锂二次电池用正极活性物质前体、锂二次电池用正极活性物质的制造方法技术

技术编号:21440164 阅读:27 留言:0更新日期:2019-06-22 14:55
本发明专利技术提供一种锂二次电池用正极活性物质前体,由下述组成式(I)表示,在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中,存在于衍射角2θ=19.2±1°的范围的峰的半峰宽α与存在于2θ=38.5±1°的范围的峰的半峰宽β的比(α/β)为0.9以上。NixCoyMnzMw(OH)2…(I)[满足0.7≤x<1.0、0<y≤0.20、0≤z≤0.20、0≤w≤0.1、x+y+z+w=1,M为选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Cu、Zn、B、Al、Ga、Si、Sn、P和Bi中的1种以上]。

【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前体、锂二次电池用正极活性物质的制造方法
本专利技术涉及锂二次电池用正极活性物质前体、锂二次电池用正极活性物质的制造方法。本申请基于2016年10月31日在日本提出申请的日本特愿2016-213835号主张优先权,并将其内容援引于此。
技术介绍
含锂复合金属氧化物被用作锂二次电池用正极活性物质。锂二次电池不仅已经实际应用在移动电话用途、笔记本电脑用途等的小型电源中,而且也实际应用在汽车用途、电力存储用途等的中型或大型电源中。作为以往的锂二次电池用正极活性物质,着眼于基于通过X射线衍射法得到的X射线衍射图案而求出的微晶尺寸进行了尝试。专利文献1中公开了一种非水电解液二次电池用正极活性物质,其是由Li1.00Ni0.33Co0.34Mn0.33O2表示的锂过渡金属复合氧化物,BET比表面积为0.7m2/g,基于通过X射线衍射法得到的X射线衍射图案而求出的104面的垂线方向的微晶尺寸为专利文献1中,作为锂二次电池用正极活性物质的前体,通过制造钴、镍和锰的碳酸盐并在该碳酸盐中混合硼酸锂,从而制造锂二次电池用正极活性物质。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004-335278号公报
技术实现思路
使用如上所述的以往的含锂复合金属氧化物作为正极活性物质而得到的锂二次电池在得到具有高的初次充放电效率的锂二次电池方面并不充分。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的,其目的在于提供用于制造对显示高的初次充放电效率的锂二次电池有用的正极活性物质的锂二次电池用正极活性物质前体和使用该前体的锂二次电池用正极活性物质的制造方法。即,本专利技术包含下述[1]~[8]的专利技术。[1]一种锂二次电池用正极活性物质前体,由下述组成式(I)表示,在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中,存在于衍射角2θ=19.2±1°的范围的峰的半峰宽α与存在于2θ=38.5±1°的范围的峰的半峰宽β的比(α/β)为0.9以上。NixCoyMnzMw(OH)2…(I)[满足0.7≤x<1.0、0<y≤0.20、0≤z≤0.20、0≤w≤0.1、x+y+z+w=1,M为选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Cu、Zn、B、Al、Ga、Si、Sn、P和Bi中的1种以上。][2]根据[1]所述的锂二次电池用正极活性物质前体,其中,所述比(α/β)为1.3以下。[3]根据[1]或[2]所述的锂二次电池用正极活性物质前体,其中,存在于2θ=38.5±1°的范围的峰的半峰宽β为0.35以上且1.0以下。[4]根据[1]~[3]中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质前体,其中,二次粒径为7μm以上且13μm以下。[5]根据[1]~[4]中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质前体,其中,BET比表面积为5m2/g以上且50m2/g以下。[6]根据[1]~[5]中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质前体,其中,振实堆积密度为1.0g/cm3以上且2.1g/cm3以下。[7]一种锂二次电池用正极活性物质的制造方法,包括如下工序:将[1]~[6]中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质前体和锂化合物混合而得到混合物的工序,将该混合物进行烧成的工序。[8]根据[7]所述的锂二次电池用正极活性物质的制造方法,其中,所述锂二次电池用正极活性物质由下述组成式(II)表示。Li[Lia(NixCoyMnzMw)1-a]O2…(II)(满足-0.1≤a≤0.1、0.7≤x<1.0、0<y≤0.20、0≤z≤0.20、0≤w≤0.1、x+y+z+w=1,M为选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Cu、Zn、B、Al、Ga、Si、Sn、P和Bi中的1种以上。)根据本专利技术,能够提供用于制造对显示高的初次充放电效率的锂二次电池有用的正极活性物质的锂二次电池用正极活性物质前体和使用该前体的锂二次电池用正极活性物质的制造方法。附图说明图1A是表示锂离子二次电池的一个例子的示意构成图。图1B是表示锂离子二次电池的一个例子的示意构成图。图2A是应用了本专利技术的前体的SEM图像。图2B是应用了本专利技术的前体的SEM图像。图3A是未应用本专利技术的前体的SEM图像。图3B是未应用本专利技术的前体的SEM图像。具体实施方式<锂二次电池用正极活性物质前体>本专利技术的一实施方式是一种锂二次电池用正极活性物质前体(以下,有时记载为“前体”),由下述通式(I)表示,在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中,存在于衍射角2θ=19.2±1°的范围的峰的半峰宽α与存在于2θ=38.5±1°的范围的峰的半峰宽β的比(α/β)为0.9以上。NixCoyMnzMw(OH)2…(I)[满足0.7≤x<1.0、0<y≤0.20、0≤z≤0.20、0≤w≤0.1、x+y+z+w=1,M为选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Cu、Zn、B、Al、Ga、Si、Sn、P和Bi中的1种以上。]本实施方式中,比(α/β)为0.9以上,优选为0.91以上,更优选为0.92以上。另外,比(α/β)优选为1.3以下,更优选为1.28以下,特别优选为1.26以下。上述上限值和下限值可以任意地组合。例如,比(α/β)优选为0.9以上且1.3以下,更优选为0.91以上且1.28以下,进一步优选为0.92以上且1.26以下。本实施方式中,认为如果比(α/β)为上述特定的范围,则在将前体和锂化合物混合并烧成时,粒子规则地生长。因此,可以推断出能够制成对显示高的初次充放电效率的锂二次电池有用的正极活性物质的前体。本实施方式中,半峰宽α优选为0.35以上,更优选为0.4以上,特别优选为0.45以上。另外,半峰宽α优选为1.0以下,更优选为0.95以下,特别优选为0.9以下。上述上限值和下限值可以任意地组合。例如,半峰宽α优选为0.35以上且1.0以下,更优选为0.4以上且0.95以下,进一步优选为0.45以上且0.9以下。本实施方式中,半峰宽β优选为0.35以上,更优选为0.4以上,特别优选为0.45以上。另外,半峰宽β优选为1.0以下,更优选为0.9以下,特别优选为0.8以下。上述上限值和下限值可以任意地组合。例如,半峰宽β优选为0.35以上且1.0以下,更优选为0.4以上且0.9以下,进一步优选为0.45以上且0.8以下。本实施方式中,存在于衍射角2θ=19.2±1°的范围的峰(以下,有时称为“峰A”)的半峰宽α与存在于2θ=38.5±1°的范围的峰(以下,有时称为“峰B”)的半峰宽β可以通过以下的方法算出。首先,对前体进行以Cu-Kα作为射线源且将衍射角2θ的测定范围设为10°以上且90°以下的粉末X射线衍射测定,确定与峰A和峰B对应的峰。接着,将各衍射峰的轮廓用高斯函数分别进行近似,对2次微分曲线的值成为零的两点的2θ的差乘以作为系数的2ln2(≈1.386)而算出半峰宽α和半峰宽β(例如,参照“粉末X射线解析的实际-里特维德法入门”2006年6月20日第7刷发行、中井泉、泉富士夫著)。本实施方式中,前体由下述组成式(I)表示。NixCoyMnzMw(OH)2…(I)[满足0.7≤x<1.0、0<y≤0.20、0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前体,由下述组成式(I)表示,在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中,存在于衍射角2θ=19.2±1°范围的峰的半峰宽α与存在于2θ=38.5±1°范围的峰的半峰宽β的比即α/β为0.9以上,NixCoyMnzMw(OH)2…(I)满足0.7≤x<1.0、0<y≤0.20、0≤z≤0.20、0≤w≤0.1、x+y+z+w=1,M为选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Cu、Zn、B、Al、Ga、Si、Sn、P和Bi中的1种以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.31 JP 2016-2138351.一种锂二次电池用正极活性物质前体,由下述组成式(I)表示,在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中,存在于衍射角2θ=19.2±1°范围的峰的半峰宽α与存在于2θ=38.5±1°范围的峰的半峰宽β的比即α/β为0.9以上,NixCoyMnzMw(OH)2…(I)满足0.7≤x<1.0、0<y≤0.20、0≤z≤0.20、0≤w≤0.1、x+y+z+w=1,M为选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Cu、Zn、B、Al、Ga、Si、Sn、P和Bi中的1种以上。2.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质前体,其中,所述比即α/β为1.3以下。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前体,其中,存在于2θ=38.5±1°的范围的峰的半峰宽β为0.35以上且1.0以下。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性物质前体,其中,...

【专利技术属性】
技术研发人员:今成裕一郎前田裕介
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

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