[发明专利]镍钴铝复合氢氧化物的制造方法和非水系电解质二次电池用正极活性物质的制造方法

说明书

提供：循环特性、安全性优异、小粒径且粒径均匀性高的镍钴铝复合氢氧化物的制造方法和非水系电解质二次电池用正极活性物质的制造方法。首先，核生成工序中，将核生成用水溶液以使其在液温25℃基准下的pH值成为12.0～13.4的方式进行控制，进行核生成，所述核生成用水溶液包含：含有镍的金属化合物、含有钴的金属化合物、铵根离子供给体和铝源，接着，颗粒生长工序中，将核生成工序中得到的核生成用水溶液以使其在液温25℃基准下的pH值成为10.5～12.0的方式进行控制，在所得颗粒生长用水溶液中进行颗粒生长。另外，核生成工序中，作为核生成用水溶液中的铝源，使用含有铝和钠的水溶液，按照使含有铝和钠的水溶液中的钠相对于铝的摩尔比成为1.5～3.0的方式进行调整。

技术领域

本发明涉及镍钴铝复合氢氧化物的制造方法和非水系电解质二次电池用正极活性物质的制造方法。本申请以日本国2014年10月30日申请的日本专利申请号特愿2014-221858为基础要求优先权，该申请通过参照引入至本申请中。

背景技术

近年来，随着移动电话、笔记本型个人电脑等移动电子设备的普及，强烈期望开发出具有高能量密度的小型且轻量的非水系电解质二次电池。另外，作为电动机驱动用电源等大型的电池，也强烈期望开发出高输出功率的二次电池。

作为满足这些要求的二次电池，有锂离子二次电池。锂离子二次电池由负极、正极、电解液等构成，作为负极活性物质和正极活性物质，使用了能够脱嵌和嵌入锂的材料。

对于锂离子二次电池，目前研究开发正盛行，其中，将层状或尖晶石型的锂金属复合氧化物用于正极材料的锂离子二次电池可以得到4V级的高电压，因此作为具有高能量密度的电池，正推进实用化。

作为上述锂离子二次电池的正极材料，以往，较容易合成的锂钴复合氧化物(LiCoO₂)是主流，但使用与钴相比廉价的镍可以期待更高容量的锂镍复合氧化物(LiNiO₂)受到关注。

然而，作为锂离子二次电池得到良好的性能(高循环特性、低电阻、高输出功率)的条件，正极材料要求由均匀且具有适度的粒径的颗粒构成。

这是由于，如果使用粒径大且比表面积低的正极材料，则无法充分确保正极材料与电解液的反应面积，反应电阻上升，无法得到高输出功率的电池，另一方面，如果使用粒度分布宽的正极材料，则产生电池容量降低、反应电阻上升等不良情况。需要说明的是，电池容量降低的理由是由于，在电极内对颗粒施加的电压变得不均匀，从而如果重复充放电则微粒选择性地发生劣化。

另外，为了锂离子二次电池的高输出功率化，有效的是，缩短锂离子的正极负极间移动距离，因此期望减薄正极板而制造，为此小粒径的正极活性物质颗粒也是有用的。

因此，为了提高正极材料的性能，对于上述锂镍复合氧化物，必须以成为小粒径且粒径均匀的颗粒的方式进行制造。

另外，锂镍复合氧化物通常是由复合氢氧化物制造的，因此，为了使锂镍复合氧化物形成小粒径且粒径均匀的颗粒，对于作为其原料的复合氢氧化物，也必须使用小粒径且粒径均匀的物质。

即，为了提高正极材料的性能来制造作为最终制品的高性能的锂离子二次电池，对于作为形成正极材料的锂镍复合氧化物的原料的复合氢氧化物，必须使用由小粒径且具有窄的粒度分布的颗粒形成的复合氢氧化物。

另一方面，锂镍复合氧化物如上述那样可以期待高容量，但有充放电循环后的容量降低大、安全性低的缺点。作为改善这些缺点的方法，已知有效的是添加钴、铝。特别是，包含10摩尔％以上的铝的锂镍复合氧化物可以大幅改善这些缺点。

例如，对于涉及含铝的锂镍复合氧化物的技术中记载的专利文献1中，通过固相混合法，得到锂镍复合氧化物，所述固相混合法将镍复合氢氧化物与氧化铝或氢氧化铝进行干式混合并焙烧。

现有技术文献

专利文献