锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极和锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及锂二次电池用正极活性物质，其含有由通式(1)表示的锂金属复合氧化物粉末，上述锂金属复合氧化物由一次粒子和上述一次粒子凝聚而形成的二次粒子构成，上述锂二次电池用正极活性物质的BET比表面积为1m

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极和锂二次电池
本专利技术涉及锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极和锂二次电池。本申请基于2016年8月31日在日本提出申请的日本特愿2016－169816号主张优先权，将其内容援引于此。
技术介绍
锂复合氧化物作为锂二次电池用正极活性物质使用。锂二次电池已经不仅是手机用途、笔记本电脑用途等的小型电源，而且在汽车用途、电力储存用途等的中型或大型电源中也正在推进实用化。为了提高初期放电容量等锂二次电池的性能，进行了着眼于锂二次电池用正极活性物质的粒子强度的尝试(例如专利文献1～6)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001－80920号公报专利文献2：日本特开2004－335152号公报专利文献3：国际公开第2005/124898号公报专利文献4：日本特开2007－257985号公报专利文献5：日本特开2011－119092号公报专利文献6：日本特开2013－232318号公报
技术实现思路
在锂二次电池的应用领域的扩大推进的过程中，对锂二次电池的正极活性物质要求初次充放电效率的进一步提高。然而，在如上述专利文献1～6所记载的锂二次电池用正极活性物质中，从提高初次充放电效率的观点出发尚有改良的余地。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供初次充放电效率优异的锂二次电池用正极活性物质、使用上述锂二次电池用正极活性物质的锂二次电池用正极和具有上述锂二次电池用正极的锂二次电池。即，本专利技术包含下述[1]～[9]的专利技术。[1]一种锂二次电池用正极活性物质，含有由通式(1)表示的锂金属复合氧化物粉末，上述锂金属复合氧化物粉末由一次粒子和上述一次粒子凝聚而形成的二次粒子构成，上述锂二次电池用正极活性物质的BET比表面积为1m2/g～3m2/g，上述二次粒子的平均压坏强度为10MPa～100MPa，Li[Lix(Ni(1－y－z－w)CoyMnzMw)1－x]O2(1)(其中，M是选自Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga和V中的1种以上的元素，满足－0.1≤x≤0.2、0＜y≤0.4、0＜z≤0.4、0≤w≤0.1、0.25＜y+z+w)[2]根据[1]所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，上述通式(1)中，y＜z。[3]根据[1]或[2]所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，上述锂二次电池用正极活性物质的平均粒径为2μm～10μm。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中，在将2θ＝18.7±1°的范围内的衍射峰的半值宽度设为A、将2θ＝44.4±1°的范围内的衍射峰的半值宽度设为B时，A与B的积为0.014～0.030。[5]根据[4]所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，上述半值宽度A的范围为0.115～0.165。[6]根据[4]或[5]所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，上述半值宽度B的范围为0.120～0.180。[7]根据[1]～[6]中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，上述锂二次电池用正极活性物质所含的碳酸锂成分相对于上述锂二次电池用正极活性物质的总质量为0.4质量％以下。[8]根据[1]～[7]中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，上述锂二次电池用正极活性物质所含的氢氧化锂成分相对于上述锂二次电池用正极活性物质的总质量为0.35质量％以下。[9]一种锂二次电池用正极，具有[1]～[8]中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质。[10]一种锂二次电池，具有[9]所述的锂二次电池用正极。根据本专利技术，可以提供初次充放电效率优异的锂二次电池用正极活性物质、使用上述锂二次电池用正极活性物质的锂二次电池用正极和具有上述锂二次电池用正极的锂二次电池。附图说明图1A是表示锂离子二次电池的一个例子的简要构成图。图1B是表示锂离子二次电池的一个例子的简要构成图。图2A是说明本专利技术的效果的示意图。图2B是以往使用的致密的粒子结构的二次粒子的截面的示意图。图3是以扫描型电子显微镜(以下，也称为SEM)观察实施例2的二次粒子截面而得的图像(以下，也称为SEM图像)。图4是比较例4的二次粒子截面的SEM图像。具体实施方式＜锂二次电池用正极活性物质＞本专利技术是一种锂二次电池用正极活性物质，含有由通式(1)表示的锂金属复合氧化物粉末，上述锂金属复合氧化物粉末由一次粒子和上述一次粒子凝聚而形成的二次粒子构成，上述锂二次电池用正极活性物质的BET比表面积为1m2/g～3m2/g，上述二次粒子的平均压坏强度为10MPa～100MPa。Li[Lix(Ni(1－y－z－w)CoyMnzMw)1－x]O2(1)(其中，M是选自Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga和V中的1种以上的元素，满足－0.1≤x≤0.2、0＜y≤0.4、0＜z≤0.4、0≤w≤0.1、0.25＜y+z+w)本说明书中“一次粒子”是利用SEM以独立的粒子的形式被观察到的最小单元，上述粒子为单晶或集合有微晶的多晶。本说明书中“二次粒子”是将一次粒子集合而形成的粒子，可以通过SEM观察到。本实施方式的锂二次电池用正极活性物质(以下，有时记载为“正极活性物质”)的特征在于，BET比表面积为特定范围，进而，二次粒子的平均压坏强度为特定范围。本实施方式中使用的锂金属复合氧化物粉末由于二次粒子的平均压坏强度为上述特定范围，因此粒子强度低。推定其是一次粒子彼此的接触面积小且空隙多的二次粒子结构。即，本实施方式的正极活性物质含有空隙多的二次粒子，与电解液的接触面积变大。因此锂离子的脱离(充电)和插入(放电)在二次粒子的内部容易进行。因此，本实施方式的正极活性物质的初次充放电效率优异。本实施方式中，锂金属复合氧化物粉末由下述由通式(1)表示。Li[Lix(Ni(1－y－z－w)CoyMnzMw)1－x]O2(1)(其中，M是选自Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga和V中的1种以上的元素，满足－0.1≤x≤0.2、0＜y≤0.4、0＜z≤0.4、0≤w≤0.1、0.25＜y+z+w)为了得到循环特性高的锂二次电池，上述组成式(1)中的x优选超过0，更优选为0.01以上，进一步优选为0.02以上。此外，为了得到初次库仑效率更高的锂二次电池，上述组成式(1)中的x优选为0.1以下，更优选为0.08以下，进一步优选为0.06以下。x的上限值和下限值可以任意组合。例如，上述x优选超过0且为0.1以下，更优选为0.01～0.08，进一步优选为0.02～0.06。本说明书中，“循环特性高”是指反复进行充放电时放电容量维持率高。此外，为了得到低温时(－15℃～0℃)的电池电阻低的锂二次电池，上述组成式(1)中的y优选为0.005以上，更优选为0.01以上，进一步优选为0.05以上。此外，为了得到热稳定性高的锂二次电池，上述组成式(1)中的y优选为0.4以下，更优选为0.35以下，进一步优选为0.33以下。y的上限值和下限值可以任意组合。例如，上述y优选为0.005～0.4，更优选为0.01～0.35，进一步优选为0.05～0.33。此外，为了得到循环特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂二次电池用正极活性物质，含有由通式(1)表示的锂金属复合氧化物粉末，所述锂金属复合氧化物粉末由一次粒子和所述一次粒子凝聚而形成的二次粒子构成，所述锂二次电池用正极活性物质的BET比表面积为1m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.31 JP 2016-1698161.一种锂二次电池用正极活性物质，含有由通式(1)表示的锂金属复合氧化物粉末，所述锂金属复合氧化物粉末由一次粒子和所述一次粒子凝聚而形成的二次粒子构成，所述锂二次电池用正极活性物质的BET比表面积为1m2/g～3m2/g，所述二次粒子的平均压坏强度为10MPa～100MPa，Li[Lix(Ni(1－y－z－w)CoyMnzMw)1－x]O2(1)，其中，M是选自Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga和V中的1种以上的元素，满足－0.1≤x≤0.2、0＜y≤0.4、0＜z≤0.4、0≤w≤0.1、0.25＜y+z+w。2.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，所述通式(1)中，y＜z。3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，所述锂二次电池用正极活性物质的平均粒径为2μm～10μm。4.根据权利要求1～3中任一项所述的锂二次电池用正极活...

【专利技术属性】
技术研发人员：今成裕一郎，松本佳世，饭田恭崇，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，株式会社田中化学研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP