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公開番号2025100215
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023217419
出願日2023-12-22
発明の名称リチウム金属複合酸化物粉末、非水電解質二次電池用正極活物質及び非水電解質二次電池
出願人ビーエーエスエフソシエタス・ヨーロピア,BASF SE
代理人個人
主分類H01M 4/525 20100101AFI20250626BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】粉末の流動性が高く、非水電解質二次電池の正極活物質として用いた場合に高い充放電容量を示すリチウム金属複合酸化物、このリチウム金属複合酸化物を用いた正極活物質、及びこの正極活物質を用いた非水電解質二次電池を提供すること。
【解決手段】本開示に係るリチウム金属複合酸化物粉末は、一般式Li_aNi_1―x-y-zCo_xMn_yM_zO_2+α(式中、Mは、Li、Ni、Co、Mn及びO以外の元素、0.9≦a≦1.2、0≦x≦0.4、0≦y≦0.4、0≦z≦0.1、-0.5≦α≦0.5)で表されるリチウム金属複合酸化物を含み、体積基準の粒度分布における累積50%粒子径D50が1μm以上10μm以下であり、D50(μm)±0.5μmの範囲の粒子径を有する二次粒子の平均円形度が0.73以上であり、D50(μm)±0.5μmの範囲の粒子径を有する二次粒子の円形度の変動係数が0.09以下である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
一般式Ｌｉ
ａ
Ｎｉ
１―ｘ－ｙ－ｚ
Ｃｏ
ｘ
Ｍｎ
ｙ
Ｍ
ｚ
Ｏ
２＋α
（式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＯ以外の元素、０．９≦ａ≦１．２、０≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦０．４、０≦ｚ≦０．１、－０．５≦α≦０．５）で表されるリチウム金属複合酸化物を含み、
体積基準の粒度分布における累積５０％粒子径Ｄ５０が１μｍ以上１０μｍ以下であり、
Ｄ５０（μｍ）±０．５μｍの範囲の粒子径を有する二次粒子の平均円形度が０．７３以上であり、
Ｄ５０（μｍ）±０．５μｍの範囲の粒子径を有する二次粒子の円形度の変動係数が０．０９以下である
リチウム金属複合酸化物粉末。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
ＢＥＴ比表面積が０．５ｍ
２
／ｇ以上３ｍ
２
／ｇ以下である
請求項１に記載のリチウム金属複合酸化物粉末。
【請求項３】
前記リチウム金属複合酸化物粉末１００ｇあたりのフタル酸ジブチルの吸油量が２０ｍＬ／１００ｇ以上６０ｍＬ／１００ｇ以下である
請求項１又は２に記載のリチウム金属複合酸化物粉末。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のリチウム金属複合酸化物粉末を含む
非水電解質二次電池用正極活物質。
【請求項５】
請求項４に記載の非水電解質二次電池用正極活物質を含む正極を備える
非水電解質二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、リチウム金属複合酸化物粉末、非水電解質二次電池用正極活物質及び非水電解質二次電池に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＡＶ機器やパソコン等の電子機器の駆動用電源として、小型、軽量で高エネルギー密度を有し、充放電電圧が高く、充放電容量も大きいという長所を有するリチウムイオン二次電池が注目されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池のうち、層状又はスピネル型のリチウム金属複合酸化物を正極活物質に用いたリチウムイオン二次電池は、４Ｖ級の電圧が得られるため、高エネルギー密度を有する電池として、現在、研究開発が盛んに行われており、一部では実用化も進んでいる。
【０００４】
このようなリチウムイオン二次電池の正極活物質として、合成が比較的容易なリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ
２
）、コバルトよりも安価なニッケルを用いたリチウムニッケル複合酸化物（ＬｉＮｉＯ
２
）、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ
１／３
Ｃｏ
１／３
Ｍｎ
１／３
Ｏ
２
）、マンガンを用いたリチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ
２
Ｏ
４
）、リチウムニッケルマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ
０．５
Ｍｎ
０．５
Ｏ
２
）等のリチウム金属複合酸化物が提案されている。
【０００５】
ところで、リチウムイオン二次電池の出力特性をより向上させるため、正極活物質の比表面積を大きくする方法が一般的に知られている。正極活物質の比表面積を大きくした場合、正極活物質を二次電池に組み込んだ際に電解液との反応面積を十分に確保することができる。そこで、正極活物質の粒子構造を制御することにより、出力特性を向上させる技術がいくつか提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１では、二段階に分けて行う晶析工程により得られた複合水酸化物を前駆体として、正極活物質を製造する方法が提案されている。特許文献１に記載される正極活物質は、小粒径で粒度分布が狭く、粒子内部に中空構造又は空間部を有することにより、高い比表面積を有し、充放電容量に優れるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１６－０９４３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の正極活物質では、一次粒子は不規則に凝集して、表面に凹凸や中空もある不定形の二次粒子を形成している。このような形状は、高い比表面積を確保して、出力特性を高めるのに有効である一方、このような二次粒子の凹部に微粉が入り込んだり、凸部によって立体的な障害となったりして、リチウム金属複合酸化物粉末の流動性を悪化させる。
【０００９】
非水二次電池用正極活物質の製造プロセスでは、このようなリチウム金属複合酸化物粉末を、配管内に流動させて搬送することがあるが、リチウム金属複合酸化物粉末の流動性が悪いと、配管内が閉塞し、生産効率を悪化させたり、設定した供給量の調整ができずに製品特性を悪化させたりすることもある。
【００１０】
本開示は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、粉末の流動性が高く、非水電解質二次電池の正極活物質として用いた場合に高い充放電容量を示すリチウム金属複合酸化物、このリチウム金属複合酸化物を用いた正極活物質、及びこの正極活物質を用いた非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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