[發(fā)明專利]鋰二次電池用正極活性物質(zhì)及其利用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980161237.5
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN102576871A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 永井裕喜;后藤哲;平塚秀和
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/52
• 分類號: H01M4/52;H01M4/50
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 段承恩;田欣

1.一種鋰二次電池用正極活性物質(zhì)，是由具有鋰、鎳、鈷和錳作為必需構(gòu)成元素的層狀結(jié)構(gòu)的鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物實質(zhì)地構(gòu)成的鋰二次電池用正極活性物質(zhì)，其中，

構(gòu)成所述復(fù)合氧化物的鎳原子之中，2價的鎳原子(Ni^Ⅱ)和3價的鎳原子(Ni^Ⅲ)的摩爾組成比(Ni^Ⅲ/Ni^Ⅱ)為0.15≤(Ni^Ⅲ/Ni^Ⅱ)≤0.95。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性物質(zhì)，其中，所述復(fù)合氧化物是由以下的式子：

Li_x(Ni^Ⅱ_yNi^Ⅲ_z)_aCo_bMn_cMe_dO₂????????(1)

表示的鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物，

式(1)中的a、b、c和d是全部滿足

0.9≤a+b+c+d≤1.1、

0.9≤b/a≤1.1、

0.9≤c/b≤1.1、

0.9≤a/c≤1.1、

0≤d≤0.1的數(shù)，

x是滿足1.07≤x/(a+b+c+d)≤1.2的數(shù)，

y和z是滿足0.15≤z/y≤0.95的數(shù)，

Me是不存在或者選自Mg、Sr、Ti、Zr、V、Nb、Mo、W、B和Al中的1種或2種以上的元素。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正極活性物質(zhì)，其中，在所述式(1)中，x是滿足1.1≤x/(a+b+c+d)≤1.2的數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的正極活性物質(zhì)，其中，在所述式(1)中，y和z是滿足0.25≤z/y≤0.95的數(shù)。

5.一種制造方法，是制造鋰二次電池用正極活性物質(zhì)的方法，所述鋰二次電池用正極活性物質(zhì)由具有鋰、鎳、鈷和錳作為必需構(gòu)成元素的層狀結(jié)構(gòu)的鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物實質(zhì)地構(gòu)成，該制造方法包括以下的工序：

準備包含鋰供給源、鎳供給源、鈷供給源和錳供給源的復(fù)合氧化物制造用起始原料的工序，其中，該起始原料被調(diào)制為鋰(Li)和其他的全部的構(gòu)成金屬元素的合計(M_all)的摩爾比(Li/M_all)成為1.07≤Li/M_all≤1.2；和

通過將所述起始原料以最高燒成溫度被設(shè)定在700℃～1000℃的范圍內(nèi)的條件進行燒成，來生成特征為鎳原子的至少一部分為3價的鎳原子(Ni^Ⅲ)的所述復(fù)合氧化物的工序。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其中，

所述復(fù)合氧化物是由以下的式子：

Li_x(Ni^Ⅱ_yNi^Ⅲ_z)_aCo_bMn_cMe_dO₂????????(1)

表示的鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物，

式(1)中的a、b、c和d是全部滿足

0.9≤a+b+c+d≤1.1、

0.9≤b/a≤1.1、

0.9≤c/b≤1.1、

0.9≤a/c≤1.1、

0≤d≤0.1的數(shù)，

x是滿足1.07≤x/(a+b+c+d)≤1.2的數(shù)，

y和z是滿足0.15≤z/y≤0.95的數(shù)，

Me是不存在或者選自Mg、Sr、Ti、Zr、V、Nb、Mo、W、B和Al中的1種或2種以上的元素，

以被設(shè)定使得通過所述燒成而生成由該式(1)所示的復(fù)合氧化物的摩爾比，調(diào)制包含鋰供給源、鎳供給源、鈷供給源和錳供給源的所述起始原料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，在所述式(1)中，x是滿足1.1≤x/(a+b+c+d)≤1.2的數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5～7的任一項所述的制造方法，其中，將所述起始原料在被設(shè)定于700℃以上且低于800℃的溫度范圍內(nèi)的中間燒成溫度進行燒成，接著，升溫到被設(shè)定于800℃～1000℃的溫度范圍內(nèi)的最高燒成溫度進行燒成。