鋰離子電池用正極活性物質、鋰離子電池用正極及鋰離子電池制造技術

本發明專利技術提供一種具有良好電池特性的鋰離子電池用正極活性物質。鋰離子電池用正極活性物質以組成式LixNi1-yMyO2+α表示(前式中，M為從Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B及Zr中選擇的1種以上，0.9≤x≤1.2，0＜y≤0.7，α＞0.1)，通過卡爾費休滴定法于300℃測定的含水量為1100ppm以下。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】鋰離子電池用正極活性物質、鋰離子電池用正極及鋰離子電池
[0001 ] 本專利技術涉及一種鋰離子電池用正極活性物質、鋰離子電池用正極及鋰離子電池。
技術介紹
鋰離子電池的正極活性物質中通常使用含鋰的過渡金屬氧化物。具體而言，為鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)等，為了改善特性(高容量化、循環特性、保存特性、降低內部電阻、倍率特性)及提高安全性，正在推進對上述物質進行復合。對于車載用或負載均衡(load leveling)用等大型用途中的鋰離子電池，要求與至今為止的移動電話用或個人計算機用的鋰離子電池不同的特性。為改善電池特性，目前使用了各種方法，如專利文獻I公開了下述鋰二次電池用正極材料的制造方法，其特征在于:將LixNDyCVs (0.8 < X < 1.3，0 < y < 0.5，M表示選自于由 Co、Mn、Fe、Cr、V、T1、Cu、Al、Ga、B1、Sn、Zn、Mg、Ge、Nb、Ta、Be、B、Ca、Sc 和 Zr 所組成的組中的至少一種元素，δ相當于氧缺乏量或氧過剩量，表示-0.1 < δ < 0.1)組成所示的鋰鎳復合氧化物通過分級器，以平衡分離粒徑Dh = I?IOym分離成粒徑大的組分和粒徑小的組分，以重量比為O: 100?100: 0，將粒徑大的組分和粒徑小的組分進行配合。并且，記載有根據該方法，可容易地制造倍率特性和容量各項平衡的鋰二次電池用正極材料。[專利文獻]專利文獻1:日本特許第4175026號公報
技術實現思路
專利技術解決的課題專利文獻I記載的鋰鎳復合氧化物的組成式中的氧過量，但即便如此，對于作為高質量的鋰離子電池用正極活性物質而言，仍然具有改善的余地。因此，本專利技術的課題在于，提供一種具有良好電池特性的鋰離子電池用正極活性物質。解決課題的手段本專利技術人經努力研究，結果發現，正極活性物質的氧含量與電池特性之間存在緊密的相關關系。即，發現當正極活性物質的氧含量在某值以上時，可獲得良好的電池特性。此外，發現了正極活性物質的含水量、進一步是吸潮量與電池特性之間存在緊密的相關關系。即，發現當正極活性物質的含水量在某值以下、進一步是當正極活性物質的吸潮量在某值以下時，可得到特別良好的電池特性。以上述發現為基礎完成的本專利技術的第一方面中，涉及一種鋰離子電池用正極活性物質，所述鋰離子電池用正極活性物質的組成如組成式LixNipyMyCVa所示(前述式中，M為從 Sc、T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、B1、Sn、Mg、Ca、B 及 Zr 中選擇的 I 種以上，0.9 ^ 1.2,0 <y ^0.7, α > 0.1)，通過卡爾費休滴定法于300°C測定的含水量為IlOOppm 以下。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的一個實施方式中，通過卡爾費休滴定法于300°C測定的含水量為800ppm以下。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的其他實施方式中，M為從Mn和Co中選擇的一種以上。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步的其他實施方式中，組成式中，α > 0.15。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步的其他實施方式中，組成式中，α > 0.20。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步的其他實施方式中，通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量為300ppm以下。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步的其他實施方式中，通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量為200ppm以下。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步的其他實施方式中，通過卡爾費休滴定法于300°C 測定的含水量與通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量的差為100 ~500ppm。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步的其他實施方式中，通過卡爾費休滴定法于300°C測定的含水量與通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量的差為100 ~130ppm。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步的其他實施方式中，在濕度50%且25°C的大氣中放置24小時后，通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量為1500ppm以下。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步的其他實施方式中，在濕度50%且25°C的大氣中放置24小時后，通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量為1200ppm以下。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步的其他實施方式中，在露點_80°C下放置24小時后，通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量為300ppm以下。本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質的進一步其他實施方式中，在露點_80°C下放置24小時后,通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量為200ppm以下。在另一方面中，本專利技術涉及一種鋰離子電池用正極，所述鋰離子電池用正極使用了本專利技術中的鋰離子電池用正極活性物質。進一步地，在另一方面中，本專利技術涉及一種鋰離子電池，所述鋰離子電池使用了本專利技術中的鋰離子電池用正極。專利技術的效果通過本專利技術，可提供具有良好電池特性的鋰離子電池用正極活性物質。【具體實施方式】(鋰離子電池用正極活性物質的構成)作為本專利技術的鋰離子電池用正極活性物質的材料，可廣泛使用適于作為一般鋰離子電池正極用的正極活性物質的化合物，特別地，優選使用鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)、猛酸鋰(LiMn2O4)等含鋰的過渡金屬氧化物。使用上述材料而制作的本專利技術的鋰離子電池用正極活性物質以組成式LixNDyCVa (前述式中，M為從Sc、T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、B1、Sn、Mg、Ca、B 及 Zr 中選擇的 I 種以上，0.9 ≤ x ≤ 1.2，O < y ≤ 0.7，α > 0.1)表示。相對于鋰離子電池用正極活性物質中的所有金屬，鋰的比例為0.9~1.2，此處，鋰的比例未達到0.9，則難以保證穩定的結晶結構；鋰的比例超過1.2，則難以保證電池的高容量。本專利技術的鋰離子電池用正極活性物質，氧在組成式中如上所述示為02+α (α >0.1)，為過量含有，在用于鋰離子電池的情況下，容量、倍率特性及容量保持率等電池特性變得良好。這里，對于α，優選為α >0.15，進一步優選為α >0.20。本專利技術的鋰離子電池用正極活性物質為通過卡爾費休滴定(JISK0113電位差?電流?電量?力一> 7 4、y ^一滴定方法通則(電位差、電流、電量、卡爾費休滴定方法通則))于300°C測定的含水量為IlOOppm以下的鋰離子電池用正極活性物質。卡爾費休法是如下式所示，使用與水選擇性且定量反應的卡爾費休試劑(由碘、二氧化硫、堿以及醇等溶劑構成)來測定水分的方法。 I2+S02+3 喊 +R0H+H20 — 2 喊 +HI+ 喊 +HSO4R在碘化物離子、二氧化硫、堿以及醇等溶劑為主要成分的電解液中，加入試樣進行電解氧化，如下式所示產生碘，直接引發卡爾費休反應。2I2 二 2e — I2基于“法拉第定律”，由于碘是與電量成比例產生的，可從電解氧化所需的電量迅速求得水分量(水Img = 10.71庫侖)。如果鋰離子電池用正極活性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋰離子電池用正極活性物質，其中，所述鋰離子電池用正極活性物質以組成式LixNi1?yMyO2+α表示，通過卡爾費休滴定法于300℃測定的含水量為1100ppm以下，前式中，M為從Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B及Zr中選擇的1種以上，0.9≤x≤1.2，0＜y≤0.7，α＞0.1。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.01.26 JP 2012-0141531.一種鋰離子電池用正極活性物質，其中，所述鋰離子電池用正極活性物質以組成式LixNihMyC^a表示，通過卡爾費休滴定法于300°C測定的含水量為IlOOppm以下，前式中，M 為從 Sc、T1、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、B1、Sn、Mg、Ca、B 及 Zr 中選擇的 I 種以上，0.9 ≤ X ≤ 1.2，0 < y ≤ 0.7，α > 0.1。2.如權利要求1所述的鋰離子電池用正極活性物質，其中，通過卡爾費休滴定法于300°C測定的含水量為800ppm以下。3.如權利要求1或2所述的鋰離子電池用正極活性物質,其中，前述M為從Mn和Co中選擇的一種以上。4.如權利要求1~3中任意一項所述的鋰離子電池用正極活性物質，其中，前述組成式中，α > 0.15。5.如權利要求4所述的鋰離子電池用正極活性物質，其中，前述組成式中，α>0.20。6.如權利要求1~5中任意一項所述的鋰離子電池用正極活性物質，其中，通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量為300ppm以下。7.如權利要求6所述的鋰離子電池用正極活性物質，其中，通過卡爾費休滴定法于150°C測定的含水量為200ppm以下。8.如權利要求1~7中任意一項所述的鋰離...

【專利技術屬性】
技術研發人員：岡本健太郎，
申請(專利權)人：JX日礦日石金屬株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP