[发明专利]镍钴锰复合氢氧化物和其制造方法

说明书

得到与锂化合物的反应性优异、热稳定性和电池特性优异的镍钴锰复合氢氧化物。一种镍钴锰复合氢氧化物，其作为非水系电解质二次电池的正极活性物质的前体，如通式：Ni_{1‑x‑y‑z}Co_xMn_yM_z(OH)₂(0<x≤1/3、0<y≤1/3、0≤z≤0.1，M为选自Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、W中的1种以上元素)所示，通过氮吸附BET法测定的比表面积为3.0～11.0m²/g，且基于X射线衍射测定的(101)面的峰强度I(101)相对于(100)面的峰强度I(100)的比I(101)/I(100)小于0.300。

技术领域

本发明涉及作为非水系电解质二次电池的正极活性物质的前体的镍钴锰复合氢氧化物和其制造方法，特别涉及作为锂离子二次电池的正极活性物质的前体的镍钴锰复合氢氧化物和其制造方法。本申请以在日本国、于2013年6月19日申请的日本专利申请号特愿2013-128887为基础要求优先权，通过参照该申请，引入至本申请。

背景技术

以往，伴随着移动电话、笔记本型个人电脑等移动设备的普及，需要具有高能量密度的小型、轻量的二次电池。作为适合于这样用途的电池，有锂离子二次电池，研究开发盛行。

另外，在汽车领域中，由于资源、环境问题而对电动汽车的要求变高，作为电动汽车用、混合动力汽车用的电源，要求小型、轻量、且放电容量大、循环特性良好的锂离子二次电池。特别是，汽车用的电源中，输出特性是重要的，要求输出特性良好的锂离子二次电池。

将含锂复合氧化物、特别是较容易合成的锂钴复合氧化物(LiCoO₂)用于正极活性物质的锂离子二次电池由于可以得到4V级的高电压，因此作为具有高能量密度的电池的实用化推进。而且，对于使用了该种锂钴复合氧化物的锂离子二次电池，迄今为止已经进行了很多用于得到优异的初始容量特性、循环特性的开发，已经获得了各种成果。

然而，对于锂钴复合氧化物，由于原料使用高价的钴化合物，因此成为活性物质、进而电池的成本升高的原因，期望活性物质的改良。使用该锂钴复合氧化物的电池的每单位容量的单价与镍氢电池相比大幅高，因此适用的用途被相当限定。因此，不仅对于目前普及的移动设备用的小型二次电池，而且对于电力贮蔵用、电动汽车用等大型二次电池，都对降低活性物质的成本、能制造更廉价的锂离子二次电池的期待大，可以说其实现在工业上有重大意义。

此处，作为锂离子二次电池用正极活性物质的新型材料，比锂钴复合氧化物还廉价的4V级正极活性物质、即、具有镍、钴和锰的原子比实质上为1：1：1的Li[Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3]O₂的组成的锂镍钴锰复合氧化物受到关注。锂镍钴锰复合氧化物不仅廉价而且与将锂钴复合氧化物、锂镍复合氧化物用于正极活性物质的锂离子二次电池相比显示出高的热稳定性，因此开发盛行。

锂离子二次电池为了发挥良好的电池特性，需要作为正极活性物质的锂镍钴锰复合氧化物具有适度的粒径和比表面积、且为高密度。这样的正极活性物质的性状强烈反映出作为前体的镍钴锰复合氢氧化物的性状，因此镍钴锰复合氢氧化物也要求同样的性状。

进而，为了得到发挥良好的电池特性的正极活性物质，在与锂化合物合成时产生的水蒸气、二氧化碳气体气氛中与锂化合物的反应也容易进行，要求反应性优异的镍钴锰复合氢氧化物。与锂化合物的反应性差的镍钴锰复合氢氧化物在与锂化合物合成时与镍钴锰复合氢氧化物的反应变得不完全，未反应的锂化合物会残留。另外，在镍钴锰复合氢氧化物与锂化合物的反应结束前，锂化合物熔融，有引起聚集的问题。

关于作为正极活性物质的前体的镍钴锰复合氢氧化物，提出了以下所述的各种提案。然而，任意提案中均研究了高密度化，但对于表面性状、与锂化合物的反应性没有充分考虑。