[发明专利]锂离子电池用正极活性物质及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池用正极活性物质及其制造方法。

背景技术

近年来，作为高能量密度电池，对非水系的锂离子二次电池的需求急剧增加，从各种各样的观点对提高其性能进行了研究。

所述锂离子二次电池由正极、负极、以及介于两个电极之间保持电解质的隔板这三个基本部件构成，正极和负极使用在金属箔或金属网等集电体上涂布浆料得到的部件，所述浆料是通过把活性物质、导电材料、粘接材料以及根据需要添加的塑化剂混合分散在分散介质中而制成的。

其中的正极活性物质适合使用钴系复合氧化物（LiCoO₂）、镍系复合氧化物（LiNiO₂）、锰系复合氧化物（LiMn₂O₄）等锂与过渡金属的复合氧化物，此前提出了以它们为基础的各种材料。

通常以规定的比例把成为锂离子二次电池用正极材料料主体的元素的化合物（Co、Ni和Mn等的碳酸盐或氧化物等）和锂化合物（碳酸锂等）混合，通过对混合物进行热处理来合成作为锂离子二次电池用的正极材料使用的所述锂复合氧化物。作为这样的锂复合氧化物的合成方法，例如专利文献1公开了一种锂离子二次电池正极材料用前驱体的制造方法，其特征在于，将含Ni、Mn或Co的硝酸盐中的一种以上的水溶液、或该水溶液与含Mg、Al、Ti、Cr、Fe、Cu或Zr的硝酸盐中的一种以上的水溶液的混合溶液放入碳酸锂悬浮液中，使含Li的复合金属碳酸盐析出，通过固液分离把得到的含Li复合金属碳酸盐从溶液中分离，然后进行烧结。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2006－004724号

发明内容

本发明要解决的技术问题

如上所述地，在锂离子电池用正极活性物质的制造工序中，包括成为锂离子电池用正极活性物质的中间原料（前驱体、烧结原料）的锂金属盐复合体的烧结工序，该烧结工序需要很长的时间，因此造成制造成本增加。

因此，本发明的目的是缩短锂金属盐复合体的烧结时间，从而能以低成本提供高质量的锂离子电池用正极活性物质。

解决技术问题的技术方案

本发明人专心研究的结果发现，通过使作为烧结原料的锂金属盐复合体中含有氧化剂，或使作为烧结原料的锂金属盐复合体中含有具有呈现氧化作用的离子的金属盐，在烧结时有效地进行金属的氧化，由此可以缩短烧结时间。

以所述见解为基础完成的本发明的一个方面是一种锂离子电池用正极活性物质的制造方法，其包括：准备锂金属盐溶液浆料的工序，所述锂金属盐溶液浆料含有锂盐和含氧化剂的金属盐，或者所述锂金属盐溶液浆料含有锂盐和具有呈现氧化作用的离子的金属盐；使所述锂金属盐溶液浆料干燥，得到含有氧化剂的锂金属盐复合体粉末或者含有具有呈现氧化作用的离子的金属盐的锂金属盐复合体粉末的工序；以及对所述粉末进行烧结的工序。

在本发明的锂离子电池用正极活性物质的制造方法的一个实施方式中，含在所述金属盐中的金属是从Ni、Mn和Co中选择的一种以上。

在本发明的锂离子电池用正极活性物质的制造方法的另外的实施方式中，在所述金属盐中至少含有Ni，含在所述粉末中的金属中的Ni的摩尔比率为0.3以上。

在本发明的锂离子电池用正极活性物质的制造方法的另外的实施方式中，在所述金属盐中至少含有Ni和Mn，含在所述粉末中的金属中的Ni的摩尔比率比Mn的摩尔比率大。

在本发明的锂离子电池用正极活性物质的制造方法的另外的实施方式中，所述氧化剂是硝酸盐。

在本发明的锂离子电池用正极活性物质的制造方法的另外的实施方式中，所述金属盐是硝酸盐。

在本发明的锂离子电池用正极活性物质的制造方法的另外的实施方式中，所述锂盐是碳酸锂。

本发明的另一方面是一种锂离子电池用正极活性物质的制造方法，其包括：准备锂金属盐溶液浆料的工序，所述锂金属盐溶液浆料含有锂盐和金属的硝酸盐；把所述锂金属盐溶液浆料干燥，得到以硝酸盐为主要成分的金属盐和以硝酸锂为主要成分的锂盐的复合体粉末的工序；以及对所述粉末进行烧结的工序。

本发明的另一方面是一种锂离子电池用正极活性物质的制造方法，其包括：准备锂金属盐溶液浆料的工序，所述锂金属盐溶液浆料含有锂盐以及从金属的硝酸盐、金属的氢氧化物、金属的碳酸盐和金属的羟基氧化物中选出的一种以上；把所述锂金属盐溶液浆料干燥，得到含有从金属的硝酸盐、金属的氢氧化物、金属的碳酸盐和金属的羟基氧化物中选出的一种以上的锂金属盐复合体粉末的工序；以及对所述粉末进行烧结的工序。