[发明专利]镍-钴-锰类化合物颗粒粉末及其制造方法、锂复合氧化物颗粒粉末及其制造方法和非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及粒度均匀、微粉少、高结晶性且一次颗粒大的镍-钴-锰类化合物颗粒粉末。本发明的镍-钴-锰类化合物颗粒粉末可以用作非水电解质二次电池中所使用的正极活性物质的前体。

背景技术

近年来，AV设备和个人电脑等电子设备的便携化、无绳化迅速发展，作为这些设备的驱动用电源，对小型、轻量并具有高能量密度的二次电池的要求变高。在这样的状况下，具有充放电电压高、充放电容量也大的优点的锂离子二次电池备受关注。

以往，作为可以在具有4V级电压的高能型锂离子二次电池中使用的正极活性物质，一般已知有尖晶石型结构的LiMn₂O₄、锯齿形层状结构的LiMnO₂、层状岩盐型结构的LiCoO₂、LiCo_1-XNi_XO₂、LiNiO₂等。其中，使用LiCoO₂的锂离子二次电池在具有高充放电电压和充放电容量的方面优异，但因为Co昂贵，所以研究着取代LiCoO₂的各种正极活性物质。

另一方面，使用LiNiO₂的锂二次电池作为具有高充放电容量的电池而受到关注。但是，该材料在充电时的热稳定性和充放电循环耐久性差，因此要求进一步的特性改善。

即，LiNiO₂在脱出锂时，Ni³⁺成为Ni⁴⁺，产生姜-泰勒(Jahn-Teller)形变，在脱出了0.45锂的区域中，晶体结构从六方晶向单斜晶变化，如果再脱出，就从单斜晶变化为六方晶。因此，有如下特征：通过重复充放电反应，晶体结构变得不稳定，循环特性变差，而且发生由氧放出造成的与电解液的反应等，电池的热稳定性和保存特性变差。为了解决该课题，进行在LiNiO₂的一部分Ni中添加有Co、Al、Mn、Ti等的材料的研究。

即，通过以不同种类元素取代LiNiO₂的一部分Ni，就可以赋予取代元素具有的特性。例如，在LiNiO₂中取代Co时，即使是少量Co，也能够期待具有高充放电电压和充放电容量。另一方面，虽然相对于LiNiO₂或LiCoO₂，LiMn₂O₄为稳定的体系，但因为晶体结构不同，所以在能够取代的量上有限制。

因此，在以Co、Mn取代的LiNiO₂中，为了得到填充性高、晶体结构稳定的以Co、Mn取代的LiNiO₂，必须使用控制了组成、物性和结晶性、粒度分布的镍-钴-锰类前体。

特别是LiNiO₂等非水电解质二次电池用的正极活性物质的粒度分布，因为对正极材料的填充性贡献极大，所以要求粒度分布更一致的正极活性物质。因此，对于作为取代了不同种类金属的LiNiO₂的前体的镍-钴-锰类化合物颗粒粉末，也被要求粒度均匀且微粉少。

以往，已知对于镍-钴-锰类化合物颗粒粉末，控制振实密度和颗粒形状、粒度分布(专利文献1～4)。

专利文献1中记载的技术涉及振实密度为1.5g/cc以上的球状高密度钴锰共沉淀氢氧化镍。

另外，在专利文献2中公开了将过渡金属元素以原子水平均质地固溶得到的镍-锰共沉淀复合氧化物。

另外，在专利文献3中公开了使氧化剂作用于镍-钴-锰共沉淀复合氧化物凝集颗粒而合成的镍-钴-锰复合氧代氢氧化物。

另外，在专利文献4中公开了控制了粒度分布的镍-钴-锰复合氢氧化物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-201028号公报

专利文献2：国际公开第02/078105号

专利文献3：国际公开第04/092073号

专利文献4：日本特开2008-147068号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，由上述技术得到的镍-钴-锰类化合物颗粒粉末，抑制微粉的发生不充分，还尚未得到粒度分布集中的镍-钴-锰类化合物颗粒粉末。

因此，本发明的目的在于得到粒度均匀、微粉少、高结晶性且一次颗粒大的镍-钴-锰类化合物颗粒粉末。

用于解决课题的方法

上述技术课题能够由如下的本发明实现。