JP2009295465A - Positive electrode active material for lithium secondary battery and manufacturing method - Google Patents

Positive electrode active material for lithium secondary battery and manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2009295465A
JP2009295465A JP2008149007A JP2008149007A JP2009295465A JP 2009295465 A JP2009295465 A JP 2009295465A JP 2008149007 A JP2008149007 A JP 2008149007A JP 2008149007 A JP2008149007 A JP 2008149007A JP 2009295465 A JP2009295465 A JP 2009295465A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
positive electrode
electrode active
lithium secondary
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008149007A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoaki Kumagai
直昭 熊谷
Kenji Okahara
賢二 岡原
Chikayoshi Inoue
京由 井上
Tomohiro Kusano
智博 草野
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.)
Mitsubishi Chemical Corp
Iwate University
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Iwate University
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 Mitsubishi Chemical Corp, Iwate University filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2008149007A priority Critical patent/JP2009295465A/en
Publication of JP2009295465A publication Critical patent/JP2009295465A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive electrode material for lithium secondary battery which is inexpensive and has a high capacity. <P>SOLUTION: The positive electrode active material for lithium secondary battery is represented by the general formula Li<SB>x</SB>FePO<SB>4</SB>(0.95≤x≤1.05), and satisfies D/G of 0.5 or more and F/G of 1.5 or less, wherein D is the intensity of peak present in 1325-1365 cm<SP>-1</SP>based on Raman spectroscopy, G is the intensity of peak present in 1560-1610 cm<SP>-1</SP>, and F is the intensity of peak present in 900-1200 cm<SP>-1</SP>. The method for manufacturing the positive electrode active material for lithium secondary battery represented by the above general formula includes adding tetraethylene glycol and Li source to FePO<SB>4</SB>followed by baking. A lithium secondary battery using the positive electrode active material for lithium secondary battery is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、リチウム二次電池用正極活物質及びその製造法、並びにその正極材料を用いたリチウム二次電池に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material for a lithium secondary battery, a method for producing the same, and a lithium secondary battery using the positive electrode material.

リチウム二次電池は、エネルギー密度及び出力密度等に優れ、小型、軽量化に有効であるため、ノート型パソコン、携帯電話、ハンディビデオカメラ等の携帯機器の電源として、その需要は急激な伸びを示している。リチウム二次電池は、また、電気自動車や電力のロードレベリング等の電源としても注目されている。   Lithium secondary batteries are excellent in energy density and output density, and are effective in reducing the size and weight. Therefore, the demand for lithium secondary batteries as a power source for portable devices such as notebook computers, mobile phones, and handy video cameras is growing rapidly. Show. Lithium secondary batteries are also attracting attention as power sources for electric vehicles and power load leveling.

従来、リチウム二次電池用正極活物質としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、並びにコバルト−ニッケル複合酸化物等が用いられてきた。しかし、これらの正極には希少金属であるコバルトやニッケルが用いられているため、リチウム二次電池のコストが高くなる原因となっており、これまでより安価な正極活物質が求められていた。   Conventionally, lithium cobaltate, lithium nickelate, cobalt-nickel composite oxides, and the like have been used as positive electrode active materials for lithium secondary batteries. However, since rare metals such as cobalt and nickel are used for these positive electrodes, it is a cause of increasing the cost of the lithium secondary battery, and a cheaper positive electrode active material has been demanded.

そのため、近年、安価かつ豊富な元素である鉄を用いたリン酸鉄リチウム(LiFePO)が正極活物質として注目されているが、LiFePOは導電性が低いことから、正極活物質として用いた場合、特に大電流での放電において電池の容量が低くなる問題があった。 Therefore, in recent years, lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) using iron, which is an inexpensive and abundant element, has attracted attention as a positive electrode active material, but LiFePO 4 was used as a positive electrode active material because of its low conductivity. In this case, there is a problem that the capacity of the battery is lowered particularly in discharging with a large current.

この問題を解決するために、LiFePOの表面に炭素等の導電性材料を付着若しくは被覆させることにより、導電性を向上させて電池性能を向上させる試みが行われてきた。 In order to solve this problem, an attempt has been made to improve battery performance by improving conductivity by attaching or coating a conductive material such as carbon on the surface of LiFePO 4 .

例えば、特許文献1及び特許文献2では原料に炭素材料を添加し、粉砕混合後に焼成を行うことにより導電性の高いLiFePOが作製可能としている。しかし、特許文献1の方法では、単位質量あたりの炭素含有量が3質量%以上であることから、単位質量あたりの活物質の量が制限されることにより十分な容量が確保できない場合があった。 For example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is possible to produce LiFePO 4 having high conductivity by adding a carbon material to a raw material and performing firing after pulverization and mixing. However, in the method of Patent Document 1, since the carbon content per unit mass is 3% by mass or more, there is a case where sufficient capacity cannot be ensured by limiting the amount of the active material per unit mass. .

また、特許文献1及び特許文献2の両方において、活物質表面に存在する炭素材料の結晶性には着目しているが、活物質表面における活物質と炭素材料の割合については着目されていない。   In both Patent Document 1 and Patent Document 2, attention is paid to the crystallinity of the carbon material existing on the surface of the active material, but attention is not paid to the ratio of the active material to the carbon material on the surface of the active material.

一方、特許文献3では、正極活物質表面を炭素量でほぼ完全に被覆することにより、導電性の高いLiFePOが作製可能としている。しかし、焼成工程とは別に炭素被覆工程を有するため、製造コストが増加する場合があった。 On the other hand, in Patent Document 3, high-conductivity LiFePO 4 can be produced by almost completely covering the surface of the positive electrode active material with the amount of carbon. However, since the carbon coating step is provided separately from the firing step, the manufacturing cost may increase.

特開2002−075364号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-075364 特開2002−110162号公報JP 2002-110162 A 特開2006−302671号公報JP 2006-302671 A

本発明は、かかる背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、安価かつ高い容量を有するリチウム二次電池用正極活物質を提供することにある。   This invention is made | formed in view of this background art, The subject is providing the positive electrode active material for lithium secondary batteries which has a cheap and high capacity | capacitance.

[リチウム二次電池用正極活物質]
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討の結果、正極活物質であるリン酸鉄リチウムのラマンスペクトルにおいて、表面に付着している炭素が一定範囲の非晶質性を有し、かつ活物質表面に一定以上の炭素が付着している場合に良好な電池特性を実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。
[Positive electrode active material for lithium secondary battery]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor, in the Raman spectrum of lithium iron phosphate as a positive electrode active material, the carbon attached to the surface has a certain range of amorphousness, In addition, the inventors have found that good battery characteristics can be realized when a certain amount or more of carbon adheres to the surface of the active material, and have completed the present invention.

[リチウム二次電池用正極活物質]
すなわち、本発明は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.05)で表され、ラマン分光法で1325〜1365cm−1に存在するピークの強度をDとし、1560〜1610cm−1に存在するピークの強度をGとし、900〜1200cm−1に存在するピークの強度をFとしたときに、D/Gが0.5以上かつF/Gが1.5以下であることを特徴とするリチウム二次電池用正極活物質を提供するものである。
[Positive electrode active material for lithium secondary battery]
That is, the present invention is represented by the general formula Li x FePO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.05), and the peak intensity existing at 135-1365 cm −1 in Raman spectroscopy is D, and 1560-1610 cm −. When the intensity of the peak existing in 1 is G and the intensity of the peak existing in 900 to 1200 cm −1 is F, D / G is 0.5 or more and F / G is 1.5 or less. The present invention provides a positive electrode active material for a lithium secondary battery.

また、本発明は、上記の正極活物質において、活物質中のC濃度が0.6質量%以上1.5質量%以下である正極活物質を提供するものである。また、本発明は、BET法による比表面積が7〜30m/gである上記の正極活物質を提供するものである。また、本発明は1次粒子サイズが200nm以下である上記の正極活物質を提供するものである。 Moreover, this invention provides the positive electrode active material whose C density | concentration in an active material is 0.6 to 1.5 mass% in said positive electrode active material. Moreover, this invention provides said positive electrode active material whose specific surface area by BET method is 7-30 m < 2 > / g. Moreover, this invention provides said positive electrode active material whose primary particle size is 200 nm or less.

[リチウム二次電池用正極活物質の製造方法]
加えて、本発明の上記課題を実現する手段として、前駆体にリン酸鉄すなわちFePOを用い、炭素源としてテトラエチレングリコールを用いることによりリチウム二次電池用正極活物質を製造すればよいことを見出した。更に、本発明を実現する手段として、前駆体にリン酸鉄すなわちFePOを用い、炭素源としてテトラエチレングリコールを用いることにより、上記のリチウム二次電池用正極活物質を製造できることを見出した。
[Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery]
In addition, as a means for realizing the above-described problems of the present invention, a positive electrode active material for a lithium secondary battery may be manufactured by using iron phosphate, that is, FePO 4 as a precursor, and using tetraethylene glycol as a carbon source. I found. Furthermore, as a means for realizing the present invention, it has been found that the above-described positive electrode active material for a lithium secondary battery can be produced by using iron phosphate, that is, FePO 4 as a precursor and using tetraethylene glycol as a carbon source.

すなわち、本発明は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.05)で表されるリチウム二次電池用正極活物質の製造方法において、FePOにテトラエチレングリコールとLi源を添加して焼成を行うことを特徴とする製造方法を提供するものである。 That is, the present invention relates to a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery represented by a general formula Li x FePO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.05), wherein tetraethylene glycol and a Li source are added to FePO 4. It is another object of the present invention to provide a production method characterized by adding and baking.

また、本発明は、FePOはテトラエチレングリコールとLi源を添加して焼成を行う前に別途加熱処理を行うことを特徴とする上記の製造方法を提供するものである。また、本発明は、焼成温度が850℃以下である上記の製造方法を提供するものである。 In addition, the present invention provides the above production method, wherein FePO 4 is subjected to a separate heat treatment before adding tetraethylene glycol and a Li source and firing. Moreover, this invention provides said manufacturing method whose baking temperature is 850 degrees C or less.

[リチウム二次電池]
また、本発明は、上記正極活物質及び上記製造法によって作製された正極活物質を用いたリチウム二次電池を提供するものである。
[Lithium secondary battery]
Moreover, this invention provides the lithium secondary battery using the positive electrode active material produced by the said positive electrode active material and the said manufacturing method.

本発明によれば、安価かつ高い容量を有するリチウム二次電池用正極活物質を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positive electrode active material for lithium secondary batteries which has a cheap and high capacity | capacitance can be provided.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の具体的内容に限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention. It is not limited to the specific contents of.

[リチウム二次電池用正極活物質]
本発明のリチウム二次電池用正極活物質(以下、単に「正極活物質」と略記する場合がある)は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.05)で表され、ラマン分光法で1325〜1365cm−1に存在するピークの強度をDとし、1560〜1610cm−1に存在するピークの強度をGとし、900〜1200cm−1に存在するピークの強度をFとしたときに、D/Gが0.5以上かつF/Gが1.5以下であることが特徴である。
[Positive electrode active material for lithium secondary battery]
The positive electrode active material for lithium secondary batteries of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “positive electrode active material”) is represented by the general formula Li x FePO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.05), the intensity of the peaks present in 1325~1365Cm -1 in Raman spectroscopy is D, the intensity of the peaks present in 1560~1610Cm -1 and G, when the intensity of the peaks present in 900~1200Cm -1 was F Furthermore, D / G is characterized by being 0.5 or more and F / G being 1.5 or less.

<ラマン分光法におけるピーク強度比>
以下、本発明におけるラマン分光スペクトルの測定方法を示す。
(ラマン分光スペクトルの測定方法)
ラマン分光スペクトル測定は、ラマン分光器(例えば、日本分光社製ラマン分光器)を用い、粉末サンプルを測定セルにセットし、測定はセル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザー光を照射させながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させながら行う。なお、ここでのラマン測定条件は次のとおりである。
アルゴンイオンレーザー波長:514.5nm
試料上のレーザーパワー :約0.5mW
分解能 :8cm−1
測定範囲 :600cm−1〜2100cm−1
スムージング処理 :単純平均、コンボリューション5ポイント
<Peak intensity ratio in Raman spectroscopy>
Hereafter, the measuring method of the Raman spectrum in this invention is shown.
(Measurement method of Raman spectrum)
For Raman spectroscopic measurement, a Raman spectroscope (for example, a Raman spectroscope manufactured by JASCO Corporation) is used, and a powder sample is set in a measurement cell, and measurement is performed while irradiating the sample surface in the cell with argon ion laser light. While rotating in a plane perpendicular to the laser beam. The Raman measurement conditions here are as follows.
Argon ion laser wavelength: 514.5nm
Laser power on sample: about 0.5mW
Resolution: 8cm -1
Measurement range: 600 cm −1 to 2100 cm −1
Smoothing processing: Simple average, 5 points of convolution

ここで、ピークの強度D、すなわち1325〜1365cm−1に存在するピークの強度は非晶質性の炭素に由来し、ピーク強度G、すなわち1560〜1610cm−1に存在するピークの強度Gは結晶質性の炭素に由来する。従って、その比であるD/Gはその値が高いほど炭素の非晶質性が高くなることと等しい。 Here, the peak intensity D, that is, the intensity of the peak existing at 1325 to 1365 cm −1 is derived from amorphous carbon, and the peak intensity G, that is, the peak intensity G present at 1560 to 1610 cm −1 is crystalline. Derived from qualitative carbon. Therefore, the ratio D / G is equivalent to the higher the amorphousness of carbon, the higher the value.

本発明において、1325〜1365cm−1に存在するピークの強度をDとし、1560〜1610cm−1に存在するピークの強度をGとした場合、D/Gが0.5以上であることが必須であるが、好ましくは0.7以上である。 In the present invention, when the intensity of the peak existing at 1325 to 1365 cm −1 is D and the intensity of the peak existing at 1560 to 1610 cm −1 is G, it is essential that D / G is 0.5 or more. However, it is preferably 0.7 or more.

また、ピークの強度F、すなわち900〜1200cm−1に存在するピークの強度FはLiFePOに由来する。従って、炭素との比であるF/Gはその値が高いほど正極活物質表面の炭素の割合が低くなることと等しい。 The peak intensity F, that is, the peak intensity F existing at 900 to 1200 cm −1 is derived from LiFePO 4 . Therefore, F / G, which is the ratio to carbon, is equivalent to the fact that the higher the value, the lower the proportion of carbon on the surface of the positive electrode active material.

本発明において、900〜1200cm−1に存在するピークの強度をFとしたときに、F/Gが1.5以下であることが必須であるが、好ましくは1.0以下、より好ましくは0.7以下である。また、F/Gが低すぎると、表面がほぼ炭素のみとなり、活物質表面におけるリチウムイオンの移動を妨げる恐れがあるため、F/Gは0.1以上であることが好ましい。 In the present invention, when the intensity of the peak existing at 900 to 1200 cm −1 is F, it is essential that F / G is 1.5 or less, preferably 1.0 or less, more preferably 0. .7 or less. In addition, if F / G is too low, the surface is almost carbon only, which may hinder the movement of lithium ions on the surface of the active material. Therefore, F / G is preferably 0.1 or more.

<C濃度>
本発明の正極活物質は、正極活物質中のC濃度が0.6質量%以上1.5質量%以下であることが好ましい。本発明で「C濃度」とは、正極活物質全体に対する、炭素の質量での含有量%をいう。活物質中のC濃度は添加した炭素原料の量に由来し、C濃度が高すぎると充放電に寄与する活物質の量が相対的に減少することによる容量の低下がおこる場合がある。一方、C濃度が低すぎると、導電性に寄与する炭素の量が不足することによる容量の低下が起こる場合がある。本発明における活物質中のC濃度は、0.6質量%以上1.5質量%以下が好ましいが、より好ましくは0.7質量%以上1.4質量%以下、更に好ましくは0.8質量%以上1.3質量%以下である。
<C concentration>
In the positive electrode active material of the present invention, the C concentration in the positive electrode active material is preferably 0.6% by mass or more and 1.5% by mass or less. In the present invention, the “C concentration” refers to the content% by mass of carbon with respect to the whole positive electrode active material. The C concentration in the active material is derived from the amount of added carbon raw material, and if the C concentration is too high, the capacity may decrease due to a relative decrease in the amount of active material that contributes to charge and discharge. On the other hand, if the C concentration is too low, the capacity may decrease due to a shortage of carbon contributing to conductivity. The C concentration in the active material in the present invention is preferably 0.6% by mass or more and 1.5% by mass or less, more preferably 0.7% by mass or more and 1.4% by mass or less, and still more preferably 0.8% by mass. % To 1.3% by mass.

<BET法による比表面積>
本発明において、BET法による比表面積(以下、単に「比表面積」と略記する場合がある)は、7m/g以上30m/g以下が好ましく、より好ましくは8m/g以上20m/g以下である。比表面積が前述の範囲より小さい場合は、電極反応面積の減少による電池性能低下が起こり、前述の範囲より多い場合は嵩密度の低い粉体となり、粉体の取扱に難点が生じる場合がある。
<Specific surface area by BET method>
In the present invention, specific surface area by the BET method: (hereinafter sometimes abbreviated as "specific surface area") is preferably not more than 7m 2 / g or more 30 m 2 / g, more preferably 8m 2 / g or more 20 m 2 / g or less. When the specific surface area is smaller than the above range, the battery performance is lowered due to the reduction of the electrode reaction area. When the specific surface area is larger than the above range, the powder has a low bulk density, which may cause difficulty in handling the powder.

<1次粒子サイズ>
本発明において、正極活物質の1次粒子サイズは200nm以下が好ましく、1次粒子サイズが200mより大きくなると、比表面積の低下、1次粒子内のリチウム拡散距離が長くなることにより電池性能が低下する場合がある。
<Primary particle size>
In the present invention, the primary particle size of the positive electrode active material is preferably 200 nm or less, and when the primary particle size is larger than 200 m, the specific surface area is decreased, and the lithium diffusion distance in the primary particles is increased, thereby reducing the battery performance. There is a case.

本発明における正極活物質の「1次粒子サイズ」は、透過型電子顕微鏡(以下、「TEM」と略記する)写真において、任意に20個の1次粒子を選択し、それぞれの1次粒子を球で近似してその直径を測定し相加平均をとって得られる数平均直径である。測定に用いたTEM写真の一例を図3と図4に示す。   As the “primary particle size” of the positive electrode active material in the present invention, 20 primary particles are arbitrarily selected in a transmission electron microscope (hereinafter abbreviated as “TEM”) photograph, and each primary particle is selected. It is the number average diameter obtained by approximating with a sphere and measuring its diameter and taking the arithmetic mean. An example of a TEM photograph used for the measurement is shown in FIGS.

[リチウム二次電池用正極活物質の製造方法]
本発明における正極活物質の製造方法は、一般式LiFePO(0.95≦x≦1.05)で表されるリチウム二次電池用正極活物質の製造方法において、FePOにテトラエチレングリコールとLi源を添加して焼成を行うことが特徴である。
[Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery]
The method for producing a positive electrode active material in the present invention are the compounds of formula Li x FePO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.05) The method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery represented by, tetraethylene the FePO 4 It is characterized in that it is fired by adding glycol and Li sources.

Li原料については特に制限はないが、具体例としては、無水LiOH、LiOH・HO、LiCO、LiO、Li、硝酸リチウム、硫酸リチウム等の各種Li化合物が挙げられ、2種類以上のLi原料を同時に用いてもよい。 There is no particular limitation on the Li raw material, and specific examples, anhydrous LiOH, LiOH · H 2 O, Li 2 CO 2, Li 2 O, Li 2 C 2 O 4, lithium nitrate, various Li compounds such as lithium sulfate Two or more kinds of Li raw materials may be used at the same time.

Fe原料についても特に制限はないが、具体例としては、硝酸鉄、硫酸鉄、クエン酸鉄、酢酸鉄、酸化鉄(FeO、Fe、Fe等)等が挙げられ、2種類以上のFe原料を同時に用いてもよい。この中でも、水溶性のFe原料が反応容易性の点から好適に用いられる。 There is no particular limitation on the Fe raw material, specific examples, iron nitrate, iron sulfate, iron citrate, iron acetate, iron oxides and the like (FeO, Fe 2 O 2, Fe 2 O 4, etc.), with 2 More than one type of Fe raw material may be used simultaneously. Among these, a water-soluble Fe raw material is preferably used from the viewpoint of easy reaction.

リン原料についても特に制限はなく、具体例としては、NaHPO・12HO、NaHPO・12HO、HPO、P、メタリン酸、ポリリン酸等が挙げられ、2種類以上のリン原料を同時に用いてもよい。 The phosphorus raw material is not particularly limited, and specific examples include Na 2 HPO 4 · 12H 2 O, NaH 2 PO 4 · 12H 2 O, H 2 PO 4 , P 2 O 5 , metaphosphoric acid, polyphosphoric acid, and the like. Two or more types of phosphorus raw materials may be used simultaneously.

前駆体となるFePOの合成については、一般的な無機化合物の合成法を用いることができる。具体的には、共沈法、固相反応法、ゾルゲル法等が挙げられるが、使用する原料に応じて適宜選択することができる。 For the synthesis of FePO 4 as a precursor, a general method for synthesizing an inorganic compound can be used. Specific examples include a coprecipitation method, a solid phase reaction method, a sol-gel method, and the like, which can be appropriately selected depending on the raw material to be used.

原料、前駆体及び焼成品において、粉砕が必要となる際は、一般的な各種粉砕法を用いることができる。粉砕は乾式・湿式のどちらでもよく、具体的にはボールミル、ジェットミル、ビーズミル等が挙げられる。   When pulverization is required for the raw material, the precursor and the fired product, various general pulverization methods can be used. The pulverization may be either dry or wet, and specific examples include a ball mill, a jet mill, and a bead mill.

前駆体として使用するFePOは、Li原料とテトラエチレングリコールを添加する前に、加熱処理を行うことが好ましい。その際の加熱処理温度は、400℃以上が好ましく、更に好ましくは500℃以上である。 FePO 4 used as a precursor is preferably subjected to a heat treatment before adding the Li raw material and tetraethylene glycol. In this case, the heat treatment temperature is preferably 400 ° C. or higher, more preferably 500 ° C. or higher.

焼成には、例えば、箱形炉、管状炉、トンネル炉、ロータリーキルン等を使用することができる。焼成工程は、通常、昇温・最高温度保持・降温の3工程に分けられる。2番目の最高温度保持工程は必ずしも1回とは限らず、目的に応じて二段階又はそれ以上の段階をふませてもよく、二次粒子を破壊しない程度に凝集を解消することを意味する解砕工程又は、1次粒子或いは更に微小粉末まで砕くことを意味する粉砕工程を挟んで、昇温・最高温度保持・降温の工程を2回又はそれ以上繰り返してもよい。   For firing, for example, a box furnace, a tubular furnace, a tunnel furnace, a rotary kiln or the like can be used. The firing step is usually divided into three steps: temperature increase, maximum temperature retention, and temperature decrease. The second maximum temperature holding step is not necessarily limited to one time, and two or more steps may be included depending on the purpose, which means that aggregation is eliminated to the extent that the secondary particles are not destroyed. The temperature raising, maximum temperature holding, and temperature lowering steps may be repeated two or more times with a pulverization step or a pulverization step that means crushing to primary particles or even fine powder.

昇温工程は通常1℃/分以上10℃/分以下の昇温速度で炉内を昇温させる。この昇温速度があまり遅すぎても時間がかかって工業的に不利であるが、あまり速すぎても炉によっては炉内温度が設定温度に追従しなくなる場合がある。   In the temperature raising step, the temperature in the furnace is usually raised at a temperature raising rate of 1 ° C./min to 10 ° C./min. Even if this rate of temperature rise is too slow, it takes time and is industrially disadvantageous, but if it is too fast, the furnace temperature may not follow the set temperature depending on the furnace.

最高温度保持での温度すなわち焼成温度は850℃以下であることが好ましく、より好ましくは700℃以下である。焼成温度が850℃を超えると、粒子の成長が進行し、比表面積の低下、1次粒子内のリチウム拡散距離が長くなることにより電池性能が低下する場合がある。   The temperature at the maximum temperature holding, that is, the firing temperature is preferably 850 ° C. or lower, more preferably 700 ° C. or lower. When the firing temperature exceeds 850 ° C., the growth of particles progresses, the specific surface area decreases, the lithium diffusion distance in the primary particles increases, and the battery performance may decrease.

最高温度保持工程での保持時間は、温度によっても異なるが、通常前述の温度範囲であれば30分以上、好ましくは3時間以上、より好ましくは6時間以上で、通常50時間以下、好ましくは25時間以下、より好ましくは20時間以下である。焼成時間が短すぎると結晶性の良い正極活物質が得られ難くなり、長すぎるのは実用的ではない。焼成時間が長すぎると、その後解砕が必要になったり、解砕が困難になったりする場合がある。   Although the holding time in the maximum temperature holding step varies depending on the temperature, it is usually 30 minutes or longer, preferably 3 hours or longer, more preferably 6 hours or longer, usually 50 hours or shorter, preferably 25 within the above-mentioned temperature range. It is not more than time, more preferably not more than 20 hours. If the firing time is too short, it becomes difficult to obtain a positive electrode active material with good crystallinity, and it is not practical to be too long. If the firing time is too long, then crushing may be necessary, or crushing may be difficult.

降温工程では、通常0.1℃/分以上10℃/分以下の降温速度で炉内を降温させる。降温速度があまり遅すぎても時間がかかって工業的に不利であるが、あまり速すぎても目的物の均一性に欠けたり、容器の劣化を早めたりする場合がある。   In the temperature lowering step, the temperature in the furnace is normally decreased at a temperature decreasing rate of 0.1 ° C./min to 10 ° C./min. If the rate of temperature decrease is too slow, it takes time and is industrially disadvantageous. However, if the rate of temperature decrease is too fast, the uniformity of the target product may be lost or the deterioration of the container may be accelerated.

焼成時の雰囲気は、鉄3価化合物が生成しない程度の還元雰囲気を用いることができ、具体的には水素、アルゴン、窒素等が挙げられ、これらを混合して用いることもできる。   As the atmosphere during firing, a reducing atmosphere that does not produce iron trivalent compounds can be used. Specific examples include hydrogen, argon, nitrogen, and the like, and these can also be used in combination.

[正極の構成]
本発明のリチウム二次電池は、本発明のリチウム二次電池用正極活物質の粉体及び結着剤を含有する正極活物質層を集電体上に形成してなるものである。
[Configuration of positive electrode]
The lithium secondary battery of the present invention is formed by forming a positive electrode active material layer containing a powder of a positive electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention and a binder on a current collector.

正極活物質層は、通常、正極材料と結着剤と更に必要に応じて用いられる導電材及び増粘剤等を、乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、或いはこれらの材料を液体媒体中に溶解又は分散させてスラリー状にして、正極集電体に塗布、乾燥することにより作製される。   The positive electrode active material layer is usually formed by mixing a positive electrode material, a binder, and a conductive material and a thickener, which are used if necessary, in a dry form into a sheet shape, and then pressing the positive electrode current collector on the positive electrode current collector. Alternatively, these materials are dissolved or dispersed in a liquid medium to form a slurry, which is applied to the positive electrode current collector and dried.

正極集電体の材質としては、通常、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が用いられる。中でも金属材料が好ましく、アルミニウムが特に好ましい。また、形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。中でも、金属薄膜が、現在工業化製品に使用されているため好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。   As the material for the positive electrode current collector, metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum, and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper are usually used. Of these, metal materials are preferable, and aluminum is particularly preferable. As for the shape, in the case of a metal material, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, a foam metal, etc., and in the case of a carbon material, a carbon plate, a carbon thin film, a carbon cylinder Etc. Among these, metal thin films are preferable because they are currently used in industrialized products. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape.

正極集電体として薄膜を使用する場合、その厚さは任意であるが、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、また通常100mm以下、好ましくは1mm以下、より好ましくは50μm以下の範囲が好適である。上記範囲よりも薄いと、集電体として必要な強度が不足する場合がある一方で、上記範囲よりも厚いと、取り扱い性が損なわれる場合がある。   When a thin film is used as the positive electrode current collector, its thickness is arbitrary, but it is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 100 mm or less, preferably 1 mm or less, more preferably 50 μm or less. The range of is preferable. If it is thinner than the above range, the strength required for the current collector may be insufficient. On the other hand, if it is thicker than the above range, the handleability may be impaired.

正極活物質層の製造に用いる結着剤としては、特に限定されず、塗布法の場合は、電極製造時に用いる液体媒体に対して安定な材料であればよいが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子、SBR(スチレン−ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体及びその水素添加物、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレンスチレンブロック共重合体及びその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子、アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The binder used in the production of the positive electrode active material layer is not particularly limited, and in the case of a coating method, any material that is stable with respect to the liquid medium used during electrode production may be used. Specific examples include polyethylene, Resin polymers such as polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, nitrocellulose, SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), fluorine rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene・ Rubber polymers such as propylene rubber, styrene / butadiene / styrene block copolymer and hydrogenated products thereof, EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer), styrene / ethylene / butadiene / ethylene copolymer, Styrene / isoprene styrene bromide Such as thermoplastic elastomeric polymers such as copolymer and hydrogenated products thereof, syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer, etc. Fluorine polymers such as soft resin-like polymers, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymers, ion conductivity of alkali metal ions (especially lithium ions) And a polymer composition having the same. In addition, these substances may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、通常80質量%以下、好ましくは60質量%以下、より好ましくは40質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。結着剤の割合が低すぎると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう場合がある一方で、高すぎると、電池容量や導電性の低下につながる場合がある。   The ratio of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and usually 80% by mass or less, preferably 60% by mass or less. More preferably, it is 40 mass% or less, Most preferably, it is 10 mass% or less. If the proportion of the binder is too low, the positive electrode active material cannot be sufficiently retained and the positive electrode has insufficient mechanical strength, which may deteriorate battery performance such as cycle characteristics. It may lead to a decrease in capacity and conductivity.

正極活物質層には、通常、導電性を高めるために導電材を含有させる。その種類に特に制限はないが、具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料や、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素材料等を挙げることができる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。正極活物質層中の導電材の割合は、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、また、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。導電材の割合が低すぎると導電性が不十分になることがあり、逆に高すぎると電池容量が低下することがある。   The positive electrode active material layer usually contains a conductive material in order to increase conductivity. There are no particular restrictions on the type, but specific examples include metal materials such as copper and nickel, graphite such as natural graphite and artificial graphite, carbon black such as acetylene black, and amorphous carbon such as needle coke. The carbon material etc. of this can be mentioned. In addition, these substances may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. The proportion of the conductive material in the positive electrode active material layer is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and usually 50% by mass or less, preferably 30%. It is at most 15% by mass, more preferably at most 15% by mass. If the proportion of the conductive material is too low, the conductivity may be insufficient, and conversely if it is too high, the battery capacity may be reduced.

スラリーを形成するための液体媒体としては、正極活物質粉体、結着剤、並びに必要に応じて使用される導電材及び増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系溶媒の例としては水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジメチルエーテル、ジメチルアセタミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等を挙げることができる。特に、水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤を加え、SBR等のラテックスを用いてスラリー化する。なお、これらの溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The liquid medium for forming the slurry is a positive electrode active material powder, a binder, and a solvent that can dissolve or disperse the conductive material and the thickener used as necessary. There is no particular limitation on the type, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used. Examples of the aqueous solvent include water, alcohol and the like, and examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N , N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, dimethyl ether, dimethylacetamide, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane, etc. Can be mentioned. In particular, when an aqueous solvent is used, a dispersant is added together with the thickener, and a slurry such as SBR is slurried. In addition, these solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極活物質層中の正極材料としての本発明の活物質粉体の含有割合は、通常10質量%以上、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上であり、通常99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。正極活物質層中の活物質粉体の割合が多すぎると正極の強度が不足する傾向にあり、少なすぎると容量の面で不十分となることがある。   The content ratio of the active material powder of the present invention as the positive electrode material in the positive electrode active material layer is usually 10% by mass or more, preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and usually 99.9% by mass. % Or less, preferably 99% by mass or less. If the proportion of the active material powder in the positive electrode active material layer is too large, the strength of the positive electrode tends to be insufficient, and if it is too small, the capacity may be insufficient.

また、正極活物質層の厚さは、通常10μm以上200μm以下程度である。塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。   The thickness of the positive electrode active material layer is usually about 10 μm or more and 200 μm or less. The positive electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably consolidated by a roller press or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material.

[リチウム二次電池]
本発明のリチウム二次電池は、リチウムを吸蔵・放出可能な上記の本発明のリチウム二次電池用正極と、リチウムを吸蔵・放出可能な負極と、リチウム塩を電解塩とする非水電解質とを備える。更に、正極と負極との間に、非水電解質を保持するセパレータを備えていてもよい。正極と負極との接触による短絡を効果的に防止するには、このようにセパレータを介在させるのが望ましい。
[Lithium secondary battery]
The lithium secondary battery of the present invention includes the above-described positive electrode for a lithium secondary battery of the present invention capable of occluding and releasing lithium, a negative electrode capable of occluding and releasing lithium, and a non-aqueous electrolyte using a lithium salt as an electrolytic salt, Is provided. Furthermore, a separator that holds a non-aqueous electrolyte may be provided between the positive electrode and the negative electrode. In order to effectively prevent a short circuit due to contact between the positive electrode and the negative electrode, it is desirable to interpose a separator in this way.

負極は、通常、正極と同様に、負極集電体上に負極活物質層を形成して構成される。   The negative electrode is usually formed by forming a negative electrode active material layer on a negative electrode current collector, similarly to the positive electrode.

負極集電体の材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が用いられる。中でも金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜等が、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。中でも、金属薄膜が、現在工業化製品に使用されていることから好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。負極集電体として金属薄膜を使用する場合、その好適な厚さの範囲は、正極集電体について上述した範囲と同様である。   As a material of the negative electrode current collector, a metal material such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, or a carbon material such as carbon cloth or carbon paper is used. Among these, in the case of a metal material, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, etc., and in the case of a carbon material, a carbon plate, a carbon thin film, a carbon cylinder, etc. are mentioned. Among these, metal thin films are preferable because they are currently used in industrialized products. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape. When a metal thin film is used as the negative electrode current collector, the preferred thickness range is the same as the range described above for the positive electrode current collector.

負極活物質層は、負極活物質を含んで構成される。負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば、その種類に他に制限はないが、通常は安全性の高さの面から、リチウムを吸蔵、放出できる炭素材料が用いられる。   The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material. The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions, but it can usually occlude and release lithium from the viewpoint of high safety. A carbon material is used.

炭素材料としては、その種類に特に制限はないが、人造黒鉛、天然黒鉛等の黒鉛(グラファイト)や、様々な熱分解条件での有機物の熱分解物が挙げられる。有機物の熱分解物としては、石炭系コークス、石油系コークス、石炭系ピッチの炭化物、石油系ピッチの炭化物、或いはこれらピッチを酸化処理したものの炭化物、ニードルコークス、ピッチコークス、フェノール樹脂、結晶セルロース等の炭化物等及びこれらを一部黒鉛化した炭素材、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。中でも黒鉛が好ましく、特に好適には、種々の原料から得た易黒鉛性ピッチに高温熱処理を施すことによって製造された、人造黒鉛、精製天然黒鉛、又はこれらの黒鉛にピッチを含む黒鉛材料等であって、種々の表面処理を施したものが主として使用される。これらの炭素材料は、それぞれ1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Although there is no restriction | limiting in particular as a carbon material, The graphite (graphite), such as artificial graphite and natural graphite, and the thermal decomposition thing of organic substance on various thermal decomposition conditions are mentioned. Examples of pyrolysis products of organic matter include coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch carbide, petroleum-based pitch carbide, or carbide obtained by oxidizing these pitches, needle coke, pitch coke, phenol resin, crystalline cellulose, etc. And carbon materials obtained by partially graphitizing these, furnace black, acetylene black, pitch-based carbon fibers, and the like. Among them, graphite is preferable, and particularly preferable is artificial graphite, purified natural graphite, or graphite material containing pitch in these graphites manufactured by subjecting easy-graphite pitch obtained from various raw materials to high-temperature heat treatment. Therefore, those subjected to various surface treatments are mainly used. One of these carbon materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

負極活物質として黒鉛材料を用いる場合、学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が、通常0.335nm以上、また、通常0.34nm以下、好ましくは0.337nm以下であるものが好ましい。また、黒鉛材料の灰分が、黒鉛材料の質量に対して通常1質量%以下、中でも0.5質量%以下、特に0.1質量%以下であることが好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた黒鉛材料の結晶子サイズ(Lc)が、通常30nm以上、中でも50nm以上、特に100nm以上であることが好ましい。   When a graphite material is used as the negative electrode active material, the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is usually 0.335 nm or more, and usually 0.34 nm or less, preferably Is preferably 0.337 nm or less. Moreover, it is preferable that the ash content of graphite material is 1 mass% or less normally with respect to the mass of graphite material, especially 0.5 mass% or less, especially 0.1 mass% or less. Moreover, it is preferable that the crystallite size (Lc) of the graphite material calculated | required by the X-ray diffraction by the Gakushin method is 30 nm or more normally, especially 50 nm or more, especially 100 nm or more.

また、レーザー回折・散乱法により求めた黒鉛材料のメジアン径が、通常1μm以上、中でも3μm以上、更には5μm以上、特に7μm以上、また、通常100μm以下、中でも50μm以下、更には40μm以下、特に30μm以下であることが好ましい。   The median diameter of the graphite material determined by the laser diffraction / scattering method is usually 1 μm or more, especially 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, especially 7 μm or more, and usually 100 μm or less, especially 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, especially 40 μm or less. It is preferable that it is 30 micrometers or less.

また、黒鉛材料のBET法比表面積は、通常0.5m/g以上、好ましくは0.7m/g以上、より好ましくは1.0m/g以上、更に好ましくは1.5m/g以上、また、通常25.0m/g以下、好ましくは20.0m/g以下、より好ましくは15.0m/g以下、更に好ましくは10.0m/g以下であることが好ましい。 Moreover, the BET specific surface area of the graphite material is usually 0.5 m 2 / g or more, preferably 0.7 m 2 / g or more, more preferably 1.0 m 2 / g or more, and further preferably 1.5 m 2 / g. or more, and usually 25.0 m 2 / g or less, preferably 20.0 m 2 / g or less, more preferably 15.0 m 2 / g or less, further preferably at most 10.0 m 2 / g.

また、黒鉛材料についてアルゴンレーザー光を用いたラマンスペクトル分析を行った場合に、1580〜1620cm−1の範囲で検出されるピークPの強度Iと、1350〜1370cm−1の範囲で検出されるピークPの強度Iとの強度比I/Iが、0以上0.5以下であるものが好ましい。また、ピークPの半価幅は26cm−1以下が好ましく、25cm−1以下がより好ましい。 Also, when performing Raman spectroscopy using argon laser light for graphite material, and strength I A of the peak P A is detected in the range of 1580~1620Cm -1, it is detected in the range of 1350 -1 that intensity ratio I a / I B of the intensity I B of a peak P B is what is preferably 0 to 0.5. Further, the half width of the peak P A is preferably 26cm -1 or less, 25 cm -1 or less is more preferable.

なお、上述の各種の炭素材料の他に、リチウムの吸蔵及び放出が可能なその他の材料の負極活物質として用いることもできる。炭素材料以外の負極活物質の具体例としては、酸化錫や酸化ケイ素等の金属酸化物、リチウム単体やリチウムアルミニウム合金等のリチウム合金等が挙げられる。これらの炭素材料以外の材料は、それぞれ1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上述の炭素材料と組み合わせて用いてもよい。   In addition to the above-mentioned various carbon materials, it can also be used as a negative electrode active material of other materials capable of inserting and extracting lithium. Specific examples of the negative electrode active material other than the carbon material include metal oxides such as tin oxide and silicon oxide, lithium simplex and lithium alloys such as lithium aluminum alloy. One of these materials other than the carbon material may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Moreover, you may use in combination with the above-mentioned carbon material.

負極活物質層は、通常は正極活物質層の場合と同様に、上述の負極活物質と、結着剤と、必要に応じて導電材及び増粘剤とを液体媒体でスラリー化したものを負極集電体に塗布し、乾燥することにより製造することができる。スラリーを形成する液体媒体や結着剤、増粘剤、導電材等としては、正極活物質層について上述したものと同様のものを使用することができる。   As in the case of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer is usually prepared by slurrying the above-described negative electrode active material, a binder, and optionally a conductive material and a thickener in a liquid medium. It can manufacture by apply | coating to a negative electrode electrical power collector, and drying. As the liquid medium, the binder, the thickener, the conductive material, and the like that form the slurry, the same materials as those described above for the positive electrode active material layer can be used.

電解質としては、例えば公知の有機電解液、高分子固体電解質、ゲル状電解質、無機固体電解質等を用いることができるが、中でも有機電解液が好ましい。有機電解液は、有機溶媒に溶質(電解質)を溶解させて構成される。   As the electrolyte, for example, known organic electrolytes, polymer solid electrolytes, gel electrolytes, inorganic solid electrolytes, and the like can be used. Among them, organic electrolytes are preferable. The organic electrolytic solution is configured by dissolving a solute (electrolyte) in an organic solvent.

ここで、有機溶媒の種類は特に限定されないが、例えばカーボネート類、エーテル類、ケトン類、スルホラン系化合物、ラクトン類、ニトリル類、塩素化炭化水素類、エーテル類、アミン類、エステル類、アミド類、リン酸エステル化合物等を使用することができる。代表的なものを列挙すると、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、4−メチル−2−ペンタノン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、1,2−ジクロロエタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等が挙げられ、これらの単独若しくは2種類以上の混合溶媒が使用できる。   Here, the type of the organic solvent is not particularly limited. For example, carbonates, ethers, ketones, sulfolane compounds, lactones, nitriles, chlorinated hydrocarbons, ethers, amines, esters, amides. A phosphoric acid ester compound or the like can be used. Typical examples are dimethyl carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate, vinylene carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 4-methyl-2-pentanone, 1,2-dimethoxyethane. 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propionitrile, benzonitrile, butyronitrile, valeronitrile 1,2-dichloroethane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, trimethyl phosphate, triethyl phosphate and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.

上述の有機溶媒には、電解塩を解離させるために、高誘電率溶媒を含めることが好ましい。ここで、高誘電率溶媒とは、25℃における比誘電率が20以上の化合物を意味する。高誘電率溶媒の中でも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、及び、それらの水素原子をハロゲン等の他の元素又はアルキル基等で置換した化合物が、電解液中に含まれることが好ましい。高誘電率溶媒の電解液に占める割合は、好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、最も好ましくは40質量%以上である。高誘電率溶媒の含有量が上記範囲よりも少ないと、所望の電池特性が得られない場合がある。   The organic solvent described above preferably contains a high dielectric constant solvent in order to dissociate the electrolytic salt. Here, the high dielectric constant solvent means a compound having a relative dielectric constant of 20 or more at 25 ° C. Among the high dielectric constant solvents, it is preferable that ethylene carbonate, propylene carbonate, and compounds in which hydrogen atoms thereof are substituted with other elements such as halogen or alkyl groups are contained in the electrolytic solution. The proportion of the high dielectric constant solvent in the electrolytic solution is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and most preferably 40% by mass or more. If the content of the high dielectric constant solvent is less than the above range, desired battery characteristics may not be obtained.

電解塩であるリチウム塩の種類も特に限定されず、従来公知の任意の溶質を使用することができる。具体例としては、LiClO、LiAsF、LiPF、LiBF、LiB(C、LiCl、LiBr、CHSOLi、CFSOLi、LiN(SOCF、LiN(SO、LiC(SOCF、LiN(SOCF等が挙げられる。これらの電解塩は任意の1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 The type of lithium salt that is an electrolytic salt is not particularly limited, and any conventionally known solute can be used. Specific examples include LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCl, LiBr, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiN (SO 2 CF 3 ) 2. , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiN (SO 3 CF 3 ) 2 and the like. Any one of these electrolytic salts may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

電解塩のリチウム塩は電解液中に、通常0.5mol/L以上1.5mol/L以下となるように含有させる。電解液中のリチウム塩濃度が0.5mol/L未満でも1.5mol/Lを超えても電気伝導度が低下し、電池特性に悪影響を与えることがある。下限としては0.75mol/L以上、上限として1.25mol/L以下が好ましい。   The lithium salt of the electrolytic salt is usually contained in the electrolytic solution so as to have a concentration of 0.5 mol / L to 1.5 mol / L. Even if the lithium salt concentration in the electrolytic solution is less than 0.5 mol / L or more than 1.5 mol / L, the electrical conductivity may be lowered, and the battery characteristics may be adversely affected. The lower limit is preferably 0.75 mol / L or more and the upper limit is 1.25 mol / L or less.

電解液中には、CO、NO、CO、SO等のガスやポリサルファイドS 2−等負極表面にリチウムイオンの効率良い充放電を可能にする良好な被膜を形成する添加剤を、任意の割合で添加してもよい。 In the electrolyte solution, an additive that forms a good film that enables efficient charge and discharge of lithium ions on the surface of the negative electrode, such as gas such as CO 2 , N 2 O, CO, SO 2 and polysulfide S x 2 , May be added at an arbitrary ratio.

高分子固体電解質を使用する場合にも、その種類は特に限定されず、固体電解質として公知の任意の結晶質・非晶質の無機物を用いることができる。結晶質の無機固体電解質としては、例えば、LiI、LiN、Li1+xTi2−x(PO(J=Al、Sc、Y、La)、Li0.5−3xRE0.5+xTiO(RE=La、Pr、Nd、Sm)等が挙げられる。また、非晶質の無機固体電解質としては、例えば、4.9LiI−34.1LiO−61B、33.3LiO−66.7SiO等の酸化物ガラス等が挙げられる。これらは任意の1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Even when a polymer solid electrolyte is used, the type thereof is not particularly limited, and any known crystalline / amorphous inorganic substance can be used as the solid electrolyte. Examples of the crystalline inorganic solid electrolyte include LiI, Li 3 N, Li 1 + x J x Ti 2-x (PO 4 ) 3 (J = Al, Sc, Y, La), Li 0.5-3x RE 0. .5 + x TiO 3 (RE = La, Pr, Nd, Sm) and the like. Examples of the amorphous inorganic solid electrolyte include oxide glasses such as 4.9LiI-34.1Li 2 O-61B 2 O 5 and 33.3Li 2 O-66.7SiO 2 . Any one of these may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.

電解質として前述の有機電解液を用いる場合には、電極同士の短絡を防止するために、正極と負極との間にセパレータが介装される。セパレータの材質や形状は特に制限されないが、使用する有機電解液に対して安定で、保液性に優れ、かつ、電極同士の短絡を確実に防止できるものが好ましい。好ましい例としては、各種の高分子材料からなる微多孔性のフィルム、シート、不織布等が挙げられる。高分子材料の具体例としては、ナイロン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等のポリオレフィン高分子が用いられる。特に、セパレータの重要な因子である化学的及び電気化学的な安定性の観点からは、ポリオレフィン系高分子が好ましく、電池におけるセパレータの使用目的の一つである自己閉塞温度の点からは、ポリエチレンが特に望ましい。   When the above-described organic electrolyte is used as the electrolyte, a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit between the electrodes. The material and shape of the separator are not particularly limited, but those that are stable with respect to the organic electrolyte used, have excellent liquid retention properties, and can reliably prevent short-circuiting between electrodes are preferable. Preferable examples include microporous films, sheets, nonwoven fabrics and the like made of various polymer materials. Specific examples of the polymer material include polyolefin polymers such as nylon, cellulose acetate, nitrocellulose, polysulfone, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polypropylene, polyethylene, and polybutene. In particular, from the viewpoint of chemical and electrochemical stability, which is an important factor for separators, polyolefin polymers are preferable. From the viewpoint of self-occluding temperature, which is one of the purposes of use of separators in batteries, polyethylene is preferred. Is particularly desirable.

ポリエチレンからなるセパレータを用いる場合、高温形状維持性の点から、超高分子ポリエチレンを用いることが好ましく、その分子量の下限は好ましくは50万、更に好ましくは100万、最も好ましくは150万である。他方、分子量の上限は、好ましくは500万、更に好ましくは400万、最も好ましくは300万である。分子量が大きすぎると流動性が低くなりすぎてしまい、加熱された時にセパレータの孔が閉塞しない場合があるからである。   When using a separator made of polyethylene, it is preferable to use ultra-high molecular weight polyethylene from the viewpoint of maintaining high-temperature shape, and the lower limit of the molecular weight is preferably 500,000, more preferably 1,000,000, and most preferably 1,500,000. On the other hand, the upper limit of the molecular weight is preferably 5 million, more preferably 4 million, and most preferably 3 million. This is because if the molecular weight is too large, the fluidity becomes too low, and the pores of the separator may not close when heated.

本発明のリチウム二次電池は、上述した本発明のリチウム二次電池用正極と、負極と、電解質と、必要に応じて用いられるセパレータとを、適切な形状に組み立てることにより製造される。更に、必要に応じて外装ケース等の他の構成要素を用いることも可能である。   The lithium secondary battery of the present invention is produced by assembling the above-described positive electrode for a lithium secondary battery of the present invention, a negative electrode, an electrolyte, and a separator used as necessary into an appropriate shape. Furthermore, other components such as an outer case can be used as necessary.

本発明のリチウム二次電池の形状は特に制限されず、一般的に採用されている各種形状の中から、その用途に応じて適宜選択することができる。一般的に採用されている形状の例としては、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が挙げられる。また、電池を組み立てる方法も特に制限されず、目的とする電池の形状に合わせて、通常用いられている各種方法の中から適宜選択することができる。   The shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected from various commonly employed shapes according to the application. Examples of commonly used shapes include a cylinder type with a sheet electrode and separator spiral, an inside-out cylinder type with a combination of pellet electrode and separator, a coin type with a stack of pellet electrode and separator, etc. Can be mentioned. The method for assembling the battery is not particularly limited, and can be appropriately selected from various commonly used methods according to the shape of the target battery.

以上、本発明のリチウム二次電池の一般的な実施形態について説明したが、本発明のリチウム二次電池は上記実施形態に制限されるものではなく、その要旨を超えない限りにおいて、各種の変形を加えて実施することが可能である。   The general embodiment of the lithium secondary battery of the present invention has been described above. However, the lithium secondary battery of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible as long as the gist thereof is not exceeded. Can be implemented.

製造例1
[FePOの製造]
Fe(NO・9HOを水に溶解して0.1mol/Lの溶液とし、NaHPO・12HOについても同様に水に溶解して0.1mol/Lの溶液とした。この2種の溶液を混合し、得られた沈殿をろ過・洗浄後に乾燥を行った後、600℃で6時間空気中において加熱処理を行い、FePOを得た。
Production Example 1
[Production of FePO 4 ]
Fe a (NO 2) 3 · 9H 2 O and a solution of 0.1 mol / L was dissolved in water to a solution of Na 2 HPO 4 · 12H 2 O for dissolved as well in water 0.1 mol / L did. These two solutions were mixed, and the resulting precipitate was filtered, washed and dried, and then heat-treated in air at 600 ° C. for 6 hours to obtain FePO 4 .

[正極活物質の製造]
得られたFePOに、所定の組成となるようにLiOH・HOを加え、更にテトラエチレングリコールを10質量%となるように添加した後、メノウ乳鉢で良く粉砕・混合した。その後、アルゴンと水素の混合ガス中600℃で12時間焼成を行い、LiFePOを含有する正極活物質を得た。
[Production of positive electrode active material]
LiOH.H 2 O was added to the obtained FePO 4 so as to have a predetermined composition, and further tetraethylene glycol was added so as to be 10% by mass, and then well pulverized and mixed in an agate mortar. Thereafter, 12 hours calcining in a mixed 600 ° C. in a gas of argon and hydrogen, to obtain a cathode active material containing LiFePO 4.

[評価用電池の作製]
得られた正極活物質、導電材としてのアセチレンブラック及びバインダーとしてのポリフッ化ビニリデンを90:5:5となるように秤量後、溶媒のN−メチルピロリドン中で混合してスラリーとした。このスラリーをアルミニウム(Al)箔上に塗布後乾燥し、所定の大きさに打ち抜くことにより正極を作製した。
[Production of evaluation battery]
The obtained positive electrode active material, acetylene black as a conductive material, and polyvinylidene fluoride as a binder were weighed so as to be 90: 5: 5, and then mixed in N-methylpyrrolidone as a solvent to obtain a slurry. The slurry was applied on an aluminum (Al) foil, dried, and punched out to a predetermined size to produce a positive electrode.

前記正極と、負極としてのLi箔、「エチレンカーボネート:ジエチルカーボネート=1:1(容量比)の溶媒にLiPFを1mol/Lで溶解した電解液」及びセパレータを用い、CR2032型コインセルを組み立て、評価用電池とした。 The CR 2032 type coin cell was assembled using the positive electrode, Li foil as the negative electrode, “electrolyte solution in which LiPF 6 was dissolved at 1 mol / L in a solvent of ethylene carbonate: diethyl carbonate = 1: 1 (volume ratio)” and a separator. A battery for evaluation was obtained.

[電池性能評価]
作製した評価用電池を25℃において定電流で4.0Vとなるまで充電した後、2.8Vまで定電流で放電を行い、電流量と活物質質量より充放電容量の算出を行った。なお、この際の電流値は活物質1gあたり17mAとなるような値を設定した。
[Battery performance evaluation]
The prepared battery for evaluation was charged at 25 ° C. to 4.0 V at a constant current, and then discharged at a constant current to 2.8 V, and the charge / discharge capacity was calculated from the amount of current and the mass of the active material. The current value at this time was set to a value of 17 mA per 1 g of active material.

製造例2
製造例1の焼成温度を700℃とした以外は製造例1と同様にLiFePOを含有する正極活物質を得た。
Production Example 2
A positive electrode active material containing LiFePO 4 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the firing temperature in Production Example 1 was 700 ° C.

製造例3
製造例1の焼成温度を600℃とした以外は製造例1と同様にLiFePOを含有する正極活物質を得た。
Production Example 3
A positive electrode active material containing LiFePO 4 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the firing temperature in Production Example 1 was 600 ° C.

製造例4
製造例1の焼成温度を900℃とした以外は製造例1と同様にLiFePOを含有する正極活物質を得た。
Production Example 4
A positive electrode active material containing LiFePO 4 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the firing temperature in Production Example 1 was 900 ° C.

表1に、製造例1〜4で得た正極活物質のラマンスペクトル測定より算出したD/G及びF/Gの値を示す。また、製造例1〜4で得た正極活物質を用いて作製したリチウム二次電池の初期充放電容量を表1に合わせて示す。   Table 1 shows the values of D / G and F / G calculated from the Raman spectrum measurement of the positive electrode active materials obtained in Production Examples 1 to 4. In addition, Table 1 shows initial charge / discharge capacities of lithium secondary batteries manufactured using the positive electrode active materials obtained in Production Examples 1 to 4.

表1より明らかなように、D/Gが0.5以上かつF/Gが1.5以下である製造例1〜3では初回放電容量が140mAh/g以上であり、良好な電池性能を示すことが分かった。一方、製造例4では初回放電容量が50mAh/gと低い電池性能であった。   As is apparent from Table 1, in Production Examples 1 to 3 in which D / G is 0.5 or more and F / G is 1.5 or less, the initial discharge capacity is 140 mAh / g or more, which shows good battery performance. I understood that. On the other hand, in Production Example 4, the initial discharge capacity was as low as 50 mAh / g.

表2に製造例1〜3及び製造例4における、焼成温度、充放電容量、比表面積及び1次粒子サイズの値を示す。加えて、図3及び図4に1次粒子サイズ算出に用いた製造例1及び製造例4のTEM写真の一例を示す。   Table 2 shows values of firing temperature, charge / discharge capacity, specific surface area, and primary particle size in Production Examples 1 to 3 and Production Example 4. In addition, FIGS. 3 and 4 show examples of TEM photographs of Production Example 1 and Production Example 4 used for calculating the primary particle size.

表2より明らかなように、焼成温度が850℃以下である製造例1〜3では、1次粒子径が200nm以下であり、比表面積が7m/g以上であるため、高い初回放電容量を示すが、1次粒子径が200nm以上であり、比表面積が7m/gを下回っている製造例4では電池性能の低下がみられた。 As is apparent from Table 2, in Production Examples 1 to 3 where the firing temperature is 850 ° C. or less, the primary particle diameter is 200 nm or less and the specific surface area is 7 m 2 / g or more. As shown, in the production example 4 in which the primary particle diameter was 200 nm or more and the specific surface area was less than 7 m 2 / g, the battery performance was deteriorated.

製造例5
製造例1のLiFePOを含有する正極活物質の製造において、テトラエチレングリコールの代わりにスクロースを用い、また、LiOH・HOの代わりに炭酸リチウムを用いたこと以外は製造例1と同様にLiFePOを含有する正極活物質を得た。
Production Example 5
In the production of the positive electrode active material containing LiFePO 4 of Production Example 1, as in Production Example 1, except that sucrose was used instead of tetraethylene glycol and lithium carbonate was used instead of LiOH · H 2 O. A positive electrode active material containing LiFePO 4 was obtained.

表3に製造例1〜5で得た正極活物質のC濃度の値を示す。また、製造例1〜5で得た正極活物質を用いて作製したリチウム二次電池の初期充放電容量を表3に合わせて示す。   Table 3 shows the C concentration values of the positive electrode active materials obtained in Production Examples 1 to 5. Table 3 also shows the initial charge / discharge capacities of the lithium secondary batteries produced using the positive electrode active materials obtained in Production Examples 1 to 5.

表3より明らかなように、製造例1〜3では良好な電池性能を示すが、C濃度が0.6未満である製造例4では炭素が少ないことによる導電性の不足により電池性能が低下していると考えられる。また、C濃度が1.5より大きい製造例5では炭素が多すぎることによって反応面積が減少することにより電池性能が低下していると考えられる。   As can be seen from Table 3, in Production Examples 1 to 3, good battery performance is shown, but in Production Example 4 in which the C concentration is less than 0.6, battery performance is lowered due to insufficient conductivity due to low carbon. It is thought that. In addition, in Production Example 5 in which the C concentration is higher than 1.5, it is considered that the battery performance is lowered due to the reduction of the reaction area due to excessive carbon.

製造例6
製造例1のLiFePOを含有する正極活物質の製造において、FePOにテトラエチレングリコールを添加せずに焼成を行ったこと以外は製造例1と同様にLiFePOを含有する正極活物質を得た。
Production Example 6
In the production of the positive electrode active material containing LiFePO 4 in Production Example 1, a positive electrode active material containing LiFePO 4 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that firing was performed without adding tetraethylene glycol to FePO 4. It was.

表4に製造例1、製造例5及び製造例6における炭素源と電池性能の関係を示す。   Table 4 shows the relationship between the carbon source and battery performance in Production Example 1, Production Example 5 and Production Example 6.

表4より、テトラエチレングリコールを添加したものが最も良好な性能を示し、スクロース添加及び炭素源の添加を行わないものでは低い電池性能となった。   As shown in Table 4, those with tetraethylene glycol added showed the best performance, and those without sucrose addition or carbon source addition had low battery performance.

製造例7
製造例1のFePOを含有する正極活物質の製造において、乾燥後に加熱処理を行わなかったこと以外は製造例1と同様にLiFePOを含有する正極活物質を得た。
Production Example 7
In the production of the positive electrode active material containing FePO 4 of Production Example 1, a positive electrode active material containing LiFePO 4 was obtained in the same manner as Production Example 1 except that no heat treatment was performed after drying.

表5に製造例3と製造例7について、原料のFePOの加熱処理の有無による電池性能の相違を示す。 Table 5 shows the difference in battery performance between Production Example 3 and Production Example 7 depending on the presence or absence of heat treatment of the raw material FePO 4 .

表5より明らかなように、FePOの加熱処理を行っていない製造例7では放電容量の低下がみられ、FePOの加熱処理は電池性能の向上に効果があることが示されている。 As is clear from Table 5, in Production Example 7 in which the heat treatment of FePO 4 was not performed, the discharge capacity was reduced, indicating that the heat treatment of FePO 4 is effective in improving the battery performance.

本発明のリチウム二次電池用正極活物質及び当該活物質を用いたリチウム二次電池の用途は特に限定されず、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、ストロボ、カメラ、自動車用動力源等を挙げることができる。   The use of the positive electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention and the lithium secondary battery using the active material is not particularly limited, and can be used for various known uses. Specific examples include notebook computers, pen input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, minidiscs, and transceivers. Electronic notebooks, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, motors, lighting equipment, toys, game machines, watches, strobes, cameras, automobile power sources, and the like.

製造例1で得られたFePOを含有する正極活物質のラマンスペクトルである。2 is a Raman spectrum of a positive electrode active material containing FePO 4 obtained in Production Example 1. 製造例4で得られたFePOを含有する正極活物質のラマンスペクトルである。 4 is a Raman spectrum of a positive electrode active material containing FePO 4 obtained in Production Example 4. 製造例1で得られたFePOを含有する正極活物質のTEM写真である。 4 is a TEM photograph of a positive electrode active material containing FePO 4 obtained in Production Example 1. 製造例4で得られたFePOを含有する正極活物質のTEM写真である。 4 is a TEM photograph of a positive electrode active material containing FePO 4 obtained in Production Example 4. 製造例1〜4で得られたFePOを含有する正極活物質の電池性能を示す図である。Is a diagram illustrating the battery performance of the positive electrode active material containing FePO 4 obtained in Preparation Example 1-4.

Claims (12)

一般式LiFePO(0.95≦x≦1.05)で表され、ラマン分光法で1325〜1365cm−1に存在するピークの強度をDとし、1560〜1610cm−1に存在するピークの強度をGとし、900〜1200cm−1に存在するピークの強度をFとしたときに、D/Gが0.5以上かつF/Gが1.5以下であることを特徴とするリチウム二次電池用正極活物質。 It is represented by the general formula Li x FePO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.05), and the peak intensity existing at 1325 to 1365 cm −1 in the Raman spectroscopy is D, and the peak existing at 1560 to 1610 cm −1 Lithium secondary, characterized in that D / G is 0.5 or more and F / G is 1.5 or less, where G is strength and F is peak intensity existing at 900 to 1200 cm −1. Positive electrode active material for batteries. 活物質中のC濃度が0.6質量%以上1.5質量%以下である請求項1に記載のリチウム二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the C concentration in the active material is 0.6 mass% or more and 1.5 mass% or less. BET法による比表面積が7〜30m/gである請求項1又は2に記載のリチウム二次電池用正極活物質。 3. The positive electrode active material for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the specific surface area by the BET method is 7 to 30 m 2 / g. 1次粒子サイズが200nm以下である請求項1から3の何れかに記載のリチウム二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the primary particle size is 200 nm or less. 一般式LiFePO(0.95≦x≦1.05)で表されるリチウム二次電池用正極活物質の製造方法において、FePOにテトラエチレングリコールとLi源を添加して焼成を行うことを特徴とする製造方法。 In a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery represented by a general formula Li x FePO 4 (0.95 ≦ x ≦ 1.05), tetraethylene glycol and a Li source are added to FePO 4 and fired. The manufacturing method characterized by the above-mentioned. FePOについて、テトラエチレングリコールとLi源を添加して焼成を行う前に別途加熱処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 5, wherein the heat treatment is separately performed on FePO 4 before adding tetraethylene glycol and a Li source and firing. 焼成温度が850℃以下である請求項5又は6に記載の製造方法。   The method according to claim 5 or 6, wherein the firing temperature is 850 ° C or lower. 請求項1から4の何れかに記載のリチウム二次電池用正極活物質を製造方法する際、FePOにテトラエチレングリコールとLi源を添加して焼成を行うことを特徴とする製造方法。 When manufacturing method of positive active material for a lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 4, the manufacturing method and performing firing with the addition of tetraethylene glycol and Li sources FePO 4. FePOについて、テトラエチレングリコールとLi源を添加して焼成を行う前に別途加熱処理を行うことを特徴とする請求項8に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 8, wherein the FePO 4 is subjected to a separate heat treatment before adding tetraethylene glycol and a Li source and firing. 焼成温度が850℃以下である請求項8又は9に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 8 or 9, wherein the firing temperature is 850 ° C or lower. 請求項1から4の何れかに記載のリチウム二次電池用正極活物質を用いたリチウム二次電池。   The lithium secondary battery using the positive electrode active material for lithium secondary batteries in any one of Claim 1 to 4. 請求項5から10の何れかに記載の製造方法により製造された正極活物質を用いたリチウム二次電池。   The lithium secondary battery using the positive electrode active material manufactured by the manufacturing method in any one of Claim 5 to 10.
JP2008149007A 2008-06-06 2008-06-06 Positive electrode active material for lithium secondary battery and manufacturing method Pending JP2009295465A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008149007A JP2009295465A (en) 2008-06-06 2008-06-06 Positive electrode active material for lithium secondary battery and manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008149007A JP2009295465A (en) 2008-06-06 2008-06-06 Positive electrode active material for lithium secondary battery and manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009295465A true JP2009295465A (en) 2009-12-17

Family

ID=41543466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008149007A Pending JP2009295465A (en) 2008-06-06 2008-06-06 Positive electrode active material for lithium secondary battery and manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009295465A (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011039921A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 日立ビークルエナジー株式会社 Lithium secondary battery, and cathode for use in a lithium secondary battery
WO2011111628A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 旭硝子株式会社 Phosphate compound, positive electrode for secondary battery and method for producing secondary battery
WO2011129224A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 日本電気硝子株式会社 Lithium-ion secondary-battery positive electrode material and manufacturing method therefor
JP2011249338A (en) * 2010-05-27 2011-12-08 Harmony Brother Co Ltd Method for sintering lithium-containing electrode material
WO2012023439A1 (en) * 2010-08-18 2012-02-23 株式会社 村田製作所 Method for producing iron phosphate, lithium iron phosphate, electrode active material, and secondary battery
CN102403537A (en) * 2011-11-30 2012-04-04 南京双登科技发展研究院有限公司 Method for manufacturing lithium iron phosphate battery
WO2012133581A1 (en) * 2011-03-28 2012-10-04 旭硝子株式会社 Positive electrode active material for secondary battery, positive electrode for secondary battery, and method for producing secondary battery
WO2012133584A1 (en) * 2011-03-28 2012-10-04 旭硝子株式会社 Positive electrode active material for secondary battery, positive electrode for secondary battery, and method for producing secondary battery
JP2012234766A (en) * 2011-05-09 2012-11-29 Sony Corp Active material for lithium ion secondary battery, electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, electronic device, electric power tool, electric vehicle, and power storage system
WO2013018758A1 (en) * 2011-08-03 2013-02-07 株式会社 村田製作所 Iron lithium phosphate preparation method, electrode active material, and secondary battery
WO2013018757A1 (en) * 2011-08-03 2013-02-07 株式会社 村田製作所 Method for producing iron lithium phosphate, electrode active substance, and secondary battery
JP2014238963A (en) * 2013-06-07 2014-12-18 Tdk株式会社 Positive electrode active material, and lithium ion secondary battery
JP2015185253A (en) * 2014-03-20 2015-10-22 Tdk株式会社 positive electrode and lithium ion secondary battery using the same
JP2016519407A (en) * 2013-05-08 2016-06-30 台湾立凱電能科技股▲ふん▼有限公司 Battery composite material and method for producing precursor thereof
WO2016182044A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 株式会社村田製作所 Nonaqueous-electrolyte secondary cell
JP6319492B1 (en) * 2017-03-24 2018-05-09 住友大阪セメント株式会社 Electrode material for lithium ion secondary battery, electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075364A (en) * 2000-08-30 2002-03-15 Sony Corp Positive electrode active material, its manufacturing method, nonaqueous electrolyte battery, and manufacturing method of battery
JP2004509447A (en) * 2000-09-26 2004-03-25 ハイドロ−ケベック Method for the synthesis of redox materials coated with carbon of controlled size
JP2006302671A (en) * 2005-04-20 2006-11-02 Mitsui Mining Co Ltd Cathode material for lithium-ion secondary battery and its manufacturing method as well as lithium-ion secondary battery using same
JP2008130526A (en) * 2006-11-27 2008-06-05 Hitachi Maxell Ltd Active material for electrochemical element, manufacturing method therefor, and electrochemical element

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075364A (en) * 2000-08-30 2002-03-15 Sony Corp Positive electrode active material, its manufacturing method, nonaqueous electrolyte battery, and manufacturing method of battery
JP2004509447A (en) * 2000-09-26 2004-03-25 ハイドロ−ケベック Method for the synthesis of redox materials coated with carbon of controlled size
JP2006302671A (en) * 2005-04-20 2006-11-02 Mitsui Mining Co Ltd Cathode material for lithium-ion secondary battery and its manufacturing method as well as lithium-ion secondary battery using same
JP2008130526A (en) * 2006-11-27 2008-06-05 Hitachi Maxell Ltd Active material for electrochemical element, manufacturing method therefor, and electrochemical element

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011039921A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 日立ビークルエナジー株式会社 Lithium secondary battery, and cathode for use in a lithium secondary battery
WO2011111628A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 旭硝子株式会社 Phosphate compound, positive electrode for secondary battery and method for producing secondary battery
WO2011129224A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 日本電気硝子株式会社 Lithium-ion secondary-battery positive electrode material and manufacturing method therefor
JP2011249338A (en) * 2010-05-27 2011-12-08 Harmony Brother Co Ltd Method for sintering lithium-containing electrode material
CN103079998A (en) * 2010-08-18 2013-05-01 株式会社村田制作所 Method for producing iron phosphate, lithium iron phosphate, electrode active material, and secondary battery
WO2012023439A1 (en) * 2010-08-18 2012-02-23 株式会社 村田製作所 Method for producing iron phosphate, lithium iron phosphate, electrode active material, and secondary battery
US9543573B2 (en) 2010-08-18 2017-01-10 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method of producing iron phosphate, lithium iron phosphate, electrode active substance, and secondary battery
CN103079998B (en) * 2010-08-18 2016-06-08 株式会社村田制作所 The manufacture method of iron phosphate, LiFePO4, electrode active material and secondary cell
JPWO2012023439A1 (en) * 2010-08-18 2013-10-28 株式会社村田製作所 Method for producing iron phosphate, lithium iron phosphate, electrode active material, and secondary battery
WO2012133581A1 (en) * 2011-03-28 2012-10-04 旭硝子株式会社 Positive electrode active material for secondary battery, positive electrode for secondary battery, and method for producing secondary battery
WO2012133584A1 (en) * 2011-03-28 2012-10-04 旭硝子株式会社 Positive electrode active material for secondary battery, positive electrode for secondary battery, and method for producing secondary battery
JP2012234766A (en) * 2011-05-09 2012-11-29 Sony Corp Active material for lithium ion secondary battery, electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, electronic device, electric power tool, electric vehicle, and power storage system
US8940440B2 (en) 2011-05-09 2015-01-27 Sony Corporation Lithium ion secondary battery active material, lithium ion secondary battery electrode, lithium ion secondary battery, electronic device, electric power tool, electric vehicle, and power storage system
WO2013018758A1 (en) * 2011-08-03 2013-02-07 株式会社 村田製作所 Iron lithium phosphate preparation method, electrode active material, and secondary battery
WO2013018757A1 (en) * 2011-08-03 2013-02-07 株式会社 村田製作所 Method for producing iron lithium phosphate, electrode active substance, and secondary battery
CN102403537A (en) * 2011-11-30 2012-04-04 南京双登科技发展研究院有限公司 Method for manufacturing lithium iron phosphate battery
US10096832B2 (en) 2013-05-08 2018-10-09 Advanced Lithium Electrochemistry Co., Ltd. Preparation method of battery composite material and precursor thereof
JP2016519407A (en) * 2013-05-08 2016-06-30 台湾立凱電能科技股▲ふん▼有限公司 Battery composite material and method for producing precursor thereof
JP2014238963A (en) * 2013-06-07 2014-12-18 Tdk株式会社 Positive electrode active material, and lithium ion secondary battery
JP2015185253A (en) * 2014-03-20 2015-10-22 Tdk株式会社 positive electrode and lithium ion secondary battery using the same
WO2016182044A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 株式会社村田製作所 Nonaqueous-electrolyte secondary cell
CN107615532A (en) * 2015-05-14 2018-01-19 株式会社村田制作所 Rechargeable nonaqueous electrolytic battery
US20180047976A1 (en) * 2015-05-14 2018-02-15 Murata Manufacturing Co, Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery
JPWO2016182044A1 (en) * 2015-05-14 2017-12-07 株式会社村田製作所 Nonaqueous electrolyte secondary battery
CN107615532B (en) * 2015-05-14 2020-07-31 株式会社村田制作所 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6319492B1 (en) * 2017-03-24 2018-05-09 住友大阪セメント株式会社 Electrode material for lithium ion secondary battery, electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP2018163764A (en) * 2017-03-24 2018-10-18 住友大阪セメント株式会社 Electrode material for lithium ion secondary battery, electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110024188B (en) Negative electrode material and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5428251B2 (en) Lithium transition metal compound powder, positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JP4432910B2 (en) Lithium nickel manganese cobalt composite oxide powder for lithium secondary battery positive electrode material, method for producing the same, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
KR101858763B1 (en) Positive electrode material for lithium secondary battery, method for producing the same, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP4475326B2 (en) Lithium transition metal-based compound powder, production method thereof, spray-dried body serving as a firing precursor thereof, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
US8535829B2 (en) Lithium transition metal-based compound powder for positive electrode material in lithium rechargeable battery, method for manufacturing the powder, spray dried product of the powder, firing precursor of the powder, and positive electrode for lithium rechargeable battery and lithium rechargeable battery using the powder
JP2009295465A (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery and manufacturing method
JP4752244B2 (en) Layered lithium nickel manganese based composite oxide powder for lithium secondary battery positive electrode material, lithium secondary battery positive electrode using the same, and lithium secondary battery
JP4529784B2 (en) Layered lithium nickel manganese cobalt based composite oxide powder for positive electrode material of lithium secondary battery, production method thereof, positive electrode for lithium secondary battery using the same, and lithium secondary battery
JP5135913B2 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery, method for producing the same, positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
WO2011083861A1 (en) Powder for positive electrode material for lithium secondary battery and process for production thereof, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery each utilizing the powder
JP5157071B2 (en) Lithium nickel manganese cobalt composite oxide powder for lithium secondary battery positive electrode material, method for producing the same, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JP2011108554A (en) Lithium transition metal based compound powder, its manufacturing method, and positive electrode material for lithium secondary battery and lithium secondary battery using it
JP2011105594A (en) Nickel-manganese-cobalt based complex oxide, laminar lithium-nickel-manganese-cobalt based complex oxide, positive electrode material for lithium secondary batteries, positive electrode using the material, and lithium secondary battery
JP2009245955A (en) Lithium nickel manganese system complex oxide powder for lithium secondary battery positive electrode material and method of manufacturing the same, and positive electrode for lithium secondary battery using the same and lithium secondary battery
JP4483253B2 (en) Positive electrode material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP2009164140A5 (en)
JP2008103308A (en) Lithium-nickel-manganese-cobalt-based composite oxide powder for positive electrode material of lithium secondary battery, method for manufacturing the same, spray-dried powder, positive electrode for lithium secondary battery using the same, and lithium secondary battery
JP6010902B2 (en) Lithium transition metal-based compound powder, method for producing the same, positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JP7165913B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2010278015A (en) Lithium-nickel-manganese-cobalt-based compound oxide powder for positive electrode material in lithium rechargeable battery, method for manufacturing the powder, spray dried product of the powder, and positive electrode for lithium rechargeable battery, and lithium rechargeable battery using the powder
JP4591716B2 (en) Lithium transition metal compound powder for positive electrode material of lithium secondary battery, production method thereof, spray-dried product, and calcined precursor, positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JP2005336004A (en) Nickel manganese cobalt based multiple oxide, lamellar lithium nickel manganese cobalt based multiple oxide, lithium secondary cell positive electrode material, positive electrode for lithium secondary cell and lithium secondary cell using the same
JPWO2018179934A1 (en) Anode material and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2011138680A (en) Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080826

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20081020

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130116

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130521