JP2011003354A - Positive electrode active material, method of manufacturing the same, and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive electrode active material capable of suppressing generation of a gas, a method of manufacturing the same, and a nonaqueous electrolyte battery.SOLUTION: A positive electrode 12 has the positive electrode active material. The positive electrode active material has a lithium composite oxide and a coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium composite oxide, the lithium composite oxide is one having nickel as a main component, and the coating layer contains heteropolyacid and/or a heteropolyacid compound.

Description

この発明は、正極活物質、正極活物質の製造方法および非水電解質電池に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material, a method for producing a positive electrode active material, and a nonaqueous electrolyte battery.

近年、ビデオカメラやノート型パーソナルコンピュータなどのポータブル機器の普及に伴い、小型高容量の二次電池に対する需要が高まっている。現在使用されている二次電池にはアルカリ電解液を用いたニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池があるが、電池電圧が約1.2Vと低く、エネルギー密度の向上は困難である。このため、比重が0.534と固体の単体中最も軽いうえ、電位が極めて卑であり、単位重量当たりの電流容量も金属負極材料中最大であるリチウム金属を使用するリチウム金属二次電池が検討された。   In recent years, with the widespread use of portable devices such as video cameras and notebook personal computers, the demand for small, high-capacity secondary batteries has increased. Currently used secondary batteries include nickel-cadmium batteries and nickel-hydrogen batteries using an alkaline electrolyte, but the battery voltage is as low as about 1.2 V, and it is difficult to improve the energy density. For this reason, a lithium metal secondary battery using lithium metal having a specific gravity of 0.534, which is the lightest of the solid simple substance, the potential is extremely base, and the current capacity per unit weight is the largest among the metal negative electrode materials. It was done.

ところが、リチウム金属を負極に使用する二次電池では、充電時に負極の表面に樹枝状のリチウム(デンドライト)が析出し、充放電サイクルによってこれが成長する。デンドライトの成長は、二次電池の充放電サイクル特性を劣化させるばかりではなく、最悪の場合には、正極と負極とが接触しないように配置された隔膜(セパレータ)を突き破ってしまう。その結果、内部短絡が生じてしまい、熱暴走して電池を破壊してしまうという問題がある。   However, in a secondary battery using lithium metal as a negative electrode, dendritic lithium (dendrites) is deposited on the surface of the negative electrode during charging, and this grows by a charge / discharge cycle. The growth of dendrites not only deteriorates the charge / discharge cycle characteristics of the secondary battery, but in the worst case, it breaks through the separator (separator) arranged so that the positive electrode and the negative electrode are not in contact with each other. As a result, there is a problem that an internal short circuit occurs and the battery is destroyed due to thermal runaway.

そこで、例えば、下記特許文献1に記載されているように、コークスなどの炭素質材料を負極とし、アルカリ金属イオンをドーピング、脱ドーピングすることにより充放電を繰り返す二次電池が提案された。これによって、上述したような充放電の繰り返しにおける負極の劣化問題を回避できることがわかった。   Thus, for example, as described in Patent Document 1 below, a secondary battery that repeats charging and discharging by using a carbonaceous material such as coke as a negative electrode and doping and dedoping alkali metal ions has been proposed. As a result, it has been found that the above-described problem of deterioration of the negative electrode due to repeated charge / discharge can be avoided.

特開昭62−90863号公報JP 62-90863 A

一方、正極活物質としては高電位を示す活物質の探索、開発によって、電池電圧が4V前後を示すものが現れ、注目を浴びている。それらの活物質としては、アルカリ金属を含む遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなどの無機化合物が知られている。   On the other hand, as a positive electrode active material, a battery with a battery voltage of around 4 V has appeared due to the search and development of an active material exhibiting a high potential, and has attracted attention. As such active materials, inorganic compounds such as transition metal oxides containing alkali metals and transition metal chalcogens are known.

なかでも、LixNiO2(0<x≦1.0)、LixCoO2(0<x≦1.0)などのニッケルまたはコバルトを主成分とするとリチウム遷移金属複合酸化物が、高電位、安定性、長寿命という点から最も有望である。このなかでも、ニッケルを主成分とするリチウム遷移金属複合酸化物は、比較的高い電位を示す正極活物質である。これを電池に用いることによって、充電電流容量が高く、エネルギー密度を高められることが期待される。 In particular, when the main component is nickel or cobalt such as Li x NiO 2 (0 <x ≦ 1.0) or Li x CoO 2 (0 <x ≦ 1.0), the lithium transition metal composite oxide has a high potential. The most promising in terms of stability and long life. Among these, the lithium transition metal composite oxide containing nickel as a main component is a positive electrode active material exhibiting a relatively high potential. By using this in a battery, it is expected that the charging current capacity is high and the energy density can be increased.

しかしながら、ニッケルを主成分とするリチウム遷移金属複合酸化物を正極活物質として用いた二次電池においては、電池内部におけるガス発生が生じやすい。このため、電池内圧が上昇しやすい問題があった。特に、外装にラミネートフィルムを用いた電池においては、ガス発生によって、電池が膨張し易い問題があった。   However, in a secondary battery using a lithium transition metal composite oxide containing nickel as a main component as a positive electrode active material, gas is likely to be generated inside the battery. For this reason, there has been a problem that the internal pressure of the battery tends to increase. In particular, a battery using a laminate film for the exterior has a problem that the battery easily expands due to gas generation.

したがって、この発明の目的は、ガス発生を抑制できる、正極活物質、正極活物質の製造方法および非水電解質電池を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive electrode active material, a method for producing a positive electrode active material, and a nonaqueous electrolyte battery that can suppress gas generation.

上述した課題を解決するために、第1の発明は、リチウム複合酸化物と、リチウム複合酸化物の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有し、リチウム複合酸化物は、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物であり、被覆層は、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を含んでいる正極活物質である。   In order to solve the above-described problem, the first invention includes a lithium composite oxide and a coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium composite oxide. The lithium composite oxide is a main component, and the coating layer is a positive electrode active material containing a heteropolyacid and / or a heteropolyacid compound.

第2の発明は、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物に、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着する被着工程と、へテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着させたニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物を加熱処理する加熱処理工程とを有する正極活物質の製造方法である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a deposition step of depositing a heteropolyacid and / or heteropolyacid compound on a lithium composite oxide containing nickel as a main component, and nickel obtained by depositing a heteropolyacid and / or heteropolyacid compound. And a heat treatment step of heat-treating a lithium composite oxide containing as a main component.

第3の発明は、正極と、負極と、電解質とを有し、正極は、正極活物質を有し、正極活物質は、リチウム複合酸化物と、リチウム複合酸化物の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有するものであり、リチウム複合酸化物は、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物であり、被覆層は、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を含んでいる非水電解質電池である。   3rd invention has a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, a positive electrode has a positive electrode active material, a positive electrode active material is at least one part of the surface of lithium composite oxide and lithium composite oxide. The lithium composite oxide is a lithium composite oxide containing nickel as a main component, and the coating layer includes a heteropolyacid and / or a heteropolyacid compound. It is a battery.

この発明によれば、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物によって、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物の表面を被覆する。この構成によって、充電状態におけるニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子表面の酸化活性を抑制することができる。また、これにより、正極活物質の表面における非水電解液等の分解を抑制することができる。また、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着することによって、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子に含まれる炭酸根を低減することができる。   According to this invention, the surface of the lithium composite oxide containing nickel as a main component is coated with the heteropolyacid and / or the heteropolyacid compound. With this configuration, it is possible to suppress the oxidation activity on the surface of the lithium composite oxide particles mainly composed of nickel in a charged state. Thereby, decomposition | disassembly of the nonaqueous electrolyte etc. in the surface of a positive electrode active material can be suppressed. Further, by depositing the heteropolyacid and / or the heteropolyacid compound, the carbonic acid radicals contained in the lithium composite oxide particles containing nickel as a main component can be reduced.

この発明によれば、非水電解液成分等の分解によるガス発生を抑制できる。また、正極活物質自身からのガス発生を抑制することができる。   According to the present invention, gas generation due to decomposition of a non-aqueous electrolyte component or the like can be suppressed. Moreover, gas generation from the positive electrode active material itself can be suppressed.

この発明の実施の形態による非水電解質電池の一構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one structural example of the nonaqueous electrolyte battery by embodiment of this invention. 図1に示した巻回電極体10のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of the winding electrode body 10 shown in FIG. この発明の実施の形態による非水電解質電池の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the nonaqueous electrolyte battery by embodiment of this invention. 図3に示した巻回電極体30の一部を拡大して表す断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of a wound electrode body 30 illustrated in FIG. 3.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、この発明の具体的な例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、実施の形態に限定されないものとする。なお、説明は、以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(正極活物質)
2.第2の実施の形態(正極活物質の製造方法)
3.第3の実施の形態(非水電解質電池の第1の例)
4.第4の実施の形態(非水電解質電池の第2の例)
5.第5の実施の形態(非水電解質電池の第3の例)
6.他の実施の形態(変形例)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments described below are specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless stated to the effect, the present invention is not limited to the embodiment. The description will be given in the following order.
1. First embodiment (positive electrode active material)
2. Second Embodiment (Method for Producing Positive Electrode Active Material)
3. Third Embodiment (First Example of Nonaqueous Electrolyte Battery)
4). Fourth embodiment (second example of nonaqueous electrolyte battery)
5. Fifth embodiment (third example of nonaqueous electrolyte battery)
6). Other embodiment (modification)

1.第1の実施の形態(正極活物質)
まず、この発明の理解を容易にするため、この発明の第1の実施の形態による正極活物質に関連する技術的背景を説明する。
1. First embodiment (positive electrode active material)
First, in order to facilitate understanding of the present invention, a technical background related to the positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention will be described.

例えばニッケル酸リチウム(LiNiO2)やニッケル酸リチウムのニッケルの一部を他の金属で置換したニッケル系リチウム複合酸化物など、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物は、非水電解質電池用の正極活物質として使用できる。また、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO2)やコバルト酸リチウムのコバルトの一部を他の金属で置換したコバルト系リチウム複合酸化物など、コバルトを主成分とするリチウム複合酸化物は、非水電解質電池用の正極活物質として使用できる。 For example, lithium composite oxides mainly composed of nickel, such as lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) and nickel-based lithium composite oxides in which part of nickel of lithium nickelate is replaced with other metals, are used for non-aqueous electrolyte batteries. It can be used as a positive electrode active material. Further, for example, lithium composite oxides containing cobalt as a main component, such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) and cobalt-based lithium composite oxide in which a part of cobalt of lithium cobalt oxide is substituted with other metals, are non-aqueous electrolytes. It can be used as a positive electrode active material for batteries.

ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物は、コバルトを主成分とするリチウム複合酸化物に比較して、資源的に不安定であり高価なコバルトの含有量が少なく経済性が高い。さらに、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物は、コバルトを主成分とするリチウム複合酸化物と比較して、容量が大きい利点があり、その利点をより増大させることが臨まれる。   The lithium composite oxide containing nickel as the main component is less resource-intensive and less expensive than cobalt, and has high economic efficiency as compared with the lithium composite oxide containing cobalt as the main component. Further, the lithium composite oxide containing nickel as a main component has an advantage that the capacity is larger than the lithium composite oxide containing cobalt as a main component, and it is expected that the advantage is further increased.

一方、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物を、正極活物質に用いた二次電池では、電池内部でガスが発生し易い。そして、このガス発生に伴って、電池の内圧上昇が生じ、特に外装にラミネートフィルムを用いた電池では、電池の膨れが発生しやすい課題があり、この課題を解決することが要望されている。   On the other hand, in a secondary battery using a lithium composite oxide mainly composed of nickel as a positive electrode active material, gas is easily generated inside the battery. As the gas is generated, the internal pressure of the battery rises. In particular, a battery using a laminate film for the exterior has a problem that the battery tends to swell, and it is desired to solve this problem.

この発明の第1の実施の形態による正極活物質は、上記の課題解決の要望に対応するものであり、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物を改質して、電池に用いた場合に生じるガス発生を低減させる効果を有するものである。   The positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention corresponds to the above demand for solving the problem, and is used when a lithium composite oxide mainly composed of nickel is modified and used in a battery. It has the effect of reducing the generated gas.

〔正極活物質の構成〕
この発明の第1の実施の形態による正極活物質の構成について説明する。この発明の第1の実施の形態による正極活物質は、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物の粒子の表面の少なくとも一部にヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を含む被覆層が形成されたものである。
[Composition of cathode active material]
The structure of the positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention will be described. In the positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention, a coating layer containing a heteropolyacid and / or a heteropolyacid compound is formed on at least a part of the surface of the lithium composite oxide particles mainly composed of nickel. Is.

[リウム複合酸化物粒子]
リチウム複合酸化物粒子は、リチウム(Li)と、ニッケル(Ni)とを構成元素として含むリチウム複合酸化物の粒子である。このリチウム複合酸化物は、ニッケルを主成分として含むものである。なお、ニッケルを主成分として含むとは、リチウム複合酸化物を構成する金属元素(リチウムを除く)のうち、ニッケル成分を最も多く含むことをいう。
[Lium complex oxide particles]
The lithium composite oxide particles are lithium composite oxide particles containing lithium (Li) and nickel (Ni) as constituent elements. This lithium composite oxide contains nickel as a main component. Note that the phrase “containing nickel as a main component” means that the nickel component is contained most in the metal elements (excluding lithium) constituting the lithium composite oxide.

このリチウム複合酸化物粒子は、一次粒子であってもよく、一次粒子が複数凝集した二次粒子であってもよい。このリチウム複合酸化物は、ニッケル成分がコバルト成分より多く含まれているものであり、例えば、以下の(式1)で平均組成が表されるものである   The lithium composite oxide particles may be primary particles or secondary particles in which a plurality of primary particles are aggregated. This lithium composite oxide contains more nickel component than cobalt component. For example, the average composition is represented by the following (formula 1).

(式1)
LiaNixCoyAlz2
(但し、ニッケル(Ni)は、Ni全体の量を1としたときに、Niの0.1以下の範囲内で、マンガン(Mn)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、バナジウム(V)、マグネシウム(Mg)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、スズ(Sn)、ランタン(La)、セリウム(Ce)からなる群から選択される1種または2種以上の金属元素と置換可能である。また、式中a、x、y、zは、0.20≦a≦1.40、0.60<x<0.90、0.10<y<0.40、0.01<z<0.20の範囲内の値であり、x、yおよびzの間にはx+y+z=1の関係がある。)
(Formula 1)
Li a Ni x Co y Al z O 2
(However, nickel (Ni) is manganese (Mn), chromium (Cr), iron (Fe), vanadium (V) within the range of 0.1 or less of Ni when the total amount of Ni is 1. , Magnesium (Mg), titanium (Ti), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tungsten (W), copper (Cu), zinc (Zn), gallium (Ga), indium (In) , Tin (Sn), lanthanum (La), cerium (Ce) can be substituted with one or more metal elements selected from the group consisting of a, x, y, and z, 0.20 ≦ a ≦ 1.40, 0.60 <x <0.90, 0.10 <y <0.40, 0.01 <z <0.20, and x, y There is a relationship of x + y + z = 1 between z and z.)

ここで、(式1)において、aの範囲は、例えば、0.20≦a≦1.40である。この値が小さくなると、リチウム複合酸化物の基本的な結晶構造の層状岩塩構造が崩れ、再充電が困難となり、容量が大幅に低下してしまう。この値が大きくなると、リチウムが上述の複合酸化物粒子外に拡散し、次の処理工程の塩基性度の制御の障害となると共に、最終的には、正極ペーストの混練中のゲル化促進の弊害の原因となる。   Here, in (Formula 1), the range of a is, for example, 0.20 ≦ a ≦ 1.40. When this value is decreased, the layered rock salt structure of the basic crystal structure of the lithium composite oxide is destroyed, so that recharging becomes difficult and the capacity is significantly reduced. When this value increases, lithium diffuses out of the composite oxide particles described above, which hinders control of the basicity of the next processing step, and ultimately promotes gelation during kneading of the positive electrode paste. Causes harmful effects.

なお、(式1)のリチウム複合酸化物は、従来よりリチウムを過剰に含むようにしてもよいものとなっている。すなわち、(式1)のリチウム複合酸化物のリチウム組成を示すaは、1.2より大きくてもよい。ここで、1.2という値は従来のこの種のリチウム複合酸化物のリチウム組成として開示されているものであり、a=1の場合と同様の結晶構造により、本願における同様の作用・効果を得られる(例えば本出願人の先願である特開2008−251434号公報参照)。   In addition, the lithium composite oxide of (Formula 1) may be made to contain excessive lithium conventionally. That is, a indicating the lithium composition of the lithium composite oxide of (Formula 1) may be greater than 1.2. Here, the value of 1.2 is disclosed as the lithium composition of this type of conventional lithium composite oxide, and the same action and effect in the present application can be obtained by the same crystal structure as in the case of a = 1. (For example, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-251434, which is a prior application of the present applicant).

(式1)のリチウム複合酸化物のリチウム組成を示すaが、1.2より大きくても、リチウム複合酸化物の結晶構造は、aが1.2以下の場合と同様である。また、式1におけるリチウム組成を示すaが、1.2より大きくても、1.40以下であれば、充放電に伴う酸化還元反応におけるリチウム複合酸化物を構成する遷移金属の化学状態は、aが1.2以下の場合と比して、大幅には変わらない。   Even if a indicating the lithium composition of the lithium composite oxide of Formula 1 is greater than 1.2, the crystal structure of the lithium composite oxide is the same as when a is 1.2 or less. Moreover, even if a which shows the lithium composition in Formula 1 is larger than 1.2, if it is 1.40 or less, the chemical state of the transition metal constituting the lithium composite oxide in the oxidation-reduction reaction accompanying charge / discharge is: Compared with the case where a is 1.2 or less, there is no significant change.

xの範囲は、例えば、0.60<x<0.90であり、0.65<x<0.85がより好ましく、さらに好ましくは0.70<x<0.80である。この範囲外に値が小さくなると、正極活物質の放電容量が減少してしまう。この範囲外に値が大きくなると、複合酸化物粒子の結晶構造の安定性が低下し、正極活物質の充放電の繰返しの容量低下と、安全性の低下の原因となる。   The range of x is, for example, 0.60 <x <0.90, more preferably 0.65 <x <0.85, and still more preferably 0.70 <x <0.80. When the value decreases outside this range, the discharge capacity of the positive electrode active material decreases. If the value is increased outside this range, the stability of the crystal structure of the composite oxide particles decreases, which causes a decrease in the capacity of repeated charge / discharge of the positive electrode active material and a decrease in safety.

yの範囲は、例えば、0.10<y<0.40であり、好ましくは0.15<y<0.35であり、さらに好ましくは0.20<y<0.30である。この範囲外に値が小さくなると、複合酸化物粒子の結晶構造の安定性が低下し、正極活物質の充放電の繰返しの容量低下と、安全性の低下の原因となる。この範囲外に値が大きくなると、正極活物質の放電容量が減少してしまう。   The range of y is, for example, 0.10 <y <0.40, preferably 0.15 <y <0.35, and more preferably 0.20 <y <0.30. When the value is smaller than this range, the stability of the crystal structure of the composite oxide particles is lowered, which causes a reduction in the capacity of repeated charge / discharge of the positive electrode active material and a reduction in safety. When the value increases outside this range, the discharge capacity of the positive electrode active material decreases.

zの範囲は、例えば、0.01<z<0.20であり、0.02<z<0.15がより好ましく、さらに好ましくは0.03<z<0.10である。前記範囲外に値が小さくなると、複合酸化物粒子の結晶構造の安定性が低下し、正極活物質の充放電の繰返しの容量低下と、安全性の低下の原因となる。この範囲外に値が大きくなる場合は、正極活物質の放電容量が減少する。   The range of z is, for example, 0.01 <z <0.20, more preferably 0.02 <z <0.15, and further preferably 0.03 <z <0.10. If the value is smaller than the above range, the stability of the crystal structure of the composite oxide particles is lowered, which causes a reduction in the capacity of repeated charge / discharge of the positive electrode active material and a reduction in safety. When the value increases outside this range, the discharge capacity of the positive electrode active material decreases.

このニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物は、コバルトを主成分とする複合酸化物とほぼ同等の高電圧ならびに高エネルギー密度を実現できる、リチウムイオン二次電池用のリチウム複合酸化物である。このリチウム複合酸化物は、資源的に不安定で、高価な材料であるコバルトの含有量が少ないため、経済性が高いという利点を有する。また、このリチウム複合酸化物は、コバルト酸リチウムと比較して電流容量が大きい利点がある。   This lithium composite oxide containing nickel as a main component is a lithium composite oxide for a lithium ion secondary battery that can realize a high voltage and high energy density substantially equal to those of a composite oxide containing cobalt as a main component. Since this lithium composite oxide is unstable in resources and has a low content of cobalt, which is an expensive material, it has the advantage of high economic efficiency. Further, this lithium composite oxide has an advantage of a large current capacity as compared with lithium cobalt oxide.

[被覆層]
被覆層は、複合酸物粒子の表面の少なくとも一部に形成されたものであり、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を含む。ヘテロポリ酸とは、2種以上の中心イオンを含むオキソ酸の縮合物である。このヘテロポリ酸、ヘテロポリ酸化合物は、そのヘテロポリ酸イオンが、アンダーソン構造、ケギン構造、またはドーソン構造を有するものである。
[Coating layer]
The coating layer is formed on at least a part of the surface of the composite acid particle, and includes a heteropolyacid and / or a heteropolyacid compound. A heteropolyacid is a condensate of oxo acids containing two or more central ions. The heteropolyacid or heteropolyacid compound is one in which the heteropolyacid ion has an Anderson structure, a Keggin structure, or a Dawson structure.

ヘテロポリ酸、ヘテロポリ酸化合物のポリ原子としては、例えば、Mo、W、Nb、Vが挙げられる。また、ヘテロポリ酸、ヘテロポリ酸化合物は、上記のポリ原子の一部が、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Tc、Rh、Cd、In、Sn、Ta、Re、Tl、Pbで置換されたものであってもよい。   Examples of the polyatom of the heteropolyacid or heteropolyacid compound include Mo, W, Nb, and V. Further, in the heteropolyacid and heteropolyacid compound, a part of the above-mentioned poly atoms is Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Tc, Rh, Cd, In, Sn, Ta , Re, Tl, and Pb may be substituted.

ヘテロポリ酸、ヘテロポリ酸化合物のヘテロ原子としては、例えばB、Al、Si、P、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Asが挙げられる。また、上記のヘテロ原子の一部が、H、Be、B、C、Na、Al、Si、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Zr、Rh、Sn、Sb、Te、I、Re、Pt、Bi、Ce、Th、U、Npで置換されたものであってもよい。   Examples of the heteroatoms of the heteropolyacid and heteropolyacid compound include B, Al, Si, P, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, and As. In addition, some of the above heteroatoms are H, Be, B, C, Na, Al, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge. , As, Se, Zr, Rh, Sn, Sb, Te, I, Re, Pt, Bi, Ce, Th, U, and Np may be substituted.

ヘテロポリ酸としては、例えば、リンタングステン酸、ケイタングステン酸などのようなヘテロポリタングステン酸、リンモリブデン酸などのようなヘテロポリモリブデン酸が挙げられる。ヘテロポリ酸化合物としては、例えば、ケイタングステン酸ナトリウム、リンタングステン酸ナトリウム、リンタングステン酸アンモニウムなどのようなヘテロポリタングステン酸化合物が挙げられる。また、ヘテロポリ酸化合物としては、リンモリブデン酸ナトリウム、リンモリブデン酸アンモニウムなどのようなヘテロポリモリブデン酸化合物が挙げられる。   Examples of the heteropolyacid include heteropolytungstic acid such as phosphotungstic acid and silicotungstic acid, and heteropolymolybdic acid such as phosphomolybdic acid. Examples of the heteropolyacid compound include heteropolytungstic acid compounds such as sodium silicotungstate, sodium phosphotungstate, and ammonium phosphotungstate. Examples of the heteropolyacid compound include heteropolymolybdate compounds such as sodium phosphomolybdate and ammonium phosphomolybdate.

ヘテロポリ酸、ヘテロポリ酸化合物は、高い酸性を有するものが好ましい。また、ヘテロポリ酸、ヘテロポリ酸化合物は、実用的な入手可能性の観点、並びに、その得られる効果の観点より、ヘテロポリタングステン酸、ヘテロポリタングステン酸化合物、ヘテロポリモリブデン酸、ヘテロポリモリブデン酸化合物が好ましい。また、上記と同様の観点から、ヘテロポリ酸およびヘテロポリ酸化合物のヘテロ原子は、SiまたはPであることが好ましい。   Heteropolyacids and heteropolyacid compounds preferably have high acidity. In addition, the heteropolyacid and the heteropolyacid compound are preferably a heteropolytungstic acid, a heteropolytungstic acid compound, a heteropolymolybdic acid compound, and a heteropolymolybdic acid compound from the viewpoint of practical availability and the effect obtained. Further, from the same viewpoint as described above, the hetero atom of the heteropolyacid and the heteropolyacid compound is preferably Si or P.

電池の充電時においては、ヘテロポリ酸イオンの酸化作用と、これに相乗する酸化電位と電流により、電解液中の被酸化成分が酸化し、へテロポリ酸イオンを構成要素とする、被覆層が形成される。この被覆層が、電解液等の有機物の高水準の酸化を防止し、炭酸ガス等の生成防止に機能する。   When charging the battery, the oxidation effect of the heteropolyacid ion and the oxidation potential and current that synergize with it oxidize the oxidizable component in the electrolyte, forming a coating layer containing heteropolyacid ion as a component. Is done. This coating layer functions to prevent high-level oxidation of organic substances such as an electrolytic solution and to prevent generation of carbon dioxide gas and the like.

すなわち、この被覆層が、ガス発生の要因の通説とされている、下記の(要因1)および(要因2)のうち、主として、(要因2)の解消に寄与することによって、ガス発生を抑制できると考えられる。
(要因1):複合酸化物粒子に含有されている炭酸根が、非水電解液由来の酸成分により炭酸ガスを生成する。
(要因2):充電状態の正極活物質の強い酸化力により、非水電解液等の有機分が酸化され、炭酸ガスあるいは一酸化炭素を生成する。
That is, this coating layer suppresses gas generation mainly by contributing to the elimination of (Factor 2) out of the following (Factor 1) and (Factor 2), which is generally regarded as a cause of gas generation. It is considered possible.
(Factor 1): Carbonic acid radicals contained in the composite oxide particles generate carbon dioxide gas by the acid component derived from the non-aqueous electrolyte.
(Factor 2): Due to the strong oxidizing power of the positive electrode active material in a charged state, organic components such as a non-aqueous electrolyte are oxidized to generate carbon dioxide gas or carbon monoxide.

この被覆層により、主として、(要因1)ではなく、(要因2)を解消していることは、以下の考えに基くものである。すなわち、ヘテロポリ酸イオンの体積的な大きさを鑑みると、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物の粒子の表面に露呈残存する炭酸根を有効に置換できるものでない。さらに、ヘテロポリ酸イオンは、複合酸化物粒子の表面近傍層バルクへの拡散が困難であり、この表面近傍層バルク中に含有する炭酸根を有効に置換することは極めて困難と考えられる。   It is based on the following idea that this covering layer mainly eliminates (Factor 2), not (Factor 1). That is, in view of the volumetric size of the heteropolyacid ions, the carbonate radicals exposed and remaining on the surface of the lithium composite oxide particles mainly composed of nickel cannot be effectively replaced. Furthermore, it is difficult for the heteropolyacid ions to diffuse into the near-surface layer bulk of the composite oxide particles, and it is considered extremely difficult to effectively replace the carbonate radical contained in the near-surface layer bulk.

なお、この正極活物質は、(要因1)も従として解消している。すなわち、この正極活物質は、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物の含有する炭酸根が低減されたものである。製造方法の詳細は後述するが、例えば、この正極活物質は、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子の表面にヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着して熱処理を行うことによって得られるものである。   In addition, this positive electrode active material has also eliminated (Factor 1). That is, this positive electrode active material is obtained by reducing carbonate radicals contained in a lithium composite oxide containing nickel as a main component. Although details of the production method will be described later, for example, this positive electrode active material is obtained by depositing a heteropolyacid and / or a heteropolyacid compound on the surface of a lithium composite oxide particle containing nickel as a main component and performing a heat treatment. It is what

熱処理において、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物から生成したヘテロポリ酸イオンは、粒子表面に拡散して粒子表面を覆い、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物の表面に残留する炭酸根の一部と置換反応を行う。そして、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物が有する炭酸根の一部は、炭酸ガスとして系外に放出される。これにより、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物の炭酸根含有量が低減するので、ガス発生を抑制できる。   In the heat treatment, the heteropolyacid ions generated from the heteropolyacid and / or the heteropolyacid compound diffuse to the particle surface to cover the particle surface, and a part of the carbonate radical remaining on the surface of the lithium composite oxide mainly composed of nickel And a substitution reaction. And a part of carbonate radical which the lithium complex oxide which has nickel as a main component has is discharge | released out of the system as a carbon dioxide gas. Thereby, since the carbonate group content of the lithium composite oxide containing nickel as a main component is reduced, gas generation can be suppressed.

[粒径]
正極活物質の平均粒径は、2.0μm以上50μm以下であることが好ましい。平均粒径が2.0μm未満であると、正極作製時に正極活物質層をプレスする際に正極活物質層が剥離してしまう。また、正極活物質の表面積が増えるために、導電剤や結着剤の添加量を増やす必要があり、単位重量あたりのエネルギー密度が小さくなってしまう傾向がある。一方、この平均粒径が50μmを超えると、粒子がセパレータを貫通し、短絡を引き起こす傾向がある。
[Particle size]
The average particle diameter of the positive electrode active material is preferably 2.0 μm or more and 50 μm or less. When the average particle size is less than 2.0 μm, the positive electrode active material layer is peeled off when the positive electrode active material layer is pressed during the production of the positive electrode. Further, since the surface area of the positive electrode active material is increased, it is necessary to increase the amount of the conductive agent and the binder added, and the energy density per unit weight tends to be reduced. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 50 μm, the particles tend to penetrate the separator and cause a short circuit.

〔効果〕
この発明の第1の実施の形態による正極活物質は、非水電解質電池に用いた場合に、充電状態における複合酸化物粒子表面の酸化活性を抑制することができる。これにより、非水電解液成分等の分解によるガス発生を抑制できる。
〔effect〕
The positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention can suppress the oxidation activity on the surface of the composite oxide particles in a charged state when used in a non-aqueous electrolyte battery. Thereby, gas generation by decomposition | disassembly of a nonaqueous electrolyte component etc. can be suppressed.

また、この発明の第1の実施の形態による正極活物質は、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着および加熱処理することによって、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子に含まれる炭酸根が低減されたものである。これにより、正極活物質自身からのガス発生を抑制することができる。   In addition, the positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention includes carbonic acid contained in lithium composite oxide particles containing nickel as a main component by depositing and heat treating a heteropolyacid and / or heteropolyacid compound. The roots are reduced. Thereby, gas generation from the positive electrode active material itself can be suppressed.

2.第2の実施の形態
次に、この発明の一実施の形態による正極活物質の製造方法について説明する。以下の説明では、まず、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子の製造方法を説明する。次に、リチウム複合酸化物粒子に対するヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物の被着処理、被着処理後の加熱処理を順次説明する。
2. Second Embodiment Next, a method for producing a positive electrode active material according to an embodiment of the present invention will be described. In the following description, first, a method for producing lithium composite oxide particles containing nickel as a main component will be described. Next, the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound deposition treatment on the lithium composite oxide particles and the heat treatment after the deposition treatment will be sequentially described.

〔リチウム複合酸化物粒子の製造方法〕
ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子は、公知の手法によって、製造することができる。例えば、第1の実施の形態で説明した(式1)で表される平均組成を有するリチウム複合酸化物粒子は、公知の手法により作製することができる。
[Method for producing lithium composite oxide particles]
The lithium composite oxide particles containing nickel as a main component can be produced by a known method. For example, the lithium composite oxide particles having the average composition represented by (Formula 1) described in the first embodiment can be produced by a known method.

具体的には、例えば、ニッケル化合物、コバルト化合物、アルミニウム化合物、リチウム化合物、その他必要に応じて置換元素の化合物などを水中に溶解し、十分に攪拌させながら水酸化ナトリウム溶液を加えてニッケル−コバルト−アルミニウム複合共沈水酸化物を作製する。   Specifically, for example, a nickel compound, a cobalt compound, an aluminum compound, a lithium compound, and a compound of a substitution element as necessary are dissolved in water, and a sodium hydroxide solution is added to the nickel-cobalt while stirring sufficiently. -Make aluminum composite coprecipitated hydroxide.

次に、このニッケル−コバルト−アルミニウム複合共沈水酸化物を水洗、乾燥して得られた前駆物を焼成する。以上により、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子を作製することができる。なお、必要に応じて、焼成後のニッケル酸リチウムを粉砕しても良い。   Next, a precursor obtained by washing the nickel-cobalt-aluminum composite coprecipitated hydroxide with water and drying is fired. Thus, lithium composite oxide particles containing nickel as a main component can be produced. In addition, you may grind | pulverize the lithium nickelate after baking as needed.

ニッケル化合物の原料としては、例えば、水酸化ニッケル、炭酸ニッケル、硝酸ニッケル、フッ化ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニッケル、ヨウ化ニッケル、過塩素酸ニッケル、臭素酸ニッケル、ヨウ素酸ニッケル、酸化ニッケル、過酸化ニッケル、硫化ニッケル、硫酸ニッケル、硫酸水素ニッケル、窒化ニッケル、亜硝酸ニッケル、燐酸ニッケル、チオシアン酸ニッケルなどの無機系化合物、あるいは、シュウ酸ニッケル、酢酸ニッケルなどの有機系化合物を用いることができ、これらの1種または2種以上を用いても良い。   Examples of nickel compound raw materials include nickel hydroxide, nickel carbonate, nickel nitrate, nickel fluoride, nickel chloride, nickel bromide, nickel iodide, nickel perchlorate, nickel bromate, nickel iodate, nickel oxide, Use inorganic compounds such as nickel peroxide, nickel sulfide, nickel sulfate, nickel hydrogen sulfate, nickel nitride, nickel nitrite, nickel phosphate and nickel thiocyanate, or organic compounds such as nickel oxalate and nickel acetate. One or two or more of these may be used.

コバルト化合物の原料としては、例えば、水酸化コバルト、炭酸コバルト、硝酸コバルト、フッ化コバルト、塩化コバルト、臭化コバルト、ヨウ化コバルト、塩素酸コバルト、過塩素酸コバルト、臭素酸コバルト、ヨウ素酸コバルト、酸化コバルト、ホスフィン酸コバルト、硫化コバルト、硫化水素コバルト、硫酸コバルト、硫酸水素コバルト、チオシアン酸コバルト、亜硝酸コバルト、燐酸コバルト、燐酸二水素コバルト、炭酸水素コバルトなどの無機系化合物、あるいは、シュウ酸コバルト、酢酸コバルトなどの有機系化合物を用いることができ、これらの1種または2種以上を用いても良い。   Examples of the raw material of the cobalt compound include cobalt hydroxide, cobalt carbonate, cobalt nitrate, cobalt fluoride, cobalt chloride, cobalt bromide, cobalt iodide, cobalt chlorate, cobalt perchlorate, cobalt bromate, and cobalt iodate. Inorganic compounds such as cobalt oxide, cobalt phosphinate, cobalt sulfide, cobalt hydrogen sulfide, cobalt sulfate, cobalt hydrogen sulfate, cobalt thiocyanate, cobalt nitrite, cobalt phosphate, cobalt dihydrogen phosphate, cobalt hydrogen carbonate, etc. Organic compounds such as cobalt acid and cobalt acetate can be used, and one or more of these may be used.

アルミニウム化合物の原料としては、例えば、水酸化アルミニウム、硝酸アルミニウム、フッ化アルミニウム、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、酸化アルミニウム、硫化アルミニウム、硫酸アルミニウム、燐酸アルミニウムなどの無機系化合物、あるいは、シュウ酸アルミニウムなどの有機系化合物を用いることができ、これらの1種または2種以上を用いても良い。   Examples of aluminum compound raw materials include inorganic substances such as aluminum hydroxide, aluminum nitrate, aluminum fluoride, aluminum chloride, aluminum bromide, aluminum iodide, aluminum perchlorate, aluminum oxide, aluminum sulfide, aluminum sulfate, and aluminum phosphate. An organic compound such as an aluminum compound or an aluminum oxalate can be used, and one or more of these may be used.

リチウム化合物の原料としては、例えば、水酸化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウム、フッ化リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩素酸リチウム、過塩素酸リチウム、臭素酸リチウム、ヨウ素酸リチウム、酸化リチウム、過酸化リチウム、硫化リチウム、硫化水素リチウム、硫酸リチウム、硫酸水素リチウム、窒化リチウム、アジ化リチウム、亜硝酸リチウム、燐酸リチウム、燐酸二水素リチウム、炭酸水素リチウムなどの無機系化合物、あるいは、メチルリチウム、ビニルリチウム、イソプロピルリチウム、ブチルリチウム、フェニルリチウム、シュウ酸リチウム、酢酸リチウムなどの有機系化合物を用いることができ、これらの1種または2種以上を用いても良い。   Examples of lithium compound raw materials include lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium nitrate, lithium fluoride, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium chlorate, lithium perchlorate, lithium bromate, and lithium iodate. Inorganic compounds such as lithium oxide, lithium peroxide, lithium sulfide, lithium hydrogen sulfide, lithium sulfate, lithium hydrogen sulfate, lithium nitride, lithium azide, lithium nitrite, lithium phosphate, lithium dihydrogen phosphate, lithium hydrogen carbonate, Alternatively, an organic compound such as methyl lithium, vinyl lithium, isopropyl lithium, butyl lithium, phenyl lithium, lithium oxalate, or lithium acetate can be used, and one or more of these may be used.

なお、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子は、通常において正極活物質として入手できるものを出発原料として用いることができる。また、場合によっては、ボールミルや擂潰機などを用いて二次粒子を解砕した粒子を用いることもできる。   The lithium composite oxide particles mainly composed of nickel can be used as starting materials that are usually available as positive electrode active materials. In some cases, particles obtained by crushing secondary particles using a ball mill or a crusher can also be used.

〔被着処理〕
次に、作製したニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子に対して、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着する被着処理を行う。例えば、被着処理は、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物の一次粒子が凝集した二次粒子に対して、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着する。
[Deposition treatment]
Next, a deposition process for depositing the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound is performed on the lithium composite oxide particles mainly composed of nickel. For example, in the deposition treatment, a heteropolyacid and / or a heteropolyacid compound is deposited on secondary particles in which primary particles of a lithium composite oxide containing nickel as a main component are aggregated.

被着処理は、以下の湿式法および乾式法によって行うことができる。   The deposition process can be performed by the following wet method and dry method.

[湿式法]
以下、湿式法による被着処理の一例について説明する。
この湿式法の一例では、まず、被着成分であるヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を、例えば水等の無機溶媒等の溶媒に溶解して溶液を調製する。次に、この溶液を、加熱したニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子に被着させることにより、溶媒を短時間で除去し、複合酸化物粒子の表面に被着成分を析出させる。以上により、被着処理が行われる。
[Wet method]
Hereinafter, an example of the deposition process by the wet method will be described.
In an example of this wet method, first, a heteropolyacid and / or heteropolyacid compound, which is a deposition component, is dissolved in a solvent such as an inorganic solvent such as water to prepare a solution. Next, this solution is deposited on heated lithium composite oxide particles containing nickel as a main component, so that the solvent is removed in a short time and the deposited components are deposited on the surface of the composite oxide particles. Thus, the deposition process is performed.

被着成分が溶解した溶液の被着は、例えば飛散させた複合酸化物粒子に溶液を噴霧する方法、もしくは、複合酸化物粒子に溶液を滴下して混合する方法などにより行うことができる。   The deposition of the solution in which the deposition component is dissolved can be performed by, for example, a method of spraying the solution onto the dispersed composite oxide particles or a method of dropping and mixing the solution onto the composite oxide particles.

この湿式法の被着処理の一例では、被着成分が溶解した溶液の被着の際に、複合酸化物粒子が加熱されているので、被着成分を溶解した溶媒を短時間で除去し、複合酸化物粒子の表面に被着成分を析出させることができる。加熱温度は、被着成分を溶解した溶液の沸点以上の温度となるように調整することが好ましい。   In one example of this wet process deposition process, the composite oxide particles are heated during the deposition of the solution in which the deposition component is dissolved, so the solvent in which the deposition component is dissolved is removed in a short time, The deposition component can be deposited on the surface of the composite oxide particle. The heating temperature is preferably adjusted so as to be a temperature equal to or higher than the boiling point of the solution in which the deposition component is dissolved.

湿式法の被着処理の一例では、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を溶解した溶媒を短時間で除去することができる。したがって、複合酸化物粒子が溶液に含有される溶媒と接する時間をごく短くすることができる。   In an example of the wet deposition method, the solvent in which the heteropolyacid and / or the heteropolyacid compound is dissolved can be removed in a short time. Therefore, the time when the composite oxide particles are in contact with the solvent contained in the solution can be extremely shortened.

通常、複合酸化物粒子が溶媒と接することにより、複合酸化物粒子中のリチウムイオンが溶媒中に溶出してしまうが、この湿式法の被着処理の一例では、リチウムイオンの溶出を抑制し、複合酸化物粒子の表面の変質や、それに伴う正極活物質の容量の低下を抑制することができる。   Normally, when the composite oxide particles are in contact with the solvent, lithium ions in the composite oxide particles are eluted in the solvent. In one example of this wet process deposition treatment, lithium ion elution is suppressed, It is possible to suppress deterioration of the surface of the composite oxide particles and the accompanying decrease in the capacity of the positive electrode active material.

ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物の被着量は、複合酸化物粒子100重量部に対して0.01重量部以上10.0重量部以下が好ましく、0.02重量部以上5.0重量部以下がより好ましく、0.03重量部以上3.0重量部以下がさらに好ましい。なお、ヘテロポリ酸の重量は、ヘテロポリ酸が有する結合水の重量を除いた値とする。また、同様に、ヘテロポリ酸化合物の重量は、ヘテロポリ酸化合物が有する結合水の重量を除いた値とする。   The deposition amount of the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound is preferably 0.01 parts by weight or more and 10.0 parts by weight or less, and 0.02 parts by weight or more and 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the composite oxide particles. The following is more preferable, and 0.03 to 3.0 parts by weight is further preferable. The weight of the heteropoly acid is a value excluding the weight of the bound water that the heteropoly acid has. Similarly, the weight of the heteropolyacid compound is a value excluding the weight of bound water of the heteropolyacid compound.

この範囲外にヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物の被着量が小さくなると、正極活物質におけるガス発生の抑制効果が得られない。一方、この範囲外に被着量が大きくなると、正極活物質の放電容量が減少してしまい好ましくない。   If the deposition amount of the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound is small outside this range, the effect of suppressing gas generation in the positive electrode active material cannot be obtained. On the other hand, if the amount of deposition increases outside this range, the discharge capacity of the positive electrode active material decreases, which is not preferable.

湿式法の被着処理の一例では、被着成分の析出を均一化することができる。なお、湿式法は、この一例に限定されるものではない。例えば、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を溶媒に溶解した溶液に複合酸化物を浸漬させて溶液を被着させる方法を用いてもよい。しかしながら、この方法では、溶媒として用いる水等の高誘電率媒体への複合酸化物粒子のリチウムイオンの溶出が著しく、正極活物質の容量が低下してしまう。このため、湿式による被着処理の場合は、上述の一例が好ましい。   In an example of a wet process deposition process, deposition of deposition components can be made uniform. Note that the wet method is not limited to this example. For example, a method in which the composite oxide is immersed in a solution in which the heteropolyacid and / or the heteropolyacid compound is dissolved in a solvent may be used. However, in this method, elution of lithium ions of the composite oxide particles into a high dielectric constant medium such as water used as a solvent is remarkable, and the capacity of the positive electrode active material is reduced. For this reason, the above-mentioned example is preferable in the case of wet deposition.

[乾式法]
乾式法によるヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物の被着処理について説明する。乾式法によるヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物の被着は、公知の手法を用いることができる。
[Dry method]
Deposition processing of the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound by the dry method will be described. For the deposition of the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound by the dry method, a known method can be used.

具体的には、乾燥した複合酸化物粒子と乾燥したヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物の粒子とを用い、乳鉢を用いて人力により被着させる方法、擂潰機を用いる方法、または、機械的な凝着が生じる高せん断力による高速機械を用いる方法等が挙げられる。   Specifically, using a dry composite oxide particle and a dry heteropolyacid and / or heteropolyacid compound particle, a method of manually applying the mixture using a mortar, a method using a crusher, or mechanical For example, a method using a high-speed machine with a high shearing force that causes strong adhesion may be used.

〔加熱工程〕
次に、被着処理を行った複合酸化物粒子を加熱処理により焼成することによって、第1の実施の形態による正極活物質を得ることができる。なお、加熱処理後の複合酸化物粒子を必要に応じて軽い粉砕や分級操作などによって粒度調整しても良い。
[Heating process]
Next, the cathode active material according to the first embodiment can be obtained by baking the composite oxide particles subjected to the deposition treatment by heat treatment. The composite oxide particles after the heat treatment may be adjusted in particle size by light pulverization or classification operation, if necessary.

この加熱処理において、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物からへテロポリ酸イオンが生成する。そして、このヘテロポリ酸イオンが、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子の表面に拡散して表面を覆う。これにより、(要因2)の解消に寄与すると考えられる。   In this heat treatment, heteropolyacid ions are generated from the heteropolyacid and / or the heteropolyacid compound. And this heteropoly acid ion diffuses on the surface of the lithium composite oxide particle which has nickel as a main component, and covers the surface. This is considered to contribute to the elimination of (Factor 2).

さらに、熱処理において生成したヘテロポリ酸イオンが、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子の表面に残留する炭酸根の一部と置換反応を行う。これにより、粒子表面に存在する炭酸根の一部は炭酸ガスとして系外に放出され、正極活物質自身の炭酸根含有量が低下することによって、ガス発生が低減されることも期待できる。すなわち、(要因1)の解消に寄与することが期待できる。   Further, the heteropolyacid ions generated in the heat treatment undergo a substitution reaction with a part of the carbonate radical remaining on the surface of the lithium composite oxide particles containing nickel as a main component. Thereby, a part of the carbonate radical existing on the particle surface is released out of the system as carbon dioxide gas, and it can be expected that gas generation is reduced by reducing the carbonate radical content of the positive electrode active material itself. That is, it can be expected to contribute to the elimination of (Factor 1).

[熱処理温度]
加熱工程において、熱処理温度は、150℃以上500℃以下が好ましい。この最適温度範囲外に温度が高くなると、ヘテロポリ酸イオンの熱的安定性が低下し、所期の効果を得ることが困難となる。一方、この最適範囲外に温度が低くなると、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物の熱分解あるいは生成物の表面拡散が阻害され、所期の効果を得ることが困難となる。
[Heat treatment temperature]
In the heating step, the heat treatment temperature is preferably 150 ° C. or higher and 500 ° C. or lower. If the temperature rises outside this optimum temperature range, the thermal stability of the heteropolyacid ion is lowered, making it difficult to obtain the desired effect. On the other hand, if the temperature falls outside this optimum range, the thermal decomposition of the heteropolyacid and / or the heteropolyacid compound or the surface diffusion of the product is inhibited, making it difficult to obtain the desired effect.

[熱処理の雰囲気]
熱処理の雰囲気条件は、通常、ニッケル酸リチウムの調製に用いられる酸化性雰囲気が好ましい。
[Heat treatment atmosphere]
As an atmospheric condition for the heat treatment, an oxidizing atmosphere usually used for preparing lithium nickelate is preferable.

〔効果〕
この発明の第2の実施の形態による正極活物質の製造方法は、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物によって、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物の表面を被着する処理を行う。これにより、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物の表面に、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を含む被覆層が形成される。これにより、充電状態におけるニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子表面の酸化活性を抑制することができる。よって、非水電解液成分等の分解によるガス発生を抑制できる。
〔effect〕
In the method for producing a positive electrode active material according to the second embodiment of the present invention, the surface of the lithium composite oxide containing nickel as a main component is deposited with a heteropolyacid and / or a heteropolyacid compound. Thereby, the coating layer containing the heteropolyacid and / or the heteropolyacid compound is formed on the surface of the lithium composite oxide containing nickel as a main component. Thereby, the oxidation activity on the surface of the lithium composite oxide particles containing nickel as a main component in a charged state can be suppressed. Therefore, gas generation due to decomposition of the non-aqueous electrolyte component or the like can be suppressed.

また、この発明の第2の実施の形態による正極活物質の製造方法は、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着および加熱処理によって、正極活物質の表面に残留する炭酸根の一部を低減させる。これにより、正極活物質自身からのガス発生を抑制することができる。   In addition, in the method for producing a positive electrode active material according to the second embodiment of the present invention, a portion of the carbonate radical remaining on the surface of the positive electrode active material is removed by depositing and heating a heteropolyacid and / or heteropolyacid compound. Reduce. Thereby, gas generation from the positive electrode active material itself can be suppressed.

3.第3の実施の形態(非水電解質電池の第1の例)
図1は、この発明の第3の実施形態による非水電解質電池の一構成例を示す斜視図である。この非水電解質電池は、例えば、非水電解質二次電池である。この非水電解質電池は、正極リード11および負極リード12が取り付けられた巻回電極体10をフィルム状の外装部材1の内部に収納した構成とされており、扁平型の形状を有するものである。
3. Third Embodiment (First Example of Nonaqueous Electrolyte Battery)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a nonaqueous electrolyte battery according to a third embodiment of the present invention. This nonaqueous electrolyte battery is, for example, a nonaqueous electrolyte secondary battery. This nonaqueous electrolyte battery has a configuration in which a wound electrode body 10 to which a positive electrode lead 11 and a negative electrode lead 12 are attached is housed inside a film-like exterior member 1 and has a flat shape. .

正極リード11および負極リード12は、それぞれ例えば短冊状であり、外装部材1の内部から外部に向かい例えば同一方向にそれぞれ導出されている。正極リード11は、例えばアルミニウム(Al)などの金属材料により構成されており、負極リード12は、例えばニッケル(Ni)などの金属材料により構成されている。   Each of the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 has a strip shape, for example, and is led out from the inside of the exterior member 1 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 11 is made of a metal material such as aluminum (Al), and the negative electrode lead 12 is made of a metal material such as nickel (Ni).

外装部材1は、例えば、絶縁層、金属層および最外層をこの順に積層しラミネート加工などにより貼り合わせた構造を有するラミネートフィルムである。外装部材1は、例えば、絶縁層の側を内側として、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。   The exterior member 1 is a laminated film having a structure in which, for example, an insulating layer, a metal layer, and an outermost layer are laminated in this order and bonded together by a lamination process or the like. For example, the exterior member 1 has the insulating layer side as the inner side, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion bonding or an adhesive.

絶縁層は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレンあるいはこれらの共重合体などのポリオレフィン樹脂により構成されている。水分透過性を低くすることができ、気密性に優れているからである。金属層は、箔状あるいは板状のアルミニウム、ステンレス、ニッケルあるいは鉄などにより構成されている。最外層は、例えば絶縁層と同様の樹脂により構成されていてもよいし、ナイロンなどにより構成されていてもよい。破れや突き刺しなどに対する強度を高くすることができるからである。外装部材1は、絶縁層、金属層および最外層以外の他の層を備えていてもよい。   The insulating layer is made of, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, modified polypropylene, or a copolymer thereof. This is because moisture permeability can be lowered and airtightness is excellent. The metal layer is made of foil-like or plate-like aluminum, stainless steel, nickel, iron, or the like. The outermost layer may be made of, for example, the same resin as the insulating layer, or may be made of nylon or the like. This is because the strength against tearing and piercing can be increased. The exterior member 1 may include a layer other than the insulating layer, the metal layer, and the outermost layer.

外装部材1と正極リード11および負極リード12との間には、正極リード11および負極リード12と、外装部材1の内側との密着性を向上させ、外気の侵入を防止するための密着フィルム2が挿入されている。密着フィルム2は、正極リード11および負極リード12に対して密着性を有する材料により構成されている。正極リード11および負極リード12が上述した金属材料により構成される場合には、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されることが好ましい。   Between the exterior member 1 and the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12, an adhesion film 2 for improving the adhesion between the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 and the inside of the exterior member 1 and preventing intrusion of outside air. Has been inserted. The adhesion film 2 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12. When the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 are made of the above-described metal material, it is preferably made of a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

図2は、図1に示した巻回電極体10のII−II線に沿った断面図である。巻回電極体10は、正極13と負極14とをセパレータ15および電解質16を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ17により保護されている。   FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the spirally wound electrode body 10 shown in FIG. The wound electrode body 10 is obtained by stacking and winding a positive electrode 13 and a negative electrode 14 with a separator 15 and an electrolyte 16, and the outermost peripheral portion is protected by a protective tape 17.

正極13は、例えば、正極集電体13Aと、この正極集電体13Aの両面に設けられた正極活物質層13Bとを有している。正極集電体13Aは、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。   The positive electrode 13 includes, for example, a positive electrode current collector 13A and a positive electrode active material layer 13B provided on both surfaces of the positive electrode current collector 13A. The positive electrode current collector 13A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil.

正極活物質層13Bは、上述したこの発明の第1の実施の形態による正極活物質を含む。また、正極活物質層13Bは、さらに炭素材料などの導電助剤およびポリフッ化ビニリデンまたはポリテトラフルオロエチレンなどのバインダを含む。   The positive electrode active material layer 13B includes the positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention described above. The positive electrode active material layer 13B further includes a conductive additive such as a carbon material and a binder such as polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene.

負極14は、例えば、正極13と同様に、負極集電体14Aと、この負極集電体14Aの両面に設けられた負極活物質層14Bとを有している。負極集電体14Aは、例えば、銅箔などの金属箔により構成されている。   For example, similarly to the positive electrode 13, the negative electrode 14 includes a negative electrode current collector 14 </ b> A and a negative electrode active material layer 14 </ b> B provided on both surfaces of the negative electrode current collector 14 </ b> A. The negative electrode current collector 14A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil.

負極活物質層14Bは、例えば、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んで構成されており、必要に応じて導電助剤およびバインダを含んでいてもよい。   The negative electrode active material layer 14B includes, for example, one or more negative electrode materials capable of occluding and releasing lithium as a negative electrode active material, and a conductive additive as necessary. And may contain a binder.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、黒鉛(グラファイト)、難黒鉛化性炭素あるいは易黒鉛化炭素などの炭素材料が挙げられる。炭素材料には、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよく、また、平均粒子径の異なる2種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include carbon materials such as graphite, non-graphitizable carbon, and graphitizable carbon. Any one of these carbon materials may be used alone, or two or more of them may be mixed and used, or two or more of them having different average particle diameters may be mixed and used.

また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素を構成元素として含む材料が挙げられる。具体的には、リチウムと合金を形成可能な金属元素の単体、合金、あるいは化合物、またはリチウムと合金を形成可能な半金属元素の単体、合金、あるいは化合物、またはこれらの1種あるいは2種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。   Further, examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include a material containing a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium as a constituent element. Specifically, a simple substance, alloy, or compound of a metal element capable of forming an alloy with lithium, or a simple substance, alloy, or compound of a metalloid element capable of forming an alloy with lithium, or one or more of these. The material which has these phases in at least one part is mentioned.

このような金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、スズ(Sn)、鉛(Pb)、アルミニウム、インジウム(In)、ケイ素(Si)、亜鉛(Zn)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(As)、銀(Ag)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)またはハフニウム(Hf)が挙げられる。中でも、長周期型周期表における14族の金属元素あるいは半金属元素が好ましく、特に好ましいのはケイ素(Si)あるいはスズ(Sn)である。ケイ素(Si)およびスズ(Sn)はリチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。   Examples of such metal elements or metalloid elements include tin (Sn), lead (Pb), aluminum, indium (In), silicon (Si), zinc (Zn), antimony (Sb), and bismuth (Bi). , Cadmium (Cd), magnesium (Mg), boron (B), gallium (Ga), germanium (Ge), arsenic (As), silver (Ag), zirconium (Zr), yttrium (Y) or hafnium (Hf) Is mentioned. Among them, the group 14 metal element or metalloid element in the long-period periodic table is preferable, and silicon (Si) or tin (Sn) is particularly preferable. This is because silicon (Si) and tin (Sn) have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained.

ケイ素(Si)の合金としては、例えば、ケイ素(Si)以外の第2の構成元素として、スズ(Sn)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)およびクロム(Cr)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。スズ(Sn)の合金としては、例えば、スズ(Sn)以外の第2の構成元素として、ケイ素(Si)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)およびクロム(Cr)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。   As an alloy of silicon (Si), for example, as a second constituent element other than silicon (Si), tin (Sn), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), manganese (Mn), zinc (Zn), indium (In), silver (Ag), titanium (Ti), germanium (Ge), bismuth (Bi), antimony (Sb), and chromium (Cr). The thing containing 1 type is mentioned. As an alloy of tin (Sn), for example, as a second constituent element other than tin (Sn), silicon (Si), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), manganese (Mn), zinc (Zn), indium (In), silver (Ag), titanium (Ti), germanium (Ge), bismuth (Bi), antimony (Sb), and chromium (Cr). The thing containing 1 type is mentioned.

ケイ素(Si)の化合物あるいはスズ(Sn)の化合物としては、例えば、酸素(O)あるいは炭素(C)を含むものが挙げられ、ケイ素(Si)またはスズ(Sn)に加えて、上述した第2の構成元素を含んでいてもよい。   Examples of the compound of silicon (Si) or tin (Sn) include those containing oxygen (O) or carbon (C), and in addition to silicon (Si) or tin (Sn), Two constituent elements may be included.

セパレータ15は、電気的に安定であると共に、正極活物質、負極活物質あるいは溶媒に対して化学的に安定であり、かつ電気伝導性を有していなければどのようなものを用いてもよい。例えば、高分子の不織布、多孔質フィルム、ガラスあるいはセラミックスの繊維を紙状にしたものを用いることができ、これらを複数積層して用いてもよい。特に、多孔質ポリオレフィンフィルムを用いることが好ましく、これをポリイミド、ガラスあるいはセラミックスの繊維などよりなる耐熱性の材料と複合させたものを用いてもよい。   Any separator may be used as long as it is electrically stable, chemically stable with respect to the positive electrode active material, the negative electrode active material, or the solvent, and has no electrical conductivity. . For example, a polymer nonwoven fabric, a porous film, glass or ceramic fibers in a paper shape can be used, and a plurality of these may be laminated. In particular, a porous polyolefin film is preferably used, and a composite of this with a heat-resistant material made of polyimide, glass, ceramic fibers, or the like may be used.

電解質16は、電解液と、この電解液を保持する高分子化合物を含む保持体とを含有しており、いわゆるゲル状となっている。電解液は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する溶媒とを含んでいる。電解質塩としては、例えば、LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252、あるいはLiAsF6などのリチウム塩が挙げられる。電解質塩にはいずれか1種を用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。 The electrolyte 16 contains an electrolytic solution and a holding body containing a polymer compound that holds the electrolytic solution, and is in a so-called gel form. The electrolytic solution includes an electrolyte salt and a solvent that dissolves the electrolyte salt. Examples of the electrolyte salt include lithium salts such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , or LiAsF 6 . Any one of the electrolyte salts may be used, or two or more of them may be mixed and used.

溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンあるいはε−カプロラクトンなどのラクトン系溶媒、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸ジエチルなどの炭酸エステル系溶媒、1,2−ジメトキシエタン、1−エトキシ−2−メトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフランあるいは2−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、アセトニトリルなどのニトリル系溶媒、スルフォラン系溶媒、リン酸類、リン酸エステル溶媒、またはピロリドン類などの非水溶媒が挙げられる。溶媒は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the solvent include lactone solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and ε-caprolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate. Carbonate ester solvents such as 1,2-dimethoxyethane, 1-ethoxy-2-methoxyethane, 1,2-diethoxyethane, ether solvents such as tetrahydrofuran or 2-methyltetrahydrofuran, nitrile solvents such as acetonitrile, Nonaqueous solvents such as sulfolane-based solvents, phosphoric acids, phosphate ester solvents, or pyrrolidones are mentioned. Any one type of solvent may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

また、溶媒として、環状エステルまたは鎖状エステルの水素の一部または全部がフッ素化された化合物を含むことが好ましい。このフッ素化された化合物としては、ジフルオロエチレンカーボネート(4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン)を用いることが好ましい。負極活物質としてケイ素(Si)、スズ(Sn)、ゲルマニウム(Ge)などの化合物を含む負極14を用いた場合であっても、充放電サイクル特性を向上させることができ、特にジフルオロエチレンカーボネートがサイクル特性改善効果に優れるからである。   The solvent preferably contains a compound in which part or all of hydrogen of the cyclic ester or chain ester is fluorinated. As the fluorinated compound, difluoroethylene carbonate (4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one) is preferably used. Even when the negative electrode 14 containing a compound such as silicon (Si), tin (Sn), or germanium (Ge) is used as the negative electrode active material, the charge / discharge cycle characteristics can be improved. In particular, difluoroethylene carbonate is used. This is because the cycle characteristic improvement effect is excellent.

高分子化合物は、溶媒を吸収してゲル化するものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデンあるいはビニリデンフルオロライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレンオキサイドあるいはポリメチルメタクリレートを繰返し単位として含むものなどが挙げられる。高分子化合物には、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   The polymer compound may be any one that gels upon absorption of a solvent. For example, a fluorine-based polymer compound such as polyvinylidene fluoride or a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polyethylene oxide or polyethylene oxide. And ether-based polymer compounds such as crosslinked products containing polyacrylonitrile, polypropylene oxide, or polymethyl methacrylate as repeating units. Any one of these polymer compounds may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.

特に、酸化還元安定性の点からは、フッ素系高分子化合物が望ましく、中でも、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとを成分として含む共重合体が好ましい。さらに、この共重合体は、モノメチルマレイン酸エステルなどの不飽和二塩基酸のモノエステル、三フッ化塩化エチレンなどのハロゲン化エチレン、炭酸ビニレンなどの不飽和化合物の環状炭酸エステル、またはエポキシ基含有アクリルビニルモノマーなどを成分とし
て含んでいてもよい。より高い特性を得ることができるからである。
In particular, from the viewpoint of redox stability, a fluorine-based polymer compound is desirable, and among them, a copolymer containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components is preferable. Furthermore, this copolymer contains monoesters of unsaturated dibasic acids such as monomethylmaleic acid ester, halogenated ethylenes such as ethylene trifluorochloride, cyclic carbonates of unsaturated compounds such as vinylene carbonate, or epoxy group-containing compounds. An acrylic vinyl monomer may be included as a component. This is because higher characteristics can be obtained.

[非水電解質電池の製造方法]
この非水電解質電池は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、正極13を以下のようにして作製する。まず、上述の正極活物質と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーとする。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体13Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層13Bを形成し、正極13を得る。
[Method for producing non-aqueous electrolyte battery]
This non-aqueous electrolyte battery can be manufactured, for example, as follows. First, the positive electrode 13 is produced as follows. First, a positive electrode mixture is prepared by mixing the above-described positive electrode active material and a binder, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a positive electrode mixture slurry. Next, this positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 13A, and the solvent is dried. Then, the positive electrode active material layer 13B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the positive electrode 13 is obtained.

次に、負極14を以下のようにして作製する。まず、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて負極合剤スラリーとする。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体14Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層14Bを形成し、負極14を得る。   Next, the negative electrode 14 is produced as follows. First, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a negative electrode mixture slurry. Next, after applying this negative electrode mixture slurry to the negative electrode current collector 14A and drying the solvent, the negative electrode active material layer 14B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the negative electrode 14 is obtained.

上記で得られた正極13および負極14のそれぞれに、電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質16を形成する。そののち、正極集電体13Aの端部に正極リード11を溶接により取り付けると共に、負極集電体14Aの端部に負極リード12を溶接により取り付ける。   A precursor solution containing an electrolytic solution, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 13 and the negative electrode 14 obtained above, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte 16. After that, the positive electrode lead 11 is attached to the end of the positive electrode current collector 13A by welding, and the negative electrode lead 12 is attached to the end of the negative electrode current collector 14A by welding.

次いで、電解質16が形成された正極13と負極14とをセパレータ15を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ17を接着して巻回電極体10を形成する。最後に、例えば、外装部材1の間に巻回電極体10を挟み込み、外装部材1の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード11および負極リード12と外装部材1との間には密着フィルム2を挿入する。これにより、図1および図2に示した非水電解質電池が完成する。   Next, the positive electrode 13 and the negative electrode 14 on which the electrolyte 16 is formed are laminated via a separator 15 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and the protective tape 17 is adhered to the outermost peripheral portion. Thus, the wound electrode body 10 is formed. Finally, for example, the wound electrode body 10 is sandwiched between the exterior members 1 and the outer edge portions of the exterior member 1 are brought into close contact with each other by thermal fusion or the like and sealed. At that time, the adhesion film 2 is inserted between the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 and the exterior member 1. Thereby, the nonaqueous electrolyte battery shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

また、この非水電解質電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極13および負極14を作製し、正極13および負極14に正極リード11および負極リード12を取り付ける。次に正極13と負極14とをセパレータ15を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ17を接着して、巻回電極体10の前駆体である巻回体を形成する。次に、この巻回体を外装部材1に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材1の内部に収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材1の内部に注入する。   Further, this nonaqueous electrolyte battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 13 and the negative electrode 14 are prepared as described above, and the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 are attached to the positive electrode 13 and the negative electrode 14. Next, the positive electrode 13 and the negative electrode 14 are laminated and wound via the separator 15, and the protective tape 17 is adhered to the outermost peripheral portion to form a wound body that is a precursor of the wound electrode body 10. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 1, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed to form a bag shape, which is stored inside the exterior member 1. Subsequently, an electrolyte composition including an electrolytic solution, a monomer that is a raw material of the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary is prepared, and the interior of the exterior member 1 is prepared. Inject.

電解質用組成物を注入したのち、外装部材1の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次いで、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質16を形成し、図3および図4に示した非水電解質電池を組み立てる。   After injecting the electrolyte composition, the opening of the exterior member 1 is heat-sealed in a vacuum atmosphere and sealed. Next, heat is applied to polymerize the monomer to obtain a polymer compound, thereby forming a gel electrolyte 16 and assembling the nonaqueous electrolyte battery shown in FIGS.

〔効果〕
この発明の第3の実施の形態によれば、正極活物質に上述の第1の実施の形態による正極活物質を用いる。この構成によって、電解液のガス発生を抑制し、電池の膨れを抑制できる。
〔effect〕
According to the third embodiment of the present invention, the positive electrode active material according to the first embodiment described above is used as the positive electrode active material. With this configuration, gas generation of the electrolytic solution can be suppressed, and battery swelling can be suppressed.

4.第4の実施の形態(非水電解質電池の第2の例)
次に、この発明の第4の実施の形態について説明する。この発明の第4の実施の形態による非水電解質電池は、第3の実施の形態の非水電解質電池において、ゲル状の電解質16に代えて電解液を用いるものである。この場合、電解液はセパレータ15に含浸される。電解液としては、上述の第3の実施形態と同様のものを用いることができる。
4). Fourth embodiment (second example of nonaqueous electrolyte battery)
Next explained is the fourth embodiment of the invention. A nonaqueous electrolyte battery according to a fourth embodiment of the present invention uses an electrolyte instead of the gel electrolyte 16 in the nonaqueous electrolyte battery of the third embodiment. In this case, the electrolytic solution is impregnated in the separator 15. As the electrolytic solution, the same one as in the third embodiment described above can be used.

このような構成を有する非水電解質電池は、例えば以下のようにして作製することができる。まず、正極13および負極14を作製する。次に正極13および負極14に正極リード11および負極リード12を取り付けたのち、正極13と負極14とをセパレータ15を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ17を接着する。これにより巻回電極体10の構成において、電解質16を省略した構成の巻回電極体を作製する。この巻回電極体を外装部材1の間に挟み込んだのち、電解液を注入して外装部材1を密閉する。   The nonaqueous electrolyte battery having such a configuration can be manufactured, for example, as follows. First, the positive electrode 13 and the negative electrode 14 are produced. Next, after the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 are attached to the positive electrode 13 and the negative electrode 14, the positive electrode 13 and the negative electrode 14 are laminated and wound via the separator 15, and the protective tape 17 is adhered to the outermost peripheral portion. Thus, a wound electrode body having a configuration in which the electrolyte 16 is omitted in the configuration of the wound electrode body 10 is produced. After sandwiching the wound electrode body between the exterior members 1, the exterior member 1 is sealed by injecting an electrolytic solution.

〔効果〕
この発明の第4の実施形態では、上述の第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、正極活物質に上述の第1の実施の形態による正極活物質を用いることによって、電解液のガス発生を抑制し、電池の膨れを抑制できる。
〔effect〕
In the fourth embodiment of the present invention, the same effect as in the third embodiment described above can be obtained. That is, by using the positive electrode active material according to the first embodiment described above as the positive electrode active material, it is possible to suppress gas generation of the electrolytic solution and to suppress battery swelling.

5.第5の実施の形態(非水電解質電池の第3の例)
次に、図3〜図4を参照しながら、この発明の第5の実施の形態による非水電解質電池の構成について説明する。図3は、この発明の第5の実施の形態による非水電解質電池の構成を示す。この非水電解質電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶21の内部に、帯状の正極31と帯状の負極32とがセパレータ33を介して巻回された巻回電極体30を有している。セパレータ33には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電池缶21は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶21の内部には、巻回電極体30を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板22、23がそれぞれ配置されている。
5. Fifth embodiment (third example of nonaqueous electrolyte battery)
Next, the configuration of a nonaqueous electrolyte battery according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows the configuration of a nonaqueous electrolyte battery according to the fifth embodiment of the present invention. This non-aqueous electrolyte battery is a so-called cylindrical type, in which a strip-shaped positive electrode 31 and a strip-shaped negative electrode 32 are wound through a separator 33 inside a substantially hollow cylindrical battery can 21. An electrode body 30 is provided. The separator 33 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte. The battery can 21 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 21, a pair of insulating plates 22 and 23 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 30.

電池缶21の開放端部には、電池蓋24と、この電池蓋24の内側に設けられた安全弁機構25および熱感抵抗(PTC:Positive Temperature Coefficient)素子26が、ガスケット27を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶21の内部は密閉されている。電池蓋24は、例えば、電池缶21と同様の材料により構成されている。安全弁機構25は、熱感抵抗素子26を介して電池蓋24と電気的に接続されている。安全性機構25は内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板25Aが反転して電池蓋24と巻回電極体30との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子26は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット27は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   A battery lid 24, a safety valve mechanism 25 provided inside the battery lid 24, and a heat sensitive resistance (PTC: Positive Temperature Coefficient) element 26 are caulked through a gasket 27 at the open end of the battery can 21. The inside of the battery can 21 is sealed. The battery lid 24 is made of the same material as the battery can 21, for example. The safety valve mechanism 25 is electrically connected to the battery lid 24 via the heat sensitive resistance element 26. The safety mechanism 25 is configured such that when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or heating from the outside, the disk plate 25A is reversed to disconnect the electrical connection between the battery lid 24 and the wound electrode body 30. It has become. When the temperature rises, the heat-sensitive resistor element 26 limits the current by increasing the resistance value, and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 27 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体30は、例えば、センターピン34を中心に巻回されている。巻回電極体30の正極31にはアルミニウム(Al)などよりなる正極リード35が接続されており、負極32にはニッケル(Ni)などよりなる負極リード36が接続されている。正極リード35は安全弁機構25に溶接されることにより電池蓋24と電気的に接続されており、負極リード36は電池缶21に溶接され電気的に接続されている。   The wound electrode body 30 is wound around a center pin 34, for example. A positive electrode lead 35 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 31 of the spirally wound electrode body 30, and a negative electrode lead 36 made of nickel (Ni) or the like is connected to the negative electrode 32. The positive electrode lead 35 is welded to the safety valve mechanism 25 to be electrically connected to the battery lid 24, and the negative electrode lead 36 is welded to and electrically connected to the battery can 21.

図4は、図3に示した巻回電極体30の一部を拡大して表す断面図ある。巻回電極体30は、正極31と負極32とをセパレータ33を介して積層し、巻回したものである。   4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of the spirally wound electrode body 30 illustrated in FIG. The wound electrode body 30 is obtained by stacking and winding a positive electrode 31 and a negative electrode 32 with a separator 33 interposed therebetween.

正極31は、例えば、正極集電体31Aと、この正極集電体31Aの両面に設けられた正極活物質層31Bとを有している。負極32は、例えば、負極集電体32Aと、この負極集電体32Aの両面に設けられた負極活物質層32Bとを有している。正極集電体31A、正極活物質層31B、負極集電体32A、負極活物質層32B、セパレータ33および電解液の構成はそれぞれ、上述の第3の実施形態における正極集電体13A、正極活物質層13B、負極集電体14A、負極活物質層14B、セパレータ15および電解液と同様である。   The positive electrode 31 includes, for example, a positive electrode current collector 31A and a positive electrode active material layer 31B provided on both surfaces of the positive electrode current collector 31A. The negative electrode 32 includes, for example, a negative electrode current collector 32A and a negative electrode active material layer 32B provided on both surfaces of the negative electrode current collector 32A. The configurations of the positive electrode current collector 31A, the positive electrode active material layer 31B, the negative electrode current collector 32A, the negative electrode active material layer 32B, the separator 33, and the electrolyte solution are respectively the positive electrode current collector 13A and the positive electrode active material in the third embodiment described above. This is the same as the material layer 13B, the negative electrode current collector 14A, the negative electrode active material layer 14B, the separator 15, and the electrolytic solution.

次に、この発明の第5の実施の形態による非水電解質電池の製造方法について説明する。   Next explained is a method for manufacturing a nonaqueous electrolyte battery according to the fifth embodiment of the invention.

正極31は、以下のようにして作製する。正極集電体31A上に、上述のように正極活物質層31Bを形成し、正極31を得る。まず、上述の正極活物質と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーとする。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体13Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層13Bを形成し、正極13を得る。   The positive electrode 31 is produced as follows. The positive electrode active material layer 31B is formed on the positive electrode current collector 31A as described above to obtain the positive electrode 31. First, a positive electrode mixture is prepared by mixing the above-described positive electrode active material and a binder, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a positive electrode mixture slurry. Next, this positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 13A, and the solvent is dried. Then, the positive electrode active material layer 13B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the positive electrode 13 is obtained.

負極32は、以下のようにして作製する。まず、負極活物質と、バインダとを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて負極合剤スラリーとする。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体32Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層32Bを形成し、負極32を得る。   The negative electrode 32 is produced as follows. First, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a negative electrode mixture slurry. Next, after applying this negative electrode mixture slurry to the negative electrode current collector 32A and drying the solvent, the negative electrode active material layer 32B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the negative electrode 32 is obtained.

次に、正極集電体31Aに正極リード35を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体32Aに負極リード36を溶接などにより取り付ける。その後、正極31と負極32とをセパレータ33を介して巻回し、正極リード35の先端部を安全弁機構25に溶接すると共に、負極リード36の先端部を電池缶21に溶接して、巻回した正極31および負極32を一対の絶縁板22、23で挟み、電池缶21の内部に収納する。正極31および負極32を電池缶21の内部に収納したのち、電解質を電池缶21の内部に注入し、セパレータ33に含浸させる。その後、電池缶21の開口端部に電池蓋24、安全弁機構25および熱感抵抗素子26を、ガスケット27を介してかしめることにより固定する。以上により、図3に示した非水電解質電池が作製される。   Next, the positive electrode lead 35 is attached to the positive electrode current collector 31A by welding or the like, and the negative electrode lead 36 is attached to the negative electrode current collector 32A by welding or the like. Thereafter, the positive electrode 31 and the negative electrode 32 were wound through the separator 33, and the tip portion of the positive electrode lead 35 was welded to the safety valve mechanism 25, and the tip portion of the negative electrode lead 36 was welded to the battery can 21 and wound. The positive electrode 31 and the negative electrode 32 are sandwiched between a pair of insulating plates 22 and 23 and housed in the battery can 21. After the positive electrode 31 and the negative electrode 32 are accommodated in the battery can 21, the electrolyte is injected into the battery can 21 and impregnated in the separator 33. Thereafter, the battery lid 24, the safety valve mechanism 25, and the heat sensitive resistance element 26 are fixed to the opening end portion of the battery can 21 by caulking through the gasket 27. As described above, the nonaqueous electrolyte battery shown in FIG. 3 is manufactured.

〔効果〕
この発明の第5の実施の形態による非水電解質電池では、第1の実施の形態による正極活物質を用いることによって、ガス発生を抑制し、内圧の上昇による破損を防止できる。
〔effect〕
In the nonaqueous electrolyte battery according to the fifth embodiment of the present invention, by using the positive electrode active material according to the first embodiment, gas generation can be suppressed and damage due to an increase in internal pressure can be prevented.

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において、ヘテロポリ酸の重量は、ヘテロポリ酸が有する結合水の重量を除いた値としている。また、同様に、ヘテロポリ酸化合物の重量は、ヘテロポリ酸化合物が有する結合水の重量を除いた値としている。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the following examples and comparative examples, the weight of the heteropolyacid is a value excluding the weight of the bound water of the heteropolyacid. Similarly, the weight of the heteropolyacid compound is a value excluding the weight of bound water of the heteropolyacid compound.

<実施例1>
以下のようにして、正極活物質および非水電解質二次電池を作製した。
<Example 1>
A positive electrode active material and a nonaqueous electrolyte secondary battery were produced as follows.

[正極活物質の作製]
まず、硫酸ニッケルと硫酸コバルトとアルミン酸ナトリウムとを水中に溶解し、さらに十分に攪拌させながら水酸化ナトリウム溶液を加えた。このとき、ニッケル(Ni)と、コバルト(Co)と、アルミニウム(Al)とのモル比がNi:Co:Al=77:20:3となるようにしてニッケル−コバルト−アルミニウム複合共沈水酸化物を得た。生成した共沈物を水洗し、乾燥させた後、水酸化リチウム一水和塩を加え、モル比がLi:(Ni+Co+Al)=105:100となるように調整して前駆体を作製した。
[Preparation of positive electrode active material]
First, nickel sulfate, cobalt sulfate, and sodium aluminate were dissolved in water, and a sodium hydroxide solution was added with sufficient stirring. At this time, the nickel-cobalt-aluminum composite coprecipitated hydroxide is prepared so that the molar ratio of nickel (Ni), cobalt (Co), and aluminum (Al) is Ni: Co: Al = 77: 20: 3. Got. The produced coprecipitate was washed with water and dried, and then lithium hydroxide monohydrate was added, and the molar ratio was adjusted to Li: (Ni + Co + Al) = 105: 100 to prepare a precursor.

これらの前駆体を酸素気流中、700℃で10時間焼成し、室温まで冷却した後に粉砕して組成式Li1.03Ni0.77Co0.20Al0.032で表されるニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子を得た。なお、レーザー散乱法により複合酸化物粒子を測定したところ、平均粒子径は13μmであった。 These precursors are calcined at 700 ° C. for 10 hours in an oxygen stream, cooled to room temperature, pulverized, and lithium composite oxidation mainly composed of nickel represented by the composition formula Li 1.03 Ni 0.77 Co 0.20 Al 0.03 O 2 Product particles were obtained. In addition, when complex oxide particle | grains were measured by the laser scattering method, the average particle diameter was 13 micrometers.

上述の複合酸化物粒子100重量部に、リンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕を1.0重量部加え、乳鉢で十分混合した。この混合物を、酸素気流中、300℃で4時間焼成し、室温まで冷却した後に、取り出して粉砕し、正極活物質を得た。 To 100 parts by weight of the composite oxide particles described above, 1.0 part by weight of ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 .12MoO 3 ] was added and mixed well in a mortar. This mixture was calcined in an oxygen stream at 300 ° C. for 4 hours, cooled to room temperature, then taken out and pulverized to obtain a positive electrode active material.

[非水電解質二次電池の作製]
作製した正極活物質を用いて以下に説明する非水電解質二次電池を作製した。
[Production of non-aqueous electrolyte secondary battery]
A non-aqueous electrolyte secondary battery described below was produced using the produced positive electrode active material.

まず、得られた正極活物質85質量部と、導電剤としてグラファイト5質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン10質量部とを混合して正極合剤を調製した。次に、この正極合剤を分散媒であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極合剤スラリーとした。この正極合剤スラリーを、厚み20μmのアルミニウム箔よりなる正極集電体の両面に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して正極活物質層を形成し、正極を作製した。続いて、正極の正極集電体露出部分に正極端子を取り付けた。   First, 85 parts by mass of the obtained positive electrode active material, 5 parts by mass of graphite as a conductive agent, and 10 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture. Next, this positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a dispersion medium to obtain a positive electrode mixture slurry. This positive electrode mixture slurry was uniformly applied to both sides of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and compression molded with a roll press to form a positive electrode active material layer, thereby producing a positive electrode. Subsequently, a positive electrode terminal was attached to the exposed portion of the positive electrode current collector of the positive electrode.

次に、負極活物質として粉砕した黒鉛粉末90質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン10質量部とを混合して負極合剤を調製し、さらにこれを分散媒であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極合剤スラリーとした。次に、この負極合剤スラリーを、厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体の両面に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して負極活物質層を形成し、負極を作製した。続いて、負極集電体露出部分に負極端子を取り付けた。   Next, 90 parts by mass of pulverized graphite powder as a negative electrode active material and 10 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, which is further dispersed in N-methyl-2 as a dispersion medium. -Dispersed in pyrrolidone to make a negative electrode mixture slurry. Next, the negative electrode mixture slurry is uniformly applied on both sides of a negative electrode current collector made of a copper foil having a thickness of 15 μm, dried, and compression-molded with a roll press to form a negative electrode active material layer. Produced. Subsequently, a negative electrode terminal was attached to the exposed portion of the negative electrode current collector.

次に、作製した正極および負極を、厚み25μmの微孔性ポリエチレンフィルムよりなるセパレータを介して密着させ、長手方向に巻回して、最外周部に保護テープを貼り付けることにより、巻回体を作製した。続いて、この巻回体を外装材の間に装填し、外装材の3辺を熱融着し、一辺は熱融着せずに開口を有するようにした。外装材には、最外層から順に25μm厚のナイロンフィルムと、40μm厚のアルミニウム箔と、30μm厚のポリプロピレンフィルムとが積層されてなる防湿性のアルミラミネートフィルムを用いた。   Next, the prepared positive electrode and negative electrode are closely adhered via a separator made of a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm, wound in the longitudinal direction, and a protective tape is attached to the outermost peripheral portion, whereby a wound body is obtained. Produced. Subsequently, this wound body was loaded between exterior materials, and three sides of the exterior material were heat-sealed, and one side was not heat-sealed but had an opening. As the exterior material, a moisture-proof aluminum laminate film in which a 25 μm thick nylon film, a 40 μm thick aluminum foil, and a 30 μm thick polypropylene film were laminated in order from the outermost layer was used.

続いて、質量比がエチレンカーボネート(EC):エチルメチルカーボネート(EMC)=5:5となるようにして混合した溶媒に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1mol/lとなるように溶解させて作製した電解液を作製した。この電解液を外装材の開口から注入し、外装材の残りの1辺を減圧下において熱融着し、密封して非水電解質二次電池を作製した。 Subsequently, 1 mol / l of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt was added to a solvent mixed so that the mass ratio was ethylene carbonate (EC): ethyl methyl carbonate (EMC) = 5: 5. An electrolytic solution prepared by dissolving was prepared. This electrolyte solution was injected from the opening of the exterior material, and the remaining one side of the exterior material was heat-sealed under reduced pressure and sealed to produce a nonaqueous electrolyte secondary battery.

<実施例2>
複合酸化物粒子100重量部に対して、リンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕1.0重量部の代わりにリンタングステン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12WO3〕1.0重量部を混合した点以外は、実施例1と同様にして、正極活物質を作製した。また、この正極活物質を用いて、実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製した。
<Example 2>
Instead of 1.0 part by weight of ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 .12MoO 3 ] per 100 parts by weight of the composite oxide particles, ammonium phosphotungstate [(NH 4 ) 3 PO 4 .12 WO 3 A positive electrode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that 1.0 part by weight was mixed. Further, using this positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

<実施例3>
複合酸化物粒子100重量部に対して、リンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕1.0重量部の代わりにリンモリブデン酸〔H3(PMo1240)1.0重量部を混合した点以外は、実施例1と同様にして、正極活物質を作製した。また、この正極活物質を用いて、実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製した。
<Example 3>
Instead of 1.0 part by weight of ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 .12MoO 3 ] per 100 parts by weight of the composite oxide particles, phosphomolybdic acid [H 3 (PMo 12 O 40) 1.0 A positive electrode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that the parts by weight were mixed. Further, using this positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

<実施例4>
複合酸化物粒子100重量部に対して、リンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕1.0重量部の代わりにリンタングステン酸〔H3PW1240〕1.0重量部を混合した点以外は、実施例1と同様にして、正極活物質を作製した。また、この正極活物質を用いて、実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製した。
<Example 4>
Instead of 1.0 part by weight of ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 .12MoO 3 ] per 100 parts by weight of the composite oxide particles, 1.0 part by weight of phosphotungstic acid [H 3 PW 12 O 40 ] A positive electrode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that the parts were mixed. Further, using this positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

<実施例5>
複合酸化物粒子100重量部に対して、リンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕1.0重量部の代わりにケイモリブデン酸〔H4(SiMo1240)1.0重量部を混合した点以外は、実施例1と同様にして、正極活物質を作製した。また、この正極活物質を用いて、実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製した。
<Example 5>
Silicate molybdate [H 4 (SiMo 12 O 40 ) 1.0 instead of 1.0 part by weight of ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 .12MoO 3 ] per 100 parts by weight of the composite oxide particles. A positive electrode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that the parts by weight were mixed. Further, using this positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

<実施例6>
複合酸化物粒子100重量部に対して、リンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕1.0重量部の代わりにケイタングステン酸〔H4(SiW1240)〕1.0重量部を混合した点以外は、実施例1と同様にして、正極活物質を作製した。また、この正極活物質を用いて、実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製した。
<Example 6>
Silicate tungstic acid [H 4 (SiW 12 O 40 )] instead of 1.0 part by weight of ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 .12MoO 3 ] with respect to 100 parts by weight of the composite oxide particles. A positive electrode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that 0 part by weight was mixed. Further, using this positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

<実施例7>
複合酸化物粒子100重量部に対して、リンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕1.0重量部の代わりにリンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕0.5重量部を混合した点以外は、実施例1と同様にして、正極活物質を作製した。また、この正極活物質を用いて、実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製した。
<Example 7>
Instead of 1.0 part by weight of ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 · 12MoO 3 ] per 100 parts by weight of the composite oxide particles, ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 · 12MoO 3 A positive electrode active material was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.5 part by weight was mixed. Further, using this positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

<比較例1>
実施例1において、リンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕を被着前の、組成式Li1.03Ni0.77Co0.20Al0.032で表されるニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子を、比較例1の正極活物質とした。また、この正極活物質を用いて、実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製した。
<Comparative Example 1>
In Example 1, lithium containing nickel represented by the composition formula Li 1.03 Ni 0.77 Co 0.20 Al 0.03 O 2 before deposition of ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 .12MoO 3 ] The composite oxide particles were used as the positive electrode active material of Comparative Example 1. Further, using this positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

<比較例2>
実施例1において、リンモリブデン酸アンモニウム〔(NH43PO4・12MoO3〕を被着前の組成式Li1.03Ni0.77Co0.20Al0.032で表されるニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物粒子に対して以下の処理を行い、比較例2の正極活物質を得た。すなわち、上記の複合酸化物粒子に対して、酸素気流中、700℃で4時間焼成し、室温まで冷却した後に、取り出して粉砕することにより、比較例2の正極活物質を得た。また、この正極活物質を用いて、実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製した。
<Comparative Example 2>
In Example 1, a lithium composite mainly composed of nickel represented by the composition formula Li 1.03 Ni 0.77 Co 0.20 Al 0.03 O 2 before deposition of ammonium phosphomolybdate [(NH 4 ) 3 PO 4 .12MoO 3 ] The following treatment was performed on the oxide particles to obtain a positive electrode active material of Comparative Example 2. That is, the composite oxide particles were fired in an oxygen stream at 700 ° C. for 4 hours, cooled to room temperature, and then taken out and pulverized to obtain a positive electrode active material of Comparative Example 2. Further, using this positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

(評価)
作製した各正極活物質および非水電解質二次電池を用いて、以下の測定および試験を行い、特性を評価した。
(Evaluation)
Using the produced positive electrode active materials and non-aqueous electrolyte secondary batteries, the following measurements and tests were performed to evaluate the characteristics.

[炭酸成分含有量の測定]
作製した各正極活物質について、日本工業規格JIS−R−9101で規定されるAGK法により、正極活物質に含まれる炭酸成分含有量を測定した。
[Measurement of carbonic acid content]
About each produced positive electrode active material, the carbonic acid component content contained in a positive electrode active material was measured by AGK method prescribed | regulated by Japanese Industrial Standard JIS-R-9101.

[高温保存試験]
作製した非水電解質二次電池を、23℃の環境下において880mAの定電流で電池電圧が4.2Vに達するまで定電流充電を行ったのち、4.2Vの定電圧で電流値が1mAに達するまで定電圧充電を行った。この後、満充電状態の非水電解質二次電池を80℃の環境下で4日間保存した。このときの非水電解質二次電池の厚みの変化量を高温保存時の膨れ量として測定した。
[High temperature storage test]
The produced nonaqueous electrolyte secondary battery was charged at a constant current of 880 mA at a constant current of 880 mA until the battery voltage reached 4.2 V in a 23 ° C. environment, and then the current value was 1 mA at a constant voltage of 4.2 V. Constant voltage charging was performed until it reached. Thereafter, the fully charged nonaqueous electrolyte secondary battery was stored in an environment of 80 ° C. for 4 days. The amount of change in the thickness of the nonaqueous electrolyte secondary battery at this time was measured as the amount of swelling during high temperature storage.

測定結果をまとめたものを表1に示す。   Table 1 summarizes the measurement results.

Figure 2011003354
Figure 2011003354

[評価]
実施例1〜実施例7および比較例1〜2の比較により、以下のことがわかった。
実施例1〜実施例7ではヘテロポリ酸またはヘテロポリ酸化合物を被着させて加熱処理を行うことによって、被覆層を形成している。これによって、正極活物質が有する炭酸分が低減されていることがわかった。
[Evaluation]
Comparison of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 revealed the following.
In Examples 1 to 7, the coating layer is formed by applying a heteropolyacid or heteropolyacid compound and performing heat treatment. Thus, it was found that the carbonic acid content of the positive electrode active material was reduced.

また、実施例1〜実施例7では、ヘテロポリ酸またはヘテロポリ酸化合物を被着させて加熱処理を行うことによって、ガス発生が低減され、電池膨れを抑制できることがわかった。   Moreover, in Example 1- Example 7, it turned out that gas generation | occurrence | production is reduced and battery swelling can be suppressed by making a heteropoly acid or a heteropoly acid compound adhere, and performing heat processing.

6.他の実施の形態(変形例)
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、非水電解質電池の形状は、上述のものに限定されるものではない。例えば、角型、コイン型などであってもよい。
6). Other embodiment (modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiments of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, the shape of the nonaqueous electrolyte battery is not limited to that described above. For example, a square shape or a coin shape may be used.

また、例えば、イオン伝導性高分子材料から構成される高分子固体電解質、またはイオン伝導性を有する無機材料から構成される無機固体電解質などを、電解質として用いてもよい。イオン伝導性高分子材料としては、例えば、ポリエーテル、ポリエステル、ポリフォスファゼン、あるいはポリシロキサンなどを挙げることができる。また、無機固体電解質としては、例えばイオン伝導性セラミックス、イオン伝導性結晶あるいはイオン伝導性ガラスなどを挙げることができる。   Further, for example, a polymer solid electrolyte composed of an ion conductive polymer material or an inorganic solid electrolyte composed of an ion conductive inorganic material may be used as the electrolyte. Examples of the ion conductive polymer material include polyether, polyester, polyphosphazene, and polysiloxane. Examples of the inorganic solid electrolyte include ion conductive ceramics, ion conductive crystals, and ion conductive glass.

1・・・外装部材
2・・・密着フィルム
10、30、53・・・巻回電極体
11、35・・・正極リード
12、36・・・負極リード
13、31・・・正極
13A、31A・・・正極集電体
13B、31B・・・正極活物質層
14、32・・・負極
14A、32A・・・負極集電体
14B、32B・・・負極活物質層
15、33・・・セパレータ
16・・・電解質
17・・・保護テープ
21・・・電池缶
22、23・・・絶縁板
24・・・電池蓋
25・・・安全弁機構
25A・・・ディスク板
26・・・熱感抵抗素子
27・・・ガスケット
34・・・センターピン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exterior member 2 ... Adhesion film 10, 30, 53 ... Winding electrode body 11, 35 ... Positive electrode lead 12, 36 ... Negative electrode lead 13, 31 ... Positive electrode 13A, 31A ... Positive current collector 13B, 31B ... Positive electrode active material layer 14, 32 ... Negative electrode 14A, 32A ... Negative electrode current collector 14B, 32B ... Negative electrode active material layer 15, 33 ... Separator 16 ... Electrolyte 17 ... Protective tape 21 ... Battery can 22,23 ... Insulating plate 24 ... Battery cover 25 ... Safety valve mechanism 25A ... Disk plate 26 ... Heat feeling Resistance element 27 ... Gasket 34 ... Center pin

Claims (10)

リチウム複合酸化物と、
該リチウム複合酸化物の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層と
を有し、
上記リチウム複合酸化物は、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物であり、
上記被覆層は、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を含んでいる正極活物質。
Lithium composite oxide;
A coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium composite oxide,
The lithium composite oxide is a lithium composite oxide containing nickel as a main component,
The coating layer is a positive electrode active material containing a heteropolyacid and / or a heteropolyacid compound.
上記ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物は、式(1)で表される平均組成を有するリチウム複合酸化物である請求項1記載の正極活物質。
(式1)
LiaNixCoyAlz2
(但し、ニッケル(Ni)は、Ni全体の量を1としたときに、Niの0.1以下の範囲内で、マンガン(Mn)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、バナジウム(V)、マグネシウム(Mg)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、スズ(Sn)、ランタン(La)、セリウム(Ce)からなる群から選択される1種または2種以上の金属元素と置換可能である。また、式中a、x、y、zは、0.20≦a≦1.40、0.60<x<0.90、0.10<y<0.40、0.01<z<0.20の範囲内の値であり、x、yおよびzの間にはx+y+z=1の関係がある。)
The positive electrode active material according to claim 1, wherein the lithium composite oxide containing nickel as a main component is a lithium composite oxide having an average composition represented by the formula (1).
(Formula 1)
Li a Ni x Co y Al z O 2
(However, nickel (Ni) is manganese (Mn), chromium (Cr), iron (Fe), vanadium (V) within the range of 0.1 or less of Ni when the total amount of Ni is 1. , Magnesium (Mg), titanium (Ti), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tungsten (W), copper (Cu), zinc (Zn), gallium (Ga), indium (In) , Tin (Sn), lanthanum (La), cerium (Ce) can be substituted with one or more metal elements selected from the group consisting of a, x, y, and z, 0.20 ≦ a ≦ 1.40, 0.60 <x <0.90, 0.10 <y <0.40, 0.01 <z <0.20, and x, y There is a relationship of x + y + z = 1 between z and z.)
上記へテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物は、下記の元素群(a)から選ばれるポリ原子を有するもの、または
下記の元素群(a)から選ばれるポリ原子を有し、該ポリ原子の一部が下記の元素群(b)から選ばれる少なくとも何れかの元素で置換されたものである請求項1記載の正極活物質。
元素群(a):Mo、W、Nb、V
元素群(b):Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Tc、Rh、Cd、In、Sn、Ta、Re、Tl、Pbである請求項1記載の正極活物質。
The heteropolyacid and / or heteropolyacid compound has a polyatom selected from the following element group (a) or a polyatom selected from the following element group (a), The positive electrode active material according to claim 1, wherein the part is substituted with at least one element selected from the following element group (b).
Element group (a): Mo, W, Nb, V
2. Element group (b): Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Tc, Rh, Cd, In, Sn, Ta, Re, Tl, Pb Positive electrode active material.
上記ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物は、下記の元素群(c)から選ばれるヘテロ原子を有するもの、または
下記の元素群(c)から選ばれるヘテロ原子を有し、該へテロ原子の一部が下記の元素群(d)から選ばれる少なくとも何れかの元素で置換されたものである請求項1記載の正極活物質。
元素群(c):B、Al、Si、P、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、GeまAs
元素群(d):H、Be、B、C、Na、Al、Si、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Zr、Rh、Sn、Sb、Te、I、Re、Pt、Bi、Ce、Th、U、Np
The heteropolyacid and / or heteropolyacid compound has a heteroatom selected from the following element group (c) or a heteroatom selected from the following element group (c), and is one of the heteroatoms. The positive electrode active material according to claim 1, wherein the part is substituted with at least one element selected from the following element group (d).
Element group (c): B, Al, Si, P, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge or As
Element group (d): H, Be, B, C, Na, Al, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Zr, Rh, Sn, Sb, Te, I, Re, Pt, Bi, Ce, Th, U, Np
上記へテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物は、アンダーソン構造、ケギン構造またはドーソン構造を有する請求項1記載の正極活物質。   The positive electrode active material according to claim 1, wherein the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound has an Anderson structure, a Keggin structure, or a Dawson structure. 上記ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物のヘテロ原子は、SiまたはPかである請求項1記載の正極活物質。   The positive electrode active material according to claim 1, wherein the heteroatom of the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound is Si or P. ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物に、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着する被着工程と、
上記へテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着させたニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物を加熱処理する加熱処理工程と
を有する正極活物質の製造方法。
A deposition step of depositing a heteropolyacid and / or heteropolyacid compound on a lithium composite oxide containing nickel as a main component;
A method for producing a positive electrode active material, comprising: a heat treatment step of heat-treating a lithium composite oxide mainly composed of nickel on which the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound is deposited.
上記被着工程において、
上記リチウム複合酸化物100重量部に対して0.01重量部以上5.0重量部以下の上記へテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を被着する請求項7記載の正極活物質の製造方法。
In the above deposition process,
The method for producing a positive electrode active material according to claim 7, wherein 0.01 to 5.0 parts by weight of the heteropolyacid and / or heteropolyacid compound is applied to 100 parts by weight of the lithium composite oxide.
上記加熱処理工程において、
上記加熱処理の温度は、150℃以上500℃以下である請求項7記載の正極活物質の製造方法。
In the heat treatment step,
The method for producing a positive electrode active material according to claim 7, wherein the temperature of the heat treatment is 150 ° C. or higher and 500 ° C. or lower.
正極と、負極と、電解質とを有し、
上記正極は、正極活物質を有し、
上記正極活物質は、リチウム複合酸化物と、該リチウム複合酸化物の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有するものであり、
上記リチウム複合酸化物は、ニッケルを主成分とするリチウム複合酸化物であり、
上記被覆層は、ヘテロポリ酸および/またはヘテロポリ酸化合物を含んでいる非水電解質電池。
A positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte;
The positive electrode has a positive electrode active material,
The positive electrode active material has a lithium composite oxide and a coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium composite oxide,
The lithium composite oxide is a lithium composite oxide containing nickel as a main component,
The coating layer is a nonaqueous electrolyte battery containing a heteropolyacid and / or a heteropolyacid compound.
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