JP2003119029A - METHOD OF PRODUCING Mn203, AND METHOD OF PRODUCING LITHIUM-MANGANESE COMPOUND OXIDE - Google Patents

METHOD OF PRODUCING Mn203, AND METHOD OF PRODUCING LITHIUM-MANGANESE COMPOUND OXIDE

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JP2003119029A
JP2003119029A JP2001313519A JP2001313519A JP2003119029A JP 2003119029 A JP2003119029 A JP 2003119029A JP 2001313519 A JP2001313519 A JP 2001313519A JP 2001313519 A JP2001313519 A JP 2001313519A JP 2003119029 A JP2003119029 A JP 2003119029A
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lithium
gauss
mno
composite oxide
manganese
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JP2001313519A
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Japanese (ja)
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Kazuo Niwa
一夫 丹羽
Takeshi Kurihara
毅 栗原
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for preventing the intrusion of iron into a battery material, and preventing the intrusion of SUS powder into a battery as well. SOLUTION: In the method of producing Mn2 O3 , MnO2 is allowed to pass through the magnetic field of 100 to 3,200 Gs, and is thereafter burned.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、Mn23の製造方
法並びにリチウムマンガン複合酸化物の製造方法に関
し、更には該製造方法により製造されたリチウムマンガ
ン複合酸化物、該リチウムマンガン複合酸化物を用いた
リチウム二次電池、MnO2からの金属粉除去方法に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing Mn 2 O 3 and a method for producing a lithium manganese composite oxide, and further to a lithium manganese composite oxide produced by the production method and the lithium manganese composite oxide. And a method for removing metal powder from MnO 2 .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、カメラ一体型VTR装置、オーデ
ィオ機器、携帯型コンピュータ、携帯電話等様々な機器
の小型化、軽量化が進んでおり、これら機器の電源とし
ての電池に対する高性能化の要請が高まっている。その
要求に答えるべく、種々の開発がなされ、例えば負極活
物質として金属リチウムに代わって、リチウムイオンの
吸蔵・放出が可能な炭素材料等を用いることにより、安
全性が大幅に向上し、リチウム二次電池が実用段階に入
った。
2. Description of the Related Art In recent years, various devices such as a VTR device with a built-in camera, an audio device, a portable computer, and a mobile phone have been reduced in size and weight, and a demand for higher performance of a battery as a power source of these devices has been increased. Is increasing. In order to meet the demand, various developments have been made. For example, by using a carbon material or the like capable of inserting and extracting lithium ions as a negative electrode active material in place of metallic lithium, safety is significantly improved, and lithium The next battery has entered the practical stage.

【0003】一方、リチウム二次電池の正極活物質とし
ては、LiCoO2やLiNiO2、LiMn24等のリ
チウム遷移金属複合酸化物が実用段階に入っている。特
に、LiMn24などのリチウムマンガン複合酸化物か
らなるマンガン系正極活物質は、成分となるマンガンが
コバルトやニッケルに比較して埋蔵量が多く、安価であ
り、加えて過充電での安全性も高いというメリットを有
している。
On the other hand, as a positive electrode active material for lithium secondary batteries, lithium transition metal composite oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 and LiMn 2 O 4 are in the practical stage. In particular, a manganese-based positive electrode active material composed of a lithium manganese composite oxide such as LiMn 2 O 4 has a large amount of reserves of manganese as a component compared with cobalt and nickel, and is inexpensive. It also has the advantage of being highly reliable.

【0004】上記のリチウムマンガン複合酸化物は、リ
チウム化合物とマンガン化合物を混合、焼成することに
より製造することができる。最終目的物である複合酸化
物のマンガン酸化数に近い価数を有しているという観
点、さらに工業原料として安価に入手できる観点、及び
反応性が高いという観点から、マンガン化合物としては
Mn23が特に好ましい。Mn23は、通常MnO2
熱処理して作製される。しかしながら、一般に流通して
いるMnO2は異物としての金属(鉄)を有しており、
また時には粉砕工程においてSUS粉等が混入する場合
もある。特に電解MnO2の場合には顕著である。
The above lithium-manganese composite oxide can be manufactured by mixing and firing a lithium compound and a manganese compound. From the viewpoint of having a valence close to the manganese oxidation number of the final target compound oxide, the viewpoint of being inexpensively available as an industrial raw material, and the viewpoint of high reactivity, the manganese compound is Mn 2 O. 3 is particularly preferred. Mn 2 O 3 is usually produced by heat treating MnO 2 . However, MnO 2 which is generally distributed has a metal (iron) as a foreign substance,
In addition, SUS powder or the like may be mixed in the crushing process. This is particularly remarkable in the case of electrolytic MnO 2 .

【0005】電池は一般に、上記のような電池材料を集
電体に塗布して極板を製造し、それらを組み立てて電池
とする。しかしながら、電池材料の製造工程で原料由来
の鉄や、製造工程において鉄粉が混入する場合があり、
電池材料に鉄が混入している場合はこの鉄によりマイク
ロショートが発生すると考えられ、電池が電池としての
機能を失ってしまう。また、場合によっては製造工程に
おいてSUS粉が混入する場合があり、その際にも電池
材料中のSUS粉によりマイクロショートが発生すると
考えられ、電池が電池としての機能を失ってしまう。
In general, a battery is manufactured by applying a battery material as described above to a current collector to manufacture an electrode plate and assembling them into a battery. However, iron derived from raw materials in the manufacturing process of battery materials, and iron powder may be mixed in the manufacturing process,
When iron is mixed in the battery material, it is considered that the iron causes a micro short circuit, and the battery loses its function as a battery. Further, in some cases, SUS powder may be mixed in the manufacturing process, and in that case, it is considered that SUS powder in the battery material causes a micro short circuit, and the battery loses its function as a battery.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで電池材料への鉄
の混入を防止する方法が求められていた。更には、電池
材料へのSUS粉の混入を防止する方法が求められてい
た。
Therefore, there has been a demand for a method of preventing iron from being mixed into a battery material. Further, there has been a demand for a method of preventing SUS powder from being mixed into the battery material.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決すべく検討を重ねた結果、MnO2を焼成する前
に、MnO2をある一定の磁束密度の磁場を通過させる
ことにより異物としての金属のみを除去できることを見
出し、本発明を解決するに至った。即ち、本発明の要旨
は下記(1)〜(10)に存する。
The present inventors have SUMMARY OF THE INVENTION As a result of extensive investigations to solve the above problems, foreign materials prior to firing the MnO 2, by passing a magnetic field of predetermined flux density in the MnO 2 As a result, they have found that they can remove only the metal, and have solved the present invention. That is, the gist of the present invention lies in the following (1) to (10).

【0008】(1)MnO2を、100ガウス以上、3
200ガウス未満の磁場を通過させた後に焼成すること
を特徴とするMn23の製造方法。 (2)MnO2を、100ガウス以上、3200ガウス
未満の磁場を通過させた後に焼成しMn23を得、次い
で該しMn23をチウム化合物と混合し、次いで焼成す
ることを特徴とするリチウムマンガン複合酸化物の製造
方法。
(1) MnO 2 is 100 gauss or more, 3
A method for producing Mn 2 O 3 , which comprises firing after passing a magnetic field of less than 200 Gauss. (2) MnO 2 is passed through a magnetic field of 100 Gauss or more and less than 3200 Gauss and then calcined to obtain Mn 2 O 3 , and then Mn 2 O 3 is mixed with a thium compound and then calcined. And a method for producing a lithium manganese composite oxide.

【0009】(3)MnO2を、100ガウス以上、3
200ガウス未満の磁場を通過させた後に焼成しMn2
3を得、次いで該しMn23をリチウム化合物と溶媒
下混合してスラリーを得、該スラリーを噴霧乾燥し、次
いで焼成することを特徴とするリチウムマンガン複合酸
化物の製造方法。 (4)磁場の磁束密度の下限が、700ガウス以上であ
る上記(1)〜(3)いずれかに記載の製造方法。
(3) MnO 2 is 100 Gauss or more, 3
After passing through a magnetic field of less than 200 Gauss, it is fired and Mn 2
A method for producing a lithium-manganese composite oxide, characterized in that O 3 is obtained, and then Mn 2 O 3 is mixed with a lithium compound in a solvent to obtain a slurry, and the slurry is spray-dried and then calcined. (4) The manufacturing method according to any one of (1) to (3), wherein the lower limit of the magnetic flux density of the magnetic field is 700 gauss or more.

【0010】(5)リチウム化合物とMnO2との混合
比が、Li原子とMn原子換算でLi/Mn=0.4〜
0.6となる量比である上記(2)〜(4)のいずれか
に記載の製造方法。 (6)MnO2とリチウム化合物の他に、リチウムとマ
ンガン以外の金属元素を含む化合物を溶媒下混合する上
記(2)〜(5)のいずれかに記載の製造方法。
(5) The mixing ratio of the lithium compound and MnO 2 is Li / Mn = 0.4-in terms of Li atom and Mn atom.
The production method according to any one of (2) to (4) above, wherein the quantity ratio is 0.6. (6) The production method according to any of (2) to (5) above, wherein a compound containing a metal element other than lithium and manganese is mixed in a solvent in addition to MnO 2 and a lithium compound.

【0011】(7)リチウムとマンガン以外の金属(以
下「他金属」という)元素を含む化合物の混合比が、M
n原子と他金属原子換算で、他金属元素がMnの2.5
〜30モル%となる量比である上記(6)に記載の製造
方法。 (8)リチウムマンガン複合酸化物が、
(7) The mixing ratio of the compound containing a metal element (hereinafter referred to as "other metal") other than lithium and manganese is M
In terms of n atoms and other metal atoms, the other metal element is 2.5 with Mn.
The production method according to (6) above, wherein the amount ratio is about 30 mol%. (8) The lithium manganese composite oxide

【0012】[0012]

【化2】LibMn2-a Mea4 (MeはB、Al、Sn、Cu、Ti、Zn、Co、N
iからなる群から選ばれる少なくとも一種を表し、0≦
b≦1.5、0<a≦1)である上記(2)〜(7)の
いずれかに記載の製造方法。
Embedded image Li b Mn 2-a Me a O 4 (Me is B, Al, Sn, Cu, Ti, Zn, Co, N
represents at least one selected from the group consisting of i, and 0 ≦
The production method according to any one of (2) to (7) above, wherein b ≦ 1.5 and 0 <a ≦ 1).

【0013】(9)上記(2)〜(8)のいずれかに記
載の製造方法により製造されたリチウムマンガン複合酸
化物。 (10)上記(2)〜(8)のいずれかに記載の製造方
法により製造されたリチウムマンガン複合酸化物を含有
する正極、負極及び電解質を有するリチウム二次電池。
(9) A lithium manganese composite oxide produced by the production method described in any of (2) to (8) above. (10) A lithium secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte containing the lithium-manganese composite oxide produced by the production method according to any one of (2) to (8) above.

【0014】(11)MnO2を、100ガウス以上、
3200ガウス未満の磁場を通過させることを特徴とす
るMnO2からの金属粉除去方法。
(11) MnO 2 of 100 Gauss or more,
Metal dust removing method from MnO 2, characterized in that passing the magnetic field of less than 3200 gauss.

【0015】[0015]

【発明の実施の態様】本発明のMn23の製造方法は、
(1)MnO2を、100ガウス以上、3200ガウス
未満の磁場を通過させた後に焼成することを特徴とす
る。また、本発明のリチウムマンガン複合酸化物の製造
方法は、(2)MnO2を、100ガウス以上、320
0ガウス未満の磁場を通過させた後に焼成しMn23
得、次いで該しMn23をチウム化合物と混合し、次い
で焼成することを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for producing Mn 2 O 3 of the present invention comprises:
(1) It is characterized in that MnO 2 is fired after passing a magnetic field of 100 Gauss or more and less than 3200 Gauss. The method for producing a lithium-manganese composite oxide according to the present invention includes (2) MnO 2 of 100 gauss or more, 320
0 calcined after passing through a magnetic field of less than Gauss give Mn 2 O 3, then the and mixed Mn 2 O 3 and lithium compound and then and firing.

【0016】更には、本発明にリチウムマンガン複合酸
化物の製造方法は、(3)MnO2を、100ガウス以
上、3200ガウス未満の磁場を通過させた後に焼成し
Mn 23を得、次いで該しMn23をリチウム化合物と
溶媒下混合してスラリーを得、該スラリーを噴霧乾燥
し、次いで焼成することを特徴とする。なお、「溶媒
下」とは、「溶媒の存在下」とか「溶媒と共に」という
意味である。
Further, according to the present invention, lithium manganese complex acid is used.
(3) MnO2Over 100 gauss
Above, after passing through a magnetic field of less than 3200 gauss
Mn 2O3And then the Mn2O3With a lithium compound
Mix under a solvent to obtain a slurry, and spray-dry the slurry.
And then fired. In addition, "solvent
"Lower" means "in the presence of a solvent" or "with a solvent"
Is the meaning.

【0017】本発明において「磁場を通過させる」と
は、磁場を有する物に接触させることを含む。本発明に
おいては、磁場を有する物に接触させる方が異物として
の金属を除去しやすい。本発明において焼成前にMnO
2を上記磁場を通過させるのは、焼成してしまうと異物
としての金属がMn23の粒子中に取り込まれて、異物
としての金属のみを除去するのが困難になるためであ
る。ここでいう「焼成」とは、MnO2を熱処理してM
23を作成する際の焼成を意味する。
In the present invention, "passing a magnetic field" includes bringing an object having a magnetic field into contact. In the present invention, it is easier to remove the metal as a foreign substance by bringing it into contact with an object having a magnetic field. In the present invention, before firing, MnO
The reason why 2 is passed through the above-mentioned magnetic field is that the metal as a foreign substance is taken into the particles of Mn 2 O 3 after firing, and it becomes difficult to remove only the metal as a foreign substance. The term "calcination" as used herein means that MnO 2 is heat-treated to M
It means firing when preparing n 2 O 3 .

【0018】本発明においてMnO2を通過させる磁場
の強さは、100ガウス以上、MnO2が吸引される磁
束密度未満である。磁束密度が低すぎると異物としての
金属が除去できず、磁束密度が高すぎるとMnO2も除
去されてしまう。磁束密度は100ガウス以上であれば
異物としての鉄の除去には十分であるが、好ましくは2
00ガウス以上、SUS粉も除去するという観点からは
より好ましくは400ガウス以上、更に好ましくは70
0ガウス以上、最も好ましくは1000ガウス以上であ
る。また、磁束密度はMnO2が吸引される磁束密度未
満である必要があり、好ましくはMnO2が吸引される
磁束密度より100ガウス以上低い磁束密度以下であ
る。MnO2が吸引される磁束密度は、具体的には32
00ガウスである。
In the present invention, the strength of the magnetic field for passing MnO 2 is 100 Gauss or more and less than the magnetic flux density at which MnO 2 is attracted. If the magnetic flux density is too low, the metal as a foreign substance cannot be removed. If the magnetic flux density is too high, MnO 2 is also removed. If the magnetic flux density is 100 gauss or more, it is sufficient to remove iron as a foreign matter, but preferably 2
00 gauss or more, more preferably 400 gauss or more, and further preferably 70 from the viewpoint of removing SUS powder.
It is 0 gauss or more, and most preferably 1000 gauss or more. Further, the magnetic flux density must be less than the magnetic flux density MnO 2 is sucked, preferably not more than low flux density 100 Gauss or higher than the magnetic flux density MnO 2 is sucked. The magnetic flux density at which MnO 2 is attracted is specifically 32
It is 00 gauss.

【0019】なお、本発明における「化合物が吸引され
る磁束密度」とは、「化合物が磁石に引き寄せられるの
に必要な最低限の磁力密度」ということである。MnO
2を、100ガウス以上、MnO2が吸引される磁束密度
未満の磁場を通過させるには、例えば、MnO2を通過
させるエリアに「100ガウス以上、MnO2が吸引さ
れる磁束密度未満の磁場」を与えるように磁石を配置す
ればよい。即ち、上記エリアができるように、任意に磁
石の強さを選定し、磁石の配置を設計すればよい。ま
た、「100ガウス以上、MnO2が吸引される磁束密
度未満の磁場」を与えるもの(例えば磁石)に、MnO
2が接触するように装置を設計してもよい。
The "magnetic flux density at which the compound is attracted" in the present invention means the "minimum magnetic force density required to attract the compound to the magnet". MnO
2, 100 gauss, in order to pass through the magnetic field of less than the magnetic flux density MnO 2 is sucked, for example, areas for passing the MnO 2 "100 gauss, magnetic field less than the magnetic flux density MnO 2 is sucked" The magnet may be arranged so as to give That is, the strength of the magnets may be arbitrarily selected and the arrangement of the magnets may be designed so that the above area is formed. In addition, MnO is given to a substance (for example, a magnet) that gives “a magnetic field of 100 Gauss or more and less than the magnetic flux density at which MnO 2 is attracted”
The device may be designed so that the two are in contact.

【0020】本発明においては、MnO2を、100ガ
ウス以上、MnO2が吸引される磁束密度未満の磁場を
通過させた後に焼成してMn23を製造するが、Mn2
3は、MnO2を400℃以上950℃以下の温度で加
熱処理することにより得ることができる。加熱処理の雰
囲気は、大気中、酸素中および不活性ガス中のいずれで
も使用可能であるが、焼成炉の構造の容易さからは、大
気中が好ましい。また窒素などの不活性ガス中または炭
素等の還元剤を共存させることにより上記加熱温度範囲
内で熱処理温度の低下は可能である。
In the present invention, the MnO 2, 100 gauss, but MnO 2 to produce a Mn 2 O 3 by firing after passing through a magnetic field of less than the magnetic flux density to be sucked, Mn 2
O 3 can be obtained by heating MnO 2 at a temperature of 400 ° C. or higher and 950 ° C. or lower. The atmosphere for the heat treatment may be any of the atmosphere, oxygen and inert gas, but the atmosphere is preferred from the viewpoint of the structure of the firing furnace. The heat treatment temperature can be lowered within the above heating temperature range by coexisting in an inert gas such as nitrogen or with a reducing agent such as carbon.

【0021】本発明においてリチウム遷移金属複合酸化
物の製造方法における出発原料として用いられるリチウ
ム化合物としては、Li2CO3、LiNO3、LiO
H、LiOH・H2O、LiCl、LiI、CH3COO
Li、Li2O、酢酸Li、ジカルボン酸Li、クエン
酸Li、脂肪酸Li、アルキルリチウム、リチウムハロ
ゲン化物等が挙げられる。これらリチウム化合物の中で
好ましいのは、Li2CO3、LiNO3、LiOH・H2
O、酢酸Li等の水溶性のリチウム化合物である。これ
らの水溶性化合物は、例えば、分散媒として水を使用し
たスラリー中に溶解させることによって容易に良好な特
性を有するリチウム遷移金属複合酸化物を得ることがで
きる。また、焼成処理の際にNOX及びSOX等の有害物
質を発生させない点で、窒素原子や硫黄原子を含有しな
いリチウム化合物が好ましい。最も好ましいリチウム原
料は、水溶性でもあり、また窒素原子や硫黄原子を含有
しない、LiOH・H2Oである。無論、リチウム化合
物として複数種のものを使用してもよい。
The lithium compounds used as starting materials in the method for producing a lithium-transition metal composite oxide in the present invention include Li 2 CO 3 , LiNO 3 and LiO.
H, LiOH / H 2 O, LiCl, LiI, CH 3 COO
Examples thereof include Li, Li 2 O, Li acetate, Li dicarboxylic acid, Li citric acid, Li fatty acid, alkyl lithium, and lithium halide. Preferred among these lithium compounds, Li 2 CO 3, LiNO 3 , LiOH · H 2
It is a water-soluble lithium compound such as O and Li acetate. By dissolving these water-soluble compounds in a slurry using water as a dispersion medium, for example, a lithium-transition metal composite oxide having good properties can be easily obtained. Further, a lithium compound containing no nitrogen atom or sulfur atom is preferable because it does not generate harmful substances such as NO X and SO X during the firing treatment. The most preferable lithium raw material is LiOH.H 2 O, which is also water-soluble and does not contain a nitrogen atom or a sulfur atom. Of course, plural kinds of lithium compounds may be used.

【0022】本発明におけるリチウムマンガン複合酸化
物としては、代表的にはLiMn24を基本組成とする
スピネル構造のマンガン酸リチウムや、基本組成LiM
nO2を有する層状構造のマンガン酸リチウムを挙げる
ことができるが、製造のしやすさ及びサイクル特性の点
でスピネル型のマンガン酸リチウムが好ましい。リチウ
ムマンガン複合酸化物は、リチウム、マンガン及び酸素
以外に、さらに他の元素を含有していてもよい。B、A
l、Sn、Cu、Ti、Zn、Co、Ni等の金属元素
を挙げることができるが、好ましくはAlである。即
ち、好ましい態様において、リチウムマンガン複合酸化
物は、リチウムとマンガンとアルミニウムとを含有する
複合酸化物からなる。このような他元素は、例えば、マ
ンガンサイトの一部を上記他元素で置換することによっ
て、結晶構造を安定化させる機能を有する。このような
マンガンサイトへの置換元素としては、上記同様、B、
Al、Sn、Cu、Ti、Zn、Co、Ni等の金属元
素を挙げることができる。無論複数の元素で置換するこ
ともできる。好ましい置換元素はAlである。また、酸
素原子の一部をフッ素等のハロゲン元素で置換すること
もできる。
As the lithium-manganese composite oxide in the present invention, typically lithium manganate having a spinel structure having LiMn 2 O 4 as a basic composition and basic composition LiM.
Although a lithium manganate having a layered structure containing nO 2 can be mentioned, a spinel type lithium manganate is preferable from the viewpoint of ease of production and cycle characteristics. The lithium-manganese composite oxide may further contain other elements in addition to lithium, manganese and oxygen. B, A
Metal elements such as 1, Sn, Cu, Ti, Zn, Co and Ni can be mentioned, but Al is preferable. That is, in a preferred embodiment, the lithium-manganese composite oxide is a composite oxide containing lithium, manganese and aluminum. Such other element has a function of stabilizing the crystal structure, for example, by substituting a part of the manganese site with the other element. As the substitution element for the manganese site, B,
Metal elements such as Al, Sn, Cu, Ti, Zn, Co and Ni can be mentioned. Of course, a plurality of elements can be substituted. The preferred substituting element is Al. Further, a part of oxygen atoms can be replaced with a halogen element such as fluorine.

【0023】このような他種元素置換型のリチウムマン
ガン複合酸化物は、例えばスピネル構造のリチウムマン
ガン複合酸化物の場合、通常
Such another element substitution type lithium manganese composite oxide is usually used in the case of a spinel structure lithium manganese composite oxide.

【0024】[0024]

【化3】LibMn2-a Mea4 (MeはB、Al、Sn、Cu、Ti、Zn、Co、N
iからなる群から選ばれる少なくとも一種を表し、0≦
b≦1.5、0<a≦1)の組成で表すことができる。
ここで、好ましい置換元素MeはAlである。ただし、
この結晶構造を安定化させることができれば、置換元素
の種類及び組成比は、これに限定されるものではない。
特に好ましいリチウムマンガン複合酸化物の組成は、
Embedded image Li b Mn 2-a Me a O 4 (Me is B, Al, Sn, Cu, Ti, Zn, Co, N
represents at least one selected from the group consisting of i, and 0 ≦
It can be represented by a composition of b ≦ 1.5 and 0 <a ≦ 1).
Here, the preferable substitution element Me is Al. However,
The type and composition ratio of the substituting element are not limited to these as long as the crystal structure can be stabilized.
Particularly preferred composition of lithium manganese composite oxide is

【0025】[0025]

【化4】LiYMn2-XAlX4 (0<X≦1.0、0.9≦Y≦1.1)で表される。Embedded image Li Y Mn 2-X Al X O 4 (0 <X ≦ 1.0, 0.9 ≦ Y ≦ 1.1).

【0026】なお、上記いずれの組成式においても、酸
素の量は不定比性を有する場合を包含する。さらにま
た、上記いずれの場合においても、化学量論量以上のリ
チウムを原料として使用するなどによって、マンガン原
子のサイトの一部をリチウムで置換することも可能であ
る。例えば、なお本発明の製造方法において、リチウム
化合物とMnO2の他に、リチウムとマンガン以外の金
属(以下「他金属」ということがある)元素を含む化合
物をリチウム化合物とMnO2とともに溶媒下混合する
ことにより、マンガンの一部が他金属元素で置換された
リチウムマンガン複合酸化物を得ることができる。
In any of the above composition formulas, the case where the amount of oxygen has a non-stoichiometric ratio is included. Furthermore, in any of the above cases, it is possible to substitute a part of the manganese atom sites with lithium by using, for example, a stoichiometric amount or more of lithium as a raw material. For example, in the production method of the present invention, in addition to the lithium compound and MnO 2, a compound containing a metal element other than lithium and manganese (hereinafter sometimes referred to as “other metal”) is mixed with the lithium compound and MnO 2 in a solvent. By doing so, a lithium-manganese composite oxide in which a part of manganese is replaced with another metal element can be obtained.

【0027】他金属元素の化合物としては、酸化物、水
酸化物、硝酸塩、炭酸塩、ジカルボン酸塩、脂肪酸塩、
アンモニウム塩等が挙げられる。これらの出発原料は、
通常湿式混合によって混合される。混合の前後、および
混合中において粉砕の工程を加えてもよい。本発明にお
いて使用される溶媒としては、各種の有機溶媒、水性溶
媒が使用できるが、好ましくは水である。
The compounds of other metal elements include oxides, hydroxides, nitrates, carbonates, dicarboxylic acid salts, fatty acid salts,
Examples thereof include ammonium salts. These starting materials are
Usually, they are mixed by wet mixing. A step of grinding may be added before and after mixing and during mixing. As the solvent used in the present invention, various organic solvents and aqueous solvents can be used, but water is preferable.

【0028】リチウムマンガン酸化物の焼成・冷却の方
法としては、例えば、仮焼後600〜900℃程度の温
度で酸素雰囲気下で本焼を行い、次いで500℃以下程
度まで10℃/min以下の速度で徐冷する方法や、仮
焼後600〜900℃程度の温度で空気又は酸素雰囲気
下で本焼し、次いで400℃程度の温度で酸素雰囲気下
アニールする方法を挙げることができる。焼成・冷却の
条件については、特開平9−306490号公報、特開
平9−306493号公報、特開平9−259880号
公報等に詳しく記載されている。
As a method for firing and cooling the lithium manganese oxide, for example, after calcination, main firing is performed in an oxygen atmosphere at a temperature of about 600 to 900 ° C., and then 10 ° C./min or less up to about 500 ° C. or less. Examples thereof include a method of slow cooling at a speed, a method of calcination, a main firing in a temperature of about 600 to 900 ° C. in an air or oxygen atmosphere, and a method of annealing at a temperature of about 400 ° C. in an oxygen atmosphere. The firing / cooling conditions are described in detail in JP-A-9-306490, JP-A-9-306493, JP-A-9-259880 and the like.

【0029】上記において、リチウム化合物とMnO2
の混合比は、Li原子とMn原子換算で通常Li/Mn
=0.4〜0.6、好ましくは0.45〜0.55、よ
り好ましくは0.5〜0.55となる量比である。Li
が多すぎても少なすぎても充分な容量を得ることができ
ない。リチウムマンガン複合酸化物が他種元素置換型の
リチウムマンガン複合酸化物である場合は、出発原料と
してはリチウム化合物とMnO2の他に、リチウムとマ
ンガン以外の金属元素(置換元素)を含む化合物を混合
する。マンガン以外の金属元素を含む化合物の混合比
が、Mn原子とマンガン以外の金属原子換算で、マンガ
ン以外の金属元素がMnのの2.5モル%以上、好まし
くはMnの5モル%以上であり、通常Mnの30モル%
以下、好ましくはMnの20モル%以下である。マンガ
ン以外の金属元素が少なすぎるとその高温サイクルの改
善効果が充分ではない場合があり、多すぎると電池にし
た場合の容量が低下してしまう場合がある。なおこの場
合、上記の量比(Li/Mn)は、Li/(Mn+マン
ガン以外の金属原子)の量比となる。(即ち、リチウム
化合物とマンガン化合物の混合比Li原子とMn原子と
マンガン以外の金属原子換算で通常Li/(Mn+マン
ガン以外の金属原子)=0.4〜0.6、好ましくは
0.45〜0.55、より好ましくは0.5〜0.55
となる量比) 本発明のリチウムマンガン複合酸化物はリチウム二次電
池の正極の活物質として用いることができる。
In the above, the lithium compound and MnO 2
The mixing ratio is usually Li / Mn in terms of Li atom and Mn atom.
= 0.4 to 0.6, preferably 0.45 to 0.55, and more preferably 0.5 to 0.55. Li
If the amount is too large or too small, a sufficient capacity cannot be obtained. When the lithium-manganese composite oxide is another element-substitution type lithium-manganese composite oxide, a starting material is a compound containing a metal element (substitution element) other than lithium and manganese, in addition to the lithium compound and MnO 2. Mix. The mixing ratio of the compound containing a metal element other than manganese is 2.5 mol% or more of Mn, preferably 5 mol% or more of Mn, in terms of Mn atoms and metal atoms other than manganese. , Usually 30 mol% of Mn
Hereafter, it is preferably 20 mol% or less of Mn. If the amount of the metal element other than manganese is too small, the effect of improving the high temperature cycle may not be sufficient, and if it is too large, the capacity of the battery may decrease. In this case, the above-mentioned quantitative ratio (Li / Mn) is the quantitative ratio of Li / (Mn + metal atoms other than manganese). (That is, the mixing ratio of lithium compound and manganese compound: Li atom, Mn atom, and metal atom other than manganese is usually Li / (Mn + metal atom other than manganese) = 0.4 to 0.6, preferably 0.45 to 0.45. 0.55, more preferably 0.5 to 0.55
The amount ratio of the lithium manganese composite oxide of the present invention can be used as an active material of a positive electrode of a lithium secondary battery.

【0030】正極は、通常上記正極材料と結着剤と導電
剤とを含有する活物質層を集電体上に形成してなる。本
発明において正極活物質は、リチウムマンガン複合酸化
物である。活物質層は、通常、上記構成成分を含有する
スラリーを調製し、これを集電体上に塗布・乾燥するこ
とで得ることができる。活物質層中の本発明の正極材料
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9
9.9重量%以下、好ましくは99重量%以下である。
正極材料が多すぎると正極の強度が不足する傾向にあ
り、少なすぎると容量の面で不十分となることがある。
The positive electrode is usually formed by forming an active material layer containing the above positive electrode material, a binder and a conductive agent on a current collector. In the present invention, the positive electrode active material is a lithium manganese composite oxide. The active material layer can be usually obtained by preparing a slurry containing the above-mentioned constituents, applying this on a current collector, and drying. The proportion of the positive electrode material of the present invention in the active material layer is usually 10% by weight or more, preferably 30% by weight.
Or more, more preferably 50% by weight or more, usually 9
It is 9.9% by weight or less, preferably 99% by weight or less.
If the amount of the positive electrode material is too large, the strength of the positive electrode tends to be insufficient, and if it is too small, the capacity may be insufficient.

【0031】正極に使用される導電剤としては、天然黒
鉛、人造黒鉛、アセチレンブラックなどのカーボンブラ
ック、ニードルコークス等の無定形炭素等を挙げること
ができる。活物質層中の導電剤の割合は、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20重量%以下、さらに好ましくは10重量%以
下である。導電剤が多すぎると容量の面で不十分となる
ことがあり、少なすぎると電気導電性が不十分になるこ
とがある。
Examples of the conductive agent used for the positive electrode include natural graphite, artificial graphite, carbon black such as acetylene black, and amorphous carbon such as needle coke. The ratio of the conductive agent in the active material layer is usually 0.01.
The content is at least wt%, preferably at least 0.1 wt%, more preferably at least 1 wt%, usually at most 50 wt%, preferably at most 20 wt%, more preferably at most 10 wt%. If the amount of the conductive agent is too large, the capacity may be insufficient, and if it is too small, the electrical conductivity may be insufficient.

【0032】また、正極に使用される結着剤としては、
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、フッ素ゴム等のフッ素
系高分子の外、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)、
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を挙げることができる。活物
質層中の結着剤の割合は、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40重量%以下である。多すぎる
と容量の面で不十分となることがあり、少なすぎると強
度が不十分になることがある。
Further, as the binder used for the positive electrode,
Polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene,
In addition to fluoropolymers such as fluorinated polyvinylidene fluoride and fluororubber, EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer), SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber),
Examples thereof include polyvinyl acetate, polymethylmethacrylate, polyethylene, nitrocellulose and the like. The proportion of the binder in the active material layer is usually 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, usually 80% by weight or less, preferably 60% by weight or less, More preferably, it is 40% by weight or less. If it is too large, the capacity may be insufficient, and if it is too small, the strength may be insufficient.

【0033】また、スラリーを調製する際に使用する溶
媒としては、通常は結着剤を溶解あるいは分散する有機
溶剤が使用される。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等のラテックスでスラリー化する場
合もある。
As the solvent used when preparing the slurry, an organic solvent that dissolves or disperses the binder is usually used. Examples thereof include N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methylethylketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N, N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide and tetrahydrofuran. In addition, a dispersant, a thickener, etc. may be added to water to form a slurry with a latex such as SBR.

【0034】活物質層の厚さは、通常10〜200μm
程度である。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の金属
が用いられ、好ましくはアルミニウムである。なお、塗
布・乾燥によって得られた活物質層は、電極材料の充填
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 active material layer is usually 10 to 200 μm.
It is a degree. As a material of the current collector used for the positive electrode, a metal such as aluminum, stainless steel, nickel-plated steel is used, and aluminum is preferable. The active material layer obtained by coating and drying is preferably consolidated by a roller press or the like in order to increase the packing density of the electrode material.

【0035】本発明のリチウム二次電池は、通常上記正
極と負極及び非水系電解液とを有する。本発明のリチウ
ム二次電池に使用できる負極材料としては、炭素材料を
使用するのが好ましい。このような炭素材料としては、
天然ないし人造の黒鉛、石油系コークス、石炭系コーク
ス、石油系ピッチの炭化物、石炭系ピッチの炭化物、フ
ェノール樹脂・結晶セルロース等樹脂の炭化物およびこ
れらを一部炭化した炭素材、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、PAN系炭素繊
維、あるいはこれらの2種以上の混合物等が挙げられ
る。負極材料は、通常、結着剤及び必要に応じて導電剤
とともに集電体上に活物質層として形成される。また、
リチウム金属そのものや、リチウムアルミニウム合金等
のリチウム合金を負極として用いることもできる。負極
に使用できる結着剤や導電剤は、正極に使用するものと
同様のものを例示することができる。
The lithium secondary battery of the present invention usually has the above-mentioned positive electrode, negative electrode and non-aqueous electrolyte solution. As the negative electrode material that can be used in the lithium secondary battery of the present invention, it is preferable to use a carbon material. As such a carbon material,
Natural or artificial graphite, petroleum-based coke, coal-based coke, petroleum-based pitch carbide, coal-based pitch carbide, phenolic resin / crystalline cellulose or other resin carbide and carbon material obtained by partially carbonizing them, furnace black, acetylene black , Pitch-based carbon fibers, PAN-based carbon fibers, or a mixture of two or more thereof. The negative electrode material is usually formed as an active material layer on the current collector together with the binder and, if necessary, the conductive agent. Also,
It is also possible to use lithium metal itself or a lithium alloy such as a lithium aluminum alloy as the negative electrode. Examples of the binder and conductive agent that can be used for the negative electrode include those similar to those used for the positive electrode.

【0036】負極の活物質層の厚さは、通常10〜20
0μm程度である。負極の活物質層の形成は、前記正極
の活物質層の形成方法に準じて行うことができる。負極
の集電体の材質としては、通常銅、ニッケル、ステンレ
ス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属が用いられ、好ましく
は銅である。本発明のリチウム二次電池に使用できる非
水系電解液としては、各種の電解塩を非水系溶媒に溶解
したものを挙げることができる。
The thickness of the active material layer of the negative electrode is usually 10 to 20.
It is about 0 μm. The formation of the negative electrode active material layer can be performed according to the method for forming the positive electrode active material layer. As a material for the current collector of the negative electrode, a metal such as copper, nickel, stainless steel, or nickel-plated steel is usually used, and copper is preferable. Examples of the non-aqueous electrolytic solution that can be used in the lithium secondary battery of the present invention include various electrolytic salts dissolved in a non-aqueous solvent.

【0037】非水系溶媒としては、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、ハロゲン化炭化水素類、アミン
類、エステル類、アミド類、燐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列挙する
と、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、
クロロエチレンカーボネート、トリフルオロプロピレン
カーボネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネ
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、燐酸トリメチル、燐酸トリエチル等の単独もしくは
二種類以上の混合溶媒が使用できる。
As the non-aqueous solvent, for example, carbonates, ethers, ketones, sulfolane compounds, lactones, nitriles, halogenated hydrocarbons, amines, esters, amides, phosphoric acid ester compounds and the like are used. can do. To list these representative ones, propylene carbonate, ethylene carbonate,
Chloroethylene carbonate, trifluoropropylene carbonate, butylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, vinylene carbonate, tetrahydrofuran, 2
-Methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 4
-Methyl-2-pentanone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone,
1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propionitrile, benzonitrile, butyronitrile, valeronitrile, 1,2-dichloroethane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, A single solvent such as trimethyl phosphate or triethyl phosphate or a mixed solvent of two or more kinds can be used.

【0038】上述の非水系溶の中でも、電解質を解離さ
せるために高誘電率溶媒を使用するのが好ましい。高誘
電率溶媒とは、概ね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また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。この
ような高誘電率溶媒を使用する場合、高誘電率溶媒の電
解液中に占める割合は、通常20重量%以上、好ましく
は30重量%以上、さらに好ましくは40重量%以上で
ある。該高誘電率溶媒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。
Among the above-mentioned non-aqueous solvents, it is preferable to use a high dielectric constant solvent in order to dissociate the electrolyte. The high dielectric constant solvent means a compound having a relative dielectric constant of 20 or more at about 25 ° C. In the high dielectric constant solvent, it is preferable that the electrolytic solution contains ethylene carbonate, propylene carbonate, and a compound in which hydrogen atoms thereof are replaced by another element such as halogen or an alkyl group. When such a high dielectric constant solvent is used, the proportion of the high dielectric constant solvent in the electrolytic solution is usually 20% by weight or more, preferably 30% by weight or more, and more preferably 40% by weight or more. If the content of the high dielectric constant solvent is small, desired battery characteristics may not be obtained.

【0039】電解塩としては、従来公知のいずれもが使
用でき、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、Li
BF4、LiB(C654、LiCl、LiBr、Li
CH3SO3Li、LiCF3SO3、LiN(SO2
32、LiN(SO2252、LiC(SO2
33、LiN(SO3CF32等のリチウム塩が挙げ
られる。
As the electrolytic salt, any conventionally known one can be used, and LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , Li
BF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCl, LiBr, Li
CH 3 SO 3 Li, LiCF 3 SO 3, LiN (SO 2 C
F 3) 2, LiN (SO 2 C 2 F 5) 2, LiC (SO 2 C
Examples thereof include lithium salts such as F 3 ) 3 and LiN (SO 3 CF 3 ) 2 .

【0040】また、CO2、N2O、CO、SO2等のガ
スやポリサルファイドSx2-、ビニレンカーボネート、
カテコールカーボネート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電解液中に存在させてもよい。な
お、電解液の代わりに、リチウムイオン等のアルカリ金
属カチオンの導電体である高分子固体電解質を用いるこ
ともできる。また、上記電解液を、高分子によって非流
動化して半固体状電解質を用いることもできる。本発明
のリチウム二次電池においては、正極と負極との間に、
上記のような様々な材料によって電解質層を設けること
ができる。
Further, gases such as CO 2 , N 2 O, CO, SO 2 and the like, polysulfide Sx 2- , vinylene carbonate,
An additive such as catechol carbonate that forms a good film capable of efficiently charging and discharging lithium ions on the surface of the negative electrode may be present in the electrolytic solution in an arbitrary ratio. Instead of the electrolytic solution, a polymer solid electrolyte that is a conductor of an alkali metal cation such as lithium ion can also be used. It is also possible to use a semi-solid electrolyte by fluidizing the above electrolyte solution with a polymer. In the lithium secondary battery of the present invention, between the positive electrode and the negative electrode,
The electrolyte layer can be provided by various materials as described above.

【0041】正極と負極との間には、通常セパレーター
が設けられる。セパレータとしては、微多孔性の高分子
フィルムが用いられ、その材質としては、ナイロン、ポ
リエステル、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、テトラフルオロエチレンや、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系高
分子を挙げることができる。また、ガラス繊維等の不織
布フィルター、さらにはガラス繊維と高分子繊維の複合
不織布フィルター等も用いることができる。セパレータ
の化学的及び電気化学安定性は重要な因子であり、この
点から材質としては、ポリオレフィン系高分子が好まし
く、特に、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好ましい。
A separator is usually provided between the positive electrode and the negative electrode. As the separator, a microporous polymer film is used, and as its material, nylon, polyester, cellulose acetate, nitrocellulose, polysulfone, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, polybutene, etc. The polyolefin-based polymer can be mentioned. Further, a non-woven fabric filter of glass fiber or the like, or a composite non-woven fabric filter of glass fiber and polymer fiber can also be used. The chemical and electrochemical stability of the separator is an important factor, and from this point, the material is preferably a polyolefin polymer, and in particular, it is made of polyethylene from the viewpoint of the self-closing temperature which is one of the purposes of the battery separator. Preferably there is.

【0042】ポリエチレン製セパレータの場合、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、更に
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
が大きすぎると、流動性が低すぎて加熱されたときセパ
レータの孔が閉塞しない場合があるからである。
In the case of a polyethylene separator, ultrahigh molecular weight polyethylene is preferable from the viewpoint of shape retention at high temperature, and the lower limit of its molecular weight is preferably 500,000, more preferably 1,000,000, and most preferably 1,500,000.
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. This is because if the molecular weight is too large, the fluidity is so low that the pores of the separator may not close when heated.

【0043】[0043]

【実施例】以下実施例により本発明をより詳細に説明す
る。下記において、SUS粉(焼成)とは、SUS粉を
焼成温度900℃で10時間焼成したものである。 [化合物が吸引される磁束密度の測定]試料の粉末とサマ
リウム磁石(表面磁束密度6000ガウス)とを水平に
敷いた紙の上に10cm程度離して置き、磁石を徐々に
試料に近づけていき、試料が磁石に吸い寄せられた場所
の磁束密度をカネテック社製磁力計(TM―501)で
計測した。代表的な化合物の吸引される磁束密度を下記
に例示する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. In the following, SUS powder (baking) is SUS powder baked at a baking temperature of 900 ° C. for 10 hours. [Measurement of magnetic flux density at which compound is attracted] Sample powder and samarium magnet (surface magnetic flux density of 6000 gauss) are placed on a horizontally spread paper with a distance of about 10 cm, and the magnet is gradually brought close to the sample. The magnetic flux density at the place where the sample was attracted to the magnet was measured with a magnetometer (TM-501) manufactured by Kanetech. The attracted magnetic flux densities of typical compounds are exemplified below.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】実施例1 MnO2 10gに対し、粒径100μm程度の鉄粉1g
を混入し混合したものを紙上に拡げ、磁束密度が600
0ガウスの磁石を試料が受ける磁力が3000ガウスに
なるまで上から近づけた。この状態で紙を5分間左右に
揺らした。その結果、鉄粉1gが磁石により回収され
た。
Example 1 1 g of iron powder having a particle size of about 100 μm with respect to 10 g of MnO 2.
Spread the mixture on the paper with a magnetic flux density of 600
The magnet of 0 gauss was brought close to the sample until the magnetic force received by the sample became 3000 gauss. In this state, the paper was rocked right and left for 5 minutes. As a result, 1 g of iron powder was collected by the magnet.

【0046】実施例2 鉄粉の代わりに、粒径100μm程度のSUS粉(未焼
成)1gを用いた以外は実施例1と同様にして、SUS
粉(未焼成)1gを磁石により回収した。 実施例3 鉄粉の代わりに、粒径100μm程度のSUS粉(焼
成)を用いた以外は、実施例1と同様にして、SUS粉
(焼成)1gを磁石により回収した。
Example 2 SUS was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1 g of SUS powder (unfired) having a particle size of about 100 μm was used instead of iron powder.
1 g of powder (unfired) was collected by a magnet. Example 3 1 g of SUS powder (calcined) was collected by a magnet in the same manner as in Example 1 except that SUS powder (calcined) having a particle size of about 100 μm was used instead of iron powder.

【0047】実施例4 実施例1で得られた鉄粉が除去されたMnO2 10gを
900℃で10時間加熱処理し、Mn23を得た。次い
で該Mn23、AlOOH、LiOH・H2Oを、それぞ
れ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=1.04:1.84:0.
12(モル比)となるように秤量したものに純水を加え
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器を
用いて、スラリー中の固形分の平均粒子径が0.3μm
になる迄、粉砕した後、液滴微細化機構を有するノズル
を設けたスプレードライヤー(藤崎電機株式会社製、マ
イクロミストドライヤーMDP−050、ノズルタイプ
はサークルエッジノズル、乾燥塔寸法は2500mmφ×4800
mmH)を用いて、噴霧乾燥を行った。
Example 4 10 g of MnO 2 from which iron powder was removed obtained in Example 1 was heat treated at 900 ° C. for 10 hours to obtain Mn 2 O 3 . Next, the Mn 2 O 3 , AlOOH, and LiOH.H 2 O were added to Li: Mn: Al = 1.04: 1.84: 0.
Pure water was added to what was weighed to be 12 (molar ratio) to prepare a slurry having a solid content concentration of 30% by weight. While stirring this slurry, the average particle size of the solid content in the slurry was 0.3 μm using a circulation type medium stirring type wet pulverizer.
Until it becomes, spray dryer equipped with a nozzle having a droplet atomizing mechanism (Micro mist dryer MDP-050 manufactured by Fujisaki Electric Co., nozzle type is circle edge nozzle, drying tower size is 2500 mmφ × 4800
mmH) was used for spray drying.

【0048】この時の乾燥ガス導入量は23m3/mi
n、乾燥ガス入口温度は90℃とした。また、噴霧ノズ
ルとしては、直径30mmφで、360°(環状)方向に水
平噴霧可能なタイプを使用し、ノズルのスラリー出口ク
リアランスを600μm、スラリーを微細化する為の加
圧気体流出口のクリアランスを350μmにセットし
た。スラリー供給速度は、560g/min、加圧気体
流の供給速度は1200L/minとした(気体流のガ
ス線速は330m/s)。この条件で噴霧乾燥した際の
排気ガス温度は45℃であった。
The amount of dry gas introduced at this time was 23 m 3 / mi.
n, the drying gas inlet temperature was 90 ° C. As the spray nozzle, a type having a diameter of 30 mmφ and capable of horizontal spray in the direction of 360 ° (annular) is used, and the slurry outlet clearance of the nozzle is 600 μm, and the clearance of the pressurized gas outlet for atomizing the slurry is It was set to 350 μm. The slurry feed rate was 560 g / min, and the pressurized gas stream feed rate was 1200 L / min (the gas stream gas linear velocity was 330 m / s). The exhaust gas temperature during spray drying under these conditions was 45 ° C.

【0049】乾燥された造粒粒子を900℃で10時間
焼成し、正極活物質とした。その結果、平均粒子径9μ
mのほぼ球状の造粒粒子が得られた。X線解折を測定し
たところ、立方晶のスピネル型リチウムマンガン複合化
合物の構造を有していることが確認された。 比較例1 磁石を、試料が受ける磁力が50ガウスとなるまで近づ
けた以外は実施例1と同様にしたが、鉄粉は磁石により
回収することができなかった。
The dried granulated particles were calcined at 900 ° C. for 10 hours to obtain a positive electrode active material. As a result, average particle size 9μ
m approximately spherical granulated particles were obtained. When the X-ray diffraction was measured, it was confirmed to have the structure of a cubic spinel-type lithium manganese compound. Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated except that the magnet was brought closer until the magnetic force received by the sample reached 50 Gauss, but the iron powder could not be recovered by the magnet.

【0050】比較例2 磁石を、試料が受ける磁力が4000ガウスとなるまで
近づけた以外は実施例1と同様にしてたところ、鉄粉と
ともにMnO2も磁石に吸着されてしまった。
Comparative Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the magnet was brought closer to the sample until the magnetic force received by the sample reached 4000 Gauss, and MnO 2 was also adsorbed to the magnet together with the iron powder.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明により、電池材料への鉄の混入を
防止することができ、更には、電池材料へのSUS粉の
混入を防止することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to prevent iron from being mixed into the battery material, and further to prevent SUS powder from being mixed into the battery material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G048 AA02 AA04 AB01 AB05 AC06 AE05 5H029 AJ14 AK03 AL06 AL07 AL08 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ02 CJ08 CJ12 HJ01 HJ02 HJ16 5H050 AA19 BA17 CA09 CB07 CB08 CB09 GA10 HA01 HA02 HA16   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4G048 AA02 AA04 AB01 AB05 AC06                       AE05                 5H029 AJ14 AK03 AL06 AL07 AL08                       AM02 AM03 AM04 AM05 AM07                       CJ02 CJ08 CJ12 HJ01 HJ02                       HJ16                 5H050 AA19 BA17 CA09 CB07 CB08                       CB09 GA10 HA01 HA02 HA16

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MnO2を、100ガウス以上、320
0ガウス未満の磁場を通過させた後に焼成することを特
徴とするMn23の製造方法。
1. MnO 2 content of 100 Gauss or more, 320
A method for producing Mn 2 O 3 , which comprises firing after passing a magnetic field of less than 0 Gauss.
【請求項2】 MnO2を、100ガウス以上、320
0ガウス未満の磁場を通過させた後に焼成しMn23
得、次いで該しMn23をチウム化合物と混合し、次い
で焼成することを特徴とするリチウムマンガン複合酸化
物の製造方法。
2. MnO 2 content of 100 Gauss or more, 320
A method for producing a lithium-manganese composite oxide, which comprises firing Mn 2 O 3 after passing a magnetic field of less than 0 Gauss, mixing Mn 2 O 3 with a thium compound, and firing the mixture.
【請求項3】 MnO2を、100ガウス以上、320
0ガウス未満の磁場を通過させた後に焼成しMn23
得、次いで該しMn23をリチウム化合物と溶媒下混合
してスラリーを得、該スラリーを噴霧乾燥し、次いで焼
成することを特徴とするリチウムマンガン複合酸化物の
製造方法。
3. MnO 2 of 100 Gauss or more, 320
Firing after passing a magnetic field of less than 0 gauss to obtain Mn 2 O 3 , then mixing the Mn 2 O 3 with a lithium compound in a solvent to obtain a slurry, spray drying the slurry and then firing A method for producing a lithium manganese composite oxide, comprising:
【請求項4】 磁場の磁束密度の下限が、700ガウス
以上である請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
4. The manufacturing method according to claim 1, wherein the lower limit of the magnetic flux density of the magnetic field is 700 gauss or more.
【請求項5】 リチウム化合物とMnO2との混合比
が、Li原子とMn原子換算でLi/Mn=0.4〜
0.6となる量比である請求項2〜4のいずれかに記載
の製造方法。
5. The mixing ratio of the lithium compound and MnO 2 is such that Li / Mn = 0.4-in terms of Li atom and Mn atom.
The manufacturing method according to claim 2, wherein the amount ratio is 0.6.
【請求項6】 MnO2とリチウム化合物の他に、リチ
ウムとマンガン以外の金属元素を含む化合物を溶媒下混
合する請求項2〜5のいずれかに記載の製造方法。
6. The production method according to claim 2, wherein a compound containing a metal element other than lithium and manganese is mixed in a solvent in addition to MnO 2 and the lithium compound.
【請求項7】 リチウムとマンガン以外の金属(以下
「他金属」という)元素を含む化合物の混合比が、Mn
原子と他金属原子換算で、他金属元素がMnの2.5〜
30モル%となる量比である請求項6に記載の製造方
法。
7. A mixture ratio of a compound containing a metal element (hereinafter referred to as “other metal”) other than lithium and manganese is Mn.
In terms of atoms and other metal atoms, the other metal element is 2.5 to Mn.
The production method according to claim 6, wherein the amount ratio is 30 mol%.
【請求項8】 リチウムマンガン複合酸化物が、 【化1】LibMn2-a Mea4 (MeはB、Al、Sn、Cu、Ti、Zn、Co、N
iからなる群から選ばれる少なくとも一種を表し、0≦
b≦1.5、0<a≦1)である請求項2〜7のいずれ
かに記載の製造方法。
8. A lithium manganese composite oxide is represented by the following formula: Li b Mn 2-a Me a O 4 (Me is B, Al, Sn, Cu, Ti, Zn, Co, N.
represents at least one selected from the group consisting of i, and 0 ≦
The manufacturing method according to claim 2, wherein b ≦ 1.5 and 0 <a ≦ 1).
【請求項9】 請求項2〜8のいずれかに記載の製造方
法により製造されたリチウムマンガン複合酸化物。
9. A lithium manganese composite oxide produced by the production method according to claim 2.
【請求項10】 請求項2〜8のいずれかに記載の製造
方法により製造されたリチウムマンガン複合酸化物を含
有する正極、負極及び電解質を有するリチウム二次電
池。
10. A lithium secondary battery having a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte containing the lithium-manganese composite oxide produced by the production method according to claim 2.
【請求項11】 MnO2を、100ガウス以上、32
00ガウス未満の磁場を通過させることを特徴とするM
nO2からの金属粉除去方法。
11. MnO 2 of 100 Gauss or more, 32
M characterized by passing a magnetic field of less than 00 Gauss
Method for removing metal powder from nO 2 .
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