锂二次电池用正极活性物质和锂二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种锂二次电池用正极活性物质，该正极活性物质在用作锂二次电池用正极活性物质时，即使在高电压下反复充放电，也几乎没有循环特性的劣化，并且能量密度保持率高，以及提供一种锂二次电池，该二次电池即使在高电压下反复充放电，也几乎没有循环特性的劣化，并且能量密度保持率高。锂二次电池用正极活性物质包括锂钴型复合氧化物颗粒，所述颗粒表面的至少一部分上附着有含有Ti的化合物和含有Mg的化合物。化合物和含有Mg的化合物。

【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和锂二次电池


[0001]本专利技术涉及锂二次电池用正极活性物质和使用该正极活性物质的锂二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着家用电器便携化和无线化的快速发展，作为膝上型电脑、手机、摄像机等小型电子设备的电源，锂离子二次电池已进入实用阶段。对于锂离子二次电池，自1980年水岛等人报道了钴酸锂能够用作锂离子二次电池的正极活性物质以来，关于锂型复合氧化物的研究开发便活跃地展开，迄今为止已经提出了多种方案。
[0003]然而，由于钴原子的溶出等，使用钴酸锂的锂二次电池存在循环特性劣化的问题。
[0004]下述专利文献1提出了一种使用钴酸锂颗粒表面上钛的存在比例为20％以上的锂钴型复合氧化物作为正极活性物质的锂二次电池。下述专利文献2提出了一种由含有0.20～2.00重量％Ti原子的锂过渡金属复合氧化物组成的锂二次电池用正极活性物质，其中使用锂钴型复合氧化物作为正极活性物质，在上述锂钴型复合氧化物中，从锂过渡金属复合氧化物的颗粒表面起沿深度方向存在有Ti原子，并且具有在颗粒表面处呈最大的浓度梯度。另外，下述专利文献3和下述专利文献4提出了使用含有Sr原子和Ti原子的锂钴型复合氧化物作为正极活性物质。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2005－123111号公报
[0008]专利文献2：国际公开WO2011/043296号小册子
[0009]专利文献3：日本特开2013－182758号公报r/>[0010]专利文献4：日本特开2013－182757号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的技术问题
[0012]近年来，对锂离子电池的能量密度进一步提升存在需求。其手段之一包括提高电压，例如提高电池的充电终止电压。然而，即使是在这些常规的技术中，高电压下的重复充电和放电仍会引起循环特性劣化的问题。
[0013]因此，本专利技术的目的在于：提供锂二次电池用正极活性物质，该正极活性物质在用作锂二次电池用正极活性物质时，即使在高电压下反复充放电,也几乎没有循环特性的劣化，并且能量密度保持率高；以及提供锂二次电池，该锂二次电池即使在高电压下反复充放电，也几乎没有循环特性的劣化，并且能量密度保持率高。
[0014]技术方案
[0015]考虑到上述现状，本专利技术的专利技术人进行了详尽研究，结果发现，通过使用其中锂钴型复合氧化物颗粒的表面附着有特定化合物的材料作为锂二次电池的正极活性物质，得到的二次电池即使在高电压下反复充放电也几乎没有循环特性的劣化，并且能量密度保持率
高，并基于此发现完成了本专利技术。
[0016]即，本专利技术(1)提供一种锂二次电池用正极活性物质，其包括锂钴型复合氧化物颗粒，上述颗粒表面的至少一部分上附着有含有Ti的化合物和含有Mg的化合物。
[0017]另外，本专利技术(2)提供根据(1)所述的锂二次电池用正极活性物质，其中含有Ti的化合物是含有Ti的氧化物。
[0018]另外，本专利技术(3)提供根据(1)或(2)所述的锂二次电池用正极活性物质，其中含有Ti的化合物的附着量按Ti原子计相对于锂钴型复合氧化物颗粒中的Co为0.01～5.00摩尔％。
[0019]另外，本专利技术(4)提供根据(1)～(3)中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中含有Mg的化合物是选自硫酸镁、氧化镁和钛镁复合化合物中的1种或2种以上。
[0020]另外，本专利技术(5)提供根据(1)～(4)中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中含有Mg的化合物是硫酸镁。
[0021]另外，本专利技术(6)提供根据(1)～(5)中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中含有Mg的化合物的附着量按Mg原子计相对于锂钴型复合氧化物颗粒中的Co为0.01～5.00摩尔％。
[0022]另外，本专利技术(7)提供根据(1)～(6)中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中锂钴型复合氧化物颗粒除Li、Co和O以外，含有1种或2种以上的M元素(M是Mg、Al、Ti、Zr、Cu、Fe、Sr、Ca、V、Mo、Bi、Nb、Si、Zn、Ga、Ge、Sn、Ba、W、Na、K、Ni或Mn)。
[0023]另外，本专利技术(8)提供根据(7)所述的锂二次电池用正极活性物质，其中M元素是选自Ti、Mg和Ca中的1种或2种以上。
[0024]另外，本专利技术(9)提供根据(1)～(8)中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中锂钴型复合氧化物颗粒含有氧化钴(Co3O4)。
[0025]另外，本专利技术(10)提供根据(9)所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，关于氧化钴(Co3O4)的含量，当使用CuKα射线作为线源对锂钴型复合氧化物进行X射线衍射分析时，Co3O4引起的位于2θ＝36.8
°
区域的衍射峰的强度(A)相对于LiCoO2引起的位于2θ＝37.4
°
区域的衍射峰的强度(B)的比率((A/B)
×
100)大于0.6％且小于等于5.0％。
[0026]另外，本专利技术(11)提供根据(1)～(10)中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，该正极活性物质通过以下方法获得：对锂钴型复合氧化物颗粒、含有Mg的无机化合物和含有Ti的无机化合物进行干式混合，从而得到锂钴型复合氧化物颗粒、含有Mg的无机化合物和含有Ti的无机化合物的混合材料，然后在400～1000℃对上述混合材料进行热处理。
[0027]另外，本专利技术(12)提供根据(1)～(10)中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，该正极活性物质通过以下方法获得：对锂钴型复合氧化物颗粒、含有Mg的无机化合物和含有Ti的无机化合物进行干式混合，从而得到锂钴型复合氧化物颗粒、含有Mg的化合物和含有Ti的无机化合物的混合材料，然后在750～1000℃对上述混合材料进行热处理。
[0028]另外，本专利技术(13)提供一种制造锂二次电池用正极活性物质的方法，该方法包括对锂钴型复合氧化物颗粒、含有Mg的无机化合物和含有Ti的无机化合物进行干式混合，从而得到锂钴型复合氧化物颗粒、含有Mg的无机化合物和含有Ti的无机化合物的混合材料；然后在400～1000℃对上述混合材料进行热处理，从而得到锂二次电池用正极活性物质。
[0029]另外，本专利技术(14)提供一种锂二次电池，该锂二次电池使用根据(1)～(12)中任一
项所述的锂二次电池用正极活性物质。
[0030]有益专利技术的有益效果
[0031]根据本专利技术，能够提供一种锂二次电池用正极活性物质，上述正极活性物质在用作锂二次电池用正极活性物质时，即使在高电压下反复充放电也几乎没有循环特性的劣化，并且能量密度保持率高，并且能够提供一种锂二次电池，该锂二次电池即使在高电压下反复充放电也几乎没有循环特性的劣化，并且能量密度保持率高。
附图说明
[0032][图1]图1是使用实施例1中所得正极活本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂二次电池用正极活性物质，其包括锂钴型复合氧化物颗粒，所述颗粒表面的至少一部分上附着有含有Ti的化合物和含有Mg的化合物。2.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质，其中所述含有Ti的化合物是含有Ti的氧化物。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，其中所述含有Ti的化合物的附着量按Ti原子计相对于所述锂钴型复合氧化物颗粒中的Co为0.01～5.00摩尔％。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，其中所述含有Mg的化合物是选自硫酸镁、氧化镁和钛镁复合化合物中的1种或2种以上。5.根据权利要求1～4中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中所述含有Mg的化合物是硫酸镁。6.根据权利要求1～5中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中所述含有Mg的化合物的附着量按Mg原子计相对于所述锂钴型复合氧化物颗粒中的Co为0.01～5.00摩尔％。7.根据权利要求1～6中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中所述锂钴型复合氧化物颗粒除Li、Co和O以外，含有1种或2种以上的M元素，M是Mg、Al、Ti、Zr、Cu、Fe、Sr、Ca、V、Mo、Bi、Nb、Si、Zn、Ga、Ge、Sn、Ba、W、Na、K、Ni或Mn。8.根据权利要求7所述的锂二次电池用正极活性物质，其中所述M元素是选自Ti、Mg和Ca中的1种或2种以上。9.根据权利要求1～8中任一项所述的锂二次电池用正极活性物质，其中所述锂钴型复合氧化物颗粒含有氧化钴(Co3O4)。10.根据权利要求9所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，关于所述氧化钴Co3O4的含量，当使用CuKα射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池政博，
申请(专利权)人：日本化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：