[發明專利]非水電解質二次電池用正極活性物質前驅體

有效

• 申請號: 201780080280.3
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN110114917B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 田代賢次;高木正德
• 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: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;金鮮英

本發明提供一種非水電解質二次電池用正極活性物質前驅體，該非水電解質二次電池用正極活性物質前驅體是流動因子為10以上20以下的復合金屬氫氧化物。

技術領域

本發明涉及一種非水電解質二次電池用正極活性物質前驅體。

背景技術

近年來，隨著便攜式電話、筆記本型個人計算機等便攜式電子設備的普及，需要開發具有高能量密度的小型且輕量化的二次電池。另外，作為以混合動力汽車為首的電動汽車用的電池，還需要開發高輸出的二次電池。作為滿足此類需求的非水電解質二次電池，存在鋰離子二次電池。

鋰離子二次電池由負極、正極、電解液等構成，對于負極及正極的活性物質，使用能夠使鋰脫出和嵌入的材料。

對于使用鋰復合氧化物作為正極材料的鋰離子二次電池，特別是對于使用合成較容易的鋰鈷復合氧化物作為正極材料的鋰離子二次電池，由于能夠得到4V級的高電壓，因此期待將其用作具有高能量密度的電池，其應用化正在進展。對于使用鋰鈷復合氧化物的電池，至今已經進行了大量的為了獲得優異初始容量特性或循環特性的開發，并已經獲得了各種成果。

然而，由于鋰鈷復合氧化物使用價格昂貴的鈷化合物作為原料，因此使用該鋰鈷復合氧化物的電池的每單位容量的單價較鎳氫電池大幅升高，可適用的用途被極大限制。

因此，對于便攜式設備用的小型二次電池、或者蓄電用或電動汽車用等的大型二次電池來說，非常期待能夠降低正極材料的成本，并能夠制造更廉價的鋰離子二次電池，可以說其實現在工業上具有重大意義。

作為鋰離子二次電池用活性物質的新的材料，可以舉出使用了比鈷更廉價的鎳的鋰鎳復合氧化物。該鋰鎳復合氧化物由于顯示出比鋰鈷復合氧化物更低的電化學勢，因此難以引起因電解液的氧化而分解的問題，能夠期待更高的容量，并顯示出與鈷系同樣高的電池電壓，因而正在積極地進行開發。

然而，在以僅純粹由鎳所合成的鋰鎳復合氧化物作為正極材料來制作鋰離子二次電池的情況下，存在與鈷系相比循環特性較差、以及因在高溫環境下使用或保存使得電池性能較易受損的缺點。因此，通常已知以鈷或鋁來取代一部分鎳的鋰鎳復合氧化物。

關于鋰鈷復合氧化物或鋰鎳復合氧化物等非水電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，以往提出了各種方法。例如提出了一種非水電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其將鎳復合氧化物等非水電解質二次電池用正極活性物質前驅體與鋰化合物混合，并對所得到的混合物進行燒成。

例如在專利文獻1中公開了一種非水電解質二次電池用正極活性物質的制造方法，其特征在于具有：析晶工序，在Ni鹽和M鹽的混合水溶液中添加堿性溶液，使Ni和M的氫氧化物共同沉淀，對所得到的沉淀物進行過濾、洗滌、干燥，得到鎳復合物氫氧化物Ni_xM_1-x(OH)₂；燒成工序，以Li相對于Ni和M的總和的摩爾比Li/(Ni+M)為1.00～1.15的方式將所得到的鎳復合物氫氧化物Ni_xM_1-x(OH)₂和鋰化合物混合，并進一步以700℃以上1000℃以下的溫度對該混合物進行燒成，從而獲得該鋰鎳復合氧化物；以及洗滌工序，對所得到的鋰鎳復合氧化物進行洗滌處理。

另外，在專利文獻1中還公開了在該析晶工序之后、該燒成工序之前具有氧化焙燒工序，在空氣氣氛中以低于800℃的溫度對在該析晶工序中所得到的鎳復合物氫氧化物Ni_xM_1-x(OH)₂進行1小時以上的焙燒，從而獲得復合氧化物。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本發明專利申請公布第2012-119093號公報

發明內容

本發明要解決的問題