过渡金属复合氢氧化物和锂复合金属氧化物制造技术

本发明专利技术提供过渡金属复合氢氧化物和锂复合金属氧化物。上述过渡金属复合氢氧化物由一次粒子、和一次粒子进行凝聚而形成的近球状的二次粒子构成，平均粒径为1μm以上20μm以下，以a∶b∶c∶d的摩尔比含有Mn、Ni、Fe和Co(在此，a为0.3以上0.7以下，b为0.4以上0.7以下，c超过0且为0.1以下，d为0以上0.2以下，a+b+c+d＝1。)。上述锂复合金属氧化物是通过煅烧上述过渡金属复合氢氧化物和锂化合物的混合物而制备的，上述锂复合金属氧化物的平均粒径为1μm以上20μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及过渡金属复合氢氧化物和锂复合金属氧化物。详细而言，本专利技术涉及用作非水电解质二次电池中的正极活性物质的锂复合金属氧化物、以及用作该锂复合金属氧化物的原料的过渡金属复合氢氧化物。
技术介绍
过渡金属复合氢氧化物在锂二次电池等非水电解质二次电池的正极活性物质中作为其原料而被使用。锂二次电池已作为手提电话用途和笔记本电脑用途等的小型电源而被实用化，进而，已在尝试用作汽车用途和蓄电用途等的大型电源。例如，如专利文献I所公开的那样，现有的过金属复合氢氧化物是通过在以特定比例含有Mn、Ni、Fe和Co的水溶液中添加氢氧化钠水溶液，从而使Mn、Ni、Fe和Co发生共沉淀而得到共沉淀物，然后，在150°C下对该共沉淀物进行加热、干燥的方法来制备的。专利文献专利文献I :W02002/073718号公报
技术实现思路
但是，利用上述现有的方法制得的过渡金属复合氢氧化物具有形状不规则的粒子。因而，将该过渡金属复合氢氧化物用作原料而得的锂复合金属氧化物也具有形状不规则的粒子。最终，这样的锂复合金属氧化物在非水电解质二次电池中会导致低容量化、内部电阻的高电阻化。本专利技术的目的在于提供一种锂复合金属氧化物、以及用作所述锂复合金属氧化物的原料的过渡金属复合氢氧化物，所述锂复合金属氧化物提供具有更高容量且更低内部电阻的非水电解质二次电池。本专利技术提供如下手段。〈1> 一种过渡金属复合氢氧化物，其由一次粒子、和一次粒子进行凝聚而形成的近球状的二次粒子构成，所述过渡金属复合氢氧化物的平均粒径为I U m以上20 y m以下、且以a : b : c : d的摩尔比含有Mn、Ni、Fe和Co (在此，a为0.3以上0.7以下，b为0.4 以上0. 7以下，c超过0且在0. I以下，d为0以上0. 2以下，a+b+c+d = I。)。<2>根据〈1>所述的过渡金属复合氢氧化物，其中，a大于b。<3>根据〈1>或〈2>所述的过渡金属复合金属氢氧化物，其中，d为O。<4>根据〈1> 〈3>中任一项所述的复合金属复合氢氧化物，其平均粒径为I U m 以上10 u m以下。<5> 一种锂复合金属氧化物，其是通过煅烧〈1> 〈4>中任一项所述的过渡金属复合氢氧化物和锂化合物的混合物而制备的，所述锂复合金属氧化物的平均粒径为Iym以上20 u m以下。〈6>—种电极,其具有〈5>所述的锂复合金属氧化物。<7> 一种非水电解质二次电池，其具有〈6>所述的电极作为正极。<8>根据〈7>所述的非水电解质二次电池，其还具有间隔件。<9>根据〈8>所述的非水电解质二次电池，其中，间隔件由耐热多孔层与多孔膜相互层叠而得的层叠膜构成。具体实施例方式<过渡金属复合氢氧化物>本专利技术的过渡金属复合氢氧化物由一次粒子、和一次粒子进行凝聚而得的近球状的二次粒子构成，所述过渡金属复合氢氧化物的平均粒径为I U m以上20 y m以下，且以 a b c d的摩尔比含有Mn、Ni、Fe和Co(在此，a为0. 3以上0. 7以下，b为0. 4以上0.7以下，c超过0且为0. I以下，d为0以上0. 2以下，a+b+c+d = I。)。过渡金属复合氢氧化物还可由下式(A)表示。(MnaNibFecCod) Oe (OH) 2_e(A)(在此，a为0.3以上0. 7以下，b为0. 4以上0. 7以下，c超过0且为0. I以下，d 为0以上0. 2以下，e为0以上I以下，a+b+c+d = I。)本专利技术的过渡金属复合氢氧化物具有形状为近球状的二次粒子。在二次粒子的粒子形状不是近球状的情况(例如不规则的粒子)下，所得的锂复合金属氧化物也具有形状不规则的粒子。若将这样的锂复合金属氧化物用作非水电解质二次电池的正极活性物质， 则电极中的正极活性物质的填充密度变低，与此相伴，非水电解质二次电池的电池容量也变低。若电极中的正极活性物质的填充密度变低，则正极活性物质与导电材料的接触点变少，电池的内部电阻变大。与过渡金属复合氢氧化物相同，所得的锂复合金属氧化物也优选具有形状为近球状的二次粒子。二次粒子的形状可利用扫描型电子显微镜(以下有时称为 SEM。)来确认。在本专利技术中，近球状的二次粒子是指在通过由SEM对过渡金属复合氢氧化物和锂复合金属氧化物进行观察而确认的二次粒子中，在将二次粒子的长径设为DLjf 二次粒子的短径设为DS的情况下，DL除以DS所得的值(DL/DS)为I以上I. 5以下的二次粒子。本专利技术的过渡金属复合氢氧化物由一次粒子、和一次粒子进行凝聚而形成的近球状的二次粒子构成，过渡金属复合氢氧化物的平均粒径为I U m以上20 ii m以下。在本专利技术中，平均粒径是指在通过激光衍射散射粒度分布测定测得的体积基准的累积粒度分布曲线中，从微小粒子侧观察的50%累积时的粒子的直径(D5tl)。就本专利技术的过渡金属复合氢氧化物而言，在平均粒径低于I U m的情况下，存在构成所得的锂复合金属氧化物的粒子变小的趋势。若将这样的锂复合金属氧化物用作非水电解质二次电池的正极活性物质，则电极中的正极活性物质的填充密度变低，与此相伴，非水电解质二次电池的电池容量也变低。在平均粒径高于20 iim的情况下，存在构成锂复合金属氧化物的粒子变大的趋势，还存在非水电解质二次电池的内部电阻变大的趋势。从进一步提高非水电解质二次电池的容量且进一步降低电池内部电阻的观点看，过渡金属复合氢氧化物的平均粒径优选为Ium以上 IOum以下。与过渡金属复合氢氧化物相同，锂复合金属氧化物的平均粒径优选为I y m以上20 u m以下,更优选为I u m以上10 u m以下。在本专利技术中，过渡金属复合氢氧化物含有Mn、Ni和Fe。过渡金属复合氢氧化物可以进一步含有Co。Mn、Ni、Fe和Co的摩尔比由a : b c d表示(在此，a为0. 3以上0. 7以下，b为0. 4以上0. 7以下，c超过0且为0. I以下，d为0以上0. 2以下，a+b+c+d =在本专利技术中，a表示Mn的摩尔量相对于Mn、Ni、Fe和Co的总摩尔量的比。在a低于0. 3的情况下，所得的非水电解质二次电池的循环特性降低，因此不优选；在a高于0. 7 的情况下，所得的非水电解质二次电池的容量变小，因此不优选。从进一步提高所得的非水电解质二次电池的容量和循环特性的观点看，a优选为0. 4以上0. 65以下，更优选为0. 46 以上0.6以下。在本专利技术中，b表示Ni的摩尔量相对于Mn、Ni、Fe和Co的总摩尔量的比。在b低于0. 4的情况下，所得的非水电解质二次电池的容量变小，因此不优选；在b高于0. 7的情况下，所得的非水电解质二次电池的循环特性降低，因此不优选。从进一步提高所得的非水电解质二次电池的容量和循环特性的观点看，b优选为0. 45以上0. 7以下，更优选为0. 46 以上0.6以下。在本专利技术中，c表示Fe的摩尔量相对于Mn、Ni、Fe和Co的总摩尔量的比。在c为 0的情况下，所得的非水电解质二次电池的循环特性降低，因此不优选；在c高于0. I的情况下，所得的非水电解质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：今成裕一郎，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：