JP2002321920A - Element substitution lithium manganese compound oxide granulated composition, its manufacturing method and its utilization for secondary battery - Google Patents

Element substitution lithium manganese compound oxide granulated composition, its manufacturing method and its utilization for secondary battery

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium manganese compound oxide granulated composition and its manufacturing method which has a high energy density and a high charge and discharge capacity, and excels in cycle characteristics when used for a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery. SOLUTION: The lithium manganese compound oxide granulated composition is characterized in that general formula (1) is a compound oxide represented by Lix Mn1-a-b Cra Mb Oy (1) (wherein, M is B, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Sn, Sb, Hf, Ta, Pb and at least one kind of elements selected from the group consisting of a rare earth element), a crystal system comprises a compound oxide in which the crystal system is monoclinic crystal or a mixture of the compound oxide in which the crystal system is monoclinic crystal and orthohombic crystal and an intensity ratio R defined by I (orthohombic crystal)/I (monoclinic crystal) in X-ray diffraction is within the range of 0 to 0.3.

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
酸化物粒子状組成物とその製造方法に関し、更に、この
リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物を正極活物質
として用いてなるリチウムイオン二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium manganese composite oxide particulate composition useful as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery and a method for producing the same, and further relates to this lithium manganese composite oxide particulate composition. The present invention relates to a lithium ion secondary battery using as a positive electrode active material.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウムイオン二次電池の正極活物質と
して、従来より、274mAh/gの理論容量を有する
リチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2 )が用いら
れている。しかし、リチウムコバルト複合酸化物は、コ
バルトを原料とするところから、製造コストが高く、ま
た、資源が限られているので、供給面でも不安がある。
そこで、資源的に豊富で、しかも、低廉なマンガンを原
料とするリチウムマンガン複合酸化物として、スピネル
構造を有する4V級のLiMn2 4 が正極活物質とし
て提案されている。しかし、この複合酸化物は、理論容
量が148mAh/gと低く、また、充放電サイクル性
能が劣るという欠点がある。
2. Description of the Related Art As a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery, a lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) having a theoretical capacity of 274 mAh / g has been conventionally used. However, since lithium cobalt composite oxide uses cobalt as a raw material, its production cost is high, and its resources are limited.
Thus, as a lithium manganese composite oxide using manganese as a raw material, which is abundant in resources, 4V-class LiMn 2 O 4 having a spinel structure has been proposed as a positive electrode active material. However, this composite oxide has a drawback that the theoretical capacity is as low as 148 mAh / g and the charge / discharge cycle performance is inferior.

【0003】このような事情の下、コバルト酸リチウム
と同程度(285mAh/g)の理論容量を有する正方
晶のLi2 Mn2 4 と斜方晶又は単斜晶のLiMnO
2 がコバルト酸リチウムの代替材料として注目されるに
至り、リチウムイオン二次電池の正極材料として期待さ
れている。
Under these circumstances, tetragonal Li 2 Mn 2 O 4 and orthorhombic or monoclinic LiMnO 4 having the same theoretical capacity (285 mAh / g) as lithium cobaltate are used.
2 has attracted attention as an alternative material to lithium cobalt oxide, and is expected as a positive electrode material for lithium ion secondary batteries.

【0004】単斜晶構造を有するLiMnO2 は特開平
11−21128号公報に既に記載されている。また、
単斜晶構造を有するLiMnO2 のマンガン原子の一部
を置換元素で置換した複合酸化物は、例えば、特開20
00−294242号公報に記載されている。また、単
斜晶構造を有するLiMnO2 のリチウム原子の一部を
置換元素で置換した複合酸化物は、例えば、特開平11
−317225号公報に記載されている。更に、リチウ
ム原子とマンガン原子の一部をそれぞれ置換元素で置換
した複合酸化物も、例えば、特開平11−317226
号公報や特開2000−133266号公報等に記載さ
れている。
LiMnO 2 having a monoclinic structure has already been described in JP-A-11-21128. Also,
A composite oxide in which part of the manganese atom of LiMnO 2 having a monoclinic structure is substituted with a substitution element is disclosed in, for example,
No. 00-294242. Further, a composite oxide in which a lithium atom of LiMnO 2 having a monoclinic structure is partially substituted with a substitution element is disclosed in, for example,
No. 317225. Further, composite oxides in which lithium atoms and a part of manganese atoms are each substituted by a substitution element are also disclosed in, for example, JP-A-11-317226.
And JP-A-2000-133266.

【0005】このような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イオン二次電池において
は、従来のスピネル型のLiMn2 4 を含むマンガン
系正極活物質に比べれば、容量やサイクル特性におい
て、改善がなされているが、しかし、更なる特性の改善
や低コスト化が強く求められている。
In a lithium ion secondary battery using such a lithium manganese composite oxide as a positive electrode active material, capacity and cycle characteristics are higher than those of a conventional manganese-based positive electrode active material containing spinel type LiMn 2 O 4. However, there is a strong demand for further improvement in characteristics and cost reduction.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、リチウムイ
オン二次電池の正極活物質としてのリチウムマンガン複
合酸化物における上述した問題を解決するためになされ
たものであって、リチウムイオン二次電池の正極活物質
として用いた場合に、高エネルギー密度を有し、充放電
容量が高く、しかも、サイクル特性にすぐれるリチウム
マンガン複合酸化物粒子状組成物とその製造方法を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in a lithium manganese composite oxide as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery. It is intended to provide a lithium manganese composite oxide particulate composition having a high energy density, a high charge / discharge capacity, and excellent cycle characteristics when used as a positive electrode active material, and a method for producing the same. I do.

【0007】更に、本発明は、そのようなリチウムマン
ガン複合酸化物粒子状組成物を正極活物質として用いて
なる高性能で安価なリチウムイオン二次電池を提供する
ことを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a high-performance and inexpensive lithium ion secondary battery using such a lithium manganese composite oxide particulate composition as a positive electrode active material.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一般式
(I) Lix Mn1-a-b Cra b y (式中、MはB、Mg、Al、Si、Sc、Ti、V、
Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、N
b、Mo、Ru、Sn、Sb、Hf、Ta、Pb及び希
土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素
を示し、x、y、a及びbはそれぞれ、 0.8≦x≦1.2、 1.8≦y≦2.4、 0<a≦0.2、 0≦b≦0.2 を満たす数である。)で表される複合酸化物であって、
晶系が単斜晶である複合酸化物からなるか、又は晶系が
単斜晶である複合酸化物と晶系が斜方晶である複合酸化
物との混合物からなり、X線回折におけるI(斜方晶)
/I(単斜晶)にて定義される強度比Rが0〜0.3の
範囲にあることを特徴とするリチウムマンガン複合酸化
物粒子状組成物が提供される。以下、これを本願発明に
よる第1のリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物と
いう。
According to the present invention, there is provided a compound represented by the general formula (I): Li x Mn 1-ab C a M b O y (where M is B, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V,
Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, N
b, Mo, Ru, Sn, Sb, Hf, Ta, Pb and at least one element selected from the group consisting of rare earth elements, wherein x, y, a and b are respectively 0.8 ≦ x ≦ 1. 2, 1.8 ≦ y ≦ 2.4, 0 <a ≦ 0.2, and 0 ≦ b ≦ 0.2. A) a composite oxide represented by
A composite oxide having a monoclinic crystal system or a mixture of a composite oxide having a monoclinic crystal system and a composite oxide having an orthorhombic crystal system. (Orthorhombic)
/ I (monoclinic), wherein the lithium-manganese composite oxide particulate composition is characterized in that the intensity ratio R is in the range of 0 to 0.3. Hereinafter, this is referred to as a first lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0009】また、本発明によれば、一般式(II)(式
中、MはB、Mg、Al、Si、Sc、Ti、V、F
e、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、Nb、
Mo、Ru、Sn、Sb、Hf、Ta、Pb及び希土類
元素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を示
し、NはIn及びWよりなる群から選ばれる少なくとも
1種の元素を示し、x、y、a、b及びcはそれぞれ、
0.8≦x≦1.2、 1.8≦y≦2.7、 0<a≦0.2、 0≦b≦0.2、 0<c≦0.2 を満たす数である。)で表される複合酸化物であって、
晶系が単斜晶である複合酸化物からなるか、又は晶系が
単斜晶である複合酸化物と晶系が斜方晶である複合酸化
物との混合物からなり、X線回折におけるI(斜方晶)
/I(単斜晶)にて定義される強度比Rが0〜0.3の
範囲にあることを特徴とするリチウムマンガン複合酸化
物粒子状組成物が提供される。以下、これを本願発明に
よる第2のリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物と
いう。
Further, according to the present invention, the general formula (II) (where M is B, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V, F
e, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, Nb,
Mo represents at least one element selected from the group consisting of Mo, Ru, Sn, Sb, Hf, Ta, Pb and a rare earth element; N represents at least one element selected from the group consisting of In and W; , Y, a, b and c are
It is a number that satisfies 0.8 ≦ x ≦ 1.2, 1.8 ≦ y ≦ 2.7, 0 <a ≦ 0.2, 0 ≦ b ≦ 0.2, and 0 <c ≦ 0.2. A) a composite oxide represented by
A composite oxide having a monoclinic crystal system or a mixture of a composite oxide having a monoclinic crystal system and a composite oxide having an orthorhombic crystal system. (Orthorhombic)
/ I (monoclinic), wherein the lithium-manganese composite oxide particulate composition is characterized in that the intensity ratio R is in the range of 0 to 0.3. Hereinafter, this is referred to as a second lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0010】更に、本発明によれば、リチウム化合物と
3価のマンガン化合物とクロム化合物と元素Mの化合物
(マンガンとクロムと元素Mの3つの元素の化合物のう
ち、2つ以上の元素の化合物が固溶体化合物であっても
よい。)を混合して混合物を得る第1工程と、上記混合
物を不活性ガス雰囲気下で焼成する第2工程とからなる
ことを特徴とする上記第1のリチウムマンガン複合酸化
物粒子状組成物の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, a compound of a lithium compound, a trivalent manganese compound, a chromium compound and an element M (a compound of two or more elements among compounds of three elements of manganese, chromium and element M) May be a solid solution compound), and a second step of firing the mixture in an inert gas atmosphere to obtain a mixture. A method for producing a composite oxide particulate composition is provided.

【0011】また、リチウム化合物と3価のマンガン化
合物とクロム化合物と元素Mの化合物と元素Nの化合物
(マンガンとクロムと元素Mと元素Nの4つの元素の化
合物のうち、2つ以上の元素の化合物が固溶体化合物で
あってもよい。)を混合して混合物を得る第1工程と、
上記混合物を不活性ガス雰囲気下で焼成する第2工程と
からなることを特徴とする上記第2のリチウムマンガン
複合酸化物粒子状組成物の製造方法が提供される。
Further, a lithium compound, a trivalent manganese compound, a chromium compound, a compound of the element M, and a compound of the element N (two or more of the compounds of the four elements of manganese, chromium, the element M, and the element N) A compound may be a solid solution compound) to obtain a mixture;
A second step of firing the mixture in an inert gas atmosphere. The method for producing the second lithium manganese composite oxide particulate composition, comprising:

【0012】上記のほか、本発明によれば、更に、正極
と負極と電解質を備えたリチウムイオン二次電池におい
て、正極活物質として上述したリチウムマンガン複合酸
化物粒子状組成物を用いてなるリチウムイオン二次電池
が提供される。
In addition to the above, according to the present invention, there is further provided a lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte, wherein the lithium manganese composite oxide particulate composition described above is used as a positive electrode active material. An ion secondary battery is provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明による第1のリチウムマン
ガン複合酸化物粒子状組成物は、一般式(I) Lix Mn1-a-b Cra b y (式中、MはB、Mg、Al、Si、Sc、Ti、V、
Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、N
b、Mo、Ru、Sn、Sb、Hf、Ta、Pb及び希
土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素
を示し、x、y、a及びbはそれぞれ、 0.8≦x≦1.2、 1.8≦y≦2.4、 0<a≦0.2、 0≦b≦0.2 を満たす数である。)で表される複合酸化物であって、
晶系が単斜晶である複合酸化物からなるか、又は晶系が
単斜晶である複合酸化物と晶系が斜方晶である複合酸化
物との混合物からなり、X線回折におけるI(斜方晶)
/I(単斜晶)にて定義される強度比Rが0〜0.3の
範囲にある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The first lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention has the general formula (I) Li x Mn 1 -ab C a M b O y (where M is B, Mg , Al, Si, Sc, Ti, V,
Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, N
b, Mo, Ru, Sn, Sb, Hf, Ta, Pb and at least one element selected from the group consisting of rare earth elements, wherein x, y, a and b are respectively 0.8 ≦ x ≦ 1. 2, 1.8 ≦ y ≦ 2.4, 0 <a ≦ 0.2, and 0 ≦ b ≦ 0.2. A) a composite oxide represented by
A composite oxide having a monoclinic crystal system or a mixture of a composite oxide having a monoclinic crystal system and a composite oxide having an orthorhombic crystal system. (Orthorhombic)
/ I (monoclinic) is in the range of 0 to 0.3.

【0014】即ち、本発明による第1のリチウムマンガ
ン複合酸化物粒子状組成物は、リチウムマンガン複合酸
化物のマンガン原子の一部をクロム(と元素Mと)で置
換したものである。
That is, the first lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention is obtained by substituting a part of manganese atoms of the lithium manganese composite oxide with chromium (and the element M).

【0015】本発明による第2のリチウムマンガン複合
酸化物粒子状組成物は、一般式(II) Lix Mn1-a-b Cra b c y (式中、MはB、Mg、Al、Si、Sc、Ti、V、
Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、N
b、Mo、Ru、Sn、Sb、Hf、Ta、Pb及び希
土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素
を示し、NはIn及びWよりなる群から選ばれる少なく
とも1種の元素を示し、x、y、a、b及びcはそれぞ
れ、 0.8≦x≦1.2、 1.8≦y≦2.7、 0<a≦0.2、 0≦b≦0.2、 0<c≦0.2 を満たす数である。)で表される複合酸化物であって、
晶系が単斜晶である複合酸化物からなるか、又は晶系が
単斜晶である複合酸化物と晶系が斜方晶である複合酸化
物との混合物からなり、X線回折におけるI(斜方晶)
/I(単斜晶)にて定義される強度比Rが0〜0.3の
範囲にある。
The second lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention has a general formula (II) Li x Mn 1 -ab C a M b N c O y (where M is B, Mg, Al , Si, Sc, Ti, V,
Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, N
b, Mo, Ru, Sn, Sb, Hf, Ta, Pb and at least one element selected from the group consisting of rare earth elements; N represents at least one element selected from the group consisting of In and W; , X, y, a, b and c are respectively 0.8 ≦ x ≦ 1.2, 1.8 ≦ y ≦ 2.7, 0 <a ≦ 0.2, 0 ≦ b ≦ 0.2, 0 <C ≦ 0.2. A) a composite oxide represented by
A composite oxide having a monoclinic crystal system or a mixture of a composite oxide having a monoclinic crystal system and a composite oxide having an orthorhombic crystal system. (Orthorhombic)
/ I (monoclinic) is in the range of 0 to 0.3.

【0016】即ち、本発明による第2のリチウムマンガ
ン複合酸化物粒子状組成物は、上記第1のリチウムマン
ガン複合酸化物粒子状組成物のマンガン原子の一部を更
に元素Nで置換してなるものである。
That is, the second lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention is obtained by further substituting a part of the manganese atoms of the first lithium manganese composite oxide particulate composition with the element N. Things.

【0017】本発明によれば、第1及び第2のリチウム
マンガン複合酸化物粒子状組成物が「晶系が単斜晶であ
る複合酸化物からなるか、又は晶系が単斜晶である複合
酸化物と晶系が斜方晶である複合酸化物との混合物から
なる」とは、そのリチウムマンガン複合酸化物粒子状組
成物のX線回折チャートが、現在の時点においては、J
CPDS(Joint Committee Powder Diffraction Stand
ard) カードに収載されていないが、例えば、特開平1
1−21128号公報や M. Tabuchi et al.,J. Electr
ochem. Soc., Vol. 145, L49) に記載されている単斜
晶LiMnO2と同一のピークパターンを有するリチウ
ムマンガン複合酸化物粒子状組成物からなるか、又はこ
れと斜方晶構造のリチウムマンガン複合酸化物であるL
iMnO 2 との混合物からなることを意味する。
According to the present invention, the first and second lithium
When the manganese composite oxide particulate composition is “monoclinic in the crystal system,
Composites consisting of composite oxides or monoclinic crystals
From a mixture of oxide and complex oxide whose crystal system is orthorhombic
`` Naru '' means that the lithium manganese composite oxide particles
The X-ray diffraction chart of the product
CPDS (Joint Committee Powder Diffraction Stand
ard) Although not listed on the card, for example,
No. 1-21128 and M. Tabuchi et al., J. Electr
ochem. Soc., Vol. 145, L49)
LiMnOTwoWith the same peak pattern as
Consisting of a particulate manganese composite oxide
L, which is a lithium manganese composite oxide having an orthorhombic structure
iMnO TwoConsisting of a mixture of

【0018】更に、本発明によれば、第1及び第2のリ
チウムマンガン複合酸化物粒子状組成物が「X線回折に
おけるI(斜方晶)/I(単斜晶)にて定義される強度
比Rが0〜0.3の範囲にある」とは、X線回折におい
て、単斜晶の(001)面の回折ピークの回折強度(以
下、I(単斜晶)という。)に対する斜方晶の(01
0)面の回折ピークの回折強度(以下、I(斜方晶)と
いう。)の比R(即ち、R=I(斜方晶)/I(単斜
晶))が0〜0.3の範囲にあることを意味する。
Further, according to the present invention, the first and second lithium manganese composite oxide particulate compositions are defined by "I (orthorhombic) / I (monoclinic) in X-ray diffraction". "The intensity ratio R is in the range of 0 to 0.3." (01
The ratio R (that is, R = I (orthorhombic) / I (monoclinic)) of the diffraction intensity (hereinafter, referred to as I (orthorhombic)) of the diffraction peak of the 0) plane is 0 to 0.3. Means in range.

【0019】上述したように、強度比Rは、I(斜方
晶)/I(単斜晶)にて定義され、本発明によるリチウ
ムマンガン複合酸化物粒子状組成物は、第1のものも、
第2のものも、上記強度比Rが0〜0.3の範囲にあ
る。強度比Rが大きいほど、晶系が単斜晶である複合酸
化物と晶系が斜方晶である複合酸化物との混合物におけ
る斜方晶の比率が高くなり、このような組成物を正極活
物質として用いたリチウムイオン二次電池は、サイクル
特性と充放電容量が悪くなる傾向がある。そして、強度
比Rが0.3を越えると、得られるリチウムイオン二次
電池が実用的に十分なサイクル特性をもたなくなる。本
発明によれば、強度比Rは、好ましくは、0〜0.2の
範囲である。
As described above, the strength ratio R is defined as I (orthogonal) / I (monoclinic), and the lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention also has the first composition. ,
The second one also has the intensity ratio R in the range of 0 to 0.3. The greater the strength ratio R, the higher the ratio of orthorhombic in a mixture of a composite oxide having a monoclinic crystal system and a composite oxide having a crystal system orthorhombic. A lithium ion secondary battery used as an active material tends to have poor cycle characteristics and charge / discharge capacity. When the strength ratio R exceeds 0.3, the obtained lithium ion secondary battery does not have practically sufficient cycle characteristics. According to the invention, the intensity ratio R preferably ranges from 0 to 0.2.

【0020】本発明において、前記一般式(I)で表さ
れる第1のリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物と
前記一般式(II)で表される第2のリチウムマンガン複
合酸化物粒子状組成物において、クロム、元素M及び元
素Nは、それぞれマンガン原子の一部を置換する元素
(以下、置換元素という。)である。
In the present invention, the first lithium manganese composite oxide particulate composition represented by the general formula (I) and the second lithium manganese composite oxide particulate composition represented by the general formula (II) In the composition, chromium, the element M, and the element N are elements that substitute a part of manganese atoms (hereinafter, referred to as substitution elements).

【0021】即ち、クロムは、本発明による第1と第2
のリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物において、
マンガン原子の一部を置換する第1の置換元素であり、
元素Mは、本発明による第1及び第2のリチウムマンガ
ン複合酸化物粒子状組成物において、マンガン原子の一
部を置換する第2の置換元素であり、B、Mg、Al、
Si、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Cu、Z
n、Ga、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Sn、Sb、
Hf、Ta、Pb及び希土類元素よりなる群から選ばれ
る少なくとも1種である。本発明において、上記希土類
元素は、好ましくは、Ce、Pr、Nd及び/又はEu
である。
That is, chromium is the first and the second according to the present invention.
In the lithium manganese composite oxide particulate composition of,
A first substitution element for substituting a part of a manganese atom,
The element M is a second substitution element that substitutes a part of manganese atoms in the first and second lithium manganese composite oxide particulate compositions according to the present invention, and includes B, Mg, Al,
Si, Sc, Ti, V, Fe, Co, Ni, Cu, Z
n, Ga, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Sn, Sb,
It is at least one selected from the group consisting of Hf, Ta, Pb and rare earth elements. In the present invention, the rare earth element is preferably Ce, Pr, Nd and / or Eu.
It is.

【0022】第3の置換元素Nは、本発明による第2の
リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物において、マ
ンガン原子の一部を置換する第3の置換元素であって、
In及びWよりなる群から選ばれる少なくとも1種であ
る。
The third substituting element N is a third substituting element for substituting a part of manganese atoms in the second lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention,
At least one selected from the group consisting of In and W.

【0023】本発明によれば、第1のリチウムマンガン
複合酸化物粒子状組成物において、リチウム原子の割合
xと、酸素原子の割合yと、上記第1及び第2の置換元
素がマンガン原子を置換する割合a及びbはそれぞれ、 0.8≦x≦1.2、 1.8≦y≦2.4、 0<a≦0.2、 0≦b≦0.2 を満たす範囲である。
According to the present invention, in the first lithium-manganese composite oxide particulate composition, the ratio x of lithium atoms, the ratio y of oxygen atoms, and the first and second substitution elements are manganese atoms. The replacement ratios a and b are in the ranges satisfying 0.8 ≦ x ≦ 1.2, 1.8 ≦ y ≦ 2.4, 0 <a ≦ 0.2, and 0 ≦ b ≦ 0.2, respectively.

【0024】また、本発明によれば、第2のリチウムマ
ンガン複合酸化物粒子状組成物において、リチウム原子
の割合xと、酸素原子の割合yと、上記第1、第2及び
第3の置換元素がマンガン原子を置換する割合a、b及
びcはそれぞれ、 0.8≦x≦1.2、 1.8≦y≦2.7、 0<a≦0.2、 0≦b≦0.2 0<c≦0.2 を満たす範囲である。
Further, according to the present invention, in the second lithium manganese composite oxide particulate composition, the ratio x of lithium atoms, the ratio y of oxygen atoms, and the first, second and third substitutions The ratios a, b and c at which the element replaces the manganese atom are respectively 0.8 ≦ x ≦ 1.2, 1.8 ≦ y ≦ 2.7, 0 <a ≦ 0.2, 0 ≦ b ≦ 0. It is a range that satisfies 20 <c ≦ 0.2.

【0025】本発明による第1及び第2のリチウムマン
ガン複合酸化物粒子状組成物において、第1の置換元素
クロムは、前記強度比Rを制御する元素であり、主とし
て単斜晶のリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物を
得るために必須の元素である。その理由は、必ずしも明
らかではないが、LiMnO2 結晶において、マンガン
原子が占有する位置の一部をクロム原子が占めることに
よって、イオン半径の大きさの差に由来して、エネルギ
ー的に安定な単斜晶が主たる晶系を占め、残りを不安定
な斜方晶が占めるとみられる。
In the first and second lithium manganese composite oxide particulate compositions according to the present invention, the first substitution element chromium is an element for controlling the intensity ratio R, and is mainly a monoclinic lithium manganese composite. It is an essential element for obtaining an oxide particulate composition. Although the reason is not necessarily clear, in the LiMnO 2 crystal, a part of the position occupied by the manganese atom is occupied by the chromium atom. It is expected that the predominant crystal system will dominate the orthoclinic system and the unstable orthorhombic system will occupy the rest.

【0026】本発明によれば、クロムによるマンガン原
子の置換量a(モル分率)は、リチウムマンガン複合酸
化物組成物中のマンガン原子1モルのうち、0.2以下
である。即ち、クロムによるマンガン原子の置換量a
は、0<a≦0.2を満たす範囲であり、好ましくは、
0.03≦a≦0.1の範囲である。クロムによるマン
ガン原子の置換量が小さすぎるときは、得られるリチウ
ムマンガン複合酸化物組成物を正極活物質として用いて
なるリチウムイオン二次電池のサイクル特性と充放電容
量が悪くなる。他方、クロムによるマンガン原子の置換
量が大きすぎるときは、固溶限を越え、そのような複合
酸化物を正極活物質とするリチウムイオン二次電池は、
放電容量が低下する。
According to the present invention, the substitution amount a (molar fraction) of manganese atoms by chromium is 0.2 or less in 1 mol of manganese atoms in the lithium manganese composite oxide composition. That is, the amount of substitution of manganese atoms by chromium a
Is a range satisfying 0 <a ≦ 0.2, and preferably
The range is 0.03 ≦ a ≦ 0.1. If the amount of replacement of manganese atoms by chromium is too small, the cycle characteristics and charge / discharge capacity of a lithium ion secondary battery using the obtained lithium manganese composite oxide composition as a positive electrode active material will deteriorate. On the other hand, when the replacement amount of manganese atoms by chromium is too large, the lithium ion secondary battery exceeding the solid solubility limit and using such a composite oxide as a positive electrode active material is
The discharge capacity decreases.

【0027】本発明によれば、このように、マンガン原
子の一部をクロムにて置換してなる単斜晶を主体(強度
比Rは0〜0.3の範囲にある。)とするリチウムマン
ガン複合酸化物粒子状組成物において、マンガン原子の
一部を更に第2の置換元素Mにて置換することによっ
て、上記サイクル特性と容量を一層、改善することがで
きる。従って、第2の置換元素Mもまた、第1の置換元
素クロムと同様に、得られるリチウムマンガン複合酸化
物の結晶構造の安定化に寄与して、特性の改善に貢献す
るものとみられる。
According to the present invention, as described above, lithium mainly composed of a monoclinic crystal in which a part of manganese atoms is replaced by chromium (the intensity ratio R is in the range of 0 to 0.3). In the manganese composite oxide particulate composition, the cycle characteristics and capacity can be further improved by further substituting a part of the manganese atoms with the second substituting element M. Therefore, the second substituting element M, like the first substituting element chromium, is considered to contribute to stabilization of the crystal structure of the obtained lithium manganese composite oxide and contribute to improvement of characteristics.

【0028】本発明によれば、第2の置換元素Mのなか
でも、特に、モリブデンを用いてなるリチウムマンガン
複合酸化物粒子状組成物は、これをリチウムイオン二次
電池に正極活物質として用いるとき、その電池の高電圧
領域での放電容量を安定化させる効果がある。即ち、一
般に、マンガン酸リチウムを正極活物質とするリチウム
イオン二次電池の放電曲線は、殆どの場合、4Vの電圧
を示す領域と3Vの電圧を示す領域のそれぞれ2段の平
坦部を有する曲線からなるが、本発明に従って、マンガ
ン原子の一部をクロムとモリブデンとによって置換して
なる単斜晶を主体とするリチウムマンガン複合酸化物粒
子状組成物は、これをリチウムイオン二次電池における
正極活物質として用いた場合には、充電放電の繰返しに
よっても、4V領域の放電容量が変化が少ないという特
徴を有する。
According to the present invention, among the second substitution elements M, in particular, a lithium manganese composite oxide particulate composition using molybdenum is used as a positive electrode active material in a lithium ion secondary battery. This has the effect of stabilizing the discharge capacity of the battery in a high voltage region. That is, generally, in most cases, the discharge curve of a lithium ion secondary battery using lithium manganate as a positive electrode active material is a curve having two levels of flat portions in a region showing a voltage of 4 V and a region showing a voltage of 3 V. However, according to the present invention, a lithium manganese composite oxide particulate composition mainly composed of monoclinic crystals in which a part of manganese atoms is replaced by chromium and molybdenum is used as a positive electrode in a lithium ion secondary battery. When used as an active material, there is a characteristic that the discharge capacity in the 4 V region hardly changes even when charge and discharge are repeated.

【0029】本発明によれば、第2の置換元素Mの置換
量b(モル分率)は、リチウムマンガン複合酸化物組成
物中のマンガン原子1モルのうち、0〜0.2の範囲で
ある。即ち、第2の置換元素Mによるマンガン原子の置
換量bは、0≦b≦0.2の範囲であり、好ましくは、
0.01≦b≦0.1の範囲である。第2の置換元素M
によるマンガン原子の置換量が大きすぎるときは、これ
を正極活物質とするリチウムイオン二次電池の充放電容
量が低下する。
According to the present invention, the substitution amount b (molar fraction) of the second substitution element M is in the range of 0 to 0.2 out of 1 mol of manganese atoms in the lithium manganese composite oxide composition. is there. That is, the substitution amount b of the manganese atom by the second substitution element M is in the range of 0 ≦ b ≦ 0.2, and preferably,
The range is 0.01 ≦ b ≦ 0.1. Second substitution element M
Is too large, the charge / discharge capacity of a lithium ion secondary battery using this as a positive electrode active material is reduced.

【0030】本発明による第2のリチウムマンガン複合
酸化物粒子状組成物は、マンガン原子の一部がクロムと
第2の置換元素Mとに加えて、更に、In及びWよりな
る群から選ばれる少なくとも1種の第3の置換元素Nに
て置換されてなるものである。この第3の置換元素N
は、マンガン原子の一部をクロムにて置換してなる単斜
晶を主体(強度比Rは0〜0.3の範囲にある。)とす
るリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物において、
それを正極活物質とするリチウムイオン二次電池の初期
放電容量を安定化させる効果がある。即ち、例えば、第
3の置換元素Nを含まない上記リチウムマンガン複合酸
化物粒子状組成物を正極活物質としたリチウムイオン二
次電池のサイクル特性は、初期に容量が低下する傾向を
示すが、第3の置換元素でマンガン原子の一部を置換す
ることによって、そのような容量低下を抑えることがで
き、かくして、本発明による第2のリチウムマンガン複
合酸化物粒子状組成物を正極活物質して用いることによ
って、電池初期から安定したサイクル特性を有するリチ
ウムイオン二次電池を得ることができる。
The second lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention has a part of manganese atoms selected from the group consisting of In and W in addition to chromium and the second substitution element M. It is one that is substituted by at least one third substitution element N. This third substitution element N
Is a lithium-manganese composite oxide particulate composition mainly composed of a monoclinic crystal in which a part of manganese atoms is replaced by chromium (the intensity ratio R is in the range of 0 to 0.3).
This has the effect of stabilizing the initial discharge capacity of a lithium ion secondary battery using it as a positive electrode active material. That is, for example, the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery using the lithium manganese composite oxide particulate composition not containing the third substitution element N as the positive electrode active material show a tendency that the capacity is initially decreased, By substituting a part of the manganese atoms with the third substitution element, such a decrease in capacity can be suppressed, and thus the second lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention is used as a positive electrode active material. Thus, a lithium ion secondary battery having stable cycle characteristics from the beginning of the battery can be obtained.

【0031】本発明によれば、第2のリチウムマンガン
複合酸化物粒子状組成物において、第3の置換元素Nに
よるマンガン原子の置換量c(モル分率)は、リチウム
マンガン複合酸化物組成物中のマンガン原子1モルのう
ち、0.2以下である。即ち、第3の置換元素Nによる
マンガン原子の置換量cは、0<c≦0.2の範囲であ
り、好ましくは、0.01≦c≦0.05の範囲であ
る。第3の置換元素Nによるマンガン原子の置換量が大
きすぎるときは、固溶限を越え、そのような複合酸化物
を正極活物質とするリチウムイオン二次電池は、放電容
量が低下する。
According to the present invention, in the second lithium manganese composite oxide particulate composition, the substitution amount c (molar fraction) of manganese atoms by the third substituting element N is determined by the lithium manganese composite oxide composition. It is 0.2 or less in 1 mol of manganese atoms in the composition. That is, the substitution amount c of the manganese atom by the third substitution element N is in the range of 0 <c ≦ 0.2, and preferably in the range of 0.01 ≦ c ≦ 0.05. When the amount of manganese atoms replaced by the third replacement element N is too large, the solid solubility limit is exceeded, and the discharge capacity of a lithium ion secondary battery using such a composite oxide as a positive electrode active material is reduced.

【0032】それぞれ前記一般式(I)及び一般式(I
I)で表される本発明による第1及び第2のリチウムマ
ンガン複合酸化物組成物において、xは、化学量論上は
1であるが、量論量を外れるものも当然存在し得る。本
発明によるリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物に
おいては、xは、0.8≦x≦1.2の範囲をとること
ができる。リチウムが量論量より多くても少なくても、
リチウムイオン二次電池の正極活物質として好適に用い
ることができる。
The general formula (I) and the general formula (I
In the first and second lithium manganese composite oxide compositions according to the present invention represented by I), x is stoichiometrically 1, but some may deviate from the stoichiometric amount. In the lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention, x can be in the range of 0.8 ≦ x ≦ 1.2. Whether lithium is more or less than the stoichiometric amount,
It can be suitably used as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery.

【0033】他方、前記一般式(I)で表される本発明
による第1のリチウムマンガン複合酸化物組成物におい
て、yは、上述したxとbの値と第2の置換元素Mの価
数によって定まる値であり、その最小値と最大値は次の
ようにして決定される。即ち、x=0.8、第2の置換
元素Mの価数が2、b=0.2のとき、y=1.8にて
最小値をとり、x=1.2、第2の置換元素Mの価数が
6、b=0.2のとき、y=2.4にて最大値をとる。
On the other hand, in the first lithium manganese composite oxide composition according to the present invention represented by the general formula (I), y is the above-mentioned values of x and b and the valence of the second substitution element M. The minimum value and the maximum value are determined as follows. That is, when x = 0.8, the valence of the second substitution element M is 2, and b = 0.2, the minimum value is obtained at y = 1.8, x = 1.2, the second substitution When the valence of the element M is 6, and b = 0.2, the maximum value is obtained at y = 2.4.

【0034】また、前記一般式(II)で表される本発明
による第2のリチウムマンガン複合酸化物組成物におい
て、yは、上述したxとbとcの値と第2の置換元素M
の価数と第3の置換元素Nの価数によって定まる値であ
り、その最小値と最大値は次のようにして決定される。
即ち、x=0.8、第2の置換元素Mの価数が2、b=
0.2、第3の置換元素Nの価数が3、cが任意のと
き、y=1.8にて最小値をとり、x=1.2、第2の
置換元素Mの価数が6、b=0.2、第3の置換元素N
の価数が6、c=0.2のとき、y=2.7にて最大値
をとる。
In the second lithium manganese composite oxide composition according to the present invention represented by the general formula (II), y is the above-mentioned values of x, b and c and the second substitution element M
And the valence of the third substitution element N. The minimum value and the maximum value are determined as follows.
That is, x = 0.8, the valence of the second substitution element M is 2, b =
0.2, the valence of the third substitution element N is 3, and when c is arbitrary, the minimum value is obtained at y = 1.8, x = 1.2, and the valence of the second substitution element M is 6, b = 0.2, third substitution element N
Takes the maximum value at y = 2.7 when the valence of is 6, and c = 0.2.

【0035】次に、本発明による第1及び第2のリチウ
ムマンガン複合酸化物粒子状組成物は、比表面積が0.
1〜6.0m2 /gの範囲にあることが好ましく、0.
1〜2.0m2 /gの範囲にあることが特に好ましい。
ここに、本発明において、比表面積とは、自動表面積測
定装置(ユアサアイオニクス社製MONOSORBMS
−15)を用いて、BET一点法にて求めた値を指す。
Next, the first and second lithium manganese composite oxide particulate compositions according to the present invention have a specific surface area of 0.5.
It is preferably in the range of 1 to 6.0 m 2 / g,
It is particularly preferred that it is in the range of 1 to 2.0 m 2 / g.
Here, in the present invention, the specific surface area means an automatic surface area measuring device (MONOSORBMS manufactured by Yuasa Ionics Inc.)
-15) indicates the value obtained by the BET one-point method.

【0036】リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物
の比表面積が0.1m2 /gよりも小さいときは、リチ
ウムイオン二次電池の正極活物質として用いた場合に、
急速に多量の電気量を取り出すことができないおそれが
ある。他方、比表面積が6.0m2 /gを越えるとき
は、リチウムイオン二次電池中の電解液へのマンガンの
溶出量が大きくなるので、充放電容量の低下(サイクル
性)の問題が生じるおそれがある。
When the specific surface area of the lithium manganese composite oxide particulate composition is smaller than 0.1 m 2 / g, when the composition is used as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery,
There is a possibility that a large amount of electricity cannot be taken out rapidly. On the other hand, when the specific surface area exceeds 6.0 m 2 / g, the amount of manganese eluted into the electrolyte in the lithium ion secondary battery increases, which may cause a problem of a decrease in charge / discharge capacity (cycling). There is.

【0037】また、本発明によるリチウムマンガン複合
酸化物粒子状組成物は、タップ密度が1.4〜2.4g
/ccの範囲にあることが好ましい。ここに、本発明に
おいて、タップ密度とは、50mL容量のメスシリンダ
ーに粉体10gを採取し、水平且つ平坦な硬質ゴム板上
に50mmの高さから垂直に50回落下させた後、タッ
ピング後の容積V(cc)を測定し、そのときの10/
V(g/cc)の値を指す。
The particulate lithium manganese oxide composition according to the present invention has a tap density of 1.4 to 2.4 g.
/ Cc. Here, in the present invention, the tap density means that 10 g of powder is collected in a measuring cylinder having a capacity of 50 mL and dropped 50 times vertically from a height of 50 mm on a horizontal and flat hard rubber plate. The volume V (cc) of the
V (g / cc).

【0038】リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物
のタップ密度が大きいほど、リチウムイオン二次電池の
容積に占める正極活物質量が増え、容積当りの充放電容
量が多くできるという利点がある。しかし、タップ密度
のみを高くしようとすると、正極活物質へのリチウムイ
オンの挿入、脱離の反応性が犠牲となるおそれがある。
特に、本発明によれば、タップ密度は、1.6〜2.2
g/ccの範囲にあることが好ましい。
As the tap density of the lithium manganese composite oxide particulate composition increases, the amount of the positive electrode active material occupying the volume of the lithium ion secondary battery increases, and there is an advantage that the charge / discharge capacity per volume can be increased. However, if only the tap density is to be increased, the reactivity of inserting and removing lithium ions into and from the positive electrode active material may be sacrificed.
In particular, according to the invention, the tap density is between 1.6 and 2.2.
It is preferably in the range of g / cc.

【0039】更に、本発明によるリチウムマンガン複合
酸化物粒子状組成物は、SEM(走査型電子顕微鏡写
真)観察による二次粒子の粒子径が2〜50μmの範囲
にあると共に、その粒子形状が球状であることが好まし
い。本発明において、一つの粒子の粒子径とは長径と短
径の平均値を指し、平均粒子径はSEM像の任意の粒子
200個の粒子径の平均値である。
Further, the lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention has a secondary particle having a particle diameter of 2 to 50 μm as observed by SEM (scanning electron micrograph) and a spherical particle shape. It is preferred that In the present invention, the particle diameter of one particle refers to the average value of the major axis and the minor axis, and the average particle diameter is the average of the particle diameters of 200 arbitrary particles in the SEM image.

【0040】リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物
の粒子径が2μmよりも小さいときは、タップ密度の低
下につながり、リチウムイオン二次電池の正極活物質と
して用いた場合に、容積当りの充填量が減少し、充放電
容量が低くなる。反対に、粒子径が50μmを越えると
きは、そのような粒子は、リチウムイオン二次電池にお
けるポリプロピレン等の高分子フィルムからなる正負極
間のセパレーターを貫通して、短絡させるおそれがあ
る。特に、本発明によれば、リチウムマンガン複合酸化
物粒子状組成物の粒子径は、2〜50μmの範囲が好ま
しく、なかでも、2〜30μmの範囲にあることが最も
好ましい。
When the particle diameter of the lithium manganese composite oxide particulate composition is smaller than 2 μm, the tap density decreases, and when used as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery, the filling amount per volume. And the charge / discharge capacity decreases. Conversely, if the particle size exceeds 50 μm, such particles may penetrate the separator between the positive and negative electrodes made of a polymer film such as polypropylene in a lithium ion secondary battery, causing a short circuit. In particular, according to the present invention, the particle diameter of the lithium manganese composite oxide particulate composition is preferably in the range of 2 to 50 µm, and most preferably in the range of 2 to 30 µm.

【0041】また、本発明において、粒子状組成物の形
状が「球状」であるとは「真球状」である必要はなく、
概ね「球状」であればよい。
In the present invention, the shape of the particulate composition is not necessarily "spherical" when it is "spherical".
What is necessary is just to be "spherical" generally.

【0042】上述したような本発明による第1のリチウ
ムマンガン複合酸化物粒子状組成物は、第1工程とし
て、リチウム化合物と3価のマンガン化合物とクロム化
合物と元素Mの化合物(マンガンとクロムと元素Mの3
つの元素の化合物のうち、2つ以上の元素の化合物が固
溶体化合物であってもよい。)を混合して混合物を得、
次いで、第2工程として、この混合物を不活性ガス雰囲
気下で焼成することによって得ることができる。
The first lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention as described above comprises, as a first step, a lithium compound, a trivalent manganese compound, a chromium compound, and a compound of element M (manganese and chromium). Element M3
Of the compounds of one element, the compounds of two or more elements may be solid solution compounds. ) To obtain a mixture,
Next, as a second step, the mixture can be obtained by firing the mixture in an inert gas atmosphere.

【0043】同様に、本発明による第2のリチウムマン
ガン複合酸化物粒子状組成物は、第1工程として、リチ
ウム化合物と3価のマンガン化合物とクロム化合物と元
素Mの化合物と元素Nの化合物(マンガンとクロムと元
素Mと元素Nの4つの元素の化合物のうち、2つ以上の
元素の化合物が固溶体化合物であってもよい。)を混合
して混合物を得、次いで、第2工程として、この混合物
を不活性ガス雰囲気下で焼成することによって得ること
ができる。
Similarly, the second lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention comprises, as a first step, a lithium compound, a trivalent manganese compound, a chromium compound, a compound of the element M, and a compound of the element N ( Among the compounds of the four elements of manganese, chromium, element M, and element N, compounds of two or more elements may be solid solution compounds) to obtain a mixture, and then, as a second step, This mixture can be obtained by firing in an inert gas atmosphere.

【0044】本発明においては、上述したように、上記
混合物を不活性ガス雰囲気下で焼成して、リチウムマン
ガン複合酸化物粒子状組成物を得る反応を、以下、リチ
ウム化反応という。
In the present invention, as described above, the reaction of firing the above mixture under an inert gas atmosphere to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition is hereinafter referred to as a lithiation reaction.

【0045】本発明において、上記第1及び第2のリチ
ウムマンガン複合酸化物粒子状組成物を製造するための
上記第1工程において、リチウム化合物としては、最終
的に目的とするリチウムマンガン複合酸化物組成物を与
えるものであれば、特に、限定されるものではなく、例
えば、酢酸リチウム、シュウ酸リチウム等の有機酸リチ
ウムや、水酸化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウム
等の無機リチウム塩が用いられる。しかし、なかでも、
価格、操作性等の観点から、リチウム化合物としては、
水酸化リチウム、炭酸リチウム又は硝酸リチウムが好ま
しく用いられる。
In the present invention, in the first step for producing the first and second lithium manganese composite oxide particulate compositions, the lithium compound may be a lithium manganese composite oxide finally intended. It is not particularly limited as long as it provides the composition, and for example, lithium acetate, an organic acid lithium such as lithium oxalate, lithium hydroxide, lithium carbonate, and an inorganic lithium salt such as lithium nitrate are used. . However,
From the viewpoint of price, operability, etc., as the lithium compound,
Lithium hydroxide, lithium carbonate or lithium nitrate is preferably used.

【0046】また、第1工程において、3価のマンガン
化合物としては、最終的に目的とするリチウムマンガン
複合酸化物組成物を与えるものであれば、特に、限定さ
れるものではなく、例えば、二酸化マンガン(特に、電
解二酸化マンガン)、三二酸化マンガン、オキシ水酸化
マンガン等が用いられる。しかし、なかでも、価格や入
手が容易である等の観点から、三二酸化マンガン又はオ
キシ水酸化マンガンが好ましく用いられる。
In the first step, the trivalent manganese compound is not particularly limited as long as it finally gives the intended lithium manganese composite oxide composition. Manganese (particularly, electrolytic manganese dioxide), manganese trioxide, manganese oxyhydroxide and the like are used. However, among these, manganese trioxide or manganese oxyhydroxide is preferably used from the viewpoints of cost and availability.

【0047】上記三二酸化マンガンは、既に、よく知ら
れているように、二酸化マンガン、炭酸マンガン、硫酸
マンガン等のマンガン化合物を大気中又は酸化性雰囲気
下、約600〜900℃の温度で加熱することによって
得ることができる。市販の三二酸化マンガンを用いるこ
ともできる。
As is well known, the above manganese trioxide heats a manganese compound such as manganese dioxide, manganese carbonate, manganese sulfate or the like at a temperature of about 600 to 900 ° C. in the air or in an oxidizing atmosphere. Can be obtained by: Commercially available manganese trioxide can also be used.

【0048】上記オキシ水酸化マンガンは、一般には、
MnOOHで表されるが、正確には、Mn2 3 ・H2
Oである。即ち、オキシ水酸化マンガンは、一般に、1
分子の水を有する三二酸化マンガン(Mn2 3 )を意
味するが、しかし、本発明において、三二酸化マンガン
が有する水分子は1分子より少なくてもよく、また、1
分子より多くてもよい。
The above manganese oxyhydroxide generally comprises
Although represented by MnOOH, more precisely, Mn 2 O 3 .H 2
O. That is, manganese oxyhydroxide generally contains 1
It means manganese trioxide (Mn 2 O 3 ) having molecular water, but in the present invention, manganese trioxide may have less than one water molecule,
May be more than a molecule.

【0049】上記オキシ水酸化マンガンは、既に、知ら
れているように、種々の方法にて得ることができる。例
えば、硝酸マンガン、塩化マンガン、硫酸マンガン等の
2価のマンガンを有する化合物をアルカリで中和した
後、空気、酸素、過酸化水素等の酸化剤で酸化すること
により得ることができる。また、例えば、上記2価のマ
ンガン化合物の水溶液を炭酸化した後、アルカリ処理
し、最後に、酸化処理することによっても得ることがで
きる。市販のオキシ水酸化マンガンを用いることもでき
る。
The above-mentioned manganese oxyhydroxide can be obtained by various methods as already known. For example, it can be obtained by neutralizing a compound having divalent manganese such as manganese nitrate, manganese chloride, and manganese sulfate with an alkali, and then oxidizing the compound with an oxidizing agent such as air, oxygen, and hydrogen peroxide. Further, for example, it can also be obtained by carbonating the aqueous solution of the above-mentioned divalent manganese compound, performing an alkali treatment, and finally performing an oxidation treatment. Commercially available manganese oxyhydroxide can also be used.

【0050】本発明によるリチウムマンガン複合酸化物
粒子状組成物の製造において、クロム化合物や元素Mや
元素Nの化合物も、最終的に目的とするリチウムマンガ
ン複合酸化物組成物を与えるものであれば、特に限定さ
れるものではなく、適宜のものが用いられる。
In the production of the lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention, the chromium compound, the compound of the element M and the element N are also used as long as they finally give the desired lithium manganese composite oxide composition. There is no particular limitation, and appropriate ones are used.

【0051】従って、上記クロム化合物の具体例とし
て、例えば、酸化クロム、水酸化クロム、硝酸クロム、
硫酸クロム、酢酸クロム等を、元素Mの化合物の具体例
として、例えば、水酸化アルミニウム、硝酸アルミニウ
ム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ホウ酸、水
酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウ
ム、酢酸マグネシウム、五酸化バナジウム、メタバナジ
ン酸アンモニウム、水酸化鉄、硝酸鉄、硫酸鉄、塩化
鉄、水酸化コバルト、硝酸コバルト、硫酸コバルト、塩
化コバルト、水酸化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッ
ケル、酸化イットリウム、硝酸イットリウム、酸化モリ
ブデン、塩化ルテニウム、酸化スズ、塩化スズ、塩化ア
ンチモン、酸化セリウム、硝酸セリウム、硝酸プラセオ
ジム、塩化ネオジム、酢酸ユーロピウム、塩化ハフニウ
ム、塩化タンタル、硫酸鉛、酢酸鉛、塩化鉛等を、ま
た、元素Nの化合物の具体例として、酸化インジウム、
硫酸インジウム、塩化インジウム、酸化タングステン、
塩化タングステン等の酸化物、水酸化物、無機塩、有機
塩を挙げることができる。
Accordingly, specific examples of the chromium compound include, for example, chromium oxide, chromium hydroxide, chromium nitrate,
Specific examples of the compound of the element M include chromium sulfate and chromium acetate, for example, aluminum hydroxide, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum acetate, boric acid, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium chloride, magnesium acetate, pentoxide Vanadium, ammonium metavanadate, iron hydroxide, iron nitrate, iron sulfate, iron chloride, cobalt hydroxide, cobalt nitrate, cobalt sulfate, cobalt chloride, nickel hydroxide, nickel nitrate, nickel sulfate, yttrium oxide, yttrium nitrate, molybdenum oxide Element N, ruthenium chloride, tin oxide, tin chloride, antimony chloride, cerium oxide, cerium nitrate, praseodymium nitrate, neodymium chloride, europium acetate, hafnium chloride, tantalum chloride, lead sulfate, lead acetate, lead chloride, etc. Compound As the body example, indium oxide,
Indium sulfate, indium chloride, tungsten oxide,
Examples thereof include oxides such as tungsten chloride, hydroxides, inorganic salts, and organic salts.

【0052】前述したように、本発明によれば、第1の
リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物の製造におい
て、第1工程において、リチウム化合物と3価のマンガ
ン化合物とクロム化合物と元素Mの化合物(マンガンと
クロムと元素Mの3つの元素の化合物のうち、2つ以上
の元素の化合物が固溶体化合物であってもよい。)を混
合して混合物を得る。また、第2のリチウムマンガン複
合酸化物粒子状組成物の製造においては、第1工程にお
いて、リチウム化合物と3価のマンガン化合物とクロム
化合物と元素Mの化合物と元素Nの化合物(マンガンと
クロムと元素Mと元素Nの4つの元素の化合物のうち、
2つ以上の元素の化合物が固溶体化合物であってもよ
い。)を混合して混合物を得る。
As described above, according to the present invention, in the production of the first lithium manganese composite oxide particulate composition, in the first step, the lithium compound, the trivalent manganese compound, the chromium compound and the element M Compounds (mixtures of two or more of the three compounds of manganese, chromium, and element M may be solid solution compounds) are mixed to obtain a mixture. In the production of the second lithium manganese composite oxide particulate composition, in the first step, a lithium compound, a trivalent manganese compound, a chromium compound, a compound of the element M, and a compound of the element N (manganese and chromium Among the compounds of the four elements, element M and element N,
The compound of two or more elements may be a solid solution compound. ) To obtain a mixture.

【0053】従って、第1及び第2のリチウムマンガン
複合酸化物粒子状組成物の製造において、第1工程にお
いて、上記それぞれの化合物を混合するに際して、種々
の態様が可能である。しかし、本発明によれば、第1の
リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物の製造におい
ては、なかでも、3価のマンガン化合物とクロム化合物
と元素Mの化合物とを混合した後、大気下に焼成して、
固溶体酸化物とし、これをリチウム化合物と混合して、
混合物を得ることが好ましい。この態様によれば、3価
のマンガン原子と元素Crと元素Mとの均一な固溶体酸
化物を得ることができる。このような固溶体酸化物とし
て、例えば、(Mn1-a-b Cra b 2 y 等を例示
することができる。ここに、yは、固溶体酸化物を電気
的に中性にするように、bの値と共に元素Mの価数によ
って定まる値である。
Therefore, the first and second lithium manganese
In the production of the composite oxide particulate composition, the first step
When mixing each of the above compounds,
Is possible. However, according to the present invention, the first
In the production of lithium manganese composite oxide particulate composition
Especially trivalent manganese compounds and chromium compounds
And a compound of the element M, and then fired in the atmosphere,
A solid solution oxide, which is mixed with a lithium compound,
Preferably, a mixture is obtained. According to this aspect, trivalent
Homogeneous solution of manganese atom, element Cr and element M
Compound can be obtained. Such a solid solution oxide
For example, (Mn1-abCraMb) TwoOyExamples
can do. Where y is a solid solution oxide
And the valence of element M together with the value of b so that
It is a value determined.

【0054】同様に、第2のリチウムマンガン複合酸化
物粒子状組成物の製造においては、なかでも、3価のマ
ンガン化合物とクロム化合物と元素Mの化合物と元素N
の化合物を混合した後、大気下に焼成して、固溶体酸化
物とし、これをリチウム化合物と混合して、混合物を得
ることが好ましい。この態様によれば、3価のマンガン
原子と元素Crと元素Mと元素Nとの均一な固溶体酸化
物を得ることができる。このような固溶体酸化物とし
て、例えば、(Mn1-a-b-c Cra b c 2y
を例示することができる。ここに、yは、固溶体酸化物
を電気的に中性にするように、bとcの値と共に元素M
と元素Nの価数によって定まる値である。
Similarly, in the production of the second lithium manganese composite oxide particulate composition, the trivalent manganese compound, the chromium compound, the compound of the element M, and the element N
After the above compound is mixed, it is preferable that the mixture is fired in the air to form a solid solution oxide, which is mixed with a lithium compound to obtain a mixture. According to this aspect, a uniform solid solution oxide of trivalent manganese atom, element Cr, element M, and element N can be obtained. As such a solid solution oxide, for example, (Mn 1 -abc C a M b N c ) 2 O y can be exemplified. Here, y is an element M together with the values of b and c so as to make the solid solution oxide electrically neutral.
And the valence of the element N.

【0055】以下、第1と第2のリチウムマンガン複合
酸化物粒子状組成物の製造について、共通して述べる。
括弧内の記載は、第2のリチウムマンガン複合酸化物粒
子状組成物を製造する場合を示す。
Hereinafter, the production of the first and second lithium manganese composite oxide particulate compositions will be described in common.
The description in parentheses shows the case where the second lithium manganese composite oxide particulate composition is produced.

【0056】このような3価のマンガン原子とクロムと
元素M(と元素N)との固溶体酸化物を得る方法は、特
に限定されるものではないが、例えば、クロム化合物
(例えば、硝酸塩、酢酸塩、水酸化物等)と元素Mの化
合物(例えば、硝酸塩、酢酸塩、水酸化物等)と(元素
Nの化合物(例えば、硫酸塩、塩化物、酸化物等))の
水溶液を炭酸マンガンと混合し、攪拌しながら、蒸発乾
固して、炭酸マンガンの粒子の表面に上記クロム化合物
と元素Mの化合物(と元素Nの化合物)を被着させ、こ
れを大気中で焼成することによって得ることができる。
The method of obtaining such a solid solution oxide of trivalent manganese atom, chromium, and element M (and element N) is not particularly limited. For example, a chromium compound (eg, nitrate, acetic acid) An aqueous solution of a compound of element M (eg, nitrate, acetate, hydroxide, etc.) and a compound of element N (eg, sulfate, chloride, oxide, etc.) with manganese carbonate The chromium compound and the compound of the element M (and the compound of the element N) are adhered to the surface of the manganese carbonate particles while stirring, and the mixture is baked in the air. Obtainable.

【0057】また、別の方法として、例えば、炭酸マン
ガンの粒子とクロム化合物と元素Mの化合物(と元素N
の化合物と)を混合して、炭酸マンガンの粒子の表面に
これら元素の化合物を被着させた後、高温で焼成して、
焼結を過度に進めた粒子を作り、続けて、これを酸化性
雰囲気下で再度、焼成することによっても得ることがで
きる。
As another method, for example, a compound of manganese carbonate particles, a chromium compound and an element M (and an element N
And the compound of the above) is mixed, and a compound of these elements is applied to the surface of the manganese carbonate particles.
The particles can also be obtained by producing excessively advanced sintering particles and subsequently firing them again in an oxidizing atmosphere.

【0058】このようにして、第1工程を行って、混合
物を得た後、第2工程として、この混合物を不活性ガス
雰囲気下で焼成して、リチウム化反応を行なうことによ
って、本発明による第1又は第2のリチウムマンガン複
合酸化物粒子状組成物を得ることができる。
As described above, after the first step is carried out to obtain a mixture, the second step is such that the mixture is calcined in an inert gas atmosphere to carry out a lithiation reaction, thereby obtaining a mixture according to the present invention. The first or second lithium manganese composite oxide particulate composition can be obtained.

【0059】本発明によれば、第2工程において、3価
のマンガンが酸化又は還元反応によってその価数が変化
しないように、上記混合物を不活性ガス雰囲気下で焼成
する。第2工程において、3価のマンガンが酸化又は還
元反応によってその価数が変化すれば、本発明によるリ
チウムマンガン複合酸化物粒子状組成物を得ることがで
きない。
According to the present invention, in the second step, the mixture is calcined in an inert gas atmosphere so that the valence of trivalent manganese does not change by an oxidation or reduction reaction. In the second step, if the valence of trivalent manganese changes by an oxidation or reduction reaction, the lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention cannot be obtained.

【0060】上記不活性ガスとしては、例えば、ヘリウ
ム、窒素、アルゴン等が用いられるが、経済的観点から
窒素ガスが好ましく用いられる。しかし、上記3価のマ
ンガンの価数の変化を生ぜしめない雰囲気を形成するも
のであれば、どのような不活性ガスでも用いることがで
きる。
As the above-mentioned inert gas, for example, helium, nitrogen, argon and the like are used, and nitrogen gas is preferably used from an economic viewpoint. However, any inert gas can be used as long as it forms an atmosphere that does not cause a change in the valence of trivalent manganese.

【0061】第2工程において、混合物の焼成温度は、
300℃から1000℃の範囲であり、好ましくは、4
70℃から900℃の範囲である。焼成温度が300℃
よりも低いときは、リチウム化反応が不完全となる。一
方、焼成温度が1000℃よりも高いときは、得られる
複合酸化物粒子状組成物の一次粒子が過度に成長して、
リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いた場合
に、正極へのリチウムの出入りが困難となって、満足す
べき特性を有する電池を得ることが困難である。
In the second step, the firing temperature of the mixture is
In the range of 300 ° C. to 1000 ° C., preferably 4 ° C.
It is in the range of 70 ° C to 900 ° C. Sintering temperature is 300 ℃
If lower, the lithiation reaction will be incomplete. On the other hand, when the firing temperature is higher than 1000 ° C., the primary particles of the obtained composite oxide particulate composition grow excessively,
When used as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery, it is difficult for lithium to enter and exit the positive electrode, and it is difficult to obtain a battery having satisfactory characteristics.

【0062】第2工程において、焼成温度の最適値と生
成物、即ち、リチウムマンガン複合酸化物組成物の結晶
相は、用いる置換元素種によって変化する。例えば、置
換元素を何も用いない場合には、470℃から900℃
の全温度範囲において斜方晶の複合酸化物組成物が生成
する。マンガン原子の一部をクロム原子で置換した場合
には、単斜晶の複合酸化物組成物のみが生成するか、又
は単斜晶と斜方晶の複合酸化物組成物が生成し、焼成温
度が高いほど、単斜晶の比率がより高くなる。
In the second step, the optimum value of the sintering temperature and the product, ie, the crystal phase of the lithium manganese composite oxide composition, vary depending on the type of the substitution element used. For example, when no substitution element is used, 470 ° C. to 900 ° C.
An orthorhombic composite oxide composition is produced in the entire temperature range of. When a part of the manganese atom is replaced with a chromium atom, only a monoclinic composite oxide composition is generated, or a monoclinic and orthorhombic composite oxide composition is generated, and the firing temperature is reduced. The higher is the higher the percentage of monoclinic.

【0063】本発明によるリチウムイオン二次電池は、
このようにして得られるリチウムマンガン複合酸化物粒
子状組成物を正極活物質として用いるものである。
The lithium ion secondary battery according to the present invention
The lithium manganese composite oxide particulate composition thus obtained is used as a positive electrode active material.

【0064】非水電解質(有機電解質)を用いるリチウ
ムイオン二次電池の一例を図1に示す。正極1と負極2
は、非水電解液を含浸させたセパレータ3を介して対向
して電池容器4内に収容されており、上記正極1は正極
集電体5を介して正極用リード線6に接続されており、
また、負極2は負極集電体7を介して負極用リード線8
に接続されて、電池内部で生じた化学エネルギーを上記
リード線6及び8から電気エネルギーとして外部へ取り
出し得るように構成されている。
FIG. 1 shows an example of a lithium ion secondary battery using a non-aqueous electrolyte (organic electrolyte). Positive electrode 1 and negative electrode 2
Are housed in a battery container 4 so as to face each other via a separator 3 impregnated with a non-aqueous electrolyte, and the positive electrode 1 is connected to a positive electrode lead wire 6 via a positive electrode current collector 5. ,
The negative electrode 2 is connected to a negative electrode lead wire 8 through a negative electrode current collector 7.
, So that the chemical energy generated inside the battery can be extracted to the outside as electric energy from the lead wires 6 and 8.

【0065】本発明によるリチウムマンガン複合酸化物
粒子状組成物は、これに導電剤、結着剤、充填剤等を配
合し、混練して合剤(ペースト)とし、これを、例え
ば、ステンレスメッシュからなる正極集電体に塗布、圧
着し、減圧下に加熱乾燥して、正極とする。しかし、必
要に応じて、上記合剤を円板状等、適宜の形状に加圧成
形し、必要に応じて、真空下に熱処理して、正極として
もよい。
The lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention is mixed with a conductive agent, a binder, a filler, and the like, and kneaded to form a mixture (paste). Is applied to the positive electrode current collector, pressure-bonded, and dried by heating under reduced pressure to obtain a positive electrode. However, if necessary, the above mixture may be press-molded into an appropriate shape such as a disc shape, and if necessary, heat-treated under vacuum to form a positive electrode.

【0066】上記導電剤は、リチウムイオン二次電池に
おいて、化学変化を起こさない電子伝導性材料であれ
ば、特に限定されない。従って、導電剤として、例え
ば、天然黒鉛、人工黒鉛、カーボンブラック、ケッチェ
ンブラック、炭素繊維、金属粉、金属繊維、ポリフェニ
レン等の導電性高分子物質等を挙げることができる。こ
れらは単独で用いてもよく、また、2種以上を併用して
もよい。導電剤の配合量は、特に限定されないが、通
常、上記合剤において、1〜50重量%の範囲であり、
好ましくは、2〜30重量%の範囲である。
The conductive agent is not particularly limited as long as it does not cause a chemical change in a lithium ion secondary battery. Therefore, examples of the conductive agent include conductive polymer substances such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, Ketjen black, carbon fiber, metal powder, metal fiber, and polyphenylene. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the conductive agent is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 50% by weight in the above mixture.
Preferably, it is in the range of 2 to 30% by weight.

【0067】上記結着剤も、特に限定されず、例えば、
デンプン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロ
ース、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリビ
ニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチ
レン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スルホン
化EPDM、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエ
ン、フッ素ゴム、ポリエチレンオキサイド等を挙げるこ
とができる。これらも単独で用いてもよく、また、2種
以上併用してもよい。結着剤の配合量も、特に限定され
ないが、通常、上記合剤において、1〜50重量%の範
囲が好ましく、特に、2〜30重量%の範囲が好まし
い。
The binder is not particularly limited either.
Starch, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, polyvinyl pyrrolidone, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), sulfonated EPDM Styrene-butadiene rubber, polybutadiene, fluorine rubber, polyethylene oxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the binder is also not particularly limited, but is usually preferably in the range of 1 to 50% by weight, particularly preferably in the range of 2 to 30% by weight in the above mixture.

【0068】上記充填剤は、必要に応じて、合剤に配合
される。充填剤としては、リチウムイオン二次電池にお
いて、化学変化を起こさない繊維状材料であれば、特に
限定されず、従来より知られているものが適宜に用いら
れる。従って、このような充填剤として、例えば、ポリ
プロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等のポリオレフィン
樹脂繊維、ガラス繊維、炭素繊維等を挙げることができ
る。充填剤の配合量も、特に、限定されるものではない
が、通常、上記合剤において、0〜30重量%の範囲で
ある。
The above-mentioned filler is mixed with the mixture as required. The filler is not particularly limited as long as it is a fibrous material that does not cause a chemical change in a lithium ion secondary battery, and a conventionally known filler is appropriately used. Accordingly, examples of such a filler include polyolefin resin fibers such as polypropylene resin and polyethylene resin, glass fibers, carbon fibers, and the like. The amount of the filler is not particularly limited, but is usually in the range of 0 to 30% by weight in the above mixture.

【0069】本発明によるリチウムイオン二次電池にお
いて、負極材料としては、従来、リチウムイオン二次電
池に用いられているものであれば、特に限定されるもの
ではないが、例えば、金属リチウム、リチウム合金、リ
チウムイオンを吸蔵、放出可能な炭素材料が用いられ
る。
In the lithium ion secondary battery according to the present invention, the negative electrode material is not particularly limited as long as it is conventionally used for lithium ion secondary batteries. An alloy or a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions is used.

【0070】正極及び負極は、通常、集電体上に形成さ
れる。この集電体としては、特に、限定されるものでは
ないが、通常、ステンレス鋼やそのメッシュ等が用いら
れる。
The positive electrode and the negative electrode are usually formed on a current collector. The current collector is not particularly limited, but usually, stainless steel or its mesh is used.

【0071】また、非水電解液も、従来より知られてい
るものであれば、いずれでもよいが、例えば、エチレン
カーボネート(EC)、プロピレンカーボネート、ジメ
チルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート等
のようなカーボネート類、スルホラン類、ラクトン類、
1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタ
ン、エトキシメトキシエタン等のようなエーテル類等の
有機溶媒中に過塩素酸リチウム(LiClO4 )やヘキ
サフルオロリン酸リチウム(LiPF6 )等の解離性リ
チウム塩類を溶解させたものを挙げることができる。セ
パレータとしては、例えば、ポリエチレンやポリプロピ
レン等のようなポリオレフィン樹脂からなる多孔性フィ
ルム等が用いられるが、これに限定されるものではな
い。
The non-aqueous electrolyte may be any known one as long as it is conventionally known. Examples thereof include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate. Carbonates, sulfolanes, lactones,
In an organic solvent such as ethers such as 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, ethoxymethoxyethane and the like, lithium perchlorate (LiClO 4 ) and lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) Examples thereof include those in which dissociable lithium salts are dissolved. As the separator, for example, a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene is used, but it is not limited thereto.

【0072】本発明によるリチウムイオン二次電池は、
例えば、ノート型パソコン、携帯電話、ビデオムービー
等の携帯電子機器類に好適に用いることができるほか、
移動体搭載用バッテリー、家庭用補助電源等の大型電池
としての応用も可能である。
The lithium ion secondary battery according to the present invention
For example, it can be suitably used for portable electronic devices such as a notebook computer, a mobile phone, and a video movie.
It can also be applied as a large-sized battery such as a battery mounted on a moving body and an auxiliary power source for home use.

【0073】[0073]

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

【0074】実施例1 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと硫酸コバルト七
水和物8.43g(モル比Cr/(Mn+Cr+Co)
=0.05、モル比Co/(Mn+Cr+Co)=0.
03)とを500mL容量のビーカーに入れ、250m
Lの水を加えて攪拌し、均一に混合、分散させて、スラ
リーを得た。攪拌しながら、このスラリーを加熱して、
水分を蒸発乾固させ、その後、電気乾燥機にて一晩乾燥
させた。得られた塊状物を粉砕して、表面に硝酸クロム
と硫酸コバルトを被着させた炭酸マンガン粒子を得た。
次に、このように、表面に硝酸クロムと硫酸コバルトを
被着させた炭酸マンガン粒子をアルミナ製坩堝に入れ、
大気中、1150℃で4時間焼成した後、冷却し、粉砕
し、更に、酸素雰囲気下、800℃で10時間焼成し
て、マンガン原子に対して、クロム5モル%とコバルト
3モル%を置換固溶したマンガン酸化物粉体を得た。X
線回折測定の結果、三二酸化マンガンMn2 3 (JC
PDSカードNo.41−1442)のピークパターン
に一致した。
Example 1 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, chromium nitrate nonahydrate 20.01 g and cobalt sulfate heptahydrate 8.43 g (molar ratio Cr / (Mn + Cr + Co)
= 0.05, molar ratio Co / (Mn + Cr + Co) = 0.
03) into a 500 mL beaker, 250 m
L of water was added and stirred, uniformly mixed and dispersed to obtain a slurry. While stirring, heat this slurry,
The water was evaporated to dryness and then dried overnight in an electric dryer. The obtained mass was pulverized to obtain manganese carbonate particles having chromium nitrate and cobalt sulfate adhered to the surface.
Next, manganese carbonate particles having chromium nitrate and cobalt sulfate adhered to the surface in this way are put into an alumina crucible,
After calcination in air at 1150 ° C for 4 hours, it is cooled and pulverized, and further baked in an oxygen atmosphere at 800 ° C for 10 hours to replace 5 mol% of chromium and 3 mol% of cobalt with respect to manganese atoms. A solid solution manganese oxide powder was obtained. X
As a result of X-ray diffraction measurement, manganese trioxide Mn 2 O 3 (JC
PDS card No. 41-1442).

【0075】次に、上記クロムとコバルトを固溶した三
二酸化マンガン粉体7.89gと水酸化リチウム一水和
物4.20gを乳鉢に入れ(モル比Li/(Mn+Cr
+Co)=1.00)、均一に混合した。得られた混合
物をアルミナ製坩堝に入れ、窒素雰囲気下、575℃で
15時間焼成して、マンガン原子に対して、クロム5モ
ル%とコバルト3モル%を置換したリチウムマンガン複
合酸化物(LiMn0. 92Cr0.05Co0.032 )を得
た。この生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二
次粒子相互の凝集を解いて、本発明によるリチウムマン
ガン複合酸化物粒子状組成物とした。
Next, the chromium and cobalt solid solution
7.89 g of manganese dioxide powder and lithium hydroxide monohydrate
In a mortar (molar ratio Li / (Mn + Cr)
+ Co) = 1.00) and mixed uniformly. The resulting mixture
The product is placed in an alumina crucible and placed in a nitrogen atmosphere at 575 ° C.
Firing for 15 hours, chromium 5
Lithium and manganese complex substituted with 3 mol% of cobalt
Compound oxide (LiMn0. 92Cr0.05Co0.03OTwoGet)
Was. This product is ground in a sample mill for about 20 seconds,
Dissolve the cohesion between the secondary particles to form the lithium man
A gun composite oxide particulate composition was obtained.

【0076】実施例2 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと硝酸ニッケル六
水和物8.72g(モル比Cr/(Mn+Cr+Ni)
=0.05、モル比Ni/(Mn+Cr+Ni)=0.
03)とを用いて、実施例1と同様にして、マンガン原
子に対して、クロム5モル%とニッケル3モル%を置換
固溶した三二酸化マンガン粉体を得た。このクロムとニ
ッケルを固溶した三二酸化マンガン粉体7.89gと水
酸化リチウム一水和物4.20gを乳鉢に入れ(モル比
Li/(Mn+Cr+Ni)=1.00)、均一に混合
した。得られた混合物を窒素雰囲気下、575℃で15
時間焼成して、マンガン原子に対して、クロム5モル%
とニッケル3モル%を置換したリチウムマンガン複合酸
化物(LiMn0.92Cr0.05Ni0.032 )を得た。こ
の生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二次粒子
相互の凝集を解いて、本発明によるリチウムマンガン複
合酸化物粒子状組成物とした。
Example 2 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, 20.01 g of chromium nitrate nonahydrate and 8.72 g of nickel nitrate hexahydrate (molar ratio: Cr / (Mn + Cr + Ni)
= 0.05, molar ratio Ni / (Mn + Cr + Ni) = 0.
03) in the same manner as in Example 1 to obtain a solid manganese dioxide powder in which 5 mol% of chromium and 3 mol% of nickel were substituted and dissolved in manganese atoms. 7.89 g of this manganese sesquioxide powder in which chromium and nickel were dissolved, and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate were placed in a mortar (molar ratio Li / (Mn + Cr + Ni) = 1.00) and uniformly mixed. The resulting mixture is placed under a nitrogen atmosphere at 575 ° C. for 15 minutes.
After firing for 5 hours, 5 mol% of chromium based on manganese atoms
And a lithium-manganese composite oxide (LiMn 0.92 Cr 0.05 Ni 0.03 O 2 ) substituted with 3 mol% of nickel. This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0077】このリチウムマンガン複合酸化物粒子状組
成物のX線回折チャートを図2に示す(X線源はCuK
α線)。
FIG. 2 shows an X-ray diffraction chart of the lithium manganese composite oxide particulate composition (the X-ray source was CuK
α ray).

【0078】実施例3 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gとモリブデン酸ア
ンモニウム四水和物5.30g(モル比Cr/(Mn+
Cr+Mo)=0.05、モル比Mo/(Mn+Cr+
Mo)=0.03)とを用いて、実施例1と同様にし
て、マンガン原子に対して、クロム5モル%とモリブデ
ン3モル%を置換固溶した三二酸化マンガン粉体を得
た。このクロムとモリブデンを固溶した三二酸化マンガ
ン粉体8.00gと水酸化リチウム一水和物4.20g
(モル比Li/((Mn+Cr+Mo)=1.00)を
乳鉢に入れ、均一に混合した。得られた混合物を窒素雰
囲気下、610℃で15時間焼成して、マンガン原子に
対して、クロム5モル%とモリブデン3モル%を置換し
たリチウムマンガン複合酸化物(LiMn0.92Cr0.05
Mo0.032 )を得た。この生成物をサンプルミルで約
20秒間粉砕し、二次粒子相互の凝集を解いて、本発明
によるリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物とし
た。
Example 3 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, chromium nitrate nonahydrate 20.01 g and ammonium molybdate tetrahydrate 5.30 g (molar ratio Cr / (Mn +
Cr + Mo) = 0.05, molar ratio Mo / (Mn + Cr +)
Mo) = 0.03), and manganese trioxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 by substituting 5 mol% of chromium and 3 mol% of molybdenum with manganese atoms for solid solution. 8.00 g of this manganese trioxide powder in which chromium and molybdenum are dissolved and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate
(Molar ratio Li / ((Mn + Cr + Mo) = 1.00) was placed in a mortar and mixed uniformly. The resulting mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere, and chromium 5 Lithium-manganese composite oxide (LiMn 0.92 Cr 0.05
Mo 0.03 O 2 ) was obtained. This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0079】実施例4 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと酢酸ユーロピウ
ム11.49g(モル比Cr/(Mn+Cr+Eu)=
0.05、モル比Eu/(Mn+Cr+Eu)=0.0
3)とを用いて、実施例1と同様にして、マンガン原子
に対して、クロム5モル%とユーロピウム3モル%を置
換固溶した三二酸化マンガン粉体を得た。このクロムと
ユーロピウムを固溶した三二酸化マンガン粉体8.17
gと水酸化リチウム一水和物4.20g(モル比Li/
(Mn+Cr+Eu)=1.00)を乳鉢に入れ、均一
に混合した。得られた混合物を窒素雰囲気下、610℃
で15時間焼成して、マンガン原子に対して、クロム5
モル%とユーロピウム3モル%を置換したリチウムマン
ガン複合酸化物(LiMn0.92Cr0.05Eu0.032
を得た。この生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕
し、二次粒子相互の凝集を解いて、本発明によるリチウ
ムマンガン複合酸化物粒子状組成物とした。
Example 4 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, chromium nitrate nonahydrate 20.01 g and europium acetate 11.49 g (molar ratio Cr / (Mn + Cr + Eu) =
0.05, molar ratio Eu / (Mn + Cr + Eu) = 0.0
In the same manner as in Example 1, using 3), manganese trioxide powder was obtained in which 5 mol% of chromium and 3 mol% of europium were substituted and dissolved in manganese atoms. 8.17 powder of manganese sesquioxide in which chromium and europium are dissolved.
g and lithium hydroxide monohydrate 4.20 g (molar ratio Li /
(Mn + Cr + Eu) = 1.00) was placed in a mortar and mixed uniformly. The obtained mixture is heated at 610 ° C. under a nitrogen atmosphere.
And baked for 15 hours.
Lithium manganese composite oxide (LiMn 0.92 Cr 0.05 Eu 0.03 O 2 ) substituted with 3 mol% of europium by mol%
I got This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0080】実施例5 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと酸化タングステ
ン4.64g(モル比Cr/(Mn+Cr+W)=0.
05、モル比W/(Mn+Cr+W)=0.02)を用
いて、実施例1と同様にして、マンガン原子に対して、
クロム5モル%とタングステン2モル%を置換固溶した
三二酸化マンガン粉体を得た。このクロムとタングステ
ンを固溶した三二酸化マンガン粉体8.14gと水酸化
リチウム一水和物4.20g(モル比Li/((Mn+
Cr+W)=1.00)を乳鉢に入れ、均一に混合し
た。得られた混合物を窒素雰囲気下、610℃で15時
間焼成して、マンガン原子に対して、クロム5モル%と
タングステン2モル%を置換したリチウムマンガン複合
酸化物(LiMn0.93Cr0.050.022 )を得た。こ
の生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二次粒子
相互の凝集を解いて、本発明によるリチウムマンガン複
合酸化物粒子状組成物とした。
Example 5 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, chromium nitrate nonahydrate 20.01 g, and tungsten oxide 4.64 g (molar ratio Cr / (Mn + Cr + W) = 0.
05, using the molar ratio W / (Mn + Cr + W) = 0.02), in the same manner as in Example 1,
A manganese trioxide powder obtained by displacing 5 mol% of chromium and 2 mol% of tungsten in a solid solution was obtained. 8.14 g of this manganese sesquioxide powder having a solid solution of chromium and tungsten and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate (molar ratio Li / ((Mn +
(Cr + W) = 1.00) was placed in a mortar and mixed uniformly. The obtained mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere, and lithium manganese composite oxide (LiMn 0.93 Cr 0.05 W 0.02 O 2) in which 5 mol% of chromium and 2 mol% of tungsten were substituted for manganese atoms. ) Got. This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0081】このリチウムマンガン複合酸化物粒子状組
成物のX線回折チャートを図2に示す(X線源はCuK
α線)。
FIG. 2 shows an X-ray diffraction chart of the lithium manganese composite oxide particulate composition (the X-ray source was CuK
α ray).

【0082】実施例6 炭酸マンガン(球状、粒径10μm)105.75gと
硝酸クロム九水和物20.01gと酸化タングステン
4.64gと硝酸アルミニウム九水和物3.75g(モ
ル比Cr/(Mn+Cr+W+Al)=0.05、モル
比W/(Mn+Cr+W+Al)=0.02、モル比A
l/(Mn+Cr+W+Al)=0.01)を用いて、
実施例1と同様にして、マンガン原子に対して、クロム
5モル%とタングステン2モル%とアルミニウム1モル
%を置換固溶した三二酸化マンガン粉体を得た。このク
ロムとタングステンとアルミニウムを固溶した三二酸化
マンガン粉体8.11gと水酸化リチウム一水和物4.
20g(モル比Li/(Mn+Cr+W+Al)=1.
00)を乳鉢に入れ、均一に混合した。得られた混合物
を窒素雰囲気下、610℃で15時間焼成して、マンガ
ン原子に対して、クロム5モル%とタングステン2モル
%とアルミニウム1モル%を置換したリチウムマンガン
複合酸化物(LiMn0.92Cr0.050.02Al
0.012 )を得た。この生成物をサンプルミルで約20
秒間粉砕し、二次粒子相互の凝集を解いて、本発明によ
るリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物とした。
Example 6 105.75 g of manganese carbonate (spherical, particle size: 10 μm), 20.01 g of chromium nitrate nonahydrate, 4.64 g of tungsten oxide and 3.75 g of aluminum nitrate nonahydrate (molar ratio: Cr / ( (Mn + Cr + W + Al) = 0.05, molar ratio W / (Mn + Cr + W + Al) = 0.02, molar ratio A
1 / (Mn + Cr + W + Al) = 0.01)
In the same manner as in Example 1, a manganese trioxide powder in which 5 mol% of chromium, 2 mol% of tungsten, and 1 mol% of aluminum were substituted with manganese atoms for solid solution was obtained. 3.11 g of manganese sesquioxide powder obtained by dissolving chromium, tungsten and aluminum and lithium hydroxide monohydrate
20 g (molar ratio Li / (Mn + Cr + W + Al) = 1.
00) was placed in a mortar and mixed homogeneously. The obtained mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere, and a lithium manganese composite oxide (LiMn 0.92 Cr) in which 5 mol% of chromium, 2 mol% of tungsten and 1 mol% of aluminum were substituted for manganese atoms. 0.05 W 0.02 Al
0.01 O 2 ). This product is put in a sample mill for about 20
The mixture was pulverized for 2 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0083】実施例7 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと酸化タングステ
ン4.64gと酢酸イットリウム四水和物3.38g
(モル比Cr/(Mn+Cr+W+Y)=0.05、モ
ル比W/(Mn+Cr+W+Y)=0.02、モル比Y
/(Mn+Cr+W+Y)=0.01)を用いて、実施
例1と同様にして、マンガン原子に対して、クロム5モ
ル%とタングステン2モル%とイットリウム1モル%を
置換固溶した三二酸化マンガン粉体を得た。このクロム
とタングステンとイットリウムを固溶した三二酸化マン
ガン粉体8.17gと水酸化リチウム一水和物4.20
g(モル比Li/(Mn+Cr+W+Y)=1.00)
を乳鉢に入れ、均一に混合した。得られた混合物を窒素
雰囲気下、610℃で15時間焼成して、マンガン原子
に対して、クロム5モル%とタングステン2モル%とイ
ットリウム1モル%を置換したリチウムマンガン複合酸
化物(LiMn0.92Cr0.050.020.012 )を得
た。この生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二
次粒子相互の凝集を解いて、本発明によるリチウムマン
ガン複合酸化物粒子状組成物とした。
Example 7 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, chromium nitrate nonahydrate 20.01 g, tungsten oxide 4.64 g, and yttrium acetate tetrahydrate 3.38 g
(Molar ratio Cr / (Mn + Cr + W + Y) = 0.05, molar ratio W / (Mn + Cr + W + Y) = 0.02, molar ratio Y
/(Mn+Cr+W+Y)=0.01) in the same manner as in Example 1 by replacing 5 mol% of chromium, 2 mol% of tungsten and 1 mol% of yttrium with manganese atoms and forming a solid solution. I got a body. 8.17 g of manganese trioxide powder obtained by dissolving chromium, tungsten and yttrium and lithium hydroxide monohydrate 4.20
g (molar ratio Li / (Mn + Cr + W + Y) = 1.00)
Was placed in a mortar and mixed evenly. The obtained mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere, and a lithium manganese composite oxide (LiMn 0.92 Cr) in which 5 mol% of chromium, 2 mol% of tungsten and 1 mol% of yttrium were substituted for manganese atoms. 0.05 W 0.02 Y 0.01 O 2 ). This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0084】実施例8 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと酸化タングステ
ン4.64gとモリブデン酸アンモニウム四水和物1.
77g(モル比Cr/(Mn+Cr+W+Mo)=0.
05、モル比W/(Mn+Cr+W+Mo)=0.0
2、モル比Mo/(Mn+Cr+W+Mo)=0.0
1)を用いて、実施例1と同様にして、マンガン原子に
対して、クロム5モル%とタングステン2モル%とモリ
ブデン1モル%を置換固溶した三二酸化マンガン粉体を
得た。このクロムとタングステンとモリブデンを固溶し
た三二酸化マンガン粉体8.18gと水酸化リチウム一
水和物4.20g(モル比Li/(Mn+Cr+W+M
o)=1.00)を乳鉢に入れ、均一に混合した。得ら
れた混合物を窒素雰囲気下、610℃で15時間焼成し
て、マンガン原子に対して、クロム5モル%とタングス
テン2モル%とモリブデン1モル%を置換したリチウム
マンガン複合酸化物(LiMn0.92Cr0.050.02Mo
0.012 )を得た。この生成物をサンプルミルで約20
秒間粉砕し、二次粒子相互の凝集を解いて、本発明によ
るリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物とした。
Example 8 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g of chromium nitrate nonahydrate, 4.64 g of tungsten oxide and ammonium molybdate tetrahydrate.
77 g (molar ratio Cr / (Mn + Cr + W + Mo) = 0.
05, molar ratio W / (Mn + Cr + W + Mo) = 0.0
2, molar ratio Mo / (Mn + Cr + W + Mo) = 0.0
Using 1), a manganese trioxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that 5 mol% of chromium, 2 mol% of tungsten, and 1 mol% of molybdenum were substituted and dissolved in manganese atoms. 8.18 g of this manganese trioxide powder in which chromium, tungsten, and molybdenum are dissolved and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate (molar ratio Li / (Mn + Cr + W + M)
o) = 1.00) was placed in a mortar and mixed homogeneously. The obtained mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere, and lithium manganese composite oxide (LiMn 0.92 Cr) in which chromium 5 mol%, tungsten 2 mol% and molybdenum 1 mol% were substituted for manganese atoms. 0.05 W 0.02 Mo
0.01 O 2 ). This product is put in a sample mill for about 20
The mixture was pulverized for 2 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0085】実施例9 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと酸化インジウム
2.78g(モル比Cr/(Mn+Cr+In)=0.
05、モル比In/(Mn+Cr+In)=0.02)
を用いて、実施例1と同様にして、マンガン原子に対し
て、クロム5モル%とインジウム2モル%を置換固溶し
た三二酸化マンガン粉体を得た。このクロムとインジウ
ムを固溶した三二酸化マンガン粉体8.00gと水酸化
リチウム一水和物4.20g(モル比Li/(Mn+C
r+In)=1.00)を乳鉢に入れ、均一に混合し
た。得られた混合物を窒素雰囲気下、610℃で15時
間焼成して、マンガン原子に対して、クロム5モル%と
インジウム2モル%を置換したリチウムマンガン複合酸
化物(LiMn0.93Cr0.05In0.022 )を得た。こ
の生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二次粒子
相互の凝集を解いて、本発明によるリチウムマンガン複
合酸化物粒子状組成物とした。
Example 9 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g of chromium nitrate nonahydrate and 2.78 g of indium oxide (molar ratio: Cr / (Mn + Cr + In) = 0.
05, molar ratio In / (Mn + Cr + In) = 0.02)
In the same manner as in Example 1, manganese trioxide powder was obtained in which 5 mol% of chromium and 2 mol% of indium were substituted and dissolved in manganese atoms. 8.00 g of this manganese sesquioxide powder in which chromium and indium were dissolved, and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate (molar ratio Li / (Mn + C)
(r + In) = 1.00) was placed in a mortar and mixed uniformly. The obtained mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere, and lithium manganese composite oxide (LiMn 0.93 Cr 0.05 In 0.02 O 2) in which 5 mol% of chromium and 2 mol% of indium were substituted for manganese atoms. ) Got. This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0086】実施例10 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと酸化インジウム
2.78gとバナジン酸アンモニウム1.17g(モル
比Cr/(Mn+Cr+In+V)=0.05、モル比
In/(Mn+Cr+In+V)=0.02、モル比V
/(Mn+Cr+In+V)=0.01)を用いて、実
施例1と同様にして、マンガン原子に対して、クロム5
モル%とインジウム2モル%とバナジウム1モル%を置
換固溶した三二酸化マンガン粉体を得た。このクロムと
インジウムとバナジウムとを固溶した三二酸化マンガン
粉体8.00gと水酸化リチウム一水和物4.20g
(モル比Li/(Mn+Cr+In+V)=1.00)
を乳鉢に入れ、均一に混合した。得られた混合物を窒素
雰囲気下、610℃で15時間焼成して、マンガン原子
に対して、クロム5モル%とインジウム2モル%とバナ
ジウム1モル%を置換したリチウムマンガン複合酸化物
(LiMn0.92Cr0.05In0.020.012 )を得た。
この生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二次粒
子相互の凝集を解いて、本発明によるリチウムマンガン
複合酸化物粒子状組成物とした。
Example 10 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, chromium nitrate nonahydrate, 20.01 g, indium oxide, 2.78 g, and ammonium vanadate 1.17 g (molar ratio Cr / (Mn + Cr + In + V) = 0.05, molar ratio In / (Mn + Cr + In + V) = 0.02, mol) Ratio V
/(Mn+Cr+In+V)=0.01) in the same manner as in Example 1 with respect to the manganese atom.
Thus, a manganese sesquioxide powder was obtained in which a solid solution was prepared by substituting mol%, indium 2 mol% and vanadium 1 mol%. 8.00 g of this manganese trioxide powder having a solid solution of chromium, indium and vanadium and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate
(Molar ratio Li / (Mn + Cr + In + V) = 1.00)
Was placed in a mortar and mixed evenly. The obtained mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere, and a lithium manganese composite oxide (LiMn 0.92 Cr) in which 5 mol% of chromium, 2 mol% of indium and 1 mol% of vanadium were substituted for manganese atoms. 0.05 In 0.02 V 0.01 O 2 ).
This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0087】実施例11 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと酸化インジウム
2.78gと硝酸ニッケル六水和物2.91g(モル比
Cr/(Mn+Cr+In+Ni)=0.05、モル比
In/(Mn+Cr+In+Ni)=0.02、モル比
Ni/(Mn+Cr+In+Ni)=0.01)を用い
て、実施例1と同様にして、マンガン原子に対して、ク
ロム5モル%とインジウム2モル%とニッケル1モル%
を置換固溶した三二酸化マンガンを得た。このクロムと
インジウムとニッケルを固溶した三二酸化マンガン8.
00gと水酸化リチウム一水和物4.20g(モル比L
i/(Mn+Cr+In+Ni)=1.00)を乳鉢に
入れ、均一に混合した。得られた混合物を窒素雰囲気
下、610℃で15時間焼成して、マンガン原子に対し
て、クロム5モル%とインジウム2モル%とニッケル1
モル%を置換したリチウムマンガン複合酸化物(LiM
0.92Cr0.05In0.02Ni0.012 )を得た。この生
成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二次粒子相互
の凝集を解いて、本発明によるリチウムマンガン複合酸
化物粒子状組成物とした。
Example 11 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, 20.01 g of chromium nitrate nonahydrate, 2.78 g of indium oxide, and 2.91 g of nickel nitrate hexahydrate (molar ratio: Cr / (Mn + Cr + In + Ni) = 0.05, molar ratio: In / (Mn + Cr + In + Ni) = 0. 02, a molar ratio of Ni / (Mn + Cr + In + Ni) = 0.01) and 5 mol% of chromium, 2 mol% of indium and 1 mol% of nickel with respect to manganese atoms in the same manner as in Example 1.
Was obtained as a solid solution. 7. Manganese sesquioxide in which chromium, indium and nickel are dissolved 8.
00 g and lithium hydroxide monohydrate 4.20 g (molar ratio L
i / (Mn + Cr + In + Ni) = 1.00) was placed in a mortar and mixed uniformly. The obtained mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere to obtain 5 mol% of chromium, 2 mol% of indium, and 1 mol of nickel based on manganese atoms.
Mol% substituted lithium manganese composite oxide (LiM
n 0.92 Cr 0.05 In 0.02 Ni 0.01 O 2 ). This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0088】実施例12 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと酸化インジウム
2.78gとモリブデン酸アンモニウム四水和物1.7
8g(モル比Cr/(Mn+Cr+In+Mo)=0.
05、モル比In/(Mn+Cr+In+Mo)=0.
02、モル比Mo/(Mn+Cr+In+Mo)=0.
01)を用いて、実施例1と同様にして、マンガン原子
に対して、クロム5モル%とインジウム2モル%とモリ
ブデン1モル%を置換固溶した三二酸化マンガン粉体を
得た。このクロムとインジウムとモリブデンを固溶した
三二酸化マンガン粉体8.04gと水酸化リチウム一水
和物4.20g(モル比Li/(Mn+Cr+In+M
o)=1.00)を乳鉢に入れ、均一に混合した。得ら
れた混合物を窒素雰囲気下、610℃で15時間焼成し
て、マンガン原子に対して、クロム5モル%とインジウ
ム2モル%とモリブデン1モル%を置換したリチウムマ
ンガン複合酸化物(LiMn0.92Cr0.05In0.02Mo
0.012 )を得た。この生成物をサンプルミルで約20
秒間粉砕し、二次粒子相互の凝集を解いて、本発明によ
るリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物とした。
Example 12 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, chromium nitrate nonahydrate 20.01 g, indium oxide 2.78 g, and ammonium molybdate tetrahydrate 1.7
8 g (molar ratio: Cr / (Mn + Cr + In + Mo) = 0.
05, molar ratio In / (Mn + Cr + In + Mo) = 0.
02, molar ratio Mo / (Mn + Cr + In + Mo) = 0.
01), a manganese trioxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that 5 mol% of chromium, 2 mol% of indium, and 1 mol% of molybdenum were substituted and dissolved in manganese atoms. 8.04 g of this manganese trioxide powder in which chromium, indium and molybdenum are dissolved, and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate (molar ratio Li / (Mn + Cr + In + M)
o) = 1.00) was placed in a mortar and mixed homogeneously. The obtained mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere, and lithium manganese composite oxide (LiMn 0.92 Cr) in which 5 mol% of chromium, 2 mol% of indium and 1 mol% of molybdenum were substituted for manganese atoms. 0.05 In 0.02 Mo
0.01 O 2 ). This product is put in a sample mill for about 20
The mixture was pulverized for 2 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0089】実施例13 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)105.75
gと硝酸クロム九水和物20.01gと酸化インジウム
2.78gと酸化タングステン2.32g(モル比Cr
/(Mn+Cr+In+W)=0.05、モル比In/
(Mn+Cr+In+W)=0.02、モル比W/(M
n+Cr+In+W)=0.01)を用いて、実施例1
と同様にして、マンガン原子に対して、クロム5モル%
とインジウム2モル%とタングステン1モル%を置換固
溶した三二酸化マンガン粉体を得た。このクロムとイン
ジウムとタングステンを固溶した三二酸化マンガン粉体
8.13gと水酸化リチウム一水和物4.20g(モル
比Li/(Mn+Cr+In+W)=1.00)を乳鉢
に入れ、均一に混合した。得られた混合物を窒素雰囲気
下、610℃で15時間焼成して、マンガン原子に対し
て、クロム5モル%とインジウム2モル%とタングステ
ン1モル%を置換したリチウムマンガン複合酸化物(L
iMn0.92Cr0.05In0.020.012 )を得た。この
生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二次粒子相
互の凝集を解いて、本発明によるリチウムマンガン複合
酸化物粒子状組成物とした。
Example 13 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 105.75
g, chromium nitrate nonahydrate 20.01 g, indium oxide 2.78 g, and tungsten oxide 2.32 g (molar ratio Cr
/(Mn+Cr+In+W)=0.05, molar ratio In /
(Mn + Cr + In + W) = 0.02, molar ratio W / (M
Example 1 using (n + Cr + In + W) = 0.01)
In the same manner as above, chromium is 5 mol% based on manganese atoms.
And 2 mol% of indium and 1 mol% of tungsten were substituted to obtain a solid solution of manganese trioxide. 8.13 g of this manganese sesquioxide powder in which chromium, indium and tungsten are dissolved, and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate (molar ratio Li / (Mn + Cr + In + W) = 1.00) are placed in a mortar and mixed uniformly. did. The obtained mixture was calcined at 610 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere, and a lithium manganese composite oxide (L) in which 5 mol% of chromium, 2 mol% of indium and 1 mol% of tungsten were substituted for manganese atoms.
iMn 0.92 Cr 0.05 In 0.02 W 0.01 O 2 ) was obtained. This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention.

【0090】比較例1 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)114.95
gをアルミナ製坩堝に入れ、大気中、1150℃で4時
間焼成した後、冷却し、得られた塊状物を粉砕し、更
に、酸素雰囲気下、800℃で10時間焼成して、三二
酸化マンガン粉体を得た。この三二酸化マンガン粉体
7.89gと水酸化リチウム一水和物4.20g(モル
比Li/Mn=1.00)を乳鉢に入れ、均一に混合し
た後、窒素雰囲気下、575℃で15時間焼成して、リ
チウムマンガン複合酸化物(LiMnO2 )を得た。こ
の生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二次粒子
相互の凝集を解いて、比較例によるリチウムマンガン複
合酸化物粒子状組成物とした。
Comparative Example 1 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 114.95
g in an alumina crucible and fired in the air at 1150 ° C. for 4 hours, then cooled, pulverized the obtained lump, and further fired in an oxygen atmosphere at 800 ° C. for 10 hours to obtain manganese trioxide A powder was obtained. 7.89 g of this manganese trioxide powder and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate (molar ratio Li / Mn = 1.00) were placed in a mortar, mixed uniformly, and then mixed at 575 ° C. in a nitrogen atmosphere at 575 ° C. After calcination for a time, a lithium manganese composite oxide (LiMnO 2 ) was obtained. This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to a comparative example.

【0091】このリチウムマンガン複合酸化物のX線回
折チャートを図2に示す(X線源はCuKα線)。
FIG. 2 shows an X-ray diffraction chart of the lithium-manganese composite oxide (the X-ray source is CuKα ray).

【0092】比較例2 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)111.50
gと硝酸ニッケル六水和物8.72g(モル比Ni/
(Mn+Ni)=0.03)を用いて、実施例1と同様
にして、マンガン原子に対して、ニッケル3モル%を置
換固溶した三二酸化マンガン粉体を得た。このニッケル
を固溶した三二酸化マンガン粉体7.91gと水酸化リ
チウム一水和物4.20g(モル比Li/(Mn+N
i)=1.00)を乳鉢に入れ、均一に混合した後、窒
素雰囲気下、575℃で15時間焼成して、マンガン原
子に対して、ニッケル3モル%を置換したリチウムマン
ガン複合酸化物(LiMn0.97Ni0.032 )を得た。
この生成物をサンプルミルで約20秒間粉砕し、二次粒
子相互の凝集を解いて、比較例によるリチウムマンガン
複合酸化物粒子状組成物とした。
Comparative Example 2 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 111.50
g and nickel nitrate hexahydrate 8.72 g (molar ratio Ni /
Using (Mn + Ni) = 0.03), a manganese trioxide powder in which 3 mol% of nickel was substituted and dissolved in manganese atoms was obtained in the same manner as in Example 1. 7.91 g of this manganese trioxide powder having nickel dissolved therein and 4.20 g of lithium hydroxide monohydrate (molar ratio Li / (Mn + N
i) = 1.00) was placed in a mortar, mixed uniformly, and then calcined at 575 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere to replace lithium manganese composite oxide (3 mol% of nickel with respect to manganese atoms). LiMn 0.97 Ni 0.03 O 2 ) was obtained.
This product was pulverized with a sample mill for about 20 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to a comparative example.

【0093】比較例3 炭酸マンガン(球状、平均粒径10μm)111.50
gとモリブデン酸アンモニウム四水和物5.30g(モ
ル比Mo/(Mn+Mo)=0.03)を用いて、実施
例1と同様にして、マンガン原子に対して、モリブデン
3モル%を置換固溶した三二酸化マンガン粉体を得た。
このモリブデンを固溶した三二酸化マンガン粉体8.0
2gと水酸化リチウム一水和物4.20g(モル比Li
/(Mn+Mo)=1.00)を乳鉢に入れ、均一に混
合した後、窒素雰囲気下、610℃で15時間焼成し
て、マンガン原子に対して、モリブデン3モル%を置換
したリチウムマンガン複合酸化物(LiMn0.97Mo
0.032 )を得た。この生成物をサンプルミルで約20
秒間粉砕し、二次粒子相互の凝集を解いて、比較例によ
るリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物とした。
Comparative Example 3 Manganese carbonate (spherical, average particle size 10 μm) 111.50
g and 5.30 g of ammonium molybdate tetrahydrate (molar ratio Mo / (Mn + Mo) = 0.03), 3% by mole of molybdenum was substituted with manganese atom in the same manner as in Example 1. A dissolved manganese trioxide powder was obtained.
This molybdenum solid solution of manganese trioxide powder 8.0
2 g and lithium hydroxide monohydrate 4.20 g (molar ratio Li
/(Mn+Mo)=1.00) is placed in a mortar, mixed uniformly, and then calcined at 610 ° C. for 15 hours in a nitrogen atmosphere to replace lithium manganese with 3 mol% of molybdenum with respect to manganese atoms. (LiMn 0.97 Mo
0.03 O 2 ). This product is put in a sample mill for about 20
The mixture was crushed for 2 seconds to disperse the secondary particles from each other to obtain a lithium manganese composite oxide particulate composition according to a comparative example.

【0094】上記実施例1〜13と比較例1〜3による
それぞれのリチウムマンガン複合酸化物組成物中の置換
元素種とその置換量、リチウム量論比及び焼成温度を表
1に示す。また、リチウムマンガン複合酸化物組成物の
それぞれの結晶相、強度比R、タップ密度、比表面積及
びSEM平均粒径を表2に示す。ここに、上記強度比R
は、X線回折チャートにおける強度比I(斜方晶)/I
(単斜晶)、即ち、LiMnO2 (JCPDSカードN
o.35−0749)の(010)面とLiMnO
2 (M. Tabuchi et al., J. Electrochem. Soc., Vol.
145, L49) の(001)面のピーク強度比である。結
晶相の同定は、粉末X線回折装置(理学電機(株)製R
AD 2C、X線源CuKα線)を用いて行った。
The substitution element species in each lithium manganese composite oxide composition according to Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 3, the substitution amount thereof, the stoichiometric ratio of lithium and the firing temperature are shown in Table 1. Table 2 shows the crystal phase, strength ratio R, tap density, specific surface area, and SEM average particle size of each lithium manganese composite oxide composition. Here, the intensity ratio R
Is the intensity ratio I (rhombic) / I in the X-ray diffraction chart.
(Monoclinic), that is, LiMnO 2 (JCPDS card N
o. 35-0749) (010) plane and LiMnO
2 (M. Tabuchi et al., J. Electrochem. Soc., Vol.
145, L49) of the (001) plane. The identification of the crystal phase is performed using a powder X-ray diffractometer (Rigaku Denki Co., Ltd. R
AD2C, X-ray source CuKα ray).

【0095】[0095]

【表1】 [Table 1]

【0096】[0096]

【表2】 [Table 2]

【0097】実施例14 実施例2、実施例5、実施例9及び比較例1で得られた
リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物のそれぞれを
正極活物質とする試験用のリチウムイオン二次電池を作
製して、電池特性の評価を行った。
Example 14 A lithium ion secondary battery for testing using each of the lithium manganese composite oxide particulate compositions obtained in Example 2, Example 5, Example 9 and Comparative Example 1 as a positive electrode active material. Was prepared, and the battery characteristics were evaluated.

【0098】即ち、それぞれの活物質をアセチレンブラ
ック(導電助剤)とポリテトラフルオロエチレン樹脂
(結着剤)と共に乳鉢で均一に混合して合剤を調製し
た。これを加圧プレスにて直径16mmの円板に型抜き
し、真空乾燥して、正極とした。負極として金属リチウ
ム箔を、また、セパレータとしてポリプロピレン樹脂膜
(商品名セルガード)を用いた。電解液は、EC/DM
C(1/1)混合物に過塩素酸リチウムを1モル/L濃
度で溶解させて調製し、これをセパレータに含浸させ
た。これらの構成要素を図1に示すような充放電試験用
のリチウムイオン二次電池に組み立てた。
That is, each active material was uniformly mixed in a mortar with acetylene black (conductive agent) and polytetrafluoroethylene resin (binder) to prepare a mixture. This was punched out into a disk having a diameter of 16 mm by a pressure press, and vacuum-dried to obtain a positive electrode. A metal lithium foil was used as the negative electrode, and a polypropylene resin film (Certgard) was used as the separator. Electrolyte is EC / DM
Lithium perchlorate was dissolved and dissolved in a C (1/1) mixture at a concentration of 1 mol / L, and this was impregnated into a separator. These components were assembled into a lithium ion secondary battery for a charge / discharge test as shown in FIG.

【0099】このようにして組み立てたそれぞれの電池
について、充放電試験を行った。充放電条件は電流密度
0.2mA/cm2 、カットオフ電圧は上限4.3V、
下限は2.0Vとした。放電容量の推移即ち、サイクル
特性を図3に示す。
A charge / discharge test was performed on each of the batteries assembled as described above. The charge and discharge conditions were a current density of 0.2 mA / cm 2 , a cutoff voltage of an upper limit of 4.3 V,
The lower limit was 2.0V. FIG. 3 shows the transition of the discharge capacity, that is, the cycle characteristics.

【0100】本発明によるリチウムマンガン複合酸化物
粒子状組成物を正極活物質として用いたリチウムイオン
二次電池は、いずれの放電容量も、20サイクル後にお
いても、初期容量と殆ど変わらず、高い放電容量を保持
している。特に、実施例5によるリチウムマンガン複合
酸化物粒子状組成物を正極活物質として用いたリチウム
イオン二次電池は、初期放電容量も安定している。
In the lithium ion secondary battery using the lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention as a positive electrode active material, any of the discharge capacities was almost the same as the initial capacity even after 20 cycles, and a high discharge capacity was obtained. Holding capacity. In particular, the lithium ion secondary battery using the lithium manganese composite oxide particulate composition according to Example 5 as a positive electrode active material has a stable initial discharge capacity.

【0101】[0101]

【発明の効果】以上のように、本発明によるリチウムマ
ンガン複合酸化物粒子状組成物を正極活物質とするリチ
ウムイオン二次電池によれば、高い放電容量を得ること
ができ、しかも、サイクル毎の放電容量が安定してい
る。
As described above, according to the lithium ion secondary battery using the lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention as a positive electrode active material, a high discharge capacity can be obtained, and moreover, each cycle can be obtained. Discharge capacity is stable.

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

【図1】は、リチウムイオン二次電池の一例を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a lithium ion secondary battery.

【図2】は、実施例2、実施例5及び比較例1によるリ
チウムマンガン複合酸化物粒子状組成物のX線回折チャ
ートである。
FIG. 2 is an X-ray diffraction chart of a lithium manganese composite oxide particulate composition according to Example 2, Example 5, and Comparative Example 1.

【図3】は、本発明によるリチウムマンガン複合酸化物
粒子状組成物を正極活物質として用いたリチウムイオン
二次電池のサイクル毎の放電容量を示すグラフであり、
比較例によるリチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物
を正極活物質として用いたリチウムイオン二次電池のサ
イクル毎の放電容量と共に示す。
FIG. 3 is a graph showing a discharge capacity per cycle of a lithium ion secondary battery using a lithium manganese composite oxide particulate composition according to the present invention as a positive electrode active material,
7 shows the discharge capacity of each cycle of a lithium ion secondary battery using a lithium manganese composite oxide particulate composition according to a comparative example as a positive electrode active material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:正極 2:負極 3:セパレータ 4:電池容器 5:正極集電体 6:正極用リード線 7:負極集電体 8:負極用リード線 1: Positive electrode 2: Negative electrode 3: Separator 4: Battery container 5: Positive current collector 6: Positive lead wire 7: Negative current collector 8: Negative lead wire

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 10/40 H01M 10/40 Z (72)発明者 矢野 誠一 大阪府堺市戎島町5丁1番地 堺化学工業 株式会社内 Fターム(参考) 4G048 AA04 AA05 AB01 AB05 AC06 AD04 AD06 AE05 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL06 AL12 AM02 AM03 AM04 AM07 CJ02 CJ08 CJ28 DJ16 DJ17 EJ04 EJ12 HJ02 HJ05 HJ07 HJ08 HJ13 5H050 AA07 AA08 BA17 CA09 CB07 CB11 EA10 EA24 FA17 FA19 GA02 GA10 GA27 HA02 HA05 HA07 HA08 HA13 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01M 10/40 H01M 10/40 Z (72) Inventor Seiichi Yano 5-1-1 Ebisshima-cho, Sakai-shi, Osaka Sakai Chemical Co., Ltd. In-house F-term (reference) 4G048 AA04 AA05 AB01 AB05 AC06 AD04 AD06 AE05 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL06 AL12 AM02 AM03 AM04 AM07 CJ02 CJ08 CJ28 DJ16 DJ17 EJ04 EJ12 HJ02 HJ05 HJ07 HJ08 HJ13 5H050 AA07 FAB07A17A07A17A GA10 GA27 HA02 HA05 HA07 HA08 HA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式(I) Lix Mn1-a-b Cra b y (式中、MはB、Mg、Al、Si、Sc、Ti、V、
Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、N
b、Mo、Ru、Sn、Sb、Hf、Ta、Pb及び希
土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素
を示し、x、y、a及びbはそれぞれ、 0.8≦x≦1.2、 1.8≦y≦2.4、 0<a≦0.2、 0≦b≦0.2 を満たす数である。)で表される複合酸化物であって、
晶系が単斜晶である複合酸化物からなるか、又は晶系が
単斜晶である複合酸化物と晶系が斜方晶である複合酸化
物との混合物からなり、X線回折におけるI(斜方晶)
/I(単斜晶)にて定義される強度比Rが0〜0.3の
範囲にあることを特徴とするリチウムマンガン複合酸化
物粒子状組成物。
1. A compound of the general formula (I) Li x Mn 1-ab C a M b O y wherein M is B, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V,
Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, N
b, Mo, Ru, Sn, Sb, Hf, Ta, Pb and at least one element selected from the group consisting of rare earth elements, wherein x, y, a and b are respectively 0.8 ≦ x ≦ 1. 2, 1.8 ≦ y ≦ 2.4, 0 <a ≦ 0.2, and 0 ≦ b ≦ 0.2. A) a composite oxide represented by
A composite oxide having a monoclinic crystal system or a mixture of a composite oxide having a monoclinic crystal system and a composite oxide having an orthorhombic crystal system. (Orthorhombic)
/ I (monoclinic) wherein the intensity ratio R is in the range of 0 to 0.3.
【請求項2】一般式(II) Lix Mn1-a-b Cra b c y (式中、MはB、Mg、Al、Si、Sc、Ti、V、
Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、N
b、Mo、Ru、Sn、Sb、Hf、Ta、Pb及び希
土類元素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素
を示し、NはIn及びWよりなる群から選ばれる少なく
とも1種の元素を示し、x、y、a、b及びcはそれぞ
れ、 0.8≦x≦1.2、 1.8≦y≦2.7、 0<a≦0.2、 0≦b≦0.2、 0<c≦0.2 を満たす数である。)で表される複合酸化物であって、
晶系が単斜晶である複合酸化物からなるか、又は晶系が
単斜晶である複合酸化物と晶系が斜方晶である複合酸化
物との混合物からなり、X線回折におけるI(斜方晶)
/I(単斜晶)にて定義される強度比Rが0〜0.3の
範囲にあることを特徴とするリチウムマンガン複合酸化
物粒子状組成物。
2. The general formula (II): Li x Mn 1-ab C a M b N c O y (where M is B, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V,
Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Y, Zr, N
b, Mo, Ru, Sn, Sb, Hf, Ta, Pb and at least one element selected from the group consisting of rare earth elements; N represents at least one element selected from the group consisting of In and W; , X, y, a, b and c are respectively 0.8 ≦ x ≦ 1.2, 1.8 ≦ y ≦ 2.7, 0 <a ≦ 0.2, 0 ≦ b ≦ 0.2, 0 <C ≦ 0.2. A) a composite oxide represented by
A composite oxide having a monoclinic crystal system or a mixture of a composite oxide having a monoclinic crystal system and a composite oxide having an orthorhombic crystal system. (Orthorhombic)
/ I (monoclinic), wherein the intensity ratio R defined in the range of 0 to 0.3 is a lithium manganese composite oxide particulate composition.
【請求項3】MがAl、V、Co、Ni、Y、Mo及び
Euよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であ
る請求項1又は2に記載のリチウムマンガン複合酸化物
粒子状組成物。
3. The lithium manganese composite oxide particulate composition according to claim 1, wherein M is at least one element selected from the group consisting of Al, V, Co, Ni, Y, Mo and Eu. .
【請求項4】比表面積が0.1〜6.0m2 /gである
請求項1から3のいずれかに記載のリチウムマンガン複
合酸化物粒子状組成物。
4. The lithium manganese composite oxide particulate composition according to claim 1, which has a specific surface area of 0.1 to 6.0 m 2 / g.
【請求項5】タップ密度が1.4〜2.4g/ccであ
る請求項1から3のいずれかに記載のリチウムマンガン
複合酸化物粒子状組成物。
5. The lithium manganese composite oxide particulate composition according to claim 1, having a tap density of 1.4 to 2.4 g / cc.
【請求項6】SEM観察による二次粒子の粒子径が2〜
50μmの範囲にあり、その粒子の形状が球状である請
求項1から3のいずれかに記載のリチウムマンガン複合
酸化物粒子状組成物。
6. A secondary particle having a particle size of 2 to 2 as observed by SEM observation.
The lithium manganese composite oxide particulate composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the composition is in a range of 50 µm and the shape of the particles is spherical.
【請求項7】リチウム化合物と3価のマンガン化合物と
クロム化合物と元素Mの化合物(マンガンとクロムと元
素Mの3つの元素の化合物のうち、2つ以上の元素の化
合物が固溶体化合物であってもよい。)を混合して混合
物を得る第1工程と、上記混合物を不活性ガス雰囲気下
で焼成する第2工程とからなることを特徴とする請求項
1、3から6のいずれかに記載のリチウムマンガン複合
酸化物粒子状組成物の製造方法。
7. A compound of a lithium compound, a trivalent manganese compound, a chromium compound and an element M (a compound of two or more elements of a compound of three elements of manganese, chromium and an element M is a solid solution compound). 7. The method according to claim 1, comprising a first step of obtaining a mixture by mixing the mixture and a second step of firing the mixture in an inert gas atmosphere. Production method of the lithium manganese composite oxide particulate composition.
【請求項8】リチウム化合物と3価のマンガン化合物と
クロム化合物と元素Mの化合物と元素Nの化合物(マン
ガンとクロムと元素Mと元素Nの4つの元素の化合物の
うち、2つ以上の元素の化合物が固溶体化合物であって
もよい。)を混合して混合物を得る第1工程と、上記混
合物を不活性ガス雰囲気下で焼成する第2工程とからな
ることを特徴とする請求項2から6のいずれかに記載の
リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物の製造方法。
8. A compound of a lithium compound, a trivalent manganese compound, a chromium compound, a compound of an element M, and a compound of an element N (two or more of the compounds of the four elements of manganese, chromium, the element M, and the element N) Wherein said compound may be a solid solution compound), and a second step of firing said mixture under an inert gas atmosphere to obtain a mixture. 7. The method for producing a lithium manganese composite oxide particulate composition according to any one of 6.
【請求項9】リチウム化合物が水酸化リチウム、炭酸リ
チウム及び硝酸リチウムよりなる群から選ばれる少なく
とも1種であり、3価のマンガン化合物が三二酸化マン
ガン又はオキシ水酸化マンガンであり、固溶体化合物が
酸化物である請求項7又は8に記載のリチウムマンガン
複合酸化物粒子状組成物の製造方法。
9. The lithium compound is at least one selected from the group consisting of lithium hydroxide, lithium carbonate and lithium nitrate, the trivalent manganese compound is manganese trioxide or manganese oxyhydroxide, and the solid solution compound is oxidized. The method for producing a lithium manganese composite oxide particulate composition according to claim 7 or 8, which is a product.
【請求項10】正極と負極と電解質を備えたリチウムイ
オン二次電池において、正極活物質として請求項1から
6のいずれかに記載のリチウムマンガン複合酸化物粒子
状組成物を用いてなるリチウムイオン二次電池。
10. A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte, wherein the lithium manganese composite oxide particulate composition according to any one of claims 1 to 6 is used as a positive electrode active material. Rechargeable battery.
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