[发明专利]锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池

说明书

本发明提供一种锂二次电池用正极活性物质，其至少含有Li、Ni、元素X和碳原子，上述元素X为选自由Al、Ti、Nb、B、W、Zr、Mg、Sn及P构成的组中的1种以上的元素，且满足下述的(1)及(2)。(1)Cx/Cy≤10(2)0＜(Cy/Cz)≤100(上述(1)或(2)中，Cx为通过使用X射线光电子能谱法的测定而得到的上述元素X的存在量(质量％)。Cy为由通过使用X射线光电子能谱法的测定而得到的C1s光谱求出的上述碳原子的存在量(质量％)。Cz为通过使用燃烧‑红外线吸收法的测定而得到的上述碳原子的存在量(质量％)。

技术领域

本发明涉及锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池。

本申请基于2020年8月24日在日本申请的特愿2020-141233号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

锂金属复合氧化物作为锂二次电池用正极活性物质被使用。锂二次电池不仅在手机用途或笔记本电脑用途等的小型电源中正在实用化，而且在汽车用途或电力贮藏用途等的中型或大型电源中也正在实用化。

在制造锂二次电池用正极活性物质时，有时在所得到的锂二次电池用正极活性物质中残存碳原子。这是由于：在锂二次电池用正极活性物质中，残存有来源于在制造时使用的原料的具有碳原子的化合物。作为具有碳原子的化合物，例如可列举出碳酸锂。

若具有碳原子的化合物大量残存于锂二次电池用正极活性物质中所含的粒子的外侧(特别是粒子的表面)，则有时具有碳原子的化合物在放电反应时被分解，产生气体。此外，若具有碳原子的化合物与电解液接触，则有时电解液分解而产生气体。所产生的气体成为使电池特性劣化的原因。

为了抑制这样的电池特性的劣化，一直在研究将锂二次电池用正极活性物质中所含的锂金属复合氧化物用金属或金属氧化物覆盖的方法。

例如在专利文献1中记载了在锂镍复合氧化物粒子的表面设置含有钨和锂的化合物。进而在专利文献1中记载了限制锂镍复合氧化物粒子的表面所存在的碳酸锂的量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2017-134996

发明内容

发明所要解决的课题

另一方面，要求即使在锂二次电池用正极活性物质中残存碳原子、首次放电容量也高、并且能够提高循环特性的锂二次电池的正极活性物质。

本发明的目的是提供即使在锂二次电池用正极活性物质中包含碳原子、首次放电容量也高、并且循环特性优异的锂二次电池用正极活性物质、包含该锂二次电池用正极活性物质的锂二次电池用正极及锂二次电池。

本说明书中“首次放电容量高”是指通过后述的方法进行测定的首次放电容量的值为160mAh/g以上。此外，“循环特性优异”是指通过后述的方法进行测定的循环维持率的值为72％以上。

用于解决课题的手段

本发明包含[1]～[15]。

[1]一种锂二次电池用正极活性物质，其至少含有Li、Ni、元素X和碳原子，上述元素X为选自由Al、Ti、Nb、B、W、Zr、Mg、Sn及P构成的组中的1种以上的元素，且满足下述的(1)及(2)。

(1)Cx/Cy≤10

(2)0＜(Cy/Cz)≤100

(上述(1)或(2)中，Cx为通过使用X射线光电子能谱法的测定而得到的上述元素X的存在量(质量％)。Cy为由通过使用X射线光电子能谱法的测定而得到的C1s光谱求出的上述碳原子的存在量(质量％)。Cz为通过使用燃烧-红外线吸收法的测定而得到的上述碳原子的存在量(质量％)。)