[發明專利]非水系電解質二次電池用正極活性物質及其制造方法、以及非水系電解質二次電池

有效

• 申請號: 201480063216.0
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN105765770B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 金田治輝;大下寬子;高木正徳;牛尾亮三
• 申請（專利權）人: 住友金屬礦山株式會社
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;C01G53/00;H01M4/505
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，所述非水系電解質二次電池用正極活性物質包含鋰過渡金屬復合氧化物，所述鋰過渡金屬復合氧化物以通式Li_dNi_1-a-b-cCo_aM_bNb_cO₂表示，且由多晶結構的顆粒構成，其中，0.03≤a≤0.35、0≤b≤0.10、0.001≤c≤0.05、0.95≤d≤1.20、M為選自Mn、V、Mg、Ti及Al中的至少1種元素，所述正極活性物質的比表面積為0.9～4.0m²/g，微晶直徑為10～150nm，鋰以外的堿金屬含量為20質量ppm以下，晶界與粒內的鈮濃度的比為4倍以下，

所述制造方法包括下述工序：

析晶工序，在至少含鎳和鈷的混合水溶液中加入堿性水溶液進行析晶，得到以通式Ni_1-a’-b’Co_a’M_b’(OH)₂表示的含鎳氫氧化物，其中，0.03≤a’≤0.35、0≤b’≤0.10、M為選自Mn、V、Mg、Ti及Al中的至少1種元素；

混合工序，將所述含鎳氫氧化物、鋰化合物、以及平均粒徑為0.1～10μm的鈮化合物混合，得到鋰混合物；及

焙燒工序，將所述鋰混合物在氧化氣氛中在700～840℃下焙燒，得到所述鋰過渡金屬復合氧化物。

2.根據權利要求1所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，在所述析晶工序中，在所述至少含鎳和鈷的混合水溶液中添加所述堿性水溶液進行析晶后，用M覆蓋所得到的析晶物，得到所述含鎳氫氧化物。

3.根據權利要求1或2所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，所述鈮化合物為鈮酸或氧化鈮。

4.根據權利要求1或2所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，在所述混合工序之前，包括對所述含鎳氫氧化物在105～800℃的溫度下進行熱處理的熱處理工序，在所述混合工序中，將通過所述熱處理得到的含鎳氫氧化物和/或含鎳氧化物、所述鋰化合物以及所述鈮化合物混合，得到鋰混合物。

5.根據權利要求1或2所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，所述鋰化合物為氫氧化鋰。

6.根據權利要求4所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，所述鋰化合物為氫氧化鋰。

7.根據權利要求5所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，所述氫氧化鋰為含水率5質量％以下的無水氫氧化鋰。

8.根據權利要求6所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，所述氫氧化鋰為含水率5質量％以下的無水氫氧化鋰。

9.根據權利要求5所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，在所述焙燒工序前，包括如下干燥工序：將通過所述混合工序得到的鋰混合物干燥，使鋰混合物中的氫氧化鋰成為含水率5質量％以下的無水氫氧化鋰。

10.根據權利要求6所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，在所述焙燒工序前，包括如下干燥工序：將通過所述混合工序得到的鋰混合物干燥，使鋰混合物中的氫氧化鋰成為含水率5質量％以下的無水氫氧化鋰。

11.根據權利要求1、2、6～10中任一項所述的非水系電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于，在所述焙燒工序后，包括如下水洗工序：將所述鋰過渡金屬復合氧化物以相對于1L水為100～2000g/L的比例制成漿料，并進行水洗。