JP2001250548A - Nonaqueous electrolyte battery and method of preparing positive electrode material for the nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte battery and method of preparing positive electrode material for the nonaqueous electrolyte battery

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JP2001250548A
JP2001250548A JP2000057539A JP2000057539A JP2001250548A JP 2001250548 A JP2001250548 A JP 2001250548A JP 2000057539 A JP2000057539 A JP 2000057539A JP 2000057539 A JP2000057539 A JP 2000057539A JP 2001250548 A JP2001250548 A JP 2001250548A
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cobalt
electrolyte battery
positive electrode
nonaqueous electrolyte
nickel
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Japanese (ja)
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Hideki Sasaki
佐々木  秀樹
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a 3 V nonaqueous electrolyte battery, having a large discharging capacity and improved cycle characteristic. SOLUTION: The nonaqueous electrolyte battery comprises a positive electrode, containing a lithium ion storing and releasing material. The positive electrode material contains a compound, which is represented by general formula Ni1-xCoxO2Hn, where 0<x<0.55, 0.4<n<1.2, and a cobalt oxide.

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、非水電解質電池お
よび非水電解質電池用正極物質の製造方法に関する。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery and a method for producing a cathode material for a non-aqueous electrolyte battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、セルラーホンあるいは携帯用電子
端末等の種々の小型携帯電子機器の普及にともない、そ
れらの電源としての二次電池は重要な役割を果たしてい
る。とくにリチウムイオン電池は、ニッケル・カドミウ
ム蓄電池あるいはニッケル・水素蓄電池といった水溶液
系電池に比べて高いエネルギー密度を有することから、
脚光を浴びている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of various small portable electronic devices such as a cellular phone and a portable electronic terminal, a secondary battery as a power source for such portable electronic devices has played an important role. In particular, lithium-ion batteries have a higher energy density than aqueous batteries such as nickel-cadmium batteries or nickel-metal hydride batteries,
It is in the spotlight.

【0003】現在市販されているリチウムイオン電池
は、コバルト酸リチウムなどの遷移金属の複合酸化物よ
りなる正極物質を含有した正極板と、グラファイトなど
の炭素系物質よりなる負極活物質を含有した負極板と、
ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのセパレータ
と、エチレンカーボネートなどの各種炭酸エステルにL
iPF6などのリチウム塩を溶解させた電解液とから構
成される電池である。この電池の作動電圧は約4Vであ
り、いわゆる4V系非水電解質電池である。
[0003] At present, commercially available lithium ion batteries include a positive electrode plate containing a positive electrode material composed of a transition metal composite oxide such as lithium cobalt oxide and a negative electrode containing a negative electrode active material composed of a carbon-based material such as graphite. Board and
Separator such as polyethylene or polypropylene and various carbonates such as ethylene carbonate
The battery comprises an electrolyte in which a lithium salt such as iPF 6 is dissolved. The operating voltage of this battery is about 4 V, which is a so-called 4 V nonaqueous electrolyte battery.

【0004】一方、3V以下の低電圧で作動するICの
開発が進んでいることや、電池の安全性の観点から、今
後3V系非水電解質電池の需要が増大するものと推測さ
れる。この3V系非水電解質電池用正極物質としては、
LiMnO2やV25があるが、放電容量やサイクル寿
命特性の面で多くの問題点を有しているために、メモリ
ーバックアップ用など、限られた用途でのみ使用されて
いるのが現状である。また、最近、ニッケルを主体とす
るオキシ水酸化物が3V系非水電解質二次電池用正極物
質として利用できることが提案され、その性能改善が進
められている。
[0004] On the other hand, from the viewpoint of the development of ICs operating at a low voltage of 3 V or less and the viewpoint of battery safety, it is estimated that the demand for 3 V non-aqueous electrolyte batteries will increase in the future. As the cathode material for the 3V-based nonaqueous electrolyte battery,
Although there are LiMnO 2 and V 2 O 5, there are many problems in terms of discharge capacity and cycle life characteristics, so they are currently used only for limited applications such as memory backup. It is. Recently, it has been proposed that an oxyhydroxide mainly composed of nickel can be used as a positive electrode material for a 3V-based nonaqueous electrolyte secondary battery, and its performance has been improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ニッケルを主体とする
オキシ水酸化物は、3V系非水電解質二次電池用正極物
質として利用できる。その初期放電容量は高い値である
が、充放電サイクルの進行にともなって放電容量が低下
する問題があり、それを解決することが望まれている。
An oxyhydroxide mainly composed of nickel can be used as a cathode material for a 3V non-aqueous electrolyte secondary battery. Although the initial discharge capacity is a high value, there is a problem that the discharge capacity decreases as the charge / discharge cycle progresses, and it is desired to solve it.

【0006】そこで、その原因について鋭意研究した結
果、本発明者らは、正極板にニッケルを主体とする活物
質とともにコバルト酸化物を添加すること、および15
0〜210℃で固体状態としたニッケルとコバルトを含
有した化合物を活物質として用いることによって、上記
の問題を解決し得ることに想到した。
Accordingly, as a result of earnest studies on the cause, the present inventors have found that adding a cobalt oxide to a positive electrode plate together with an active material mainly composed of nickel;
It has been conceived that the above problem can be solved by using a compound containing nickel and cobalt in a solid state at 0 to 210 ° C. as an active material.

【0007】本発明は、かかる知見に基づきなされたも
のであって、その目的とするところは、放電容量が大き
く、充放電サイクルの進行にともなう容量低下がおこら
ないため優れたサイクル特性を有する非水系電解質電池
を提供することにある。
The present invention has been made on the basis of such knowledge, and it is an object of the present invention to provide a non-volatile semiconductor device having excellent cycle characteristics because the discharge capacity is large and the capacity does not decrease with the progress of charge / discharge cycles. An object of the present invention is to provide an aqueous electrolyte battery.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムイオ
ンを吸蔵/放出する物質を含有する正極を備えた非水電
解質電池において、正極物質が一般式Ni1-xCox2
n(ここで、0<x<0.55、0.4<n<1.2
とする)で表わされる化合物とコバルト酸化物を含有す
ることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte battery provided with a positive electrode containing a substance that occludes / releases lithium ions, wherein the positive electrode material has a general formula Ni 1-x Co x O 2
H n (where 0 <x <0.55, 0.4 <n <1.2
) And a cobalt oxide.

【0009】また、本発明は上記正極物質において、ニ
ッケルとコバルトの合計モル数に対するコバルトのモル
数の比(Co/(Ni+Co))が0.5以下であるこ
とを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that in the above positive electrode material, the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of nickel and cobalt (Co / (Ni + Co)) is 0.5 or less.

【0010】さらに本発明は、ニッケルとコバルトの合
計モル数に対するコバルトのモル比(Co/(Co+N
i))が0.5以下であるニッケル塩とコバルト塩との
混合物を、1)60〜100℃で加熱して溶融する工
程、2)150〜210℃で加熱して固体状態とする工
程、3)アルカリ水溶液で処理する工程、4)アルカリ
分を除去するための洗浄工程、5)酸化工程、を経るこ
とを特徴とする非水電解質電池用正極物質の製造方法を
提供し、前記のニッケル塩およびコバルト塩は、硝酸
塩、硫酸塩、燐酸塩、酢酸塩、塩酸塩よりなる群から選
ばれた少なくとも一つであることを特徴とするものであ
る。
Further, the present invention provides a method of manufacturing a composition comprising the steps of: providing a molar ratio of cobalt to the total number of moles of nickel and cobalt (Co / (Co + N);
i)) a mixture of a nickel salt and a cobalt salt having 0.5 or less, 1) a step of melting by heating at 60 to 100 ° C., 2) a step of heating to a solid state by heating at 150 to 210 ° C., 3) a step of treating with an aqueous alkali solution, 4) a washing step for removing alkali components, and 5) an oxidation step. The salt and the cobalt salt are characterized in that they are at least one selected from the group consisting of nitrates, sulfates, phosphates, acetates, and hydrochlorides.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明においては、正極物質粉末
と導電剤と結着剤と溶媒とを混練して得たペーストを、
アルミニウム箔等の導電芯材に塗布・乾燥・プレスする
等の方法によって、非水電解質電池用の正極板として作
製される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a paste obtained by kneading a cathode material powder, a conductive agent, a binder and a solvent is used.
It is produced as a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte battery by a method such as coating, drying, and pressing on a conductive core material such as an aluminum foil.

【0012】その正極物質は、一般式Ni1-xCox2
n(ここで、0<x<0.55、0.4<n<1.2と
する)で表わされる化合物とコバルト酸化物を含有した
ものが使用される。また、コバルト酸化物としては、C
oO、Co34等があげられる。この正極物質を使用す
ることにより、放電容量が大きく、充放電サイクルの進
行にともなう容量低下がおこらない非水電解質電池が得
られるものである。
The cathode material has the general formula Ni 1-x Co x O 2
H n (where, 0 <x <0.55,0.4 <n < and 1.2) that contains a compound represented by the cobalt oxide is used. Further, as the cobalt oxide, C
oO, Co 3 O 4 and the like. By using this positive electrode material, a nonaqueous electrolyte battery having a large discharge capacity and not causing a decrease in capacity with the progress of a charge / discharge cycle can be obtained.

【0013】さらに、正極物質中のニッケルとコバルト
の合計モル数に対するコバルトのモル数の比(=Co/
(Ni+Co))が0.5以下であるものが使用され
る。この比が0.5を超えると放電容量が小さくなるた
め好ましくない。
Furthermore, the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of nickel and cobalt in the cathode material (= Co /
(Ni + Co)) of 0.5 or less is used. If the ratio exceeds 0.5, the discharge capacity becomes small, which is not preferable.

【0014】また、正極物質の製造条件において、工程
1)における温度条件としては、60〜100℃である
ことが望ましい。60℃未満では溶融状態にするのが困
難な場合があり、100℃を超えると結晶水の一部が消
失するので好ましくない。また、工程2)における温度
条件としては、150〜210℃であることが望まし
い。150℃未満では固体状態に変化するのに要する時
間が長くなるので実用的でなく、210℃を超えるとニ
ッケル塩の分解がおこるためである。より好ましい温度
範囲は、180〜200℃である。
In the production conditions of the cathode material, the temperature condition in step 1) is desirably 60 to 100 ° C. If the temperature is lower than 60 ° C., it may be difficult to obtain a molten state. If the temperature is higher than 100 ° C., part of the crystallization water is lost, which is not preferable. The temperature condition in step 2) is desirably 150 to 210 ° C. If the temperature is lower than 150 ° C., it takes a long time to change to a solid state, which is not practical. If the temperature exceeds 210 ° C., the nickel salt is decomposed. A more preferable temperature range is 180 to 200 ° C.

【0015】また、このようにして得られた正極物質に
おいては、ニッケルとコバルトの合計モル数に対するコ
バルトのモル数の比y(=Co/(Ni+Co))が
0.5以下であることが望ましい。コバルト量が増加し
てその割合が0.6以上になると、放電容量が小さくな
る。好ましい正極物質中のコバルト量の範囲は、0.0
2〜0.5である。
In the positive electrode material thus obtained, the ratio y (= Co / (Ni + Co)) of the mole number of cobalt to the total mole number of nickel and cobalt is desirably 0.5 or less. . When the amount of cobalt increases and the ratio becomes 0.6 or more, the discharge capacity decreases. A preferable range of the amount of cobalt in the positive electrode material is 0.0
2 to 0.5.

【0016】工程3)において用いられるアルカリ水溶
液は、KOH、NaOH、LiOH等の水溶液あるいは
その混合物が用いられる。また、工程4)における洗浄
は、生成水を用いて、常圧下あるいは減圧下でおこなう
ことができる。
As the alkaline aqueous solution used in step 3), an aqueous solution of KOH, NaOH, LiOH or the like or a mixture thereof is used. The washing in the step 4) can be performed under normal pressure or reduced pressure using generated water.

【0017】また工程5における酸化方法としては、ペ
ルオキソ二硫酸塩や過塩素酸塩、オゾン等の酸化剤を用
いて化学的に酸化する方法や、電気化学的に陽極酸化す
る方法が挙げられる。
The oxidizing method in step 5 includes a method of chemically oxidizing using an oxidizing agent such as peroxodisulfate, perchlorate and ozone, and a method of electrochemical anodic oxidation.

【0018】このようにして作製された正極板と、負極
板、セパレータ、電解液等を用いて非水電解質電池を構
成すると、高エネルギー密度でかつサイクル特性が良好
な3V系非水電解質電池を得ることができる。
When a non-aqueous electrolyte battery is constructed using the positive electrode plate, the negative electrode plate, the separator, the electrolytic solution and the like manufactured as described above, a 3V non-aqueous electrolyte battery having high energy density and good cycle characteristics can be obtained. Obtainable.

【0019】なお、本発明における正極物質には、その
性能を改善するために、ニッケルとコバルト以外に、ア
ルミニウムや亜鉛、希土類元素といった他の金属元素を
添加したものも含まれる。しかしながら、これら金属元
素を多量に添加すると、活物質のエネルギー密度が低下
するので好ましくない。その好ましい添加量の範囲は、
正極物質中の金属の合計モル数に対する添加金属のモル
数の比が0.3以下であり、より好ましくは0.2以下
である。
It should be noted that the cathode material in the present invention includes those to which other metal elements such as aluminum, zinc, and rare earth elements are added in addition to nickel and cobalt in order to improve the performance. However, adding a large amount of these metal elements is not preferable because the energy density of the active material decreases. The preferred range of the amount added is
The ratio of the number of moles of the added metal to the total number of moles of the metal in the positive electrode material is 0.3 or less, more preferably 0.2 or less.

【0020】本発明に使用する非水電解質の溶媒として
は、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等
の環状炭酸エステル、ジメチルカーボネートやジエチル
カーボネートやメチルエチルカーボネート等の鎖状炭酸
エステル、γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジメチル
スルホキシド、アセトニトリル、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、1、2−ジメトキシエタ
ン、1、2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、
2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラン、メチル
アセテート等の極性溶媒、もしくはこれらの混合物を使
用することができる。
Examples of the solvent of the nonaqueous electrolyte used in the present invention include cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane and dimethyl carbonate. Sulfoxide, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran,
A polar solvent such as 2-methyltetrahydrofuran, dioxolan, methyl acetate, or a mixture thereof can be used.

【0021】また、非水溶媒に溶解するリチウム塩とし
ては、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiCF3
CO2、LiCF3SO3、LiN(SO2CF32、Li
N(SO2CF2CF32、LiN(COCF32および
LiN(COCF2CF32などの塩もしくはこれらの
混合物でもよい。
The lithium salts dissolved in the non-aqueous solvent include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 and LiCF 3
CO 2 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , Li
Salts such as N (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 , LiN (COCF 3 ) 2 and LiN (COCF 2 CF 3 ) 2 or a mixture thereof may be used.

【0022】また、隔離体としては、ポリエチレンやポ
リプロピレン等の絶縁性のポリオレフィン微多孔膜や、
高分子固体電解質、高分子固体電解質に電解液を含有さ
せたゲル状電解質等も使用できる。また、絶縁性の微多
孔膜と高分子固体電解質等を組み合わせて使用してもよ
い。さらに、高分子固体電解質として有孔性高分子固体
電解質膜を使用する場合、高分子中に含有させる電解液
と、細孔中に含有させる電解液とが異なっていてもよ
い。
As the separator, an insulating polyolefin microporous membrane such as polyethylene or polypropylene,
A solid polymer electrolyte, a gel electrolyte in which an electrolyte solution is contained in a solid polymer electrolyte, and the like can also be used. Further, an insulating microporous film and a solid polymer electrolyte may be used in combination. Further, when a porous solid polymer electrolyte membrane is used as the solid polymer electrolyte, the electrolyte contained in the polymer and the electrolyte contained in the pores may be different.

【0023】さらに、負極活物質としては、Al、S
i、Pb、Sn、Zn、Cd等とリチウムとの合金、L
iFe2O3、WO2、MoO2等の遷移金属酸化物、
グラファイトやカーボン等の炭素質材料、Li5(Li
3N)等の窒化リチウム、もしくは金属リチウム、又は
これらの混合物を用いてもよい。
Further, as the negative electrode active material, Al, S
alloy of lithium with i, Pb, Sn, Zn, Cd, etc., L
transition metal oxides such as iFe2O3, WO2, MoO2,
Carbonaceous materials such as graphite and carbon, Li5 (Li
Lithium nitride such as 3N), metallic lithium, or a mixture thereof may be used.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の詳細を好適な実施例を用いて
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below using preferred embodiments.

【0025】[実施例1]まず、正極物質の製造方法に
ついて述べる。硝酸ニッケル・6水和物と硝酸コバルト
・6水和物とを、NiとCoのモル比率が所定の値にな
るように秤量した後、テフロンビーカーに保持し、熱風
乾燥器中で80℃で1時間保持した。ついで、熱風乾燥
器中の温度を180℃に昇温し、その温度で10時間熱
処理して固形状態とした。これを採取してめのう乳鉢で
粉砕した後、多量のNaOH水溶液(比重は約1.2
5)中に加えて1時間攪拌した。つづいて、多量の精製
水で洗浄して付着したアルカリ分を除去した後、80℃
の熱風乾燥器中で乾燥して、正極物質前駆体粉末を得
た。
Example 1 First, a method for producing a positive electrode material will be described. After weighing nickel nitrate hexahydrate and cobalt nitrate hexahydrate so that the molar ratio of Ni and Co becomes a predetermined value, the mixture is held in a Teflon beaker, and heated at 80 ° C. in a hot air drier. Hold for 1 hour. Next, the temperature in the hot air dryer was raised to 180 ° C., and heat treatment was performed at that temperature for 10 hours to obtain a solid state. After this was collected and ground in an agate mortar, a large amount of NaOH aqueous solution (specific gravity was about 1.2)
5) and stirred for 1 hour. Subsequently, after washing with a large amount of purified water to remove adhered alkali components,
And dried in a hot air dryer to obtain a positive electrode material precursor powder.

【0026】つぎに、上記正極物質前駆体粉末100重
量部を、充分な量の水酸化ナトリウム水溶液(比重は約
1.25)中に添加した。この水溶液を攪拌しながら、
ペルオキソ二硫酸ナトリウム粉末151重量部を添加し
て、約10時間攪拌した。つづいて、多量の精製水で洗
浄して付着したアルカリ分を除去した後、80℃の熱風
乾燥器中で乾燥して、本発明の正極物質粉末を得た。
Next, 100 parts by weight of the above-mentioned cathode material precursor powder was added to a sufficient amount of an aqueous sodium hydroxide solution (specific gravity: about 1.25). While stirring this aqueous solution,
151 parts by weight of sodium peroxodisulfate powder was added and stirred for about 10 hours. Subsequently, after washing with a large amount of purified water to remove attached alkali components, the resultant was dried in a hot-air dryer at 80 ° C. to obtain a cathode material powder of the present invention.

【0027】一例として、コバルトを30モル%含有し
た正極物質のX線回折図形を図1に示した。図1におい
て、記号◎はオキシ水酸化ニッケル(β−NiOOH)
に帰属するピークを示し、記号▼はCo34に帰属する
ピークを示す。図1から、得られた正極物質のX線回折
図形では、オキシ水酸化ニッケルに帰属するピークとC
34に帰属するピークが見られた。また、この活物質
の価数は、約2.95であった。
As an example, FIG. 1 shows an X-ray diffraction pattern of a cathode material containing 30 mol% of cobalt. In FIG. 1, the symbol ◎ indicates nickel oxyhydroxide (β-NiOOH).
And the symbol ▼ indicates a peak belonging to Co 3 O 4 . From FIG. 1, in the X-ray diffraction pattern of the obtained cathode material, the peak attributed to nickel oxyhydroxide and C
A peak belonging to o 3 O 4 was observed. The valence of this active material was about 2.95.

【0028】つぎに、正極板の製作方法について述べ
る。上記にて得られた正極物質粉末93重量部と、導電
剤としてのアセチレンブラック粉末7重量部とを、ポリ
フッ化ビニリデン(結着剤)と溶媒としてのN−メチル
ピロリドン(NMP)とよりなる溶液を加えて混練して
ペーストを作製し、これを厚さ20μmのアルミニウム
箔の両面に所定量を塗布した後、乾燥・プレスして、正
極板を得た。
Next, a method for manufacturing a positive electrode plate will be described. A solution composed of 93 parts by weight of the positive electrode material powder obtained above and 7 parts by weight of acetylene black powder as a conductive agent is composed of polyvinylidene fluoride (binder) and N-methylpyrrolidone (NMP) as a solvent. Was added and kneaded to prepare a paste, and a predetermined amount of the paste was applied to both surfaces of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, followed by drying and pressing to obtain a positive electrode plate.

【0029】さらに、試験電池の製作方法について述べ
る。上記のようにして製作した種々の正極板各1枚と、
対極と同じ大きさのリチウム金属板2枚と、参照極にリ
チウム金属片を、電解液に1Mの過塩素酸リチウムを含
むエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの体
積比で1:1の混合溶媒50mlを用いて、種々の試験
電池を製作した。
Further, a method of manufacturing a test battery will be described. Each one of the various positive plates manufactured as described above,
Two lithium metal plates having the same size as the counter electrode, a lithium metal piece as the reference electrode, and 50 ml of a mixed solvent of 1: 1 by volume of ethylene carbonate and diethyl carbonate containing 1 M lithium perchlorate as the electrolytic solution. Various test batteries were manufactured using the test batteries.

【0030】つぎに、充放電試験について述べる。各試
験電池を、25℃において、0.1mA/cm2の電流密
度で1.5Vまで放電をおこなって、初期放電容量を測
定した。ついで、同じ電流密度で4.2Vまで充電、1.
5Vまで放電するという条件で、10サイクルの充放電
試験をおこなった。
Next, a charge / discharge test will be described. Each test battery was discharged at a current density of 0.1 mA / cm 2 to 1.5 V at 25 ° C., and the initial discharge capacity was measured. Then charge to 4.2V at the same current density, 1.
A 10-cycle charge / discharge test was performed under the condition of discharging to 5V.

【0031】図2に、各試験電池の1サイクル目放電容
量と、コバルトの添加量との関係を示す。コバルトを添
加することによって放電容量は大きくなり、特に、ニッ
ケルとコバルトの合計モル数に対するコバルトのモル数
の比(Co/(Ni+Co))が0.1〜0.5の場合
に大きい放電容量が得られることがわかる。また、ニッ
ケルとコバルトの合計モル数に対するコバルトのモル数
の比(Co/(Ni+Co))が0.5を超えると放電
容量が小さくなる傾向が見られ、コバルトの多量の添加
は有効でないことがわかった。
FIG. 2 shows the relationship between the first cycle discharge capacity of each test battery and the amount of cobalt added. By adding cobalt, the discharge capacity is increased. Particularly, when the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of nickel and cobalt (Co / (Ni + Co)) is 0.1 to 0.5, the discharge capacity becomes large. It can be seen that it can be obtained. Further, when the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of nickel and cobalt (Co / (Ni + Co)) exceeds 0.5, the discharge capacity tends to decrease, and the addition of a large amount of cobalt is not effective. all right.

【0032】また、充放電サイクル試験における10サ
イクル目の放電容量の1サイクル目の放電容量に対する
割合を、容量保持率と定義する。図3に、各試験電池の
容量保持率と、コバルト添加量との関係を示す。ニッケ
ルとコバルトの合計モル数に対するコバルトのモル数の
比(Co/(Ni+Co))が0.5以下では、容量保
持率は高いことがわかった。
The ratio of the discharge capacity at the 10th cycle to the discharge capacity at the 1st cycle in the charge / discharge cycle test is defined as a capacity retention rate. FIG. 3 shows the relationship between the capacity retention of each test battery and the amount of cobalt added. It was found that the capacity retention was high when the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of nickel and cobalt (Co / (Ni + Co)) was 0.5 or less.

【0033】なお、本発明におけるニッケルとコバルト
を含有する正極物質には、その性能を改善するために、
亜鉛、アルミニウム、希土類元素といった他の金属元素
を添加したものも用いることができる。また、本発明の
実施例では、導電剤としてアセチレンブラックを、結着
剤としてポリフッ化ビニリデンを、その溶剤としてNM
Pを使用したが、他のものを使用することも可能であ
る。
The cathode material containing nickel and cobalt according to the present invention has the following properties in order to improve its performance.
Those to which other metal elements such as zinc, aluminum, and rare earth elements are added can also be used. In the embodiment of the present invention, acetylene black is used as the conductive agent, polyvinylidene fluoride is used as the binder, and NM is used as the solvent.
Although P was used, other things could be used.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明による製造方法を用いた、一般式
Ni1-xCox2n(ここで、0<x<0.55、0.
4<n<1.2とする)で表わされる化合物とコバルト
酸化物を含有する正極物質を用いることによって、放電
容量が大きく、サイクル特性に優れた3V系非水電解質
電池を提供することができるので、その工業的価値は極
めて大きい。
According to the present invention, the general formula Ni 1-x Co x O 2 H n (where 0 <x <0.55, 0.
4 <n <1.2) and the use of a cathode material containing a cobalt oxide can provide a 3V nonaqueous electrolyte battery having a large discharge capacity and excellent cycle characteristics. Therefore, its industrial value is extremely large.

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

【図1】本発明になる正極物質のX線回折図形の一例を
示した図。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an X-ray diffraction pattern of a cathode material according to the present invention.

【図2】試験電極の、正極物質中のコバルト含有量と1
サイクル目放電容量との関係を示した図。
FIG. 2 shows the cobalt content in the positive electrode material of the test electrode and 1
The figure which showed the relationship with the discharge capacity at the cycle.

【図3】試験電極の、正極物質中のコバルト含有量と容
量保持率との関係を示した図。
FIG. 3 is a view showing a relationship between a cobalt content in a positive electrode material and a capacity retention of a test electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G048 AA03 AB02 AB05 AC06 AE05 AE07 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL01 AL06 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ02 CJ12 CJ14 DJ16 HJ02 HJ14 5H050 AA07 AA08 BA17 CA08 CB01 CB07 CB12 DA02 FA17 GA02 GA12 GA14 GA15 HA02 HA14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 4G048 AA03 AB02 AB05 AC06 AE05 AE07 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL01 AL06 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ02 CJ12 CJ14 DJ16 HJ02 HJ14 5H050 AA07 AA08 BA17 CA08 CB01 GA12 GA12 GA12 DA HA02 HA14

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムイオンを吸蔵・放出する物質を
含有する正極を備えた非水電解質電池であって、前記正
極物質が一般式Ni1-xCox2n(ここで、0<x<
0.55、0.4<n<1.2とする)で表わされる化
合物とコバルト酸化物を含有することを特徴とする非水
電解質電池。
1. A non-aqueous electrolyte battery provided with a positive electrode containing a substance that absorbs and releases lithium ions, wherein the positive electrode substance has a general formula of Ni 1-x Co x O 2 H n (where 0 < x <
0.55, 0.4 <n <1.2) and a cobalt oxide.
【請求項2】 正極物質中のニッケルとコバルトの合計
モル数に対するコバルトのモル数の比(Co/(Ni+
Co))が0.5以下であることを特徴とする請求項1
記載の非水電解質電池。
2. The ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of nickel and cobalt in the cathode material (Co / (Ni +
Co)) is 0.5 or less.
The non-aqueous electrolyte battery according to the above.
【請求項3】 非水電解質電池用正極物質の製造方法で
あって、ニッケルとコバルトの合計モル数に対するコバ
ルトのモル数の比(Co/(Co+Ni))が0.5以
下であるニッケル塩とコバルト塩との混合物を、1)6
0〜100℃で加熱して溶融する工程、2)150〜2
10℃で加熱して固体状態とする工程、3)アルカリ水
溶液で処理する工程、4)アルカリ分を除去するための
洗浄工程、5)酸化工程、を経ることを特徴とする非水
電解質電池用正極物質の製造方法。
3. A method for producing a cathode material for a non-aqueous electrolyte battery, comprising: a nickel salt having a molar ratio (Co / (Co + Ni)) of cobalt to a total molar number of nickel and cobalt of 0.5 or less; 1) 6
Step of heating and melting at 0 to 100 ° C., 2) 150 to 2
A non-aqueous electrolyte battery characterized by passing through a step of heating at 10 ° C. to a solid state, a step of treating with an alkaline aqueous solution, a step of washing to remove alkali components, and a step of oxidizing. A method for producing a positive electrode material.
【請求項4】 ニッケル塩およびコバルト塩は、硝酸
塩、硫酸塩、燐酸塩、酢酸塩、塩酸塩よりなる群から選
ばれた少なくとも一つであることを特徴とする請求項3
記載の非水電解質電池用正極物質の製造方法。
4. The nickel salt and the cobalt salt are at least one selected from the group consisting of nitrates, sulfates, phosphates, acetates and hydrochlorides.
The method for producing a positive electrode material for a nonaqueous electrolyte battery according to the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010064910A (en) * 2008-09-09 2010-03-25 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Plate-like nickel-containing hydroxide and method for producing the same, and plate-like nickel-containing oxyhydroxide using the hydroxide and method for producing the same

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