[发明专利]钴酸锂、其制造方法、锂二次电池用正极活性物质及锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及钴酸锂，尤其是作为锂二次电池用正极活性物质有用的钴酸锂、其制造方法、锂二次电池用正极活性物质以及使用该正极活性物质的锂二次电池。

背景技术

近年来，随着家用电器的便携化、无电线化快速推进，作为膝上型个人电脑、手机、摄像机等小型电子设备的电源，锂离子二次电池被实用化。对于该锂离子二次电池，自从报道了钴酸锂（LiCoO₂）可用作锂离子二次电池的正极活性物质以来，关于锂过渡金属复合氧化物的研发积极地展开，至今已提出了众多方案。

作为锂过渡金属复合氧化物，优选使用钴酸锂（LiCoO₂）、镍酸锂（LiNiO₂）、锰酸锂（LiMn₂O₄）等，特别是LiCoO₂由于其安全性、充放电容量等方面而被广泛使用。

近年来，由于锂二次电池的高容量化的需求，需要可高容量化的锂二次电池用的钴酸锂类的复合氧化物。

作为用于使锂二次电池高容量化的手法，迄今进行了以下方法等：（1）将大颗粒的钴酸锂与小颗粒的钴酸锂混合，提高正极活性物质的填充率，从而增加单位体积的容量来实现高容量化（例如专利文献1）；（2）将LiCoO₂的组成变更为如LiNi_0.85Co_0.15O₂，增加单位重量的容量，从而实现高容量化（例如专利文献2）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-182564号公报（权利要求书）

专利文献2：日本特开平11-060243号公报（权利要求书）

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述（1）的方法存在下述问题：小颗粒会影响电池的安全性，尤其在反复进行充放电时发生的伴随其与非水电解液的反应而产生的气体会变多；在高电压下伴随充放电的循环劣化剧烈，容量保持率低。此外，上述（2）的方法存在下述问题：由于LiNi_0.85Co_0.15O₂的制造中使用的锂化合物会作为残留碱残留，因此会影响电池的安全性，尤其在反复进行充放电时发生的伴随其与非水电解液的反应而产生的气体会变多。

因此，本发明的目的在于提供可以提高锂二次电池的容量并提高容量保持率的钴酸锂。

用于解决问题的方案

本发明人等鉴于上述实际情况而反复进行了深入研究，结果发现：（1）将特定平均粒径且特定压缩强度的氢氧化钴或氧化钴用作钴酸锂的制造原料，在与锂化合物反应时，即使使锂化合物的用量相对于钴化合物不过量太多，具体而言，即使使相对于按原子换算的钴化合物的摩尔比为0.900～1.040，也可得到平均粒径大、为15～35μm的钴酸锂，因此可得到残留的碱极少的钴酸锂；并且，（2）这种平均粒径为15～35μm，Li/Co摩尔比为0.900～1.040并且残留的碱较少的钴酸锂可以提高锂二次电池的容量保持率并提高容量，从而完成了本发明。

即，本发明（1）提供一种钴酸锂，其特征在于，平均粒径为15～35μm，Li/Co摩尔比为0.900～1.040，并且残留的碱量为0.05质量%以下。

此外，本发明（2）提供一种钴酸锂的制造方法，其特征在于，该方法具有下述工序：

原料混合工序，将二次颗粒的平均粒径为15～40μm且压缩强度为5～50MPa的氢氧化钴或氧化钴与锂化合物混合成按原子换算的Li/Co摩尔比为0.900～1.040，得到氢氧化钴或氧化钴与锂化合物的原料混合物；

反应工序，在800～1150℃下对该原料混合物进行加热，使氢氧化钴或氧化钴与锂化合物反应，从而得到钴酸锂。

此外，本发明（3）提供一种锂二次电池用正极活性物质，其特征在于，本发明（1）的钴酸锂的含量为95.0～100.0质量%。

此外，本发明（4）提供一种锂二次电池，其特征在于，使用本发明（1）的钴酸锂作为锂二次电池的正极活性物质。

发明的效果

根据本发明，能够提供可以提高锂二次电池的容量并提高容量保持率的钴酸锂。

附图说明

图1是由合成例1得到的氢氧化钴颗粒（二次颗粒（a））的粒度分布图。