JP2006278031A - Manufacturing method of cathode material for lithium secondary battery and cathode material for lithium secondary battery as well as cathode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a cathode material for a lithium secondary battery capable of surely making classification treatment in a short time, even for baked powder with clinging properties. <P>SOLUTION: A process of classification treatment is carried out by using a classifying machine sifting out baked powder obtained by mixing, granulating, baking, and shredding raw materials as needed, by pressing down the powder on a mesh screen with a high-speed rotating blade and letting it. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、リチウム二次電池用正極材料の製造方法及びリチウム二次電池用正極材料、並びにそれを用いたリチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池に関する。詳しくは、焼成粉体を高い処理速度で分級することが可能なリチウム二次電池用正極材料の製造方法と、それによって得られるリチウム二次電池用正極材料、並びにこのリチウム二次電池用正極材料を用いたリチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池に関する。   The present invention relates to a method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery, a positive electrode material for a lithium secondary battery, and a positive electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery using the same. Specifically, a method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery capable of classifying a fired powder at a high processing speed, a positive electrode material for a lithium secondary battery obtained by the method, and a positive electrode material for this lithium secondary battery The present invention relates to a positive electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery.

近年、携帯用電子機器、通信機器の小型化、軽量化に伴い、その電源として、また、自動車用動力源として、高出力、高エネルギー密度であるリチウム二次電池が注目されている。   In recent years, with the reduction in size and weight of portable electronic devices and communication devices, lithium secondary batteries having high output and high energy density have attracted attention as power sources and automobile power sources.

従来、リチウム二次電池の正極活物質としては、標準組成がLiCoO2、LiNiO2、LiMn24等のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられている。更に、安全性や原料コストの観点から、LiCoO2やLiNiO2と同じ層状構造を有し、かつ遷移金属の一部をマンガン等で置換したリチウム遷移金属複合酸化物、具体的には、LiNiO2のNiサイトの一部をMnで置換したLiNi1-xMnx2、Niサイトの一部をMnとCoで置換したLiNi1-x-yMnxCoy2が注目されている(例えば、特許文献1、非特許文献1〜3)。 Conventionally, as a positive electrode active material of a lithium secondary battery, a lithium transition metal composite oxide whose standard composition is LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 or the like has been used. Furthermore, from the viewpoint of safety and raw material cost, a lithium transition metal composite oxide having the same layered structure as LiCoO 2 and LiNiO 2 and in which a part of the transition metal is substituted with manganese or the like, specifically, LiNiO 2 Attention has been drawn to LiNi 1-x Mn x O 2 in which part of the Ni site is substituted with Mn, and LiNi 1-xy Mn x Co y O 2 in which part of the Ni site is substituted with Mn and Co (for example, Patent Document 1, Non-Patent Documents 1-3).

特開2003−17052号公報JP 2003-17052 A Journal of Materials Chemistry,Vol.6,1996年,p.1149Journal of Materials Chemistry, Vol. 6, 1996, p. 1149 Journal of The Electrochemical Society,Vol.145,1998年,p.1113Journal of The Electrochemical Society, Vol. 145, 1998, p. 1113 第41回電池討論会予稿集,2000年,p.460Proceedings of the 41st Battery Symposium, 2000, p. 460

上述した従来のリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法においては、焼成によって得られるリチウム遷移金属複合酸化物などの粉体(以下、適宜「焼成粉体」という。)を分級する際に、振動篩(併せてボールを用いる場合もある)、手篩いなどが用いられていた。   In the above-described conventional method for producing a lithium transition metal composite oxide, a vibration sieve is used for classifying powders such as lithium transition metal composite oxide obtained by firing (hereinafter referred to as “fired powder” as appropriate). (Sometimes a ball is also used), and hand sieves have been used.

しかしながら、特に粒子としてまとわり付きやすい性質がある場合等には、分級時に篩などが目詰まりしたり、塊状物が生じやすくなるという課題がある。この傾向は、特に、LiNi1-x-yMnxCoy2において、Ni:Mn:Coが(1−y−z):y:z(0.05≦y≦0.5、0.05≦z≦0.5)の付近となる組成のリチウム遷移金属複合酸化物粉体において顕著である。このような場合、分級処理に要する時間が長くなったり、場合によっては分級できなくなったりする等の課題があった。 However, particularly when there is a property of being easily clumped as particles, there is a problem that a sieve or the like is clogged at the time of classification or a lump is easily generated. This tendency is particularly observed in LiNi 1-xy Mn x Co y O 2 where Ni: Mn: Co is (1-yz): y: z (0.05 ≦ y ≦ 0.5, 0.05 ≦ This is remarkable in the lithium transition metal composite oxide powder having a composition in the vicinity of z ≦ 0.5). In such a case, there is a problem that the time required for the classification process becomes long or the classification cannot be performed in some cases.

以上の背景から、リチウム二次電池用正極材料の製造において焼成粉体を分級する際に、焼成粉体がまとわりつきやすい性質を有する場合等でも、短時間で確実に分級処理を行なうことが可能な技術が求められていた。   From the above background, when the fired powder is classified in the production of a positive electrode material for a lithium secondary battery, the classification process can be performed reliably in a short time even when the fired powder has a tendency to cling. Technology was sought.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、まとわりつきやすい等の性質を有する焼成粉体についても、短時間で確実に分級処理を行なうことが可能な、リチウム二次電池用正極材料の製造方法及びリチウム二次電池用正極材料、並びにそれを用いたリチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery capable of reliably classifying a fired powder having properties such as being easy to cling in a short time. It is providing the positive electrode material for lithium, and the positive electrode for lithium secondary batteries and lithium secondary battery using the same.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、リチウム二次電池用正極材料の製造において、焼成粉体を分級処理する際に、高速回転するブレードにより粉体をメッシュスクリーンに押し当て通過させることで篩い分ける分級機を用いて分級処理を行なうことによって、まとわりつきやすい等の性質を有する焼成粉体についても、短時間で確実に分級処理を行なうことが可能となり、効率よくリチウム二次電池用正極材料を製造できることを見出し、本発明の完成に到った。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have made the powder press against the mesh screen with a blade that rotates at high speed when classifying the fired powder in the production of a positive electrode material for a lithium secondary battery. By classifying using a classifier that sifts through, it is possible to perform classification processing in a short time even for fired powders that are easy to cling, etc., and positive electrodes for lithium secondary batteries efficiently. The inventors have found that a material can be produced and have completed the present invention.

即ち、本発明の趣旨は、リチウム二次電池用正極材料を製造する方法であって、原料を混合し、造粒し、焼成し、必要に応じて解砕して得られた焼成粉体を、粉体を高速回転するブレードによりメッシュスクリーンに押し当て通過させることで篩い分ける分級機を用いて、分級処理する工程を備えることを特徴とする、リチウム二次電池用正極材料の製造方法に存する(請求項1)。   That is, the gist of the present invention is a method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery, in which raw materials are mixed, granulated, fired, and baked powder obtained by pulverization as necessary. A method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery, comprising a step of classifying using a classifier that screens powder by pressing it against a mesh screen with a blade rotating at high speed, (Claim 1).

ここで、前記焼成粉体が、下記測定法により測定した安息角が50度以上の粉体であることが好ましい(請求項2)。
[安息角の測定法]
(1)標準篩いを振動させ、ロートを通して円形テーブル上に粉体を供給する。但し、篩い振動数は3600回/分、篩い振動幅は2mm、篩い時間は4分間、ロート口径は8mmとする。
(2)粉体の安息角を測定する。但し、測定は半導体レーザー(波長670nm)の変位センサーによる角度計算方式(最小二乗法)を用いて行ない、最小読み取り分解能は0.1度とする。
Here, it is preferable that the fired powder is a powder having an angle of repose measured by the following measurement method of 50 degrees or more.
[Measurement of repose angle]
(1) A standard sieve is vibrated, and powder is supplied onto a circular table through a funnel. However, the sieve frequency is 3600 times / minute, the sieve vibration width is 2 mm, the sieve time is 4 minutes, and the funnel diameter is 8 mm.
(2) The angle of repose of the powder is measured. However, the measurement is performed using an angle calculation method (least square method) using a semiconductor laser (wavelength 670 nm) displacement sensor, and the minimum reading resolution is 0.1 degree.

また、前記正極材料が、下記式(II)で表わされる組成を有することが好ましい(請求項3)。

Figure 2006278031
(式(II)中、Qは、Fe、Cr、V、Ti、Cu、Ga、Bi、Sn、Zn、Mg、Ge、Nb、Ta、Be、Ca、Sc、Al、B、及びZrよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を表わし、xは、0.7≦x≦1.3の数を表わし、aは、0.2≦a≦0.8の数を表わし、bは、0.2≦b≦0.8の数を表わし、cは、0.15≦c≦0.4の数を表わし、dは、0≦d≦0.4の数を表わし、但し、a+b+c+d=1であり、δは、−0.1<δ<0.1の数を表わす。) Moreover, it is preferable that the said positive electrode material has a composition represented by following formula (II).
Figure 2006278031
(In the formula (II), Q is composed of Fe, Cr, V, Ti, Cu, Ga, Bi, Sn, Zn, Mg, Ge, Nb, Ta, Be, Ca, Sc, Al, B, and Zr. Represents at least one element selected from the group, x represents a number 0.7 ≦ x ≦ 1.3, a represents a number 0.2 ≦ a ≦ 0.8, and b represents Represents a number of 0.2 ≦ b ≦ 0.8, c represents a number of 0.15 ≦ c ≦ 0.4, d represents a number of 0 ≦ d ≦ 0.4, provided that a + b + c + d = 1 and δ represents a number of −0.1 <δ <0.1.)

また、該分級処理前の焼成粉体のタップ密度(1mm目通し後)をA、該分級処理後の正極材料のタップ密度をBとした場合に、(B/A)≧1.05であることが好ましい(請求項4)。   Also, when the tap density (after 1 mm) of the fired powder before the classification treatment is A and the tap density of the positive electrode material after the classification treatment is B, (B / A) ≧ 1.05 (Claim 4).

また、該分級処理前の焼成粉体のメジアン径(1mm目通し後)をC、該分級処理後の正極材料のメジアン径をDとした場合に、(D/C)≦0.8であることが好ましい(請求項5)。   Further, when C is the median diameter (after passing through 1 mm) of the fired powder before classification treatment and D is the median diameter of the positive electrode material after classification treatment, (D / C) ≦ 0.8 (Claim 5).

また、本発明の別の要旨は、リチウム二次電池用正極材料の製造方法により製造されることを特徴とする、リチウム二次電池用正極材料に存する(請求項6)。   Another gist of the present invention resides in a positive electrode material for a lithium secondary battery, characterized in that the positive electrode material is manufactured by a method for manufacturing a positive electrode material for a lithium secondary battery.

また、本発明の別の要旨は、リチウム二次電池に用いられる正極であって、上述のリチウム二次電池用正極材料を含有することを特徴とする、リチウム二次電池用正極に存する(請求項7)。   Another subject matter of the present invention lies in a positive electrode for a lithium secondary battery, which is a positive electrode used for a lithium secondary battery and contains the above-described positive electrode material for a lithium secondary battery (claim). Item 7).

また、本発明の別の要旨は、リチウムを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに、リチウム塩を電解質として含有する有機電解液を備えたリチウム二次電池であって、該正極が、上述のリチウム二次電池用正極であることを特徴とする、リチウム二次電池に存する(請求項8)。   Another gist of the present invention is a lithium secondary battery comprising a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, and an organic electrolyte containing a lithium salt as an electrolyte. The present invention resides in a lithium secondary battery, which is a positive electrode for a lithium secondary battery.

本発明のリチウム二次電池用正極材料の製造方法によれば、まとわりつきやすい等の性質を有する焼成粉体についても、短時間で確実に分級処理を行なうことが可能となり、リチウム二次電池用正極材料の生産効率を上げることができる。   According to the method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery of the present invention, it becomes possible to reliably classify a fired powder having properties such as being easy to cling in a short time. The production efficiency of materials can be increased.

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

以下の記載では、説明の便宜上、まず本発明のリチウム二次電池用正極材料の製造方法によって得られるリチウム二次電池用正極材料(これを適宜「本発明の正極材料」という。)について説明した後、本発明のリチウム二次電池用正極材料の製造方法(これを適宜「本発明の製造方法」という。)について説明する。   In the following description, for the convenience of explanation, first, a positive electrode material for a lithium secondary battery obtained by the method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery of the present invention (this will be referred to as “the positive electrode material of the present invention” as appropriate) will be described. Subsequently, a method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery of the present invention (this will be referred to as “the production method of the present invention” as appropriate) will be described.

[I.リチウム二次電池用正極材料]
〔組成〕
本発明の正極材料の組成は特に制限されず、リチウム二次電池の正極活物質として機能することが知られているものの中から、適宜選択することが可能であるが、リチウム遷移金属複合酸化物粉体が好ましい。リチウム遷移金属複合酸化物粉体の好ましい例としては、ニッケル化合物、コバルト化合物、マンガン化合物等を原料とした遷移金属複合酸化物粉体が挙げられる。特に好ましくは、層状ニッケルマンガンコバルト複合酸化物粉体である。
[I. Positive electrode material for lithium secondary battery]
〔composition〕
The composition of the positive electrode material of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected from those known to function as a positive electrode active material of a lithium secondary battery. Powder is preferred. Preferable examples of the lithium transition metal composite oxide powder include transition metal composite oxide powders using nickel compounds, cobalt compounds, manganese compounds and the like as raw materials. Particularly preferred is a layered nickel manganese cobalt composite oxide powder.

具体的に、本発明の正極材料は、下記式(I)で表わされる組成を有するリチウム遷移金属複合酸化物であることが好ましい。   Specifically, the positive electrode material of the present invention is preferably a lithium transition metal composite oxide having a composition represented by the following formula (I).

Figure 2006278031
前記式(I)中、xは、0.5≦x≦1.3の数を表わし、Mは、遷移金属から選ばれる少なくとも1種の元素を表わし、δは、−0.1<δ<0.1の数を表わす。
Figure 2006278031
In the formula (I), x represents a number of 0.5 ≦ x ≦ 1.3, M represents at least one element selected from transition metals, and δ represents −0.1 <δ <. Represents a number of 0.1.

中でも、本発明の正極材料は、下記式(II)で表わされる組成を有するリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物であることがより好ましい。下記式(II)で表わされる組成を有する正極材料は、まとわり付きやすい性質を有する場合が多く、通常の方法では分級できないか、分級できても非常に時間がかかるため、本発明を適用することによって得られる効果も大きい。   Among these, the positive electrode material of the present invention is more preferably a lithium nickel manganese cobalt composite oxide having a composition represented by the following formula (II). The positive electrode material having the composition represented by the following formula (II) often has a property that is easy to cling, and cannot be classified by a normal method, or even if it can be classified, it takes a very long time. The effect obtained by doing is also great.

Figure 2006278031
(式(II)中、Qは、Fe、Cr、V、Ti、Cu、Ga、Bi、Sn、Zn、Mg、Ge、Nb、Ta、Be、Ca、Sc、Al、B、及びZrよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を表わし、xは、0.7≦x≦1.3の数を表わし、aは、0.2≦a≦0.8の数を表わし、bは、0.2≦b≦0.8の数を表わし、cは、0.15≦c≦0.4の数を表わし、dは、0≦d≦0.4の数を表わし、但し、a+b+c+d=1であり、δは、−0.1<δ<0.1の数を表わす。)
Figure 2006278031
(In the formula (II), Q is composed of Fe, Cr, V, Ti, Cu, Ga, Bi, Sn, Zn, Mg, Ge, Nb, Ta, Be, Ca, Sc, Al, B, and Zr. Represents at least one element selected from the group, x represents a number 0.7 ≦ x ≦ 1.3, a represents a number 0.2 ≦ a ≦ 0.8, and b represents Represents a number of 0.2 ≦ b ≦ 0.8, c represents a number of 0.15 ≦ c ≦ 0.4, d represents a number of 0 ≦ d ≦ 0.4, provided that a + b + c + d = 1 and δ represents a number of −0.1 <δ <0.1.)

上記式(II)中、xは、リチウムの原子比を表わす数であり、その範囲は通常0.7≦x≦1.3の範囲、好ましくは0.9≦x≦1.2の範囲である。xが大きすぎると、得られるリチウム二次電池の電池容量の低下を招くおそれがある。   In the above formula (II), x is a number representing the atomic ratio of lithium, and the range is usually 0.7 ≦ x ≦ 1.3, preferably 0.9 ≦ x ≦ 1.2. is there. If x is too large, the battery capacity of the obtained lithium secondary battery may be reduced.

上記式(II)中、aは、ニッケルの原子比を表わす数であり、その範囲は通常0.2≦a≦0.8の範囲、好ましくは0.2≦a≦0.4の範囲である。   In the above formula (II), a is a number representing the atomic ratio of nickel, and the range thereof is usually in the range of 0.2 ≦ a ≦ 0.8, preferably in the range of 0.2 ≦ a ≦ 0.4. is there.

上記式(II)中、bは、マンガンの原子比を表わす数であり、その範囲は通常0.2≦b≦0.8の範囲、好ましくは0.2≦b≦0.4の範囲である。   In the above formula (II), b is a number representing the atomic ratio of manganese, and the range is usually in the range of 0.2 ≦ b ≦ 0.8, preferably in the range of 0.2 ≦ b ≦ 0.4. is there.

上記式(II)中、cは、コバルトの原子比を表わす数であり、その範囲は通常0.15≦c≦0.4の範囲、好ましくは0.2≦c≦0.4の範囲である。   In the above formula (II), c is a number representing the atomic ratio of cobalt, and the range is usually in the range of 0.15 ≦ c ≦ 0.4, preferably in the range of 0.2 ≦ c ≦ 0.4. is there.

a、bの値がそれぞれ上記規定の範囲を上回ったり、cの値が上記規定の値を下回ったりして、相対的にコバルトの割合が小さくなると、単一相のリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物が合成しにくくなり、レートの低下をまねく傾向がある。一方、a、bの値がそれぞれ上記規定の範囲を下回ったり、cの値が上記規定の値を上回ったりして、逆に相対的にコバルトの割合が大きくなると、全体のコストが上がってしまう。   When the values of a and b are above the specified range or the value of c is below the specified value and the proportion of cobalt is relatively small, the single-phase lithium nickel manganese cobalt composite oxide Tends to be difficult to synthesize, leading to a decrease in rate. On the other hand, if the values of a and b are below the specified range, or the value of c is higher than the specified value, and the proportion of cobalt is relatively large, the overall cost increases. .

なお、ニッケル、マンガン、コバルトの原子比は、層状結晶構造が安定に存在し、また、電池特性を悪化させないという観点から、Ni、Mn、Coの三角図において、Ni/Mn/Co=1/1/1の周辺及びNi/Mn=1/1の線上及びその周辺に存在するものが好ましい。   The atomic ratio of nickel, manganese, and cobalt is such that Ni / Mn / Co = 1 / in the triangular diagram of Ni, Mn, and Co from the viewpoint that the layered crystal structure exists stably and does not deteriorate the battery characteristics. What exists in the periphery of 1/1 and the line of Ni / Mn = 1/1 and its periphery is preferable.

従って、上記式(II)において、aの値とbの値とを概ね同じ値とすることが好ましく、具体的には、a/bの値を、通常0.8以上、中でも0.9以上、更には0.93以上、特に0.95以上、また、通常1.2以下、中でも1.1以下、更には1.07以下、特に1.05以下の範囲とすることが好ましい。   Therefore, in the above formula (II), it is preferable that the value of a and the value of b are substantially the same value. Specifically, the value of a / b is usually 0.8 or more, particularly 0.9 or more. Further, it is preferably 0.93 or more, particularly 0.95 or more, and usually 1.2 or less, particularly 1.1 or less, more preferably 1.07 or less, particularly 1.05 or less.

更には、上記式(II)において、a、b、cの値を概ね同じ数とすることが好ましく、具体的には、a/cの値を、通常0.8以上、中でも0.9以上、更には0.93以上、特に0.95以上、また、通常1.2以下、中でも1.1以下、更には1.07以下、特に1.05以下の範囲とするが好ましい。   Furthermore, in the above formula (II), it is preferable that the values of a, b and c are substantially the same number. Specifically, the value of a / c is usually 0.8 or more, particularly 0.9 or more. Further, it is preferably 0.93 or more, particularly 0.95 or more, and usually 1.2 or less, particularly 1.1 or less, more preferably 1.07 or less, and particularly preferably 1.05 or less.

なお、正極材料の結晶構造の安定化や高容量化、安全性の向上、高温での電池特性の改良等の目的で、ニッケル、マンガン、コバルトサイトの一部を他の金属元素で置換したり、表面処理を行なったりすることも可能である。   In addition, for the purpose of stabilizing the crystal structure of the positive electrode material, increasing the capacity, improving safety, improving battery characteristics at high temperatures, etc., some of the nickel, manganese, and cobalt sites may be replaced with other metal elements. It is also possible to perform surface treatment.

上記式(II)において、Qはこのような置換元素若しくは表面処理元素を表わし、具体的には、Fe、Cr、V、Ti、Cu、Ga、Bi、Sn、Zn、Mg、Ge、Nb、Ta、Be、Ca、Sc、Al、B及びZrから選択される少なくとも1種の元素である。   In the above formula (II), Q represents such a substitution element or surface treatment element. Specifically, Fe, Cr, V, Ti, Cu, Ga, Bi, Sn, Zn, Mg, Ge, Nb, It is at least one element selected from Ta, Be, Ca, Sc, Al, B and Zr.

置換元素としては、先に例示した各種の元素を使用することができるが、中でもアルミニウム、マグネシウム、鉄等の金属元素が好ましく、更にはアルミニウム、マグネシウムがより好ましい。アルミニウム、マグネシウムは、層状リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物に容易に固溶して単一相を得ることができるという利点があり、更には、リチウム二次電池の正極活物質として高性能な電池特性、特に繰り返し充放電を行なった際の放電容量維持率について良好な性能を示すという利点がある。   As the substitution element, various elements exemplified above can be used, among which metal elements such as aluminum, magnesium and iron are preferable, and aluminum and magnesium are more preferable. Aluminum and magnesium have the advantage that they can be easily dissolved in the layered lithium nickel manganese cobalt composite oxide to obtain a single phase, and further have high performance battery characteristics as a positive electrode active material for lithium secondary batteries. In particular, there is an advantage that good performance is exhibited with respect to the discharge capacity retention rate when repeated charge / discharge is performed.

一方、表面処理元素としては、やはり先に例示した各種の元素を使用することができるが、好ましくはホウ素、ビスマス、ジルコニア、珪素などを挙げることができる。これらはリチウム遷移金属複合酸化物と容易に固溶せず、一次粒子の成長を促し、二次粒子内の一次粒子間の焼結強度を上げ、高活性な点を抑えることができるので、電池特性において長寿命化を図ることができる。   On the other hand, as the surface treatment element, various elements exemplified above can be used, and preferably boron, bismuth, zirconia, silicon and the like can be mentioned. These are not easily dissolved in lithium transition metal composite oxides, promote the growth of primary particles, increase the sintering strength between the primary particles in the secondary particles, and suppress the high activity point. Longer life can be achieved in characteristics.

なお、これらの置換元素・表面処理元素Qは、何れか一種を単独で使用してもよく、複数種を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   In addition, any one of these substitution elements / surface treatment elements Q may be used alone, or a plurality of these may be used in any combination and ratio.

置換元素・表面処理元素Qの、ニッケル、マンガン、コバルトの合計に対する原子比dは、通常0以上であり、また、通常0.4以下、好ましくは0.3以下、更に好ましくは0.2以下である。この置換割合が大きすぎると正極活物質として使用した場合の容量の低下や抵抗の上昇をまねく傾向にある。   The atomic ratio d of the substitution element / surface treatment element Q to the total of nickel, manganese, and cobalt is usually 0 or more, and usually 0.4 or less, preferably 0.3 or less, more preferably 0.2 or less. It is. If this substitution ratio is too large, the capacity tends to decrease and the resistance increases when used as a positive electrode active material.

上記式(II)の組成において、酸素量には多少の不定比性があってもよい。具体的に、上記式(II)中、δは、−0.1<δ<0.1を満たす数であるが、好ましくは−0.05<δ<0.05、より好ましくは−0.025<δ<0.025の範囲である。δが少なくても多くても結晶構造の安定化を乱し、得られるリチウム二次電池の電池容量の低下や電池寿命の悪化を招くおそれがあるので好ましくない。   In the composition of the above formula (II), the amount of oxygen may have some non-stoichiometry. Specifically, in the above formula (II), δ is a number satisfying −0.1 <δ <0.1, preferably −0.05 <δ <0.05, more preferably −0. The range is 025 <δ <0.025. Even if δ is small or large, the stabilization of the crystal structure is disturbed, and there is a possibility that the battery capacity of the obtained lithium secondary battery may be reduced or the battery life may be deteriorated.

〔安息角〕
本発明の正極材料は、安息角が50度以上であることが好ましい。ここで「安息角」とは、粉体を上方から静かに落下させて生じる円錐状堆積層が、水平面との間に作る傾斜角である。安息角は粉体粒子間の付着力を表す指標であり、この安息角の値が大きい粉体粒子ほど、凝集性が強く流動性が悪い、即ち、まとわりつきやすい性質を有する。
[Angle of repose]
The positive electrode material of the present invention preferably has an angle of repose of 50 degrees or more. Here, the “repose angle” is an inclination angle formed between the horizontal plane and a conical sedimentary layer formed by gently dropping the powder from above. The angle of repose is an index representing the adhesive force between the powder particles, and the powder particles having a larger value of the angle of repose have a property of being more cohesive and less fluid, that is, having a tendency to cling.

まとわりつきやすい性質を有する正極材料としては、例えば、前記式(II)で表わされる組成の正極材料が挙げられる。中でも、前記式(II)におけるa、b、cがそれぞれ0.2≦a≦0.4、0.2≦b≦0.4、0.2≦c≦0.4の範囲にある正極材料が、特にまとわりつきやすい性質を有する。   Examples of the positive electrode material having a property that can be easily fixed include a positive electrode material having a composition represented by the formula (II). Among them, the positive electrode material in which a, b, and c in the formula (II) are in the ranges of 0.2 ≦ a ≦ 0.4, 0.2 ≦ b ≦ 0.4, and 0.2 ≦ c ≦ 0.4, respectively. However, it has a property that is particularly easy to cling to.

具体的に、本発明の正極材料の安息角は、上述の様に通常50度以上であるが、中でも54度以上、更には58度以上の範囲であることが好ましい。安息角がこの範囲に満たないと、後述する本発明の製造方法における分級処理の効果が得られにくい。一方、その上限は通常84度以下、中でも80度以下、更には70度以下の範囲であることが好ましい。安息角がこの範囲を上回ると、分級できないおそれがある。   Specifically, the repose angle of the positive electrode material of the present invention is usually 50 degrees or more as described above, but it is preferable that the repose angle is in the range of 54 degrees or more, and more preferably 58 degrees or more. If the angle of repose is less than this range, it is difficult to obtain the effect of classification treatment in the production method of the present invention described later. On the other hand, the upper limit is usually 84 degrees or less, preferably 80 degrees or less, and more preferably 70 degrees or less. If the angle of repose exceeds this range, classification may not be possible.

本明細書において、正極材料の「安息角」は、以下の手法(注入法)により測定される値である。
[安息角の測定方法]
(1)標準篩いを振動させ、ロートを通してテーブル(通常は円形のテーブル)上に粉体を供給する。但し、篩い振動数は3600回/分、篩い振動幅は2mm、篩い時間は4分間、ロート口径は8mmとする。
(2)粉体の安息角を測定する。但し、測定は半導体レーザー(波長670nm)の変位センサーによる角度計算方式(最小二乗法)を用いて行ない、最小読み取り分解能は0.1度とする。
なお、測定装置としては、公知の任意の装置を用いることができる。例としては、ホソカワミクロン製パウダーテスター(PT−R)を挙げることができる。
In this specification, the “rest angle” of the positive electrode material is a value measured by the following method (injection method).
[Measurement of repose angle]
(1) A standard sieve is vibrated, and powder is supplied onto a table (usually a circular table) through a funnel. However, the sieve frequency is 3600 times / minute, the sieve vibration width is 2 mm, the sieve time is 4 minutes, and the funnel diameter is 8 mm.
(2) The angle of repose of the powder is measured. However, the measurement is performed using an angle calculation method (least square method) using a semiconductor laser (wavelength 670 nm) displacement sensor, and the minimum reading resolution is 0.1 degree.
Note that any known device can be used as the measuring device. An example is a powder tester (PT-R) manufactured by Hosokawa Micron.

〔粒子形状〕
本発明の正極材料は、一次結晶粒子としても、一次結晶粒子が凝集して形成した二次粒子としても存在し得るが、本発明においては、一次結晶粒子が凝集して二次粒子を形成しているものが好ましい。
(Particle shape)
The positive electrode material of the present invention may exist as primary crystal particles or secondary particles formed by aggregation of primary crystal particles, but in the present invention, primary crystal particles aggregate to form secondary particles. Are preferred.

〔タップ密度〕
本発明の正極材料のタップ密度(嵩密度)は、通常1.55g/cm3以上、好ましくは1.6g/cm3以上、更に好ましくは1.65g/cm3以上、最も好ましくは1.7g/cm3以上であり、組成比や含有する元素に応じて最適化することができる。
[Tap density]
The tap density of the positive electrode material of the present invention (bulk density) is usually 1.55 g / cm 3 or higher, preferably 1.6 g / cm 3 or more, more preferably 1.65 g / cm 3 or more, and most preferably 1.7g / Cm 3 or more, and can be optimized according to the composition ratio and elements contained.

正極材料の二次粒子が多くの点焼結を有し、葡萄の房状もしくは数珠状の三次粒子構造体を形性していると、タップ密度は低下する。正極材料のタップ密度が上記範囲を下回ると、塗料化時に必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への活物質の充填率が制約され、電池容量が制約されるおそれがある。   If the secondary particles of the positive electrode material have many point sinterings and form a tufted or beaded tertiary particle structure, the tap density decreases. If the tap density of the positive electrode material is lower than the above range, the amount of the dispersion medium required at the time of coating is increased, the necessary amount of the conductive material and the binder is increased, and the active material filling rate in the positive electrode active material layer is increased. There is a risk that the battery capacity may be limited.

タップ密度が高い正極材料としては、例えば一次粒子同士が密に焼結した二次粒子からなり、かつ、二次粒子の表面が比較的平滑な球状のものが挙げられる。正極活物質層は、通常その大部分がリチウム遷移金属複合酸化物粉体等の正極材料からなるため、タップ密度の高い正極材料を正極活物質として用いることにより、高密度の正極活物質層を形成することができる。   As the positive electrode material having a high tap density, for example, a spherical material composed of secondary particles obtained by closely sintering primary particles and having a relatively smooth surface of the secondary particles can be given. Since most of the positive electrode active material layer is usually made of a positive electrode material such as a lithium transition metal composite oxide powder, a high-density positive electrode active material layer is formed by using a positive electrode material having a high tap density as the positive electrode active material. Can be formed.

但し、正極材料のタップ密度が大きすぎると、正極活物質層内における電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下しやすくなることがあるため、本発明の正極材料の上限は通常2.4g/cm3以下、好ましくは2.2g/cm3以下である。 However, if the tap density of the positive electrode material is too large, the diffusion of lithium ions using the electrolytic solution as a medium in the positive electrode active material layer becomes rate-determining, and the load characteristics may be easily lowered. The upper limit is usually 2.4 g / cm 3 or less, preferably 2.2 g / cm 3 or less.

本明細書において、正極材料の「タップ密度」とは、以下の手法により求められる値を言う。
例えば、セイシン企業製タップデンサー(KYT−4000)等を用いて、100mlメスシリンダーに正極材料を約70g投入し、ストローク長20mm、タップ回数3000回でタッピング操作を実施し、タッピング終了後、粉体の体積(V)とする。総重量からメスシリンダーの風袋重量を差し引き、粉体の正味の重量(W)を測定し、下記数式(A)で計算した値をタップ密度とする。
タップ密度(g/ml)=W(g)/V(ml) (A)
In this specification, the “tap density” of the positive electrode material refers to a value obtained by the following method.
For example, using a tap denser (KYT-4000) manufactured by Seishin Corporation, about 70 g of the positive electrode material is put into a 100 ml graduated cylinder, the tapping operation is performed with a stroke length of 20 mm, and the number of taps of 3000 times. The volume (V). The tare weight of the graduated cylinder is subtracted from the total weight, the net weight (W) of the powder is measured, and the value calculated by the following formula (A) is defined as the tap density.
Tap density (g / ml) = W (g) / V (ml) (A)

〔メジアン径〕
本発明の正極材料のメジアン径は、通常3μm以上、好ましくは4μm以上、より好ましくは5μm以上、また、通常20μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下の範囲である。下限を下回ると、タップ密度が上がりにくく、上限を上回ると、比表面積が小さくなり電解液との接触が悪くなりやすい。
[Median diameter]
The median diameter of the positive electrode material of the present invention is usually in the range of 3 μm or more, preferably 4 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 20 μm or less, preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less. When the lower limit is not reached, the tap density is difficult to increase, and when the upper limit is exceeded, the specific surface area becomes small and the contact with the electrolytic solution tends to be poor.

本明細書において、正極材料の「メジアン径」とは、JIS Z 8825−1に基づいて、公知のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置により測定される値である。測定の際の分散媒としては、0.1重量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用いる。測定時に使用する屈折率は、1.60a010i(実数部1.60、虚数部0.10)である。なお、正極材料は溶媒中で超音波発振器による分散処理を行なうと凝集が解かれるので、凝集の度合いの指標とするために、測定試料を分散媒に投入した後、超音波発振器による分散処理は行なわずに測定を行なう。   In this specification, the “median diameter” of the positive electrode material is a value measured by a known laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus based on JIS Z 8825-1. As a dispersion medium at the time of measurement, a 0.1% by weight sodium hexametaphosphate aqueous solution is used. The refractive index used at the time of measurement is 1.60a010i (real part 1.60, imaginary part 0.10). In addition, since the aggregation of the positive electrode material is solved when it is dispersed with an ultrasonic oscillator in a solvent, in order to use it as an index of the degree of aggregation, the dispersion treatment with the ultrasonic oscillator is performed after the measurement sample is put into the dispersion medium. Measure without doing it.

〔最大粒径〕
本発明の正極材料の最大粒径は、通常40μm以下、好ましくは35μm以下である。最大粒径がこの上限を上回ると、塗膜作成時に筋ひきが発生しやすい。
[Maximum particle size]
The maximum particle size of the positive electrode material of the present invention is usually 40 μm or less, preferably 35 μm or less. If the maximum particle size exceeds this upper limit, streaks are likely to occur during coating film creation.

本明細書において、正極材料の「最大粒径」とは、上述の「メジアン径」の場合と同様、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値である。測定の際の分散媒、測定時に使用する屈折率、超音波発振器による分散処理は行なわい点等も、上述の「メジアン径」の測定の場合と同様である。   In the present specification, the “maximum particle size” of the positive electrode material is a value measured by a known laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer, as in the case of the “median diameter” described above. The dispersion medium at the time of measurement, the refractive index used at the time of measurement, the point of not performing the dispersion treatment by the ultrasonic oscillator, and the like are the same as in the case of the above-mentioned “median diameter” measurement.

〔比表面積〕
本発明の正極材料のBET法における比表面積(二次粒子の比表面積)は、組成比や含有する元素によって大きく異なるが、通常0.5m2/g以上、好ましくは0.6m2/g以上、更に好ましくは0.7m2/g以上である。比表面積がこの下限より小さいことは、一次粒径が大きいことを意味し、即ちレート特性や容量が低下する傾向にあるので好ましくない。また、比表面積が大きすぎても塗料化時に、必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極板への活物質の充填率が制約され、電池容量が制約されてしまうため、通常は1.5m2/g以下、好ましくは1.4m2/g以下、更に好ましくは1.3m2/g以下である。
〔Specific surface area〕
The specific surface area (specific surface area of secondary particles) in the BET method of the positive electrode material of the present invention varies greatly depending on the composition ratio and contained elements, but is usually 0.5 m 2 / g or more, preferably 0.6 m 2 / g or more. More preferably, it is 0.7 m 2 / g or more. If the specific surface area is smaller than this lower limit, it means that the primary particle size is large, that is, the rate characteristics and the capacity tend to decrease, which is not preferable. In addition, even if the specific surface area is too large, the amount of the required dispersion medium increases at the time of coating, and the necessary amount of conductive material and binder increases, which limits the filling rate of the active material into the positive electrode plate, and the battery Since the capacity is restricted, it is usually 1.5 m 2 / g or less, preferably 1.4 m 2 / g or less, more preferably 1.3 m 2 / g or less.

本明細書において、正極材料の「比表面積」とは、公知のBET式粉体比表面積測定装置によって測定される値を言う。具体的には、吸着ガスに窒素、キャリアガスにヘリウムを使用し、連続流動法によるBET1点法測定を行なう。まず、粉体試料を混合ガスにより450℃以下の温度で加熱脱気し、次いで液体窒素温度まで冷却して混合ガスを吸着させる。これを水により室温まで加温して吸着された窒素ガスを脱着させ、その量を熱伝導度検出器によって検出し、これから試料の比表面積を算出する。   In the present specification, the “specific surface area” of the positive electrode material refers to a value measured by a known BET type powder specific surface area measuring device. Specifically, nitrogen is used as an adsorption gas and helium is used as a carrier gas, and BET one-point measurement is performed by a continuous flow method. First, a powder sample is heated and deaerated with a mixed gas at a temperature of 450 ° C. or lower, and then cooled to liquid nitrogen temperature to adsorb the mixed gas. This is heated to room temperature with water and the adsorbed nitrogen gas is desorbed, the amount is detected by a thermal conductivity detector, and the specific surface area of the sample is calculated therefrom.

[II.リチウム二次電池用正極材料の製造方法]
本発明のリチウム二次電池用正極材料の製造方法は、原料を混合し、造粒し、焼成し、必要に応じて解砕して得られた焼成粉体を、高速回転するブレードにより粉体をメッシュスクリーンに押し当て通過させることで篩い分ける分級機を用いて、分級処理する工程を備えることを特徴とする。
[II. Method for producing positive electrode material for lithium secondary battery]
The method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery according to the present invention is obtained by mixing raw materials, granulating, firing, and pulverizing the powder as necessary using a blade that rotates at high speed. It is characterized by comprising a step of classifying using a classifier that sifts by pressing the mesh onto a mesh screen.

以下の説明では、正極材料としてリチウム遷移金属複合酸化物粉体を製造する場合を例として説明するが、本発明の製造方法はこの例に限定されるものではなく、上述の分級工程を含む製造方法であれば、任意の正極材料を製造する方法に対して適用可能である。   In the following description, the case of producing a lithium transition metal composite oxide powder as a positive electrode material will be described as an example. However, the production method of the present invention is not limited to this example, and the production includes the above-described classification step. If it is a method, it is applicable with respect to the method of manufacturing arbitrary positive electrode materials.

〔リチウム遷移金属複合酸化物粉体の製造方法の概要〕
リチウム遷移金属複合酸化物粉体は、目的とするリチウム遷移金属複合酸化物と同じ金属元素組成となるように、これらの金属元素を含有する原料化合物を混合し、この原料混合物を粒子状に成形(造粒)した後、焼成し、必要に応じて解砕、分級することによって製造することができる。
[Outline of production method of lithium transition metal composite oxide powder]
Lithium transition metal composite oxide powder is mixed with raw material compounds containing these metal elements so as to have the same metal element composition as the target lithium transition metal composite oxide, and this raw material mixture is formed into particles. After (granulation), it can be produced by firing, pulverizing and classifying as necessary.

なお、造粒の手法の例としては、これらの原料化合物を含有するスラリーを噴霧乾燥することにより粒子状物を得る方法(噴霧乾燥法)が挙げられる。以下の記載では、この噴霧乾燥法により造粒を行なう場合を例として説明を行なうが、本発明の製造方法は噴霧乾燥法を用いる場合に制限されるものではなく、その他の方法により造粒を行なう場合にも適用が可能である。   In addition, as an example of the granulation method, a method (spray drying method) of obtaining a particulate material by spray drying a slurry containing these raw material compounds can be mentioned. In the following description, the case where granulation is performed by this spray drying method will be described as an example. However, the production method of the present invention is not limited to the case where the spray drying method is used, and granulation is performed by other methods. It can also be applied to the case where it is performed.

〔原料化合物〕
原料化合物としては、リチウムを含有する化合物(以下、適宜「リチウム原料」という。)と、遷移金属を含有する化合物(以下、適宜「遷移金属化合物」という。)、並びに、目的とするリチウム遷移金属複合酸化物の組成に応じて、上述のマンガン、ニッケル、コバルトの他の元素(以下適宜「置換元素」という。)を用いてもよい。
[Raw compound]
Examples of the raw material compound include a compound containing lithium (hereinafter referred to as “lithium raw material” as appropriate), a compound containing a transition metal (hereinafter referred to as “transition metal compound” as appropriate), and a target lithium transition metal. Depending on the composition of the composite oxide, other elements of manganese, nickel, and cobalt (hereinafter referred to as “substitution element” as appropriate) may be used.

・リチウム原料:
リチウム原料としては、Li2CO3、LiNO3などの無機リチウム塩;LiOH、LiOH・H2Oなどのリチウムの水酸化物;LiCl、LiIなどのリチウムハロゲン化物;Li2O等の無機リチウム化合物、アルキルリチウム、脂肪酸リチウム等の有機リチウム化合物等を挙げることができる。中でも好ましいのは、Li2CO3、LiNO3、LiOH、LiOH・H2O、酢酸Liである。また、湿式法により原料を混合する場合には、LiOH、LiOH・H2Oが好ましく用いられる。LiOH、LiOH・H2Oは水溶性であり、分散媒が水の場合には溶解して原料混合物の均一性が向上するだけでなく、窒素及び硫黄を含まないので、焼成の際に、NOx及びSOx等の有害物質を発生させない利点をも有する。リチウム原料は所望ならば2種以上を併用しても良い。
・ Lithium raw material:
Examples of lithium raw materials include inorganic lithium salts such as Li 2 CO 3 and LiNO 3 ; lithium hydroxides such as LiOH and LiOH · H 2 O; lithium halides such as LiCl and LiI; inorganic lithium compounds such as Li 2 O And organic lithium compounds such as alkyllithium and fatty acid lithium. Among these, Li 2 CO 3 , LiNO 3 , LiOH, LiOH · H 2 O, and Li acetate are preferable. Further, in the case of mixing raw materials by the wet method, LiOH, LiOH · H 2 O is preferably used. LiOH and LiOH.H 2 O are water-soluble, and when the dispersion medium is water, they not only dissolve and improve the uniformity of the raw material mixture, but also contain no nitrogen and sulfur. There is also an advantage that no harmful substances such as x and SO x are generated. If desired, two or more lithium raw materials may be used in combination.

なお、予め所望の金属比とした遷移金属化合物粉体に後からリチウム原料を混合し、焼成する場合には、リチウム原料としてLiOH、LiOH・H2Oを用いることが好ましい。この場合、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、リチウム原料の平均粒子径は、通常500μm以下、好ましくは100μm以下、更に好ましくは50μm以下、最も好ましくは20μm以下とする。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ので、リチウム原料の平均粒子径は、通常0.01μm以上、好ましくは0.1μm以上、更に好ましくは0.2μm以上、最も好ましくは0.5μm以上とする。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。混合する粉体の混合組成比は、目的とするリチウム遷移金属複合酸化物の組成等に応じて適宜選択される。 In addition, when a lithium raw material is mixed with the transition metal compound powder having a desired metal ratio in advance and fired, it is preferable to use LiOH or LiOH.H 2 O as the lithium raw material. In this case, the average particle diameter of the lithium raw material is usually 500 μm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm, in order to improve the mixing property with the dried product obtained by spray drying and to improve battery performance. Hereinafter, it is most preferably 20 μm or less. On the other hand, those having a too small particle size have low stability in the atmosphere, so the average particle size of the lithium raw material is usually 0.01 μm or more, preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.2 μm or more, and most preferably. Is 0.5 μm or more. Although there is no restriction | limiting in particular in the mixing method, It is preferable to use the powder mixing apparatus generally used for industrial use. The mixing composition ratio of the powder to be mixed is appropriately selected according to the composition of the target lithium transition metal composite oxide.

・遷移金属化合物:
遷移金属化合物としては、マンガン、ニッケル、コバルト等の遷移金属を含有する化合物の中から、リチウム遷移金属複合酸化物の原料として用いうることが知られているものを適宜選択して用いることができる。例としては、マンガン、ニッケル、コバルト等の遷移金属の酸化物;水酸化物;ハロゲン化物;炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの無機酸塩;酢酸塩などの有機酸塩などが挙げられる。以下の記載では、各々の遷移金属を含有する化合物を、その金属名を冠して「マンガン原料」「ニッケル原料」「コバルト原料」等と呼ぶものとする。
・ Transition metal compounds:
As the transition metal compound, a compound that is known to be used as a raw material for a lithium transition metal composite oxide can be appropriately selected from compounds containing transition metals such as manganese, nickel, and cobalt. . Examples include oxides of transition metals such as manganese, nickel, and cobalt; hydroxides; halides; inorganic acid salts such as carbonates, sulfates, and nitrates; organic acid salts such as acetates. In the following description, a compound containing each transition metal is referred to as “manganese raw material”, “nickel raw material”, “cobalt raw material”, etc. with the metal name.

ニッケル原料としては、Ni(OH)2、NiO、NiOOH、NiC24・2H2O、Ni(NO32・6H2O、NiSO4、NiSO4・6H2O、脂肪酸ニッケル、ニッケルハロゲン化物等を挙げることができる。中でも、Ni(OH)2、NiO、NiOOH、NiC24・2H2Oのような窒素及び硫黄を含まない化合物は、焼成工程においてNOx及びSOx等の有害物質を発生させないので好ましい。工業原料として安価に入手でき、かつ焼成を行なう際に反応性が高いという観点から、特に好ましいのはNi(OH)2、NiO、NiOOHである。ニッケル原料も所望ならば2種以上を併用しても良い。 Nickel raw materials include Ni (OH) 2 , NiO, NiOOH, NiC 2 O 4 .2H 2 O, Ni (NO 3 ) 2 .6H 2 O, NiSO 4 , NiSO 4 .6H 2 O, fatty acid nickel, nickel halogen And the like. Of these, compounds containing no nitrogen and sulfur, such as Ni (OH) 2 , NiO, NiOOH, and NiC 2 O 4 .2H 2 O, are preferable because they do not generate harmful substances such as NO x and SO x in the firing step. Ni (OH) 2 , NiO, and NiOOH are particularly preferable from the viewpoint that they can be obtained at low cost as industrial raw materials and have high reactivity when firing. If desired, two or more nickel raw materials may be used in combination.

マンガン原料としては、Mn34、Mn23、MnO2、MnOOH、MnCO3、Mn(NO32、MnSO4、有機マンガン化合物、マンガン水酸化物、マンガンハロゲン化物等を挙げることができる。これらマンガン化合物の中でも、Mn23、MnO2、Mn34は、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ため好ましい。マンガン原料も所望ならば2種以上を併用しても良い。 Examples of the manganese raw material include Mn 3 O 4 , Mn 2 O 3 , MnO 2 , MnOOH, MnCO 3 , Mn (NO 3 ) 2 , MnSO 4 , an organic manganese compound, manganese hydroxide, manganese halide, and the like. it can. Among these manganese compounds, Mn 2 O 3 , MnO 2 , and Mn 3 O 4 are preferable because they have a valence close to the manganese oxidation number of the composite oxide that is the final target product. Two or more manganese raw materials may be used together if desired.

コバルト原料としては、CoO、Co23、Co34、Co(OH)2、CoOOH、Co(NO32・6H2O、CoSO4・7H2O、有機コバルト化合物、コバルトハロゲン化物等を挙げることができる。これらコバルト化合物の中でも、CoO、Co23、Co34、Co(OH)2、CoOOHが好ましい。コバルト原料も所望ならば2種以上を併用しても良い。 Cobalt raw materials include CoO, Co 2 O 3 , Co 3 O 4 , Co (OH) 2 , CoOOH, Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O, CoSO 4 .7H 2 O, organic cobalt compounds, cobalt halides. Etc. Among these cobalt compounds, CoO, Co 2 O 3 , Co 3 O 4 , Co (OH) 2 and CoOOH are preferable. If desired, two or more cobalt raw materials may be used in combination.

また、前記一般式(II)において置換元素・表面処理元素Qを用いる場合、その原料化合物としては、この置換元素・表面処理元素Qの無機塩又は有機塩を用いればよい。   Further, when the substitution element / surface treatment element Q is used in the general formula (II), an inorganic salt or an organic salt of the substitution element / surface treatment element Q may be used as the raw material compound.

・配合比:
これらの原料化合物の配合比は、原則として、目的とするリチウム遷移金属複合酸化物の組成に応じて決定すればよい。但し、リチウム、ホウ素、ビスマス等は焼成中に揮散することがあるので、この場合には揮散量を考慮してリチウム原料、ホウ素原料、ビスマス原料等の配合量を決定する。
・ Combination ratio:
In principle, the blending ratio of these raw material compounds may be determined according to the composition of the target lithium transition metal composite oxide. However, since lithium, boron, bismuth and the like may volatilize during firing, in this case, the blending amount of the lithium raw material, boron raw material, bismuth raw material and the like is determined in consideration of the volatilization amount.

〔造粒工程〕
まず、上述の原料化合物を混合する。混合の方法は特に限定されるものではなく、湿式でも乾式でも良い。例としては、ボールミル、振動ミル、ビーズミル等の装置を使用する方法が挙げられる。水酸化リチウム等の水溶性の原料は水溶液として他の固体の原料と混合しても良い。湿式混合は、より均一な混合が可能であり、且つ、後述の焼成工程において混合物の反応性を高めることができるので好ましい。
[Granulation process]
First, the above raw material compounds are mixed. The mixing method is not particularly limited, and may be wet or dry. Examples include a method using an apparatus such as a ball mill, a vibration mill, and a bead mill. A water-soluble raw material such as lithium hydroxide may be mixed with other solid raw materials as an aqueous solution. Wet mixing is preferable because more uniform mixing is possible and the reactivity of the mixture can be increased in the firing step described below.

混合の時間は、混合方法、スケールにより異なるが、原料が粒子レベルで均一に混合されていれば良く、例えばボールミル(湿式又は乾式)では通常1時間から2日間程度、ビーズミル(湿式連続法)では滞留時間が通常0.1時間から24時間程度である。   The mixing time varies depending on the mixing method and scale, but it is sufficient that the raw materials are uniformly mixed at the particle level. For example, in a ball mill (wet or dry type), usually about 1 hour to 2 days, and in a bead mill (wet continuous method) The residence time is usually about 0.1 to 24 hours.

粉砕の程度としては、粉砕後の原料粒子の粒径が指標となるが、平均粒子径として通常2μm以下、好ましくは1μm以下、更に好ましくは0.5μm以下とする。平均粒子径が大きすぎると、焼成工程における反応性が低下する。また、湿式混合の場合には、後述する噴霧乾燥における乾燥粉体の球状度が低下し、最終的な粉体充填密度が低くなる傾向にある。この傾向は、平均粒子径で50μm以下の造粒粒子を製造しようとした場合に特に顕著になる。なお、必要以上に小粒子化することは、粉砕のコストアップに繋がるので、平均粒子径が通常0.01μm以上、好ましくは0.02μm以上、更に好ましくは0.1μm以上となるように粉砕すればよい。   As the degree of pulverization, the particle diameter of the raw material particles after pulverization serves as an index, but the average particle diameter is usually 2 μm or less, preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less. When the average particle size is too large, the reactivity in the firing step is lowered. In addition, in the case of wet mixing, the sphericity of the dry powder in spray drying described later tends to decrease, and the final powder filling density tends to decrease. This tendency becomes particularly remarkable when trying to produce granulated particles having an average particle diameter of 50 μm or less. It should be noted that making particles smaller than necessary leads to an increase in pulverization cost, so that the average particle size is usually 0.01 μm or more, preferably 0.02 μm or more, more preferably 0.1 μm or more. That's fine.

湿式混合した場合には、次いで乾燥工程に供される。ここでは噴霧乾燥を用いる場合について説明しているが、噴霧乾燥によれば、生成する粒子状物の均一性や粉体流動性、粉体ハンドリング性能、二次粒子を効率よく形成できる等の観点から好ましい。噴霧乾燥は公知の方法により行なえばよい。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を液滴として吐出させ、乾燥ガスと接触させて液滴を迅速に乾燥させる方法を用いることができる。   In the case of wet mixing, it is then subjected to a drying process. Here, the case of using spray drying is described, but according to spray drying, the uniformity of the particulate matter to be produced, powder flowability, powder handling performance, and the viewpoint of being able to efficiently form secondary particles, etc. To preferred. Spray drying may be performed by a known method. For example, it is possible to use a method in which a gas flow and slurry are caused to flow into the tip of the nozzle so that the slurry is ejected as droplets from the nozzle and brought into contact with a drying gas to quickly dry the droplets.

粒子状物の平均粒子径は50μm以下、更に40μm以下となるようにするのが好ましい。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4μm以上、好ましくは5μm以上である。噴霧乾燥法で粒子状物を製造する場合、その粒子径は、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。   The average particle diameter of the particulate matter is preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less. However, since it tends to be difficult to obtain a too small particle size, it is usually 4 μm or more, preferably 5 μm or more. In the case of producing a particulate material by the spray drying method, the particle size can be controlled by appropriately selecting the spray format, the pressurized gas flow supply rate, the slurry supply rate, the drying temperature, and the like.

なお、原料化合物を湿式混合するに際して、リチウム原料、ホウ素原料、ビスマス原料等は、他の原料化合物と一緒に湿式混合してもよく、また、他の原料化合物を湿式混合−噴霧乾燥したものに、これらを乾式で混合しても良い。   In addition, when the raw material compound is wet mixed, the lithium raw material, boron raw material, bismuth raw material, etc. may be wet mixed together with other raw material compounds, or other raw material compounds may be wet mixed-spray dried. These may be mixed dry.

例えば、リチウム原料以外の原料化合物を湿式混合し、次いで噴霧乾燥し粒子状物とした後に、これにリチウム原料を乾式混合し、焼成に供することによって目的とするリチウム遷移金属複合酸化物を得る、といったように、湿式混合処理時に加えなかった原料化合物を噴霧乾燥により得られた粒子状物と乾式混合して焼成に供することも可能である。   For example, a raw material compound other than a lithium raw material is wet-mixed, and then spray-dried to form a particulate material, and then a lithium raw material is dry-mixed and subjected to firing to obtain a target lithium transition metal composite oxide. As described above, the raw material compound not added during the wet mixing process can be dry mixed with the particulate matter obtained by spray drying and subjected to firing.

即ち、リチウム原料、ホウ素原料、ビスマス原料等を他の原料化合物に混合する時機としては、例えば、
(1) 原料化合物の秤量時、
(2) 湿式混合時のスラリーへ、
(3) 湿式混合後のスラリーへ、
(4) 噴霧乾燥前のスラリーへ、
(5) 噴霧乾燥後の乾燥粉体へ、
(6) 焼成前の乾燥粉体へ、
などが考えられるが、上述のいずれの時機に混合してもよい。
That is, as a timing for mixing lithium raw material, boron raw material, bismuth raw material, etc. with other raw material compounds, for example,
(1) When weighing raw material compounds,
(2) To slurry during wet mixing,
(3) To the slurry after wet mixing,
(4) To slurry before spray drying,
(5) To dry powder after spray drying
(6) To dry powder before firing
However, it may be mixed at any time as described above.

なお、リチウム原料、ホウ素原料、ビスマス原料等は、それぞれ他の原料化合物に対して同じ時機に一度に混合しても良く、複数に分けて異なる時機に混合してもよい。   In addition, a lithium raw material, a boron raw material, a bismuth raw material, etc. may be mixed at the same time with respect to each of other raw material compounds, or may be divided into a plurality of times and mixed at different times.

〔焼成工程〕
このようにして得られた粒子状物を次いで焼成することによって、焼成粉体を得ることができる。
[Baking process]
By firing the particulate matter thus obtained, a fired powder can be obtained.

焼成には、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。焼成は、通常、昇温・最高温度保持・降温の三部分に分けられる。また、二番目の最高温度保持部分は必ずしも一回とは限らず、目的に応じて二段階又はそれ以上の段階をふませてもよい。   For firing, for example, a box furnace, a tubular furnace, a tunnel furnace, a rotary kiln or the like can be used. Firing is usually divided into three parts: temperature rise, maximum temperature hold, and temperature drop. Further, the second maximum temperature holding portion is not necessarily limited to one time, and two or more steps may be included depending on the purpose.

昇温部分では、通常1〜5℃/分の昇温速度で炉内を昇温させる。この昇温速度は過度に遅すぎても時間がかかって工業的に不利であるが、過度に速すぎても炉によっては炉内温度が設定温度に追従しなくなる。   In the temperature raising portion, the temperature in the furnace is usually raised at a temperature raising rate of 1 to 5 ° C./min. Even if this rate of temperature rise is too slow, it takes time and is industrially disadvantageous. However, if it is too fast, the furnace temperature does not follow the set temperature depending on the furnace.

最高温度保持部分では、焼成温度は通常500℃以上、好ましくは600℃以上、より好ましくは800℃以上であり、通常1200℃以下、好ましくは1100℃以下である。温度が低すぎると、結晶性の良いリチウム遷移金属複合酸化物を得るために長時間の焼成時間を要する傾向にある反面、温度が高すぎると、リチウム遷移金属複合酸化物が激しく焼結して、焼成後の粉砕・解砕歩留まりが悪く工業的に不利となったり、あるいは酸素欠損等の欠陥が多いリチウム遷移金属複合酸化物を生成する結果となり、得られたリチウム遷移金属複合酸化物を正極活物質として使用したリチウム二次電池において、電池容量の低下や充放電による結晶構造の崩壊による劣化を招くおそれがある。   In the maximum temperature holding portion, the firing temperature is usually 500 ° C. or higher, preferably 600 ° C. or higher, more preferably 800 ° C. or higher, and usually 1200 ° C. or lower, preferably 1100 ° C. or lower. If the temperature is too low, it tends to require a long firing time in order to obtain a lithium transition metal composite oxide with good crystallinity. On the other hand, if the temperature is too high, the lithium transition metal composite oxide will violently sinter. Resulting in the production of a lithium transition metal composite oxide with poor pulverization / disintegration yield after firing, which is industrially disadvantageous, or has many defects such as oxygen vacancies. In a lithium secondary battery used as an active material, there is a risk of deterioration due to a decrease in battery capacity or a collapse of the crystal structure due to charge / discharge.

最高温度保持部分での保持時間(焼成時間)は、通常1時間以上、100時間以下の広い範囲から選択される。焼成時間が短すぎると、結晶性の良いリチウム遷移金属複合酸化物粉体が得られにくい。   The holding time (baking time) at the maximum temperature holding portion is usually selected from a wide range of 1 hour or more and 100 hours or less. If the firing time is too short, it is difficult to obtain a lithium transition metal composite oxide powder with good crystallinity.

降温部分では、通常0.1〜5℃/分の降温速度で炉内を降温させる。この降温速度は過度に遅すぎても時間がかかって工業的に不利な方向であり、過度に速すぎても目的物の均一性に欠けたり、容器の劣化を早める傾向にある。   In the temperature lowering portion, the temperature in the furnace is usually decreased at a temperature decreasing rate of 0.1 to 5 ° C./min. Even if this rate of temperature decrease is too slow, it takes time and is industrially disadvantageous. If it is too fast, the uniformity of the target product tends to be lacking or the container tends to deteriorate.

上記一般式(I)で表わされるリチウム遷移金属複合酸化物では、焼成雰囲気によって、得られる粉体のタップ密度などの嵩密度が変化するので、焼成時の雰囲気としては、酸素濃度が通常10体積%以上、中でも15体積%以上、また、通常80体積%以下、中でも50体積%以下の雰囲気が好ましい。酸素濃度が高すぎると、得られるリチウム遷移金属複合酸化物の嵩密度が低下するおそれがある。酸素濃度が低すぎると、酸素欠損等の欠陥が多いリチウム遷移金属複合酸化物を生成する結果となる。具体的には、空気雰囲気などが好ましい。   In the lithium transition metal composite oxide represented by the above general formula (I), the bulk density such as the tap density of the obtained powder varies depending on the firing atmosphere. Therefore, the atmosphere during firing usually has an oxygen concentration of 10 volumes. % Or more, preferably 15% by volume or more, and usually 80% by volume or less, particularly 50% by volume or less is preferable. If the oxygen concentration is too high, the bulk density of the resulting lithium transition metal composite oxide may be reduced. If the oxygen concentration is too low, a lithium transition metal composite oxide having many defects such as oxygen vacancies is generated. Specifically, an air atmosphere or the like is preferable.

〔予備解砕工程〕
上記焼成工程により、リチウム遷移金属複合酸化物粉体が得られる。このリチウム遷移金属複合酸化物粉体は、そのまま後述の分級工程に供してもよいが、必要に応じて、最適化された条件で解砕してから、後述の分級工程に供することもできる。この解砕を、後述の分級工程において行なわれる解砕と区別するために、「予備解砕」というものとする。
[Preliminary crushing process]
A lithium transition metal composite oxide powder is obtained by the firing step. This lithium transition metal composite oxide powder may be used as it is in the classification step described later, but if necessary, it may be crushed under optimized conditions and then used in the classification step described later. This crushing is referred to as “preliminary crushing” in order to distinguish it from crushing performed in the classification step described later.

予備解砕の方法は特に限定されないが、例えば、強すぎない最適化した解砕が可能な方法、具体的には、メッシュによる目通し、乳鉢解砕、タッピングボール入りの振動篩、ピンミル等を最適な条件下で使用することで達成できる。例えば、粒子の焼結強さに応じて、振動篩等の処理時間、回転数を調整することで、解砕の程度を制御することもできる。   There are no particular restrictions on the pre-crushing method, but, for example, a method that enables optimized crushing that is not too strong, specifically, mesh screening, mortar crushing, vibrating sieve with tapping balls, pin mill, etc. are optimal. This can be achieved by using it under various conditions. For example, the degree of pulverization can be controlled by adjusting the processing time of the vibrating sieve and the rotation speed in accordance with the sintering strength of the particles.

〔焼成粉体〕
本明細書において「焼成粉体」とは、焼成により得られたリチウム遷移金属複合酸化物粉体、又は、それに予備解砕を行なう場合には、予備解砕により得られた粉体のことをいう。言い換えれば、後述の分級工程に供される状態の粉体のことを指すものとする。
[Baking powder]
In the present specification, the “fired powder” refers to a lithium transition metal composite oxide powder obtained by firing, or a powder obtained by pre-pulverization when pre-pulverizing it. Say. In other words, the powder is in a state of being subjected to a classification process described later.

焼成粉体は、リチウム遷移金属複合酸化物が、一次結晶粒子が凝集して形成した二次粒子になっていており、二次粒子がゆるやかな焼結(点焼結)でぶどうの房状、数珠つなぎ構造となった三次粒子になっているものを一部含むものである。   The fired powder is a secondary particle formed by aggregation of primary crystal particles of lithium transition metal composite oxide, and the secondary particles are gently sintered (point-sintered) to form a tuft of grapes. Some of the particles are in the form of tertiary particles with a daisy-chain structure.

・焼成粉体のタップ密度:
焼成粉体のタップ密度は、通常1g/cm3以上、好ましくは1.2g/cm3以上、より好ましくは1.4g/cm3以上、また、通常2g/cm3以下、好ましくは1.8g/cm3以下の範囲である。この下限を下回ると、塗料化時に、必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への活物質の充填率が制約され、電池容量が制約されるおそれがある。タップ密度は大きければ大きいほど好ましく、特に上限はないが、大きすぎると、正極活物質層内における電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下しやすくなることがある。
-Tap density of the fired powder:
The tap density of the fired powder is usually 1 g / cm 3 or more, preferably 1.2 g / cm 3 or more, more preferably 1.4 g / cm 3 or more, and usually 2 g / cm 3 or less, preferably 1.8 g. / Cm 3 or less. Below this lower limit, the required amount of dispersion medium increases during coating, the required amount of conductive material and binder increases, the filling rate of the active material into the positive electrode active material layer is restricted, and the battery capacity May be constrained. The tap density is preferably as large as possible, and there is no particular upper limit. However, if the tap density is too large, the diffusion of lithium ions using the electrolytic solution in the positive electrode active material layer as a medium becomes rate-determining, and the load characteristics are likely to deteriorate.

なお、焼成粉体のタップ密度の測定は、上述の[I.リチウム二次電池用正極材料]の欄において説明した、正極材料についてのタップ密度の測定法と同様にして行なう。但し、焼成粉体の場合には、そのタップ密度を正確に測定するために、1mmメッシュで目通しした後に、測定を行なうようにする。   In addition, the measurement of the tap density of a baked powder is the above-mentioned [I. This is carried out in the same manner as the method for measuring the tap density of the positive electrode material described in the section “Positive electrode material for lithium secondary battery”. However, in the case of a fired powder, in order to accurately measure the tap density, the measurement is performed after passing through a 1 mm mesh.

・焼成粉体のメジアン粒径:
焼成粉体のメジアン粒径は、通常3μm以上、好ましくは4μm以上、より好ましくは5μm以上、また、通常20μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下の範囲である。焼成粉体のメジアン粒径がこの範囲を下回ると、得られる正極材料のタップ密度が上がりにくく、一方、この範囲を上回ると、得られる正極材料の比表面積が小さくなり、電解液との接触が悪くなりやすい。
-Median particle size of the calcined powder:
The median particle size of the fired powder is usually in the range of 3 μm or more, preferably 4 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 20 μm or less, preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less. If the median particle size of the calcined powder is below this range, the tap density of the obtained positive electrode material is difficult to increase. On the other hand, if it exceeds this range, the specific surface area of the obtained positive electrode material becomes small and contact with the electrolyte solution is reduced. It tends to get worse.

なお、焼成粉体のメジアン径の測定は、上述の[I.リチウム二次電池用正極材料]の欄において説明した、正極材料についてのメジアン径の測定法と同様にして行なう。但し、焼成粉体のメジアン径を正確に測定するために、1mmメッシュで目通しした後に測定を行なうようにする。   The measurement of the median diameter of the calcined powder is performed by the above-mentioned [I. The measurement is performed in the same manner as the method for measuring the median diameter of the positive electrode material described in the section of “Positive electrode material for lithium secondary battery”. However, in order to accurately measure the median diameter of the fired powder, the measurement is performed after passing through a 1 mm mesh.

・焼成粉体の安息角:
焼成粉体の安息角は、通常50度以上、好ましくは54度以上、更に好ましくは58度以上、また、通常84度以下、好ましくは80度以下、更に好ましくは70度以下の範囲である。焼成粉体の安息角がこの範囲に満たないと、後述する分級工程による効果が得られにくい。一方、焼成粉体の安息角がこの範囲を上回ると、分級できないおそれがある。
・ Repose angle of the calcined powder:
The angle of repose of the fired powder is usually 50 ° or more, preferably 54 ° or more, more preferably 58 ° or more, and usually 84 ° or less, preferably 80 ° or less, more preferably 70 ° or less. If the angle of repose of the fired powder is less than this range, it is difficult to obtain the effect of the classification step described later. On the other hand, if the angle of repose of the fired powder exceeds this range, classification may not be possible.

なお、焼成粉体の安息角の測定は、上述の[I.リチウム二次電池用正極材料]の欄において説明した、正極材料についての安息角の測定法と同様にして行なう。但し、焼成粉体の安息角を正確に測定するために、1mmメッシュで目通しした後に測定を行なうようにする。   The angle of repose of the fired powder was measured by the above-mentioned [I. This is carried out in the same manner as the method for measuring the angle of repose of the positive electrode material described in the section “Positive electrode material for lithium secondary battery”. However, in order to accurately measure the angle of repose of the fired powder, the measurement is performed after passing through a 1 mm mesh.

・焼成粉体の比表面積:
焼成粉体のBET法における比表面積(二次粒子の比表面積)は、組成比や含有する元素によって大きく異なるが、通常0.5m2/g以上、好ましくは0.6m2/g以上の範囲である。比表面積がこの下限より小さいと、一次粒径が大きくなってしまい、レート特性や容量が低下する傾向にあるので好ましくない。一方、比表面積が大きすぎても、塗料化時に必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極板への活物質の充填率が制約され、電池容量が制約されてしまうため、その上限は通常1.5m2/g以下、好ましくは1.4m2/g以下の範囲である。焼成粉体の比表面積を正確に測定するためには、1mmメッシュで目通しした後に測定する。
・ Specific surface area of calcined powder:
The specific surface area (specific surface area of secondary particles) of the calcined powder in the BET method varies greatly depending on the composition ratio and contained elements, but is usually in the range of 0.5 m 2 / g or more, preferably 0.6 m 2 / g or more. It is. If the specific surface area is smaller than this lower limit, the primary particle size is increased, and the rate characteristics and the capacity tend to decrease, which is not preferable. On the other hand, even if the specific surface area is too large, the amount of dispersion medium required for coating is increased, the necessary amount of conductive material and binder is increased, and the filling rate of the active material to the positive electrode plate is restricted, so that the battery Since the capacity is limited, the upper limit is usually 1.5 m 2 / g or less, preferably 1.4 m 2 / g or less. In order to accurately measure the specific surface area of the fired powder, it is measured after passing through a 1 mm mesh.

なお、焼成粉体の比表面積の測定は、上述の[I.リチウム二次電池用正極材料]の欄において説明した、正極材料についての比表面積の測定法と同様にして行なう。但し、焼成粉体の比表面積を正確に測定するために、1mmメッシュで目通しした後に測定を行なうようにする。   In addition, the measurement of the specific surface area of a baked powder is the above-mentioned [I. The measurement is performed in the same manner as the method for measuring the specific surface area of the positive electrode material described in the section of “Positive electrode material for lithium secondary battery”. However, in order to accurately measure the specific surface area of the fired powder, the measurement is performed after passing through a 1 mm mesh.

〔分級工程〕
本発明の製造方法においては、この分級工程を、高速回転するブレードにより粉体をメッシュスクリーンに押し当て通過させることで篩い分ける分級機を用いて行なう。
[Classification process]
In the production method of the present invention, this classification step is performed using a classifier that sifts the powder by pressing it against the mesh screen with a blade rotating at high speed.

・分級機:
分級機の各種特性は、例えば以下の通りである。
・ Classifier:
Various characteristics of the classifier are as follows, for example.

メッシュスクリーンのサイズは、その直径が通常50mm以上、750mm以下であり、その長さが通常100mm以上、500mm以下である。   The mesh screen has a diameter of usually 50 mm or more and 750 mm or less, and a length of usually 100 mm or more and 500 mm or less.

メッシュスクリーンの有効面積は、通常300cm2以上、10000cm2以下である。 The effective area of the mesh screen is usually 300 cm 2 or more and 10000 cm 2 or less.

メッシュスクリーンのメッシュとしては、網の目開きが例えば45μm、38μm、30μm等のものを用いる。   As the mesh of the mesh screen, one having a mesh opening of 45 μm, 38 μm, 30 μm, or the like is used.

ロータの回転数(ブレードの回転数)は、通常100rpm以上、2000rpm以下である。   The rotation speed of the rotor (blade rotation speed) is usually 100 rpm or more and 2000 rpm or less.

粉体の供給速度は、通常100g/分以上、2kg/分以下である。   The supply rate of the powder is usually 100 g / min or more and 2 kg / min or less.

本発明の製造方法に用いられる分級機の具体的な装置名としては、例えば、パウシフター(ツカサ工業製、型番PSF−25/50)、ターボスクリーナー(ターボ工業製TS125×200)等が挙げられる。   Specific device names of the classifier used in the production method of the present invention include, for example, Puffy footer (manufactured by Tsukasa Industries, model number PSF-25 / 50), turbo screener (turbo industry TS125 × 200), and the like. .

・分級によるタップ密度の変化:
本発明の製造方法によれば、分級処理前の焼成粉体のタップ密度(1mm目通し後)をA、分級処理後の正極材料のタップ密度をBとした場合に、B/Aで表わされる比の値が、通常1.05以上、好ましくは1.07以上となる。
・ Change in tap density by classification:
According to the production method of the present invention, the ratio represented by B / A, where A is the tap density (after passing through 1 mm) of the fired powder before classification treatment and B is the tap density of the positive electrode material after classification treatment. Is usually 1.05 or more, preferably 1.07 or more.

B/Aの値が大きいことは、分級によって二次粒子が多くの点焼結を有し、葡萄の房状もしくは数珠状の三次粒子構造体を形成しているリチウム遷移金属複合酸化物粉体が、二次粒子レベルに還元されていくことを表わす。   The large value of B / A is that the lithium transition metal composite oxide powder in which the secondary particles have many point-sintered particles by classification and form a tuft-like or bead-like tertiary particle structure. Represents being reduced to the secondary particle level.

B/Aの値が上記範囲を下回ると、リチウム遷移金属複合酸化物粉体のタップ密度が低く、塗料化時に必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への活物質の充填率が制約され、電池容量が制約されるおそれがある。   If the value of B / A is below the above range, the tap density of the lithium transition metal composite oxide powder is low, the amount of dispersion medium required for coating is increased, and the necessary amount of conductive material and binder increases. However, the filling rate of the active material into the positive electrode active material layer may be restricted, and the battery capacity may be restricted.

一方、B/Aの値は高いほど好ましいが、通常2以下である。   On the other hand, the higher the B / A value, the better, but it is usually 2 or less.

なお、分級処理前の焼成粉体のタップ密度(1mm目通し後)A、及び、分級処理後の正極材料のタップ密度Bは、何れも上述した手法により測定できる。   Note that the tap density (after passing through 1 mm) A of the baked powder before the classification treatment and the tap density B of the positive electrode material after the classification treatment can both be measured by the method described above.

・分級による粒径の変化:
本発明の製造方法によれば、分級処理前の焼成粉体のメジアン径(1mm目通し後)をC、分級処理後の正極材料のメジアン径をDとした場合に、D/Cで表わされる比の値が通常0.8以下、好ましくは0.7以下となる。
・ Changes in particle size due to classification:
According to the production method of the present invention, when the median diameter (after passing through 1 mm) of the baked powder before classification treatment is C, and the median diameter of the positive electrode material after classification treatment is D, the ratio represented by D / C Is usually 0.8 or less, preferably 0.7 or less.

D/Cの値が小さいということは、分級により二次粒子が多くの点焼結を有し、葡萄の房状もしくは数珠状の三次粒子構造体を形成しているリチウム遷移金属複合酸化物粉体が、二次粒子レベルに還元されていくことを表わす。   The small value of D / C means that the secondary particles have many point-sintered particles by classification, and lithium transition metal composite oxide powders forming a tufted or beaded tertiary particle structure. Indicates that the body is being reduced to the secondary particle level.

D/Cの値が上記範囲を上回ると、リチウム遷移金属複合酸化物粉体のタップ密度が低く、塗料化時に、必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への活物質の充填率が制約され、電池容量が制約されるおそれがある。   When the value of D / C exceeds the above range, the tap density of the lithium transition metal composite oxide powder is low, and the amount of the required dispersion medium is increased at the time of coating, and the necessary amount of conductive material and binder is reduced. As a result, the filling rate of the active material into the positive electrode active material layer is restricted, and the battery capacity may be restricted.

一方、D/Cの値の下限は、本発明の効果が見られる限り特に制限されないが、通常0.3以上である。   On the other hand, the lower limit of the D / C value is not particularly limited as long as the effect of the present invention is observed, but is usually 0.3 or more.

なお、分級処理前の焼成粉体のメジアン径(1mm目通し後)A、及び、分級処理後の正極材料のメジアン径Bは、何れも上述した手法により測定できる。   The median diameter (after passing through 1 mm) A of the baked powder before classification treatment and the median diameter B of the positive electrode material after classification treatment can be measured by the above-described methods.

・本発明の製造方法により上述の効果が得られる理由:
本発明の製造方法により、上述の効果(即ち、焼成粉体がまとわりつきやすい性質を有する場合等でも、短時間で確実に分級処理を行なうことが可能になるという効果)が得られる理由は定かではないが、以下のように推測される。
The reason why the above-described effects can be obtained by the production method of the present invention:
The reason why the above-described effect (that is, the effect that classification processing can be reliably performed in a short time even when the fired powder has a tendency to cling, etc.) can be obtained by the production method of the present invention is not clear. There is not, but it is guessed as follows.

即ち、本発明の製造方法において分級処理に用いられる分級機は、通常の分級処理に用いられる振動篩などと異なり、高速回転するブレードにより粉体をメッシュスクリーンに押し当て通過させることで篩い分けるものであるため、焼成粉体の二次粒子を適度に解砕しながら分級を行なうことができ、その結果、焼成粉体がまとわりつきやすい性質を有する場合等でも、短時間で確実に分級処理を行なうことが可能になるものと推測される。   That is, the classifier used in the classification process in the production method of the present invention is different from the vibration sieve used in the normal classification process, and sifts by passing the powder against the mesh screen with a blade rotating at high speed. Therefore, classification can be performed while appropriately crushing the secondary particles of the fired powder, and as a result, even if the fired powder has a tendency to cling, etc., the classification process can be performed reliably in a short time. It is speculated that it will be possible.

[III.リチウム二次電池用正極]
本発明のリチウム二次電池用正極は、(以下適宜「本発明の正極」という。)は、上述した本発明の正極材料を含有することを特徴とする。
[III. Positive electrode for lithium secondary battery]
The positive electrode for a lithium secondary battery of the present invention (hereinafter referred to as “the positive electrode of the present invention” as appropriate) contains the above-described positive electrode material of the present invention.

本発明の正極は、正極活物質と結着剤と導電材とを含有する正極活物質層を集電体上に形成してなり、本発明の正極材料はこの正極活物質として用いられる。正極活物質としては、上述の本発明の正極材料を一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、一種又は二種以上の本発明の正極材料と、一種又は二種以上の他の公知の正極活物質とを組み合わせて用いてもよい。   The positive electrode of the present invention is formed by forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material, a binder and a conductive material on a current collector, and the positive electrode material of the present invention is used as this positive electrode active material. As the positive electrode active material, one kind of the positive electrode material of the present invention described above may be used alone, or two or more kinds may be used in any combination and ratio. Moreover, you may use combining 1 type, or 2 or more types of positive electrode materials of this invention, and 1 type, or 2 or more types of other well-known positive electrode active materials.

本発明の正極は、正極活物質と結着剤及び導電材、並びに必要に応じて増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、又はこれらの材料を分散媒に溶解又は分散させてスラリー(塗布液)としてこれを正極集電体に塗布し、乾燥することによりシート状とし、正極活物質層を正極集電体上に形成させることにより製造される。ここで、塗布、乾燥により得られた正極活物質層は、電極材料の充填密度を高めるために、垂直プレス、ローラープレス等により圧密するのが好ましい。   The positive electrode of the present invention is prepared by pressing a positive electrode active material, a binder, a conductive material, and, if necessary, a thickener or the like mixed in a dry form into a sheet shape, or press-bonding the positive electrode current collector. Manufactured by dissolving or dispersing the material in a dispersion medium and applying it as a slurry (coating liquid) to the positive electrode current collector, drying it to form a sheet, and forming the positive electrode active material layer on the positive electrode current collector Is done. Here, the positive electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably consolidated by a vertical press, a roller press or the like in order to increase the packing density of the electrode material.

本発明の正極材料は、その特定の粉体特性により、塗膜化性能、即ち、結着剤及び導電材、その他の添加剤と共に適当な分散媒に溶解又は分散させて塗布液を調製し、これを正極集電体に塗布、乾燥して正極活物質層を形成した際、その塗布液の取り扱い性、塗布性能、形成された塗膜の平滑性、膜強度、薄膜成膜性、集電体との密度性に優れるものであることから、本発明の正極は、特にこのような塗布液の塗布、乾燥により、正極集電体上に正極活物質層を形成してなるものであることが好ましい。   The positive electrode material of the present invention is prepared by coating or dissolving in a suitable dispersion medium together with a coating performance, that is, a binder and a conductive material, and other additives, depending on the specific powder characteristics, When this is applied to a positive electrode current collector and dried to form a positive electrode active material layer, the handling property of the coating liquid, the coating performance, the smoothness of the formed coating film, the film strength, the thin film formability, the current collection The positive electrode of the present invention is formed by forming a positive electrode active material layer on a positive electrode current collector, in particular, by coating and drying of such a coating solution because of its excellent density with the body. Is preferred.

正極活物質層中の正極活物質の割合は、通常10重量%以上、好ましくは30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。正極活物質が多すぎると正極の強度が不足する傾向があり、少なすぎると容量の面で不十分となるおそれがある。   The ratio of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is usually 10% by weight or more, preferably 30% by weight or more, and usually 99.9% by weight or less, preferably 99% by weight or less. If the amount of the positive electrode active material is too large, the strength of the positive electrode tends to be insufficient. If the amount is too small, the capacity may be insufficient.

正極に使用される導電材としては、天然黒鉛、人造黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ニードルコークス、フラーレン、カーボンナノチューブ類等を挙げることができ、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Examples of the conductive material used for the positive electrode include natural graphite, artificial graphite, acetylene black, ketjen black, needle coke, fullerene, and carbon nanotubes. These may be used alone. You may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極活物質層中の導電材の割合は通常0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上であり、通常10重量%以下、好ましくは8重量%以下である。導電材が多すぎると、相対的に正極活物質量が少なくなって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となることがある。   The proportion of the conductive material in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more, and usually 10% by weight or less, preferably 8% by weight or less. If the amount of the conductive material is too large, the amount of the positive electrode active material may be relatively small and the capacity may be insufficient. If the amount is too small, the electrical conductivity may be insufficient.

正極に使用される結着剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子、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、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体及びその水素添加物、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレンスチレンブロック共重合体及びその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;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、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられ、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As the binder used for the positive electrode, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, nitrocellulose, and other resin polymers, SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene) Rubber), fluorine rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, rubber polymer such as ethylene / propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer and its hydrogenated product, EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer) ), Thermoplastic elastomeric polymers such as styrene / ethylene / butadiene / ethylene copolymers, styrene / isoprene styrene block copolymers and hydrogenated products thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate Soft resinous polymers such as ethylene, vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer Fluorinated polymers such as: polymer compositions having ion conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions), etc., and these may be used alone or in any combination of two or more And may be used in combination in a ratio.

正極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、より好ましくは5重量%以上であり、通常60重量%以下、好ましくは40重量%以下である。結着剤含有量が少ないと正極活物質を十分保持できず、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てしまうことがある。逆に結着剤含有量が多すぎると、相対的に正極活物質量や導電材量が少なくなって、電池容量や導電性が低下することがある。   The proportion of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, and usually 60% by weight or less, preferably 40% by weight or less. It is. When the binder content is low, the positive electrode active material cannot be sufficiently retained, the mechanical strength of the positive electrode is insufficient, and battery performance such as cycle characteristics may be deteriorated. On the other hand, when the binder content is too large, the amount of the positive electrode active material and the amount of the conductive material are relatively decreased, and the battery capacity and conductivity may be lowered.

また、正極活物質層を形成するためのスラリーを調製する際に用いる分散媒としては、活物質及び結着剤、並びに導電材及び増粘剤を溶解又は分散することが可能なものであれば、その種類に特に制限はなく、水系媒体と有機系媒体のどちらを用いてもよい。水系媒体としては、例えば、水、アルコール等が挙げられる。有機系媒体としては、例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン、ピリジン等の複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N−N−ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジメチルエーテル、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒などを挙げることができる。特に水系媒体を用いる場合、増粘剤に併せて分散媒を加え、SBR等のラテックスを用いてスラリー化するのが好ましい。なお、これらの分散媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Moreover, as a dispersion medium used when preparing the slurry for forming a positive electrode active material layer, what can dissolve or disperse | distribute an active material, a binder, a electrically conductive material, and a thickener is used. The type is not particularly limited, and either an aqueous medium or an organic medium may be used. Examples of the aqueous medium include water and alcohol. Examples of the organic medium include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and methylnaphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone. Esters such as methyl acetate and methyl acrylate; amines such as diethylenetriamine and NN-dimethylaminopropylamine; ethers such as dimethyl ether, ethylene oxide and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP) and dimethyl Examples include amides such as formamide and dimethylacetamide; aprotic polar solvents such as hexamethylphosphalamide and dimethylsulfoxide. In particular, when an aqueous medium is used, it is preferable to add a dispersion medium together with the thickener and make a slurry using a latex such as SBR. In addition, these dispersion media may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極集電体の材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が挙げられる。中でも金属材料、特にアルミニウムが好ましい。   Examples of the material of the positive electrode current collector include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum; and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. Of these, metal materials, particularly aluminum, are preferred.

集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。薄膜の厚さは任意であるが、通常は1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上であり、通常1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。集電体が薄いと集電体として必要な強度が不足することがある。逆に厚すぎると、取り扱いづらくなる。   Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, and foam metal in the case of a metal material. A thin film, a carbon cylinder, etc. are mentioned. Of these, metal thin films are preferred. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape. The thickness of the thin film is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the current collector is thin, the strength required for the current collector may be insufficient. Conversely, if it is too thick, it becomes difficult to handle.

このような集電体上に形成される正極活物質層の厚さは通常10μm以上、200μm以下である。   The thickness of the positive electrode active material layer formed on such a current collector is usually 10 μm or more and 200 μm or less.

[IV.リチウム二次電池]
本発明のリチウム二次電池は、リチウムを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに、リチウム塩を電解質として含有する有機電解液を備えたリチウム二次電池であって、正極が上述した本発明のリチウム二次電池用正極であることを特徴とする。
[IV. Lithium secondary battery]
The lithium secondary battery of the present invention is a lithium secondary battery comprising a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, and an organic electrolyte containing a lithium salt as an electrolyte. It is a positive electrode for lithium secondary batteries.

負極は、負極活物質、結着剤及び必要に応じて導電材を含有する負極活物質層を集電体上に形成したものや、リチウム金属、リチウム−アルミニウム合金といったリチウム合金等の金属箔が用いられる。   The negative electrode includes a negative electrode active material, a binder, and a negative electrode active material layer containing a conductive material as necessary, and a metal foil such as a lithium alloy such as lithium metal or lithium-aluminum alloy. Used.

負極活物質は、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば任意であるが、通常は安全性の高さの面からリチウムを吸蔵、放出できる炭素材料が用いられる。   The negative electrode active material is arbitrary as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions, but usually a carbon material that can occlude and release lithium is used in terms of safety.

炭素材料としては、例えば、人造黒鉛、天然黒鉛等の黒鉛(グラファイト)や、様々な熱分解条件での有機物の熱分解物が挙げられる。有機物の熱分解物としては、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、石炭系又は石油系の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。これらのうち、黒鉛、特に種々の原料から得た易黒鉛性ピッチに高温熱処理を施すことによって製造された人造黒鉛若しくは精製天然黒鉛又はこれらの黒鉛にピッチを含む黒鉛材料等であって種々の表面処理を施したものが好ましい。これらの炭素材料は、それぞれ1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the carbon material include graphite (graphite) such as artificial graphite and natural graphite, and organic pyrolysis products under various pyrolysis conditions. Organic pyrolysis products include coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch carbide, petroleum-based pitch carbide, carbonized products obtained by oxidizing coal-based or petroleum-based pitch, needle coke, pitch coke, and phenol resin. And carbides such as crystalline cellulose and the like, carbon materials obtained by partially graphitizing these, furnace black, acetylene black, pitch-based carbon fibers, and the like. Among these, graphite, especially artificial graphite or purified natural graphite produced by subjecting easily graphitizable pitch obtained from various raw materials to high-temperature heat treatment, graphite material containing pitch in these graphite, etc., and various surfaces What processed is preferable. One of these carbon materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

黒鉛材料としては、学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が、通常0.335nm以上0.34nm以下、特に0.337nm以下であるものが好ましい。黒鉛材料の灰分は、黒鉛材料の重量に対して、通常1重量%以下、好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下である。学振法によるX線回折で求めた黒鉛材料の結晶子サイズ(Lc)は、通常30nm以上、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上である。レーザー回折・散乱法により求めた黒鉛材料のメジアン径は、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、特に好ましくは7μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、特に好ましくは30μm以下である。   As the graphite material, those in which the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) obtained by X-ray diffraction by the Gakushin method is usually 0.335 nm or more and 0.34 nm or less, and particularly preferably 0.337 nm or less. . The ash content of the graphite material is usually 1% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less, based on the weight of the graphite material. The crystallite size (Lc) of the graphite material determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is usually 30 nm or more, preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more. The median diameter of the graphite material determined by the laser diffraction / scattering method is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, particularly preferably 7 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably. It is 40 μm or less, particularly preferably 30 μm or less.

また、黒鉛材料のBET法比表面積は、通常0.5m2/g以上、好ましくは0.7m2/g以上、より好ましくは1.0m2/g以上、特に好ましくは1.5m2/g以上であり、通常25.0m2/g以下、好ましくは20.0m2/g以下、より好ましくは15.0m2/g以下、特に好ましくは10.0m2/g以下である。アルゴンレーザー光を用いたラマンスペクトル分析で、1580〜1620cm-1の範囲で検出されるピークPAの強度IAと、1350〜1370cm-1の範囲で検出されるピークPBの強度IBとの強度比IA/IBが、0以上0.5以下であるものが好ましく、ピークPAの半価幅は26cm-1以下、特に25cm-1以下が好ましい。 The BET specific surface area of the graphite material is usually 0.5 m 2 / g or more, preferably 0.7 m 2 / g or more, more preferably 1.0 m 2 / g or more, and particularly preferably 1.5 m 2 / g. or more, usually 25.0 m 2 / g or less, preferably 20.0 m 2 / g or less, more preferably 15.0 m 2 / g or less, particularly preferably 10.0 m 2 / g or less. In Raman spectrum analysis using argon laser beam, the intensity I A of the peak P A is detected in the range of 1580~1620Cm -1, and intensity I B of a peak P B detected in the range of 1350 -1 The intensity ratio I A / I B is preferably 0 or more and 0.5 or less, and the half width of the peak P A is preferably 26 cm −1 or less, particularly preferably 25 cm −1 or less.

炭素材料以外の負極活物質としては、例えば、酸化錫や酸化ケイ素などの金属酸化物、リチウム単体やリチウムアルミニウム合金等のリチウム合金などが挙げられる。これらは、それぞれ1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、炭素材料と組み合わせて用いてもよい。   Examples of the negative electrode active material other than the carbon material include metal oxides such as tin oxide and silicon oxide, and lithium alloys such as lithium simple substance and lithium aluminum alloy. These may be used individually by 1 type, may be used in combination of 2 or more types, and may be used in combination with a carbon material.

負極活物質層は、正極活物質層と同様にして形成させればよい。すなわち、前述の負極活物質及び結着剤、並びに所望により増粘剤及び導電材を、分散媒でスラリー化したものを負極集電体に塗布し、乾燥することにより形成させることができる。分散媒、結着剤、導電材及び増粘剤としては、正極活物質と同じものを用いることができる。   The negative electrode active material layer may be formed in the same manner as the positive electrode active material layer. That is, it can be formed by applying the above-described negative electrode active material and binder, and, if desired, a thickener and a conductive material slurryed with a dispersion medium to a negative electrode current collector and drying. As the dispersion medium, the binder, the conductive material, and the thickener, the same materials as the positive electrode active material can be used.

負極集電体の材質としては、例えば、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が挙げられる。金属材料の形状としては、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜等が挙げられ、炭素材料の形状としては、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。薄膜の厚さは任意であるが、通常は1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上であり、通常1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。集電体が薄いと集電体として必要な強度が不足することがある。逆に厚すぎると、取り扱いづらくなる。   Examples of the material of the negative electrode current collector include metal materials such as copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel; and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. Examples of the shape of the metal material include a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, and a metal thin film. Examples of the shape of the carbon material include a carbon plate, a carbon thin film, and a carbon cylinder. Of these, metal thin films are preferred. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape. The thickness of the thin film is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the current collector is thin, the strength required for the current collector may be insufficient. Conversely, if it is too thick, it becomes difficult to handle.

このような集電体上に形成される負極活物質層の厚さは、通常10μm以上、200μm以下である。   The thickness of the negative electrode active material layer formed on such a current collector is usually 10 μm or more and 200 μm or less.

電解質としては、例えば、有機電解液、高分子固体電解質、ゲル状電解質、無機固体電解質等が挙げられ、これらのうち有機電解液(非水電解液)が好ましい。   Examples of the electrolyte include organic electrolytes, polymer solid electrolytes, gel electrolytes, inorganic solid electrolytes, etc. Among these, organic electrolytes (nonaqueous electrolytes) are preferable.

有機電解液に用いる有機溶媒には公知のいずれのものも用いることができる。例えば、ジメチルカーボネート、ジ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、ビニレンカーボネート等のカーボネート類;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、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル等のエーテル類;4−メチル−2−ペンタノン等のケトン類;スルホラン、メチルスルホラン等のスルホラン系化合物;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド化合物;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;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、バレロニトリル等のニトリル類;1,2−ジクロロエタン等の塩素化炭化水素類;アミン類;エステル類;ジメチルホルムアミド等のアミド類;リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル化合物等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。   Any known organic solvent can be used for the organic electrolyte. For example, carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate, vinylene carbonate; tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, 1, Ethers such as 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane and diethyl ether; ketones such as 4-methyl-2-pentanone; sulfolane compounds such as sulfolane and methyl sulfolane; sulfoxide compounds such as dimethyl sulfoxide Lactones such as γ-butyrolactone; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, benzonitrile, butyronitrile, valeronitrile; chlorinated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane; amines Esters, amides such as dimethylformamide; trimethyl phosphate, phosphoric acid ester compounds such as triethyl phosphate. These may be used alone or in combination of two or more.

有機電解液は、電解質を解離させるため、25℃における比誘電率が20以上である高誘電率溶媒を含んでいるのが好ましい。中でも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、及びそれらの水素原子をハロゲン等の他の元素又はアルキル基等で置換した有機溶媒を含んでいることが好ましい。有機電解液全体に占める高誘電率溶媒の電解液の割合は、通常20重量%以上、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上である。また、有機電解液には、CO2、N2O、CO、SO2等のガスやポリサルファイドSx 2-など負極表面にリチウムイオンの効率良い充放電を可能にする良好な被膜を形成する添加剤を、任意の割合で添加してもよい。 The organic electrolytic solution preferably contains a high dielectric constant solvent having a relative dielectric constant of 20 or more at 25 ° C. in order to dissociate the electrolyte. Especially, it is preferable to contain the organic solvent which substituted ethylene carbonate, propylene carbonate, and those hydrogen atoms with other elements, such as a halogen, or an alkyl group. The ratio of the electrolyte solution of the high dielectric constant solvent to the whole organic electrolyte solution is usually 20% by weight or more, preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more. In addition to organic electrolytes, CO 2 , N 2 O, CO, SO 2 and other gases and polysulfide S x 2− such as polysulfide S x 2− are added to form a good coating that enables efficient charge and discharge of lithium ions on the negative electrode surface. You may add an agent in arbitrary ratios.

溶質となるリチウム塩は、従来公知の任意のものを用いることができる。具体例としては、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiB(C654、LiCl、LiBr、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252、LiC(SO2CF33、LiN(SO3CF32等が挙げられる。これらの溶質は1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Any conventionally known lithium salt can be used as the solute. Specific examples include LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCl, LiBr, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiN (SO 2 CF 3 ) 2. , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiN (SO 3 CF 3 ) 2 and the like. These solutes may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.

電解液中におけるリチウム塩の濃度は、通常0.5mol/L以上、好ましくは0.75mol/L以上で、1.5mol/L以下、好ましくは1.25mol/L以下である。この濃度が、高くても低くても伝導度が低下し、電池特性が低下することがある。   The concentration of the lithium salt in the electrolytic solution is usually 0.5 mol / L or more, preferably 0.75 mol / L or more, and 1.5 mol / L or less, preferably 1.25 mol / L or less. Whether the concentration is high or low, the conductivity may decrease, and the battery characteristics may deteriorate.

有機電解液に用いる無機固体電解質としては、電解質として用いることが知られている結晶質・非晶質の任意のものを用いることができる。結晶質の無機固体電解質としては、例えば、LiI、Li3N、Li1+xxTi2-x(PO43(M=Al、Sc、Y、La)、Li0.53xRE0.5+xTiO3(RE=La、Pr、Nd、Sm)等が挙げられる。非晶質の無機固体電解質としては、例えば、4.9LiI−34.1Li2O−61B25、33.3Li2O−66.7SiO2等の酸化物ガラス等が挙げられる。これらは任意の1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 As the inorganic solid electrolyte used for the organic electrolytic solution, any crystalline or amorphous one known to be used as an electrolyte can be used. Examples of the crystalline inorganic solid electrolyte include LiI, Li 3 N, Li 1 + x M x Ti 2-x (PO 4 ) 3 (M = Al, Sc, Y, La), Li 0.5 −3x RE 0.5 + x TiO 3 (RE = La, Pr, Nd, Sm) and the like. Examples of the amorphous inorganic solid electrolyte include oxide glasses such as 4.9LiI-34.1Li 2 O-61B 2 O 5 and 33.3Li 2 O-66.7SiO 2 . Any one of these may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.

二次電池は、電極同士の短絡を防止するため正極と負極の間に非水電解質を保持するセパレータを備えているのが好ましい。   The secondary battery preferably includes a separator that holds a nonaqueous electrolyte between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit between the electrodes.

セパレータの材質や形状は、使用する有機電解液に対して安定で、かつ保液性に優れ、更に電極同士の短絡を確実に防止できるものであれば任意である。例えば、各種の高分子材料からなる微多孔性のフィルム、シート、不織布等が挙げられる。高分子材料としては、例えば、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が挙げられる。化学的及び電気化学的な安定性の点からはポリオレフィン系高分子が好ましく、電池の自己閉塞温度の点からはポリエチレンが好ましい。ポリエチレンとしては、高温形状維持性に優れる超高分子ポリエチレンが好ましい。ポリエチレンの分子量は、通常50万以上、好ましくは100万以上、特に好ましくは150万以上で、通常500万以下、好ましくは400万以下、特に好ましくは300万以下である。分子量が小さいと高温時の形状が維持できなくなることがある。逆に、分子量が大きすぎると流動性が低くなり、加熱時セパレータの穴が閉塞しないことがある。   The material and shape of the separator are arbitrary as long as they are stable with respect to the organic electrolyte used, have excellent liquid retention, and can reliably prevent short-circuiting between electrodes. Examples thereof include microporous films, sheets and nonwoven fabrics made of various polymer materials. Examples of the polymer material include polyolefin polymers such as nylon, cellulose acetate, nitrocellulose, polysulfone, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polypropylene, polyethylene, and polybutene. Polyolefin polymers are preferable from the viewpoint of chemical and electrochemical stability, and polyethylene is preferable from the viewpoint of the self-closing temperature of the battery. As the polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene excellent in high temperature shape maintenance is preferable. The molecular weight of polyethylene is usually 500,000 or more, preferably 1,000,000 or more, particularly preferably 1.5 million or more, and usually 5 million or less, preferably 4 million or less, particularly preferably 3 million or less. If the molecular weight is small, the shape at high temperature may not be maintained. On the other hand, if the molecular weight is too large, the fluidity is lowered, and the hole of the separator may not be closed during heating.

リチウム二次電池の形状は、一般的に採用されている各種形状の中から、その用途に応じて適宜選択することができる。形状としては、例えば、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が挙げられる。リチウム二次電池は、目的とする電池の形状に合わせ公知の方法により組み立てればよい。   The shape of the lithium secondary battery can be appropriately selected from various shapes generally employed according to the application. Examples of the shape include a cylinder type in which a sheet electrode and a separator are spiral, a cylinder type having an inside-out structure in which a pellet electrode and a separator are combined, a coin type in which a pellet electrode and a separator are stacked, and the like. What is necessary is just to assemble a lithium secondary battery by a well-known method according to the shape of the target battery.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.

以下の実施例及び比較例では、焼成粉体を各種の分級装置で分級処理し、その処理速度及び処理前後のタップ密度及びメジアン径等を下記の方法で調べることにより、評価を行なった。   In the following Examples and Comparative Examples, evaluation was performed by classifying the fired powder with various classifiers and examining the processing speed, the tap density before and after the processing, the median diameter, and the like by the following methods.

[I.正極材料の評価方法]
〔分級速度の評価方法〕
目開き1mmの網を通過させて解砕(予備解砕)した焼成粉体20kgを、1kg/分の速度で分級装置に供給し、分級処理を行なった。メッシュスクリーンを通過して粉体が排出される様子を目視で観察しながら焼成粉体の排出が確認できなくなるまでの時間を計測し、焼成粉体の供給量を処理時間で割った値を算出して分級速度とした。
[I. Method for evaluating positive electrode material]
[Evaluation method of classification speed]
20 kg of the calcined powder that was crushed (preliminarily crushed) through a mesh with a mesh opening of 1 mm was supplied to the classifier at a rate of 1 kg / min, and classification was performed. While visually observing how powder is discharged through the mesh screen, measure the time until discharge of the fired powder cannot be confirmed, and calculate the value obtained by dividing the supply amount of the fired powder by the processing time. The classification speed was obtained.

〔タップ密度の評価方法〕
先出の[I.リチウム二次電池用正極材料]における〔タップ密度〕の欄に記載された方法を用いて測定した。装置としては、セイシン企業製タップデンサー(KYT−4000)を用いた。
[Tap density evaluation method]
[I. It measured using the method described in the column of [tap density] in the positive electrode material for lithium secondary batteries. As a device, a tap denser (KYT-4000) manufactured by Seishin Company was used.

〔メジアン径の評価方法〕
先出の[I.リチウム二次電池用正極材料]における〔メジアン径〕の欄に記載された方法を用いて測定した。装置としては、堀場製作所製LA−920を用いた。
[Evaluation method of median diameter]
[I. It measured using the method described in the column of [Median diameter] in [Positive electrode material for lithium secondary battery]. As an apparatus, LA-920 manufactured by Horiba Seisakusho was used.

〔安息角の評価方法〕
先出の[I.リチウム二次電池用正極材料]における〔安息角〕の欄に記載された方法を用いて測定した。装置としては、ホソカワミクロン製パウダーテスター(PT−R)を用いた。
[Evaluation method of repose angle]
[I. It measured using the method described in the column of [Angle of repose] in the positive electrode material for lithium secondary batteries. As a device, a powder tester (PT-R) manufactured by Hosokawa Micron was used.

[II.正極材料の製造及び評価]
〔実施例1〕
NiO、CoOOH及びMn34を、Ni:Co:Mn=0.33:0.33:0.33のモル比となるように秤量し、これに0.15mol/LのLiOH水溶液を加え、攪拌しながら、循環式媒体攪拌型湿式ビーズミルを用いて、スラリー中の固形分をメジアン径0.35μmに湿式粉砕した。得られたスラリーをスプレードライヤーにより噴霧乾燥し、メジアン径約7μmのほぼ球状の造粒粒子を得た。得られた造粒粒子に、メジアン径3μmのLiOH粉末を、(Ni+Co+Mn)に対するLiのモル比が1.05となるように加え、乾式混合することにより、ニッケル原料、コバルト原料、マンガン原料の造粒粒子とリチウム原料との混合粉を得た。この混合粉をセラミック製焼成鉢に仕込み、空気を流通させながら、昇温速度5℃/分で最高温度945℃まで昇温させ、945℃で15時間保持した後、降温速度5℃/分で降温させて、ほぼ仕込みのモル比組成の焼成粉体を得た。
[II. Production and evaluation of cathode material]
[Example 1]
NiO, CoOOH and Mn 3 O 4 were weighed so as to have a molar ratio of Ni: Co: Mn = 0.33: 0.33: 0.33, and 0.15 mol / L LiOH aqueous solution was added thereto, While stirring, the solid content in the slurry was wet pulverized to a median diameter of 0.35 μm using a circulating medium stirring type wet bead mill. The obtained slurry was spray-dried with a spray dryer to obtain substantially spherical granulated particles having a median diameter of about 7 μm. By adding LiOH powder having a median diameter of 3 μm to the obtained granulated particles so that the molar ratio of Li to (Ni + Co + Mn) is 1.05, dry mixing is performed to prepare nickel raw material, cobalt raw material, and manganese raw material. A mixed powder of grain particles and lithium raw material was obtained. This mixed powder was charged into a ceramic baking pot, and while circulating air, the temperature was raised to a maximum temperature of 945 ° C. at a rate of temperature increase of 5 ° C./min, held at 945 ° C. for 15 hours, and then at a rate of temperature decrease of 5 ° C./min. The temperature was lowered to obtain a fired powder having a substantially charged molar ratio composition.

この焼成粉体を、目開き1mmの網を通過させることにより、予備解砕を行なった。得られた予備粉砕後の焼成粉体の安息角を測定したところ、59度であった。   Preliminary crushing was performed by passing the fired powder through a mesh having an opening of 1 mm. The angle of repose of the obtained calcined powder after preliminary pulverization was measured and found to be 59 degrees.

予備解砕後の焼成粉体を、高速回転するブレードでメッシュスクリーンに押し当て、通過させることで篩い分ける分級機を用いて分級することにより、正極材料を得た。なお、分級装置としては、ツカサ工業製のパウシフター(型番PSF−25/50)を用い、回転数900rpmで運転した。メッシュスクリーンとしては、目開き45μmのものを使用した。   The preliminarily pulverized fired powder was pressed against a mesh screen with a blade rotating at high speed and classified by using a classifier that screened and passed, thereby obtaining a positive electrode material. In addition, as a classifier, a Pukashita (model number PSF-25 / 50) manufactured by TSUKASA INDUSTRIES was used and operated at a rotation speed of 900 rpm. A mesh screen having an opening of 45 μm was used.

予備解砕後の焼成粉体についてタップ密度(A)及びメジアン径(C)を測定し、また、分級後の正極材料のタップ密度(B)及びメジアン径(D)を測定した。A、B、C、D及びB/A、D/Cの値を表1に示す。本実施例では焼成粉体を10kg/時間の速度で分級することができ、メッシュスクリーンの目詰まり、塊状物質の発生等は見られなかった。分級を経て得られた正極材料は、分級前の焼成粉体と比べて小粒径化し、タップ密度も向上した。
なお、分級後の正極材料について安息角を測定したところ、60度であった。
Tap density (A) and median diameter (C) were measured for the calcined powder after preliminary pulverization, and the tap density (B) and median diameter (D) of the positive electrode material after classification were measured. Table 1 shows the values of A, B, C, D and B / A, D / C. In this example, the calcined powder could be classified at a rate of 10 kg / hour, and the mesh screen was not clogged and no bulk material was generated. The positive electrode material obtained through the classification was reduced in particle size and the tap density was improved as compared with the fired powder before classification.
The repose angle of the positive electrode material after classification was measured and found to be 60 degrees.

〔実施例2〕
実施例1と同様の手法で得られた予備解砕後の焼成粉体を、実施例1のパウシフターの代りにターボスクリーナーを用いて分級処理した。ターボスクリーナーとしてはターボ工業製TS125×200を用い、回転数1200rpmで運転した。
[Example 2]
The pre-ground calcined powder obtained by the same method as in Example 1 was classified using a turbo screener instead of the puffer foot of Example 1. As the turbo screener, TS125 × 200 manufactured by Turbo Kogyo was used and operated at a rotational speed of 1200 rpm.

予備解砕後の焼成粉体についてタップ密度(A)及びメジアン径(C)を測定し、また、分級後の正極材料のタップ密度(B)及びメジアン径(D)を測定した。A、B、C、D及びB/A、D/Cの値を表1に示す。本実施例においては焼成粉体を60kg/時間の速度で分級することができ、メッシュスクリーンの目詰まり、塊状物質の発生等は見られなかった。実施例1と同様、分級を経て得られた正極材料は、分級前の焼成粉体と比べて小粒径化し、タップ密度も向上した。   Tap density (A) and median diameter (C) were measured for the calcined powder after preliminary pulverization, and the tap density (B) and median diameter (D) of the positive electrode material after classification were measured. Table 1 shows the values of A, B, C, D and B / A, D / C. In this example, the fired powder could be classified at a rate of 60 kg / hour, and no clogging of the mesh screen, generation of bulk material, etc. were observed. As in Example 1, the positive electrode material obtained through the classification had a smaller particle size and improved the tap density compared to the fired powder before classification.

〔比較例1〕
実施例1と同様の手法で得られた予備解砕後の焼成粉体を、実施例1のパウシフターの代わりに振動篩を用いて分級処理した。振動篩としては、興和工業所製のKGOR−500を使用した。評価結果を表1に示す。本比較例では篩の上で焼成粉体の粒子が互いにくっつき合って塊状物となり、ほとんど分級することができなかった。
[Comparative Example 1]
The calcined powder after preliminary pulverization obtained by the same method as in Example 1 was classified using a vibrating sieve instead of the Puffer foot of Example 1. As a vibrating sieve, KGOR-500 manufactured by Kowa Industries, Ltd. was used. The evaluation results are shown in Table 1. In this comparative example, the particles of the calcined powder adhered to each other on the sieve to form a lump and could hardly be classified.

Figure 2006278031
Figure 2006278031

本発明の製造方法により得られるリチウム二次電池用正極材料は、結着剤及び導電材と共に集電体上に活物質層を形成させてリチウム二次電池用正極とすることによって、携帯用電子機器、通信機器及び自動車用動力源など、各種のリチウム二次電池の用途に用いることができる。   The positive electrode material for a lithium secondary battery obtained by the production method of the present invention is a portable electronic device in which a positive electrode for a lithium secondary battery is formed by forming an active material layer on a current collector together with a binder and a conductive material. It can be used for various lithium secondary battery applications such as devices, communication devices and automobile power sources.

Claims (8)

リチウム二次電池用正極材料を製造する方法であって、
原料を混合し、造粒し、焼成し、必要に応じて解砕して得られた焼成粉体を、高速回転するブレードにより粉体をメッシュスクリーンに押し当て通過させることで篩い分ける分級機を用いて、分級処理する工程を備える
ことを特徴とする、リチウム二次電池用正極材料の製造方法。
A method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery, comprising:
A classifier that sifts the powder by mixing the raw materials, granulating, firing, and crushing if necessary, by pressing the powder against the mesh screen with a blade that rotates at high speed. The manufacturing method of the positive electrode material for lithium secondary batteries characterized by including the process of classifying using.
前記焼成粉体が、下記測定法により測定した安息角が50度以上の粉体である
ことを特徴とする、請求項1記載のリチウム二次電池用正極材料の製造方法。
[安息角の測定法]
(1)標準篩いを振動させ、ロートを通してテーブル上に粉体を供給する。但し、篩い振動数は3600回/分、篩い振動幅は2mm、篩い時間は4分間、ロート口径は8mmとする。
(2)粉体の安息角を測定する。但し、測定は半導体レーザー(波長670nm)の変位センサーによる角度計算方式(最小二乗法)を用いて行ない、最小読み取り分解能は0.1度とする。
2. The method for producing a positive electrode material for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the fired powder is a powder having an angle of repose of 50 degrees or more measured by the following measurement method.
[Measurement of repose angle]
(1) Vibrate the standard sieve and feed the powder onto the table through the funnel. However, the sieve frequency is 3600 times / minute, the sieve vibration width is 2 mm, the sieve time is 4 minutes, and the funnel diameter is 8 mm.
(2) The angle of repose of the powder is measured. However, the measurement is performed using an angle calculation method (least square method) using a semiconductor laser (wavelength 670 nm) displacement sensor, and the minimum reading resolution is 0.1 degree.
前記正極材料が、下記式(II)で表わされる組成を有する
ことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のリチウム二次電池用正極材料の製造方法。
Figure 2006278031
(式(II)中、
Qは、Fe、Cr、V、Ti、Cu、Ga、Bi、Sn、Zn、Mg、Ge、Nb、Ta、Be、Ca、Sc、Al、B、及びZrよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を表わし、
xは、0.7≦x≦1.3の数を表わし、
aは、0.2≦a≦0.8の数を表わし、
bは、0.2≦b≦0.8の数を表わし、
cは、0.15≦c≦0.4の数を表わし、
dは、0≦d≦0.4の数を表わし、但し、a+b+c+d=1であり、
δは、−0.1<δ<0.1の数を表わす。)
The said positive electrode material has a composition represented by following formula (II), The manufacturing method of the positive electrode material for lithium secondary batteries of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
Figure 2006278031
(In the formula (II),
Q is at least one selected from the group consisting of Fe, Cr, V, Ti, Cu, Ga, Bi, Sn, Zn, Mg, Ge, Nb, Ta, Be, Ca, Sc, Al, B, and Zr. Represents the element of the species,
x represents a number of 0.7 ≦ x ≦ 1.3;
a represents a number of 0.2 ≦ a ≦ 0.8;
b represents a number of 0.2 ≦ b ≦ 0.8;
c represents a number of 0.15 ≦ c ≦ 0.4;
d represents a number 0 ≦ d ≦ 0.4, provided that a + b + c + d = 1;
δ represents a number of −0.1 <δ <0.1. )
該分級処理前の焼成粉体のタップ密度(1mm目通し後)をA、
該分級処理後の正極材料のタップ密度をBとした場合に、
(B/A)≧1.05である
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載のリチウム二次電池用正極材料の製造方法。
A tap density (after passing through 1 mm) of the fired powder before the classification treatment is A,
When the tap density of the positive electrode material after the classification treatment is B,
(B / A)> = 1.05, The manufacturing method of the positive electrode material for lithium secondary batteries as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
該分級処理前の焼成粉体のメジアン径(1mm目通し後)をC、
該分級処理後の正極材料のメジアン径をDとした場合に、
(D/C)≦0.8である
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項に記載のリチウム二次電池用正極材料の製造方法。
The median diameter (after passing through 1 mm) of the calcined powder before the classification treatment is C,
When the median diameter of the positive electrode material after the classification treatment is D,
(D / C) <= 0.8, The manufacturing method of the positive electrode material for lithium secondary batteries as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
請求項1〜5の何れか一項に記載のリチウム二次電池用正極材料の製造方法により製造される
ことを特徴とする、リチウム二次電池用正極材料。
It manufactures with the manufacturing method of the positive electrode material for lithium secondary batteries as described in any one of Claims 1-5, The positive electrode material for lithium secondary batteries characterized by the above-mentioned.
リチウム二次電池に用いられる正極であって、
請求項6記載のリチウム二次電池用正極材料を含有する
ことを特徴とする、リチウム二次電池用正極。
A positive electrode used in a lithium secondary battery,
A positive electrode for a lithium secondary battery, comprising the positive electrode material for a lithium secondary battery according to claim 6.
リチウムを吸蔵・放出可能な正極及び負極、並びに、リチウム塩を電解質として含有する有機電解液を備えたリチウム二次電池であって、
該正極が、請求項7記載のリチウム二次電池用正極である
ことを特徴とする、リチウム二次電池。
A lithium secondary battery comprising a positive and negative electrodes capable of inserting and extracting lithium, and an organic electrolyte containing a lithium salt as an electrolyte,
The lithium secondary battery, wherein the positive electrode is a positive electrode for a lithium secondary battery according to claim 7.
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