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鎳復(fù)合氫氧化物和其制造方法、正極活性物質(zhì)和其制造方法、以及非水系電解質(zhì)二次電池與流程

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技術(shù)特征:

1.一種鎳復(fù)合氫氧化物,其特征在于,其是Ni1-x-y-zCoxMnyMz(OH)2+A所示的鎳復(fù)合氫氧化物,其中,式中的x處于0<x≤0.35的范圍內(nèi),y處于0≤y≤0.35的范圍內(nèi),z處于0≤z≤0.1的范圍內(nèi),A處于0≤A≤0.5的范圍內(nèi),滿足0<x+y+z≤0.7,另外,式中的M表示選自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1種添加元素,

所述鎳復(fù)合氫氧化物由板狀的二次顆粒構(gòu)成,所述板狀的二次顆粒是由多個(gè)板狀一次顆粒的板面通過(guò)重疊而聚集而成的,

所述板狀一次顆粒的從與板面垂直的方向投影時(shí)的形狀為球形、橢圓形、長(zhǎng)圓形或塊狀物的平面投影形狀中的任一者,所述二次顆粒的長(zhǎng)徑比為3~20,基于激光衍射散射法測(cè)定的體積平均粒徑(Mv)為4μm~20μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳復(fù)合氫氧化物,其特征在于,根據(jù)基于激光衍射散射法的粒度分布中的D90和D10與所述體積平均粒徑(Mv)算出的表示粒徑的分散指數(shù)的[(D90-D10)/Mv]為0.70以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳復(fù)合氫氧化物,其特征在于,從與所述二次顆粒的板面垂直的方向投影的所述板狀一次顆粒的最大直徑的平均值為1μm~5μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳復(fù)合氫氧化物,其特征在于,在所述板狀一次顆粒內(nèi)部至少具有鈷的濃縮層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎳復(fù)合氫氧化物,其特征在于,所述濃縮層的厚度為0.01μm~1μm。

6.一種鎳復(fù)合氫氧化物的制造方法,其特征在于,其是制造Ni1-x-y-zCoxMnyMz(OH)2+A所示的鎳復(fù)合氫氧化物的制造方法,其中,式中的x處于0<x≤0.35的范圍內(nèi),y處于0≤y≤0.35的范圍內(nèi),z處于0≤z≤0.1的范圍內(nèi),A處于0≤A≤0.5的范圍內(nèi),滿足0<x+y+z≤0.7,另外,式中的M表示選自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1種添加元素,所述制造方法具備如下工序:

核生成工序,在氧氣濃度為5體積%以下的非氧化性氣氛中,將包含含有鈷的金屬化合物、且鈷相對(duì)于全部金屬元素的含量為90原子%以上的核生成用水溶液調(diào)整成以液溫25℃基準(zhǔn)計(jì)的pH值變?yōu)?2.5以上,進(jìn)行板狀晶核的生成;和,

顆粒生長(zhǎng)工序,在氧氣濃度為5體積%以下的非氧化性氣氛中,將含有所述核生成工序中形成的板狀晶核的顆粒生長(zhǎng)用漿料按照以液溫25℃基準(zhǔn)計(jì)的pH值變?yōu)?0.5~12.5、且比該核生成工序中的pH值低的方式進(jìn)行調(diào)整,向該顆粒生長(zhǎng)用漿料供給至少包含含有鎳的金屬化合物的混合水溶液,使該板狀晶核生長(zhǎng)直至長(zhǎng)徑比變?yōu)?~20的范圍。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎳復(fù)合氫氧化物的制造方法,其特征在于,所述核生成工序中,在氧氣濃度為2體積%以下的非氧化性氣氛中進(jìn)行核生成。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎳復(fù)合氫氧化物的制造方法,其特征在于,所述顆粒生長(zhǎng)工序中,將所述顆粒生長(zhǎng)用漿料的氨濃度調(diào)整為5g/L~20g/L。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎳復(fù)合氫氧化物的制造方法,其特征在于,作為所述顆粒生長(zhǎng)用漿料,使用對(duì)所述核生成工序中得到的含有所述板狀晶核的含板狀晶核漿料的pH值進(jìn)行了調(diào)整而得到的物質(zhì)。

10.一種非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì),其特征在于,其是由以Li1+uNi1-x-y-zCoxMnyMzO2表示且具有六方晶系的層狀結(jié)構(gòu)的鋰鎳復(fù)合氧化物構(gòu)成的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì),其中,式中的u處于-0.05≤u≤0.50的范圍內(nèi),x處于0<x≤0.35的范圍內(nèi),y處于0≤y≤0.35的范圍內(nèi),z處于0≤z≤0.1的范圍內(nèi),滿足0<x+y+z≤0.7,另外,式中的M表示選自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1種添加元素,

所述鋰鎳復(fù)合氧化物由板狀的二次顆粒構(gòu)成,所述板狀的二次顆粒是由多個(gè)板狀一次顆粒的板面通過(guò)重疊而聚集而成的,

所述板狀一次顆粒的從與板面垂直的方向投影時(shí)的形狀為球形、橢圓形、長(zhǎng)圓形或塊狀物的平面投影形狀中的任一者,所述二次顆粒的長(zhǎng)徑比為3~20,基于激光衍射散射法測(cè)定的體積平均粒徑(Mv)為4μm~20μm。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì),其特征在于,比表面積為0.3m2/g~2m2/g。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì),其特征在于,根據(jù)基于激光衍射散射法的粒度分布中的D90和D10與所述體積平均粒徑(Mv)算出的表示粒徑的分散指數(shù)的[(D90-D10)/Mv]為0.75以下。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì),其特征在于,由X射線衍射分析的Rietveld解析得到的3a位點(diǎn)的除了鋰之外的金屬離子的位點(diǎn)占有率為7%以下,且3b位點(diǎn)的鋰離子的位點(diǎn)占有率為7%以下。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì),其特征在于,基于X射線衍射分析的(003)面的取向指數(shù)為0.9~1.1。

15.一種非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)的制造方法,其特征在于,所述非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)由以Li1+uNi1-x-y-zCoxMnyMzO2表示且具有六方晶系的層狀結(jié)構(gòu)的鋰鎳復(fù)合氧化物構(gòu)成,其中,式中的u處于-0.05≤u≤0.50的范圍內(nèi),x處于0<x≤0.35的范圍內(nèi),y處于0≤y≤0.35的范圍內(nèi),z處于0≤z≤0.1的范圍內(nèi),滿足0<x+y+z≤0.7,另外,式中的M表示選自V、Mg、Al、Ti、Mo、Nb、Zr和W中的至少1種添加元素,所述制造方法具備如下工序:

混合工序,將權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項(xiàng)所述的鎳復(fù)合氫氧化物和鋰化合物混合而形成鋰混合物;和,

焙燒工序,將所述混合工序中形成的鋰混合物在氧化性氣氛中以650℃~980℃的溫度進(jìn)行焙燒。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)的制造方法,其特征在于,所述鋰混合物中所含的鋰的原子數(shù)(Li)相對(duì)于除了鋰之外的金屬的原子數(shù)之和(Me)之比(Li/Me)為0.95~1.5。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)的制造方法,其特征在于,在所述混合工序前,還具備將所述鎳復(fù)合氫氧化物在非還原性氣氛中以300℃~750℃的溫度進(jìn)行熱處理的熱處理工序。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)的制造方法,其特征在于,所述焙燒工序中的氧化性氣氛為含有18體積%~100體積%的氧氣的氣氛。

19.一種非水系電解質(zhì)二次電池,其特征在于,具備:正極、負(fù)極、非水系電解質(zhì)和分隔件,

所述正極由權(quán)利要求10至權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的非水系電解質(zhì)二次電池用的正極活性物質(zhì)形成。

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