[发明专利]金属复合氢氧化物及其制造方法、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

说明书

本发明提供在二次电池中兼顾了高充放电容量和热稳定性以及耐候性的非水电解质二次电池用正极活性物质及其前驱体等。一种金属复合氢氧化物，其是由通式(1)：Ni_1‑x‑yCo_xMn_yM_z(OH)_2+α表示的金属复合氢氧化物，其中，满足0.02≤x≤0.3，0.02≤y≤0.3，0≤z≤0.05，‑0.5≤α≤0.5，M是从Mg、Ca、Al、Si、Fe、Cr、V、Mo、W、Nb、Ti和Zr中选择的至少1种元素，所述金属复合氢氧化物包含第一粒子，所述第一粒子具有在粒子内部形成的核部和在核部的周围形成的壳部，[(D90‑D10)/MV]为0.80以上。

技术领域

本发明涉及金属复合氢氧化物及其制造方法、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。

背景技术

近年来，随着手机、笔记本电脑等便携电子设备的普及，强烈期望开发具有高能量密度的小型且轻量的二次电池。此外，强烈期望开发能量密度优异的二次电池作为主要用于电动汽车的面向xEV的电池。

作为满足这样的要求的二次电池，有作为非水电解质二次电池之一的锂离子二次电池。锂离子二次电池由负极、正极和电解液等构成，在负极材料和正极材料所使用的活性物质中，使用了能够使锂脱离和插入的材料。

对于锂离子二次电池，目前正在积极地进行研究开发，其中，正极材料中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获得4V级的高电压，因此作为具有高能量密度的电池而推进了其实用化。

作为迄今为止提出的主要的正极材料，可以列举较容易合成的锂钴复合氧化物(LiCoO₂)、使用了比钴便宜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。

为了获得能量密度优异的锂离子二次电池，需要使正极活性物质具有高充放电容量。锂镍复合氧化物具有比锂钴复合氧化物低的电化学势，对充放电有贡献的过渡金属价数的变化增大，因而能够实现二次电池的高容量化，但另一方面，与锂钴复合氧化物、锂镍钴锰复合氧化物相比，热稳定性下降。因此，提出了通过使构成锂金属复合氧化物或其前驱体的粒子的表面与内部具有不同的组成来改善电池特性的多个技术。

例如，专利文献1中提出了一种镍锰复合氢氧化物粒子，其是非水系电解质二次电池用正极活性物质的前驱体，是由通式：Ni_xMn_yCo_zM_t(OH)_2+α(x+y+z+t＝1，0.3≤x≤0.7，0.1≤y≤0.55，0≤z≤0.4，0≤t≤0.1，-0.5≤α≤0.5，M是从Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Hf、Ta、Mo、W中选择的1种以上的添加元素)表示的镍锰复合氢氧化物，作为表示粒度分布宽度的指标的[(D90-D10)/MV]为0.55以下，形成了二次粒子内部与外周部的组成不同的多层结构，与二次粒子内部的组成相比，外周部的组成的Mn/Ni比高。根据专利文献1，上述镍锰复合氢氧化物粒子的粒径均匀性高，能够降低作为活性物质的碱度，并且在用于二次电池时能够实现高容量、高输出。