[发明专利]锰钴复合氢氧化物和其制造方法、正极活性物质和其制造方法、以及非水系电解质二次电池

说明书

提供：用于电池的正极时可以得到高的输出特性和电池容量、能够达成高电极密度的非水系电解质二次电池用的正极活性物质；以及，使用该正极活性物质的能够得到高容量且高输出的非水系电解质二次电池。制作如下锂锰钴复合氧化物：由板状的二次颗粒构成，所述板状的二次颗粒是由多个板状一次颗粒的板面通过重叠而聚集而成的，板状一次颗粒的从与板面垂直的方向投影时的形状为球形、椭圆形、长圆形或块状物的平面投影形状中的任一者，二次颗粒的长径比为3～20，基于激光衍射散射法测定的体积平均粒径(Mv)为4μm～20μm。

技术领域

本发明涉及锰钴复合氢氧化物和其制造方法、正极活性物质和其制造方法、以及非水系电解质二次电池。更详细而言，涉及：在锂离子二次电池等非水系电解质二次电池中作为正极活性物质使用的锂锰钴复合氧化物的前体用锰钴复合氢氧化物和其制造方法；正极活性物质和使用前体用锰钴复合氢氧化物的其制造方法；以及使用正极活性物质的非水系电解质二次电池。本申请以在日本国于2014年6月27日申请的日本专利申请号特愿2014-133399为基础要求优先权，该申请通过参照引入至本申请。

背景技术

近年来，伴随着移动电话、笔记本型个人电脑等移动设备的普及，强烈期望开发出具有高能量密度的小型且轻量的二次电池。作为这样的二次电池，例如有：使用锂、锂合金、金属氧化物、碳等作为负极的锂离子二次电池，研究开发盛行。

对于将锂金属复合氧化物、特别是锂钴复合氧化物用于正极活性物质的锂离子二次电池，由于得到4V级的高电压，因此，作为具有高能量密度的电池被期待，实用化正在推进。对于使用锂钴复合氧化物的电池，迄今为止进行了大量的用于得到优异的初始容量特性、循环特性的开发，已经取得各种成果。

作为迄今为止主要提出的正极活性物质，可以举出：合成较容易的锂钴复合氧化物(LiCoO₂)、使用比钴廉价的镍的锂镍复合氧化物(LiNiO₂)、锂镍钴锰复合氧化物(LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂)、使用锰的锂锰复合氧化物(LiMn₂O₄)等，主要使用容易合成的球状或大致球状的颗粒。

作为使用这些正极活性物质的电池的主要特性，可以举出：容量、输出密度，特别是近年来需求正在飞跃性增加的混合动力车载用电池要求高的输出密度。

作为提高电池的输出密度的方法，可以举出：减小二次电池中使用的电极膜的厚度，例如对于混合动力车载用电池，使用厚度为50μm左右的电极膜。混合动力车载用电池中，作为能够减小电极膜的厚度的理由，是由于锂离子的移动距离变小。如此，薄的电极膜中使用的正极活性物质有刺破电极膜的担心，因此，限于粒径一致的小粒径颗粒，混合动力车载用电池用的电极膜的情况下，使用5μm左右的颗粒。

然而，将这样的小粒径颗粒用于电极膜的情况下，电极密度变低，因此有与输出密度一起作为重要特性的体积能量密度降低的缺点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-84502号公报

发明内容

发明要解决的问题

作为打破这样的折衷关系的方法，一般来说，可列举出改变球状或大致球状的正极活性物质颗粒的形状，具体而言，制成板状的形状。通过使正极活性物质颗粒的形状为板状，与同一体积的球状颗粒相比表面积增加，另外，制作电极时如果使板状颗粒取向，则可以实现高的电极密度。进而，如此通过使长径比高的颗粒取向，可以使电极的厚度更薄，能够进一步提高输出功率。