锰钴复合氢氧化物和其制造方法、正极活性物质和其制造方法、以及非水系电解质二次电池与流程

文档序号:11106007阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种锰钴复合氢氧化物,其特征在于,其是NixCoyMnzMt(OH)2+A所示的锰钴复合氢氧化物,其中,式中的x处于0≤x≤0.5的范围内,y处于0<y≤0.5的范围内,z处于0.35<z<0.8的范围内,t处于0≤t≤0.1的范围内,A处于0≤A≤0.5的范围内,满足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示选自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1种添加元素,

所述锰钴复合氢氧化物由板状的二次颗粒构成,所述板状的二次颗粒是由多个板状一次颗粒的板面通过重叠而聚集而成的,

所述板状一次颗粒的从与板面垂直的方向投影时的形状为球形、椭圆形、长圆形或块状物的平面投影形状中的任一者,所述二次颗粒的长径比为3~20,基于激光衍射散射法测定的体积平均粒径(Mv)为4μm~20μm。

2.根据权利要求1所述的锰钴复合氢氧化物,其特征在于,根据基于激光衍射散射法的粒度分布中的D90和D10与所述体积平均粒径(Mv)算出的表示粒径的分散指数的[(D90-D10)/Mv]为0.70以下。

3.根据权利要求1所述的锰钴复合氢氧化物,其特征在于,从与所述二次颗粒的板面垂直的方向投影的所述板状一次颗粒的最大直径的平均值为1μm~5μm。

4.根据权利要求1所述的锰钴复合氢氧化物,其特征在于,在所述板状一次颗粒内部至少具有钴的浓缩层。

5.根据权利要求4所述的锰钴复合氢氧化物,其特征在于,所述浓缩层的厚度为0.01μm~1μm。

6.一种锰钴复合氢氧化物的制造方法,其特征在于,其是制造NixCoyMnzMt(OH)2+A所示的锰钴复合氢氧化物的制造方法,其中,式中的x处于0≤x≤0.5的范围内,y处于0<y≤0.5的范围内,z处于0.35<z<0.8的范围内,t处于0≤t≤0.1的范围内,A处于0≤A≤0.5的范围内,满足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示选自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1种添加元素,所述制造方法具备如下工序:

核生成工序,将包含含有钴的金属化合物、且钴相对于全部金属元素的含量为90原子%以上的核生成用水溶液调整成以液温25℃基准计的pH值变为12.5以上,进行板状晶核的生成;和,

颗粒生长工序,将含有所述核生成工序中形成的板状晶核的颗粒生长用浆料按照以液温25℃基准计的pH值变为10.5~12.5、且比该核生成工序中的pH值低的方式进行调整,向该颗粒生长用浆料供给至少包含含有锰的金属化合物的混合水溶液,使该板状晶核生长。

7.根据权利要求6所述的锰钴复合氢氧化物的制造方法,其特征在于,所述核生成工序中,在氧气浓度为5体积%以下的非氧化性气氛中进行核生成。

8.根据权利要求6所述的锰钴复合氢氧化物的制造方法,其特征在于,所述颗粒生长工序中,将所述颗粒生长用浆料的氨浓度调整为5g/L~20g/L。

9.根据权利要求6所述的锰钴复合氢氧化物的制造方法,其特征在于,作为所述颗粒生长用浆料,使用对所述核生成工序中得到的含有所述板状晶核的含板状晶核浆料的pH值进行了调整而得到的物质。

10.一种非水系电解质二次电池用的正极活性物质,其特征在于,其是由以Li1+uNixCoyMnzMtO2+α表示且具有六方晶系的层状结构的锂锰钴复合氧化物构成的非水系电解质二次电池用的正极活性物质,其中,式中的u处于-0.05≤u<0.60的范围内,x处于0≤x≤0.5的范围内,y处于0<y≤0.5的范围内,z处于0.35<z<0.8的范围内,t处于0≤t≤0.1的范围内,α处于0≤α<0.6的范围内,满足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示选自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1种添加元素,

所述锂锰钴复合氧化物由板状的二次颗粒构成,所述板状的二次颗粒是由多个板状一次颗粒的板面通过重叠而聚集而成的,

所述板状一次颗粒的从与板面垂直的方向投影时的形状为球形、椭圆形、长圆形或块状物的平面投影形状中的任一者,所述二次颗粒的长径比为3~20,基于激光衍射散射法测定的体积平均粒径(Mv)为4μm~20μm。

11.根据权利要求10所述的非水系电解质二次电池用的正极活性物质,其特征在于,根据基于激光衍射散射法的粒度分布中的D90和D10与所述体积平均粒径(Mv)算出的表示粒径的分散指数的[(D90-D10)/Mv]为0.75以下。

12.根据权利要求10所述的非水系电解质二次电池用的正极活性物质,其特征在于,所述锂锰钴复合氧化物如Li1+uNixCoyMnzMtO2+α所示,其中,式中的u处于0.40≤u<0.60的范围内,z-x>0.4时z-x≤u,z<0.6时u≤z,x处于0≤x≤0.5的范围内,y处于0<y≤0.5的范围内,z处于0.5≤z<0.8的范围内,α处于0.4≤α<0.6的范围内,z-x<0.6,满足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示选自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1种添加元素。

13.根据权利要求10所述的非水系电解质二次电池用的正极活性物质,其特征在于,包含:将除了Li之外的金属元素设为Me和Me’的通式所示的六方晶系的LiMeO2和单斜晶系的Li2Me’O3

14.根据权利要求10所述的非水系电解质二次电池用的正极活性物质,其特征在于,由X射线衍射中的相当于六方晶系的锂锰钴复合氧化物的峰的Rietveld解析得到的3a位点的除了锂之外的金属离子的位点占有率为3%以下。

15.根据权利要求10所述的非水系电解质二次电池用的正极活性物质,其特征在于,基于X射线衍射分析的相当于六方晶系的锂锰钴复合氧化物的(003)面的取向指数为0.9~1.1。

16.一种非水系电解质二次电池用的正极活性物质的制造方法,其特征在于,所述非水系电解质二次电池用的正极活性物质由以Li1+uNixCoyMnzMtO2+α表示且具有六方晶系的层状结构的锂锰钴复合氧化物构成,其中,式中的u处于-0.05≤u<0.60的范围内,x处于0≤x≤0.5的范围内,y处于0<y≤0.5的范围内,z处于0.35<z<0.8的范围内,t处于0≤t≤0.1的范围内,α处于0≤α<0.6的范围内,满足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示选自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1种添加元素,所述制造方法具备如下工序:

混合工序,将权利要求1至权利要求5中任一项所述的锰钴复合氢氧化物和锂化合物混合而形成锂混合物;和,

焙烧工序,将所述锂混合物在氧化性气氛中以650℃~1000℃的温度进行焙烧。

17.根据权利要求16所述的非水系电解质二次电池用的正极活性物质的制造方法,其特征在于,所述锂混合物中所含的锂的原子数(Li)相对于除了锂之外的金属的原子数之和(ME)之比(Li/ME)为0.95~1.6。

18.根据权利要求16所述的非水系电解质二次电池用的正极活性物质的制造方法,其特征在于,在所述混合工序前,还具备将所述锰钴复合氢氧化物在非还原性气氛中以300℃~750℃的温度进行热处理的热处理工序。

19.根据权利要求16所述的非水系电解质二次电池用的正极活性物质的制造方法,其特征在于,所述焙烧工序中的氧化性气氛为含有18体积%~100体积%的氧气的气氛。

20.一种非水系电解质二次电池,其特征在于,具备:正极、负极、非水系电解质和分隔件,

所述正极由权利要求10至权利要求15中任一项所述的非水系电解质二次电池用的正极活性物质形成。

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