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公開番号2025144404
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024044160
出願日2024-03-19
発明の名称金属複合化合物及びリチウム二次電池用正極活物質の製造方法
出願人株式会社田中化学研究所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C01G 53/00 20060101AFI20250925BHJP(無機化学)
要約【課題】電荷移動抵抗が低いリチウム二次電池を提供できる金属複合化合物の提供。
【解決手段】少なくともNiとMnを含む金属複合化合物であって、前記金属複合化合物は、窒素ガスの吸着等温線からBarrett-Joyner-Halenda法により求められる微分細孔容積分布において、細孔直径が1nm以上50nm以下の領域の積分面積をAとし、細孔直径が50nmを超え200nm以下の領域の積分面積をBとしたとき、A/Bが1.5以上である、金属複合化合物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
少なくともＮｉとＭｎを含む金属複合化合物であって、
前記金属複合化合物は、窒素ガスの吸着等温線からＢａｒｒｅｔｔ－Ｊｏｙｎｅｒ－Ｈａｌｅｎｄａ法により求められる微分細孔容積分布において、細孔直径が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の領域の積分面積をＡとし、細孔直径が５０ｎｍを超え２００ｎｍ以下の領域の積分面積をＢとしたとき、
Ａ／Ｂが１．５以上である、金属複合化合物。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記Ａ／Ｂが１０以下である、請求項１に記載の金属複合化合物。
【請求項３】
前記微分細孔容積分布において、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の領域の積分面積をＣとし、１００ｎｍを超え２００ｎｍ以下の領域の積分面積をＤとしたとき、
ＣとＤとの差の絶対値が０．４０以下である、請求項１又は２に記載の金属複合化合物。
【請求項４】
前記微分細孔容積分布に存在する極大点のなかで、微分細孔容積が最大である第１の極大点の微分細孔容積の値Ｘが０．０８ｃｍ
３
／ｇ以上である、請求項１又は２に記載の金属複合化合物。
【請求項５】
前記微分細孔容積分布に存在する極大点のなかで、微分細孔容積が最大である第１の極大点の微分細孔容積の値Ｘと、前記第１の極大点の次に微分細孔容積が大きい第２の極大点の微分細孔容積の値Ｙとの比であるＸ／Ｙが、７以上である、請求項１又は２に記載の金属複合化合物。
【請求項６】
下記式（Ｉ）で表される、請求項１又は２に記載の金属複合化合物。
Ｎｉ
（１－ｘ－ｙ－ｗ）
Ｍｎ
ｗ
Ｍ１
ｘ
Ｍ２
ｙ
Ｏ
ｚ
（ＯＨ）
２－α
（Ｉ）
（式（Ｉ）中、０＜ｗ≦０．４、０≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦０．２、０＜ｘ＋ｙ＋ｗ＜１、０≦ｚ≦３、－０．５≦α≦２、及びα－ｚ＜２であり、Ｍ１はＣｏ及びＡｌからなる群より選ばれる１種以上の元素であり、Ｍ２はＦｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ及びＳｉからなる群より選ばれる１種以上の元素である。）
【請求項７】
請求項１又は２に記載の金属複合化合物と、リチウム化合物との混合物を焼成する工程を含む、リチウム二次電池用正極活物質の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属複合化合物及びリチウム二次電池用正極活物質の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池の正極に含まれる正極活物質は、例えば、リチウム化合物と、Ｌｉ以外の金属元素を含む金属複合化合物とを混合して焼成することで得られる。
【０００３】
リチウム二次電池の電池性能を向上させる技術として、正極活物質の原料となる金属複合化合物の物性を制御する試みがなされている。
【０００４】
例えば特許文献１は、金属複合化合物として、高密度の水酸化物前駆体を製造し、その前駆体を用いてリチウム遷移金属複合酸化物を製造する方法を開示している。また特許文献１は、このような水酸化物前駆体を用いて製造した正極活物質の体積当たりの放電容量（エネルギー密度）が大きいことを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
ＪＰ－Ｂ－７００４９５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リチウム二次電池の応用分野が広がる中、電荷移動抵抗の低減が求められる。
【０００７】
本発明は、電荷移動抵抗が低いリチウム二次電池を製造できる金属複合化合物を提供することを課題とする。さらに本発明は、これを用いたリチウム二次電池用正極活物質の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の［１］～［７］を包含する。
［１］少なくともＮｉとＭｎを含む金属複合化合物であって、前記金属複合化合物は、窒素ガスの吸着等温線からＢａｒｒｅｔｔ－Ｊｏｙｎｅｒ－Ｈａｌｅｎｄａ法により求められる微分細孔容積分布において、細孔直径が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の領域の積分面積をＡとし、細孔直径が５０ｎｍを超え２００ｎｍ以下の領域の積分面積をＢとしたとき、Ａ／Ｂが１．５以上である、金属複合化合物。
［２］前記Ａ／Ｂが１０以下である、［１］に記載の金属複合化合物。
［３］前記微分細孔容積分布において、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の領域の積分面積をＣとし、１００ｎｍを超え２００ｎｍ以下の領域の積分面積をＤとしたとき、ＣとＤとの差の絶対値が０．４０以下である、［１］又は［２］に記載の金属複合化合物。
［４］前記微分細孔容積分布に存在する極大点のなかで、微分細孔容積が最大である第１の極大点の微分細孔容積の値Ｘが０．０８ｃｍ
３
／ｇ以上である、［１］～［３］のいずれか１つに記載の金属複合化合物。
［５］前記微分細孔容積分布に存在する極大点のなかで、微分細孔容積が最大である第１の極大点の微分細孔容積の値Ｘと、前記第１の極大点の次に微分細孔容積が大きい第２の極大点の微分細孔容積の値Ｙとの比であるＸ／Ｙは、７以上である、［１］～［４］のいずれか１つに記載の金属複合化合物。
［６］下記式（Ｉ）で表される、［１］～［５］のいずれか１つに記載の金属複合化合物。
Ｎｉ
（１－ｘ－ｙ－ｗ）
Ｍｎ
ｗ
Ｍ１
ｘ
Ｍ２
ｙ
Ｏ
ｚ
（ＯＨ）
２－α
（Ｉ）
（式（Ｉ）中、０＜ｗ≦０．４、０≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦０．２、０＜ｘ＋ｙ＋ｗ＜１、０≦ｚ≦３、－０．５≦α≦２、及びα－ｚ＜２であり、Ｍ１はＣｏ及びＡｌからなる群より選ばれる１種以上の元素であり、Ｍ２はＦｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ及びＳｉからなる群より選ばれる１種以上の元素である。）
［７］［１］～［６］のいずれか１つに記載の金属複合化合物と、リチウム化合物との混合物を焼成する工程を含む、リチウム二次電池用正極活物質の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電荷移動抵抗が低いリチウム二次電池を製造できる金属複合化合物を得ることができる。さらに、このような金属複合化合物を用いたリチウム二次電池用正極活物質の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
リチウム二次電池の一例を示す模式図である。
全固体リチウム二次電池の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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