JP6136326B2 - Positive electrode material for lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、特に、リチウムイオン二次電池の正極材として有用な炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物とその製造方法に関する。   The present invention particularly relates to a lithium manganese composite oxide having a carbon film useful as a positive electrode material of a lithium ion secondary battery and a method for producing the same.

近年、多様な機器やシステムの発展により、動力源としての蓄電池の高性能化が期待されている。特にリチウムイオン電池は、携帯通信機器、ノート型パソコン等の電子機器の電源を担う二次電池として広く普及している。また、環境負荷低減の観点から、自動車のモータ駆動用バッテリや定置型蓄電池も急激に期待され、更なる高容量化が求められている。   In recent years, the development of various devices and systems is expected to improve the performance of storage batteries as a power source. In particular, lithium-ion batteries are widely used as secondary batteries that serve as power sources for electronic devices such as portable communication devices and laptop computers. In addition, from the viewpoint of reducing the environmental burden, motor drive batteries and stationary storage batteries for automobiles are also expected rapidly, and further increases in capacity are required.

リチウムイオン電池では、正極材として主にリチウムコバルト酸化物(LiCoO)が用いられているが、希少金属であるコバルトを多量に含むため、リチウムイオン電池のコストを上げる要因の一つになっている。特に車載用等への使用では電池の大型化が進むため、コストの高いLiCoOを使用するのは困難である。 In lithium ion batteries, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) is mainly used as a positive electrode material, but it contains a large amount of rare metal cobalt, which is one of the factors that increase the cost of lithium ion batteries. Yes. In particular, the use of LiCoO 2 with high cost is difficult because the size of the battery is increased for use in vehicles and the like.

リチウムコバルト酸化物の代替材料として、安価で資源的に豊富な元素からなる材料であるリチウムニッケル酸化物(LiNiO)、リチウムマンガン酸化物(LiMn)等が使用されることがある。しかしながら、LiNiOは、充電時電池の安全性を低下させてしまうという課題がある。また、LiMnは高温での充放電時に3価のMnが電解液中に溶出し、電池特性を劣化させてしまうことがある。 As an alternative material for lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4 ), or the like, which is an inexpensive and resource-rich material, may be used. However, LiNiO 2 has the problem of reducing the safety of the battery during charging. In addition, LiMn 2 O 4 may cause trivalent Mn to elute into the electrolyte during charge / discharge at a high temperature, thereby deteriorating battery characteristics.

リチウムイオン二次電池の高容量化及び低コスト化の課題を解決するために、LiMnO系の層状Li過剰正極が検討されている。特許文献1には、Mnの溶出を防ぐためにTiを含むリチウムマンガン系複合酸化物が記載されている。特許文献2には、更なる低コスト化のため、Feを含むリチウムフェライト系複合酸化物が記載されている。特許文献3には、マンガン化合物、鉄化合物およびニッケル化合物を用いて製造されるリチウムフェライト系複合酸化物の製造方法が記載されている。特許文献4には、ピレン等のベンゼン環4個からなる有機化合物を用いて電極材料の粒子の表面に炭素をコーティングする方法が記載されている。 In order to solve the problems of increasing the capacity and reducing the cost of lithium ion secondary batteries, a Li 2 MnO 3 -based layered Li-rich positive electrode has been studied. Patent Document 1 describes a lithium manganese composite oxide containing Ti in order to prevent elution of Mn. Patent Document 2 describes a lithium ferrite composite oxide containing Fe for further cost reduction. Patent Document 3 describes a method for producing a lithium ferrite composite oxide produced using a manganese compound, an iron compound, and a nickel compound. Patent Document 4 describes a method of coating the surface of particles of electrode material with carbon using an organic compound composed of four benzene rings such as pyrene.

特許第4963059号公報Japanese Patent No. 4963059 特許第3940788号公報Japanese Patent No. 3940788 特開2006−036621号公報JP 2006-036621 A 特開2009−245762号公報JP 2009-245762 A

しかしながら、上記特許文献に記載の方法では、層状Li過剰正極で問題となりやすい低い放電特性、及び低い耐久性の問題を克服するには不十分であり改善の余地があった。本発明は、これら問題点を改善できる正極材を提供することを目的とする。   However, the methods described in the above-mentioned patent documents are insufficient to overcome the problems of low discharge characteristics and low durability, which tend to be a problem with a layered Li-excess positive electrode, and there is room for improvement. An object of this invention is to provide the positive electrode material which can improve these problems.

本実施形態の一は、組成式Li1+x(FeNiMn1−y−z1−x(0<x<1/3,0≦y,z<0.6)で表されるリチウムマンガン系複合酸化物の表面の少なくとも一部が炭素皮膜によって被覆されていることを特徴とする炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物に関する。 One of the embodiments is represented by the composition formula Li 1 + x (Fe y Ni z Mn 1-yz ) 1-x O 2 (0 <x <1/3, 0 ≦ y, z <0.6). The present invention relates to a lithium manganese composite oxide having a carbon film, wherein at least a part of the surface of the lithium manganese composite oxide is coated with a carbon film.

本実施形態の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物を正極材として用いると、放電レート特性が高く、かつ、サイクル特性が高いリチウムイオン二次電池を提供することができる。   When the lithium manganese composite oxide having a carbon film of this embodiment is used as a positive electrode material, a lithium ion secondary battery having high discharge rate characteristics and high cycle characteristics can be provided.

本実施形態の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の製造方法の概要の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the outline | summary of the manufacturing method of the lithium manganese type complex oxide which has a carbon film of this embodiment.

本実施形態のリチウムマンガン系複合酸化物は、下記式(1):
Li1+x(FeNiMn1−y−z1−x 式(1)
(式(1)中、0<x<1/3,0≦y,z<0.6である)
で表されるリチウムマンガン系複合酸化物の表面の少なくとも一部が炭素皮膜によって被覆されている。
The lithium manganese composite oxide of the present embodiment has the following formula (1):
Li 1 + x (Fe y Ni z Mn 1-y-z) 1-x O 2 Formula (1)
(In formula (1), 0 <x <1/3, 0 ≦ y, z <0.6)
At least a part of the surface of the lithium manganese composite oxide represented by is covered with a carbon film.

式(1)で表される化合物は、Li過剰のリチウムマンガン系複合酸化物である。式(1)中、yは0≦yであり、0.1<yであることが好ましく、0.1<y≦0.5であることがより好ましい。また、zはz<0.6であり、z<0.2であることが好ましく、0であってもよい。   The compound represented by the formula (1) is a Li-rich lithium manganese composite oxide. In formula (1), y is 0 ≦ y, preferably 0.1 <y, and more preferably 0.1 <y ≦ 0.5. Z is z <0.6, preferably z <0.2, and may be 0.

本実施形態において、式(1)で表されるリチウムマンガン系複合酸化物の表面の少なくとも一部(全部を含む)は、炭素皮膜により被覆されている。リチウムマンガン系複合酸化物が炭素皮膜を有することにより、これをリチウムイオン二次電池の電極材として用いた場合、放電容量およびサイクル特性が向上する。これは、炭素皮膜により、導電性が付与されて放電特性が向上し、さらに、金属等の溶出が抑制されることにより、耐久性が向上したからであると思われる。   In the present embodiment, at least a part (including all) of the surface of the lithium manganese composite oxide represented by the formula (1) is covered with a carbon film. When the lithium manganese based composite oxide has a carbon film, when this is used as an electrode material of a lithium ion secondary battery, the discharge capacity and cycle characteristics are improved. This is presumably because the carbon coating imparts conductivity and improves the discharge characteristics, and further, the elution of metals and the like is suppressed, thereby improving the durability.

なお、本明細書において、「式(1)で表されるリチウムマンガン系複合酸化物」のことを、単に「リチウムマンガン系複合酸化物」と記載することがある。また、「ポルフィリン化合物および/またはフタロシアニン化合物」のことを、単に「ポルフィリン化合物等」と記載することがある。   In the present specification, the “lithium manganese composite oxide represented by the formula (1)” may be simply referred to as “lithium manganese composite oxide”. In addition, “porphyrin compound and / or phthalocyanine compound” may be simply referred to as “porphyrin compound and the like”.

図1に、本実施形態の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の製造方法の一例を示す。   In FIG. 1, an example of the manufacturing method of the lithium manganese type complex oxide which has the carbon film of this embodiment is shown.

図1においては、まず、溶媒中にポルフィリン化合物および/またはフタロシアニン化合物を分散させてポリフィン化合物等の溶液を製造した後、式(1)で表されるLi過剰のリチウムマンガン系複合酸化物を加える(図1の(a))。そして、リチウムマンガン系複合酸化物を超音波等により溶液中に分散させた後吸引ろ過することにより、ポルフィリン化合物等が表面の一部または全部に吸着したリチウムマンガン系複合酸化物が得られる(図1の(b)(吸着工程))。上記ポルフィリン化合物は平面分子であり、窒素を含んでいるため、リチウムマンガン系複合酸化物の表面に、窒素分子が起点となり効率的に吸着することができる。   In FIG. 1, first, after a porphyrin compound and / or a phthalocyanine compound is dispersed in a solvent to produce a solution of a polyfin compound or the like, a Li-excess lithium manganese composite oxide represented by the formula (1) is added. ((A) of FIG. 1). Then, the lithium manganese composite oxide is dispersed in the solution with ultrasonic waves and then filtered by suction to obtain a lithium manganese composite oxide in which the porphyrin compound or the like is adsorbed on a part or all of the surface (FIG. 1 (b) (adsorption process)). Since the porphyrin compound is a planar molecule and contains nitrogen, the nitrogen molecule can be efficiently adsorbed on the surface of the lithium manganese composite oxide.

続いて、不活性雰囲気下において、例えば600℃で熱処理することで、リチウムマンガン系複合酸化物に吸着したポルフィリン化合物等が熱分解し、リチウムマンガン系複合酸化物と融合して融合体を形成する(図1の(c)(熱処理工程))。この融合体においては、リチウムマンガン系複合酸化物の表面に炭化物(第一の炭素皮膜)が形成されている。   Subsequently, a heat treatment at, for example, 600 ° C. in an inert atmosphere causes the porphyrin compound adsorbed on the lithium manganese composite oxide to be thermally decomposed and fused with the lithium manganese composite oxide to form a fusion product. ((C) of FIG. 1 (heat treatment process)). In this fusion, a carbide (first carbon film) is formed on the surface of the lithium manganese composite oxide.

本実施形態においては、さらに、炭素源を使用して化学気相蒸着法(CVD法)等によりリチウムマンガン系複合酸化物に第二の炭素皮膜を形成させてもよい(図1の(d)(CVD工程))。この際には、リチウムマンガン系複合酸化物の表面に形成された上記第一の炭素皮膜である炭化物が起点となり、第二の炭素皮膜が効率よく積層される。   In the present embodiment, a second carbon film may be formed on the lithium manganese composite oxide by a chemical vapor deposition method (CVD method) or the like using a carbon source ((d) in FIG. 1). (CVD process)). In this case, the carbide that is the first carbon film formed on the surface of the lithium manganese composite oxide is used as a starting point, and the second carbon film is efficiently laminated.

吸着工程において用いるポルフィリン化合物およびフタロシアニン化合物は、それぞれ、金属を有しない化合物であっても金属を含有する錯体であってもよい。なお、本明細書においては、「金属を含有しないポルフィリン化合物」および「金属を含有しないフタロシアニン化合物」のことを、それぞれ、単に「ポルフィリン錯体」および「フタロシアニン錯体」と記載することもある。金属を含有するポルフィリン錯体または金属を含有するフタロシアニン錯体(以下、「金属含有錯体」と記載することもある)において、配位する金属としては、Fe、Co、Ni、Cu、Mgなどが挙げられる。本実施形態においては、金属を含有しないポルフィリン錯体、金属を含有しないフタロシアニン錯体、金属を含有するポルフィリン錯体、および金属を含有するフタロシアニン錯体から選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましく、これらから選ばれる二種以上を併用してもよい。また、ポルフィリン化合物およびフタロシアニン化合物は置換基を有していてもよい。置換基としては、特に限定はされないが、カルボキシル基、カルボニル基、水酸基、メチル基、エチル基等が挙げられる。   Each of the porphyrin compound and the phthalocyanine compound used in the adsorption step may be a compound having no metal or a complex containing a metal. In the present specification, “metal-free porphyrin compound” and “metal-free phthalocyanine compound” may be simply referred to as “porphyrin complex” and “phthalocyanine complex”, respectively. In the metal-containing porphyrin complex or metal-containing phthalocyanine complex (hereinafter sometimes referred to as “metal-containing complex”), examples of the coordinated metal include Fe, Co, Ni, Cu, and Mg. . In this embodiment, it is preferable to use at least one selected from a porphyrin complex not containing a metal, a phthalocyanine complex not containing a metal, a porphyrin complex containing a metal, and a phthalocyanine complex containing a metal. More than one species may be used in combination. Moreover, the porphyrin compound and the phthalocyanine compound may have a substituent. Although it does not specifically limit as a substituent, A carboxyl group, a carbonyl group, a hydroxyl group, a methyl group, an ethyl group etc. are mentioned.

ポルフィリン化合物および/またはフタロシアニン化合物をリチウムマンガン系複合酸化物の表面に吸着させる方法としては、液相法または気相法を挙げることができるが、液相(溶媒)中で、ポルフィリン化合物等をリチウムマンガン系複合酸化物の表面に吸着させる方法が好ましい。例えば、ポルフィリン化合物等が溶解した溶液中にリチウムマンガン系複合酸化物を分散させて混合してもよいし、溶媒中に、ポルフィリン化合物等とリチウムマンガン系複合酸化物を一緒に加えて混合してもよい。また、ポルフィリン化合物等とリチウムマンガン系複合酸化物とを混合した後、濃縮乾固法や含浸法等の手法を用いてもよいし、吸引ろ過して溶媒を除去してもよい。このポルフィリン化合物等の吸着の際に用いる溶媒としては水系溶媒、有機溶媒系などを使用することができる。有機溶媒系としては、テトラヒドロフラン(THF)、アセトニトリル、ジクロロメタンなどが好ましい。水系溶媒としては、硫酸、硝酸、塩酸等が好ましい。   Examples of the method for adsorbing the porphyrin compound and / or phthalocyanine compound on the surface of the lithium manganese composite oxide include a liquid phase method and a gas phase method. A method of adsorbing on the surface of the manganese-based composite oxide is preferable. For example, a lithium manganese complex oxide may be dispersed and mixed in a solution in which a porphyrin compound or the like is dissolved, or a porphyrin compound and a lithium manganese complex oxide are added together in a solvent and mixed. Also good. Moreover, after mixing a porphyrin compound etc. and lithium manganese type complex oxide, methods, such as a concentration-drying method and an impregnation method, may be used, and a solvent may be removed by suction filtration. As the solvent used for the adsorption of the porphyrin compound and the like, an aqueous solvent, an organic solvent system and the like can be used. As the organic solvent system, tetrahydrofuran (THF), acetonitrile, dichloromethane and the like are preferable. As the aqueous solvent, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid and the like are preferable.

吸着工程におけるポルフィリン化合物等とリチウムマンガン系複合酸化物との混合比は特に限定はされないが、質量比で、0.1:99.9〜20:80が好ましく、1:99〜10:90がより好ましい。溶媒の使用量は、特に限定はされないが、ポルフィリン化合物等と溶媒との合計質量に対して、ポルフィリン化合物等の質量濃度が1〜20質量%となるように用いることが好ましい。   The mixing ratio of the porphyrin compound or the like and the lithium manganese composite oxide in the adsorption step is not particularly limited, but is preferably 0.1: 99.9 to 20:80, and preferably 1:99 to 10:90 in terms of mass ratio. More preferred. Although the usage-amount of a solvent is not specifically limited, It is preferable to use so that mass concentration of a porphyrin compound etc. may become 1-20 mass% with respect to the total mass of a porphyrin compound etc. and a solvent.

吸着工程の後に行う熱処理工程により、リチウムマンガン系複合酸化物の表面の少なくとも一部に第一の炭素皮膜が形成される。熱処理工程は、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下、窒素雰囲気下、水素雰囲気下もしくはそれらのガスのうち2種以上を組み合わせた雰囲気下、または、真空雰囲気下で行うことが出来る。この場合、加熱処理温度は400〜900℃の範囲が好ましく、500〜650℃の範囲がより好ましい。加熱温度が低すぎると、ポルフィリンが分解することができない場合がある。また、加熱温度が高すぎると、リチウムマンガン系複合酸化物が溶融してしまい肥大化してしまう場合がある。また、熱処理時間は、特に限定されないが、20分以上が好ましく、30分以上が好ましく、60分以上がより好ましく、3時間以下が好ましい。   A first carbon film is formed on at least a part of the surface of the lithium manganese composite oxide by a heat treatment step performed after the adsorption step. The heat treatment step can be performed in an inert gas atmosphere such as argon gas, a nitrogen atmosphere, a hydrogen atmosphere, an atmosphere in which two or more of these gases are combined, or a vacuum atmosphere. In this case, the heat treatment temperature is preferably in the range of 400 to 900 ° C, more preferably in the range of 500 to 650 ° C. If the heating temperature is too low, the porphyrin may not be decomposed. If the heating temperature is too high, the lithium manganese composite oxide may melt and become enlarged. The heat treatment time is not particularly limited, but is preferably 20 minutes or more, preferably 30 minutes or more, more preferably 60 minutes or more, and preferably 3 hours or less.

本実施形態においては、上記熱処理後に、リチウムマンガン系複合酸化物上にさらに第二の炭素皮膜を形成させてもよい。第二の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物を正極材として用いると、より放電特性およびサイクル特性の高いリチウムイオン二次電池を製造することができる。第二の炭素皮膜の形成は、例えば、スパッタ、アーク蒸着、化学蒸着などで行うことができる。特に化学蒸着である化学気相堆積法(CVD法)が蒸着温度、蒸着雰囲気を制御しやすく好ましい。   In the present embodiment, a second carbon film may be further formed on the lithium manganese composite oxide after the heat treatment. When the lithium manganese composite oxide having the second carbon film is used as the positive electrode material, a lithium ion secondary battery with higher discharge characteristics and cycle characteristics can be produced. The formation of the second carbon film can be performed, for example, by sputtering, arc vapor deposition, chemical vapor deposition, or the like. In particular, the chemical vapor deposition method (CVD method) which is chemical vapor deposition is preferable because the vapor deposition temperature and vapor deposition atmosphere can be easily controlled.

CVD法を用いる場合、例えば、上記によりポルフィリンを吸着させたリチウムマンガン系複合酸化物を熱処理した試料(すなわち、第一の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物)を、アルミナや石英のボート等に入れるか、またはガス中に浮遊もしくは搬送する方法を挙げることができる。   When using the CVD method, for example, a sample obtained by heat-treating a lithium manganese composite oxide having porphyrin adsorbed as described above (that is, a lithium manganese composite oxide having a first carbon film) is used as an alumina or quartz boat, etc. Or a method of floating or transporting in a gas.

CVD反応における炭素源化合物としては、熱分解により炭素を生成するものであれば、適宜選択できる。炭素源化合物としては、例えば、メタン、エタン、エチレン、アセチレン等の炭化水素化合物やメタノール、エタノール、ベンゼン、トルエン等の有機溶媒、CO等を使用できる。また、雰囲気ガスとしては、アルゴン等の不活性ガス、窒素ガス、あるいはこれらと水素との混合ガスを使用することができる。CVD反応における温度は、400〜900℃にすることが好ましい。また、CVD処理を行う時間は特に限定されないが、5分以上が好ましく、20分以上がより好ましく、3時間以下が好ましい。   The carbon source compound in the CVD reaction can be appropriately selected as long as it generates carbon by thermal decomposition. Examples of the carbon source compound that can be used include hydrocarbon compounds such as methane, ethane, ethylene, and acetylene, organic solvents such as methanol, ethanol, benzene, and toluene, and CO. As the atmospheric gas, an inert gas such as argon, nitrogen gas, or a mixed gas of these with hydrogen can be used. The temperature in the CVD reaction is preferably 400 to 900 ° C. The time for performing the CVD treatment is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or more, more preferably 20 minutes or more, and preferably 3 hours or less.

CVD反応を行う際の、炭素源及び雰囲気ガスの流量は、特に限定はされないが、1mL/min〜10L/minの範囲であることが好ましい。炭素源の流量は10mL/min〜500mL/minであると、より均一に被膜することができるので好ましい。また、雰囲気ガスの流量は100mL/min〜1000mL/minの範囲がより好ましい。圧力は、10〜10000Torrの範囲であることが好ましく、400〜850Torrであることがより好ましい。   The flow rates of the carbon source and the atmospheric gas during the CVD reaction are not particularly limited, but are preferably in the range of 1 mL / min to 10 L / min. It is preferable that the flow rate of the carbon source is 10 mL / min to 500 mL / min because a more uniform film can be formed. The flow rate of the atmospheric gas is more preferably in the range of 100 mL / min to 1000 mL / min. The pressure is preferably in the range of 10 to 10000 Torr, and more preferably 400 to 850 Torr.

本実施形態により得られる炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物において、炭素含有量(第二の炭素皮膜を有する場合は第一の炭素皮膜と第二の炭素皮膜を構成する炭素の合計含有量)は、炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の全質量に対して0wt%より大きく10wt%以下であることが好ましい。炭素含有量が多すぎると容量が減少するため実用的ではない。この炭素含有量は、例えば、試料を酸素雰囲気下で炭素成分を400〜500℃付近で燃焼させて重量を測定し、減少した重量から算出することができる。   In the lithium manganese composite oxide having a carbon film obtained according to the present embodiment, the carbon content (the total content of carbon constituting the first carbon film and the second carbon film in the case of having the second carbon film) ) Is preferably more than 0 wt% and 10 wt% or less with respect to the total mass of the lithium manganese composite oxide having a carbon film. If the carbon content is too high, the capacity decreases, which is not practical. The carbon content can be calculated, for example, by measuring the weight of a sample by burning the carbon component in the vicinity of 400 to 500 ° C. in an oxygen atmosphere and reducing the weight.

本実施形態においては、上記で得られた炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物をリチウムイオン二次電池の電極材、好ましくは正極材(正極活物質)として用いることができる。本実施形態において、正極は、上記で得られた正極材と、バインダ、および必要に応じて導電助材を含む正極活物質層を、正極集電体上に形成することにより製造することができる。   In the present embodiment, the lithium manganese composite oxide having the carbon film obtained above can be used as an electrode material of a lithium ion secondary battery, preferably a positive electrode material (positive electrode active material). In the present embodiment, the positive electrode can be produced by forming a positive electrode active material layer including the positive electrode material obtained above, a binder, and, if necessary, a conductive additive on the positive electrode current collector. .

導電助材としては、黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、グラフェンシートなどが挙げられ、一種を単独で用いてもよいしこれらのうち二種以上の混合物を用いてもよい。   Examples of the conductive additive include graphite, acetylene black, ketjen black, carbon fiber, carbon nanotube, carbon nanohorn, graphene sheet, etc., one kind may be used alone, or a mixture of two or more kinds of these may be used. May be.

バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミドが挙げられる。正極に使用するバインダの量は、正極材(正極活物質)100質量部に対して2〜10質量部が好ましい。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVdF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, styrene-butadiene copolymer rubber, polytetrafluoroethylene, polypropylene, and polyethylene. , Polyimide, and polyamideimide. As for the quantity of the binder used for a positive electrode, 2-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of positive electrode materials (positive electrode active material).

本実施形態においては、負極、本発明の正極材を含む正極、電解質、およびセパレータ等の使用により、リチウムイオン二次電池を作製することができる。   In this embodiment, a lithium ion secondary battery can be produced by using a negative electrode, a positive electrode including the positive electrode material of the present invention, an electrolyte, a separator, and the like.

本実施形態のリチウムイオン二次電池の一態様としては、アルミニウム箔等の金属からなる正極集電体と、その上に設けられた本実施形態の正極材を含む正極活物質層とから形成される正極、及び銅箔等の金属からなる負極集電体と、その上に設けられた負極活物質を含有する負極活物質層とから形成される負極を有する。正極および負極は、正極活物質層と負極活物質層とが対向するように、不織布やポリプロピレン微多孔膜などからなるセパレータを介して積層されている。この電極対は、アルミニウムラミネートフィルム等の外装体で形成された容器内に収容されている。正極集電体には正極タブが接続され、負極集電体には負極タブが接続され、これらのタブは容器の外に引き出されている。容器内には電解液が注入され封止される。複数の電極対が積層された電極群が容器内に収容された構造とすることもできる。   As one aspect of the lithium ion secondary battery of this embodiment, it is formed from a positive electrode current collector made of a metal such as aluminum foil, and a positive electrode active material layer including the positive electrode material of this embodiment provided thereon. And a negative electrode current collector made of a metal such as copper foil and a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material provided thereon. The positive electrode and the negative electrode are laminated via a separator made of a nonwoven fabric or a polypropylene microporous film so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other. This electrode pair is accommodated in a container formed of an exterior body such as an aluminum laminate film. A positive electrode tab is connected to the positive electrode current collector, a negative electrode tab is connected to the negative electrode current collector, and these tabs are drawn out of the container. An electrolytic solution is injected into the container and sealed. It can also be set as the structure where the electrode group by which the several electrode pair was laminated | stacked was accommodated in the container.

電解液としては、非水溶媒中、例えば、LiPF、LiClO、LiBF、LiAlO,LiAlCl、LiSbF、LiSCN、LiCl,LiCFSO等のリチウム塩の電解質を含む非水溶液を用いることができる。これら電解質は1種を単独で用いてもよく、または、2種以上を混合したものを用いてもよい。 As the electrolytic solution, a nonaqueous solution containing an electrolyte of a lithium salt such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, LiCl, LiCF 3 SO 3 is used in a non-aqueous solvent. be able to. These electrolytes may be used alone or in a mixture of two or more.

電解液の非水溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどが挙げられ、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。   Examples of the non-aqueous solvent for the electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. One type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

負極活物質としては、黒鉛を代表とする炭素材、シリコン、及びその化合物を使用でき、これらのうち二種以上を混合して用いてもよい。   As the negative electrode active material, a carbon material typified by graphite, silicon, and a compound thereof can be used, and two or more of these may be mixed and used.

以下に実施例を示し、本発明について説明するが、以下の例によって本発明が限定されることはない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(製造例1)
金属を含有しないポルフィリン錯体(6mg)をTHF(テトラヒドロフラン)(20ml)に溶かした後、Li1.26Mn0.52Fe0.22(試料A)(400mg)を混ぜ、超音波処理により分散させた。その後、フィルター処理で試料を回収し、100℃、窒素雰囲気下、12時間乾燥させた。これにより得られた試料を電気炉に入れ、Ar雰囲気下(500ml/min)で、600℃、30分で熱処理を行い、試料Bを得た。酸素雰囲気下での熱重量分析の結果、炭素の成分は400℃付近で燃焼し、重量の減少値から、試料B全体に対して2wt%の炭素に吸着していることが分かった。
(Production Example 1)
After dissolving a metal-free porphyrin complex (6 mg) in THF (tetrahydrofuran) (20 ml), Li 1.26 Mn 0.52 Fe 0.22 O 2 (sample A) (400 mg) was mixed and sonicated. Dispersed. Thereafter, the sample was collected by filtering and dried at 100 ° C. under a nitrogen atmosphere for 12 hours. The sample thus obtained was put in an electric furnace and heat-treated at 600 ° C. for 30 minutes in an Ar atmosphere (500 ml / min) to obtain Sample B. As a result of thermogravimetric analysis under an oxygen atmosphere, it was found that the carbon component combusted at around 400 ° C., and from the weight reduction value, it was adsorbed to 2 wt% of carbon relative to the entire sample B.

(製造例2)
製造例1で作製した試料Bを、電気炉でAr雰囲気下、700℃に加熱し、トルエンを炭素源にしてArガスでバブリングすることでCVDを15分間行い、試料Cを得た。この時、Arの流量は、300ml/minで行った。CVD後の試料Cについて酸素雰囲気下での熱重量分析を行った。その結果、炭素の成分は400℃〜500℃付近で燃焼し、重量減少から試料C全体に対して4wt%の炭素が吸着していることが分かった。
(Production Example 2)
Sample B produced in Production Example 1 was heated to 700 ° C. in an Ar atmosphere in an electric furnace, and bubbled with Ar gas using toluene as a carbon source, whereby CVD was performed for 15 minutes to obtain Sample C. At this time, the flow rate of Ar was 300 ml / min. Thermogravimetric analysis was performed on the sample C after CVD in an oxygen atmosphere. As a result, it was found that the carbon component burned in the vicinity of 400 ° C. to 500 ° C., and 4 wt% of carbon was adsorbed with respect to the entire sample C from the weight reduction.

(比較例1)
未処理のLi1.26Mn0.52Fe0.22(試料A)を正極材として、バインダであるPVdFと、導電助材であるカーボンブラックとを質量比が(正極材:バインダ:導電助材=94:4:2)となるように混合し、溶媒としてN−メチル−2−ピロリジノンを使ってペーストを作製した。得られたペーストを集電体用のAl箔に厚さ70μmで塗布した。その後、これを120℃で1時間乾燥させた後、ローラプレスにより電極を加圧成形し、2cmに打ち抜き正極とした。対極は、黒鉛を使用した。電解液はLiPFを、体積比で4:6のエチレンカーボネートとジメチルカーボネートに1Mで混合した。セパレータは、厚さ30μmのポリエチレン製多孔質フィルムを用いて、評価用のリチウムイオン二次電池セルを作製した。得られたリチウムイオン二次電池セルを充放電試験機にセットし、電圧が4.8V〜2.0Vの領域で充放電を行った。5mA/g、20mA/g、40mA/gの電流量で放電した結果を、それぞれ表1に示す。また、20サイクル後の容量維持率(初回の放電容量に対する20サイクル後の放電容量)も表1に示す(4.5〜2.0V、30℃)。
(Comparative Example 1)
Using untreated Li 1.26 Mn 0.52 Fe 0.22 O 2 (sample A) as the positive electrode material, the PVdF as the binder and the carbon black as the conductive additive have a mass ratio (positive electrode material: binder: A paste was prepared using N-methyl-2-pyrrolidinone as a solvent. The obtained paste was applied to an Al foil for a current collector with a thickness of 70 μm. Then, after drying this at 120 degreeC for 1 hour, the electrode was pressure-molded with the roller press and it punched out to 2 cm2, and was set as the positive electrode. As the counter electrode, graphite was used. As the electrolyte, LiPF 6 was mixed at a volume ratio of 1: 6 with 4: 6 ethylene carbonate and dimethyl carbonate. As the separator, a lithium ion secondary battery cell for evaluation was prepared using a polyethylene porous film having a thickness of 30 μm. The obtained lithium ion secondary battery cell was set in a charging / discharging tester, and charging / discharging was performed in a voltage range of 4.8V to 2.0V. Table 1 shows the results of discharging at a current amount of 5 mA / g, 20 mA / g, and 40 mA / g, respectively. Moreover, the capacity maintenance rate after 20 cycles (discharge capacity after 20 cycles with respect to the initial discharge capacity) is also shown in Table 1 (4.5 to 2.0 V, 30 ° C.).

(実施例1)
正極材として、試料Aに代えて、ポルフィリン錯体吸着後に熱処理したLi1.26Mn0.52Fe0.22(製造例1により得られた試料B)を用いた以外は比較例1と同様にリチウムイオン二次電池セルを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
Example 1
Comparative Example 1 except that instead of Sample A, Li 1.26 Mn 0.52 Fe 0.22 O 2 (Sample B obtained in Production Example 1) heat-treated after adsorption of the porphyrin complex was used as the positive electrode material. Similarly, lithium ion secondary battery cells were produced and evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
正極材として、試料Aに代えて、熱処理後にCVDによりさらに炭素被膜を蒸着したLi1.26Mn0.52Fe0.22(製造例2により得られた試料C)を用いた以外は比較例1と同様にリチウムイオン二次電池セルを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 2)
As the positive electrode material, Li 1.26 Mn 0.52 Fe 0.22 O 2 (Sample C obtained in Production Example 2) in which a carbon film was further deposited by CVD after heat treatment was used instead of Sample A. A lithium ion secondary battery cell was prepared and evaluated in the same manner as in Comparative Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 0006136326
Figure 0006136326

正極材として、炭素をコートした試料Bまたは試料Cを用いることにより、炭素をコートしていない試料Aを用いた場合に比べて放電容量の低下が改善していることが分かった。また、実施例1と実施例2の結果から、CVDで炭素をコートして、第二の炭素皮膜を形成させた実施例2の方が、より特性が高いことが示された。20サイクル後の容量維持率も試料A<試料B<試料Cの順に改善した。これは、金属などの溶出が炭素皮膜により抑制されている結果であると思われる。   It was found that the use of the sample B or sample C coated with carbon as the positive electrode material improved the reduction in discharge capacity as compared with the case of using the sample A not coated with carbon. Further, the results of Example 1 and Example 2 showed that Example 2 in which carbon was coated by CVD to form a second carbon film had higher characteristics. The capacity retention rate after 20 cycles was also improved in the order of sample A <sample B <sample C. This seems to be a result of the elution of metals and the like being suppressed by the carbon film.

(製造例3)
Ni−ポルフィリン錯体(6mg)をTHF(20ml)に溶かした後、Li1.26Mn0.52Fe0.22(試料A)(400mg)を混ぜ、超音波処理により分散させた。その後、フィルター処理で試料を回収し、100℃、窒素雰囲気下、12時間で乾燥させた。得られた試料を電気炉に入れ、Ar雰囲気下(500ml/min)で、600℃、30分で熱処理を行い、試料B’を得た。酸素雰囲気下での熱重量分析の結果、炭素の成分は400℃付近で燃焼し、重量減少から試料B’全体に対して2wt%の炭素が吸着していることが分かった。また、SEM/EDXで評価したところ、SEM観察からは、表面形態はポルフィリン錯体中のNiの有無で大きな変化がなかった。しかしながら、EDX結果からNiが検出され、表面にNi化合物が存在していることが分かった。
(Production Example 3)
After dissolving Ni-porphyrin complex (6 mg) in THF (20 ml), Li 1.26 Mn 0.52 Fe 0.22 O 2 (sample A) (400 mg) was mixed and dispersed by ultrasonic treatment. Thereafter, the sample was collected by filtering and dried in a nitrogen atmosphere at 100 ° C. for 12 hours. The obtained sample was put in an electric furnace and heat-treated at 600 ° C. for 30 minutes in an Ar atmosphere (500 ml / min) to obtain sample B ′. As a result of thermogravimetric analysis in an oxygen atmosphere, it was found that the carbon component burned around 400 ° C., and from the weight reduction, 2 wt% of carbon was adsorbed to the entire sample B ′. Moreover, when SEM / EDX evaluated, the surface form did not have a big change by the presence or absence of Ni in a porphyrin complex from SEM observation. However, Ni was detected from the EDX results, and it was found that Ni compounds were present on the surface.

(製造例4)
製造例3で作製した試料B’を電気炉で、Ar雰囲気下で700℃に加熱し、トルエンを炭素源にしてArガスでバブリングすることでCVDを15分間行い、試料C’を得た。この時、Arの流量は、300ml/minで行った。CVD後の試料C’について酸素雰囲気下での熱重量分析を行った。その結果、炭素の成分は400℃〜500℃付近で燃焼し、重量減少から、試料C’全体に対して4wt%の炭素が吸着していることが分かった。
(Production Example 4)
Sample B ′ produced in Production Example 3 was heated to 700 ° C. in an Ar atmosphere under an Ar atmosphere, and CVD was performed for 15 minutes by bubbling with Ar gas using toluene as a carbon source to obtain Sample C ′. At this time, the flow rate of Ar was 300 ml / min. Thermogravimetric analysis in an oxygen atmosphere was performed on the sample C ′ after CVD. As a result, the carbon component burned at around 400 ° C. to 500 ° C., and it was found that 4 wt% of carbon was adsorbed with respect to the entire sample C ′ from the weight reduction.

正極材として、未処理のLi1.26Mn0.52Fe0.22(試料A)、Ni−ポルフィリン錯体吸着後に熱処理したLi1.26Mn0.52Fe0.22(試料B’)、熱処理後にCVDによりさらに第二の炭素被膜を蒸着したLi1.26Mn0.52Fe0.22(試料C’)を使用して、上記比較例1と同様に評価用のリチウムイオン二次電池セルを作製し、評価を行った。試料B’および試料C’を用いた場合は、それぞれ、実施例1および実施例2とほぼ同様の結果が得られた。したがって、Ni−ポルフィリン錯体を用いて炭素皮膜を形成させた正極材を用いた場合も、炭素皮膜を有しない正極材を用いる場合と比べて、電池特性を向上させる効果が得られることがわかった。 As a positive electrode material, untreated Li 1.26 Mn 0.52 Fe 0.22 O 2 (Sample A), Li 1.26 Mn 0.52 Fe 0.22 O 2 (Sample heat-treated after adsorption of Ni-porphyrin complex) B ′), using Li 1.26 Mn 0.52 Fe 0.22 O 2 (sample C ′), on which a second carbon film was further deposited by CVD after heat treatment, for evaluation as in Comparative Example 1 above A lithium ion secondary battery cell was prepared and evaluated. When Sample B ′ and Sample C ′ were used, the same results as in Example 1 and Example 2 were obtained, respectively. Therefore, it has been found that the effect of improving the battery characteristics can be obtained even when the positive electrode material in which the carbon film is formed using the Ni-porphyrin complex is used compared with the case of using the positive electrode material having no carbon film. .

(製造例5)
試料Aに代えてLi1.2Mn0.5Ni0.3(試料D)を用いた以外は、製造例1と同様にして、試料Dにポルフィリン錯体を吸着させ熱処理した試料Eを得た。
(Production Example 5)
Except that Li 1.2 Mn 0.5 Ni 0.3 O 2 (Sample D) was used in place of Sample A, Sample E was subjected to heat treatment by adsorbing the porphyrin complex to Sample D in the same manner as in Production Example 1. Obtained.

(製造例6)
試料Bに代えて製造例5で得られた試料Eを用いた以外は、製造例2と同様にして、試料EにCVDにより炭素被膜させた試料Fを得た。
(Production Example 6)
A sample F obtained by coating the sample E with a carbon film by CVD was obtained in the same manner as in the manufacture example 2 except that the sample E obtained in the manufacture example 5 was used instead of the sample B.

(比較例2)
正極材として、試料Aに代えて、試料Dを用いた以外は比較例1と同様にリチウムイオン二次電池セルを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
A lithium ion secondary battery cell was produced and evaluated in the same manner as in Comparative Example 1 except that instead of sample A, sample D was used as the positive electrode material. The results are shown in Table 2.

(実施例3)
正極材として、試料Aに代えて、試料Eを用いた以外は比較例1と同様にリチウムイオン二次電池セルを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
(Example 3)
A lithium ion secondary battery cell was produced and evaluated in the same manner as in Comparative Example 1 except that instead of sample A, sample E was used as the positive electrode material. The results are shown in Table 2.

(実施例4)
正極材として、試料Aに代えて、試料Fを用いた以外は比較例1と同様にリチウムイオン二次電池セルを作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
Example 4
A lithium ion secondary battery cell was produced and evaluated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the sample F was used instead of the sample A as the positive electrode material. The results are shown in Table 2.

Figure 0006136326
Figure 0006136326

リチウムマンガン系複合酸化物として、試料AはFeを含有していているが、試料DはNiを含有しているため、比較例2、実施例3および実施例4は、それぞれ、比較例1、実施例1および実施例2と比べて容量はいずれも増加しているが、レート特性と容量維持率の関係は同様の傾向にあることが示された。   As the lithium manganese-based composite oxide, sample A contains Fe, but sample D contains Ni. Therefore, Comparative Example 2, Example 3 and Example 4 are Comparative Example 1, Although both capacities increased compared to Example 1 and Example 2, it was shown that the relationship between the rate characteristics and the capacity retention rate had the same tendency.

(付記)なお、本実施形態においては、以下の態様も好ましい。 (Supplementary Note) In the present embodiment, the following aspects are also preferable.

(付記1)組成式Li1+x(FeNiMn1−y−z1−x(0<x<1/3,0≦y,z<0.6)で表されるリチウムマンガン系複合酸化物と、ポルフィリン化合物および/またはフタロシアニン化合物とを溶媒中で混合し、不活性雰囲気、窒素雰囲気、および水素雰囲気ならびにそれらのうち2種以上の混合雰囲気下、または真空雰囲気下で、温度が400℃以上900℃以下で加熱して第一の炭素皮膜を形成させる工程を含むことを特徴とする炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の製造方法。 (Supplementary Note 1) the composition formula Li 1 + x (Fe y Ni z Mn 1-y-z) 1-x O 2 (0 <x <1 / 3,0 ≦ y, z <0.6) lithium manganese represented by System composite oxide and porphyrin compound and / or phthalocyanine compound are mixed in a solvent, and the temperature is adjusted in an inert atmosphere, a nitrogen atmosphere, a hydrogen atmosphere and a mixed atmosphere of two or more thereof, or in a vacuum atmosphere. The manufacturing method of the lithium manganese type complex oxide which has a carbon film characterized by including the process of heating at 400 degreeC or more and 900 degrees C or less to form a 1st carbon film.

(付記2)さらに、化学気相蒸着法により第二の炭素皮膜を形成させる工程を含むことを特徴とする付記1に記載の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の製造方法。   (Additional remark 2) The manufacturing method of the lithium manganese type complex oxide which has a carbon film of Additional remark 1 characterized by including the process of forming a 2nd carbon film by chemical vapor deposition.

(付記3)付記1または2に記載の製造方法により製造された炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物と、バインダと、導電助材とを混合する工程を含むリチウムイオン二次電池用正極の製造方法。   (Supplementary note 3) A positive electrode for a lithium ion secondary battery including a step of mixing a lithium manganese composite oxide having a carbon film produced by the production method according to Supplementary note 1 or 2, a binder, and a conductive additive. Production method.

(付記4)電極素子と電解液と外装体とを有するリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
付記3に記載の製造方法により製造されたリチウムイオン二次電池用正極と、負極とを対向配置して電極素子を作製する工程と、
前記電極素子と、電解液とを外装体の中に封入する工程と、
を含むことを特徴とする、リチウムイオン二次電池の製造方法。
(Additional remark 4) It is a manufacturing method of the lithium ion secondary battery which has an electrode element, electrolyte solution, and an exterior body,
A step of producing an electrode element by opposingly arranging a positive electrode for a lithium ion secondary battery manufactured by the manufacturing method according to attachment 3 and a negative electrode;
Encapsulating the electrode element and an electrolyte in an outer package;
A method for producing a lithium ion secondary battery, comprising:

Claims (10)

下記式(1):
Li1+x(FeNiMn1−y−z1−x 式(1)
(式(1)中、0<x<1/3,0≦y≦0.50≦z<0.6,1−y−z>0である)
で表されるリチウムマンガン系複合酸化物の表面の少なくとも一部が、金属含有ポルフィリン錯体に由来する金属および/または金属含有フタロシアニン錯体に由来する金属を含む炭素皮膜によって被覆されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池正極材用の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物。
Following formula (1):
Li 1 + x (Fe y Ni z Mn 1-y-z) 1-x O 2 Formula (1)
(In the formula (1), 0 <x <1/3, 0 ≦ y ≦ 0.5 , 0 ≦ z <0.6 , 1-yz> 0 )
Characterized in that at least part of the surface of the lithium-manganese-based composite oxide is represented in is covered with a carbon-containing film containing a metal derived from a metal and / or metal-containing phthalocyanine complex derived from the metal-containing porphyrin complex lithium manganese composite oxide having a carbon-containing film for lithium-ion secondary battery positive electrode material shall be the.
前記金属含有ポルフィリン錯体に由来する金属および/または金属含有フタロシアニン錯体に由来する金属が、Fe、Co、Ni、CuおよびMgから選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池正極材用の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物。The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the metal derived from the metal-containing porphyrin complex and / or the metal derived from the metal-containing phthalocyanine complex is at least one selected from Fe, Co, Ni, Cu, and Mg. A lithium manganese composite oxide having a carbon film for a positive electrode material. 炭素の含有量が、炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の全質量に対して10wt%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池正極材用の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物。 The carbon content for a lithium ion secondary battery positive electrode material according to claim 1 or 2 , wherein the carbon content is 10 wt% or less based on the total mass of the lithium manganese composite oxide having a carbon film. A lithium-manganese composite oxide having an elementary film. ポルフィリン化合物および/またはフタロシアニン化合物を、式(1):
Li1+x(FeNiMn1−y−z1−x 式(1)
(式(1)中、0<x<1/3,0≦y≦0.50≦z<0.6,1−y−z>0である)
で表されるリチウムマンガン系複合酸化物の表面上に吸着させる工程(吸着工程)と、
前記吸着工程により得られたポルフィリン化合物および/またはフタロシアニン化合物が吸着したリチウムマンガン系複合酸化物を加熱して第一の炭素皮膜を形成する工程(熱処理工程)とを含む、リチウムイオン二次電池正極材用の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の製造方法。
Porphyrin compounds and / or phthalocyanine compounds may be represented by the formula (1):
Li 1 + x (Fe y Ni z Mn 1-y-z) 1-x O 2 Formula (1)
(In the formula (1), 0 <x <1/3, 0 ≦ y ≦ 0.5 , 0 ≦ z <0.6 , 1-yz> 0 )
A process of adsorbing on the surface of the lithium manganese composite oxide represented by (adsorption process),
A lithium ion secondary battery positive electrode including a step (heat treatment step) of forming a first carbon film by heating the lithium manganese composite oxide adsorbed by the porphyrin compound and / or phthalocyanine compound obtained by the adsorption step method for producing a lithium manganese-based composite oxide having a carbon-containing coatings for wood.
前記ポルフィリン化合物は、金属を含有しないポルフィリン錯体および金属含有ポルフィリン錯体から選ばれる少なくとも一種であり、
前記フタロシアニン化合物は、金属を含有しないフタロシアニン錯体および金属含有フタロシアニン錯体から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項に記載のリチウムイオン二次電池正極材用の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の製造方法
The porphyrin compound is at least one selected from a metal-free porphyrin complex and a metal-containing porphyrin complex,
The phthalocyanine compound is lithium manganese having a carbon-containing film for lithium-ion secondary battery positive electrode material according to claim 4, characterized in that at least one selected from phthalocyanine complex and metal-containing phthalocyanine complex metal-free Method for producing a composite oxide.
さらに、化学気相蒸着法により第二の炭素皮膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項4または5に記載のリチウムイオン二次電池正極材用の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の製造方法。 Further, lithium manganese having a carbon-containing film for lithium-ion secondary battery positive electrode material according to claim 4 or 5, characterized in that it comprises a step of forming a second carbon film Ri by the chemical vapor deposition method Method for producing a composite oxide . 前記熱処理が、不活性雰囲気、窒素雰囲気、および水素雰囲気ならびにそれらのうち2種以上の混合雰囲気下、または真空雰囲気下で、温度が400℃以上900℃以下で行われことを特徴とする請求項のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池正極材用の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の製造方法Claims wherein the heat treatment, an inert atmosphere, nitrogen atmosphere, and a hydrogen atmosphere as well as a mixture of two or more under an atmosphere of them or in a vacuum atmosphere, characterized in that the temperature is Ru carried out at 400 ° C. or higher 900 ° C. or less manufacturing method of claim 4 to the lithium-manganese-based composite oxide having a carbon-containing film for lithium-ion secondary battery positive electrode material according to any one of 6. 前記化学気相蒸着法における温度は、400℃以上900℃以下であることを特徴とする請求項またはに記載のリチウムイオン二次電池正極材用の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物の製造方法Temperature, lithium-manganese-based composite oxide having a carbon-containing film for lithium-ion secondary battery positive electrode material according to claim 6 or 7, characterized in that at 400 ° C. or higher 900 ° C. or less in the chemical vapor deposition method Manufacturing method . 請求項1〜のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池正極材用の炭素皮膜を有するリチウムマンガン系複合酸化物を正極材として含むリチウムイオン二次電池用正極。 Any positive electrode for a lithium ion secondary battery including a lithium manganese-based composite oxide having a carbon-containing film for lithium-ion secondary battery positive electrode material according to item 1 as a positive electrode material of claim 1 to 3. 請求項に記載のリチウムイオン二次電池用正極を有するリチウムイオン二次電池。
The lithium ion secondary battery which has a positive electrode for lithium ion secondary batteries of Claim 9 .
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