專利名稱：電力儲存裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的發(fā)明的ー實施例涉及電カ儲存裝置。
背景技術(shù)：
諸如個人計算機和蜂窩電話等的便攜式電子設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)取得顯著進(jìn)展。便攜式電子設(shè)備需要小巧、輕質(zhì)且可靠的高能量密度可充電電カ儲存裝置。作為這樣的電カ儲存裝置，例如，已知有鋰離子二次電池。此外，由于日益意識到環(huán)境問題和能源問題，安裝二次電池的電推進(jìn)車輛的開發(fā)也獲得迅速發(fā)展。在鋰離子二次電池中，作為正電極活性材料，已知有磷酸鹽化合物，其具有橄欖石結(jié)構(gòu)，包含鋰(Li)和鐵(Fe)、錳(Mn)、鈷(Co)、或鎳(Ni)，例如磷酸鋰鐵(LiFeP04)、磷酸鋰錳(LiMnPO4)、磷酸鋰鈷(LiCoPO4)或磷酸鋰鎳(LiNiPO4)(參見專利文獻(xiàn)I、非專利文獻(xiàn)I和非專利文獻(xiàn)2)。磷酸鋰鐵由成分式LiFePO4表示，從LiFePO4完全提取鋰所形成的FePO4也是穩(wěn)定的；于是，可以利用磷酸鋰鐵安全地實現(xiàn)大容量。[參考文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)I]日本公開專利申請No.H11-25983[非專利文獻(xiàn)][非專利文獻(xiàn) I]Byoungwoo Kang, Gerbrand Ceder, 〃Nature〃，(United Kingdomof Great Britain and Northern Ireland), 2009, March, Vol. 458, pp. 190-193[非專利文獻(xiàn) 2]F. Zhou et al. ,ElectrochemistryCommunications"，(Kingdomof the Netherlands), 2004, November, Vol. 6, No. 11, pp. 1144-1148

發(fā)明內(nèi)容
ー種包括上述具有橄欖石結(jié)構(gòu)并含有鋰和錳的磷酸鹽化合物的正電極活性材料與包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)并含有鋰和鐵的磷酸鹽化合物的正電極活性材料相比實現(xiàn)了高放電電勢。具有橄欖石結(jié)構(gòu)且含有鋰和錳的磷酸鹽化合物(例如，通式=LiMnPO4)的理論容量與具有橄欖石結(jié)構(gòu)并含有鋰和鐵的磷酸鹽化合物(例如，通式=LiFePO4)的理論容量幾乎相同。因此，預(yù)期包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)并含有鋰和錳的磷酸鹽化合物的正電極活性材料具有高的能量密度。然而，即使在使用包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)且含有鋰和錳的磷酸鹽化合物的正電極活性材料吋，也未獲得預(yù)期的容量。這種情況的ー個原因據(jù)認(rèn)為是向活性材料的表面中插入鋰以及從其提取鋰時存在能壘?？紤]到以上問題，所公開的發(fā)明的一實施例的目的是提供ー種具有大容量、高放電電壓和高能量密度的電カ儲存裝置。本發(fā)明的ー實施例是ー種電カ儲存裝置，包括正電極，其中在正電極集流器上形成正電極活性材料；以及負(fù)電極，其面對正電扱，電解質(zhì)插入在它們之間。正電極活性材料包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域包括含有錳(Mn)、鈷(Co)和鎳(Ni)中的ー種或多種以及鋰(Li)的化合物，第二區(qū)域覆蓋第一區(qū)域并包括含有鋰(Li)和鐵(Fe)的化合物。本發(fā)明的ー實施例是ー種電カ儲存裝置的正電極活性材料，包括第一區(qū)域，包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物；以及第ニ區(qū)域，覆蓋所述第一區(qū)域并包括含有鋰和鐵的化合物。正電極活性材料是顆粒形式的，稍后描述的正電極活性材料層可以包括多個顆粒。第一區(qū)域和第二區(qū)域是膜形式的，稍后描述的正電極活性材料層可以包括膜形式的正電極活性材料。在顆粒形式的正電極活性材料或膜形式的正電極活性材料中，第一區(qū)域可以包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物。此外，第二區(qū)域可以包括含有鋰和鐵的磷酸鹽化合物。作為磷酸鹽化合物的典型示例，給出具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物。形成第一區(qū)域的包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物可以包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。形成第二區(qū)域的包含鋰和鐵的磷酸鹽化合物可以包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。此外，具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物可以包括在第一區(qū)域和第二區(qū)域二者中。第一區(qū)域的結(jié)構(gòu)可以是單晶結(jié)構(gòu)、多晶結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)或非晶結(jié)構(gòu)。第二區(qū)域的結(jié)構(gòu)可以是單晶結(jié)構(gòu)、多晶結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)或非晶結(jié)構(gòu)。在顆粒形式的正電極活性材料或膜形式的正電極活性材料中，第二區(qū)域是膜形式的，第二區(qū)域應(yīng)覆蓋第一區(qū)域的至少一部分。優(yōu)選第二區(qū)域覆蓋第一區(qū)域的表面的30%或更高，更優(yōu)選覆蓋第一區(qū)域的表面的100%。含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物可包括由通式Li^FeyUO/xl大于或等于O且小于或等于I ;MiMn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)表示的物質(zhì)。含有鋰和鐵的磷酸鹽化合物可包括由通式Lih2Fey2Me1I2PO4(x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)表示的物質(zhì)。M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種元素，此外，Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種元素。在M和Me是Mn、Co和Ni中的兩種或更多種元素的情況下，對組成元素的比率沒有特別限制。下面描述這樣的情況在由通式Lih1FeylMh1PO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ;MiMn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)表示的物質(zhì)中，M是ー種或多種元素。在M是Mn、Co和Ni中的ー種元素的情況下，第一區(qū)域中包括的物質(zhì)由通式Lih1Fea(Ml)bPO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ；M1是Mn、Co和Ni中的ー種；a+b=l, a大于或等于O且小于1，b大于O且小于或等于I)表示。在M是Mn、Co和Ni中的兩種元素的情況下，第一區(qū)域中包括的物質(zhì)由通式Lih1Fea(Ml)b(I^)cPO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ；M1幸M2，Ml和M2每個是Mn、Co和Ni中的ー種；a+b+c=l, a大于或等于O且小于I, b大于O且小于I, c大于O且小于I)表不。在M是Mn、Co和Ni中的三種元素的情況下，第一區(qū)域中包括的物質(zhì)由通式Lih1Fea(Ml)b(I^)c(MS)dPO4 (xl 大于或等于 O 且小于或等于 I ；M1 ^ M2,Ml デ M3，M1、M2 和M3姆個是Mn、Co和Ni中的一種；a+b+c+d=l, a大于或等于O且小于I, b大于O且小于I,c大于O且小于I, d大于O且小于I)表不。下面描述這樣的情況在由通式Lih2Fey2Me1I2PO4 (x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)表示的物質(zhì)中，Me是ー種或多種元素。在Me是Mn、Co和Ni中的ー種元素的情況下，第二區(qū)域中包括的物質(zhì)由通式Li1-X2Fea(Mel)bPO4 (x2大于或等于O且小于或等于I ；Mel是Mn、Co和Ni中的ー種；a+b=l,a大于O且小于或等于1，b大于或等于O且小于I)表示。在Me是Mn、Co和Ni中的兩種元素的情況下，第二區(qū)域中包括的物質(zhì)由通式Lii-X2Fea(Mel)b(Me2)cP04 (x2大于或等于O且小于或等于I ;Mel尹Me2，Mel和Me2每個是Mn、Co和Ni中的ー種；a+b+c=l，a大于O且小于1，b大于O且小于1，c大于O且小于I)表不。在Me是Mn、Co和Ni中的三種元素的情況下，第二區(qū)域中包括的物質(zhì)由通式Lii-X2Fea(Mel)b(Me2) c (Me3) dP04 (x2 大于或等于 0 且小于或等于 I ；Mel 幸 Me2，Mel 幸 Me3，Me K Me 2和Me3每個是Mn、Co和Ni中的ー種；a+b+c+d=l，a大于O且小于l，b大于O且小于I，c大于O且小于I, d大于O且小于I)表不。由通式Lih1FeylMh1PO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ;M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)表示的物質(zhì)可以具有橄欖石結(jié)構(gòu)。由通式Lih2Fey2Me1I2PO4 (x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)表示的物質(zhì)可以具有橄欖石結(jié)構(gòu)。由于第一區(qū)域和第二區(qū)域的晶格的軸方向相同，所以鋰擴散的路徑(通道)不彎曲，鋰ー維地擴散；于是，容易進(jìn)行充電和放電。注意，在本說明書中，“相同”這ー表述還用于表示第一區(qū)域和第二區(qū)域的晶格的軸方向之間的差異在10度之內(nèi)且它們基本相同的情況。第一區(qū)域和第二區(qū)域優(yōu)選具有過渡金屬的濃度梯度，以連續(xù)改變第一區(qū)域和第二區(qū)域的晶格常數(shù)。在晶格常數(shù)連續(xù)改變時，減小了應(yīng)カ或畸變；于是，容易進(jìn)行鋰擴散。在顆粒形式的正電極活性材料的情況下，顆粒的粒徑優(yōu)選大于或等于IOnm且小于或等于200nm,更優(yōu)選大于或等于20nm且小于或等于80nm。在正電極活性材料的顆粒的粒徑在以上范圍內(nèi)時，正電極活性材料的顆粒是小的；因此，容易插入和提取鋰離子。于是，改善了二次電池的速率特性，可以在短時間內(nèi)執(zhí)行充電和放電。此外，在顆粒形式的正電極活性材料的第二區(qū)域是膜形式的情況下，即使在正電極活性材料的顆粒小時，也能夠形成薄的覆蓋膜。利用薄覆蓋膜，可以使第二區(qū)域的比例是小的，從而可以抑制能量密度的減小。在第二區(qū)域的厚度優(yōu)選Inm到8nm時，在顆粒形式的正電極活性材料或膜形式的正電極活性材料中，正電極活性材料的第二區(qū)域的比例是小的，可以抑制単位重量能量密度的減小。本發(fā)明的ー實施例是ー種顆粒形式的正電極活性材料，其包括含有錳(Mn)、鈷(Co)和鎳(Ni)中的ー種或多種以及鋰(Li)、鐵(Fe)的化合物，其中正電極活性材料的淺表部分比正電極活性材料的中心部分具有更高的鐵濃度。本發(fā)明的ー實施例是ー種顆粒形式的正電極活性材料，其包括含有錳、鈷和鎳中ー種或多種以及鋰、鐵的化合物，其中正電極活性材料的第二區(qū)域比正電極活性材料的第一區(qū)域具有更高的鐵濃度，且其中第一區(qū)域比第二區(qū)域更接近中心。
正電極活性材料是顆粒形式的，下文描述的正電極活性材料層可以包括多個顆粒。本發(fā)明的ー實施例是ー種電カ儲存裝置，包括正電極，其中在正電極集流器上形成正電極活性材料；以及面對正電極的負(fù)電極，電解質(zhì)插入在它們之間。正電極活性材料是膜形式的且包括含有錳(Mn)、鈷(Co)和鎳(Ni)的ー種或多種以及鋰(Li)、鐵(Fe)的化合物。正電極活性材料的淺表部分比正電極活性材料的接近正電極集流器的部分具有更高的鐵濃度。本發(fā)明的ー實施例是ー種電カ儲存裝置，包括正電極，其中在正電極集流器上形成正電極活性材料；以及面對正電極的負(fù)電極，電解質(zhì)插入在它們之間。正電極活性材料是膜形式的且包括含有錳、鈷和鎳中ー種或多種以及鋰、鐵的化合物。正電極活性材料的第二部分比正電極活性材料的第一部分具有更高的鐵濃度，第二部分比第一部分更接近表面。稍后描述的正電極活性材料層可以包括膜形式的正電極活性材料。在顆粒形式的正電極活性材料或膜形式的正電極活性材料中，含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的化合物可以是磷酸鹽化合物。作為磷酸鹽化合物的典型示例，可以給出具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物。含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物可以包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物的結(jié)構(gòu)可以是單晶結(jié)構(gòu)、多晶結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)或非晶結(jié)構(gòu)。含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物可以包括由通式LihFeyMhyPO4 (x大于或等于O且小于或等于I ;M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y大于O且小于I)表示的物質(zhì)。M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種元素。在M是Mn、Co和Ni中的兩種或更多種元素的情況下，對組成元素的比率沒有特別限制。下面描述這樣的情況在由通式LihFeyMhPO4 (x大于或等于O且小于或等于I ;MiMn、Co和Ni中的ー種或多種；y大于O且小于I)表示的物質(zhì)中，M是ー種或多種元素。在M是Mn、Co和Ni中的ー種元素的情況下，正電極活性材料中包括的物質(zhì)由通式Li1^xFea(Ml)bPO4 (x大于或等于O且小于或等于I ；M1是Mn、Co和Ni中的ー種；a+b=l,a大于O且小于1，b大于O且小于I)表示。在M是Mn、Co和Ni中的兩種元素的情況下，正電極活性材料中包括的物質(zhì)由通式Li1Jea (Ml)b (M2) eP04(X大于或等于O且小于或等于I ；M1 ^ M2,Ml和M2均是Mn、Co和Ni中的一種；a+b+c=l, a大于O且小于I, b大于O且小于I, c大于O且小于I)表不。在M是Mn、Co和Ni中的三種元素的情況下，正電極活性材料中包括的物質(zhì)由通式LihFea(Ml)b(I^)c(MS)dPO4 (x 大于或等于 O 且小于或等于 I ；M1 デ M2，Ml デ M3, Ml、M2 和M3均是Mn、Co和Ni中的ー種；a+b+c+d=l，a大于O且小于1，b大于O且小于1，c大于O且小于1，d大于O且小于I)表示。由通式LihFeyMhyPO4 (x大于或等于O且小于或等于I ;M是Mn、Co和Ni中的一種或多種；y大于O且小于I)表示的物質(zhì)可以具有橄欖石結(jié)構(gòu)。CN 102918686 A說明書5/23 頁根據(jù)所公開發(fā)明的ー實施例，可以獲得具有大容量、高放電電壓和高能量密度的電カ儲存裝置。


圖I是(顆粒形式的)正電極活性材料的截面圖示例。圖2是(顆粒形式的)正電極活性材料的截面圖示例。圖3是電カ儲存裝置的截面圖示例。圖4是包括正電極活性材料的正電極的截面圖示例。圖5是包括正電極活性材料的正電極的截面圖示例。 圖6是包括正電極活性材料的正電極的截面圖示例。圖7是包括正電極活性材料的正電極的截面圖示例。圖8是包括正電極活性材料的正電極的截面圖示例。圖9A到9C是示出形成包括正電極活性材料的正電極的方法示例的圖。圖IOA和IOB均是示出電カ儲存裝置的應(yīng)用示例的圖。圖11是示出電カ儲存裝置的應(yīng)用示例的透視圖。圖12是示出電カ儲存裝置的應(yīng)用示例的圖。圖13是示出無線饋電系統(tǒng)的配置示例的圖。圖14是示出無線饋電系統(tǒng)的配置示例的圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。注意，本發(fā)明不限于以下描述?？梢酝ㄟ^各種不同方式實施本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，各種變化和修改都是可行的。因此，不應(yīng)將本發(fā)明理解為受限于以下對實施例的描述。注意，表示相同部分的附圖標(biāo)記在不同附圖中被共同使用。注意，在一些情況下為了簡單起見，夸大了實施例中的每個圖示結(jié)構(gòu)等的尺寸、層厚和區(qū)域等。因此，每個結(jié)構(gòu)的比例尺未必限于圖中所示。注意，在本說明書中使用序號例如“第一”、“第二”和“第三”以識別部分，這些術(shù)語并不從數(shù)字上對部件進(jìn)行限制。(實施例I)在該實施例中，將參考圖I描述作為本發(fā)明一實施例的顆粒形式的正電極活性材料的結(jié)構(gòu)。圖I是作為本發(fā)明ー實施例的顆粒形式的正電極活性材料的示意截面圖。如圖I所示,在該實施例中，正電極活性材料100包括第一區(qū)域,其包括含猛、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物(在下文中將該區(qū)域稱為第一區(qū)域102);以及第二區(qū)域，其覆蓋第一區(qū)域102的表面并包括含鋰和鐵的化合物(在下文中將該區(qū)域稱為第二區(qū)域 104)。正電極活性材料是顆粒形式的，可以利用正電極活性材料的多個顆粒形成下文描述的正電極活性材料層。亦即，利用正電極活性材料的顆粒形成正電極活性材料100，其包括位于中心側(cè)并
9包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物的第一區(qū)域102，以及覆蓋第一區(qū)域102的表面并包括含有鋰和鐵的化合物的第二區(qū)域104。第二區(qū)域104是膜形式的，第二區(qū)域104應(yīng)覆蓋第一區(qū)域102的至少一部分。優(yōu)選第二區(qū)域104覆蓋第一區(qū)域102的表面的30%或更高，更優(yōu)選覆蓋第一區(qū)域102的表面的100%。由于正電極活性材料顆粒的淺表部分包括膜形式的含鐵的第二區(qū)域104，所以可以減小向正電極活性材料的表面插入鋰以及 從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，正電極活性材料100使得能夠使可用容量接近理論容量井利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢?？梢岳冒i、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物形成第一區(qū)域102。作為磷酸鹽化合物的典型示例，可以給出具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物。形成第一區(qū)域102的包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物可以包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。在利用包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域的磷酸鹽化合物形成第一區(qū)域102的情況下，第一區(qū)域102包括鋰、過渡金屬和磷酸(P04)。作為第一區(qū)域102的過渡金屬，可以給出包含鐵、錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及錳、鈷和鎳中的一種或多種的過渡金屬。在第一區(qū)域102包含具有高氧化還原電勢的錳、鈷和鎳中的ー種或多種時，實現(xiàn)了高放電電勢。此外，正電極活性材料中錳、鈷和鎳中的ー種或多種的比例越高，由于錳、鈷和鎳中的ー種或多種的氧化還原導(dǎo)致的放電容量的比例越高，因此可以實現(xiàn)高能量密度。形成第一區(qū)域102的包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物可以包括由通式Li1I1FeyUO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ;MiMn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)表示的物質(zhì)。由以上通式表示的物質(zhì)可以具有橄欖石結(jié)構(gòu)。在使yi大于或等于O且小于1，優(yōu)選小于或等于0.1，更優(yōu)選為O時，可以實現(xiàn)更高的能量密度?？梢岳冒嚭丸F的磷酸鹽化合物形成第二區(qū)域104。作為磷酸鹽化合物的典型示例，可以給出具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物。形成第二區(qū)域104的包含鋰和鐵的磷酸鹽化合物可以包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。在利用包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域的磷酸鹽化合物形成第二區(qū)域104的情況下，第二區(qū)域104包括鋰、過渡金屬和磷酸(P04)。作為第二區(qū)域104的過渡金屬，可以給出包含鐵、錳、鈷和鎳中的一種或多種和鐵的過渡金屬。形成第二區(qū)域104的包含鋰和鐵的磷酸鹽化合物可以包括由通式Lii-x2Fey2Mei-y2P04(x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)表示的物質(zhì)。由以上通式表示的物質(zhì)可以具有橄欖石結(jié)構(gòu)。優(yōu)選利用充當(dāng)對充放電有貢獻(xiàn)的正電極活性材料的化合物形成第二區(qū)域104，以免導(dǎo)致容量減小。在將具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物用于第二區(qū)域104的情況下，可以在充電和放電中實現(xiàn)大容量。另ー方面，第二區(qū)域104包含鉄；于是，降低了放電電勢并降低了能量密度。因此，第二區(qū)域104的厚度d與正電極活性材料100的顆粒的粒徑r之比c (c=d/r)越小越好。比值c優(yōu)選大于或等于O. 005且小于或等于O. 25，更優(yōu)選大于或等于O. 01且小于或等于
0.1。具體而言，第二區(qū)域的厚度優(yōu)選約為Inm到8nm。此外，在改變比值c時，可以形成具有期望能量密度的正電極活性材料。在通式Lih2Fey2M^y2PO4 (x2大于或等于O且小于或
10等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種)中，使y2大于O且小于或等于I，優(yōu)選大于或等于O. 15且小于或等于O. 5，更優(yōu)選大于或等于O. 2且小于或等于O. 3，由此可以實現(xiàn)更高的
能量密度。在充電和放電期間從第一區(qū)域102和第二區(qū)域104中的化合物提取鋰和向其中插 入鋰。因此，在通式Li^1FeylM1I1PO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ;M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)中，且在通式Lih2Fey2Meh2PO4 (x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)中，xl和x2均是O到I范圍中的給定值。在一些情況下，第一區(qū)域102和第二區(qū)域104均具有鋰濃度梯度。在第一區(qū)域102中，化合物中包含的過渡金屬的濃度未必恒定。在第二區(qū)域104中，化合物中包含的過渡金屬的濃度也未必恒定。對于第一區(qū)域102和第二區(qū)域104中的化合物，可以代替鋰使用堿金屬(例如鈉(Na)或鉀(K))、堿土金屬(例如韓(Ca)、銀(Sr)或鋇(Ba))、鈹(Be)或鎂(Mg)?；蛘?，對于第一區(qū)域102和第二區(qū)域104中的化合物，可以使用包含堿金屬和堿土金屬中的一種或多種以及鋰的化合物。在膜形式的第二區(qū)域104的情況下，即使在正電極活性材料100的顆粒小時，也可以形成薄的覆蓋膜。利用薄的覆蓋膜，可以使第二區(qū)域104的比例小，從而可以抑制能量密度減小。在第二區(qū)域104是膜形式時，與第一區(qū)域102的界面對第二區(qū)域104的體積之比是高的；于是，可以提高第二區(qū)域104的覆蓋而不増大第二區(qū)域104的體積。利用正電極活性材料的顆粒形成本實施例中描述的正電極活性材料100，其包括位于中心側(cè)并包括含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物的第一區(qū)域102，以及覆蓋第一區(qū)域102的表面并包括含鋰和鐵的化合物的第二區(qū)域104。第二區(qū)域104是膜形式的，第二區(qū)域104應(yīng)覆蓋第一區(qū)域102的至少一部分。優(yōu)選第二區(qū)域104覆蓋第一區(qū)域102的表面的30%或更高，更優(yōu)選覆蓋第一區(qū)域102的表面的100%。由于正電極活性材料的顆粒的淺表部分包括膜形式的含鐵第二區(qū)域104，所以可以減小向正電極活性材料表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，正電極活性材料100使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。(實施例2)在本實施例中，將描述比實施例I中的正電極活性材料具有更高放電容量和更高能量密度的正電極活性材料。在本實施例中，描述了第一區(qū)域102和第二區(qū)域104都包括含有具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物的正電極活性材料的情況。第一區(qū)域102中包括的物質(zhì)具有橄欖石結(jié)構(gòu)，且包括鋰、過渡金屬和磷酸(P04)。第一區(qū)域102的過渡金屬包含鐵、錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及錳、鈷和鎳中的一種或多種。第一區(qū)域102中包括的物質(zhì)由通式Lih1FeylM^PO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ;M是Mn、Co和Ni中的一種或多種；yl大于或等于O且小于I)表不。第二區(qū)域104中包括的物質(zhì)具有橄欖石結(jié)構(gòu)，且包括鋰、過渡金屬和磷酸(P04)。第ニ區(qū)域104的過渡金屬包含鐵、錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鉄。第二區(qū)域104中包括的物質(zhì)由通式Lih2Fei2Mew2PO4 (x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的一種或多種'n大于ο且小于或等于I)表示。在充電和放電期間從第一區(qū)域102和第二區(qū)域104中的化合物提取鋰和向其中插入鋰。因此，在通式Li^1FeylM1I1PO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ;M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)中，且在通式Lih2Fey2Meh2PO4 (x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)中，xl 和x2均是O到I范圍中的給定值。在一些情況下，第一區(qū)域102和第二區(qū)域104均具有鋰濃度梯度。在橄欖石結(jié)構(gòu)中，鋰的擴散路徑(通道)是沿〈010〉方向ー維的。在第一區(qū)域102和第二區(qū)域104每個都包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物的情況下，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域102和第二區(qū)域104的晶格軸向相同時，第一區(qū)域102和第二區(qū)域104的鋰擴散路徑(通道)不彎曲且彼此對準(zhǔn)；因此，容易進(jìn)行充電和放電。優(yōu)選第一區(qū)域102和第二區(qū)域104的晶格軸向之間的差異在10度之內(nèi)且它們基本相同。由于第一區(qū)域102和第二區(qū)域104包括不同組成元素或具有不同的組成元素比例，所以第一區(qū)域102和第二區(qū)域104中的晶體的晶格常數(shù)彼此不同。在具有不同晶格常數(shù)的區(qū)域彼此接觸時，有可能在邊界處產(chǎn)生應(yīng)力、晶格畸變或晶格失配，從而抑制鋰擴散。因此，第一區(qū)域102和第二區(qū)域104優(yōu)選具有過渡金屬的濃度梯度，以便連續(xù)改變第一區(qū)域102和第二區(qū)域104的晶格常數(shù)。在晶格常數(shù)連續(xù)改變時，減小了應(yīng)カ或畸變；于是，容易進(jìn)行鋰的擴散。由于在本實施例中描述的正電極活性材料中，第一區(qū)域102和第二區(qū)域104都包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物，所以可以減小向正電極活性材料表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，正電極活性材料100使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。(實施例3)在本實施例中，將參考圖2描述作為本發(fā)明一實施例的正電極活性材料的結(jié)構(gòu)。圖2是作為本發(fā)明ー實施例的顆粒形式正電極活性材料的示意性截面圖。如圖2所示，在本實施例中，顆粒形式的正電極活性材料包括含鋰(Li)、鐵(Fe)和過渡金屬(猛(Mn)、鈷(Co)和鎳(Ni)中的ー種或多種)的化合物，正電極活性材料的淺表部分比正電極活性材料的中心部分具有更高的鐵濃度(在下文中，將這種正電極活性材料稱為正電極活性材料106)?；蛘?，顆粒形式的正電極活性材料包括含有鋰、鐵和過渡金屬(錳、鈷和鎳中的ー種或多種)的化合物，正電極活性材料的第二區(qū)域比正電極活性材料的第一區(qū)域具有更高的鐵濃度，第一區(qū)域比第二區(qū)域更靠近中心。由于正電極活性材料顆粒的淺表部分包括含鐵的化合物，所以可以減小向正電極活性材料表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，正電極活性材料106使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。正電極活性材料是顆粒形式的，下文描述的正電極活性材料層包括多個顆粒。可以利用包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物形成正電極活性材料106。作為磷酸鹽化合物的典型示例，可以給出具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物。包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物可以包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
在利用包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域的磷酸鹽化合物形成正電極活性材料106的情況下，正電極活性材料106包括鋰、過渡金屬和磷酸(P04)。作為過渡金屬，可以給出包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種和鐵以及包含鐵、錳、鈷和鎳中的一種或多種的過渡金屬。在正電極活性材料106包含具有高氧化還原電勢的錳、鈷和鎳中的ー種或多種時，實現(xiàn)了高放電電勢。此外,正電極活性材料中錳、鈷和鎳中的ー種或多種的比例越高，由于錳、鈷和鎳中的一種或多種的氧化還原導(dǎo)致的放電容量的比例越高，因此可以實現(xiàn)高能量密度。形成正電極活性材料106的包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物可以包含由通式LihFeyMnPO4 (X大于或等于O且小于或等于I ;M是胞、Co和Ni中的ー種或多種；y大于O且小于I)表示的物質(zhì)。由以上通式表示的物質(zhì)可以具有橄欖石結(jié)構(gòu)。在表面上，使y大于O且小于1，優(yōu)選大于或等于O. 15且小于或等于O. 5，更優(yōu)選大于或等于O. 2且小于或等于O. 3，由此可以實現(xiàn)更高的能量密度。在充電和放電期間從形成正電極活性材料106的化合物提取鋰和向其中插入鋰。在通式LihFeyMhPO4 (X大于或等于O且小于或等于I ;M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；I大于O且小于I)中，X是O到I范圍內(nèi)的給定值。在一些情況下，正電極活性材料106具有鋰濃度梯度。對于正電極活性材料106中的化合物，可以代替鋰使用堿金屬(例如鈉(Na)或鉀(K)),堿土金屬(例如I丐(Ca)、銀(Sr)或鋇(Ba))、鈹(Be)或鎂(Mg)?；蛘?對于正電極活性材料106中的化合物，可以使用包含堿金屬和堿土金屬中的ー種或多種以及鋰的化合物。由于在本實施例中描述的正電極活性材料106中，正電極活性材料顆粒的淺表部分包括含鐵的化合物，所以可以減小向正電極活性材料表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，正電極活性材料106使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。(實施例4)在本實施例中，將描述作為本發(fā)明一實施例的形成正電極活性材料的方法。首先，形成第一區(qū)域102。根據(jù)實施例I和2所描述的含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物通式的化學(xué)計量比稱重可以獲得期望摩爾比的材料量。例如，在具有橄欖石結(jié)構(gòu)的以上磷酸鹽化合物的情況下，將參考實施例I和2中描述的通式。根據(jù)鋰鐵M:磷酸基團=l:yl:(l-yl):l (注意yl大于或等于O且小于1，優(yōu)選小于或等于O. 1，更優(yōu)選為O)的摩爾比，精確稱重材料重量。作為含鋰材料，可以給出碳酸鋰(LiC03)、氫氧化鋰(Li (OH))、氫氧化鋰水合物(Li(OH) ·Η20)、硝酸鋰(LiNO3)等。作為含鐵材料，可以給出草酸鐵(II) ニ水合物(Fe (COO)2 · 2Η20)、鐵氯化物(FeCl2)等。作為含磷酸鹽的材料，可以給出磷酸氫ニ銨((NH4)2HPO4X磷酸ニ氫銨(NH4H2PO4X五氧化ニ磷(P2O5)等。作為含錳材料，可以給出碳酸錳(MnCO3),氯化錳四氯化物(MnCl2 ·4Η20)等。作為含鎳材料，可以給出氧化鎳(NiO)、氫氧化鎳(Ni (OH)2)等。作為含鈷材料，可以給出碳酸鈷(CoCO3)、氯化鈷(CoCl2)等。含有諸如鋰、鐵、錳、鎳和鈷的任意金屬的材料不限于相應(yīng)以上材料，可以使用其他氧化物、碳酸鹽、草酸鹽、氯化物、硫酸氫鹽等。
包含磷酸鹽的材料不限于以上材料，可以使用其他包含磷酸鹽的材料。將所稱重的材料放入碾磨機中研磨，直到材料變?yōu)榫?xì)粉末(第一研磨步驟)。此時，最好使用由防止其他金屬進(jìn)入材料的物質(zhì)(例如瑪瑙)制成的碾磨機。在此時添加少量丙酮、こ醇等時，材料容易聚在一起；于是，可以防止材料作為粉末飛散。之后，粉末經(jīng)歷施加第一壓カ的步驟，于是被模制成丸(pellet)狀。將丸放入焙烤爐中并加熱。通過這種方式執(zhí)行第一烘焙步驟。在這個步驟中基本執(zhí)行材料的各種脫氣和熱分解。通過這個步驟，形成包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物。例如，形成具有橄欖石結(jié)構(gòu)且包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物。之后，將丸與諸如丙酮的溶劑一起引入碾磨機中，再次研磨(第二研磨步驟)。通過以上步驟，形成第一區(qū)域102。接下來，形成膜形式的第二區(qū)域104。根據(jù)實施例I和2所描述的含有鋰和鐵的化合物的通式的化學(xué)計量比稱重可以獲得期望摩爾比的材料量。例如，在具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物的情況下，可以參考以上通式。根據(jù)鋰鐵Me:磷酸基團=l:y2: (l-y2) : I (注意，y2大于O且小于或等于I,優(yōu)選大于或等于O. 15且小于或等于O. 5，更優(yōu)選大于或等于O. 2且小于或等于O. 3)的摩爾比精確稱重材料重量。將所稱重的材料放入碾磨機中研磨，直到材料變?yōu)榫?xì)粉末(第三研磨步驟)。此時，最好使用防止其他金屬進(jìn)入材料的物質(zhì)(例如瑪瑙)制成的碾磨機。在此時添加少量的丙酮、こ醇等時，材料容易聚在一起；于是，可以防止材料象粉末那樣飛散。之后，將通過第二研磨步驟獲得的粉末(要成為第一區(qū)域102的部分)和通過第三研磨步驟獲得的粉末(形成第二區(qū)域104的材料)彼此充分混合，經(jīng)歷施加第二壓カ的步驟，并模制成丸狀。將丸放入焙烤爐中并加熱。通過這種方式執(zhí)行第二烘焙步驟。在這個步驟中基本執(zhí)行含鋰和鐵的化合物材料的各種脫氣和熱分解。通過這個步驟，形成了正電極活性材料100，其包括第一區(qū)域102和第二區(qū)域104，第一區(qū)域102包括含有錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鋰的化合物，第二區(qū)域104覆蓋第一區(qū)域102的表面并包括含有鋰和鐵的化合物。例如，形成正電極活性材料100，其包括第一區(qū)域102和第二區(qū)域104，第一區(qū)域102包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)且含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物，第二區(qū)域104覆蓋第一區(qū)域102的表面并包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)且含有鋰和鐵的磷酸鹽化合物。之后，將丸與諸如丙酮的溶劑一起引入碾磨機中(第四研磨步驟)。接下來，將精細(xì)粉末再次模制成丸狀，并在焙烤爐中執(zhí)行第三烘焙步驟。通過第三烘焙步驟，可以形成正電極活性材料100的多個顆粒，其包括第一區(qū)域102和第二區(qū)域104，第一區(qū)域102包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物，第二區(qū)域104覆蓋第一區(qū)域102的表面并包括含有鋰和鐵的化合物。例如，可以形成正電極活性材料100的多個顆粒，其包括第一區(qū)域102和第二區(qū)域104，第一區(qū)域102包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)且含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的高結(jié)晶度磷酸鹽化合物，第二區(qū)域104覆蓋第一區(qū)域102的表面并包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)且含有鋰和鐵的高結(jié)晶度磷酸鹽化合物。通過調(diào)節(jié)第三烘焙步驟的條件，將第一區(qū)域102中包括的元素和第二區(qū)域104中包括的元素擴散到第一區(qū)域102和第二區(qū)域104中，第一區(qū)域102和第二區(qū)域104之間的邊界變得不清楚，從而可以形成實施例3中所述的結(jié)構(gòu)(正電極活性材料106)。
注意，在第三烘焙步驟中，可以添加諸如葡萄糖的有機化合物。在添加葡萄糖之后執(zhí)行后續(xù)步驟時，從葡萄糖供應(yīng)的碳被支承在正電極活性材料的表面上。注意，在本說明書中，正電極活性材料的表面支承有碳材料的狀態(tài)也意味著鐵磷酸鹽化合物被碳涂覆。所支承的碳(碳層)的厚度大于Onm且小于或等于lOOnm，優(yōu)選大于或等于2nm且小于或等于10nm。通過在正電極活性材料的表面上支承碳，可以提高正電極活性材料的表面的導(dǎo)電性。此外,在正電極活性材料通過表面上支承的碳彼此接觸時,正電極活性材料彼此電連接；于是，可以進(jìn)ー步提高所述正電極活性材料的導(dǎo)電性。注意，盡管在本實施例中使用葡萄糖作為碳供應(yīng)源，因為葡萄糖容易與磷酸基團起反應(yīng)，但是可以使用環(huán)形單糖、直鏈單糖或與磷酸基團良好反應(yīng)的多糖代替葡萄糖。通過第三烘焙步驟獲得的正電極活性材料100的顆粒粒徑大于或等于IOnm且小于或等于IOOnm,優(yōu)選大于或等于20nm且小于或等于60nm。在正電極活性材料的顆粒粒徑在以上范圍內(nèi)時，正電極活性材料的顆粒是小的；因此，容易插入和提取鋰離子。于是，改善了二次電池的速率特性，可以在短時間內(nèi)執(zhí)行充電和放電。作為第一區(qū)域的形成方法，可以使用溶膠凝膠法、水熱法、共沉淀法、噴射干燥法等代替本實施例中描述的方法。此外，作為膜形式的第二區(qū)域的形成方法，可以使用濺鍍法、CVD法、溶膠凝膠法、水熱法、共沉淀法等代替本實施例中描述的方法。根據(jù)本實施例，可以減小向正電極活性材料的表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，可以形成這樣的正電極活性材料，其使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。(實施例5)下文將描述一種鋰離子二次電池，作為包括通過以上步驟獲得的正電極活性材料的電カ儲存裝置的示例。圖3示出鋰離子二次電池的示意結(jié)構(gòu)。在圖3所示的鋰離子二次電池中，在與外部隔離的外殼220中設(shè)置正電極202、負(fù)電極207和隔板210，在外殼220中填充電解質(zhì)溶液211。此外，隔板210設(shè)置在正電極202和負(fù)電極207之間。形成與正電極集流器200接觸的正電極活性材料層201。正電極活性材料層201包括實施例1、2和4中描述的正電極活性材料100。正電極活性材料100包括包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物的第一區(qū)域102 ;以及覆蓋第一區(qū)域102的表面并包括含有鋰和鐵的化合物的第二區(qū)域104?；蛘?，正電極活性材料層201包括實施例3和4所述的顆粒形式的正電極活性材料106。正電極活性材料106包括含有鋰、鐵和過渡金屬(錳、鈷和鎳中的ー種或多種)的化合物，正電極活性材料的淺表部分比正電極活性材料的中心部分具有更高的鐵濃度。再或者，正電極活性材料層201包括顆粒形式的正電極活性材料106，其包括含有鋰、鐵和過渡金屬(錳、鈷和鎳中的ー種或多種)的化合物，其中正電極活性材料的第二區(qū)域比正電極活性材料的第一區(qū)域具有更高的鐵濃度，且其中第一區(qū)域比第二區(qū)域更接近中心。在本說明書中，將正電極活性材料層201和其上形成正電極活性材料層201的正電極集流器200統(tǒng)稱為正電極202。另ー方面，負(fù)電極活性材料層206形成為與負(fù)電極集流器205接觸。在本說明書中，將負(fù)電極活性材料層206和其上形成負(fù)電極活性材料層206的負(fù)電極集流器205統(tǒng)稱為負(fù)電極207。第一電極221和第二電極222分別連接到正電極集流器200和負(fù)電極集流器205，通過第一電極221和第二電極222進(jìn)行充電和放電。此外，在正電極活性材料層201和隔板210之間以及在負(fù)電極活性材料層206和隔板210之間有一定間隙。不過，結(jié)構(gòu)不特別局限于此；正電極活性材料層201可以與隔板210接觸，負(fù)電極活性材料層206可以與隔板210接觸。此外，可以將鋰離子二次電池卷成圓柱形，隔板210設(shè)置在正電極202和負(fù)電極207之間。注意，“活性材料”是指涉及充當(dāng)載流子的離子的插入和提取的材料，不包括含葡萄糖等的碳層。在通過下文所述的涂布法形成正電極202時，將包括碳層的活性材料與諸如傳導(dǎo)助劑、膠合劑或溶劑等的另ー種材料混合并形成為正電極集流器200上的正電極活性材料層201。因此，活性材料和正電極活性材料層201區(qū)分開。作為正電極集流器200，可以使用具有高電導(dǎo)率的材料，例如鋁或不銹鋼。電極集流器200能夠具有箔形、板形、網(wǎng)狀、薄膜形狀，其適當(dāng)時形成于諸如玻璃襯底等的絕緣襯底上。作為正電極活性材料，使用正電極活性材料100。正電極活性材料100包括包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物的第一區(qū)域102 ;以及覆蓋第一區(qū)域102的表面并包括含有鋰和鐵的化合物的第二區(qū)域104。例如，使用正電極活性材料100，其包括第一區(qū)域102和第二區(qū)域104，第一區(qū)域102包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)并由通式Lih1FeylMh1PO4(xl大于或等于O且小于或等于I ;MiMn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)表示的物質(zhì)，第二區(qū)域104覆蓋第一區(qū)域102并包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)且由通式Lii-x2Fey2Mei-y2P04(x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)表示的物質(zhì)?；蛘撸鳛檎姌O活性材料，使用顆粒形式的正電極活性材料106，其包括含有鋰、鐵和過渡金屬(錳、鈷和鎳中的ー種或多種)的化合物，其中正電極活性材料的淺表部分比正電極活性材料的中心部分具有更高的鐵濃度；或者使用顆粒形式的正電極活性材料106，其包括含有鋰、鐵和過渡金屬(錳、鈷和鎳中的ー種或多種)的化合物，其中正電極活性材料的第二部分比正電極活性材料的第一部分具有更高的鐵濃度，且其中第一部分比第二部分更接近中心。例如，使用正電極活性材料106，其具有橄欖石結(jié)構(gòu)并包括由通式LihFeyMhyPO4 (x大于或等于O且小于或等于I ;M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y大于O且小于I)表不的物質(zhì)。在實施例4中所述的第三烘焙步驟之后，利用碾磨機再次研磨所獲得的正電極活性材料(第五研磨步驟);于是獲得精細(xì)顆粒。將所獲得的精細(xì)顆粒用作正電極活性材料，向其添加傳導(dǎo)助劑、膠合劑或溶劑以獲得膏體。作為傳導(dǎo)助劑，可以使用自身是電子導(dǎo)體且不會導(dǎo)致與電池裝置中其他材料起化學(xué)反應(yīng)的材料。例如，可以給出碳基材料，例如石墨、碳纖維、炭黑、こ炔黑和VGCF (注冊商標(biāo))；金屬材料，例如銅、鎳、鋁和銀；以及它們的混合物的粉末、纖維等。傳導(dǎo)助劑是輔助活性材料之間的傳導(dǎo)性的材料它密封于分開的活性材料之間并在活性材料之間進(jìn)行傳導(dǎo)。作為膠合劑，可以給出多糖，例如淀粉、聚こ烯醇、羧甲基纖維素、羥基丙基纖維素、再生纖維素或雙こ酰纖維素；熱塑性樹脂，例如聚氯こ烯、聚こ烯基吡咯烷酮、特氟隆、聚偏ニ氟こ烯、聚こ烯或聚丙烯；或具有橡膠彈性的聚合物，例如こ烯-丙烯-ニ烯單體(EPDM)、磺化EPDM、苯こ烯-丁ニ烯橡膠、聚丁橡膠、氟橡膠或聚環(huán)氧こ烷。分別以80wt%到96wt%、2wt%到10%wt以及2wt%到10wt%混合的活性材料、傳導(dǎo)助劑和膠合剤，總共為100wt%。此外，在其中混合有機溶劑并處理成料漿狀態(tài)，有機溶劑的體積與活性材料、傳導(dǎo)助劑和膠合劑的混合物的體積大致相同。注意，將通過把活性材料、傳導(dǎo)助劑、膠合劑和有機溶劑的混合物處理成料漿狀態(tài)而獲得的對象稱為料漿。作為溶剤，可以使用N-甲基-2-吡咯烷酮、乳酸酷等。優(yōu)選按以下方式適當(dāng)調(diào)節(jié)活性材料、傳導(dǎo)助劑和膠合劑的比例，例如，在形成膜時活性材料和傳導(dǎo)助劑黏著性低時，増加膠合劑的量，在活性材料的電阻高時，増加傳導(dǎo)助劑的量。這里，將鋁箔用作正電極集流器200，在其上滴下料漿并通過澆鑄方法將其薄地攤開。然后，在由輥壓機進(jìn)ー步延展料漿使其厚度均勻之后，通過真空干燥(在小于或等于IOPa的壓強下)或加熱干燥(在150°C到280°C的溫度下)在正電極集流器200上形成正電極活性材料層201。作為正電極活性材料層201的厚度，從20 μ m到100 μ m的范圍選擇期望厚度。優(yōu)選適當(dāng)調(diào)節(jié)正電極活性材料層201的厚度，從而不發(fā)生裂縫和分離。此外，優(yōu)選不僅在正電極集流器平直時，而且在正電極集流器卷成圓筒形時都使得正電極活性材料層201上不發(fā)生裂縫和分離，盡管這取決于鋰離子二次電池的形式。作為負(fù)電極集流器205，可以使用具有高電導(dǎo)率的材料，例如銅、不銹鋼、鐵或鎳。作為負(fù)電極活性材料層206，使用鋰、鋁、石墨、硅、鍺等?？梢酝ㄟ^涂敷法、濺鍍法、蒸鍍法等在負(fù)電極集流器205上形成負(fù)電極活性材料層206。注意，可以省略負(fù)電極集流器205，単獨使用材料中的任意一種作為負(fù)電極活性材料層206。在鍺、硅、鋰和鋁每種中的理論鋰插入容量都比石墨中大。當(dāng)插入容量大時，即使在小面積中也可以充分進(jìn)行充電和放電，可以獲得作為負(fù)電極的功能；因此，可以實現(xiàn)二次電池的成本降低和小型化。不過，需要有針對劣化的對策，因為有以下問題在硅等的情況下，體積增大為插入鋰之前體積的大約四倍那么大，使得材料自身變得易受壞，并且由于重復(fù)充電和放電而導(dǎo)致的充放電容量減小(即周期劣化)變得顯著。電解質(zhì)溶液包含作為載流子離子的堿金屬離子或堿土金屬離子，這些離子負(fù)責(zé)導(dǎo)電。作為堿金屬離子的示例，例如給出鋰離子、鈉離子和鉀離子。作為堿土金屬離子的示例，例如給出鈹離子、鎂離子、鈣離子、鍶離子和鋇離子。電解質(zhì)溶液211例如包括溶劑和溶解在溶劑中的鋰鹽或鈉鹽。鋰鹽的示例包括氯化鋰(LiCl)、氟化鋰(LiF)、高氯酸鋰(LiClO4).四氟硼酸鋰(LiBF4)、LiAsF6, LiPF6,Li (C2F5SO2) 2N等。鈉鹽的示例包括氯化鈉(NaCl)、氟化鈉(NaF)、高氯酸鈉(NaClO4)和四氟硼酸鈉(NaBF4)15用于電解質(zhì)溶液211的溶劑示例包括環(huán)狀碳酸酯(例如，碳酸こ烯酯(下文縮寫為EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)和碳酸亞こ烯酯(VC));非環(huán)狀碳酸酯(例如，碳酸ニ甲酯(DMC)、碳酸ニこ酯(DEC)、碳酸こ甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸甲異丁酯(MIBC)和碳酸ニ丙酯(DPC));脂族羧酸酯(例如，甲酸甲酯、こ酸甲酯、丙酸甲酯和丙酸こ酷)；非環(huán)狀醚(例如，1，2-こニ醇ニ甲醚(DME)、1，2-ニこ氧基こ烷、こ氧基甲氧基こ烷(EME)和Y-內(nèi)酯，例如Y - 丁內(nèi)酷)；環(huán)醚(例如，四氫呋喃和2-甲基四氫呋喃)；環(huán)砜(例如環(huán)丁砜);磷酸烷基酯(例如，ニ甲亞砜和1，3-ニ氧戊環(huán)和磷酸三甲酷、磷酸三こ酯和磷酸三辛酷)；以及它們的氟化物。所有以上溶劑可以単獨或組合用作電解質(zhì)溶液211。作為隔板210，可以使用紙、無紡織物、玻璃纖維、諸如尼龍(聚酰胺)、維尼綸(也稱為維納綸)(聚こ烯醇類纖維)、聚酯、亞克力、聚烯烴或聚氨酯等的合成纖維。不過，應(yīng)選擇 不溶于上述電解質(zhì)溶液211中的材料。用于隔板210的材料的更具體示例是基于氟類聚合物的高分子化合物，諸如聚環(huán)氧こ烷和聚環(huán)氧丙烷的聚醚，諸如聚こ烯和聚丙烯的聚烯烴，聚丙烯腈、聚偏氯こ烯、聚甲基丙烯酸甲酷、聚甲基丙烯酸酯、聚こ烯醇、聚甲基丙烯腈、聚醋酸こ烯酷、聚こ烯吡咯烷酮、聚こ烯亞胺、聚丁ニ烯、聚苯こ烯、聚異戊ニ烯和聚氨酯、它們的衍生物、纖維素、紙和無紡織物，所有這些可以單獨或組合使用。在執(zhí)行上述鋰離子二次電池的充電時，正電極端子連接到第一電極221，負(fù)電極端子連接到第二電極222。通過第一電極221從正電極202取走電子并通過第二電極222轉(zhuǎn)移到負(fù)電極207。此外，從正電極的正電極活性材料層201中的正電極活性材料流出鋰離子，通過隔板210到達(dá)負(fù)電極207，并被負(fù)電極活性材料層206中的負(fù)電極活性材料獲取。同時，在正電極活性材料層201中，從正電極活性材料向外釋放電子，正電極活性材料中包含的過渡金屬(鐵、錳、鈷和鎳中的ー種或多種)發(fā)生氧化反應(yīng)。在放電時，在負(fù)電極207中，負(fù)電極活性材料層206釋放作為離子的鋰，電子被轉(zhuǎn)移到第二電極222。鋰離子通過隔板210，到達(dá)正電極活性材料層201，并被正電極活性材料層201中的正電極活性材料獲取。此時，來自負(fù)電極207的電子也到達(dá)正電極202，正電極活性材料中包含的過渡金屬(鐵、錳、鈷和鎳中的ー種或多種)發(fā)生還原反應(yīng)。第二區(qū)域104的厚度d與正電極活性材料100的顆粒的粒徑r之比c (c=d/r)越小，本實施例中獲得的能量密度就越大。比值c優(yōu)選大于或等于O. 005且小于或等于O. 25，更優(yōu)選大于或等于O. 01且小于或等于O. I。具體而言，第二區(qū)域的厚度優(yōu)選約為Inm到8nm。此外，在改變比值c時，可以形成具有期望能量密度的正電極活性材料。按以上方式制造的鋰離子二次電池包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種的化合物作為正電極活性材料的第一區(qū)域102或作為正電極活性材料106。由于錳、鈷和鎳中的ー種或多種包含在正電極活性材料中，所以實現(xiàn)了高放電電勢。例如，在具有橄欖石結(jié)構(gòu)且包含不同過渡金屬的正電極活性材料間有差異；不過，不論包含何種過渡金屬，活性材料的每單位重量理論容量幾乎相同。因此，放電電勢越高，越可能獲得高能量密度。不過，即使在使用包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)且含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物的正電極活性材料時，也未獲得預(yù)期容量。這種情況的ー個原因據(jù)認(rèn)為是向活性材料的表面中插入鋰以及從其提取鋰時存在能壘。另ー方面，可以利用在本實施例中獲得的任何以下材料減小向正電極活性材料的表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘包括第一區(qū)域102和第二區(qū)域104的正電極活性材料100，第一區(qū)域102包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物，第二區(qū)域104覆蓋第一區(qū)域102的表面且包括含有鋰和鐵的化合物；顆粒形式的正電極活性材料106，其包括含有鋰、鐵和過渡金屬(錳、鈷和鎳中的ー種或多種)的化合物，其中正電極活性材料的淺表部分比正電極活性材料的中心部分f具有更高的鐵濃度；以及顆粒形式的正電極活性材料106，其包括含有鋰、鐵和過渡金屬(錳、鈷和鎳中的ー種或多種)的化合物，其中正電極活性材料的第二部分比正電極活性材料的第一部分具有更高的鐵濃度，且其中第一部分比第二部分更接近中心。結(jié)果，正電極活性材料100或正電極活性材料106使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。(實施例6)可以利用膜形式的正電極活性材料形成實施例5所述的正電極活性材料層201。在本實施例中描述利用膜形式的正電極活性材料形成正電極活性材料層201的情況。如圖4所示，在本實施例中，正電極活性材料層201包括膜形式的第一區(qū)域和膜形式的第二區(qū)域，第一區(qū)域包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物(在下文中，將這個區(qū)域稱為第一區(qū)域112)，第二區(qū)域包括含有鋰和鐵的化合物(在下文中將這個區(qū)域稱為第二區(qū)域114)。利用第二區(qū)域114覆蓋第一區(qū)域112。換言之，利用包括含有鋰和鐵的化合物的膜形式的第二區(qū)域114覆蓋包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物的膜形式的第一區(qū)域112的頂表面或頂表面和側(cè)表面。由于正電極活性材料層201的淺表部分包括含鐵的第二區(qū)域114，所以可以減小向正電極活性材料的表面中插入鋰并從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，正電極活性材料層201使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。將正電極活性材料形成為具有膜的形式，從而可以提高正電極活性材料層中正電極活性材料的比例。由于正電極活性材料層201僅利用膜形式的第一區(qū)域112和膜形式的第二區(qū)域114形成，所以正電極活性材料層201中的正電極活性材料的比例可以理想地是100%。因此，可以提高單位面積的能量密度?？梢岳煤绣i、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物形成第一區(qū)域112。作為磷酸鹽化合物的典型示例，可以給出具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物。形成第一區(qū)域112的包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物可以包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。此外，第一區(qū)域112的結(jié)構(gòu)可以是單晶結(jié)構(gòu)、多晶結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)或非晶結(jié)構(gòu)。在利用包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域的磷酸鹽化合物形成第一區(qū)域112的情況下，第一區(qū)域112包括鋰、過渡金屬和磷酸(P04)。作為過渡金屬，可以給出包含鐵、錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及錳、鈷和鎳中的一種或多種的過渡金屬。在第一區(qū)域112包含具有高氧化還原電勢的錳、鈷和鎳中的ー種或多種時，實現(xiàn)了高放電電勢。此外，正電極活性材料中錳、鈷和鎳中的ー種或多種的比例越高，由于錳、鈷和鎳中的一種或多種的氧化還原導(dǎo)致的放電容量的比例越高，因此可以實現(xiàn)高能量密度。形成第一區(qū)域112的包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物可以包括由通式Li1I1FeyUO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ;MiMn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)表示的物質(zhì)。由以上通式表示的物質(zhì)可以具有橄欖石結(jié)構(gòu)。在使yl大于或等于O且小于1，優(yōu)選小于或等于0.1，更優(yōu)選為O時，可以實現(xiàn)更高的能量密度。可以利用含鋰和鐵的磷酸鹽化合物形成第二區(qū)域114。作為磷酸鹽化合物的典型示例，可以給出具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物。形成第二區(qū)域114的包含鋰和鐵的磷酸鹽化合物可以包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。此外，第二區(qū)域114的結(jié)構(gòu)可以是單晶結(jié)構(gòu)、多晶結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)或非晶結(jié)構(gòu)。在利用包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域的磷酸鹽化合物形成第二區(qū)域114的情況下，第二區(qū)域114包括鋰、過渡金屬和磷酸(P04)。作為過渡金屬，可以給出包含鐵、錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鐵的過渡金屬。形成第二區(qū)域114的包含鋰和鐵的磷酸鹽化合物可以包括由通式Lii-x2Fey2Mei-y2P04(x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)表示的物質(zhì)。由以上通式表示的物質(zhì)可以具有橄欖石結(jié)構(gòu)。優(yōu)選利用充當(dāng)對充電和放電有貢獻(xiàn)的正電極活性材料的化合物形成第二區(qū)域114，以免導(dǎo)致容量減少。在將包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域的磷酸鹽化合物用于第二區(qū)域114時，在充電和放電方面可以實現(xiàn)大容量。另ー方面，第二區(qū)域114包括鉄；于是，放電電勢降低，能量密度降低。因此，第二區(qū)域114厚度df與正電極活性材料層201厚度rf之比cf (cf=df/rf)越小越好。比值Cf優(yōu)選大于或等于O. 005且小于或等于O. 25，更優(yōu)選大于或等于O. 01且小于或等于O. I。具體而言，第二區(qū)域的厚度優(yōu)選約為Inm到8nm。此外，在比例cf改變時，可形成具有期望能量密度的正電極活性材料。在通式ΙΑ_χ2Ρθ 2Μθι_ 2Ρ04(χ2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種)中，使y2大于O且小于或等于I，優(yōu)選大于或等于O. 15且小于或等于O. 5，更優(yōu)選大于或等于O. 2且小于或等于O. 3，由此可以實現(xiàn)更高的能量密度。在充電和放電期間，從第一區(qū)域112和第二區(qū)域114中的化合物提取鋰并向其中插入鋰。因此，在通式LVxlFeylMh1PO4 (xl大于或等于O且小于或等于I ;MiMn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)中，且在通式Lih2Fey2Meh2PO4 (x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)中，xl和x2均是O到I范圍中的給定值。在一些情況下，第一區(qū)域112和第二區(qū)域114均具有鋰濃度梯度。在第一區(qū)域112中，化合物中含有的過渡金屬的濃度未必恒定。在第二區(qū)域114中，化合物中含有的過渡金屬的濃度也未必恒定。對于第一區(qū)域112和第二區(qū)域114中的化合物，可以使用堿金屬(例如鈉(Na)或鉀(K))、堿土金屬(例如鈣(Ca)、鍶(Sr)或鋇(Ba))、鈹(Be)或鎂(Mg)代替鋰?；蛘?，對于第一區(qū)域112和第二區(qū)域114中的化合物，可以使用包含堿金屬和堿土金屬中ー種或多種以及鋰的化合物。在本實施例描述的正電極活性材料層201中，利用包括含有鋰和鐵的化合物的膜形式第二區(qū)域114覆蓋包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物的膜形式第一區(qū)域112的頂表面或頂表面和側(cè)表面。由于正電極活性材料層201的淺表部分包括含鐵的第二區(qū)域114，所以可以減小向正電極活性材料的表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，正電極活性材料層201使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的一種或多種的高放電電勢。(實施例7)在本實施例中，將參考圖5、圖6和圖7描述作為本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置中包括的正電極的結(jié)構(gòu)示例，其與圖4中的不同。圖5、圖6和圖7均是作為本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置中包括的正電極的示意性截面圖。如圖5所示，在本實施例中，正電極活性材料層201包括第一區(qū)域112和第二區(qū)域114，第一區(qū)域112為膜形式，包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物，第二區(qū)域114為膜形式，包括含有鋰和鐵的化合物。利用第二區(qū)域114覆蓋第一區(qū)域112。利用第ニ區(qū)域114覆蓋第一區(qū)域112的頂表面或頂表面和側(cè)表面，在第一區(qū)域112和正電極集流器200之間有第二區(qū)域114。圖6和圖7均示出提供多個第一區(qū)域112的情況，而圖4和圖5均示出提供ー個第一區(qū)域112的情況。其他結(jié)構(gòu)可以類似于實施例6的那些。(實施例8)在本實施例中，將參考圖8描述作為本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置中包括的正電極的結(jié)構(gòu)。圖8是作為本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置中包括的正電極的示意性截面圖。如圖8所示，在本實施例中，正電極活性材料層包括含有鋰(Li)、鐵(Fe)和過渡金屬(錳(Mn)、鈷(Co)和鎳(Ni)中的ー種或多種)的化合物，正電極活性材料的淺表部分比正電極活性材料的接近正電極集流器的部分具有更高的鐵濃度(在下文中，將這種正電極活性材料層稱為正電極活性材料層203)?；蛘撸姌O活性材料層203包括含有鋰、鐵和過渡金屬(錳、鈷和鎳中的ー種或多種)的化合物，正電極活性材料的第二部分比正電極活性材料的第一部分具有更高的鐵濃度，第二部分比第一部分更接近表面。由于正電極活性材料層203的淺表部分包括含鐵的化合物，所以可以減小向正電極活性材料表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，正電極活性材料層203使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。將正電極活性材料形成具有膜的形式，從而可以提高正電極活性材料層中正電極活性材料的比例。由于正電極活性材料層203是利用膜形式的正電極活性材料形成的，所以正電極活性材料層203中的正電極活性材料比例可以理想地是100%。因此，可以提高單位面積的能量密度。含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的化合物可以是磷酸鹽化合物。作為磷酸鹽化合物的典型示例，可以給出具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物。含有錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鋰、鐵的化合物可以包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。在利用包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域的磷酸鹽化合物形成正電極活性材料層203的情況下，正電極活性材料層203包括鋰、過渡金屬和磷酸(P04)。作為過渡金屬，可以給出包含鐵、錳、鈷和鎳中的ー種或多種且包含錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鐵的過渡金屬。在正電極活性材料層203包含具有高氧化還原電勢的錳、鈷和鎳中的ー種或多種時，實現(xiàn)了高放電電勢。此外，正電極活性材料中錳、鈷和鎳中的ー種或多種的比例越高，由于錳、鈷和鎳中的一種或多種的氧化還原導(dǎo)致的放電容量的比例越高，因此可以實現(xiàn)高能量密度。形成正電極活性材料層203的包含錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物可以包括由通式LihFeyMhPOjx大于或等于O且小于或等于I ;M iMn、Co和Ni中的ー種或多種)表示的物質(zhì)。由以上通式表示的物質(zhì)可以具有橄欖石結(jié)構(gòu)。在表面上，使Y大于O且小于1，優(yōu)選大于或等于O. 15且小于或等于O. 5，更優(yōu)選大于或等于O. 2且小于或等于O. 3，由此可以實現(xiàn)更高的能量密度。在充電和放電期間從形成正電極活性材料層203的化合物提取鋰和向其中插入鋰。在通式LihFeyMhPO4 (X大于或等于O且小于或等于I ;M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y大于O且小于I)中，X是O到I范圍內(nèi)的給定值。在一些情況下，正電極活性材料層203具有鋰濃度梯度。對于正電極活性材料層203中的化合物，可以使用堿金屬(例如鈉(Na)或鉀(K))、堿土金屬(例如鈣(Ca)、鍶(Sr)或鋇(Ba))、鈹(Be)或鎂(Mg)取代鋰?；蛘?，對于正電極活性材料層203中的化合物，可以使用包含堿金屬和堿土金屬中的ー種或多種以及鋰的化合物。由于在本實施例所述的正電極活性材料層203中，正電極活性材料的淺表部分包括含鐵的化合物，所以可以減小向正電極活性材料的表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，正電極活性材料層203使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。(實施例9)在這ー實施例中，將描述形成作為本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置中包括的正電極的方法。首先，制備正電極集流器200 (圖9A)。對于用于正電極集流器200的材料沒有特別限制；不過，可以使用具有高電導(dǎo)率的材料，例如鉬、鋁、銅或鈦。在這ー實施例中，使用鈦。接下來，在正電極集流器200上形成包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物的第一區(qū)域112 (圖9B)。作為形成包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物的第一區(qū)域112的方法，可以使用干式エ藝，例如PVD方法(例如濺鍍法)、真空蒸鍍法或CVD法(例如等離子體CVD法、熱CVD法或LPCVD法)。利用干式エ藝，形成包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物的第一區(qū)域112，由此可以使包括含有錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鋰的化合物的第一區(qū)域112均勻且薄。因此，可以使正電極的充電和放電特性穩(wěn)定。在這ー實施例中，通過濺鍍方法形成包括例如磷酸鹽化合物的第一區(qū)域112。例如，利用包括由通式LiFeylMh1PO4 (M是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；yl大于或等于O且小于I)表示的物質(zhì)的靶，形成厚度為IOnm到3μπι的磷酸鹽化合物膜。注意，可以在形成第一區(qū)域112之后進(jìn)行熱處理。例如，熱處理能夠使第一區(qū)域112結(jié)晶或能夠提聞結(jié)晶度。熱處理的溫度優(yōu)選設(shè)置成高于或等于450°C且低于或等于700°C。此外，可以將熱處理執(zhí)行大于或等于30分鐘且小于或等于40小時，優(yōu)選大于或等于2小時且小于或等于10小時。此外,熱處理的氣氛優(yōu)選為稀有氣體氣氛、氮氣氛等。例如,可以在氮氣氛中在600°C執(zhí)行4小時的熱處理。通過以上步驟，形成第一區(qū)域112。接下來，在其上形成第一區(qū)域112的正電極集流器200上方形成包括含有鋰和鐵的化合物的第二區(qū)域114 (圖9C)。作為形成包括含有鋰和鐵的化合物的第二區(qū)域114的方法，可以使用干式エ藝，例如PVD方法(例如濺鍍法)、真空蒸鍍法或CVD法(例如等離子體CVD法、熱CVD法或LPCVD法)。利用干式ェ藝，形成包括含有鋰和鐵的化合物的第二區(qū)域114，由此可以使包括含有鋰和鐵的化合物的第二區(qū)域114均勻且薄。因此，可以使正電極的充電和放電特性穩(wěn)定。在這ー實施例中，通過濺鍍方法形成包括例如磷酸鹽化合物的第二區(qū)域114。例如，利用包括由通式LiFey2Me1I2PO4 (Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種；y2大于O且小于或等于I)表示的物質(zhì)的靶，形成厚度為Inm到3 μ m的磷酸鹽化合物膜。優(yōu)選利用充當(dāng)對充電和放電有貢獻(xiàn)的正電極活性材料的化合物形成第二區(qū)域114，以免導(dǎo)致容量減少。在將包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域的磷酸鹽化合物用于第二區(qū)域114時，在充電和放電方面可以實現(xiàn)大容量。另ー方面，第二區(qū)域114包括鉄；于是，放電電勢降低，能量密度降低。因此，第二區(qū)域114的厚度df與正電極活性材料層201的厚度rf之比cf (cf=df/rf)越小越好。比值cf優(yōu)選大于或等于O. 005且小于或等于O. 25，更優(yōu)選大于或等于O. 01且小于或等于O. I。具體而言，第二區(qū)域的厚度優(yōu)選約為Inm到8nm。此外，在比例cf改變時可形成具有期望能量密度的正電極活性材料。在通式Lih2Fey2Me1I2PO4 (x2大于或等于O且小于或等于I ;Me是Mn、Co和Ni中的ー種或多種)中，使y2大于O且小于或等于I，優(yōu)選大于或等于O. 15且小于或等于O. 5，更優(yōu)選大于或等于O. 2且小于或等于O. 3，由此可以實現(xiàn)更高的能量密度。在本說明書中，將第一區(qū)域112和第二區(qū)域114統(tǒng)稱為正電極活性材料層201。此外，將正電極活性材料層201以及正電極活性材料層201形成于其上的正電極集流器200統(tǒng)稱為正電極202。注意，可以在形成第二區(qū)域114之后進(jìn)行熱處理。例如，熱處理能夠使包括第一區(qū)域112和第二區(qū)域114的正電極活性材料層201結(jié)晶或能夠提高結(jié)晶度。熱處理的溫度優(yōu)選設(shè)置成高于或等于450°C且低于或等于700°C。此外，可以將熱處理執(zhí)行大于或等于30分鐘且小于或等于40小時，優(yōu)選大于或等于2小時且小于或等于10小時。此外,熱處理的氣氛優(yōu)選為稀有氣體氣氛、氮氣氛等。例如,可以在氮氣氛中在600 °C下執(zhí)行4小時的熱處理。通過在形成第二區(qū)域114之后調(diào)節(jié)熱處理條件，使第一區(qū)域112中包括的元素和第二區(qū)域114中包括的元素擴散到第一區(qū)域112和第二區(qū)域114中，第一區(qū)域112和第二區(qū)域114之間的邊界變得不清楚，從而能夠形成實施例6所述的結(jié)構(gòu)(正電極活性材料層203)?？梢岳锰嫉仍谡姌O活性材料層201的表面上形成覆蓋膜。可以使用干式エ藝，例如PVD方法(例如濺鍍法)、真空蒸鍍法或CVD法(例如，等離子體CVD法、熱CVD法或LPCVD法)?；蛘?，可以使用濕式エ藝，例如涂敷法?？梢栽谛纬筛采w膜(未示出)之后執(zhí)行熱處理。注意，“活性材料”是指涉及充當(dāng)載流子的離子的插入和提取的材料并且不包括含
碳等的覆蓋層。通過以上步驟，形成了包括正電極活性材料層201的正電極202。通過這個實施例，可以減小向正電極活性材料表面中插入鋰以及從其提取鋰時的能壘。結(jié)果，能夠形成正電極202，其使得能夠使可用容量接近理論容量并利用錳、鈷和鎳中的ー種或多種的高放電電勢。(實施例10)在這ー實施例中，描述實施例5所述的電カ儲存裝置的應(yīng)用示例。
實施例5所述的電カ儲存裝置可以用于電子裝置中，例如攝像機，諸如數(shù)字?jǐn)z像機或視頻攝像機、數(shù)字相框、移動電話(也稱為蜂窩電話或蜂窩電話裝置)、便攜式游戲機、便攜式信息終端或音頻再現(xiàn)裝置。此外，可以將電カ儲存裝置用于電カ牽引車輛中，例如電車、混合電動車、火車、維修服務(wù)車、拖車、輪椅或自行車。圖IOA示出移動電話的示例。在移動電話410中，顯示部分412包括在外殼411中。外殼411具有操作按鈕413、操作按鈕417、外部連接端ロ 414、揚聲器415、麥克風(fēng)416等。此外，電カ儲存裝置418設(shè)置于外殼411中，可以通過外部連接端ロ 414對電カ儲存裝置418進(jìn)行充電。實施例5所述的電カ儲存裝置可以用作移動電話410的電カ儲存裝置418。圖IOB示出電子書終端的示例。電子書終端430包括兩個外殼，第一外殼431和第二外殼433，其用鉸鏈432彼此結(jié)合。可以用鉸鏈432為軸打開和閉合第一和第二外殼431和433。將第一顯不部分435和第二顯不部分437分別包括在第一外殼431和第二外殼433中。此外,第二外殼433具有操作按鈕439、電源開關(guān)443、揚聲器441等。此外，電カ儲存裝置444包括在第二外殼433中，可以利用電源開關(guān)443對電カ儲存裝置444進(jìn)行充電。實施例5所述的電カ儲存裝置可以用作電子書終端430的電カ儲存裝置444。圖11是電動輪椅501的透視圖。電動輪椅501包括用戶所坐的座椅503、座椅503后方提供的靠背505、座椅503前下方提供的踏腳板507、座椅503左右設(shè)置的扶手509、以及靠背505后上方提供的把手511。為扶手509之一提供控制器513,用于控制輪椅的操作。通過座椅503下方設(shè)置的框架515在座椅503前下方設(shè)置ー對前輪517，在座椅503后下方設(shè)置ー對后輪519。后輪519連接到具有電動機、制動器、齒輪等的驅(qū)動部分521。在座椅503下方提供控制部分523，包括電池、功率控制器、控制裝置等。控制部分523連接到控制器513和驅(qū)動部分521。利用用戶對控制器513的操作，驅(qū)動部分521通過控制部分523進(jìn)行驅(qū)動，控制部分523控制電動輪椅501的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等操作和速度。實施例5所述的電カ儲存裝置可以用于控制部分523的電池中?？梢岳貌褰酉到y(tǒng)由電源從外部為控制部分523的電池進(jìn)行充電。圖12示出電動車輛的示例。電動車輛650裝備有電カ儲存裝置651。電カ儲存裝置651的電カ輸出受到控制電路653的控制，電カ被供應(yīng)給驅(qū)動裝置657?？刂齐娐?53受到計算機655的控制。驅(qū)動裝置657包括單獨或與內(nèi)燃機結(jié)合的DC電動機或AC電動機。計算機655基于輸入數(shù)據(jù)向控制電路653輸出控制信號，輸入數(shù)據(jù)例如是駕駛員操作數(shù)據(jù)(例如加速、減速或停止)或電動車輛650駕駛期間的數(shù)據(jù)(例如，加檔或減檔的數(shù)據(jù)或驅(qū)動輪上的負(fù)載的數(shù)據(jù))?？刂齐娐?53根據(jù)計算機655的控制信號調(diào)節(jié)從電カ儲存裝置651供應(yīng)的電能，以控制驅(qū)動裝置657的輸出。在安裝AC電動機的情況下，還包括將直流轉(zhuǎn)換成交流的逆變器。實施例5所述的電カ儲存裝置可以用于電カ儲存裝置651的電池中?？梢酝ㄟ^插接系統(tǒng)從外部供電來進(jìn)行電カ儲存裝置651的充電。注意，在電カ牽引車輛是火車的情況下，可以通過來自架空電纜或?qū)щ娷壍碾姤?yīng)為火車進(jìn)行充電?？梢赃m當(dāng)?shù)貙⒈緦嵤├c任何其他實施例進(jìn)行組合。(實施例11)
24
在本實施例中，將參考圖13和圖14中的框圖描述將根據(jù)本發(fā)明一實施例的電カ儲存裝置用于無線饋電系統(tǒng)(以下稱為RF饋電系統(tǒng))中的示例。在每個框圖中，獨立框示出電カ接收裝置和電カ饋送裝置內(nèi)的元件，它們是按照其功能進(jìn)行分類的。不過，在實踐中，可能難以完全按照其功能將元件分開；在一些情況下，一個元件可能涉及多個功能。首先，參考圖13描述RF饋電系統(tǒng)。電カ接收裝置800是由從電カ饋送裝置900供應(yīng)的電カ驅(qū)動的電子裝置或電カ牽引車輛，可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于由電カ驅(qū)動的另一裝置。電子裝置的典型示例包括攝像機，例如數(shù)字?jǐn)z像機或視頻攝像機、數(shù)字相框、移動電話(也稱為蜂窩電話或蜂窩電話裝置)、便攜式游戲機、便攜式信息終端、音頻再現(xiàn)裝置、顯示裝置、計算機等。電カ牽引車輛的典型示例包括電動車輛、混合式電動車輛、火車、維修服務(wù)車、拖車、輪椅等。此外，電カ饋送裝置900具有向電カ接收裝置800供應(yīng)電カ的功能。在圖13中，電カ接收裝置800包括電カ接收裝置部分801和電カ負(fù)載部分810。電カ接收裝置部分801至少包括電カ接收裝置天線電路802、信號處理電路803和電カ儲存裝置804。電カ饋送裝置900包括電カ饋送裝置天線電路901和信號處理電路902。電カ接收裝置天線電路802具有接收電カ饋送裝置天線電路901發(fā)射的信號或向電カ饋送裝置天線電路901發(fā)射的信號的功能。信號處理電路803處理由電カ接收裝置天線電路802接收的信號并控制電カ儲存裝置804的充電和從電カ儲存裝置804向電カ負(fù)載部分810的供電。電カ負(fù)載部分810是從電カ儲存裝置804接收電カ并驅(qū)動電カ接收裝置800的驅(qū)動部分。電カ負(fù)載部分810的典型示例包括電動機、驅(qū)動電路等。適當(dāng)時可以將另ー電カ負(fù)載部分用作電カ負(fù)載部分810。電カ饋送裝置天線電路901具有向電カ接收裝置天線電路802發(fā)射信號或從電カ接收裝置天線電路802接收信號的功能。信號處理電路902控制電カ饋送裝置天線電路901的操作。亦即，信號處理電路902能夠控制電カ饋送裝置天線電路901發(fā)射的信號的強度、頻率等。將根據(jù)本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置用作RF饋電系統(tǒng)中的電カ接收裝置800中包括的電カ儲存裝置804。將根據(jù)本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置用在RF饋電系統(tǒng)中，電カ儲存量可以比常規(guī)電カ儲存裝置中更大。因此，無線電カ饋送的時間間隔可能更長(可以省去頻繁的饋電)。此外，借助于將根據(jù)本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置用在RF饋電系統(tǒng)中，如果可以驅(qū)動電カ負(fù)載部分810的電カ儲存量與常規(guī)電カ儲存裝置中的相同的話，可以將電力接收裝置800形成得緊湊且輕質(zhì)。因此，可以減少總成本。接下來，參考圖14描述RF饋電系統(tǒng)的另一示例。在圖14中，電カ接收裝置800包括電カ接收裝置部分801和電カ負(fù)載部分810。電カ接收裝置部分801至少包括電カ接收裝置天線電路802、信號處理電路803、電カ儲存裝置804、整流器電路805、調(diào)制電路806和電源電路807。此外，電カ饋送裝置900至少包括電カ饋送裝置天線電路901、信號處理電路902、整流器電路903、調(diào)制電路904、解調(diào)電路905和振蕩器電路906。 電カ接收裝置天線電路802具有接收電カ饋送裝置天線電路901發(fā)射的信號或向電カ饋送裝置天線電路901發(fā)射信號的功能。在電カ接收裝置天線電路802接收電カ饋送裝置天線電路901發(fā)射的信號吋，整流器電路805具有從電カ接收裝置天線電路802接收的信號產(chǎn)生直流電壓的功能。信號處理電路803具有處理由電カ接收裝置天線電路802接收的信號并控制電カ儲存裝置804的充電以及從電カ儲存裝置804向電源電路807的電カ供應(yīng)的功能。電源電路807具有將電カ儲存裝置804儲存的電壓轉(zhuǎn)換成電カ負(fù)載部分810所需電壓的功能。在從電カ接收裝置800向電カ饋送裝置900發(fā)射特定響應(yīng)時，使用調(diào)制電路806。利用電源電路807可以控制向電カ負(fù)載部分810供應(yīng)的電力。于是，可以抑制向電カ負(fù)載部分810施加過電壓，并可以減少電カ接收裝置800的劣化或擊穿。此外，利用調(diào)制電路806，可以從電カ接收裝置800向電カ饋送裝置900發(fā)射信號。因此，在判斷電カ接收裝置800中的充電量并且充了一定量的電カ時，從電カ接收裝置800向電カ饋送裝置900發(fā)射信號，從而能夠停止從電カ饋送裝置900向電カ接收裝置800饋送電力。結(jié)果，能夠不對電カ儲存裝置804完全充電，從而可以減少由于過量充電導(dǎo)致的電カ儲存裝置804的劣化或擊穿，并可以增加電カ儲存裝置804的充電次數(shù)。電カ饋送裝置天線電路901具有向電カ接收裝置天線電路802發(fā)射信號或從電カ接收裝置天線電路802接收信號的功能。在向電カ接收裝置天線電路802發(fā)射信號吋，信號處理電路902產(chǎn)生被發(fā)射到電カ接收裝置800的信號。振蕩器電路906是產(chǎn)生恒定頻率信號的電路。調(diào)制電路904具有根據(jù)信號處理電路902產(chǎn)生的信號和振蕩器電路906產(chǎn)生的恒定頻率信號向電カ饋送裝置天線電路901施加電壓的功能。于是，從電カ饋送裝置天線電路901輸出信號。另ー方面，在接收來自電カ接收裝置天線電路802的信號吋，整流器電路903具有對所接收的信號進(jìn)行整流的功能。從整流器電路903整流的信號，解調(diào)電路905提取出從電カ接收裝置800向電カ饋送裝置900發(fā)射的信號。信號處理電路902具有分析解調(diào)電路905提取的信號的功能。注意，可以在電路之間提供任何電路，只要可以進(jìn)行RF饋電即可。例如，在電カ接收裝置800接收電磁波且整流器電路805產(chǎn)生直流電壓之后，諸如直流-直流變換器或調(diào)節(jié)器(regulator)的電路可以產(chǎn)生恒定電壓。于是，可以抑制向電カ接收裝置800內(nèi)部施加過電壓。將根據(jù)本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置用作RF饋電系統(tǒng)中的電カ接收裝置800中包括的電カ儲存裝置804。將根據(jù)本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置用在RF饋電系統(tǒng)中，電カ儲存量可以比常規(guī)電カ儲存裝置中的更大。因此，無線電カ饋送的時間間隔可以更長(可以省去頻繁的饋電)。此外，借助于將根據(jù)本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置用在RF饋電系統(tǒng)中，如果可以驅(qū)動電カ負(fù)載部分810的電カ儲存量與常規(guī)電カ儲存裝置中的相同的話，則可以將電力接收裝置800形成得緊湊且輕質(zhì)。因此，可以減少總成本。注意，在將根據(jù)本發(fā)明ー實施例的電カ儲存裝置用于RF饋電系統(tǒng)中且電カ接收裝置天線電路802和電カ儲存裝置804彼此交迭時，優(yōu)選電カ接收裝置天線電路802的阻抗不被電カ儲存裝置804充放電導(dǎo)致的電カ儲存裝置804的變形和以上變形導(dǎo)致的天線變形所改變。當(dāng)天線的阻抗改變時，在一些情況下，電カ供應(yīng)不充分。例如，可以將電カ儲存裝置804放在利用金屬或陶瓷形成的電池堆中。注意，在那種情況下，電カ接收裝置天線電路802和電池堆優(yōu)選彼此分開數(shù)十微米或更多。在本實施例中，充電信號沒有頻率限制，可以具有任何頻帶，只要可以傳輸電カ即可。例如，充電信號可以具有135kHz的LF頻帶(長波)、13. 56MHz的HF頻帶、900MHz到IGHz的UHF頻帶和2. 45GHz的微波頻帶中的任意頻帶?？梢詮母鞣N方法適當(dāng)選擇信號傳輸方法，包括電磁耦合方法、電磁感應(yīng)方法、諧振方法和微波方法。為了防止由于包含水分的外物諸如雨水和泥漿導(dǎo)致的能量損耗，優(yōu)選在本實施例中使用利用低頻帶的電磁感應(yīng)方法或諧振方法，具體而言是3MHz到30MHz的短波頻率、300kHz到3MHz的中波頻率、30kHz到300kHz的長波頻率或3kHz到30kHz的超長波頻率。可以結(jié)合任意以上實施例實施本實施例。本申請基于2010年6月2日向日本專利局提交的日本專利申請No. 2010-127236和2010年6月11日向日本專利局提交的日本專利申請No. 2010-134107，其整體內(nèi)容通過引用合并于此。
權(quán)利要求
1.ー種電カ儲存裝置，包括 正電極，包括 正電極集流器；以及 在所述正電極集流器上的正電極活性材料；以及 面對所述正電極的負(fù)電扱，電解質(zhì)插入在它們之間， 其中，所述正電極活性材料包括 第一部分；以及 覆蓋所述第一部分的至少一部分的第二部分， 其中，所述第一部分比所述第二部分具有更高的鐵濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電カ儲存裝置， 其中，含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物是含有錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物，且 其中，含有鋰和鐵的化合物是含有鋰和鐵的磷酸鹽化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電カ儲存裝置，其中，含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電カ儲存裝置，其中，所述含有鋰和鐵的磷酸鹽化合物包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電カ儲存裝置，其中，所述正電極活性材料的第一部分和所述正電極活性材料的第二部分的晶格的軸方向是相同的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電カ儲存裝置，其中，所述第二部分覆蓋所述第一部分的表面的30%或更多。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電カ儲存裝置，其中，所述正電極活性材料為顆粒形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電カ儲存裝置，其中，所述正電極活性材料為膜的形式。
9.ー種電カ儲存裝置，包括 正電極，包括 正電極集流器；以及 在所述正電極集流器上的正電極活性材料；以及 面對所述正電極的負(fù)電扱，電解質(zhì)插入在它們之間， 其中，所述正電極活性材料包括 第一區(qū)域，包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物；以及 第二區(qū)域，覆蓋所述第一區(qū)域且包括含有鋰和鐵的化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電カ儲存裝置， 其中，含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物是含有錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物，且 其中，含有鋰和鐵的化合物是含有鋰和鐵的磷酸鹽化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電カ儲存裝置，其中，含有錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鋰的磷酸鹽化合物包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電カ儲存裝置，其中，含有鋰和鐵的磷酸鹽化合物包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電カ儲存裝置，其中，所述正電極活性材料的第一區(qū)域和所述正電極活性材料的第二區(qū)域的晶格的軸方向是相同的。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電カ儲存裝置，其中，所述第二區(qū)域覆蓋所述第一區(qū)域的表面的30%或更多。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電カ儲存裝置，其中，所述正電極活性材料為顆粒形式。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電カ儲存裝置，其中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域是膜形式的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電カ儲存裝置， 其中，所述正電極活性材料還包括第三區(qū)域， 其中，所述第三區(qū)域包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰的化合物；且 其中，所述第二區(qū)域覆蓋所述第三區(qū)域。
18.ー種電カ儲存裝置，包括 正電極，包括 正電極集流器；以及 在所述正電極集流器上的正電極活性材料；以及 面對所述正電極的負(fù)電扱，電解質(zhì)插入在它們之間， 其中，所述正電極活性材料是顆粒形式的， 其中，所述正電極活性材料包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的化合物， 其中，所述正電極活性材料包括一區(qū)域，所述區(qū)域包括所述正電極活性材料的表面，且 其中，所述區(qū)域的鐵濃度從所述正電極活性材料的中心到所述正電極活性材料的表面單調(diào)増大。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電カ儲存裝置，其中，含有錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鋰、鐵的化合物是磷酸鹽化合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電カ儲存裝置，其中，含有錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
21.ー種電カ儲存裝置，包括 正電極，包括 正電極集流器；以及 在所述正電極集流器上的正電極活性材料；以及 面對所述正電極的負(fù)電扱，電解質(zhì)插入在它們之間， 其中，所述正電極活性材料是膜形式的， 其中，所述正電極活性材料包括含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的化合物， 其中，所述正電極活性材料包括一區(qū)域，所述區(qū)域包括所述正電極活性材料的頂表面，且 其中，所述區(qū)域的鐵濃度從所述正電極集流器到所述正電極活性材料的頂表面單調(diào)增大。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電カ儲存裝置，其中，所述含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的化合物是磷酸鹽化合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電カ儲存裝置，其中，所述含有錳、鈷和鎳中的ー種或多種以及鋰、鐵的磷酸鹽化合物包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電力儲存裝置，包括正電極和負(fù)電極，在正電極中，正電極活性材料形成在正電極集流器上，負(fù)電極面對正電極，電解質(zhì)插入在它們之間。正電極活性材料包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域包括含有錳、鈷和鎳中的一種或多種以及鋰的化合物，第二區(qū)域覆蓋第一區(qū)域并包括含有鋰和鐵的化合物。由于正電極活性材料的淺表部分包括含鐵的第二區(qū)域，所以可以減小向正電極活性材料的表面中插入鋰和從其提取鋰時的能壘。
文檔編號H01M4/58GK102918686SQ201180026610
公開日2013年2月6日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者川上貴洋 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所