JP2003267732A - Method for manufacturing lithium-nickel compound oxide - Google Patents
Method for manufacturing lithium-nickel compound oxideInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池の正極活物質として好適なリチウムニッケル複合
酸化物の製造方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a lithium nickel composite oxide suitable as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery.
【0002】[0002]
【従来の技術】リチウムイオン二次電池用の正極活物質
としては、層状複合酸化物であるリチウムコバルト複合
酸化物(LiCoO2)系、リチウムニッケル複合酸化
物(LiNiO2)系や、スピネル構造を有するリチウ
ムマンガン複合酸化物(LiMn2O4)系のリチウム遷
移金属複合化合物が、4V級の高電圧を得ることがで
き、且つ高いエネルギー密度を有することから、既に広
く実用化されているが、若しくは実用化段階に入ってい
る。上記リチウム遷移金属複合化合物の中でも、リチウ
ムニッケル複合酸化物は、他の活物質と比べ高容量であ
ることから、特に精力的に研究がなされている。2. Description of the Related Art As a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, a layered composite oxide such as a lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) system, a lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ) system, or a spinel structure is used. The lithium-manganese composite oxide (LiMn 2 O 4 ) -based lithium transition metal composite compound has a high voltage of 4 V and has a high energy density, and thus has been widely put into practical use. Or it is in the stage of practical application. Among the above-mentioned lithium-transition metal composite compounds, lithium-nickel composite oxides have been researched particularly vigorously because they have a higher capacity than other active materials.
【0003】そのリチウムニッケル複合酸化物を製造す
る方法としては、原料となるリチウム化合物、ニッケル
化合物、及びその他必要に応じて使用される他元素化合
物を混合して焼成処理する乾式法や、原料となるリチウ
ム化合物、ニッケル化合物、及びその他必要に応じて使
用される他元素化合物を水等の分散媒に分散させたスラ
リーを乾燥させた後に焼成処理する湿式法等、様々な手
法が知られている。これら製造法の中でも、湿式法を用
いてリチウムニッケル複合酸化物を製造した場合、原料
となるリチウム化合物、ニッケル化合物、及びその他必
要に応じて使用される他元素化合物を均一に混合できる
こと、またリチウムニッケル複合酸化物粒子を球形に造
粒でき、充填性を向上できること、からリチウムニッケ
ル複合酸化物の有力な製造方法である。このような湿式
法を用いたリチウムニッケル複合酸化物の製造において
は、一般的に均一性をより向上させるために水溶性のリ
チウム化合物を原料として用いられている。As a method for producing the lithium-nickel composite oxide, a dry method in which a lithium compound as a raw material, a nickel compound, and other elemental compounds used as necessary are mixed and baked, or a raw material is used. Various methods are known such as a wet method in which a lithium compound, a nickel compound, and other element compounds used as necessary are dispersed in a dispersion medium such as water, and a slurry is dried and then calcined. . Among these production methods, when a lithium nickel composite oxide is produced by using a wet method, a lithium compound as a raw material, a nickel compound, and other element compounds used as necessary can be uniformly mixed, and lithium Since nickel composite oxide particles can be spherically granulated and the filling property can be improved, it is an effective method for producing a lithium nickel composite oxide. In the production of a lithium nickel composite oxide using such a wet method, a water-soluble lithium compound is generally used as a raw material in order to improve the uniformity.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの検討によれば、リチウムニッケル複合酸化物を上
記湿式法により製造する場合、特に均一性をより向上さ
せるために水溶性リチウム化合物を原料として用いた場
合には、以下のような問題点があることが判明した。
(1)原料となるリチウム化合物、ニッケル化合物、及
びその他必要に応じて使用される他元素化合物を水等の
分散媒に分散させたスラリーを乾燥させる工程におい
て、リチウム化合物が大気中の炭酸を吸収し、その炭酸
成分を除去するために焼成工程における焼成時間を増大
させる。特に、リチウムニッケル複合酸化物の場合に
は、その後の焼成雰囲気を通常酸素下とするため、焼成
時間の増大は特に大きな負荷となる。
(2)原料となるリチウム化合物、ニッケル化合物、及
びその他必要に応じて使用される他元素化合物を水等の
分散媒に分散させたスラリーを乾燥させる工程におい
て、リチウム化合物が選択的に表面に析出し、粒子表面
にリチウム化合物の殻を生成してしまうことで、乾燥後
の粒子が中空化し充填密度の低いリチウムニッケル複合
酸化物となる。However, according to the studies by the present inventors, when the lithium nickel composite oxide is produced by the above-mentioned wet method, a water-soluble lithium compound is used as a raw material in order to further improve the uniformity. It has been found that there are the following problems when used as. (1) In the step of drying a slurry in which a lithium compound as a raw material, a nickel compound, and other elemental compounds that are used as needed are dispersed in a dispersion medium such as water, the lithium compound absorbs carbon dioxide in the atmosphere. However, the firing time in the firing step is increased to remove the carbonic acid component. In particular, in the case of a lithium nickel composite oxide, since the subsequent firing atmosphere is usually under oxygen, increasing the firing time is a particularly heavy load. (2) In a step of drying a slurry in which a lithium compound as a raw material, a nickel compound, and other element compounds used as necessary in a dispersion medium such as water are dried, the lithium compound is selectively deposited on the surface. However, the shell of the lithium compound is generated on the surface of the particles, so that the particles after drying become hollow and become a lithium nickel composite oxide having a low packing density.
【0005】本発明は、工業的にも有利で、充填密度の
高いリチウムニッケル複合酸化物を生産する方法を提供
することを目的とする。An object of the present invention is to provide a method for producing a lithium nickel composite oxide having a high packing density, which is industrially advantageous.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決するために鋭意検討した結果、ニッケル化合物、
及びその他必要に応じて使用される他元素化合物を水等
の分散媒に分散させたスラリーを噴霧乾燥した乾燥物に
対して、リチウム化合物を後から添加し、且つ得られた
原料混合物中のカーボン含有量を制御すれば上記問題が
生じないことを見出し、本発明を完成させた。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a nickel compound,
And, other than the other elements used as needed, to the dried product obtained by spray-drying a slurry in which a dispersion medium such as water is dispersed, a lithium compound is added later, and the carbon in the raw material mixture obtained It was found that the above problems do not occur if the content is controlled, and the present invention has been completed.
【0007】即ち、本発明の要旨は、下記(1)〜
(5)に存する。
(1)ニッケル化合物を含有するスラリー又は溶液を噴
霧乾燥して乾燥物を得る乾燥工程と、得られた乾燥物と
リチウム化合物とを混合してカーボン含有量0.5重量
%以下の原料混合物を得る混合工程と、得られた混合原
料物を焼成する焼成工程と、を有することを特徴とする
リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
(2)リチウムニッケル複合酸化物が、下記一般式
(I)で表されることを特徴とする(1)に記載の製造
方法。That is, the gist of the present invention is as follows (1)-
It exists in (5). (1) A drying step of spray-drying a slurry or a solution containing a nickel compound to obtain a dried product, and mixing the obtained dried product and a lithium compound to obtain a raw material mixture having a carbon content of 0.5% by weight or less. A method for producing a lithium-nickel composite oxide, comprising: a mixing step of obtaining and a firing step of firing the obtained mixed raw material. (2) The production method according to (1), wherein the lithium nickel composite oxide is represented by the following general formula (I).
【0008】[0008]
【化2】LixNi1-yMyO2-δ (I)
〔式(I)中、xは、0.8≦x≦1.3の数であり、
yは、0≦y≦0.5の数であり、Mは、Co、Mn、
Fe、Cr、V、Ti、Cu、Al、Ga、Bi、S
n、Zn、Mg、Ge、Nb、Ta、Be、B、Ca、
ScおよびZrからなる群から選ばれる少なくとも一種
の元素を示し、δは酸素欠損又は酸素過剰量に相当し、
−0.1<δ<0.1の数を表す。〕
(3)ニッケル化合物が、酸化ニッケル、水酸化ニッケ
ル、および硝酸ニッケルからなる群から選ばれる少なく
とも一種であることを特徴とする(1)又は(2)に記
載の製造方法。
(4)リチウム化合物が、水酸化リチウム、および硝酸
リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である
ことを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の
製造方法。
(5)リチウム化合物の平均粒径が100μm以下であ
ることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載
の製造方法。Embedded image in Li x Ni 1-y M y O 2- δ (I) [Formula (I), x is the number of 0.8 ≦ x ≦ 1.3,
y is a number 0 ≦ y ≦ 0.5, M is Co, Mn,
Fe, Cr, V, Ti, Cu, Al, Ga, Bi, S
n, Zn, Mg, Ge, Nb, Ta, Be, B, Ca,
Represents at least one element selected from the group consisting of Sc and Zr, δ corresponds to oxygen deficiency or excess oxygen,
It represents a number of −0.1 <δ <0.1. (3) The production method according to (1) or (2), wherein the nickel compound is at least one selected from the group consisting of nickel oxide, nickel hydroxide, and nickel nitrate. (4) The manufacturing method according to any one of (1) to (3), wherein the lithium compound is at least one selected from the group consisting of lithium hydroxide and lithium nitrate. (5) The production method according to any one of (1) to (4), wherein the lithium compound has an average particle size of 100 μm or less.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
スラリー又は溶液中に含有させるニッケル化合物として
は、例えば、酸化ニッケル等のニッケルの酸化物類、水
酸化ニッケル、オキシ水酸化ニッケル、硝酸ニッケル、
硫酸ニッケル等の炭酸塩を除くニッケルの無機酸塩類、
酢酸ニッケル等のニッケルの有機酸塩類、塩化ニッケル
等のニッケルのハロゲン化物類、及びこれらの水和物を
挙げることができる。工業的に有利であり、且つ電池性
能的に良好なものが得られることから、その中でも好ま
しくは、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、オキシ水酸化
ニッケル、硝酸ニッケル、塩化ニッケルを挙げることが
でき、さらに好ましくは、酸化ニッケル、水酸化ニッケ
ルを挙げることができる。ニッケル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 The present invention will be described in detail below.
Examples of the nickel compound contained in the slurry or solution include nickel oxides such as nickel oxide, nickel hydroxide, nickel oxyhydroxide, nickel nitrate,
Inorganic acid salts of nickel, excluding carbonates such as nickel sulfate,
Examples thereof include organic acid salts of nickel such as nickel acetate, nickel halides such as nickel chloride, and hydrates thereof. Since it is industrially advantageous and a good battery performance can be obtained, among them, nickel oxide, nickel hydroxide, nickel oxyhydroxide, nickel nitrate, nickel chloride can be preferably mentioned. Preferably, nickel oxide and nickel hydroxide can be mentioned. A plurality of nickel compounds may be used in combination.
【0010】ニッケル化合物が含有しているスラリー又
は溶液中には、必要に応じてニッケル化合物以外の他の
元素を含む化合物を含有することができる。例えば、リ
チウムニッケル複合酸化物中のニッケルサイトの一部を
置換する等のために、Co、Mn、Fe、Cr、V、T
i、Cu、Al、Ga、Bi、Sn、Zn、Mg、G
e、Nb、Ta、Be、B、Ca、Sc、Zr等の元素
を含む化合物をスラリー又は溶液中に含有することがで
きる。その中でも電池性能および原料の入手のし易さの
点から、好ましくは、Co、Mn、Fe、Cr、V、T
i、Cu、Al、Zn、Mg、Nb、B、Ca、Zrを
挙げることができ、さらに好ましくは、Co、Mn、F
e、Cr、Ti、Cu、Al、Mgを挙げることができ
る。具体的には、上記元素の酸化物、水酸化物、オキシ
水酸化物、炭酸塩を除く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、及びこ
れらの水和物を挙げることができる。その中でも工業的
に有利であり、且つ電池性能的に良好なものが得られる
ことから、好ましくは、上記元素の酸化物、水酸化物、
オキシ水酸化物、炭酸塩を除く硝酸塩や硫酸塩等の無機
酸塩、及びこれらの水和物を挙げることができる。ニッ
ケル化合物以外の他の元素を含む化合物は、複数種を併
用して含有することもできる。リチウムニッケル複合酸
化物を製造する場合、リチウムニッケル複合酸化物のニ
ッケルサイトの一部を上記他元素にて置換することによ
り、高温特性、安全性等を向上させることができる。If necessary, the slurry or solution containing the nickel compound may contain a compound containing an element other than the nickel compound. For example, Co, Mn, Fe, Cr, V, T may be used to replace a part of nickel sites in the lithium nickel composite oxide.
i, Cu, Al, Ga, Bi, Sn, Zn, Mg, G
A compound containing an element such as e, Nb, Ta, Be, B, Ca, Sc or Zr can be contained in the slurry or the solution. Among them, Co, Mn, Fe, Cr, V, and T are preferable from the viewpoints of battery performance and availability of raw materials.
Examples thereof include i, Cu, Al, Zn, Mg, Nb, B, Ca, and Zr, and more preferably Co, Mn, and F.
Examples thereof include e, Cr, Ti, Cu, Al and Mg. Specifically, oxides of the above elements, hydroxides, oxyhydroxides, inorganic acid salts such as nitrates and sulfates excluding carbonates,
Examples thereof include organic acid salts such as acetate, halides such as chloride, and hydrates thereof. Among them, it is industrially advantageous, and since it is possible to obtain a good battery performance, oxides of the above elements, hydroxides,
Examples thereof include inorganic acid salts such as nitrates and sulfates other than oxyhydroxides and carbonates, and hydrates thereof. A compound containing an element other than the nickel compound may be contained in combination of plural kinds. When producing a lithium nickel composite oxide, high temperature characteristics, safety, etc. can be improved by substituting a part of the nickel sites of the lithium nickel composite oxide with the above-mentioned other elements.
【0011】スラリー又は溶液の溶媒としては、各種の
有機溶媒、無機溶媒を使用することができるが、工業的
な優位性の観点から水を使用するのが好ましい。また上
記ニッケル化合物以外の他の元素を含む化合物は、溶媒
中で溶解していても、よく分散していてもよい。スラリ
ー又は溶液中の各種成分の組成比は、目的とするリチウ
ムニッケル複合酸化物の組成等に応じて適宜選択され
る。また、スラリー又は溶液中において、遷移金属化合
物その他の成分は溶媒中に溶解していてもよく、また分
散していてもよい。As the solvent of the slurry or solution, various organic solvents and inorganic solvents can be used, but it is preferable to use water from the viewpoint of industrial superiority. The compound containing an element other than the nickel compound may be dissolved or well dispersed in the solvent. The composition ratio of various components in the slurry or solution is appropriately selected according to the composition of the target lithium nickel composite oxide and the like. Further, in the slurry or solution, the transition metal compound and other components may be dissolved or dispersed in the solvent.
【0012】スラリー又は溶液の濃度は、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。スラリー又は溶液の濃度が低すぎ
ると生産性が低下する傾向にあり、一方高すぎるとスラ
リー又は溶液の粘度が高くなり過ぎて、噴霧乾燥時のス
ラリー移送時に閉塞等のトラブルが生じる可能性があ
る。The concentration of the slurry or solution varies depending on the kind 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%.
-40% by weight. If the concentration of the slurry or solution is too low, the productivity tends to decrease, while if it is too high, the viscosity of the slurry or solution becomes too high, which may cause problems such as clogging during transfer of the slurry during spray drying. .
【0013】スラリーの場合、その中の固形粒子の平均
粒径はできるだけ小さくするのが好ましく通常2μm以
下、好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.5μ
m以下とするが、一方で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0.05
μm以上、更に好ましくは0.1μm以上である。スラ
リー中の固形粒子が大きいと、噴霧乾燥時のスラリー移
送時に閉塞等のトラブルが生じる可能性があり、また焼
成を行って得られるリチウムニッケル複合酸化物が不均
一なものとなってしまう可能性がある。なお、本発明に
おいては、スラリー中の固形分の平均粒子径、及びリチ
ウムニッケル複合酸化物の平均粒子径は、公知のレーザ
ー回折/散乱式粒度分布測定装置によって測定される。
この方法の測定原理は下記の通りである。すなわち、ス
ラリー又は粉体を分散媒に分散させ、該試料溶液にレー
ザー光を照射し、粒子に入射されて散乱(回折)した散
乱光をディテクタで検出する。検出された散乱光の散乱
角θ(入射方向と散乱方向の角度)は、大きい粒子の場
合は前方散乱(0<θ<90°)となり、小さい粒子の
場合は側方散乱又は後方散乱(90°<θ<180°)
となる。測定された角度分布値から、入射光波長及び粒
子の屈折率等の情報を用いて粒子径分布を算出する。更
に得られた粒子径分布から平均粒子径を算出する。測定
の際に用いる分散媒としては、例えば0.1重量%ヘキ
サメタリン酸ナトリウム水溶液を挙げることができる。In the case of a slurry, the average particle size of the solid particles in the slurry is preferably as small as possible, usually 2 μm or less, preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm.
m or less, on the other hand, it is difficult to obtain particles having an excessively small particle size, and therefore it is usually 0.01 μm or more, preferably 0.05
It is at least μm, more preferably at least 0.1 μm. If the solid particles in the slurry are large, problems such as blockage may occur during slurry transfer during spray drying, and the lithium nickel composite oxide obtained by firing may become non-uniform. There is. In the present invention, the average particle size of the solid content in the slurry and the average particle size of the lithium nickel composite oxide are measured by a known laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
The measurement principle of this method is as follows. That is, slurry or powder is dispersed in a dispersion medium, the sample solution is irradiated with laser light, and scattered light that is incident on particles and scattered (diffracted) is detected by a detector. The scattering angle θ (angle between the incident direction and the scattering direction) of the detected scattered light is forward scattering (0 <θ <90 °) for large particles, and side scattering or back scattering (90 °) for small particles. ° <θ <180 °)
Becomes From the measured angular distribution value, the particle size distribution is calculated using information such as the incident light wavelength and the particle refractive index. Further, the average particle size is calculated from the obtained particle size distribution. The dispersion medium used in the measurement may be, for example, a 0.1 wt% sodium hexametaphosphate aqueous solution.
【0014】スラリー又は溶液の粘度は、通常1〜10
000mPa・sである。スラリー又は溶液の粘度が低
粘度過ぎると、リチウムニッケル複合酸化物の製造の際
に、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、また乾燥において微細粒子が
得られがたい等の問題が発生することがある。スラリー
又は溶液の粘度は、好ましくは1〜5000mPa・
s、より好ましくは10〜1800mPa・s、最も好
ましくは100〜1000mPa・sである。The viscosity of the slurry or solution is usually 1-10.
It is 000 mPa · s. If the viscosity of the slurry or solution is too low, problems such as difficulty in obtaining clean granulated particles may occur during the production of the lithium nickel composite oxide. On the other hand, if the viscosity is too high, smooth transfer does not proceed, causing problems in handling, and problems such as difficulty in obtaining fine particles during drying may occur. The viscosity of the slurry or solution is preferably 1 to 5000 mPa.
s, more preferably 10 to 1800 mPa · s, and most preferably 100 to 1000 mPa · s.
【0015】なお、スラリー又は溶液の粘度は、公知の
BM型粘度計を用いて測定することができる。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10℃〜35
℃、相対湿度20%RH〜80%RHの環境を意味す
る。The viscosity of the slurry or solution can be measured with a known BM type viscometer. The BM type viscometer is a measuring method that employs a method of rotating a predetermined metal rotor in a room temperature atmosphere. The viscosity of the slurry is calculated from the resistance force (twisting force) applied to the rotating shaft of the rotor when the rotor is rotated while being immersed in the slurry. However, the ambient temperature is 10 ° C to 35 ° C.
C., relative humidity means an environment of 20% RH to 80% RH.
【0016】リチウムニッケル複合酸化物を得るに際
し、得られたスラリー又は溶液は乾燥されて溶媒が除去
される。乾燥の方法に特に制限はないが、噴霧乾燥が好
ましい。噴霧乾燥によって簡易な方法で球状の乾燥原料
粉を得ることができ、その結果充填密度を向上させるこ
とができる。噴霧乾燥の方法は特に制限されないが、例
えばノズルの先端に気体流とスラリーとを流入させるこ
とによってノズルからスラリー成分の液滴(本明細書に
おいては、これを単に「液滴」という場合がある。)を
吐出させ、適当な乾燥ガス温度や送風量を用いて飛散し
た該液滴を迅速に乾燥させる方法を用いることができ
る。気体流として供給する気体としては、空気(脱炭酸
空気も含む)の外、窒素等の不活性ガス等を用いること
ができるが、通常は空気が用いられる。これらは加圧し
て使用することが好ましい。気体流は、ガス線速とし
て、通常100m/s以上、好ましくは200m/s以
上、さらに好ましくは300m/s以上で噴射される。
あまり小さすぎると適切な液滴が形成しにくくなる。た
だし、あまりに大きな線速は得にくいので、通常噴射速
度は1000m/s以下である。使用されるノズルの形
状は、微少な液滴を吐出することができるものであれば
よく、従来から公知のもの、例えば、特許第27970
80号公報に記載されているような液滴を微細化できる
ようなノズルを使用することもできる。乾燥ガス温度
は、通常50℃以上、好ましくは70℃以上とし、通常
300℃以下、好ましくは250℃以下、さらに好まし
くは200℃以下、最も好ましくは150℃以下とす
る。温度が高すぎると、得られた造粒粒子の球形構造が
変形する可能性があり、一方低すぎると粉体出口部分で
の水分結露による粉体固着・閉塞等の問題が生じる可能
性がある。In obtaining the lithium nickel composite oxide, the obtained slurry or solution is dried to remove the solvent. The method of drying is not particularly limited, but spray drying is preferred. By spray drying, a spherical dry raw material powder can be obtained by a simple method, and as a result, the packing density can be improved. The method of spray drying is not particularly limited, but droplets of the slurry component from the nozzle (for example, this may be simply referred to as “droplet” in the present specification) by causing gas flow and slurry to flow into the tip of the nozzle. .) Is discharged, and the scattered droplets are rapidly dried by using an appropriate drying gas temperature and an appropriate blowing rate. As the gas to be supplied as a gas flow, in addition to air (including decarbonated air), an inert gas such as nitrogen can be used, but air is usually used. It is preferable to use these under pressure. The gas flow is injected at a gas linear velocity of usually 100 m / s or more, preferably 200 m / s or more, more preferably 300 m / s or more.
If it is too small, it becomes difficult to form appropriate droplets. However, since it is difficult to obtain a too high linear velocity, the normal injection velocity is 1000 m / s or less. The nozzle to be used may have any shape as long as it can eject minute droplets, and a conventionally known one, for example, Japanese Patent No. 27970.
It is also possible to use a nozzle capable of atomizing the liquid droplets as described in Japanese Patent Laid-Open No. 80. The drying gas temperature is usually 50 ° C. or higher, preferably 70 ° C. or higher, usually 300 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, most preferably 150 ° C. or lower. If the temperature is too high, the spherical structure of the obtained granulated particles may be deformed, while if it is too low, problems such as powder sticking and blockage due to water condensation at the powder outlet may occur. .
【0017】スラリー又は溶液を乾燥することによっ
て、乾燥物としての造粒粒子が得られる。乾燥物の造粒
粒子径(二次粒子径)としては、平均粒子径で好ましく
は50μm以下、さらに好ましくは30μm以下となる
ようにするのが、電池性能の面で好ましい。ただし、あ
まりに小さな粒径は得にくい傾向にあるので、通常は
0.1μm以上、好ましくは1μm以上、さらに好まし
くは3μm以上である。造粒粒子の粒子径は、乾燥の条
件、例えば噴霧乾燥の場合における噴霧形式、加圧気体
流供給速度、スラリー供給速度、乾燥温度等を適宜選定
することによって制御することができる。なお、本発明
においては、リチウム化合物の平均粒子径は、公知のレ
ーザー回折/散乱式粒度分布測定装置によって測定され
る。この方法の測定原理は前述した通りである。測定さ
れた角度分布値から、入射光波長及び粒子の屈折率等の
情報を用いて粒子径分布を算出する。更に得られた粒子
径分布から平均粒子径を算出する。測定の際に用いる分
散媒としては、例えばエタノールを挙げることができ
る。By drying the slurry or solution, granulated particles as a dried product are obtained. The granulated particle size (secondary particle size) of the dried product is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less in terms of average particle size, from the viewpoint of battery performance. However, since it tends to be difficult to obtain a particle size that is too small, the particle size is usually 0.1 μm or more, preferably 1 μm or more, and more preferably 3 μm or more. The particle size of the granulated particles can be controlled by appropriately selecting the drying conditions, for example, the spray type in the case of spray drying, the pressurized gas flow supply rate, the slurry supply rate, the drying temperature and the like. In the present invention, the average particle size of the lithium compound is measured by a known laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. The measurement principle of this method is as described above. From the measured angular distribution value, the particle size distribution is calculated using information such as the incident light wavelength and the particle refractive index. Further, the average particle size is calculated from the obtained particle size distribution. Examples of the dispersion medium used in the measurement include ethanol.
【0018】上記乾燥物と混合させ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、炭酸塩を除く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、及びこ
れらの水和物を挙げることができる。中でも電池性能の
点から、好ましくは、水酸化リチウム、硝酸リチウム、
硫酸リチウム及び酸化リチウムを挙げることができ、さ
らに好ましくは、水酸化リチウム、硝酸リチウム及び酸
化リチウムを挙げることができる。最も好ましくは、水
酸化リチウムである。リチウム化合物は、複数種を併用
することもできる。The lithium compound to be mixed with the dried product is, for example, an inorganic acid salt such as a lithium oxide, a hydroxide, an oxyhydroxide, a nitrate or a sulfate other than carbonate,
Examples thereof include organic acid salts such as acetate, halides such as chloride, and hydrates thereof. Among them, from the viewpoint of battery performance, preferably lithium hydroxide, lithium nitrate,
Examples thereof include lithium sulfate and lithium oxide, and more preferable examples include lithium hydroxide, lithium nitrate and lithium oxide. Most preferably, it is lithium hydroxide. A plurality of lithium compounds may be used in combination.
【0019】上記リチウム化合物の粒径としては、噴霧
乾燥で得られた乾燥物との混合性を上げるため、且つ電
池性能を向上させるために平均粒子径で、通常500μ
m以下、好ましくは100μm以下、さらに好ましくは
50μm以下、最も好ましくは20μm以下である。一
方あまりに小さな粒子径のものは、大気中での安定性が
低いために平均粒子径で、通常0.01μm以上、好ま
しくは0.1μm以上、さらに好ましくは0.2μm以
上、最も好ましくは0.5μm以上である。なお、本発
明においては、噴霧乾燥後の造粒粒子の平均粒子径は、
公知のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置によって
測定される。この方法の測定原理は前述した通りであ
る。測定された角度分布値から、入射光波長及び粒子の
屈折率等の情報を用いて粒子径分布を算出する。更に得
られた粒子径分布から平均粒子径を算出するが、その
時、造粒粒子が破砕して一次粒子となったものについて
は、その部分を省いて算出する。噴霧乾燥後の造粒粒子
を測定する場合には、測定中の造粒粒子の破砕を防ぐた
めに、あらかじめ800℃で30分程度焼成した後に測
定することがのぞましい。測定の際に用いる分散媒とし
ては、例えば0.1重量%ヘキサメタリン酸ナトリウム
水溶液を挙げることができる。The particle size of the above-mentioned lithium compound is usually 500 μm in average particle size in order to improve the mixing property with the dried product obtained by spray drying and to improve the battery performance.
m or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, and most preferably 20 μm or less. On the other hand, those having a too small particle diameter have an average particle diameter of usually 0.01 μm or more, preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.2 μm or more, and most preferably 0. It is 5 μm or more. In the present invention, the average particle size of the granulated particles after spray drying is
It is measured by a known laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. The measurement principle of this method is as described above. From the measured angular distribution value, the particle size distribution is calculated using information such as the incident light wavelength and the particle refractive index. Further, the average particle diameter is calculated from the obtained particle diameter distribution. At that time, if the granulated particles are crushed to become primary particles, that portion is omitted and calculated. When measuring the granulated particles after spray drying, in order to prevent the granulated particles from being crushed during the measurement, it is preferable to measure the granulated particles after firing at 800 ° C. for about 30 minutes in advance. The dispersion medium used in the measurement may be, for example, a 0.1 wt% sodium hexametaphosphate aqueous solution.
【0020】上記スラリー又は溶液を乾燥させた乾燥物
とリチウム化合物は、混合して混合粉とする。混合手法
に特に制限はないが、一般的に工業用として使用されて
いる粉体混合装置を使用するのが好ましい。混合する場
合の系内の雰囲気としては、大気中の炭酸吸収を防ぐた
めに不活性ガス中で混合するのが好ましい。混合する粉
体の混合組成比は、目的とするリチウムニッケル複合酸
化物の組成等に応じて適宜選択される。The dried product obtained by drying the above slurry or solution and the lithium compound are mixed to form a mixed powder. The mixing method is not particularly limited, but it is preferable to use a powder mixing apparatus which is generally used for industrial use. As the atmosphere in the system for mixing, it is preferable to mix in an inert gas in order to prevent carbon dioxide absorption in the air. The mixing composition ratio of the powders to be mixed is appropriately selected according to the composition of the target lithium nickel composite oxide and the like.
【0021】上記混合粉は必要に応じて、さらに他の化
合物と混合することができる。例えば、前記スラリー又
は溶液中に他元素化合物を含有させない場合、当該スラ
リー又は溶液を乾燥後にリチウム化合物と混合した後、
さらに他元素化合物と混合することができる。またスラ
リー又は溶液中に一部の他元素化合物を含有させた場
合、当該スラリー又は溶液の乾燥後にリチウム化合物と
混合した後、さらに残余の他元素化合物を混合すること
ができる。この場合も、混合手法に特に制限はないが、
工業的に使用させる粉体混合装置を使用して混合するの
が均一性の点から好ましい。The above-mentioned mixed powder can be further mixed with other compounds, if necessary. For example, when not containing other element compounds in the slurry or solution, after mixing the slurry or solution with a lithium compound after drying,
Further, it can be mixed with other element compounds. When a part of another elemental compound is contained in the slurry or solution, the slurry or solution may be mixed with the lithium compound after drying, and then the remaining other elemental compound may be further mixed. Also in this case, the mixing method is not particularly limited,
From the viewpoint of uniformity, it is preferable to use an industrially used powder mixing device for mixing.
【0022】混合によって得られた原料混合物中のカー
ボン含有量は0.5重量%以下、好ましくは0.3重量
%以下、さらに好ましくは0.2重量%以下とする。カ
ーボン含有量が多い場合、焼成負荷の増大や電池性能の
劣化等の問題となる。一方、あまりにカーボン含有量が
少ない混合原料物は得られにくいことから、通常カーボ
ン含有量は0.005重量%以上、好ましくは0.01
重量%以上とする。カーボン含有量を上記範囲とするた
めには、焼成に供する原料として炭酸塩や有機酸塩をで
きるだけ避けるのは勿論、大気中の炭酸成分を吸収する
ことを避けるために、大気を遮断した環境下で混合原料
物を保管する方法を採用するのが好ましい。特に不活性
ガス雰囲気下で保管する方法を採用することがより好ま
しい。各化合物、又はそれらの混合原料物のカーボン含
有量は、例えば酸素気流中燃焼(高周波加熱炉式)−赤
外吸収法によって測定することができる。The carbon content in the raw material mixture obtained by mixing is 0.5% by weight or less, preferably 0.3% by weight or less, and more preferably 0.2% by weight or less. When the carbon content is high, there are problems such as an increase in firing load and deterioration of battery performance. On the other hand, since it is difficult to obtain a mixed raw material having a too low carbon content, the carbon content is usually 0.005% by weight or more, preferably 0.01% by weight or more.
It should be more than weight%. In order to keep the carbon content in the above range, it is necessary to avoid carbonates and organic acid salts as raw materials to be subjected to calcination as much as possible, and to avoid absorption of carbonic acid components in the atmosphere, in an environment where the atmosphere is cut off. It is preferable to adopt the method of storing the mixed raw material in step 1. In particular, it is more preferable to employ a method of storing under an inert gas atmosphere. The carbon content of each compound or a mixed raw material thereof can be measured by, for example, combustion in an oxygen stream (high-frequency heating furnace type) -infrared absorption method.
【0023】上記得られた混合粉は焼成処理を行い、リ
チウムニッケル複合酸化物とすることができる。焼成処
理時の焼成温度は、通常500℃以上、好ましくは55
0℃以上であり、また通常1000℃以下、好ましくは
900℃以下である。焼成温度が低すぎると、結晶性の
良いリチウムニッケル複合酸化物が得られ難い上に、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ニッケル複合酸化物
以外の相が生成するか、或いは欠陥が多いリチウムニッ
ケル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 above-obtained mixed powder can be subjected to a firing treatment to obtain a lithium nickel composite oxide. The firing temperature during the firing treatment is usually 500 ° C. or higher, preferably 55
It is 0 ° C. or higher, and usually 1000 ° C. or lower, preferably 900 ° C. or lower. If the firing temperature is too low, it is difficult to obtain a lithium nickel 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 desired lithium nickel composite oxide may be generated, or a lithium nickel composite oxide with many defects may be generated. When the temperature is raised from room temperature to the above reaction temperature, in order to carry out the reaction more uniformly, for example, the temperature is gradually raised at a temperature of 5 ° C. or less per minute, or the temperature is temporarily stopped during the process. Alternatively, a holding time at a constant temperature may be added.
【0024】焼成処理時の焼成時間は、通常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
チウムニッケル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。焼成処
理時の雰囲気は、通常酸素存在下で行う。具体的には、
空気中や酸素濃度20%以上のガス雰囲気中で焼成を行
うことができる。空気中で焼成を行う場合は、脱炭酸ガ
ス空気を使用するのが好ましい。好ましくは脱炭酸ガス
空気中又は酸素濃度20%以上のガス雰囲気中であり、
さらに好ましくは純酸素雰囲気である。The firing time during the firing treatment is usually 1 hour or more and 100 hours or less, preferably 2 hours or more and 50 hours or less. If the time is less than the above range and the time is too short, it is difficult to obtain a lithium nickel composite oxide having good crystallinity, and a reaction time that is too long beyond this range is not practical. The atmosphere during the firing treatment is usually in the presence of oxygen. In particular,
The firing can be performed in air or in a gas atmosphere having an oxygen concentration of 20% or more. When firing in air, it is preferable to use decarbonated air. Preferably in decarbonated air or in a gas atmosphere having an oxygen concentration of 20% or more,
More preferably, it is a pure oxygen atmosphere.
【0025】結晶欠陥が少ないリチウムニッケル系酸化
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℃までは毎分5℃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-nickel oxide having few crystal defects, it is preferable to cool slowly to a certain temperature after the above firing, and cooling to 800 ° C., preferably 600 ° C. or less at 5 ° C./min. It is preferable to slowly cool at a speed. The heating device used for firing is not particularly limited as long as it can achieve the above temperature and atmosphere,
For example, a box furnace, a tubular furnace, a tunnel furnace, a rotary kiln or the like can be used.
【0026】このようにして製造したリチウムニッケル
複合酸化物は、通常微細な一次粒子が凝集した二次粒子
から形成されている。一次粒子の大きさは、原料の粒
径、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、二次粒子の粒子径は、スラリー又は溶液の
製造条件、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。リチウムニッケ
ル複合酸化物をリチウムイオン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の二次粒子からな
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 nickel composite oxide produced in this way is usually formed from secondary particles in which fine primary particles are aggregated. The size of the primary particles can be controlled by the particle size of the raw material, the firing temperature, the firing time, and the like, and the particle size of the secondary particles is the slurry or solution production conditions, spray drying conditions, and further It can be controlled by crushing after firing, classification conditions and the like. In order to use the lithium nickel composite oxide as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery, it is composed of 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 containing nitrogen. Specific surface area by adsorption is 0.1-5m 2 / g
Are preferred.
【0027】得られるリチウムニッケル複合酸化物は、
通常下記一般式(I)にて表される。The lithium nickel composite oxide obtained is
It is usually represented by the following general formula (I).
【0028】[0028]
【化3】LixNi1-yMyO2-δ (I)
ここで、xは、0.8≦x≦1.3、好ましくは0.9
≦x≦1.1の数を表し、yはニッケル以外の元素Mに
よる置換量に相当し、0≦y≦0.5、好ましくは0≦
x≦0.3の数を表し、Mは、Co、Mn、Fe、C
r、V、Ti、Cu、Al、Ga、Bi、Sn、Zn、
Mg、Ge、Nb、Ta、Be、B、Ca、Scおよび
Zrからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を表
し、δは酸素欠損又は酸素過剰量に相当し、−0.1<
δ<0.1、好ましくは−0.05<δ<0.05の数
を表す。Embedded image Li x Ni 1-y M y O 2- δ (I) wherein, x represents, 0.8 ≦ x ≦ 1.3, preferably 0.9
Represents the number of ≦ x ≦ 1.1, y corresponds to the amount of substitution with the element M other than nickel, and 0 ≦ y ≦ 0.5, preferably 0 ≦
x is a number of 0.3, M is Co, Mn, Fe, C
r, V, Ti, Cu, Al, Ga, Bi, Sn, Zn,
Represents at least one element selected from the group consisting of Mg, Ge, Nb, Ta, Be, B, Ca, Sc and Zr, δ corresponds to oxygen deficiency or excess oxygen, and -0.1 <
It represents a number of δ <0.1, preferably −0.05 <δ <0.05.
【0029】上記一般式(I)で表されるリチウムニッ
ケル系酸化物は、電池容量、レート特性、サイクル特
性、保存特性、安全性等の電池特性に優れるという特徴
を有する。本発明の上記方法で製造されたリチウムニッ
ケル複合酸化物は、正極活物質等の電極活物質として用
いることでリチウムイオン二次電池を作製することがで
きる。The lithium nickel oxide represented by the above general formula (I) is characterized by excellent battery characteristics such as battery capacity, rate characteristics, cycle characteristics, storage characteristics, and safety. The lithium-nickel composite oxide produced by the method of the present invention can be used as an electrode active material such as a positive electrode active material to produce a lithium ion secondary battery.
【0030】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、通常前記リチウムニ
ッケル系酸化物と結着剤とを含有する。また、通常、正
極は前記正極材料と結着剤とを含有する正極層を集電体
上に形成してなる。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 can be mentioned. In this case, an electrolyte exists between the positive electrode and the negative electrode, and the separator is arranged between them so that the positive electrode and the negative electrode do not come into contact with each other. The positive electrode usually contains the lithium nickel oxide and the binder. In addition, the positive electrode is usually formed by forming a positive electrode layer containing the positive electrode material and a binder on a current collector.
【0031】このような正極層は、リチウムニッケル系
酸化物、結着剤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。正極層中には、LiMn2
O4、LiMnO2、LiCoO2、LiFePO4等のよ
うに、リチウムニッケル系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。Such a positive electrode layer is produced by applying a slurry of a lithium nickel oxide, a binder and, if necessary, a conductive agent, etc. in a solvent to a positive electrode current collector and drying it. You can In the positive electrode layer, LiMn 2
An active material capable of inserting and extracting lithium ions other than the lithium-nickel-based oxide, such as O 4 , LiMnO 2 , LiCoO 2 , and LiFePO 4 , may be further contained.
【0032】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99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。また、正極に使用される結着剤として
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。
結着剤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。The proportion of the active material in the positive electrode layer is usually 10% by weight or more, preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, usually 99.9% by weight or less, preferably 99% by weight or less. Is. If it is too large, the mechanical strength of the electrode tends to be poor, and if it is too small, the battery performance such as capacity tends to be poor. Examples of the binder used for the positive electrode include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, and EPDM.
(Ethylene-propylene-diene terpolymer), SBR
(Styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), fluororubber, polyvinyl acetate,
Examples thereof include polymethylmethacrylate, 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, usually 80% by weight.
Or less, preferably 60% by weight or less, more preferably 4
It is 0% by weight or less, and most preferably 10% by weight or less.
When the proportion of the binder is too low, the active material cannot be sufficiently retained and the mechanical strength of the positive electrode is insufficient, which may deteriorate battery performance such as cycle characteristics, while when it is too high, the battery capacity and conductivity May reduce sex.
【0033】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 in order to enhance conductivity. Examples of the conductive agent include graphite such as natural graphite and artificial graphite, carbon black such as acetylene black, and carbon material such as 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 15% by weight or less. If the proportion of the conductive agent is too low, the conductivity may be insufficient, and conversely, if it is too high, the battery capacity may decrease.
【0034】また、スラリー溶媒としては、結着剤を溶
解あるいは分散するものであれば特に制限はないが、通
常は有機溶媒又は水が使用される。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、水等を挙げることができる。The slurry solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the binder, but an organic solvent or water is usually used. For example, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N, N
-Dimethylaminopropylamine, ethylene oxide,
Tetrahydrofuran, water, etc. can be mentioned.
【0035】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。The thickness of the positive electrode layer is usually 1 to 1000 μm,
It is preferably 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 the 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 a degree. If it is too thick, the capacity of the lithium secondary battery as a whole may be reduced, and if it is too thin, the mechanical strength may be insufficient.
【0036】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。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。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. The negative electrode active material used for the negative electrode of the secondary battery may be lithium or a lithium alloy such as a lithium aluminum alloy, but a carbon material having higher safety and capable of absorbing and releasing lithium is preferable.
【0037】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。The carbon material is not particularly limited, but graphite, coal-based coke, petroleum-based coke, carbide of coal-based pitch, carbide of petroleum-based pitch, or carbide of these pitches subjected to oxidation treatment, needle coke, pitch coke, Examples thereof include phenol resins, carbides such as crystalline cellulose and the like, and carbon materials obtained by partially graphitizing these, furnace black, acetylene black, pitch carbon fibers and the like.
【0038】更に、負極活物質として、SnO、SnO
2、Sn1-xMxO(M=Hg、P、B、Si、Geまた
はSb、ただし0≦x<1)、Sn3O2(OH)2、Sn
3-xM xO2(M=Mg、P、B、Si、Ge、Sb又は
Mn、ただし0≦x<3)、LiSiO2、SiO2、L
iSnO2等を挙げることができる。なお、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。Further, as the negative electrode active material, SnO, SnO
2, Sn1-xMxO (M = Hg, P, B, Si, Ge
Is Sb, where 0 ≦ x <1), Sn3O2(OH)2, Sn
3-xM xO2(M = Mg, P, B, Si, Ge, Sb or
Mn, where 0 ≦ x <3), LiSiO2, SiO2, L
iSnO2Etc. can be mentioned. Among these,
Using a mixture of two or more selected from
May be.
【0039】負極は、通常正極の場合と同様、負極層を
集電体上に形成してなる。この際使用する結着剤や、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。The negative electrode is usually formed by forming a negative electrode layer on a current collector as in the case of the positive electrode. As the binder used at this time, the conductive agent and the like used as necessary, and the slurry solvent, the same ones as those used for the positive electrode can be used. Further, as the current collector of the negative electrode, copper, nickel,
Stainless steel, nickel plated steel or the like is used, and copper is preferably used.
【0040】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できる。セパレー
ター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
池セパレーター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。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 non-woven filter of glass fiber or the like, or a non-woven filter of glass fiber and polymer fiber can also be used. The chemical and electrochemical stability of the separator is an important factor. From this point of view, the polyolefin-based polymer is preferable, and from the viewpoint of the self-closing temperature which is one of the purposes of the battery separator, it is preferably made of polyethylene.
【0041】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。In the case of the 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. If the molecular weight is too small, the clogging property becomes too high, which causes a problem in use at high temperature. If the molecular weight is too large, the fluidity may be too low to block the pores of the separator when heated.
【0042】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、通常有機溶媒と溶質とを含有する。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、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
とができ、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, polymer solid electrolytes, gel electrolytes, inorganic solid electrolytes and the like can be used. Is preferred. The organic electrolytic solution usually contains an organic solvent and a solute. The organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include carbonates, ethers, ketones, sulfolane compounds, lactones, nitriles, chlorinated hydrocarbons, amines, esters, amides, phosphoric acid. Ester compounds and the like can be used. When these representative ones are specifically listed, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene 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, dimethylsulfoxide, phosphoric acid Examples thereof include trimethyl and triethyl phosphate, and these can be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds.
【0043】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、γ−ブチロ
ラクトン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 high dielectric constant solvent has a relative dielectric constant of 20 at 25 ° C.
The above compounds are meant. In the high dielectric constant solvent, it is preferable that the electrolytic solution contains ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, and a compound in which the hydrogen atom thereof is replaced with another element such as halogen or an alkyl group. The ratio of the high dielectric constant compound in the electrolytic solution is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight.
It is at least 40% by weight, most preferably at least 40% by weight. This is because if the content of the compound is small, desired battery characteristics may not be obtained.
【0044】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等のリチ
ウム塩が挙げられ、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、C
O、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。The solute to be dissolved in this solvent is not particularly limited, but any conventionally known solute can be used, such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 and Li.
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 ,
Examples thereof include lithium salts such as LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and LiC (SO 2 CF 3 ) 3, and at least one or more of these can be used. In addition, CO 2 , N 2 O, C
An additive such as O, SO 2 or a gas such as polysulfide S x 2− that forms a good film capable of efficiently charging / discharging lithium ions on the surface of the negative electrode is added to the above-mentioned single or mixed solvent at an arbitrary ratio. Good.
【0045】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。When the polymer solid electrolyte is used, the known polymer can be used. In particular, it is preferable to use a polymer having high ionic conductivity with respect to lithium ions, and for example, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethyleneimine and the like are preferably used. It is also possible to add the above solvent to the polymer together with the above solute and use it as a gel electrolyte.
【0046】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-61B2O5、3
3.3Li2O-66.7SiO2等の酸化物ガラスや0.45LiI
-0.37Li2S-0.26B2S3、0.30LiI-.42Li2S-0.2
8SiS2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, a known crystalline or amorphous solid electrolyte can be used as this inorganic material. Examples of the crystalline solid electrolyte include Li
I, Li 3 N, Li 1 + x M x Ti 2-x (PO 4 ) 3 (M
= At least one selected from the group consisting of Al, Sc, Y and La), Li 0.5-3x RE 0.5 + x TiO 3 (provided that R is
E = La, Pr, Nd and at least one selected from the group consisting of Sm) and the like. Examples of the amorphous solid electrolyte include 4.9LiI-34.1Li 2 O-61B 2 O 5 , 3
Oxide glass such as 3.3Li 2 O-66.7SiO 2 or 0.45LiI
-0.37Li 2 S-0.26B 2 S 3 , 0.30LiI-.42Li 2 S-0.2
Examples thereof include sulfide glass such as 8SiS 2 . At least one of these can be used.
【0047】[0047]
【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。
<実施例1>
(1)Li1.05Ni0.80Co0.15Al0.05の製造
NiO、Co(OH)2及びAlOOHを、Ni:C
o:Al=0.80:0.15:0.05(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0.25μmに
なるまで粉砕した。粉砕に要した時間は3時間であっ
た。このスラリーの粘度は820mPa・sであった。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. In addition, the viscosity of the slurry in the examples was measured by a BM type viscometer (manufactured by Tokimec). The measurement is performed in a room temperature atmosphere, a specific metal rotor is fixed to the rotary 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 rotation speed. <Example 1> (1) Production of Li 1.05 Ni 0.80 Co 0.15 Al 0.05 NiO, Co (OH) 2 and AlOOH were mixed with Ni: C.
Weighed so that o: Al = 0.80: 0.15: 0.05 (molar ratio), and added pure water to this to obtain a solid content concentration of 30.
A wt% slurry was prepared. While stirring the slurry, a circulating medium stirring type wet pulverizer (manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd .: Dyno-mill KDL-A type) was used to pulverize until the average particle size of the solid content in the slurry became 0.25 μm. did. The time required for crushing was 3 hours. The viscosity of this slurry was 820 mPa · s.
【0048】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、吐出ガス導入量は50L/minと
し、乾燥ガス入り口温度は90℃とした。得られた乾燥
物の平均粒径は6.8μmであった。噴霧乾燥後の造粒
粒子の平均粒径は、6.8μmであった。なお、噴霧乾
燥後の造粒粒子の平均粒子径は、レーザー回折/散乱式
粒度分布測定装置(堀場製作所製:LA−920型粒度
分布測定装置)を用いて求めた。具体的には、あらかじ
め800℃で30分焼成した噴霧乾燥後の造粒粒子を、
室温大気中で0.1%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶
液に分散させ、透過率を70%〜95%の間に調節し、
測定される粒度分布より平均粒径を求めた。その時設定
した相対屈折率は、1.24とした。次に、噴霧乾燥に
より得られた造粒粒子と平均粒径20μm以下のLiO
H・H2OをLi:Ni=1.05:0.80(モル
比)の組成となるような割合で均一に混合した。この段
階でのカーボン含有量は、0.12重量%であった(堀
場製作所製:EMIA−520 炭素硫黄分析装置使
用)。その後、酸素雰囲気下で740℃・6時間焼成し
た。その結果、ほぼ仕込み通りのモル比組成を有するコ
バルト・アルミニウム置換ニッケル酸リチウムを得た。
(2)粉体プレス密度の測定
25mmφのシリンダー中に測定する粉体を導入し、4
06kgf/cm2の荷重を加えた時に得られる粉体の
密度を、粉体プレス密度とした。
(3)リチウムイオン二次電池の作製
正極活物質であるLi1.05Ni0.80Co0.15Al0.05と
導電剤であるアセチレンブラックと結着材であるPTF
E(ポリテトラフルオロエチレン)とを重量比で75:
20:5となるように混合し、メノウ乳鉢を用いて充分
混練し、シート状にした後、レート特性測定用に直径9
mm及び高温サイクル特性測定用に12mmにそれぞれ
打ち抜いた後、直径16mmのAl製集電体に直径9m
mの場合14MPaの圧力、直径12mmの場合は20
MPaの圧力にてそれぞれ圧着し、120℃、3時間真
空乾燥した後、正極とした。The slurry was spray-dried using a two-fluid nozzle type spray dryer (manufactured by Okawara Kakoki Co., Ltd .: LT-8 type spray dryer). At this time, air was used as the dry gas, the discharge gas introduction rate was 50 L / min, and the dry gas inlet temperature was 90 ° C. The average particle size of the obtained dried product was 6.8 μm. The average particle size of the granulated particles after spray drying was 6.8 μm. The average particle size of the granulated particles after spray drying was determined using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (manufactured by Horiba, Ltd .: LA-920 type particle size distribution measuring device). Specifically, the granulated particles after spray-drying, which were previously baked at 800 ° C. for 30 minutes,
Disperse in a 0.1% sodium hexametaphosphate aqueous solution at room temperature in the air and adjust the transmittance between 70% and 95%,
The average particle size was determined from the measured particle size distribution. The relative refractive index set at that time was 1.24. Next, the granulated particles obtained by spray drying and LiO having an average particle size of 20 μm or less
The H · H 2 O Li: Ni = 1.05: 0.80 were uniformly mixed in proportions such that the composition (molar ratio). The carbon content at this stage was 0.12% by weight (HORIBA, Ltd .: EMIA-520 carbon-sulfur analyzer used). Then, it baked at 740 degreeC and 6 hours in oxygen atmosphere. As a result, cobalt-aluminum-substituted lithium nickelate having a molar ratio composition almost as charged was obtained. (2) Measurement of powder press density The powder to be measured is introduced into a 25 mmφ cylinder, and 4
The density of the powder obtained when a load of 06 kgf / cm 2 was applied was defined as the powder press density. (3) Preparation of lithium-ion secondary battery Li 1.05 Ni 0.80 Co 0.15 Al 0.05 that is a positive electrode active material, acetylene black that is a conductive agent, and PTF that is a binder.
E (polytetrafluoroethylene) in a weight ratio of 75:
The mixture was mixed at a ratio of 20: 5, kneaded sufficiently using an agate mortar, and formed into a sheet.
mm and 12 mm for high temperature cycle characteristics measurement, and then 9 m in diameter to an Al current collector with a diameter of 16 mm
pressure of 14 MPa for m, 20 for diameter of 12 mm
After pressure bonding under a pressure of MPa and vacuum drying at 120 ° C. for 3 hours, a positive electrode was obtained.
【0049】得られた正極をアルゴン雰囲気のグローブ
ボックス中で2032型コイン電池を組み立てた。レー
ト特性測定用の負極には直径12mm、厚さ1mmのリ
チウム金属を用いた。また、高温サイクル特性測定用の
負極には厚さ20μmの銅箔上に平均粒径8〜10μm
の黒鉛粉末を結着剤として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
チルピロリドン中に分散させ、塗布したものを乾燥した
ものを直径12mmに打ち抜き、0.5ton/cm2
の圧力でプレスしたものを用いた。電解液には1モル/
リットルのLiPF6を支持塩とするエチレンカーボネ
ート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の体積
比率3:7の混合溶液を用いた。
(4)電池性能評価
以上のようにして作製した電池について、測定条件とし
て3.2V〜4.2Vの電圧範囲で、0.2mA/cm
2の電流密度でレート評価試験を行った際の、正極活物
質単位重量当たりの初期放電容量(mAh/g)を測定
した。
<比較例1>LiOH・H2O、NiO、Co(OH)2
及びAlOOHを、Li:Ni:Co:Al=1.0
5:0.80:0.15:0.05(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0.29μmになるまで
粉砕した。粉砕に要した時間は3時間であった。このス
ラリーの粘度は640mPa・sであった。A 2032 type coin battery was assembled with the obtained positive electrode in a glove box in an argon atmosphere. A lithium metal having a diameter of 12 mm and a thickness of 1 mm was used for the negative electrode for measuring the rate characteristic. Also, for the negative electrode for measuring high-temperature cycle characteristics, a copper foil having a thickness of 20 μm has an average particle size of 8 to 10 μm.
Polyvinylidene fluoride was used as a binder and the polyvinyl powder was weighed at a weight ratio of 92.5: 7.5, dispersed in N-methylpyrrolidone, and the coated product was dried and had a diameter of 12 mm. Punched into 0.5 ton / cm 2
What was pressed under the pressure of was used. 1 mole / electrolyte
A mixed solution of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 3: 7 using 1 liter of LiPF 6 as a supporting salt was used. (4) Evaluation of Battery Performance With respect to the battery manufactured as described above, 0.2 mA / cm 2 was measured in a voltage range of 3.2 V to 4.2 V.
The initial discharge capacity (mAh / g) per unit weight of the positive electrode active material was measured when the rate evaluation test was performed at a current density of 2 . Comparative Example 1 LiOH.H 2 O, NiO, Co (OH) 2
And AlOOH, Li: Ni: Co: Al = 1.0
It is weighed to be 5: 0.80: 0.15: 0.05 (molar ratio), and pure water is added to this to obtain a solid content concentration of 30% by weight.
Was prepared. While stirring this slurry,
Using a circulating medium agitation type wet pulverizer (manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd .: Dyno-mill KDL-A type), pulverization was performed until the average particle diameter of the solid content in the slurry became 0.29 μm. The time required for crushing was 3 hours. The viscosity of this slurry was 640 mPa · s.
【0050】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、吐出ガス導入量は50L/minと
し、乾燥ガス入り口温度は90℃とした。この段階での
カーボン含有量は、1.38重量%であった。次に、上
記乾燥粉を酸素雰囲気下で650℃・10時間保持し、
さらに740℃・24時間焼成した。その結果、ほぼ仕
込み通りのモル比組成を有するコバルト・アルミニウム
置換ニッケル酸リチウムを得た。The slurry was spray-dried using a two-fluid nozzle type spray dryer (manufactured by Okawara Kakoki Co., Ltd .: LT-8 type spray dryer). At this time, air was used as the dry gas, the discharge gas introduction rate was 50 L / min, and the dry gas inlet temperature was 90 ° C. The carbon content at this stage was 1.38% by weight. Next, the dry powder is kept under an oxygen atmosphere at 650 ° C. for 10 hours,
Further, it was baked at 740 ° C. for 24 hours. As a result, cobalt-aluminum-substituted lithium nickelate having a molar ratio composition almost as charged was obtained.
【0051】粉体プレス密度の測定、リチウムイオン二
次電池の作製、電池性能評価については、実施例1と同
様にして、ニッケル酸リチウムの作製・評価を行った。
<比較例2>噴霧乾燥時の乾燥ガスとして窒素ガスを用
いたこと、焼成として酸素雰囲気下で740℃・6時間
実施したこと以外、比較例1と同様にして、ニッケル酸
リチウムの作製・評価を行った。噴霧乾燥後のカーボン
含有量は、0.08重量%であった。With respect to the measurement of the powder press density, the production of the lithium ion secondary battery, and the evaluation of the battery performance, the production and evaluation of lithium nickel oxide was carried out in the same manner as in Example 1. <Comparative Example 2> Preparation and evaluation of lithium nickel oxide in the same manner as Comparative Example 1 except that nitrogen gas was used as a drying gas during spray drying and firing was performed at 740 ° C for 6 hours in an oxygen atmosphere. I went. The carbon content after spray drying was 0.08% by weight.
【0052】表−1に上記の焼成時間、焼成前段階原料
のカーボン含有量、粉体プレス密度、電池評価結果を示
す。Table 1 shows the firing time, the carbon content of the raw material before the firing, the powder press density, and the battery evaluation result.
【0053】[0053]
【表1】 [Table 1]
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明によれば、生産性の高いリチウム
ニッケル複合酸化物を得ることができる。また、本発明
によれば、充填密度の高いリチウムニッケル複合酸化物
を得ることができる。According to the present invention, a highly productive lithium nickel composite oxide can be obtained. Further, according to the present invention, a lithium nickel composite oxide having a high packing density can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 釣田 寧 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社内 Fターム(参考) 4G048 AA03 AA04 AC06 5H029 AJ14 AK03 AL02 AL12 AM02 AM07 AM12 AM16 BJ03 CJ02 CJ08 HJ01 HJ02 HJ05 5H050 AA19 BA17 CA03 CB02 CB07 CB12 CB29 EA02 EA09 EA10 EA22 EA24 GA02 GA10 HA01 HA02 HA05 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Nei Tsuda 1000 Kamoshida-cho, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Within Mitsubishi Chemical Corporation F-term (reference) 4G048 AA03 AA04 AC06 5H029 AJ14 AK03 AL02 AL12 AM02 AM07 AM12 AM16 BJ03 CJ02 CJ08 HJ01 HJ02 HJ05 5H050 AA19 BA17 CA03 CB02 CB07 CB12 CB29 EA02 EA09 EA10 EA22 EA24 GA02 GA10 HA01 HA02 HA05
Claims (5)
溶液を噴霧乾燥して乾燥物を得る乾燥工程と、得られた
乾燥物とリチウム化合物とを混合してカーボン含有量
0.5重量%以下の原料混合物を得る混合工程と、得ら
れた混合原料物を焼成する焼成工程と、を有することを
特徴とするリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。1. A raw material having a carbon content of 0.5% by weight or less by spray-drying a slurry or solution containing a nickel compound to obtain a dried product, and mixing the dried product with a lithium compound. A method for producing a lithium nickel composite oxide, comprising: a mixing step of obtaining a mixture; and a firing step of firing the obtained mixed raw material.
般式(I)で表されることを特徴とする請求項1に記載
の製造方法。 【化1】LixNi1-yMyO2-δ (I) 〔式(I)中、xは、0.8≦x≦1.3の数であり、
yは、0≦y≦0.5の数であり、Mは、Co、Mn、
Fe、Cr、V、Ti、Cu、Al、Ga、Bi、S
n、Zn、Mg、Ge、Nb、Ta、Be、B、Ca、
ScおよびZrからなる群から選ばれる少なくとも一種
の元素を示し、δは酸素欠損又は酸素過剰量に相当し、
−0.1<δ<0.1の数を表す。〕2. The method according to claim 1, wherein the lithium nickel composite oxide is represented by the following general formula (I). ## STR1 Li x Ni 1-y M y O 2- δ (I) [Formula (I), x is the number of 0.8 ≦ x ≦ 1.3,
y is a number 0 ≦ y ≦ 0.5, M is Co, Mn,
Fe, Cr, V, Ti, Cu, Al, Ga, Bi, S
n, Zn, Mg, Ge, Nb, Ta, Be, B, Ca,
Represents at least one element selected from the group consisting of Sc and Zr, δ corresponds to oxygen deficiency or excess oxygen,
It represents a number of −0.1 <δ <0.1. ]
化ニッケル、および硝酸ニッケルからなる群から選ばれ
る少なくとも一種であることを特徴とする請求項1又は
2に記載の製造方法。3. The production method according to claim 1, wherein the nickel compound is at least one selected from the group consisting of nickel oxide, nickel hydroxide, and nickel nitrate.
よび硝酸リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一
種であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1
つに記載の製造方法。4. The lithium compound is at least one selected from the group consisting of lithium hydroxide and lithium nitrate, and any one of claims 1 to 3 is characterized.
Manufacturing method described in.
以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
1つに記載の製造方法。5. The average particle size of the lithium compound is 100 μm.
It is the following, The manufacturing method as described in any one of Claim 1 thru | or 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002074815A JP3931706B2 (en) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Method for producing lithium nickel composite oxide |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006278030A (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Mitsubishi Chemicals Corp | Manufacturing method for lithium transition metal composite oxide for lithium secondary battery, lithium transition metal composite oxide for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and the lithium secondary battery |
JP2007087941A (en) * | 2005-08-25 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lithium ion secondary battery |
EP2560229A2 (en) | 2005-10-20 | 2013-02-20 | Mitsubishi Chemical Corporation | Lithium secondary batteries and nonaqueous electrolyte for use in the same |
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