[发明专利]非水系电解质二次电池用正极活性物质和其制造方法，以及使用了该正极活性物质的非水系电解质二次电池

说明书

本发明提供在用于正极材料的情况下，可得到高容量以及更进一步的高输出的非水系电解质二次电池用正极活性物质。非水系电解质二次电池用正极活性物质的制造方法，具有：得到W混合物的混合工序，所述W混合物为：Li金属复合氧化物粒子、相对于该氧化物粒子为2质量％以上的水分、与W化合物或W化合物及Li化合物的混合物，所述Li金属复合氧化物粒子由通式：Li_zNi_1‑x‑yCo_xM_yO₂(其中，0<x≤0.35,0≤y≤0.35,0.95≤z≤1.30,M是选自Mn、V、Mg、Mo、Nb、Ti及Al的至少1种的元素)表示，且包含一次粒子及一次粒子凝聚的二次粒子，相对于所含有的W量，水分和固体成分的W化合物、或W化合物及Li化合物所含有的合计的Li量的摩尔比为3～5；和将该W混合物进行热处理而在Li金属复合氧化物粒子中的一次粒子表面形成钨酸锂的热处理工序。

技术领域

本发明涉及非水系电解质二次电池用正极活性物质和其制造方法，以及使用了该正极活性物质的非水系电解质二次电池。

背景技术

近年，随着移动电话、笔记本型个人电脑等便携式电子设备的普及，强烈期望具有高能量密度的小型且轻量的非水系电解质二次电池的开发。另外，强烈期望作为以混合动力汽车为首的电动汽车用的电池的高输出的二次电池的开发。

作为满足这样的要求的二次电池，有锂离子二次电池。

该锂离子二次电池由负极及正极与电解液等构成，负极及正极的活性物质使用能够脱离和插入锂的材料。现在正在积极地研究、开发这样的锂离子二次电池，其中，正极材料使用了层状或尖晶石型的锂金属复合氧化物的锂离子二次电池，由于能够得到4V级的高电压，作为具有高能量密度的电池正在推进实用化。

作为目前为止主要提案的材料，能够列举出合成比较容易的锂钴复合氧化物(LiCoO₂)、使用了比钴廉价的镍的锂镍复合氧化物(LiNiO₂)、锂镍钴锰复合氧化物(LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂)、使用了锰的锂锰复合氧化物(LiMn₂O₄)等。

其中，锂镍复合氧化物作为可得到高电池容量的材料被关注。进而，近年高输出化需要的低电阻化被重视。

作为实现上述低电阻化的方法使用不同元素的添加，认为尤其是W、Mo、Nb、Ta、Re等能够取得高价态的过渡金属是有用的。

例如，专利文献1提案了含有相对于Mn、Ni和Co的合计摩尔量的0.1～5摩尔％的选自Mo、W、Nb、Ta和Re的1种以上的元素的锂二次电池正极材料用锂过渡金属系化合物粉体，认为优选一次粒子的表面部分的、相对于Li与Mo、W、Nb、Ta和Re以外的金属元素的合计的Mo、W、Nb、Ta和Re的合计的原子比为一次粒子整体的该原子比的5倍以上。

根据该提案，能够谋求锂二次电池正极材料用锂过渡金属系化合物粉体的低成本化和高安全性化以及兼备高负载特性、粉体处理性提高。

但是，上述锂过渡金属系化合物粉体是通过将原料在液体介质中粉碎，对使它们均匀地分散了的浆料进行喷雾干燥，将得到了的喷雾干燥体进行烧成而得到的。因此，存在Mo、W、Nb、Ta和Re等不同元素的一部分置换为层状配置的Ni，电池的容量、循环特性等电池特性降低的问题。

另外，专利文献2提案了非水电解质二次电池用正极活性物质，其为至少具有层状结构的锂过渡金属复合氧化物的非水电解质二次电池用正极活性物质，该锂过渡金属复合氧化物以包含一次粒子和作为其凝聚体的二次粒子的一者或两者的粒子的形态存在，在该粒子的至少表面具有具备选自钼、钒、钨、硼和氟组成的组的至少1种的化合物。