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

一种锂二次电池用正极活性物质，至少含有镍、钴和锰，并具有层状结构，满足下述要件(1)～(3)。(1)由组成式Li[Lix(NiαCoβMnγMδ)1‑x]O2表示。[结构式(1)中，0≤x≤0.10，0.30＜α≤0.34，0.30＜β≤0.34，0.32≤γ＜0.40，0≤δ≤0.10，β＜γ，δ+α+β+γ＝1，M表示选自Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、Zn、Sn、Zr、Ga和V中的1种以上的金属。](2)二次粒径为2μm～10μm。(3)在利用压汞法得到的细孔分布中，在细孔直径为90nm～150nm的范围具有细孔峰的极大值。

Positive electrode of lithium two battery, positive electrode of lithium two battery and two times lithium battery

【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2015年6月2日在日本申请的日本特愿2015-112440号主张优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
锂金属复合氧化物一直作为锂二次电池的正极活性物质使用。锂二次电池已经作为移动电话用途、笔记本电脑用途等的小型电源而实用化，进一步在汽车用途、电力储存用途等的中型·大型电源中也开始尝试应用。作为以往的正极活性物质，例如在专利文献1中公开了一种锂二次电池用正极活性物质，其使用组成式由LiaNi1/3Co1/3Mn1/3O2表示的锂镍钴锰系复合氧化物，细孔直径在10～200nm范围。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-018678号公报
技术实现思路
然而，对于使用以往的含锂金属复合化合物作为正极活性物质而得到的锂二次电用正极，为了提高正极的电极密度而加压时，正极活性物质的粒子容易压碎，有进一步改进的余地。本专利技术是鉴于这样的情况而进行的，目的在于提供一种能够防止在将正极活性物质加压时的正极活性物质的粒子的压碎的锂二次电池用正极活性物质。另外，目的还在于一并提供使用这样的锂二次电池用正极活性物质的锂二次电池用正极和锂二次电池。本专利技术的第1形态是一种锂二次电池用正极活性物质，至少含有镍、钴和锰，具有层状结构，其特征在于，满足下述要件(1)、(2)和(3)。(1)由组成式Li[Lix(NiαCoβMnγMδ)1-x]O2表示。[结构式(1)中，0≤x≤0.10，0.30＜α≤0.34，0.30＜β≤0.34，0.32≤γ＜0.40，0≤δ≤0.10，β＜γ，δ+α+β+γ＝1，M表示选自Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、Zn、Sn、Zr、Ga和V中的1种以上的金属。](2)上述正极活性物质的二次粒径为2μm～10μm。(3)上述正极活性物质在利用压汞法得到的细孔分布中，在细孔直径为90nm～150nm的范围具有细孔峰的极大值。在本专利技术的第1形态中，二次粒径优选为2.5μm～7μm。在本专利技术的第1形态中，BET比表面积优选为1.5m2/g～2.5m2/g。在本专利技术的第1形态中，在利用压汞法得到的细孔分布中，10nm～200nm的范围的细孔容积优选为0.025cm3/g～0.045cm3/g。本专利技术的第2形态是一种具有上述本专利技术的第1形态的锂二次电池用正极活性物质的锂二次电池用正极。本专利技术的第3形态是一种具有上述本专利技术的第2形态的锂二次电池用正极的锂二次电池。根据本专利技术，能够提供一种能够防止在将正极活性物质加压时的正极活性物质的粒子的压碎的锂二次电池用正极活性物质。另外，能够提供使用这样的锂二次电池用正极活性物质的锂二次电池用正极和锂二次电池。附图说明图1是表示锂离子二次电池的一个例子的结构示意图。具体实施方式[锂二次电池用正极活性物质]本专利技术的第1形态的锂二次电池用正极活性物质的特征在于，至少含有镍、钴和锰，具有层状结构，满足下述要件(1)、(2)和(3)。(1)由组成式Li[Lix(NiαCoβMnγMδ)1-x]O2表示。[结构式(1)中，0≤x≤0.10，0.30＜α≤0.34，0.30＜β≤0.34，0.32≤γ＜0.40，0≤δ≤0.10，β＜γ，δ+α+β+γ＝1，M表示选自Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、Zn、Sn、Zr、Ga和V中的1种以上的金属。](2)上述正极活性物质的二次粒径为2μm～10μm。(3)上述正极活性物质在利用压汞法得到的细孔分布中，在细孔直径为90nm～150nm的范围具有细孔峰的极大值。要件(1)：组成式上述组成式中，α优选0.30＜α＜0.33，更优选0.30＜α≤0.32。上述组成式中，γ优选0.33＜γ＜0.40，更优选0.33＜γ≤0.38。(层状结构)在本专利技术的第1形态的锂二次电池用正极活性物质中使用的锂金属复合氧化物的晶体结构为层状结构。该层状结构更优选为六方晶型的晶体结构或单斜晶型的晶体结构。六方晶型的晶体结构归属于选自P3、P31、P32、R3、P-3、R-3、P312、P321、P3112、P3121、P3212、P3221、R32、P3m1、P31m、P3c1、P31c、R3m、R3c、P-31m、P-31c、P-3m1、P-3c1、R-3m、R-3c、P6、P61、P65、P62、P64、P63、P-6、P6/m、P63/m、P622、P6122、P6522、P6222、P6422、P6322、P6mm、P6cc、P63cm、P63mc、P-6m2、P-6c2、P-62m、P-62c、P6/mmm、P6/mcc、P63/mcm、P63/mmc中的任一个空间群。另外，单斜晶型的晶体结构归属于选自P2、P21、C2、Pm、Pc、Cm、Cc、P2/m、P21/m、C2/m、P2/c、P21/c、C2/c中的任一个空间群。其中，为了增大所得到的锂二次电池的放电容量，锂金属复合氧化物的晶体结构特别优选为归属于空间群R-3m的六方晶型的晶体结构，或归属于C2/m的单斜晶型的晶体结构。本实施方式中的锂金属复合氧化物的空间群可以如下确认。首先，对锂金属复合氧化物进行以Cu-Kα为射线源、且使衍射角2θ的测定范围为10°～90°的粉末X射线衍射测定。接着根据其结果进行特沃尔德解析(Rietveld分析)，确定锂金属复合氧化物所具有的晶体结构和该晶体结构中的空间群。特沃尔德解析是使用材料的粉末X射线衍射测定中的衍射峰的数据(衍射峰强度，衍射角2θ)对材料的晶体结构进行解析的方法，是一直以来使用的方法(例如参照“粉末X射线解析的实际-特沃尔德法入门”2002年2月10日发行，日本分析化学会X射线分析研究恳谈会编)。(粒径)本专利技术的锂二次电池用正极活性物质的粒子形态包含一次粒子凝聚而形成的二次粒子，可以为一次粒子与一次粒子凝聚而形成的二次粒子的混合物。本专利技术中锂二次电池用正极活性物质的一次粒径优选0.1μm～1μm。一次粒子的平均粒径可以通过利用SEM进行观察来测定。要件(2)：正极活性物质的二次粒径本实施方式中，一次粒子凝聚而形成的二次粒径为2μm～10μm。二次粒径的下限值更优选为2.5μm，进一步优选为3μm。二次粒径的上限值更优选8μm，进一步优选7μm，特别优选6μm。二次粒径的上限值和下限值可以任意组合。作为二次粒径的上限值和下限值的组合，优选为2.5μm～7μm，更优选为3.5μm～5.0μm。如果二次粒径为上述范围，则能够防止将正极活性物质加压时的压碎，防止正极活性物质粉末附着于加压时的辊等。本实施方式中，锂二次电池用正极活性物质的“二次粒径”是指由以下方法(激光衍射散射法)测定的值。首先，将锂二次电池用正极活性物质的粉末0.1g投入到0.2质量％的六偏磷酸钠水溶液50ml中，得到分散有该粉末的分散液。对得到的分散液使用Malvern公司制Mastersizer2000(激光衍射散射粒度分布测定装置)，测定粒度分布，得到体积基准的累积粒度分布曲线。在得到的累积粒度分布曲线中，将从累积50％时的微小粒子侧观察的粒径(D50)的值作为锂二次电池用正极活性物质的二次粒径。要件(3)：利用压汞法得到的细孔分布本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池用正极活性物质，至少含有镍、钴和锰，具有层状结构，其特征在于，满足下述要件(1)、(2)和(3)，(1)由组成式Li[Lix(NiαCoβMnγMδ)1‑x]O2表示，其中，组成式(1)中，0≤x≤0.10，0.30＜α≤0.34，0.30＜β≤0.34，0.32≤γ＜0.40，0≤δ≤0.10，β＜γ，δ+α+β+γ＝1，M表示选自Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、Zn、Sn、Zr、Ga和V中的1种以上的金属，(2)所述正极活性物质的二次粒径为2μm～10μm，(3)所述正极活性物质在利用压汞法得到的细孔分布中，在细孔直径为90nm～150nm的范围具有细孔峰的极大值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.02 JP 2015-1124401.一种锂二次电池用正极活性物质，至少含有镍、钴和锰，具有层状结构，其特征在于，满足下述要件(1)、(2)和(3)，(1)由组成式Li[Lix(NiαCoβMnγMδ)1-x]O2表示，其中，组成式(1)中，0≤x≤0.10，0.30＜α≤0.34，0.30＜β≤0.34，0.32≤γ＜0.40，0≤δ≤0.10，β＜γ，δ+α+β+γ＝1，M表示选自Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、Zn、Sn、Zr、Ga和V中的1种以上的金属，(2)所述正极活性物质的二次粒径为2μm～10μm，(3)所述正极活性物质在利用压汞法得到的细孔分布中，在细孔直径为90nm～150nm的范围具有细孔峰的极大值。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗田宽之，影浦淳一，今成裕一郎，饭田恭崇，山下大辅，增川贵昭，伊藤博之，
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