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錳鈷復合氫氧化物和其制造方法、正極活性物質和其制造方法、以及非水系電解質二次電池與流程

文檔序號:11106007閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種錳鈷復合氫氧化物,其特征在于,其是NixCoyMnzMt(OH)2+A所示的錳鈷復合氫氧化物,其中,式中的x處于0≤x≤0.5的范圍內,y處于0<y≤0.5的范圍內,z處于0.35<z<0.8的范圍內,t處于0≤t≤0.1的范圍內,A處于0≤A≤0.5的范圍內,滿足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示選自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1種添加元素,

所述錳鈷復合氫氧化物由板狀的二次顆粒構成,所述板狀的二次顆粒是由多個板狀一次顆粒的板面通過重疊而聚集而成的,

所述板狀一次顆粒的從與板面垂直的方向投影時的形狀為球形、橢圓形、長圓形或塊狀物的平面投影形狀中的任一者,所述二次顆粒的長徑比為3~20,基于激光衍射散射法測定的體積平均粒徑(Mv)為4μm~20μm。

2.根據權利要求1所述的錳鈷復合氫氧化物,其特征在于,根據基于激光衍射散射法的粒度分布中的D90和D10與所述體積平均粒徑(Mv)算出的表示粒徑的分散指數的[(D90-D10)/Mv]為0.70以下。

3.根據權利要求1所述的錳鈷復合氫氧化物,其特征在于,從與所述二次顆粒的板面垂直的方向投影的所述板狀一次顆粒的最大直徑的平均值為1μm~5μm。

4.根據權利要求1所述的錳鈷復合氫氧化物,其特征在于,在所述板狀一次顆粒內部至少具有鈷的濃縮層。

5.根據權利要求4所述的錳鈷復合氫氧化物,其特征在于,所述濃縮層的厚度為0.01μm~1μm。

6.一種錳鈷復合氫氧化物的制造方法,其特征在于,其是制造NixCoyMnzMt(OH)2+A所示的錳鈷復合氫氧化物的制造方法,其中,式中的x處于0≤x≤0.5的范圍內,y處于0<y≤0.5的范圍內,z處于0.35<z<0.8的范圍內,t處于0≤t≤0.1的范圍內,A處于0≤A≤0.5的范圍內,滿足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示選自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1種添加元素,所述制造方法具備如下工序:

核生成工序,將包含含有鈷的金屬化合物、且鈷相對于全部金屬元素的含量為90原子%以上的核生成用水溶液調整成以液溫25℃基準計的pH值變為12.5以上,進行板狀晶核的生成;和,

顆粒生長工序,將含有所述核生成工序中形成的板狀晶核的顆粒生長用漿料按照以液溫25℃基準計的pH值變為10.5~12.5、且比該核生成工序中的pH值低的方式進行調整,向該顆粒生長用漿料供給至少包含含有錳的金屬化合物的混合水溶液,使該板狀晶核生長。

7.根據權利要求6所述的錳鈷復合氫氧化物的制造方法,其特征在于,所述核生成工序中,在氧氣濃度為5體積%以下的非氧化性氣氛中進行核生成。

8.根據權利要求6所述的錳鈷復合氫氧化物的制造方法,其特征在于,所述顆粒生長工序中,將所述顆粒生長用漿料的氨濃度調整為5g/L~20g/L。

9.根據權利要求6所述的錳鈷復合氫氧化物的制造方法,其特征在于,作為所述顆粒生長用漿料,使用對所述核生成工序中得到的含有所述板狀晶核的含板狀晶核漿料的pH值進行了調整而得到的物質。

10.一種非水系電解質二次電池用的正極活性物質,其特征在于,其是由以Li1+uNixCoyMnzMtO2+α表示且具有六方晶系的層狀結構的鋰錳鈷復合氧化物構成的非水系電解質二次電池用的正極活性物質,其中,式中的u處于-0.05≤u<0.60的范圍內,x處于0≤x≤0.5的范圍內,y處于0<y≤0.5的范圍內,z處于0.35<z<0.8的范圍內,t處于0≤t≤0.1的范圍內,α處于0≤α<0.6的范圍內,滿足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示選自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1種添加元素,

所述鋰錳鈷復合氧化物由板狀的二次顆粒構成,所述板狀的二次顆粒是由多個板狀一次顆粒的板面通過重疊而聚集而成的,

所述板狀一次顆粒的從與板面垂直的方向投影時的形狀為球形、橢圓形、長圓形或塊狀物的平面投影形狀中的任一者,所述二次顆粒的長徑比為3~20,基于激光衍射散射法測定的體積平均粒徑(Mv)為4μm~20μm。

11.根據權利要求10所述的非水系電解質二次電池用的正極活性物質,其特征在于,根據基于激光衍射散射法的粒度分布中的D90和D10與所述體積平均粒徑(Mv)算出的表示粒徑的分散指數的[(D90-D10)/Mv]為0.75以下。

12.根據權利要求10所述的非水系電解質二次電池用的正極活性物質,其特征在于,所述鋰錳鈷復合氧化物如Li1+uNixCoyMnzMtO2+α所示,其中,式中的u處于0.40≤u<0.60的范圍內,z-x>0.4時z-x≤u,z<0.6時u≤z,x處于0≤x≤0.5的范圍內,y處于0<y≤0.5的范圍內,z處于0.5≤z<0.8的范圍內,α處于0.4≤α<0.6的范圍內,z-x<0.6,滿足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示選自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1種添加元素。

13.根據權利要求10所述的非水系電解質二次電池用的正極活性物質,其特征在于,包含:將除了Li之外的金屬元素設為Me和Me’的通式所示的六方晶系的LiMeO2和單斜晶系的Li2Me’O3

14.根據權利要求10所述的非水系電解質二次電池用的正極活性物質,其特征在于,由X射線衍射中的相當于六方晶系的鋰錳鈷復合氧化物的峰的Rietveld解析得到的3a位點的除了鋰之外的金屬離子的位點占有率為3%以下。

15.根據權利要求10所述的非水系電解質二次電池用的正極活性物質,其特征在于,基于X射線衍射分析的相當于六方晶系的鋰錳鈷復合氧化物的(003)面的取向指數為0.9~1.1。

16.一種非水系電解質二次電池用的正極活性物質的制造方法,其特征在于,所述非水系電解質二次電池用的正極活性物質由以Li1+uNixCoyMnzMtO2+α表示且具有六方晶系的層狀結構的鋰錳鈷復合氧化物構成,其中,式中的u處于-0.05≤u<0.60的范圍內,x處于0≤x≤0.5的范圍內,y處于0<y≤0.5的范圍內,z處于0.35<z<0.8的范圍內,t處于0≤t≤0.1的范圍內,α處于0≤α<0.6的范圍內,滿足x+y+z+t=1,另外,式中的M表示選自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1種添加元素,所述制造方法具備如下工序:

混合工序,將權利要求1至權利要求5中任一項所述的錳鈷復合氫氧化物和鋰化合物混合而形成鋰混合物;和,

焙燒工序,將所述鋰混合物在氧化性氣氛中以650℃~1000℃的溫度進行焙燒。

17.根據權利要求16所述的非水系電解質二次電池用的正極活性物質的制造方法,其特征在于,所述鋰混合物中所含的鋰的原子數(Li)相對于除了鋰之外的金屬的原子數之和(ME)之比(Li/ME)為0.95~1.6。

18.根據權利要求16所述的非水系電解質二次電池用的正極活性物質的制造方法,其特征在于,在所述混合工序前,還具備將所述錳鈷復合氫氧化物在非還原性氣氛中以300℃~750℃的溫度進行熱處理的熱處理工序。

19.根據權利要求16所述的非水系電解質二次電池用的正極活性物質的制造方法,其特征在于,所述焙燒工序中的氧化性氣氛為含有18體積%~100體積%的氧氣的氣氛。

20.一種非水系電解質二次電池,其特征在于,具備:正極、負極、非水系電解質和分隔件,

所述正極由權利要求10至權利要求15中任一項所述的非水系電解質二次電池用的正極活性物質形成。

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