正极活性物质及其制造方法、锂离子二次电池技术

本公开的主要目的是提供一种正极活性物质的制造方法，其能够得到粒径小的正极活性物质。本公开中通过提供一种正极活性物质的制造方法来解决上述课题，该正极活性物质的制造方法是包含复合氧化物的正极活性物质的制造方法，包括：准备含有Li和Me(Me是Ni、Co、Mn、Al和Fe中的至少一种)的前体的准备工序；以及对上述前体进行烧成，得到上述复合氧化物的烧成工序，在上述准备工序中，使用溶解有水溶性高分子的含高分子的水溶液，将上述水溶性高分子导入到构成上述前体的二次粒子的内部。入到构成上述前体的二次粒子的内部。入到构成上述前体的二次粒子的内部。

【技术实现步骤摘要】
正极活性物质及其制造方法、锂离子二次电池


[0001]本公开涉及正极活性物质的制造方法、正极活性物质和锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着电脑、手机等电子设备的快速普及，作为其电源而使用的电池的开发正在进行。另外，在汽车工业界中，混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)或电动汽车(BEV)所使用的电池的开发也正在进行。在各种电池之中，锂离子二次电池具有能量密度高的优点。
[0003]锂离子二次电池通常具有正极层、负极层、以及配置在正极层与负极层之间的电解质层。作为正极层所使用的正极活性物质，已知含有Li的复合氧化物。例如，专利文献1中公开了一种包含锂镍复合氧化物的锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法。另外，专利文献1中公开了使用有机化合物粒子来提高烧成体的粉碎性。
[0004]专利文献2中公开了一种由通式LiNi
a
Co
b
Mn
c
O2(a+b+c＝1、0<a<1、0<b<1、0<c<1)表示的复合氧化物粒子构成的非水系二次电池用正极活性物质。另外，专利文献3中公开了一种锂离子二次电池用正极活性物质的前体。另外，专利文献4中公开了一种由一次粒子凝集而成的二次粒子构成的锂离子二次电池用正极活性物质。另外，专利文献5中公开了一种将镍复合氢氧化物与锂化合物烧成而得到的非水电解质二次电池的正极活性物质。
[0005]在先技术文献/>[0006]专利文献1：日本特开2020
‑
113429号公报
[0007]专利文献2：日本特开2016
‑
081800号公报
[0008]专利文献3：日本特开2020
‑
177860号公报
[0009]专利文献4：日本特开2021
‑
048071号公报
[0010]专利文献5：日本特开2021
‑
024764号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的课题
[0012]从降低电池电阻的观点出发，期望减小正极活性物质的粒径。本公开是鉴于上述情况而完成的，其主要目的在于提供一种能够得到粒径小的正极活性物质的制造方法。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本公开中提供一种正极活性物质的制造方法，是包含复合氧化物的正极活性物质的制造方法，包括：准备含有Li和Me(Me是Ni、Co、Mn、Al和Fe中的至少一种)的前体的准备工序；以及对上述前体进行烧成，得到上述复合氧化物的烧成工序，在上述准备工序中，使用溶解有水溶性高分子的含高分子的水溶液将上述水溶性高分子导入到构成上述前体的二次粒子的内部。
[0015]根据本公开，通过使用向二次粒子的内部导入了水溶性高分子而得到的前体，能够得到粒径小的正极活性物质。
[0016]在上述公开中可以设为：上述前体是具有含有上述Me的Me化合物和含有上述Li的Li化合物的混合物，上述Me化合物和上述Li化合物中的至少一者是上述二次粒子。
[0017]在上述公开中可以设为：上述准备工序包括：使含有上述Me的Me原料溶解于溶剂中，制作原料溶液的原料溶液制作处理；由上述原料溶液以沉淀物的形式制作含有上述Me的Me化合物的沉淀物制作处理；清洗上述Me化合物的清洗处理；以及将进行了上述清洗的上述Me化合物与上述Li化合物混合的混合处理，在上述原料溶液制作处理、上述沉淀物制作处理、上述清洗处理和上述混合处理中的至少一个处理中，使用上述含高分子的水溶液将上述水溶性高分子导入上述二次粒子的内部。
[0018]在上述公开中可以设为：在上述清洗处理中，使用上述含高分子的水溶液清洗上述Me化合物，由此将上述水溶性高分子导入上述二次粒子的内部。
[0019]在上述公开中可以设为：上述水溶性高分子包含纤维素衍生物、(甲基)丙烯酸系聚合物和聚乙烯醇系聚合物中的至少一种。
[0020]在上述公开中可以设为：上述水溶性高分子包含羧甲基纤维素，上述含高分子的水溶液中的上述羧甲基纤维素的浓度为0.5重量％以上且2.0重量％以下。
[0021]在上述公开中可以设为：上述正极活性物质的制造方法具有在上述烧成工序之后将上述复合氧化物粉碎的粉碎工序。
[0022]另外，本公开中提供一种正极活性物质，是包含复合氧化物的正极活性物质，上述复合氧化物含有Li和Me(Me是Ni、Co、Mn、Al和Fe中的至少一种)，在上述复合氧化物中，将体积基准的累积粒度分布中从微粒侧累积10％的粒径设为D
10
、将累积50％的粒径设为D
50
、将累积90％的粒径设为D
90
的情况下，D
50
为0.3μm以上且1.2μm以下，(D
90
‑
D
10
)/D
50
为0.9以上且1.7以下，上述复合氧化物中的残留Na浓度为0.010重量％以上且0.134重量％以下。
[0023]根据本公开，通过具有预定的粒径，成为能够得到电阻低的电池的正极活性物质。
[0024]另外，本公开中提供一种锂离子二次电池，是具有正极层、负极层、以及配置于上述正极层与上述负极层之间的电解质层的锂离子二次电池，上述正极层含有上述的正极活性物质。
[0025]根据本公开，通过使用预定的正极活性物质，成为电阻低的锂离子二次电池。
[0026]专利技术的效果
[0027]本公开的正极活性物质的制造方法中，发挥能够得到粒径小的正极活性物质这样的效果。
附图说明
[0028]图1是对本公开的正极活性物质的制造方法进行例示的流程图。
[0029]图2是对本公开的烧成工序进行例示的概略侧视图。
[0030]图3是对本公开的准备工序进行例示的流程图。
[0031]图4是对本公开的锂离子二次电池进行例示的概略剖视图。
具体实施方式
[0032]以下，对本公开的正极活性物质的制造方法、正极活性物质和锂离子二次电池进行详细说明。
[0033]A.正极活性物质的制造方法
[0034]图1是对本公开的正极活性物质的制造方法进行例示的流程图。图1中，首先准备含有Li和Me(Me是Ni、Co、Mn、Al和Fe中的至少一种)的前体(准备工序)。在准备工序中，使用溶解有水溶性高分子的含高分子的水溶液，向构成前体的二次粒子的内部导入水溶性高分子。接着，对前体进行烧成，得到复合氧化物(烧成工序)。然后，将烧成的复合氧化物粉碎(粉碎工序)。由此，得到正极活性物质。
[0035]根据本公开，通过使用向二次粒子的内部导入了水溶性高分子的前体，能够得到粒径小的正极活性物质。另外，通过使用粒径小的正极活性物质，使电池电阻降低。图2是对本公开的烧成工序进行例示的概略侧视图。如图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极活性物质的制造方法，是包含复合氧化物的正极活性物质的制造方法，包括：准备含有Li和Me的前体的准备工序，Me是Ni、Co、Mn、Al和Fe中的至少一种；以及对所述前体进行烧成，得到所述复合氧化物的烧成工序，在所述准备工序中，使用溶解有水溶性高分子的含高分子的水溶液将所述水溶性高分子导入到构成所述前体的二次粒子的内部。2.根据权利要求1所述的正极活性物质的制造方法，所述前体是具有含有所述Me的Me化合物和含有所述Li的Li化合物的混合物，所述Me化合物和所述Li化合物中的至少一者是所述二次粒子。3.根据权利要求1或2所述的正极活性物质的制造方法，所述准备工序包括：使含有所述Me的Me原料溶解于溶剂中，制作原料溶液的原料溶液制作处理；由所述原料溶液以沉淀物的形式制作含有所述Me的Me化合物的沉淀物制作处理；清洗所述Me化合物的清洗处理；以及将进行了所述清洗的所述Me化合物与所述Li化合物混合的混合处理，在所述原料溶液制作处理、所述沉淀物制作处理、所述清洗处理和所述混合处理中的至少一个处理中，使用所述含高分子的水溶液将所述水溶性高分子导入所述二次粒子的内部。4.根据权利要求3所述的正极活性物质的制造方法，在所述清洗处理中，使用所述含高分子的水溶液清洗所述Me化合物，由此将所述水溶性高分子导入所述二次粒子的内部。5.根据权利要求1～4中任一项所述的正极活性物质的制造方法，所述水溶性高分子包含纤维素...

【专利技术属性】
技术研发人员：大泽良辅，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：