[发明专利]具有层结构的锂金属复合氧化物的制造方法

说明书

本发明涉及具有层结构的锂金属复合氧化物的制造方法，能够有效地减少残留在锂金属复合氧化物中的未反应锂化合物。提出了一种具有层结构的锂金属复合氧化物的制造方法，其是通式(1)：Li_1+xNi_{1‑α‑β‑γ}Mn_αCo_βM_γO₂(式中，0≤x≤0.1、0.01≤α≤0.35、0.01≤β≤0.35、0≤γ≤0.1。M包含选自由Al、Mg、Ti、Fe、Zr、W及Nb组成的组中的至少1种以上的元素)所示的具有层结构的锂金属复合氧化物(B)的制造方法，所述制造方法具备如下工序：第1工序：在400℃～850℃下进行预焙烧而得到通式(2)：Li_1+xNi_{1‑α‑β‑γ}Mn_αCo_βM_γO₂(式中，‑0.7≤x≤‑0.05、0.01≤α≤0.35、0.01≤β≤0.35、0≤γ≤0.1。M包含选自由Al、Mg、Ti、Fe、Zr、W及Nb组成的组中的至少1种以上的元素)所示的锂金属复合氧化物(A)；以及、第2工序：将前述第1工序中得到的锂金属复合氧化物(A)和锂化合物混合，在700℃～1000℃下进行正式焙烧，由此得到前述锂金属复合氧化物(B)。

技术领域

本发明涉及能够作为锂电池的正极活性物质使用、尤其是能发挥作为安装在电动汽车(EV：ElectricVehicle)、混合动力电动汽车(HEV：Hybrid Electric Vehicle)中的电池的正极活性物质的优异的性能的、具有层结构的锂金属复合氧化物的制造方法。

背景技术

锂电池、尤其是锂二次电池由于具有能量密度大、寿命长等特征，因此作为摄像机等家电制品、笔记本型电脑、手机等便携式电子设备等的电源使用。最近，该锂二次电池也应用于安装在电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)等中的大型电池。

锂二次电池为在充电时锂以离子形式从正极溶出并向负极移动而被吸存、在放电时锂离子相反地从负极返回到正极的结构的二次电池，已知其高能量密度是起因于正极材料的电位。

作为锂二次电池的正极活性物质，已知除了具有尖晶石结构的锂锰氧化物(LiMn₂O₄)以外，还已知具有层结构的LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂等锂金属复合氧化物。例如由于LiCoO₂具有锂原子层与钴原子层夹着氧原子层交替堆叠而成的层结构，充放电容量大、锂离子吸存放出的扩散性优异，因此现在市售的锂二次电池大多为LiCoO₂等具有层结构的锂金属复合氧化物。

LiCoO₂、LiNiO₂等具有层结构的锂金属复合氧化物由通式LiMeO₂(Me：过渡金属)表示。这些具有层结构的锂金属复合氧化物的晶体结构归属于空间群R-3m(“-”通常在“3”的上部，表示倒反。以下，同样。)，其Li离子、Me离子及氧化物离子分别占据3a位点、3b位点及6c位点。而且已知呈由Li离子形成的层(Li层)和由Me离子形成的层(Me层)夹着由氧化物离子形成的O层交替地堆叠而成的层结构。

以往，关于具有层结构的锂金属复合氧化物(LiM_xO₂)的制造方法，例如专利文献1中公开了如下方法：向锰与镍的混合水溶液中加入碱溶液而使锰与镍共沉淀，加入氢氧化锂，接着进行焙烧，由此制造式：LiNi_xMn_1-xO₂(式中，0.7≤x≤0.95)。