[发明专利]锂铁磷类复合氧化物碳复合体的制造方法以及含有锂、铁和磷的共沉淀体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为锂二次电池正极活性物质有用的锂铁磷类复合氧 化物碳复合体的制造方法。

背景技术

近年来，随着家用电器中可移动化、无线化的迅速发展，作为便 携式计算机、便携式电话、摄像机等小型电子机器的电源，锂离子二 次电池得到实用化。对于该锂离子二次电池，从1980年由水岛等发表 了钴酸锂可以有效地作为锂离子二次电池的正极活性物质的报告(「マ テリアルリサ一チブレテイン」(“材料研究”)vol15，P783-789 (1980))以来，关于钴酸锂的研究开发积极地进展，至今形成了许多 提案。

但是，因为Co在地球上分布不均、是稀少的资源，所以作为取代 钴酸锂的新的正极活性物质，例如进行着LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFeO₂、 LiFePO₄等的开发。

LiFePO₄的体积密度大，为3.6g/cm³，产生3.4V的高电位，理论 容量也高达170mAh/g，并且，LiFePO₄在初始状态下每1个Fe原子含 有1个能够在电化学上脱掺杂的Li，所以，作为取代钴酸锂的新的锂 二次电池的正极活性物质的期望很大。

作为该LiFePO₄的制造方法，提出了以固相法得到的方法，但为 了得到X射线衍射分析中单相的LiFePO₄，需要得到各原料精密混合 的均匀混合物，难以在工业上得到品质稳定的物质。

另外，作为容易地得到各原料的均匀混合物的方法，提出了使用 共沉淀法的各种方案。例如，在下述专利文献1中，提出了使用在含 有磷酸二氢锂、硫酸铁的溶液中添加含有氢氧化锂的溶液而得到的共 沉淀体的方法。并且，在下述专利文献2中，提出了使用在含有在溶 液中游离出磷酸根离子的化合物和金属铁的溶液中添加碳酸锂或氢氧 化锂而得到的共沉淀体的方法。另外，在下述专利文献3中，提出了 使用在含有锂盐、铁盐和水溶性还原剂的磷酸水溶液中混合碱溶液而 得到的锂和铁的复合磷酸化物共沉淀体的方法。

专利文献1：日本专利特表2004-525059号公报、第5页

专利文献2：国际公开WO2004/036671号小册子、第1页

专利文献3：日本专利特开2002-117831号公报、第1页

但是，在使用这些共沉淀法的方法中，Li、Fe和P的组成调整困 难，并且，存在难以得到X射线衍射分析中单相的LiFePO₄的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种锂铁磷类复合氧化物碳复合 体的制造方法，该锂铁磷类复合氧化物碳复合体中的锂铁磷类复合氧 化物的Li、Fe和P的组成调整容易，能够得到X射线衍射分析中单相 的LiFePO₄，能够赋予锂二次电池以优异电池性能。

本发明人等基于上述实际情况反复进行深入研究，结果发现，在 含有锂离子和磷酸根离子的溶液(C液)中一边添加含有2价铁离子 的溶液(A液)，一边添加含有锂离子的溶液(B液)进行反应，从而 含有锂、铁和磷的共沉淀体中的Li、Fe和P的组成调整变得容易，所 以锂铁磷类复合氧化物碳复合体中的Li、Fe和P的组成调整变得容易， 并且，能够以高收率得到共沉淀体。另外，通过在不活泼性气体氛围 中烧制如此得到的共沉淀体和导电性碳材料的混合物，能够得到从X 射线衍射分析看为LiFePO₄单相的锂铁磷类复合氧化物颗粒和导电性 碳材料均匀分散的锂铁磷类复合氧化物碳复合体。并且发现将如此得 到的锂铁磷类复合氧化物碳复合体作为正极活性物质的锂二次电池具 有优异的电池性能，至此完成了本发明。

即，本发明(1)提供一种锂铁磷类复合氧化物碳复合体的制造方 法，其特征在于，包括：第一工序，一边在含有锂离子和磷酸根离子 的溶液(C液)中添加含有2价铁离子的溶液(A液)，一边在该C液 中添加含有锂离子的溶液(B液)，得到含有锂、铁和磷的共沉淀体； 第二工序，混合该共沉淀体和导电性碳材料，得到烧制原料混合物； 和第三工序，在不活泼性气体氛围中，对该烧制原料混合物进行烧制， 得到锂铁磷类复合氧化物碳复合体。

发明效果