[发明专利]锂二次电池用正极活性物质、其制造方法、锂二次电池用电极、锂二次电池和蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池用正极活性物质、该正极活性物质的制造方法、含有该正 极活性物质的锂二次电池用电极、具备该电极的锂二次电池和蓄电装置。

背景技术

目前，以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池，特别是锂二次电池广泛 搭载于便携用终端等。这些非水电解质二次电池中，主要使用LiCoO₂作为正极活性物质。但 是，LiCoO₂的放电容量为120～130mAh/g左右。

另外，作为锂二次电池用正极活性物质材料，已知LiCoO₂与其他化合物的固溶体。 具有α-NaFeO₂型晶体结构的、作为LiCoO₂、LiNiO₂和LiMnO₂这3种成分的固溶体的Li[Co_1-2xNi_xMn_x]O₂(0＜x≤1/2)在2001年被发表。作为上述固溶体的一例，LiNi_1/2Mn_1/2O₂、LiCo_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂具有150～180mAh/g的放电容量，在充放电循环性能方面也优异。

对于上述这样的所谓“LiMeO₂型”活性物质而言，已知锂(Li)相对于过渡金属(Me) 的比率的组成比率Li/Me大于1，例如Li/Me为1.25～1.6的所谓“锂过剩型”活性物质(例如， 参照专利文献1和2)。这样的材料可以表述为Li_1+αMe_1-αO₂(α＞0)。在此，若将锂(Li)相对于 过渡金属(Me)的比率的组成比率Li/Me设为β，则β＝(1+α)/(1-α)，因此例如Li/Me为1.5时， α＝0.2。

另外，专利文献1中记载了，“基于X射线衍射测定的(003)面与(104)面的衍射峰的 强度比在充放电前为I₍₀₀₃₎/I₍₁₀₄₎≥1.56，在放电后为I₍₀₀₃₎/I₍₁₀₄₎＞1”(权利要求1)。

另外，已知如下发明，关于含有锂过渡金属复合氧化物的锂二次电池用正极活性 物质，对基于X射线衍射测定的(003)面和(104)面的衍射峰的半高宽进行规定(参照专利文 献3～5)。

专利文献3中记载了如下发明，“一种非水电解质二次电池，其特征在于，在具备以 锂-过渡金属复合氧化物为正极材料的正极、负极、和非水电解质的非水电解质二次电池 中，作为上述的正极材料，使用至少包含Ni、Co和Mn的锂-过渡金属复合氧化物，其通过利用 Cu-Kα作为X射线源的粉体X射线衍射测定而测定的存在于2θ＝18.71±0.25°的范围的峰的 半高宽为0.22°以下。”(权利要求1)，并且记载了该发明的课题是“为了得到改善正极材料 且提高初期的放电容量的同时，抑制反复充放电时的放电容量的降低而循环特性优异的非 水电解质二次电池”(段落[0008])。

专利文献4中记载了如下的发明，“使用CuKα线的粉末X射线衍射的密勒指数hkl的 (003)面和(104)面的衍射峰角2θ分别为18.65°以上和44.50°以上，并且这些各面的衍射峰 半值宽均为0.18°以下，此外，(108)面和(110)面的衍射峰角2θ分别为64.40°和65.15°以 上，且这些各面的衍射峰半值宽均为0.18°以下的、具有Li_aNi_xMn_yCo_zO_2+b(x+y+z＝1，1.00＜ a＜1.3，0≤b＜0.3)的化学组成的层状结构的锂·镍·锰·钴复合氧化物。”(权利要求1)， 并且记载了该发明的目的是“提供能够对锂离子二次电池赋予高放电容量、高电流负荷特 性、高可靠性(高寿命)的正极活性物质用材料”(段落[0010])。