锂过剩型锂金属复合氧化物制造技术

本发明专利技术的目的和课题在于提供一种锂过剩型锂金属复合氧化物，该锂金属复合氧化物能够制作密度比以往高的电极。本发明专利技术的锂金属复合氧化物是锂过剩型锂金属复合氧化物，其特征在于，相对于锂以外的金属总量含有50mol%以上Mn、和其他金属，并且振实密度在1.0g/ml～2.0g/ml的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的目的和课题在于提供一种锂过剩型锂金属复合氧化物，该锂金属复合氧化物能够制作密度比以往高的电极。本专利技术的锂金属复合氧化物是锂过剩型锂金属复合氧化物，其特征在于，相对于锂以外的金属总量含有50mol%以上Mn、和其他金属，并且振实密度在1.0g/ml～2.0g/ml的范围。【专利说明】锂过剩型锂金属复合氧化物
本专利技术属于锂离子电池领域，更详细而言，主要涉及作为锂离子电池的正极活性物质有用的锂过剩型锂金属复合氧化物。
技术介绍
作为4伏特类高能量密度型锂二次电池用正极活性物质，除LiNiO2以外，还可以使用LiCo02、LiMn204。以LiCoO2作为正极活性物质的电池已有市售品。但是，钴的资源量少且昂贵，所以，无法应对伴随电池的普及的大量生产。考虑到资源量和价格方面，锰化合物是有前景的正极材料。可作为原料使用的二氧化锰，目前作为干电池材料被大量生产。尖晶石结构的LiMn2O4如果重复利用，则存在电容下降的缺点，为了改进该缺点，添加 Mg 或 Zn 等(Thackeray 等，Solid State 1nics, 69, 59 (1994))或添加Co、N1、Cr等(冈田等，电池技术，Vol.5，(1993))，其有效性已经明确。已确认，化学计量的LiMn2O4是伴随反复充放电而电容降低的富含锂的尖晶石化合物，并显示逐渐稳定的电容。基于该事实，还确认，当使用富含锂的尖晶石时，循环特定变得良好(芳尾等，J.Electrochem.Soc., 143, 625 (1996))。另外，掺杂异种金属对于循环特性的改善也是有效的，通过使16d位置(site)的构成为L1、Mn、M (N1、CO、Fe、Cr及Cu)，能够获得比单纯为Li和Mn时大的电容。现有技术专利文 献非专利文献ISolid State 1nics, 69，59 (1994)非专利文献2J.Electrochem.Soc., 143, 625 (1996)
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，当在锰酸锂中掺杂异种元素时，一般存在所得到的的晶体变轻，无法获得充分的密度的问题。如果锂金属复合氧化物的密度低，则无法实现锂离子电池的充分的电极山/又O因此，本专利技术要解决的问题是提供一种没有上述缺点的锂金属复合氧化物及锂金属复合氧化物的制造方法。另外，本专利技术提供作为所述锂金属复合氧化物的前体有用的金属复合氢氧化物、其制造方法、以及使用所述锂金属复合氧化物获得的锂离子电池用正极材料及锂离子电池。解决问题的手段本专利技术是鉴于上述课题而完成的，本专利技术的第一实施方式是一种锂金属复合氧化物，其为锂过剩型锂金属复合氧化物，其特征在于，相对于锂以外的金属总量含有50mol%以上Mn、和其他金属，而且，振实密度在1.0g/ml~2.0g/ml的范围。本专利技术的第二实施方式是一种锂金属复合氧化物，其中，粉末X射线衍射法得到的45°附近的衍射峰相对于19°附近的衍射峰的强度比为1.20以上1.60以下。本专利技术的第三实施方式是一种锂金属复合氧化物，其中，平均粒径(D50)在I~10 μ m的范围。本专利技术的第四实施方式是一种锂金属复合氧化物，其中，Li与金属的摩尔比(Li/Me)满足 l〈Li/Me ( 2。本专利技术的第五实施方式是一种锂金属复合氧化物，其中，其他金属是选自由N1、Co、Sc、T1、V、W、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Pd 及 Cd 组成的组中的至少一种。本专利技术的第六实施方式是一种锂金属复合氧化物，其通过使金属复合氢氧化物与锂化合物烧成而得到，所述金属复合氢氧化物通过不使用络合剂的共沉淀法得到，并且相对于金属总量含有50mol%以上Mn和其他金属，振实密度在1.0~2.0g/ml的范围。本专利技术的第七实施方式是一种制造方法，该方法是所述锂金属复合氧化物的制造方法，其特征在于，通过使金属复合氢氧化物与锂化合物烧成，所述金属复合氢氧化物通过不使用络合剂的共沉淀法得到，并且相对于金属总量含有50mol%以上的Mn和其他金属，振实密度在1.0~2.0g/ml的范围。本专利技术的第八实施方式是所述制造方法，其中，所述共沉淀法是连续共沉淀法。本专利技术的第九实施方式是一种金属复合氢氧化物，其通过不使用络合剂的共沉淀法得到，相对于金属总量含有50mol%以上Mn、和其他金属，并且振实密度是1.0~2.0g/ml ο 本专利技术的第十实施方式是一种制造方法，该方法是所述金属复合氢氧化物的制造方法，其特征在于，在不使用络合剂的情况下，利用碱性化合物中和相对于金属总量含有50mol%以上Mn、和其他金属的酸性水溶液，并使金属共沉淀。本专利技术的第十一实施方式是所述制造方法，其特征在于，使金属连续共沉淀。本专利技术的第十二实施方式是一种锂离子电池用正极材料，其中含有所述锂金属复合氧化物。本专利技术的第十三实施方式是含有所述正极材料的锂离子电池。专利技术效果本专利技术的锂金属复合氧化物由于具有高密度，所以通过使用该锂金属复合氧化物，能够实现具有高正极密度的锂离子电池。【专利附图】【附图说明】图1表示实施例1、实施例2、比较例I中得到的金属复合氢氧化物的SEM图像。图2表示实施例3、实施例4及比较例2中得到的锂金属复合氧化物的SEM像。【具体实施方式】 下面结合实施方式详细说明本专利技术。本专利技术的锂过剩型锂金属复合氧化物的特征在于，相对于锂以外的金属总量含有50mol%以上Mn和其他金属，并且，振实密度在1.0g/ml~2.0g/ml的范围。在锂过剩型锂金属复合氧化物中，锂与锂以外的金属的原子比(Li/Me)只要超过例如I即可，l<Li/Me ( 2，并且优选1.06 ( Li/Me≤1.8。在本专利技术的锂过剩型锂金属复合氧化物中，Mn的比例只要是锂以外的金属总量的5 Omo I %以上即可,为了稳定地形成锂过剩型层结构，更优选60mol%~90mol%的范围。作为其他金属，没有特别限定，优选是从由N1、Co、Sc、T1、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、W、Zr,Nb,Mo,Pd及Cd组成的组中选择的至少一种。作为典型的锂过剩型锂金属复合氧化物，可以举出由 Li (LixMnyMz) O2 (0〈x、0〈y、0〈z、y/ (y+z)≥ 0.5、x+y+z=l ),M 是选自过渡金属的一种以上金属兀素)表不的锂过渡金属复合氧化物。作为过渡金属，优选选自T1、V、Cr、Fe、Co、N1、Mo及W的至少一种，特别优选为选自V、Cr、Fe、Co及Ni的至少一种。另外，本专利技术的锂过剩型锂金属复合氧化物的特征为，与以往的产品相比为高密度，其振实密度(tap density)为1.0~2.0g/ml,优选为1.5g/ml以上。堆密度(bulkdensity)通常为0.6~1.2g/ml，优选为0.7g/ml以上。平均粒径(D50)如果过小，则存在密度降低的倾向。另外，如果D50过大，则存在与电解液的反应界面减小，电池特性下降的倾向，所以，优选D50在I~10 μ m的范围，特别优选在3~8 μ m的范围。由BET法得到的比表面积如果过大，则存在密度下降的倾向。另外，如果比表面积过小，则存在与电解液的反应界面减小，电池特性下降的倾向，所以，优选比表面积为0.5~1.0m2/g，更优选在0.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：安田太树，增川贵昭，
申请(专利权)人：株式会社田中化学研究所，
类型：
国别省市：