正极活性物质粒子、正极活性物质粒子的制造方法和锂离子电池与流程

本申请公开了一种正极活性物质粒子、正极活性物质粒子的制造方法和锂离子电池的制造方法。

背景技术：

1、作为锂离子电池的正极活性物质，已知具有o2型结构的正极活性物质。如专利文献1中公开的那样，具有o2型结构的正极活性物质可通过将具有p2型结构的含有na的过渡金属氧化物的na的至少一部分离子交换为li而得到。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2014-186937号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、就具有o2型结构的正极活性物质而言，在倍率特性和容量方面仍有改善的余地。

3、用于解决课题的手段

4、作为用于解决上述课题的手段，本申请公开了以下的多个方案。

5、＜方案1＞

6、正极活性物质粒子，其具有o2型结构，具有由lianabmnx-pniy-qcoz-rmp+q+ro2表示的化学组成，并且为球状，其中，1.0＜a＜1.30，0≤b≤0.20，x+y+z＝1，并且0≤p+q+r≤0.15，m为选自b、mg、al、k、ca、ti、v、cr、fe、cu、zn、ga、ge、sr、y、zr、nb、mo和w中的至少一种元素。

7、＜方案2＞

8、根据方案1所述的正极活性物质粒子，其中，粒子表面由多个微晶构成。

9、＜方案3＞

10、正极活性物质粒子的制造方法，包括：得到具有p2型结构的含有na的过渡金属氧化物粒子；和使离子交换材料与所述含有na的过渡金属氧化物粒子接触，从而将所述含有na的过渡金属氧化物粒子的na的至少一部分置换为li，得到具有o2型结构的含有li的过渡金属氧化物粒子，其中，所述离子交换材料包含氢氧化锂和锂盐。

11、＜方案4＞

12、根据方案3所述的制造方法，其中，所述含有na的过渡金属氧化物粒子为球状，并且所述含有li的过渡金属氧化物粒子为球状。

13、＜方案5＞

14、根据方案3或4所述的制造方法，其中，所述含有na的过渡金属氧化物粒子具有由nacmnx-pniy-qcoz-rmp+q+ro2表示的化学组成，0＜c＜0.70、x+y+z＝1、并且0≤p+q+r≤0.15，m为选自b、mg、al、k、ca、ti、v、cr、fe、cu、zn、ga、ge、sr、y、zr、nb、mo和w中的至少一种元素。

15、＜方案6＞

16、根据方案3～5中任一项所述的制造方法，其包括：得到前体粒子；将所述前体粒子的表面用na盐被覆，得到被覆粒子；和将所述被覆粒子烧成，得到所述含有na的过渡金属氧化物粒子。

17、＜方案7＞

18、根据方案6所述的制造方法，其包括：将所述前体粒子的表面的40面积％以上用所述na盐被覆，得到所述被覆粒子，所述前体粒子为球状。

19、＜方案8＞

20、锂离子电池，其具有正极活性物质层、电解质层和负极活性物质层，所述正极活性物质层包含方案1或2所述的正极活性物质粒子。

21、发明的效果

22、本公开的正极活性物质粒子具有优异的倍率特性和容量。

技术特征：

1.正极活性物质粒子，其具有o2型结构，具有由lianabmnx-pniy-qcoz-rmp+q+ro2表示的化学组成，并且为球状，其中，1.0＜a＜1.30，0≤b≤0.20，x+y+z＝1，并且0≤p+q+r≤0.15，m为选自b、mg、al、k、ca、ti、v、cr、fe、cu、zn、ga、ge、sr、y、zr、nb、mo和w中的至少一种元素。

2.根据权利要求1所述的正极活性物质粒子，其中，粒子表面由多个微晶构成。

3.正极活性物质粒子的制造方法，包括：

4.根据权利要求3所述的制造方法，其中，所述含有na的过渡金属氧化物粒子为球状，并且所述含有li的过渡金属氧化物粒子为球状。

5.根据权利要求3或4所述的制造方法，其中，所述含有na的过渡金属氧化物粒子具有由nacmnx-pniy-qcoz-rmp+q+ro2表示的化学组成，0＜c＜0.70、x+y+z＝1、并且0≤p+q+r≤0.15，m为选自b、mg、al、k、ca、ti、v、cr、fe、cu、zn、ga、ge、sr、y、zr、nb、mo和w中的至少一种元素。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的制造方法，其包括：

7.根据权利要求6所述的制造方法，其包括：将所述前体粒子的表面的40面积％以上用所述na盐被覆，得到所述被覆粒子，

8.锂离子电池，其具有正极活性物质层、电解质层和负极活性物质层，所述正极活性物质层包含权利要求1或2所述的正极活性物质粒子。

技术总结
本发明涉及正极活性物质粒子、正极活性物质粒子的制造方法和锂离子电池。公开了具有O2型结构的正极活性物质粒子，其具有优异的倍率特性和容量。本公开的正极活性物质粒子具有O2型结构，具有由Li<subgt;a</subgt;Na<subgt;b</subgt;Mn<subgt;x‑p</subgt;Ni<subgt;y‑q</subgt;Co<subgt;z‑r</subgt;M<subgt;p+q+r</subgt;O<subgt;2</subgt;(其中，1.0＜a＜1.30、0≤b≤0.20、x+y+z＝1，并且0≤p+q+r≤0.15，M为选自B、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo和W中的至少一种的元素)表示的化学组成，并且为球状。

技术研发人员：由渊想,吉田淳,森本胜太
受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23