[发明专利]非水电解质二次电池用正极活性物质、非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法和非水电解质二次电池

说明书

本发明的目的是提供一种正极活性物质，其以含有Ni和Al的锂过渡金属复合氧化物颗粒作为主成分，且电荷转移电阻低，能够实现电池的高容量化。本发明的正极活性物质以含有Ni和Al的复合氧化物颗粒作为主成分。复合氧化物颗粒含有相对于除了Li之外的金属元素的总摩尔量为5mol％以上的Al，且颗粒中心部的Al浓度为3mol％以上。进而，在复合氧化物颗粒的表面或其附近，存在Al浓度为颗粒中心部的Al浓度的1.3倍以上的富Al区域。此外，复合氧化物颗粒包含相对于该颗粒的总摩尔量为0.04mol％以上的硫酸根离子。

技术领域

本公开涉及非水电解质二次电池用正极活性物质、非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法和非水电解质二次电池。

背景技术

构成非水电解质二次电池用正极活性物质的锂过渡金属复合氧化物颗粒通过将锂化合物与过渡金属氧化物进行混合并焙烧来合成。例如，专利文献1、2公开了一种正极活性物质的制造方法，其中，将含镍的氢氧化物、氢氧化铝等铝化合物和氢氧化锂进行混合并焙烧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-70431号公报

专利文献2：日本特开2001-266876号公报

发明内容

但是，专利文献1、2所公开那样的以往的正极活性物质存在如下问题：因铝化合物的影响而导致电荷转移电阻增大，初始放电容量降低。本公开的目的是提供一种正极活性物质，其以含有Ni和Al的锂过渡金属复合氧化物颗粒作为主成分，且电荷转移电阻低，能够实现电池的高容量化。

本公开所述的非水电解质二次电池用正极活性物质的特征在于，其为以含有Ni和Al的锂过渡金属复合氧化物颗粒作为主成分的非水电解质二次电池用正极活性物质，前述锂过渡金属复合氧化物颗粒含有相对于除了Li之外的金属元素的总摩尔量为5mol％以上的Al，且颗粒中心部的Al浓度为3mol％以上，并且，在颗粒表面或表面附近具有Al浓度为颗粒中心部的Al浓度的1.3倍以上的富Al区域，相对于该颗粒的总摩尔量，包含0.04mol％以上的硫酸根离子。

本公开所述的非水电解质二次电池用正极活性物质的制造方法的特征在于，其具备如下工序：将含有Ni和Al的过渡金属复合氧化物、锂化合物、氢氧化铝和硫酸铝进行混合而制造混合物的工序；以及将前述混合物进行焙烧的工序，前述氢氧化铝和前述硫酸铝的混合比以摩尔比计为9：1～3：7。

本公开所述的非水电解质二次电池的特征在于，其具备：包含上述正极活性物质的正极、负极和非水电解质。

本公开所述的非水电解质二次电池用正极活性物质以含有Ni和Al的锂过渡金属复合氧化物颗粒作为主成分，且电荷转移电阻低，能够实现电池的高容量化。

附图说明

图1是作为实施方式的一例的非水电解质二次电池的截面图。

图2是构成实施方式的一例、即正极活性物质的锂过渡金属复合氧化物颗粒的截面图和该颗粒截面处的Ni、Al的浓度分布的示意图。

具体实施方式

通过在锂过渡金属复合氧化物颗粒的表面或其附近形成Al浓度增高的富Al层，从而获得耐热性提高等效果。另一方面，根据本发明人等的研究已明确：富Al层会使电荷转移电阻增大，引起初始放电容量的降低。本发明人等为了解决该课题而进行了深入研究，结果发现：通过使用在颗粒表面或表面附近具有Al浓度为颗粒中心部的1.3倍以上的富Al区域，且包含特定量的硫酸根离子的锂过渡金属复合氧化物颗粒，从而能够显著地降低电荷转移电阻，电池的初始放电容量大幅提高。

构成本公开的一个方式即正极活性物质的锂过渡金属复合氧化物颗粒可通过将含有Ni和Al的过渡金属复合氧化物、锂化合物、氢氧化铝和硫酸铝以特定的比率进行混合并焙烧来合成。