[發(fā)明專利]活性物質(zhì)的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010134564.6
• 申請(qǐng)日: 2010-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN101841026A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佐野篤史;大槻佳太郎;宮木陽輔;高橋毅;樋口章二
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TDK株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/1397
• 分類號(hào): H01M4/1397;H01G9/042
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及活性物質(zhì)的制造方法。

背景技術(shù)

以LiMPO₄(式中，M表示選自Fe、Mn、Co、Ni以及VO中的一種)表示的橄欖石(olivine)型構(gòu)造的金屬氧化物因?yàn)槠涓甙踩裕宰鳛殇囯x子二次電池用的正極活性物質(zhì)而被關(guān)注。其中尤其是對(duì)LiFePO₄的研究開發(fā)正在不斷進(jìn)行(參照日本特開2004-95386號(hào)公報(bào)、日本特開2008-66019號(hào)公報(bào)、日本特開2008-130526號(hào)公報(bào))。

LiFePO₄的電子傳導(dǎo)率為10^-8Scm^-1左右，與其他一般的正極活性物質(zhì)相比較，并不一定高。另外，LiFePO₄的粒子傳導(dǎo)性與其他一般的正極活性物質(zhì)相比較，也不一定高。因此，在將LiFePO₄作為正極活性物質(zhì)使用的鋰離子二次電池中，存在著相對(duì)于理論容量而得不到足夠的放電容量，與使用其他一般的正極活性物質(zhì)的情況相比較，比率特性較低的問題。

作為提高LiFePO₄的電子傳導(dǎo)性的方法，雖然可以列舉LiFePO₄的微細(xì)化或者與碳的復(fù)合化等，但是即使是這些方法，也不能夠充分地解決上述的問題。

也考慮通過LiFePO₄的合成方法來控制LiFePO₄的電子傳導(dǎo)性或者離子傳導(dǎo)性。例如，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)由水熱合成法形成的LiFePO₄對(duì)應(yīng)于水熱合成時(shí)的起始原料的pH值，其結(jié)晶構(gòu)造發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)于結(jié)晶構(gòu)造而顯示出不同的電子傳導(dǎo)性或者離子傳導(dǎo)性。但是，由水熱合成法形成的LiFePO₄的結(jié)晶構(gòu)造容易變得部分不均勻。因此，以提高LiFePO₄的電子傳導(dǎo)性或者離子傳導(dǎo)性的方式控制LiFePO₄的結(jié)晶構(gòu)造，并不是容易的。

作為除了水熱合成法之外的LiFePO₄的制造方法，雖然可以列舉固相法、濕式法或者溶膠凝膠法等的多種方法，但是，即使在使用其中任意的方法的情況下，也不能夠充分地解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，以提供一種可形成在放電容量方面表現(xiàn)卓越的電化學(xué)元件的活性物質(zhì)的制造方法為目的。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明所涉及的活性物質(zhì)的制造方法具備以下工序：在反應(yīng)器內(nèi)加熱包含有鋰化合物、含有選自Fe、Mn、Co、Ni以及V中的一種的金屬化合物、磷化合物、以及水的混合物，并且使反應(yīng)器的內(nèi)部與外部氣體相連通而使反應(yīng)器的內(nèi)壓保持在0.3MPa以下，在混合物的溫度達(dá)到100～150℃的時(shí)候密閉反應(yīng)器的水熱合成工序；以及對(duì)水熱合成工序后的混合物進(jìn)行燒成的燒成工序。

在上述本發(fā)明中，在水熱合成工序中，在反應(yīng)器內(nèi)加熱混合物，并且使反應(yīng)器的內(nèi)部與外部氣體相連通而使反應(yīng)器的內(nèi)壓保持在0.3MPa以下。然后，在混合物的溫度達(dá)到100～150℃的時(shí)候密閉反應(yīng)器，從而使反應(yīng)器的內(nèi)壓急劇上升，并在內(nèi)壓大于0.3MPa的同時(shí)，混合物的溫度也急劇上升。其結(jié)果，在本實(shí)施方式中，可以獲得在離子傳導(dǎo)性方面表現(xiàn)卓越的活性物質(zhì)(LiMPO₄)。在將由上述本發(fā)明所獲得的活性物質(zhì)作為正極活性物質(zhì)使用的電化學(xué)元件中，與使用由現(xiàn)有的制造方法所獲得的活性物質(zhì)的情況相比較，放電容量增加。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可形成在放電容量方面表現(xiàn)卓越的電化學(xué)元件的活性物質(zhì)的制造方法。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的水熱合成工序中的反應(yīng)器內(nèi)的混合物的溫度以及反應(yīng)器的內(nèi)壓的隨著時(shí)間的變化的圖表。

圖2是表示比較例1的水熱合成工序中的反應(yīng)器內(nèi)的混合物的溫度以及反應(yīng)器的內(nèi)壓的隨著時(shí)間的變化的圖表。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施方式所涉及的活性物質(zhì)的制造方法具備以下工序：在反應(yīng)器內(nèi)加熱包含有鋰化合物、含有選自Fe、Mn、Co、Ni以及V中的一種的金屬化合物、磷化合物、以及水的混合物，并且使反應(yīng)器的內(nèi)部與外部氣體相連通而使反應(yīng)器的內(nèi)壓保持在0.3MPa以下，在混合物的溫度達(dá)到100～150℃的時(shí)候密閉反應(yīng)器的水熱合成工序；以及對(duì)水熱合成工序后的混合物進(jìn)行燒成的燒成工序。