[發明專利]非水電解質二次電池、Li-Ni復合氧化物粒子粉末及制造方法

有效

• 申請號: 201510089308.2
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN104810517B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 菊谷和彥;佐佐木修;山時照章;山本博司
• 申請（專利權）人: 戶田工業株式會社
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/36;H01M10/052;C01G51/00;C01G45/12;C01G53/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本發明提供了充放電容量較大、充電時的熱穩定性優良的非水電解質二次電池用Li?Ni復合氧化物粒子粉末。上述課題通過在作為核的二次粒子的構成為Li_x1Ni_1?y1?z1?w1Co_y1Mn_z1M_w1O₂(0.9≤x1≤1.3，0.1≤y1≤0.3，0.0≤z1≤0.3，0≤w1≤0.1，M為Al、Fe中選擇的至少一種金屬)的Li?Ni復合氧化物中，在粒子表面覆蓋或者存在構成為Li_x2Ni_1?y2?z2?w2Co_y2Mn_z2M_w2O₂(0.9≤x2≤1+z2，0≤y2≤0.33，0≤z2≤0.5，0≤w2≤0.1，M為Al、Fe、Mg、Zr、Ti中選擇的至少一種金屬)的Li?Ni復合氧化物的非水電解質二次電池用Li?Ni復合氧化物粒子粉末而解決。

本案是申請日為2008年3月5日、申請號為200880006336.1(國際申請號為PCT/JP2008/000454)的名為“非水電解質二次電池用Li-Ni復合氧化物粒子粉末及其制造方法、以及非水電解質二次電池”的申請的分案申請

技術領域

本發明涉及充放電容量大、充電時的熱穩定性優良的非水電解質二次電池用Li-Ni復合氧化物粒子粉末。

背景技術

近年來，AV設備和個人計算機等電子設備的便攜化、無線化突飛猛進，作為上述的驅動用電源，對小型、輕量并且具有高能量密度的二次電池的要求提高。此外，由于近年來對地球環境的考慮，進行了電動汽車、混合動力汽車的開發和應用化，作為大型用途對保存特性優良的鋰離子二次電池的要求提高。在這樣的狀況下，具有充放電容量大、保存特性良好的優點的鋰離子二次電池被關注。

現在，作為對具有4V級的電壓的高能量型的鋰離子二次電池有效的正極活性物質，尖晶石結構的LiMn₂O₄、鋸齒層狀結構的LiMnO₂、層狀巖鹽結構的LiCoO₂、LiNiO₂等一般為人們所公知，其中使用LiNiO₂的鋰離子二次電池作為具有高放電容量的電池被關注。但是，由于該材料充電時的熱穩定性和充放電循環耐久性較差，需要進一步的特性改善。

即，LiNiO₂除去鋰時，Ni³⁺變為Ni⁴⁺，發生姜-泰勒畸變，以在除去鋰0.45的區域由六方晶變換為單斜晶，進一步除去時由單斜晶變為六方晶的方式變化結晶結構。因此，由于反復進行充放電反應，存在結晶結構變得不穩定，周期特性變差，此外因氧放出導致發生與電解液的反應，電池的熱穩定性和保存特性變差的特征。為了解決該課題，進行了對LiNiO₂的Ni的一部分添加Co和Al的材料的研究，但至今為止仍然沒有獲得解決上述課題的材料，需要結晶性更高的Li-Ni復合氧化物。

此外，在Li-Ni復合氧化物的制造方法中，為了獲得填充性高結晶結構穩定的Li-Ni復合氧化物，需要使用控制物性、結晶性、雜質量的Ni復合氫氧化物粒子，在不對Li位置混入Ni²⁺的條件下進行燒成。

即，作為非水電解質二次電池用的正極活性物質，需要填充性高、結晶結構穩定、充電狀態的熱穩定性優良的Li-Ni復合氧化物。