[发明专利]正极活性物质的制备方法及由该方法制备的锂二次电池用正极活性物质

说明书

技术领域

本发明涉及正极活性物质的制备方法及由该方法制备的锂二次电池用正极活性物质。

背景技术

锂二次电池作为小型、轻量、大容量的电池，自1991年问世以来广泛用作便携式设备的电源。近期，随着电子、通信、计算机产业迅速发展，出现了便携式摄像机、手机、个人笔记本电脑等，展现出令人瞩目的发展，而作为能够驱动这些便携式电子信息通信设备的动力源，对锂二次电池的需求也正日益增加。

锂二次电池存在随着反复充放电，电池的寿命快速变短的问题。尤其，在高温条件下，这种问题更加严重。究其原因，是由于受电池内部的水分或其他影响，导致电解质被分解，或活性物质劣化，并且电池内部的电阻增加而产生的现象。

为了解决这种问题，研发出通过热处理在正极活性物质的表面涂敷Mg、Al、Co、K、Na、Ca等的金属氧化物的技术。并且，研究向LiCoO₂活性物质添加TiO₂来改善能量密度和高效率特性。

但是，尚未完全解决寿命热化的问题或在充放电过程中由于电解质等被分解而产生气体的问题。

另一方面，在制备锂二次电池的电极的工序中，若在正极活性物质的表面存在杂质，则在制备锂二次电池的电极的工序中，不仅在电极浆料的制备步骤中随时间的变化产生影响，通过与注入锂二次电池的电解液发生反应，从而可能在锂二次电池中产生膨胀(swelling)现象。

为了解决这种问题，研发了使用H₃BO₃来对正极活性物质的表面进行涂敷的方法。

作为这种方法，有将正极活性物质利用H₃BO₃和混合器摇晃多次来进行混合，从而涂敷正极活性物质的表面的方法。但是，在这种情况下，存在H₃BO₃粒子凝聚形成于正极活性物质的表面的问题。

作为其他方法，有使用机械性复合装置，如诺必塔(Nobilta)设备来对正极活性物质和H₃BO₃进行混合，从而进行涂敷的方法。在这种情况下，若添加规定含量以上的H₃BO₃，则由于正极活性物质所包含的涂敷层的含量并不增加，从而有可能产生工序反应方面存在局限性的问题。

因此，实际情况是，切实需要解决上述问题并可提高锂二次电池的性能的正极活性物质的制备方法。

现有技术文献

专利文献

日本特许公开公报第2009-152214号

发明内容

要解决的技术问题

本发明所要解决的第一技术问题为提供利用含硼化合物来进行热处理，从而可将存在于锂过渡金属氧化物上的锂杂质转换成结构稳定的硼锂氧化物的正极活性物质的制备方法。

本发明所要解决的第二技术问题为由上述正极活性物质的制备方法来提供包括在锂过渡金属氧化物表面包含硼锂氧化物的涂敷层的正极活性物质。

本发明所要解决的第三技术问题为提供包含上述正极活性物质的正极及锂二次电池。

解决技术问题的手段

为了解决上述问题，本发明提供包括对锂过渡金属氧化物及含硼化合物进行干式混合，并进行热处理来在锂过渡金属氧化物的表面涂敷硼锂氧化物的步骤的正极活性物质的制备方法。

并且，本发明提供一种正极活性物质，其特征在于包括：锂过渡金属氧化物；以及涂敷层，在上述锂过渡金属氧化物的表面包含硼锂氧化物。

同时，本发明提供包含上述正极活性物质的正极。

进而，本发明提供包含上述正极的锂二次电池。

发明的效果

本发明的一实施例的正极活性物质的制备方法通过在含硼化合物的熔点附近的温度下进行热处理，从而可容易地将存在于锂过渡金属氧化物上的锂杂质转换成结构稳定的硼锂氧化物。

并且，在低温的热处理温度下，也可形成在锂过渡金属氧化物的表面，以与含硼化合物的使用量成比例的量的方式，来均匀地涂敷有硼锂氧化物的涂敷层。

附图说明

本说明书所附的以下附图用于例示本发明的优选实施例，并与如上所述的发明内容一同起到更好地理解本发明的技术思想的作用，因而本发明不应仅局限于这种附图中所记载的事项来解释。

图1为本发明的一实施例的正极活性物质的制备方法的示意图。

图2为用于察看在本发明的实施例1、比较例1及比较例2中制备的正极活性物质的锂杂质的量的pH滴定(titration)结果的图表。