锂金属复合氧化物、锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池的制作方法

本发明涉及锂金属复合氧化物、锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池。本申请基于2021年2月3日在日本申请的特愿2021-015685号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术：

1、锂二次电池具有包含正极活性物质的锂二次电池用正极。作为正极活性物质，使用了锂金属复合氧化物。

2、锂金属复合氧化物包含一次粒子的凝聚物即二次粒子。由于在锂金属复合氧化物的表面产生锂离子的嵌入脱嵌反应，因此锂金属复合氧化物的特性对锂二次电池的各种性能造成影响。因此，以提高锂二次电池的性能作为目的，积极地进行了锂金属复合氧化物的各种特性的控制。

3、例如，进行了控制锂金属复合氧化物的细孔分布、比表面积的尝试。在专利文献1中，记载了一种非水系电解质二次电池用正极活性物质，在利用氮吸附法的细孔分布测定中，具有平均40nm以下的直径的细孔的平均容积为0.001～0.008cm3/g。

4、此外，还进行了控制锂金属复合氧化物的强度的尝试。专利文献2公开了锂二次电池用正极活性物质由二次粒子形成，二次粒子的平均抗压强度为110mpa以下。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：jp-a-2007-257985

8、专利文献2：jp-a-2004-335152

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、在使用锂金属复合氧化物作为锂二次电池的正极活性物质的情况下，有可能在电极压制的工序中粒径小的粒子开裂、在包含正极活性物质的层中产生空隙。其结果是，有可能产生正极与包含正极活性物质的层的接触不良，锂二次电池的循环特性降低。迄今为止未进行从这样的方面出发来提高锂金属复合氧化物的特性。

3、本发明是鉴于上述情况而进行的，目的是提供若作为锂二次电池用正极活性物质使用则能够得到高循环维持率的锂二次电池的锂金属复合氧化物及使用其的锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池。

4、用于解决课题的手段

5、本发明具有以下的方案。

6、[1]一种锂金属复合氧化物，其是粒子状的锂金属复合氧化物，包含粒径为上述锂金属复合氧化物的50％累积体积粒度d50以下的第1粒子和粒径超过上述d50的第2粒子，上述d50为2-20μm，上述第1粒子的平均粒子强度ps大于上述第2粒子的平均粒子强度pb，上述第1粒子的粒子强度的标准偏差σs大于上述第2粒子的粒子强度的标准偏差σb。

7、[2]根据[1]所述的锂金属复合氧化物，其中，上述ps与上述pb之差即ps-pb为15mpa以上。

8、[3]根据[1]或[2]所述的锂金属复合氧化物，其中，上述σs与上述σb之差即σs-σb为5mpa以上。

9、[4]根据[1]～[3]中任一项所述的锂金属复合氧化物，其中，上述ps为50-110mpa。

10、[5]根据[1]～[4]中任一项所述的锂金属复合氧化物，其中，上述pb为20-60mpa。

11、[6]根据[1]～[5]中任一项所述的锂金属复合氧化物，其中，上述σs为20-90mpa。

12、[7]根据[1]～[6]中任一项所述的锂金属复合氧化物，其中，上述σb为10-30mpa。

13、[8]根据[1]～[7]中任一项所述的锂金属复合氧化物，其bet比表面积为0.1-2.0m2/g。

14、[9]根据[1]～[8]中任一项所述的锂金属复合氧化物，其以组成式(i)表示。

15、li[lix(ni(1-y-z)coyxz)1-x]o2    (i)

16、(式(i)中，x表示选自由mn、fe、cu、ti、mg、al、w、mo、nb、zn、sn、zr、ga、b、si、s及p构成的组中的1种以上的元素，且满足-0.1≤x≤0.2、0≤y≤0.4及0＜z≤0.5。)

17、[10]根据[9]所述的锂金属复合氧化物，其中，上述组成式(i)满足0＜y+z≤0.3。

18、[11]一种锂二次电池用正极活性物质，其含有[1]～[10]中任一项所述的锂金属复合氧化物。

19、[12]一种锂二次电池用正极，其含有[11]所述的锂二次电池用正极活性物质。

20、[13]一种锂二次电池，其具有[12]所述的锂二次电池用正极。

21、发明效果

22、根据本发明，能够提供若作为锂二次电池用正极活性物质使用则能够得到高循环维持率的锂二次电池的锂金属复合氧化物及使用其的锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池。

技术特征：

1.一种锂金属复合氧化物，其是粒子状的锂金属复合氧化物，包含粒径为所述锂金属复合氧化物的50％累积体积粒度d50以下的第1粒子和粒径超过所述d50的第2粒子，

2.根据权利要求1所述的锂金属复合氧化物，其中，所述ps与所述pb之差即ps-pb为15mpa以上。

3.根据权利要求1或2所述的锂金属复合氧化物，其中，所述σs与所述σb之差即σs-σb为5mpa以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的锂金属复合氧化物，其中，所述ps为50-110mpa。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的锂金属复合氧化物，其中，所述pb为20-60mpa。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的锂金属复合氧化物，其中，所述σs为20-90mpa。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的锂金属复合氧化物，其中，所述σb为10-30mpa。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的锂金属复合氧化物，其bet比表面积为0.1-2.0m2/g。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的锂金属复合氧化物，其以组成式(i)表示，

10.根据权利要求9所述的锂金属复合氧化物，其中，所述组成式(i)满足0＜y+z≤0.3。

11.一种锂二次电池用正极活性物质，其含有权利要求1～10中任一项所述的锂金属复合氧化物。

12.一种锂二次电池用正极，其含有权利要求11所述的锂二次电池用正极活性物质。

13.一种锂二次电池，其具有权利要求12所述的锂二次电池用正极。

技术总结
本发明的课题是提供若作为锂二次电池用正极活性物质使用则能够得到高循环维持率的锂二次电池的锂金属复合氧化物及使用其的锂二次电池用正极活性物质、锂二次电池用正极及锂二次电池。该锂金属复合氧化物为粒子状的锂金属复合氧化物，包含粒径为上述锂金属复合氧化物的50％累积体积粒度D50以下的第1粒子和粒径超过上述D50的第2粒子，上述D50为2‑20μm，上述第1粒子的平均粒子强度P<subgt;S</subgt;大于上述第2粒子的平均粒子强度P<subgt;B</subgt;，上述第1粒子的粒子强度的标准偏差σ<subgt;S</subgt;大于上述第2粒子的粒子强度的标准偏差σ<subgt;B</subgt;。

技术研发人员：长尾大辅,高森健二
受保护的技术使用者：住友化学株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15