JP2001006673A - Nonaqueous electrolyte lithium secondary battery and its positive electrode active material - Google Patents

Nonaqueous electrolyte lithium secondary battery and its positive electrode active material

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JP2001006673A
JP2001006673A JP11177258A JP17725899A JP2001006673A JP 2001006673 A JP2001006673 A JP 2001006673A JP 11177258 A JP11177258 A JP 11177258A JP 17725899 A JP17725899 A JP 17725899A JP 2001006673 A JP2001006673 A JP 2001006673A
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lithium
positive electrode
secondary battery
active material
electrode active
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Ro Ki
魯 其
Gohe Yoshida
五兵衛 吉田
Kazuhiko Hirao
一彦 平尾
Yukinori Honjiyou
之伯 本荘
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HONJO CHEMICAL KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium secondary battery causing small drop of the battery capacity even through repetitive charge and discharge for a long period of time, and excellent in the cyclic characteristics, in particular in a high-temp. environment and offer spinel type lithium manganate for positive electrode active material to be used in such a lithium secondary battery. SOLUTION: A compound is formed from lithium hydroxide and at least one of the doping elements M including Ti, Co, Ni, Fe, Cr, V, Al and Mg, and this compound and manganese dioxide are mixed together in a solvent consisting of aliphatic alcohol having the carbon umber 1-3 so that a homogeneous mixture is prepared, and the mixture is dried and baked so that intended spinel type lithium manganate for a positive electrode active material is produced, wherein the 2Li/(Mn+M) atomic ratio ranges between 1.01 and 1.30 and the content of the doping element M ranges between 0.01-10.0 mol% relative to the manganese atom. A non-aqueous electrolyte lithium secondary battery is formed using this spinel type lithium manganate as the positive electrode active material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質リチウ
ム二次電池とそのための正極活物質に関し、詳しくは、
特に、サイクル特性を格段に改善してなる非水電解質リ
チウム二次電池とそのためのスピネル型マンガン酸リチ
ウムからなる正極活物質に関する。また、本発明は、そ
のようなスピネル型マンガン酸リチウムの製造方法に関
する。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery and a positive electrode active material therefor.
In particular, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery having significantly improved cycle characteristics and a positive electrode active material comprising spinel-type lithium manganate therefor. The present invention also relates to a method for producing such a spinel-type lithium manganate.

【0002】[0002]

【従来の技術】非水電解質(有機電解質)リチウム二次
電池は、高い放電電位と高いエネルギー密度を有し、従
来の二次電池と比べて自己放電が少なく、サイクル特性
もすぐれているので、種々の携帯型のコードレス電子機
器の電源として広く実用されているほか、最近において
は、地球環境の保護の観点から、電気自動車の駆動用電
源としても、実用化が進められている。従来、このよう
な非水電解質二次電池の正極活物質として、高い放電電
位と高エネルギー密度を得やすい点から、層状構造を有
するコバルト酸リチウム(LiCoO2 )がこれまでに
実用化されている。
2. Description of the Related Art A non-aqueous electrolyte (organic electrolyte) lithium secondary battery has a high discharge potential and a high energy density, has less self-discharge than conventional secondary batteries, and has excellent cycle characteristics. In addition to being widely used as a power source for various portable cordless electronic devices, it has recently been put to practical use as a power source for driving electric vehicles from the viewpoint of protecting the global environment. Hitherto, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) having a layered structure has been put to practical use as a positive electrode active material of such a nonaqueous electrolyte secondary battery because a high discharge potential and a high energy density are easily obtained. .

【0003】しかしながら、コバルト酸リチウムは、天
然資源としてのコバルト量が少なく、高価であるので、
近年、ニッケル酸リチウム(LiNiO2 )が注目され
ている。このニッケル酸リチウムは、コバルト酸リチウ
ムに比べれば、比較的低廉ではあるが、それでも、価格
や性能からみて、実用化には種々の障害がある。
[0003] However, since lithium cobaltate has a small amount of cobalt as a natural resource and is expensive,
In recent years, lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) has attracted attention. Although lithium nickelate is relatively inexpensive as compared with lithium cobaltate, there are still various obstacles to practical use from the viewpoint of price and performance.

【0004】そこで、最近においては、低廉で、しか
も、小型、軽量、高エネルギー密度のリチウム二次電池
を与える正極活物質として、マンガン系酸化物が期待さ
れている。種々のマンガン酸化物のなかでも、特に、L
iMn2 4 で表わされるスピネル型マンガン酸リチウ
ムが注目され、研究が進められている。
Therefore, recently, a manganese-based oxide has been expected as a positive electrode active material that provides a low-cost, small-sized, light-weight, and high-energy-density lithium secondary battery. Among various manganese oxides, in particular, L
Attention has been paid to a spinel-type lithium manganate represented by iMn 2 O 4 , and research is proceeding.

【0005】しかし、スピネル型マンガン酸リチウムを
正極活物質とするリチウム二次電池は、例えば、コバル
ト酸リチウムを正極活物質とするリチウム二次電池に比
べて、充放電に伴う放電容量の劣化が著しい。即ち、サ
イクル特性が悪い。特に、45℃を越える電池温度にお
いてこの傾向が著しく、55℃においては、速やかに放
電容量が低下する。スピネル型マンガン酸リチウムを正
極活物質とするリチウム二次電池を自動車用の実用的な
電源とするには、このような高温環境下での放電容量の
劣化を抑えることが重要な課題である。
However, a lithium secondary battery using spinel-type lithium manganate as a positive electrode active material has a lower discharge capacity due to charge and discharge than a lithium secondary battery using lithium cobalt oxide as a positive electrode active material. Remarkable. That is, the cycle characteristics are poor. In particular, this tendency is remarkable at a battery temperature exceeding 45 ° C., and at 55 ° C., the discharge capacity rapidly decreases. In order for a lithium secondary battery using spinel-type lithium manganate as a positive electrode active material to be a practical power source for automobiles, it is important to suppress the deterioration of discharge capacity under such a high-temperature environment.

【0006】このような課題を解決するために、従来、
種々の方法が提案されている。例えば、特開平10−1
06561号公報には、スピネル型マンガン酸リチウム
におけるリチウム量を化学量論量よりも一定の範囲で過
剰とすることが提案されているが、しかし、この方法に
よっても、サイクル特性は、常温においてさえ、十分に
は改善されていない。
In order to solve such a problem, conventionally,
Various methods have been proposed. For example, JP-A-10-1
Japanese Patent Application Publication No. 06561 proposes that the lithium content in the spinel-type lithium manganate be excessive in a certain range than the stoichiometric amount. Has not been improved enough.

【0007】また、特開平9−35712号公報には、
表面をコバルト、鉄、ニッケルのような遷移金属で置換
したスピネル型マンガン酸リチウムが提案されており、
特開平10−172571号公報には、マンガン酸リチ
ウムの粒子を中心層と表面層とからなる2層構造とし、
一方をマンガン酸リチウムとし、他方をマンガンと共に
コバルト、ニッケル、クロム、鉄、チタン、バナジウ
ム、モリブデン又はホウ素から選ばれる1種を含む複合
酸化物から構成することが提案されている。しかし、こ
れらいずれのマンガン酸リチウムも、常温においてさ
え、サイクル特性が十分に改善されているとはいえな
い。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-35712 discloses that
Spinel-type lithium manganate whose surface has been replaced with a transition metal such as cobalt, iron and nickel has been proposed.
JP-A-10-172571 discloses that lithium manganate particles have a two-layer structure including a central layer and a surface layer,
It has been proposed that one is made of lithium manganate and the other is made of a composite oxide containing one selected from cobalt, nickel, chromium, iron, titanium, vanadium, molybdenum or boron together with manganese. However, none of these lithium manganates has sufficiently improved cycle characteristics even at room temperature.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、スピネル型
マンガン酸リチウムを正極活物質とするリチウム二次電
池における上述した問題を解決するためになされたもの
であって、長期間にわたって充放電を繰り返しても電池
容量の低下が小さく、特に、高温環境下においても、サ
イクル特性にすぐれるリチウム二次電池を提供すること
を目的とし、また、本発明は、そのようなリチウム二次
電池における正極活物質用のスピネル型マンガン酸リチ
ウムを提供することを目的とする。更に、本発明は、そ
のようなスピネル型マンガン酸リチウムの製造方法を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in a lithium secondary battery using spinel-type lithium manganate as a positive electrode active material. The reduction in battery capacity is small even when repeated, and in particular, even under a high-temperature environment, aims to provide a lithium secondary battery with excellent cycle characteristics, and the present invention provides a positive electrode in such a lithium secondary battery. An object of the present invention is to provide a spinel-type lithium manganate for an active material. Another object of the present invention is to provide a method for producing such a spinel-type lithium manganate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、炭素数
1〜3の脂肪族アルコールからなる溶媒中にて、水酸化
リチウムとTi、Co、Ni、Fe、Cr、V、Al及
びMgから選ばれる少なくとも1種のドーピング元素M
の化合物と二酸化マンガンとを混合して、均質な混合物
とし、これを乾燥し、焼成して得られる、2Li/(M
n+M)原子比が1.01から1.30の範囲にあると共
に、ドーピング元素Mをマンガン原子に対して0.01〜
10.0モル%の範囲で有するスピネル型マンガン酸リチ
ウムからなる非水電解質リチウム二次電池用正極活物質
が提供される。
According to the present invention, lithium hydroxide and Ti, Co, Ni, Fe, Cr, V, Al and Mg are dissolved in a solvent comprising an aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms. At least one doping element M selected from
Is mixed with manganese dioxide to form a homogeneous mixture, which is dried and calcined to obtain 2Li / (M
n + M) The atomic ratio is in the range of 1.01 to 1.30 and the doping element M is 0.01 to manganese atom.
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery comprising spinel-type lithium manganate having a content of 10.0 mol% is provided.

【0010】また、本発明によれば、上記スピネル型マ
ンガン酸リチウムを正極活物質としてなる非水電解質リ
チウム二次電池が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery using the above spinel-type lithium manganate as a positive electrode active material.

【0011】更に、本発明によれば、炭素数1〜3の脂
肪族アルコールからなる溶媒中にて、水酸化リチウムと
Ti、Co、Ni、Fe、Cr、V、Al及びMgから
選ばれる少なくとも1種のドーピング元素Mの化合物と
二酸化マンガンとを混合して、均質な混合物とし、これ
を乾燥し、焼成することからなる、2Li/(Mn+
M)原子比が1.01から1.30の範囲にあると共に、ド
ーピング元素Mをマンガン原子に対して0.01〜10.0
モル%の範囲で有するスピネル型マンガン酸リチウムの
製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, lithium hydroxide and at least one selected from the group consisting of Ti, Co, Ni, Fe, Cr, V, Al and Mg are used in a solvent comprising an aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms. 2Li / (Mn +) comprising mixing a compound of one kind of doping element M and manganese dioxide to form a homogeneous mixture, drying and calcining the mixture.
M) The atomic ratio is in the range of 1.01 to 1.30, and the doping element M is 0.01 to 10.0 with respect to manganese atoms.
A method for producing spinel-type lithium manganate having a molar percentage in the range is provided.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明による非水電解質リチウム
二次電池用正極活物質は、炭素数1〜3の脂肪族アルコ
ールからなる溶媒中にて、水酸化リチウムとTi、C
o、Ni、Fe、Cr、V、Al及びMgから選ばれる
少なくとも1種のドーピング元素Mの化合物と二酸化マ
ンガンとを混合して、均質な混合物とし、これを乾燥
し、焼成して得られる、2Li/(Mn+M)原子比が
1.01から1.30の範囲にあると共に、ドーピング元素
Mを0.01〜10.0モル%の範囲で有するスピネル型、
即ち、スピネル結晶構造を有するマンガン酸リチウムか
らなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery according to the present invention comprises lithium hydroxide and Ti, C in a solvent comprising an aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms.
o, a compound of at least one doping element M selected from Ni, Fe, Cr, V, Al and Mg and manganese dioxide are mixed to form a homogeneous mixture, which is dried and fired, 2Li / (Mn + M) atomic ratio is
A spinel type having a doping element M in a range of 0.01 to 10.0 mol% in a range of 1.01 to 1.30;
That is, it is made of lithium manganate having a spinel crystal structure.

【0013】このようなスピネル型マンガン酸リチウム
は、2Li/(Mn+M)原子比が1.01から1.30の
範囲にあると共に、ドーピング元素Mがマンガン原子に
対して0.01〜10.0モル%の範囲にあるように、水酸
化リチウムと上記ドーピング元素Mの化合物と二酸化マ
ンガンとを炭素数1〜3の脂肪族アルコールからなる溶
媒中にて混合して、均質な混合物とし、これを乾燥し、
焼成することによって得ることができる。
Such a spinel-type lithium manganate has an atomic ratio of 2Li / (Mn + M) in the range of 1.01 to 1.30 and a doping element M of 0.01 to 10.0 with respect to manganese. In a range of mol%, lithium hydroxide, the compound of the doping element M, and manganese dioxide are mixed in a solvent composed of an aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms to form a homogeneous mixture. Dry,
It can be obtained by firing.

【0014】本発明において、2Li/(Mn+M)原
子比は、スピネル型マンガン酸リチウムにおけるリチウ
ム原子の化学量論比(1.00)からの過剰割合を示し、
マンガン原子の上記ドーピング元素Mによる置換量は、
〔M/(Mn+M)〕×100(モル%)で定義され
る。
In the present invention, the 2Li / (Mn + M) atomic ratio indicates an excess ratio from the stoichiometric ratio (1.00) of lithium atoms in spinel-type lithium manganate;
The substitution amount of the manganese atom by the doping element M is:
It is defined by [M / (Mn + M)] × 100 (mol%).

【0015】上記溶媒である炭素数1〜3の脂肪族低級
アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノー
ル、n−プロパノール、イソプロパノール等を用いるこ
とができるが、これらのなかでは、特に、メタノールが
好ましい。本発明において、最も好ましい溶媒は、50
重量%まで、好ましくは、20重量%までの水を含んで
いてもよい上記脂肪族アルコールであり、特に好ましく
は、水の含有量が5重量%以下(無水を含む。)の上記
脂肪族アルコール、特に、メタノールである。
As the above-mentioned aliphatic lower alcohol having 1 to 3 carbon atoms, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol and the like can be used. Of these, methanol is particularly preferable. In the present invention, the most preferred solvent is 50
Said aliphatic alcohols which may contain up to 20% by weight of water, preferably up to 20% by weight of water, particularly preferably those having a water content of 5% by weight or less (including anhydrous). Especially methanol.

【0016】用いる溶媒の量は、特に、限定されるもの
ではないが、通常、二酸化マンガン1kgに対して、0.
2Lから1Lの範囲が好ましい。このように、溶媒中で
水酸化リチウムと二酸化マンガンとドーピング元素の化
合物とを混合すれば、通常、1時間以内に均質な混合物
を得ることができる。
The amount of the solvent to be used is not particularly limited, but is usually 0.1 to 1 kg of manganese dioxide.
A range of 2L to 1L is preferred. As described above, when lithium hydroxide, manganese dioxide, and the compound of the doping element are mixed in the solvent, a homogeneous mixture can be usually obtained within one hour.

【0017】より詳しくは、先ず、上述した割合にて二
酸化マンガンとドーピング元素Mの化合物、好ましく
は、酸化物を上記溶媒に加えて、懸濁液を調製し、次い
で、これに上述した割合にて水酸化リチウムを加えて、
混合攪拌し、水酸化リチウムをアルコール溶媒と反応さ
せて、溶媒中に溶解させ、かくして生成したリチウムイ
オンを多孔性の粒子である二酸化マンガンに含浸させ、
かくして得られた混合物を乾燥させ、焼成する。
More specifically, first, a compound of manganese dioxide and the doping element M, preferably an oxide, is added to the above-mentioned solvent in the above-mentioned ratio to prepare a suspension. And add lithium hydroxide
With mixing and stirring, lithium hydroxide is reacted with an alcohol solvent, dissolved in the solvent, and the lithium ions thus generated are impregnated into manganese dioxide, which is porous particles,
The mixture thus obtained is dried and calcined.

【0018】本発明の方法においては、水酸化リチウム
は、上記アルコール溶媒中、二酸化マンガンとの相乗作
用によって、上記溶媒中に速やかに溶解して、均質な混
合物を形成するものとみられる。即ち、水酸化リチウム
は、二酸化マンガン粒子への吸着を含む複雑な物理作用
や、二酸化マンガンや上記アルコールとの間の発熱を伴
う化学反応を含む複雑な化学反応によって、二酸化マン
ガンの存在下に上記アルコールに容易に速やかにイオン
として溶解し、かくして、生成したリチウムイオンが多
孔性の二酸化マンガンの粒子の細孔中に拡散して、均質
なペースト状混合物が生成する。特に、好ましい態様に
よれば、水酸化リチウムがアルコール中に溶解する間
に、その熱によって上記アルコールが大部分蒸発し、反
応が終了する頃には、ペースト状の均質な混合物を得る
ことができる。
In the method of the present invention, lithium hydroxide is considered to dissolve quickly in the above-mentioned alcoholic solvent by synergistic action with manganese dioxide in the above-mentioned alcoholic solvent to form a homogeneous mixture. In other words, lithium hydroxide is formed in the presence of manganese dioxide by a complex physical action including adsorption on manganese dioxide particles and a complex chemical reaction including exothermic chemical reaction between manganese dioxide and the alcohol. It dissolves readily and quickly in alcohol as an ion, and the lithium ions thus formed diffuse into the pores of the porous manganese dioxide particles, producing a homogeneous paste-like mixture. In particular, according to a preferred embodiment, while the lithium hydroxide is dissolved in the alcohol, the heat largely evaporates the alcohol, and by the time the reaction is completed, a paste-like homogeneous mixture can be obtained. .

【0019】二酸化マンガンとしては、特に、電解二酸
化マンガンが好ましく用いられる。また、ドーピング元
素としては、なかでも、チタン、コバルト及びアルミニ
ウムから選ばれる少なくとも1種の元素が好ましく用い
られる。特に、チタンが二酸化チタンの形で単独で、又
はコバルト及び/又はアルミニウムとの組合わせとして
好ましく用いられる。
As manganese dioxide, electrolytic manganese dioxide is particularly preferably used. As the doping element, at least one element selected from titanium, cobalt and aluminum is preferably used. In particular, titanium is preferably used alone in the form of titanium dioxide or in combination with cobalt and / or aluminum.

【0020】そこで、このようなペースト状混合物を、
必要に応じて、加熱し、乾燥させた後、酸化雰囲気中で
高温度、通常、650〜950℃の範囲の温度で焼成す
ることによって、目的とするスピネル型マンガン酸リチ
ウムを得ることができる。焼成時間は、電気炉やマイク
ロ波等の焼成手段や焼成温度にもよるが、通常、5分か
ら15時間の範囲である。
Therefore, such a paste-like mixture is
If necessary, after heating and drying, baking is carried out at a high temperature in an oxidizing atmosphere, usually at a temperature in the range of 650 to 950 ° C., whereby the intended spinel-type lithium manganate can be obtained. The sintering time depends on the sintering means such as an electric furnace or a microwave and the sintering temperature, but is usually in the range of 5 minutes to 15 hours.

【0021】本発明によるスピネル型マンガン酸リチウ
ムの製造において、2Li/(Mn+M)原子比が1.0
1よりも小さいときは、マンガン原子の一部をドーピン
グ元素Mで置換しても、これを正極活物質とする非水電
解質リチウム二次電池の放電容量の保持率は大幅には改
善されない。ここに、放電容量の保持率とは、得られる
非水電解質リチウム二次電池の充放電を繰り返したとき
の放電容量の当初の放電容量に対する割合である。しか
し、2Li/(Mn+M)原子比が1.30を越えると、
このようなスピネル型マンガン酸リチウムを正極活物質
とする非水電解質リチウム二次電池は、サイクル特性に
はすぐれるが、電池容量が低くなるので好ましくない。
In the production of the spinel-type lithium manganate according to the present invention, the 2Li / (Mn + M) atomic ratio is 1.0.
When it is smaller than 1, even if a part of the manganese atom is replaced with the doping element M, the retention of the discharge capacity of the nonaqueous electrolyte lithium secondary battery using this as the positive electrode active material is not significantly improved. Here, the retention rate of the discharge capacity is the ratio of the discharge capacity to the initial discharge capacity when charging and discharging of the obtained nonaqueous electrolyte lithium secondary battery are repeated. However, when the 2Li / (Mn + M) atomic ratio exceeds 1.30,
Such a nonaqueous electrolyte lithium secondary battery using spinel-type lithium manganate as a positive electrode active material is excellent in cycle characteristics, but is not preferable because the battery capacity is reduced.

【0022】更に、本発明によるスピネル型マンガン酸
リチウムの製造において、ドーピング元素をマンガン原
子に対して0.01モル%よりも少ない割合で用いても、
得られるリチウム二次電池の放電容量の保持率は大幅に
は改善されない。他方、ドーピング元素をマンガン原子
に対して10.0モル%を越える割合としても、放電容量
の保持率が飽和するのみならず、そのようなスピネル型
マンガン酸リチウムの製造費用を徒に高めるので好まし
くない。
Further, in the production of the spinel-type lithium manganate according to the present invention, even if the doping element is used in a proportion of less than 0.01 mol% with respect to manganese atoms,
The retention rate of the discharge capacity of the obtained lithium secondary battery is not significantly improved. On the other hand, if the doping element is more than 10.0 mol% with respect to manganese atoms, not only the retention of the discharge capacity is saturated, but also the production cost of such a spinel-type lithium manganate is undesirably increased. Absent.

【0023】特に、本発明においては、2Li/(Mn
+M)原子比は、好ましくは、1.02〜1.25の範囲で
あり、特に好ましくは、1.03〜1.20の範囲である。
また、ドーピング元素Mのマンガン原子に対する割合
は、好ましくは、0.1〜5.0モル%の範囲であり、より
好ましくは、0.2〜4.0モル%の範囲であり、最も好ま
しくは、0.25〜3.5モル%の範囲である。
In particular, in the present invention, 2Li / (Mn
+ M) The atomic ratio is preferably in the range from 1.02 to 1.25, and particularly preferably in the range from 1.03 to 1.20.
Further, the ratio of the doping element M to the manganese atom is preferably in the range of 0.1 to 5.0 mol%, more preferably in the range of 0.2 to 4.0 mol%, and most preferably. , 0.25 to 3.5 mol%.

【0024】本発明によれば、このように、マンガン原
子を限られた範囲でドーピング元素Mで置換すると共
に、これらマンガン原子とドーピング元素Mとに対し
て、リチウム原子をある限られた範囲で過剰にして得ら
れるスピネル型マンガン酸リチウムを正極活物質とする
ことによって、サイクル特性が格段に改善され、特に、
高温におけるサイクル特性が格段に改善されたリチウム
二次電池を得ることができる。このようなサイクル特性
の改善は、前述した製造段階における相乗作用と、上述
したように、得られたスピネル型マンガン酸リチウムに
おける過剰のリチウムの存在とドーピング元素の添加に
よる相乗効果によるものとみられる。
According to the present invention, as described above, the manganese atom is replaced with the doping element M in a limited range, and the lithium atom is replaced with the manganese atom and the doping element M in a limited range. By using the spinel-type lithium manganate obtained in excess as the positive electrode active material, the cycle characteristics are remarkably improved.
A lithium secondary battery with significantly improved cycle characteristics at high temperatures can be obtained. It is considered that such improvement of the cycle characteristics is due to the synergistic effect in the above-described manufacturing stage and, as described above, the synergistic effect due to the presence of excess lithium and the addition of the doping element in the obtained spinel-type lithium manganate.

【0025】特に、本発明においては、ドーピング元素
として、チタンを用いて、2Li/(Mn+Ti)原子
比を1.05〜1.15とすると共に、マンガン原子に対す
るチタンの割合を0.3〜3.5モル%の範囲とすることに
よって、常温(25℃)のみならず、高温(65℃)に
おいても、非常にすぐれたサイクル特性を有する非水電
解質リチウム二次電池を得ることができる。
In particular, in the present invention, titanium is used as a doping element, the 2Li / (Mn + Ti) atomic ratio is set to 1.05 to 1.15, and the ratio of titanium to manganese is set to 0.3 to 3. When the content is in the range of 0.5 mol%, a nonaqueous electrolyte lithium secondary battery having extremely excellent cycle characteristics can be obtained not only at normal temperature (25 ° C.) but also at high temperature (65 ° C.).

【0026】本発明によるリチウム二次電池は、正極
と、リチウム、リチウム合金又はリチウムイオンを吸
蔵、放出し得る炭素質材料からなる負極と、これら正極
と負極との間に配設されるセパレータと、リチウムイオ
ン伝導性有機電解質とを含む。このようなリチウム二次
電池は、既に、よく知られている。
The lithium secondary battery according to the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode made of a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium, a lithium alloy or lithium ions, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. , A lithium ion conductive organic electrolyte. Such a lithium secondary battery is already well known.

【0027】上記正極は、一例として、コイン型電池に
用いる場合には、正極活物質と導電剤と結着剤とを混合
し、この混合物(正極合剤)を加圧成形して、円板状の
正極を得ることができる。導電剤としては、例えば、黒
鉛が用いられ、結着剤としては、例えば、ポリテトラフ
ルオロエチレン等が用いられる。他方、負極には、金属
リチウム、リチウム合金又はリチウムイオンを吸蔵、放
出することができる炭素質材料からなり、その形状は、
上記正極に応じて、適宜に定められる。また、正極と負
極は、必要に応じて、集電体を併用してもよい。
For example, when the positive electrode is used in a coin-type battery, a positive electrode active material, a conductive agent and a binder are mixed, and this mixture (positive electrode mixture) is pressure-formed to form a disc. A positive electrode can be obtained. As the conductive agent, for example, graphite is used, and as the binder, for example, polytetrafluoroethylene or the like is used. On the other hand, the negative electrode is made of a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium metal, a lithium alloy or lithium ions, and has a shape of
It is determined appropriately according to the positive electrode. Further, the positive electrode and the negative electrode may be used together with a current collector, if necessary.

【0028】これら正極と負極との間に配設されるセパ
レータとしては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレ
ン等のポリオレフィン繊維からなる不織布、ポリオレフ
ィンからなる多孔性フィルム等が用いられる。
As the separator provided between the positive electrode and the negative electrode, for example, a nonwoven fabric made of a polyolefin fiber such as polyethylene or polypropylene, a porous film made of a polyolefin, or the like is used.

【0029】また、リチウムイオン伝導性有機電解質と
しては、例えば、非水溶媒に電解質を溶解させた電解液
が好ましく用いられるが、しかし、これに限定されるも
のではない。上記非水溶媒としては、例えば、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカー
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、γ−ブチロラクトン、
スルホラン、アセトニトリル、1,2−ジメトキシエタ
ン、1,3−ジメトキシプロパン、ジメチルエーテル、テ
トラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等が
用いられる。これらは、単独で、又は2種以上の混合物
として用いられる。
As the lithium ion conductive organic electrolyte, for example, an electrolytic solution obtained by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent is preferably used, but is not limited to this. Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, γ-butyrolactone,
Sulfolane, acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, dimethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and the like are used. These are used alone or as a mixture of two or more.

【0030】上記リチウムイオン伝導性電解質として
は、例えば、過塩素酸リチウム(LiClO4 )、六フ
ッ化リン酸リチウム(LiPF6 )、ホウフッ化リチウ
ム(LiBF4 )、六フッ化砒素リチウム(LiAsF
6 )、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiC
3 SO3 )、塩化アルミニウムリチウム(LiAlC
l)等のリチウム塩を挙げることができる。このような
電解質は、通常、上記非水溶媒に0.5〜1.5モル/L濃
度となるように用いられる。
Examples of the lithium ion conductive electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), and lithium arsenide hexafluoride (LiAsF).
6 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiC
F 3 SO 3 ), lithium aluminum chloride (LiAlC)
l) and the like. Such an electrolyte is generally used in the non-aqueous solvent so as to have a concentration of 0.5 to 1.5 mol / L.

【0031】更に、本発明においては、上述したような
有機電解質液とセパレータとの組合わせを用いる代わり
に、セパレータを兼ねるリチウムイオン伝導性固体電解
質を用いることもできる。このような固体電解質も、既
に、種々のものが知られている。
Further, in the present invention, instead of using the combination of the organic electrolyte solution and the separator as described above, a lithium ion conductive solid electrolyte which also serves as the separator can be used. Various types of such solid electrolytes are already known.

【0032】図1にコイン型リチウム二次電池の一例を
示す。即ち、この電池においては、例えば、ステンレス
鋼からなる正極缶1の底面上に正極集電体2が配設さ
れ、その上に円板状の正極3が積層され、更に、この正
極の上にセパレータ4が積層されている。円板状の負極
5は、このセパレータの上に配設されており、負極集電
体6がこの負極の上に設けられている。更に、負極缶7
がこの負極集電体を底面に有する負極缶7が絶縁パッキ
ング8を介して、前記正極缶の開口部を液密に封止する
ように設けられている。上記負極缶7は、例えば、ステ
ンレス鋼からなる。また、前記リチウムイオン伝導性電
解液は、通常、セパレータに含浸担持されている。
FIG. 1 shows an example of a coin-type lithium secondary battery. That is, in this battery, for example, a positive electrode current collector 2 is disposed on the bottom surface of a positive electrode can 1 made of stainless steel, a disk-shaped positive electrode 3 is laminated thereon, and further, The separator 4 is laminated. The disk-shaped negative electrode 5 is provided on the separator, and the negative electrode current collector 6 is provided on the negative electrode. Further, the negative electrode can 7
A negative electrode can 7 having the negative electrode current collector on the bottom surface is provided via an insulating packing 8 so as to liquid-tightly seal the opening of the positive electrode can. The negative electrode can 7 is made of, for example, stainless steel. Further, the lithium ion conductive electrolyte is usually impregnated and supported on a separator.

【0033】[0033]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited by these examples.

【0034】メタノール3Lに電解二酸化マンガン1.0
0kgと所定量の水酸化リチウム一水和物と二酸化チタ
ンとを加え、混合、攪拌して、ペースト状混合物を得
た。乾燥して、粉末とした後、この粉末を空気中、85
0〜900℃で10時間、加熱焼成して、スピネル型マ
ンガン酸リチウムを得た。
Electrolytic manganese dioxide 1.0 L in 3 L of methanol
0 kg, a predetermined amount of lithium hydroxide monohydrate and titanium dioxide were added, mixed and stirred to obtain a paste-like mixture. After drying to a powder, the powder is dried in air at 85
Heating and baking at 0 to 900 ° C. for 10 hours gave spinel-type lithium manganate.

【0035】このようにして得たスピネル型マンガン酸
リチウム85重量部に導電剤として黒鉛10重量部と結
着剤としてポリテトラフルオロエチレン5重量部を混合
して正極合剤とし、これを加圧成形して円板状の正極を
調製した。負極として、円板状のリチウムを用いた。ま
た、電解液は、エチレンカーボネートとジエチルカーボ
ネートの容量比1:2の混合物に六フッ化リン酸リチウ
ム(LiPF6 )を濃度1モル/Lにて溶解させて調製
した。セパレータとして微孔性ポリプロピレンフィルム
を用いて、図1に示したコイン型リチウム二次電池を組
み立てた。
To 85 parts by weight of the spinel-type lithium manganate thus obtained, 10 parts by weight of graphite as a conductive agent and 5 parts by weight of polytetrafluoroethylene as a binder were mixed to form a positive electrode mixture. It was molded to prepare a disk-shaped positive electrode. Disc-shaped lithium was used as the negative electrode. The electrolyte was prepared by dissolving lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) at a concentration of 1 mol / L in a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 1: 2. The coin-type lithium secondary battery shown in FIG. 1 was assembled using a microporous polypropylene film as a separator.

【0036】ここに、マンガン原子の1モル%をチタン
原子で置換し、2Li/(Mn+Ti)原子比を1.3
0、1.20、1.10又は1.00として得たスピネル型マ
ンガン酸リチウムのX線回折図を図2に示す。また、こ
れらのマンガン酸リチウムを正極活物質とする正極を備
えたリチウム二次電池の25℃における充放電曲線を図
3に示す。
Here, 1 mol% of manganese atoms is replaced by titanium atoms, and the 2Li / (Mn + Ti) atomic ratio is 1.3.
FIG. 2 shows an X-ray diffraction diagram of the spinel-type lithium manganate obtained as 0, 1.20, 1.10, or 1.00. FIG. 3 shows a charge / discharge curve at 25 ° C. of a lithium secondary battery provided with a positive electrode using these lithium manganate as a positive electrode active material.

【0037】更に、上述したようにして、表1に示すよ
うに、マンガン原子を種々の割合でドーピング元素で置
換すると共に、2Li/(Mn+M)原子比を種々の割
合として、スピネル型マンガン酸リチウムを得、これを
正極活物質とする非水電解質リチウム二次電池を組み立
てて、25℃又は60℃において、充放電を繰り返し
て、そのサイクル特性を評価した。即ち、電流密度1m
A/cm2 にて上限電圧4.3Vまで充電を行ない、電流
密度2mA/cm2 にて下限電圧3.0Vまで放電を行な
い、このようにして充放電を繰り返した。
Further, as described above, as shown in Table 1, the manganese atoms were replaced with the doping elements at various ratios, and the 2Li / (Mn + M) atomic ratios were changed at various ratios to obtain the spinel-type lithium manganate. A non-aqueous electrolyte lithium secondary battery using this as a positive electrode active material was assembled, and charge and discharge were repeated at 25 ° C. or 60 ° C. to evaluate the cycle characteristics. That is, the current density is 1 m
The battery was charged at A / cm 2 to an upper limit voltage of 4.3 V, discharged at a current density of 2 mA / cm 2 to a lower limit voltage of 3.0 V, and charging and discharging were repeated in this manner.

【0038】ドーピング元素としてチタンを用いたとき
の2Li/(Mn+Ti)原子比とチタン量に対する1
00サイクル目の放電容量の保持率(25℃)を図4に
示す。また、表1に25℃又は60℃における電池の放
電容量の保持率を示す。放電容量の保持率において、
( )内はサイクル数(実測値)を示し、また、〔 〕
内は100サイクル目の放電容量の保持率(実測値又は
それからの外挿値)を示す。
When titanium is used as a doping element, 2Li / (Mn + Ti) atomic ratio and 1 to titanium amount
FIG. 4 shows the retention rate (25 ° C.) of the discharge capacity at the 00th cycle. Table 1 shows the retention ratio of the discharge capacity of the battery at 25 ° C. or 60 ° C. In the retention rate of discharge capacity,
Numbers in parentheses indicate the number of cycles (actually measured values).
The inside shows the retention rate of the discharge capacity at the 100th cycle (actually measured value or extrapolated value therefrom).

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】電池J、K及びL(比較例)においては、
2Li/(Mn+Ti)原子比がスピネル型マンガン酸
リチウムの化学量論比であるので、マンガン原子の一部
をドーピング元素Tiで置換しても、100サイクル目
の放電容量の保持率は精々85%にすぎない。電池G、
H及びIにおいては、2Li/(Mn+Ti)原子比を
1.05、即ち、リチウムのマンガンとチタンに対する過
剰量を5%とすると共に、マンガン原子の一部をドーピ
ング元素チタンで置換することによって、常温(25
℃)における100サイクル目の放電容量の保持率を9
0%程度まで高めている。
In the batteries J, K and L (comparative examples),
Since the 2Li / (Mn + Ti) atomic ratio is the stoichiometric ratio of spinel-type lithium manganate, even if a part of the manganese atoms is replaced with the doping element Ti, the discharge capacity retention rate at the 100th cycle is at most 85%. It's just Battery G,
In H and I, the 2Li / (Mn + Ti) atomic ratio is
1.05, that is, an excess amount of lithium with respect to manganese and titanium was set to 5%, and a part of the manganese atoms was replaced with a doping element titanium to obtain an ordinary temperature (25%).
C.), the retention rate of the discharge capacity at the 100th cycle is 9
It is raised to about 0%.

【0041】電池F−1(比較例)においては、2Li
/(Mn+Ti)原子比を1.10、即ち、リチウムのマ
ンガンに対する過剰量を10%としたが、マンガン原子
をドーピング元素で置換していないので、常温(25
℃)においても、高温(60℃)においても、サイクル
特性が悪い。これに対して、電池F−2及びF−3によ
れば、リチウムをマンガンとドーピング元素に対して過
剰とすると共に、マンガン原子の一部をアルミニウム原
子にて置換することによって、特に、常温(25℃)に
おけるサイクル特性を大幅に改善している。
In the battery F-1 (comparative example), 2Li
/ (Mn + Ti) atomic ratio was 1.10, that is, the excess amount of lithium to manganese was 10%. However, since manganese atoms were not replaced by doping elements, normal temperature (25
° C) and high temperature (60 ° C), the cycle characteristics are poor. On the other hand, according to the batteries F-2 and F-3, lithium is made excessive with respect to manganese and the doping element, and a part of the manganese atoms is replaced with aluminum atoms. At 25 ° C.).

【0042】電池A、B−1、B−2、C、D及びE
は、2Li/(Mn+Ti)原子比を1.10から1.14
まで変化させると共に、ドーピング元素としてチタン
(一部はコバルトとの併用)を用いて得られるスピネル
型マンガン酸リチウムを正極活物質とする非水電解質リ
チウム二次電池の容量保持率を示し、常温(25℃)の
みならず、高温(60℃)におけるサイクル特性の格段
の向上が達成されている。電池Aによれば、常温での1
00サイクル目の放電容量の保持率99.3%、800サ
イクル時の放電容量の保持率94.6%、60℃での10
0サイクル目の放電容量の保持率94.7%、148サイ
クル時の放電容量の保持率が92.1%にも達している。
同様に、電池B−2によれば、常温での100サイクル
目の放電容量の保持率99.4%、145サイクル目の放
電容量の保持率99.2%、60℃での100サイクル目
の放電容量の保持率95.5%、150サイクル時の放電
容量の保持率が93.2%にも達している。
Batteries A, B-1, B-2, C, D and E
Means that the 2Li / (Mn + Ti) atomic ratio is from 1.10 to 1.14.
And the capacity retention of a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery using a spinel-type lithium manganate obtained as a positive electrode active material by using titanium (partially in combination with cobalt) as a doping element. A remarkable improvement in cycle characteristics at not only 25 ° C.) but also at a high temperature (60 ° C.) has been achieved. According to battery A, 1 at room temperature
99.3% retention of discharge capacity at the 00th cycle, 94.6% retention of discharge capacity at 800 cycles, 10% at 60 ° C.
The discharge capacity retention rate at the 0th cycle is 94.7%, and the discharge capacity retention rate at the 148th cycle is as high as 92.1%.
Similarly, according to Battery B-2, the discharge capacity retention at the 100th cycle at room temperature was 99.4%, the discharge capacity retention at the 145th cycle was 99.2%, and the discharge capacity at the 100th cycle at 60 ° C. was 99.2%. The retention rate of the discharge capacity reached 95.5%, and the retention rate of the discharge capacity at 150 cycles reached 93.2%.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように、本発明によるスピネル型
マンガン酸リチウムは、炭素数1〜3の脂肪族アルコー
ルからなる溶媒中にて、二酸化マンガンに対して限られ
た範囲の過剰量の水酸化リチウムと限られた範囲の割合
でドーピング元素の化合物を二酸化マンガンと混合し
て、均質な混合物とし、これを乾燥し、焼成して得たも
のである。
As described above, the spinel-type lithium manganese oxide according to the present invention can be used in a solvent composed of an aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms in a limited amount of excess water relative to manganese dioxide. Lithium oxide and a compound of a doping element in a limited range are mixed with manganese dioxide to form a homogeneous mixture, which is dried and fired.

【0044】このようなスピネル型マンガン酸リチウム
を正極活物質とするリチウム二次電池は、電池容量が高
く、しかも、すぐれたサイクル特性を有し、特に、常温
においてのみならず、高温環境下においても、従来のリ
チウム二次電池に比べて、サイクル特性が格段にすぐれ
ている。
A lithium secondary battery using such a spinel-type lithium manganate as a positive electrode active material has a high battery capacity and excellent cycle characteristics, and is particularly useful not only at room temperature but also under a high temperature environment. Also, the cycle characteristics are much better than those of conventional lithium secondary batteries.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】は、リチウム二次電池の一例を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a lithium secondary battery.

【図2】は、マンガン原子に対するチタンの置換量1モ
ル%、2Li/(Mn+Ti)原子比を1.30、1.2
0、1.10及び1.00として得たスピネル型マンガン酸
リチウムのX線回折図である。
FIG. 2 shows that the substitution ratio of titanium to manganese atoms is 1 mol%, and the atomic ratio of 2Li / (Mn + Ti) is 1.30 and 1.2.
It is an X-ray-diffraction figure of the spinel type lithium manganate obtained as 0, 1.10, and 1.00.

【図3】は、マンガン原子に対するチタンの置換量1モ
ル%、2Li/(Mn+Ti)原子比を1.30、1.2
0、1.10及び1.00として得たスピネル型マンガン酸
リチウムを正極活物質とする正極を備えたリチウム二次
電池の25℃における充放電曲線である。
FIG. 3 shows that the substitution ratio of titanium to manganese atoms is 1 mol%, and the atomic ratio of 2Li / (Mn + Ti) is 1.30 and 1.2.
It is a charge / discharge curve at 25 degreeC of the lithium secondary battery provided with the positive electrode which uses the spinel type lithium manganate obtained as 0, 1.10, and 1.00 as a positive electrode active material.

【図4】は、マンガン原子に対するチタンの置換量と2
Li/(Mn+Ti)原子比に対する常温での100サ
イクル目の放電容量の関係を示すグラフである。
FIG. 4 shows the substitution amount of titanium to manganese atom and 2
4 is a graph showing the relationship between the Li / (Mn + Ti) atomic ratio and the discharge capacity at the 100th cycle at room temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…正極缶、2…正極集電体、3…正極、4…セパレー
タ、5…負極、6…負極集電体、7…負極缶、8…絶縁
パッキング。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode can, 2 ... Positive electrode collector, 3 ... Positive electrode, 4 ... Separator, 5 ... Negative electrode, 6 ... Negative electrode collector, 7 ... Negative electrode can, 8 ... Insulating packing.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年7月9日(1999.7.9)[Submission date] July 9, 1999 (1999.7.9)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0039[Correction target item name] 0039

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

フロントページの続き (72)発明者 平尾 一彦 大阪市淀川区宮原三丁目5番24号 本荘ケ ミカル株式会社内 (72)発明者 本荘 之伯 大阪市淀川区宮原三丁目5番24号 本荘ケ ミカル株式会社内 Fターム(参考) 5H003 AA04 BB05 BC01 BC06 BD03 5H014 AA01 AA06 EE01 EE10 HH01 5H029 AJ05 AK03 AL06 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 DJ16 HJ01 Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiko Hirao 3-4-2, Miyahara, Yodogawa-ku, Osaka-shi Inside Honjo Chemical Co., Ltd. F term in the company (reference) 5H003 AA04 BB05 BC01 BC06 BD03 5H014 AA01 AA06 EE01 EE10 HH01 5H029 AJ05 AK03 AL06 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 DJ16 HJ01

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭素数1〜3の脂肪族アルコールからなる
溶媒中にて、水酸化リチウムとTi、Co、Ni、F
e、Cr、V、Al及びMgから選ばれる少なくとも1
種のドーピング元素Mの化合物と二酸化マンガンとを混
合して、均質な混合物とし、これを乾燥し、焼成して得
られる、2Li/(Mn+M)原子比が1.01から1.3
0の範囲にあると共に、ドーピング元素Mをマンガン原
子に対して0.01〜10.0モル%の範囲で有するスピネ
ル型マンガン酸リチウムからなる非水電解質リチウム二
次電池用正極活物質。
In a solvent comprising an aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms, lithium hydroxide and Ti, Co, Ni, F
at least one selected from e, Cr, V, Al and Mg
A compound of the kind of doping element M and manganese dioxide are mixed to form a homogeneous mixture, which is dried and calcined to obtain a 2Li / (Mn + M) atomic ratio of 1.01 to 1.3.
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery, comprising a spinel type lithium manganate having a doping element M in a range of 0.01 to 10.0 mol% with respect to manganese atoms while being in a range of 0.
【請求項2】正極と、リチウム、リチウム合金又はリチ
ウムイオンを吸蔵、放出し得る物質からなる負極と、こ
れら正極と負極との間に配設されるセパレータと、リチ
ウムイオン伝導性有機電解質とを含むリチウム二次電池
において、炭素数1〜3の脂肪族アルコールからなる溶
媒中にて、水酸化リチウムとTi、Co、Ni、Fe、
Cr、V、Al及びMgから選ばれる少なくとも1種の
ドーピング元素Mの化合物と二酸化マンガンとを混合し
て、均質な混合物とし、これを乾燥し、焼成して得られ
る、2Li/(Mn+M)原子比が1.01から1.30の
範囲にあると共に、ドーピング元素Mをマンガン原子に
対して0.01〜10.0モル%の範囲で有するスピネル型
マンガン酸リチウムを正極活物質としてなる非水電解質
リチウム二次電池。
2. A positive electrode, a negative electrode made of a substance capable of occluding and releasing lithium, a lithium alloy or lithium ions, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a lithium ion conductive organic electrolyte. In a lithium secondary battery including, in a solvent composed of an aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms, lithium hydroxide and Ti, Co, Ni, Fe,
2Li / (Mn + M) atoms obtained by mixing a compound of at least one doping element M selected from Cr, V, Al and Mg with manganese dioxide to obtain a homogeneous mixture, drying and calcining the mixture. A non-aqueous solution comprising a spinel-type lithium manganate as a positive electrode active material having a ratio in the range of 1.01 to 1.30 and having the doping element M in the range of 0.01 to 10.0 mol% based on manganese atoms. Electrolyte lithium secondary battery.
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