態に係る正極によれば、非水電解質二次電池に、保存時の高いガス発生抑制性能と、高いサイクル特性（特に、充放電を繰り返した際の高い容量劣化耐性）とを付与することができる。本実施形態に係る正極は、典型的には、非水電解質二次電池用の正極であり、好ましくは、非水系のリチウムイオン二次電池用の正極である。本実施形態に係る正極を、全固体二次電池の正極として用いることもできる。
そこで、別の側面から、本実施形態に係る非水電解質二次電池は、正極と、負極と、非水電解質と、を備え、当該正極が、上記の本実施形態に係る正極である。
以下、本実施形態に係る非水電解質二次電池について、扁平形状の捲回電極体と扁平形状の電池ケースとを有する扁平角型のリチウムイオン二次電池を例にして、詳細に説明する。しかしながら、本実施形態に係る非水電解質二次電池は、以下説明する例に限定されない。
図４に示すリチウムイオン二次電池１００は、扁平形状の捲回電極体２０と非水電解質（図示せず）とが扁平な角形の電池ケース（即ち外装容器）３０に収容されることにより構築される密閉型電池である。電池ケース３０には、外部接続用の正極端子４２および負極端子４４と、電池ケース３０の内圧が所定レベル以上に上昇した場合に該内圧を開放するように設定された薄肉の安全弁３６とが設けられている。正負極端子４２，４４はそれぞれ正負極集電板４２ａ，４４ａと電気的に接続されている。電池ケース３０の材質には、例えば、アルミニウム等の軽量で熱伝導性の良い金属材料が用いられる。なお、正極端子４２と正極集電板４２ａとの間または負極端子４４と負極集電板４４ａとの間に、電流遮断機構（ＣＩＤ）を設置してもよい。
捲回電極体２０は、図４および図５に示すように、正極シート５０と、負極シート６０とが、２枚の長尺状のセパレータシート７０を介して重ね合わされて長手方向に捲回された形態を有する。正極シート５０は、長尺状の正極集電体５２の片面または両面（ここでは両面）に長手方向に沿って正極活物質層５４が形成された構成を有する。負極シート６０は、長尺状の負極集電体６２の片面または両面（ここでは両面）に長手方向に沿って負極活物質層６４が形成されている構成を有する。
正極活物質層非形成部分５２ａ（すなわち、正極活物質層５４が形成されずに正極集電体５２が露出した部分）および負極活物質層非形成部分６２ａ（すなわち、負極活物質層６４が形成されずに負極集電体６２が露出した部分）は、捲回電極体２０の捲回軸方向（すなわち、上記長手方向に直交するシート幅方向）の両端から外方にはみ出すように形成されている。正極活物質層非形成部分５２ａおよび負極活物質層非形成部分６２ａはそれぞれ、集電部として機能する。正極活物質層非形成部分５２ａおよび負極活物質層非形成部分６２ａには、それぞれ正極集電板４２ａおよび負極集電板４４ａが接合されている。なお、正極活物質層非形成部分５２ａおよび負極活物質層非形成部分６２ａの形状は、図示例のものに限られない。正極活物質層非形成部分５２ａおよび負極活物質層非形成部分６２ａは、所定の形状に加工された集電タブとして形成されていてもよい。
正極シート５０としては、上述した本実施形態に係る正極５０が用いられる。なお、本構成例においては、正極シート５０は、正極集電体５２の両面に正極活物質層５４が形成されている。
負極シート６０を構成する負極集電体６２としては、リチウムイオン二次電池に用いられる公知の負極集電体を用いてよく、その例としては、導電性の良好な金属（例えば、銅、ニッケル、チタン、ステンレス鋼等）製のシートまたは箔が挙げられる。負極集電体６２としては、銅箔が好ましい。
負極集電体６２の寸法は特に限定されず、電池設計に応じて適宜決定すればよい。負極集電体６２として銅箔を用いる場合には、その厚みは、特に限定されないが、例えば５μｍ以上３５μｍ以下であり、好ましくは７μｍ以上２０μｍ以下である。
負極活物質層６４は負極活物質を含有する。当該負極活物質としては、例えば黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料を使用し得る。黒鉛は、天然黒鉛であっても人造黒鉛であってもよく、黒鉛が非晶質な炭素材料で被覆された形態の非晶質炭素被覆黒鉛であってもよい。
負極活物質の平均粒子径（Ｄ５０）は、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上５０μｍ以下であり、好ましくは１μｍ以上２５μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下である。なお、負極活物質の平均粒子径（Ｄ５０）は、例えば、レーザ回折散乱法により求めることができる。
負極活物質層６４は、活物質以外の成分、例えばバインダや増粘剤等を含み得る。バインダとしては、例えばスチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を使用し得る。増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等を使用し得る。
負極活物質層６４中の負極活物質の含有量は、９０質量％以上が好ましく、９５質量％以上９９質量％以下がより好ましい。負極活物質層６４中のバインダの含有量は、０．１質量％以上８質量％以下が好ましく、０．５質量％以上３質量％以下がより好ましい。負極活物質層６４中の増粘剤の含有量は、０．３質量％以上３質量％以下が好ましく、０．５質量％以上２質量％以下がより好ましい。
負極活物質層６４の厚みは、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以上３００μｍ以下であり、好ましくは２０μｍ以上２００μｍ以下である。
セパレータ７０としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂から成る多孔性シート（フィルム）が挙げられる。かかる多孔性シートは、単層構造であってもよく、二層以上の積層構造（例えば、ＰＥ層の両面にＰＰ層が積層された三層構造）であってもよい。セパレータ７０の表面には、耐熱層（ＨＲＬ）が設けられていてもよい。
非水電解質８０は、典型的には、非水溶媒と支持塩（電解質塩）とを含有する。非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン二次電池の電解液に用いられる各種のカーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類等の有機溶媒を、特に限定なく用いることができる。具体例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、モノフルオロエチレンカーボネート（ＭＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ＤＦＥＣ）、モノフルオロメチルジフルオロメチルカーボネート（Ｆ－ＤＭＣ）、トリフルオロジメチルカーボネート（ＴＦＤＭＣ）等が例示される。このような非水溶媒は、１種を単独で、あるいは２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）等のリチウム塩（好ましくはＬｉＰＦ６）を好適に用いることができる。支持塩の濃度は、０．７ｍｏｌ／Ｌ以上１．３ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましい。
なお、上記非水電解質８０は、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、上述した成分以外の成分、例えば、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、オキサラト錯体等の被膜形成剤；ビフェニル（ＢＰ）、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）等のガス発生剤；増粘剤；等の各種添加剤を含んでいてもよい。
以上のようにして構成されるリチウムイオン二次電池１００は、保存時の高いガス発生抑制性能と、高いサイクル特性とを有する。リチウムイオン二次電池１００は、各種用途に利用可能である。具体的な用途としては、パソコン、携帯電子機器、携帯端末等のポータブル電源；電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両駆動用電源；小型電力貯蔵装置の蓄電池などが挙げられ、なかでも、車両駆動用電源が好ましい。リチウムイオン二次電池１００は、典型的には複数個を直列および／または並列に接続してなる組電池の形態でも使用され得る。
なお、一例として扁平形状の捲回電極体２０を備える角形のリチウムイオン二次電池１００について説明した。しかしながら、ここに開示される非水電解質二次電池は、積層型電極体（すなわち、複数の正極と、複数の負極とが交互に積層された電極体）を備えるリチウムイオン二次電池として構成することもできる。積層型電極体は、正極と負極の間のそれぞれに１枚のセパレータが介在するように、複数のセパレータを含むものであってもよく、１枚のセパレータが折り返されながら、正極と負極とが交互に積層されたものであってよい。
また、ここに開示される非水電解質二次電池は、コイン型リチウムイオン二次電池、ボタン型リチウムイオン二次電池、円筒形リチウムイオン二次電池、ラミネートケース型リチウムイオン二次電池として構成することもできる。また、ここに開示される非水電解質二次電池は、公知方法に従い、リチウムイオン二次電池以外の非水電解質二次電池として構成することもできる。
他方で、本実施形態に係る正極を用いて、公知方法に従い、非水電解質８０に代えて固体電解質を用いて全固体二次電池（特に全固体リチウムイオン二次電池）を構築することもできる。
以下、本発明に関する実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
＜実施例１＞
第１リチウム複合酸化物粒子として、平均粒子径（Ｄ５０）が３．９μｍ、ＢＥＴ比表面積が０．６０ｍ２／ｇの単粒子状のＬｉＮｉ０．６Ｃｏ０．２Ｍｎ０．２Ｏ２を用意した。第２リチウム複合酸化物粒子として平均一次粒子径１．８μｍ、平均粒子径（Ｄ５０）が１６．５μｍ、ＢＥＴ比表面積が０．２０ｍ２／ｇの二次粒子状のＬｉＮｉ０．５５Ｃｏ０．２０Ｍｎ０．２５Ｏ２を用意した。なお、平均一次粒子径、平均粒子径（Ｄ５０）およびＢＥＴ比表面積は、後述の方法で測定した。
第１リチウム複合酸化物粒子と第２リチウム複合酸化物粒子とを５０：５０の質量比で混合することにより、正極活物質を用意した。この正極活物質と、導電材としてのカーボンブラックと、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とを、正極活物質：ＡＢ：ＰＶＤＦ＝９７．５：１．５：１．０の質量比で混合し、得られた混合物にＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を適量加えて、正極活物質層形成用スラリーを調製した。
アルミニウム箔製の正極集電体の両面に、正極活物質層形成用スラリーを塗布し、乾燥して正極活物質層を形成した。圧延ローラーにより正極活物質層を、その密度が３．５０ｇ／ｃｍ３となるようにロールプレスした後、所定の寸法に裁断して正極シートを作製した。
また、負極活物質としての黒鉛（Ｃ）と、バインダとしてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）とを、Ｃ：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝９８：１：１の質量比で、イオン交換水中で混合し、負極活物質層形成用スラリーを調製した。この負極活物質層形成用スラリーを、銅箔上に塗布し、乾燥を行い、負極活物質層を形成した。圧延ローラーにより負極活物質層を、所定の密度となるようにロールプレスした後、所定の寸法に裁断して負極シートを作製した。
セパレータとして、多孔性ポリオレフィンシートを用意した。正極シートと、負極シートとをセパレータが介在するようにしつつ重ね合わせ、積層型電極体を作製した。
積層型電極体に電極端子を取り付け、これをアルミラミネートシートで構成される電池ケースに挿入し、非水電解質を注液した。なお、非水電解質には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とをＥＣ：ＥＭＣ：ＤＭＣ＝３０：７０の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させ、ビニレンカーボネートを０．３質量％となるように添加したものを用いた。その後、電池ケースを封止することによって、実施例１の評価用リチウムイオン二次電池を得た。
＜実施例２および３ならびに比較例１～６＞
表１に示す平均一次粒子径、平均二次粒子径（Ｄ５０）、およびＢＥＴ比表面積を有する第２リチウム複合酸化物粒子を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、評価用リチウムイオン二次電池を作製した。なお、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径は、第２リチウム複合酸化物粒子の製造時における前駆体水酸化物（すなわち、Ｎｉ０．５５Ｃｏ０．２０Ｍｎ０．２５（ＯＨ）２）とリチウム源となる化合物との混合物の焼成条件を変更することによって調整した。
＜第１および第２リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）測定＞
市販のレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて、第１および第２リチウム複合酸化物粒子の体積基準の粒度分布を測定し、粒径が小さい微粒子側からの累積頻度５０体積％に相当する粒径を、第１および第２リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）として求めた。
＜第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径測定＞
クロスセクションポリッシャー加工によって第２リチウム複合酸化物粒子の断面観察用試料を作製した。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてこの試料のＳＥＭ画像を取得した。画像解析式粒度分布測定ソフトウェア「Ｍａｃ－Ｖｉｅｗ」を用いて、任意に選択した５０個以上の一次粒子の長径をそれぞれ求めた。その平均値を算出して、これを第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径として採用した。
＜第１および第２リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積測定＞
市販の比表面積測定装置（「Ｍａｃｓｏｒｂ Ｍｏｄｅｌ－１２０８」（マウンテック社製）を用い、窒素吸着法によって、第１および第２リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積を測定した。
＜サイクル特性評価＞
初期充電として、各評価用リチウムイオン二次電池を２５℃の温度環境下で、０．２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で４．２５Ｖまで定電流充電し、その後、電流密度が０．０４ｍＡ／ｃｍ２になるまで４．２５Ｖの電圧で定電圧充電した。各評価用リチウムイオン二次電池を、１０分休止後、０．２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で３．０Ｖまで定電流放電した。
各評価用リチウムイオン二次電池を２５℃の温度環境下に置き、０．２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で４．１８Ｖまで定電流充電し、その後、電流密度が０．０４ｍＡ／ｃｍ２になるまで定電圧充電した。その後、０．２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で３．４８Ｖまで定電流放電した。このときの放電容量を求めた。この充放電を１サイクルとし、各評価用リチウムイオン二次電池に、４００サイクルの充放電を繰り返した。４００サイクル目の放電容量を求めた。（充放電４００サイクル目の放電容量／充放電１サイクル目の放電容量）×１００より、サイクル特性の指標として容量維持率（％）を求めた。結果を表１に示す。
＜保存時ガス発生量評価＞
各評価用リチウムイオン二次電池を２５℃の温度環境下で、０．２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で４．２５Ｖまで定電流充電し、その後、電流密度が０．０４ｍＡ／ｃｍ２になるまで４．２５Ｖの電圧で定電圧充電した。各評価用リチウムイオン二次電池を、１０分休止後、０．２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で３．０Ｖまで定電流放電した。この時のガス量を求め、保存前ガス量とした。
次に、各評価用リチウムイオン二次電池を２５℃の温度環境下で、０．２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で４．２５Ｖまで定電流充電し、その後、電流密度が０．０４ｍＡ／ｃｍ２になるまで４．２５Ｖの電圧で定電圧充電した。各評価用リチウムイオン二次電池を６０℃の恒温槽内で６０日間保存した。０．２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で３．０Ｖまで定電流放電した後、ガス量を求め、保存後ガス量とした。
保存後ガス量と保存前ガス量との差より、ガス発生量を求めた。次いで、実施例１のガス発生量を１００とした場合のその他の実施例および比較例のガス発生量の比を求めた。結果を表１に示す。
Figure 0007495918000001
表１の結果より、単粒子状の第１リチウム複合酸化物粒子と、二次粒子状の第２リチウム複合酸化物粒子とを併用した場合において、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径が大きいほど、保存後のガス発生量が小さくなることがわかる。
ここで、各実施例および各比較例で使用した第２リチウム複合酸化物粒子を４ｇ用いて、Φ１９ｍｍ×４．０ｍｍ～４．５ｍｍの円柱形へ７０ｋＮの荷重（すなわち、正極活物質層の密度が３．５０ｇ／ｃｍ３となる圧力）で３０秒間プレスして成形し、さらに解砕して得たの試料のＢＥＴ比表面積を測定した。その結果を表１に示す。比較例３～６よりも、比較例１、２および実施例１～３の方が、ＢＥＴ比表面積は小さかった。このことから、比較例１、２および実施例１～３では、二次粒子の割れの発生が少なくなっていることがわかる。よって、二次粒子の割れの発生が、保存後のガス発生量に大きく関係していることがわかる。
一方で、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径が２．４μｍ以上である比較例１および比較例２では、容量維持率が低くなりサイクル特性の低下が見られた。以上のことから、第２リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径が、１．２μｍ～２．０μｍである場合に、保存時のガス発生の低減と、高いサイクル特性とを両立できることがわかる。
以上のことから、ここに開示される正極によれば、非水電解質二次電池に、保存時の高いガス発生抑制性能と、高いサイクル特性とを付与できることがわかる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
２０ 捲回電極体
３０ 電池ケース
３６ 安全弁
４２ 正極端子
４２ａ 正極集電板
４４ 負極端子
４４ａ 負極集電板
５０ 正極シート（正極）
５２ 正極集電体
５２ａ 正極活物質層非形成部分
５４ 正極活物質層
６０ 負極シート（負極）
６２ 負極集電体
６２ａ 負極活物質層非形成部分
６４ 負極活物質層
７０ セパレータシート（セパレータ）
８０ 非水電解質
１００ リチウムイオン二次電池

Claims (5)

  1. 正極集電体と、前記正極集電体に支持された正極活物質層と、を備える正極であって、
    前記正極活物質層は、単粒子状の第１のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子と、二次粒子状の第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子とを含有し、
    前記第１のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子および前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子はそれぞれ、層状の結晶構造を有し、
    前記第１のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）が、２μｍ～６μｍであり、
    前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子の平均一次粒子径が、１．２μｍ～２．０μｍであり、
    前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子の平均粒子径（Ｄ５０）が、１２μｍ～２０μｍであり、
    前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子をΦ１９ｍｍ×４．０ｍｍ～４．５ｍｍの円柱形へ７０ｋＮの荷重で３０秒間プレスして成形し、さらに解砕した後の前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子のＢＥＴ比表面積が、０．４１ｍ ２ ／ｇ以上０．４８ｍ ２ ／ｇ以下である、
    正極。
  2. 前記正極活物質層の密度が、３．００ｇ／ｃｍ３～４．００ｇ／ｃｍ３である、請求項１に記載の正極。
  3. 前記第１のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子および前記第２のＮｉ含有リチウム複合酸化物粒子が、それぞれリチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物の粒子である、請求項１または２に記載の正極。
  4. 前記リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物におけるリチウム以外の金属元素の合計に対するニッケルの含有量が、５０モル％以上である、請求項３に記載の正極。
  5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の正極と、
    負極と、
    非水電解質と、
    を備える非水電解質二次電池。
JP2021206370A 2021-12-20 2021-12-20 正極およびこれを用いた非水電解質二次電池 Active JP7495918B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021206370A JP7495918B2 (ja) 2021-12-20 2021-12-20 正極およびこれを用いた非水電解質二次電池
CN202211631583.9A CN116314599A (zh) 2021-12-20 2022-12-19 正极和使用该正极的非水电解质二次电池
US18/067,724 US20230197944A1 (en) 2021-12-20 2022-12-19 Positive electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021206370A JP7495918B2 (ja) 2021-12-20 2021-12-20 正極およびこれを用いた非水電解質二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023091566A JP2023091566A (ja) 2023-06-30
JP7495918B2 true JP7495918B2 (ja) 2024-06-05

Family

ID=86769026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021206370A Active JP7495918B2 (ja) 2021-12-20 2021-12-20 正極およびこれを用いた非水電解質二次電池

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230197944A1 (ja)
JP (1) JP7495918B2 (ja)
CN (1) CN116314599A (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017056A (ja) 2001-07-02 2003-01-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc リチウム二次電池正極活物質用リチウム遷移金属複合酸化物およびそれを用いたリチウム二次電池
WO2008120442A1 (ja) 2007-03-29 2008-10-09 Panasonic Corporation 非水電解質二次電池用正極および非水電解質二次電池
JP2014067546A (ja) 2012-09-25 2014-04-17 Ngk Insulators Ltd リチウム二次電池の正極活物質及びリチウム二次電池
JP2015018803A (ja) 2013-07-08 2015-01-29 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 正極活物質、その製造方法、それを採用した正極及びリチウム二次電池
WO2019163483A1 (ja) 2018-02-22 2019-08-29 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP2020087879A (ja) 2018-11-30 2020-06-04 住友化学株式会社 リチウム金属複合酸化物粉末、リチウム二次電池用正極活物質、正極、及びリチウム二次電池
WO2021065162A1 (ja) 2019-10-04 2021-04-08 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質、及び非水電解質二次電池
WO2021153397A1 (ja) 2020-01-31 2021-08-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 二次電池用正極および二次電池
WO2022044935A1 (ja) 2020-08-28 2022-03-03 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017056A (ja) 2001-07-02 2003-01-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc リチウム二次電池正極活物質用リチウム遷移金属複合酸化物およびそれを用いたリチウム二次電池
WO2008120442A1 (ja) 2007-03-29 2008-10-09 Panasonic Corporation 非水電解質二次電池用正極および非水電解質二次電池
JP2014067546A (ja) 2012-09-25 2014-04-17 Ngk Insulators Ltd リチウム二次電池の正極活物質及びリチウム二次電池
JP2015018803A (ja) 2013-07-08 2015-01-29 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 正極活物質、その製造方法、それを採用した正極及びリチウム二次電池
WO2019163483A1 (ja) 2018-02-22 2019-08-29 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP2020087879A (ja) 2018-11-30 2020-06-04 住友化学株式会社 リチウム金属複合酸化物粉末、リチウム二次電池用正極活物質、正極、及びリチウム二次電池
WO2021065162A1 (ja) 2019-10-04 2021-04-08 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質、及び非水電解質二次電池
WO2021153397A1 (ja) 2020-01-31 2021-08-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 二次電池用正極および二次電池
WO2022044935A1 (ja) 2020-08-28 2022-03-03 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
US20230197944A1 (en) 2023-06-22
JP2023091566A (ja) 2023-06-30
CN116314599A (zh) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011040443A1 (ja) 二次電池
JP5696904B2 (ja) リチウムイオン二次電池およびその製造方法
US11515527B2 (en) Positive electrode of secondary battery, and secondary battery using same
WO2011114433A1 (ja) リチウム二次電池
US20230080226A1 (en) Positive electrode active material and nonaqueous electrolyte secondary battery including the same
WO2013047024A1 (ja) リチウム二次電池及びこれを用いた車両
JP7104877B2 (ja) リチウム二次電池用の正極材料
JP7495918B2 (ja) 正極およびこれを用いた非水電解質二次電池
JP7503536B2 (ja) 正極活物質、およびこれを用いた非水電解質二次電池
JP7510399B2 (ja) 正極およびこれを用いた非水電解質二次電池
US20240234714A9 (en) Positive electrode active material, positive electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery
US20240136519A1 (en) Positive electrode active material, positive electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery
US20230197945A1 (en) Positive electrode active material and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP7434230B2 (ja) 正極活物質およびこれを含む非水電解質二次電池
JP7443310B2 (ja) 正極およびリチウムイオン二次電池
JP7495954B2 (ja) 負極およびこれを備える二次電池
JP2023183651A (ja) 正極およびこれを備える非水電解質二次電池
CN115207301A (zh) 正极和具备其的二次电池
JP2023175174A (ja) 負極及び非水電解質二次電池
JP2023131434A (ja) 負極およびこれを備える二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231211

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240502

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240524

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7495918

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150