[发明专利]锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法。此外，本发明还涉及使用通过该制造方法得到的锂离子二次电池用正极活性物质的锂离子二次电池用正极和锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池被广泛用于手机和笔记本电脑等便携式电子设备。锂离子二次电池用正极活性物质采用LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_0.8Co_0.2O₂、LiMnO₄等锂与过渡金属等的复合氧化物(以下也称含锂复合氧化物)。

此外，近年来，作为便携式电子设备和车载用锂离子二次电池，要求小型化和轻量化，希望单位质量的放电容量或反复进行充放电循环后放电容量不下降的特性(以下也称循环特性)进一步提高。此外，特别是车载用途中，希望以高放电率放电时放电容量不下降的特性(以下也称速率特性(レート特性))进一步提高。作为这样的使循环特性和速率特性提高的方法，目前已知对含锂复合氧化物设置被覆层是有效的。

专利文献1中记载了下述方法：使含锂复合氧化物分散于硝酸铝水溶液中后，添加氟化铵水溶液进行过滤和清洗后加热，在含锂复合氧化物表面形成氟化铝的被覆层。但是，该方法中，不仅因同时进行过滤和清洗而工艺繁杂，而且需要废液处理，因此存在生产性差的问题。此外，还存在如果使过滤后所得的湿滤饼干燥，则正极活性物质容易凝集而形成粗大粒子的问题。

专利文献2中记载了下述方法：使20g含锂复合氧化物分散于非晶质AlPO_k相以胶体形态分散而得的水溶液100ml后在130℃干燥，再进行热处理，从而形成含AlPO_k化合物的表面处理层。但是，该方法中存在下述问题：为了使大量的水干燥而需要大量能源，而且干燥时与上述同样容易发生正极活性物质的凝集而形成粗大粒子。

专利文献3中记载了下述方法：将包含Li元素的摩尔量相对于过渡金属元素的总摩尔量以摩尔计为0.9～1.1倍的以下式表示的含锂复合氧化物和锆的水溶液搅拌、混合，在氧气气氛下于450℃以上进行高温烧成，从而获得含锂复合氧化物的表面层被覆有氧化锆的正极活性物质。但是，该方法中存在难以用氧化物以外的化合物被覆含锂复合氧化物的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特表2008-536285号公报

专利文献2:日本专利第4582990号公报

专利文献3:国际公开第2007/102407号

发明的概要

发明所要解决的技术问题

本发明提供可获得即使在以高电压进行了充电的情况下循环特性和速率特性也良好的正极活性物质的锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法、使用了锂离子二次电池用正极活性物质的锂离子二次电池用正极和锂离子二次电池。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明涉及以下的发明。

[1]锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法，它是使包含Li元素和过渡金属元素的含锂复合氧化物与下述组合物(1)和组合物(2)接触并进行加热的锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法，其中，与每100g所述含锂复合氧化物接触的组合物(1)和组合物(2)的总量A(ml/100g)相对于所述含锂复合氧化物的吸油量B(ml/100g)为0.1＜A/B＜5的比例。

组合物(1):包含具有选自Li、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、In、Sn、Sb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Dy、Er和Yb的至少一种金属元素(m)的阳离子M的水溶液。

组合物(2):包含具有选自S、P、F和B的至少一种元素(n)且与阳离子M反应而形成难溶性盐的阴离子N的水溶液。

[2]如[1]所述的锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法，其中，所述组合物(1)所含的金属元素(m)为Al。

[3]如[1]或[2]所述的锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法，其中，所述组合物(2)所含的阴离子N为选自SO₄^2-、PO₄^3-和F^-的至少一种阴离子。

[4]如[1]～[3]中的任一项所述的锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法，其中，所述加热在250～700℃进行。