[发明专利]非水系电解质二次电池用正极活性物质及其制造方法、和非水系电解质二次电池

说明书

本申请提供：能得到具有高的充放电容量、循环特性优异的二次电池的正极活性物质及其制造方法等。提供一种非水系电解质二次电池用正极活性物质，其由锂金属复合氧化物构成，所述锂金属复合氧化物用通式：Li_aNi_xCo_yMn_zM_tO_2+α表示、且由多个一次颗粒聚集而成的二次颗粒形成，对于由通过扫描电子显微镜获得的前述二次颗粒截面的图像解析的结果得到的孔隙率，在从二次颗粒的中心部至二次颗粒半径的二分之一为止的第1区域中，孔隙率为5％以上且50％以下，且在第1区域的外侧的第2区域中，孔隙率为1.5％以下。

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及其制造方法、和非水系电解质二次电池。

背景技术

近年来，随着移动电话、笔记本型个人电脑等移动设备的普及，强烈期望开发出具有高的能量密度的小型且轻量的二次电池。另外，面对环境意识的提高，推进了CO₂排出量少的被称为XEV的应对环境的汽车的开发。作为对应环境的汽车用二次电池所要求的特性，可以举出每1次充电的行进距离的提高、和重复充放电时优异的循环性。由此，对于它们中使用的二次电池，要求高能量密度化、以及更优异的循环特性。

作为具有高的能量密度的二次电池，有非水系电解质二次电池。作为非水系电解质二次电池的代表性的电池，可以举出锂离子二次电池。锂离子二次电池的正极材料中，使用锂金属复合氧化物作为正极活性物质。锂钴复合氧化物(LiCoO₂)的合成较容易，且将锂钴复合氧化物用于正极材料的锂离子二次电池中，可以得到4V级的高的电压，因此，作为用于能实现具有高的能量密度的二次电池的正极活性物质已经被实用化。

然而，钴稀少且昂贵，推进了使用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_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂)等的开发。其中，锂镍钴锰复合氧化物较廉价，热稳定性·耐久性等的均衡性优异，因此，备受关注。然而，进而要求能量密度的提高，还要求循环特性的改善。

应对正极活性物质中的能量密度和循环特性提高的要求而进行了各种提案。例如专利文献1中，为了提高循环特性且高功率化，提出了一种非水系电解质二次电池用正极活性物质，其平均粒径为2～8μm，表示粒度分布的宽度的指标即〔(d90-d10)/平均粒径〕为0.60以下。这样的活性物质均匀地引起电化学反应，因此，可以称为高容量·高寿命。

另外，专利文献2中提出了一种非水系电解质二次电池用正极活性物质，其由锂镍复合氧化物的一次颗粒聚集而成的二次颗粒构成，在一次颗粒的表面具有无机锂化合物的覆盖层，或在二次颗粒的内部具有孔隙，该覆盖层或孔隙的面积占有率为二次颗粒截面积的2.5～9％。通过使用这样的正极活性物质，从而可以得到具有高充放电初始容量的同时循环耐久性也优异的二次电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-116580号公报

专利文献2：日本特开2010-080394号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，对于专利文献1的正极活性物质，由于正极活性物质的填充性变低，因此，在体积能量密度的方面不能说高。另一方面，对于专利文献2的正极活性物质，由于在二次颗粒的整体中形成孔隙，因此，该孔隙成为阻力，使电池的反应电阻上升，会使充放电容量降低。另外，该活性物质由于在一次颗粒的表面具有无机锂化合物的覆盖层，因此使所得二次电池的反应电阻上升。