锂离子电池用正极活性物质的制造方法及锂离子电池用正极活性物质技术

本发明专利技术提供一种以低成本及优异的制造效率制造高质量的锂离子电池用正极活性物质的方法。该锂离子电池用正极活性物质的制造方法包括通过回转窑对作为锂离子电池用正极活性物质前驱体的含锂碳酸盐的粉体进行烧成的工序，在该工序中，将回转窑内的粉体的投入部的温度保持在500℃以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种锂离子电池用正极活性物质的制造方法及锂离子电池用正极活性物质。
技术介绍
作为锂离子电池用正极活性物质，公知的有锂过渡金属复合氧化物。例如，如专利文献I所记载的，锂过渡金属复合氧化物是通过如下方式制造的将锂化合物与过渡金属化合物混合制备出锂离子电池用正极活性物质前驱体，然后进行烧成而使其复合化。锂离子电池就其用途而言，由于要持续长期使用，且反复进行充放电，因此要求循环特性、保存特性等各种特性，此外，日益要求锂离子电池的极高水平的高容量化。此外，随 着移动电话、个人计算机等民生设备及车载用锂电池的需求的扩大，要求以低成本高效地制造锂离子电池。在这样的锂离子电池的制造工序中，如上所述，对锂离子电池用正极活性物质前驱体进行烧成而使其复合化的工序是必须的，在该烧成工序中，通常使用如下方法将填充有前驱体的烧成容器设置于烧成炉(静置炉)内，通过输送机方式或批量方式进行加热。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利公报特许第3334179号
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题然而，以所述方式制造成的烧成体通常凝聚而形成块状，为了作为正极活性物质使用，将其粉碎而制成粉末的粉碎工序是必须的。在粉碎工序中需要粉碎装置，因此对应地会使成本增加，也成为制造效率下降的主要原因。因此，本专利技术的目的在于提供一种以低成本及优异的制造效率制造高质量的锂离子电池用正极活性物质的方法。解决技术问题的技术方案本专利技术人进行了专心的研究，结果发现在锂离子电池用正极活性物质前驱体的烧成工序中，在通过高温对前驱体进行烧成之前，通过300°c左右的低温对前驱体进行加热会在内部产生液相，因此前驱体内部产生水分，从而导致前驱体凝聚而成为块状。此外发现了 为了避免所述的烧成前的低温加热，使用回转窑进行烧成，并且将回转窑内的前驱体粉体的投入部的温度保持在500°C以上，由此投入到回转窑内的前驱体立即在500°C以上的温度下被加热，可以不会形成液相地在高温下烧成。如上所述，不形成液相地在500°C以上的高温下烧成后的烧成体不会凝聚而形成块状，从而无需此后的粉碎工序。基于上述见解而完成的本专利技术的一个方面提供一种锂离子电池用正极活性物质的制造方法，其包括通过回转窑对作为锂离子电池用正极活性物质前驱体的含锂碳酸盐粉体进行烧成的工序，在该工序中，将所述回转窑内的所述粉体的投入部的温度保持在500°C以上。本专利技术的锂离子电池用正极活性物质的制造方法在一个实施方式中，将位于开始向回转窑内投入位置的粉体的温度保持在150°C以下。本专利技术的锂离子电池用正极活性物质的制造方法在另外的实施方式中，将形成有至少三个叶片的旋转部件设置在所述回转窑内，边使所述旋转部件的三个叶片中的至少一个叶片与所述回转窑的内壁接触边通过所述回转窑进行烧成。本专利技术的锂离子电池用正极活性物质的制造方法在另外的实施方式中，在所述回转窑内，沿所述回转窑的长度方向并排设置多个所述旋转部件。本专利技术的锂离子电池用正极活性物质的制造方法在另外的实施方式中，所述旋转部件的叶片的前端形成为凹凸状。 本专利技术的锂离子电池用正极活性物质的制造方法在另外的实施方式中，所述正极活性物质由下述化学式表示=LixNinMyO2+ α (在该化学式中，M是选自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B 及 Zr 中的一种以上，O. 9 ^ x ^ I. 2,0 < y ^ O. 7,O. 05 刍 α )。本专利技术的锂离子电池用正极活性物质的制造方法在另外的实施方式中，M是选自Mn及Co中的一种以上。本专利技术另外的方面提供一种锂离子电池用正极活性物质，其由下述化学式表示LixNi1 — yMy02 + α (在该化学式中，M 是选自 Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B 及 Zr 中的一种以上，O. 9 ^ x ^ I. 2,0 < y ^ O. 7,0. 05 ^ α )，并且所述锂离子电池用正极活性物质的振实密度(夕'7 密度)为I. 8g / cc 2. 2g / cc0本专利技术的锂离子电池用正极活性物质在一个实施方式中，M是选自Mn及Co中的一种以上。专利技术效果按照本专利技术，可以提供一种以低成本及优异的制造效率制造高质量的锂离子电池用正极活性物质的方法。附图说明图I是烧成装置的概略图。图2是炉管内的旋转部件的示意图。图3是旋转部件的叶片的平面图。图4是设置于炉管内的多个金属球的示意图。图5是设置有分级过滤器的炉管内壁的末端部的示意图。附图标记说明10回转窑11粉体投入部12气体供给部13袋式过滤器14粉体排出部I5 外筒16加热器17 炉管20烧成装置21旋转部件22圆柱体23 叶片 24 凸部25 凹部26前驱体27金属球28分级过滤器具体实施例方式(锂离子电池用正极活性物质的构成)作为在本专利技术中制造的锂离子电池用正极活性物质的材料，可以广泛使用作为通常的锂离子电池用正极用的正极活性物质有用的化合物，特别是优选使用钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、猛酸锂(LiMn2O4)等含锂过渡金属氧化物。使用这样的材料制造的锂离子电池用正极活性物质例如可以用下述化学式表示=LixNihMyO2+ α (在该化学式中，M 是选自 Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B 及 Zr 中的一种以上，O. 9 ^ X ^ I. 2,0 < y ^ O. 7,0. 05 ^ α )。锂离子电池用正极活性物质中的锂相对于全部金属的比率为O. 9 I. 2，其原因在于当小于O. 9时难以保持稳定的结晶结构；当大于I. 2时容量变低。本专利技术的锂离子电池用正极活性物质的氧在化学式中，如上所述是以02+ α(0.05含α )表示，为过量的含有氧，在把这样的锂离子电池用正极活性物质用于锂离子电池的情况下，容量、倍率特性及容量保持率等电池特性变得优异。在此，关于α，优选的是α > O. 10，更优选的是α > O. 15，典型的是O. 05兰α兰O. 25。此外，优选的是，本专利技术的锂离子电池用正极活性物质在化学式中，M是选自Mn及Co中的一种以上。此外，本专利技术的锂离子电池用正极活性物质的振实密度为I. 8g / cc 2. 2g /cc，在用于锂离子电池的情况下，容量、倍率特性及容量保持率等电池特性变得优异。在以往仅通过静置炉对作为前驱体的含锂碳酸盐进行烧成的情况下，前驱体的颗粒彼此间变疏散，因此难以提高振实密度。在本专利技术中，通过利用回转窑边使作为前驱体的含锂碳酸盐流动边进行预烧成，对颗粒进行造粒，并进行重质化，由此可以提高振实密度。(锂离子电池用正极活性物质的制造方法)接着，对本专利技术的实施方式的锂离子电池用正极活性物质的制造方法进行详细说明。首先，制备金属盐溶液。该金属为Ni以及选自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B及Zr中的一种以上。此外，金属盐为硫酸盐、氯化物、硝酸盐、乙酸盐等，特别优选硝酸盐。其原因在于即便作为杂质混入烧成原料中也可以直接进行烧成，因此可以省略清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：川桥保大，梶谷芳男，
申请(专利权)人：JX日矿日石金属株式会社，
类型：发明
国别省市：