本公開涉及正極活性物質、電極和電池。
背景技術:
1、國際公開第2020/065833號公報公開了一種包含鋰錳磷酸化合物且平均粒徑為60nm以下的一次粒子。
技術實現思路
1、作為正極活性物質,正在研究橄欖石型磷酸鹽化合物。橄欖石型磷酸鹽化合物具有倍率特性低的傾向。以往,曾提出例如通過降低一次粒子的尺寸來改善倍率特性的方案。但是,倍率特性仍存在改善的余地。
2、本公開的目的是改善倍率特性。
3、以下,說明本公開的技術方案和作用效果。不過,本公開的作用機制包含推定。作用機制不限定本公開的技術范圍。
4、1.?本公開的一方案是一種正極活性物質。正極活性物質包含二次粒子。二次粒子包含多個一次粒子。多個一次粒子中的每一個均包含橄欖石型磷酸鹽化合物。在二次粒子的部分表面形成有凹陷部。在凹陷部,二次粒子的表面凹陷成凹曲面狀。二次粒子的截面圖像滿足"0.41≤sa/ca≤0.95"的關系。"sa"表示二次粒子的截面圖像的面積。"ca"表示二次粒子的截面圖像的最小外接圓的面積。
5、二次粒子是多個一次粒子的集合體。由于一次粒子的尺寸變小,一次粒子內的離子擴散路徑被縮短,因此能夠期待倍率特性的改善。另一方面,認為在電極(正極層)中,由于一次粒子致密地堵塞,電解液難以滲透到電極內。其結果,認為可能得不到預期的倍率特性。在本公開中,二次粒子具有特定的形狀。即,二次粒子在其表面具有凹陷部。在緊密填充有多個二次粒子的電極中,能夠期待凹陷部作為電解液的擴散路徑發揮作用。其結果,能夠期待倍率特性的改善。認為比"sa/ca"與凹陷的尺寸相關。認為在滿足"0.41≤sa/ca≤0.95"的關系時,凹陷部具有適度的尺寸,由此在電極中容易形成電解液的擴散路徑。
6、2.上述"1"記載的正極活性物質例如也可以包含以下方案。二次粒子的截面圖像滿足"d/r≤1"的關系。"d"表示凹陷部的最大深度。"r"表示凹陷部的曲率半徑。
7、3.上述"1"或"2"記載的正極活性物質例如也可以包含以下方案。二次粒子的截面圖像滿足"d/sd≤0.5"的關系。"d"表示凹陷部的最大深度。"sd"表示最小外接圓的直徑。
8、4.上述"1"~"3"中任一項記載的正極活性物質例如也可以包含以下方案。二次粒子的截面圖像滿足"d/sd<1"且"1<d/d"的關系。"sd"表示最小外接圓的直徑。"d"表示凹陷部的開口直徑。"d"表示凹陷部的最大深度。
9、5.上述"1"~"4"中任一項記載的正極活性物質例如也可以包含以下方案。橄欖石型磷酸鹽化合物包含選自磷酸錳鋰和磷酸錳鐵鋰中的至少一種。
10、以往,作為橄欖石型磷酸鹽化合物,磷酸鐵鋰(lfp)已被實用化。磷酸錳鋰(lmp)和磷酸錳鐵鋰(lmfp)與lfp相比具有電阻高的傾向。為了實現實用水平的電阻,可能需要lmp和lmfp更加減小一次粒子的尺寸。認為本公開的二次粒子結構適合于lmp和lmfp。
11、6.本公開的一方案是一種電極。電極包含正極層。正極層包含上述"1"~"5"中任一項記載的正極活性物質。
12、正極層也可以被稱為"正極活性物質層"、"正極合劑層"等。"電極"只要包含正極層,就既可以是"單極電極(正極)",也可以是"雙極電極"。
13、7.本公開的一方案是一種電池。電池包含上述"6"記載的電極。
14、8.上述"7"記載的電池例如也可以包含以下方案。電池具有雙極結構。
15、雙極結構可以通過雙極電極的層疊來形成。通過雙極結構,例如能夠期待輸出特性的提高。
16、以下,說明本公開的一實施方式(以下可簡稱為"本實施方式")和本公開的一實施例(以下可簡稱為"本實施例")。不過,本實施方式和本實施例沒有限定本公開的技術范圍。本實施方式和本實施例在所有方面都是例示。本實施方式和本實施例是非限制性的。本公開的技術范圍包含與權利要求書的記載等同的意思及范圍內的所有變更。例如,從一開始就預定包含從本實施方式提取出的任意的方案并將它們任意組合的情況。
17、本公開的上述和其他目的、特征、方面和優點將從結合附圖理解的本公開的以下詳細說明中變得更加清楚。
1.一種正極活性物質,包含二次粒子,
2.根據權利要求1所述的正極活性物質,
3.根據權利要求1所述的正極活性物質,
4.根據權利要求1所述的正極活性物質,
5.根據權利要求1~4中任一項所述的正極活性物質,
6.一種電極,
7.一種電池,包含權利要求6所述的電極。
8.根據權利要求7所述的電池,具有雙極結構。