JP2001035492A5 - - Google Patents
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Description
【００１１】
かくして、本発明は、一般式、ＬｉＮｉxＣｏyＭzＯ2（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｍｇ及びＣｒから選ばれる少なくとも１種の元素、０．９５≦ｘ+ｙ+ｚ≦１．０５、０．５≦ｘ≦０．９、０．０５≦ｙ≦０．３、０≦ｚ≦０．２）で表され、且つ、ＣｕＫα線を使用した粉末Ｘ線回折の、２θ＝６５±１°における（１１０）面に基づく回折ピークの半値幅が、０．１３〜０．２０°であるリチウム含有複合酸化物からなるリチウム二次電池用正極活物質の製造方法であって、ニッケルとコバルトを含む塩若しくは共沈物、又はニッケルとコバルトと元素Ｍを含む塩若しくは共沈物と、リチウム化合物との混合物、又はリチウム化合物と元素Ｍを含む化合物との混合物を、４３０〜５３０℃で前段焼成し、次いで、７００〜８５０℃で後段焼成することを特徴とするリチウム二次電池用正極活物質の製造方法にある。
かくして、本発明は、一般式、ＬｉＮｉxＣｏyＭzＯ2（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｍｇ及びＣｒから選ばれる少なくとも１種の元素、０．９５≦ｘ+ｙ+ｚ≦１．０５、０．５≦ｘ≦０．９、０．０５≦ｙ≦０．３、０≦ｚ≦０．２）で表され、且つ、ＣｕＫα線を使用した粉末Ｘ線回折の、２θ＝６５±１°における（１１０）面に基づく回折ピークの半値幅が、０．１３〜０．２０°であるリチウム含有複合酸化物からなるリチウム二次電池用正極活物質の製造方法であって、ニッケルとコバルトを含む塩若しくは共沈物、又はニッケルとコバルトと元素Ｍを含む塩若しくは共沈物と、リチウム化合物との混合物、又はリチウム化合物と元素Ｍを含む化合物との混合物を、４３０〜５３０℃で前段焼成し、次いで、７００〜８５０℃で後段焼成することを特徴とするリチウム二次電池用正極活物質の製造方法にある。
【００１７】
本発明では、上記特定の一般式及び特定のＸ線回折ピークの半値幅を有するリチウム含有複合酸化物は、以下のようにして製造する。即ち、ニッケルとコバルトを含む塩若しくは共沈物、又はニッケルとコバルトと元素Ｍを含む塩若しくは共沈物と、リチウム化合物との混合物、又はリチウム化合物と元素Ｍを含む化合物との混合物を、４３０〜５３０℃で前段焼成し、次いで、７００〜８５０℃で後段焼成する。上記において、リチウム複合酸化物に元素Ｍが含まれない場合（ｚ＝０のとき）には、ニッケルとコバルトを含む塩若しくは共沈物とリチウム化合物との混合物が焼成される。
本発明では、上記特定の一般式及び特定のＸ線回折ピークの半値幅を有するリチウム含有複合酸化物は、以下のようにして製造する。即ち、ニッケルとコバルトを含む塩若しくは共沈物、又はニッケルとコバルトと元素Ｍを含む塩若しくは共沈物と、リチウム化合物との混合物、又はリチウム化合物と元素Ｍを含む化合物との混合物を、４３０〜５３０℃で前段焼成し、次いで、７００〜８５０℃で後段焼成する。上記において、リチウム複合酸化物に元素Ｍが含まれない場合（ｚ＝０のとき）には、ニッケルとコバルトを含む塩若しくは共沈物とリチウム化合物との混合物が焼成される。
【００２２】
また、本発明で、前段焼成は、上記焼成温度における保持時間が、０．３〜３時間であるのが好ましく、特には０．５〜２時間が適切である。また、前段焼成における降温速度(焼成温度から２００℃まで炉の温度が降下する速度)は、２００〜６００℃／時が好ましく、特には、３００〜５００℃／時が適切である。前段焼成時間が０．３時間未満であるとニッケル、コバルトを主体とする粉末とリチウム化合物との反応が不十分であり、得られたリチウム含有複合酸化物を正極活物質として用いたリチウム二次電池の初期容量が低下するので好ましくない。一方、焼成時間が３時間を超えると、電池の生産性が低下するので好ましくない。前段焼成では、その昇温速度がほとんど影響を及ぼさないのに対して、この降温速度が２００℃／時未満であるとリチウム含有複合酸化物の結晶径が大きくなり好ましくない。一方、降温速度が６００℃／時を超えると、大規模生産においては急速冷却設備を必要とするので設備費、ランニングコストが高くなるので好ましくない。更に、本発明で、後段焼成は、上記焼成温度での保持時間が１〜４時間であるのが好ましく、特には、１〜２．５時間が適切である。また、後段焼成における降温速度（焼成温度から２００℃まで炉の温度が降下する速度）は、１００〜５００℃／時が好ましく、特には、２００〜４００℃／時が適切である。上記焼成時間が１時間未満であるとニッケル、コバルトを主体とする粉末とリチウム化合物とのリチウムを含む層状構造への転化反応が不十分であるので好ましくない。一方、上記焼成時間が４時間を超えた場合、結晶が成長する結果、得られたリチウム含有複合酸化物の正極活物質としての性能が低下し、またリチウム含有複合酸化物の生産性が低下するので好ましくない。後段焼成でも、その昇温速度がほとんど影響を及ぼさないのに対して、この降温速度が１００℃／時未満であるとリチウム含有複合酸化物の結晶径が大きくなる。一方、降温速度が３００℃／時以上を超えると、大規模生産においては急速冷却設備を必要とするので設備費、ランニングコストが高くなるので好ましくない。
また、本発明で、前段焼成は、上記焼成温度における保持時間が、０．３〜３時間であるのが好ましく、特には０．５〜２時間が適切である。また、前段焼成における降温速度(焼成温度から２００℃まで炉の温度が降下する速度)は、２００〜６００℃／時が好ましく、特には、３００〜５００℃／時が適切である。前段焼成時間が０．３時間未満であるとニッケル、コバルトを主体とする粉末とリチウム化合物との反応が不十分であり、得られたリチウム含有複合酸化物を正極活物質として用いたリチウム二次電池の初期容量が低下するので好ましくない。一方、焼成時間が３時間を超えると、電池の生産性が低下するので好ましくない。前段焼成では、その昇温速度がほとんど影響を及ぼさないのに対して、この降温速度が２００℃／時未満であるとリチウム含有複合酸化物の結晶径が大きくなり好ましくない。一方、降温速度が６００℃／時を超えると、大規模生産においては急速冷却設備を必要とするので設備費、ランニングコストが高くなるので好ましくない。更に、本発明で、後段焼成は、上記焼成温度での保持時間が１〜４時間であるのが好ましく、特には、１〜２．５時間が適切である。また、後段焼成における降温速度（焼成温度から２００℃まで炉の温度が降下する速度）は、１００〜５００℃／時が好ましく、特には、２００〜４００℃／時が適切である。上記焼成時間が１時間未満であるとニッケル、コバルトを主体とする粉末とリチウム化合物とのリチウムを含む層状構造への転化反応が不十分であるので好ましくない。一方、上記焼成時間が４時間を超えた場合、結晶が成長する結果、得られたリチウム含有複合酸化物の正極活物質としての性能が低下し、またリチウム含有複合酸化物の生産性が低下するので好ましくない。後段焼成でも、その昇温速度がほとんど影響を及ぼさないのに対して、この降温速度が１００℃／時未満であるとリチウム含有複合酸化物の結晶径が大きくなる。一方、降温速度が３００℃／時以上を超えると、大規模生産においては急速冷却設備を必要とするので設備費、ランニングコストが高くなるので好ましくない。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、高い初期電池容量、高い放電平均電圧、優れた充放電サイクル耐久性および高い安全性をいずれも満足するリチウム二次電池の正極活物質として使用されるリチウム含有複合酸化物が、低コストで、効率的な製造方法にて提供される。
【発明の効果】
本発明によれば、高い初期電池容量、高い放電平均電圧、優れた充放電サイクル耐久性および高い安全性をいずれも満足するリチウム二次電池の正極活物質として使用されるリチウム含有複合酸化物が、低コストで、効率的な製造方法にて提供される。
Claims (4)
- 一般式、ＬｉＮｉxＣｏyＭzＯ2（但し、Ｍは、Ａｌ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｍｇ及びＣｒから選ばれる少なくとも１種の元素、０．９５≦ｘ+ｙ+ｚ≦１．０５、０．５≦ｘ≦０．９、０．０５≦ｙ≦０．３、０≦ｚ≦０．２）で表され、且つ、ＣｕＫα線を使用した粉末Ｘ線回折の、２θ＝６５±１°における（１１０）面に基づく回折ピークの半値幅が、０．１３〜０．２０°であるリチウム含有複合酸化物からなるリチウム二次電池用正極活物質の製造方法であって、ニッケルとコバルトを含む塩若しくは共沈物、又はニッケルとコバルトと元素Ｍを含む塩若しくは共沈物と、リチウム化合物との混合物、又はリチウム化合物と元素Ｍを含む化合物との混合物を、４３０〜５３０℃で前段焼成し、次いで、７００〜８５０℃で後段焼成することを特徴とするリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
- 前段焼成の降温速度が２００〜６００℃／時である請求項１記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
- 後段焼成の降温速度が１００〜５００℃／時である請求項１又は２記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
- 少なくとも後段焼成が、ローラーハースキルンにて行われる請求項１、２又は３記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
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