正极活性物质的制造方法及二次电池的制造方法技术

提供一种高纯度化的正极活性物质的制造方法。或者，提供一种即使反复进行充放电晶体结构也不容易崩塌的正极活性物质的制造方法。本发明专利技术是一种包含锂及过渡金属的正极活性物质的制造方法，包括如下步骤：准备锂源及过渡金属源的第一步骤；以及对锂源及过渡金属源进行研碎以及混合而形成复合材料的第二步骤，在第一步骤中，作为锂源准备99.99％以上的纯度的材料，作为过渡金属源准备99.9％以上的纯度的材料，在第二步骤中使用脱水丙酮进行研碎以及混合。及混合。及混合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正极活性物质的制造方法及二次电池的制造方法


[0001]本专利技术的一个方式涉及一种物品、方法或者制造方法。或者，本专利技术涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组成物(composition of matter)。本专利技术的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、照明装置、电子设备或它们的制造方法。另外，本专利技术的一个方式特别涉及一种正极活性物质的制造方法或正极活性物质。另外，本专利技术的一个方式特别涉及一种二次电池的制造方法或二次电池。
[0002]注意，在本说明书中，电子设备是指具有正极活性物质、二次电池或蓄电装置的所有装置，具有正极活性物质、二次电池或蓄电装置的电光装置、具有蓄电装置的信息终端装置等都是电子设备。

技术介绍

[0003]近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器、空气电池及全固态电池等各种蓄电装置的研究开发日益火热。尤其是，随着半导体产业的发展，高输出、高容量的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够充电的能量供应源，成为现代信息化社会的必需品。
[0004]此外，作为具有高容量及优异的充放电循环特性的用于锂离子二次电池的正极活性物质的制造方法，进行了如下研究开发：合成钴酸锂之后对其添加氟化锂及氟化镁并进行混合加热的技术(专利文献1)。
[0005]此外，已经进行了有关正极活性物质的晶体结构的研究(非专利文献1至非专利文献3)。另外，从很久之前就对萤石(氟化钙)等氟化物的物理性质进行了研究(非专利文献4)。另外，还进行了如下研究：利用非专利文献5中介绍的ICSD(Inorganic Crystal Structure Database)进行正极活性物质的晶体结构的X射线衍射(XRD)的分析。[先行技术文献][专利文献][0006][专利文献1]日本专利申请公开第2019
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179758号公报[非专利文献][0007][非专利文献1]Toyoki Okumura et al，”Correlation of lithium ion distribution and X
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ray absorption near
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edge structure in O3
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and O2
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lithium cobalt oxides from first
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principle calculation”，Journal of Materials Chemistry，2012，22，p.17340
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17348[非专利文献2]Motohashi，T.et al，”Electronic phase diagram of the layered cobalt oxide system LixCoO2(0.0≤x≤1.0)”，Physical Review B，80(16)，2009，165114[非专利文献3]Zhaohui Chen et al，“Staging Phase Transitions in LixCoO
2”，Journal of The Electrochemical Society，2002，149(12)A1604
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A1609[非专利文献4]W.E.Counts et al，Journal of the American Ceramic Society，1953，36[1]12
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17.Fig.01471
[非专利文献5]Belsky，A.et al.，“New developments in the Inorganic Crystal Structure Database(ICSD)：accessibility in support of materials research and design”，Acta Cryst.，2002，B58 364
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369.

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0008]正极活性物质由于是锂离子二次电池中成本较高的材料，所以高性能化(例如，高容量化、循环特性的改善、可靠性或安全性的提高)的要求也高。尤其是为了实现高性能化之一的高容量化，想要提高正极活性物质的纯度。
[0009]于是，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种高纯度化的正极活性物质的制造方法。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种反复进行充放电晶体结构也不容易崩塌的正极活性物质的制造方法。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种充放电循环特性良好的正极活性物质的制造方法。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种充放电容量较大的正极活性物质的制造方法。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种可靠性或安全性高的二次电池。
[0010]另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种新颖物质、活性物质粒子、二次电池、蓄电装置或它们的制造方法。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种具有选自高纯度化、高性能化和高可靠性中的任一个或多个特性的二次电池的制造方法或二次电池。
[0011]注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。注意，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。注意，可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。解决技术问题的手段
[0012]本专利技术的一个方式是一种包含锂及过渡金属的正极活性物质的制造方法，包括如下步骤：准备锂源及过渡金属源的第一步骤；以及对锂源及过渡金属源进行研碎以及混合而形成复合材料的第二步骤，其中，在第一步骤中，作为锂源准备99.99％以上的纯度的材料且作为过渡金属源准备99.9％以上的纯度的材料，并且，在第二步骤中，使用脱水丙酮进行研碎以及混合。
[0013]本专利技术的其他方式是一种包含锂及过渡金属的正极活性物质的制造方法，包括如下步骤：准备锂源及过渡金属源的第一步骤；对锂源及过渡金属源进行研碎以及混合而形成复合材料的第二步骤；以及加热复合材料形成包含锂及过渡金属的复合氧化物的第三步骤，其中，在第一步骤中，作为锂源准备99.99％以上的纯度的材料且作为过渡金属源准备99.9％以上的纯度的材料，在第二步骤中，使用脱水丙酮进行研碎以及混合，并且，第三步骤中的加热在露点为
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50℃以下的气氛下进行。
[0014]本专利技术的其他方式是一种包含锂及过渡金属的正极活性物质的制造方法，包括如下步骤：准备锂源及过渡金属源的第一步骤；对锂源及过渡金属源进行研碎以及混合而形成复合材料的第二步骤；加热复合材料形成包含锂及过渡金属的复合氧化物的第三步骤；混合复合氧化物和添加元素源形成混合物的第四步骤；以及加热混合物形成一次粒子的第五步骤，其中，在第一步骤中，作为锂源准备99.99％以上的纯度的材料且作为过渡金属源
准备99.9％以上的纯度的材料，在第二步骤中，使用脱水丙酮进行研碎以及混合，并且，第三步骤中的加热及第五步骤中的加热都在露点为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包含锂及过渡金属的正极活性物质的制造方法，包括如下步骤：准备锂源及过渡金属源的第一步骤；以及对所述锂源及所述过渡金属源进行研碎以及混合而形成复合材料的第二步骤，其中，在所述第一步骤中，作为所述锂源准备99.99％以上的纯度的材料且作为所述过渡金属源准备99.9％以上的纯度的材料，并且，在所述第二步骤中，使用脱水丙酮进行研碎以及混合。2.一种包含锂及过渡金属的正极活性物质的制造方法，包括如下步骤：准备锂源及过渡金属源的第一步骤；对所述锂源及所述过渡金属源进行研碎以及混合而形成复合材料的第二步骤；以及加热所述复合材料形成包含所述锂及所述过渡金属的复合氧化物的第三步骤，其中，在所述第一步骤中，作为所述锂源准备99.99％以上的纯度的材料且作为所述过渡金属源准备99.9％以上的纯度的材料，在所述第二步骤中，使用脱水丙酮进行研碎以及混合，并且，所述第三步骤中的加热在露点为
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50℃以下的气氛下进行。3.一种包含锂及过渡金属的正极活性物质的制造方法，包括如下步骤：准备锂源及过渡金属源的第一步骤；对所述锂源及所述过渡金属源进行研碎以及混合而形成复合材料的第二步骤；加热所述复合材料形成包含所述锂及所述过渡金属的复合氧化物的第三步骤；混合所述复合氧化物和添加元素源形成混合物的第四步骤；以及加热所述混合物形成一次粒子的第五步骤，其中，在所述第一步骤中，作为所述锂源准备99.99％以上的纯度的材料且作为所述过渡金属源准备99.9％以上的纯度的材料，在所述第二步骤中，使用脱水丙酮进行研碎以及混合，并且，所述第三步骤中的加热及所述第五步骤中的加热都在露点为
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50℃以下的气氛下进行。4.根据权利要求1至3中任一项所述的正极活性物质的制造方法，其中所述锂源包含Li2CO3且所述过渡金属源包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，挂端哲弥，石谷哲二，门马洋平，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：