[发明专利]锂复合金属氧化物的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂复合金属氧化物的制造方法。

背景技术

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。锂二次电池已作为手提电话、笔记本电脑等的电源而实用化，进而，即使在汽车、蓄电用途等中型、大型用途中，也已在尝试应用。

作为锂二次电池的正极活性物质，目前使用的是锂与钴系氧化物的复合氧化物。但是，从钴的埋藏量、成本的观点出发，研究了使用镍系氧化物、锰系氧化物等除钴以外的过渡金属氧化物。例如，在日本特开平5-290851号公报中公开了将镍化合物与锂化合物混合，在空气气氛下、在600℃下进行20小时的加热处理的锂-镍复合氧化物的制造方法。

作为锂复合金属氧化物中的锂原料，主要使用的是氢氧化锂。但是，氢氧化锂与空气中的二氧化碳反应而易于生成碳酸锂(Li₂CO₃)。碳酸锂与过渡金属原料的反应性低，因此，有可能使生成的锂复合金属氧化物的组成不均匀。

为了避免氢氧化锂与气氛中的二氧化碳反应，在以往的锂复合金属氧化物的制造方法中，使用不含二氧化碳的纯氧气或合成空气，或者在二氧化碳气体为0.01体积％以下程度的空气气氛下进行烧成(例如参照日本特开2000-58053号公报)。

这样，在以往的锂复合金属氧化物的制造方法中，为了使锂原料充分地进行反应，有时需要使用可控制气氛的烧成炉并使用不含二氧化碳的纯氧气或合成空气，或者设置特殊的设备并使用已除去二氧化碳的空气，这成为高成本化的一个原因。

另一方面，从提高锂复合金属氧化物的批量生产率和消减成本这样的观点出发，在大量地生产需求急增的锂复合金属氧化物作为非水电解质二次电池用正极活性物质时，优选使用以丙烷等燃烧气体的火焰为热源的、具有广泛使用性的气体炉作为用于得到锂复合金属氧化物的烧成炉。但是，这类气体炉燃烧丙烷等烃气体而进行加热，因此，炉内含有高浓度的CO₂(通常为10～15体积％，即使设置除去CO₂的装置也为5～10体积％左右)。因此，若使用这类气体炉，在以往的温度条件下进行烧成，则如上所述，锂化合物(例如氢氧化锂)与二氧化碳容易进行反应，而生成反应性低的碳酸锂。结果，合成反应不充分的锂复合金属氧化物，即使在正极活性物质中使用该锂复合金属氧化物而制作非水电解质二次电池，也无法得到足够的电池性能。

在所述的状况下，本发明的目的在于提供能够稳定地制造即使在含有比空气中的二氧化碳浓度更高浓度的二氧化碳的烧成气氛中也可用作非水电解质二次电池的正极活性物质的锂复合金属氧化物的方法。

发明内容

本发明涉及以下<1>～<8>。

<1>一种锂复合金属氧化物的制造方法，其中，在二氧化碳浓度为1体积％以上15体积％以下的气氛下、在630℃以上对将锂化合物、Ni金属或其化合物、以及选自Mn、Co、Ti、Cr和Fe中的1种以上的过渡金属或其化合物混合而得的原料混合物进行烧成。

<2>根据上述<1>所述的锂复合金属氧化物的制造方法，其中，所述烧成时的氧浓度为氧浓度1体积％以上50体积％以下。

<3>根据上述<1>或<2>所述的锂复合金属氧化物的制造方法，其中，在630℃以上的烧成时间为0.5小时以上24小时以下。

<4>根据上述<1>～<3>中任一项所述的锂复合金属氧化物的制造方法，还包括在比烧成温度低30℃以上、且在600℃以上的温度保持的工序。

<5>根据上述<1>～<4>中任一项所述的锂复合金属氧化物的制造方法，其中，所述过渡金属为Mn和/或Fe。

<6>根据上述<1>～<5>中任一项所述的锂复合金属氧化物的制造方法，其中，在以燃烧气体的火焰为热源的气体炉内进行烧成。

<7>根据上述<1>～<5>中任一项所述的锂复合金属氧化物的制造方法，其中，所述原料混合物含有包含选自碳酸盐、硫酸盐和氯化物中的一种以上的化合物的反应促进剂，所述的碳酸盐、硫酸盐和氯化物是选自Na、K、Rb、Cs、Ca、Mg、Sr和Ba中的1种以上的元素的碳酸盐、硫酸盐和氯化物。