[发明专利]氧化氢氧化钴颗粒粉末及其制造方法

说明书

本申请是2009年3月26日提出的申请号为200980104913.5、发明名称为“氧化氢氧化钴颗粒粉末及其制造方法、钴酸锂颗粒粉末及其制造方法、以及使用该钴酸锂颗粒粉末的非水电解质二次电池”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及密度高、结晶均匀成长而成的氧化氢氧化钴颗粒粉末。本发明的氧化氢氧化钴颗粒粉末可以有效地作为非水电解质二次电池所使用的正极活性物质（钴酸锂颗粒粉末）的前体。

另外，本发明涉及密度高、结晶均匀成长而成的钴酸锂颗粒粉末。本发明的钴酸锂颗粒粉末可以有效地作为非水电解质二次电池所使用的正极活性物质（钴酸锂颗粒粉末）。

背景技术

近年来，AV机器和个人计算机等电子机器的便携化、无线化迅速发展，作为这些机器的驱动用电源，对小型、轻量且具有高能量密度的二次电池的要求提高。在这样的状况下，具有充放电电压高、充放电容量也大的优点的锂离子二次电池备受关注。

一直以来，作为具有4V级电压的高能型锂离子二次电池中有用的正极活性物质，通常已知尖晶石型结构的LiMn₂O₄、锯齿形层状结构的LiMnO₂、层状岩盐型结构的LiCoO₂、LiCo_1－XNi_XO₂、LiNiO₂等，其中，使用LiCoO₂的锂离子二次电池在具有高的充放电电压和充放电容量方面优异，但需求进一步改善其特性。

即，LiCoO₂在抽出锂时，Co^3＋成为Co^4＋，发生姜－泰勒变形，在将Li抽出0.45的区域中，由六方晶向单斜晶转化，如果进一步抽出，结晶结构就会从单斜晶向六方晶转化。因此，由于反复进行充放电反应，会导致结晶结构变得不稳定，引发氧放出或与电解液的反应等。

因此，需要即使反复进行充放电反应也能够稳定地维持特性的循环特性优异的LiCoO₂。

另外，关于填充密度，也希望在正极的高容量化，为了使正极的电极密度提高，要求使钴酸锂的压缩密度（假想进行电极压延的压力下）等填充性提高。

另外，关于比表面积，为了防止电池膨胀、提高热稳定性，要求尽可能减小钴酸锂的比表面积。

并且，处于高温时，与电解液的反应就会变为活性，所以，为了确保作为二次电池的安全性，需要即使在高温下正极活性物质的结构也稳定、提高热稳定性。

钴酸锂通常可以通过将氧化氢氧化钴（CoOOH）、氢氧化钴（Co(OH)₂）或氧化钴（Co₃O₄）等钴原料与碳酸锂或氢氧化锂等锂原料混合烧制而得到。

由于钴酸锂的特性依存于作为前体的钴原料的特性而发生变化，所以，关于钴原料也要求进一步提高特性。

一直以来，对于作为钴酸锂前体的氧化氢氧化钴，已知对其振实密度和颗粒形状进行控制（专利文献1～4）。

另外，在现有技术中，已知对钴酸锂颗粒粉末的振实密度、压缩密度等进行控制（专利文献2、5～7）。

专利文献1：日本特开2004－35342号公报

专利文献2：日本特开2004－196603号公报

专利文献3：日本特开2005－104771号公报

专利文献4：日本特开2007－1809号公报

专利文献5：日本特开2003－2661号公报

专利文献6：日本特开2004－182564号公报

专利文献7：日本特开2005－206422号公报

发明内容

目前最需要满足上述各特性的正极活性物质和氧化氢氧化钴颗粒粉末，但尚未得到。

即，在专利文献1、3和4中记载了球状、高密度的氧化氢氧化钴颗粒粉末，但由于BET比表面积大，所以在得到钴酸锂而制成电极时，很难说在循环特性方面充分。

另外，在专利文献2中记载了使用休止角为50度以下、振实密度为1.3～1.8g/cm³的氧化氢氧化钴颗粒粉末作为前体，制造钴酸锂颗粒粉末，但由于振实密度低，所以难以使电极密度提高，很难说每单位体积的容量充分。

目前最需要满足上述各特性的正极活性物质和钴酸锂颗粒粉末，但尚未得到。