JP2001250555A

JP2001250555A - 正極活物質の製造方法及び非水電解質電池の製造方法

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Publication number: JP2001250555A
Application number: JP2000065771A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Hosoya; 守細谷; Kimio Takahashi; 公雄高橋; Yukio Miyaki; 幸夫宮木; Gen Fukushima; 弦福嶋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-09-14
Anticipated expiration: 2020-03-06
Also published as: JP4769995B2

Abstract

(57)【要約】【課題】焼成工程において有毒な副生成物を発生する
ことなく、ＬｉＦｅＰＯ₄を高収率で得ることができ
る。【解決手段】Ｌｉ_xＦｅＰＯ₄（ただし、０＜ｘ≦１で
ある。）なる組成で表される正極活物質を製造するに際
し、Ｌｉ₃ＰＯ₄と、Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂又はその水和物で
あるＦｅ₃（ＰＯ₄）₂・ｎＨ₂Ｏ（ただし、ｎは水和数で
ある。）とを混合して前駆体とする混合工程と、上記混
合工程で得られた前駆体を焼成する焼成工程とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムを可逆的
にドープ／脱ドープ可能な正極活物質の製造方法、及び
この正極活物質を用いた非水電解質電池の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子技術の進歩により、電子機器
の高性能化、小型化、ポータブル化が進んでいる。これ
ら電子機器に使用される電池に対しても、高エネルギー
密度化が要求されていることから、非水電解質電池の研
究・開発が盛んに進められている。中でも、リチウム電
池若しくはリチウムイオン二次電池は、従来の電池に比
べて、３Ｖ、４Ｖといった高い起電力を有する等の優れ
た性能のため、カムコーダ、携帯電話、及びノート型パ
ソコン等の各種携帯用電子機器に採用されている。

【０００３】現在、リチウムイオン二次電池の正極活物
質としては、高エネルギー密度、高電圧を有すること等
から、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等が用
いられている。しかし、これらの正極活物質は、クラー
ク数の低い金属元素をその組成中に有しているため、コ
ストが高くつく他、安定供給が難しいという問題があ
る。また、これらの正極活物質は、環境に与える影響も
大きいことから、これらに代わる新規正極活物質が求め
られている。

【０００４】これに対し、オリビン構造を有するＬｉＦ
ｅＰＯ₄を、リチウムイオン二次電池の正極活物質とし
て用いることが提案されている。ＬｉＦｅＰＯ₄は、体
積密度が３．６ｇ／ｃｍ³と大きく、３．４Ｖの高電位
を発生し、理論容量も１７０ｍＡｈ／ｇと大きい。ま
た、ＬｉＦｅＰＯ₄は、初期状態で、電気化学的に脱ド
ープ可能なＬｉを、Ｆｅ原子１個当たりに１個含んでい
るので、リチウムイオン電池の正極活物質として有望な
材料である。しかもＬｉＦｅＰＯ₄は、資源的に豊富で
安価な材料である鉄をその組成中に有しているため、上
述のＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等と比較
して低コストであり、また、環境に与える影響も小さ
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来、炭酸リ
チウム、リン酸二アンモニウム及び酢酸鉄（ＩＩ）を合
成出発原料として、焼成し、下記の反応によってＬｉＦ
ｅＰＯ₄を得ていた。

【０００６】反応式：Ｌｉ₂ＣＯ₃＋２Ｆｅ（ＣＨ₃ＣＯ
Ｏ）₂＋２ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ_４→２ＬｉＦｅＰＯ_４＋ＣＯ₂＋
Ｈ₂Ｏ＋２ＮＨ₃＋４ＣＨ₃ＣＯＯＨそして、上記の反応式から明らかなように、焼成時に有
毒なアンモニアや酢酸等の副生成物が発生し、これら副
生成物を処理するための大規模な集気装置等の設備が必
要となり、製造コスト上昇の原因となっていた。また、
これらの副生成物が大量に発生するため、ＬｉＦｅＰＯ
₄の収率を低下させてしまっていた。

【０００７】そこで本発明はこのような従来の実状に鑑
みて提案されたものであり、焼成工程において有毒な副
生成物を発生することなく、ＬｉＦｅＰＯ₄を高収率で
得ることができる正極活物質の製造方法及び非水電解質
電池の製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる正極活物質の製造方法は、Ｌｉ_x
ＦｅＰＯ₄（ただし、０＜ｘ≦１である。）なる組成で
表される正極活物質を製造するに際し、Ｌｉ₃ＰＯ₄と、
Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂又はその水和物であるＦｅ₃（ＰＯ₄）₂
・ｎＨ₂Ｏ（ただし、ｎは水和数である。）とを混合し
て前駆体とする混合工程と、上記混合工程で得られた前
駆体を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする。

【０００９】以上のような正極活物質の製造方法では、
焼成工程にて、目的物質であるＬｉＦｅＰＯ₄の他に
は、副生成物が発生しないか、又は、副生成物として無
毒の水のみが発生する。

【００１０】また、上述の目的を達成するために、本発
明にかかる非水電解質電池の製造方法は、Ｌｉ_xＦｅＰ
Ｏ₄（ただし、０＜ｘ≦１である。）なる組成で表され
る正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極
と、非水電解質とを備える非水電解質電池の製造方法に
おいて、上記Ｌｉ_xＦｅＰＯ₄を合成するに際し、Ｌｉ₃
ＰＯ₄と、Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂又はその水和物であるＦｅ₃
（ＰＯ₄）₂・ｎＨ₂Ｏ（ただし、ｎは水和数である。）
とを混合して前駆体とする混合工程と、上記混合工程で
得られた前駆体を焼成する焼成工程とを有することを特
徴とする。

【００１１】以上のような非水電解質電池の製造方法で
は、正極活物質を製造する焼成工程にて、目的物質であ
るＬｉＦｅＰＯ₄の他には、副生成物が発生しないか、
又は、副生成物として無毒の水のみが発生する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１３】本発明を適用して製造される非水電解液電
池の一構成例を図１に示す。この非水電解液電池１は、
負極２と、負極２を収容する負極缶３と、正極４と、正
極４を収容する正極缶５と、正極４と負極２との間に配
されたセパレータ６と、絶縁ガスケット７とを備え、負
極缶３及び正極缶５内に非水電解液が充填されてなる。

【００１４】負極２は、負極活物質となる例えば金属リ
チウム箔からなる。また、負極活物質として、リチウム
をドープ、脱ドープ可能な材料を用いる場合には、負極
２は、負極集電体上に、上記負極活物質を含有する負極
活物質層が形成されてなる。負極集電体としては、例え
ばニッケル箔等が用いられる。

【００１５】リチウムをドープ、脱ドープ可能な負極活
物質としては、金属リチウム、リチウム合金、リチウム
がドープされた導電性高分子、層状化合物（炭素材料や
金属酸化物など）が用いられている。

【００１６】負極活物質層に含有される結合剤として
は、この種の非水電解液電池の負極活物質層の結合剤と
して通常用いられている公知の樹脂材料等を用いること
ができる。

【００１７】負極缶３は、負極２を収容するものであ
り、また、非水電解液電池１の外部負極となる。

【００１８】正極４は、正極集電体上に、正極活物質を
含有する正極活物質層が形成されてなる。この非水電解
液電池１では、正極活物質として、後述する方法により
製造される、オリビン構造を有するＬｉＦｅＰＯ₄を用
いる。また、正極集電体としては、例えばアルミニウム
箔等が用いられる。

【００１９】正極活物質層に含有される結合剤として
は、この種の非水電解液電池の正極活物質層の結合剤と
して通常用いられている公知の樹脂材料等を用いること
ができる。

【００２０】正極缶５は、正極４を収容するものであ
り、また、非水電解液電池１の外部正極となる。

【００２１】セパレータ６は、正極４と、負極２とを離
間させるものであり、この種の非水電解液電池のセパレ
ータとして通常用いられている公知の材料を用いること
ができ、例えばポリプロピレンなどの高分子フィルムが
用いられる。また、リチウムイオン伝導度とエネルギー
密度との関係から、セパレータの厚みはできるだけ薄い
ことが必要である。具体的には、セパレータの厚みは例
えば５０μｍ以下が適当である。

【００２２】絶縁ガスケット７は、負極缶３に組み込ま
れ一体化されている。この絶縁ガスケット７は、負極缶
３及び正極缶５内に充填された非水電解液の漏出を防止
するためのものである。

【００２３】非水電解液としては、非プロトン性非水溶
媒に電解質を溶解させた溶液が用いられる。

【００２４】非水溶媒としては、例えばプロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、スル
ホラン、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキ
シエタン、２−メチルテトラヒドロフラン、３−メチル
１，３−ジオキソラン、プロピオン酸メチル、酪酸メチ
ル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ
プロピルカーボネート等を使用することができる。特
に、電圧安定性の点からは、プロピレンカーボネート、
ビニレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチ
ルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカ
ーボネート等の鎖状カーボネート類を使用することが好
ましい。また、このような非水溶媒は、１種類を単独で
用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。

【００２５】また、非水溶媒に溶解させる電解質として
は、例えば、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、
ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂等
のリチウム塩を使用することができる。これらのリチウ
ム塩の中でも、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄を使用することが
好ましい。

【００２６】つぎに、上述したような非水電解液電池１
の製造方法について説明する。

【００２７】まず、正極活物質として用いられる、オリ
ビン構造を有するＬｉＦｅＰＯ₄を合成する。

【００２８】本実施の形態において、ＬｉＦｅＰＯ₄を
合成するには、まず、合成原料として、リン酸リチウム
（Ｌｉ₃ＰＯ₄）と、リン酸鉄（ＩＩ）（Ｆｅ₃（ＰＯ₄）
₂）又はその水和物（Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂・ｎＨ₂Ｏ（ただ
し、ｎは水和数である。））とを、所定比で混合して合
成前駆体とする。ここで、合成原料の混合は十分に行う
必要がある。合成原料を十分に混合することで、各原料
が均一に混ざり合い、接触点が増えるため、引き続く焼
成工程における合成反応を速やかに進行することが可能
になる。

【００２９】次に、この合成前駆体を窒素、アルゴン等
の不活性ガス雰囲気中又は水素や一酸化炭素等の還元性
ガス雰囲気で焼成することにより、オリビン構造を有す
るリチウム鉄リン酸化物（ＬｉＦｅＰＯ₄）が合成され
る。この焼成工程におけるＬｉＦｅＰＯ₄の合成反応
は、以下のような反応式で表される。

【００３０】反応式：Ｌｉ₃ＰＯ₄＋Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂・
ｎＨ₂Ｏ（ただし、ｎは水和数であり、無水物のときｎ
＝０である。）→３ＬｉＦｅＰＯ₄＋ｎＨ₂Ｏ従来、ＬｉＦｅＰＯ₄を合成する際には、有毒なアンモ
ニアや酢酸等の副生成物が発生し、これら副生成物を処
理するための大規模な集気装置等の設備が必要であっ
た。

【００３１】本発明においては、上記反応式から明らか
なように、リン酸鉄（ＩＩ）の無水物であるＦｅ₃（Ｐ
Ｏ₄）₂を用いた場合には、副生成物が発生しない。ま
た、リン酸鉄（ＩＩ）の水和物であるＦｅ₃（ＰＯ₄）₂
・ｎＨ₂Ｏを用いた場合には、副生成物として無毒の水
のみが発生する。

【００３２】すなわち、目的物質であるＬｉＦｅＰＯ₄
の他には、有毒な副生成物を発生しないため、従来のＬ
ｉＦｅＰＯ₄の製造方法に比べて、焼成工程における安
全性が著しく向上する。また、副生成物として水が発生
したとしても、水そのものは無毒であるため、処理工程
を大幅に簡略化でき、従来の副生成物の処理のために必
要であった大規模な処理設備を縮小できる。したがっ
て、従来の副生成物であるアンモニア等を処理する際に
比べて、製造コストを大幅に削減することができる。

【００３３】また、上記反応式から明らかなように、副
生成物の発生が少量であるため、ＬｉＦｅＰＯ₄の収率
を大幅に向上させることができる。

【００３４】ここで、上記焼成を行う際の焼成温度は、
５００℃〜７００℃の範囲であることが好ましい。焼成
工程を上述の範囲内の温度で行うことで、従来の製造方
法で得られたＬｉＦｅＰＯ₄に比べて、放電容量及び充
放電サイクル特性を向上させることができる。焼成温度
が５００℃未満であると、化学反応及び結晶化が十分に
進まず、均一なＬｉＦｅＰＯ₄を得られない虞がある。
一方、焼成温度が７００℃を上回ると、ＬｉＦｅＰＯ₄
の粒子が大きくなり、十分な放電容量及び充放電サイク
ル特性を得られない虞がある。

【００３５】そして、以上のようにして得られたＬｉＦ
ｅＰＯ₄を正極活物質として用いた非水電解液電池１
は、例えばつぎのようにして製造される。

【００３６】負極２としては、まず、負極活物質と結着
剤とを溶媒中に分散させてスラリーの負極合剤を調製す
る。次に、得られた負極合剤を集電体上に均一に塗布、
乾燥して負極活物質層を形成することにより負極２が作
製される。上記負極合剤の結着剤としては、公知の結着
剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公知の添
加剤等を添加することができる。また、負極活物質とな
る金属リチウムをそのまま負極２として用いることもで
きる。

【００３７】正極４としては、まず、正極活物質となる
ＬｉＦｅＰＯ₄と結着剤とを溶媒中に分散させてスラリ
ーの正極合剤を調製する。次に、得られた正極合剤を集
電体上に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形成する
ことにより正極４が作製される。上記正極合剤の結着剤
としては、公知の結着剤を用いることができるほか、上
記正極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。

【００３８】非水電解液は、電解質塩を非水溶媒中に溶
解することにより調製される。

【００３９】そして、負極２を負極缶３に収容し、正極
４を正極缶５に収容し、負極２と正極４との間に、ポリ
プロピレン製多孔質膜等からなるセパレータ６を配す
る。負極缶３及び正極缶５内に非水電解液を注入し、絶
縁ガスケット７を介して負極缶３と正極缶５とをかしめ
て固定することにより、非水電解液電池１が完成する。

【００４０】上述したような非水電解液電池１の製造方
法では、Ｌｉ₃ＰＯ₄と、Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂又はその水和
物であるＦｅ₃（ＰＯ₄）₂・ｎＨ₂Ｏとを混合して焼成す
るため、有毒な副生成物を発生することなく、ＬｉＦｅ
ＰＯ₄が得られる。このため、ＬｉＦｅＰＯ₄の収率が向
上するとともに、従来の有毒な副生成物を処理するため
に必要であった製造コストを大幅に削減することができ
る。そして、このＬｉＦｅＰＯ₄を正極活物質として用
いて作製された非水電解液電池１は、リチウムのドープ
・脱ドープが良好に行われて、高い放電容量を有し、か
つ、充放電サイクル特性にも優れたものとなる。

【００４１】上述したような本実施の形態に係る非水電
解液電池１は、円筒型、角型、コイン型、ボタン型等、
その形状については特に限定されることはなく、また、
薄型、大型等の種々の大きさにすることができる。

【００４２】なお、上述した実施の形態では、非水電解
質電池として、非水電解液を用いた非水電解液電池１を
例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、非水電解質として、固体電解質や、膨潤溶媒
を含有するゲル状の固体電解質を用いた場合にも適用可
能である。また、本発明は、一次電池についても二次電
池についても適用可能である。

【００４３】

【実施例】本発明の効果を調べるべく、ＬｉＦｅＰＯ₄
を合成し、得られたＬｉＦｅＰＯ₄を正極活物質として
用いて電池を作製し、その特性を評価した。

【００４４】〈実施例１〉まず、ＬｉＦｅＰＯ₄を合成
した。

【００４５】ＬｉＦｅＰＯ₄を合成するには、まず、リ
ン酸リチウム（Ｌｉ₃ＰＯ₄）とリン酸鉄（ＩＩ）・八水
和物（Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂・８Ｈ₂Ｏ）とを、リチウムと鉄
との元素比率が１：１となるように乳鉢で３０分間混合
して反応前駆体とした。

【００４６】次に、この反応前駆体を、セラミックるつ
ぼに入れ、窒素雰囲気中の電気炉にて４００℃で５時間
焼成後、粉砕混合することによりＬｉＦｅＰＯ₄を得
た。

【００４７】そして、上述のようにして得られたＬｉＦ
ｅＰＯ₄を正極活物質として用いて電池を作製した。

【００４８】まず、正極活物質として乾燥したＬｉＦｅ
ＰＯ₄を８０重量部と、導電剤としてアセチレンブラッ
クを１５重量部と、バインダーとしてフッ素樹脂粉末を
５重量部とを混合した後、加圧成形してペレット状の正
極とした。

【００４９】また、リチウム金属箔を正極と略同形に打
ち抜くことにより負極とした。

【００５０】また、プロピレンカーボネートとジメチル
カーボネートとの等容量混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆を１ｍ
ｏｌ／ｌの濃度で溶解させることにより非水電解液を調
製した。

【００５１】以上のようにして得られた正極を正極缶に
収容し、負極を負極缶に収容し、正極と負極との間にセ
パレータを配した。正極缶及び負極缶内に非水電解液を
注入し、正極缶と負極缶とをかしめて固定することによ
り、２０２５型のコイン型テストセルを作製した。

【００５２】〈実施例２〉反応前駆体の焼成温度を５０
０℃としたこと以外は、実施例１と同様にしてＬｉＦｅ
ＰＯ₄を合成し、得られたＬｉＦｅＰＯ₄を正極活物質と
して用いて、テストセルを作製した。

【００５３】〈実施例３〉反応前駆体の焼成温度を６０
０℃としたこと以外は、実施例１と同様にしてＬｉＦｅ
ＰＯ₄を合成し、得られたＬｉＦｅＰＯ₄を正極活物質と
して用いて、テストセルを作製した。

【００５４】〈実施例４〉反応前駆体の焼成温度を７０
０℃としたこと以外は、実施例１と同様にしてＬｉＦｅ
ＰＯ₄を合成し、得られたＬｉＦｅＰＯ₄を正極活物質と
して用いて、テストセルを作製した。

【００５５】〈実施例５〉反応前駆体の焼成温度を８０
０℃としたこと以外は、実施例１と同様にしてＬｉＦｅ
ＰＯ₄を合成し、得られたＬｉＦｅＰＯ₄を正極活物質と
して用いて、テストセルを作製した。

【００５６】〈実施例６〉反応前駆体の焼成温度を６０
０℃としたことと、負極として黒鉛系負極を用いたこと
以外は、実施例１と同様にしてテストセルを作製した。
なお、黒鉛系負極は、負極活物質として黒鉛粉末を９０
重量部と、バインダーとしてフッ素樹脂粉末を１０重量
部とを、溶媒としてＮ−メチルピロリドン中に均一に混
合してスラリー状にしたものを準備し、銅箔に塗布、加
熱乾燥及び加圧工程を経た後、正極と略同型に打ち抜く
ことにより作製した。

【００５７】〈比較例〉まず、酢酸鉄（ＩＩ）（Ｆｅ
（ＣＨ₃ＣＯＯ）₂）とリン酸二水素アンモニウム（ＮＨ
₄Ｈ₂ＰＯ₄）と炭酸リチウム（Ｌｉ₂ＣＯ₃）とを、モル
比が２：２：１になるようにして混合し、反応前駆体と
した。

【００５８】次に、この反応前駆体に対して、窒素雰囲
気下、３００℃で１２時間の仮焼きを行った後、窒素雰
囲気下、反応前駆体を６００℃で２４時間加熱すること
によりＬｉＦｅＰＯ₄を得た。

【００５９】そして、上述のようにして得られたＬｉＦ
ｅＰＯ₄を正極活物質として用いて、実施例１と同様に
してテストセルを作製した。

【００６０】以上のようにして作製されたテストセルに
ついて、充放電試験を行った。

【００６１】各テストセルに対して定電流充電を行い、
電池電圧が４．２Ｖになった時点で、定電流充電から定
電圧充電に切り替えて、電圧を４．２Ｖに保ったまま充
電を行った。そして、電流が０．０１ｍＡ／ｃｍ²以下
になった時点で充電を終了させた。その後、放電を行
い、電池電圧が２．０Ｖまで低下した時点で放電を終了
させた。なお、充電時、放電時ともに常温（２５℃）で
行い、このときの電流密度は０．１ｍＡ／ｃｍ²とし
た。なお、放電容量維持率は、比較例の第１回サイクル
目の放電容量を１００％として表した。

【００６２】まず、実施例１〜実施例５及び比較例の、
３０サイクル目の充放電サイクル特性、電池評価、毒性
副生成物の有無及びＬｉＦｅＰＯ₄の収率を、表１に示
す。なお、表１中、電池評価は、３０サイクル目の放電
容量維持率が９５％以上であったものを○とし、９５％
未満であったものを×として表した。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１より、本発明を適用した実施例１〜実
施例５は、焼成工程において有毒な副生成物を発生しな
かったが、比較例は副生成物として有毒なアンモニアを
発生した。このことから、ＬｉＦｅＰＯ₄の合成原料と
してＬｉ₃ＰＯ₄とＦｅ₃（ＰＯ ₄）₂・８Ｈ₂Ｏとを用いる
ことで、焼成工程において有毒な副生成物を発生するこ
となく、安全にＬｉＦｅＰＯ₄を得られることがわかっ
た。

【００６５】また、充放電サイクル特性に基づく電池評
価より、焼成温度は、５００℃〜７００℃であることが
好ましいとわかった。焼成温度が５００℃未満である実
施例１は、充放電サイクル特性が著しく劣っていた。こ
れは、ＬｉＦｅＰＯ₄の化学反応及び結晶化が十分に進
まないためと考えられる。一方、実施例５は、焼成温度
が８００℃と高すぎたため、逆に充放電サイクル特性の
劣化を引き起こした。

【００６６】また、ＬｉＦｅＰＯ₄の合成原料としてＬ
ｉ₃ＰＯ₄とＦｅ₃（ＰＯ₄）₂・８Ｈ₂Ｏとを用いた実施例
１〜実施例５は、高収率でＬｉＦｅＰＯ₄を得られるこ
とがわかった。

【００６７】つぎに、負極として金属リチウム負極を用
いた実施例３及び比較例の２０サイクル目までの充放電
サイクル特性を、図２に示す。図２より、Ｌｉ₃ＰＯ₄と
Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂・８Ｈ₂Ｏとを焼成して得たＬｉＦｅＰ
Ｏ₄を正極活物質として用いた実施例３は、従来の製造
方法で得たＬｉＦｅＰＯ₄を正極活物質として用いた比
較例に比べて、放電容量が４％〜５％程度向上してお
り、優れた特性を示すことがわかった。

【００６８】負極として黒鉛系負極を用いた実施例６及
び比較例の２０サイクル目までの充放電サイクル特性
を、図３に示す。図３より、実施例６も、比較例に比べ
て放電容量が４％〜５％程度向上しており、優れた特性
を示すことがわかった。

【００６９】したがって、負極の材料によらず、Ｌｉ₃
ＰＯ₄とＦｅ₃（ＰＯ₄）₂・８Ｈ₂Ｏとを焼成して得たＬ
ｉＦｅＰＯ₄を正極活物質として用いることで、テスト
セルは優れた特性を示すことがわかった。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の正極活物質の製造方法では、Ｌｉ₃ＰＯ₄と、Ｆｅ₃
（ＰＯ₄）₂又はその水和物であるＦｅ₃（ＰＯ₄）₂・ｎ
Ｈ₂Ｏとを混合して焼成することによって、有毒な副生
成物を発生することなく、高収率でＬｉＦｅＰＯ₄を得
ることができる。

【００７１】したがって、上述のようにして得られたＬ
ｉＦｅＰＯ₄を正極活物質として用いることで、リチウ
ムのドープ・脱ドープが良好に行われて高い放電容量を
有し、且つ充放電サイクル特性にも優れた非水電解質電
池を低コストにて作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る非水電解質電池の一構成例を示す
断面図である。

【図２】実施例３及び比較例で作製されたテストセルの
充放電サイクル特性を示す図である。

【図３】実施例６及び比較例で作製されたテストセルの
充放電サイクル特性を示す図である。

【符号の説明】

１非水電解質電池、２負極、３負極缶、４
正極、５正極缶、６セパレータ、７絶縁ガ
スケット

フロントページの続き (72)発明者宮木幸夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者福嶋弦東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5H029 AJ14 AK03 AL06 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 BJ16 CJ02 CJ08 HJ02 HJ14 5H050 AA19 BA17 CA07 CB07 CB12 DA02 GA02 GA10 HA02 HA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｌｉ_xＦｅＰＯ₄（ただし、０＜ｘ≦１で
ある。）なる組成で表される正極活物質を製造するに際
し、Ｌｉ₃ＰＯ₄と、Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂又はその水和物である
Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂・ｎＨ₂Ｏ（ただし、ｎは水和数であ
る。）とを混合して前駆体とする混合工程と、上記混合工程で得られた前駆体を焼成する焼成工程とを
有することを特徴とする正極活物質の製造方法。
【請求項２】上記焼成工程は、５００℃〜７００℃の
範囲で行われることを特徴とする請求項１記載の正極活
物質の製造方法。
【請求項３】Ｌｉ_xＦｅＰＯ₄（ただし、０＜ｘ≦１で
ある。）なる組成で表される正極活物質を有する正極
と、負極活物質を有する負極と、非水電解質とを備える
非水電解質電池の製造方法において、上記Ｌｉ_xＦｅＰＯ₄を合成するに際し、Ｌｉ₃ＰＯ₄と、Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂又はその水和物である
Ｆｅ₃（ＰＯ₄）₂・ｎＨ₂Ｏ（ただし、ｎは水和数であ
る。）とを混合して前駆体とする混合工程と、上記混合工程で得られた前駆体を焼成する焼成工程とを
有することを特徴とする非水電解質電池の製造方法。
【請求項４】上記焼成工程は、５００℃〜７００℃の
範囲で行われることを特徴とする請求項３記載の非水電
解質電池の製造方法。