本發明專利技術提供一種密度高、結晶均勻成長而成的氧化氫氧化鈷顆粒粉末和鈷酸鋰顆粒粉末。上述課題通過氧化氫氧化鈷顆粒粉末和鈷酸鋰顆粒粉末達成，該氧化氫氧化鈷顆粒粉末的特征在于：二次顆粒的平均粒徑（Ｄ５０）為３．０～２５．０μｍ、ＢＥＴ比表面積值（ＢＥＴ）為０．１～２０．０ｍ２／ｇ、振實密度（ＴＤ）為１．０～３．５ｇ／ｃｍ３，且二次顆粒的平均粒徑（Ｄ５０）和比表面積值（ＢＥＴ）滿足下述關系式１。該鈷酸鋰顆粒粉末的特征在于：二次顆粒的平均粒徑（Ｄ５０）為１５．０～２５．０μｍ、ＢＥＴ比表面積值（ＢＥＴ）為０．１０～０．３０ｍ２／ｇ、壓縮密度（ＣＤ、２．５ｔ／ｃｍ２）為３．６５～４．００ｇ／ｃｍ３。上述氧化氫氧化鈷顆粒粉末作為非水電解質二次電池所使用的正極活性物質（鈷酸鋰顆粒粉末）的前體有用，上述鈷酸鋰顆粒粉末作為非水電解質二次電池所使用的正極活性物質有用。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及密度高、結晶均勻成長而成的氧化氫氧化鈷顆粒粉末。本專利技術的氧化 氫氧化鈷顆粒粉末可以有效地作為非水電解質二次電池所使用的正極活性物質(鈷酸鋰 顆粒粉末)的前體。另外，本專利技術涉及密度高、結晶均勻成長而成的鈷酸鋰顆粒粉末。本專利技術的鈷酸 鋰顆粒粉末可以有效地作為非水電解質二次電池所使用的正極活性物質(鈷酸鋰顆粒粉 末)。
技術介紹
近年來，AV機器和個人計算機等電子機器的便攜化、無線化迅速發展，作為這些機 器的驅動用電源，對小型、輕量且具有高能量密度的二次電池的要求提高。在這樣的狀況 下，具有充放電電壓高、充放電容量也大的優點的鋰離子二次電池備受關注。一直以來，作為具有4V級電壓的高能型鋰離子二次電池中有用的正極活性物質， 通常已知尖晶石型結構的LiMn2O4、鋸齒形層狀結構的LiMnO2、層狀巖鹽型結構的LiCo02、 LiCcvxNixO2、LiNiO2等，其中，使用LiCoO2的鋰離子二次電池在具有高的充放電電壓和充放 電容量方面優異，但需求進一步改善其特性。S卩，LiCoO2在抽出鋰時，Co3+成為Co4+，發生姜一泰勒變形，在將Li抽出0. 45的區 域中，由六方晶向單斜晶轉化，如果進一步抽出，結晶結構就會從單斜晶向六方晶轉化。因 此，由于反復進行充放電反應，會導致結晶結構變得不穩定，引發氧放出或與電解液的反應寸。因此，需要即使反復進行充放電反應也能夠穩定地維持特性的循環特性優異的 LiCoO2O另外，關于填充密度，也希望在正極的高容量化，為了使正極的電極密度提高，要 求使鈷酸鋰的壓縮密度(假想進行電極壓延的壓力下)等填充性提高。另外，關于比表面積，為了防止電池膨脹、提高熱穩定性，要求盡可能減小鈷酸鋰 的比表面積。并且，處于高溫時，與電解液的反應就會變為活性，所以，為了確保作為二次電池 的安全性，需要即使在高溫下正極活性物質的結構也穩定、提高熱穩定性。鈷酸鋰通常可以通過將氧化氫氧化鈷(CoOOH)、氫氧化鈷(Co(OH)2)或氧化鈷 (Co3O4)等鈷原料與碳酸鋰或氫氧化鋰等鋰原料混合燒制而得到。由于鈷酸鋰的特性依存于作為前體的鈷原料的特性而發生變化，所以，關于鈷原 料也要求進一步提高特性。一直以來，對于作為鈷酸鋰前體的氧化氫氧化鈷，已知對其振實密度和顆粒形狀 進行控制(專利文獻1 4)。4另外，在現有技術中，已知對鈷酸鋰顆粒粉末的振實密度、壓縮密度等進行控制 (專利文獻2、5 7)。專利文獻1 日本特開2004-35342號公報專利文獻2 日本特開2004-196603號公報專利文獻3 日本特開2005-104771號公報專利文獻4 日本特開2007-1809號公報專利文獻5 日本特開2003-2661號公報專利文獻6 日本特開2004-182564號公報專利文獻7 日本特開2005-206422號公報
技術實現思路
目前最需要滿足上述各特性的正極活性物質和氧化氫氧化鈷顆粒粉末，但尚未得 到。S卩，在專利文獻1、3和4中記載了球狀、高密度的氧化氫氧化鈷顆粒粉末，但由于 BET比表面積大，所以在得到鈷酸鋰而制成電極時，很難說在循環特性方面充分。另外，在專利文獻2中記載了使用休止角為50度以下、振實密度為1.3 1.8g/cm3 的氧化氫氧化鈷顆粒粉末作為前體，制造鈷酸鋰顆粒粉末，但由于振實密度低，所以難以使 電極密度提高，很難說每單位體積的容量充分。目前最需要滿足上述各特性的正極活性物質和鈷酸鋰顆粒粉末，但尚未得到。在上述專利文獻5中記載了重均粒徑為5 15 μ m、比表面積為0. 15 0.6m2/g的 鈷酸鋰顆粒粉末，但由于前體的比表面積高，所以在對該前體進行燒制時，一次顆粒燒結， 很難說循環特性優異。在上述專利文獻6中記載了振實密度為1. 8g/cm3以上、以2ton/Cm2加壓的壓縮密 度為3. 5 4. Og/cm3的鈷酸鋰顆粒粉末，但這是將2種成分混合而得到的物性，并且，很難 說比率特性、循環特性優異。在上述專利文獻2中記載了平均粒徑為10 15 μ m的鈷酸鋰顆粒粉末，但根據 SEM照片，由于一次粒徑小，所以很難說熱穩定性優異，并且，由于前體的振實密度低，所以 很難說電極密度高。在上述專利文獻7中記載了具有特定的粒度分布、并且容積密度為1. 20 2. 20g/ cm3、振實密度為2. 30 3. 00g/cm3的鈷酸鋰顆粒粉末，但由于平均粒徑小，壓縮密度降低， 所以在制成電極(正極)時，成為密度低的電極。因此，本專利技術的第一目的在于提供一種填充密度高、比表面積低的氧化氫氧化鈷 顆粒粉末。另外，本專利技術的第二目的在于提供一種填充密度高、比表面積低、結晶成長均勻的 鈷酸鋰顆粒粉末。上述第一目的可以通過如下的本專利技術1 7達成。S卩，本專利技術提供一種氧化氫氧化鈷顆粒粉末，其特征在于二次顆粒的平均粒徑 (D50)為3. 0 25. 0 μ m、BET比表面積值(BET)為0. 1 20. 0m2/g、振實密度(TD)為1. 0 3. 5g/cm3，并且，二次顆粒的平均粒徑(D50)和比表面積值(BET)滿足下述關系式1 (本發5明1)。(關系式1)D50 < 12、BET 彡-12. 536 XLN (D50)+32. 65D50 彡 12、BET 彡 1. 5。另外，如本專利技術1所述的氧化氫氧化鈷顆粒粉末，二次顆粒的平均粒徑(D50)和振 實密度(TD)滿足下述關系式2 (本專利技術2)。(關系式2)D50 < 17、TD 彡 1. 627XLN(D50)_1. 65D50 彡 17、TD 彡 3. 0。另外，如本專利技術1所述的氧化氫氧化鈷顆粒粉末，在氧化氫氧化鈷顆粒粉末的X射 線衍射圖形中，(110)面與(003)面的微晶尺寸比(D110/D003)為0. 50 2. 00，并且，二次 顆粒的平均粒徑(D50)和微晶尺寸比(D110/D003)滿足關系式3(本專利技術3)。(關系式3)D50 < 12、D110/D003 彡-1. 083XLN(D50)+3. 65D50 彡 12、D110/D003 彡 1. 00。另外，如本專利技術1 3中任一項所述的氧化氫氧化鈷顆粒粉末，(003)面的微晶尺 寸為300 700入、(110)面的微晶尺寸為300 800 A (本專利技術4)。另外，如本專利技術1 4中任一項所述的氧化氫氧化鈷顆粒粉末，平均二次粒徑為 15. 0 25. 0 μ m、比表面積值(BET)為0. 1 5. 0m2/g、振實密度(TD)為2. 5 3. 5g/cm3 (本 專利技術5)。另外，本專利技術提供一種本專利技術1 5中任一項所述的氧化氫氧化鈷顆粒粉末的制 造方法，其特征在于在水溶液中同時滴加含有鈷鹽的溶液和堿溶液進行中和，迅速進行氧 化反應，得到氧化氫氧化鈷顆粒(本專利技術6)。另外，如本專利技術6所述的氧化氫氧化鈷顆粒粉末的制造方法，在反應器上連接濃 縮器，在反應器的水溶液中同時滴加含有鈷鹽的溶液和堿溶液進行中和，迅速進行氧化反 應，得到含有氧化氫氧化鈷顆粒的反應漿料，使在反應器中生成的反應漿料在反應器和濃 縮器之間循環，并且，僅使用氫氧化鈉作為堿水溶液(本專利技術7)。上述的第二目的可以通過如下的本專利技術8 12達成。S卩，本專利技術提供一種鈷酸鋰顆粒粉末，二次顆粒的平均粒徑(本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種氧化氫氧化鈷顆粒粉末，其特征在于： 二次顆粒的平均粒徑（Ｄ５０）為３．０～２５．０μｍ、ＢＥＴ比表面積值（ＢＥＴ）為０．１～２０．０ｍ↑［２］／ｇ、振實密度（ＴＤ）為１．０～３．５ｇ／ｃｍ↑［３］，并且，二次顆粒的平均粒徑（Ｄ５０）和比表面積值（ＢＥＴ）滿足下述關系式１， （關系式１） Ｄ５０＜１２、ＢＥＴ≤－１２．５３６×ＬＮ（Ｄ５０）＋３２．６５ Ｄ５０≥１２、ＢＥＴ≤１．５。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：小尾野雅史，藤田勝弘，岡崎精二，本田知廣，西尾尊久，藤本良太，平本敏章，佐藤幸太，伊藤亞季乃，沖中健二，藤野昌市，西本一志，上神雅之，森田大輔，梶山亮尚，
申請(專利權)人：戶田工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]
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