非水二次电池用活性物质及非水二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种非水二次电池用活性物质的制造方法，将在可以掺杂·去掺杂锂离子的材料的粒子表面覆盖了含有元素A(选自B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Mg及过渡金属元素中的一种以上元素)的化合物的覆盖材料，在含有水的气氛中以使该覆盖材料的重量增加率为0.1重量％以上5.0重量％以下的范围的方式保持后，将其烧成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非水二次电池用活性物质及其制造方法。
技术介绍
锂二次电池等非水二次电池已经作为携带电话或笔记本电脑等的电源实用化，甚至在汽车用途或蓄电用途等中·大型用途中也被尝试使用。希望有如下的非水二次电池，S卩，在反复进行充放电的情况下电容的降低少，也就是说循环使用性能优良。另外，锂二次电池虽然小型，但是由于具有大的电容，因此对其要求提高外部短路或内部短路等情况下的安全性，从而希望有能够造就此种循环使用性能优良、安全性高的非水二次电池的活性物质的制造方法。所以，提出过将含有镍的含锂复合氧化物的表面利用具有Mg、Si、Ti、Al、V、Co、K、 Ca、Na、B的某种的化合物进行覆盖处理的非水二次电池用正极活性物质的制造方法(例如特开2001-28265号公报)。但是，使用所得的非水二次电池用正极活性物质制造的非水二次电池的循环使用性能并不充分，安全性也不够充分。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供造就循环使用性能及安全性优良的非水二次电池的非水二次电池用活性物质及制造该活性物质的方法，以及提供使用了该活性物质的非水二次电池。所以，本专利技术人等为了解决上述问题，对非水二次电池用活性物质的制造方法进行了深入研究，结果发现，在可以掺杂·去掺杂锂离子的材料的粒子表面，覆盖特定的金属元素的化合物而制成覆盖材料，继而在含有水的气氛中保持，使得上述覆盖材料的重量以一定的比例增加后，通过进行烧成，就会成为造就循环使用性能及安全性优良的非水二次电池的非水二次电池用活性物质，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供一种非水二次电池用活性物质的制造方法，其特征是，将在可以掺杂·去掺杂锂离子的材料的粒子表面，覆盖了含有选自B、Al、Ga、^uSLG^Sn、Mg及过渡金属元素中的一种以上元素(元素A)的化合物的覆盖材料在含有水的气氛下保持，使得该覆盖材料的重量增加率为0. 1重量％以上 5. 0重量％以下的范围后，将其烧成。另外，本专利技术提供一种非水二次电池用活性物质，是将在可以掺杂·去掺杂锂离子的材料的粒子表面覆盖了含有上述元素A的化合物的覆盖材料烧成而制造的非水二次电池用活性物质，其特征是，将该活性物质与碱溶液混合后，从该活性物质中向该碱溶液中抽提的元素A的重量比例(Wl)相对于该混合前的活性物质中所含有的元素A的重量比例 (W2)在3%以下。另外，本专利技术的非水二次电池用活性物质由于能够造就安全性、循环使用性能优良的非水二次电池，因此可以作为非水二次电池用活性物质理想地使用。具体实施例方式本专利技术的制造方法是在可以掺杂 去掺杂锂离子的材料(以下有时称作「芯材」。) 的粒子表面，覆盖含有选自B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Mg及过渡金属元素中的一种或两种以上的元素(元素A)的化合物。作为芯材，无论是正极、负极活性物质的哪种都可以，然而由于在使用正极活性物质的情况下，本专利技术的效果更大，因此优选正极活性物质，作为正极活性物质，例如可以举出作为锂二次电池的正极活性物质已知的镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂，由于镍酸锂使得使用本专利技术的活性物质制成的非水二次电池的充放电容量变高，因此优选。在镍酸锂中，包含在锂镍复合氧化物中的，将镍的一部分用其他元素取代的形式的以式子LixNihyMyO2 (式中，x、y分别为0. 9彡χ彡1. 2，0彡y彡0. 5，M是选自B、Al、Ga、 In、Si、Ge、Sn、Mg及过渡金属元素中的一种以上的金属元素。)表示的化合物。式中的M 优选为选自B、Al、Mg、Co、Cr、Mn&i^中的一种以上的金属元素。另外，作为本专利技术中的芯材，可以举出将镍的一部分用两种以上的其他元素取代的形式的以式子LixND2zO2 (式中，χ、ζ分别为0. 9彡χ彡1. 2，0. 3彡ζ彡0. 9，M2是选自 B、Al、Si、Sn、Mg、Mn、i^&Co中的两种以上的金属元素。)表示的化合物。出于提高非水二次电池的循环使用性能及安全性的目的，ζ优选为0. 4以上0. 8以下的范围的值，更优选为0. 5以上0. 7以下的范围的值，M2优选为选自B、Al、Mn、Fe及Co中的两种以上的元素， 更优选为选自B、Mn、i^&Co中的两种以上的元素，进一步优选为选自MnJe及Co中的两种以上的元素。覆盖于该芯材的粒子表面的元素A是选自B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Mg及过渡金属元素中的一种以上元素，优选为选自B、Al、Mg、C0、Cr、Mn&!^中的一种以上，特别优选 Al。含有元素A的化合物例如可以举出元素A的氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、碳酸盐、硝酸盐、有机酸盐或它们的混合物。其中，优选元素A的氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、 碳酸盐或它们的混合物。为了将芯材的粒子表面更有效地覆盖，本专利技术中所用的含有元素A的化合物最好与芯材的粒子相比更为微小，含有元素A的化合物的BET比表面积优选在该芯材的粒子所具有的BET比表面积的5倍以上，更优选在20倍以上。对于含有元素A的化合物的量，由于元素A相对于芯材来说通常达到0. 005 0. 15mol份的量可以获得造就放电容量、循环使用性能、安全性的平衡优良的非水二次电池的活性物质，因此优选，更优选元素A相对于芯材来说达到0. 02 0. IOmol份的量。对于在芯材的粒子表面覆盖含有元素A的化合物而制造覆盖材料的过程，在工业上优选干式混合。干式混合的方法没有特别限定，然而覆盖材料的制造例如可以通过简单地将芯材、含有元素A的化合物的规定量投入容器并摇振来进行。另外，也可以利用V型、W 型、双锥型等混合机，在内部具有螺杆、搅拌浆的粉体混合机，球磨机、振动式磨机等工业上通常所用的装置来进行。此时，由于如果混合不充分，则会有使用最终得到的活性物质制造的非水二次电池的循环使用性能、安全性降低的情况，因此最好混合至无法利用目视确认含有元素A的化合物的凝聚物的程度。由于在干式混合工序中，如果增加至少一个使用介质(media)的混合过程，则混合效率良好，可以使含有元素A的化合物牢固地附着在芯材的粒子表面，有形成造就循环使用性能及安全性更为优良的非水二次电池的非水二次电池用活性物质的倾向，因此优选。将如此制造的覆盖材料在含有水的气氛中以使覆盖材料的重量增加率为0. 1重量％以上5. 0重量％以下的范围的方式保持而制成覆盖保持材料。通过将重量增加率设为上述范围，所得的非水二次电池用活性物质就会成为造就循环使用性能及安全性优良的非水二次电池的非水二次电池用活性物质。覆盖材料的重量增加率优选0. 3重量％以上3. 0 重量％以下的范围。重量增加率的测定方法没有特别限定，然而例如可以先测定好填充覆盖材料的容器的空重量，向其中填充覆盖材料，通过测定在含有水的气氛中的保持前后的总重量，就可以计算该覆盖材料的重量增加率。由于如果将覆盖材料在含有水的气氛中保持的温度是20°C以上90°C以下的范围，并且相对湿度是20%以上90%以下的范围，则会有形成造就循环使用性能及安全性更为优良的非水二次电池的非水二次电池用活性物质的倾向，另外，其重量增加率的控制也更为容易，因此优选。更优选的范围是，温度在30°C以上70°C以下，并且相对湿度在50%以上80%以下。作为在含有水的气氛中保持覆盖材料的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非水二次电池用活性物质，将在可以掺杂·去掺杂锂离子的材料的粒子表面覆盖了含有选自Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｍｇ及过渡金属元素中的一种以上元素即元素Ａ的化合物的覆盖材料烧成而制得，其特征是，将该活性物质与碱溶液混合后，从该活性物质向该碱溶液中抽提的元素Ａ的重量比例Ｗ１相对于该混合前的活性物质中所含的元素Ａ的重量比例Ｗ２在３．０％以下。

【技术特征摘要】
2005.04.28 JP 2005-1313821.一种非水二次电池用活性物质，将在可以掺杂·去掺杂锂离子的材料的粒子表面覆盖了含有选自B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Mg及过渡金属元素中的一种以上元素即元素A的化合物的覆盖材料烧成而制得，其特征是，将该活性物质与碱溶液混合后，从该活性物质向该碱溶液中抽提的元素A的重量比例Wl相对于该混合前的活性物质中所含的元素A的重量比例W2在3.0%以下。2.根据权利要求1所述的非水二次电池用活性物质...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹木玲子，根本明欣，中根坚次，今成裕一郎，堀江健作，犬饲洋志，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP