锂金属复合氧化物、锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种锂金属复合氧化物，其以组成式(I)表示，满足要件(1)～(3)全部。要件(1)：在使用了CuKα射线的粉末X射线衍射测定中，2θ＝36.7

Lithium metal composite oxide, positive active material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂金属复合氧化物、锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池


[0001]本专利技术涉及锂金属复合氧化物、锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池。
[0002]本申请基于2019年12月23日在日本申请的特愿2019
‑
231325号而主张优先权，并将其内容援引于此。

技术介绍

[0003]锂金属复合氧化物作为锂二次电池用正极活性物质来使用。锂二次电池不仅已经在手机用途、笔记本电脑用途等小型电源中，而且在汽车用途、电力贮藏用途等中型或大型电源中，实用化也取得进展。
[0004]为了提高充放电特性等锂二次电池的电池特性，进行了各种尝试。例如在专利文献1中，记载了以抑制通过与电解液的反应而产生的气体的产生量为目的的尖晶石型含锂锰复合氧化物。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：JP
‑
A
‑
2018
‑
138513

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]在锂二次电池的应用领域进展的过程中，对锂二次电池中使用的正极活性物质材料要求进一步的气体产生量的降低。
[0010]本专利技术是鉴于上述情况而进行的，目的是提供在作为锂二次电池用正极活性物质使用的情况下不易产生气体的锂金属复合氧化物、锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]即，本专利技术包含下述[1]～[7]的专利技术。
[0013][1]一种锂金属复合氧化物，其以下述组成式(I)表示，满足下述要件(1)～(3)全部。
[0014]Li[Li
x
(Ni
(1
‑
y
‑
z
‑
w)
Co
y
Mn
z
M
w
)1‑
x
]O2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(I)
[0015](其中，M为选自由P、Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga及V构成的组中的1种以上的元素，满足
‑
0.1≤x≤0.2、0≤y≤0.4、0≤z≤0.4、及0≤w≤0.1)
[0016]要件(1)：在使用了CuKα射线的粉末X射线衍射测定中，2θ＝36.7
±1°
的范围内的衍射峰的积分强度I1与2θ＝64.9
±1°
的范围内的衍射峰的积分强度I2之比(I1/I2)为2.0以上。
[0017]要件(2)：BET比表面积为0.7m2/g以下。
[0018]要件(3)：10％累积体积粒度D
10
为5μm以上。
[0019][2]根据[1]所述的锂金属复合氧化物，其中，50％累积体积粒度D
50
与平均一次粒径之比(D
50
/平均一次粒径)为2.0以下。
[0020][3]根据[1]或[2]所述的锂金属复合氧化物，其中，平均一次粒径为4.5μm以上。
[0021][4]根据[1]～[3]中任一项所述的锂金属复合氧化物，其中，在上述组成式(I)中，y为z的0.5倍～5倍。
[0022][5]一种锂二次电池用正极活性物质，其含有[1]～[4]中任一项所述的锂金属复合氧化物。
[0023][6]一种锂二次电池用正极，其含有[5]所述的锂二次电池用正极活性物质。
[0024][7]一种锂二次电池，其具有[6]所述的锂二次电池用正极。
[0025]专利技术效果
[0026]根据本专利技术，能够提供在作为锂二次电池用正极活性物质使用的情况下不易产生气体的锂金属复合氧化物、锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池。
附图说明
[0027]图1A是表示锂离子二次电池的一个例子的概略构成图。
[0028]图1B是表示锂离子二次电池的一个例子的概略构成图。
[0029]图2是表示全固体锂二次电池的一个例子的示意图。
具体实施方式
[0030]本说明书中将金属复合化合物(Metal Composite Compound)在以下称为“MCC”，将锂金属复合氧化物(Lithium Metal Composite Oxide)在以下称为“LiMO”，将锂二次电池用正极活性物质(Cathode Active Material for lithium secondary batteries)在以下称为“CAM”。
[0031]<LiMO>
[0032]在本实施方式中，所谓“一次粒子”是指在使用扫描型电子显微镜等以5000倍～20000倍的视场进行观察时在外观上不存在晶界的粒子。
[0033]在本实施方式中，所谓“二次粒子”是上述一次粒子凝聚的粒子。
[0034]即，二次粒子为一次粒子的凝聚体。
[0035]在本专利技术的一个方案中LiMO由一次粒子构成。
[0036]在本专利技术的一个方案中LiMO由一次粒子的凝聚体即二次粒子和与上述二次粒子独立地存在的一次粒子构成。
[0037]在本专利技术的一个方案中LiMO为粉末。
[0038]在由一次粒子的凝聚体即二次粒子和与上述二次粒子独立地存在的一次粒子构成的情况下，一次粒子数相对于LiMO中所含的二次粒子数及与上述二次粒子独立地存在的一次粒子数的总和的比例优选为20％以上，更优选为30％以上，特别优选为50％以上。上限没有特别限定，但低于100％，优选为90％以下。上述一次粒子数的比例优选为20％以上且低于100％，更优选为30％～90％，进一步优选为50％～90％。
[0039]在算出一次粒子的数目时构成二次粒子的一次粒子不计入，仅计入与二次粒子独
立地存在的一次粒子的数目。
[0040]在本实施方式中，LiMO中所含的一次粒子数相对于二次粒子数及一次粒子数的总和的比例通过下述的方法来求出。
[0041]首先，使LiMO载置到粘贴于样品台上的导电性片材上，按照一次粒子及上述一次粒子的凝聚体即二次粒子彼此不接触而独立地存在的方式使其分散。
[0042]之后，使用扫描型电子显微镜(SEM、例如日本电子株式会社制JSM
‑
5510)，照射加速电压为20kV的电子射线进行SEM观察。
[0043]接着，从通过SEM观察而得到的图像(SEM照片)中随机地抽出200个粒子，设定为二次粒子数及一次粒子数的总和。
[0044]接着，算出所抽出的200个粒子中所含的与二次粒子独立地存在的一次粒子数。
[0045]通过将所得到的一次粒子数除以二次粒子数及一次粒子数的总和并乘以100，算出一次粒子数相对于二次粒子数及一次粒子数的总和的比例。
[0046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】1.一种锂金属复合氧化物，其以下述组成式(I)表示，满足下述要件(1)～(3)全部：Li[Li
x
(Ni
(1
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y
‑
z
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w)
Co
y
Mn
z
M
w
)1‑
x
]O2ꢀꢀꢀ
(I)其中，M为选自由P、Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga及V构成的组中的1种以上的元素，满足
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0.1≤x≤0.2、0≤y≤0.4、0≤z≤0.4及0≤w≤0.1，要件(1)：在使用了CuKα射线的粉末X射线衍射测定中，2θ＝36.7
±1°
的范围内的衍射峰的积分强度I1与2θ＝64.9

【专利技术属性】
技术研发人员：竹元毬惠，长尾大辅，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：