JP5467144B2 - リチウムイオン電池用正極活物質、リチウムイオン電池用正極、及びリチウムイオン電池 - Google Patents

リチウムイオン電池用正極活物質、リチウムイオン電池用正極、及びリチウムイオン電池 Download PDF

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Description

本発明は、リチウムイオン電池用正極活物質、リチウムイオン電池用正極、リチウムイオン電池、及び、リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法に関する。
リチウムイオン電池の正極活物質には、一般にリチウム含有遷移金属酸化物が用いられている。具体的には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）等であり、特性改善（高容量化、サイクル特性、保存特性、内部抵抗低減、レート特性）や安全性を高めるためにこれらを複合化することが進められている。車載用やロードレベリング用といった大型用途におけるリチウムイオン電池には、これまでの携帯電話用やパソコン用とは異なった特性が求められている。
電池特性の改善には、従来、種々の方法が用いられており、例えば特許文献１には、複数の一次粒子からなる二次粒子及び／又は一次粒子を含み、式（１）で示される平均の個数Ａが、１個以上、１０個以下であり、比表面積が０．２０ｍ2／ｇ以上、０．５０ｍ2／ｇ未満であり、アルカリ度が２５ｍｌ以下であり、且つ
Ａ＝(ｍ＋ｐ)／(ｍ＋ｓ) （１）
(式中、ｍは一次粒子単独の個数、ｐは二次粒子を構成する一次粒子の個数、ｓは二次粒子の個数を示す。)
下記式で表される組成を有する非水電解質二次電池用正極活物質
ＬｉXＣｏ1-yＭyＯ2+Z
（式中、ＭはＮａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、希土類元素、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｆ、Ｃｌから選択される一種以上の元素を示す。ｘは、０．９≦ｘ≦１．１、ｙは、０≦ｙ≦０．１、ｚは、−０．１≦ｚ≦０．１である。）が開示されている。そして、これによれば、負荷特性が高く、品質安定性に優れ、さらには高容量な特性を有する電池を作製することができる、と記載されている。
また、特許文献２には、正極と、負極と、非水電解質とを備えた非水二次電池であって、前記正極が、リチウム含有複合酸化物と、導電助剤と、バインダーとを含む正極合剤を有し、前記リチウム含有複合酸化物が、一般式Ｌｉ1+x+αＮｉ(1-x-y+δ)/2Ｍｎ(1-x-y- δ)/2ＭyＯ2［ただし、０≦ｘ≦０．０５、−０．０５≦ｘ＋α≦０．０５、０≦ｙ≦０．４であり、−０．１≦δ≦０．１であって、ＭはＭｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｎからなる群から選択された１種以上の元素］で表され、一次粒子が凝集して二次粒子を形成した複合酸化物であり、前記一次粒子の平均粒子径が０．８〜３μｍであり、前記二次粒子の平均粒子径が５〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．６〜２ｍ2／ｇであるリチウム含有複合酸化物Ａと、前記複合酸化物Ａの二次粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有するリチウム含有複合酸化物Ｂとを含む混合体であり、前記複合酸化物Ｂの平均粒子径が、前記複合酸化物Ａの二次粒子の平均粒子径の３／５以下であり、前記複合酸化物Ｂの割合が、正極活物質全体の１０〜４０重量％であることを特徴とする非水二次電池が開示されている。そして、これによれば、高容量で、サイクル耐久性および高温下での貯蔵性に優れた非水二次電池を提供することができると記載されている。
さらに、特許文献３には、ＬｉＮｉ1-xＭxＯ2（但し、ＭはＣｏ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａからなる群より選ばれた少なくとも１種以上の金属元素で、０．２５＞ｘ≧０）で表されるリチウム金属複合酸化物を製造するに際し、Ｍが固溶または添加されたニッケル複合水酸化物を熱処理することによって得られるニッケル複合酸化物と、リチウム化合物とを混合し、熱処理して、リチウム金属複合酸化物を得る製造方法において、あらかじめＭが固溶または添加されたニッケル複合水酸化物を６５０℃以上９００℃未満の温度で熱処理し、得られたニッケル複合酸化物とリチウム化合物の混合物を６５０℃以上８５０℃以下の温度で熱処理して、かつ、ニッケル複合酸化物を得る熱処理温度よりも、ニッケル複合酸化物とリチウム化合物との混合物の熱処理温度を低くすることを特徴とする非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法が開示されている。そして、これによれば、電池の高容量化、クーロン効率の向上および不可逆容量の低減化が可能な二次電池を提供することができると記載されている。
特許第４２８７９０１号公報 特許第４０７０５８５号公報 特許第３８３５２６６号公報
特許文献１〜３に記載のリチウム複合酸化物は、該酸化物を一次粒子径や比表面積等の観点から規定し、それによって種々の電池特性の向上を図ろうとするものであるが、それでもなお高品質のリチウムイオン電池用正極活物質としては改善の余地がある。
そこで、本発明は、良好な電池特性を有するリチウムイオン電池用正極活物質を提供することを課題とする。
本発明者は、鋭意検討した結果、正極活物質の酸素量、一次粒子の平均粒径及び比表面積と、電池特性との間に密接な相関関係があることを見出した。すなわち、正極活物質の酸素量がある値以上であり、且つ、一次粒子の平均粒径及び比表面積がそれぞれ所定の範囲内にあるとき、特に良好な電池特性が得られることを見出した。
上記知見を基礎にして完成した本発明は一側面において、
組成式：ＬｉxＮｉ1-yＭyＯ2+α
（前記式において、ＭはＳｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ及びＺｒから選択される１種以上であり、０．９≦ｘ≦１．１であり、０＜ｙ≦０．７であり、０．０５≦α≦０．２である。）
で表され、且つ、一次粒子を含み、タップ密度が１．３〜２．６ｇ／ｃｍ3であり、
前記一次粒子の平均粒径が１．６〜２．０μｍであり、比表面積が０．５〜１．０ｍ2／ｇであるリチウムイオン電池用正極活物質である。
本発明に係るリチウムイオン電池用正極活物質は一実施形態において、タップ密度が１．４〜２．６ｇ／ｃｍ3である。
本発明に係るリチウムイオン電池用正極活物質は別の実施形態において、タップ密度が１．８〜２．５ｇ／ｃｍ3である。
本発明に係るリチウムイオン電池用正極活物質は更に別の実施形態において、粒度分布グラフ（Ｘ軸：粒子径［μｍ］、Ｙ軸：相対粒子量［％］）において、粒径１μｍ以上で極大点を有し、極大点の粒径とメジアン径（Ｄ５０）との差が１．５μｍ以下である。
本発明に係るリチウムイオン電池用正極活物質は更に別の実施形態において、極大点の粒径が２〜１５μｍである。
本発明に係るリチウムイオン電池用正極活物質は更に別の実施形態において、Ｍが、Ｍｎ及びＣｏから選択される１種以上である。
本発明は、別の側面において、本発明に係るリチウムイオン電池用正極活物質を用いたリチウムイオン電池用正極である。
本発明は、更に別の側面において、本発明に係るリチウムイオン電池用正極を用いたリチウムイオン電池である。
本発明によれば、良好な電池特性を有するリチウムイオン電池用正極活物質を提供することができる。
実施例及び比較例に係る焼成温度−一次粒子径グラフである。 実施例及び比較例に係るＳＥＭ写真である。 実施例及び比較例に係る一次粒子径−タップ密度グラフである。 実施例及び比較例に係る正極活物質の粒度分布グラフである。
（リチウムイオン電池用正極活物質の構成）
本発明のリチウムイオン電池用正極活物質の材料としては、一般的なリチウムイオン電池用正極用の正極活物質として有用な化合物を広く用いることができるが、特に、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）等のリチウム含有遷移金属酸化物を用いるのが好ましい。このような材料を用いて作製される本発明のリチウムイオン電池用正極活物質は、
組成式：ＬｉxＮｉ1-yＭyＯ2+α
（前記式において、ＭはＳｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ及びＺｒから選択される１種以上であり、０．９≦ｘ≦１．１であり、０＜ｙ≦０．７であり、０．０５≦α≦０．２である。）
で表される。
リチウムイオン電池用正極活物質における全金属に対するリチウムの比率が０．９〜１．１であるが、これは、０．９未満では、安定した結晶構造を保持し難く、１．１超では容量が低くなるためである。
本発明のリチウムイオン電池用正極活物質は、酸素が組成式において上記のようにＯ2+ α（０．０５≦α≦０．２）と示され、過剰に含まれており、リチウムイオン電池に用いた場合、容量、レート特性及び容量保持率等の電池特性が良好となる。
本発明のリチウムイオン電池用正極活物質は、一次粒子を含み、一次粒子の平均粒径が０．３〜３．０μｍであり、比表面積が０．３〜２．３ｍ2／ｇである。
一次粒子の平均粒径がこのように０．３〜３．０μｍであると好ましい。平均粒径が０．３μｍ未満であると集電体への塗布が困難となる。平均粒径が３．０μｍ超であると充填時に空隙が生じやすくなり、充填性が低下する。また、一次粒子の平均粒径は、好ましくは０．６〜３．０μｍであり、より好ましくは１．６〜２．０μｍである。
比表面積がこのように０．３〜２．３ｍ2／ｇであると好ましい。比表面積が０．３ｍ2／ｇ未満であると反応面積が小さくなり、電流負荷特性が低下し、容量が低くなるため望ましくなく、比表面積が２．３ｍ2／ｇ超であると電極作製時に使用する溶剤量が増加し、集電体への塗布が困難となるため望ましくない。また、比表面積は、好ましくは０．４〜１．５ｍ2／ｇであり、より好ましくは０．５〜１．０ｍ2／ｇである。また、リチウムイオン電池用正極活物質は、一次粒子と、複数の一次粒子からなる二次粒子とが混合した粉末であってもよい。
本発明のリチウムイオン電池用正極活物質は、タップ密度が１．３〜２．６ｇ／ｃｍ3である。タップ密度が１．３ｇ／ｃｍ3未満であると同体積中の充填重量が少なくなるので高容量を確保し難くなる。また、タップ密度を向上させるためには高い焼成温度が必要となる。しかしながら、適正な焼成温度から大きく逸脱した高温で焼成を行うと、タップ密度は２．６ｇ／ｃｍ3超のように向上するが、正極材層状結晶構造が乱れてしまうために電気化学特性は低下してしまう。タップ密度は、好ましくは１．４〜２．６ｇ／ｃｍ3であり、より好ましくは１．８〜２．５ｇ／ｃｍ3である。
本発明のリチウムイオン電池用正極活物質は、粒度分布グラフ（Ｘ軸：粒子径［μｍ］、Ｙ軸：相対粒子量［％］）において、粒径１μｍ以上で極大点を有し、極大点の粒径とメジアン径（Ｄ５０）との差が１．５μｍ以下であるのが好ましい。このような構成によれば、一次粒子の粒径や形状の均一性が良好となり、個々の正極粒子間の電池特性のばらつきが少なくなる。極大点の粒径とメジアン径（Ｄ５０）との差は、より好ましくは１．０μｍ以下であり、典型的には０．２〜１．０μｍである。
また、前記極大点の粒径が２〜１５μｍであるのが好ましい。極大点の粒径が２μｍ未満であると、バインダーを有機溶媒（Ｎ−メチルピロリドン）に溶解したものに、正極材料と導電材とを混合してスラリー化し、Ａｌ箔上に塗布して乾燥後にプレスして正極電極とするが、この際に用いる有機溶媒量が多くなるため、正極電極中の正極活物質密度が低下して電池特性が不良となるという問題が生じる可能性がある。また、極大点の粒径が１５μｍ超であると、粒子間同士の空隙が大きくなり、タップ密度が低下して電池特性が不良となるという問題が生じる可能性がある。極大点の粒径は、より好ましくは、２〜１１μｍである。
（リチウムイオン電池用正極及びそれを用いたリチウムイオン電池の構成）
本発明の実施形態に係るリチウムイオン電池用正極は、例えば、上述の構成のリチウムイオン電池用正極活物質と、導電助剤と、バインダーとを混合して調製した正極合剤をアルミニウム箔等からなる集電体の片面または両面に設けた構造を有している。また、本発明の実施形態に係るリチウムイオン電池は、このような構成のリチウムイオン電池用正極を備えている。
（リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係るリチウムイオン電池用正極活物質の製造方法について詳細に説明する。
まず、金属塩溶液を作製する。当該金属は、Ｎｉ、及び、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ及びＺｒから選択される１種以上である。また、金属塩は硫酸塩、塩化物、硝酸塩、酢酸塩等であり、特に硝酸塩が好ましい。これは、焼成原料中に不純物として混入してもそのまま焼成できるため洗浄工程が省けることと、硝酸塩が酸化剤として機能し、焼成原料中の金属の酸化を促進する働きがあるためである。金属塩に含まれる各金属を所望のモル比率となるように調整しておく。これにより、正極活物質中の各金属のモル比率が決定する。
次に、炭酸リチウムを純水に懸濁させ、その後、上記金属の金属塩溶液を投入してリチウム塩溶液スラリーを作製する。このとき、スラリー中に微小粒のリチウム含有炭酸塩が析出する。なお、金属塩として硫酸塩や塩化物等熱処理時にそのリチウム化合物が反応しない場合は飽和炭酸リチウム溶液で洗浄した後、濾別する。硝酸塩や酢酸塩のように、そのリチウム化合物が熱処理中にリチウム原料として反応する場合は洗浄せず、そのまま濾別し、乾燥することにより焼成前駆体として用いることができる。
次に、濾別したリチウム含有炭酸塩を乾燥することにより、リチウム塩の複合体（リチウムイオン電池正極材用前駆体）の粉末を得る。
次に、所定の大きさの容量を有する焼成容器を準備し、この焼成容器にリチウムイオン電池正極材用前駆体の粉末を充填する。次に、リチウムイオン電池正極材用前駆体の粉末が充填された焼成容器を、焼成炉へ移設し、焼成を行う。焼成は、酸素雰囲気下で所定時間加熱保持することにより行う。また、１０１〜２０２ＫＰａでの加圧下で焼成を行うと、さらに組成中の酸素量が増加するため、好ましい。焼成温度は、正極活物質の結晶性（組成、一次粒子の平均粒径、非表面積、タップ密度、粒度分布）に影響する重要な要素であり、７００〜１１００℃で行うことができるが、原料として用いる炭酸リチウムの量及び金属組成との関係から適宜選択する。すなわち、本発明の正極活物質の結晶性を制御するためには、単純に焼成温度をある範囲に調整するだけでは足らず、リチウム塩の複合体の組成等との関係から、適切な焼成温度範囲が存在し、当該温度範囲で焼成を行うことが必要となる。例えば、本発明では、正極活物質のタップ密度が１．３〜２．６ｇ／ｃｍ3であるが、このような高いタップ密度を得るためには、原料となるリチウム塩の複合体の組成にもよるが、一般に用いられる焼成温度よりも高温で行う必要がある。
その後、焼成容器から粉末を取り出し、粉砕を行うことにより正極活物質の粉体を得る。
以下、本発明及びその利点をより良く理解するための実施例を提供するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
（実施例１〜１５）
まず、表１に記載の投入量の炭酸リチウムを純水３．２リットルに懸濁させた後、金属塩溶液を４．８リットル投入した。ここで、金属塩溶液は、各金属の硝酸塩の水和物を、各金属が表１に記載の組成比になるように調整し、また全金属モル数が１４モルになるように調整した。
なお、炭酸リチウムの懸濁量は、製品（リチウムイオン二次電池正極材料、すなわち正極活物質）をＬｉxＮｉ1-yＭyＯ2+αでｘが表１の値となる量であって、それぞれ次式で算出されたものである。
Ｗ（ｇ）＝７３．９×１４×（１＋０．５Ｘ）×Ａ
上記式において、「Ａ」は、析出反応として必要な量の他に、ろ過後の原料に残留する炭酸リチウム以外のリチウム化合物によるリチウムの量をあらかじめ懸濁量から引いておくために掛ける数値である。「Ａ」は、硝酸塩や酢酸塩のように、リチウム塩が焼成原料として反応する場合は０．９であり、硫酸塩や塩化物のように、リチウム塩が焼成原料として反応しない場合は１．０である。
この処理により溶液中に微小粒のリチウム含有炭酸塩が析出したが、この析出物を、フィルタープレスを使用して濾別した。
続いて、析出物を乾燥してリチウム含有炭酸塩（リチウムイオン電池正極材用前駆体）を得た。
次に、焼成容器を準備し、この焼成容器内にリチウム含有炭酸塩を充填した。次に、焼成容器を空気雰囲気炉に入れて、９００℃まで３時間で昇温させた後、表１に記載の保持温度まで４時間で昇温させ、次いで当該保持温度で２時間保持した後、３時間で放冷して酸化物を得た。次に、得られた酸化物を解砕し、リチウムイオン二次電池正極材の粉末を得た。
（実施例１６）
実施例１６として、原料の各金属を表１に示すような組成とし、金属塩を塩化物とし、リチウム含有炭酸塩を析出させた後、飽和炭酸リチウム溶液で洗浄し、濾過する以外は、実施例１〜１５と同様の処理を行った。
（実施例１７）
実施例１７として、原料の各金属を表１に示すような組成とし、金属塩を硫酸塩とし、リチウム含有炭酸塩を析出させた後、飽和炭酸リチウム溶液で洗浄し、濾過する以外は、実施例１〜１５と同様の処理を行った。
（実施例１８）
実施例１８として、原料の各金属を表１に示すような組成とし、焼成を大気圧下ではなく１２０ＫＰａの加圧下で行った以外は、実施例１〜１５と同様の処理を行った。
（比較例１〜７）
比較例１〜７として、原料の各金属を表１に示すような組成とし、実施例１〜１５と同様の処理を行った。
Figure 0005467144
（評価）
各正極材の粒度分布は、島津製作所製レーザ回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−３０００Ｊにより測定した。各正極材中の金属含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）で測定し、各金属の組成比（モル比）を算出した。また、酸素含有量はＬＥＣＯ法で測定しαを算出した。一次粒子の平均粒径は、各正極材の粉末のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）写真により１００個の一次粒子を観察し、それらの粒子径を算出して平均値を求めることにより算出した。比表面積はＢＥＴ値を、タップ密度は２００回タップ後の密度とした。
また、各正極材と、導電材と、バインダーとを８５：８：７の割合で秤量し、バインダーを有機溶媒（Ｎ−メチルピロリドン）に溶解したものに、正極材料と導電材とを混合してスラリー化し、Ａｌ箔上に塗布して乾燥後にプレスして正極とした。続いて、対極をＬｉとした評価用の２０３２型コインセルを作製し、電解液に１Ｍ−ＬｉＰＦ6をＥＣ−ＤＭＣ（１：１）に溶解したものを用いて、電流密度０．２Ｃの際の放電容量を測定した。また電流密度０．２Ｃのときの電池容量に対する電流密度２Ｃのときの、放電容量の比を算出してレート特性を得た。さらに、容量保持率は、室温で１Ｃの放電電流で得られた初期放電容量と１００サイクル後の放電容量を比較することによって測定した。
さらに、実施例及び比較例について、それぞれ正極活物質の粒度分布グラフ（Ｘ軸：粒子径［μｍ］、Ｙ軸：相対粒子量［％］）を描き、それに基づき粒径１μｍ以上の主ピークの極大点の粒径とメジアン径（Ｄ５０）とを確認した。
これらの結果を表２に示す。
Figure 0005467144
表２によれば、実施例１〜１８はいずれも電池特性が良好であった。
比較例１は、炭酸リチウムの懸濁量と金属組成と焼成温度との関係から、組成式：ＬｉxＮｉ1-yＭyＯ2+αにおけるリチウム分（ｘ）が大きくなり、正極材層状結晶構造以外にある余剰リチウムが導電性を妨げる不純物となるために電池特性が不良であった。
比較例２、６及び７は、焼成工程における保持温度が低すぎたため、粒子の成長が不均一且つ不十分となり、電池特性が不良であった。
比較例３は、炭酸リチウムの懸濁量が過少のため、組成式：ＬｉxＮｉ1-yＭyＯ2+αにおけるリチウム分（ｘ）が小さく、電池特性が不良であった。
比較例４は、炭酸リチウムの懸濁量が過多のため、組成式：ＬｉxＮｉ1-yＭyＯ2+αにおけるリチウム分（ｘ）が大きく、電池特性が不良であった。
比較例５は、焼成工程における保持温度が高すぎたため、組成式：ＬｉxＮｉ1-yＭyＯ2 +αにおける酸素分（２+α）が小さく、且つ、粒子が粗大化し、電池特性が不良であった。
次に、実施例１、２、３及び４、比較例１及び２で得られた結果から、図１に焼成温度−一次粒子径グラフを描いた。図１から、焼成温度（焼成の際の保持温度）が高くなるにつれて一次粒子の粒径が成長していることがわかる。
次に、実施例１及び２、比較例１のそれぞれのＳＥＭ写真を図２に示す。図２より、焼成温度１０００℃では一次粒子が寄り集まって大きな粒子を形成し、１０３０℃では一次粒子が良好に分散することがわかる。これは、解砕工程で焼成温度１０００℃以下では一次粒子が細かいため粉体が柔らかく、二次粒子を一次粒子として分散させるような解砕はできないが、１０３０℃以上で二次粒子から一次粒子へと解砕できたからである。
次に、実施例１、２、３及び４、比較例１及び２で得られた結果から、図３に一次粒子径−タップ密度グラフを描いた。図３から、一次粒子径が１．２μｍとなった１０３０℃以上の焼成温度では、得られた正極活物質の解砕性が高く、一次粒子が分散しており、タップ密度が向上することがわかる。
さらに、上述のようにして描いた正極活物質の粒度分布グラフにおいて、実施例１及び２、比較例１で得られた結果を図４に示す。実施例１及び２では、焼成温度が１０３０℃及び１０５０℃のとき、解砕により一次粒子として均一に分散し、粒度分布が均一になっている。比較例１では、焼成温度が１０００℃以下では一次粒子が細かいため粉体が柔らかく、二次粒子を一次粒子として分散させるような解砕はできない。そのため、一次粒子が寄り集まって大きな粒子を形成するため、粒度分布も不均一となった。
また、図４から、実施例１及び２では、粒径１μｍ未満の微細粒子による副ピークと粒径１μｍ以上の主ピークとからなり、主ピークが一つの極大点を有する均一な分布形状となっていることがわかる。さらに、主ピークの極大点における粒径とＤ５０との差が１．５μｍ以下となっていることがわかる。このように実施例１及び２は粒度分布が均一となっており、そのため種々の電池特性が良好であった。一方、比較例１では、主ピークの極大が複数存在しており不均一な分布形状を示している。ここで、極大が複数ある状態とは、極大と極大との間に頻度が低い方の極大の９５％以下の頻度を示す極小を有している状態を意味する。また、比較例１では、主ピークの極大点における粒径とＤ５０との差が１．５μｍ超となっている。このように、比較例１は粒度分布が不均一となっており、そのため種々の電池特性が不良であった。

Claims (8)

  1. 組成式：ＬｉxＮｉ1-yＭyＯ2+α
    （前記式において、ＭはＳｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ及びＺｒから選択される１種以上であり、０．９≦ｘ≦１．１であり、０＜ｙ≦０．７であり、０．０５≦α≦０．２である。）
    で表され、且つ、一次粒子を含み、タップ密度が１．３〜２．６ｇ／ｃｍ3であり、
    前記一次粒子の平均粒径が１．６〜２．０μｍであり、比表面積が０．５〜１．０ｍ2／ｇであるリチウムイオン電池用正極活物質。
  2. 前記タップ密度が１．４〜２．６ｇ／ｃｍ3である請求項１に記載のリチウムイオン電池用正極活物質。
  3. 前記タップ密度が１．８〜２．５ｇ／ｃｍ3である請求項２に記載のリチウムイオン電池用正極活物質。
  4. 粒度分布グラフ（Ｘ軸：粒子径［μｍ］、Ｙ軸：相対粒子量［％］）において、粒径１μｍ以上で極大点を有し、前記極大点の粒径とメジアン径（Ｄ５０）との差が１．５μｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のリチウムイオン電池用正極活物質。
  5. 前記極大点の粒径が２〜１５μｍである請求項４に記載のリチウムイオン電池用正極活物質。
  6. 前記Ｍが、Ｍｎ及びＣｏから選択される１種以上である請求項１〜５のいずれかに記載のリチウムイオン電池用正極活物質。
  7. 請求項１〜６のいずれかに記載のリチウムイオン電池用正極活物質を用いたリチウムイオン電池用正極。
  8. 請求項７に記載のリチウムイオン電池用正極を用いたリチウムイオン電池。
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