JP2002321919A - Lithium manganese compound oxide and lithium secondary battery - Google Patents

Lithium manganese compound oxide and lithium secondary battery

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JP2002321919A
JP2002321919A JP2001126347A JP2001126347A JP2002321919A JP 2002321919 A JP2002321919 A JP 2002321919A JP 2001126347 A JP2001126347 A JP 2001126347A JP 2001126347 A JP2001126347 A JP 2001126347A JP 2002321919 A JP2002321919 A JP 2002321919A
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JP
Japan
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lithium
composite oxide
positive electrode
secondary battery
manganese composite
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JP2001126347A
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Takanori Ito
孝憲 伊藤
Fumio Munakata
文男 宗像
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium manganese compound oxide having a high active material capacity, its manufacturing method and a lithium secondary battery using the compound oxide. SOLUTION: The lithium manganese compound oxide is represented by Li1-x MnO2-δ (wherein, x denotes a lithium defective amount and satisfies 0<=x<0.6 and δ denotes an oxygen defective amount and satisfies 0<=δ<=0.2), and a space group of the crystal structure can be represented by R3m and when R3m is adopted, (104)/(003) face index intensity ratio y satisfies 0.168<=y<=0.238. The lithium manganese compound oxide is manufactured by mixing a lithium compound with a manganese compound, burning the mixture in an atmosphere of a low oxygen concentration and electrochemically treating the burnt material. A lithium secondary battery is accommodated with a positive electrode formed by a positive electrode material and a negative electrode containing a lithium group metal, a metal oxide, a metal nitride, a carbon material and the like.

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、新規なリチウムマ
ンガン複合酸化物に係り、更に詳細には、特定の結晶構
造を有し、リチウム二次電池の正極活物質として有用な
リチウムマンガン複合酸化物、及びこれを用いたリチウ
ム二次電池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel lithium manganese composite oxide, and more particularly, to a lithium manganese composite oxide having a specific crystal structure and useful as a positive electrode active material of a lithium secondary battery. And a lithium secondary battery using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の環境問題対策において、ゼロエミ
ッションである電気自動車の開発が強く望まれている。
かかる電気自動車用の動力源である二次電池としては、
種々の二次電池の中でも、充放電電圧が高く充放電容量
が大きいリチウム二次電池が期待されている。なお、従
来のリチウム二次電池用正極活物質としてはLiCoO
2系の材料が用いられていたが、使用環境下での安定
性、価格及び埋蔵量などの観点から、自動車用二次電池
用の正極活物質として、スピネル構造リチウムマンガン
複合酸化物(LiMn24)を適用することが現在検討
されている(特開平11−171550号及び特開平1
1−73962号公報など)。
2. Description of the Related Art In recent years, measures against environmental problems
There is a strong demand for the development of an electric vehicle, which is a high-performance vehicle.
As a secondary battery that is a power source for such an electric vehicle,
Among various secondary batteries, high charge / discharge voltage and high charge / discharge capacity
Lithium secondary batteries are expected to have a large size. Note that
LiCoO as the positive electrode active material for future lithium secondary batteries
TwoSystem-based materials, but stable in the operating environment
Rechargeable batteries for automobiles from the viewpoints of safety, price and reserves
Lithium manganese with spinel structure as positive electrode active material for
Complex oxide (LiMnTwoOFour) Is currently under consideration
(JP-A-11-171550 and JP-A-11-171550)
No. 1-73962).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなスピネル構造リチウムマンガン複合酸化物(Li
Mn24)は、活物質容量が100mAh/g程度であ
り、活物質容量が140mAh/g程度であるLiCo
2系に対して容量が十分ではなく、このため、電気自
動車の航続距離を向上させるべく、スピネル構造リチウ
ムマンガン複合酸化物よりも高容量で、LiCoO2
よりも安価なリチウムマンガン複合酸化物系の正極活物
質の開発が望まれている。候補としてリチウムマンガン
複合酸化物(斜方晶LiMnO2、単斜晶LiMnO2
などが考えられるが、これらの課題を全て解決し得るも
のは今だ得られていないのが現状である。
However, the above-mentioned spinel-structured lithium manganese composite oxide (Li
Mn 2 O 4 ) is LiCo having an active material capacity of about 100 mAh / g and an active material capacity of about 140 mAh / g.
O capacity is not sufficient for two systems, Therefore, to improve the driving range of electric vehicles, a high capacity than the spinel structure lithium manganese composite oxide, inexpensive lithium manganese oxide than LiCoO 2 system There is a demand for the development of a positive electrode active material. Lithium manganese composite oxides (orthogonal LiMnO 2 , monoclinic LiMnO 2 ) as candidates
Although it is conceivable, there is still nothing that can solve all of these problems.

【0004】そこで、本発明は、このような従来技術の
有する課題に鏡みてなされたものであり、その目的する
ところは、高い活物質量容量を有する新規なリチウムマ
ンガン複合酸化物(菱面体六方晶系のLiMnO2)、
その製造方法及び該複合酸化物を用いてなるリチウム二
次電池を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a novel lithium manganese composite oxide (rhombic hexagon) having a high capacity of an active material. Crystalline LiMnO 2 ),
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing the same and a lithium secondary battery using the composite oxide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、所定のリチウムマ
ンガン複合酸化物について充放電などの電気化学的処理
を施し、その結晶構造を制御することにより、上記課題
が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った
ものである。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have performed electrochemical treatment such as charging and discharging on a predetermined lithium manganese composite oxide to obtain a crystal structure thereof. It has been found that the above problems can be solved by controlling, and the present invention has been completed.

【0006】すなわち、上記目的を達成するための本発
明は、各請求項毎に次のように構成される。
That is, the present invention for achieving the above object is configured as follows for each claim.

【0007】請求項1に記載の発明は、次式According to the first aspect of the present invention,

【0008】[0008]

【化2】 Embedded image

【0009】(式中のxはリチウム欠損量を示し、0≦
x<0.6、δは酸素欠損量を示し、0≦δ≦0.2を
満足する)で表され、
(Where x represents the amount of lithium deficiency, and 0 ≦
x <0.6, δ indicates the amount of oxygen deficiency and satisfies 0 ≦ δ ≦ 0.2)

【0010】[0010]

【外2】 [Outside 2]

【0011】(104)/(003)面指数強度比yが
0.168≦y≦0.238であることを特徴とするリ
チウムマンガン複合酸化物である。
A (104) / (003) plane index intensity ratio y is 0.168 ≦ y ≦ 0.238.

【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のリチウムマンガン複合酸化物において、上記リチウム
欠損量xを電気化学的に制御してなることを特徴とする
ものである。
According to a second aspect of the present invention, in the lithium manganese composite oxide according to the first aspect, the lithium deficiency x is electrochemically controlled.

【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2のいずれかの項に記載のリチウムマンガン複合酸化物
を製造するに当たり、リチウム化合物とマンガン化合物
を混合し、この混合物を低酸素濃度(より詳しくは、酸
素濃度が10ppm〜1000ppmの低酸素濃度)の
雰囲気中で焼成し、次いで、得られた焼成物に電気化学
的処理を施すことを特徴とするリチウムマンガン複合酸
化物の製造方法である。
According to a third aspect of the present invention, in producing the lithium manganese composite oxide according to the first or second aspect, a lithium compound and a manganese compound are mixed, and the mixture is mixed with a low oxygen concentration. (More specifically, firing in an atmosphere having an oxygen concentration of 10 ppm to 1000 ppm), and then subjecting the obtained fired product to an electrochemical treatment. It is.

【0014】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
のリチウムマンガン複合酸化物の製造方法において、上
記焼成物中にリチウムとマンガンがほぼ等モル比(より
詳しくは、Mn1.0モルに対してLiが0.8〜1.
1モルとする比率)で含まれていることを特徴とするも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a lithium-manganese composite oxide according to the third aspect, wherein lithium and manganese are contained in the calcined product in an approximately equimolar ratio (more specifically, Mn of 1.0 mol). Is 0.8-1.
(A ratio of 1 mol).

【0015】請求項5に記載の発明は、請求項1または
2のいずれかの項に記載のリチウムマンガン複合酸化物
を含有してなることを特徴とするリチウム二次電池用正
極材料である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a positive electrode material for a lithium secondary battery, comprising the lithium manganese composite oxide according to the first or second aspect.

【0016】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
のリチウム二次電池用正極材料で形成した正極と、リチ
ウム系金属、金属酸化物、金属窒化物および炭素材料か
らなる群より選ばれた少なくとも1種のものを含有して
なる負極を備えることを特徴とするリチウム二次電池で
ある。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a positive electrode formed of the positive electrode material for a lithium secondary battery according to the fifth aspect, and a positive electrode selected from the group consisting of a lithium-based metal, a metal oxide, a metal nitride, and a carbon material. A lithium secondary battery comprising a negative electrode containing at least one selected from the group consisting of:

【0017】[0017]

【発明の効果】請求項1に記載の発明にあっては、新規
なリチウムマンガン複合酸化物として、次式
According to the first aspect of the present invention, a novel lithium manganese composite oxide is represented by the following formula:

【0018】[0018]

【化3】 Embedded image

【0019】(式中のxはリチウム欠損量を示し、0≦
x<0.6、δは酸素欠損量を示し、0≦δ≦0.2を
満足する)で表され、
(Where x represents the amount of lithium deficiency, 0 ≦
x <0.6, δ indicates the amount of oxygen deficiency and satisfies 0 ≦ δ ≦ 0.2)

【0020】[0020]

【外3】 [Outside 3]

【0021】(104)/(003)面指数強度比yが
0.168≦y≦0.238であることを特徴とするも
のであるので、その結晶構造が制御されることになるた
め、高い活物質容量を奏することができる。また、使用
環境下での安定性、価格及び埋蔵量などの観点からもL
iCoO2系よりも有利である。
Since the (104) / (003) plane index intensity ratio y satisfies 0.168 ≦ y ≦ 0.238, the crystal structure is controlled, so that the ratio is high. Active material capacity can be achieved. In addition, from the viewpoints of stability under use environment, price and reserves, L
It is more advantageous than iCoO 2 system.

【0022】すなわち、本発明のリチウムマンガン複合
酸化物では、スピネル構造リチウムマンガン複合酸化物
(110mAh/g)より高容量であり、LiCoO2
系(140mAh/g)と略同程度かもしくはそれ以上
の高容量(134〜154mAh/g程度)を達成で
き、かつLiCoO2系等よりも極めて安価である新規
なMn含有リチウム複合酸化物を提供できるものであ
る。
[0022] That is, the lithium-manganese composite oxide of the present invention, a high capacity than the spinel structure lithium manganese composite oxide (110mAh / g), LiCoO 2
A novel Mn-containing lithium composite oxide that can achieve a high capacity (about 134 to 154 mAh / g) which is substantially the same as or higher than that of a LiCoO 2 system (140 mAh / g) and is extremely cheaper than a LiCoO 2 system or the like You can do it.

【0023】請求項2に記載の発明にあっては、請求項
1に記載のリチウムマンガン複合酸化物において、上記
リチウム欠損量xを電気化学的に制御してなることを特
徴とするものであるので、請求項1と同様の作用効果を
奏することができる。特に、設計通り(思いどおり)に
リチウム欠損量xを調整することができ、その結果、請
求項1に規定する範囲内でより高い活物質容量を自由に
選択することができる点で有利である。
According to a second aspect of the present invention, in the lithium manganese composite oxide according to the first aspect, the amount x of lithium deficiency is electrochemically controlled. Therefore, the same function and effect as the first aspect can be obtained. In particular, the amount x of lithium deficiency can be adjusted as designed (as desired), and as a result, a higher active material capacity can be freely selected within the range defined in claim 1, which is advantageous. .

【0024】請求項3に記載の発明にあっては、請求項
1または2のいずれかの項に記載のリチウムマンガン複
合酸化物を製造するに当たり、リチウム化合物とマンガ
ン化合物を混合し、この混合物を低酸素濃度(より詳し
くは、酸素濃度が1000ppm以下、好ましくは10
ppm〜1000ppmの低酸素濃度)の雰囲気中で焼
成し、次いで、得られた焼成物に電気化学的処理を施す
ことを特徴とするリチウムマンガン複合酸化物の製造方
法である。すなわち、各工程の基本技術及びその応用技
術(酸化物の混合技術、酸化物の低酸素濃度下での焼成
技術、酸化物の充放電等の電気化学的処理技術等)自体
は開発されているものの、これらを請求項1〜2に示す
作用効果を奏するように有機的(かつ機能的)に結合す
ることで、製造工程が少なく、かつ既に開発されている
技術を組み合わせることで比較的簡単に製造(大量生
産)することが可能であるため、安価な酸化物原料を用
いて、低コストで製造することができるため、LiCo
2系よりも安価なリチウムマンガン複合酸化物を得る
ことができる。また、使用環境下での安定性の観点から
もLiCoO2系よりも有利である。
According to the third aspect of the present invention, in producing the lithium manganese composite oxide according to any one of the first and second aspects, a lithium compound and a manganese compound are mixed, and the mixture is mixed. Low oxygen concentration (more specifically, oxygen concentration is 1000 ppm or less, preferably 10 ppm
This is a method for producing a lithium manganese composite oxide, characterized by firing in an atmosphere having a low oxygen concentration (ppm to 1000 ppm) and then subjecting the obtained fired product to an electrochemical treatment. That is, the basic technology of each step and its applied technology (oxide mixing technology, oxide firing technology under low oxygen concentration, electrochemical treatment technology such as charge and discharge of oxide, etc.) itself have been developed. However, by combining them organically (and functionally) so as to achieve the effects and advantages described in claims 1 and 2, the number of manufacturing steps is small, and it is relatively easy to combine the already developed technologies. It can be manufactured (mass-produced), and can be manufactured at low cost using inexpensive oxide raw materials.
It is possible to obtain a lithium manganese composite oxide which is less expensive than an O 2 -based oxide. Further, from the viewpoint of stability under the use environment, it is more advantageous than the LiCoO 2 system.

【0025】請求項4に記載の発明にあっては、請求項
3に記載のリチウムマンガン複合酸化物の製造方法にお
いて、上記焼成物中にリチウムとマンガンがほぼ等モル
比(より詳しくは、Mn1.0モルに対してLiが0.
8〜1.1モルとなるモル比)で含まれていることを特
徴とするものであるので、請求項3と同様の作用効果を
奏することができる。特に、請求項3の構成要件に加
え、上記焼成物中にリチウムとマンガンがほぼ等モル比
で含まれるようにすることで、電気化学的処理前に所望
の単斜晶の結晶構造の焼結物とすることができる。その
ため、該焼結物をその後の電気化学的処理により、リチ
ウム欠損量xなどを制御することにより、設計通りに請
求項1〜2に示す作用効果を奏する菱面体六方晶系の結
晶構造のリチウムマンガン複合酸化物を得ることができ
るものである。このことから、本発明のリチウムマンガ
ン複合酸化物の性能を左右する工程は、電気化学的処理
だけに限られず、かかる工程に至るまでの各工程により
所望の焼成物を得なければ、得られる複合酸化物の性能
を大きく左右するものであり、このことからも、本発明
の製造方法は、請求項3に記載した各工程を本発明の作
用効果を奏するように有機的に結合しなければならない
ことがわかる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing a lithium manganese composite oxide according to the third aspect, the calcined product contains lithium and manganese in an approximately equimolar ratio (more specifically, Mn1 Li is 0.1 to 1.0 mol.
(Molar ratio of 8 to 1.1 mol), and the same operation and effect as in claim 3 can be obtained. In particular, in addition to the constitutional requirements of claim 3, by allowing lithium and manganese to be contained in the fired product in an approximately equimolar ratio, the desired monoclinic crystal structure can be sintered before the electrochemical treatment. Things. Therefore, by controlling the amount of lithium deficiency x and the like by the subsequent electrochemical treatment of the sintered product, lithium having a rhombohedral hexagonal crystal structure having the function and effect shown in claims 1 to 2 as designed is obtained. A manganese composite oxide can be obtained. Therefore, the steps that affect the performance of the lithium manganese composite oxide of the present invention are not limited to the electrochemical treatment, and the composites that can be obtained if the desired fired product is not obtained by each of the steps leading to such steps. The performance of the oxide greatly influences the performance. From this, the production method of the present invention must organically combine the steps described in claim 3 so as to achieve the effects of the present invention. You can see that.

【0026】請求項5に記載の発明にあっては、請求項
1または2のいずれかの項に記載のリチウムマンガン複
合酸化物を含有してなることを特徴とするリチウム二次
電池用正極材料であるので、該リチウムマンガン複合酸
化物の持つ高い活物質容量が、電池の高容量化に直結す
る効果をもたらすことができる。特に該リチウムマンガ
ン複合酸化物を電池性能を大きく左右する正極活物質と
して利用することで、上記効果をより顕著に奏すること
ができるものである。
According to a fifth aspect of the invention, there is provided a positive electrode material for a lithium secondary battery, comprising the lithium manganese composite oxide according to the first or second aspect. Therefore, the high active material capacity of the lithium manganese composite oxide can have an effect directly linked to the increase in the capacity of the battery. In particular, the use of the lithium-manganese composite oxide as a positive electrode active material that greatly affects battery performance can achieve the above effects more remarkably.

【0027】請求項6に記載の発明にあっては、新規な
リチウム二次電池として、請求項5に記載のリチウム二
次電池用正極材料で形成した正極と、リチウム系金属、
金属酸化物、金属窒化物および炭素材料からなる群より
選ばれた少なくとも1種のものを含有してなる負極を備
えることを特徴とするものであるので、LiCoO2
よりも安価で、かつ放電容量130mAh/g以上の高
容量(これは、スピネル構造リチウムマンガン複合酸化
物よりも高容量で、LiCoO2系と略同程度かもしく
はそれ以上の高容量(詳しくは後述する実施例の表1を
参照のこと)を達成することができる。また、使用環境
下での安定性の観点からもLiCoO2系よりも有利で
ある。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a novel lithium secondary battery comprising: a positive electrode formed of the positive electrode material for a lithium secondary battery according to the fifth aspect;
It is characterized by having a negative electrode containing at least one selected from the group consisting of metal oxides, metal nitrides and carbon materials, so that it is less expensive than LiCoO 2 and discharge. High capacity of 130 mAh / g or more (this is higher than that of the spinel-structured lithium manganese composite oxide, and is about the same as or higher than that of the LiCoO 2 system (for details, see Table 1 in Examples described later). Further, it is more advantageous than the LiCoO 2 system from the viewpoint of stability under the use environment.

【0028】すなわち、請求項1および2に記載の新規
な複合酸化物を正極材料とし、リチウムイオン伝導性の
非水系電解液を用いた本発明のリチウム二次電池では、
優れた充放電容量およびサイクル特性を有し、かつ安価
で製造でき、環境適応性にも優れており、小型で高容量
の高性能を発揮し、EV(electric vehicle;電気自動
車)やHEV(hybrid electric vehicle;ハイブリッ
ド自動車)用電池として産業上非常に有用である。
That is, in the lithium secondary battery of the present invention using the novel composite oxide according to claims 1 and 2 as a positive electrode material and a lithium ion conductive non-aqueous electrolyte,
It has excellent charge / discharge capacity and cycle characteristics, can be manufactured at low cost, is also excellent in environmental adaptability, exhibits high performance with small size and high capacity, and has an EV (electric vehicle) and an HEV (hybrid). It is very useful industrially as a battery for electric vehicles (hybrid vehicles).

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明のリチウムマンガン
複合化合物について詳細に説明する。なお、本明細書に
おいて、「%」は特記しない限り質量百分率(質量%)
を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the lithium manganese composite compound of the present invention will be described in detail. In the present specification, “%” is a percentage by mass (% by mass) unless otherwise specified.
Is shown.

【0030】上述のごとく、本発明のリチウムマンガン
複合酸化物は、次式
As described above, the lithium manganese composite oxide of the present invention has the following formula:

【0031】[0031]

【化4】 Embedded image

【0032】(式中のxはリチウム欠損量を示し、0≦
x<0.6、δは酸素欠損量を示し、0≦δ≦0.2を
満足する)で表され、
(X in the formula indicates the amount of lithium deficiency, and 0 ≦
x <0.6, δ indicates the amount of oxygen deficiency and satisfies 0 ≦ δ ≦ 0.2)

【0033】[0033]

【外4】 [Outside 4]

【0034】(104)/(003)面指数強度比yが
0.168≦y≦0.238であることを満足する。
The (104) / (003) plane index intensity ratio y satisfies 0.168 ≦ y ≦ 0.238.

【0035】本発明のリチウムマンガン複合酸化物にお
いて、上記式中のリチウム欠損量xは、0≦x<0.
6の関係を満足するものである。ここで、xが0以上の
場合には、該リチウムマンガン複合化合物を用いた電池
のサイクル特性が急激に低下することがないため好まし
い。また、xが0.6より小さい場合には、Li1-x
nO2-δの構造が安定に維持できるため、本発明が意図
する効果、代表的には、130mAh/g以上の活物質
容量を有する二次電池が得られやすいため好ましい。
In the lithium manganese composite oxide of the present invention, the amount x of lithium deficiency in the above formula is 0 ≦ x <0.
6 is satisfied. Here, when x is 0 or more, the cycle characteristics of the battery using the lithium-manganese composite compound are not sharply reduced, which is preferable. When x is smaller than 0.6, Li 1-x M
Since the structure of nO 2 -δ can be stably maintained, a secondary battery having an effect intended by the present invention, typically, an active material capacity of 130 mAh / g or more is easily obtained, which is preferable.

【0036】また、上記式中の酸素欠損量δは、0≦
δ≦0.2を満足するものである。ここで、δが0以上
の方が、該リチウムマンガン複合化合物を用いた電池の
サイクル特性が著しく低下しないため好ましい。一方、
δが0.2以下の方が、Li 1-xMnO2-δの構造が維
持できやすくなり、本発明が意図する効果、代表的に
は、130mAh/g以上の活物質容量を有する二次電
池が得られやすくため好ましい。
The oxygen deficiency δ in the above formula is 0 ≦
It satisfies δ ≦ 0.2. Here, δ is 0 or more
Is better for a battery using the lithium manganese composite compound.
This is preferable because the cycle characteristics do not significantly decrease. on the other hand,
When δ is 0.2 or less, Li 1-xMnO2-δThe structure of
The effect intended by the present invention, typically
Is a secondary battery having an active material capacity of 130 mAh / g or more.
It is preferable because a pond is easily obtained.

【0037】また、本発明では、後述する本発明の製造
方法の焼成、充放電により、上記式中、x=0、δ=
0で表される本発明のリチウムマンガン複合化合物を製
造することが十分に可能である。
In the present invention, x = 0, δ =
It is fully possible to produce the lithium-manganese composite compound of the invention represented by 0.

【0038】なお、本発明において、上記リチウム欠損
量xについは、リチウム量をICP(誘導結合高周波プ
ラズマ分析)によって測定する(例えば、セイコーイン
スツルメンツ株式会社製:SPS−1700HVRなど
のICP装置を用いて測定する)ことにより、算出する
ことができる。
In the present invention, the lithium content x is measured by ICP (inductively coupled high frequency plasma analysis) (for example, using an ICP device such as SPS-1700HVR manufactured by Seiko Instruments Inc.). Measurement) can be calculated.

【0039】また、上記酸素欠損量δは、Mnの価数を
求めて、Liを+1価、酸素を−2価として計算した。
Mnの価数は、クーロメトリによって測定する(例え
ば、ダイヤインスツルメンツ株式会社製:GT−07な
どの装置を用いて測定する)ことができる。クーロメト
リの測定にあたっては、不活性ガス雰囲気下で行うこと
が好ましく、例えば、窒素ガスやアルゴンガスでパージ
しながら測定することが好ましい。
The oxygen deficiency δ was calculated by calculating the valence of Mn and setting Li to +1 and oxygen to −2.
The valence of Mn can be measured by coulometry (for example, using a device such as GT-07 manufactured by Diamond Instruments Co., Ltd.). The coulometry is preferably performed in an inert gas atmosphere, for example, it is preferable to perform the measurement while purging with nitrogen gas or argon gas.

【0040】[0040]

【外5】 [Outside 5]

【0041】有する。Has

【0042】この場合、X線回折の際の面指数(10
4)と(003)との回折ピーク強度比y(=(10
4)の回折のピーク強度/(003)の回折のピーク強
度)が0.168≦y≦0.238の関係を満足するも
のである。なお、この強度比は、Li量に関係している
ものと思われる(後述する実施例を参照のこと)。
In this case, the plane index (10
4) and the diffraction peak intensity ratio y of (003) y (= (10
4) diffraction intensity / (003) diffraction peak intensity) satisfies the relationship of 0.168 ≦ y ≦ 0.238. The intensity ratio is considered to be related to the amount of Li (see Examples described later).

【0043】この(104)/(003)面指数強度比
yが、0.168未満では放電容量130mAh/g以
上が得られる可能性はある(図2参照のこと)が、本発
明の製造方法である電気化学的処理では、この強度比y
が0.168以上のものの方が得られやすい。一方、こ
の強度比yが0.238以下の方が、放電容量130m
Ah/gが得られやすく好ましい。
If the (104) / (003) plane index intensity ratio y is less than 0.168, a discharge capacity of 130 mAh / g or more may be obtained (see FIG. 2). In the electrochemical treatment of
Of 0.168 or more is easier to obtain. On the other hand, when the intensity ratio y is 0.238 or less, the discharge capacity 130 m
Ah / g is preferred because it is easily obtained.

【0044】本発明のリチウムマンガン複合酸化物にお
ける上記リチウム欠損量x、ピーク強度比yなどは、下
記の製造方法で詳細に説明するように、所定のリチウム
マンガン複合酸化物に充放電などの電気化学的処理を施
すことによって制御することができる。
The lithium deficiency x, peak intensity ratio y, etc. of the lithium manganese composite oxide of the present invention are determined by charging and discharging a predetermined lithium manganese composite oxide, as described in detail in the following production method. It can be controlled by applying a chemical treatment.

【0045】なお、本発明のリチウムマンガン複合酸化
物の結晶構造は、X線結晶構造回折、粉末X線回折法な
どの公知手段を利用した市販の装置を用いて測定するこ
とができる。例えば、X線結晶構造回折にはMXP18
VAHF(マックサイエンス社製)のXRD装置を用
い、構造決定プログラムとしてはRIETAN94を用
いることができる。計算方法は一般的なリートベルト解
析を用いることができる。なお、上記(104)/(0
03)面指数強度比yは、ターゲットによっては変化し
ないため、ターゲットには、Cu、Fe、Co、Cr、
Mo、Agなどが利用できる。また、ターゲットによっ
て結晶構造、空間群に変化はない。ただし、ピークの強
度は変化する。
The crystal structure of the lithium manganese composite oxide of the present invention can be measured by using a commercially available device using known means such as X-ray crystal structure diffraction and powder X-ray diffraction. For example, MXP18 is used for X-ray crystal structure diffraction.
An XRD apparatus of VAHF (manufactured by Mac Science) can be used, and RIETAN94 can be used as a structure determination program. As a calculation method, a general Rietveld analysis can be used. Note that the above (104) / (0
03) Since the plane index intensity ratio y does not change depending on the target, Cu, Fe, Co, Cr,
Mo, Ag, etc. can be used. The crystal structure and the space group do not change depending on the target. However, the intensity of the peak changes.

【0046】以下、本発明のリチウムマンガン複合酸化
物の製造方法について詳細に説明する。
Hereinafter, the method for producing the lithium manganese composite oxide of the present invention will be described in detail.

【0047】上述の如く、本発明の製造方法では、所定
のリチウム化合物と所定のマンガン化合物を混合し、こ
の混合物を低酸素濃度の雰囲気中で焼成して、リチウム
マンガン焼成物を得る。そして、このリチウムマンガン
焼成物に所定の電気化学的処理を施すことによって、上
記式で表されるリチウムマンガン複合酸化物を得るこ
とができる。
As described above, in the production method of the present invention, a predetermined lithium compound and a predetermined manganese compound are mixed, and the mixture is fired in an atmosphere having a low oxygen concentration to obtain a fired lithium manganese product. By subjecting this lithium manganese fired product to a predetermined electrochemical treatment, a lithium manganese composite oxide represented by the above formula can be obtained.

【0048】ここで、目的とするリチウムマンガン複合
酸化物のマンガン給源であるマンガン化合物としては、
特に限定されるものではなく、例えば、電解二酸化マン
ガン、化学合成二酸化マンガン、三酸化二マンガン、γ
−MnOOH、炭酸マンガン、硝酸マンガン及び酢酸マ
ンガンなどを用いることができる。本発明でリチウムマ
ンガン複合酸化物を選んだのは、リチウム電池の正極材
料としてコバルト化合物は過充電状態では危険であり、
環境的にも問題がある反面、マンガン化合物は、過充電
になっても安全で、環境的にも問題がないためである。
また、マンガンは価数変化しやすいので様々な構造が存
在し、高放電容量の期待が持てるためであり、実際に本
発明では係る高放電容量の正極材料として好適な構造の
リチウムマンガン複合酸化物を見出し得たものである。
Here, the manganese compound which is the manganese source of the intended lithium manganese composite oxide includes:
There is no particular limitation, for example, electrolytic manganese dioxide, chemically synthesized manganese dioxide, dimanganese trioxide, γ
-MnOOH, manganese carbonate, manganese nitrate, manganese acetate and the like can be used. The choice of lithium manganese composite oxide in the present invention is that a cobalt compound as a cathode material of a lithium battery is dangerous in an overcharged state,
While there is an environmental problem, the manganese compound is safe even if overcharged and has no environmental problems.
In addition, manganese easily changes its valence, so that various structures exist and high discharge capacity can be expected. In fact, in the present invention, a lithium manganese composite oxide having a structure suitable as a cathode material having a high discharge capacity according to the present invention. Can be found.

【0049】この際、かかるマンガン化合物粉末の平均
粒径は、0.1〜100μmとすることが好ましく、
0.1〜20μmにすることが更に好ましい。マンガン
化合物の平均粒径が100μm以下の方が、マンガン化
合物とリチウム化合物との反応が著しく遅延することな
く、均一な生成物を生成しやすいため好ましい。一方、
マンガン化合物の平均粒径が0.1μm以上の方が、得
られるリチウムマンガン複合酸化物をリチウム電池の正
極材料(正極活物質)として使用する場合において、電
池のサイクル特性がより向上するため好ましい。
At this time, the manganese compound powder preferably has an average particle size of 0.1 to 100 μm.
More preferably, the thickness is 0.1 to 20 μm. The average particle size of the manganese compound is preferably 100 μm or less, because the reaction between the manganese compound and the lithium compound is not significantly delayed and a uniform product is easily generated. on the other hand,
When the average particle diameter of the manganese compound is 0.1 μm or more, when the obtained lithium manganese composite oxide is used as a positive electrode material (positive electrode active material) of a lithium battery, the cycle characteristics of the battery are more improved, so that it is preferable.

【0050】一方、リチウム給源であるリチウム化合物
としては、特に限定されるものではなく、例えば、炭酸
リチウム、水酸化リチウム、硝酸リチウム、酸化リチウ
ム及び酢酸リチウムなどを用いることができる。これら
のうち、炭酸リチウム及び水酸化リチウムを好適に使用
することができる。すなわち、他の酸化リチウムなどは
LiMnO2を合成するには好ましいが、吸湿性などが
あり扱い難いが、これら炭酸リチウム及び水酸化リチウ
ムは、LiMnO2を合成する上で好ましく、さらに安
定で扱いやすいためである。また、リチウム化合物粉末
の平均粒径は、上述したマンガン化合物粉末の平均粒径
と同様の理由から0.1〜100μmとすることが好ま
しく、0.1〜30μmにすることが更に好ましい。
On the other hand, the lithium compound serving as the lithium source is not particularly limited, and for example, lithium carbonate, lithium hydroxide, lithium nitrate, lithium oxide, lithium acetate and the like can be used. Among them, lithium carbonate and lithium hydroxide can be preferably used. That is, other lithium oxides and the like are preferable for synthesizing LiMnO 2 , but are difficult to handle due to hygroscopicity, but these lithium carbonates and lithium hydroxides are preferable for synthesizing LiMnO 2 and are more stable and easy to handle. That's why. The average particle diameter of the lithium compound powder is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 0.1 to 30 μm, for the same reason as the above-mentioned average particle diameter of the manganese compound powder.

【0051】上記リチウム化合物と上記マンガン化合物
とを混合する方法としては、特に制限されるべきもので
はなく、各種公知の技術を用いて遂行することができ
る。例えば、リチウム化合物およびマンガン化合物を乾
式混合または湿式混合する方法などを用いることができ
る。
The method of mixing the above-mentioned lithium compound and the above-mentioned manganese compound is not particularly limited, and can be carried out by using various known techniques. For example, a method of dry-mixing or wet-mixing a lithium compound and a manganese compound can be used.

【0052】また、上記混合物を焼成する際の低酸素濃
度の雰囲気としては、窒素、アルゴンまたは二酸化炭素
及びこれらの混合ガス等の酸素を殆ど含まないガス雰囲
気を例示することができる。なお、かかる雰囲気中の酸
素濃度は、代表的に1000ppm以下であり、10〜
1000ppmの範囲に制御することが好ましい。かか
る雰囲気中の酸素濃度が1000ppm以下の方が、マ
ンガンの価数が低くなり、得られるリチウムマンガン複
合酸化物をリチウム電池の正極材料(正極活物質)とし
て使用する場合において、電池の十分なサイクル特性及
び高容量が得られるため好ましい。なお、下限について
は特に制限されるものではないが、酸素濃度が10pp
m未満では、LiMnO2の層状構造が得られ難いた
め、10ppm以上に制御することが望ましいと言え
る。
Examples of the atmosphere having a low oxygen concentration at the time of firing the above-mentioned mixture include a gas atmosphere containing almost no oxygen, such as nitrogen, argon or carbon dioxide, and a mixed gas thereof. The oxygen concentration in such an atmosphere is typically 1000 ppm or less,
It is preferable to control the concentration within a range of 1000 ppm. When the oxygen concentration in such an atmosphere is 1000 ppm or less, the valence of manganese becomes lower, and when the obtained lithium manganese composite oxide is used as a cathode material (cathode active material) of a lithium battery, a sufficient cycle of the battery is obtained. It is preferable because characteristics and high capacity can be obtained. Although the lower limit is not particularly limited, the oxygen concentration is 10 pp.
If it is less than m, it is difficult to obtain a layered structure of LiMnO 2 , so it can be said that it is desirable to control it to 10 ppm or more.

【0053】更に、焼成温度は、代表的に500〜11
00℃であり、好ましくは700〜950℃の範囲であ
る。焼成温度が1100℃以下の温度の方が生成物が分
解しにくい。一方、焼成温度が500℃以上の方が、L
iMnO2の構造が安定となるために、これを電気化学
的処理(例えば、充放電処理)しやすくなる。
Further, the firing temperature is typically 500 to 11
00 ° C, preferably in the range of 700 to 950 ° C. When the firing temperature is 1100 ° C. or lower, the product is less likely to be decomposed. On the other hand, when the firing temperature is 500 ° C. or higher, L
Since the structure of iMnO 2 becomes stable, it becomes easy to perform an electrochemical treatment (for example, a charge / discharge treatment).

【0054】また、焼成時間は1〜48時間とすること
ができ、好ましくは5〜24時間である。焼成時間が1
時間以上の方が、LiMnO2の構造ができやすいため
好ましく、焼成時間が48時間以下の方が、得られるリ
チウムマンガン複合酸化物をリチウム電池の正極材料
(正極活物質)として使用する場合において、電池のサ
イクル特性が良くなるため好ましい。
The firing time can be 1 to 48 hours, preferably 5 to 24 hours. Firing time 1
It is preferable that the calcination time is longer than 48 hours because the structure of LiMnO 2 is easily formed, and the calcination time is 48 hours or shorter when the obtained lithium manganese composite oxide is used as a positive electrode material (positive electrode active material) of a lithium battery. This is preferable because the cycle characteristics of the battery are improved.

【0055】なお、焼成方法については、特に限定され
ず、一段焼成又は必要に応じて温度を変えた多段焼成を
行ってもよい。
The firing method is not particularly limited, and single-stage firing or multi-stage firing at different temperatures as needed may be performed.

【0056】なお、かかる焼成後の焼成物は、粉砕によ
り一定粒度以下に調整した方が好ましい。粉砕後の焼成
物の平均粒径としては、0.1〜100μm、好ましく
は0.1〜20μmの範囲である。粉砕後の焼成物の平
均粒径が0.1μm以上の方が、得られるリチウムマン
ガン複合酸化物をリチウム電池の正極材料(正極活物
質)として使用する場合において、電池のサイクル特性
が低下しないため好ましくない。一方、粉砕後の焼成物
の平均粒径が100μm以下の方が、得られるリチウム
マンガン複合酸化物をリチウム電池の正極材料(正極活
物質)として使用する場合において、高放電容量の電池
が得られるため好ましい。
It is preferable that the calcined product after the calcining is adjusted to a certain particle size or less by pulverization. The average particle size of the fired product after pulverization is in the range of 0.1 to 100 μm, preferably 0.1 to 20 μm. When the average particle size of the fired product after the pulverization is 0.1 μm or more, the cycle characteristics of the battery do not deteriorate when the obtained lithium manganese composite oxide is used as a positive electrode material (positive electrode active material) of a lithium battery. Not preferred. On the other hand, when the average particle diameter of the fired product after pulverization is 100 μm or less, a battery having a high discharge capacity is obtained when the obtained lithium manganese composite oxide is used as a positive electrode material (positive electrode active material) of a lithium battery. Therefore, it is preferable.

【0057】上述のように、本発明の製造方法では、上
記リチウム化合物とマンガン化合物を必須原料とし、こ
れらを適当な混合方法により混合して混合物を得るもの
であるが、その混合物には、必要に応じて他の添加材を
焼成前の必須原料に適量加えることができる。
As described above, in the production method of the present invention, the above-mentioned lithium compound and manganese compound are used as essential raw materials, and these are mixed by an appropriate mixing method to obtain a mixture. Depending on the amount of other additives, an appropriate amount can be added to the essential raw materials before firing.

【0058】かかる添加材としては、含炭素化合物、好
ましくはカーボンブラックやアセチレンブラック等の炭
素粉末、クエン酸等の有機物を挙げることができる。こ
れらの添加材は、1種単独で使用してもよいし、2種以
上を併用してもよい。これらの添加材を焼成前に添加す
ることにより、焼成雰囲気中の酸素濃度を効率的に低減
することができる。
Examples of such additives include carbon-containing compounds, preferably carbon powders such as carbon black and acetylene black, and organic substances such as citric acid. These additives may be used alone or in a combination of two or more. By adding these additives before firing, the oxygen concentration in the firing atmosphere can be efficiently reduced.

【0059】これらの添加材の添加量は、本発明の効果
を損なわない範囲で、各個の添加材の作用効果を十分に
発現し得る範囲であれば特に制限されるものではない
が、必須原料であるマンガン化合物に対して、代表的に
0.05〜10質量%であり、好ましくは0.1〜2質
量%である。添加材の添加量がマンガン化合物に対して
0.05質量%以上の場合は、その効果が高く、また、
添加材の添加量がマンガン化合物に対して10質量%以
下の場合には、副生成物が生成しにくく、更には、添加
した含有炭素化合物の残存が少ないため、目的とするリ
チウムマンガン複合酸化物の純度が低下しない。
The amounts of these additives are not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired as long as the effects of the individual additives can be sufficiently exhibited. Is typically 0.05 to 10% by mass, and preferably 0.1 to 2% by mass, based on the manganese compound. When the amount of the additive is 0.05% by mass or more based on the manganese compound, the effect is high, and
When the amount of the additive is 10% by mass or less based on the manganese compound, by-products are less likely to be generated, and the remaining carbon compound added is small. Does not reduce the purity.

【0060】なお、本発明の製造方法においては、上記
リチウムマンガン焼成物が、リチウムとマンガンをほぼ
等モル比、具体的には焼成物中のMn1.0モルに対し
てLiが0.8〜1.1モルとする比率で含むものであ
ることが好ましい。これらをほぼ等モル比で含ませるよ
うにすることにより、後処理の電気化学的処理を効果的
に行うことができ、上記式で表せれるリチウムマンガ
ン複合酸化物(以下、このリチウムマンガン複合酸化物
を単にLiMn複合酸化物ともいう。)を効率的に得る
ことができるようになる。
In the production method of the present invention, the fired lithium manganese product has an almost equimolar ratio of lithium to manganese, specifically, 0.8 to 1.0 mol of Mn in the fired product. Preferably, it is contained at a ratio of 1.1 mol. By including these in substantially equimolar ratio, the electrochemical treatment of the post-treatment can be effectively performed, and the lithium manganese composite oxide represented by the above formula (hereinafter, this lithium manganese composite oxide) Is also simply referred to as a LiMn composite oxide.).

【0061】本発明の製造方法における電気化学的処理
は、目的とするLiMn複合酸化物のリチウム欠損量
x、及びピーク強度比yなどを適切に制御するために実
施するものであるが、上記リチウムマンガン焼成物に電
気を導通することなどにより行うことができる。
The electrochemical treatment in the production method of the present invention is carried out in order to appropriately control the lithium deficiency x and the peak intensity ratio y of the target LiMn composite oxide. It can be performed by conducting electricity to the manganese fired product.

【0062】代表的には、定電流下で印加電圧を調整し
て行う充放電を挙げることができ、この場合、焼成物の
大きさ等にも影響を受けるが、1〜300mA/g、好
ましくは約30mA/gの定電流、2.0〜4.2Vの
電圧を採用することが望ましい。上記定電流が1mA/
g以上の方が、充放電処理によって反応がすすみやすく
ピーク強度比yが所望の領域まで変化するため好まし
い。一方、定電流が300mA/g以下の方が、目的と
するLiMn複合酸化物をリチウム電池の正極材料(正
極活物質)として使用する場合において、高放電容量の
電池が得られ、好ましい。また、電圧値が2.0V以上
の方が過放電になりにくいため好ましい。一方、4.2
Vを以下の場合には過充電になりにくいため好ましい。
ここでの充放電処理では、上記電流値及び電圧値の範囲
内で行うことが好ましい。すなわち、充電時には上記電
流値(例えば、約30mA/gの定電流下)で、4.2
Vまで充電し、これを超えると過充電になるので電圧で
充放電が切り替わるようにしておき(充放電の間には一
定の休止時間、10分程度を設けるのが好ましい)、続
いて放電時には、同じ電流値で、2.0Vまで放電すれ
ばよい。2.0Vまでの放電であれば過放電になりにく
く、式に示すLiMn複合酸化物を充放電により調整
することができるため好ましい。また、充放電時の温度
条件としては、特に制限されるものではなく、室温〜実
施例に示すように60℃程度の温度下で行うのが好まし
い。通常、室温下で行うのが、高容量でかつサイクル特
性に優れたものが得られ、また経済的にも有利である。
また、充放電時間については、上記電流、電圧値に依存
する。
A typical example is charge / discharge performed by adjusting the applied voltage under a constant current. In this case, the charge / discharge is affected by the size of the fired product, but is preferably 1 to 300 mA / g. It is desirable to employ a constant current of about 30 mA / g and a voltage of 2.0 to 4.2 V. The constant current is 1 mA /
g or more is preferable because the reaction proceeds easily by the charge / discharge treatment and the peak intensity ratio y changes to a desired region. On the other hand, when the constant current is 300 mA / g or less, a battery having a high discharge capacity can be obtained when the target LiMn composite oxide is used as a positive electrode material (positive electrode active material) of a lithium battery, which is preferable. Further, a voltage value of 2.0 V or more is preferable because overdischarge is less likely to occur. On the other hand, 4.2
It is preferable that V is as follows because overcharging hardly occurs.
It is preferable that the charging / discharging process is performed within the range of the current value and the voltage value. That is, at the time of charging, the current value (for example, under a constant current of about 30 mA / g) is 4.2.
The battery is charged up to V, and if it exceeds this, the battery is overcharged, so that the charge / discharge is switched by the voltage (preferably a fixed pause time of about 10 minutes is provided between the charge / discharge). It is sufficient to discharge to 2.0 V at the same current value. A discharge of up to 2.0 V is preferable because overdischarge does not easily occur and the LiMn composite oxide shown in the formula can be adjusted by charging and discharging. The temperature conditions during charging and discharging are not particularly limited, and it is preferable to perform the charging at a temperature from room temperature to about 60 ° C. as shown in Examples. Usually, it is preferable to carry out the reaction at room temperature, since a product having a high capacity and excellent cycle characteristics can be obtained, and it is economically advantageous.
The charge and discharge time depends on the current and voltage values.

【0063】なお、かかる充放電は、焼成物自体に施し
てもよいが、該焼成物を適当なバインダー(詳しくは後
述する)を用いて成形し、加熱処理を行って得られる板
状物や棒状物に施してもよく、このような板状物等を利
用すれば、充放電処理時の結線を容易に行うことができ
る。具体的には、実施例に示すように、これらの板状物
等(正極)を用いて電池を組み立てた後に、所望の電気
化学的処理(充放電処理)を行ってもよい。
The charge / discharge may be applied to the fired material itself. However, the fired material is molded using an appropriate binder (to be described in detail later), and a plate-like material or a sheet obtained by heat treatment is obtained. It may be applied to a rod-like object, and if such a plate-like object is used, connection at the time of charge / discharge processing can be easily performed. Specifically, as shown in Examples, a desired electrochemical treatment (charge / discharge treatment) may be performed after assembling a battery using these plate-like objects (positive electrodes).

【0064】上述した本発明のLiMn複合酸化物は、
リチウム一次電池などの用途に用いることもできるが、
特にリチウム二次電池の正極活物質として有用である。
The above-described LiMn composite oxide of the present invention comprises:
Although it can be used for applications such as lithium primary batteries,
Particularly, it is useful as a positive electrode active material of a lithium secondary battery.

【0065】本発明のリチウム二次電池用正極材料は、
このLiMn複合酸化物を含有してなるものである。か
かる正極材料には、正極活物質としてLiMn複合酸化
物からなるもの(不可避的不純物を含む)だけであって
もよいし、不可避的不純物の外、LiNi複合酸化物、
LiCo複合酸化物、LiFe複合酸化物などの他の正
極活物質を含んでいてもよい。
The positive electrode material for a lithium secondary battery according to the present invention comprises:
It contains this LiMn composite oxide. Such a positive electrode material may be composed of only a LiMn composite oxide (including unavoidable impurities) as the positive electrode active material, or may include a LiNi composite oxide,
Other positive electrode active materials such as a LiCo composite oxide and a LiFe composite oxide may be included.

【0066】LiNi複合酸化物、LiCo複合酸化
物、LiFe複合酸化物などの他の正極活物質は、Li
Mn複合酸化物と同様な充放電処理は特に行わなくてよ
い。
Other positive electrode active materials such as LiNi composite oxide, LiCo composite oxide and LiFe composite oxide are Li
The charge / discharge treatment similar to the Mn composite oxide need not be particularly performed.

【0067】なお、これらの他の正極活物質の各配合量
としては、本発明の効果を損なわない範囲内で、かつこ
れらの他の正極活物質の持つ作用効果を有効に発揮でき
る範囲内においてそれぞれ適量配合されることができ
る。
The amount of each of these other positive electrode active materials is within a range that does not impair the effects of the present invention and is within a range in which the functions and effects of these other positive electrode active materials can be effectively exhibited. Each can be blended in an appropriate amount.

【0068】さらに、本発明のリチウム二次電池用正極
材料には、LiMn複合酸化物などの正極活物質のほ
か、バインダー(結着剤ともいう)、導電助剤などの各
種添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤の配合量
についても、本発明の効果を損なわない範囲内で、かつ
これらの添加剤の持つ作用効果を有効に発揮できる範囲
内においてそれぞれ適量配合させることができる。特
に、正極活物質とバインダーとの混合割合は、電極の形
状等に合わせて適宜決定することが好ましい。
Further, the positive electrode material for a lithium secondary battery of the present invention contains various additives such as a binder (also referred to as a binder) and a conductive auxiliary agent in addition to a positive electrode active material such as a LiMn composite oxide. May be. The additives may be added in appropriate amounts within a range that does not impair the effects of the present invention, and within a range in which the effects of these additives can be effectively exhibited. In particular, it is preferable that the mixing ratio of the positive electrode active material and the binder is appropriately determined according to the shape of the electrode and the like.

【0069】上記バインダーとしては、特に制限される
べきものではなく、リチウム二次電池用正極材料に使用
される従来公知の各種バインダーを用いることができ、
例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテト
ラフルオロエチレン(PTFE)などを挙げることがで
きる。
The binder is not particularly limited, and various kinds of conventionally known binders used for a positive electrode material for a lithium secondary battery can be used.
For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), and the like can be given.

【0070】上記導電助剤としては、特に制限されるべ
きものではなく、リチウム二次電池用正極材料に使用さ
れる従来公知の各種導電助剤を用いることができ、例え
ば、カーボンブラック、グラファイト、アセチレンブラ
ックなどを挙げることができる。
The conductive auxiliary is not particularly limited, and various conventional conductive auxiliary used for a positive electrode material for a lithium secondary battery can be used. For example, carbon black, graphite, Acetylene black and the like can be mentioned.

【0071】次に、本発明のリチウム二次電池は、上述
の如く、上記リチウム二次電池用正極材料で形成した正
極(正極体とも言う)と、リチウム系金属、各種金属酸
化物、各種金属窒化物及び炭素材料などを含有してなる
負極(負極体とも言う)を備えてなるものであり、高い
活物質容量、具体的には130mAh/g以上の活物質
容量を有するものである。
Next, as described above, the lithium secondary battery of the present invention comprises a positive electrode (also referred to as a positive electrode body) formed of the above positive electrode material for a lithium secondary battery, a lithium-based metal, various metal oxides, and various metals. The battery is provided with a negative electrode (also referred to as a negative electrode body) containing a nitride, a carbon material, and the like, and has a high active material capacity, specifically, an active material capacity of 130 mAh / g or more.

【0072】ここで、正極としては、上記正極材料で形
成されてなるものであればよい。例えば、上記正極材料
を加圧成形し、加熱処理し、適当な正極集電体と密着さ
せて形成したものであってもよいし、適当な正極集電体
と上記正極材料とを加圧成形し、さらに加熱処理して形
成したものであってもよいし、適当な正極集電体に正極
材料含有ペーストを適当に塗布(コーティング)し、乾
燥して形成したものであってもよいなど特に制限される
べきものではない。
Here, any positive electrode may be used as long as it is formed of the above-described positive electrode material. For example, the positive electrode material may be pressure-formed, heat-treated, and formed in close contact with an appropriate positive electrode current collector, or a suitable positive electrode current collector and the positive electrode material may be pressure-formed. In addition, it may be formed by further heat treatment, or may be formed by appropriately applying (coating) a paste containing the positive electrode material to an appropriate positive electrode current collector and drying. It should not be restricted.

【0073】上記正極集電体としては、各種公知の材料
を用いることができ、具体的には、ステンレス鋼(SU
S)やアルミニウムなどが挙げられる。
As the positive electrode current collector, various known materials can be used. Specifically, stainless steel (SU)
S) and aluminum.

【0074】また、正極材料含有ペーストとしては、上
記正極活物質を適当な溶媒中でバインダー、さらに必要
に応じて導電助剤などの添加剤と混合してペースト状に
したものである。なお、上記正極材料については、既に
上述した通りである。
The paste containing the positive electrode material is obtained by mixing the above-mentioned positive electrode active material with a binder in an appropriate solvent and, if necessary, an additive such as a conductive auxiliary to form a paste. The positive electrode material is as described above.

【0075】正極材料含有ペーストに用いられる溶媒と
しては、バインダーを溶解させる各種極性溶媒が使用で
きる。具体的には、ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミド、メチルホルムアミド、N−メチルピロリド
ンなどが挙げられる。
As the solvent used for the positive electrode material-containing paste, various polar solvents that dissolve the binder can be used. Specific examples include dimethylformamide, dimethylacetamide, methylformamide, N-methylpyrrolidone, and the like.

【0076】本発明に係るLiMn複合酸化物を含有し
てなる正極材料、該正極材料で形成した正極、さらには
これを備えてなるリチウム二次電池の製造方法として
は、特に制限されるべきものではなく、従来公知の各種
リチウム二次電池の製造技術を適宜利用することができ
る。例えば、LiMn複合酸化物を含有してなる正極
活物質、さらに必要に応じてバインダーや導電助剤など
の添加剤を加え、混合して正極材料とし、これを加圧
成形し、加熱処理し、正極集電体と密着させて正極とし
(あるいは’正極集電体と正極材料とを加圧成形し、
さらに加熱処理して正極とし、”正極材料を溶剤に溶
解した正極材料含有ペーストを、正極集電体にに塗布
し、乾燥して正極とし)、これに負極、さらに必要に
応じて電解液、セパレータ、電池ケースなどを用いてリ
チウム二次電池を組み立てることができる。なお、上記
LiMn複合酸化物の電気化学的処理は、上記段階で
用いる前に行っていてもよいし、実施例に示すように、
上記段階後に行っていてもよいなど、特に制限される
べきものではない。
The method of manufacturing a positive electrode material containing the LiMn composite oxide according to the present invention, a positive electrode formed of the positive electrode material, and a method of manufacturing a lithium secondary battery provided with the positive electrode material are not particularly limited. Instead, conventionally known techniques for manufacturing various lithium secondary batteries can be appropriately used. For example, a positive electrode active material containing a LiMn composite oxide, and if necessary, additives such as a binder and a conductive additive are added and mixed to form a positive electrode material, which is subjected to pressure molding and heat treatment, A positive electrode is brought into close contact with the positive electrode current collector (or 'the positive electrode current collector and the positive electrode material are pressure-formed,
Further heat treatment to form a positive electrode, a positive electrode material-containing paste obtained by dissolving a positive electrode material in a solvent is applied to a positive electrode current collector, and dried to obtain a positive electrode), a negative electrode, and, if necessary, an electrolytic solution. A lithium secondary battery can be assembled using a separator, a battery case, etc. The electrochemical treatment of the LiMn composite oxide may be performed before use in the above step, or as described in Examples. To
There is no particular limitation, for example, it may be performed after the above steps.

【0077】また、上記負極としては、通常のリチウム
二次電池に用いられる負極材料を含有してなるものであ
ればよく、例えば、負極材料と適当な負極集電体とを加
圧成形し(さらに加熱処理して)、圧着させて形成した
ものであってもよいし、負極材料を(加熱処理し)加圧
成形し、適当な正極集電体と密着させて形成したもので
あってもよいし、適当な負極集電体に負極材料含有ペー
ストを適当に塗布(コーティング)し、乾燥して形成し
たものであってもよいなど特に制限されるべきものでは
ない。
The negative electrode may be any one containing a negative electrode material used for a normal lithium secondary battery. For example, the negative electrode material and an appropriate negative electrode current collector are molded by pressure ( Further, the anode material may be formed by press-bonding, or may be formed by pressure-forming (heat-treating) the negative electrode material and closely contacting it with an appropriate positive electrode current collector. It is not particularly limited, and the paste may be formed by appropriately applying (coating) a paste containing the negative electrode material to an appropriate negative electrode current collector and drying the paste.

【0078】上記負極材料としては、通常のリチウム二
次電池に用いられる材料がいずれも使用可能であり、例
えば、リチウム系金属、金属酸化物、金属窒化物、炭素
材料ウッド合金、微粒子多成分合金、合金と導電性高分
子との複合物などが挙げられる。好ましくはリチウム系
金属、金属酸化物、金属窒化物及び炭素材料からなる群
より選ばれた少なくとも1種のものである。かかる正極
材料としては、具体的には、金属リチウム、リチウム合
金(Li−Al合金など)などのリチウム系金属、Sn
SiO3などの金属酸化物、LiCoN2などの金属窒化
物、およびコークス、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化炭
素などの炭素材料などを好適に用いることができる。な
お、本発明においては、コークス、天然黒鉛、人造黒鉛
および難黒鉛化炭素などの炭素材料を好適に用いること
ができる。これらの炭素材料が好適に用いられるとした
のは、標準電極電位が低いため、LiMn複合酸化物と
組み合わせることで、高い電圧を取り出すことができる
ためである。なお、上記負極材料には、上述した各種負
極活物質以外にも、従来公知の他の添加剤が含有されて
いてもよい。
As the negative electrode material, any of the materials used in ordinary lithium secondary batteries can be used. For example, lithium-based metals, metal oxides, metal nitrides, carbon alloy wood alloys, fine particle multi-component alloys And a composite of an alloy and a conductive polymer. Preferably, it is at least one selected from the group consisting of lithium-based metals, metal oxides, metal nitrides, and carbon materials. Specific examples of such a positive electrode material include lithium-based metals such as metallic lithium and lithium alloy (such as a Li-Al alloy), and Sn-based metals.
Metal oxides such as SiO 3 , metal nitrides such as LiCoN 2 , and carbon materials such as coke, natural graphite, artificial graphite, and non-graphitizable carbon can be preferably used. In the present invention, carbon materials such as coke, natural graphite, artificial graphite, and non-graphitizable carbon can be suitably used. The reason why these carbon materials are preferably used is that, since the standard electrode potential is low, a high voltage can be obtained by combining with the LiMn composite oxide. The negative electrode material may contain other conventionally known additives in addition to the various negative electrode active materials described above.

【0079】上記負極集電体は、各種公知の材料を用い
ることができ、具体的には、ステンレスや銅などが挙げ
られる。
For the negative electrode current collector, various known materials can be used, and specific examples include stainless steel and copper.

【0080】また、本発明のリチウム二次電池は、さら
に電解液を備えてなることが望ましい。該電解液として
は、各種リチウム塩を電解質とし、これらを有機溶媒な
どの非水溶媒に溶解したものが使用できる。
It is preferable that the lithium secondary battery of the present invention further comprises an electrolytic solution. As the electrolytic solution, those obtained by dissolving various lithium salts as an electrolyte in a non-aqueous solvent such as an organic solvent can be used.

【0081】この場合、電解質としては、例えば、Li
ClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF6、LiC
3SO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25
22、LiN(CF2SO32、LiBF4、LiNH
2、LiF、LiCl、LiBr、LiI、LiCN、
LiClO4、LiNO3、C65COOLiなどの従来
公知の各種リチウム塩が挙げられるが、これらに制限さ
れるべきものではない。なお、これらの電解質は、1種
単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
In this case, as the electrolyte, for example, Li
ClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 6 , LiC
F 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 S
O 2 ) 2 , LiN (CF 2 SO 3 ) 2 , LiBF 4 , LiNH
2 , LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiCN,
Conventionally known various lithium salts such as LiClO 4 , LiNO 3 and C 6 H 5 COOLi are exemplified, but not limited to these. In addition, these electrolytes may be used alone or in combination of two or more.

【0082】また、有機溶媒としては、特に限定される
べきものではなく、カーボネート類、ラクトン類、エー
テル類などが挙げられ、具体的には、エチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メ
チルエチルカーボネート、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、1,
3―ジオキソラン、γ―ブチロラクトン、γ−バレロラ
クトン、アセトニトリル、ジエチルエーテル、ジメチル
スルホキシド、ギ酸メチル、2−メチルテトラヒドロフ
ラン、3−メチル−1,3−オキサゾリジン−2−オ
ン、スルホラン、酢酸エチル、プロピオン酸メチルなど
の溶媒を単独もしくは2種類以上を混合して用いること
ができる。
Examples of the organic solvent include, but are not particularly limited to, carbonates, lactones, ethers and the like. Specific examples include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl Carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane,
1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,
3-dioxolane, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, acetonitrile, diethyl ether, dimethylsulfoxide, methyl formate, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one, sulfolane, ethyl acetate, propionic acid Solvents such as methyl can be used alone or in combination of two or more.

【0083】なお、これらの非水溶媒や有機溶媒に溶解
される電解質の濃度は、0.5〜2.0モル/リットル
にすることが好ましい。
The concentration of the electrolyte dissolved in these non-aqueous solvents and organic solvents is preferably 0.5 to 2.0 mol / liter.

【0084】また、本発明のリチウム二次電池において
は、上記電解液以外の他の電解媒体を用いることも可能
であり、例えば、上記電解質を高分子マトリックスに均
一分散させた固体若しくは粘稠体、又はこれらに非水溶
媒を含浸させたものも用いるとができる。この場合、高
分子マトリックスとしては、特に制限されるものではな
く、従来公知のリチウム二次電池に用いられる材料を適
宜選択して用いることができ、例えば、ポリエチレンオ
キシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアクリロニトリ
ル及びポリフッ化ビニリデンなどが挙げられる。これら
に1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用しても
よい。あるいは、固体電解質として、ヨウ化リチウムを
はじめとするハロゲン化リチウム並びにその誘導体、窒
化リチウム、酸素酸塩系材料、硫化物系材料などを用い
ることも可能である。
Further, in the lithium secondary battery of the present invention, it is possible to use an electrolytic medium other than the above-mentioned electrolytic solution, for example, a solid or viscous material in which the above-mentioned electrolyte is uniformly dispersed in a polymer matrix. Alternatively, those impregnated with a non-aqueous solvent can be used. In this case, the polymer matrix is not particularly limited, and materials conventionally used for conventionally known lithium secondary batteries can be appropriately selected and used, for example, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyacrylonitrile, and polyfluoroethylene. And vinylidene chloride. These may be used alone or in combination of two or more. Alternatively, lithium halides such as lithium iodide and derivatives thereof, lithium nitride, oxyacid-based materials, sulfide-based materials, and the like can be used as the solid electrolyte.

【0085】更に、本発明のリチウム二次電池において
は、正極と負極の短絡防止のためのセパレーターを設け
ることができる。
Further, in the lithium secondary battery of the present invention, a separator for preventing short circuit between the positive electrode and the negative electrode can be provided.

【0086】かかるセパレーターとしては、特に制限さ
れるものではなく、従来公知のリチウム二次電池に用い
られる材料を適宜選択して用いることができ、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン及びセルロースなどの高
分子材料の多孔性シートや不織布が挙げられる。
The separator is not particularly limited, and may be appropriately selected from conventionally used materials for a lithium secondary battery.
Examples include porous sheets and nonwoven fabrics of a polymer material such as polyethylene, polypropylene, and cellulose.

【0087】また、本発明のリチウム二次電池において
は、使用用途に応じて、適当な筐体(電池ケース)を設
けることができる。
Further, in the lithium secondary battery of the present invention, an appropriate housing (battery case) can be provided depending on the intended use.

【0088】[0088]

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。これらの実施例及び比較例においては、
下記のようにして作成した正極と負極と非水電解液とを
用いて密閉型非水溶液電池セルを作製し、評価した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In these examples and comparative examples,
Using the positive electrode, the negative electrode, and the nonaqueous electrolyte prepared as described below, a sealed nonaqueous battery cell was prepared and evaluated.

【0089】[正極活物質の作製]水酸化リチウム一水
和物粉末及び三酸化マンガン粉末を所定のモル比で秤取
し、これらを乳鉢上にて混合させた後、この混合物をそ
れぞれアルゴン雰囲気下において900℃で24時間加
熱して焼成処理し、冷却した後、焼成物を乳鉢を用いて
粉砕し、焼成物中に含有されるリチウムとマンガンのモ
ル比が1:1となった各例のLiMn複合酸化物(正極
活物質)を得た。
[Preparation of Positive Electrode Active Material] Lithium hydroxide monohydrate powder and manganese trioxide powder were weighed at a predetermined molar ratio, and these were mixed in a mortar. After heating at 900 ° C. for 24 hours and calcining, and then cooling, the calcined material is pulverized using a mortar, and the molar ratio of lithium to manganese contained in the calcined material is 1: 1. Of LiMn composite oxide (positive electrode active material) was obtained.

【0090】[電池の作製及び放電容量測定]得られた
各例のLiMn複合酸化物(正極活物質)と、導電助剤
としてのアセチレンブラックと、バインダーとしてのポ
リテトラフルオロエチレン(PTFE)粉末とを質量比
で80:16:4の割合で混合し正極材料とした。この
混合物(正極材料)を2t/cm2の圧力で直径12m
mの円板状に加圧成形した。得られた成形物を150℃
で16時間加熱処理し、ステンレス製(SUS)薄板を
正極集電体として用いて正極体とした。
[Preparation of Battery and Measurement of Discharge Capacity] The obtained LiMn composite oxide (cathode active material) of each example, acetylene black as a conductive additive, and polytetrafluoroethylene (PTFE) powder as a binder were prepared. Were mixed at a mass ratio of 80: 16: 4 to obtain a positive electrode material. This mixture (positive electrode material) was 12 m in diameter at a pressure of 2 t / cm 2.
m was pressed into a disk shape. The obtained molded product is heated at 150 ° C.
For 16 hours, and a stainless steel (SUS) thin plate was used as a positive electrode current collector to form a positive electrode body.

【0091】一方、直径12mmの円板状リチウム金属
とステンレス製の網状負極集電板とを圧着し負極体とし
た。
On the other hand, a disc-shaped lithium metal having a diameter of 12 mm and a reticulated negative electrode current collector made of stainless steel were pressed to form a negative electrode body.

【0092】また、電解液としては、エチレンカーボネ
ートとジエチルカーボネートを体積比で1:1とした混
合溶媒に、LiPF6を1モル/リットルの濃度で溶解
した溶液を用いた。セパレーターとしては、ポリプロピ
レンフィルムを用いた。
As the electrolytic solution, a solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / l in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 1: 1 was used. A polypropylene film was used as a separator.

【0093】このようにして得られた正極体及び負極体
は、それぞれリードを接続した上で両者間にセパレータ
ーを介在させ対向させ素子とし、この素子をばねで押し
ながら2枚のPTFE板で挟んだ。更に素子の側面もP
TEF板で覆って密閉し、密閉型非水溶媒電池セルとし
た。なお、かかるセルの作成はアルゴン雰囲気下で行っ
た。
The positive electrode body and the negative electrode body obtained in this manner are connected to leads, and a separator is interposed between them to make the elements face each other. The elements are sandwiched between two PTFE plates while being pressed by a spring. It is. Furthermore, the side of the element is also P
The cell was covered with a TEF plate and sealed to obtain a sealed nonaqueous solvent battery cell. The cell was prepared under an argon atmosphere.

【0094】[リチウム欠損量xおよび面指数強度比y
の制御]上述のようにして得られた密閉型非水溶媒電池
セルを用い、60℃下、電圧を4.2〜2.0Vの範囲
で制御し30mA/gの定電流で充放電を行うことによ
って、正極材料の正極活物質Li1-xMnO2-δにおけ
るリチウム欠損量x、(104)/(003)面指数強
度比yの制御を行い、各実施例のLiMn複合酸化物に
ついては本発明の所定の複合酸化物に調製した。
[Lithium deficiency x and surface index intensity ratio y
Control] Using the sealed non-aqueous solvent battery cell obtained as described above, charging and discharging are performed at a constant current of 30 mA / g at 60 ° C. and a voltage of 4.2 to 2.0 V. Thereby, the amount x of lithium deficiency and the (104) / (003) plane index intensity ratio y in the positive electrode active material Li 1-x MnO 2-δ of the positive electrode material are controlled, and the LiMn composite oxide of each example is controlled. The composite oxide of the present invention was prepared.

【0095】また、これと同様に充放電によってリチウ
ム欠損量xおよび(104)/(003)面指数強度比
yなどを制御した試料を用いて充放電を行い、その初期
放電容量を各例の密閉型非水溶媒電池セルの容量とし
た。
Similarly, charge / discharge was performed using a sample in which the amount of lithium deficiency x and the (104) / (003) plane index intensity ratio y were controlled by charge / discharge. The capacity of the sealed nonaqueous solvent battery cell was used.

【0096】[X線回折パターンのピーク強度の評価]
上述のように充放電処理した各例のLiMn複合酸化物
をセルから取り出し、X線回折測定を行った。ターゲッ
トにはCuを用い、2θ(θ;回析角)で10°〜11
0°の範囲で測定を行った。実施例1〜3及び比較例
1、2のX線回折パターンを図1に示す。
[Evaluation of peak intensity of X-ray diffraction pattern]
The LiMn composite oxide of each example, which had been subjected to the charge / discharge treatment as described above, was taken out of the cell and subjected to X-ray diffraction measurement. Cu is used as a target and 10 ° to 11 in 2θ (θ; diffraction angle).
The measurement was performed in the range of 0 °. FIG. 1 shows X-ray diffraction patterns of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.

【0097】[0097]

【外6】 [Outside 6]

【0098】回折パターンより(104)面指数ピーク
強度最高値を(003)面指数ピーク強度最高値で除算
することによって、(104)/(003)面指数強度
比yを求めた。図2に、実施例1〜3及び比較例1、2
における面指数強度比yとセル容量の関係を示す。
The (104) / (003) plane index intensity ratio y was obtained by dividing the (104) plane index peak intensity maximum value from the diffraction pattern by the (003) plane index peak intensity maximum value. FIG. 2 shows Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.
Shows the relationship between the surface index intensity ratio y and the cell capacity in FIG.

【0099】実施例1 Li1-xMnO2-δ(x=0)を用いて上述した充放電
処理を行い、(104)/(003)面指数強度比yを
0.168に制御し、本例のLiMn複合酸化物を得
た。なお、酸素欠損δは0.02であった。この複合酸
化物につき上記評価を行った。
Example 1 The above-mentioned charge / discharge treatment was performed using Li 1-x MnO 2-δ (x = 0), and the (104) / (003) plane index intensity ratio y was controlled to 0.168. The LiMn composite oxide of this example was obtained. The oxygen deficiency δ was 0.02. This composite oxide was evaluated as described above.

【0100】実施例2 Li1-xMnO2-δ(x=0.5)を用いて上述した充
放電処理を行い、(104)/(003)面指数強度比
yを0.186に制御し、本例のLiMn複合酸化物を
得た。なお、酸素欠損δは0.02であった。この複合
酸化物につき上記評価を行った。
Example 2 The above-described charge / discharge treatment was performed using Li 1-x MnO 2-δ (x = 0.5), and the (104) / (003) plane index intensity ratio y was controlled to 0.186. Thus, a LiMn composite oxide of this example was obtained. The oxygen deficiency δ was 0.02. This composite oxide was evaluated as described above.

【0101】実施例3 Li1-xMnO2-δ(x=0.55)を用いて上述した
充放電処理を行い、(104)/(003)面指数強度
比yを0.238に制御し、本例のLiMn複合酸化物
を得た。なお、酸素欠損δは0.02であった。この複
合酸化物につき上記評価を行った。
Example 3 The above-described charge / discharge treatment was performed using Li 1-x MnO 2-δ (x = 0.55), and the (104) / (003) plane index intensity ratio y was controlled to 0.238. Thus, a LiMn composite oxide of this example was obtained. The oxygen deficiency δ was 0.02. This composite oxide was evaluated as described above.

【0102】比較例1 Li1-xMnO2-δ(x=0.6)を用いて上述した充
放電処理を行い、(104)/(003)面指数強度比
yを0.414に制御し、本例のLiMn複合酸化物を
得た。なお、酸素欠損δは0.02であった。この複合
酸化物につき上記評価を行った。
Comparative Example 1 The above-described charge / discharge treatment was performed using Li 1-x MnO 2-δ (x = 0.6), and the (104) / (003) plane index intensity ratio y was controlled to 0.414. Thus, a LiMn composite oxide of this example was obtained. The oxygen deficiency δ was 0.02. This composite oxide was evaluated as described above.

【0103】比較例2 Li1-xMnO2-δ(x=0.7)を用いて上述した充
放電処理を行い、(104)/(003)面指数強度比
yを0.544に制御し、本例のLiMn複合酸化物を
得た。なお、酸素欠損δは0.02であった。この複合
酸化物につき上記評価を行った。
Comparative Example 2 The above-mentioned charge / discharge treatment was performed using Li 1-x MnO 2-δ (x = 0.7), and the (104) / (003) plane index intensity ratio y was controlled to 0.544. Thus, a LiMn composite oxide of this example was obtained. The oxygen deficiency δ was 0.02. This composite oxide was evaluated as described above.

【0104】各例の複合酸化物におけるこれは、上記
(104)/(003)面指数強度比yおよび各複合酸
化物を用いて作成した各例のセルの容量(初期放電容
量)を表1に示す。
Table 1 shows the (104) / (003) plane index intensity ratio y and the capacity (initial discharge capacity) of each cell prepared using each composite oxide. Shown in

【0105】[0105]

【表1】 [Table 1]

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

【図1】 各種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 various lithium manganese composite oxides.

【図2】 面指数強度比とセル容量の関係を示すグラフ
である。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a surface index intensity ratio and a cell capacity.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G048 AA04 AB01 AB05 AC06 AD06 AE05 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL06 AL16 AL18 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ02 CJ08 CJ11 CJ28 HJ02 HJ13 5H050 AA07 AA08 BA16 BA17 CA09 CB01 CB02 CB07 CB12 CB20 CB29 GA02 GA10 GA27 HA02 HA13  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G048 AA04 AB01 AB05 AC06 AD06 AE05 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL06 AL16 AL18 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ02 CJ08 CJ11 CJ28 HJ02 HJ13 5H050 AA07 AA08 BA16 BA17 CA09 CB01 CB02 CB02 CB02 CB02 GA27 HA02 HA13

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次式 【化1】 (式中のxはリチウム欠損量を示し、0≦x<0.6、
δは酸素欠損量を示し、0≦δ≦0.2を満足する)で
表され、 【外1】 (104)/(003)面指数強度比yが0.168≦
y≦0.238であることを特徴とするリチウムマンガ
ン複合酸化物。
1. The following formula: (X in the formula indicates the amount of lithium deficiency, 0 ≦ x <0.6,
δ indicates the amount of oxygen deficiency and satisfies 0 ≦ δ ≦ 0.2). (104) / (003) plane index intensity ratio y is 0.168 ≦
A lithium-manganese composite oxide, wherein y ≦ 0.238.
【請求項2】 上記リチウム欠損量xを電気化学的に制
御してなることを特徴とする請求項1に記載のリチウム
マンガン複合酸化物。
2. The lithium manganese composite oxide according to claim 1, wherein the lithium deficiency x is electrochemically controlled.
【請求項3】 請求項1または2のいずれかの項に記載
のリチウムマンガン複合酸化物を製造するに当たり、リ
チウム化合物とマンガン化合物を混合し、この混合物を
低酸素濃度の雰囲気中で焼成し、次いで、得られた焼成
物に電気化学的処理を施すことを特徴とするリチウムマ
ンガン複合酸化物の製造方法。
3. In producing the lithium manganese composite oxide according to claim 1 or 2, a lithium compound and a manganese compound are mixed, and the mixture is fired in an atmosphere having a low oxygen concentration. Next, a method for producing a lithium manganese composite oxide, comprising subjecting the obtained fired product to an electrochemical treatment.
【請求項4】 上記焼成物中にリチウムとマンガンがほ
ぼ等モル比で含まれていることを特徴とする請求項3に
記載のリチウムマンガン複合酸化物の製造方法。
4. The method for producing a lithium-manganese composite oxide according to claim 3, wherein lithium and manganese are contained in the fired product in an approximately equimolar ratio.
【請求項5】 請求項1または2のいずれかの項に記載
のリチウムマンガン複合酸化物を含有してなることを特
徴とするリチウム二次電池用正極材料。
5. A positive electrode material for a lithium secondary battery, comprising the lithium manganese composite oxide according to claim 1 or 2.
【請求項6】 請求項5に記載のリチウム二次電池用正
極材料で形成した正極と、リチウム系金属、金属酸化
物、金属窒化物及び炭素材料からなる群より選ばれた少
なくとも1種のものを含有してなる負極を備えることを
特徴とするリチウム二次電池。
6. A positive electrode formed of the positive electrode material for a lithium secondary battery according to claim 5, and at least one selected from the group consisting of a lithium-based metal, a metal oxide, a metal nitride, and a carbon material. A lithium secondary battery comprising a negative electrode containing:
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