[發明專利]鋰離子二次電池、正極活性物質和其制造方法

有效

• 申請號: 201880055050.6
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN111052463B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 高野秀一;軍司章;所久人;中島源衛;遠山達哉;高橋心
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;C01G53/00;H01M4/505
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 陳冠欽

1.鋰離子二次電池用正極活性物質，其包含由下述式(1)表示的鋰復合化合物的一次粒子和上述鋰復合化合物的一次粒子聚集而成的二次粒子，

上述一次粒子的平均粒徑D₁和上述二次粒子的平均粒徑D₂之比D₁/D₂為0.006以上且0.25以下，

比表面積為0.2m²/g以上且1.0m²/g以下，

碳酸鋰的量為0.086質量％以上0.3質量％以下，

上述二次粒子的破壞強度為40MPa以上，

上述二次粒子的長寬比為0.6以上且1.0以下，

上述二次粒子的通過水銀壓入法求出的細孔徑0.1μm以上且0.5μm以下的范圍內的開氣孔容積率為不到7％，

Li_1+aNi_xCo_yM1_1-x-y-zM2_zO_2+α···(1)

其中，上述式(1)中，M1為選自Mn和Al中的至少一種元素，M2為選自Mg、Ti、Zr、Mo和Nb中的至少一種元素，a、x、y、z和α是滿足0.02≤a≤0.2、0.7≤x＜1.0、0≤y＜0.3、0≤z≤0.25、0＜1-x-y-z＜0.3、-0.2≤α≤0.2的數。

2.權利要求1所述的鋰離子二次電池用正極活性物質，其中，碳酸鋰的量為0.15質量％以下，上述二次粒子的破壞強度為60MPa以上。

3.權利要求1或權利要求2所述的鋰離子二次電池用正極活性物質，其中，上述二次粒子的長寬比為0.92以上且0.95以下。

4.權利要求1或權利要求2所述的鋰離子二次電池用正極活性物質，其中，水分率為500ppm以下。

5.權利要求1至權利要求4的任一項所述的鋰離子二次電池用正極活性物質的制造方法，其具有：

混合工序，將碳酸鋰和分別包含下述式(1)中的Li以外的金屬元素的化合物混合，得到混合物；和

燒成工序，燒成上述混合物，得到由下述式(1)表示的鋰復合化合物；

上述燒成工序具有：

第一熱處理工序，將上述混合物在200℃以上且400℃以下的熱處理溫度下熱處理0.5小時以上且5小時以下，得到第一前體；

第二熱處理工序，將上述第一前體在450℃以上且800℃以下的熱處理溫度下、在氣氛的二氧化碳濃度為5％以下的氧化性氣氛下熱處理0.5小時以上且50小時以下，使碳酸鋰的92質量％以上反應，得到第二前體；

第三熱處理工序，將上述第二前體在755℃以上且900℃以下的熱處理溫度下、在氣氛的二氧化碳濃度為5％以下的氧化性氣氛下熱處理0.5小時以上且50小時以下，得到上述鋰復合化合物；和

封入工序，在上述燒成工序后，將碳酸鋰的量為0.086質量％以上0.3質量％以下且使水分率成為了500ppm以下的鋰復合化合物封入非活性氣體氣氛或高真空度的減壓氣氛的保存用容器；

Li_1+aNi_xCo_yM1_1-x-y-zM2_zO_2+α···(1)

其中，上述式(1)中，M1為選自Mn和Al中的至少一種元素，M2為選自Mg、Ti、Zr、Mo和Nb中的至少一種元素，a、x、y、z和α是滿足0.02≤a≤0.2、0.7≤x＜1.0、0≤y＜0.3、0≤z≤0.25、0＜1-x-y-z＜0.3、-0.2≤α≤0.2的數。

6.權利要求5所述的鋰離子二次電池用正極活性物質的制造方法，其中，在上述燒成工序后，進一步具有水洗上述鋰復合化合物的水洗工序和將經水洗的上述鋰復合化合物干燥的干燥工序，

在上述干燥工序后，將碳酸鋰的量為0.3質量％以下且使水分率成為了500ppm以下的鋰復合化合物封入上述保存用容器。