锂离子电池用正极活性物质、锂离子电池用正极以及锂离子电池的制作方法
【专利摘要】本发明提供具有良好的电池特性的锂离子电池用正极活性物质。锂离子电池用正极活性物质由组成式：Li(LixNi1-x-yMy)O2+α表示(在前述组成式中，M是从Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B和Zr中选择的一种以上，0≦x≦0.1，0＜y≦0.7，α＞0)，在300℃下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为1100ppm以下。
【专利说明】锂离子电池用正极活性物质、锂离子电池用正极以及锂离 子电池
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂离子电池用正极活性物质、锂离子电池用正极以及锂离子电池。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池的正极活性物质一般使用含锂的过渡金属氧化物。具体地说，有钴酸 锂（LiC 〇02)、镍酸锂（LiNi02)、锰酸锂（LiMn20 4)等，为了改善特性（提高容量、循环特性、保 存特性、降低内阻、倍率特性）和提高安全性，正在推进把它们进行复合化的技术。对于车 载用和负载平衡用这样的大型用途的锂离子电池，要求其具有与至今为止的手机用及个人 计算机用的锂离子电池不同的特性。
[0003] 以往采用了各种方法以改善电池特性，例如在专利文献1中公开了一种锂二次电 池用正极材料的制造方法，其特征在于：将用LiJihMyCVs (0· 8兰X兰1. 3,0 < y兰0· 5，M 表示从由 Co、Mn、Fe、Cr、V、Ti、Cu、Al、Ga、Bi、Sn、Zn、Mg、Ge、Nb、Ta、Be、B、Ca、Sc 以及 Zr 构 成的组中选择的至少一种元素，S相当于氧缺陷量或氧过剩量，表示为一 0. 1 < δ < 〇. 1) 的组成表示的锂镍复合氧化物通过分级机，按平衡分离粒径Dh = 1?10 μ m将所述锂镍复 合氧化物分离成粒径大的和粒径小的，按重量比〇 : 100?100 :〇混合粒径大的锂镍复合氧 化物和粒径小的锂镍复合氧化物。此外，专利文献1中记载了可以容易地制造倍率特性和 容量具有各种平衡的锂二次电池用正极材料。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本专利公报第4175026号
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题
[0008] 专利文献1中记载的锂镍复合氧化物虽然是在其组成式中为氧量过剩的物质，但 是尽管如此，作为高质量的锂离子电池用正极活性物质仍有改进的余地。
[0009] 因此，本发明的目的是提供具有良好电池特性的锂离子电池用正极活性物质。
[0010] 解决技术问题的技术方案
[0011] 本发明人经过专心研究的结果发现，正极活性物质的氧量与电池特性之间存在密 切的相关关系。即，本发明人发现了，当正极活性物质的氧量为某个值以上时，可以得到良 好的电池特性。
[0012] 此外本发明人还发现了，正极活性物质的水分含量以及吸湿量与电池特性之间存 在密切的相关关系。即，本发明人发现了，当正极活性物质的水分含量为某个值以下时、以 及当正极活性物质的吸湿量为某个值以下时，可以得到特别好的电池特性。
[0013] 在所述认识的基础上完成的本发明的一个方面提供一种锂离子电池用正极活性 物质，其由组成式：Li (LixNih_yMy) 02+α表示，在所述组成式中，Μ是从Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、 (：〇、〇1、211、6&、66、八1、81、511、]\%、〇&、8和21'中选择的一种以上，0兰叉兰0.1，0<7兰0.7， α > 0,在300°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为llOOppm以下。
[0014] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在一个实施方式中，在300°C下通过卡尔费 歇尔滴定法测量到的水分含量为800ppm以下。
[0015] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，Μ为从Μη和Co中选 择的一种以上。
[0016] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在组成式中，α > 0. 05〇
[0017] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在组成式中，α > 0· 1。
[0018] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在150°C下通过卡尔 费歇尔滴定法测量到的水分含量为300ppm以下。
[0019] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在150°C下通过卡尔 费歇尔滴定法测量到的水分含量为200ppm以下。
[0020] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在300°C下通过卡尔 费歇尔滴定法测量到的水分含量与在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量之 差为 100 ?500ppm。
[0021] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在300°C下通过卡尔 费歇尔滴定法测量到的水分含量与在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量之 差为 100 ?130ppm。
[0022] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在湿度50%且为 25°C的大气中放置24小时后，在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为 1500ppm 以下。
[0023] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在湿度50%且为 25 °C的大气中放置24小时后，在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为 1200ppm 以下。
[0024] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在露点一 80°C下放置 24小时后，在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为300ppm以下。
[0025] 本发明的锂离子电池用正极活性物质在另外的实施方式中，在露点一 80°C下放置 24小时后，在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为200ppm以下。
[0026] 本发明的另一个方面提供一种锂离子电池用正极，其使用了本发明的锂离子电池 用正极活性物质。
[0027] 本发明的另一个方面提供一种锂离子电池，其使用了本发明的锂离子电池用正 极。
[0028] 发明效果
[0029] 按照本发明，能够提供具有良好电池特性的锂离子电池用正极活性物质。
【具体实施方式】
[0030] (锂离子电池用正极活性物质的构成）
[0031] 作为本发明的锂离子电池用正极活性物质的材料，可以广泛使用作为通常的锂离 子电池的正极用的正极活性物质有用的化合物，特别优选的是使用钴酸锂（LiC 〇02)、镍酸 锂（LiNi02)、锰酸锂（LiMn20 4)等含锂的过渡金属氧化物。使用这样的材料制作的本发明的 锂离子电池用正极活性物质由组成式：LiaiJimM^CVa表示（在前述组成式中，Μ是从 Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、Β 以及 Zr 中选择的一种以上，
【权利要求】
1. 一种锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 所述锂离子电池用正极活性物质由组成式表示，在所述组成式 中，Μ 是从 Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B 和 Zr 中选择的一 种以上：
在300°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为llOOppm以下。
2. 根据权利要求1所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在300°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为800ppm以下。
3. 根据权利要求1或2所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 所述Μ是从Μη和Co中选择的一种以上。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在所述组成式中，α > 0.05。
5. 根据权利要求4所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在所述组成式中，α > 0. 1.
6. 根据权利要求1?5中任一项所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为300ppm以下。
7. 根据权利要求6所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量为200ppm以下。
8. 根据权利要求1?7中任一项所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在300°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量与在150°C下通过卡尔费歇尔滴 定法测量到的水分含量之差为100?500ppm。
9. 根据权利要求8所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在300°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量与在150°C下通过卡尔费歇尔滴 定法测量到的水分含量之差为100?130ppm。
10. 根据权利要求1?9中任一项所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在湿度50%且为25°C的大气中放置24小时后，在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量 到的水分含量为1500ppm以下。
11. 根据权利要求10所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在湿度50%且为25°C的大气中放置24小时后，在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量 到的水分含量为1200ppm以下。
12. 根据权利要求1?11中任一项所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在露点一 80°C下放置24小时后，在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量 为300ppm以下。
13. 根据权利要求12所述的锂离子电池用正极活性物质，其特征在于， 在露点一 80°C下放置24小时后，在150°C下通过卡尔费歇尔滴定法测量到的水分含量 为200ppm以下。
14. 一种锂离子电池用正极，其特征在于， 所述锂离子电池用正极使用了权利要求1?13中任一项所述的锂离子电池用正极活 性物质。
15. -种锂离子电池，其特征在于， 所述锂离子电池使用了权利要求14所述的锂离子电池用正极。
【文档编号】H01M4/525GK104067424SQ201280067878
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2012年1月26日
【发明者】冈本健太郎 申请人:Jx日矿日石金属株式会社