[发明专利]非水电解质二次电池用正极活性物质、非水电解质二次电池及非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法

说明书

非水电解质二次电池用正极活性物质的特征在于，包含锂过渡金属化合物，所述锂过渡金属化合物中，相对于除Li外的金属元素的总摩尔数，以80摩尔％以上且94摩尔％以下的比例含有Ni，以0.1摩尔％以上且0.6摩尔％以下的比例含有Nb；以摩尔量换算计，n1与n2满足50％≤n1/(n1+n2)＜75％的条件，所述n1为将在纯水5mL/35％盐酸5mL的盐酸水溶液中添加锂过渡金属化合物0.2g而成的第1试样溶液中的Nb量，所述n2为将第1试样溶液的过滤中使用的过滤器浸渍在46％氢氟酸5mL/63％硝酸5mL的氟硝酸中而成的第2试样溶液中的Nb量。

技术领域

本公开涉及非水电解质二次电池用正极活性物质、非水电解质二次电池及非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法。

背景技术

近年来，作为高输出、高能量密度的二次电池，具备正极、负极及非水电解质，且使锂离子等在正极与负极之间移动来进行充放电的非水电解质二次电池被广泛利用。从电池的低电阻化、高容量化、高可靠性等观点来看，要求电池的正极中包含的正极活性物质的特性提高。

例如，专利文献1公开了一种非水电解质二次电池用正极活性物质，其为含有2摩尔％～8摩尔％的Nb的锂镍锰复合氧化物，并且一次颗粒表面具有锂铌化合物，且Nb的一部分固溶于一次颗粒，由此为高容量，且改善了循环特性及热稳定性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/123951号

发明内容

然而，对于正极活性物质中包含的锂过渡金属化合物，可以考虑为了得到高电池容量而增加Ni的含有率，并且为了降低制造成本而减少Co的含有率的设计。但是，相对于除Li外的金属元素的总摩尔数，Ni的比例为80摩尔％以上、且Co的比例为10摩尔％以下的锂过渡金属化合物中，电池的反应电阻有时会增大。专利文献1的技术未考虑电池的反应电阻，尚有改善的余地。

因此，本公开的目的为：提供一种正极活性物质，其包含锂过渡金属化合物，对于所述锂过渡金属化合物而言，相对于除Li外的金属元素的总摩尔数，Ni的比例为80摩尔％以上、且Co的比例为10摩尔％以下，并且降低了电池的反应电阻。

作为本公开的一个方式的非水电解质二次电池用正极活性物质的特征在于，包含锂过渡金属化合物，所述锂过渡金属化合物中，相对于除Li外的金属元素的总摩尔数，以80摩尔％以上且94摩尔％以下的比例含有Ni，相对于除Li外的金属元素的总摩尔数，以0.1摩尔％以上且0.6摩尔％以下的比例含有Nb；以摩尔量换算计，n1和n2满足50％≤n1/(n1+n2)＜75％的条件，所述n1是将在纯水5mL/35％盐酸5mL的盐酸水溶液中添加锂过渡金属化合物0.2g而成的第1试样溶液在暴沸下溶解120分钟后，将第1试样溶液过滤并提取而得的第1滤液中，通过电感耦合等离子体发射光谱分析定量的Nb量；所述n2是将第1试样溶液的过滤中使用的过滤器浸渍在46％氢氟酸5mL/63％硝酸5mL的氟硝酸中而成的第2试样溶液在暴沸下溶解180分钟后，将第2试样溶液过滤并提取而得的第2滤液中，通过电感耦合等离子体发射光谱分析定量的Nb量。

作为本公开的一个方式的非水电解质二次电池的特征在于，其具备：正极、负极、和非水电解质，所述正极包含上述正极活性物质。

作为本公开的一个方式的非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法的特征在于，其包括：混合步骤，将至少含有Ni的复合氧化物、Li化合物和Nb化合物混合，从而得到混合物；和烧成步骤，在氧气气氛下、以450℃以上且680℃以下的升温速度为大于3.5℃/分钟且5.5℃/分钟以下的范围、并且以到达最高温度为700℃以上且780℃以下的范围将烧成炉升温，从而对混合物进行烧成，到达最高温度的保持时间为1小时以上且10小时以下。

通过作为本公开的一个方式的非水电解质二次电池用正极活性物质，可以提供反应电阻低的非水电解质二次电池。

附图说明