锂复合金属氧化物及其制造方法技术

本发明专利技术提供在高电流速率下可显示出高放电容量维持率的非水电解质二次电池、以及用于所述非水电解质二次电池的锂复合金属氧化物、锂复合金属氧化物的制造方法。本发明专利技术的锂复合金属氧化物是含有Ni、Mn、Co和Fe的锂复合金属氧化物，BET比表面积为3m2/g以上且15m2/g以下。根据本发明专利技术，与以往的锂二次电池相比，可得到在高电流速率下显示出高放电容量维持率的非水电解质二次电池，上述二次电池尤其在需要高电流速率下的高放电容量维持率的用途中极其有用，即，在汽车用、电动工具等电源工具用的非水电解质二次电池中极其有用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。详细而言，本专利技术涉及用于非水电解质二次电池用正极活性物质的。
技术介绍
锂复合金属氧化物在锂二次电池等非水电解质二次电池中用作正极活性物质。锂二次电池作为手提电话用途、笔记本电脑用途等的小型电源已经被实际应用，进而在汽车用途、蓄电用途等中以及大型电源中，也在尝试适用。作为以往的锂复合金属氧化物，专利文献I中具体的公开了如下的锂复合金属氧化物，其为含有N1、Mn、Co和Fe的锂复合金属氧化物，所述锂复合金属氧化物是将氢氧化锂、氢氧化镍、氢氧化钴、三氧化二锰和氢氧化铁在乳钵中混合，然后将它们分别在干燥空气气氛下在750°C下热处理20小时，用乳钵粉碎而得的。专利文献专利文献1:日本专利第3281829号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，将上述以往的锂复合金属氧化物用作正极活性物质而得的非水电解质二次电池在需要高电流速率下的 高放电容量维持率的用途中，即，在汽车用途、电动工具等电源工具用途中并不能满足需要。因而，本专利技术的目的在于提供在高电流速率下可显示出高放电容量维持率的非水电解质二次电池及用于所述非水电解质二次电池的锂复合金属氧化物、以及这种锂复合金属氧化物的制造方法。解决课题所需的手段本专利技术人等鉴于上述情况进行了各种研究，结果发现下述的技术方案符合上述目的，从而完成了本专利技术。S卩，本专利技术提供下述的技术方案。<1> 一种锂复合金属氧化物，其是含有N1、Mn、Co和Fe的锂复合金属氧化物，其中，BET比表面积为3m2/g以上且15m2/g以下。〈2>—种锂复合金属氧化物的制造方法，其依次包括以下的(I)、(2)和(3)的工序，(I)使含有Ni离子、Mn离子、Co离子、Fe离子和硫酸根离子的原料水溶液与碱接触而生成共沉淀物，得到共沉淀物浆料的工序，(2)由上述共沉淀物浆料得到共沉淀物的工序，以及(3)将混合上述共沉淀物和锂化合物而得的混合物保持在650 950 V的温度下进行烧成，从而得到锂复合金属氧化物的工序。专利技术效果根据本专利技术，与以往的锂二次电池相比，可得到在高的电流速率下显示出高放电容量维持率的非水电解质二次电池。这样的二次电池尤其在需要高电流速率下的高放电容量维持率的用途中极其有用，即，在汽车用、电动工具等电源用的非水电解质二次电池中极其有用。具体实施例方式<本专利技术的锂复合金属氧化物>本专利技术的锂复合金属氧化物的特征在于，是含有N1、Mn、Co和Fe的锂复合金属氧化物，其中，BET比表面积为3m2/g以上且15m2/g以下。若BET比表面积低于3m2/g或超过15m2/g，则所得到的非水电解质二次电池的高电流速率下的放电容量维持率不足。与此相对，锂复合金属氧化物的BET比表面积优选为3m2/g以上，更优选为5m2/g以 上。另外，为了提高填充性，而优选锂复合金属氧化物的BET比表面积为15m2/g以下，更优选为12m2/g以下。对于本专利技术的锂复合金属氧化物而言，为了提高循环特性和高电流速率下的放电容量维持率，而优选利用激光衍射散射法测得的平均粒径(以下称作“平均粒径”)为0.1um以上且不足I y m，更优选为0.2 0.8 ii m，进一步优选为0.3 0.7 y m。对于本专利技术的锂复合金属氧化物而言，为了获得高容量，而优选平均一次粒径为0.05um以上且0.4 ii m以下，更优选为0.07 0.35 y m,更优选为0.1 0.3 y m。为了获得进一步提高容量、且高电流速率下的放电容量维持率高的非水电解质二次电池，本专利技术的锂复合金属氧化物优选为由下式(A)表示的锂复合金属氧化物，Lia(Ni1^zMnxCoyFez)O2 (A)(0.9 ^ a ^1.3、0.3 ^ X ^ 0.6>0.01 ^ y ^ 0.4、0.01 彡 ZS^0.1、0.3 ^ x+y+z < 0.7)。在上式(A)中，为了获得高容量，而优选为a为0.9以上且1.3以下的范围，更优选为0.95以上且1.15以下的范围。在上式(A)中，为了提高作为非水电解质二次电池的情况下的循环特性，X的值优选为0.3以上且0.6以下的范围，更优选为0.35以上且0.55以下的范围。在上式(A)中，为了提高作为非水电解质二次电池的情况下的、高电流速率下的放电容量维持率，y的值优选为0.01以上且0.4以下的范围，更优选为0.03以上且0.3以下的范围，进一步优选为0.05以上且0.2以下。在上式(A)中，为了提高作为非水电解质二次电池的情况下的循环特性和热稳定性，z的值优选为0.01以上且0.1以下的范围，更优选为0.02以上且0.08以下的范围，进一步优选为0.03以上且0.07以下。在上式(A)中，为了提高作为非水电解质二次电池的情况下的容量和循环特性，x+y+z的值优选为0.3以上且0.7以下的范围，更优选为0.4以上且0.6以下的范围，进一步优选为0.45以上且0.55以下。在不损害本专利技术的效果的范围内，还可以将Fe的一部分用选自Al、Mg、Ba、Cu、Ca、Zn、V、T1、S1、W、Mo、Nb和Zr中的一种以上的元素取代。本专利技术的锂复合金属氧化物是由一次粒子、和一次粒子发生凝聚而形成的二次粒子的混合物形成的。一次粒子、二次粒子各自的平均粒径可通过利用SEM观察而进行测定。另外，本专利技术的锂复合金属氧化物的平均粒径可利用激光衍射散射法而测定。为了进一步提高本专利技术的效果，本专利技术的锂复合金属氧化物的结构优选为a -NaFeO2型晶体结构、即属于R_3m的空间群的晶体结构。就晶体结构而言，对于锂复合金属氧化物来说，可通过利用将CuK a作为射线源的粉末X射线衍射测定而测得的粉末X射线衍射图形来进行鉴别。另外，在不损害本专利技术的效果的范围内，可以在构成本专利技术的锂复合金属氧化物的粒子的表面附着与上述锂复合金属氧化物不同的化合物。作为上述化合物，可举出含有选自B、Al、Ga、In、S1、Ge、Sn、Mg和过渡金属兀素中的I种以上的兀素的化合物、优选为含有选自B、Al、Mg、Ga、In和Sn中的I种以上的元素的化合物、更优选为Al的化合物。作为这样的化合物，具体而言，可举出上述元素的氧化物、氢氧化物、碱式氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、有机酸盐，优选为氧化物、氢氧化物、碱式氢氧化物。另外，可将这些化合物混合使用。在这些化合物中，尤其优选化合物为氧化铝。另外，在附着后可以进行加热。这样的本专利技术的锂复合金属氧化物尤其可利用制造锂复合金属氧化物的本专利技术的方法来制造。<制造锂复合金属氧化物的本专利技术的方法>制造锂复合金属氧化物的本专利技术的`方法可依次包括以下的(I)、(2)和(3)的工序，(I)使含有Ni离子、Mn离子、Co离子、Fe离子和硫酸根离子的原料水溶液与碱接触而生成共沉淀物，得到共沉淀物浆料的工序，(2)由上述共沉淀物浆料得到共沉淀物的工序，以及(3)将混合上述共沉淀物和锂化合物而得的混合物保持在650 950 V的温度下进行烧成，从而得到锂复合金属氧化物的工序。<制造锂复合金属氧化物的本专利技术的方法-工序(I) >在上述(I)的工序中，含有Ni离子、Mn离子、Co离子、Fe离子和硫酸根离子(S0广)的原料水溶液优选为将含有N1、Mn、Co、Fe的作为各自的原料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.06 JP 2010-1985601.一种锂复合金属氧化物，其是含有N1、Mn、Co和Fe的锂复合金属氧化物，其中，BET比表面积为3m2/g以上且15m2/g以下。2.根据权利要求1所述的锂复合金属氧化物，其中，利用激光衍射散射法测得的平均粒径为0.1 u m以上且不足I u m。3.根据权利要求1或2所述的锂复合金属氧化物，其中，平均一次粒径为0.05 y m以上且0.4 ii m以下。4.根据权利要求1 3中任一项所述的锂复合金属氧化物，其是由下式(A)表示的锂复合金属氧化物，其中，Lia (Ni1-x-y-zMnxCoyFez) O2⑷ 式中，0.9≤a≤1.3、0.3 ≤ X ≤0.60.01 ≤y ≤0.4、0.01≤ z ≤0.1、0.3≤ x+y+z ≤ 0.705.一种锂复合金属氧化物的制造方法，其依次包括以下的(I)、(2)和(3)的工序， (1)使含有Ni离子、Mn离子、Co离子、Fe离子和硫酸根离子的原料水溶液与碱接触而生成共沉淀物，得到共沉淀物浆料的工序， (2)由所述共沉淀物浆料得到共沉淀物的工序，以及 (3)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：高森健二，今成裕一郎，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：
国别省市：