[发明专利]锂二次电池用正极活性物质粉体、其制造方法及锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂二次电池用正极活性物质粉体、其制造方法及锂二次电池。

背景技术

于先前，使用钴酸锂作为锂二次电池的正极活性物质。然而钴是稀有金属，因此开始开发钴的含有率低的锂镍锰钴复合氧化物。

作为锂镍锰钴复合氧化物，例如于日本专利特开2003-34538号公报(专利文献1)及日本专利特开2003-183022(专利文献2)的实例中提出了以如下方式而所得的锂镍锰钴复合氧化物作为正极活性物质：将锂化合物、镍化合物、锰化合物及钴化合物加以混合而调制浆料，对所得的浆料进行湿式粉碎，获得浆料中的固形物的平均粒径为0.30μm的浆料，其次对所得的浆料进行喷雾干燥，其次对所得的凝聚体进行煅烧。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2003-34538号公报(实例)

[专利文献2]日本专利特开2003-183022号公报(实例)

于近年的锂二次电池中，手机、数码相机、便携式游戏机乃至电动汽车等的需要不断提高，该些机器反复进行充电，自长时间连续使用的观点考虑，要求单位体积的容量以及容量维持率高。

然而，于专利文献1及专利文献2中所得的锂镍锰钴复合氧化物存在如下问题：无法获得可满足近年来高容量化要求的锂镍锰钴复合氧化物。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供包含可提高锂二次电池的单位体积的容量及容量维持率的锂镍锰钴复合氧化物的锂二次电池用正极活性物质、其制造方法以及单位体积的容量及容量维持率等电池性能优异的锂二次电池。

本发明人等人鉴于上述事实而反复进行锐意研究，结果发现包含一次粒子集合而形成特定大小的二次粒子的锂镍锰钴复合氧化物的锂二次电池用正极活性物质粉体，而通过使用以3ton/cm²进行压缩处理时的加压密度为特定范围的该锂二次电池用正极活性物质粉体而制作锂二次电池，可获得单位体积的容量及容量维持率等电池性能优异的锂二次电池，从而完成本发明。

亦即，本发明(1)提供一种锂二次电池用正极活性物质粉体，其特征在于，其包含下述通式(1)所表示的锂镍锰钴复合氧化物的一次粒子凝聚而形成的二次粒子：

Li_xNi_1-y-zMn_yCo_zO₂      (1)

(式中，x表示0.98≦x≦1.2，y表示0＜y≦0.5，z表示0＜z≦0.5；其中，y+z＜1.0)

该锂二次电池用正极活性物质粉体的二次粒子的平均粒径为4μm～30μm，

以3ton/cm²进行压缩处理时的该锂二次电池用正极活性物质粉体的加压密度为3.55g/cm³以上。

优选本发明(1)的锂二次电池用正极活性物质粉体进一步含有Me元素的1种或2种以上，所述Me元素选自除Ni、Mn及Co以外的原子序数为11以上的元素。

而且，本发明(2)提供一种锂二次电池用正极活性物质粉体的制造方法，其特征在于包含如下步骤：

喷雾干燥步骤，对含有镍化合物、锰化合物及钴化合物，固形物的平均粒径为0.8μm～1.5μm的浆料进行喷雾干燥，获得BET比表面积为50m²/g～110m²/g，且压缩破坏强度为0.6MPa～2.0MPa的喷雾干燥物；

煅烧原料混合步骤，将该喷雾干燥物与锂化合物加以混合而获得煅烧原料混合物；

煅烧步骤，对该煅烧原料混合物进行煅烧，获得包含下述通式(1)所表示的锂镍锰钴复合氧化物的一次粒子凝聚而形成的二次粒子的锂二次电池用正极活性物质粉体：

Li_xNi_1-y-zMn_yCo_zO₂  (1)

(式中，x表示0.98≦x≦1.2，y表示0＜y≦0.5，z表示0＜z≦0.5；其中y+z＜1.0)。

本发明(2)的锂二次电池用正极活性物质粉体的制造方法优选进一步将具有Me元素的化合物的1种或2种以上添加于喷雾干燥步骤或煅烧原料混合步骤的任意步骤、或者两个步骤中，所述化合物包含选自除Ni、Mn及Co以外的原子序数为11以上的元素的Me元素。