特許ウォッチ

公開番号2025064405
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174153
出願日2023-10-06
発明の名称リチウム二次電池用正極活物質の製造方法
出願人日本化学工業株式会社
代理人弁理士法人あしたば国際特許事務所
主分類H01M 4/525 20100101AFI20250410BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を正極活物質として用いるリチウム二次電池に、優れたサイクル特性を付与することができるリチウム二次電池用正極活物質の製造方法を提供すること。
【解決手段】ニッケル源、マンガン源、コバルト源、リチウム源、タングステン酸リチウム及び必要に応じてM源を混合して調製された原料混合物を、焼成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。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ニッケル源、マンガン源、コバルト源、リチウム源、タングステン酸リチウム及び必要に応じてＭ源を混合して調製された原料混合物を、焼成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。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ニッケル源、前記マンガン源及び前記コバルト源として、ニッケル原子、マンガン原子及びコバルト原子を含む複合化合物を用いることを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項３】
前記タングステン酸リチウムが、Ｌｉ
２
ＷＯ
４
であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項４】
６００～１０００℃で焼成することを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項５】
６００～８００℃で１～１０時間焼成した後、８００～１０００℃で５～３０時間焼成することを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項６】
前記タングステン酸リチウムの混合量が、ニッケル源、マンガン源、コバルト源及びＭ源中の原子換算のＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＭの合計量に対して、原子換算のＷ量が０．０１～５．００モル％となる量であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項７】
前記リチウム二次電池用正極活物質が、下記一般式（１）：
Ｌｉ
ｘ
Ｎｉ
ｙ
Ｍｎ
ｚ
Ｃｏ
ｔ
Ｍ
ｐ
Ｏ
１＋ｘ
（１）
（式中、Ｍは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｂｉ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｗ、Ｎａ及びＫから選ばれる１種又は２種以上の金属元素を示す。０．９８≦ｘ≦１．２０、ｙは０．３０≦ｙ＜１．００、ｚは０＜ｚ≦０．５０、ｔは０＜ｔ≦０．５０、ｐは０≦ｐ≦０．０５を示し、ｙ＋ｚ＋ｔ＋ｐ＝１である。）
で表されるリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物粒子と、Ｗ原子と、を含むものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の製造方法により得られる平均粒子径が７．５～３０．０μｍの大粒子と、請求項１又は２に記載の製造方法により得られる平均粒子径が０．５～７．５μｍの小粒子と、を混合する工程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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム二次電池用正極活物質の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、リチウム二次電池の正極活物質としては、コバルト酸リチウムが用いられてきた。しかし、コバルトは希少金属であるため、コバルトの含有率が低いリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物が開発されている（例えば、特許文献１～２参照）。
【０００３】
リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を正極活物質として使用するリチウム二次電池は、複合酸化物中に含まれるニッケル、マンガン、コバルトの原子比を調整することで、低コスト化が可能となり、また、コバルト酸リチウムに比べて高容量となることが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
しかしながら、これらの従来技術の方法であっても、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を正極活物質として用いたリチウム二次電池は、サイクル特性の劣化と言う問題が残されていた。
【０００５】
リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を正極活物質として用いたリチウム二次電池のサイクル特性を改善する方法として、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物の粒子表面をＴｉ含有化合物で、被覆する方法が提案されている（例えば、特許文献４、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２００４／０９２０７３号パンフレット
特開２００５－２５９７５号公報
特開２０１１－２３１２０号公報
特開２０１６－２４９６８号公報
特開２０１６－７２０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、リチウム二次電池は、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車等の自動車分野での使用が検討されている。このためリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を正極活物質とするリチウム二次電池において、サイクル特性のいっそうの向上が求められている。
【０００８】
従って、本発明の目的は、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物を正極活物質として用いるリチウム二次電池に、優れたサイクル特性を付与することができるリチウム二次電池用正極活物質の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、ニッケル源、マンガン源、コバルト源、リチウム源、タングステン酸リチウム及び必要に応じてＭ源を混合して調製された原料混合物を得、該原料混合物を所定の温度で焼成することにより、サイクル特性に優れるリチウム二次電池用正極活物質が得られること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明（１）は、ニッケル源、マンガン源、コバルト源、リチウム源、タングステン酸リチウム及び必要に応じてＭ源を混合して調製された原料混合物を、焼成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を提供するものである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許