JP2001325959A - Manufacturing method of lithium-manganese compound oxide for lithium secondary cell positive electrode active material - Google Patents

Manufacturing method of lithium-manganese compound oxide for lithium secondary cell positive electrode active material

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JP2001325959A
JP2001325959A JP2000141620A JP2000141620A JP2001325959A JP 2001325959 A JP2001325959 A JP 2001325959A JP 2000141620 A JP2000141620 A JP 2000141620A JP 2000141620 A JP2000141620 A JP 2000141620A JP 2001325959 A JP2001325959 A JP 2001325959A
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manganese composite
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method which enables manufacturing lithium-manganese compound oxide that can be an effective positive electrode active material for a lithium secondary cell and has a spinel structure or a lamellar halite structure of good crystallinity in extremely short time and with lowered cost, and is well-suited for continuous and mass production. SOLUTION: The manufacturing method of lithium-manganese compound oxide comprises a precipitated process in which a compound oxide precursor is precipitated by mixing salt solution as manganese source, H2O2 solution of lithium hydroxide as lithium source, and, as necessity arises, salt solution of other elements substitutable with Mn site, and a maturing process which matures the precipitated precursor by irradiating an electromagnetic wave.

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、リチウムイオンの
吸蔵・脱離現象を利用したリチウム二次電池の正極活物
質に使用できるリチウムマンガン複合酸化物の製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a lithium manganese composite oxide which can be used as a positive electrode active material of a lithium secondary battery by utilizing the occlusion and desorption of lithium ions.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話、パソコン等の小型化に伴い、
エネルギー密度の高い二次電池が必要とされ、通信機
器、情報関連機器の分野では、リチウム二次電池が広く
普及するに至っている。また、資源問題、環境問題か
ら、自動車の分野でも電気自動車に対する要望が高ま
り、安価であってかつ容量が大きく、サイクル特性が良
好なリチウム二次電池の開発が急がれている。
2. Description of the Related Art As mobile phones and personal computers become smaller,
Secondary batteries with high energy density are required, and lithium secondary batteries have come into widespread use in the fields of communication devices and information-related devices. In addition, demands for electric vehicles are increasing in the field of automobiles due to resource problems and environmental problems, and the development of lithium secondary batteries that are inexpensive, have large capacities, and have good cycle characteristics is urgently required.

【0003】現在、リチウム二次電池の正極活物質に
は、4V級の二次電池を構成できるものとして、層状岩
塩構造のLiCoO2が採用されるに至っている。Li
CoO2は、合成が容易でかつ取り扱いも比較的容易で
あることに加え、充放電サイクル特性において優れるこ
とから、現在では、LiCoO2を正極活物質に使用す
る二次電池が主流となっている。
At present, as a positive electrode active material of a lithium secondary battery, LiCoO 2 having a layered rock salt structure has been adopted as a material capable of constituting a 4 V class secondary battery. Li
Since CoO 2 is easy to synthesize and relatively easy to handle and has excellent charge-discharge cycle characteristics, secondary batteries using LiCoO 2 as a positive electrode active material are currently the mainstream. .

【0004】ところが、コバルトは資源量として少な
く、LiCoO2を正極活物質に使用した二次電池で
は、自動車電池をにらんだ将来の量産化、大型化に対応
しにくく、また価格的にも極めて高価なものにならざる
を得ない。そこでコバルトに代えて、資源として豊富で
あり、かつ安価なマンガンを構成元素として含む、リチ
ウムマンガン複合酸化物を正極活物質に採用する試みが
されている。
[0004] However, cobalt is a scarce resource, and a secondary battery using LiCoO 2 as a positive electrode active material is difficult to cope with future mass production and enlargement of automobile batteries, and is extremely expensive. It has to be expensive. Therefore, instead of cobalt, an attempt has been made to adopt a lithium manganese composite oxide containing manganese, which is abundant as a resource and inexpensive, as a constituent element as a positive electrode active material.

【0005】リチウムマンガン複合酸化物としては、組
成式LiMn24で表され、その結晶構造がスピネル構
造のものや、組成式LiMnO2で表され、その結晶構
造が六方晶系の層状岩塩構造のもの等が知られている。
スピネル構造のものは結晶構造が安定しており、理論容
量は小さいものの可逆的に吸蔵・放出できるリチウム量
が多く、リチウム二次電池を構成した場合に上記LiC
oO2とほぼ同等の放電容量が得られる。また、六方晶
系の層状岩塩構造のものは上記LiCoO2と同じ結晶
構造をもち、LiCoO2と同等以上の理論放電容量を
有する。したがって、これらスピネル構造または層状岩
塩構造のリチウムマンガン複合酸化物は、有効な正極活
物質となり得るものとして期待されている。
The lithium-manganese composite oxide is represented by a composition formula LiMn 2 O 4 having a crystal structure of a spinel structure or a composition formula of LiMnO 2 having a hexagonal layered rock salt structure. Are known.
The crystal structure of the spinel structure is stable, and although the theoretical capacity is small, the amount of lithium that can be inserted and released reversibly is large.
A discharge capacity almost equivalent to that of oO 2 is obtained. Further, those of layered rock salt structure of a hexagonal system has the same crystal structure as the LiCoO 2, has a LiCoO 2 equal to or higher than the theoretical discharge capacity. Therefore, the lithium manganese composite oxide having a spinel structure or a layered rock salt structure is expected to be an effective cathode active material.

【0006】これらスピネル構造または層状岩塩構造の
リチウムマンガン複合酸化物を合成する技術として本発
明者等が発明した方法には、例えば、特願平11−32
8078に示される水熱法がある。この水熱法は、マン
ガン塩水溶液とMe塩水溶液(MeはAl、Feから選
ばれる少なくとも1種以上)と水酸化リチウムH22
溶液とを混合して複合酸化物前駆体を析出させ、その前
駆体を50℃以上110℃以下の温度で熟成させること
によって上記構造のリチウムマンガン複合酸化物を得る
方法である。そして、この水熱法によれば、結晶性に優
れた上記構造のリチウムマンガン複合酸化物を、従来の
固相法と比較して比較的低温で、かつ短時間に合成する
ことができる。
The method invented by the present inventors as a technique for synthesizing the lithium manganese composite oxide having a spinel structure or a layered rock salt structure is described in, for example, Japanese Patent Application No. 11-32.
8078 is the hydrothermal method. In this hydrothermal method, a manganese salt aqueous solution, a Me salt aqueous solution (Me is at least one selected from Al and Fe) and a lithium hydroxide H 2 O 2 aqueous solution are mixed to precipitate a composite oxide precursor, In this method, the precursor is aged at a temperature of 50 ° C. or more and 110 ° C. or less to obtain a lithium manganese composite oxide having the above structure. According to this hydrothermal method, the lithium manganese composite oxide having the above-described structure having excellent crystallinity can be synthesized at a relatively low temperature and in a short time as compared with the conventional solid-phase method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記水
熱法における熟成工程は、複合酸化物前駆体が析出した
溶液を加熱するものであるため、熟成が完了するまでに
数時間を必要とする。このため、リチウムマンガン複合
酸化物の連続合成や大量合成を行うことは困難である。
However, the aging step in the above-mentioned hydrothermal method involves heating the solution in which the composite oxide precursor is deposited, and therefore requires several hours to complete the aging. For this reason, it is difficult to perform continuous synthesis or mass synthesis of the lithium manganese composite oxide.

【0008】本発明は、上記問題を解決すべくなされた
ものであり、リチウム二次電池の有効な正極活物質とな
り得るリチウムマンガン複合酸化物の製造方法であっ
て、結晶性に優れたスピネル構造または層状岩塩構造を
有するリチウムマンガン複合酸化物を極めて短時間に、
かつ低コストに製造でき、また連続・大量生産にも適し
た製造方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and is a method for producing a lithium manganese composite oxide which can be used as an effective positive electrode active material for a lithium secondary battery, comprising a spinel structure having excellent crystallinity. Alternatively, a lithium manganese composite oxide having a layered rock salt structure can be produced in a very short time,
Another object of the present invention is to provide a manufacturing method which can be manufactured at low cost and is suitable for continuous and mass production.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のリチウム二次電
池正極活物質用リチウムマンガン複合酸化物の製造方法
は、マンガンを陽イオンとする塩を水に溶解させたマン
ガン塩水溶液と、水酸化リチウムをH22水溶液に溶解
させた水酸化リチウムH22水溶液と、必要に応じて金
属元素Me(MeはAl、Feから選ばれる少なくとも
1種以上)を陽イオンとする塩を水に溶解させたMe塩
水溶液とを混合させて混合溶液とし、該混合溶液中に組
成式LibMn1-a/2Mea/22・nH2O(0<b≦
1.5、0≦a≦0.1、0.1≦n≦1)で表される
リチウムマンガン複合酸化物前駆体を析出させる析出工
程と、前記前駆体が析出した前記混合溶液に電磁波を照
射することによって、前記前駆体を熟成させて、組成式
LicMn2-aMea4(0<c≦1.3、0≦a≦0.
1)で表されるスピネル構造リチウムマンガン複合酸化
物を得る熟成工程とを含んでなることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for producing a lithium manganese composite oxide for a positive electrode active material of a lithium secondary battery, comprising the steps of: dissolving a manganese cation salt in water; water lithium and H 2 O 2 Li aqueous H 2 O 2 solution hydroxide dissolved in an aqueous solution, the metal element Me optionally (Me is Al, at least one or more selected from Fe) salt of a cation of And an aqueous solution of a Me salt dissolved in water to form a mixed solution. In the mixed solution, the composition formula Li b Mn 1-a / 2 Me a / 2 O 2 .nH 2 O (0 <b ≦
1.5, 0 ≦ a ≦ 0.1, 0.1 ≦ n ≦ 1) a precipitation step of precipitating a lithium manganese composite oxide precursor represented by the following formula, and applying an electromagnetic wave to the mixed solution in which the precursor is precipitated. By irradiation, the precursor is aged, and the composition formula Li c Mn 2-a Me a O 4 (0 <c ≦ 1.3, 0 ≦ a ≦ 0.
And a ripening step of obtaining a lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by 1).

【0010】また、本発明のリチウム二次電池正極活物
質用リチウムマンガン複合酸化物の製造方法は、マンガ
ンを陽イオンとする塩を水に溶解させたマンガン塩水溶
液と、水酸化リチウムをH22水溶液に溶解させた水酸
化リチウムH22水溶液と、必要に応じて金属元素Me
(MeはAl、Feから選ばれる少なくとも1種以上)
を陽イオンとする塩を水に溶解させたMe塩水溶液とを
混合させて混合溶液とし、該混合溶液中に組成式Liy
Mn1-xMex2・nH2O(0<y≦1.5、0.05
<x≦0.2、0.1≦n≦1)で表されるリチウムマ
ンガン複合酸化物前駆体を析出させる析出工程と、前記
前駆体が析出した前記混合溶液に電磁波を照射すること
によって、前記前駆体を熟成させて、組成式LizMn
1-xMex2(0<z≦1.2、0.05<x≦0.
2)で表される層状岩塩構造リチウムマンガン複合酸化
物を得る熟成工程とを含んでなることを特徴とする。
[0010] In the method of manufacturing a lithium secondary battery positive electrode active material for a lithium-manganese composite oxide of the present invention, the salt of the manganese cations and water-soluble manganese salt solution dissolved in water, lithium hydroxide H 2 and O 2 aqueous lithium aqueous H 2 O 2 solution hydroxide dissolved in the metal element is necessary Me
(Me is at least one or more selected from Al and Fe)
The salts of the cation and the mixed solution by mixing and Me salt aqueous solution prepared by dissolving in water, the composition formula Li y in the mixed solution
Mn 1-x Me x O 2 .nH 2 O (0 <y ≦ 1.5, 0.05
<X ≦ 0.2, 0.1 ≦ n ≦ 1) by depositing a lithium manganese composite oxide precursor represented by: and irradiating the mixed solution on which the precursor has been deposited with electromagnetic waves, The precursor is aged and the composition formula Li z Mn
1-x Me x O 2 (0 <z ≦ 1.2, 0.05 <x ≦ 0.
And a ripening step of obtaining a layered rock-salt structure lithium manganese composite oxide represented by 2).

【0011】すなわち本発明のリチウムマンガン複合酸
化物の製造方法は、マンガン源となる塩の水溶液と、リ
チウム源となる水酸化リチウムのH22水溶液、そして
必要に応じて混合されるMnサイトを置換可能な他元素
となる塩の水溶液とを混合し、その混合溶液中に複合酸
化物前駆体を析出させ、この析出した前駆体に電磁波を
照射して熟成させるものである。
That is, the method for producing a lithium manganese composite oxide according to the present invention comprises an aqueous solution of a salt serving as a manganese source, an aqueous H 2 O 2 solution of lithium hydroxide serving as a lithium source, and an Mn site mixed as required. Is mixed with an aqueous solution of a salt serving as another element capable of substituting the compound, a composite oxide precursor is precipitated in the mixed solution, and the deposited precursor is irradiated with electromagnetic waves to be matured.

【0012】本発明の製造方法における上記析出工程で
は、混合溶液中に概ね六方晶の層状岩塩構造の複合酸化
物前駆体が析出する。この複合酸化物前駆体は、上記組
成式で示されるように、水和水を含むものであり結晶性
は低いものである。したがって、この複合酸化物前駆体
に電磁波を照射して熟成し、スピネル構造のリチウムマ
ンガン複合酸化物とする場合には、水和水を除去し結晶
構造をスピネル構造へ転移させ、また、層状岩塩構造の
リチウムマンガン複合酸化物とする場合には、水和水を
除去し結晶性を高める。
In the above-mentioned precipitation step in the production method of the present invention, a composite oxide precursor having a generally hexagonal layered rock salt structure is precipitated in the mixed solution. This composite oxide precursor contains water of hydration and has low crystallinity, as shown by the above composition formula. Therefore, when this composite oxide precursor is aged by irradiating electromagnetic waves to form a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, water of hydration is removed to change the crystal structure to a spinel structure, and a layered rock salt When a lithium manganese composite oxide having a structure is used, water of hydration is removed to enhance crystallinity.

【0013】本発明の製造方法は、析出した複合酸化物
前駆体を電磁波を照射することによって熟成させるもの
である。電磁波の作用は定かではないが、照射した電磁
波が反応場、すなわち複合酸化物前駆体そのものに局所
的に作用するため、熟成が短時間で完了すると考えられ
る。
In the production method of the present invention, the deposited composite oxide precursor is matured by irradiating it with electromagnetic waves. Although the action of the electromagnetic wave is not clear, it is considered that the aging is completed in a short time because the irradiated electromagnetic wave locally acts on the reaction field, that is, the complex oxide precursor itself.

【0014】本発明のリチウムマンガン複合酸化物の製
造方法は、結晶性を高め水和水を脱水するための熟成工
程を電磁波を照射することによって行うため、極めて短
時間に熟成が完了し、リチウムマンガン複合酸化物を短
時間で低コストに製造できる製造方法となる。また本発
明のリチウムマンガン複合酸化物の製造方法は、バッチ
式のみならず連続合成にも対応できるため、大量生産に
適した製造方法となる。
In the method for producing a lithium-manganese composite oxide according to the present invention, the aging step for improving the crystallinity and dehydrating the hydration water is carried out by irradiating electromagnetic waves. A production method that can produce a manganese composite oxide in a short time and at low cost. Further, the method for producing a lithium manganese composite oxide of the present invention can be applied not only to a batch method but also to a continuous synthesis, so that the method is suitable for mass production.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に本発明のリチウム二次電池
正極活物質用リチウムマンガン複合酸化物の製造方法に
ついて、製造対象となるリチウムマンガン複合酸化物、
析出工程、熟成工程の順に説明し、その後に、製造され
たリチウムマンガン複合酸化物の利用形態であるリチウ
ム二次電池について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a method for producing a lithium manganese composite oxide for a positive electrode active material of a lithium secondary battery according to the present invention will be described.
The precipitation step and the aging step will be described in this order, and then a lithium secondary battery that is a use form of the manufactured lithium manganese composite oxide will be described.

【0016】〈製造対象となるリチウムマンガン複合酸
化物〉本発明のリチウムマンガン複合酸化物の製造方法
が製造の対象とするリチウムマンガン複合酸化物は、ス
ピネル構造のものと層状岩塩構造のものである。スピネ
ル構造リチウムマンガン複合酸化物は組成式LicMn
2-aMea4(0<c≦1.3、0≦a≦0.1)で表
され、層状岩塩構造リチウムマンガン複合酸化物は組成
式LizMn1-xMex2(0<z≦1.2、0.05<
x≦0.2)で表される。
<Lithium-manganese composite oxide to be produced> The lithium-manganese composite oxide to be produced by the method for producing a lithium-manganese composite oxide of the present invention has a spinel structure and a layered rock salt structure. . The spinel-structured lithium manganese composite oxide has a composition formula of Li c Mn
2-a Me a O 4 (0 <c ≦ 1.3, 0 ≦ a ≦ 0.1), and the layered rock-salt structure lithium manganese composite oxide has a composition formula of Li z Mn 1-x Me x O 2 ( 0 <z ≦ 1.2, 0.05 <
x ≦ 0.2).

【0017】Mnサイトの一部を他元素Meによって置
換する1つの理由は、結晶構造を強化させることで、そ
れを正極活物質として用いたリチウム二次電池のサイク
ル特性を良好にするためであり、またもう一つの理由
は、他元素による置換なくしては、析出・熟成といった
製造方法によって層状岩塩構造のものを製造することが
困難だからである。置換元素であるAl、Feはイオン
半径がMnより小さいために、層間距離の小さな層状岩
塩構造をとりやすくなると考えられ、このことは本発明
者等の実験により確かめられている。なお、置換元素M
eは、Alであることがより望ましい。これはAlの方
がFeよりもイオン半径が小さい(Al3+=0.68
Å、Fe2+=0.75Å、Fe3+=0.69Å)という
理由からである。
One reason for replacing a part of the Mn site with another element Me is to improve the cycle characteristics of a lithium secondary battery using the same as a positive electrode active material by strengthening the crystal structure. Another reason is that it is difficult to produce a layered rock-salt structure by a production method such as precipitation and maturation without replacement with another element. It is considered that Al and Fe, which are substitution elements, have an ionic radius smaller than Mn, so that they easily take a layered rock salt structure with a small interlayer distance. This has been confirmed by experiments by the present inventors. The substitution element M
e is more preferably Al. This is because Al has a smaller ionic radius than Fe (Al 3+ = 0.68).
{Fe 2+ = 0.75 °, Fe 3+ = 0.69 °).

【0018】Meでの置換割合、つまり組成式における
aおよびxの値は、スピネル構造のリチウムマンガン複
合酸化物では0≦a≦0.1、層状岩塩構造のリチウム
マンガン複合酸化物では0.05<x≦0.2とする。
すなわち、熟成工程においてスピネル構造のものを得る
場合には、a=0、つまりMeで置換しないか、aの値
を0.1以下にすればよい。また、熟成工程において層
状岩塩構造のものを得る場合には、さらにMeの置換割
合を増やし、xの値を0.05より大きくすればよい。
ただし、xの値が0.2を越えると、Al、Feは2価
および3価が安定であるため、4価のMnが増加して充
放電に寄与する3価のMnが減少し、リチウム二次電池
を構成した場合にその容量が大きく減少してしまう。
The substitution ratio of Me, that is, the values of a and x in the composition formula are 0 ≦ a ≦ 0.1 for a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, and 0.05 for a lithium manganese composite oxide having a layered rock salt structure. <X ≦ 0.2.
In other words, when a spinel structure is obtained in the aging step, a = 0, that is, not replaced with Me, or the value of a may be set to 0.1 or less. When a layered rock salt structure is obtained in the aging step, the substitution ratio of Me may be further increased and the value of x may be set to be larger than 0.05.
However, when the value of x exceeds 0.2, since Al and Fe are stable in divalent and trivalent states, tetravalent Mn increases and trivalent Mn contributing to charge and discharge decreases, and lithium and lithium decrease. When a secondary battery is configured, its capacity is greatly reduced.

【0019】結晶中のLiの存在割合、つまり組成式中
のcおよびzの値は、スピネル構造のリチウムマンガン
複合酸化物では0<c≦1.3、層状岩塩構造のリチウ
ムマンガン複合酸化物では0<z≦1.2とする。本製
造方法では析出工程で混合するマンガン塩水溶液と水酸
化リチウムH22水溶液との割合を変化させること等に
よって、cおよびzの値を変化させることができる。ち
なみに正極活物質として用いる場合に、スピネル構造の
ものでは0.8≦c≦1.3、層状岩塩構造のものでは
0.7≦z≦1.2とすることがより望ましい。cおよ
びzがそれぞれ0.8、0.7より小さな値となるとL
iの絶対量が減少しすぎることとなり、また、1.3、
1.2より大きくなった場合にも充放電に関与するLi
が減少しすぎることとなり、構成するリチウム二次電池
の放電容量が小さくなってしまうからである。
The proportion of Li in the crystal, that is, the values of c and z in the composition formula, are 0 <c ≦ 1.3 for a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, and 0 for a lithium manganese composite oxide having a layered rock salt structure. 0 <z ≦ 1.2. In the present production method, the values of c and z can be changed by changing the ratio of the aqueous solution of manganese salt and the aqueous solution of lithium hydroxide H 2 O 2 mixed in the precipitation step. Incidentally, when used as a positive electrode active material, it is more preferable that 0.8 ≦ c ≦ 1.3 for a spinel structure and 0.7 ≦ z ≦ 1.2 for a layered rock salt structure. When c and z are smaller than 0.8 and 0.7, respectively, L
The absolute amount of i will be reduced too much, and 1.3,
Li that participates in charging and discharging even when it exceeds 1.2
Is excessively reduced, and the discharge capacity of the constituent lithium secondary battery is reduced.

【0020】なお、本製造方法が対象とするリチウムマ
ンガン複合酸化物は、必ずしもその化学量論組成のもの
に限定されるわけではなく、例えば、製造上不可避的に
生じるLi、Mnの陽イオン元素が欠損した、あるいは
酸素原素が欠損した非化学量論組成のもの等をも含む。
It should be noted that the lithium-manganese composite oxide targeted by the present production method is not necessarily limited to one having a stoichiometric composition. For example, the cation elements of Li and Mn inevitably produced in production And those having a non-stoichiometric composition in which oxygen is deficient or oxygen element is deficient.

【0021】〈析出工程〉本発明のリチウムマンガン複
合酸化物製造方法における析出工程は、マンガン塩水溶
液と、水酸化リチウムH22水溶液と、Me塩水溶液と
を混合させて混合溶液とし、該混合溶液中にリチウムマ
ンガン複合酸化物前駆体を析出させる工程である。
<Precipitation Step> In the precipitation step in the method for producing a lithium manganese composite oxide of the present invention, the manganese salt aqueous solution, the lithium hydroxide H 2 O 2 aqueous solution, and the Me salt aqueous solution are mixed to form a mixed solution. This is a step of precipitating a lithium manganese composite oxide precursor in the mixed solution.

【0022】本発明の製造方法において、スピネル構造
リチウムマンガン複合酸化物を得るために行われる析出
工程は、マンガンを陽イオンとする塩を水に溶解させた
マンガン塩水溶液と、水酸化リチウムをH22水溶液に
溶解させた水酸化リチウムH 22水溶液と、必要に応じ
て金属元素Me(MeはAl、Feから選ばれる少なく
とも1種以上)を陽イオンとする塩を水に溶解させたM
e塩水溶液とを混合させて混合溶液とし、該混合溶液中
に組成式LibMn1-a/2Mea/22・nH2O(0<b
≦1.5、0≦a≦0.1、0.1≦n≦1)で表され
るリチウムマンガン複合酸化物前駆体を析出させる工程
である。以下本工程を[析出−1]工程とする。
In the manufacturing method of the present invention, the spinel structure
Deposition performed to obtain lithium manganese composite oxide
In the process, a salt with manganese as a cation was dissolved in water
Manganese salt aqueous solution and lithium hydroxideTwoOTwoIn aqueous solution
Dissolved lithium hydroxide H TwoOTwoAqueous solution and as needed
The metal element Me (Me is at least selected from Al and Fe
M) in which a salt having a cation as a cation is dissolved in water.
e mixed with an aqueous salt solution to form a mixed solution.
The composition formula LibMn1-a / 2Mea / 2OTwo・ NHTwoO (0 <b
≦ 1.5, 0 ≦ a ≦ 0.1, 0.1 ≦ n ≦ 1)
For depositing lithium manganese composite oxide precursor
It is. Hereinafter, this step is referred to as a “precipitation-1” step.

【0023】本発明の製造方法において、層状岩塩構造
リチウムマンガン複合酸化物を得るために行われる析出
工程は、マンガンを陽イオンとする塩を水に溶解させた
マンガン塩水溶液と、水酸化リチウムをH22水溶液に
溶解させた水酸化リチウムH 22水溶液と、金属元素M
e(MeはAl、Feから選ばれる少なくとも1種以
上)を陽イオンとする塩を水に溶解させたMe塩水溶液
とを混合させて混合溶液とし、該混合溶液中に組成式L
yMn1-xMex2・nH2O(0<y≦1.5、0.
05<x≦0.2、0.1≦n≦1)で表されるリチウ
ムマンガン複合酸化物前駆体を析出させる工程である。
以下本工程を[析出−2]工程とする。
In the production method of the present invention, the layered rock salt structure
Deposition performed to obtain lithium manganese composite oxide
In the process, a salt with manganese as a cation was dissolved in water
Manganese salt aqueous solution and lithium hydroxideTwoOTwoIn aqueous solution
Dissolved lithium hydroxide H TwoOTwoAqueous solution and metal element M
e (Me is at least one kind selected from Al and Fe
Me salt aqueous solution in which a salt with cation as above is dissolved in water
Are mixed to form a mixed solution, and the composition formula L
iyMn1-xMexOTwo・ NHTwoO (0 <y ≦ 1.5, 0.
05 <x ≦ 0.2, 0.1 ≦ n ≦ 1)
This is the step of precipitating the manganese composite oxide precursor.
Hereinafter, this step is referred to as a “precipitation-2” step.

【0024】[析出−1]、[析出−2]の両工程にお
いて、Mnを陽イオンとする塩は、硝酸マンガン、硫酸
マンガン、酢酸マンガン等を用いることができる。ま
た、同様に、金属元素Meを陽イオンとする塩も、硝酸
塩、硫酸塩、酢酸塩等を用いることができる。Mnを陽
イオンとする塩および金属元素Meを陽イオンとする塩
のいずれの塩も硝酸塩であることが望ましい。硝酸塩を
用いた場合は、中和反応にとって望ましい強酸であると
同時に、生成物中にイオンが残留しないという利点があ
る。
In both the [precipitation-1] and [precipitation-2] steps, manganese nitrate, manganese sulfate, manganese acetate and the like can be used as the salt having Mn as a cation. Similarly, as the salt having the metal element Me as a cation, a nitrate, a sulfate, an acetate, or the like can be used. Desirably, both the salt having Mn as a cation and the salt having metal element Me as a cation are nitrates. The use of nitrate is a strong acid which is desirable for the neutralization reaction and has the advantage that no ions remain in the product.

【0025】水酸化リチウムを溶解させる溶媒としてH
22水溶液を用いるのは、水溶性のMn2+を不溶性のM
3+に酸化させるためである。このH22水溶液の濃度
は、反応の安全性を考え、1〜10wt%とすることが
望ましい。またH22水溶液に溶解させる水酸化リチウ
ムの濃度は、均一な反応を行うために、0.2〜5Mで
あることが望ましい。
H is used as a solvent for dissolving lithium hydroxide.
The use of an aqueous solution of 2 O 2 is because water-soluble Mn 2+ is
This is for oxidizing to n 3+ . The concentration of the H 2 O 2 aqueous solution is desirably 1 to 10 wt% in consideration of the safety of the reaction. The concentration of lithium hydroxide dissolved in aqueous solution of H 2 O 2, in order to perform a uniform reaction, it is desirable that 0.2~5M.

【0026】スピネル構造のリチウムマンガン複合酸化
物を製造する場合の〔析出−1]工程において、Me塩
水溶液は必ずしも必要ではなく、Me塩水溶液を混合し
なくてもスピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物は
生成し得る。Me塩水溶液を混合する場合に、マンガン
塩水溶液とMe塩水溶液との混合比は、MnとMeとの
モル比が得ようとするリチウムマンガン複合酸化物の組
成LicMn2-aMea4に応じて、2−a:aとなるよ
うに混合すればよい。また、マンガン塩水溶液およびM
e塩水溶液の濃度は0.2〜5Mであるのが望ましい。
これは、0.2M未満の場合は析出量が少なく、また、
5Mを越える場合には、酸素の発生が多くなり危険を伴
う可能性があるからである。
In the [precipitation-1] step for producing a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, an aqueous Me salt solution is not always necessary, and the lithium manganese composite oxide having a spinel structure can be prepared without mixing the aqueous Me salt solution. Can be generated. When mixing the Me salt aqueous solution, the mixing ratio between the manganese salt aqueous solution and the Me salt aqueous solution is such that the composition ratio of the lithium manganese composite oxide Li c Mn 2-a Me a O which is intended to obtain the molar ratio between Mn and Me. It may be mixed so as to be 2-a: a according to 4 . A manganese salt aqueous solution and M
The concentration of the aqueous salt solution e is desirably 0.2 to 5M.
This is because when less than 0.2M, the amount of precipitation is small,
If it exceeds 5M, the generation of oxygen increases, which may be dangerous.

【0027】また、マンガン塩水溶液および水酸化リチ
ウムH22水溶液とMe塩水溶液との混合割合は、得よ
うとするリチウムマンガン複合酸化物の組成LicMn
2-aMea4に応じて変更する。析出させる複合酸化物
前駆体の組成LibMn1-a/2Mea/22・nH2Oにお
けるbの値と上記cの値は同じ値とはならず、溶液の混
合割合(混合溶液中のMn+MeとLiとの存在割合)
とb、cとも同じ割合とはならない。熟成工程後におい
て、例えば、0.8≦c≦1.3の範囲のものを析出さ
せようとする場合には、概ね1.0≦b≦1.5の前駆
体を析出させることが必要で、そのためには(Mn+M
e):Liがモル比で1:3〜1:10の割合となるよ
うに混合させればよい。
The mixing ratio of the aqueous solution of manganese salt and the aqueous solution of lithium hydroxide H 2 O 2 with the aqueous solution of Me salt depends on the composition Li c Mn of the lithium manganese composite oxide to be obtained.
Change according to 2-a Me a O 4 . The value of b in the composition Li b Mn 1-a / 2 Me a / 2 O 2 .nH 2 O of the composite oxide precursor to be deposited is not the same as the value of c, and the mixing ratio of the solution (mixing (Existence ratio of Mn + Me and Li in solution)
And b and c do not have the same ratio. After the aging step, for example, when it is desired to precipitate a material in the range of 0.8 ≦ c ≦ 1.3, it is necessary to precipitate a precursor having approximately 1.0 ≦ b ≦ 1.5. For that, (Mn + M
e): Li may be mixed at a molar ratio of 1: 3 to 1:10.

【0028】層状岩塩構造リチウムマンガン複合酸化物
を製造する場合の[析出−2]工程において、マンガン
塩水溶液とMe塩水溶液との混合比は、MnとMeとの
モル比が得ようとするリチウムマンガン複合酸化物の組
成LizMn1-xMex2に応じて、1−x:xとなるよ
うに混合すればよい。また、マンガン塩水溶液およびM
e塩水溶液の濃度は同様に上記理由により0.2〜5M
であるのが望ましい。
In the [precipitation-2] step for producing the layered rock salt structure lithium manganese composite oxide, the mixing ratio of the manganese salt aqueous solution and the Me salt aqueous solution is such that the molar ratio of Mn to Me is to be obtained. depending on the composition Li z Mn 1-x Me x O 2 manganese composite oxide, 1-x: may be mixed so that x. A manganese salt aqueous solution and M
The concentration of the salt aqueous solution is also 0.2 to 5M for the same reason.
It is desirable that

【0029】また、マンガン塩水溶液および水酸化リチ
ウムH22水溶液とMe塩水溶液との混合割合は、得よ
うとするリチウムマンガン複合酸化物の組成LizMn
1-xMex2に応じて変更する。析出させる複合酸化物
前駆体の組成LiyMn1-xMe x2・nH2Oにおける
yの値と上記zの値は同じ値とはならず、溶液の混合割
合(混合溶液中のMn+MeとLiとの存在割合)と
y、zとも同じ割合とはならない。熟成工程後におい
て、例えば、0.7≦z≦1.2の範囲のものを析出さ
せようとする場合には、概ね0.3≦y≦0.6の前駆
体を析出させることが必要で、そのためには(Mn+M
e):Liがモル比で1:3〜1:6の割合となるよう
に混合させればよい。
Also, a manganese salt aqueous solution and lithium hydroxide
Umm HTwoOTwoThe mixing ratio between the aqueous solution and the aqueous Me salt solution is
Composition Li of Lithium Manganese Composite OxidezMn
1-xMexOTwoChange according to. Complex oxide to be deposited
Precursor composition LiyMn1-xMe xOTwo・ NHTwoIn O
The value of y and the value of z above are not the same, and
(The proportion of Mn + Me and Li in the mixed solution)
Both y and z do not have the same ratio. After the aging process
Thus, for example, those having a range of 0.7 ≦ z ≦ 1.2 are deposited.
If it is intended to make
It is necessary to precipitate the body, for which (Mn + M
e): Li is in a molar ratio of 1: 3 to 1: 6.
Should be mixed.

【0030】析出工程は、[析出−1]、[析出−2]
の両工程ともマンガン塩水溶液、水酸化リチウムH22
水溶液、Me塩水溶液を均一に混合することによって行
う。混合の方法は特に限定するものではない。混合の均
一性を確保するために、混合は攪拌しながら行うことが
望ましい。攪拌の方法は、特に限定されるものではな
く、通常の溶液を攪拌させる公知の方法に従えばよい。
析出工程における反応温度は、発熱反応を伴うという理
由から、10℃〜30℃で行うのが好ましい。また、析
出工程における反応時間は1〜30分間行えばよく、比
較的迅速な工程となる。
[0030] The precipitation step includes [precipitation-1] and [precipitation-2].
Manganese salt aqueous solution, lithium hydroxide H 2 O 2
This is performed by uniformly mixing the aqueous solution and the aqueous Me salt solution. The method of mixing is not particularly limited. In order to ensure the uniformity of mixing, it is desirable to perform the mixing while stirring. The method of stirring is not particularly limited, and a known method of stirring a normal solution may be used.
The reaction temperature in the precipitation step is preferably from 10 ° C. to 30 ° C. because it involves an exothermic reaction. Further, the reaction time in the precipitation step may be 1 to 30 minutes, which is a relatively quick step.

【0031】析出工程では、マンガン塩水溶液、水酸化
リチウムH22水溶液、Me塩水溶液を混合するとして
いるが、マンガン塩およびMe塩を共に溶解させた水溶
液を調製し、この水溶液と水酸化リチウムH22水溶液
とを混合する態様とすることもできる。したがって、本
析出工程における溶液の混合は、この態様のものをも含
むことを意味する。
In the precipitation step, an aqueous solution of manganese salt, an aqueous solution of lithium hydroxide H 2 O 2, and an aqueous solution of Me salt are mixed, but an aqueous solution in which both manganese salt and Me salt are dissolved is prepared, and this aqueous solution is mixed with hydroxide. It is also possible to adopt a mode of mixing with an aqueous solution of lithium H 2 O 2 . Therefore, the mixing of the solution in the precipitation step means that this embodiment is also included.

【0032】析出工程によって析出した複合酸化物前駆
体は、スピネル構造のものでは組成式LibMn1-a/2
a/22・nH2O、層状岩塩構造のものではLiyMn
1-xMex2・nH2O(0.1≦n≦1)で表され、組
成式から明らかなように水和水を含んでおり、結晶性は
低い。この水和水の割合つまり組成式中のnの値は、析
出における反応条件により異なるものとなり、0.1≦
n≦1の範囲で定かではない。nの値がこの範囲のいか
なる値であっても、後の熟成工程において除去され、最
終生成物であるリチウムマンガン複合酸化物には水和水
は存在しなくなる。ちなみに、1Mの硝酸マンガン水溶
液および硝酸アルミニウム水溶液とLiOH3wt%H
22水溶液とを、モル比で(Mn+Al):Li=1:
5となるように混合させ、20℃の温度下、5分間反応
させた場合、nの値は0.6程度となる。
If the composite oxide precursor deposited in the deposition step has a spinel structure, the composition formula is Li b Mn 1-a / 2 M
e a / 2 O 2 · nH 2 O, Li y Mn for a layered rock salt structure
1-x is represented by Me x O 2 · nH 2 O (0.1 ≦ n ≦ 1), contains water of hydration, as is clear from the formula, the crystalline is low. The ratio of this hydration water, that is, the value of n in the composition formula, depends on the reaction conditions in the precipitation, and 0.1 ≦
It is not clear in the range of n ≦ 1. Regardless of the value of n in this range, it is removed in the subsequent aging step, and the final product, lithium manganese composite oxide, contains no water of hydration. By the way, 1M manganese nitrate aqueous solution and aluminum nitrate aqueous solution and LiOH 3wt% H
A 2 O 2 aqueous solution was mixed with a molar ratio of (Mn + Al): Li = 1:
When the mixture is mixed to 5 and reacted at a temperature of 20 ° C. for 5 minutes, the value of n is about 0.6.

【0033】〈熟成工程〉本発明のリチウムマンガン複
合酸化物製造方法における熟成工程は、析出工程で析出
させた複合酸化物前駆体を、析出した混合溶液中におい
て電磁波を照射することによって熟成させて、リチウム
マンガン複合酸化物を得る工程である。
<Aging Step> In the aging step in the method for producing a lithium manganese composite oxide of the present invention, the composite oxide precursor deposited in the deposition step is aged by irradiating the mixed solution with electromagnetic waves in the deposited mixed solution. And obtaining a lithium manganese composite oxide.

【0034】本発明の製造方法において、スピネル構造
リチウムマンガン複合酸化物を得るために行われる熟成
工程は、析出工程で析出させた組成式LibMn1-a/2
a/ 22・nH2O(0<b≦1.5、0≦a≦0.
1、0.1≦n≦1)で表される複合酸化物前駆体を、
析出した混合溶液中において電磁波を照射することによ
って熟成させて、組成式LicMn2-aMea4(0<c
≦1.3、0≦a≦0.1)で表されるスピネル構造リ
チウムマンガン複合酸化物を得る工程である。
In the manufacturing method of the present invention, the spinel structure
Aging performed to obtain lithium manganese composite oxide
The process is performed using the composition formula Li deposited in the deposition process.bMn1-a / 2M
ea / TwoOTwo・ NHTwoO (0 <b ≦ 1.5, 0 ≦ a ≦ 0.
1, a complex oxide precursor represented by 0.1 ≦ n ≦ 1)
By irradiating electromagnetic waves in the precipitated mixed solution
And aged, the composition formula LicMn2-aMeaOFour(0 <c
≦ 1.3, 0 ≦ a ≦ 0.1)
This is a step of obtaining a titanium-manganese composite oxide.

【0035】また、本発明の製造方法において、層状岩
塩構造リチウムマンガン複合酸化物を得るために行われ
る熟成工程は、析出工程で析出させた組成式LiyMn
1-xMex2・nH2O(0<y≦1.5、0.05<x
≦0.2、0.1≦n≦1)で表される複合酸化物前駆
体を、析出した混合溶液中において電磁波を照射するこ
とによって熟成させて、組成式LizMn1-xMex
2(0<z≦1.2、0.05<x≦0.2)で表され
る層状岩塩構造リチウムマンガン複合酸化物を得る工程
である。
In the production method of the present invention, the aging step performed to obtain the lithium manganese composite oxide having the layered rock salt structure includes the composition formula Li y Mn deposited in the precipitation step.
1-x Me x O 2 · nH 2 O (0 <y ≦ 1.5,0.05 <x
≦ 0.2, 0.1 ≦ n ≦ 1), the composite oxide precursor is aged by irradiating the mixed solution with electromagnetic waves in the deposited mixed solution to obtain a composition formula Li z Mn 1-x Me x O
This is a step of obtaining a layered rock-salt structure lithium manganese composite oxide represented by 2 (0 <z ≦ 1.2, 0.05 <x ≦ 0.2).

【0036】電磁波の周波数は、上記複合酸化物前駆体
および混合溶液中の分子運動を活発にして昇温できる周
波数帯であれば特に限定するものではない。特に複合酸
化物前駆体そのものを直接昇温するという観点から、周
波数が0.3〜300GHzの範囲である電磁波を照射
することが好ましい。また電磁波の出力も上記同様、特
に限定するものではなく、通常用いられている出力で照
射すればよい。特に昇温速度を適切にするという観点か
ら、出力が100W〜1000Wの範囲である電磁波を
照射することが好ましい。
The frequency of the electromagnetic wave is not particularly limited as long as the frequency of the electromagnetic wave can be increased by activating the molecular motion in the mixed oxide precursor and the mixed solution. In particular, from the viewpoint of directly raising the temperature of the composite oxide precursor itself, it is preferable to irradiate an electromagnetic wave having a frequency in the range of 0.3 to 300 GHz. Also, the output of the electromagnetic wave is not particularly limited, as in the case described above, and irradiation may be performed with a commonly used output. In particular, it is preferable to irradiate an electromagnetic wave whose output is in the range of 100 W to 1000 W from the viewpoint of making the heating rate appropriate.

【0037】電磁波の照射時間は、電磁波の周波数や出
力、複合酸化物前駆体の量等により異なるものとなる。
したがって、上記電磁波の照射条件等によって、熟成反
応が完全に終了しうる最適な照射時間を選択すればよ
い。反応終了後も熟成を行うことは、製造工程全体を引
き延ばすことにつながるため、できるだけ短い時間とす
ることが好ましい。ちなみに、上述の水熱法により熟成
させる場合は、通常6時間以上加熱保持させるのがよい
とされている。本発明の製造方法の場合には、電磁波を
通常、1〜30分間照射すればよい。なお、後の実施例
で示すように、電磁波の照射時間は極めて短いものとな
る。
The irradiation time of the electromagnetic wave varies depending on the frequency and output of the electromagnetic wave, the amount of the composite oxide precursor, and the like.
Therefore, an optimal irradiation time at which the aging reaction can be completely completed may be selected depending on the irradiation conditions of the electromagnetic wave and the like. Since aging after the completion of the reaction leads to elongation of the entire production process, it is preferable to set the time as short as possible. By the way, when ripening by the above-mentioned hydrothermal method, it is generally said that it is better to heat and hold for 6 hours or more. In the case of the manufacturing method of the present invention, it is sufficient to irradiate the electromagnetic wave for 1 to 30 minutes. Note that, as will be described later, the irradiation time of the electromagnetic wave is extremely short.

【0038】熟成工程は、例えばバッチ式で行うことが
でき、この場合は電磁波透過性の高い容器に析出工程で
得られた混合溶液を入れ、その混合溶液が入った容器に
所定の周波数、出力の電磁波を所定時間照射し、その後
室温付近にまで降温させてから取り出すようにして行う
ことができる。電磁波透過性の高い容器は特に限定され
るものではなく、例えばその材質がガラス、テフロン
(登録商標)等のものが挙げられる。
The aging step can be carried out, for example, in a batch system. In this case, the mixed solution obtained in the precipitation step is placed in a container having high electromagnetic wave permeability, and a predetermined frequency and output power are placed in the container containing the mixed solution. The electromagnetic wave is irradiated for a predetermined time, and then the temperature is lowered to around room temperature before being taken out. The container having high electromagnetic wave permeability is not particularly limited, and examples thereof include materials made of glass, Teflon (registered trademark), and the like.

【0039】また、リチウムマンガン複合酸化物の連続
・大量生産を目的とする場合には、上記熟成工程は、電
磁波透過性の高い材質で作られた流路に析出工程で得ら
れた混合溶液を連続して供給し、その流路の一部に電磁
波を照射して連続的に熟成する態様とすることができ
る。電磁波透過性の高い材質で作られた流路として、例
えば、ガラスチューブやテフロンチューブ等を用いるこ
とができる。連続的に熟成工程を行うことで、大量生産
が可能となり、この場合にはさらなるコストの低減が可
能となる。
For the purpose of continuous and mass production of the lithium manganese composite oxide, the ripening step comprises mixing the mixed solution obtained in the deposition step in a channel made of a material having high electromagnetic wave permeability. It is possible to adopt a mode in which the liquid is continuously supplied, and a part of the flow path is irradiated with electromagnetic waves to continuously ripen. For example, a glass tube, a Teflon tube, or the like can be used as the channel made of a material having high electromagnetic wave permeability. By performing the aging step continuously, mass production becomes possible, and in this case, the cost can be further reduced.

【0040】なお、熟成する温度が100℃付近あるい
は100℃以上となると混合液自体の蒸発が問題となる
ため、その場合には溶液の蒸発を防止すべく加圧下で熟
成を行う必要がある。
If the aging temperature is around 100.degree. C. or more than 100.degree. C., evaporation of the mixture itself becomes a problem. In that case, aging must be performed under pressure to prevent evaporation of the solution.

【0041】上述したように行う熟成工程により、複合
酸化物前駆体は、混合溶液中に存在していたリチウムを
さらに取り込みつつ結晶性が高められ、同時に含まれて
いた水和水は除去され、極めて結晶性の高いスピネル構
造または層状岩塩構造のリチウムマンガン複合酸化物と
して生成される。
By the aging step performed as described above, the composite oxide precursor is further improved in crystallinity while further taking in lithium present in the mixed solution, and at the same time, hydration water contained therein is removed. It is produced as a highly crystalline lithium manganese composite oxide having a spinel structure or a layered rock salt structure.

【0042】生成されたリチウムマンガン複合酸化物
は、溶液中から濾過することにより濾別し、水洗した後
乾燥を行って粉末状のものとする。なお、この場合の乾
燥の方法は特に限定するものではなく、一般に行われて
いるように、乾燥炉等にて、50〜120℃の温度下、
60〜180分間程度行えばよい。
The produced lithium manganese composite oxide is separated from the solution by filtration, washed with water, and dried to obtain a powder. The drying method in this case is not particularly limited, and is generally performed in a drying furnace or the like at a temperature of 50 to 120 ° C., as generally performed.
It may be performed for about 60 to 180 minutes.

【0043】〈リチウム二次電池〉リチウム二次電池の
一つの実施形態として、本発明のリチウムマンガン複合
酸化物の製造方法により製造されたリチウムマンガン複
合酸化物を正極活物質として使用して、リチウム二次電
池を構成することができる。本発明の製造方法により製
造されたリチウムマンガン複合酸化物を、正極活物質と
して使用した形態のリチウム二次電池は、4V級の高い
電池電圧を有し、放電容量が大きく、かつ安価なリチウ
ム二次電池となる。
<Lithium Secondary Battery> As one embodiment of the lithium secondary battery, a lithium manganese composite oxide produced by the method for producing a lithium manganese composite oxide according to the present invention is used as a positive electrode active material. A secondary battery can be configured. The lithium secondary battery in which the lithium manganese composite oxide produced by the production method of the present invention is used as a positive electrode active material has a high battery voltage of 4V class, a large discharge capacity, and a low cost. Next battery.

【0044】以下、本発明の製造方法により製造された
リチウムマンガン複合酸化物を、正極活物質として使用
したリチウム二次電池の主要構成について説明する。一
般にリチウム二次電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出
する正極および負極と、この正極と負極との間に挟装さ
れるセパレータと、正極と負極の間をリチウムイオンを
移動させる非水電解液とから構成される。本実施形態の
二次電池もこの構成に従うため、以下の説明は、これら
の構成要素のそれぞれについて行うこととする。
Hereinafter, the main structure of a lithium secondary battery using the lithium manganese composite oxide produced by the production method of the present invention as a positive electrode active material will be described. Generally, a lithium secondary battery includes a positive electrode and a negative electrode that occlude and release lithium ions, a separator that is interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a nonaqueous electrolyte that moves lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. Consists of Since the secondary battery of the present embodiment also follows this configuration, the following description will be made for each of these components.

【0045】正極は、リチウムイオンを吸蔵・放出でき
る正極活物質に導電材および結着剤を混合し、必要に応
じ適当な溶媒を加えて、ペースト状の正極合材としたも
のを、アルミニウム等の金属箔製の集電体表面に塗布、
乾燥し、その後プレスによって活物質密度を高めること
によって形成することができる。
The positive electrode is prepared by mixing a conductive material and a binder with a positive electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions, adding an appropriate solvent as necessary, and forming a paste-like positive electrode mixture into aluminum or the like. On the surface of the metal foil current collector,
It can be formed by drying and then increasing the active material density by pressing.

【0046】本実施形態においては、正極活物質は、上
記の製造方法で得られた組成式Li cMn2-bMeb4
表されるスピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物
や、組成式LizMn1-xMex2で表される層状岩塩構
造のリチウムマンガン複合酸化物を用いる。Mnサイト
を置換する他元素Meの種類、置換割合等によって様々
なリチウムマンガン複合酸化物が正極活物質となり得
る。本実施形態の二次電池では、これらのうち1種類の
ものを正極活物質として用いることも、また、2種類以
上のものを混合して用いることもできる。さらに、上記
リチウムマンガン複合酸化物と、既に公知となっている
他の正極活物質、例えば、LiCoO2、LiNiO2
と混合して使用するものであってもよい。
In this embodiment, the positive electrode active material is
The composition formula Li obtained by the production method described above cMn2-bMebOFourso
Represented spinel-structured lithium manganese composite oxide
And the composition formula LizMn1-xMexOTwoLayered rock salt structure represented by
A lithium manganese composite oxide is used. Mn site
Varies depending on the type of other element Me that substitutes
Lithium manganese composite oxide can be a positive electrode active material
You. In the secondary battery of the present embodiment, one of these
Can be used as the positive electrode active material.
The above can be used in combination. In addition,
Lithium-manganese composite oxide, already known
Other positive electrode active materials, for example, LiCoOTwo, LiNiOTwoetc
May be used in combination.

【0047】正極に用いる導電材は、正極活物質層の電
気伝導性を確保するためのものであり、カーボンブラッ
ク、アセチレンブラック、黒鉛等の炭素物質紛状体の1
種または2種以上を混合したものを用いることができ
る。結着剤は、活物質粒子を繋ぎ止める役割を果たすも
ので、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリ
デン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、
ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
これら活物質、導電材、結着剤を分散させる溶剤として
は、N−メチル−2−ピロリドン等の有機溶剤を用いる
ことができる。
The conductive material used for the positive electrode is for ensuring the electrical conductivity of the positive electrode active material layer, and is made of a carbon material powder such as carbon black, acetylene black, and graphite.
A species or a mixture of two or more species can be used. The binder plays a role of binding the active material particles, and is made of polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, a fluorine-containing resin such as fluororubber, polypropylene,
A thermoplastic resin such as polyethylene can be used.
An organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used as a solvent in which the active material, the conductive material, and the binder are dispersed.

【0048】本実施形態での負極は、負極活物質である
金属リチウムを、一般の電池のそれと同様に、シート状
にして、あるいはシート状にしたものをニッケル、ステ
ンレス等の集電体網に圧着して形成する。負極活物質に
は金属リチウムに代え、リチウム合金、またはリチウム
化合物をも用いることができる。
The negative electrode in the present embodiment is made of lithium metal, which is an active material for the negative electrode, in the form of a sheet, as in the case of a general battery, or a sheet-like material obtained by forming a sheet of a current collector such as nickel or stainless steel. It is formed by pressing. As the negative electrode active material, a lithium alloy or a lithium compound can be used instead of metal lithium.

【0049】また負極のもう一つの形態として、負極活
物質にリチウムイオンを吸蔵・脱離できる炭素物質を用
いて負極を構成させることもできる。使用できる炭素物
質としては、天然あるいは人造の黒鉛、フェノール樹脂
等の有機化合物焼成体、コークス等の紛状体が挙げられ
る。この場合は、負極活物質に結着剤を混合し、適当な
溶媒を加えてペースト状にした負極合材を、銅等の金属
箔集電体の表面に塗布乾燥して形成することができる。
As another form of the negative electrode, the negative electrode can be constituted by using a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions as the negative electrode active material. Examples of the carbon substance that can be used include natural or artificial graphite, fired organic compounds such as phenolic resins, and powders such as coke. In this case, the negative electrode active material can be formed by mixing a binder with the negative electrode active material, adding a suitable solvent to form a paste, and applying and drying the negative electrode mixture on the surface of a metal foil current collector such as copper. .

【0050】炭素物質を負極活物質とした場合、正極同
様、負極結着剤としてはポリフッ化ビニリデン等の含フ
ッ素樹脂等を、溶剤としてはN−メチル−2−ピロリド
ン等の有機溶剤を用いることができる。
When a carbon material is used as the negative electrode active material, a fluorine-containing resin such as polyvinylidene fluoride or the like is used as the negative electrode binder and an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone is used as the solvent, similarly to the positive electrode. Can be.

【0051】正極と負極の間に挟装されるセパレータ
は、正極と負極とを隔離しつつ電解液を保持してイオン
を通過させるものであり、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等の薄い微多孔膜を用いることができる。
The separator sandwiched between the positive electrode and the negative electrode separates the positive electrode and the negative electrode, holds the electrolytic solution and allows ions to pass therethrough, and uses a thin microporous film such as polyethylene or polypropylene. Can be.

【0052】非水電解液は、有機溶媒に電解質を溶解さ
せたもので、有機溶媒としては、非プロトン性有機溶
媒、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
γブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン
等の1種またはこれらの2種以上の混合液を用いること
ができる。また、溶解させる電解質としては、溶解させ
ることによりリチウムイオンを生じるLiI、LiCl
4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6等を用いるこ
とができる。なお非水電解液に代えて、固体電解質等を
用いることもできる。
The non-aqueous electrolyte is a solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent. Examples of the organic solvent include aprotic organic solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and the like.
One kind of γ-butyrolactone, acetonitrile, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxolane, methylene chloride and the like, or a mixture of two or more kinds thereof can be used. As the electrolyte to be dissolved, LiI, LiCl which generates lithium ions when dissolved are used.
O 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiPF 6 and the like can be used. Note that a solid electrolyte or the like can be used instead of the non-aqueous electrolyte.

【0053】以上のものから構成されるリチウム二次電
池であるが、その形状はコイン型、積層型、円筒型等の
種々のものとすることができる。いずれの形状を採る場
合であっても、正極および負極にセパレータを挟装させ
電極体とし、正極および負極から外部に通ずる正極端子
および負極端子までの間をそれぞれ導通させるようにし
て、この電極体を非水電解液とともに電池ケースに密閉
して電池を完成させることができる。
The lithium secondary battery constituted as described above can be formed in various shapes such as a coin type, a stacked type and a cylindrical type. In any case, a separator is sandwiched between the positive electrode and the negative electrode to form an electrode body, and the electrode body is made to conduct from the positive electrode and the negative electrode to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal communicating with the outside, respectively. Can be sealed in a battery case together with the non-aqueous electrolyte to complete the battery.

【0054】なお、これまでに説明した本発明のリチウ
ムマンガン複合酸化物の製造方法およびリチウム二次電
池の実施形態は例示にすぎず、本発明の製造方法および
それによって製造したリチウムマンガン複合酸化物を正
極活物質に用いたリチウム二次電池は、上記実施形態を
始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良
を施した形態で実施することができる。
The embodiments of the method for producing a lithium manganese composite oxide and the lithium secondary battery according to the present invention described above are merely examples, and the production method of the present invention and the lithium manganese composite oxide produced thereby The lithium secondary battery using as a positive electrode active material can be implemented in various embodiments including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art, including the above embodiment.

【0055】[0055]

【実施例】上記本発明の製造方法により、良好な正極活
物質用リチウムマンガン複合酸化物ができることを確認
すべく、以下に示す製造方法によりリチウムマンガン複
合酸化物を製造し、評価した。リチウムマンガン複合酸
化物の製造、製造したリチウムマンガン複合酸化物の結
晶構造の特定および確認について、以下に実施例として
説明する。
EXAMPLES In order to confirm that a good lithium manganese composite oxide for a positive electrode active material can be produced by the above production method of the present invention, a lithium manganese composite oxide was produced by the following production method and evaluated. The production of the lithium manganese composite oxide and the identification and confirmation of the crystal structure of the produced lithium manganese composite oxide will be described below as examples.

【0056】〈リチウムマンガン複合酸化物の製造〉 (1)実施例 1Mの濃度のMn(NO32水溶液と1Mの濃度のAl
(NO33水溶液とをMn:Alがモル比で0.9:
0.1となるように混合した混合水溶液を30ml調製
した。この混合水溶液をスターラで攪拌しつつ、1Mの
濃度のLiOH/3wt%H22水溶液を150ml混
合させた後に、5分間反応させて複合酸化物前駆体を析
出させた。
<Production of Lithium-Manganese Composite Oxide> (1) Example 1 M Mn (NO 3 ) 2 aqueous solution and 1 M Al
(NO 3 ) 3 aqueous solution and Mn: Al in a molar ratio of 0.9:
30 ml of a mixed aqueous solution mixed so as to be 0.1 was prepared. While stirring the mixed aqueous solution with a stirrer, 150 ml of a 1 M aqueous solution of LiOH / 3 wt% H 2 O 2 was mixed, and then reacted for 5 minutes to precipitate a composite oxide precursor.

【0057】次いで、この複合酸化物前駆体を混合溶液
ごとガラスビーカーに入れ、周波数2.45GHz、出
力600Wの電磁波を1〜10分間照射して熟成させ
た。熟成後、室温になるまで放置し、濾過、水洗、乾燥
をしてリチウムマンガン複合酸化物を得た。
Next, this mixed oxide precursor was put into a glass beaker together with the mixed solution, and irradiated with an electromagnetic wave having a frequency of 2.45 GHz and an output of 600 W for 1 to 10 minutes to be aged. After aging, the mixture was allowed to reach room temperature, filtered, washed with water, and dried to obtain a lithium manganese composite oxide.

【0058】(2)比較例 上記実施例と同様に混合溶液を調製し、複合酸化物前駆
体を析出させた。次いで、この複合酸化物前駆体を混合
溶液ごと密閉圧力容器に入れ、飽和蒸気圧下、80℃の
温度で1〜24時間熟成させた(水熱法)。熟成後、室
温になるまで放置し、濾過、水洗、乾燥をしてリチウム
マンガン複合酸化物を得た。
(2) Comparative Example A mixed solution was prepared in the same manner as in the above example, and a composite oxide precursor was deposited. Next, this mixed oxide precursor was put into a closed pressure vessel together with the mixed solution, and aged at a temperature of 80 ° C. for 1 to 24 hours under a saturated vapor pressure (hydrothermal method). After aging, the mixture was allowed to reach room temperature, filtered, washed with water, and dried to obtain a lithium manganese composite oxide.

【0059】〈リチウムマンガン複合酸化物の結晶構造
の特定〉上記各実施例および比較例に基づいて製造され
た各リチウムマンガン複合酸化物について、CuKα線
によるX線回折分析を行った。実施例のリチウムマンガ
ン複合酸化物についてのX線回折パターンを図1に示
す。また、比較例のリチウムマンガン複合酸化物につい
てのX線回折パターンを図2に示す。
<Specification of Crystal Structure of Lithium-Manganese Composite Oxide> X-ray diffraction analysis using CuKα ray was performed on each lithium manganese composite oxide produced based on each of the above Examples and Comparative Examples. FIG. 1 shows an X-ray diffraction pattern of the lithium manganese composite oxide of the example. FIG. 2 shows an X-ray diffraction pattern of the lithium manganese composite oxide of the comparative example.

【0060】図1のパターンから、電磁波を照射して熟
成させた場合にはわずか2分間の照射によって、2θ=
64°近傍(θは回折角)のピークが2つに分離してい
ることがわかる。したがって、実施例のリチウムマンガ
ン複合酸化物のうち、電磁波を2分間以上照射して熟成
したものは、水和水が除去され結晶性の高い六方晶の層
状岩塩構造であることが確認できた。また、電磁波を1
0分間照射しても、リチウムマンガン複合酸化物の結晶
構造にはほとんど変化がみられないことから、過剰の照
射を行っても結晶構造に影響がないことが確認できた。
According to the pattern shown in FIG. 1, when aging was performed by irradiating an electromagnetic wave, only 2 minutes
It can be seen that the peak near 64 ° (θ is the diffraction angle) is separated into two peaks. Therefore, it was confirmed that among the lithium manganese composite oxides of the examples, those aged by irradiating electromagnetic waves for 2 minutes or more had a hexagonal layered rock salt structure with high crystallization water removed. In addition, the electromagnetic wave
The crystal structure of the lithium manganese composite oxide hardly changed even after irradiation for 0 minutes, and thus it was confirmed that excessive irradiation did not affect the crystal structure.

【0061】一方、図2のパターンからわかるように、
2θ=64°近傍(θは回折角)のピークが2つに分離
するためには、熟成時間が2時間以上必要であることが
わかる。すなわち、水熱法では水和水が除去され結晶性
の高い六方晶の層状岩塩構造リチウムマンガン複合酸化
物を得るためには熟成時間が2時間以上必要であること
がわかった。
On the other hand, as can be seen from the pattern of FIG.
It can be seen that a ripening time of 2 hours or more is required to separate a peak near 2θ = 64 ° (θ is a diffraction angle) into two peaks. In other words, it was found that the aging time was required to be 2 hours or more in order to obtain a hexagonal layered rock-salt structure lithium manganese composite oxide having high crystallinity and high crystallinity by removing the water of hydration by the hydrothermal method.

【0062】したがって、電磁波照射により熟成させる
ことによって、極めて短時間に結晶性の高い層状岩塩構
造のリチウムマンガン複合酸化物を製造することができ
ることが確認できた。
Therefore, it was confirmed that a lithium manganese composite oxide having a layered rock salt structure with high crystallinity can be produced in a very short time by aging by irradiation with electromagnetic waves.

【0063】〈充放電曲線によるリチウムマンガン複合
酸化物の結晶構造の確認〉電磁波を2分間照射して熟成
させることにより得られたリチウムマンガン複合酸化物
を正極活物質とし、金属リチウムを対極としてコイン型
電池を作製し、充放電曲線からリチウムマンガン複合酸
化物の結晶構造を確認した。
<Confirmation of Crystal Structure of Lithium Manganese Composite Oxide by Charge / Discharge Curve> A lithium manganese composite oxide obtained by irradiating an electromagnetic wave for 2 minutes to ripen the lithium manganese composite oxide was used as a positive electrode active material. A lithium battery was fabricated, and the crystal structure of the lithium manganese composite oxide was confirmed from a charge / discharge curve.

【0064】作製した電池の正極は、上記リチウムマン
ガン複合酸化物70重量部に導電助材(カーボンブラッ
ク)25重量部および結着剤(テフロン)5重量部を混
合して調製した正極合材10mgを、直径10mmのペ
レット状に成型し、200℃で10時間真空乾燥して用
いた。負極には金属リチウムを用い、セパレータには厚
さ25μmのポリエチレンシートを、非水電解液には、
エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを体積
比1:1に混合した混合溶媒にLiPF6を1Mの濃度
で溶解したものを用いた。
The positive electrode of the battery was 10 mg of a positive electrode mixture prepared by mixing 70 parts by weight of the lithium manganese composite oxide with 25 parts by weight of a conductive additive (carbon black) and 5 parts by weight of a binder (Teflon). Was molded into a pellet having a diameter of 10 mm, and vacuum-dried at 200 ° C. for 10 hours before use. Metal lithium is used for the negative electrode, a polyethylene sheet having a thickness of 25 μm is used for the separator, and the non-aqueous electrolyte is
A solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 M in a mixed solvent obtained by mixing ethylene carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 1: 1 was used.

【0065】図3に、20℃にて、電流密度0.4mA
/cm2の定電流で4.2Vまで充電した後、電流密度
0.4mA/cm2の定電流で2.5Vまで放電させた
時の充放電曲線(時間−電圧曲線)を示す。この図から
わかるように、充放電曲線は層状岩塩構造特有の、プラ
トー領域を有しない放電曲線を示し、電磁波を2分間照
射して熟成させることにより得られたリチウムマンガン
複合酸化物は、水和水が除去され結晶性の高い層状岩塩
構造のものであることが確認できた。また、放電容量を
測定したところ、150mAh/g程度の実用レベルで
あることも確認できた。
FIG. 3 shows that the current density was 0.4 mA at 20 ° C.
Was charged to 4.2V at a constant current of / cm 2, the charge-discharge curve when discharged at a constant current density of 0.4 mA / cm 2 until 2.5V - shows the (time voltage curve). As can be seen from this figure, the charge / discharge curve shows a discharge curve having no plateau region, which is peculiar to the layered rock salt structure. Water was removed, and it was confirmed that the layer had a highly crystalline layered rock salt structure. Further, when the discharge capacity was measured, it was confirmed that the discharge capacity was at a practical level of about 150 mAh / g.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明のリチウムマンガン複合酸化物の
製造方法は、スピネル構造または層状岩塩構造を有する
リチウムマンガン複合酸化物の製造方法であって、原料
となる水溶液を混合した混合溶液中に複合酸化物前駆体
を析出させる析出工程と、析出した前駆体を電磁波を照
射することにより熟成させる熟成工程とを含んで構成さ
れる。
The method for producing a lithium manganese composite oxide according to the present invention is a method for producing a lithium manganese composite oxide having a spinel structure or a layered rock salt structure, wherein the composite is prepared in a mixed solution obtained by mixing an aqueous solution as a raw material. It comprises a deposition step of depositing an oxide precursor, and a ripening step of ripening the deposited precursor by irradiating it with electromagnetic waves.

【0067】本発明のリチウムマンガン複合酸化物の製
造方法によれば、結晶性に優れたスピネル構造または層
状岩塩構造を有するリチウムマンガン複合酸化物を、極
めて短時間に、かつ低コストに製造できる。さらに本発
明のリチウムマンガン複合酸化物の製造方法によれば、
上記リチウムマンガン複合酸化物をバッチ式のみならず
連続的な方式で簡易に製造でき、かつ簡易に大量生産で
きる。
According to the method for producing a lithium manganese composite oxide of the present invention, a lithium manganese composite oxide having a spinel structure or a layered rock salt structure having excellent crystallinity can be produced in a very short time and at low cost. Furthermore, according to the method for producing a lithium manganese composite oxide of the present invention,
The lithium manganese composite oxide can be easily produced by a continuous method as well as a batch method, and can be easily mass-produced.

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

【図1】 電磁波照射により熟成したリチウムマンガン
複合酸化物のX線回折パターンである。
FIG. 1 is an X-ray diffraction pattern of a lithium manganese composite oxide aged by irradiation with electromagnetic waves.

【図2】 水熱法により熟成したリチウムマンガン複合
酸化物のX線回折パターンである。
FIG. 2 is an X-ray diffraction pattern of a lithium manganese composite oxide aged by a hydrothermal method.

【図3】 電磁波照射を2分間行うことにより熟成した
リチウムマンガン複合酸化物を正極活物質に用いたリチ
ウム二次電池の充放電曲線である。
FIG. 3 is a charge / discharge curve of a lithium secondary battery using a lithium manganese composite oxide aged by performing electromagnetic wave irradiation for 2 minutes as a positive electrode active material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 右京 良雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 Fターム(参考) 4G048 AA04 AB02 AB05 AC06 AD06 AE05 5H050 AA19 BA17 CA09 CB08 CB12 EA10 EA24 FA19 GA01 GA02 GA10 GA15 HA02 HA13  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yoshio Ukyo F-term in Toyota Central R & D Laboratories Co., Ltd. 1 41-cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi F-term (reference) 4G048 AA04 AB02 AB05 AC06 AD06 AE05 5H050 AA19 BA17 CA09 CB08 CB12 EA10 EA24 FA19 GA01 GA02 GA10 GA15 HA02 HA13

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マンガンを陽イオンとする塩を水に溶解
させたマンガン塩水溶液と、水酸化リチウムをH22
溶液に溶解させた水酸化リチウムH22水溶液と、必要
に応じて金属元素Me(MeはAl、Feから選ばれる
少なくとも1種以上)を陽イオンとする塩を水に溶解さ
せたMe塩水溶液とを混合させて混合溶液とし、該混合
溶液中に組成式LibMn1-a/2Mea/22・nH2
(0<b≦1.5、0≦a≦0.1、0.1≦n≦1)
で表されるリチウムマンガン複合酸化物前駆体を析出さ
せる析出工程と、 前記前駆体が析出した前記混合溶液に電磁波を照射する
ことによって、前記前駆体を熟成させて、組成式Lic
Mn2-aMea4(0<c≦1.3、0≦a≦0.1)
で表されるスピネル構造リチウムマンガン複合酸化物を
得る熟成工程と、 を含んでなるリチウム二次電池正極活物質用リチウムマ
ンガン複合酸化物の製造方法。
1. A manganese salt aqueous solution in which a salt having manganese as a cation is dissolved in water; a lithium hydroxide H 2 O 2 aqueous solution in which lithium hydroxide is dissolved in an H 2 O 2 aqueous solution; A mixed solution is prepared by mixing an aqueous Me salt solution in which a salt having a metal element Me (Me is at least one selected from Al and Fe) as a cation is dissolved in water, and the composition formula Li b Mn 1-a / 2 Me a / 2 O 2 .nH 2 O
(0 <b ≦ 1.5, 0 ≦ a ≦ 0.1, 0.1 ≦ n ≦ 1)
A precipitation step of precipitating a lithium manganese composite oxide precursor represented by, and irradiating the mixed solution on which the precursor has been deposited with electromagnetic waves, to ripen the precursor and obtain a composition formula Li c
Mn 2-a Me a O 4 (0 <c ≦ 1.3, 0 ≦ a ≦ 0.1)
A method for producing a lithium manganese composite oxide for a lithium secondary battery positive electrode active material, comprising: an aging step of obtaining a spinel-structured lithium manganese composite oxide represented by the formula:
【請求項2】 マンガンを陽イオンとする塩を水に溶解
させたマンガン塩水溶液と、水酸化リチウムをH22
溶液に溶解させた水酸化リチウムH22水溶液と、金属
元素Me(MeはAl、Feから選ばれる少なくとも1
種以上)を陽イオンとする塩を水に溶解させたMe塩水
溶液とを混合させて混合溶液とし、該混合溶液中に組成
式LiyMn1-xMex2・nH2O(0<y≦1.5、
0.05<x≦0.2、0.1≦n≦1)で表されるリ
チウムマンガン複合酸化物前駆体を析出させる析出工程
と、 前記前駆体が析出した前記混合溶液に電磁波を照射する
ことによって前記前駆体を熟成させて、組成式Liz
1-xMex2(0<z≦1.2、0.05<x≦0.
2)で表される層状岩塩構造リチウムマンガン複合酸化
物を得る熟成工程と、 を含んでなるリチウム二次電池正極活物質用リチウムマ
ンガン複合酸化物の製造方法。
2. A manganese and manganese salt solution the salt with cations dissolved in water, lithium hydroxide and H 2 O 2 Li aqueous H 2 O 2 solution hydroxide dissolved in an aqueous solution, a metal element Me ( Me is at least one selected from Al and Fe
(Or more than one species) as a cation is mixed with a Me salt aqueous solution in which water is dissolved in water to form a mixed solution, and the composition formula Li y Mn 1-x Me x O 2 .nH 2 O (0 <Y ≦ 1.5,
A precipitation step of depositing a lithium manganese composite oxide precursor represented by 0.05 <x ≦ 0.2, 0.1 ≦ n ≦ 1), and irradiating the mixed solution on which the precursor has been deposited with electromagnetic waves. The precursor is thereby aged, and the composition formula Li z M
n 1-x Me x O 2 (0 <z ≦ 1.2, 0.05 <x ≦ 0.
A method for producing a lithium manganese composite oxide for a lithium secondary battery positive electrode active material, comprising: an aging step of obtaining a layered rock salt structure lithium manganese composite oxide represented by 2).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011054564A (en) * 2009-08-07 2011-03-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method of manufacturing positive electrode active material
JP2012195242A (en) * 2011-03-18 2012-10-11 Tokyo Electric Power Co Inc:The Method for manufacturing active material for lithium ion secondary battery, and use therefor

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08277118A (en) * 1995-03-28 1996-10-22 Merck Patent Gmbh Preparation of lithium interlayer compound
JPH09320588A (en) * 1996-05-24 1997-12-12 Japan Storage Battery Co Ltd Manufacture of lithium battery positive electrode active material, and lithium battery
JPH10130024A (en) * 1996-10-29 1998-05-19 Honjiyou Chem Kk Production of lithium/manganese double oxide for lithium secondary battery 3v class positive electrode material
JPH11180717A (en) * 1997-12-22 1999-07-06 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd Lithium manganate, its production and lithium cell produced by using the same
JPH11511290A (en) * 1996-05-10 1999-09-28 インスティテュート オブ フィズィックス、チャイニーズ アカデミー オブ サイエンス Preparation method of anode material for lithium secondary battery using microwave energy
JP2000264638A (en) * 1999-03-23 2000-09-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Production of lithium manganese compound oxide for anode active substance of lithium secondary battery
JP2000264637A (en) * 1999-03-19 2000-09-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Production of lithium manganese compound oxide for anode active material of lithium secondary battery
WO2000059830A1 (en) * 1999-03-30 2000-10-12 Toho Titanium Co., Ltd. Method for preparing lithium manganate, lithium manganate, positive electrode for lithium secondary cell containing the same as active material and lithium secondary cell
JP2001180940A (en) * 1999-10-12 2001-07-03 Konoshima Chemical Co Ltd Method of manufacturing spinel type lithium manganate

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08277118A (en) * 1995-03-28 1996-10-22 Merck Patent Gmbh Preparation of lithium interlayer compound
JPH11511290A (en) * 1996-05-10 1999-09-28 インスティテュート オブ フィズィックス、チャイニーズ アカデミー オブ サイエンス Preparation method of anode material for lithium secondary battery using microwave energy
JPH09320588A (en) * 1996-05-24 1997-12-12 Japan Storage Battery Co Ltd Manufacture of lithium battery positive electrode active material, and lithium battery
JPH10130024A (en) * 1996-10-29 1998-05-19 Honjiyou Chem Kk Production of lithium/manganese double oxide for lithium secondary battery 3v class positive electrode material
JPH11180717A (en) * 1997-12-22 1999-07-06 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd Lithium manganate, its production and lithium cell produced by using the same
JP2000264637A (en) * 1999-03-19 2000-09-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Production of lithium manganese compound oxide for anode active material of lithium secondary battery
JP2000264638A (en) * 1999-03-23 2000-09-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Production of lithium manganese compound oxide for anode active substance of lithium secondary battery
WO2000059830A1 (en) * 1999-03-30 2000-10-12 Toho Titanium Co., Ltd. Method for preparing lithium manganate, lithium manganate, positive electrode for lithium secondary cell containing the same as active material and lithium secondary cell
JP2001180940A (en) * 1999-10-12 2001-07-03 Konoshima Chemical Co Ltd Method of manufacturing spinel type lithium manganate

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011054564A (en) * 2009-08-07 2011-03-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method of manufacturing positive electrode active material
US9809456B2 (en) 2009-08-07 2017-11-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method for positive electrode active material
JP2012195242A (en) * 2011-03-18 2012-10-11 Tokyo Electric Power Co Inc:The Method for manufacturing active material for lithium ion secondary battery, and use therefor

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