[发明专利]锂化合物、基于镍的正极活性物质、氧化锂的制备方法、基于镍的正极活性物质的制备方法，以及利用其的二次电池

说明书

涉及锂化合物、基于镍的正极活性物质、氧化锂的制备方法、基于镍的正极活性物质的制备方法，以及利用其的二次电池，提供一种包含平均粒径(D50)为5μm以下的Li₂O一次颗粒及由所述一次颗粒构成的二次颗粒的锂化合物。

技术领域

涉及锂化合物、基于镍的正极活性物质、氧化锂的制备方法、基于镍的正极活性物质的制备方法，以及利用其的二次电池。

背景技术

就锂二次电池而言，由于能量密度高，如果按相同体积比较，则具有比Ni/Cd电池高1.5至2倍的能量密度，正在作为移动电话、笔记本电脑、电动汽车等的电源装置而普及。作为便携制品，他们的性能由作为主要部件的二次电池所决定，因而对高性能电池需求正在增加。电池性能要求高效率特性、高温下的稳定性、寿命以及充、放电特性等。

特别是为了供电池单体并联连接，过放电成为了锂二次电池中的重要要素。

目前在大部分市场中正在使用基于以锂金属氧化物为正极而以碳为负极的锂二次电池，一般而言，基于锂金属氧化物的正极材料的寿命效率高于基于碳的负极材料的效率。

在这种环境下，过放电越频繁，越在负极发生多种副反应，结果导致并联电池单体的短路。作为用于解决这种问题的方法，有提高负极效率或使正极效率适应负极的方法，但提高负极效率的作法存在许多障碍要素。因此，作为用于使正极效率适应负极的正极添加剂，斜方晶系Immm结构的锂镍氧化物(Li₂NiO₂)正被作为代表性正极添加剂而进行研究。

但是，作为锂镍氧化物前体的氧化锂，存在价格昂贵的缺点。为了解决这种问题，研究了将氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂等替代用作前体的锂镍氧化物制备工序，但由于与高温下焙烧及制备时利用的坩锅的反应，导致工艺性低下，存在生产的困难。

具体而言，富锂过渡金属氧化物以将原料物质过渡金属氧化物Mox(NiO、CoO、FeO、MnO等)与反应当量或反应当量以上的氧化锂(Li₂O)混合进行热处理的方法合成。

富锂过渡金属氧化物合成时混合的过渡金属氧化物与氧化锂(Li₂O)如果未实现完全反应，则将导致发生富锂过渡金属氧化物的电化学反应中的非可逆容量、可逆容量、可逆效率减小及正极电池寿命缩短问题。

另外，在电池制备工序中，还会发生因液态电极浆料的凝固现象导致的浆料堵塞及电极涂覆不良问题。

在构成电池之后，会发生因电解液分解反应而产生气体、因电池膨胀导致电池寿命减少及爆炸，以及电池高温稳定性低下等问题。

以不完全反应而合成的富锂过渡金属氧化物不仅探测方法不易，而且存在即使将其再焙烧也无法实现完全反应的问题，当追加了氧化锂(Li₂O)时，由于供应过量的锂，前面列举的问题会增大。

发明内容

要解决的技术课题

因此，富锂过渡金属氧化物的粒度及形状由过渡金属氧化物的物性决定，因而改变过渡金属氧化物的物性受限。

因此，为了改善富锂过渡金属氧化物的不完全反应，需要改善氧化锂(Li₂O)的与过渡金属氧化物的混合性和反应性。

解决技术问题的手段

在本发明的一个体现例中，为了改善与过渡金属氧化物的混合度，可以将氧化锂的形状调节为球形。

为了在混合过程中容易地吸附于过渡金属氧化物的表面，将氧化锂构成5μm以下的小的一次颗粒。由微小颗粒构成的氧化锂，比表面积大，反应性升高。更具体而言，可以以1μm以下的颗粒构成。