[發明專利]鋰離子二次電池用正極活性物質復合材料的制造方法

在審

• 申請號: 202010013073.X
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111430682A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 橫山友宏
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張智慧

本發明涉及鋰離子二次電池用正極活性物質復合材料的制造方法。在此公開的鋰離子二次電池用正極活性物質復合材料的制造方法包括：制備包含構成正極活性物質復合材料的正極活性物質和無機磷化合物的固體成分率為90質量％以上的混合物的工序(混合物制備工序S10)；和將混合物在規定的攪拌速度以上攪拌，利用在正極活性物質的表面存在的鋰化合物的至少一部分和無機磷化合物在該正極活性物質的表面形成由鋰磷酸鹽構成的被覆物的工序(被覆物形成工序S20)。其中，正極活性物質復合材料由正極活性物質和在該正極活性物質的表面形成的被覆物構成。

相關申請的交叉引用

本申請要求基于2019年1月9日申請的日本專利申請第2019-001573號的優先權，將該申請的全部內容作為參照并入本說明書中。

技術領域

本發明涉及用于鋰離子二次電池的正極活性物質復合材料的制造方法。詳細地說，涉及包含正極活性物質和在該正極活性物質的表面形成的被覆物的正極活性物質復合材料的制造方法。

背景技術

鋰離子二次電池與現有的電池相比，質量輕且能量密度高，因此近年來優選用作個人電腦和便攜終端等的所謂便攜電源，進而用作車輛驅動用電源。特別是，期待著鋰離子二次電池作為電動汽車(EV)、混合動力汽車(HV)、插入式混合動力汽車(PHV)等車輛的驅動用高輸出電源的日益普及。

作為這種鋰離子二次電池中使用的正極活性物質材料的一個形態，研究在構成正極活性物質材料的正極活性物質的表面形成了被覆物(包含被覆膜、被覆層。下同。)的材料，目前為止實現了電池性能的提高等各種目的。

具體地，例如在JP2014-116111A中公開了在正極活性物質的表面形成了由氧化鋁(Al₂O₃)等構成的無機層(被覆物)的正極活性物質材料。通過形成該無機層(被覆物)，改造正極活性物質的表面形狀，抑制電阻的增大。認為由此具備該正極活性物質材料的鋰離子二次電池的循環容量維持率提高。

另一方面，在JP2016-51566A中公開了在正極活性物質的表面形成了鋰磷酸鹽(具體地，Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃)作為被覆物的正極活性物質材料。在具備這樣的正極活性物質材料的鋰離子二次電池中，上述被覆物將正極活性物質和電解液絕緣，從而能夠抑制它們的接觸引起的電解液的分解。因此，認為該鋰離子二次電池的循環容量維持率等提高。

另外，鋰磷酸鹽可作為電池反應中的鋰離子的供給源發揮功能。因此，已知在作為被覆物形成了鋰磷酸鹽的正極活性物質材料中，能夠以良好的狀態維持鋰離子的插入/脫離效率，即，能夠防止正極活性物質的界面電阻的增大。

發明內容

但是，對于在正極活性物質的表面形成由鋰磷酸鹽構成的被覆物的方法，在上述2個專利文獻中所公開的現有技術中尚有改善的余地。

在JP2014-116111A中記載了所謂的化學蒸鍍法。在化學蒸鍍法中，例如將構成被覆物的物質的元素源的蒸氣階段性地供給至活性物質，在活性物質表面形成目標物質(即，被覆物)。因此，被覆物的形成效率低，進而在活性物質表面容易產生被覆物的分散不均。

另一方面，在JP2016-51566A中公開了下述技術：將目標物質(鋰磷酸鹽)直接供給至正極活性物質，采用所謂的機械化學處理在該正極活性物質的表面形成被覆物。由于鋰磷酸鹽結晶性高、較硬，因此通過直接供給至正極活性物質，在機械化學處理中正極活性物質可能發生破損。另外，難以從鋰磷酸鹽的結晶中放出鋰離子。因此，在正極活性物質的表面形成由結晶性的鋰磷酸鹽構成的被覆物時，起因于此，正極活性物質材料中的鋰離子的插入/脫離效率降低，界面電阻有可能增大。由于也可能會成為電池性能降低的主要因素，因此并不優選。