含镍氢氧化物、以含镍氢氧化物为前体的正极活性物质以及含镍氢氧化物的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够得到具有优异的首次充放电效率和高体积容量密度的正极活性物质的含镍氢氧化物。所述含镍氢氧化物为非水电解质二次电池的正极活性物质的前体，其中，当将在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中出现在2θ＝19.2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含镍氢氧化物、以含镍氢氧化物为前体的正极活性物质以及含镍氢氧化物的制造方法


[0001]本专利技术涉及含镍氢氧化物、以含镍氢氧化物为前体的正极活性物质以及含镍氢氧化物的制造方法，特别是涉及能够得到具有优异的首次充放电效率和高体积容量密度的正极活性物质的含镍氢氧化物和含镍氢氧化物的制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，从降低环境负荷的观点出发，在便携设备、使用或并用电力作为动力源的车辆等广泛的领域中使用二次电池。作为二次电池，例如能举出锂离子二次电池等使用非水电解质的二次电池。锂离子二次电池等使用了非水电解质的二次电池适于小型化、轻量化，具有高利用率、高循环特性的特性。
[0003]为了提高锂离子二次电池的电池特性，要求作为正极活性物质的前体的含镍氢氧化物具有良好的与锂化合物的反应性。作为能得到与锂化合物的反应性良好的正极活性物质的前体，提出了比表面积为3.0～11.0m2/g、基于X射线衍射测定的(101)面的峰强度(101)相对于(100)面的峰强度(100)的比(101)/(100)小于0.300的镍钴锰复合氢氧化物(专利文献1)。
[0004]另一方面，在使用电力作为动力源的电动汽车或并用电力作为动力源的混合动力汽车中，特别是作为电源的二次电池，要求充放电容量大的特性。然而，专利文献1的正极活性物质的前体虽然能得到良好的相对于锂化合物的反应性，但是在提高二次电池的充放电容量方面还有改善的余地。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2015
‑
003838号公报

技术实现思路

专利技术要解决的课题
[0006]鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种能够得到具有优异的首次充放电效率(initial charge/discharge efficiency)和高体积容量密度的正极活性物质的含镍氢氧化物以及含镍氢氧化物的制造方法。用于解决课题的手段
[0007]本专利技术的含镍氢氧化物中，使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中在2θ＝19.2
±
1的范围出现的衍射峰的峰强度相对于在2θ＝38.5
±
1的范围出现的衍射峰的峰强度的比被调整至规定的范围。
[0008]本专利技术的构成要点如下。[1]一种含镍氢氧化物，其为非水电解质二次电池的正极活性物质的前体，其中，当将使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中在2θ＝19.2
±
1的范围出现的衍射峰
的峰强度设为α，将使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中在2θ＝38.5
±
1的范围出现的衍射峰的峰强度设为β时，α/β的峰强比为0.80以上且1.38以下。[2]根据[1]所述的含镍氢氧化物，其中，上述α/β的峰强比为1.05以上且1.38以下。[3]根据[1]或[2]所述的含镍氢氧化物，其中，一次粒子的平均长径为290nm以上且425nm以下。[4]根据[1]至[3]中任一项所述的含镍氢氧化物，其中，一次粒子的纵横比为2.2以上且5.0以下。[5]根据[1]至[4]中任一项所述的含镍氢氧化物，其中，相对于含有的金属总量，含有80mol％以上的镍。[6]根据[1]至[5]中任一项所述的含镍氢氧化物，其中，其为含有镍以及选自由钴和锰组成的组中的至少一种金属的复合氢氧化物。[7]根据[1]至[6]中任一项所述的含镍氢氧化物，其中，振实密度为1.60以上。[8]根据[1]至[7]中任一项所述的含镍氢氧化物，其中，BET比表面积为7.5m2/g以上且20.0m2/g以下。[9]一种非水电解质二次电池的正极活性物质，其是将[1]至[8]中任一项所述的含镍氢氧化物与锂化合物烧制而成的。[10]一种含镍氢氧化物的制造方法，所述含镍氢氧化物为非水电解质二次电池的正极活性物质的前体，其中，包括析晶工序，其中通过将含有镍盐的水溶液和含有络合剂的水溶液添加到反应槽内并进行混合，向上述反应槽内的上述反应溶液供给pH调节剂，以使上述反应槽内的反应溶液的液温40℃基准下的pH维持在10以上且13以下的范围，从而在上述反应溶液中进行共沉淀反应，得到含镍氢氧化物粒子，当将上述析晶工序中的上述反应溶液的反应温度设为A(℃)，将上述反应溶液的络合剂浓度设为B(g/L)，将上述反应槽内的上述含镍氢氧化物粒子的滞留时间设为C(小时)，将混合上述反应槽内的上述反应溶液时的搅拌动力设为D(kW/m3)时，A
×
B
×
C
×
D的值为3400以上且7000以下。[11]根据[10]所述的制造方法，其中，上述反应温度A为60℃以上且90℃以下。[12]根据[10]或[11]所述的制造方法，其中，上述络合剂为铵离子供给体，上述反应溶液的氨浓度B为1.0g/L以上且10.0g/L以下。[13]根据[10]至[12]中任一项所述的制造方法，其中，上述滞留时间C为5小时以上且30小时以下。[14]根据[10]至[13]中任一项所述的制造方法，其中，上述搅拌动力D为1.0kW/m3以上且5.0kW/m3以下。[15]根据[10]至[14]中任一项所述的制造方法，其中，上述反应槽为连续式反应槽。[16]根据[10]至[15]中任一项所述的制造方法，其进一步包括固液分离工序，该固液分离工序中，将上述析晶工序中得到的上述含镍氢氧化物粒子用碱水溶液清洗后，进行固液分离。
[0009]需要说明的是，本说明书中，所谓“粉末X射线衍射测定中在2θ＝19.2
±
1的范围出现的衍射峰的峰强度”和“粉末X射线衍射测定中在2θ＝38.5
±
1的范围出现的衍射峰的峰强度”是指如下得到的峰强度：通过对含镍氢氧化物的粉末，使用CuKα射线源(40kV/40mA)，在衍射角2θ＝10
°
～80
°
、取样宽度0.03
°
、扫描速度20
°
/min的条件下进行测定，从而获得粉末X射线衍射图谱，使用X射线粉末综合分析软件PDXL进行平滑化处理和背景去除处理，得到峰强度。专利技术效果
[0010]根据本专利技术的含镍氢氧化物，当将使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中在2θ＝19.2
±
1的范围出现的衍射峰的峰强度设为α，将使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中在2θ＝38.5
±
1的范围出现的衍射峰的峰强度设为β时，通过由α/β表示的峰强比为0.80以上且1.38以下，能够得到具有优异的首次充放电效率和高体积容量密度的正极活性物质。
[0011]根据本专利技术的含镍氢氧化物，通过上述α/β的峰强比为1.05以上且1.38以下，首次充放电效率和体积容量密度进一步提高。
[0012]根据本专利技术的含镍氢氧化物，通过一次粒子的平均长径为290nm以上且425nm以下，能够进一步可靠地得到优异的首次充放电效率和高体积容量密度。
[0013]根据本专利技术的含镍氢氧化物，通过一次粒子的纵横比为2.2以上且5.0以下，能够进一步可靠地得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种含镍氢氧化物，其为非水电解质二次电池的正极活性物质的前体，其中，当将在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中出现在2θ＝19.2
±
1的范围的衍射峰的峰强度设为α，将在使用CuKα射线的粉末X射线衍射测定中出现在2θ＝38.5
±
1的范围的衍射峰的峰强度设为β时，α/β的峰强比为0.80以上且1.38以下。2.根据权利要求1所述的含镍氢氧化物，其中，所述α/β的峰强比为1.05以上且1.38以下。3.根据权利要求1或2所述的含镍氢氧化物，其中，一次粒子的平均长径为290nm以上且425nm以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的含镍氢氧化物，其中，一次粒子的纵横比为2.2以上且5.0以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的含镍氢氧化物，其中，相对于含有的金属总量，含有80mol％以上的镍。6.根据权利要求1至5中任一项所述的含镍氢氧化物，其为含有镍以及选自由钴和锰组成的组中的至少一种金属的复合氢氧化物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的含镍氢氧化物，其中，振实密度为1.60以上。8.根据权利要求1至7中任一项所述的含镍氢氧化物，其中，BET比表面积为7.5m2/g以上且20.0m2/g以下。9.一种非水电解质二次电池的正极活性物质，其是将权利要求1至8中任一项所述的含镍氢氧化物与锂化合物进行烧成而得到。10.一种含镍氢氧化物的制造方法，所述含镍氢氧化物为非水电解质二次电池的正极活性物质的前体，其中，包括析晶工序，其中通过将含有镍盐的水溶液和...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭田恭崇，增川贵昭，片桐一贵，
申请(专利权)人：株式会社田中化学研究所，
类型：发明
国别省市：