[发明专利]锂二次电池用正极活性物质、其制造方法和锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池用正极活性物质，和使用该锂二次电池用正极活性物质的锂二次电池，该锂二次电池特别是循环特性、负荷特性和安全性优异。

背景技术

目前，作为锂二次电池的正极活性物质，能够使用钴酸锂。但是，钴为稀有金属，因此，开发了钴的含有率低的锂镍锰钴类复合氧化物（例如，参照专利文献1～3）。

以该锂镍锰钴类复合氧化物作为正极活性物质的锂二次电池，已知通过调制复合氧化物中所含的镍、锰、钴的原子比，能够低成本化，对安全性的要求也优异，但还期望进一步提高循环特性、负荷特性和安全性。

此外，下述专利文献4、5中，提出了以规定了碳酸根离子浓度的、碳酸化的Li过剩层状锂镍复合氧化物作为正极活性物质使用的方案，但是，对于使用本发明的由特定组成构成的锂镍锰钴类复合氧化物的方面，没有任何记载，也没有启示。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平04-106875号公报

专利文献2：国际公开第2004/092073号小册子

专利文献3：日本特开2005-25975号公报

专利文献4：日本特开2004-335345号公报

专利文献5：日本特开2009-4311号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的发明者们对上述情况进行潜心研究的结果，发现将锂复合氧化物作为正极活性物质的锂二次电池，安全性优异，该锂复合氧化物在具有特定组成的锂镍锰钴类复合氧化物中以特定范围含有特定的金属原子。并且发现通过将该锂复合氧化物的颗粒表面存在的Li₂CO₃量调整到特定范围，特别是锂二次电池的高温时的容量维持率能够大幅度提高，从而完成了本发明。

即，本发明的目的在于提供使用锂镍锰钴类复合氧化物的锂二次电池用正极活性物质、工业上有利地制造该正极活性物质的方法和使用该正极活性物质的锂二次电池，该锂镍锰钴类复合氧化物能够向锂二次电池赋予特别优异的循环特性、负荷特性、还有安全性，该锂二次电池特别是循环特性、负荷特性和安全性优异。

用于解决课题的方法

本发明提供的第一发明为一种锂二次电池用正极活性物质，其特征在于，其为在通式（1）所示的锂镍锰钴类复合氧化物中含有0.1摩尔%以上且小于5摩尔%的选自Mg、Al、Ti、Cu和Zr中的1种或2种以上的金属原子（Me）的锂复合氧化物，在颗粒表面存在的Li₂CO₃量为0.05～0.20重量%，

Li_xNi_yMn_zCo_1-y-zO_1+x    （1）

（式中，x表示1.02≤x≤1.25，y表示0.30≤y≤0.40，z表示0.30≤z≤0.40。）。

此外，本发明提供的第二发明为一种锂二次电池用正极活性物质的制造方法，其特征在于，包括：以Li/（Ni+Mn+Co+Me）的原子比为1.02～1.25且Me/（Ni+Mn+Co）的原子比为0.001以上小于0.05的方式，混合（a）锂化合物、（b）通式Ni_yMn_zCo_1-y-z(OH)₂（式中，y表示0.30≤y≤0.40，z表示0.30≤z≤0.40）所示的复合氢氧化物、和（c）含有选自Mg、Al、Ti、Cu和Zr中的1种或2种以上的金属原子（Me）的化合物的第一工序；然后将所得到的混合物在800～1000℃进行烧制，得到锂复合氧化物的第二工序。

此外，本发明提供的第三发明为一种锂二次电池，其特征在于，使用上述第一发明的锂二次电池用正极活性物质。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种锂二次电池，其使用包含锂镍锰钴类复合氧化物的正极活性物质，且具有优异的循环特性、负荷特性和安全性。特别是在本发明中，能够提供在高温下循环特性也优异的锂二次电池。

此外，根据该锂二次电池用正极活性物质的制造方法，能够以工业上有利的方法制造该正极活性物质。

附图说明

图1为复合氢氧化物试样A的X射线衍射图。

图2为复合氢氧化物试样B的X射线衍射图。

图3为实施例3所得到的锂复合氧化物的X射线衍射图。