[发明专利]锂电子二次电池正极用的含锂复合氧化物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及锂电子二次电池正极用的含锂复合氧化物及其制造方法。

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。非水电解液二次电池用的正极活性物质有锂和过渡金属等的复合氧化物。

其中，由于使用LiCo0₂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。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种锂电子二次电池正极用的含锂复合氧化物及其制造方法。

本发明采用的技术方案：锂电子二次电池正极用的含锂复合氧化物，所述含锂复合氧化物以通式LiNi_xCo_yMn_zN_aO₂表示，其中0.2≤x≤0.9，0≤y≤0.4，0≤z≤0.8，0≤a≤0.05，N元素为除Co、Mn和Ni元素以外的过渡金属元素、Al以及碱土金属元素中的至少1种元素，所述含锂复合氧化物粉末通过分级操作分为小粒径粒子：平均粒径D为2μm≤D≤6μm，重量分数为10-30％；大粒径粒子：平均粒径D为10μm≤D≤25μm，重量分数为70-90％。

作为优化：所述N元素包括选自Mg、Sn、Ti、Zr、和Nb的至少1种元素和A1。

作为优化：所述N元素至少包括 A1或Mg，且小粒径粒子中所含的A1和Mg的总量比大粒径粒子中所含的A1和Mg的总量多。

作为优化：所述N元素包括A1以及Zr和Ti中的至少一种，Al的原子与Zr和Ti的总和的原子比例值为0.05-40。

作为优化：所述小粒径粒子的比表面积为0.6-1.5m²/g，大粒径粒子的比表面积为0.1-0.4m²/g，小粒径粒子和大粒径粒子合并时的所有粒子的比表面积为0.2-0.4m²/g。

作为优化：所述小粒径粒子的N元素和大粒径粒子的N元素比H为0.01<H<0.5。

作为优化：锂电子二次电池正极用的含锂复合氧化物的制造方法，小粒径粒子前体和大粒径粒子前体的混合物、锂源，在含氧气氛中焙烧，温度为700-1000℃；小粒径粒子前体平均粒径为2μm ≤D≤6μm；大粒径粒子前体平均粒径为10μm ≤D≤25μm。

作为优化：所述小粒径粒子前体和大粒径粒子前体的混合物是N元素与Ni、Co和Mn元素共沉淀物，其中Ni、Co和Mn选自镍钴共沉淀物或镍-钴-锰共沉淀物中的至少1种。

作为优化：小粒径粒子的N元素源和大粒径粒子的N元素源均与羧酸盐的水溶液中形成的N元素源混合，在含氧气氛中于700-1100℃焙烧。

作为优化：含N元素的羧酸盐为柠檬酸、马来酸、乳酸和酒石酸中的至少1种，含N元素的羧酸盐的水溶液pH为2-12。

有益效果：本发明可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。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：