[发明专利]锂离子二次电池用正极活性物质及其制造方法

说明书

本发明提供一种能够在工业上稳定地批量生产锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法。其是一种至少包含镍和锂的锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法，包括：将镍化合物粉末与锂化合物粉末的混合物进行烧成处理的烧成工序；以及对在所述烧成工序中获得的锂镍复合氧化物粉末进行水洗处理的水洗工序，所述烧成工序的条件为：将所述水洗处理后的锂镍复合氧化物粉末中锂的物质的量相对于锂以外的过渡金属的总物质的量的比值，除以所述水洗处理前的锂镍复合氧化物粉末中锂的物质的量相对于锂以外的过渡金属的总物质的量的比值而得到的值大于0.95。

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池用正极活性物质及其制造方法，尤其是涉及一种由锂镍复合氧化物构成的高输出的锂离子二次电池用正极活性物质及其制造方法。

背景技术

近年来，伴随着智能手机、平板电脑终端等小型信息终端迅速扩大生产，作为高容量的二次电池，锂离子二次电池的需求迅速增长。锂离子二次电池由于小型且具有高能量密度，因此已经作为小型信息终端用电源被广泛使用，但仍在进行以用作安装于混合动力汽车、电动汽车等的大型电源为目标的研究开发。

作为用于锂离子二次电池的正极活性物质，锂过渡金属复合氧化物被广泛使用，尤其是从以前就主要使用合成相对容易的锂钴复合氧化物(LiCoO₂)。但是，由于锂钴复合氧化物的原料中使用产量稀少且价格昂贵的钴化合物，因此正极活性物质的原料成本增加是锂离子二次电池的价格提高的主要原因。降低此正极活性物质的原料成本，并实现更便宜的锂离子二次电池的制造，会降低目前普及的小型信息终端或车载二次电池成本，而且由于锂离子二次电池能够在将来安装于大型电源，因此在工业上具有很大的意义。

因此，作为能够用作锂离子二次电池用正极活性物质的其他锂过渡金属复合氧化物，锂镍复合氧化物(LiNiO₂)得到注目。与目前主流的锂钴复合氧化物相比，锂镍复合氧化物具有单位质量的充放电容量大的优点、以及作为原料的镍化合物比钴化合物便宜且能够稳定获得的优点。因此，有望作为下一代的正极活性物质，并积极地继续研究开发。

但是，由于锂镍复合氧化物与锂钴复合氧化物相比，氧从晶体中解吸使得分解温度低，因此具有下述问题：不能提高锂化合物与镍化合物的合成反应的温度，为使反应充分进行且结晶性规整而不得不延长烧成时间，在工业上批量生产时的生产率差。

关于此锂镍复合氧化物的制造方法，专利文献1～4中公开了将锂化合物与镍化合物混合并进行热处理的方法，以提高电池特性等为目的，提出了优化合成反应的时间、温度以及合成反应时的环境气体组成等。另外，专利文献5～7中提出了多个通过烧成进行的锂过渡金属复合氧化物的合成法。此外，专利文献8中记载了通过水洗工序来提高正极活性物质特性的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平07-114915号公报；

专利文献2：日本特开平11-111290号公报；

专利文献3：日本特开2000-133249号公报；

专利文献4：日本特开2007-119266号公报；

专利文献5：日本特开2002-170562号公报；

专利文献6：日本特开2000-173599号公报；

专利文献7：日本特开2008-117729号公报；

专利文献8：日本特开2011-146309号公报。

发明内容

发明要解决的课题