锂镍复合氧化物的制造方法技术

锂镍复合氧化物的制造方法包括如下工序：在容器内焙烧包含含锂化合物和含镍化合物的混合物的成型体，得到焙烧体。在容器内成型体的间隙所占的空间率为0.375以上。的间隙所占的空间率为0.375以上。的间隙所占的空间率为0.375以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂镍复合氧化物的制造方法


[0001]本公开涉及锂镍复合氧化物的制造方法。

技术介绍

[0002]以锂离子二次电池为代表的二次电池具备正极、负极、及电解质，正极包含含锂复合氧化物作为正极活性物质。作为含锂复合氧化物，例如使用有利于高容量化的镍酸锂，出于进一步改善电池性能的目的而进行了用异种金属置换一部分镍。
[0003]专利文献1中，作为制造锂镍复合氧化物的方法，公开了具备如下操作的方法，所述操作：将包含含有镍的化合物及含有锂的化合物的粉末的混合物成型而得到的多个成型体从立式炉的上部连续或间歇地供给至炉内；在立式炉内焙烧成型体；以及，将已焙烧的多个成型体从立式炉内的下部连续或间歇地向外部排出。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2019
‑
99406号公报

技术实现思路

[0007]专利文献1记载的制造方法中，将大量的成型体供给至炉内时，气体难以在炉内对流，热不易传递至成型体，因此有时焙烧体的结晶性降低。
[0008]本公开的一个方面涉及一种锂镍复合氧化物的制造方法，其包括如下工序：在容器内焙烧包含含锂化合物和含镍化合物的混合物的成型体，得到焙烧体，在前述容器内前述成型体的间隙所占的空间率为0.375以上。
[0009]本公开的另一方面涉及一种锂镍复合氧化物的制造方法，其包括如下工序：在容器内焙烧包含含锂化合物和含镍化合物的混合物的成型体，得到焙烧体，前述成型体的最大长度L为11mm以上，前述成型体的最小长度h为10mm以上，前述成型体的最小长度h相对于前述成型体的最大长度L的比：h/L为0.4以上。
[0010]根据本公开，能够有效地得到具有高结晶性的锂镍复合氧化物。
附图说明
[0011]图1是示意性示出焙烧前的容器内的成型体的图。
[0012]图2是示出求出长径比的方法的图。
[0013]图3是方形二次电池的一部分切去的立体示意图。
[0014]图4是示出空间率与锂镍复合氧化物的结晶性(微晶尺寸)的关系的图。
[0015]图5是示出空间率与长径比的关系的图。
具体实施方式
[0016]本公开的实施方式的锂镍复合氧化物的制造方法包括如下工序：在容器内焙烧包
含含锂化合物和含镍化合物的混合物的成型体，得到焙烧体(即，锂镍复合氧化物)。其中，在容器内成型体的间隙所占的空间率(以下简称为“空间率”。)设定为0.375以上(条件1)。或者使用：最大长度L为11mm以上，最小长度h为10mm以上，最小长度h相对于最大长度L的长径比：h/L为0.4以上的成型体(条件2)。
[0017]满足条件1和条件2中的至少一者时，可促进气体在成型体彼此的间隙中的对流，因此可促进向成型体的热传导，容易进行成型体的焙烧。另外，通过促进气体在成型体彼此的间隙中的对流，从而伴随焙烧的进行而生成的不需要气体(主要水分)容易被释放到外部，可抑制水分对成型体产生的影响。这些结果，改善焙烧体的结晶性。
[0018]需要说明的是，通过使用成型体，从而成型体中的颗粒彼此的接触点增加，成型体的热传导性改善，有利于焙烧的进行。然而，在焙烧时由成型体产生的水分不易被释放到外部时，水分滞留在成型体中，成型体的一部分崩解而出现稀疏部分，颗粒彼此的接触变得不充分而使成型体的热传导性降低。另外，由于出现稀疏部分和致密部分，因此焙烧的程度容易出现偏差。为了避免这样的不良情况，在改善锂镍复合氧化物的结晶性的同时促进气体在成型体彼此的间隙中的对流尤为重要。
[0019]根据本实施方式的制造方法，可以将锂镍复合氧化物的微晶尺寸增大至例如140nm以上，也可以增大至160nm以上或170nm以上。为了求出锂镍复合氧化物的微晶尺寸，首先，对锂镍复合氧化物进行X射线衍射(XRD)测定，得到X射线衍射图案。对于得到的X射线衍射图案，利用存在于2θ＝10
°
～120
°
之间的全部衍射峰，根据全谱拟合法(WPPF：Whole
‑
powder
‑
pattern fitting)法进行拟合。基于其结果计算出微晶尺寸。
[0020]条件1中，空间率为0.375以上即可，但为了使锂镍复合氧化物的微晶尺寸更大，期望为0.400以上，也可以为0.420以上或0.440以上。另一方面，通过将空间率设为0.600以下，从而能够充分确保能收纳于容器内的成型体量，因此可提高焙烧的效率，能够有效地生产锂镍复合氧化物。
[0021]条件2中，有最大长度L越大、而且长径比越大，空间率越大的倾向。即，为了改善空间率、促进气体在成型体彼此的间隙中的对流，控制成型体的最大长度L、长径比等参数尤为重要。
[0022]成型体的最大长度L例如可以为25mm以上，也可以为28mm以上。通过使用这样的大粒的成型体，从而可进一步促进气体在成型体彼此的间隙中的对流。另一方面，从更迅速地进行成型体的中心部的焙烧的观点出发，可以将成型体的最大长度L例如设为60mm以下，也可以为40mm以下。
[0023]此处，空间率是指：无论容器的深度如何，成型体的间隙所占的空间的体积v1相对于成型体所占的“表观空间”的体积V的比例。表观空间的体积V是成型体的实际的体积v2和间隙的体积v1的总计。空间率Rs由下式表示。其中，d是用填充于容器中的成型体的总质量除以表观空间的体积V而得到的体积密度，D为成型体的真密度。
[0024]Rs＝1
‑
v2/V＝1
‑
d/D
[0025]若参考图1(a)，成型体所占的表观空间是从容器20的底部内表面至成型体10的填充水平LU的空间。图1(b)的阴影部分表示成型体10的间隙所占的空间s1，其体积为v1。图1(c)的阴影部分表示成型体10实际所占的空间，其体积为v2。图1(d)的阴影部分表示表观空间S0，其体积为V(＝v1+v2)。
[0026]成型体10的最大长度L和最小长度h由与成型体外接的最小长方体求出。构成最小长方体的6个四边形所具有的全部边中，最长边的长度为最大长度L。另一方面，在全部边中，最短边的长度为最小长度h。如图2所示，在定义成型体10外接的最小长方体30时，确定最大长度度L、宽度w和最小长度(高度)h，可以计算出长径比：h/L。
[0027]成型体的最大长度L和最小长度h例如可以是针对任意10个成型体求出的各自10个最大长度L和最小长度h的平均值。长径比也可以是针对任意10个成型体求出的10个长径比的平均值。
[0028]将成型体在例如600℃以上且850℃以下进行焙烧时，可以得到焙烧体(锂镍复合氧化物)。焙烧时间例如为2小时以上且30小时以下即可。焙烧通常在包含氧气等氧化性气氛中进行。氧化性气氛可以是空气，也可以是比空气具有更高氧分压的气氛。氧化性气氛的氧气浓度例如为20％以上。
[0029]焙烧通过将多个成型体填充于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂镍复合氧化物的制造方法，其包括如下工序：在容器内焙烧包含含锂化合物和含镍化合物的混合物的成型体，得到焙烧体，在所述容器内所述成型体的间隙所占的空间率为0.375以上。2.一种锂镍复合氧化物的制造方法，其包括如下工序：在容器内焙烧包含含锂化合物和含镍化合物的混合物的成型体，得到焙烧体，所述成型体的最大长度L为11mm以上，所述成型体的最小长度h为10mm以上，所述成型体的最小长度h相对于所述成型...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩井充，神拓弥，加藤大辅，高山朝大，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：