[發(fā)明專利]非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)及其制造方法、以及非水系電解質(zhì)二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580041492.1
• 申請(qǐng)日: 2015-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN107078292B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井之上勝哉;戶屋廣將
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 住友金屬礦山株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/525
• 分類號(hào): H01M4/525;H01M4/505;H01M4/36
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)，其特征在于，其包含：以通式：Li_1+sNi_xCo_yMn_zM_tO₂表示的具有層狀結(jié)構(gòu)的六方晶系鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物顆粒，所述六方晶系鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物顆粒由一次顆粒聚集而得到的二次顆粒構(gòu)成，

其中，式中的s為-0.05≤s≤0.20、x為0.1≤x≤0.7、y為0.1≤y≤0.5、z為0.1≤z≤0.5、t為0≤t≤0.05的范圍內(nèi)，且滿足x+y+z+t＝1；另外，式中的M表示選自Ca、Mg、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中的至少1種以上的添加元素；

所述二次顆粒包含高錳濃度的外殼部和比外殼部的錳濃度低的低錳濃度的中心部，構(gòu)成該二次顆粒的高錳濃度的外殼部的所述一次顆粒包含低錳濃度的外周部和高錳濃度的內(nèi)部，該一次顆粒的內(nèi)部的錳濃度相對(duì)于外周部的錳濃度之比為1.5～2.5。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)，其特征在于，所述二次顆粒的中心部的錳濃度相對(duì)于外殼部的錳濃度之比為0.3～0.7。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)，其特征在于，平均粒徑為3μm～20μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)，其特征在于，所述一次顆粒的平均粒徑為0.2μm～0.5μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)，其特征在于，作為表示粒度分布寬度的指標(biāo)的[(d90-d10)/平均粒徑]為0.60以下。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)，其特征在于，所述二次顆粒在中心部具有空隙。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)的制造方法，其特征在于，其為使用以通式：

Ni_xCo_yMn_zM_t(OH)_2+α表示的鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物顆粒而成的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)的制造方法，

其中，式中的x為0.1≤x≤0.7、y為0.1≤y≤0.5、z為0.1≤z≤0.5、t為0≤t≤0.05的范圍內(nèi)，且滿足x+y+z+t＝1；另外，式中的M表示選自Ca、Mg、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中的至少1種以上的添加元素；

所述制造方法具有如下工序：

析晶工序，得到所述鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物顆粒；

混合工序，以使鋰的原子數(shù)相對(duì)于鋰以外的金屬元素的原子數(shù)的總計(jì)之比變?yōu)?.95～1.20的方式在所述鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物顆粒中混合鋰化合物而得到鋰混合物；和

焙燒工序，將所述鋰混合物在氧化性氣氛中從室溫歷時(shí)0.5小時(shí)～1.5小時(shí)升溫至400℃～550℃并保持1小時(shí)～5小時(shí)、進(jìn)而歷時(shí)0.5小時(shí)～1.0小時(shí)升溫至850℃～950℃并保持1小時(shí)～5小時(shí)而得到鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物顆粒。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)的制造方法，其特征在于，在所述混合工序之前還具有將所述鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物顆粒以105℃～150℃進(jìn)行熱處理的熱處理工序。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)的制造方法，其特征在于，其還具有將所述焙燒工序中得到的鋰鎳鈷錳復(fù)合氧化物顆粒進(jìn)行破碎的破碎工序。

10.一種非水系電解質(zhì)二次電池，其特征在于，其具有正極、負(fù)極、分隔件和非水系電解質(zhì)，

所述正極使用權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)。