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公開番号2024159833
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2024138453,2021142971
出願日2024-08-20,2021-09-02
発明の名称正極活物質の製造方法、正極活物質およびリチウムイオン二次電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/525 20100101AFI20241031BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、粒子径が小さい正極活物質を得ることが可能な正極活物質の製造方法を提供することを主目的とする。
【解決手段】本開示においては、複合酸化物を含む正極活物質の製造方法であって、Li、および、Me(Meは、Ni、Co、Mn、AlおよびFeの少なくとも一種である)を含有する前駆体を準備する準備工程と、上記前駆体を焼成し、上記複合酸化物を得る焼成工程と、を有し、上記準備工程において、水溶性高分子を溶解させた高分子含有水溶液を用いて、上記前駆体を構成する二次粒子の内部に、上記水溶性高分子を導入する、正極活物質の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複合酸化物を含む正極活物質の製造方法であって、
Ｌｉ、および、Ｍｅ（Ｍｅは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、ＡｌおよびＦｅの少なくとも一種である）を含有する前駆体を準備する準備工程と、
前記前駆体を焼成し、前記複合酸化物を得る焼成工程と、を有し、
前記準備工程において、水溶性高分子を溶解させた高分子含有水溶液を用いて、前記前駆体を構成する二次粒子の内部に、前記水溶性高分子を導入する、正極活物質の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、正極活物質の製造方法、正極活物質およびリチウムイオン二次電池に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン、携帯電話等の電子機器の急速な普及に伴い、その電源として用いられる電池の開発が進められている。また、自動車産業界においても、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）または電気自動車（ＢＥＶ）に用いられる電池の開発が進められている。種々の電池の中でも、リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いという利点を有する。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、通常、正極層と、負極層と、正極層および負極層の間に配置された電解質層とを有する。正極層に用いられる正極活物質として、Ｌｉを含有する複合酸化物が知られている。例えば、特許文献１には、リチウムニッケル複合酸化物を含むリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法が開示されている。また、特許文献１には、有機化合物粒子を用いて、焼成体の解砕性を向上させることが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、一般式ＬｉＮｉ
ａ
Ｃｏ
ｂ
Ｍｎ
ｃ
Ｏ
２
（ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、０＜ｃ＜１）で表わされる複合酸化物粒子からなる非水系二次電池用正極活物質が開示されている。また、特許文献３には、リチウムイオン二次電池用正極活物質の前駆体が開示されている。また、特許文献４には、一次粒子が凝集した二次粒子により構成されたリチウムイオン二次電池用正極活物質が開示されている。また、特許文献５には、ニッケル複合水酸化物がリチウム化合物と焼成された、非水電解質二次電池の正極活物質が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１１３４２９号公報
特開２０１６－０８１８００号公報
特開２０２０－１７７８６０号公報
特開２０２１－０４８０７１号公報
特開２０２１－０２４７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池抵抗を低減させる観点から、正極活物質の粒子径を小さくすることが望まれている。本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、粒子径が小さい正極活物質を得ることが可能な正極活物質の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示においては、複合酸化物を含む正極活物質の製造方法であって、Ｌｉ、および、Ｍｅ（Ｍｅは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、ＡｌおよびＦｅの少なくとも一種である）を含有する前駆体を準備する準備工程と、上記前駆体を焼成し、上記複合酸化物を得る焼成工程と、を有し、上記準備工程において、水溶性高分子を溶解させた高分子含有水溶液を用いて、上記前駆体を構成する二次粒子の内部に、上記水溶性高分子を導入する、正極活物質の製造方法を提供する。
【０００８】
本開示によれば、二次粒子の内部に水溶性高分子が導入された前駆体を用いることで、粒子径が小さい正極活物質を得ることができる。
【０００９】
上記開示において、上記前駆体は、上記Ｍｅを含有するＭｅ化合物と、上記Ｌｉを含有するＬｉ化合物とを有する混合物であり、上記Ｍｅ化合物および上記Ｌｉ化合物の少なくとも一方が、上記二次粒子であってもよい。
【００１０】
上記開示において、上記準備工程は、上記Ｍｅを含有するＭｅ原料を、溶媒に溶解させて原料溶液を作製する原料溶液作製処理と、上記原料溶液から、上記Ｍｅを含有するＭｅ化合物を、沈殿物として作製する沈殿物作製処理と、上記Ｍｅ化合物を洗浄する洗浄処理と、上記洗浄された上記Ｍｅ化合物と、上記Ｌｉ化合物とを混合する混合処理と、を有し、上記原料溶液作製処理、上記沈殿物作製処理、上記洗浄処理および上記混合処理の少なくとも一つの処理において、上記高分子含有水溶液を用いて、上記二次粒子の内部に、上記水溶性高分子を導入してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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