JP2002326818A - Production method of slurry and production method of lithium transition metal compound oxide - Google Patents
Production method of slurry and production method of lithium transition metal compound oxideInfo
- Publication number
- JP2002326818A JP2002326818A JP2001137299A JP2001137299A JP2002326818A JP 2002326818 A JP2002326818 A JP 2002326818A JP 2001137299 A JP2001137299 A JP 2001137299A JP 2001137299 A JP2001137299 A JP 2001137299A JP 2002326818 A JP2002326818 A JP 2002326818A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound
- slurry
- lithium
- transition metal
- aluminum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム元素と遷
移金属元素とアルミニウム元素とを含有するスラリーの
調整方法に関する。詳しくは、リチウム二次電池の正極
活物質に好適に使用されるリチウム遷移金属複合酸化物
の製造、及びそのために使用するスラリーの製造方法に
関する。[0001] The present invention relates to a method for preparing a slurry containing a lithium element, a transition metal element and an aluminum element. More specifically, the present invention relates to a method for producing a lithium transition metal composite oxide suitably used as a positive electrode active material of a lithium secondary battery, and a method for producing a slurry used therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】実際に使用可能なリチウム二次電池を提
供し得る正極活物質として、リチウム遷移金属複合酸化
物が有望視されている。このリチウム遷移金属複合酸化
物の中でも、遷移金属としてコバルト、ニッケル、マン
ガンを使用する、リチウムコバルト複合酸化物、リチウ
ムニッケル複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物を
正極活物質とすると、高性能な電池特性が得られること
も知られている。さらに、リチウム遷移金属複合酸化物
の安定化や高容量化、安全性向上、高温での電池特性の
改良のために、遷移金属サイトの一部をアルミニウム元
素等の他元素で置換したリチウム遷移金属複合酸化物を
用いることも知られている。例えば、リチウム遷移金属
複合酸化物としてスピネル型リチウムマンガン酸化物L
iMn2O4の場合では、Mn価数は形式上3.5価であ
り、3価と4価が半々ずつ混在している状態であるが、
このMn価数より小さい価数の他の遷移金属でMnサイ
トの一部を置換することにより、ヤーンテラー歪みのあ
るMn3価を減少させて結晶構造を安定化させ、最終的
にサイクル特性等の電池特性を向上させることができ
る。尚、本発明における「リチウム遷移金属複合酸化
物」は、「遷移金属サイトの一部をアルミニウム元素等
の他元素で置換したリチウム遷移金属複合酸化物」をも
包含する概念を表す。2. Description of the Related Art As a positive electrode active material capable of providing a practically usable lithium secondary battery, a lithium transition metal composite oxide is expected to be promising. Among these lithium transition metal composite oxides, cobalt, nickel, and manganese are used as transition metals. When lithium cobalt composite oxide, lithium nickel composite oxide, and lithium manganese composite oxide are used as a positive electrode active material, a high-performance battery It is also known that properties can be obtained. Furthermore, in order to stabilize and increase the capacity of lithium transition metal composite oxides, improve safety, and improve battery characteristics at high temperatures, the lithium transition metal in which part of the transition metal site is replaced with another element such as aluminum element It is also known to use composite oxides. For example, as a lithium transition metal composite oxide, spinel type lithium manganese oxide L
In the case of iMn 2 O 4 , the Mn valence is 3.5 in form, and trivalent and tetravalent are mixed in a half-and-half manner.
By substituting a part of the Mn site with another transition metal having a valence less than this Mn valence, Mn trivalent with Jahn-Teller distortion is reduced to stabilize the crystal structure, and finally a battery having cycle characteristics and the like. The characteristics can be improved. The “lithium transition metal composite oxide” in the present invention represents a concept that also includes “lithium transition metal composite oxide in which a part of the transition metal site is substituted with another element such as aluminum element”.
【0003】遷移金属サイトの一部を他元素、例えばア
ルミニウム元素で置換したリチウム遷移金属複合酸化物
を製造する方法としては、原料となる固体状のリチウム
化合物、遷移金属化合物、アルミニウム元素を含有する
アルミニウム化合物等を混合・焼成処理する乾式法や、
上記リチウム化合物、遷移金属化合物、アルミニウム化
合物等を水等の分散媒に分散させたスラリーを噴霧乾燥
させた後に焼成処理する方法等様々なものを挙げること
ができる。これらの製造法中、上記元素成分を含むスラ
リーを噴霧乾燥させた後に焼成処理する方法は、リチウ
ム遷移金属複合酸化物を球状に造粒でき、充填密度を高
く(単位容積あたりのエネルギー密度を高く)すること
ができる利点を有する。換言すれば、上記方法により製
造したリチウム遷移金属複合酸化物を用いれば、乾式法
で製造したリチウム遷移金属複合酸化物を用いる場合と
比較して、同じ大きさの電池を製造した場合は、高容量
の電池が得られ、又同じエネルギー容量の電池の場合
は、小型化が可能となる等の利点がある。[0003] As a method for producing a lithium transition metal composite oxide in which a part of the transition metal site is substituted by another element, for example, an aluminum element, a solid lithium compound, a transition metal compound, and an aluminum element which are raw materials are contained. A dry method of mixing and firing aluminum compounds, etc.,
Various methods can be used, such as a method in which a slurry in which the lithium compound, transition metal compound, aluminum compound, or the like is dispersed in a dispersion medium such as water is spray-dried and then subjected to a baking treatment. In these production methods, a method of performing a baking treatment after spray-drying a slurry containing the above-mentioned elemental component can granulate the lithium-transition metal composite oxide into a spherical form and increase the packing density (energy density per unit volume is increased). ) Can have the advantage. In other words, when the lithium transition metal composite oxide manufactured by the above method is used, when a battery of the same size is manufactured as compared with the case where the lithium transition metal composite oxide manufactured by the dry method is used, a high level is obtained. A battery having a capacity is obtained, and a battery having the same energy capacity has advantages such as downsizing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ム遷移金属複合酸化物の製造に、上記のスラリーを噴霧
乾燥させた後に焼成処理をする方法を用いる場合、リチ
ウム化合物、遷移金属化合物、アルミニウム化合物等を
水等の分散媒に分散させたスラリーを調製するが、その
際スラリーの保存安定性が悪化する問題が生じることが
本発明者の検討の結果明らかとなった。即ち、スラリー
を製造後放置しておくと、スラリー内の粒子の凝集が起
こり、スラリーの粘度が上昇するのである。この粘度上
昇によって、噴霧乾燥後の粒子径が不安定になったり、
最終的には噴霧乾燥ができなくなるなど、スラリーの取
り扱いが容易ではなく、工業的な操作に支障を生ずるの
である。更に、上記の様なリチウム遷移金属複合酸化物
の製造法を実施する工業的操作においては、スラリー調
製の時間と手間を省き、しかも需用者の要求に応じて必
要な都度、必要量を製造することが考えられ、そのため
には予めスラリーを調製して長期間保存しておき、その
一部又は全部を必要に応じて噴霧乾燥に供し、焼成処理
するのが一般的であるので、この意味においてもスラリ
ーの保存安定性は必要とされるのである。However, in the case of using a method of spray-drying the above slurry and then performing a baking treatment for the production of the lithium transition metal composite oxide, lithium compounds, transition metal compounds, aluminum compounds and the like are used. A slurry dispersed in a dispersion medium such as water is prepared, and the present inventors have found that the storage stability of the slurry may be deteriorated. That is, if the slurry is left to stand after the production, the particles in the slurry aggregate, and the viscosity of the slurry increases. Due to this increase in viscosity, the particle size after spray drying becomes unstable,
Ultimately, the slurry cannot be easily handled, for example, spray drying cannot be performed, and this hinders industrial operation. Further, in the industrial operation for carrying out the method for producing a lithium transition metal composite oxide as described above, the time and labor for preparing the slurry can be saved, and the required amount can be produced each time it is required according to the demand of the user. For this purpose, it is common practice to prepare a slurry in advance and store it for a long period of time, and to spray or dry a part or all of the slurry as necessary, and to perform a baking treatment. In this case, the storage stability of the slurry is required.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者は、増粘の問題
を生ぜず、安定したスラリーを製造する方法について鋭
意検討した結果、増粘はリチウム化合物とアルミニウム
化合物の共存により生ずることを知得した。そして、リ
チウム化合物とアルミニウム化合物とが共存する時間を
できる限り短くすること、つまり、具体的には、(1)リ
チウム化合物と遷移金属化合物とのスラリーを調製した
後、これにアルミニウム化合物を添加するか、アルミニ
ウム化合物と遷移金属化合物とのスラリーにリチウム化
合物を添加する、(2)リチウム化合物とアルミニウム化
合物とが共存してから乾燥等の次工程迄の時間をできる
だけ短くすることによって上記問題点が解決できること
を見出し本発明を完成した。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on a method for producing a stable slurry without causing the problem of thickening, and as a result, have found that thickening is caused by the coexistence of a lithium compound and an aluminum compound. I got it. Then, to minimize the time during which the lithium compound and the aluminum compound coexist as much as possible, specifically, (1) After preparing a slurry of the lithium compound and the transition metal compound, add the aluminum compound thereto Alternatively, the above problem is solved by adding a lithium compound to a slurry of an aluminum compound and a transition metal compound, and (2) minimizing the time from the coexistence of the lithium compound and the aluminum compound to the next step such as drying. The inventors have found that the present invention can be solved and completed the present invention.
【0006】本発明は、リチウム遷移金属複合酸化物の
製造に適したスラリーの製造方法を提供することにあ
り、その第1の要旨は、リチウム化合物、遷移金属化合
物及びアルミニウム化合物を含有するスラリーを製造す
るに当たり、リチウム化合物及びアルミニウム化合物の
いずれか一方の化合物と遷移金属化合物とを含むスラリ
ーを成し、次いで他方のリチウム化合物又はアルミニウ
ム化合物を添加することを特徴とするスラリーの製造方
法に存し、他の要旨は、該製造方法で得られたスラリー
を噴霧乾燥し、これを焼成処理に供することを特徴とす
るリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法に存し、更に
他の要旨は、リチウム化合物、遷移金属化合物、及びア
ルミニウム化合物を含有するスラリーを調製した後、該
スラリーを乾燥及び焼成することよりなるリチウム遷移
金属複合酸化物の製造方法であって、前記スラリーの調
製時に上記リチウム化合物と上記アルミニウム化合物と
を含有させてから、前記乾燥を開始するまでの時間を5
00時間以内とすることを特徴とするリチウム遷移金属
複合酸化物の製造方法に存する。An object of the present invention is to provide a method for producing a slurry suitable for producing a lithium transition metal composite oxide. A first gist of the present invention is to provide a slurry containing a lithium compound, a transition metal compound and an aluminum compound. In the production, a slurry comprising a slurry containing either a lithium compound or an aluminum compound and a transition metal compound, and then adding the other lithium compound or aluminum compound is provided. Another aspect resides in a method for producing a lithium transition metal composite oxide, which comprises spray-drying a slurry obtained by the production method and subjecting the slurry to a baking treatment. After preparing a slurry containing a compound, a transition metal compound, and an aluminum compound, the slurry is dried and A method of manufacturing a lithium transition metal composite oxide consists in forming, from the contain a and the lithium compound and the aluminum compound in the preparation of the slurry, the time until the start of the drying 5
A method for producing a lithium transition metal composite oxide, wherein the time is within 00 hours.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明方法により製造するスラリーは、リチウム化合
物、遷移金属化合物及びアルミニウム化合物を含有する
ものである。スラリー調製原料として用いるリチウム化
合物としては、例えば、リチウムの酸化物、水酸化物、
オキシ水酸化物の外、炭酸塩や硝酸塩や硫酸塩等の無機
酸塩、酢酸塩等の有機酸塩、塩化物等のハロゲン化物を
挙げることが出来る。中でも好ましくは、水酸化リチウ
ム、炭酸リチウム、硝酸リチウム、リチウムの有機酸塩
及び酸化リチウムを挙げることが出来、さらに好ましく
は水酸化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウム、酸化
リチウムを挙げることが出来る。これらの水和物を使用
することもできる。最も好ましくは、水酸化リチウム及
び炭酸リチウムである。リチウム化合物は、複数種を併
用することもできる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The slurry produced by the method of the present invention contains a lithium compound, a transition metal compound and an aluminum compound. As the lithium compound used as a slurry preparation raw material, for example, lithium oxide, hydroxide,
In addition to oxyhydroxides, there may be mentioned inorganic acid salts such as carbonates, nitrates and sulfates, organic acid salts such as acetates, and halides such as chlorides. Among them, preferred are lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium nitrate, lithium organic acid salts and lithium oxide, and more preferred are lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium nitrate and lithium oxide. These hydrates can also be used. Most preferred are lithium hydroxide and lithium carbonate. A plurality of lithium compounds can be used in combination.
【0008】スラリー調製原料として用いる遷移金属化
合物としては、各種遷移金属の酸化物、水酸化物、オキ
シ水酸化物の外、炭酸塩や硝酸塩や硫酸塩等の無機酸
塩、酢酸塩等の有機酸塩、塩化物等のハロゲン化物を挙
げることが出来る。遷移金属種としては、マンガン、ニ
ッケル、コバルト、鉄、クロム、バナジウム、チタン及
び銅等を挙げることが出来る。この中でも好ましくは、
マンガン、ニッケル及びコバルトであり、さらに好まし
くはマンガン及びニッケルであり、最も好ましくはマン
ガンである。これらの遷移金属元素又は遷移金属化合物
は複数種併用することが出来る。原料としてマンガン化
合物を使用する場合、具体的なマンガン化合物として
は、例えば、MnO2、Mn2O3、Mn3O4、MnO等
のマンガン酸化物、マンガンの水酸化物、炭酸マンガ
ン、硝酸マンガン、硫酸マンガン等のマンガンの無機酸
塩、MnOOH等のマンガンのオキシ水酸化物、酢酸マ
ンガン等のマンガンの有機酸塩等を挙げることが出来
る。好ましくは、マンガン酸化物、マンガン水酸化物、
オキシ水酸化マンガン、硝酸マンガン、硫酸マンガン及
びマンガンの有機酸塩であり、さらに好ましくはMnO
2、Mn2O3、及びMn3O4である。これらマンガン化
合物を複数種併用することもできる。The transition metal compound used as a slurry preparation raw material includes various transition metal oxides, hydroxides, oxyhydroxides, inorganic salts such as carbonates, nitrates and sulfates, and organic salts such as acetates. And halides such as acid salts and chlorides. Examples of the transition metal species include manganese, nickel, cobalt, iron, chromium, vanadium, titanium, and copper. Among them, preferably,
Manganese, nickel and cobalt, more preferably manganese and nickel, most preferably manganese. A plurality of these transition metal elements or transition metal compounds can be used in combination. When a manganese compound is used as a raw material, specific manganese compounds include, for example, manganese oxides such as MnO 2 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , MnO, manganese hydroxide, manganese carbonate, and manganese nitrate And manganese inorganic acid salts such as manganese sulfate, manganese oxyhydroxides such as MnOOH, and manganese organic acid salts such as manganese acetate. Preferably, manganese oxide, manganese hydroxide,
Organic acid salts of manganese oxyhydroxide, manganese nitrate, manganese sulfate and manganese, more preferably MnO
2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 . A plurality of these manganese compounds can be used in combination.
【0009】アルミニウム化合物としては、例えば、ア
ルミニウムの酸化物、水酸化物、オキシ水酸化物、有機
酸塩、塩化物、硝酸塩、硫酸塩等の無機酸塩、或いはそ
の水和物が挙げられる。具体的には、Al2O3、AlO
OH、Al(OH)3、Al(CH3COO)3、AlCl3、
Al(NO3)・9H2O、Al2(SO4)3、等があげら
れ、好ましくはAl2O3、AlOOH、Al(OH)3で
ある。Examples of the aluminum compound include aluminum oxides, hydroxides, oxyhydroxides, inorganic acid salts such as organic acid salts, chlorides, nitrates and sulfates, and hydrates thereof. Specifically, Al 2 O 3 , AlO
OH, Al (OH) 3 , Al (CH 3 COO) 3 , AlCl 3 ,
Al (NO 3 ) .9H 2 O, Al 2 (SO 4 ) 3 , etc. are preferable, and Al 2 O 3 , AlOOH and Al (OH) 3 are preferable.
【0010】本発明方法では、スラリー調製に当たり、
上記原料の中リチウム化合物とアルミニウム化合物の共
存下での強撹拌を避けることが必要であり、その為に先
ずリチウム化合物と遷移金属化合物とを含むスラリーを
調製し、これにアルミニウム化合物を添加する(以下、
第1の態様と称することもある)か、或いはアルミニウ
ム化合物と遷移金属化合物とを含むスラリーに、次いで
リチウム化合物を添加する(以下、第2の態様と称する
こともある)ことにより行われる。第1の態様の方法に
おいては、先ず上記リチウム化合物と遷移金属化合物と
が混合されスラリーを生成する。リチウム化合物と遷移
金属化合物の混合比率は、目的とするリチウム遷移金属
複合酸化物の組成比に応じて適宜選択すればよい。例え
ば、層状構造のリチウムマンガン複合酸化物を合成する
場合にはLi/Mnモル比で0.8〜1.2が好まし
く、より好ましくは0.9〜1.2である。スピネル構
造のリチウムマンガン複合酸化物を合成する場合にはL
i/Mnモル比で0.4〜0.6が好ましく、より好ま
しくは0.45〜0.55である。In the method of the present invention, when preparing a slurry,
It is necessary to avoid strong stirring in the coexistence of the lithium compound and the aluminum compound in the above-mentioned raw materials. For this purpose, first, a slurry containing the lithium compound and the transition metal compound is prepared, and the aluminum compound is added to the slurry ( Less than,
This may be referred to as a first embodiment) or by adding a lithium compound to a slurry containing an aluminum compound and a transition metal compound (hereinafter, also referred to as a second embodiment). In the method of the first embodiment, first, the lithium compound and the transition metal compound are mixed to form a slurry. The mixing ratio of the lithium compound and the transition metal compound may be appropriately selected according to the desired composition ratio of the lithium transition metal composite oxide. For example, when synthesizing a lithium manganese composite oxide having a layered structure, the molar ratio of Li / Mn is preferably 0.8 to 1.2, and more preferably 0.9 to 1.2. When synthesizing a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, L
The i / Mn molar ratio is preferably from 0.4 to 0.6, and more preferably from 0.45 to 0.55.
【0011】上記リチウム化合物と遷移金属化合物を含
むスラリーの調製方法としては、1)攪拌している分散
媒(例えば、水)に、リチウム化合物又は遷移金属化合
物のうち分散媒に溶解する成分を投入し、溶解させる。
次いでリチウム化合物又は遷移金属化合物のうち分散媒
に分散する成分を投入し分散させスラリーを調製する方
法、2)リチウム化合物及び遷移金属化合物を粉体状態
で混合した後、分散媒を添加しスラリーを調製する方法
が挙げられる。分散媒としては、通常水等の水性媒体が
使用されるが、その他有機溶媒等を使用することもでき
る。また、リチウム化合物及び遷移金属化合物は、この
媒体に溶解していても溶解していなくてもよい。The method for preparing the slurry containing the lithium compound and the transition metal compound is as follows. 1) A component of the lithium compound or the transition metal compound which is soluble in the dispersion medium is charged into a stirring dispersion medium (eg, water). And dissolve.
Next, a method of preparing a slurry by charging and dispersing a component of the lithium compound or the transition metal compound which is dispersed in the dispersion medium, 2) mixing the lithium compound and the transition metal compound in a powder state, adding the dispersion medium, and slurrying. Preparation method is mentioned. An aqueous medium such as water is usually used as the dispersion medium, but other organic solvents and the like can also be used. Further, the lithium compound and the transition metal compound may or may not be dissolved in this medium.
【0012】スラリーの調製に当たり、均一性を高め、
且つアルミニウム化合物添加の次工程でのスラリーの安
定性を維持するためにスラリーは十分に混合、攪拌して
おくのが好ましい。その場合、混合・撹拌が十分実施さ
れる限り、撹拌手段は特に制限されないが、例えば、攪
拌機の種類としては、単純なモーター攪拌から例えばプ
ラネタリーミキサー、3軸プラネタリーミキサー、二軸
バタフライミキサー、同心二軸ミキサー、ディゾルバ
ー、ホモミキサー、ニーダー等の使用が考えられる。ス
ラリー調製の際、撹拌と同時にスラリー中の固形分を粉
砕する、即ち、強撹拌するのがより好ましい。そのため
の攪拌機としては、スラリー中の固形分の粉砕を伴う強
攪拌が可能なもの、例えば、媒体攪拌型湿式微粉砕機を
用いるのが好適である。媒体攪拌型湿式微粉砕機は一般
にはビーズミルとも呼ばれ、粉砕メディアにガラス、セ
ラミックス、スチール等のビーズを使用する湿式粉砕機
である。ベッセルの中に粉砕メディアとして70〜90
%のビーズを充填し、アジテータディスク、ピンを周速
5〜15m/秒で回転させビーズに運動を与え、その中
にスラリー(被破砕物)をポンプで送り込み、ビーズ間
のせん断力等により微粉砕・分散する装置である。その
ため、ビーズに要求される特性としては高破壊強度・耐
摩耗性・成分内容・安定性等が挙げられ、また、ビーズ
の選定に対してはスラリーに対するコンタミネーショ
ン、腐食性等を考慮して材質を選ぶ必要がある。粉砕条
件は、目的とするリチウム遷移金属複合酸化物の種類等
によってもことなるが、該酸化物が所望の二次粒子径を
有するのには、強撹拌後のスラリー中の固形粒子の平均
粒径はできるだけ小さい方が好ましく、通常2μm以
下、好ましくは1μm以下、更に好ましくは0.5μm
以下とする。ただし、あまりに小さな粒径のものは得難
いので、通常0.01μm以上、好ましくは0.05μ
m以上、更に好ましくは0.1μm以上とする。In preparing the slurry, improve the uniformity,
In addition, it is preferable that the slurry is sufficiently mixed and stirred in order to maintain the stability of the slurry in the next step after the addition of the aluminum compound. In that case, as long as the mixing and stirring are sufficiently performed, the stirring means is not particularly limited. For example, as a type of the stirrer, for example, a simple motor stirring may be used, for example, a planetary mixer, a three-axis planetary mixer, a two-axis butterfly mixer, Use of a concentric twin-screw mixer, dissolver, homomixer, kneader, or the like can be considered. In preparing the slurry, it is more preferable to pulverize the solid content in the slurry at the same time as stirring, that is, to carry out strong stirring. As a stirrer for this purpose, it is preferable to use a stirrer capable of strong stirring accompanied by pulverization of solids in the slurry, for example, a medium stirring type wet pulverizer. The medium stirring type wet pulverizer is generally called a bead mill, and is a wet pulverizer using beads such as glass, ceramics, and steel as a pulverizing medium. 70-90 as grinding media in vessel
% Of beads, the agitator disk and pins are rotated at a peripheral speed of 5 to 15 m / sec to give motion to the beads, and the slurry (object to be crushed) is pumped into the beads, and the slurry is finely moved by shearing force between the beads. It is a device that crushes and disperses. Therefore, the characteristics required for beads include high breaking strength, abrasion resistance, component content, stability, etc.In addition, when selecting beads, materials should be considered in consideration of contamination with slurry, corrosiveness, etc. You need to choose The pulverization conditions vary depending on the kind of the intended lithium-transition metal composite oxide and the like. However, in order for the oxide to have a desired secondary particle size, the average particle size of the solid particles in the slurry after strong stirring is required. The diameter is preferably as small as possible, usually 2 μm or less, preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm
The following is assumed. However, since it is difficult to obtain a particle having an extremely small particle size, it is usually 0.01 μm or more, preferably 0.05 μm
m or more, more preferably 0.1 μm or more.
【0013】上記方法で得られるスラリーのスラリー中
の固形分は、リチウム化合物であってもよく遷移金属化
合物であってもよく、またその両者であってもよい。換
言すれば、スラリー中に、(1)リチウム化合物が溶解
してなり、遷移金属化合物が分散してなる状態、(2)
リチウム化合物が分散してなり、遷移金属化合物が溶解
してなる状態、(3)リチウム化合物と遷移金属化合物
の両者が分散してなる状態、のいずれでもよいが、好ま
しくは(1)の状態である。スラリー中における固形分
濃度は、原料化合物の種類によっても異なるが、通常
0.1〜60重量%であり、好ましくは0.1〜50重
量%、最も好ましくは5〜40重量%である。スラリー
濃度が低すぎると生産性が低下する傾向にあり、他方高
すぎるとスラリー組成の均一性が確保しにくくなる。The solid content of the slurry obtained by the above method may be a lithium compound, a transition metal compound, or both. In other words, (1) a state in which the lithium compound is dissolved and the transition metal compound is dispersed in the slurry, (2)
Any of a state in which the lithium compound is dispersed and the transition metal compound is dissolved, and a state (3) in which both the lithium compound and the transition metal compound are dispersed may be used. is there. The solid content concentration in the slurry varies depending on the type of the raw material compound, but is usually 0.1 to 60% by weight, preferably 0.1 to 50% by weight, and most preferably 5 to 40% by weight. If the slurry concentration is too low, the productivity tends to decrease, while if it is too high, it becomes difficult to ensure uniformity of the slurry composition.
【0014】次に、上記のようにして調製したリチウム
化合物及び遷移金属化合物を含有するスラリーにアルミ
ニウム化合物を添加するが、スラリーは事前に十分に混
合、攪拌しておくのが好ましい。アルミニウム化合物を
投入すると、スラリー中にリチウム化合物とアルミニウ
ム化合物とが共存する状態となるので、この状態であま
りに強い攪拌を行うと増粘の問題を生じることがある。
従って、アルミニウム化合物は、スラリーに対して容易
に溶解又は分散できるものを添加するのが好ましく、こ
のようなアルミニウム化合物としては、上記アルミニウ
ム化合物原料を液性媒体に溶解又は分散してなるもので
あるが、中でもアルミナゾルが最適であり、これにより
調製されたスラリーの増粘をより有効に抑制することが
できる。Next, the aluminum compound is added to the slurry containing the lithium compound and the transition metal compound prepared as described above, and it is preferable that the slurry is sufficiently mixed and stirred in advance. When an aluminum compound is introduced, a state in which the lithium compound and the aluminum compound coexist in the slurry is obtained. Therefore, if excessive stirring is performed in this state, a problem of thickening may occur.
Therefore, it is preferable to add an aluminum compound which can be easily dissolved or dispersed in a slurry. Such an aluminum compound is obtained by dissolving or dispersing the above-mentioned aluminum compound raw material in a liquid medium. However, among these, alumina sol is most suitable, and the viscosity increase of the slurry prepared thereby can be more effectively suppressed.
【0015】アルミナゾルは、アルミナを水等の分散媒
に分散させた分散スラリーが好ましい。ゾルの分散媒と
しては、通常水が使用される。塩基性ゾルの場合には、
アンモニア、KOH、NaOH、LiOH、ジエタノールアミン、
トリエタノールアミンなどを溶解させた水溶液を分散媒
として使用することができ、また、酸性ゾルの場合に
は、硝酸、塩酸、蟻酸、酢酸のような1価の酸を溶解さ
せた水溶液を使用することができる。また、必要に応じ
て、非水系(有機溶媒)としてジメチルホルムアミドを
使用することもできる。ゾルの安定性確保のため、界面
活性剤の添加が好ましい。最も好ましいアルミナゾル
は、水、アンモニア、界面活性剤からなる水溶液にアル
ミナを分散させた塩基性のゾルである。The alumina sol is preferably a dispersion slurry in which alumina is dispersed in a dispersion medium such as water. Water is usually used as a dispersion medium for the sol. In the case of a basic sol,
Ammonia, KOH, NaOH, LiOH, diethanolamine,
An aqueous solution in which triethanolamine or the like is dissolved can be used as a dispersion medium. In the case of an acidic sol, an aqueous solution in which a monovalent acid such as nitric acid, hydrochloric acid, formic acid, or acetic acid is used is used. be able to. If necessary, dimethylformamide can be used as a non-aqueous system (organic solvent). In order to secure the stability of the sol, it is preferable to add a surfactant. The most preferred alumina sol is a basic sol obtained by dispersing alumina in an aqueous solution comprising water, ammonia and a surfactant.
【0016】アルミナゾルの固形分濃度は、通常80重
量%以下、好ましくは60重量%以下、さらに好ましく
は30重量%以下である。固形分濃度が高すぎると分散
性が悪化することがあり、また場合によりゾルの粘度が
増し、前記スラリーに投入時の分散性が低下することも
ある。一方、あまりに低濃度では生産性の低下を生じる
ので不利である。分散質であるアルミナに含まれる不純
物は製造されるリチウム遷移金属複合酸化物が電池性能
に悪影響を及ぼさない程度であれば何ら問題ない。The solid content of the alumina sol is usually 80% by weight or less, preferably 60% by weight or less, more preferably 30% by weight or less. If the solid content is too high, the dispersibility may deteriorate, and in some cases, the viscosity of the sol may increase, and the dispersibility at the time of being introduced into the slurry may decrease. On the other hand, an excessively low concentration is disadvantageous because productivity is reduced. The impurities contained in the dispersoid alumina are not problematic as long as the produced lithium transition metal composite oxide does not adversely affect the battery performance.
【0017】アルミニウム化合物が添加される、リチウ
ム化合物及び遷移金属化合物を有するスラリーにおい
て、リチウム化合物として水酸化リチウム又はその水和
物が使用されている場合には、スラリーへの分散性を向
上させるために、添加するアルミニウム化合物の分散液
は塩基性のものが好ましく、通常pH=7〜14、好ま
しくはpH=8〜13、特にpH=9〜11程度のもの
が更に好適である。In a slurry containing a lithium compound and a transition metal compound to which an aluminum compound is added, when lithium hydroxide or a hydrate thereof is used as the lithium compound, the dispersibility in the slurry is improved. The dispersion of the aluminum compound to be added is preferably a basic one, and is more preferably one having a pH of about 7 to 14, preferably about 8 to 13, and particularly about 9 to 11.
【0018】アルミニウム化合物の添加量は、製造する
リチウム遷移金属複合酸化物の組成比に合わせて適宜選
択されるが、アルミニウム元素は、通常、当該複合酸化
物の遷移金属サイトの一部を置換し、サイクル特性やレ
ート特性等の電池特性を向上させるために使用されるの
で、アルミニウム原子が、アルミニウム原子及び遷移金
属原子の合計に対する割合として、通常0.1〜30原
子%、好ましくは1〜25原子%、さらに好ましくは4
〜20原子%、最も好ましくは4〜15原子%程度とな
るように選定される。アルミニウム化合物が少なすぎる
と、サイクル特性等アルミニウム元素を含有させる効果
が十分に発揮されないことがある。また、多すぎると、
大きな特性向上効果が見られなくなり、また容量が低下
する傾向にある。The amount of the aluminum compound to be added is appropriately selected according to the composition ratio of the lithium transition metal composite oxide to be produced. The aluminum element usually replaces a part of the transition metal site of the composite oxide. , Which is used to improve battery characteristics such as cycle characteristics and rate characteristics, so that aluminum atoms are usually 0.1 to 30 atomic%, preferably 1 to 25 atomic%, as a percentage of the total of aluminum atoms and transition metal atoms. Atomic%, more preferably 4
-20 atomic%, most preferably about 4-15 atomic%. If the amount of the aluminum compound is too small, the effect of containing the aluminum element such as cycle characteristics may not be sufficiently exhibited. Also, if too much,
A large effect of improving characteristics cannot be seen, and the capacity tends to decrease.
【0019】アルミニウム化合物のスラリーへの添加
は、例えば、蓋付きの容器にスラリーを秤量しておき、
所定量のアルミニウム化合物をゾル形態で秤量した後、
該容器に投入し、容器を激しく振とうさせ均一に混合す
ることもできるが、通常はスラリーを攪拌させながら、
アルミニウム化合物を徐々に添加する方法が簡便なため
好ましい。アルミニウム化合物をスラリーに投入した後
は、スラリーの増粘をさらに有効に抑制するため、相対
的に弱い攪拌強度(弱撹拌)で攪拌を行うのが好まし
い。ここでいう弱撹拌とは、スラリー中の固形分が沈降
せず、均一な分散が維持される程度の撹拌であり、この
ような攪拌を行うための攪拌機としては、スラリーが沈
降しない程度の攪拌分散が可能なものであれば良く、一
般にはタービン型インペラーを高速回転させるタイプが
好ましい。The addition of the aluminum compound to the slurry is performed, for example, by weighing the slurry in a container with a lid,
After weighing a predetermined amount of aluminum compound in sol form,
It is also possible to put the mixture in the container and shake the container vigorously to mix uniformly, but usually, while stirring the slurry,
A method of gradually adding an aluminum compound is preferred because it is simple. After the aluminum compound is charged into the slurry, it is preferable to perform stirring with relatively weak stirring intensity (weak stirring) in order to further effectively suppress the viscosity increase of the slurry. The term "weak stirring" as used herein refers to stirring in which solid components in the slurry do not settle and uniform dispersion is maintained, and as a stirrer for performing such stirring, stirring such that the slurry does not settle. Any type is possible as long as it can be dispersed, and in general, a type in which a turbine type impeller is rotated at a high speed is preferable.
【0020】本発明におけるアルミニウム化合物添加後
のスラリーの粘度は、通常、1〜10000mPa・sである。
スラリーの粘度が低粘度過ぎるとスラリーの貯蔵安定性
が乏しく、また、リチウム遷移金属複合酸化物の製造の
際の噴霧乾燥工程において、あまりに粘度が低いときれ
いな造粒粒子が得られ難い等の問題が生じることがあ
る。一方スラリー粘度が高すぎると円滑な移送が進ま
ず、取扱上の問題を生じ、また、噴霧乾燥においては微
細粒子が得られがたい等の問題が発生することがある。
スラリーの粘度は、1〜5000mPa・sが好ましく、より
好ましくは1〜1800mPa・s、特に100〜1000mPa・sが
さらに好ましい。なお、本発明におけるスラリーの粘度
は、公知のBM型粘度計を用いて測定することが出来
る。BM型粘度計は、室温大気中において所定の金属製
ローターを回転させる方式を採用する測定方法である。
スラリーの粘度は、ローターをスラリー中に浸した状態
でローターを回転させ、その回転軸にかかる抵抗力(捻
れの力)から算出される。但し、室温大気中とは気温1
0℃〜35℃、相対湿度20%RH〜80%RHの環境
を意味する。The viscosity of the slurry after the addition of the aluminum compound in the present invention is usually from 1 to 10,000 mPa · s.
If the viscosity of the slurry is too low, the storage stability of the slurry is poor, and in the spray drying step in the production of lithium transition metal composite oxide, if the viscosity is too low, it is difficult to obtain clean granulated particles. May occur. On the other hand, if the viscosity of the slurry is too high, smooth transfer does not proceed, causing problems in handling, and problems such as difficulty in obtaining fine particles in spray drying may occur.
The viscosity of the slurry is preferably from 1 to 5000 mPa · s, more preferably from 1 to 1800 mPa · s, and particularly preferably from 100 to 1000 mPa · s. The viscosity of the slurry in the present invention can be measured using a known BM type viscometer. The BM type viscometer is a measurement method that employs a method of rotating a predetermined metal rotor in the air at room temperature.
The viscosity of the slurry is calculated from the resistance (twisting force) applied to the rotation axis by rotating the rotor with the rotor immersed in the slurry. However, the room temperature is 1 in the atmosphere
It means an environment of 0 ° C. to 35 ° C. and a relative humidity of 20% RH to 80% RH.
【0021】次に、アルミニウム化合物と遷移金属化合
物とが共存するスラリーにリチウム化合物を添加する第
2の態様について説明するが、アルミニウム化合物とリ
チウム化合物の添加順序が異なることを除いて、混合・
撹拌等の操作は基本的に第1の態様と同様である。第2
の態様の方法においては、先ず上記アルミニウム化合物
と遷移金属化合物とから混合スラリーを形成する。アル
ミニウム化合物と遷移金属化合物の混合比率は、目的と
するリチウム遷移金属複合酸化物の組成比に応じて適宜
選択される。前述のように、アルミニウム化合物の添加
は、リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属サイトの一
部を置換して電池特性を向上させるためであるので、そ
の添加割合は、アルミニウム原子及び遷移金属原子の合
計に対する割合として、上記と同様の範囲で選ばれる。
アルミニウム化合物原料としては媒体に溶解又は分散す
るものであれば特に限定されず、アルミニウムの酸化
物、水酸化物、オキシ水酸化物、有機酸塩、塩化物、硝
酸塩、硫酸塩等の無機酸塩、或いはその水和物等の上記
の例示化合物の中から適宜選択し使用することができ
る。スラリーの分散媒としては、通常水が使用される
が、場合により有機溶媒を用いることもできる。Next, a second embodiment in which a lithium compound is added to a slurry in which an aluminum compound and a transition metal compound coexist will be described, except that the order of addition of the aluminum compound and the lithium compound is different.
Operations such as stirring are basically the same as in the first embodiment. Second
In the method according to the embodiment, first, a mixed slurry is formed from the aluminum compound and the transition metal compound. The mixing ratio of the aluminum compound and the transition metal compound is appropriately selected according to the desired composition ratio of the lithium transition metal composite oxide. As described above, since the addition of the aluminum compound is for replacing a part of the transition metal site of the lithium transition metal composite oxide to improve the battery characteristics, the addition ratio of the aluminum compound and the transition metal atom is The ratio to the total is selected in the same range as described above.
The aluminum compound raw material is not particularly limited as long as it can be dissolved or dispersed in a medium. Inorganic acid salts such as aluminum oxides, hydroxides, oxyhydroxides, organic acid salts, chlorides, nitrates, and sulfates Alternatively, the compound can be appropriately selected from the above exemplified compounds such as hydrates thereof and used. Water is usually used as a dispersion medium of the slurry, but an organic solvent can be used in some cases.
【0022】次に、前述のようにして調製し十分に混
合、攪拌したアルミニウム化合物及び遷移金属化合物を
含有するスラリーにリチウム化合物を添加する。リチウ
ム化合物を投入すると、スラリー中にリチウム化合物と
アルミニウム化合物とが共存する状態となるので、この
状態であまりに強い攪拌を行うと増粘しやすくなり、弱
撹拌するのが良い。従って、リチウム化合物は、スラリ
ーに対して容易に溶解又は分散できるものを添加するの
が好ましい。このようなリチウム化合物としては、リチ
ウムの塩、特に水酸化リチウムや、その水和物が好まし
い。リチウム化合物の添加量も、上記と同様に目的とす
るリチウム遷移金属複合酸化物の組成比に応じて適宜決
められる。Next, a lithium compound is added to the slurry containing the aluminum compound and the transition metal compound which is prepared as described above, mixed and stirred sufficiently. When the lithium compound is introduced, the slurry is in a state in which the lithium compound and the aluminum compound coexist. Therefore, if the stirring is performed too strongly in this state, the viscosity is easily increased, and the stirring is preferably performed weakly. Therefore, it is preferable to add a lithium compound that can be easily dissolved or dispersed in the slurry. As such a lithium compound, a lithium salt, particularly lithium hydroxide, or a hydrate thereof is preferable. The amount of the lithium compound to be added is appropriately determined according to the composition ratio of the target lithium transition metal composite oxide in the same manner as described above.
【0023】本発明のリチウム遷移金属複合酸化物を製
造する場合には、調製されたスラリーを噴霧乾燥に供す
る。噴霧乾燥は、通常採用されるこの種の公知技術によ
り適宜実施することができる。噴霧乾燥に使用される乾
燥気体としては、一般的には空気(脱CO2空気も含
む)が使用されるが、窒素等の不活性ガスを使用するこ
ともできる。乾燥温度は、通常50〜300℃程度であ
る。本発明方法により上記の如く調製したスラリーは、
粘度上昇が抑制され、長期間に亘り分散安定性が保持さ
れ保存することが出来る。しかしながら、噴霧乾燥時の
スラリーの増粘をより有効に防止するためには、スラリ
ー調製後、できるだけ短期間内に噴霧乾燥を行うのが好
ましい。具体的には、リチウム化合物とアルミニウム化
合物とを混合してから噴霧乾燥に供するまでの時間を5
00時間以内、特に350時間以内、さらには200時
間以内とするのが好ましい。噴霧乾燥までの時間を上記
範囲内に抑えれば、スラリーを或る程度の強撹拌下にお
くことが出来、仮に多少の増粘が生じても実際の操作上
問題とならない範囲で噴霧乾燥を行うことが可能であ
る。例えば、リチウム化合物とアルミニウム化合物と遷
移金属化合物とが共存する状態で、場合によってはこれ
らのリチウム化合物、アルミニウム化合物及び遷移金属
化合物を同時に容器に添加混合して、これを強撹拌して
も、上記時間内に噴霧乾燥を行えば実用上ほとんど問題
がない。ただし、上記時間があまりに短いと、スラリー
の調製と噴霧乾燥とを極めて短時間の間にすばやく行う
必要があり、工業的な実施が困難になることがあるの
で、通常1時間以上とする。噴霧乾燥処理は、二流体噴
霧型のスプレードライヤー等の公知の装置により行わ
れ、例えば1〜100μmの球形乾燥粒子に造粒され
る。When producing the lithium transition metal composite oxide of the present invention, the prepared slurry is subjected to spray drying. Spray drying can be appropriately carried out by a commonly used known technique of this type. In general, air (including CO 2 -free air) is used as a drying gas used for spray drying, but an inert gas such as nitrogen can also be used. The drying temperature is usually about 50 to 300 ° C. The slurry prepared as described above by the method of the present invention comprises:
Viscosity rise is suppressed, and dispersion stability is maintained and stored for a long period of time. However, in order to more effectively prevent thickening of the slurry during spray drying, it is preferable to perform spray drying within as short a period as possible after preparing the slurry. Specifically, the time from mixing the lithium compound and the aluminum compound to spray drying is 5 minutes.
It is preferably within 00 hours, particularly within 350 hours, and more preferably within 200 hours. If the time until spray drying is kept within the above range, the slurry can be kept under a certain degree of vigorous stirring, and spray drying can be performed within a range that does not cause a problem in actual operation even if slight thickening occurs. It is possible to do. For example, in a state where a lithium compound, an aluminum compound, and a transition metal compound coexist, in some cases, the lithium compound, the aluminum compound, and the transition metal compound are simultaneously added to a vessel and mixed, and even if this is vigorously stirred, If spray drying is performed within the time, there is practically no problem. However, if the above time is too short, the preparation of the slurry and the spray drying must be carried out quickly in an extremely short time, which may make industrial implementation difficult. The spray drying process is performed by a known device such as a two-fluid spray type spray dryer, and is granulated into spherical dry particles of, for example, 1 to 100 μm.
【0024】噴霧乾燥した乾燥粒子は、次いで焼成処理
に供される。焼成温度は、通常500℃以上、好ましく
は550℃以上であり、また通常1000℃以下、好ま
しくは950℃以下である。焼成温度が低すぎると、結
晶性の良いリチウム遷移金属複合酸化物を得るために長
時間の反応時間を要する上、充填密度向上の効果が低く
なることがある。また焼成温度が高すぎると、目的とす
るリチウム遷移金属複合酸化物以外の相が生成するか、
あるいは欠陥が多いリチウム遷移金属複合酸化物を生成
することがある。また、常温から上記の反応温度まで昇
温する際には、反応をより均一に行うために例えば毎分
5℃以下の温度で徐々に昇温するか、或いは途中で一旦
昇温を停止し、一定温度での保持時間を入れても良い。The spray-dried dry particles are then subjected to a baking treatment. The firing temperature is usually 500 ° C. or higher, preferably 550 ° C. or higher, and is generally 1000 ° C. or lower, preferably 950 ° C. or lower. If the firing temperature is too low, a long reaction time is required to obtain a lithium transition metal composite oxide having good crystallinity, and the effect of improving the packing density may be reduced. If the firing temperature is too high, a phase other than the intended lithium transition metal composite oxide is generated,
Alternatively, a lithium transition metal composite oxide having many defects may be generated. When the temperature is raised from room temperature to the above reaction temperature, the temperature is gradually raised at a temperature of, for example, 5 ° C. or less per minute in order to perform the reaction more uniformly, or the temperature is temporarily stopped on the way, A holding time at a constant temperature may be added.
【0025】焼成時間は1時間以上100時間以内、好
ましくは2時間以上50時間以内である。上記範囲以下
で時間が短すぎると結晶性の良いリチウム遷移金属複合
酸化物が得られ難く、この範囲を越えて長すぎる反応時
間はあまり実用的ではない。焼成は、通常大気雰囲気下
で行うことができるが、場合により窒素、アルゴン、ヘ
リウム等から選ばれる不活性ガス雰囲気下、或いはこれ
らのガスと酸素含有ガスとの混合ガス雰囲気下でも行う
ことができる。The firing time is from 1 hour to 100 hours, preferably from 2 hours to 50 hours. If the time is shorter than the above range, it is difficult to obtain a lithium transition metal composite oxide having good crystallinity, and a reaction time that is too long beyond this range is not practical. The calcination can be usually performed in an air atmosphere, but can be also optionally performed in an inert gas atmosphere selected from nitrogen, argon, helium, or the like, or in a mixed gas atmosphere of these gases and an oxygen-containing gas. .
【0026】結晶欠陥が少ないリチウム遷移金属複合酸
化物を得るためには、上記の焼成後、ある程度の温度ま
でゆっくり冷却することが好ましく、800℃、好まし
くは600℃までは5℃/min.以下の冷却速度で徐
冷することが好ましい。焼成に使用する加熱装置は、上
記の温度、雰囲気を達成できるものであれば特に制限は
なく、例えば箱形炉、管状炉、トンネル炉、ロータリー
キルン等を使用することができる。In order to obtain a lithium-transition metal composite oxide having few crystal defects, it is preferable to cool slowly to a certain temperature after the above-mentioned calcination, and to cool at 800 ° C., preferably up to 600 ° C., at 5 ° C./min. It is preferable to gradually cool at the following cooling rate. The heating device used for firing is not particularly limited as long as the above-described temperature and atmosphere can be achieved, and for example, a box furnace, a tubular furnace, a tunnel furnace, a rotary kiln, and the like can be used.
【0027】このようにして製造したリチウム遷移金属
複合酸化物は、微細な一次粒子が凝集した2次粒子から
形成されれている。1次粒子の大きさは、原料の粉砕の
程度、焼成温度、焼成時間等により制御することが可能
であり、また、2次粒子の粒子径は、原料の粉砕条件、
噴霧乾燥条件、更には焼成後の粉砕、分級条件等により
制御することが可能である。リチウム遷移金属複合酸化
物をリチウム二次電池の正極活物質として使用するのに
は、粒子径0.1〜10μmの一次粒子が凝集した、粒
子径1〜100μmの2次粒子からなり、かつ窒素吸着
による比表面積が0.1〜5m2/gであるものが好ま
しい。The lithium transition metal composite oxide produced in this manner is formed from secondary particles in which fine primary particles are aggregated. The size of the primary particles can be controlled by the degree of pulverization of the raw material, the sintering temperature, the sintering time, and the like.
It can be controlled by spray drying conditions, furthermore, pulverization and classification conditions after firing. In order to use the lithium transition metal composite oxide as a positive electrode active material of a lithium secondary battery, it is necessary to form secondary particles having a particle diameter of 1 to 100 μm in which primary particles having a particle diameter of 0.1 to 10 μm are aggregated, and Those having a specific surface area of 0.1 to 5 m 2 / g by adsorption are preferred.
【0028】本発明の上記の方法で製造されたリチウム
遷移金属複合酸化物を、正極活物質として用いリチウム
二次電池を作製することができる。リチウム遷移金属複
合酸化物としては、LiMn2O4、LiMnO2等のリ
チウムマンガン複合酸化物、LiNiO2等リチウムニ
ッケル複合酸化物、LiCoO2等のリチウムコバルト
複合酸化物、LiFeO2等のリチウム鉄複合酸化物、
LiCrO2等のリチウムクロム複合酸化物、Li1+xV
3O8、LiV2O4等のリチウムバナジウム複合酸化物、
LiTi2O4等のリチウムチタン複合酸化物、Li2C
uO2、LiCuO2等のリチウム銅複合酸化物を挙げる
ことができる。前述のように、これらリチウム遷移金属
複合酸化物の遷移金属サイトの一部がアルミニウムに加
え他の金属によって置換されていてもよい。また、酸素
には少量の酸素欠損、不定比性があってもよい。充填密
度の向上効果が大きい点からは、一般式LiMn2O4、
で代表されるスピネル型リチウムマンガン複合酸化物が
好ましい。A lithium secondary battery can be manufactured using the lithium transition metal composite oxide produced by the above method of the present invention as a positive electrode active material. Examples of the lithium transition metal composite oxide include lithium manganese composite oxides such as LiMn 2 O 4 and LiMnO 2 , lithium nickel composite oxides such as LiNiO 2 , lithium cobalt composite oxides such as LiCoO 2 , and lithium iron composite oxides such as LiFeO 2 Oxides,
Lichromium composite oxide such as LiCrO 2 , Li 1 + x V
Lithium vanadium composite oxides such as 3 O 8 and LiV 2 O 4 ,
Lithium titanium composite oxide such as LiTi 2 O 4 , Li 2 C
Examples thereof include lithium copper composite oxides such as uO 2 and LiCuO 2 . As described above, some of the transition metal sites of these lithium transition metal composite oxides may be replaced by other metals in addition to aluminum. In addition, oxygen may have a small amount of oxygen deficiency or non-stoichiometry. From the point that the effect of improving the packing density is large, the general formula LiMn 2 O 4 ,
Is preferred.
【0029】リチウム二次電池は、通常正極、負極及び
電解質層を有する。リチウム二次電池の一例としては、
正極、負極、電解液、セパレーターからなる二次電池が
挙げられ、この場合正極と負極の間には電解質が存在
し、かつセパレーターが正極と負極が接触しないように
それらの間に配置される。正極は、前記リチウム遷移金
属複合酸化物とバインダーとを含有する。また、通常、
正極は前記正極材料とバインダーとを含有する正極層を
集電体上に形成してなる。このような正極層は、リチウ
ム遷移金属複合酸化物、バインダー及び必要に応じて導
電剤等を溶媒でスラリー化したものを正極集電体に塗布
し、乾燥することにより製造することができる。A lithium secondary battery usually has a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte layer. As an example of a lithium secondary battery,
A secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator is exemplified. In this case, an electrolyte exists between the positive electrode and the negative electrode, and the separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode so that the negative electrode does not contact with the electrolyte. The positive electrode contains the lithium transition metal composite oxide and a binder. Also, usually
The positive electrode is obtained by forming a positive electrode layer containing the positive electrode material and a binder on a current collector. Such a positive electrode layer can be manufactured by applying a slurry of a lithium transition metal composite oxide, a binder, and, if necessary, a conductive agent or the like with a solvent to a positive electrode current collector and drying the slurry.
【0030】正極層中には、LiFePO4等のよう
に、リチウム遷移金属複合酸化物以外のリチウムイオン
を吸蔵・放出しうる活物質をさらに含有していてもよ
い。正極層中の活物質の割合は、通常10重量%以上、
好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは50重量
%以上であり、通常99.9重量%以下、好ましくは9
9重量%以下である。多すぎると電極の機械的強度が劣
る傾向にあり、少なすぎると容量等電池性能が劣る傾向
にある。The positive electrode layer may further contain an active material capable of inserting and extracting lithium ions other than the lithium transition metal composite oxide, such as LiFePO 4 . The ratio of the active material in the positive electrode layer is usually 10% by weight or more,
It is preferably at least 30% by weight, more preferably at least 50% by weight, usually at most 99.9% by weight, preferably at most 9% by weight.
9% by weight or less. If the amount is too large, the mechanical strength of the electrode tends to be inferior. If the amount is too small, the battery performance such as capacity tends to be inferior.
【0031】また、正極に使用されるバインダーとして
は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、EPDM
(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、SBR
(スチレン−ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、
ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセル
ロース等が挙げられる。正極層中のバインダーの割合
は、通常0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上、
さらに好ましくは5重量%以上であり、通常80重量%
以下、好ましくは60重量%以下、さらに好ましくは4
0重量%以下、最も好ましくは10重量%以下である。
バインダーの割合が低すぎると、活物質を十分に保持で
きずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電
池性能を悪化させることがあり、一方、高すぎると電池
容量や導電性を下げることがある。As the binder used for the positive electrode, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, EPDM
(Ethylene-propylene-diene terpolymer), SBR
(Styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), fluorine rubber, polyvinyl acetate,
Examples include polymethyl methacrylate, polyethylene, nitrocellulose, and the like. The proportion of the binder in the positive electrode layer is usually 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more,
More preferably, it is 5% by weight or more, and usually 80% by weight.
Or less, preferably 60% by weight or less, more preferably 4% by weight or less.
It is at most 0% by weight, most preferably at most 10% by weight.
If the ratio of the binder is too low, the active material cannot be sufficiently retained, and the mechanical strength of the positive electrode becomes insufficient, which may deteriorate battery performance such as cycle characteristics. May be lowered.
【0032】正極層は、通常導電性を高めるため導電剤
を含有する。導電剤としては、天然黒鉛、人造黒鉛等の
黒鉛やアセチレンブラック等のカーボンブラック、ニー
ドルコークス等の無定形炭素等の炭素材料を挙げること
ができる。正極中も導電剤の割合は、通常0.01重量
%以上、好ましくは0.1重量%以上、さらに好ましく
は1重量%以上であり、通常50重量%以下、好ましく
は30重量%以下、さらに好ましくは15重量%以下で
ある。導電剤の割合が低すぎると導電性が不十分になる
ことがあり、逆に高すぎると電池容量が低下することが
ある。The positive electrode layer usually contains a conductive agent to increase conductivity. Examples of the conductive agent include carbon materials such as graphite such as natural graphite and artificial graphite, carbon black such as acetylene black, and amorphous carbon such as needle coke. The proportion of the conductive agent in the positive electrode is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, and usually 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less. It is preferably at most 15% by weight. If the proportion of the conductive agent is too low, the conductivity may be insufficient, while if it is too high, the battery capacity may be reduced.
【0033】また、スラリー溶媒としては、バインダー
を溶解あるいは分散するものであれば特に制限はない
が、通常は有機溶媒が使用される。例えば、N−メチル
ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メ
チル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N
−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、
テトラヒドロフラン等を挙げることができる。また、水
に分散剤、増粘剤等を加えてSBR等のラテックスで活
物質をスラリー化することもできる。The slurry solvent is not particularly limited as long as it dissolves or disperses the binder, but usually an organic solvent is used. For example, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N, N
-Dimethylaminopropylamine, ethylene oxide,
Tetrahydrofuran and the like can be mentioned. In addition, the active material can be slurried with a latex such as SBR by adding a dispersant, a thickener and the like to water.
【0034】正極層の厚さは、通常1〜1000μm、
好ましくは10〜200μm程度である。厚すぎると導
電性が低下する傾向にあり、薄すぎると容量が低下する
傾向にある。正極に使用する集電体の材質としては、ア
ルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等が用い
られ、好ましくはアルミニウムである。集電体の厚さ
は、通常1〜1000μm、好ましくは5〜500μm
程度である。厚すぎるとリチウム二次電池全体としての
容量が低下し、薄すぎると機械的強度が不足することが
ある。なお、塗布・乾燥によって得られた正極層は、活
物質の充填密度を上げるためローラープレス等により圧
密されるのが好ましい。The thickness of the positive electrode layer is usually 1 to 1000 μm,
Preferably it is about 10 to 200 μm. If it is too thick, the conductivity tends to decrease, and if it is too thin, the capacity tends to decrease. As a material of the current collector used for the positive electrode, aluminum, stainless steel, nickel-plated steel, or the like is used, and aluminum is preferable. The thickness of the current collector is usually 1 to 1000 μm, preferably 5 to 500 μm
It is about. If the thickness is too large, the capacity of the lithium secondary battery as a whole decreases, and if it is too small, the mechanical strength may be insufficient. The positive electrode layer obtained by coating and drying is preferably compacted by a roller press or the like in order to increase the packing density of the active material.
【0035】二次電池の負極に使用される負極の活物質
としては、リチウムやリチウムアルミニウム合金等のリ
チウム合金であっても良いが、より安全性が高く、リチ
ウムを吸蔵、放出できる炭素材料が好ましい。炭素材料
は特に限定されないが、黒鉛及び、石炭系コークス、石
油系コークス、石炭系ピッチの炭化物、石油系ピッチの
炭化物、あるいはこれらピッチを酸化処理したものの炭
化物、ニードルコークス、ピッチコークス、フェノール
樹脂、結晶セルロース等の炭化物等及びこれらを一部黒
鉛化した炭素材、ファーネスブラック、アセチレンブラ
ック、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。更に、負極活
物質として、SnO、SnO2、Sn1-xMxO(M=H
g、P、B、Si、GeまたはSb、ただし0≦x<
1)、Sn3O2(OH)2、Sn3-xM xO2(M=Mg、
P、B、Si、Ge、Sb又はMn、ただし0≦x<
3)、LiSiO2、SiO2又はLiSnO2等を挙げ
ることができる。尚、これらの中から選ばれる2種以上
の混合物を負極活物質として用いてもよい。負極は、通
常正極の場合と同様、負極層を集電体上に形成されてな
る。この際使用するバインダーや、必要に応じて使用さ
れる導電剤等やスラリー溶媒としては、正極で使用する
ものと同様のものを使用することができる。また、負極
の集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッ
ケルメッキ鋼等が使用され、好ましくは銅が用いられ
る。Active material of negative electrode used for negative electrode of secondary battery
As lithium or lithium aluminum alloy
Although it may be a titanium alloy, it is more secure and
Carbon materials capable of occluding and releasing chromium are preferable. Carbon material
Although not particularly limited, graphite and coal-based coke, stone
Oil-based coke, coal-based pitch carbide, petroleum-based pitch
Charcoal or charcoal obtained by oxidizing these pitches
Compound, needle coke, pitch coke, phenol
Resin, carbides such as crystalline cellulose, etc.
Leaded carbon material, furnace black, acetylene bra
And pitch-based carbon fibers. In addition, the negative electrode
The substance is SnO, SnOTwo, Sn1-xMxO (M = H
g, P, B, Si, Ge or Sb, provided that 0 ≦ x <
1), SnThreeOTwo(OH)Two, Sn3-xM xOTwo(M = Mg,
P, B, Si, Ge, Sb or Mn, provided that 0 ≦ x <
3), LiSiOTwo, SiOTwoOr LiSnOTwoEtc.
Can be In addition, two or more selected from these
May be used as the negative electrode active material. The negative electrode is
As in the case of the normal positive electrode, the negative electrode layer must not be formed on the current collector.
You. The binder used at this time, and if necessary,
Used as a conductive agent and slurry solvent for the positive electrode
Similar ones can be used. Also, the negative electrode
Current collectors include copper, nickel, stainless steel, nickel
Kel-plated steel is used, and preferably copper is used.
You.
【0036】正極と負極の間にセパレーターを使用する
場合は、通常微多孔性の高分子フィルムが用いられ、ポ
リテトラフルオロエチレン、ポリエステル、ナイロン、
セルロースアセテート、ニトロセルロース、ポリスルホ
ン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポ
リプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等のポリオレ
フィン高分子からなるものが用いられる。また、ガラス
繊維等の不織布フィルターや、ガラス繊維と高分子繊維
との不織布フィルターを用いることも出来る。セパレー
タの化学的及び電気化学的安定性は重要な因子である。
この点からポリオレフィン系高分子が好ましく、電池セ
パレータの目的の一つである自己閉塞温度の点からポリ
エチレン製であることが望ましい。ポリエチレンセパレ
ーターの場合、高温形状維持性の点から超高分子量ポリ
エチレンであることが好ましく、その分子量の下限は、
好ましくは50万、さらに好ましくは100万、最も好
ましくは150万である。他方分子量の上限は、好まし
くは500万、更に好ましくは400万、最も好ましく
は300万である。分子量が小さすぎると閉塞性が高く
なりすぎて高温での使用に問題が生じ、分子量が大きす
ぎると、流動性が低すぎて加熱された時セパレーターの
孔が閉塞しない場合がある。When a separator is used between the positive electrode and the negative electrode, a microporous polymer film is usually used, and polytetrafluoroethylene, polyester, nylon,
Those composed of polyolefin polymers such as cellulose acetate, nitrocellulose, polysulfone, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polypropylene, polyethylene, and polybutene are used. Further, a nonwoven fabric filter such as a glass fiber or a nonwoven fabric filter of a glass fiber and a polymer fiber can also be used. The chemical and electrochemical stability of the separator is an important factor.
In this respect, a polyolefin-based polymer is preferable, and it is preferable that the battery is made of polyethylene from the viewpoint of the self-closing temperature, which is one of the purposes of the battery separator. In the case of a polyethylene separator, it is preferable to use ultra-high molecular weight polyethylene from the viewpoint of high-temperature shape retention, and the lower limit of the molecular weight is
Preferably it is 500,000, more preferably 1,000,000, and most preferably 1.5 million. On the other hand, the upper limit of the molecular weight is preferably 5,000,000, more preferably 4,000,000, and most preferably 3,000,000. If the molecular weight is too small, the blocking property becomes too high and there is a problem in use at a high temperature. If the molecular weight is too large, the fluidity is too low and the pores of the separator may not be blocked when heated.
【0037】また、リチウム二次電池における電解質層
を形成する電解質には、例えば公知の有機電解液、高分
子固体電解質、ゲル状電解質、無機固体電解質等を用い
ることができるが、中でも有機電解液が好ましい。有機
電解液は、有機溶媒と溶質から構成される。有機溶媒と
しては特に限定されるものではないが、例えばカーボネ
ート類、エーテル類、ケトン類、スルホラン系化合物、
ラクトン類、ニトリル類、塩素化炭化水素類、エーテル
類、アミン類、エステル類、アミド類、リン酸エステル
化合物等を使用することができる。これらの代表的なも
のを具体的に列挙すると、ジメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピ
レンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカ
ーボネート、ビニレンカーボネート、テトラヒドロフラ
ン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサ
ン、4−メチル−2−ペンタノン、1,2−ジメトキシ
エタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクト
ン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオ
キソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスル
ホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニ
トリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、1,2−ジ
クロロエタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホ
キシド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等を挙げ
ることが出来、これらの単独もしくは二種類以上の混合
溶媒が使用できる。As the electrolyte forming the electrolyte layer in the lithium secondary battery, for example, known organic electrolytes, solid polymer electrolytes, gel electrolytes, inorganic solid electrolytes and the like can be used. Is preferred. The organic electrolyte is composed of an organic solvent and a solute. The organic solvent is not particularly limited, for example, carbonates, ethers, ketones, sulfolane compounds,
Lactones, nitriles, chlorinated hydrocarbons, ethers, amines, esters, amides, phosphate compounds and the like can be used. Specific examples of these representatives include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, Methyl-2-pentanone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, 1,3-dioxolan, 4-methyl-1,3-dioxolan, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile , Propionitrile, benzonitrile, butyronitrile, valeronitrile, 1,2-dichloroethane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, trimethyl phosphate, triethyl phosphate and the like. Rukoto is possible, these alone or two or more kinds of mixed solvents can be used.
【0038】上述の有機溶媒には、電解質を解離させる
ための高誘電率溶媒が含まれることが好ましい。ここ
で、高誘電率溶媒とは、25℃における比誘電率が20
以上の化合物を意味する。高誘電率溶媒の中で、エチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート及びそれらの
水素原子をハロゲン等の他の元素又はアルキル基等で置
換した化合物が電解液中に含まれることが好ましい。高
誘電率化合物の電解液に占める割合は、好ましくは20
重量%以上、更に好ましくは30重量%以上、最も好ま
しくは40重量%以上である。該化合物の含有量が少な
いと、所望の電池特性が得られない場合があるからであ
る。The above organic solvent preferably contains a high dielectric constant solvent for dissociating the electrolyte. Here, the solvent having a high dielectric constant has a relative dielectric constant of 20 at 25 ° C.
The above compounds are meant. It is preferable that ethylene carbonate, propylene carbonate, and a compound in which a hydrogen atom thereof is replaced with another element such as halogen, an alkyl group, or the like in the high dielectric constant solvent be contained in the electrolytic solution. The proportion of the high dielectric constant compound in the electrolyte is preferably 20
% By weight, more preferably 30% by weight or more, most preferably 40% by weight or more. If the content of the compound is small, desired battery characteristics may not be obtained in some cases.
【0039】またこの溶媒に溶解させる溶質としては特
に限定されるものではないが、従来公知のいずれもが使
用でき、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、Li
BF4、LiB(C6H5)4、LiCl、LiBr、CH
3SO3Li、CF3SO3Li、LiN(SO2CF3)2、
LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3等が挙げ
られ、これらのうち少なくとも1種以上のものを用いる
ことができる。また、CO2、N2O、CO、SO2等の
ガスやポリサルファイドSx 2-など負極表面にリチウム
イオンの効率よい充放電を可能にする良好な皮膜を生成
する添加剤を任意の割合で上記単独又は混合溶媒に添加
してもよい。高分子固体電解質を使用する場合にも、高
分子としては、公知のものを用いることができる。特に
リチウムイオンに対するイオン導電性の高い高分子を使
用することが好ましく、例えば、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンイミン等
が好ましく使用される。またこの高分子に対して上記の
溶質と共に、上記の溶媒を加えてゲル状電解質として使
用することも可能である。The solute to be dissolved in this solvent is not particularly limited, but any of the conventionally known ones can be used, and LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiPF
BF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCl, LiBr, CH
3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiN (SO 2 CF 3 ) 2 ,
LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 and the like can be mentioned, and at least one of them can be used. Further, an additive such as CO 2 , N 2 O, CO, SO 2 or an additive such as polysulfide S x 2− which can form a good film capable of efficiently charging and discharging lithium ions on the surface of the negative electrode is added at an arbitrary ratio. You may add to the said single or mixed solvent. Even when a polymer solid electrolyte is used, a known polymer can be used as the polymer. In particular, it is preferable to use a polymer having high ion conductivity with respect to lithium ions. For example, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethylene imine, and the like are preferably used. It is also possible to add the above-mentioned solvent to the polymer together with the above-mentioned solute and use it as a gel electrolyte.
【0040】無機固体電解質を使用する場合にも、この
無機物に公知の結晶質、非晶質固体電解質を用いること
ができる。結晶質の固体電解質としては例えば、Li
I、Li3N、Li1+xMxTi2-x(PO4)3(ただしM
=Al、Sc、Y及びLaからなる群から選ばれる少な
くとも一種)、Li0.5-3xRE0.5+xTiO3(ただしR
E=La、Pr、Nd及びSmからなる群から選ばれる
少なくとも一種)等が挙げられ、非晶質の固体電解質と
しては例えば、4.9LiI−34.1Li2O−61B 2O5,
33.3Li2O−66.7SiO2等の酸化物ガラスや0.45Li
I−0.37Li2S−0.26B2S3,0.30LiI−0.42Li2
S−0.28SiS2等の硫化物ガラス等が挙げられる。こ
れらのうち少なくとも1種以上のものを用いることがで
きる。When an inorganic solid electrolyte is used,
Use of known crystalline and amorphous solid electrolytes for inorganic substances
Can be. Examples of the crystalline solid electrolyte include Li
I, LiThreeN, Li1 + xMxTi2-x(POFour)Three(However, M
= A small number selected from the group consisting of Al, Sc, Y and La
At least), Li0.5-3xRE0.5 + xTiOThree(However, R
E = selected from the group consisting of La, Pr, Nd and Sm
At least one) and the like, and an amorphous solid electrolyte and
For example, 4.9LiI-34.1LiTwoO-61B TwoOFive,
33.3LiTwoO-66.7SiOTwoOxide glass such as 0.45Li
I-0.37LiTwoS-0.26BTwoSThree, 0.30LiI-0.42LiTwo
S-0.28SiSTwoAnd the like. This
It is possible to use at least one of them.
Wear.
【0041】[0041]
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例に制約されるものではない。なお、実施例における
スラリーの粘度は、BM型粘度計(トキメック社製)に
より測定した。測定は室温大気中で行い、特定の金属製
ローターを装置本体の回転軸に固定し、該ローターをス
ラリー液中に浸し、ローターを回転させ、3分後の目盛
を読みとり、換算表を用い、ローター及び回転数からス
ラリー粘度を算出した。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist of the present invention. In addition, the viscosity of the slurry in the examples was measured with a BM type viscometer (manufactured by Tokimec). The measurement is performed in the air at room temperature, a specific metal rotor is fixed to the rotating shaft of the apparatus main body, the rotor is immersed in a slurry liquid, the rotor is rotated, and the scale after 3 minutes is read, using a conversion table, The slurry viscosity was calculated from the rotor and the number of rotations.
【0042】<実施例1>LiOH・H2O、及びMn2
O3それぞれを最終的なスピネル型リチウムマンガン複
合酸化物中の組成で、Li:Mn:Al=1.04:
1.88:0.12(モル比)となるように秤量し、こ
れに純水を加えて固形分濃度30重量%のスラリーを調
製した。このスラリーを攪拌しながら、循環式媒体攪拌
型湿式粉砕機(シンマルエンタープライゼス社製:ダイ
ノーミルKDL−A型)を用いて、スラリー中の固形分
の平均粒子径が0.29μmになるまで粉砕した。Example 1 LiOH.H 2 O and Mn 2
O 3 is the composition in the final spinel-type lithium manganese composite oxide, and Li: Mn: Al = 1.04:
1.88: 0.12 (molar ratio) was weighed, and pure water was added thereto to prepare a slurry having a solid concentration of 30% by weight. While stirring this slurry, pulverize it using a circulating medium stirring type wet pulverizer (Shinmaru Enterprises Co., Ltd .: Dynomill KDL-A type) until the average particle diameter of the solid content in the slurry becomes 0.29 μm. did.
【0043】300mlポットを用い、6時間粉砕し
た。得られたスラリーの粘度をBM型粘度計(トキメッ
ク社製)により測定した。その結果、スラリー粘度は7
40mPa・sであった。 このスラリーを27日保存
(室温、大気下)した後の粘度は880mPa・sであ
り、粘度増加率は19%であった。これにより、スラリ
ー粘度は約4週間、十分安定に保存できることが確認さ
れた。次に、このスラリーに上記リチウムマンガン複合
酸化物の組成比に基づく所定量のアルミナゾルを添加
し、弱攪拌してスラリー中に均一に分散させた。このよ
うにして調製したスラリーの粘度を測定したところ、7
40mPa・sであり、アルミナゾルを添加する前のスラリ
ーの粘度と変わりない結果であった。該スラリー粘度の
経時変化を確認するため、スラリーを室温下4週間保存
した後にそのスラリー粘度を測定した結果、790mPa
・sであった。該スラリーの粘度増加率は6.8%であ
り、極めて安定に保存可能なことが分かった。Using a 300 ml pot, the mixture was ground for 6 hours. The viscosity of the obtained slurry was measured with a BM type viscometer (manufactured by Tokimec). As a result, the slurry viscosity was 7
It was 40 mPa · s. The viscosity of this slurry after storage for 27 days (room temperature, under air) was 880 mPa · s, and the rate of increase in viscosity was 19%. Thereby, it was confirmed that the slurry viscosity can be sufficiently stably stored for about 4 weeks. Next, a predetermined amount of alumina sol based on the composition ratio of the lithium-manganese composite oxide was added to the slurry, and the slurry was uniformly stirred and dispersed uniformly in the slurry. When the viscosity of the slurry thus prepared was measured,
The viscosity was 40 mPa · s, which was not different from the viscosity of the slurry before the addition of the alumina sol. The slurry was stored at room temperature for 4 weeks, and the viscosity of the slurry was measured.
-It was s. The viscosity increase rate of the slurry was 6.8%, indicating that the slurry could be stored very stably.
【0044】次に該スラリーを二流体ノズル型スプレー
ドライヤー(大川原化工機社製:LT−8型スプレード
ライヤー)を用いて噴霧乾燥を行った。この時の乾燥ガ
スとして空気を用い、乾燥ガス導入量は50L/min
とし、乾燥ガス入り口温度は90℃とした。そして、噴
霧乾燥により得られた造粒粒子を900℃で5時間焼成
することにより、ほぼ仕込み通りのモル比組成を有する
アルミニウム置換リチウムマンガン複合酸化物を得た。Next, the slurry was spray-dried using a two-fluid nozzle type spray dryer (LT-8 type spray dryer manufactured by Okawara Kakoki Co., Ltd.). At this time, air was used as the drying gas, and the dry gas introduction amount was 50 L / min.
The dry gas inlet temperature was 90 ° C. Then, the granulated particles obtained by spray drying were calcined at 900 ° C. for 5 hours to obtain an aluminum-substituted lithium manganese composite oxide having a molar ratio composition almost as charged.
【0045】得られたリチウムマンガン複合酸化物の粒
子径を、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場
製作所製:LA−910型粒度分布測定装置)を用いて
測定した結果、平均二次粒子径10.7μm、最大粒径
26μmのほぼ球状の形状を有する粒子であった。又、
得られたリチウムマンガン複合酸化物の結晶性を粉末X
線回折装置(フィリップス社製X線回折装置PW371
0型,Cu管球、40kV、30mA)を用いて測定し
た結果、立方晶のスピネル型リチウムマンガン複合酸化
物の構造を有していることが確認された。このリチウム
マンガン複合酸化物の粉末10gを25mlのガラス製
メスシリンダーに入れ、200回タップした後の粉体充
填密度(タップ密度)を測定した結果、1.7g/cc
であった。The particle diameter of the obtained lithium manganese composite oxide was measured using a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer (LA-910 type particle size distribution analyzer manufactured by Horiba, Ltd.). The particles had a substantially spherical shape with a diameter of 10.7 μm and a maximum particle size of 26 μm. or,
The crystallinity of the obtained lithium manganese composite oxide was changed to powder X
X-ray diffractometer (Philips X-ray diffractometer PW371)
As a result of measurement using a 0-type tube (Cu tube, 40 kV, 30 mA), it was confirmed that it had a cubic spinel-type lithium manganese composite oxide structure. 10 g of this lithium manganese composite oxide powder was placed in a 25 ml glass measuring cylinder, and the powder packing density (tap density) after tapping 200 times was measured. As a result, 1.7 g / cc was obtained.
Met.
【0046】<実施例2>Mn2O3及びAlOOHそれ
ぞれを最終的なスピネル型リチウムマンガン複合酸化物
中の組成で、Li:Mn:Al=1.04:1.88:
0.12(モル比)となるように秤量し、これに純水を
加えて固形分濃度40重量%のスラリーを調製した。こ
のスラリーを攪拌しながら、循環式媒体攪拌型湿式粉砕
機(シンマルエンタープライゼス社製:ダイノーミルK
DL−A型)を用いて、スラリー中の固形分の平均粒子
径が0.3μmになるまで粉砕した。300mlポット
を用い、粉砕は6時間行った。このスラリーの粘度をB
M型粘度計(トキメック社製)により測定した。その結
果、スラリー粘度は1160mPa・sであった。<Example 2> Mn 2 O 3 and AlOOH were each composed of the final spinel-type lithium manganese composite oxide, and Li: Mn: Al = 1.04: 1.88:
It was weighed so as to be 0.12 (molar ratio), and pure water was added thereto to prepare a slurry having a solid concentration of 40% by weight. While stirring this slurry, a circulating medium stirring type wet pulverizer (Shinmaru Enterprises: Dino Mill K)
(DL-A type), and pulverized until the average particle diameter of the solid content in the slurry became 0.3 μm. Grinding was performed for 6 hours using a 300 ml pot. The viscosity of this slurry is B
It was measured by an M-type viscometer (manufactured by Tokimec). As a result, the slurry viscosity was 1160 mPa · s.
【0047】次に、このスラリーに上記リチウムマンガ
ン複合酸化物の組成比に基づく所定量のLiOH・H2
Oを水溶液状態で添加し、弱攪拌してスラリー中に均一
に分散させた。このようにして調製したスラリー中の固
形分濃度は27wt%になった。このスラリーの粘度を
BM型粘度計(トキメック社製)により測定したとこ
ろ、305mPa・sであり、LiOH・H20水溶液を添
加する前のスラリーの粘度に比べると、粘度の減少率は
74%であり激減した。これは後記参考例1で示すL
i、Mn及びAlの各原料成分を一括(同時)に湿式粉
砕して調製したスラリーに比較して明らかに低粘度であ
る。参考例1におけるスラリー粘度が高い原因として
は、LiOH・H2OとAlOOHを同時に粉砕した場
合はアルミン酸リチウム塩が生成し、このものがスラリ
ー粘度を上昇させているものと推察される。スラリー粘
度の経時変化を確認するため、得られた該スラリーを室
温下4週間保存した後、その粘度を測定した結果は45
0mPa・sであった。該スラリーの粘度増加率は47.
5%であるが、このスラリー粘度の絶対値は小さく操作
工程上全く問題のない安定性を示すものである。Next, a predetermined amount of LiOH.H 2 based on the composition ratio of the lithium manganese composite oxide is added to the slurry.
O was added in the form of an aqueous solution, and the mixture was weakly stirred to be uniformly dispersed in the slurry. The solid content concentration in the slurry thus prepared was 27% by weight. The viscosity of this slurry was measured with a BM type viscometer (manufactured by Tokimec Co.), and was 305 mPa · s. The reduction rate of the viscosity was 74% as compared with the viscosity of the slurry before adding the LiOH · H 20 aqueous solution. And fell sharply. This is represented by L shown in Reference Example 1 below.
The viscosity is clearly lower than that of a slurry prepared by wet pulverizing the raw material components i, Mn and Al all at once (simultaneously). The reason for the high slurry viscosity in Reference Example 1 is presumed to be that when LiOH.H 2 O and AlOOH are pulverized at the same time, lithium aluminate is formed, which increases the slurry viscosity. In order to confirm the change with time of the slurry viscosity, the obtained slurry was stored at room temperature for 4 weeks, and the viscosity was measured.
It was 0 mPa · s. The viscosity increase rate of the slurry is 47.
Although it is 5%, the absolute value of the viscosity of this slurry is small, indicating stability without any problem in the operation process.
【0048】<参考例1>LiOH・H2O、Mn
2O3、AlOOHをそれぞれを最終的なスピネル型リチ
ウムマンガン複合酸化物中の組成で、Li:Mn:Al
=1.04:1.88:0.12(モル比)となるよう
に秤量し、これに純水を加えて固形分濃度30重量%の
スラリーを調整した。このスラリーを攪拌しながら、循
環式媒体攪拌型湿式粉砕機(シンマルエンタープライゼ
ス社製:ダイノーミルKDL−A型)を用いて、スラリ
ー中の固形分の平均粒子径が0.30μmになるまで粉
砕した。300mlポットを用い、粉砕は6時間行っ
た。このスラリーの粘度を粉砕後速やかに実施例と同じ
装置を用いて測定した結果、1195mPa・sであった。
スラリーの調製から2週間(336時間)保存した後、
そのスラリー粘度を上記と同じ粘度計により測定した。
その結果、スラリー粘度は1600mPa・sであり、該
スラリーの粘度の増加率は33.9%であるが、これは
操作工程上問題のない安定性を示すものであった。保存
後の該スラリーを更に室温下2週間(合計672時間)
保存した後、そのスラリー粘度を上記と同じ粘度計によ
り測定した。その結果、スラリー粘度は2000mPa・
sであり、増粘していた。粘度の増加率は67.4%で
あった。このことから、スラリーの調製からできるだけ
短時間で噴霧乾燥を行えば、実用上問題ないことが分か
る。Reference Example 1 LiOH.H 2 O, Mn
Each of 2 O 3 and AlOOH is a composition in the final spinel type lithium manganese composite oxide, and is represented by Li: Mn: Al.
= 1.04: 1.88: 0.12 (molar ratio), and pure water was added thereto to prepare a slurry having a solid concentration of 30% by weight. While stirring this slurry, pulverize it using a circulating medium stirring type wet pulverizer (Shinmaru Enterprises Co., Ltd .: Dynomill KDL-A type) until the average particle diameter of the solid content in the slurry becomes 0.30 μm. did. Grinding was performed for 6 hours using a 300 ml pot. The viscosity of this slurry was measured using the same apparatus as in the example immediately after pulverization, and as a result, it was 1195 mPa · s.
After storage for 2 weeks (336 hours) from the preparation of the slurry,
The slurry viscosity was measured by the same viscometer as described above.
As a result, the viscosity of the slurry was 1600 mPa · s, and the increase rate of the viscosity of the slurry was 33.9%, which showed stability without any problem in the operation process. The slurry after storage is further added at room temperature for 2 weeks (total 672 hours)
After storage, the slurry viscosity was measured with the same viscometer as above. As a result, the slurry viscosity was 2000 mPa
s and thickened. The rate of increase in viscosity was 67.4%. From this, it can be seen that there is no practical problem if spray drying is performed as short as possible after preparation of the slurry.
【0049】次に2週間保存後の該スラリーを二流体ノ
ズル型スプレードライヤー(大川原化工機社製:LT−
8型スプレードライヤー)を用いて噴霧乾燥を行った。
この時の乾燥ガスとして空気を用い、乾燥ガス導入量は
50L/minとし、乾燥ガス入り口温度は90℃とし
た。そして、噴霧乾燥により得られた造粒粒子を900
℃で5時間焼成することにより、ほぼ仕込み通りのモル
比組成を有するアルミニウム置換リチウムマンガン複合
酸化物を得た。得られたリチウムマンガン複合酸化物の
粒子径を、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀
場製作所製:LA−910型粒度分布測定装置)を用い
て測定した結果、平均二次粒子径11.5μm、最大粒
径26μmのほぼ球状の形状を有する粒子であった。得
られたリチウムマンガン複合酸化物の結晶性を粉末X線
回折装置(フィリップス社製X線回折装置PW3710
型,Cu管球、40kV、30mA)を用いて測定した
結果、立方晶のスピネル型リチウムマンガン複合酸化物
の構造を有していることが確認された。得られたリチウ
ムマンガン複合酸化物の粉末10gを25mlのガラス
製メスシリンダーに入れ、200回タップした後の粉体
充填密度(タップ密度)を測定した結果、1.7g/c
cであった。Next, the slurry after storage for 2 weeks is sprayed with a two-fluid nozzle type spray dryer (LT-Okawara Kakoki Co., Ltd.).
Spray drying was performed using an 8 type spray drier.
At this time, air was used as a dry gas, the dry gas introduction rate was 50 L / min, and the dry gas inlet temperature was 90 ° C. Then, the granulated particles obtained by spray drying are
By firing at 5 ° C. for 5 hours, an aluminum-substituted lithium manganese composite oxide having a molar ratio composition almost as charged was obtained. As a result of measuring the particle size of the obtained lithium manganese composite oxide using a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer (manufactured by Horiba, Ltd .: LA-910 type particle size distribution analyzer), the average secondary particle size was 11.1. The particles had a substantially spherical shape with a size of 5 μm and a maximum particle size of 26 μm. The crystallinity of the obtained lithium manganese composite oxide was measured using a powder X-ray diffractometer (X-ray diffractometer PW3710 manufactured by Philips).
(Cu mold, Cu bulb, 40 kV, 30 mA), and as a result, it was confirmed to have a cubic spinel-type lithium manganese composite oxide structure. 10 g of the obtained lithium manganese composite oxide powder was placed in a 25 ml glass measuring cylinder, and the powder packing density (tap density) after tapping 200 times was measured. As a result, 1.7 g / c was obtained.
c.
【0050】<電池評価試験例>以下の方法で本発明の
実施例及び比較例で得られたリチウムマンガン複合酸化
物の電池評価を行った。A.正極の作製と容量確認及びレート試験 実施例1及び参考例1で得られたそれぞれのリチウムマ
ンガン複合酸化物を75重量%、アセチレンブラック2
0重量%、ポリテトラフルオロエチレンパウダー5重量
%の割合で秤量したものを乳鉢で十分混練し、薄くシー
ト状にしたものを9mmφ、12mmφのポンチを用い
て打ち抜き、円盤型正極合剤シートを作製した。この
際、正極合剤シートの全体重量は各々約8mg、約18
mgになるように調整した。これをAlのエキスパンド
メタルに圧着して9mmφの正極とした。前記正極を試
験極とし、Li金属を対極としてコインセルを組んだ。
このコインセルに、0.5mA/cm2の定電流充電、
即ち正極からリチウムイオンを放出させる反応を上限
4.35Vで行い、ついで0.5mA/cm2の定電流
放電、即ち正極にリチウムイオンを吸蔵させる反応を下
限3.2Vで行い、その際の正極活物質単位重量当たり
の初期充電容量をQs(C)mAh/g、初期放電容量
をQs(D)mAh/gとした。<Battery Evaluation Test Example> The battery evaluation of the lithium manganese composite oxide obtained in the examples of the present invention and the comparative examples was performed by the following method. A. Preparation of Positive Electrode, Confirmation of Capacity and Rate Test 75% by weight of each lithium manganese composite oxide obtained in Example 1 and Reference Example 1, acetylene black 2
A mixture weighed at a ratio of 0% by weight and a polytetrafluoroethylene powder at a ratio of 5% by weight is sufficiently kneaded in a mortar, and a thin sheet is punched out using a 9 mmφ or 12 mmφ punch to produce a disc-shaped positive electrode mixture sheet. did. At this time, the total weight of the positive electrode mixture sheet was about 8 mg and about 18 mg, respectively.
mg. This was pressed against an Al expanded metal to form a 9 mmφ positive electrode. A coin cell was assembled using the positive electrode as a test electrode and Li metal as a counter electrode.
This coin cell is charged at a constant current of 0.5 mA / cm 2 ,
That is, a reaction for releasing lithium ions from the positive electrode is performed at an upper limit of 4.35 V, and then a constant current discharge of 0.5 mA / cm 2 , that is, a reaction for storing lithium ions in the positive electrode is performed at a lower limit of 3.2 V. The initial charge capacity per unit weight of the active material was Qs (C) mAh / g, and the initial discharge capacity was Qs (D) mAh / g.
【0051】B.負極の作製と容量確認 負極活物質としての平均粒径約8.10μmの黒鉛粉末
(d002=3.35Å)と、バインダーとしてのポリ
フッ化ビニリデンとを重量比で92.5:7.5の割合
で秤量し、これをN−メチルピロリドン溶液中で混合
し、負極合剤スラリーとした。このスラリーを20μm
の厚さの銅箔の片面に塗布し、乾燥して溶媒を蒸発させ
た後、12mmφに打ち抜き、0.5ton/cm2で
プレス処理をしたものを負極とした。なお、この負極を
試験極とし、Li金属を対極として電池セルを組み、
0.2mA/cm2の定電流で負極にLiイオンを吸蔵
させる試験を下限0Vで行った際の負極活物質単位重量
当たりの初期吸蔵容量をQfmAh/gとした。 B. Preparation of Negative Electrode and Confirmation of Capacity A graphite powder having an average particle size of about 8.10 μm (d002 = 3.35 °) as the negative electrode active material and polyvinylidene fluoride as the binder in a weight ratio of 92.5: 7.5. And mixed in an N-methylpyrrolidone solution to obtain a negative electrode mixture slurry. 20 μm of this slurry
Was coated on one side of a copper foil having a thickness of 5 mm, dried and evaporated, and then punched into 12 mmφ and pressed at 0.5 ton / cm 2 to obtain a negative electrode. The negative electrode was used as a test electrode, and a battery cell was assembled using Li metal as a counter electrode.
The initial storage capacity per unit weight of the negative electrode active material when a test for storing Li ions in the negative electrode at a constant current of 0.2 mA / cm 2 was performed at a lower limit of 0 V was defined as QfmAh / g.
【0052】C.コイン型セルの組立 コイン型セル(CR2032)を使用して、電池性能を
評価した。即ち、正極缶の上に正極を置き、その上にセ
パレータとして厚さ25μmの多孔性ポリエチレンフィ
ルムを置き、ポリプロピレン製ガスケットで押さえた
後、負極を置き、厚み調整用のスペーサーを置いた後、
非水電解液溶液として、1mol/Lの六フッ化リン酸
リチウム(LiPF6)を溶解させたエチレンカーボネ
ート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の体積
分率3:7の混合溶媒を電解液として用い、これを電池
内に加えて十分しみ込ませた後、負極缶をのせ電池を封
口した。なおこの時、正極と負極は容量の確認のために
作製したものと同様の組成のものを用い、正極活物質の
重量と負極活物質重量のバランスがほぼ下式となるよう
に設定した。 C. Assembling of coin type cell Using the coin type cell (CR2032), the battery performance was evaluated. That is, the positive electrode was placed on the positive electrode can, a 25 μm-thick porous polyethylene film was placed as a separator on the positive electrode can, pressed with a polypropylene gasket, the negative electrode was placed, and a spacer for thickness adjustment was placed.
As a non-aqueous electrolyte solution, a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) having a volume fraction of 3: 7 in which 1 mol / L lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved is used as an electrolyte. This was used and added to the inside of the battery to be sufficiently impregnated. Then, a negative electrode can was placed and the battery was sealed. Note that, at this time, the positive electrode and the negative electrode were of the same composition as those prepared for checking the capacity, and the balance between the weight of the positive electrode active material and the weight of the negative electrode active material was set to be approximately the following equation.
【数1】正極活物質重量[g]/負極活物質重量[g]=
(Qf/1.2)/Qs(C)## EQU1 ## Weight of positive electrode active material [g] / weight of negative electrode active material [g] =
(Qf / 1.2) / Qs (C)
【0053】D.サイクル試験 得られたコイン型セルの高温特性を比較するため、電池
の1時間率電流値、即ち1Cを D. In order to compare the high-temperature characteristics of the coin-type cells obtained in the cycle test , the 1-hour rate current value of the battery, that is, 1C, was used.
【数2】1C[mA]=Qs(D)×正極活物質重量[g] と設定し、以下の試験を行った。まず室温で定電流0.
2C充放電2サイクル及び定電流1C充放電1サイクル
を行い、次に50℃の高温で定電流0.2C充放電1サ
イクル、ついで定電流1C充放電100サイクルの試験
を行った。なお充電上限は4.2V、下限電圧は3.0
Vとした。この時50℃での1C充放電100サイクル
試験部分の1サイクル目放電容量Qh(1)に対する、
50サイクル目の放電容量Qh(50)の割合を高温サ
イクル容量維持率P、即ち## EQU2 ## The following test was conducted by setting 1 C [mA] = Qs (D) × weight of positive electrode active material [g]. First, a constant current of 0.1 at room temperature.
Two cycles of 2C charge / discharge and one cycle of constant current 1C charge / discharge were performed, and then a test was performed at a high temperature of 50 ° C. at a constant current of 0.2C charge / discharge, followed by a constant current 1C charge / discharge of 100 cycles. Note that the upper limit of charge is 4.2 V and the lower limit voltage is 3.0.
V. At this time, with respect to the discharge capacity Qh (1) in the first cycle of the 100-cycle 1C charge / discharge test at 50 ° C.
The ratio of the discharge capacity Qh (50) at the 50th cycle is defined as a high-temperature cycle capacity maintenance ratio P, that is,
【数3】 P[%]={Qh(50)/Qh(1)}×100 とし、この値で電池の高温特性を比較した。[Mathematical formula-see original document] P [%] = {Qh (50) / Qh (1)} × 100, and the high-temperature characteristics of the batteries were compared using this value.
【0054】表−1に、前記実施例及び参考例1で得ら
れた正極材料を用いた電池の50℃サイクル試験におけ
る初期放電容量、初期効率と高温サイクル容量維持率を
示し、併せて正極材料のリチウムマンガン複合酸化物を
調製したスラリーの粘度変化率、並びにリチウムマンガ
ン複合酸化物の二次粒子の平均粒径及びタップ密度(嵩
密度)を示す。尚、初期効率(%)=[Qs(C)/Q
s(D)]×100である。Table 1 shows the initial discharge capacity, initial efficiency, and high-temperature cycle capacity retention of the batteries using the cathode materials obtained in the above Examples and Reference Example 1 in a 50 ° C. cycle test. And the average particle size and the tap density (bulk density) of the secondary particles of the lithium manganese composite oxide are shown. Note that the initial efficiency (%) = [Qs (C) / Q
s (D)] × 100.
【0055】[0055]
【表1】 [Table 1]
【0056】[0056]
【発明の効果】本発明方法によれば、リチウム二次電池
の正極に使用されるリチウム遷移金属複合酸化物を製造
する際、長期の安定性に優れ、且つ取扱が容易な原料化
合物のスラリーを製造することができ、しかも本発明方
法で得られるスラリーから調製したリチウム遷移金属複
合酸化物は、電池特性や性状において、従来のものに比
べ何等の遜色がなく同等である。従って、本発明方法
は、工業的製法として極めて有用である。According to the method of the present invention, when manufacturing a lithium transition metal composite oxide used for a positive electrode of a lithium secondary battery, a slurry of a raw material compound having excellent long-term stability and easy handling can be obtained. The lithium transition metal composite oxide which can be produced and prepared from the slurry obtained by the method of the present invention has the same or equivalent battery characteristics and properties as conventional batteries. Therefore, the method of the present invention is extremely useful as an industrial production method.
───────────────────────────────────────────────────── 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 Fターム(参考) 4G048 AA04 AB02 AB05 AC06 AE05 AE08 5H029 AJ03 AK03 AK18 AL02 AL06 AL07 AL12 AL18 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM11 AM16 CJ02 CJ08 CJ28 DJ16 DJ17 HJ13 5H050 AA08 BA15 CA07 CA08 CA09 CA29 CB02 CB03 CB07 CB08 CB12 CB29 FA17 FA19 GA02 GA10 GA27 HA13 HA20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01M 10/40 H01M 10/40 Z F term (Reference) 4G048 AA04 AB02 AB05 AC06 AE05 AE08 5H029 AJ03 AK03 AK18 AL02 AL06 AL07 AL12 AL18 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM11 AM16 CJ02 CJ08 CJ28 DJ16 DJ17 HJ13 5H050 AA08 BA15 CA07 CA08 CA09 CA29 CB02 CB03 CB07 CB08 CB12 CB29 FA17 FA19 GA02 GA10 GA27 HA13 HA20
Claims (12)
ミニウム化合物を含有するスラリーを製造するに当た
り、リチウム化合物及びアルミニウム化合物のいずれか
一方の化合物と遷移金属化合物とを含むスラリーを成
し、次いで他方のリチウム化合物又はアルミニウム化合
物を添加することを特徴とするスラリーの製造方法。In producing a slurry containing a lithium compound, a transition metal compound and an aluminum compound, a slurry containing either a lithium compound or an aluminum compound and a transition metal compound is formed, and then the other lithium is prepared. A method for producing a slurry, comprising adding a compound or an aluminum compound.
合物は、液性媒体に溶解又は分散して添加されることを
特徴とする請求項1に記載のスラリーの製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the other lithium compound or aluminum compound is dissolved or dispersed in a liquid medium and added.
いずれか一方の化合物がリチウム化合物であり、他方の
アルミニウム化合物がアルミナゾルであることを特徴と
する請求項1又は2に記載のスラリーの製造方法。3. The method according to claim 1, wherein one of the lithium compound and the aluminum compound is a lithium compound, and the other aluminum compound is an alumina sol.
いずれか一方の化合物が水酸化リチウム又はその水和物
であり、他方のアルミニウム化合物の溶液又は分散液が
塩基性であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
か一項に記載のスラリーの製造方法。4. The method according to claim 1, wherein one of the lithium compound and the aluminum compound is lithium hydroxide or a hydrate thereof, and the solution or dispersion of the other aluminum compound is basic. The method for producing a slurry according to any one of claims 1 to 3.
いずれか一方の化合物がアルミニウム化合物であり、他
方のリチウム化合物が水酸化リチウム溶液であることを
特徴とする請求項1又は2に記載のスラリーの製造方
法。5. The method according to claim 1, wherein one of the lithium compound and the aluminum compound is an aluminum compound, and the other lithium compound is a lithium hydroxide solution. .
いずれか一方の化合物と遷移金属化合物とを液性媒体中
で強攪拌してスラリーと成し、次いで他方のリチウム化
合物又はアルミニウム化合物を添加して弱攪拌すること
を特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のス
ラリーの製造方法。6. A slurry in which either one of a lithium compound and an aluminum compound and a transition metal compound are vigorously stirred in a liquid medium to form a slurry, and then the other lithium compound or aluminum compound is added and weakly stirred. The method for producing a slurry according to any one of claims 1 to 5, wherein:
いずれか一方の化合物と遷移金属化合物とを液性媒体中
で粉砕することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか
一項に記載のスラリーの製造方法。7. The slurry production according to claim 1, wherein one of the lithium compound and the aluminum compound and the transition metal compound are pulverized in a liquid medium. Method.
びコバルトから選ばれる少なくとも一種の元素を含む化
合物であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか
一項に記載のスラリーの製造方法。8. The method for producing a slurry according to claim 1, wherein the transition metal compound is a compound containing at least one element selected from manganese, nickel and cobalt.
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載
のスラリーの製造方法。9. The method for producing a slurry according to claim 1, wherein the transition metal compound is a manganese compound.
ンガン水酸化物、オキシ水酸化マンガン、硝酸マンガ
ン、硫酸マンガン及びマンガンの有機酸塩からなる群か
ら選ばれることを特徴とする請求項9に記載のスラリー
の製造方法。10. The manganese compound according to claim 9, wherein the manganese compound is selected from the group consisting of manganese oxide, manganese hydroxide, manganese oxyhydroxide, manganese nitrate, manganese sulfate and an organic acid salt of manganese. Method for producing slurry.
の製造方法で得られたスラリーを噴霧乾燥し、これを焼
成処理に供することを特徴とするリチウム遷移金属複合
酸化物の製造方法。11. A method for producing a lithium transition metal composite oxide, comprising spray-drying a slurry obtained by the method according to claim 1 and subjecting the slurry to a baking treatment. .
アルミニウム化合物を含有するスラリーを調製した後、
該スラリーを乾燥及び焼成することよりなるリチウム遷
移金属複合酸化物の製造方法であって、前記スラリーの
調製時に上記リチウム化合物と上記アルミニウム化合物
とを含有させてから、前記乾燥を開始するまでの時間を
500時間以内とすることを特徴とするリチウム遷移金
属複合酸化物の製造方法。12. After preparing a slurry containing a lithium compound, a transition metal compound, and an aluminum compound,
A method for producing a lithium transition metal composite oxide, comprising drying and calcining the slurry, wherein the time from when the lithium compound and the aluminum compound are contained during the preparation of the slurry until the drying is started. Is within 500 hours.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001137299A JP2002326818A (en) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | Production method of slurry and production method of lithium transition metal compound oxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001137299A JP2002326818A (en) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | Production method of slurry and production method of lithium transition metal compound oxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002326818A true JP2002326818A (en) | 2002-11-12 |
Family
ID=18984422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001137299A Pending JP2002326818A (en) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | Production method of slurry and production method of lithium transition metal compound oxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002326818A (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005251684A (en) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Toshiba Corp | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2006511421A (en) * | 2002-12-16 | 2006-04-06 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク | Method for preparing alkali metal insertion compound, active material including the same, and element including the active material |
JP2006134777A (en) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Erekuseru Kk | Positive electrode for lithium battery and lithium battery using this |
JP2008514534A (en) * | 2004-09-24 | 2008-05-08 | エルジー・ケム・リミテッド | Composite material precursor for aluminum-containing lithium transition metal oxides and method for producing the same |
JP2008130543A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Samsung Sdi Co Ltd | Negative electrode active material for lithium secondary battery, its manufacturing method, and lithium secondary battery containing it |
US8110305B2 (en) | 2007-02-15 | 2012-02-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable lithium battery |
JP2012096949A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | Production method and application of spinel-type lithium-manganese compound oxide particle |
US8367248B2 (en) | 2006-11-22 | 2013-02-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing thereof, and rechargeable lithium battery including the same |
US8835049B2 (en) | 2006-11-22 | 2014-09-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for a rechargeable lithium battery, a method of preparing the same, and a rechargeable lithium battery including the same |
JP2016039082A (en) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 日本ゼオン株式会社 | Method for producing composite particle for electrochemical element electrode, electrochemical element electrode material, electrochemical element electrode, and electrochemical element |
CN116313216A (en) * | 2022-12-28 | 2023-06-23 | 广州市儒兴科技股份有限公司 | Aluminum paste and solar cell |
-
2001
- 2001-05-08 JP JP2001137299A patent/JP2002326818A/en active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4773724B2 (en) * | 2002-12-16 | 2011-09-14 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク | Method for preparing alkali metal insertion compound, alkali metal insertion compound, electrode active material, anode, battery, and electrochromic device |
JP2006511421A (en) * | 2002-12-16 | 2006-04-06 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク | Method for preparing alkali metal insertion compound, active material including the same, and element including the active material |
JP2011184292A (en) * | 2002-12-16 | 2011-09-22 | Commissariat A L'energie Atomique | Method for preparing insertion compound of alkali metal, insertion compound of alkali metal, electrode active material, anode, battery and electrochromic device |
JP2005251684A (en) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Toshiba Corp | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2008514534A (en) * | 2004-09-24 | 2008-05-08 | エルジー・ケム・リミテッド | Composite material precursor for aluminum-containing lithium transition metal oxides and method for producing the same |
JP4767963B2 (en) * | 2004-09-24 | 2011-09-07 | エルジー・ケム・リミテッド | Composite material precursor for aluminum-containing lithium transition metal oxides and method for producing the same |
JP2006134777A (en) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Erekuseru Kk | Positive electrode for lithium battery and lithium battery using this |
JP2008130543A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Samsung Sdi Co Ltd | Negative electrode active material for lithium secondary battery, its manufacturing method, and lithium secondary battery containing it |
US8367248B2 (en) | 2006-11-22 | 2013-02-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing thereof, and rechargeable lithium battery including the same |
US8835049B2 (en) | 2006-11-22 | 2014-09-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for a rechargeable lithium battery, a method of preparing the same, and a rechargeable lithium battery including the same |
US8110305B2 (en) | 2007-02-15 | 2012-02-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable lithium battery |
JP2012096949A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | Production method and application of spinel-type lithium-manganese compound oxide particle |
JP2016039082A (en) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 日本ゼオン株式会社 | Method for producing composite particle for electrochemical element electrode, electrochemical element electrode material, electrochemical element electrode, and electrochemical element |
CN116313216A (en) * | 2022-12-28 | 2023-06-23 | 广州市儒兴科技股份有限公司 | Aluminum paste and solar cell |
CN116313216B (en) * | 2022-12-28 | 2024-02-02 | 广州市儒兴科技股份有限公司 | Aluminum paste and solar cell |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6323117B2 (en) | Method for producing precursor of positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP6578634B2 (en) | Method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same | |
EP2918545A1 (en) | Polycrystalline lithium manganese oxide particles, method for preparing same, and anode active material containing polycrystalline lithium manganese oxide particles | |
JP2019186221A (en) | Method for manufacturing positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same | |
US9437873B2 (en) | Spinel-type lithium manganese-based composite oxide | |
JP4092950B2 (en) | Method for producing lithium nickel manganese composite oxide | |
JP2003092108A (en) | Positive electrode material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery | |
WO2001036334A1 (en) | Lithium-manganese composite oxide, positive electrode material for lithium secondary cell, positive electrode and lithium secondary cell, and method for preparing lithium-manganese composite oxide | |
JP6586220B2 (en) | Lithium metal composite oxide with layer structure | |
JP6251843B2 (en) | Method for producing lithium metal composite oxide having layer structure | |
JP2004311297A (en) | Powdered lithium secondary battery positive electrode material, lithium secondary battery positive electrode, and lithium secondary battery | |
JP2002338250A (en) | Method for producing layered lithium-nickel-manganese composite oxide | |
JP2006151707A (en) | Anhydride of lithium hydroxide for manufacturing lithium transition metal complex oxide and its manufacturing method, and method for manufacturing lithium transition metal complex oxide using it | |
JP7172301B2 (en) | Transition metal composite hydroxide, method for producing transition metal composite hydroxide, lithium transition metal composite oxide active material, and lithium ion secondary battery | |
JP6061149B2 (en) | Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same | |
JP4172024B2 (en) | Positive electrode active material for lithium secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous lithium secondary battery | |
JP2018067549A (en) | Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same | |
JP2002326818A (en) | Production method of slurry and production method of lithium transition metal compound oxide | |
JP2004006277A (en) | Positive electrode material for lithium secondary batteries, rechargeable battery therewith and manufacturing process thereof | |
JP4543474B2 (en) | Positive electrode active material, method for producing the same, and non-aqueous secondary battery using the same | |
JP2017010842A (en) | Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, manufacturing method for the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material | |
JP2001206722A (en) | Lithium manganese multiple oxide, positive electrode material for lithium secondary cell, positive electrode, lithium secondary cell, and manufacturing method of lithium manganese multiple oxide | |
JP2001243954A (en) | Positive electrode material for lithium secondary battery | |
JP2004155631A (en) | Lithium-manganese-based double oxide particle for non-aqueous lithium secondary battery, method for producing the same and non-aqueous lithium secondary battery | |
JP2018085339A (en) | Precursor of positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for manufacturing the same, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing the same |