[发明专利]正极活性物质的制造方法及锂离子电池

说明书

本发明提供一种锂扩散速度快的复合氧化物。此外，本发明提供一种锂扩散速度快的含锂复合磷酸盐。此外，本发明提供一种锂扩散速度快的正极活性物质。此外，本发明提供一种高输出的锂离子电池。此外，本发明提供一种低成本的锂离子电池。本发明是通过如下步骤制造的正极活性物质：混合锂化合物、磷化合物和水的第一步骤；对通过第一步骤形成的第一混合液添加第一水溶液来调节其pH的第二步骤；对通过第二步骤形成的第二混合液混合铁化合物的第三步骤；以及在0.1MPa以上且2MPa以下的压力下，以高于100℃且为119℃以下的最高温度对通过第三步骤形成的pH为3.5以上且5.0以下的第三混合液进行热处理的第四步骤。

技术领域

本发明涉及一种物体、方法或制造方法。或者，本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物 (composition of matter)。尤其是，本发明的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、它们的驱动方法、它们的制造方法或它们的评价方法。尤其是，本发明的一个方式涉及一种蓄电装置、其制造方法或其评价方法。此外，本发明涉及一种含锂复合磷酸盐及其制造方法。此外，本发明涉及一种正极活性物质及其制造方法。此外，本发明涉及一种锂离子电池。此外，本发明涉及一种电池控制单元及电子设备。

与常温常压下相比，在高温高压下的溶液的溶解度可以得到提高。此外，通过调节溶液的pH，可以控制材料的溶解及沉淀(专利文献1)。作为高温高压下的反应，有水热法等。

近年来，对锂离子二次电池等蓄电装置已在进行开发。作为蓄电装置，例如可以举出包括使用是复合氧化物的LiFePO₄(磷酸铁锂)作为活性物质的电极的蓄电装置。包括使用LiFePO₄的电极的蓄电装置具有高热稳定性及高循环特性。

作为LiFePO₄等复合氧化物的生成方法，例如使用水热法(专利文献2)。

通过使用水热法，即使是在常温常压下不容易溶于水的材料，也被溶于水中，因此能够进行在常温常压的生产方法中不能获得的物质的合成或结晶成长。此外，通过使用水热法，可以容易进行目的物质的单晶微粒子的合成。

在水热法中，例如，将包含原料的溶液放入耐压容器中并进行加压和加热处理，然后过滤进行加压和加热处理后的溶液，由此可以生成所希望的化合物。

[专利文献1]国际公开第2008/091578号

[专利文献2]日本专利申请公开第2004-95385号公报

发明内容

本发明的一个方式的目的之一是提供一种锂扩散速度快的复合氧化物。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种锂扩散速度快的含锂复合磷酸盐。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种锂扩散速度快的正极活性物质。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种高输出的锂离子电池。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种低成本的锂离子电池。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的电池。

注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，根据说明书、附图、权利要求书等的记载，这些目的以外的目的是显然的，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出这些以外的目的。

本发明的一个方式是一种包含锂、磷、铁和氧的正极活性物质的制造方法，包括如下步骤：混合锂化合物、磷化合物和水的第一步骤；对通过第一步骤形成的第一混合液添加第一水溶液来调节pH的第二步骤；对通过第二步骤形成的第二混合液混合铁化合物的第三步骤；以及在0.1MPa以上且2MPa以下的压力下对通过第三步骤形成的第三混合液进行热处理的第四步骤，其中，第三混合液的pH为3.5以上且5.0 以下，第四步骤中的最高温度高于100℃且为119℃以下，正极活性物质属于空间群Pnma。

另外，在上述结构中，优选的是，锂化合物为氯化锂，第一水溶液为碱性，第一水溶液所包含的碱为氨或有机胺。