JP2009215143A - Manufacturing method of planar lithium nickel composite oxide and planar lithium nickel composite oxide using the same - Google Patents

Manufacturing method of planar lithium nickel composite oxide and planar lithium nickel composite oxide using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2009215143A
JP2009215143A JP2008063481A JP2008063481A JP2009215143A JP 2009215143 A JP2009215143 A JP 2009215143A JP 2008063481 A JP2008063481 A JP 2008063481A JP 2008063481 A JP2008063481 A JP 2008063481A JP 2009215143 A JP2009215143 A JP 2009215143A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
composite oxide
hydroxide
lithium
nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008063481A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5087789B2 (en
Inventor
Satoru Matsumoto
哲 松本
Isao Abe
功 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2008063481A priority Critical patent/JP5087789B2/en
Publication of JP2009215143A publication Critical patent/JP2009215143A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5087789B2 publication Critical patent/JP5087789B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar lithium nickel composite oxide capable of obtaining a secondary battery having high safety and good cycling characteristic when used as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: In the manufacturing method of the planar lithium nickel composite oxide whose composition is represented by a following formula (1): Li<SB>y</SB>Ni<SB>1-x</SB>M<SB>x</SB>O<SB>2</SB>(wherein, M is at least one kind element selected among a transition metal other than Ni, an alkaline earth metal element, Al, Ti, Ga, In or Si, x is 0≤x≤0.3 and y is 0.95≤y≤1.1), following steps (1)-(3) are included. (1) A planar nickel hydroxide having 3-20 μm plane direction particle size and 50-150 m<SP>2</SP>/g specific surface area is prepared. (2) A lithium compound is added to the planar nickel hydroxide and mixed. (3) An obtained mixture is burned at 650-850°C. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法及びそれを用いた板状リチウムニッケル複合酸化物に関し、さらに詳しくは、リチウムイオン二次電池用正極活物質として用いたとき、安全性が高くサイクル特性が良好な二次電池が得られる板状リチウムニッケル複合酸化物とその製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide and a plate-like lithium nickel composite oxide using the same, and more specifically, when used as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, the safety is high. The present invention relates to a plate-like lithium nickel composite oxide capable of obtaining a secondary battery with good cycle characteristics and a method for producing the same.

従来、リチウムイオン二次電池は、主としてその正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物を使用し、その市場を大きく伸ばしてきた。しかしながら、近年、前記リチウムコバルト複合酸化物の容量は、その限界容量に限りなく近い領域に達しており、今後の映像、音楽、通信等に要求されるよりハイパワーな電子機器への利用が難しい状況に至っている。そのため、正極活物質として、従来のリチウムコバルト複合酸化物から、より高容量が得られるリチウムニッケル複合酸化物に切替えた、新しい高容量リチウムイオン二次電池が開発されてきている。   Conventionally, lithium ion secondary batteries mainly use a lithium cobalt composite oxide as a positive electrode active material, and have greatly expanded their market. However, in recent years, the capacity of the lithium cobalt composite oxide has reached the limit capacity, and it is difficult to use it for higher power electronic devices required for future video, music, communication, etc. The situation has been reached. Therefore, a new high-capacity lithium ion secondary battery has been developed as a positive electrode active material, which is switched from a conventional lithium cobalt composite oxide to a lithium-nickel composite oxide capable of obtaining a higher capacity.

ところで、リチウムイオン二次電池には可燃性の有機電解液が用いられるため、何らかの原因で電池温度が上昇した際、これが契機となり発熱し、さらに温度上昇するという悪循環に陥り、発火もしくは爆発する危険性があるため、従来から、自己発熱を抑える安全機構が施されている。しかしながら、上記リチウムニッケル複合酸化物を正極活物質に用いた場合、ミクロな視野で正極材料中の活物質のみを考えると、過充電もしくは充電状態で高温になるとその一部が分解し、酸素を発生し発熱の要因を作るという欠点を有している。そのため、発熱の抑制という観点からは、リチウムニッケル複合酸化物としては、一次粒子が大きく結晶性に優れたものが好ましい。   By the way, since a flammable organic electrolyte is used for a lithium ion secondary battery, when the battery temperature rises for some reason, this triggers heat generation, and then falls into a vicious cycle of fire or explosion. Therefore, conventionally, a safety mechanism that suppresses self-heating is provided. However, when the above lithium nickel composite oxide is used as the positive electrode active material, considering only the active material in the positive electrode material from a microscopic viewpoint, a part of it decomposes when overcharged or at a high temperature in a charged state, and oxygen is removed. It has the disadvantage of generating and creating a factor of heat generation. Therefore, from the viewpoint of suppression of heat generation, the lithium nickel composite oxide preferably has large primary particles and excellent crystallinity.

このような高容量リチウムイオン二次電池用の正極活物質として用いるリチウムニッケル複合酸化物を製造する際、その原料となる水酸化ニッケルの製造方法としては、次の方法が挙げられる。
例えば、ニッケル塩の水溶液にアンモニアを加えて、ニッケル−アンモニア錯塩とし、次いで、これに苛性アルカリを加えて水酸化ニッケルを生成させる方法(例えば、特許文献1参照。)、ニッケル塩の水溶液を、苛性アルカリを用いて同一の槽内で連続中和を行い、水酸化ニッケルを取り出す方法(例えば、特許文献2参照。)、連続中和を行って水酸化ニッケルを取り出す方法において、同時にアンモニアを連続添加する方法(例えば、特許文献3参照。)等が開示されている。
When producing a lithium nickel composite oxide used as a positive electrode active material for such a high-capacity lithium ion secondary battery, the following method may be mentioned as a method for producing nickel hydroxide as a raw material.
For example, a method in which ammonia is added to an aqueous nickel salt solution to form a nickel-ammonia complex salt, and then caustic is added to generate nickel hydroxide (see, for example, Patent Document 1), an aqueous nickel salt solution, In the method of taking out nickel hydroxide by performing continuous neutralization in the same tank using caustic alkali (for example, refer to Patent Document 2), the method of taking out nickel hydroxide by carrying out continuous neutralization, and continuous ammonia. A method of adding (for example, see Patent Document 3) is disclosed.

しかしながら、これらの方法で得られる水酸化ニッケルは、微細な一次粒子が凝集した球状もしくはそれに類する楕円状の二次粒子体であり、このような凝集体はその粒径は大きいものの、これを構成する一次粒子の粒径は小さいものであった。すなわち、従来の水酸化ニッケルはいずれも、結晶性が低い粒子からなるものであった。そのため、このような水酸化ニッケルを用いて得られたリチウムニッケル複合酸化物としては、その製造工程における雰囲気や焼成条件により一次粒子の若干の成長はあるものの、原料として用いる水酸化ニッケル粒子の形状を強く残したものであり、通常、その形状としては、粒径が1μm以下あるいはサブミクロン以下の微細粒子よりなる球状もしくは楕円状の二次粒子である。すなわち、上記製造方法による水酸化ニッケルを用いて得られたリチウムニッケル複合酸化物では、1μm以上の大きな一次粒子径を持つ粒子を得ることは困難であった。   However, nickel hydroxide obtained by these methods is a spherical or similar elliptical secondary particle in which fine primary particles are aggregated. Although such an aggregate has a large particle size, it constitutes this. The primary particles had a small particle size. That is, all of the conventional nickel hydroxides consisted of particles with low crystallinity. Therefore, as the lithium nickel composite oxide obtained using such nickel hydroxide, the shape of the nickel hydroxide particles used as a raw material, although there is some growth of primary particles depending on the atmosphere and firing conditions in the production process In general, the shape is spherical or elliptical secondary particles composed of fine particles having a particle size of 1 μm or less or submicron or less. That is, it was difficult to obtain particles having a large primary particle size of 1 μm or more with the lithium nickel composite oxide obtained using nickel hydroxide by the above production method.

また、水酸化ニッケルを製造する他の方法として、長軸方向が1μm程度までと小さい粒子であるものの、二次粒子体ではない一次粒子分散粒子を製造する方法(例えば、特許文献4参照)が提案されている。しかしながら、この方法で得られた水酸化ニッケルを原料として、リチウムニッケル複合酸化物を合成したとしても、一次粒子が小さく、結晶性が低いことから、前述したことと同様の現象が起こる可能性が高い。   As another method for producing nickel hydroxide, there is a method for producing primary particle-dispersed particles that are small particles whose major axis direction is as small as about 1 μm but are not secondary particles (see, for example, Patent Document 4). Proposed. However, even if lithium nickel composite oxide is synthesized using nickel hydroxide obtained by this method as a raw material, the primary particles are small and the crystallinity is low. high.

さらに、リチウムイオン二次電池では、充放電時に正極活物質であるリチウムニッケル複合酸化物の結晶格子が膨張と収縮を繰り返すため、その過程において、活物質の微粉化が起こり、容量低下が引き起こされるが、この微粉化もまた一次粒子の小さい正極活物質ほど起こりやすいことが知られている(例えば、特許文献5、6参照。)。
この改善策としては、1〜50μmの一次粒子平均長軸径を有する新たな水酸化ニッケル(例えば、特許文献7参照。)が開示されている。しかしながら、その電池特性については開示されておらず、安全性と高容量とが両立されているかは不明である。また、その製造方法では、原料となるニッケル母材以外に、水酸化アルカリ、アンモニア、及びアンモニウム塩からなる材料を、120〜350℃の温度で加熱する。したがって、その製造方法には、多くの材料を用いるので原料コストが高くなること、しかもアンモニア等揮発性の高い物質を使用するため、オートクレーブを使用する必要があり、設備コストが高く大量生産にも不向きであることなど、市場へ供給するには困難な点が多々ある。
Furthermore, in the lithium ion secondary battery, the crystal lattice of the lithium nickel composite oxide, which is the positive electrode active material, repeatedly expands and contracts during charge and discharge, and in this process, the active material is pulverized and the capacity is reduced. However, it is known that this pulverization is also more likely to occur with a positive electrode active material with smaller primary particles (see, for example, Patent Documents 5 and 6).
As an improvement measure, new nickel hydroxide having a primary particle average major axis diameter of 1 to 50 μm (for example, see Patent Document 7) is disclosed. However, the battery characteristics are not disclosed, and it is unclear whether safety and high capacity are compatible. Moreover, in the manufacturing method, the material which consists of alkali hydroxide, ammonia, and ammonium salt other than the nickel base material used as a raw material is heated at the temperature of 120-350 degreeC. Therefore, since the manufacturing method uses many materials, the raw material cost is high, and since a highly volatile substance such as ammonia is used, it is necessary to use an autoclave. There are many difficult points to supply to the market, such as being unsuitable.

特開昭56−143671号公報(第1頁)JP 56-143671 A (first page) 特開昭63−16555号公報(第1頁)JP 63-16555 A (1st page) 特開平2−6340号公報(第1頁)Japanese Patent Laid-Open No. 2-6340 (first page) 特開平11−246226号公報(第1頁、第2頁)JP-A-11-246226 (first page, second page) 特開平5−151998号公報(第1頁、第2頁)JP-A-5-151998 (first page, second page) 特開平8−69790号公報(第1頁、第2頁)JP-A-8-69790 (first page, second page) 特開平11−1324号公報(第1頁、第2頁)JP 11-1324 A (first page, second page)

本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、リチウムイオン二次電池用正極活物質として用いたとき、安全性が高くサイクル特性が良好な二次電池が得られる板状リチウムニッケル複合酸化物とその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a plate-like lithium nickel composite that can provide a secondary battery with high safety and good cycle characteristics when used as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery in view of the above-mentioned problems of the prior art. It is to provide an oxide and a method for manufacturing the oxide.

本発明者らは、上記目的を達成するために、リチウムニッケル複合酸化物について、鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を有するリチウムニッケル複合酸化物であって、特定の平面方向粒径と比表面積を有する板状水酸化ニッケルとリチウム化合物を混合して特定の温度で焼成したところ、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いたとき、二次電池の安全性と高容量を両立させることができる、一次粒子が大きく結晶性に優れた特殊な多孔質構造を有する板状リチウムニッケル複合酸化物が得られること、また、前記板状水酸化ニッケルとしては、特定量のアルカリ金属水酸化物と水酸化ニッケルを加熱して反応させることにより得られるものが好適であることを見出し、本発明を完成した。   In order to achieve the above object, the present inventors have conducted extensive research on lithium nickel composite oxides. As a result, the lithium nickel composite oxides have a specific composition and have a specific planar particle size and ratio. When a plate-like nickel hydroxide having a surface area and a lithium compound are mixed and baked at a specific temperature, when used as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, both the safety and high capacity of the secondary battery are achieved. A plate-like lithium nickel composite oxide having a special porous structure with large primary particles and excellent crystallinity can be obtained, and the plate-like nickel hydroxide has a specific amount of alkali metal hydroxide. As a result, it was found that a product obtained by heating and reacting nickel hydroxide was suitable, and the present invention was completed.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、組成が下記の式(1)で表される板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法であって、
式(1):LiNi1−x
(式中のMは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素であり、xは、0≦x≦0.3であり、及びyは、0.95≦y≦1.1である。)
次の(1)〜(3)の工程を含むことを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。
(1)平面方向粒径が3〜20μmであり、比表面積が50〜150m/gである板状水酸化ニッケルを準備する。
(2)前記板状水酸化ニッケルに、リチウム化合物を添加し、混合する。
(3)得られた混合物を、650〜850℃の温度で焼成する。
That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide having a composition represented by the following formula (1):
Equation (1): Li y Ni 1 -x M x O 2
(In the formula, M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si, and x is 0 ≦ x ≦ 0.3. And y is 0.95 ≦ y ≦ 1.1.)
A method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide comprising the following steps (1) to (3) is provided.
(1) A plate-like nickel hydroxide having a planar particle size of 3 to 20 μm and a specific surface area of 50 to 150 m 2 / g is prepared.
(2) A lithium compound is added to the plate-like nickel hydroxide and mixed.
(3) The obtained mixture is fired at a temperature of 650 to 850 ° C.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、さらに、前記板状水酸化ニッケルの厚さは、1〜8μmであることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the plate-like lithium nickel composite oxide according to the first aspect, wherein the thickness of the plate-like nickel hydroxide is 1 to 8 μm. A manufacturing method is provided.

また、本発明の第3の発明によれば、第1又は第2の発明において、前記板状水酸化ニッケルの組成は、下記の式(2)で表されるものであることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。
式(2):Ni1−x(OH)
(ただし、xは、0<x≦0.3であり、Mは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素である。)
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the composition of the plate-like nickel hydroxide is represented by the following formula (2). A method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide is provided.
Formula (2): Ni 1-x M x (OH) 2
(However, x is 0 <x ≦ 0.3, and M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si. is there.)

また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3いずれかの発明において、前記板状水酸化ニッケルは、アルカリ金属水酸化物を、水酸化ニッケルに対してモル比で0.5倍以上の割合で含有する水溶液中に、水酸化ニッケルを懸濁させ、該水溶液の温度を90〜190℃に保持しながら撹拌することにより製造されたものであることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a fourth invention of the present invention, in any one of the first to third inventions, the plate-like nickel hydroxide contains an alkali metal hydroxide at a molar ratio of 0.5 to the nickel hydroxide. Plate-like lithium produced by suspending nickel hydroxide in an aqueous solution containing at least twice the ratio and stirring the aqueous solution while maintaining the temperature at 90 to 190 ° C A method for producing a nickel composite oxide is provided.

また、本発明の第5の発明によれば、第4の発明において、前記アルカリ金属水酸化物は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又は水酸化リチウムから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the alkali metal hydroxide is at least one selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide, or lithium hydroxide. A method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide is provided.

また、本発明の第6の発明によれば、第4又は第5の発明において、さらに、前記水溶液中に、無機塩化物を、該無機塩化物に含有される塩素量が水酸化ニッケルに対しモル比で0.01〜0.20倍の割合になるように含有させることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect, the inorganic chloride is further contained in the aqueous solution, and the amount of chlorine contained in the inorganic chloride is relative to nickel hydroxide. Provided is a method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide, which is contained so as to have a molar ratio of 0.01 to 0.20.

また、本発明の第7の発明によれば、第6の発明において、前記無機塩化物は、アルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物、又は塩化ニッケルから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the inorganic chloride is at least one selected from alkali metal chloride, alkaline earth metal chloride, or nickel chloride. A method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide is provided.

また、本発明の第8の発明によれば、第6の発明において、前記水酸化ニッケルの組成は、下記の式(2)で表されるものであり、かつ前記無機塩化物は、下記の式(2)に記載のMとして用いる遷移金属の少なくとも1種の塩化物であることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。
式(2):Ni1−x(OH)
(ただし、xは、0<x≦0.3であり、Mは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素である。)
According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth aspect, the composition of the nickel hydroxide is represented by the following formula (2), and the inorganic chloride is: There is provided a method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide, which is at least one chloride of a transition metal used as M in Formula (2).
Formula (2): Ni 1-x M x (OH) 2
(However, x is 0 <x ≦ 0.3, and M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si. is there.)

また、本発明の第9の発明によれば、第1〜8いずれかの発明において、前記(2)の工程において、前記板状水酸化ニッケルに、さらに前記式(1)に記載のxが0<x≦0.3になるように、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを添加することを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a ninth invention of the present invention, in any one of the first to eighth inventions, in the step (2), x in the formula (1) is further added to the plate-like nickel hydroxide. Provided is a method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide, wherein aluminum hydroxide or aluminum oxide is added so that 0 <x ≦ 0.3.

また、本発明の第10の発明によれば、第9の発明において、前記水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムは、板状水酸化ニッケルの粒子表面を被覆することを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the plate-like lithium nickel composite oxide is characterized in that the aluminum hydroxide or the aluminum oxide coats the particle surface of the plate-like nickel hydroxide. A method of manufacturing an article is provided.

また、本発明の第11の発明によれば、第1〜10いずれかの発明において、前記(2)の工程の代えて、下記の(2−1)及び(2−2)の工程を含むことを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。
(2−1)前記板状水酸化ニッケルを、400℃〜900℃の温度で焙焼して板状酸化ニッケルを得る。
(2−2)前記板状酸化ニッケルに、リチウム化合物を添加し、混合する。
According to the eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the following steps (2-1) and (2-2) are included instead of the step (2). A method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide is provided.
(2-1) The plate-like nickel hydroxide is roasted at a temperature of 400 ° C. to 900 ° C. to obtain plate-like nickel oxide.
(2-2) A lithium compound is added to the plate-like nickel oxide and mixed.

また、本発明の第12の発明によれば、第11の発明において、前記(2−2)の工程において、前記板状酸化ニッケルに、さらに前記式(1)に記載のxが0<x≦0.3になるように、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを添加することを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the eleventh aspect, in the step (2-2), x in the formula (1) is further set to 0 <x in the plate-like nickel oxide. Provided is a method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide, wherein aluminum hydroxide or aluminum oxide is added so as to satisfy ≦ 0.3.

また、本発明の第13の発明によれば、第12の発明において、前記水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムは、板状酸化ニッケルの粒子表面を被覆することを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect, the plate-like lithium nickel composite oxide characterized in that the aluminum hydroxide or the aluminum oxide covers the surface of the plate-like nickel oxide particles. A manufacturing method is provided.

また、本発明の第14の発明によれば、第1〜13いずれかの発明において、前記リチウム化合物は、リチウムの水酸化物、酸化物、塩化物、炭酸塩、又は硝酸塩から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法が提供される。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the first to thirteenth aspects, the lithium compound is at least one selected from lithium hydroxide, oxide, chloride, carbonate, or nitrate. There is provided a method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide characterized by being a seed.

また、本発明の第15の発明によれば、第1〜14の発明の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法によって得られる板状リチウムニッケル複合酸化物であって、
平面方向粒径が3〜20μmであり、多孔質構造であることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物が提供される。
According to the fifteenth aspect of the present invention, there is provided a plate-like lithium nickel composite oxide obtained by the method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide of the first to fourteenth inventions,
A plate-like lithium nickel composite oxide having a planar particle size of 3 to 20 μm and a porous structure is provided.

また、本発明の第16の発明によれば、第15の発明において、さらに、厚さが1〜8μmであることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物が提供される。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the fifteenth aspect, there is further provided a plate-like lithium nickel composite oxide characterized in that the thickness is 1 to 8 μm.

本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法及びそれを用いた板状リチウムニッケル複合酸化物によれば、特殊な装置を必要とせず、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いたとき、二次電池の安全性と高容量を両立させることができる、一次粒子が大きく結晶性に優れた特殊な多孔質構造を有する新規な板状リチウムニッケル複合酸化物が得られるので、その工業的価値は極めて大きい。   According to the method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide of the present invention and the plate-like lithium nickel composite oxide using the same, when a lithium ion secondary battery is used as a positive electrode active material without requiring a special device. Since a new plate-like lithium nickel composite oxide having a special porous structure with large primary particles and excellent crystallinity can be obtained, which can achieve both safety and high capacity of the secondary battery, its industrial The value is extremely great.

以下、本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法及びそれを用いた板状リチウムニッケル複合酸化物について詳細に説明する。
1.板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法
本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法は、組成が下記の式(1)で表される板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法であって、
式(1):LiNi1−x
(式中のMは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素であり、xは、0≦x≦0.3であり、及びyは、0.95≦y≦1.1である。)
次の(1)〜(3)の工程を含むことを特徴とする。
(1)平面方向粒径が3〜20μmであり、比表面積が50〜150m/gである板状水酸化ニッケルを準備する。
(2)前記板状水酸化ニッケルに、リチウム化合物を添加し、混合する。
(3)得られた混合物を、650〜850℃の温度で焼成する。
Hereinafter, the manufacturing method of the plate-like lithium nickel composite oxide of the present invention and the plate-like lithium nickel composite oxide using the same will be described in detail.
1. Method for producing plate-like lithium nickel composite oxide The method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide of the present invention is a method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide whose composition is represented by the following formula (1). ,
Equation (1): Li y Ni 1 -x M x O 2
(In the formula, M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si, and x is 0 ≦ x ≦ 0.3. And y is 0.95 ≦ y ≦ 1.1.)
It includes the following steps (1) to (3).
(1) A plate-like nickel hydroxide having a planar particle size of 3 to 20 μm and a specific surface area of 50 to 150 m 2 / g is prepared.
(2) A lithium compound is added to the plate-like nickel hydroxide and mixed.
(3) The obtained mixture is fired at a temperature of 650 to 850 ° C.

上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法において、比表面積が50〜150m/gである板状水酸化ニッケルを準備することが特に重要である。すなわち、比表面積が50〜150m/gである板状水酸化ニッケルとリチウム化合物との混合物を焼成することにより、一次粒子が大きく結晶性に優れた特殊な多孔質構造を有する板状リチウムニッケル複合酸化物が得られる。 In the method for producing the plate-like lithium nickel composite oxide, it is particularly important to prepare plate-like nickel hydroxide having a specific surface area of 50 to 150 m 2 / g. That is, plate lithium nickel having a special porous structure with large primary particles and excellent crystallinity by firing a mixture of plate nickel hydroxide having a specific surface area of 50 to 150 m 2 / g and a lithium compound. A composite oxide is obtained.

本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物の大きな特徴のひとつである「特殊な多孔質構造」とは、後述するように、そのミクロ構造が、最大径0.2〜2μmの繊維状、樹枝状又は枝珊瑚状の一次粒子が絡み合って二次粒子を形成し、一次粒子間に二次粒子外部と連続して繋がった空隙が多数存在する形態を有する構造であることを意味する。このような特殊な多孔質構造が形成される過程は、詳細は不明であるが、次のような機構により形成されるものと思われる。
すなわち、50〜150m/gという大きな比表面積を持つ板状水酸化ニッケルとリチウム化合物との混合物を焼成する際、焼成中に熔融したリチウム化合物は、板状水酸化ニッケルの粒子表面の微細なポア中で水酸化ニッケルと反応し、リチウムニッケル複合酸化物を形成しつつ板状水酸化ニッケル粒子の内部に浸透する。さらに、浸透した部分でリチウムニッケル複合酸化物が形成されることにより、板状水酸化ニッケルの粒子内部で、不均一で部分的なリチウムニッケル複合酸化物の形成が進む。ここで、外面から内部に均一に形成されるのではなく、この不均一で部分的なリチウムニッケル複合酸化物の形成により、上記のような特殊な多孔質構造が形成されていくものと見られる。
The “special porous structure” which is one of the major features of the plate-like lithium nickel composite oxide of the present invention is a fibrous or dendritic structure having a maximum microstructure of 0.2 to 2 μm as described later. Alternatively, it means a structure having a form in which branch-shaped primary particles are entangled to form secondary particles, and there are many voids continuously connected to the outside of the secondary particles between the primary particles. The details of the process by which such a special porous structure is formed are unknown, but are thought to be formed by the following mechanism.
That is, when a mixture of plate-like nickel hydroxide having a large specific surface area of 50 to 150 m 2 / g and a lithium compound is fired, the lithium compound melted during firing is fine on the particle surface of the plate-like nickel hydroxide. It reacts with nickel hydroxide in the pore and penetrates into the plate-like nickel hydroxide particles while forming a lithium nickel composite oxide. Further, the formation of the lithium nickel composite oxide in the permeated portion proceeds to form a non-uniform and partial lithium nickel composite oxide inside the plate-like nickel hydroxide particles. Here, rather than being uniformly formed from the outer surface to the inside, it is considered that the above-described special porous structure is formed by the formation of this non-uniform and partial lithium nickel composite oxide. .

また、一般的に、水酸化ニッケルとリチウム化合物との混合物を焼成する際、焼成した後も、水酸化ニッケルの形骸を強く残す。したがって、上記製造方法においても、板状水酸化ニッケルの形状及び大きさを所定値に制御することにより、所望の平面方向粒径及び厚さを有する板状リチウムニッケル複合酸化物を得ることができる。   In general, when a mixture of nickel hydroxide and a lithium compound is fired, the nickel hydroxide remains strongly after firing. Therefore, also in the manufacturing method described above, by controlling the shape and size of the plate-like nickel hydroxide to a predetermined value, a plate-like lithium nickel composite oxide having a desired planar particle size and thickness can be obtained. .

以下に、上記製造方法について、各工程毎にさらに詳細に説明する。
(1)の工程
上記(1)の工程は、平面方向粒径が3〜20μmであり、比表面積が50〜150m/gである板状水酸化ニッケルを準備する工程である。
ここで、板状水酸化ニッケルを準備するのは、前述したように、水酸化ニッケルとリチウム化合物との混合物を焼成する際、焼成後も水酸化ニッケルの形骸を強く残すため、これにより板状水酸化ニッケルを用いることにより、板状リチウムニッケル複合酸化物が得られるからである。しかも、板状形状であるため、前述した機構による熔融したリチウム化合物による浸透作用が起こりやすく、これにより特殊な多孔質構造が形成される。
Below, the said manufacturing method is demonstrated in detail for every process.
Step (1) The step (1) is a step of preparing plate-like nickel hydroxide having a planar particle size of 3 to 20 μm and a specific surface area of 50 to 150 m 2 / g.
Here, the plate-like nickel hydroxide is prepared because, as described above, when the mixture of nickel hydroxide and the lithium compound is fired, the nickel hydroxide remains strongly after firing. This is because a plate-like lithium nickel composite oxide can be obtained by using nickel hydroxide. In addition, since it has a plate-like shape, a permeation effect due to the molten lithium compound by the above-described mechanism is likely to occur, thereby forming a special porous structure.

上記板状水酸化ニッケルの比表面積としては、50〜150m/gである。すなわち、比表面積が50m/g未満では、板状リチウムニッケル複合酸化物が多孔質構造を形成しない。一方、比表面積が150m/g超えると、多孔質構造を形成する一次粒子が微細となり過ぎるため、正極活物質として用いたときに安全性が十分ではなくなる。
また、上記板状水酸化ニッケルの平面方向粒径としては、3〜20μmである。なお、平面方向粒径とは、板状水酸化ニッケルの粒子の平面における最大径を意味する。すなわち、平面方向粒径を3〜20μmとすることで、得られる板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径を、正極材料として好適な3〜20μmとすることができる。
The specific surface area of the plate-like nickel hydroxide is 50 to 150 m 2 / g. That is, when the specific surface area is less than 50 m 2 / g, the plate-like lithium nickel composite oxide does not form a porous structure. On the other hand, when the specific surface area exceeds 150 m 2 / g, the primary particles forming the porous structure become too fine, and thus the safety becomes insufficient when used as the positive electrode active material.
The planar nickel hydroxide has a grain size in the plane direction of 3 to 20 μm. In addition, a plane direction particle size means the largest diameter in the plane of the particle | grains of plate-like nickel hydroxide. That is, by setting the grain size in the plane direction to 3 to 20 μm, the grain size in the plane direction of the obtained plate-like lithium nickel composite oxide can be set to 3 to 20 μm suitable as the positive electrode material.

さらに、上記板状水酸化ニッケルの厚さとしては、特に限定されるものではないが、1〜8μmであることが好ましい。すなわち、厚さが1μm未満であるか、あるいは8μmを超えると、得られる板状リチウムニッケル複合酸化物の厚さが、正極材料として好適な1〜8μmとならない場合がある。   Furthermore, although it does not specifically limit as thickness of the said plate-like nickel hydroxide, It is preferable that it is 1-8 micrometers. That is, when the thickness is less than 1 μm or exceeds 8 μm, the thickness of the obtained plate-like lithium nickel composite oxide may not be 1 to 8 μm suitable as the positive electrode material.

上記板状水酸化ニッケルの組成としては、特に限定されるものではないが、これを用いて得られる板状リチウムニッケル複合酸化物が正極活物質として用いられたときの電池特性を改善するため、下記の式(2)で表されるものであることが好ましい。
式(2):Ni1−x(OH)
(ただし、xは、0<x≦0.3であり、Mは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素である。)
The composition of the plate-like nickel hydroxide is not particularly limited, but in order to improve the battery characteristics when the plate-like lithium nickel composite oxide obtained using this is used as a positive electrode active material, It is preferable that it is what is represented by following formula (2).
Formula (2): Ni 1-x M x (OH) 2
(However, x is 0 <x ≦ 0.3, and M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si. is there.)

上記板状水酸化ニッケルの製造方法としては、特に限定されるものではないが、アルカリ金属水酸化物を、水酸化ニッケルに対してモル比で0.5倍以上の割合で含有する水溶液中に、水酸化ニッケルを懸濁させ、該水溶液の温度を90〜190℃に保持しながら撹拌する方法が好ましい。これにより、平面方向粒径が3〜20μmであり、比表面積が50〜150m/gである板状水酸化ニッケルが得られる。 The method for producing the plate-like nickel hydroxide is not particularly limited, but in an aqueous solution containing an alkali metal hydroxide at a molar ratio of 0.5 times or more with respect to nickel hydroxide. A method in which nickel hydroxide is suspended and stirred while maintaining the temperature of the aqueous solution at 90 to 190 ° C is preferred. As a result, plate-like nickel hydroxide having a planar particle size of 3 to 20 μm and a specific surface area of 50 to 150 m 2 / g is obtained.

ここで、上記板状水酸化ニッケルの製造方法で用いる水溶液としては、アルカリ金属水酸化物を、水酸化ニッケルに対してモル比で0.5倍モル以上が好ましく、モル比で2.5〜10倍がより好ましい。すなわち、アルカリ金属水酸化物は、平面方向の粒径を大きくさせるように作用するので、アルカリ金属水酸化物の含有割合が、水酸化ニッケルに対してモル比で0.5倍未満では、水酸化ニッケルの結晶溶解及び再析出を十分に行うことができずに、不均一や不足を起こし、平面方向平均粒径が3μm未満となることがある。一方、アルカリ金属水酸化物は高濃度のほうが好ましいが、モル比で10倍を超えても、効果の向上が期待できず無駄になるだけである。   Here, the aqueous solution used in the method for producing the plate-like nickel hydroxide is preferably an alkali metal hydroxide in a molar ratio of 0.5 times or more with respect to nickel hydroxide, preferably 2.5 to 10 times is more preferable. That is, since the alkali metal hydroxide acts to increase the particle size in the planar direction, when the content ratio of the alkali metal hydroxide is less than 0.5 times in molar ratio with respect to nickel hydroxide, Crystal dissolution and reprecipitation of nickel oxide cannot be sufficiently performed, causing nonuniformity and deficiency, and the average particle size in the plane direction may be less than 3 μm. On the other hand, the alkali metal hydroxide has a higher concentration, but if the molar ratio exceeds 10 times, the improvement in the effect cannot be expected and it is merely wasted.

上記アルカリ金属水酸化物としては、特に限定されるものではないが、安価で水に溶解しやすい、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又は水酸化リチウムから選ばれる少なくとも1種が好ましい。   The alkali metal hydroxide is not particularly limited, but is preferably at least one selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide, which is inexpensive and easily dissolved in water.

上記温度としては、好ましくは90〜190℃、より好ましくは100〜180℃であり、さらに好ましくは140〜180℃である。すなわち、温度を90〜190℃に保持することにより、余分な水分が蒸発し、水酸化ニッケルは高濃度のアルカリ金属水酸化物の水溶液中で結晶溶解及び再析出し、板状水酸化ニッケル粉が生成される。
ここで、温度が90℃未満では、アルカリ金属水酸化物による水溶液中の水酸化ニッケル粒子の崩壊現象あるいは溶解までは進むものの、再析出時の核発生の方が結晶成長よりも優勢なため平面方向への十分な成長させるには至らないことがある。一方、温度が190℃を超えると、結晶成長が進みすぎて平面方向粒径が20μmを超えるほか、酸化が起こりやすく価数の安定性を損なうことがある。
As said temperature, Preferably it is 90-190 degreeC, More preferably, it is 100-180 degreeC, More preferably, it is 140-180 degreeC. That is, by maintaining the temperature at 90 to 190 ° C., excess water evaporates, and nickel hydroxide crystallizes and reprecipitates in an aqueous solution of high-concentration alkali metal hydroxide. Is generated.
Here, when the temperature is lower than 90 ° C., the decay phenomenon or dissolution of the nickel hydroxide particles in the aqueous solution by the alkali metal hydroxide proceeds, but the nucleation during reprecipitation is more dominant than the crystal growth. It may not lead to sufficient growth in the direction. On the other hand, when the temperature exceeds 190 ° C., crystal growth proceeds excessively, the grain size in the plane direction exceeds 20 μm, and oxidation is likely to occur and the valence stability may be impaired.

上記水溶液において、アルカリ金属水酸化物を溶解する水の量としては、特に限定されるものではなく、水酸化ニッケルを懸濁した後に、撹拌可能なスラリー濃度を保つ程度が好ましい。すなわち、水の量があまり多いと、水の蒸発に時間が多くかかり反応温度に到達するまでの時間が長くなるため生産性を欠き、一方水が少な過ぎると、懸濁後に粘土状になり、水酸化ニッケル全体へアルカリ金属水酸化物が均一に行き渡らなくなるため、不均一な成長をさせることとなることがある。   In the above aqueous solution, the amount of water that dissolves the alkali metal hydroxide is not particularly limited, and it is preferable to maintain a stirring slurry concentration after suspending nickel hydroxide. That is, if the amount of water is too large, it takes a lot of time to evaporate the water and the time to reach the reaction temperature becomes long, so the productivity is lacking. On the other hand, if there is too little water, it becomes clay after suspension, Since alkali metal hydroxide does not spread uniformly over the entire nickel hydroxide, non-uniform growth may occur.

上記板状水酸化ニッケルの製造方法において、さらに、必要に応じて、前記アルカリ金属水酸化物を含有する水溶液中に、無機塩化物を、該無機塩化物に含有される塩素量で水酸化ニッケルに対するモル比で0.01〜0.20倍の割合になるように含有させることができる。すなわち、前記水溶液中に、無機塩化物を含有させることにより、板状水酸化ニッケルの粒子の厚さをより容易に制御することができる。ここで、塩素量がモル比で0.01倍未満では、板状結晶の厚さを増加させる効果がほとんどなく、一方、塩素量がモル比で0.2倍を超えると、厚さが8μmを超えることがあるためである。   In the method for producing plate-like nickel hydroxide, if necessary, an inorganic chloride is added to the aqueous solution containing the alkali metal hydroxide, and the amount of chlorine contained in the inorganic chloride is changed to nickel hydroxide. It can be made to contain so that it may become a ratio of 0.01-0.20 time by the molar ratio with respect to this. That is, the thickness of the plate-like nickel hydroxide particles can be more easily controlled by including an inorganic chloride in the aqueous solution. Here, when the amount of chlorine is less than 0.01 times in molar ratio, there is almost no effect of increasing the thickness of the plate-like crystal, while when the amount of chlorine exceeds 0.2 times in molar ratio, the thickness is 8 μm. It is because it may exceed.

上記無機塩化物としては、特に限定されるものではなく、電池性能を阻害する元素を含まない水溶性塩であれば用いることができるが、アルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物、塩化ニッケル、又は上記板状水酸化ニッケルの組成を表す式(2)中のMとして用いられる遷移金属の塩化物から選ばれる少なくとも1種の塩化物が好ましい。
この中で、水酸化ニッケルの組成が、上記板状水酸化ニッケルの組成を表す式(2)で表されるものであり、かつ上記無機塩化物が、上記式(2)に記載のMとして用いる遷移金属の少なくとも1種の塩化物であることが好ましい。
The inorganic chloride is not particularly limited and can be used as long as it is a water-soluble salt that does not contain an element that impedes battery performance. However, alkali metal chloride, alkaline earth metal chloride, nickel chloride can be used. Or at least one chloride selected from transition metal chlorides used as M in the formula (2) representing the composition of the plate-like nickel hydroxide.
Among these, the composition of nickel hydroxide is represented by the formula (2) representing the composition of the plate-like nickel hydroxide, and the inorganic chloride is represented by M in the formula (2). Preferably, the transition metal used is at least one chloride.

上記水酸化ニッケルとしては、形状に関わらず用いることができるが、水溶液中で均一に撹拌するために、粒径が100μm以下のものを用いることが好ましい。また、電池性能を改善する目的で、添加元素を含んだ水酸化ニッケル、例えば、一般式が、下記の式(2)で表される水酸化ニッケルを用いることが好ましい。
式(2):Ni1−x(OH)
(ただし、xは、0<x≦0.3であり、Mは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素である。)
The nickel hydroxide can be used regardless of its shape, but preferably has a particle size of 100 μm or less in order to uniformly stir in an aqueous solution. For the purpose of improving battery performance, nickel hydroxide containing an additive element, for example, nickel hydroxide represented by the following formula (2) is preferably used.
Formula (2): Ni 1-x M x (OH) 2
(However, x is 0 <x ≦ 0.3, and M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si. is there.)

上記板状水酸化ニッケルの製造方法に用いる反応槽としては、特に限定されるものではなく、上記保持温度までの加熱と槽内の撹拌が可能であれば十分であり、密閉構造等の複雑な機構は必要としないものである。ここで、上記温度に保持する時間としては、特に限定されるものではなく、生成した板状水酸化ニッケルの大きさで判断すればよい。すなわち、原料として懸濁させた水酸化ニッケルが消費され、板状水酸化ニッケル粉が所望の大きさに成長した時点で保持を終了させればよい。
その後、保持終了後、通常の条件で、水洗、さらに乾燥し、板状水酸化ニッケル粉を得ることができる。
The reaction tank used in the method for producing the plate-like nickel hydroxide is not particularly limited, and it is sufficient if heating up to the holding temperature and stirring in the tank are possible. The mechanism is not necessary. Here, as time to hold | maintain at the said temperature, it does not specifically limit, What is necessary is just to judge with the magnitude | size of the produced | generated plate-shaped nickel hydroxide. That is, the retention may be terminated when the nickel hydroxide suspended as a raw material is consumed and the plate-like nickel hydroxide powder has grown to a desired size.
Then, after completion | finish of holding | maintenance, under normal conditions, it can wash with water, and also can dry and can obtain plate-like nickel hydroxide powder.

(2)、(2−1)、(2−2)の工程
上記(2)の工程は、(1)の工程で準備した板状水酸化ニッケルに、リチウム化合物を添加し、混合する工程である。
また、上記(2)の工程に代えて、必要に応じて、次の(2−1)及び(2−2)の工程を含むことができる。
(2−1)前記板状水酸化ニッケルを、400℃〜900℃の温度で焙焼して板状酸化ニッケルを得る。
(2−2)前記板状酸化ニッケルに、リチウム化合物を添加し、混合する
Steps (2), (2-1), (2-2) The step (2) is a step of adding and mixing a lithium compound to the plate-like nickel hydroxide prepared in the step (1). is there.
Moreover, it can replace with the process of said (2) and can include the process of the following (2-1) and (2-2) as needed.
(2-1) The plate-like nickel hydroxide is roasted at a temperature of 400 ° C. to 900 ° C. to obtain plate-like nickel oxide.
(2-2) A lithium compound is added to the plate-like nickel oxide and mixed.

上記(2−1)の工程においては、上記板状水酸化ニッケルを400℃〜900℃の温度で焙焼して板状酸化ニッケルとする。これにより、リチウム化合物との混合後の焼成において、発生する水蒸気の量を減少させることができ、板状リチウムニッケル複合酸化物を安定して得ることができる。すなわち、焙焼温度が400℃未満では、板状酸化ニッケルのニッケル価数が安定せず、その組成も安定していないため、特定の組成比を狙ったリチウムニッケル複合酸化物の合成ができないことがある。一方、焙焼温度が900℃を超えると、酸化ニッケルの結晶性が高くなり過ぎて、リチウムニッケル複合酸化物を合成したときに異相が発生し、正極活物質として用いたときに電池特性が低下することがある。   In the step (2-1), the plate-like nickel hydroxide is roasted at a temperature of 400 ° C. to 900 ° C. to obtain plate-like nickel oxide. Thereby, in baking after mixing with a lithium compound, the quantity of the water vapor | steam generated can be reduced and a plate-like lithium nickel composite oxide can be obtained stably. That is, when the roasting temperature is less than 400 ° C., the nickel valence of the plate-like nickel oxide is not stable, and the composition is not stable, so that the lithium nickel composite oxide aiming at a specific composition ratio cannot be synthesized. There is. On the other hand, when the roasting temperature exceeds 900 ° C., the crystallinity of nickel oxide becomes too high, a heterogeneous phase is generated when a lithium nickel composite oxide is synthesized, and the battery characteristics deteriorate when used as a positive electrode active material. There are things to do.

ここで、上記板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルに、さらに、上記板状リチウムニッケル複合酸化物の組成を表す式(1)に記載のxが、0<x≦0.3になるように、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを添加することができる。これにより、得られたリチウムニッケル複合酸化物が正極活物質として用いられたときの電池の安全性を向上させることができる。   Here, in the plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide, x described in the formula (1) representing the composition of the plate-like lithium nickel composite oxide is such that 0 <x ≦ 0.3. In addition, aluminum hydroxide or aluminum oxide can be added. Thereby, the safety | security of a battery when the obtained lithium nickel composite oxide is used as a positive electrode active material can be improved.

なお、リチウムニッケル複合酸化物にアルミニウムを含有させる方法としては、下記の(a)〜(c)の方法が用いられるが、板状水酸化ニッケルの製造方法において、アルミニウムを均一に含有させることが困難な場合、焼成前に所望の量の水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルと混合することが好ましい。さらに、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムに変えて酸化チタンを用いることでリチウムニッケル複合酸化物にチタンを含有させることができる。
(a)板状水酸化ニッケルへ、アルミニウムを固溶させておく。
(b)焼成前に、所望の量の水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを、板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルに混合する。
(c)前記水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムは、板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルの粒子表面を、少なくとも部分的に被覆するようにする。
In addition, as a method of making the lithium nickel composite oxide contain aluminum, the following methods (a) to (c) are used. In the method for producing plate-like nickel hydroxide, aluminum should be uniformly contained. If difficult, it is preferable to mix a desired amount of aluminum hydroxide or aluminum oxide with plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide before firing. Furthermore, titanium can be contained in the lithium nickel composite oxide by using titanium oxide instead of aluminum hydroxide or aluminum oxide.
(A) Aluminum is dissolved in plate-like nickel hydroxide.
(B) A desired amount of aluminum hydroxide or aluminum oxide is mixed with plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide before firing.
(C) The aluminum hydroxide or aluminum oxide covers at least partially the surface of the plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide particles.

ここで、焙焼前に板状水酸化ニッケルと水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムとの混合を行なうことにより、焙焼によって得られる板状酸化ニッケルにアルミニウムを均一に含有させることができ、その後の焼成によって板状リチウムニッケル複合酸化物により固溶させることができる。また、焙焼後の板状酸化ニッケルに、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを混合する場合、その後の焼成によって板状リチウムニッケル複合酸化物に固溶させることができる。さらに、板状水酸化ニッケルと水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを混合し、直接、板状リチウムニッケル複合酸化物の製造を行なう場合、焼成によってアルミニウムを固溶させる。   Here, by mixing the plate-like nickel hydroxide and aluminum hydroxide or aluminum oxide before roasting, the plate-like nickel oxide obtained by roasting can be made to contain aluminum uniformly, and the subsequent firing Thus, it can be dissolved in a plate-like lithium nickel composite oxide. In addition, when aluminum hydroxide or aluminum oxide is mixed with the plate-like nickel oxide after roasting, it can be dissolved in the plate-like lithium nickel composite oxide by subsequent firing. Furthermore, when plate-like nickel hydroxide and aluminum hydroxide or aluminum oxide are mixed to directly produce a plate-like lithium nickel composite oxide, aluminum is solid-dissolved by firing.

上記板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルと、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムとの混合には、特に限定されるものではないが、Vブレンダーやスパルタンリューザー、あるいはバーチカルグラニュエーターといった乾式混合機や混合造粒機を用いることができ、均一に混合される適切な時間の範囲で行うことが好ましい。ここで、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムとしては、反応を促進させるために、微粉砕した水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを用いることが好ましく、その粒径としては、0.01〜1μmが好ましい。   The mixing of the plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide with aluminum hydroxide or aluminum oxide is not particularly limited, but may include a dry blender such as a V blender, a Spartan luzer, or a vertical granulator. A mixing granulator can be used, and it is preferable to carry out within a suitable time range for uniform mixing. Here, as aluminum hydroxide or aluminum oxide, in order to promote the reaction, it is preferable to use finely pulverized aluminum hydroxide or aluminum oxide, and the particle diameter is preferably 0.01 to 1 μm.

さらに、各粒子にアルミニウムを均一に含有させるため、上記水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムは、上記板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルの表面を被覆するようにすることが好ましい。
上記被覆する方法としては、特に限定されるものではないが、上記板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルの粒子表面を、少なくとも部分的に被覆する方法が挙げられる。
例えば、まず、板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルを水に懸濁させた後、アルミン酸ナトリウムを所望の組成となるように添加し、攪拌溶解する。次に、このスラリー中に、さらに硫酸を添加して中和することにより、板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルの表面に、水酸化アルミニウムを析出させて被覆する。
また、メカノケミカル法により、板状水酸化ニッケルの表面を水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムで被覆する。メカノケミカル法を用いる場合は、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを、前述した混合の際と同様に、事前に微粉砕することが好ましい。
Furthermore, in order to make each particle contain aluminum uniformly, it is preferable that the aluminum hydroxide or aluminum oxide covers the surface of the plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide.
Although it does not specifically limit as the method of coating | covering, The method of coat | covering the particle | grain surface of the said plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide at least partially is mentioned.
For example, first, plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide is suspended in water, and then sodium aluminate is added to a desired composition and dissolved by stirring. Next, sulfuric acid is further added to the slurry to neutralize it, so that aluminum hydroxide is deposited on the surface of the plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide.
Further, the surface of plate-like nickel hydroxide is coated with aluminum hydroxide or aluminum oxide by a mechanochemical method. When the mechanochemical method is used, it is preferable to finely pulverize aluminum hydroxide or aluminum oxide in the same manner as in the mixing described above.

上記(2)又は(2−2)の工程で、上記板状水酸化ニッケル又は板状酸化ニッケルとリチウム化合物との混合の際、上記水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムの混合を同時に行なってもよい。この際の混合には、特に限定されるものではないが、Vブレンダーやスパルタンリューザー、あるいはバーチカルグラニュエーターといった乾式混合機や混合造粒機を用いることができ、均一に混合される適切な時間の範囲で行うことが好ましい。   In the step (2) or (2-2), when the plate-like nickel hydroxide or plate-like nickel oxide and the lithium compound are mixed, the aluminum hydroxide or the aluminum oxide may be mixed at the same time. The mixing at this time is not particularly limited, but a dry mixer or a mixing granulator such as a V blender, a Spartan luzer, or a vertical granulator can be used. It is preferable to carry out in the range.

上記(2)又は(2−2)の工程で用いるリチウム化合物としては、特に限定されるものではなく、リチウムの水酸化物、酸化物、塩化物、炭酸塩、又は硝酸塩から選ばれる少なくとも1種が挙げられるが、この中で、焼成で使用する炉や匣鉢を傷めず環境面でも負荷の低い、リチウムの水酸化物又は酸化物が好ましい。   The lithium compound used in the step (2) or (2-2) is not particularly limited, and is at least one selected from lithium hydroxide, oxide, chloride, carbonate, or nitrate. Of these, lithium hydroxide or oxide, which does not damage the furnace or mortar used in firing and has a low environmental load, is preferable.

(3)の工程
上記(3)の工程は、上記(2)又は(2−2)で得られた混合物を、650〜850℃、好ましくは680〜800℃、より好ましくは700〜780℃の温度で焼成する工程である。これにより、本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物が得られる。すなわち、焼成温度が680℃未満では、未反応のリチウム化合物が残留するか、あるいは得られるリチウムニッケル複合酸化物の結晶性が低くなり電池性能が低下する。一方、焼成温度が800℃を超えると、リチウムニッケル複合酸化物が異なる構造又は組成を有する化合物に変化し、電池性能が著しく低下する。
Step (3) In the step (3), the mixture obtained in (2) or (2-2) is 650 to 850 ° C, preferably 680 to 800 ° C, more preferably 700 to 780 ° C. This is a step of baking at a temperature. Thereby, the plate-like lithium nickel composite oxide of the present invention is obtained. That is, when the firing temperature is less than 680 ° C., unreacted lithium compound remains, or the crystallinity of the obtained lithium nickel composite oxide is lowered and the battery performance is lowered. On the other hand, when the firing temperature exceeds 800 ° C., the lithium nickel composite oxide changes to a compound having a different structure or composition, and battery performance is significantly reduced.

上記焼成時の雰囲気としては、特に限定されるものではないが、炭酸ガスや水分の極力少ないガス雰囲気で、例えば、酸素濃度70容量%以上の雰囲気とすることが好ましい。すなわち、炭酸ガスが存在すると、焼成後に生成されたリチウムニッケル複合酸化物の表面のリチウムが炭酸化し、電池の内部抵抗となることがある。また、水分が存在すると、焼成後に、乾燥した粒子に吸着し、その吸着水が電極作成時の溶剤と反応してゲル化を起こしたり、電池作製後の充放電で水の電気分解により酸素や水素が発生し、破裂の危険を引き起こす要因となることがある。   The atmosphere at the time of firing is not particularly limited, but is preferably a gas atmosphere having as little carbon dioxide or moisture as possible, for example, an atmosphere having an oxygen concentration of 70% by volume or more. That is, in the presence of carbon dioxide gas, lithium on the surface of the lithium nickel composite oxide produced after firing may be carbonated, resulting in internal resistance of the battery. In addition, if moisture is present, it is adsorbed on the dried particles after firing, and the adsorbed water reacts with the solvent at the time of electrode preparation to cause gelation, or oxygen and Hydrogen may be generated, causing a risk of explosion.

上記焼成時間としては、焼成温度および処理量などの焼成条件によって決められるものであり、特に限定されるものではないが、10時間以上かけて焼成を行うことが好ましく、20時間以上かけての焼成がより好ましい。すなわち、焼成時間が10時間より短い場合、脱水過程、反応過程、結晶成長過程という総合的に必要とされる時間が不足することがある。   The firing time is determined by firing conditions such as firing temperature and throughput, and is not particularly limited. However, firing is preferably performed for 10 hours or more, and firing for 20 hours or more. Is more preferable. That is, when the firing time is shorter than 10 hours, the time required for comprehensively such as dehydration process, reaction process, and crystal growth process may be insufficient.

上記焼成に用いる炉としては、特に限定されるものではなく、通常焼成に用いられる炉を使用することができるが、混合物をセラミック匣鉢又はステンレス匣鉢に充填し、ボックス型電気炉、昇降炉、雰囲気炉等のバッチ式炉のほか、ローラーハースキルン、プッシャー炉等の連続式炉が好ましい。   The furnace used for the firing is not particularly limited, and a furnace normally used for firing can be used. However, the mixture is filled in a ceramic or stainless steel bowl, and a box-type electric furnace or lifting furnace is used. In addition to a batch furnace such as an atmospheric furnace, a continuous furnace such as a roller hearth kiln or a pusher furnace is preferable.

上記(3)の工程で得られた焼成後の板状リチウムニッケル複合酸化物は、必要に応じて、ピンミル、ハンマーミル等の機械粉砕で所望の粒度となるように、解砕処理を行うことができる。
その後、電極作製時に、ダマや粗粒による凸が起こらないように、所望の網目の篩を用いて分級を行うことが好ましい。前記篩としては、超音波式振動篩が好ましい。
続いて、分級後の板状リチウムニッケル複合酸化物は、真空乾燥機にて十分脱水されるように、時間をかけて加熱処理することが好ましい。なお、加熱処理後は、真空のまま冷却させ、脱水された低露点エアー中で、大気圧に戻すことが好ましい。
The plate-like lithium nickel composite oxide after firing obtained in the step (3) is subjected to a pulverization treatment so as to obtain a desired particle size by mechanical pulverization such as a pin mill or a hammer mill, if necessary. Can do.
Thereafter, it is preferable to perform classification using a desired mesh screen so as not to cause protrusions due to lumps or coarse grains during electrode fabrication. As the sieve, an ultrasonic vibration sieve is preferable.
Subsequently, the plate-like lithium nickel composite oxide after classification is preferably heat-treated over time so that it can be sufficiently dehydrated in a vacuum dryer. In addition, after heat processing, it is preferable to cool in vacuum and to return to atmospheric pressure in dehydrated low dew point air.

2.板状リチウムニッケル複合酸化物
本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物は、上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法によって得られる板状リチウムニッケル複合酸化物であって、
平面方向粒径が3〜20μmであり、多孔質構造であることを特徴とする。
2. Plate-like lithium nickel composite oxide The plate-like lithium nickel composite oxide of the present invention is a plate-like lithium nickel composite oxide obtained by the method for producing the plate-like lithium nickel composite oxide,
The grain size in the plane direction is 3 to 20 μm, and it has a porous structure.

上記板状リチウムニッケル複合酸化物は、組成が、次の式(1)で表されるものであって、一次粒子が大きく結晶性に優れた特殊な多孔質構造を有するものであるが、ここで多孔質構造であることが特に重要である。
式(1):LiNi1−x
(式中のMは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素であり、xは、0≦x≦0.3であり、及びyは、0.95≦y≦1.1である。)
The plate-like lithium nickel composite oxide has a composition represented by the following formula (1) and has a special porous structure with large primary particles and excellent crystallinity. It is particularly important to have a porous structure.
Equation (1): Li y Ni 1 -x M x O 2
(In the formula, M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si, and x is 0 ≦ x ≦ 0.3. And y is 0.95 ≦ y ≦ 1.1.)

上記多孔質構造とは、粒子は原料とする板状水酸化ニッケルの板状形状(例えば、六角板状)の形骸を残すものであり、そのミクロ構造は、最大径0.2〜2μmの繊維状、樹枝状又は枝珊瑚状の一次粒子が絡み合って二次粒子を形成し、一次粒子間に二次粒子外部と連続して繋がった空隙が多数存在する形態を有するものであり、後述する実施例において、SEM(走査型電子顕微鏡)写真(図2、3)に示すような特殊な多孔質構造である。
すなわち、この多孔質構造を有することにより、リチウムイオン二次電池用正極活物質として用いられたとき、板状リチウムニッケル複合酸化物の二次粒子内部まで電解液が入り込み、一次粒子で均等にリチウムイオンの移動(インターカレーション)が行なわれる。また、多数の空隙が存在するため、リチウムイオンの移動に伴う一次粒子の膨張及び収縮が吸収され。これらの効果により、充放電サイクルによるリチウムニッケル複合酸化物の劣化が抑制され、サイクル特性が向上する。
The porous structure is a particle in which a plate-like nickel hydroxide plate-like shape (for example, hexagonal plate-like) remains as a raw material, and the microstructure is a fiber having a maximum diameter of 0.2 to 2 μm. , Dendritic or branch-shaped primary particles are intertwined to form secondary particles, and there are many voids continuously connected to the outside of the secondary particles between the primary particles, which will be described later In the example, it is a special porous structure as shown in a SEM (scanning electron microscope) photograph (FIGS. 2 and 3).
That is, by having this porous structure, when used as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, the electrolyte enters into the secondary particles of the plate-like lithium nickel composite oxide, and the primary particles are equally lithium. Ion movement (intercalation) is performed. In addition, since there are a large number of voids, the expansion and contraction of the primary particles accompanying the movement of lithium ions are absorbed. By these effects, deterioration of the lithium nickel composite oxide due to the charge / discharge cycle is suppressed, and the cycle characteristics are improved.

上記板状リチウムニッケル複合酸化物の比表面積としては、特に限定されるものではないが、0.3〜1.2m/gであることが好ましい。すなわち、上記板状リチウムニッケル複合酸化物は、多孔質構造であるにもかかわらず、通常の晶析法で得られた水酸化ニッケルを原料として用いて得た球状又は楕円状の二次粒子からなるリチウムニッケル複合酸化物の比表面積と同程度であり、このことは、結晶性に優れ、表面の微細なポアが少ないことを意味している。これにより、微細なポアが少ないため、電解液との接触が最小限に抑制されるとともに、結晶性が高いため、リチウムニッケル複合酸化物の分解と酸素の発生が抑制され、安全性が向上する。また、高い結晶性は、充放電サイクルによるリチウムニッケル複合酸化物の劣化も抑制し、サイクル特性を向上させる効果もある。 Although it does not specifically limit as a specific surface area of the said plate-like lithium nickel complex oxide, It is preferable that it is 0.3-1.2 m < 2 > / g. That is, the plate-like lithium-nickel composite oxide is formed from spherical or elliptical secondary particles obtained using nickel hydroxide obtained by a normal crystallization method as a raw material, despite having a porous structure. The specific surface area of the resulting lithium nickel composite oxide is excellent in crystallinity and means that there are few fine pores on the surface. As a result, since there are few fine pores, contact with the electrolytic solution is suppressed to a minimum, and since crystallinity is high, decomposition of the lithium nickel composite oxide and generation of oxygen are suppressed, and safety is improved. . Moreover, the high crystallinity also has the effect of suppressing the deterioration of the lithium nickel composite oxide due to the charge / discharge cycle and improving the cycle characteristics.

ここで、比表面積が0.3m/g未満では、電解液との接触が十分ではなく、正極活物質として用いたときに高容量の電池が得られない。一方、比表面積が1.2m/gを超えると、結晶性も低下し、安全性とサイクル特性向上の効果が十分でなくなる。 Here, when the specific surface area is less than 0.3 m 2 / g, contact with the electrolytic solution is not sufficient, and a high-capacity battery cannot be obtained when used as a positive electrode active material. On the other hand, if the specific surface area exceeds 1.2 m 2 / g, the crystallinity also decreases, and the effects of improving safety and cycle characteristics are not sufficient.

上記板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径としては、3〜20μmである。これにより、リチウムイオン二次電池の正極活物質として用いられたとき、高い安全性とサイクル特性を両立させることができる。なお、平面方向粒径とは、リチウムニッケル複合酸化物の粒子の平面における最大径を意味する。
すなわち、平面方向粒径が3μm未満では、ペースト製造時に、粒子が細かすぎるため二次電池の電極へ塗布する際、多量の溶剤が必要となり生産性も悪くなるほか、比表面積が非常に高くなるので、自己放電や電池サイクル劣化が起こりやすくなる。一方、平面方向粒径が20μmを超えると、安全性は向上するが、電極へのペーストの塗布が均一に行なうことができなくなる。
The particle size in the planar direction of the plate-like lithium nickel composite oxide is 3 to 20 μm. Thereby, when used as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery, both high safety and cycle characteristics can be achieved. In addition, a plane direction particle size means the maximum diameter in the plane of the particle | grains of lithium nickel complex oxide.
In other words, when the particle size in the plane direction is less than 3 μm, the particles are too fine during paste production, so that a large amount of solvent is required when applying to the electrode of the secondary battery, resulting in poor productivity and a very high specific surface area. Therefore, self-discharge and battery cycle deterioration are likely to occur. On the other hand, when the planar particle size exceeds 20 μm, the safety is improved, but the paste cannot be uniformly applied to the electrodes.

さらに、上記板状リチウムニッケル複合酸化物の厚さとしては、特に限定されるものではないが、1〜8μmであることが好ましい。すなわち、厚さが1μm未満では、粒子が割れやすく、サイクル特性が劣化することがある。一方、厚さが8μmを超えると、リチウムイオンの移動に伴う一次粒子の膨張及び収縮が吸収されず、サイクル特性が劣化することがある。
上記板状リチウムニッケル複合酸化物は、組成が、上記式(1)で表されるものであるが、式中のMを、特にCo、Al、Ti、Gaとすることが好ましく、0<x≦0.3とすることがより好ましく、0.005≦x≦0.3とすることがさらに好ましい。Mをこれらの元素とすることで、二次電池の正極材活物質として用いたとき、安全性およびサイクル特性により大きな改善効果が得られる。
Furthermore, although it does not specifically limit as thickness of the said plate-like lithium nickel complex oxide, It is preferable that it is 1-8 micrometers. That is, when the thickness is less than 1 μm, the particles are easily broken and the cycle characteristics may be deteriorated. On the other hand, when the thickness exceeds 8 μm, the expansion and contraction of the primary particles accompanying the movement of lithium ions are not absorbed, and the cycle characteristics may be deteriorated.
The plate-like lithium nickel composite oxide has a composition represented by the above formula (1), and M in the formula is particularly preferably Co, Al, Ti, Ga, and 0 <x More preferably, ≦ 0.3, and even more preferably 0.005 ≦ x ≦ 0.3. By using M as these elements, when used as a positive electrode material active material of a secondary battery, a large improvement effect can be obtained due to safety and cycle characteristics.

以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた平面方向粒径及び組成、並びにそれぞれの正極活物質を用いて得た電池の25サイクル後の電池容量及び充電時の安全性(熱安定性)の評価方法は、以下の通りである。
(1)平面方向粒径および厚さの測定:SEM(走査型電子顕微鏡)写真で任意に選択された粒子50個の平均値を算出した。
(2)組成の分析:ICP発光分析法で行った。
(3)比表面積:窒素ガス吸着によるBET1点法で行なった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the planar direction particle size and composition used in the examples and comparative examples, and the battery capacity after 25 cycles of the batteries obtained using the respective positive electrode active materials and the safety (thermal stability) evaluation method during charging Is as follows.
(1) Measurement of grain size and thickness in the plane direction: An average value of 50 particles arbitrarily selected in a SEM (scanning electron microscope) photograph was calculated.
(2) Composition analysis: ICP emission analysis was performed.
(3) Specific surface area: The specific surface area was measured by the BET one-point method using nitrogen gas adsorption.

(4)25サイクル後の電池容量の評価:粉体(活物質)を用いて以下のように電池を作製し、25サイクル後の放電容量を測定した。
リチウムニッケル複合酸化物(活物質)90質量%にアセチレンブラック5質量%およびPVDF(ポリ沸化ビニリデン)5質量%を混合し、NMP(n−メチルピロリドン)を加えペースト化した。これを20μm厚のアルミニウム箔に、乾燥後の活物質重量が0.05g/cmになるように塗布し、120℃で真空乾燥を行い、1cmΦの円板状に打ち抜いて正極とした。負極として、リチウム金属を、電解液には、1MのLiClOを支持塩とするエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の等量混合溶液を用いた。ポリエチレンからなるセパレータに電解液を染み込ませ、露点が−80℃に管理されたAr雰囲気のグローブボックス中で、2032型のコイン電池を作製した。
図1に、2032型のコイン電池の概略構造を示す。ここで、コイン電池は、正極缶6中の正極(評価用電極)3、負極缶5中のリチウム金属負極1、電解液含浸のセパレーター2、ガスケット4及び集電体7から構成される。
作製した電池は、24時間程度放置してOCVが安定した後、電流密度を0.5mA/cmとしカットオフ電圧4.3−3.0Vで充放電試験を行い、初期放電容量を測定した。また、充放電試験25サイクル後の放電容量を測定し、初期放電容量に対する相対比として評価した。
(4) Evaluation of battery capacity after 25 cycles: A battery was produced using powder (active material) as follows, and the discharge capacity after 25 cycles was measured.
90% by mass of lithium nickel composite oxide (active material) was mixed with 5% by mass of acetylene black and 5% by mass of PVDF (polyvinylidene fluoride), and NMP (n-methylpyrrolidone) was added to make a paste. This was applied to a 20 μm thick aluminum foil so that the weight of the active material after drying was 0.05 g / cm 2 , vacuum-dried at 120 ° C., and punched out into a 1 cmφ disk shape to obtain a positive electrode. Lithium metal was used as the negative electrode, and an equivalent mixed solution of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) using 1M LiClO 4 as a supporting salt was used as the electrolyte. A separator made of polyethylene was impregnated with an electrolytic solution, and a 2032 type coin battery was produced in a glove box in an Ar atmosphere in which the dew point was controlled at −80 ° C.
FIG. 1 shows a schematic structure of a 2032 type coin battery. Here, the coin battery is composed of a positive electrode (evaluation electrode) 3 in a positive electrode can 6, a lithium metal negative electrode 1 in a negative electrode can 5, an electrolyte-impregnated separator 2, a gasket 4, and a current collector 7.
The manufactured battery was allowed to stand for about 24 hours and after the OCV was stabilized, the current density was 0.5 mA / cm 2 and a charge / discharge test was performed at a cut-off voltage 4.3-3.0 V to measure the initial discharge capacity. . Further, the discharge capacity after 25 cycles of the charge / discharge test was measured and evaluated as a relative ratio to the initial discharge capacity.

(5)充電時の安全性(熱安定性)の評価:1サイクル目の充電カット電圧を4.3Vとして充電させた状態のコイン電池を解体し、正極合剤を取り出してDSCによって測定して発熱量を求め、その熱的安定性を評価した。なお、実施例1の発熱量を100としてその相対比で示した。 (5) Evaluation of safety (thermal stability) during charging: Disassembling a coin battery in a state where the charge cut voltage in the first cycle is set to 4.3 V, taking out the positive electrode mixture, and measuring by DSC The calorific value was determined and its thermal stability was evaluated. In addition, the calorific value of Example 1 was set to 100, and the relative ratio was shown.

(実施例1)
(1)板状水酸化ニッケル粉の製造
原料として、通常の晶析法により製造したNi0.82Co0.15Al0.03(OH)の組成からなり、粒径5μmの粒状の水酸化ニッケル粉末を用いて、反応槽内で、この水酸化ニッケル粉末1molを、水酸化ナトリウム水溶液(含有量2.5mol)200mLに懸濁させ、十分攪拌した。その後、反応槽を140℃まで加熱した後、撹拌しながら5時間保持した。保持後、水洗、乾燥して板状水酸化ニッケルを得た。
得られた板状水酸化ニッケル粉は、平面方向粒径が10.6μm、比表面積が105m/gであり、組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
Example 1
(1) Manufacture of plate-like nickel hydroxide powder As a raw material, it consists of a composition of Ni 0.82 Co 0.15 Al 0.03 (OH) 2 manufactured by a normal crystallization method, and is granular water having a particle size of 5 μm. Using nickel oxide powder, 1 mol of this nickel hydroxide powder was suspended in 200 mL of an aqueous sodium hydroxide solution (content 2.5 mol) in a reaction vessel and sufficiently stirred. Thereafter, the reaction vessel was heated to 140 ° C. and held for 5 hours with stirring. After holding, it was washed with water and dried to obtain plate-like nickel hydroxide.
The obtained plate-like nickel hydroxide powder had a planar particle size of 10.6 μm and a specific surface area of 105 m 2 / g, and the composition was the same as that of the raw material nickel hydroxide.

(2)板状リチウムニッケル複合酸化物の製造
スパルタンリューザーを使用して、前記板状水酸化ニッケル粉に、水酸化リチウム一水和物を、モル比でLi/(Ni+Co+Al)=1.02となるように添加し、混合し、得られた混合物を、酸素雰囲気中で680℃の温度で24時間の焼成を行った。得られた焼成物を解砕後、網目50μmの超音波篩で分級し、その後真空乾燥して、板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒子径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。また、得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の外観のSEM写真を図2に、断面のSEM写真を図3に示す。
(2) Production of plate-like lithium nickel composite oxide Using a Spartan Luther, lithium hydroxide monohydrate was added to the plate-like nickel hydroxide powder in a molar ratio of Li / (Ni + Co + Al) = 1.02. The resulting mixture was calcined in an oxygen atmosphere at a temperature of 680 ° C. for 24 hours. The obtained fired product was crushed, classified with an ultrasonic sieve having a mesh of 50 μm, and then vacuum dried to obtain a plate-like lithium nickel composite oxide.
The obtained plate-like lithium nickel composite oxide was evaluated for particle size in the planar direction, composition, battery capacity after 25 cycles, and thermal stability. The results are shown in Table 1. Moreover, the SEM photograph of the external appearance of the obtained plate-like lithium nickel composite oxide is shown in FIG. 2, and the SEM photograph of the cross section is shown in FIG.

(実施例2)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、焼成温度を800℃としたこと以外は実施例1と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 2)
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 800 ° C. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、水酸化リチウム一水和物に代えて、酸化リチウムを用いたこと以外は実施例2と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 3)
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 2 except that lithium oxide was used instead of lithium hydroxide monohydrate. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、水酸化リチウム一水和物に代えて、塩化リチウムを用いたこと以外は実施例2と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
Example 4
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 2 except that lithium chloride was used instead of lithium hydroxide monohydrate. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、水酸化リチウム一水和物に代えて、炭酸リチウムを用いたこと以外は実施例2と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 5)
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 2 except that lithium carbonate was used instead of lithium hydroxide monohydrate. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、水酸化リチウム一水和物に代えて、硝酸リチウムを用いたこと以外は実施例2と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 6)
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 2 except that lithium nitrate was used instead of lithium hydroxide monohydrate. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
実施例1で得られた板状水酸化ニッケルを、大気雰囲気中400℃で5時間焙焼して板状酸化ニッケルを製造し、上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、板状水酸化ニッケルに代えて、これを用いたこと以外は実施例2と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 7)
The plate-like nickel hydroxide obtained in Example 1 was roasted at 400 ° C. for 5 hours in the air atmosphere to produce plate-like nickel oxide. In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, plate-like hydroxide was produced. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 2 except that nickel was used instead of nickel. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
上記板状酸化ニッケルを製造する際、焙焼温度を900℃としたこと以外は実施例7と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 8)
When producing the plate-like nickel oxide, a plate-like lithium-nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 7 except that the roasting temperature was 900 ° C. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例9)
上記板状水酸化ニッケル粉の製造において、水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、懸濁させる水溶液として水酸化ナトリウムと塩化ナトリウムの混合水溶液(水酸化ナトリウム:2.5mol、塩化ナトリウム:0.01mol)を用いたこと以外は実施例1と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が9.8μm、厚さが1.5μm、及び比表面積が98m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。また、得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の比表面積は、1.01m/gであった。
Example 9
In the production of the plate-like nickel hydroxide powder, a mixed aqueous solution of sodium hydroxide and sodium chloride (sodium hydroxide: 2.5 mol, sodium chloride: 0.01 mol) is used as the aqueous solution to be suspended instead of the aqueous sodium hydroxide solution. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was used. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate had a planar particle size of 9.8 μm, a thickness of 1.5 μm, and a specific surface area of 98 m 2 / g, and its composition was the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1. Moreover, the specific surface area of the obtained plate-like lithium nickel composite oxide was 1.01 m 2 / g.

(実施例10)
上記板状水酸化ニッケル粉の製造において、水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、懸濁させる水溶液として水酸化ナトリウムと塩化ナトリウムの混合水溶液(水酸化ナトリウム:2.5mol、塩化ナトリウム:0.1mol)を用いたこと以外は実施例1と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が10.1μm、厚さが4.0μm、及び比表面積が55m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 10)
In the production of the plate-like nickel hydroxide powder, a mixed aqueous solution of sodium hydroxide and sodium chloride (sodium hydroxide: 2.5 mol, sodium chloride: 0.1 mol) is used as the aqueous solution to be suspended instead of the aqueous sodium hydroxide solution. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was used. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate has a planar particle size of 10.1 μm, a thickness of 4.0 μm, and a specific surface area of 55 m 2 / g, and its composition is the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例11)
上記板状水酸化ニッケル粉の製造において、水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、懸濁させる水溶液として水酸化ナトリウムと塩化ナトリウムの混合水溶液(水酸化ナトリウム:2.5mol、塩化ナトリウム:0.2mol)を用いたこと以外は実施例1と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が9.8μm、厚さが7.6μm、及び比表面積が51m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。また、得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の比表面積は、0.43m/gであった。
(Example 11)
In the production of the plate-like nickel hydroxide powder, a mixed aqueous solution of sodium hydroxide and sodium chloride (sodium hydroxide: 2.5 mol, sodium chloride: 0.2 mol) is used as the aqueous solution to be suspended instead of the aqueous sodium hydroxide solution. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was used. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate has a planar particle size of 9.8 μm, a thickness of 7.6 μm, and a specific surface area of 51 m 2 / g, and its composition is the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1. Moreover, the specific surface area of the obtained plate-like lithium nickel composite oxide was 0.43 m 2 / g.

(実施例12)
上記板状水酸化ニッケル粉の製造において、水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、懸濁させる水溶液として水酸化ナトリウムと塩化カルシウムの混合水溶液(水酸化ナトリウム:2.5mol、塩化カルシウム:0.1mol)を用いたこと以外は実施例1と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が9.9μm、厚さが3.9μm、及び比表面積が64m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
Example 12
In the production of the plate-like nickel hydroxide powder, a mixed aqueous solution of sodium hydroxide and calcium chloride (sodium hydroxide: 2.5 mol, calcium chloride: 0.1 mol) is used as the aqueous solution to be suspended instead of the aqueous sodium hydroxide solution. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was used. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate had a planar particle size of 9.9 μm, a thickness of 3.9 μm, and a specific surface area of 64 m 2 / g, and its composition was the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例13)
上記板状水酸化ニッケル粉の製造において、水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、懸濁させる水溶液として水酸化ナトリウムと塩化ニッケルの混合水溶液(水酸化ナトリウム:2.5mol、塩化ニッケル:0.1mol)を用いたこと以外は実施例1と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が10.1μm、厚さが4.0μm、及び比表面積が68m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 13)
In the production of the plate-like nickel hydroxide powder, a mixed aqueous solution of sodium hydroxide and nickel chloride (sodium hydroxide: 2.5 mol, nickel chloride: 0.1 mol) is used as the aqueous solution to be suspended instead of the aqueous sodium hydroxide solution. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was used. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate has a planar particle size of 10.1 μm, a thickness of 4.0 μm, and a specific surface area of 68 m 2 / g, and its composition is the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例14)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、焼成温度を800℃としたこと以外は実施例10と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。また、得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の比表面積は、0.71m/gであった。
(Example 14)
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 10 except that the firing temperature was 800 ° C. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1. Moreover, the specific surface area of the obtained plate-like lithium nickel composite oxide was 0.71 m 2 / g.

(実施例15)
実施例10で得られた板状水酸化ニッケルを、大気雰囲気中400℃で5時間焙焼して板状酸化ニッケルを製造し、上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、板状水酸化ニッケルに代えて、これを用いたこと以外は実施例14と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 15)
The plate-like nickel hydroxide obtained in Example 10 was roasted at 400 ° C. for 5 hours in the air atmosphere to produce plate-like nickel oxide. In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, plate-like hydroxide was produced. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 14 except that this was used instead of nickel. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例16)
板状酸化ニッケルを製造する際、焙焼温度を900℃としたこと以外は実施例15と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 16)
When producing plate-like nickel oxide, a plate-like lithium-nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 15 except that the roasting temperature was 900 ° C. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例17)
上記板状水酸化ニッケル粉の製造において、原料として用いる水酸化ニッケルの組成がNi0.845Co0.155(OH)であったこと以外は実施例14と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が10.1μm、厚さが4.6μm、及び比表面積が74m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 17)
In the manufacture of the plate-like nickel hydroxide powder, the composition of the nickel hydroxide used as a raw material Ni 0.845 Co 0.155 (OH) Similarly tabular lithium nickel complex except which was a 2 and Example 14 An oxide was obtained. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate has a planar particle size of 10.1 μm, a thickness of 4.6 μm, and a specific surface area of 74 m 2 / g, and its composition is the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例18)
上記中間物として得られた板状水酸化ニッケルを、大気雰囲気中900℃で5時間焙焼して板状酸化ニッケルを製造し、上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、板状水酸化ニッケルに代えて、これを用いたこと以外は実施例17と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 18)
The plate-like nickel hydroxide obtained as the intermediate was roasted at 900 ° C. for 5 hours in the air atmosphere to produce plate-like nickel oxide. In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 17 except that this was used instead of nickel. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例19)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、上記板状水酸化ニッケルを濃度300g/Lとなるよう純水に懸濁させたスラリーに、モル比でNi:Co:Al=0.82:0.15:0.03の組成になるようにアルミン酸ナトリウムを溶解させ、さらに硫酸を添加して中和し、板状水酸化ニッケルの粒子表面を水酸化アルミニウムで被覆させたこと以外は実施例17と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
Example 19
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, a molar ratio of Ni: Co: Al = 0.82: 0 was obtained in a slurry in which the plate-like nickel hydroxide was suspended in pure water to a concentration of 300 g / L. .15: Example except that sodium aluminate was dissolved to a composition of 0.03, neutralized by adding sulfuric acid, and the surface of the plate-like nickel hydroxide particles was coated with aluminum hydroxide. In the same manner as in Example 17, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例20)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、上記板状水酸化ニッケルにモル比でNi:Co:Al=0.82:0.15:0.03の組成になるように酸化アルミニウムを添加し、メカノフュージョンにより板状水酸化ニッケルの粒子表面を酸化アルミニウムで被覆させたこと以外は実施例17と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 20)
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, aluminum oxide was added to the plate-like nickel hydroxide so that the molar ratio of Ni: Co: Al = 0.82: 0.15: 0.03. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 17 except that the surface of the plate-like nickel hydroxide particles was coated with aluminum oxide by mechanofusion. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例21)
上記板状水酸化ニッケルを、大気雰囲気中900℃で5時間焙焼して板状酸化ニッケルを製造し、上記板状水酸化ニッケルに代えて、これを懸濁させたスラリーを用いて、板状酸化ニッケルの粒子表面を水酸化アルミニウムで被覆させたこと、及び上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、板状水酸化ニッケルに代えて、これを用いたこと以外は実施例19と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 21)
The plate-like nickel hydroxide is roasted at 900 ° C. in an air atmosphere for 5 hours to produce plate-like nickel oxide. Instead of the plate-like nickel hydroxide, a slurry in which this is suspended is used to produce a plate-like nickel hydroxide. Example 19 except that the surface of the nickel oxide particles was coated with aluminum hydroxide and that the plate-like lithium nickel composite oxide was used in place of the plate-like nickel hydroxide. Thus, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例22)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、上記板状水酸化ニッケルに、モル比でNi:Co:Al=0.82:0.15:0.03の組成になるように、サブミクロン(0.1μm)まで微粉砕した水酸化アルミニウムを添加し、Vブレンダーを用いて、混合したこと以外は実施例17と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 22)
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, the plate-like nickel hydroxide is submicron (in a molar ratio of Ni: Co: Al = 0.82: 0.15: 0.03). A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 17 except that aluminum hydroxide finely pulverized to 0.1 μm) was added and mixed using a V blender. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例23)
上記板状水酸化ニッケルを、大気雰囲気中900℃で5時間焙焼して板状酸化ニッケルを製造し、上記板状水酸化ニッケルに代えて、これに上記水酸化アルミニウムを添加し、混合したこと以外は実施例22と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 23)
The plate-like nickel hydroxide was roasted at 900 ° C. in an air atmosphere for 5 hours to produce plate-like nickel oxide, and the aluminum hydroxide was added and mixed in place of the plate-like nickel hydroxide. Except this, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 22. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例24)
上記水酸化アルミニウムに代えて、サブミクロン(0.1μm)まで微粉砕した酸化アルミニウムを用いたこと以外は実施例23と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 24)
A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 23 except that aluminum oxide finely pulverized to submicron (0.1 μm) was used instead of the aluminum hydroxide. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例25)
上記板状水酸化ニッケル粉の製造において、水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、懸濁させる水溶液として水酸化ナトリウムと塩化ナトリウムの混合水溶液(水酸化ナトリウム:0.5mol、塩化ナトリウム:0.1mol)を用いたこと、及び保持温度を100℃としたこと以外は実施例14と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が3.5μm、厚さが2.8μm、及び比表面積が104m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 25)
In the production of the plate-like nickel hydroxide powder, a mixed aqueous solution of sodium hydroxide and sodium chloride (sodium hydroxide: 0.5 mol, sodium chloride: 0.1 mol) is used as the aqueous solution to be suspended instead of the aqueous sodium hydroxide solution. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 14 except that it was used and the holding temperature was 100 ° C. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate had a planar particle size of 3.5 μm, a thickness of 2.8 μm, and a specific surface area of 104 m 2 / g, and its composition was the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(実施例26)
上記板状水酸化ニッケル粉の製造において、水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、懸濁させる水溶液として水酸化ナトリウムと塩化ナトリウムの混合水溶液(水酸化ナトリウム:5mol、塩化ナトリウム:0.1mol)を用いたこと、及び保持温度を180℃としたこと以外は実施例14と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が18.5μm、厚さが4.9μm、及び比表面積が68m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 26)
In the production of the plate-like nickel hydroxide powder, a mixed aqueous solution of sodium hydroxide and sodium chloride (sodium hydroxide: 5 mol, sodium chloride: 0.1 mol) was used as an aqueous solution to be suspended instead of the aqueous sodium hydroxide solution. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 14 except that the holding temperature was 180 ° C. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate has a grain size in the plane direction of 18.5 μm, a thickness of 4.9 μm, and a specific surface area of 68 m 2 / g, and its composition is the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、焼成温度を600℃としたこと以外は実施例10と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 10 except that the firing temperature was 600 ° C. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
上記板状リチウムニッケル複合酸化物の製造において、焼成温度を900℃としたこと以外は実施例10と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。なお、異相の析出が見られた。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
In the production of the plate-like lithium nickel composite oxide, a plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 10 except that the firing temperature was 900 ° C. The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. In addition, precipitation of heterogeneous phase was observed. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
上記板状水酸化ニッケル粉の製造において、水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、懸濁させる水溶液として水酸化ナトリウムと塩化ナトリウムの混合水溶液(水酸化ナトリウム:0.3mol、塩化ナトリウム:0.1mol)を用いたこと、及び保持温度を100℃としたこと以外は実施例14と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が1.3μm、厚さが2.2μm、及び比表面積が155m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
In the production of the plate-like nickel hydroxide powder, a mixed aqueous solution of sodium hydroxide and sodium chloride (sodium hydroxide: 0.3 mol, sodium chloride: 0.1 mol) is used as the aqueous solution to be suspended instead of the aqueous sodium hydroxide solution. A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 14 except that it was used and the holding temperature was 100 ° C. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate has a plane direction particle size of 1.3 μm, a thickness of 2.2 μm, and a specific surface area of 155 m 2 / g, and its composition is the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(比較例4)
上記保持温度を220℃とすること以外は実施例26と同様にして板状リチウムニッケル複合酸化物を得た。なお、中間物として得られた板状水酸化ニッケルは、平面方向粒径が24.5μm、厚さが5.6μm、及び比表面積が28m/gであり、その組成は原料の水酸化ニッケルと同様であった。
得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の平面方向粒径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
A plate-like lithium nickel composite oxide was obtained in the same manner as in Example 26 except that the holding temperature was 220 ° C. The plate-like nickel hydroxide obtained as an intermediate had a planar particle size of 24.5 μm, a thickness of 5.6 μm, and a specific surface area of 28 m 2 / g, and its composition was the raw material nickel hydroxide It was the same.
The plate-like lithium nickel composite oxide obtained was evaluated for the particle size in the planar direction, the composition, the battery capacity after 25 cycles, and the thermal stability. The results are shown in Table 1.

(比較例5)
まず、硫酸ニッケルと硫酸コバルトを混合した水溶液、アルミン酸ナトリウム水溶液、アンミン錯塩を形成させるアンモニア水、pH調整用に苛性ソーダを反応槽中に滴下する晶析法により、反応温度を50℃を保ちつつ、pH11で保持し、滞留時間8時間となるように制御して、組成がNi0.82Co0.15Al0.03(OH)である球状水酸化ニッケル得た。
次いで、得られた球状水酸化ニッケルに、スパルタンリューザーを使用して、水酸化リチウム一水和物を、Li/(Ni+Co+Al)モル比=1.02となるように添加し、混合し、得られた混合物を、酸素雰囲気中で800℃にて24時間の焼成を行った。得られた焼成物を解砕後、網目50μmの超音波篩で分級し、その後真空乾燥して、球状リチウムニッケル複合酸化物を得た。
得られた球状リチウムニッケル複合酸化物の平均二次粒子径、組成、25サイクル後の電池容量、及び熱安定性を評価した。なお、平均二次粒子径の測定は、実施例1と同様にSEM観察により行なった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 5)
First, while maintaining the reaction temperature at 50 ° C. by a crystallization method in which an aqueous solution in which nickel sulfate and cobalt sulfate are mixed, an aqueous solution of sodium aluminate, ammonia water for forming an ammine complex salt, and caustic soda for pH adjustment are dropped into the reaction vessel. In this way, spherical nickel hydroxide having a composition of Ni 0.82 Co 0.15 Al 0.03 (OH) was obtained by maintaining the pH at 11 and controlling the residence time to be 8 hours.
Next, lithium hydroxide monohydrate was added to the obtained spherical nickel hydroxide using a Spartan Reuser so that the Li / (Ni + Co + Al) molar ratio = 1.02. The obtained mixture was baked for 24 hours at 800 ° C. in an oxygen atmosphere. The obtained fired product was crushed, classified with an ultrasonic sieve having a mesh size of 50 μm, and then vacuum dried to obtain a spherical lithium nickel composite oxide.
The average secondary particle diameter, composition, battery capacity after 25 cycles, and thermal stability of the obtained spherical lithium nickel composite oxide were evaluated. The average secondary particle size was measured by SEM observation as in Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 2009215143
Figure 2009215143

表1より、実施例1〜26では、平面方向粒径が3〜20μmであり、比表面積が50〜150m/gである板状水酸化ニッケルを用い、該板状水酸化ニッケル、又はそれを用いて400℃〜900℃の温度で焙焼して得た板状酸化ニッケルに、リチウム化合物を混合し、得られた混合物を、680〜800℃の温度で焼成することにより、本発明の方法に従って行われたので、リチウムイオン二次電池用正極活物質として用いたとき、熱安定性が高くサイクル特性に優れた二次電池が得られる、一次粒子が大きく結晶性に優れた特殊な多孔質構造を有する板状リチウムニッケル複合酸化物が得られることが分かる。
これに対して、比較例1〜5では、リチウムニッケル複合酸化物を製造する際の焼成温度、原料として用いた板状水酸化ニッケルの平面方向粒径又は球状水酸化ニッケルがこれらの条件に合わないので、リチウムニッケル複合酸化物の大きさ、電池容量又は熱安定性のいずれかで満足すべき結果が得られないことが分かる。
From Table 1, in Examples 1-26, plate-like nickel hydroxide having a planar particle size of 3-20 μm and a specific surface area of 50-150 m 2 / g is used. A lithium compound is mixed with plate-like nickel oxide obtained by baking at a temperature of 400 ° C. to 900 ° C., and the resulting mixture is fired at a temperature of 680 to 800 ° C. Since it was performed according to the method, when used as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, a secondary battery with high thermal stability and excellent cycle characteristics can be obtained, and a special porous material with large primary particles and excellent crystallinity It can be seen that a plate-like lithium nickel composite oxide having a porous structure is obtained.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5, the firing temperature at the time of producing the lithium nickel composite oxide, the planar particle size of the plate-like nickel hydroxide used as the raw material, or the spherical nickel hydroxide meets these conditions. Therefore, it can be seen that satisfactory results are not obtained in any of the size, battery capacity or thermal stability of the lithium nickel composite oxide.

なお、図2、3には、本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物の多孔質構造が示される。図2、3より、本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物は、その粒子が原料とする板状水酸化ニッケルの板状形状(例えば、六角板状)の形骸を残すものであり、そのミクロ構造は、最大径0.2〜2μmの繊維状、樹枝状又は枝珊瑚状の一次粒子が絡み合って二次粒子を形成し、一次粒子間に二次粒子外部と連続して繋がった空隙が多数存在する形態を有する多孔質構造であることが分かる。   2 and 3 show the porous structure of the plate-like lithium nickel composite oxide of the present invention. 2 and 3, the plate-like lithium nickel composite oxide of the present invention leaves a plate-like nickel hydroxide plate-like shape (for example, hexagonal plate-like) as a raw material. The structure is such that primary particles with a maximum diameter of 0.2 to 2 μm are intertwined to form secondary particles, and there are many voids continuously connected to the outside of the secondary particles between the primary particles. It can be seen that the structure has a porous structure.

以上より明らかなように、本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物は、リチウムイオン二次電池用の正極活物質として好適であり、これを用いることで安全性が高くサイクル特性の良好なリチウムイオン二次電池が得られため、特に小型電子機器分野で利用される充放電可能な二次電池用として好適である。
また、電気自動車用の電源においては、電池の大型化による安全性の確保の難しさと、より高度な安全性を確保するための高価な保護回路が必要不可欠であるが、本発明の板状リチウムニッケル複合酸化物を用いた二次電池は、優れた安全性を有しているため、安全性の確保が容易になるばかりでなく、高価な保護回路を簡略化し、より低コストにできるという点において、電気自動車用電源としても好適である。なお、純粋に電気エネルギーで駆動する電気自動車用の電源のみならず、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の燃焼機関と併用するいわゆるハイブリッド車の電源としても用いることができる。
As is clear from the above, the plate-like lithium nickel composite oxide of the present invention is suitable as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, and by using this lithium ion having high safety and good cycle characteristics. Since a secondary battery is obtained, it is particularly suitable for a chargeable / dischargeable secondary battery used in the field of small electronic devices.
In addition, in the power source for electric vehicles, it is indispensable to ensure safety by increasing the size of the battery and an expensive protection circuit for ensuring higher safety. The secondary battery using nickel composite oxide has excellent safety, so that not only is it easy to ensure safety, but also an expensive protection circuit can be simplified and the cost can be reduced. In this case, it is also suitable as a power source for electric vehicles. In addition, it can be used not only as a power source for an electric vehicle driven purely by electric energy but also as a power source for a so-called hybrid vehicle used in combination with a combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine.

リチウムニッケル複合酸化物の25サイクル後の電池容量評価に用いたコイン電池を表す斜視図と断面図である。It is the perspective view and sectional drawing showing the coin battery used for battery capacity evaluation after 25 cycles of lithium nickel complex oxide. 本発明の実施例1で得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の外観SEM写真である。It is an external appearance SEM photograph of the plate-like lithium nickel complex oxide obtained in Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1で得られた板状リチウムニッケル複合酸化物の断面SEM写真である。It is a cross-sectional SEM photograph of the plate-like lithium nickel composite oxide obtained in Example 1 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 リチウム金属負極
2 セパレータ(電解液含浸)
3 正極(評価用電極)
4 ガスケット
5 負極缶
6 正極缶
7 集電体
1 Lithium metal negative electrode 2 Separator (electrolyte impregnation)
3 Positive electrode (Evaluation electrode)
4 Gasket 5 Negative electrode can 6 Positive electrode can 7 Current collector

Claims (16)

組成が下記の式(1)で表される板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法であって、
式(1):LiNi1−x
(式中のMは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素であり、xは、0≦x≦0.3であり、及びyは、0.95≦y≦1.1である。)
次の(1)〜(3)の工程を含むことを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
(1)平面方向粒径が3〜20μmであり、比表面積が50〜150m/gである板状水酸化ニッケルを準備する。
(2)前記板状水酸化ニッケルに、リチウム化合物を添加し、混合する。
(3)得られた混合物を、650〜850℃の温度で焼成する。
A method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide having a composition represented by the following formula (1):
Equation (1): Li y Ni 1 -x M x O 2
(In the formula, M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si, and x is 0 ≦ x ≦ 0.3. And y is 0.95 ≦ y ≦ 1.1.)
A method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide comprising the following steps (1) to (3):
(1) A plate-like nickel hydroxide having a planar particle size of 3 to 20 μm and a specific surface area of 50 to 150 m 2 / g is prepared.
(2) A lithium compound is added to the plate-like nickel hydroxide and mixed.
(3) The obtained mixture is fired at a temperature of 650 to 850 ° C.
さらに、前記板状水酸化ニッケルの厚さは、1〜8μmであることを特徴とする請求項1に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   Furthermore, the thickness of the said plate-shaped nickel hydroxide is 1-8 micrometers, The manufacturing method of the plate-shaped lithium nickel complex oxide of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記板状水酸化ニッケルの組成は、下記の式(2)で表されるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
式(2):Ni1−x(OH)
(ただし、xは、0<x≦0.3であり、Mは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素である。)
3. The method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide according to claim 1, wherein the composition of the plate-like nickel hydroxide is represented by the following formula (2).
Formula (2): Ni 1-x M x (OH) 2
(However, x is 0 <x ≦ 0.3, and M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si. is there.)
前記板状水酸化ニッケルは、アルカリ金属水酸化物を、水酸化ニッケルに対してモル比で0.5倍以上の割合で含有する水溶液中に、水酸化ニッケルを懸濁させ、該水溶液の温度を90〜190℃に保持しながら撹拌することにより製造されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The plate-like nickel hydroxide is obtained by suspending nickel hydroxide in an aqueous solution containing an alkali metal hydroxide at a molar ratio of 0.5 times or more with respect to nickel hydroxide, and the temperature of the aqueous solution. The method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide according to any one of claims 1 to 3, which is produced by stirring while maintaining at 90 to 190 ° C. 前記アルカリ金属水酸化物は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又は水酸化リチウムから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項4に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The said alkali metal hydroxide is at least 1 sort (s) chosen from sodium hydroxide, potassium hydroxide, or lithium hydroxide, The manufacturing method of the plate-shaped lithium nickel complex oxide of Claim 4 characterized by the above-mentioned. さらに、前記水溶液中に、無機塩化物を、該無機塩化物に含有される塩素量が水酸化ニッケルに対しモル比で0.01〜0.20倍の割合になるように含有させることを特徴とする請求項4又は5に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   Further, the aqueous solution contains an inorganic chloride such that the amount of chlorine contained in the inorganic chloride is 0.01 to 0.20 times the molar ratio with respect to nickel hydroxide. The method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide according to claim 4 or 5. 前記無機塩化物は、アルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物、又は塩化ニッケルから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項6に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide according to claim 6, wherein the inorganic chloride is at least one selected from alkali metal chloride, alkaline earth metal chloride, or nickel chloride. . 前記水酸化ニッケルの組成は、下記の式(2)で表されるものであり、かつ前記無機塩化物は、下記の式(2)に記載のMとして用いる遷移金属の少なくとも1種の塩化物であることを特徴とする請求項6に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
式(2):Ni1−x(OH)
(ただし、xは、0<x≦0.3であり、Mは、Ni以外の遷移金属、アルカリ土類金属元素、Al、Ti、Ga、In、又はSiから選ばれる少なくとも1種の元素である。)
The composition of the nickel hydroxide is represented by the following formula (2), and the inorganic chloride is at least one chloride of transition metal used as M in the following formula (2). The method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide according to claim 6.
Formula (2): Ni 1-x M x (OH) 2
(However, x is 0 <x ≦ 0.3, and M is at least one element selected from transition metals other than Ni, alkaline earth metal elements, Al, Ti, Ga, In, or Si. is there.)
前記(2)の工程において、前記板状水酸化ニッケルに、さらに前記式(1)に記載のxが0<x≦0.3になるように、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを添加することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   In the step (2), aluminum hydroxide or aluminum oxide is further added to the plate-like nickel hydroxide so that x in the formula (1) is 0 <x ≦ 0.3. The method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide according to any one of claims 1 to 8. 前記水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムは、板状水酸化ニッケルの粒子表面を被覆することを特徴とする請求項9に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The said aluminum hydroxide or aluminum oxide coat | covers the particle | grain surface of plate-like nickel hydroxide, The manufacturing method of the plate-like lithium nickel complex oxide of Claim 9 characterized by the above-mentioned. 前記(2)の工程の代えて、下記の(2−1)及び(2−2)の工程を含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
(2−1)前記板状水酸化ニッケルを、400℃〜900℃の温度で焙焼して板状酸化ニッケルを得る。
(2−2)前記板状酸化ニッケルに、リチウム化合物を添加し、混合する。
The plate-like lithium nickel composite oxide according to any one of claims 1 to 10, comprising the following steps (2-1) and (2-2) instead of the step (2): Manufacturing method.
(2-1) The plate-like nickel hydroxide is roasted at a temperature of 400 ° C. to 900 ° C. to obtain plate-like nickel oxide.
(2-2) A lithium compound is added to the plate-like nickel oxide and mixed.
前記(2−2)の工程において、前記板状酸化ニッケルに、さらに前記式(1)に記載のxが0<x≦0.3になるように、水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを添加することを特徴とする請求項11に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   In the step (2-2), aluminum hydroxide or aluminum oxide is added to the plate-like nickel oxide so that x described in the formula (1) is 0 <x ≦ 0.3. The method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide according to claim 11. 前記水酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムは、板状酸化ニッケルの粒子表面を被覆することを特徴とする請求項12に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The said aluminum hydroxide or aluminum oxide coat | covers the particle | grain surface of plate-like nickel oxide, The manufacturing method of the plate-like lithium nickel complex oxide of Claim 12 characterized by the above-mentioned. 前記リチウム化合物は、リチウムの水酸化物、酸化物、塩化物、炭酸塩、又は硝酸塩から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The plate-like lithium nickel according to any one of claims 1 to 13, wherein the lithium compound is at least one selected from a hydroxide, oxide, chloride, carbonate, or nitrate of lithium. A method for producing a composite oxide. 請求項1〜14のいずれかに記載の板状リチウムニッケル複合酸化物の製造方法によって得られる板状リチウムニッケル複合酸化物であって、
平面方向粒径が3〜20μmであり、多孔質構造であることを特徴とする板状リチウムニッケル複合酸化物。
A plate-like lithium nickel composite oxide obtained by the method for producing a plate-like lithium nickel composite oxide according to any one of claims 1 to 14,
A plate-like lithium nickel composite oxide having a planar particle size of 3 to 20 μm and a porous structure.
さらに、厚さが1〜8μmであることを特徴とする請求項15に記載の板状リチウムニッケル複合酸化物。   The plate-like lithium nickel composite oxide according to claim 15, further having a thickness of 1 to 8 μm.
JP2008063481A 2008-03-13 2008-03-13 Method for producing plate-like lithium nickel composite oxide and plate-like lithium nickel composite oxide using the same Active JP5087789B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008063481A JP5087789B2 (en) 2008-03-13 2008-03-13 Method for producing plate-like lithium nickel composite oxide and plate-like lithium nickel composite oxide using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008063481A JP5087789B2 (en) 2008-03-13 2008-03-13 Method for producing plate-like lithium nickel composite oxide and plate-like lithium nickel composite oxide using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009215143A true JP2009215143A (en) 2009-09-24
JP5087789B2 JP5087789B2 (en) 2012-12-05

Family

ID=41187402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008063481A Active JP5087789B2 (en) 2008-03-13 2008-03-13 Method for producing plate-like lithium nickel composite oxide and plate-like lithium nickel composite oxide using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5087789B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099494A1 (en) * 2010-02-09 2011-08-18 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and process for production thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery produced using the positive electrode active material
JP2013539169A (en) * 2010-08-17 2013-10-17 ユミコア Cathode material precursor with dry coating of alumina
JPWO2012029803A1 (en) * 2010-08-31 2013-10-31 日本碍子株式会社 Cathode active material for lithium secondary battery
CN104103826A (en) * 2013-04-12 2014-10-15 Sk新技术株式会社 Process for producing layered lithium nickel oxide, and lithium secondary cell employing it
JP2017193471A (en) * 2016-04-22 2017-10-26 ユミコア Method for producing nickel lithium metal composite oxide

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07300317A (en) * 1992-11-23 1995-11-14 Hc Starck Gmbh & Co Kg Preparation of pure nickel hydroxide
JPH1081522A (en) * 1996-09-04 1998-03-31 Sakai Chem Ind Co Ltd Particulate composition and its production
JPH111324A (en) * 1997-06-10 1999-01-06 Sakai Chem Ind Co Ltd Platy nickel hydroxide particle, its production and production of lithium-nickel complex oxide particle using the nickel hydroxide particle as raw material
JPH1160246A (en) * 1997-06-10 1999-03-02 Sakai Chem Ind Co Ltd Nickel hydroxide granule, production of the same, lithium-ickel multiple oxide granule using the same as raw material and production of the same
JP2001106534A (en) * 1999-10-06 2001-04-17 Tanaka Chemical Corp Multiple metallic hydroxide as raw material of active material for nonaqueous electrolyte liquid battery and lithium multiple metallic oxide for the active material
JP2002538072A (en) * 1999-03-10 2002-11-12 エイチ・シー・スタルク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Nickel hydroxide covered with cobaltous hydroxide
JP2006083058A (en) * 2004-09-15 2006-03-30 Hc Starck Gmbh Mixed metal hydroxide and preparation and use thereof
JP2006127955A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Positive electrode active substance for nonaqueous secondary cell and its manufacturing method
JP2007273108A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, manufacturing method therefor, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2009208993A (en) * 2008-03-04 2009-09-17 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Plate-like nickel hydroxide powder and its production method

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07300317A (en) * 1992-11-23 1995-11-14 Hc Starck Gmbh & Co Kg Preparation of pure nickel hydroxide
JPH1081522A (en) * 1996-09-04 1998-03-31 Sakai Chem Ind Co Ltd Particulate composition and its production
JPH111324A (en) * 1997-06-10 1999-01-06 Sakai Chem Ind Co Ltd Platy nickel hydroxide particle, its production and production of lithium-nickel complex oxide particle using the nickel hydroxide particle as raw material
JPH1160246A (en) * 1997-06-10 1999-03-02 Sakai Chem Ind Co Ltd Nickel hydroxide granule, production of the same, lithium-ickel multiple oxide granule using the same as raw material and production of the same
JP2002538072A (en) * 1999-03-10 2002-11-12 エイチ・シー・スタルク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Nickel hydroxide covered with cobaltous hydroxide
JP2001106534A (en) * 1999-10-06 2001-04-17 Tanaka Chemical Corp Multiple metallic hydroxide as raw material of active material for nonaqueous electrolyte liquid battery and lithium multiple metallic oxide for the active material
JP2006083058A (en) * 2004-09-15 2006-03-30 Hc Starck Gmbh Mixed metal hydroxide and preparation and use thereof
JP2006127955A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Positive electrode active substance for nonaqueous secondary cell and its manufacturing method
JP2007273108A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, manufacturing method therefor, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2009208993A (en) * 2008-03-04 2009-09-17 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Plate-like nickel hydroxide powder and its production method

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9947916B2 (en) 2010-02-09 2018-04-17 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery manufacturing method thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JPWO2011099494A1 (en) * 2010-02-09 2013-06-13 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
JP5528480B2 (en) * 2010-02-09 2014-06-25 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
WO2011099494A1 (en) * 2010-02-09 2011-08-18 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and process for production thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery produced using the positive electrode active material
US10629891B2 (en) 2010-02-09 2020-04-21 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, manufacturing method thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2013539169A (en) * 2010-08-17 2013-10-17 ユミコア Cathode material precursor with dry coating of alumina
KR101447840B1 (en) 2010-08-17 2014-10-14 유미코르 Alumina dry-coated cathode material precursors
JPWO2012029803A1 (en) * 2010-08-31 2013-10-31 日本碍子株式会社 Cathode active material for lithium secondary battery
CN104103826A (en) * 2013-04-12 2014-10-15 Sk新技术株式会社 Process for producing layered lithium nickel oxide, and lithium secondary cell employing it
US9490481B2 (en) 2013-04-12 2016-11-08 Sk Innovation Co., Ltd. Layered lithium nickel oxide, process for producing the same and lithium secondary cell employing it
EP2789585B1 (en) 2013-04-12 2018-12-12 SK Innovation Co., Ltd. Layered lithium nickel oxide, process for producing the same and lithium secondary cell employing it
EP2789585A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-15 SK Innovation Co., Ltd. Layered lithium nickel oxide, process for producing the same and lithium secondary cell employing it
JP2017193471A (en) * 2016-04-22 2017-10-26 ユミコア Method for producing nickel lithium metal composite oxide

Also Published As

Publication number Publication date
JP5087789B2 (en) 2012-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7012721B2 (en) A lithium secondary battery containing a nickel-based active material precursor for a lithium secondary battery, a method for producing the precursor, a nickel-based active material for a lithium secondary battery formed from the precursor, and a positive electrode containing the same.
KR101403828B1 (en) Li-Ni COMPLEX OXIDE PARTICLE POWDER FOR NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY
JP6107832B2 (en) Li-Ni composite oxide particle powder, method for producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4211865B2 (en) Li-Ni composite oxide particle powder for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5266861B2 (en) Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery
JP5137414B2 (en) Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the cathode active material
KR101970909B1 (en) Powder of lithium complex compound particles, method for producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary cell
JP5730676B2 (en) Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same, and nickel cobalt manganese composite hydroxide and method for producing the same
JP2019108264A (en) Li-Ni COMPOSITE OXIDE PARTICLE POWDER AND NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY
JP6040392B2 (en) Composite oxide, composite transition metal compound, method for producing composite oxide, positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4826147B2 (en) Aluminum-containing nickel hydroxide particles and method for producing the same
Zhu et al. Solution combustion synthesis of LiMn2O4 fine powders for lithium ion batteries
JP4707299B2 (en) Lithium secondary battery positive electrode active material and lithium secondary battery
US20200365889A1 (en) Manganese spinel doped with magnesium, cathode material comprising the same, method for preparing thereof and lithium ion battery comprising such spinel
JP6287771B2 (en) Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2006054159A (en) Anode active material for non-aqueous secondary battery, and its manufacturing method
JP2006127955A (en) Positive electrode active substance for nonaqueous secondary cell and its manufacturing method
JP6650956B2 (en) Positive active material for lithium ion battery, lithium ion battery, and method for producing positive active material for lithium ion battery
WO2017208894A1 (en) Positive-electrode active material for lithium ion secondary cell, and lithium ion secondary cell using same
JP6614202B2 (en) Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same
JP2018060759A (en) Method for manufacturing nickel cobalt manganese-containing composite hydroxide, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for manufacturing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery arranged by use of positive electrode active material hereof
JP5087789B2 (en) Method for producing plate-like lithium nickel composite oxide and plate-like lithium nickel composite oxide using the same
JP2016115621A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2016095934A (en) Secondary battery
JP4553095B2 (en) Cobalt oxide particle powder and production method thereof, positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, production method thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120807

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120820

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150921

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5087789

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120928