[发明专利]非水电解质二次电池用正极活性物质及其制造方法,以及非水电解质二次电池有效
申请号: | 201480041971.9 | 申请日: | 2014-07-22 |
公开(公告)号: | CN105409039B | 公开(公告)日: | 2018-07-20 |
发明(设计)人: | 户屋广将;森田昌宏;永井裕喜;牧村嘉也;小林哲郎 | 申请(专利权)人: | 住友金属矿山株式会社;丰田自动车株式会社 |
主分类号: | H01M4/525 | 分类号: | H01M4/525;C01G53/00;H01M4/505;H01M10/0525 |
代理公司: | 隆天知识产权代理有限公司 72003 | 代理人: | 李英艳;张永康 |
地址: | 日本国*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 水电 二次 电池 正极 活性 物质 及其 制造 方法 以及 | ||
1.一种非水电解质二次电池用正极活性物质,其中,
其是由通式(A):Li1+aNixCoyMnzMtO2表示的具有层状结构的六方晶系锂镍钴锰复合氧化物粒子所构成,
而且,在使用CuKα线的粉末X射线衍射中,在米勒指数hkl中的(104)面的衍射峰的积分宽相对于(003)面的衍射峰的积分宽的比例为1.38~1.51的范围,
并且,在使用CuKα线的粉末X射线衍射中,在米勒指数hkl中的(003)面的峰积分强度相对于(104)面的峰积分强度的比例为1.22~1.35的范围,
在上述通式(A)中,-0.05≤a≤0.20,x+y+z+t=1,0.30≤x≤0.70,0.10≤y≤0.40,0.10≤z≤0.40,0≤t≤0.01,M是选自Ca、Mg、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中的一种以上的元素。
2.如权利要求1所述的非水电解质二次电池用正极活性物质,其中,所述积分宽的比例是在1.39~1.49的范围。
3.如权利要求1所述的非水电解质二次电池用正极活性物质,其中,通过激光衍射散射法求出的体积基准平均粒径是在3μm~20μm的范围。
4.如权利要求1所述的非水电解质二次电池用正极活性物质,其中,比表面积在0.3m2/g~2.5m2/g的范围。
5.一种非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法,其是用于获得权利要求1~4中任一项所述的非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法,其中,包括:
混合工序,将锂化合物混合在由通式(B):NixCoyMnzMt(OH)2+α所表示的镍钴锰复合氢氧化物粒子中,以使锂的原子数相对于除锂以外的金属元素的原子数总量的比例成为1:0.95~1.20,从而得到锂混合物,在上述通式(B)中,x+y+z+t=1,0.30≤x≤0.70,0.10≤y≤0.40,0.10≤z≤0.40,0≤t≤0.01,M是选自Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W的一种以上的元素;以及
烧成工序,在氧化性环境中,至少在30℃开始至800℃为止以位于4℃/分钟~10℃/分钟的范围内的升温速度进行升温,同时,设定烧成温度为800℃~1000℃,设定在该烧成温度下的保持时间为5小时以内,且设定从升温开始至保持结束为止的时间为3.0小时~7.0小时,以对所述锂混合物进行烧成。
6.如权利要求5所述的非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法,其中,在所述混合工序前,进一步设置热处理工序,该热处理工序将所述镍钴锰复合氢氧化物粒子在105℃~400℃的温度下进行热处理,从而制备热处理粒子。
7.如权利要求5所述的非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法,其中,作为所述锂化合物,使用碳酸锂、氢氧化锂、或者它们的混合物。
8.如权利要求5所述的非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法,其中,将所述氧化性环境中的氧浓度设为10容量%~100容量%。
9.如权利要求5所述的非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法,其中,在所述烧成工序后,进一步设置破碎工序,该破碎工序对通过所述烧成工序所得到的锂镍钴锰复合氧化物粒子进行破碎。
10.一种非水电解质二次电池,其具有正极、负极、间隔体和非水电解质,而且,作为所述正极的正极材料,使用权利要求1所述的非水电解质二次电池用正极活性物质。
11.如权利要求10所述的非水电解质二次电池,其中,初始放电容量为150mAh/g以上,且在-30℃温度下的极低温输出功率为110W以上。
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