JP2006261132A - リチウム二次電池用正極活物質およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
リチウム二次電池の放電容量及び充電容量を低下することなく、充電時における熱安定性、及びサイクル特性を向上できる正極活活物質のコバルト酸リチウム複合酸化物を提供する。
【解決手段】
リチウム二次電池用正極活物質の製造方法であって、コバルト酸リチウム複合酸化物を製造する工程と、前記コバルト酸リチウム複合酸化物とAl2O3とを混合する工程とを有するリチウム二次電池用正極活物質の製造方法とする。さらに、コバルト酸リチウム複合酸化物を有するリチウム二次電池用正極活物質であって、前記コバルト酸リチウム複合酸化物は、その粒子表面がAl2O3によって被覆されており、前記コバルト酸リチウム複合酸化物は、組成式がLixCoO2で表され、Xの値が、1.05≦x≦1.10を満たす。
【選択図】 図2
Description
焼成温度が500℃以下の場合、未反応の原料が正極活物質に残留し正極活物質の本来の特徴を生かせない。逆に、1000℃以上になると、正極活物質の粒径が大きくなり過ぎて電池特性を低下する。
[実施例1]
コバルト原料として四三酸化コバルト(Co3O4)と、リチウム原料として炭酸リチウム(Li2CO3)をx=1.02になるように計量し、乾式混合した。得られた混合粉体を大気雰囲気中900℃で10時間焼成して、Li1.02CoO2で表されるリチウム−遷移金属複合酸化物を得た。次いで、これをらいかい乳鉢を用いて粉砕して、平均粒子径約5μmの正極活物質粉末を得た。
[実施例2、3]
Al2O3の混合量をそれぞれ5g、1000gとする以外、実施例1と同様にしてAl2O3を0.05重量部、10重量部被覆した正極活物質を得た。
[比較例1、2]
Al2O3の混合量をそれぞれ0g、2000gとする以外、実施例1と同様にしてAl2O3を0重量部、20重量部被覆した正極活物質を得た。図7に比較例1で得られた正極活物質の顕微鏡写真のSEM写真を示す。尚、これは図6に示す本発明品との対比のために示した。
[比較例3]
Al2O3を平均粒子径が0.3μmの住友化学工業社製のAl2O3に変更する以外実施例1と同様にした。
[比較例4]
Al2O3を平均粒子径が0.50μmの住友化学工業社製のAl2O3に変更する以外実施例1と同様にした。
[比較例5]
Al2O3を平均粒子径が1.25μmの住友化学工業社製社製のAl2O3に変更する以外実施例1と同様にした。
[比較例6]
Al2O3を平均粒子径が2.60μmの住友化学工業社製のAl2O3に変更する以外実施例1と同様にした。
[比較例7]
Al2O3を平均粒子径が4.90μmの住友化学工業社製のAl2O3に変更する以外実施例1と同様にした。
[実施例4]
実施例1のAl2O3被覆された正極活物質を大気雰囲気中300℃で10時間加熱処理を行った。この加熱によりAl2O3の被覆はより強固になる。この処理によりAl2O3がLiCoO2と反応したかどうか確認する目的で、X線回折、XPS(X線光電子分光法)による解析を適用した結果、Al、あるいはAl2O3のLiCoO2中への固溶は確認できなかった。
[比較例8]
実施例1のAl2O3被覆された正極活物質を大気雰囲気中800℃で10時間加熱処理を行った。実施例9と同様にしてX線回折、XPSによる解析をした結果、粒子表面のAl2O3のピークは消失し、しかも焼成物表面の格子定数は小さくなり、Al、あるいはAl2O3のLiCoO2中への固溶は確認された。
Claims (7)
- リチウム二次電池用正極活物質の製造方法であって、
コバルト酸リチウム複合酸化物を製造する工程と、
前記コバルト酸リチウム複合酸化物とAl2O3とを混合する工程と、
を有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。 - 前記コバルト酸リチウム複合酸化物と前記Al2O3との混合物を300℃以下で加熱処理することを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
- 前記Al2O3の混合量は、前記コバルト酸リチウム複合酸化物100重量部に対し、0.05〜10重量部であることを特徴とする請求項1乃至2に記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
- 前記Al2O3の平均粒子径は、0.01μm〜0.25μmであることを特徴とする請求項1乃至3に記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
- 前記コバルト酸リチウム複合酸化物を製造する工程において、製造された前記コバルト酸リチウム複合酸化物は、組成式がLixCoO2で表され、Xの値が、1.05≦x≦1.10を満たすことを特徴とする請求項1乃至4に記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
- コバルト酸リチウム複合酸化物を有するリチウム二次電池用正極活物質であって、
前記コバルト酸リチウム複合酸化物は、その粒子表面がAl2O3によって被覆されており、
前記コバルト酸リチウム複合酸化物は、組成式がLixCoO2で表され、Xの値が、1.05≦x≦1.10を満たすことを特徴とするリチウム二次電池用正極活物質。 - 前記Al2O3の被覆量は、前記コバルト酸リチウム複合酸化物100重量部に対し、0.05〜10重量部であることを特徴とする請求項6に記載のリチウム二次電池用正極活物質。
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