[发明专利]含锂复合氧化物及其制造方法

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2007/074874，国际申请日为2007年12月25日，进入中国国家阶段的申请号为200780027063.4，名称为“含锂复合氧化物及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及体积容量密度大、安全性高、循环特性和充放电速率特性良好的锂二次电池正极用的含锂复合氧化物的制造方法、包含所制成的含锂复合氧化物的锂二次电池用正极以及锂二次电池。

背景技术

近年来，随着机器的便携化、无绳化的发展，对小型、轻量且具有高能量密度的锂二次电池等非水电解液二次电池的需求越来越大。所述非水电解液二次电池用的正极活性物质已知有LiCoO₂、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiNiO₂、LiNi_0.8Co_0.2O₂、LiMn₂O₄、LiMnO₂等锂和过渡金属等的复合氧化物(本说明书中也称为含锂复合氧化物)。

其中，由于使用LiCoO₂作为正极活性物质并使用锂合金或者石墨或碳纤维等碳材料作为负极的锂二次电池可以得到4V级的高电压，因此作为具有高能量密度的电池被广泛使用。

然而，对于使用LiCoO₂作为正极活性物质的非水系二次电池，希望进一步提高正极电极层的单位体积的容量密度(本说明书中也称为体积容量密度)以及安全性，同时还存在关于反复进行充放电循环引起的放电容量减少的循环特性的问题以及重量容量密度的问题或充放电速率特性的问题。

为了解决这些问题，以往如下所示进行了各种研究。

例如，为了使放电容量和循环特性提高，提出了粒度分布中存在2个以上的峰的含锂复合氧化物粒子(参照专利文献1和专利文献2)。

另外，为了使充放电速率特性、循环特性、填充性或安全性等电池特性提高，提出了将粒径为1～6μm的小粒径锂钴复合氧化物和粒径为15～22μm的大粒径锂钴复合氧化物混合而得的复合氧化物、或者将平均粒径为5～30μm的含锂复合氧化物和平均粒径为0.1～10μm的含锂复合氧化物混合而得的复合氧化物(参照专利文献3和专利文献4)。

此外，为了使循环特性、放电容量、充放电效率或安全性等电池特性提高，提出了通过使用在溶解有作为锂源、镍源、钴源、锰源等的原料的溶液中添加乙二酸、马来酸、乳酸、柠檬酸等而元素均匀地溶解了的溶液所得到的含锂复合氧化物(参照专利文献5和专利文献6)。

专利文献1：日本专利特开2000-82466号公报

专利文献2：日本专利特开2002-279984号公报

专利文献3：日本专利特开2002-93417号公报

专利文献4：日本专利特开2004-182564号公报

专利文献5：日本专利特开2000-128546号公报

专利文献6：日本专利特开2006-93067号公报

发明的揭示

专利文献1～专利文献4中记载的锂钴复合氧化物虽然填充性提高，但由于包含比表面积大的小粒径的含锂复合氧化物，因此存在安全性特别低的问题。此外，由于包含大粒径的含锂复合氧化物，因此存在充放电速率特性下降的问题。

此外，专利文献5和专利文献6中记载的锂钴复合氧化物虽然通过添加元素而循环特性、安全性提高，但存在伴随充放电效率的下降，放电容量下降，且填充性下降的问题。

如上所述，由含锂复合氧化物形成的锂二次电池用正极的各特性由于存在折衷选择的关系，所以很难获得具有高放电容量、高填充性、高安全性以及良好的充放电速率特性的锂钴复合氧化物。

于是，本发明的目的在于提供在用作锂二次电池用正极时体积容量密度大、安全性高、循环特性良好且充放电速率特性良好的含锂复合氧化物、该含锂复合氧化物的低成本的制造方法、包含所制成的含锂复合氧化物的锂二次电池用正极以及锂二次电池。

本发明人不断地认真研究后发现，通过具有下述要旨的发明可以良好地完成上述的课题。