[发明专利]锂离子二次电池用正极活性物质、锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法以及锂离子二次电池

说明书

本发明提供一种锂离子二次电池用正极活性物质，其包括锂镍锰复合氧化物粒子，锂镍锰复合氧化物粒子由通式Li_dNi_{1－a－b－c}Mn_aM_bZr_cO_2+α表示的锂镍锰复合氧化物的一次粒子凝聚而成的二次粒子构成，该通式中，M是从Co、W、Mo、Mg、Ca、Al、Ti、Cr、以及Ta中选择的至少一种元素，并且0.05≦a＜0.60，0≦b＜0.60，0.00003≦c≦0.03，0.05≦a+b+c≦0.60，0.95≦d≦1.20，－0.2≦α≦0.2，至少锆的一部分在上述一次粒子内部分散，通过中和滴定法求得的剩余锂量为0.02质量％以上0.09质量％以下。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池用正极活性物质、锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法以及锂离子二次电池。

背景技术

近年来，伴随移动电话、笔记本型计算机等的移动电子机器的普及，强烈需求开发具有较高的能量密度、耐久性的小型且轻量的二次电池。另外，作为电动工具、以混动汽车为首的电动汽车的电池，强烈期望开发高输出的二次电池。

作为满足这样的要求的二次电池，存在锂离子二次电池等的非水系电解质二次电池。锂离子二次电池例如由负极、正极以及电解质等构成，作为负极和正极的活性物质，使用能够使锂脱离、插嵌的材料。

对于锂离子二次电池，现在研究开发正在火热地进行，其中，由于将层状或者尖晶石型的锂金属复合氧化物用作正极材料的锂离子二次电池能够获得4V级的较高电压，因此作为具有较高的能量密度的电池正在推进其实用化。

作为该锂离子二次电池的正极材料，现在，提出了合成比较容易的锂钴复合氧化物(LiCoO₂)、使用比钴廉价的镍的锂镍复合氧化物(LiNiO₂)、锂镍钴锰复合氧化物(LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂)、使用锰的锂锰复合氧化物(LiMn₂O₄)、锂镍锰复合氧化物(LiNi_0.5Mn_0.5O₂)等的锂复合氧化物。

另外，近年来以更加提高性能为目的，对于进一步添加了添加元素的正极材料，也正在推进其研究。

例如，在专利文献1中，提出了如下非水系二次电池用正极活性物质：由以由锂、镍、钴、元素M、铌以及氧组成的至少一种以上的化合物构成的组成物组成，该化合物由通式Li_aNi_{1―x―y―z}Co_xM_yNb_zO_b(该通式中，M是从由Mn、Fe以及Al组成的组中选择的一种以上的元素，1≦a≦1.1，0.1≦x≦0.3，0≦y≦0.1，0.01≦z≦0.05，2≦b≦2.2)表示，在初次放电时正极电位(vs.Li/Li+)在自2V至1.5V的范围内示出α(mAh/g)的放电容量，并且将其在X射线衍射种的层状结晶构造的(003)面的半值宽度设定为β(deg)时，α和β分别同时满足60≦α≦150和0.14≦β≦0.20的条件。

根据专利文献1提出的非水系二次电池用正极活性物质，考虑其示出了优异的放电容量和急速加热稳定性是由于在组成物中除了层状结晶构造的化合物之外，存在Li、Nb以及氧的化合物，并且大概在层状结晶构造的化合物的晶界处均匀地形成有Li－Nb－O化合物所引起的效果。

在专利文献2中，提出了如下非水电解质二次电池用正极活性物质：至少具有层状构造的锂过渡金属复合氧化物，上述锂过渡金属复合氧化物是以由一次粒子及作为其凝聚体的二次粒子中的一者或两者组成的粒子的形态存在，上述一次粒子的长径比为1～1.8，在上述粒子的至少表面具有具有从由钼、钒、钨、硼以及氟组成的组中选择的至少一种的化合物。