[发明专利]氟氧化物系正极活性物质的制造方法及氟氧化物系正极活性物质

说明书

技术领域

本发明属于非水电解质二次电池的技术领域，尤其涉及一种以低成本高效率制造非水电解质二次电池用正极活性物质的新的制造方法以及新的正极活性物质。

背景技术

近年来，以在电动汽车用搭载电源、智能电网等中的应用为目标，正在寻求大容量且经济的大型锂离子二次电池的开发。其中，作为能够同时实现高电压和能量密度的二次电池，正盛行对使用非水电解液（将电解质溶解在有机溶剂等非水溶剂中的电解液）的非水电解质二次电池的研究。

作为非水电解质二次电池的正极，广泛使用由氟化物或氧化物构成的正极活性物质。例如，提出有以铁为基础的低成本且安全性高的FeF₃（参照非专利文献1）、Fe₂O₃（参照非专利文献2）作为锂离子二次电池用的正极活性物质。

FeF₃相对于锂负极具有约1.7V这样高的平均放电电压，以3电子反应表现出712mAh/g的理论容量（理论能量密度1210mWh/g），与此相对，虽然Fe₂O₃的平均放电电压上限为1V，但理论容量以6电子反应表现出1007mAh/g（理论能量密度1006mWh/g）的值。与这些FeF₃及Fe₂O₃相对，FeOF的平均放电电压约1.4V、理论容量以3电子反应为885mAh/g这样的它们的中间值，但平均放电电压与理论容量的累积值，即可作为电池利用的能量密度是它们中最高的1239mWh/g。因此，作为兼具这些显著特点的深为有趣的正极活性物质，由同时含有氟元素和氧元素的氟氧化物系的铁化合物即FeOF构成的正极活性物质备受关注。

作为由氟氧化物系铁化合物构成的正极活性物质，公开有含有锂元素的正极活性物质（参照专利文献1），但将FeOF作为正极活性物质的例子少。特别地，若将FeOF由含有其构成元素的化合物用一直以来通常所使用的固相煅烧来进行合成，则会导致对加热炉及FeOF自身的损伤，因此用固相煅烧合成FeOF这样的报告例至今尚未发现。进而，用于非水电解质二次电池中且充放电特性优异的以FeOF作为主成分的正极活性物质尚未发现。作为代替固相煅烧用来得到作为正极活性物质的FeOF的方法，例如，提出有将FeOCl的氯元素置换为氟元素的离子交换法（参照非专利文献3）、使用在氧气气氛下的含硅化合物（FeSiF₆·6H₂O）的热分解的热分解法（参照非专利文献4）。除此以外，仅为了得到FeOF，发现有在高温高压下得到FeOF单晶的方法（参照非专利文献5）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009?64707号公报

非专利文献

非专利文献1：F.Badway,F.Cosandey,N.Pereira,G.G.Amatucci,Journal of The Electrochemical Society（电化学学会会志）,150(10)A1318-A1327(2003).

非专利文献2：Hao Liu,Guoxiu Wang,Jinsoo Park,Jiazhao Wang,Huakun Liu,and Chao Zhang,Electrochimica Acta（电化学学报）54,(2009)1733-1736.

非专利文献3：Nadir Recham,Lydia Laffont-Dantras,Michel Armand& Jean-Marie Tarascon,ECS Meeting Abstracts（ECS会议摘要）802,594(2008).

非专利文献4：N.Pereira,F.Badway,M.Wartelsky,S.Gunn,G.G.Amatucci,Journal of The Electrochemical Society（电化学学会会志）,156(6)A407-A416(2009).

非专利文献5：Marcus Vlasse,Jean Claude Massies,Gerard Demazeau,Journal of Solid State Chemistry（固体化学杂志）,2(8)109-113(1973).

发明内容

发明要解决的问题