[發明專利]鋰二次電池用正極活性物質、其制造方法和鋰二次電池

無效

• 申請號: 201080052770.0
• 申請日: 2010-11-25
• 公開（公告）號: CN102668187A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 菊池政博
• 申請（專利權）人: 日本化學工業株式會社
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;C01G53/00;H01M4/36;H01M4/505
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及鋰二次電池用正極活性物質，和使用該鋰二次電池用正極活性物質的鋰二次電池，該鋰二次電池特別是循環特性、負荷特性和安全性優異。

背景技術

目前，作為鋰二次電池的正極活性物質，能夠使用鈷酸鋰。但是，鈷為稀有金屬，因此，開發了鈷的含有率低的鋰鎳錳鈷類復合氧化物（例如，參照專利文獻1～3）。

以該鋰鎳錳鈷類復合氧化物作為正極活性物質的鋰二次電池，已知通過調制復合氧化物中所含的鎳、錳、鈷的原子比，能夠低成本化，對安全性的要求也優異，但還期望進一步提高循環特性、負荷特性和安全性。

此外，下述專利文獻4、5中，提出了以規定了碳酸根離子濃度的、碳酸化的Li過剩層狀鋰鎳復合氧化物作為正極活性物質使用的方案，但是，對于使用本發明的由特定組成構成的鋰鎳錳鈷類復合氧化物的方面，沒有任何記載，也沒有啟示。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平04-106875號公報

專利文獻2：國際公開第2004/092073號小冊子

專利文獻3：日本特開2005-25975號公報

專利文獻4：日本特開2004-335345號公報

專利文獻5：日本特開2009-4311號公報

發明內容

發明所要解決的課題

本發明的發明者們對上述情況進行潛心研究的結果，發現將鋰復合氧化物作為正極活性物質的鋰二次電池，安全性優異，該鋰復合氧化物在具有特定組成的鋰鎳錳鈷類復合氧化物中以特定范圍含有特定的金屬原子。并且發現通過將該鋰復合氧化物的顆粒表面存在的Li₂CO₃量調整到特定范圍，特別是鋰二次電池的高溫時的容量維持率能夠大幅度提高，從而完成了本發明。

即，本發明的目的在于提供使用鋰鎳錳鈷類復合氧化物的鋰二次電池用正極活性物質、工業上有利地制造該正極活性物質的方法和使用該正極活性物質的鋰二次電池，該鋰鎳錳鈷類復合氧化物能夠向鋰二次電池賦予特別優異的循環特性、負荷特性、還有安全性，該鋰二次電池特別是循環特性、負荷特性和安全性優異。

用于解決課題的方法

本發明提供的第一發明為一種鋰二次電池用正極活性物質，其特征在于，其為在通式（1）所示的鋰鎳錳鈷類復合氧化物中含有0.1摩爾%以上且小于5摩爾%的選自Mg、Al、Ti、Cu和Zr中的1種或2種以上的金屬原子（Me）的鋰復合氧化物，在顆粒表面存在的Li₂CO₃量為0.05～0.20重量%，

Li_xNi_yMn_zCo_1-y-zO_1+x????（1）

（式中，x表示1.02≤x≤1.25，y表示0.30≤y≤0.40，z表示0.30≤z≤0.40。）。

此外，本發明提供的第二發明為一種鋰二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，包括：以Li/（Ni+Mn+Co+Me）的原子比為1.02～1.25且Me/（Ni+Mn+Co）的原子比為0.001以上小于0.05的方式，混合（a）鋰化合物、（b）通式Ni_yMn_zCo_1-y-z(OH)₂（式中，y表示0.30≤y≤0.40，z表示0.30≤z≤0.40）所示的復合氫氧化物、和（c）含有選自Mg、Al、Ti、Cu和Zr中的1種或2種以上的金屬原子（Me）的化合物的第一工序；然后將所得到的混合物在800～1000℃進行燒制，得到鋰復合氧化物的第二工序。

此外，本發明提供的第三發明為一種鋰二次電池，其特征在于，使用上述第一發明的鋰二次電池用正極活性物質。

發明的效果

根據本發明，能夠提供一種鋰二次電池，其使用包含鋰鎳錳鈷類復合氧化物的正極活性物質，且具有優異的循環特性、負荷特性和安全性。特別是在本發明中，能夠提供在高溫下循環特性也優異的鋰二次電池。

此外，根據該鋰二次電池用正極活性物質的制造方法，能夠以工業上有利的方法制造該正極活性物質。

附圖說明

圖1為復合氫氧化物試樣A的X射線衍射圖。

圖2為復合氫氧化物試樣B的X射線衍射圖。

圖3為實施例3所得到的鋰復合氧化物的X射線衍射圖。