JP6511761B2 - 非水系電解質二次電池用正極活物質用の被覆複合酸化物粒子の製造方法及び当該製造方法によって製造される被覆複合酸化物粒子を用いた非水系電解質二次電池 - Google Patents
非水系電解質二次電池用正極活物質用の被覆複合酸化物粒子の製造方法及び当該製造方法によって製造される被覆複合酸化物粒子を用いた非水系電解質二次電池 Download PDFInfo
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bLi2MnO3・(1−b)Li1+uNixCoyMnzMtO2・・・(1)
(式中、0.2≦b≦0.8、−0.05≦u≦0.20、x+y+z+t=1、0.1≦x≦0.4、0.2≦y≦0.8、0.1≦z≦0.4、0≦t≦0.1、Mは添加元素であり、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される少なくとも1種以上の元素である。)
LixNi1−y−zCoyMezO2・・・(2)
(式中、0.85≦x≦1.25、0<y≦0.5、0≦z≦0.5、0<y+z≦0.75であり、元素MeはAl、Mg、Nb、Mn、Ti及びCaよりなる群から選択される少なくとも1種以上の元素である。)
本発明の複合酸化物粉末は、リチウムイオン二次電池の正極の活物質用として用いることができれば特に限定されない。例えば、リチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2)、リチウムニッケル複合酸化物(LiNiO2)、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)、マンガンを用いたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn2O4)、リチウムニッケルマンガン複合酸化物(LiNi0.5Mn0.5O2)、リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物(Li2MnO3-LiNixMnyCozO2)等を挙げることができる。
本実施形態のリチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、一般式(1)で表される複合酸化物である。
(0.2≦b≦0.8、−0.05≦u≦0.20、x+y+z+t=1、0.1≦x≦0.4、0.2≦y≦0.8、0.1≦z≦0.4、0≦t≦0.1、Mは添加元素であり、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)
本実施形態のリチウムニッケル複合酸化物粉末は、一般式(2)で表される複合酸化物である。
(式中、0.85≦x≦1.25、0<y≦0.5、0≦z≦0.5、0<y+z≦0.75であり、元素MeはAl、Mg、Nb、Mn、Ti及びCaよりなる群から選択される少なくとも1種である。)
本実施形態の被覆複合酸化物粒子の製造方法は、a)複合水酸化物粒子を加熱して熱処理粒子を得る熱処理工程と、b)熱処理粒子とリチウム又は/及びリチウム化合物とを混合し、焼成することで複合酸化物粒子を得る焼成工程と、c)複合酸化物粒子とCMC(カルボキシメチルセルロース)溶液とを混合して、前記複合酸化物粒子のカルボキシメチルセルロース付着量を0.005重量%以上1.0重量%以下とし、非還元性気体又は真空雰囲気下にて100℃以上300℃以下に放置することで被覆複合酸化物粒子を得る被覆工程とを含むものである。以下、各工程を説明する。
熱処理工程は、複合水酸化物粒子を加熱して熱処理する工程であり、複合水酸化物粒子に含有されている水分を除去する工程である。この熱処理工程を行うことによって、複合水酸化物粒子中に焼成工程まで残留している水分を一定量まで減少させることができる。これにより、得られる被覆複合酸化物粒子の金属の原子数やリチウムの原子数の割合がばらつくことを防ぐことができる。
焼成工程は、熱処理粒子とリチウム又は/及びリチウム化合物とを混合し、焼成することで複合酸化物粒子を得る工程である。
熱処理粒子とリチウム又は/及びリチウム化合物とは、リチウム以外の金属の原子数、すなわち、ニッケル、コバルト、マンガン及び添加元素の原子数の和(Me)と、リチウムの原子数(Li)との比(Li/Me)が、1.2以上1.8以下、好ましくは1.4以上1.6以下となるように、混合されることが好ましい。すなわち、後述する焼成工程前後でLi/Meは変化しないので、この混合工程で混合するLi/Meが非水系電解質二次電池用正極活物質におけるLi/Meとなるため、リチウム混合物におけるLi/Meが、得ようとする非水系電解質二次電池用正極活物質におけるLi/Meと同じになるように混合される。
本工程は、上記混合物を焼成して、複合酸化物粒子を得る工程である。リチウム混合物が焼成されることによって、リチウム混合物に含まれるリチウムが熱処理粒子中に拡散し、複合酸化物粒子が生成される。
焼成温度は、目的物である複合酸化物粒子によって決定されることが好ましい。例えば、目的物である複合酸化物粒子が一般式(1)で表されたリチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子である場合には、850℃以上1050℃以下で行うことが好ましく、900℃以上1000℃以下で行われることがより好ましい。焼成温度が850℃未満であると、熱処理粒子中へのリチウムの拡散が十分に行われず、余剰のリチウムや未反応の粒子が残ったり、結晶構造が十分整わなくなったりして、電池に用いられた場合に十分な電池特性が得にくい傾向がある。焼成温度が1050℃を超えると、複合酸化物粒子間で激しく焼結が生じるとともに、異常粒成長を生じる可能性があり、このため、焼成後の粒子が粗大となって粒子形態(後述する球状二次粒子の形態)を保持できなくなる傾向がある。このような被覆複合酸化物粒子は、比表面積が低下するため、電池に用いた場合、正極の抵抗が上昇して電池容量が低下するという問題が生じる。
焼成時間は、目的物である複合酸化物粒子によって決定されることが好ましい。例えば、複合酸化物粒子が一般式(1)で表されたリチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子である場合には、保持時間は、少なくとも2時間以上とすることが好ましく、より好ましくは、4時間以上24時間以下である。2時間未満とした場合、複合酸化物の生成が十分に行われないことがある。また、目的物である複合酸化物粒子が一般式(2)で表されたリチウムニッケル複合酸化物粒子である場合には、保持時間は、少なくとも1時間以上とすることが好ましく、より好ましくは、10時間以上24時間以下である。1時間未満とした場合、複合酸化物の生成が十分に行われないことがある。
特に、リチウム化合物として、水酸化リチウムや炭酸リチウムを使用した場合には、焼成する前に、さらに仮焼成工程が含まれることが好ましい。仮焼成工程における焼成温度は、水酸化リチウムや炭酸リチウムと熱処理粒子の反応温度で行うことが好ましい。すなわち、仮焼成工程における焼成温度は、350℃以上800℃以下が好ましく、より好ましくは450℃以上780℃以下である。また、仮焼成工程における焼成時間は、1時間以上10時間以下程度、好ましくは3時間以上6時間以下である。水酸化リチウムや炭酸リチウムの上記反応温度付近で保持することにより、熱処理粒子へのリチウムの拡散が十分に行われやすくなるため、より均一な複合酸化物粒子を得ることができる。
焼成時の雰囲気は、酸化性雰囲気とすることが好ましく、酸素濃度が18容量%以上100容量%以下とすることがより好ましく、該酸素濃度の酸素と不活性ガスの混合雰囲気とすることが特に好ましい。すなわち、焼成は、大気ないしは酸素気流中で行うことが好ましい。酸素濃度が18容量%未満であると、リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物の結晶性が十分でない状態になる可能性がある。特に電池特性を考慮すると、酸素気流中で行うことが好ましい。
焼成によって得られた複合酸化物粒子は、凝集もしくは軽度の焼結が生じている場合がある。この場合には、解砕してもよく、これにより、複合酸化物粒子を得ることができる。なお、解砕とは、焼成時に二次粒子間の焼結ネッキング等により生じた複数の二次粒子からなる凝集体に、機械的エネルギーを投入して、二次粒子自体をほとんど破壊することなく二次粒子を分離させて、凝集体をほぐす操作のことである。
被覆工程は、複合酸化物粒子とCMC(カルボキシメチルセルロース)溶液とを混合して、前記複合酸化物粒子のカルボキシメチルセルロース付着量を0.005重量%以上1.0重量%以下とし、非還元性気体又は真空雰囲気下にて100℃以上300℃以下に放置することで被覆複合酸化物粒子を得る工程である。本発明は、上記焼成工程後に被覆工程を加えることで早期に大気安定性に優れる非水系電解質二次電池用正極活物質用の複合酸化物粒子とすることができる。このため、これ以降の工程を大気雰囲気下で行うことができるようになり、製造環境を維持するために高額な設備導入コスト及びランニングコストがかからなくなる。そのため本発明は、生産性の極めて高い製造方法である。
本実施形態はCMC(カルボキシメチルセルロース)溶液と混合し、非還元性気体又は真空雰囲気下にて100℃以上300℃以下に放置することでCMC(カルボキシメチルセルロース)混合溶液中の溶媒を除去する。非還元性気体とは、空気や酸素、アルゴン、窒素といった還元性を持たない気体をいう。非還元性気体又は真空雰囲気下にて100℃以上300℃以下加熱し、乾燥することで、被覆複合酸化物粒子に含まれている溶媒を除去することができる。非還元性気体又は真空雰囲気下で行うことで複合酸化物粒子が還元反応を起こすことがない。加熱温度は、100℃以上300℃以下にし、100℃以上280℃が好ましい。100℃未満であれば溶媒を除去することが困難となる傾向があり、300℃を超えるとCMC(カルボキシメチルセルロース)が分解することがあるため好ましくない。また、加熱時間は1時間以上が好ましい。
上記被覆複合水酸化物粒子を用いて製造された非水系電解質二次電池用正極活物質は、例えば、2032型コイン電池の正極に用いた場合、250mAh/g以上の高い初期放電容量を得られるものとなり、非水系電解質二次電池用正極活物質として優れた特性を示すものである。
まず、本実施形態の非水系電解質二次電池の特徴である正極について説明する。正極は、シート状の部材であり、本実施形態の非水系電解質二次電池用正極活物質を含有する正極合材ペーストを、例えば、アルミニウム箔製の集電体の表面に塗布乾燥して形成されている。
負極は、銅等の金属箔集電体の表面に、負極合材ペーストを塗布し、乾燥して形成されたシート状の部材である。この負極は、負極合材ペーストを構成する成分やその配合、集電体の素材等は異なるものの、実質的に前記正極と同様の方法によって形成され、正極と同様に、必要に応じて各種処理が行われる。
セパレータは、正極と負極との間に挟み込んで配置されるものであり、正極と負極とを分離し、電解質を保持する機能を有している。かかるセパレータは、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等の薄い膜で、微細な孔を多数有する膜を用いることができるが、上記機能を有するものであれば、特に限定されない。
非水系電解液は、支持塩としてのリチウム塩を有機溶媒に溶解したものである。
本実施形態の非水系電解質二次電池は、上記構成であり、本実施形態の被覆複合酸化物粒子を用いた正極を有しているので、高い初期放電容量、低い正極抵抗が得られ、高容量で高出力となる。特に、リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、他のリチウムニッケル系酸化物の非水系電解質二次電池用正極活物質と比較しても、熱安定性が高く、安全性においても優れているといえる。
本実施形態の非水系電解質二次電池は、上記性質を有するので、常に高容量を要求されるノート型パーソナルコンピュータや携帯電話端末等の小型携帯電子機器の電源に好適である。
CMC(カルボキシメチルセルロース)を被覆した被覆複合酸化物粉末を9.5gとポリフッ化ビニリデン(PVDF)0.5gとN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)5.5gと水0.3gを(株)シンキー社製あわとり練太郎ARV−310を使用して混合する。混合後1週間、30℃、RH70%の大気雰囲気下に晒しておき、その後ゲル化しているかを確認するため、目開き250ミクロンの篩を通し、篩上に残留する固形分の有無で良否の判断をする。
上記の方法で作製したリチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子粉末を正極活物質として用いたリチウムイオン二次電池を用い、室温(25℃)において充放電試験を行った。
充電電位4.1Vで充電した2032型コイン電池を用いて、交流インピーダンス法により抵抗値を測定した。測定には、周波数応答アナライザ及びポテンショガルバノスタット(ソーラトロン製)を使用した。得られたナイキストプロットは、左の円弧から順に負極抵抗、正極抵抗を示す特性曲線である。正極抵抗は、第2円弧を半円になるよう外挿した値とした。
被覆複合酸化物粒子として被覆リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物を製造し、その評価を行った。
[0.5Li2MnO3・0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2]
ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物を電気炉において650℃10時間空気気流中にて熱処理を行うことでニッケルコバルトマンガン複合酸化物とした。その後、ニッケルコバルトマンガン複合酸化物と炭酸リチウムをシェーカーミキサにより61.4:38.6の割合にて混合し、550℃4時間で仮焼成した後、950℃10時間で焼成し、リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物を得た。
ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物を電気炉において650℃10時間空気気流中にて熱処理を行うことでニッケルコバルトマンガン複合酸化物とした。その後、ニッケルコバルトマンガン複合酸化物と炭酸リチウムとタングステン酸化物粉末をシェーカーミキサにより38.4:60.8:0.8の割合にて混合し、550℃4時間で仮焼成した後、950℃10時間で焼成し、リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物を得た。
リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物粉末が、一般式0.5Li2MnO3・0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2を40gとCMC1重量%溶液2gをあわとり練太郎で混合する。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は0.045重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化粉末を大気雰囲気にて電気炉150℃で乾燥し、被覆を完了させた。このとき用いたリチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物は残留する不純物Na品位が0.57重量%、pH=11.3であった。
リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物粉末を、一般式0.5Li2MnO3・0.5Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]0.99W0.01O2に変更した以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量270mAh/gと被覆の影響はなく十分な容量が得られた。また、ゲル化試験においては、ゲル化することなく、250ミクロンの篩を通しても残渣が残らない結果となった。
CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量を0.86重量%になるよう混合した以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量258mAh/gと被覆の影響はなく十分な容量が得られた。また、ゲル化試験においては、ゲル化することなく、250ミクロンの篩を通しても残渣が残らない結果となった。
CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量を0.01重量%になるよう混合した以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量263mAh/gと被覆の影響はなく十分な容量が得られた。また、ゲル化試験においては、ゲル化することなく、250ミクロンの篩を通しても残渣が残らない結果となった。
乾燥温度を150℃から250℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量260mAh/gと被覆の影響はなく十分な容量が得られた。また、ゲル化試験においては、ゲル化することなく、250ミクロンの篩を通しても残渣が残らない結果となった。
乾燥雰囲気を大気から真空に変更した以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量261mAh/gと被覆の影響はなく十分な容量が得られた。また、ゲル化試験においては、ゲル化することなく、250ミクロンの篩を通しても残渣が残らない結果となった。
リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物は残留する不純物Na品位が0.24重量%、pH=11.0に変更した以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量262mAh/gと被覆の影響はなく十分な容量が得られた。また、ゲル化試験においては、ゲル化することなく、250ミクロンの篩を通しても残渣が残らない結果となった。
リチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物は残留する不純物Na品位が0.88重量%、pH=11.5に変更した以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量258mAh/gと被覆の影響はなく十分な容量が得られた。また、ゲル化試験においては、ゲル化することなく、250ミクロンの篩を通しても残渣が残らない結果となった。
CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量を0重量%にした以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量263mAh/gと十分な容量が得られた。しかし、ゲル化試験においては、250ミクロンの篩を通すことで残渣固形分が篩上に残る結果となった。
CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量を0.0025重量%になるよう混合した以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量260mAh/gと被覆の影響はなく十分な容量が得られた。しかし、ゲル化試験においては、250ミクロンの篩を通すことで残渣固形分が篩上に残る結果となった。
CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量を1.5重量%になるよう混合した以外は、実施例1と同様にして、非水系電解質二次電池用正極活物質を得るとともに評価を行った結果、放電容量233mAh/gと被覆の影響からかなり低い容量値となった。ただし、ゲル化試験においては、ゲル化することなく、250ミクロンの篩を通しても残渣が残らない結果となった。
実施例1〜8のリチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物については、いずれもCMC(カルボキシメチルセルロース)被覆を施しており、そのため、自身が有する高アルカリの溶出抑制が成されており、これによりゲル化の防止及び、被覆量の制御によって、これらの非水系電解質二次電池用正極活物質を用いたコイン型電池は、初期放電容量が高い電池となっている。
被覆複合酸化物粒子として被覆リチウムニッケル複合酸化物を製造し、その評価を行った。
実施例9〜17、比較例4〜11については上記製造方法により製造されたリチウムニッケル複合酸化物について下記評価を行った。なお、実施例9〜17、比較例4〜10のインピーダンス抵抗試験においては、比較例11のインピーダンス抵抗同等以下のものをインピーダンス抵抗が低いとし、比較例11のインピーダンス抵抗を超えるものをインピーダンス抵抗が高いとした。
ニッケルコバルト水酸化物93gに水酸化アルミ0.8gを被覆し、電気炉において650℃10時間空気気流中にて熱処理を行うことで複合酸化物とした。その後、当該複合酸化物と水酸化リチウムをシェーカーミキサにより36.3:63.7の割合にて混合し、550℃4時間で仮焼成した後、750℃10時間で焼成し、リチウムニッケルコバルトアルミ複合酸化物を得た。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液2gをあわとり練太郎で混合する。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は0.05重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉100℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られた被覆リチウムニッケル複合酸化物粉末について、充放電試験とインピーダンス抵抗試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液2gをあわとり練太郎で混合する。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は0.05重量%であった。CMCが混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉200℃で乾燥し、被覆を完成させた。被覆リチウムニッケル複合酸化物粉末について、充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液2gをあわとり練太郎で混合する。CMCの付着量は0.05重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉300℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液20gをあわとり練太郎で混合する。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は0.5重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉100℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液20gをあわとり練太郎で混合する。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は0.5重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉200℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液20gをあわとり練太郎で混合する。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は0.5重量%であった。CMCが混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉300℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液40gをあわとり練太郎で混合した。CMCの付着量は1.0重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉100℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液40gをあわとり練太郎で混合した。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は1.0重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉200℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液40gをあわとり練太郎で混合した。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は1.0重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉300℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液0.1gをあわとり練太郎で混合した。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は0.0025重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉100℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液0.1gをあわとり練太郎で混合した。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は0.0025重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉200℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液0.1gをあわとり練太郎で混合した。CMCの付着量は0.0025重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉300℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液60gをあわとり練太郎で混合した。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は1.5重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉100℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液60gをあわとり練太郎で混合した。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は1.5重量%であった。CMC(カルボキシメチルセルロース)が混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉200℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液60gをあわとり練太郎で混合した。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は1.5重量%であった。CMCが混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を酸素雰囲気で満たされた電気炉300℃で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gとCMC1%溶液20gをあわとり練太郎で混合した。CMC(カルボキシメチルセルロース)の付着量は0.5重量%であった。CMCが混合されたリチウムニッケル複合酸化粉末を常温で乾燥し、被覆を完成させた。得られたリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
リチウムニッケル複合酸化物粉末が、一般式Li1.03Ni0.85Co0.14Al0.01を40gCMC被覆しないリチウムニッケル複合酸化物粉末について、二次電池充放電試験とゲル化試験を確認した。
Claims (6)
- 複合水酸化物粒子を加熱して熱処理粒子を得る熱処理工程と、
前記熱処理粒子とリチウム又は/及びリチウム化合物とを混合し、焼成することで複合酸化物粒子を得る焼成工程と、
前記複合酸化物粒子とカルボキシメチルセルロース溶液とを混合して、前記複合酸化物粒子のカルボキシメチルセルロース付着量を0.005重量%以上1.0重量%以下とし、非還元性気体雰囲気下又は真空雰囲気下にて100℃以上200℃以下に放置することで被覆複合酸化物粒子を得る被覆工程と、を含む非水系電解質二次電池用正極活物質の被覆複合酸化物粒子の製造方法。 - 前記複合水酸化物粒子がニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子であって、
前記複合酸化物粒子が下記一般式(1)で表されたリチウム過剰ニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子である請求項1に記載の被覆複合酸化物粒子の製造方法。
bLi2MnO3・(1−b)Li1+uNixCoyMnzMtO2・・・(1)
(式中、0.2≦b≦0.8、−0.05≦u≦0.20、x+y+z+t=1、0.1≦x≦0.4、0.2≦y≦0.8、0.1≦z≦0.4、0≦t≦0.1、Mは添加元素であり、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される少なくとも1種以上の元素である。) - 前記複合水酸化物粒子がニッケル複合水酸化物粒子であって、
前記複合酸化物粒子が下記一般式(2)で表されたリチウムニッケル複合酸化物粒子である請求項1に記載の被覆複合酸化物粒子の製造方法。
LixNi1−y−zCoyMezO2・・・(2)
(式中、0.85≦x≦1.25、0<y≦0.5、0≦z≦0.5、0<y+z≦0.75であり、元素MeはAl、Mg、Nb、Mn、Ti及びCaよりなる群から選択される少なくとも1種以上の元素である。) - 前記複合水酸化物粒子に含まれるNa濃度が0.2重量%以上1.0重量%以下であって、
水100mlに対し前記複合水酸化物粒子5gの比率で混合したスラリーのpHが25℃において11.0以上である請求項1から3のいずれかに記載の被覆複合酸化物粒子の製造方法。 - 前記熱処理工程を500℃以上750℃以下で行う請求項1から4のいずれかに記載の被覆複合酸化物粒子の製造方法。
- 請求項1から5のいずれかに記載の方法によって被覆複合酸化物粒子を製造し、該被覆複合酸化物粒子を用いて非水系電解質二次電池を製造する方法。
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