正极活性材料、正极、碱性蓄电池和正极活性材料的制造方法技术

正极活性材料包含复合粒子。复合粒子包含芯粒子和包覆层。芯粒子包含镍复合氢氧化物。镍复合氢氧化物由式：Ni

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正极活性材料、正极、碱性蓄电池和正极活性材料的制造方法
本公开内容涉及正极活性材料、正极、碱性蓄电池和正极活性材料的制造方法。
技术介绍
日本特开平1-200555号公报(专利文献1)公开了用钴化合物包覆氢氧化镍粒子。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平1-200555号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题作为碱性蓄电池的正极活性材料，使用氢氧化镍[Ni(OH)2]粒子。氢氧化镍粒子的电子传导性低。已知为了补充氢氧化镍粒子的电子传导性而用钴(Co)化合物包覆氢氧化镍粒子的表面的技术。本公开内容的目的是提供能够具有高导电性的正极活性材料。用于解决课题的手段以下，对本公开内容的技术构成和作用效果进行说明。但是，本公开内容的作用机理包括推断。权利要求书不应受作用机理的正确与否的限定。[1]正极活性材料用于碱性蓄电池。正极活性材料包含复合粒子。复合粒子包含芯粒子和包覆层。芯粒子包含镍复合氢氧化物。镍复合氢氧化物由下式(I)表示：Nix1Zn1-x1-y1Coy1(OH)2(I)(其中，式中x1和y1满足0.90≤x1<1.00、0≤y1≤0.01、0<1-x1-y1)。包覆层包覆芯粒子的表面的至少一部分。包覆层包含钴化合物。在通过使用软X射线的全电子产额法测定的X射线吸收精细结构中，钴的L3吸收边在780.5eV以上的区域中具有峰顶。上述[1]所述的正极活性材料能够具有高的电子传导性。关于在上述[1]所述的正极活性材料中表现出高的电子传导性的机理的详细情况，目前尚不清楚。但是，在上述[1]所述的正极活性材料中，在X射线吸收精细结构(X-rayabsorptionfinestructure，XAFS)中发现了与以往不同的特征。即，Co的L3吸收边在780.5eV以上的区域中具有峰顶。在由L壳得到的X射线吸收光谱中存在3个吸收边。即，存在L1吸收边、L2吸收边和L3吸收边。认为L1吸收边对应于2s轨道。认为L2吸收边对应于2p1/2轨道。认为L3吸收边对应于2p3/2轨道。认为Co的L3吸收边(以下也记为“CoL3边”)的峰顶的位置表示与钴化合物中Co的氧化状态等相关的信息。通常，在镍复合氢氧化物具有上述式(I)的组成的情况下，CoL3边在小于780.5eV的区域(例如约780.4eV)中具有峰顶。在上述[1]所述的正极活性材料中，CoL3边的峰顶向高能量侧位移。认为在上述[1]所述的正极活性材料中，由于芯粒子被与以往不同的钴化合物包覆，因此表现出高的电子传导性。[2]正极活性材料用于碱性蓄电池。正极活性材料包含复合粒子。复合粒子包含芯粒子和包覆层。芯粒子包含镍复合氢氧化物。镍复合氢氧化物由下式(II)表示：Nix2Mg1-x2-y2Coy2(OH)2(II)(其中，式中x2和y2满足0.90≤x2<1.00、0≤y2≤0.01、0<1-x2-y2)。包覆层包覆芯粒子的表面的至少一部分。包覆层包含钴化合物。在通过使用软X射线的全电子产额法测定的X射线吸收精细结构中，钴的L3吸收边在780.7eV以上的区域中具有峰顶。上述[2]所述的正极活性材料也能够具有高的电子传导性。通常，在镍复合氢氧化物具有上述式(II)的组成的情况下，CoL3边在小于780.7eV的区域(例如约780.6eV)中具有峰顶。在上述[2]所述的正极活性材料中，CoL3边的峰顶向高能量侧位移。认为在上述[2]所述的正极活性材料中，由于芯粒子被与以往不同的钴化合物包覆，因此表现出高的电子传导性。[3]包覆层中所含的钴的质量相对于复合粒子整体的质量可以为2质量％以上且4质量％以下。认为CoL3边的峰位移是由多个因素复合作用的结果而引起的。包覆层中所含Co的质量相对于复合粒子整体的质量的比率(以下也记为“包覆层的Co含量”)可能是在CoL3边中产生峰位移的因素之一。通过使包覆层的Co含量为2质量％以上且4质量％以下，有可能Co的氧化状态等发生变化，并且CoL3边的峰顶变得容易向高能量侧位移。包覆层中所含的钴的质量相对于复合粒子整体的质量可以为1.6质量％以上且5.0质量％以下。[4]正极至少包含上述[1]～[3]中任一项所述的正极活性材料。[5]碱性蓄电池至少包含上述[4]所述的正极。预期碱性蓄电池例如在高倍率特性方面优异。认为这是因为正极活性材料具有高的电子传导性。[6]正极活性材料的制造方法为碱性蓄电池用正极活性材料的制造方法。正极活性材料的制造方法至少包括以下的(a)～(d)。(a)准备芯粒子。(b)通过在芯粒子的表面的至少一部分上使钴氢氧化物晶析，制备包含芯粒子和包覆层的复合粒子。(c)通过在氢氧化钠的共存下加热复合粒子，将钴氢氧化物氧化，生成钴化合物。(d)在生成钴化合物之后，将复合粒子进行水洗并干燥，由此制造正极活性材料。复合粒子与氢氧化钠混合成使得在加热复合粒子时，氢氧化钠相对于钴氢氧化物的摩尔比成为1.5以上且2.5以下。生成钴化合物使得包覆层中所含的钴的质量相对于复合粒子整体的质量成为2质量％以上且4质量％以下。钴氢氧化物的氧化条件可能是在CoL3边中产生峰位移的因素之一。通过在加热复合粒子时，使氢氧化钠相对于钴氢氧化物的摩尔比为1.5以上且2.5以下，有可能Co的氧化状态等发生变化，并且CoL3边的峰顶变得容易向高能量侧位移。另外，通过使包覆层的Co含量为2质量％以上且4质量％以下，有可能Co的氧化状态等发生变化，并且CoL3边的峰顶变得容易向高能量侧位移。复合粒子与氢氧化钠可以混合成使得在加热复合粒子时，氢氧化钠相对于钴氢氧化物的摩尔比成为2.27以上且3.08以下。可以生成钴化合物使得包覆层中所含的钴的质量相对于复合粒子整体的质量成为1.6质量％以上且5.0质量％以下。[7]在上述[6]所述的正极活性材料的制造方法中，芯粒子可以包含镍复合氢氧化物。镍复合氢氧化物可以由下式(I)表示：Nix1Zn1-x1-y1Coy1(OH)2(I)(其中，式中x1和y1满足0.90≤x1<1.00、0≤y1≤0.01、0<1-x1-y1)。可以生成钴化合物，使得在通过使用软X射线的全电子产额法测定的正极活性材料的X射线吸收精细结构中，钴的L3吸收边在780.5eV以上的区域中具有峰顶。[8]在上述[6]所述的正极活性材料的制造方法中，芯粒子可以包含镍复合氢氧化物。镍复合氢氧化物可以由下式(II)表示：Nix2Mg1-x2-y2Coy2(OH)2(II)(其中，式中x2和y2满足0.90≤x2<1.00、0≤y2≤0.01、0<1-x2-y2)。可以生成钴化合物使得在通过使用软X射线的全电子产额法测定的正极活性材料的X射线吸收精细结构中，钴的L3吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极活性材料，用于碱性蓄电池，其中，/n所述正极活性材料包含复合粒子，/n所述复合粒子包含芯粒子和包覆层，/n所述芯粒子包含镍复合氢氧化物，/n所述镍复合氢氧化物由下式(I)表示：/nNi

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180521 JP 2018-096963;20181217 JP 2018-2351871.一种正极活性材料，用于碱性蓄电池，其中，
所述正极活性材料包含复合粒子，
所述复合粒子包含芯粒子和包覆层，
所述芯粒子包含镍复合氢氧化物，
所述镍复合氢氧化物由下式(I)表示：
Nix1Zn1-x1-y1Coy1(OH)2(I)
其中，式中x1和y1满足0.90≤x1<1.00、0≤y1≤0.01、0<1-x1-y1，
所述包覆层包覆所述芯粒子的表面的至少一部分，
所述包覆层包含钴化合物，并且
在通过使用软X射线的全电子产额法测定的X射线吸收精细结构中，钴的L3吸收边在780.5eV以上的区域中具有峰顶。


2.一种正极活性材料，用于碱性蓄电池，其中，
所述正极活性材料包含复合粒子，
所述复合粒子包含芯粒子和包覆层，
所述芯粒子包含镍复合氢氧化物，
所述镍复合氢氧化物由下式(II)表示：
Nix2Mg1-x2-y2Coy2(OH)2(II)
其中，式中x2和y2满足0.90≤x2<1.00、0≤y2≤0.01、0<1-x2-y2，
所述包覆层包覆所述芯粒子的表面的至少一部分，
所述包覆层包含钴化合物，并且
在通过使用软X射线的全电子产额法测定的X射线吸收精细结构中，钴的L3吸收边在780.7eV以上的区域中具有峰顶。


3.如权利要求1或权利要求2所述的正极活性材料，其中，所述包覆层中所含的钴的质量相对于所述复合粒子整体的质量为1.6质量％以上且5.0质量％以下。


4.一种正极，其中，所述正极至少包含权利要求1～权利要求3中任一项所述的正极活性材料。


5.一种碱性蓄电池，...

【专利技术属性】
技术研发人员：穂积正人，奥村素宜，菊池卓郎，畑未来夫，安田太树，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社田中化学研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP