[发明专利]含锂复合氧化物的制造方法和含锂复合氧化物

说明书

本发明提供一种对锂离子二次电池可提高循环特性、倍率特性等性能的含锂复合氧化物的制造方法。一种含锂复合氧化物的制造方法，其特征在于，将以Ni和Mn为必须元素的过渡金属的氢氧化物与锂源混合且煅烧而制造含锂复合氧化物时，使用在X射线衍射图案的空间群P‑3m1的晶体结构模型中(100)面的微晶直径为35nm以下的过渡金属氢氧化物。

本申请是中国申请号为201510514322.2的发明专利申请的分案申请(原申请的发明名称为“含锂复合氧化物的制造方法和含锂复合氧化物”，原申请的申请日为2015年8月20日)。

技术领域

本申请对2014年8月20日提出申请的日本专利申请2014-167662和2015年7月1日提出申请的日本专利申请2015-132879号主张优先权，并这些申请的全部内容通过参照援引于此。

本发明涉及含锂复合氧化物的制造方法和含锂复合氧化物。

背景技术

锂离子二次电池中，使用含锂复合氧化物(例如，LiMnO₂)作为正极活性物质。含锂复合氧化物是除Li以外，还含有Ni、Co、Mn等过渡金属元素以及作为掺杂元素的其它金属元素作为组成的复合氧化物。含锂复合氧化物的晶体结构是具有金属原子层、锂原子层和氧原子层的层状结构。

对于锂离子二次电池，要求通过反复充放电循环而放电容量不下降的特性(以下称为循环特性)。此外，对于锂离子二次电池，也要求在高倍率放电时放电容量不下降的特性(以下称为倍率特性)的提高。

已知循环特性和倍率特性受到在含锂复合氧化物的晶体结构中金属原子和锂原子交换(以下将该现象称为阳离子混排)的影响(例如，参照专利文献2、非专利文献1)。认为这是因为，通过阳离子混排，原来锂离子应该扩散的路径被阻塞，从而放电容量下降，其结果，锂离子二次电池的循环特性下降。这里，已知阳离子混排的发生频率与含锂复合氧化物的X射线衍射图案中的(003)面的衍射峰的积分值(I₀₀₃)和(104)面的衍射峰的积分值(I₁₀₄)的峰强度比(I₀₀₃/I₁₀₄)为负相关。即，若该峰强度比变大，则表示阳离子混排的发生频率低。

进而，作为对循环特性产生影响的因素，已知含锂复合氧化物的(110)面的微晶直径。并且，已知若(110)面的微晶直径大于100nm，则循环特性下降。

发明内容

近年来，要求正极活性物质的倍率特性和循环特性的提高。如上所述，已知在含锂复合氧化物的晶体结构中对倍率特性、循环特性产生影响的要素，但无法得到满足这些晶体结构的全部要素的含锂复合氧化物。因此，倍率特性和循环特性有进一步提高的余地。

本发明的目的是提供一种含锂复合氧化物的制造方法，其可以提供循环特性和倍率特性优异的锂离子二次电池。

本发明的发明人等着眼于控制含锂复合氧化物的峰强度比(I₀₀₃/I₁₀₄)和(110)面的微晶直径，完成了本发明。即，本发明的含锂复合氧化物的制造方法(以下称为本制造方法)的特征在于，将以Ni和Mn为必须元素的过渡金属的氢氧化物与锂源混合、煅烧而制造含锂复合氧化物时，使用在X射线衍射图案的空间群P-3m1的晶体结构模型中(100)面的微晶直径为35nm以下的过渡金属氢氧化物。

根据本发明的制造方法，可以得到在X射线衍射图案的空间群R-3m(R3-m)的晶体结构模型中(110)面的微晶直径小，且(003)面与(104)面的各衍射峰的积分值的比(I₀₀₃/I₁₀₄)大的含锂复合氧化物。其结果，若使用通过本发明的制造方法得到的含锂复合氧化物，则可以提高锂离子二次电池的循环特性、倍率特性。

附图说明

图1是示意地表示本制造方法中以“间歇法”制造氢氧化物时的情况的图。