锂二次电池正极活性物质用前体、锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法以及锂复合金属化合物的制造方法技术

本发明专利技术的锂二次电池正极活性物质用前体至少包含镍，并且满足下述式(1)。0.20≤Dmin/Dmax (1)(式(1)中，Dmin是由激光衍射式粒度分布测定装置对锂二次电池正极活性物质用前体进行测定得到的累积粒度分布曲线中的最小粒径(μm)，Dmax是由激光衍射式粒度分布测定装置测定得到的累积粒度分布曲线中的最大粒径(μm)。)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池正极活性物质用前体、锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法以及锂复合金属化合物的制造方法
本专利技术涉及锂二次电池正极活性物质用前体、锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法以及锂复合金属化合物的制造方法。本申请基于2018年12月7日在日本申请的特愿2018-230351号主张优先权，在此援引其内容。
技术介绍
锂复合金属化合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在手机用途、笔记本电脑用途等的小型电源中进行实用化，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。作为锂复合金属化合物的制造方法的一个例子，有制造包含除了锂以外的金属元素(例如镍、钴、锰等)的前体并对所得到的前体和锂化合物进行烧成的方法。然而，已知在使用由粒度分布窄的颗粒构成的正极活性物质的情况下由于向电极内的填充性优异、在电极内对颗粒施加的电压变得均匀之类的理由而能够提供电池特性优异的锂二次电池。例如，专利文献1记载了粒度分布尖锐的镍钴复合氢氧化物(前体)以及其制造方法。通过对前体的粒度分布进行调整，能够控制所制造的正极活性物质的粒度分布。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/051089号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题就使用了专利文献1所述那样的前体的锂二次电池用正极活性物质来说，从使电池特性提高的观点考虑有改良的余地。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于：提供具有特定的粒度分布并且作为使电池特性下降的一个原因的前体中的杂质少的锂二次电池正极活性物质用前体、锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法以及锂复合金属化合物的制造方法。用于解决问题的手段即，本专利技术包括下述[1]～[13]的专利技术。[1]一种锂二次电池正极活性物质用前体，其至少包含镍，并且满足下述式(1)。0.2≤Dmin/Dmax(1)(式(1)中，Dmin是由激光衍射式粒度分布测定装置测定得到的累积粒度分布曲线中的最小粒径(μm)，Dmax是由激光衍射式粒度分布测定装置测定得到的累积粒度分布曲线中的最大粒径(μm)。)[2]根据[1]所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其由下述组成式(A)表示。Ni1-x-yCoxMyOz(OH)2-α(A)(组成式(A)中，0≤x≤0.45，0≤y≤0.45，0≤x+y≤0.9，0≤z≤3，-0.5≤α≤2，M为选自Zr、Al、Ti、Mn、Ga、In和W中的一种以上的金属元素。)[3]根据[1]或[2]所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其满足下述式(2)和(3)。(D50-D10)/D50≤0.35(2)(D90-D50)/D50≤0.50(3)(式(2)和(3)中，D10是就由激光衍射式粒度分布测定装置对前体进行测定得到的累积粒度分布曲线来说在将整体设定为100％时从小颗粒侧起累积体积成为10％的点的粒径的值(μm)，D50是成为50％的点的粒径的值(μm)，D90是成为90％的点的粒径的值(μm)。)[4]根据[1]～[3]中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其满足下述式(4)。10μm≤D50≤30μm(4)[5]根据[1]～[4]中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其BET比表面积为2m2/g～80m2/g。[6]根据[1]～[5]中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其满足下述式(5)。0.65≤α/β≤1.45(5)(式(5)中，α是由使用了CuKα射线的X射线衍射得到的2θ＝52.4±1°的衍射峰的半峰宽，β是由使用了CuKα射线的X射线衍射得到的2θ＝73.9±1°的衍射峰的半峰宽。)[7]一种锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法，其包括下述工序：浆料制备工序，在该浆料制备工序中，向反应槽供给至少包含镍的含金属水溶液和碱性水溶液，由此得到含氢氧化物浆料；以及分级工序，在该分级工序中，使用网对上述含氢氧化物浆料进行分级。[8]根据[7]所述的锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法，其包括回流工序，在该回流工序中，向上述反应槽供给从网通过后的浆料。[9]根据[7]或[8]所述的锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法，其中，上述网的材质为高分子材料。[10]根据[7]～[9]中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法，其中，在上述分级工序中，分级装置在被固定的网的内侧具备可旋转的螺杆，通过使上述螺杆以圆周速度为1.0m/秒～10.0m/秒旋转来进行分级。[11]一种锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法，其包括下述工序：浆料制备工序，在该浆料制备工序中，向反应槽供给至少包含镍的含金属水溶液和碱性水溶液，由此得到含氢氧化物浆料；以及分级工序，在该分级工序中，以旋液分离式分级装置对上述含氢氧化物浆料进行分级，其中，上述分级工序以分级装置入口压力为0.01MPa～0.07MPa的条件来实施。[12]根据[7]～[11]中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法，其还包括加热工序，在该加热工序中，在含氧气氛下以300℃～900℃的温度范围进行加热。[13]一种锂复合金属化合物的制造方法，其包括下述工序：混合工序，在该混合工序中，混合由[7]～[12]中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法得到的前体与含锂化合物：以及烧成工序，在该烧成工序中，在含氧气氛下以500℃～1000℃的温度对所得到的混合物进行烧成。进而，本专利技术包括以下的(1)～(17)。(1)一种锂二次电池正极活性物质用前体，其至少包含镍，并且满足下述式(1)。0.20≤Dmin/Dmax(1)(式(1)中，Dmin是由激光衍射式粒度分布测定装置对锂二次电池正极活性物质用前体进行测定得到的累积粒度分布曲线中的最小粒径(μm)，Dmax是由激光衍射式粒度分布测定装置测定得到的累积粒度分布曲线中的最大粒径(μm)。)(2)根据(1)所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其由下述组成式(A)表示。Ni1-x-yCoxMyOz(OH)2-α(A)(组成式(A)中，0≤x≤0.45，0≤y≤0.45，0≤x+y≤0.9，0≤z≤3，-0.5≤α≤2，M为选自Zr、Al、Ti、Mn、Ga、In和W中的一种以上的金属元素。)(3)根据(1)或(2)所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其满足下述式(4)。10μm≤D50≤30μm(4)(式(4)中，D50是就由激光衍射式粒度分布测定装置对锂二次电池正极活性物质用前体进行测定得到的累积粒度分布曲线来说在将整体设定为100％时从小颗粒侧起累积体积成为50％的点的粒径的值(μm)。)(4)根据(1)～(3)中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其满足下述式(2)和(3)。(D50-D10)/D50≤0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂二次电池正极活性物质用前体，其至少包含镍，并且满足下述式(1)，/n0.2≤Dmin/Dmax (1)/n式(1)中，Dmin是由激光衍射式粒度分布测定装置对锂二次电池正极活性物质用前体进行测定得到的累积粒度分布曲线中的以μm计的最小粒径，Dmax是由激光衍射式粒度分布测定装置测定得到的累积粒度分布曲线中的以μm计的最大粒径。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181207 JP 2018-2303511.一种锂二次电池正极活性物质用前体，其至少包含镍，并且满足下述式(1)，
0.2≤Dmin/Dmax(1)
式(1)中，Dmin是由激光衍射式粒度分布测定装置对锂二次电池正极活性物质用前体进行测定得到的累积粒度分布曲线中的以μm计的最小粒径，Dmax是由激光衍射式粒度分布测定装置测定得到的累积粒度分布曲线中的以μm计的最大粒径。


2.根据权利要求1所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其由下述组成式(A)表示，
Ni1-x-yCoxMyOz(OH)2-α(A)
组成式(A)中，0≤x≤0.45，0≤y≤0.45，0≤x+y≤0.9，0≤z≤3，-0.5≤α≤2，M为选自Zr、Al、Ti、Mn、Ga、In和W中的一种以上的金属元素。


3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其满足下述式(4)，
10μm≤D50≤30μm(4)
式(4)中，D50是就由激光衍射式粒度分布测定装置对锂二次电池正极活性物质用前体进行测定得到的累积粒度分布曲线来说在将整体设定为100％时从小颗粒侧起累积体积成为50％的点的以μm计的粒径的值。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其满足下述式(2)和(3)，
(D50-D10)/D50≤0.35(2)
(D90-D50)/D50≤0.50(3)
式(2)中，D10是就由激光衍射式粒度分布测定装置对锂二次电池正极活性物质用前体进行测定得到的累积粒度分布曲线来说在将整体设定为100％时从小颗粒侧起累积体积成为10％的点的以μm计的粒径的值，D50是成为50％的点的以μm计的粒径的值，D90是成为90％的点的以μm计的粒径的值。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其BET比表面积为2m2/g～80m2/g。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的锂二次电池正极活性物质用前体，其满足下述式(5)，
0.65≤α/β≤1.45(5)
式(5)中，α是由使用了CuKα射线的X射线衍射得到的2θ＝52.4±1°处的衍射峰的半峰宽，β是由使用了CuKa射线的X射线衍射得到的73.9±1°的衍射峰的半峰宽。


7.一种锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法，其包括下述工序：
浆料制备工序，在该浆料制备工序中，向反应槽供给至少包含镍的含金属水溶液和碱性水溶液，由此得到含氢氧化物浆料；以及
分级工序，在该分级工序中，使用网对所述含氢氧化物浆料进行分级。


8.根据权利要求7所述的锂二次电池正极活性物质用前体的制造方法，其中，所述锂二次电池正极活性物质用前体由下述组成式(A)表示，
Ni1-x-yCoxMyOz(OH)2-α(A)
组成式(A)中，0≤x≤0.45，0≤y≤0.45，0≤x+y≤0.9，0≤z≤3，-0.5≤α≤2，...

【专利技术属性】
技术研发人员：出蔵惠二，小林亮太，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