本發明專利技術的目的是提供鋰復合化合物顆粒粉末和使用該鋰復合化合物顆粒粉末的二次電池，該鋰復合化合物顆粒粉末，作為二次電池的正極活性物質，循環特性良好、且高溫保存特性優異。本發明專利技術的鋰復合化合物顆粒粉末的特征在于：在由Li1+xNi1-y-z-aCoyMnzMaO2表示的鋰復合化合物顆粒粉末中，用飛行時間型二次離子質量分析裝置分析該鋰復合化合物顆粒粉末的顆粒表面時的離子強度比A（LiO-/NiO2-）為0.5以下、并且離子強度比B（Li3CO3+/Ni+）為20以下。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術提供鋰復合化合物顆粒粉末和使用該鋰復合化合物顆粒粉末的二次電池，該鋰復合化合物顆粒粉末，作為二次電池的正極活性物質，循環特性和熱穩定性良好、且高溫保存特性優異。
技術介紹
近年來，AV設備和個人計算機等電子設備的便攜化、無電線化迅速發展，作為這些設備的驅動用電源，對小型、輕量、具有高能密度的二次電池的要求變高。另外，近年來，從對地球環境的考慮出發，進行了電動汽車、混合動力汽車的開發和實用化，作為大型用途，對保存特性優異的鋰離子二次電池的要求變高。在這樣的狀況下，具有充放電容量大、保存特性好的優點的鋰離子二次電池受到關注。以往，作為在具有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，一般已知有尖晶石型結構的LiMn2O4、交錯層狀結構的LiMnO2、層狀巖鹽型結構的LiCo02、1^附02等，其中，使用LiNiOdA鋰離子二次電池作為具有高充放電容量的電池受到關注。但是，該材料充電時的熱穩定性和充放電循環耐久性差，因此，希望進一步改善特性。作為特性劣化的主要原因之一，有存在于顆粒表面的雜質成為原因的情況。當合成時剩余的鋰存在于顆粒表面時，在制成電極時會誘發凝膠化。另外，當剩余的鋰形成碳酸鹽時，通過電池內部的反應會產生二氧化碳氣體，電池單元膨脹，電池特性惡化。另外，當存在硫酸鹽等時，在保存時會引起電阻上升。因此，強烈要求減少顆粒表面存在的雜質量，控制表面狀態，以抑制伴隨充放電的電池內的副反應，并且抑制作為顆粒、電極的劣化，改善循環特性和高溫保存特性。以往，為了改善二次電池的特性，分別已知有改善容量的技術(專利文獻I 7)、改善循環特性的技術(專利文獻8 10)、改善保存性的技術(專利文獻3、11)、改善熱穩定性的技術(專利文獻5 7、12)等。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :特開平3 - 64860號公報專利文獻2 :特開平9 - 259879號公報專利文獻3 :特開2003 — 17054號公報專利文獻4 :特開2004 — 171961號公報專利文獻5 :特開2007 — 273106號公報專利文獻6 :特開2008 - 117729號公報專利文獻7 :特開2008 - 198363號公報專利文獻8 :特開平4 — 328277號公報專利文獻9 :特開平8 - 138669號公報專利文獻10 :特開平9 — 17430號公報專利文獻11 :特開平9 - 231963號公報專利文獻12 :特開2007 — 273108號公報
技術實現思路
專利技術要解決的技術問題滿足上述各項特性的正極活性物質是現在最需要的，但是還沒有得到。S卩，嘗試了通過水洗來減少表面的雜質量，由此改善容量、循環、保存性和熱穩定性。確實，通過洗脫剩余的鋰成分，涂料性提高，電池內部的副反應被抑制，由此能夠期待這些效果。但是，當水洗的條件不適當時，表面的一部分會金屬化，有它們通過充放電而溶解并在負極析出使循環惡化的情況。另外，鋰會從正極活性物質內部被拔出，本來的結晶結構會被破壞，因此，很有可能使循環特性惡化。因此，本專利技術的技術問題是，通過控制作為正極活性物質的鋰復合化合物顆粒粉末的結晶結構和表面的雜質量，提供改善了循環特性和保存特性的鋰復合化合物顆粒粉末。用于解決技術問題的手段上述技術問題可以通過如下的本專利技術來完成。S卩，本專利技術是一種鋰復合化合物顆粒粉末，其特征在于在由組成式I表示的鋰復合化合物顆粒粉末中，用飛行時間型二次離子質量分析裝置分析該鋰復合化合物顆粒粉末的顆粒表面時的離子強度比A (LiOVNiO2O為O. 5以下、并且離子強度比B (Li3CO3VNi+)為20以下(本專利技術第一方面)，組成式I : Li1+xNi HpaCoyMnzMaO2，M = Ti,Bi, Sb, Al 和 Zr 中的至少 I 種以上，-O. 02 彡 x 彡 O. 05,0 < y ^ O. 40,0<z ^ O. 40,0 ^ a ^ O. 01。另外，如本專利技術第一方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末，平均二次粒徑為I. O 30 μ m (本專利技術第二方面)。另外，如本專利技術第一方面或第二方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末，使鋰復合化合物顆粒粉末分散在水中而得到的2重量％的懸濁液中的粉體pH為11. O以下(本專利技術第三方面)。另外，如本專利技術第一方面 第三方面中任一方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末，含碳量為200ppm以下(本專利技術第四方面)。另外，如本專利技術第一方面 第四方面中任一方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末，含硫量為IOOppm以下，離子強度比C (LiSO3VNiO2O為O. 4以下，并且含鈉量為IOOppm以下(本專利技術第五方面)。另外，如本專利技術第一方面 第五方面中任一方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末，碳酸鋰含量為O. 10重量％以下，并且氫氧化鋰含量為O. 15重量％ (本專利技術第六方面)。另外，如本專利技術第一方面 第六方面中任一方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末，比表面積為O. 05 O. 70m2/g (本專利技術第七方面)。另外，本專利技術是一種鋰復合化合物顆粒粉末的制造方法，其是本專利技術第一方面 第七方面中任一方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末的制造方法，該制造方法包括將鋰復合化合物顆粒粉末用水溶劑洗凈以除去雜質的工序(I);和對經過該工序(I)的鋰復合化合物顆粒粉末進行熱處理的工序(2)，在上述工序(I)中使用的鋰復合化合物顆粒粉末的鋰的總摩爾數相對于過渡金屬和元素M的總摩爾數之比為1.00以上I. 10以下(本專利技術第八方面)。另外，如本專利技術第八方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末的制造方法，在上述工序(I)中具有在使該粉末懸浮在水溶劑中時，加入含有元素M的離子性溶液，使元素M沉積在顆粒表面的工序(本專利技術第九方面)。另外，如本專利技術第八方面或第九方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末的制造方法，在上述工序(2)中，在溫度為500°C 850°C、且碳酸濃度為IOOppm以下的空氣中或氧氣中的氣氛下進行熱處理(本專利技術第十方面)。另外，本專利技術是使用本專利技術第一方面 第七方面中任一方面所述的鋰復合化合物顆粒粉末的非水電解質二次電池(本專利技術第i^一方面)。專利技術效果本專利技術的鋰復合化合物顆粒粉末，作為二次電池的正極活性物質，循環特性良好且高溫保存特性優異，因此，作為二次電池的正極活性物質是適合的。附圖說明圖I是表示鋰復合化合物顆粒的顆粒截面的觀察位置的電子顯微鏡照片。圖中的A是顆粒中心部分，圖中的B是表面部分。圖2是在比較例6中得到的鋰復合化合物顆粒粉末的顆粒中心部分的電子射線衍射的照片。圖3是在實施例5中得到的鋰復合化合物顆粒粉末的顆粒表面部分的電子射線衍射的照片。圖4是在比較例6中得到的鋰復合化合物顆粒粉末的顆粒表面部分的電子射線衍射的照片。具體實施例方式對本專利技術的構成更詳細地進行說明如下。首先，對本專利技術的鋰復合化合物顆粒粉末進行說明。本專利技術的鋰復合化合物顆粒粉末包括下述組成式I表示的鋰復合化合物，組成式I :LiltxNi1^aCoyMnzMaO2,M = Ti,Bi, Sb, Al 和 Zr 中的至少 I 種以上，-O. 02 彡 x 彡 O. 05,0 < y ^ O. 40,0<z ^ O. 40,0 ^ a ^ O. 01。優選-O.015 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【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：渡邊浩康，石﨑和俊，今橋大樹，中村聰志，佐佐木修，
申請(專利權)人：戶田工業株式會社，
類型：
國別省市：
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