JP2011153067A - Method for producing composite metal hydroxide and lithium composite metal oxide, and nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Method for producing composite metal hydroxide and lithium composite metal oxide, and nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2011153067A
JP2011153067A JP2010288312A JP2010288312A JP2011153067A JP 2011153067 A JP2011153067 A JP 2011153067A JP 2010288312 A JP2010288312 A JP 2010288312A JP 2010288312 A JP2010288312 A JP 2010288312A JP 2011153067 A JP2011153067 A JP 2011153067A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composite metal
metal hydroxide
lithium
wet cake
metal oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010288312A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumiko Takeuchi
扶美子 竹内
Takehiro Otani
武弘 大谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2010288312A priority Critical patent/JP2011153067A/en
Publication of JP2011153067A publication Critical patent/JP2011153067A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a composite metal hydroxide, capable of suppressing generation of a side product; and to provide a lithium composite metal oxide obtained by using the composite metal hydroxide as a raw material and capable of upgrading battery performance, especially high-output characteristics. <P>SOLUTION: The composite metal hydroxide is produced by contacting an aqueous solution including Ni, Mn and Fe with an alkali to obtain a coprecipitate slurry, then by subjecting the coprecipitate slurry to solid-liquid separation to make a wet cake, and by determining the keeping time until the drying of the wet cake to be 48 hr or less. The content of manganese oxide (Mn<SB>3</SB>O<SB>4</SB>) being a by-product and included in the composite metal hydroxide is lower than the conventional content. A non-aqueous electrolyte secondary battery is obtained by using, as a cathode active material, the lithium composite metal oxide obtained by mixing and burning the composite metal hydroxide with a lithium compound. The secondary battery exhibits high power output at a high electric current rate. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複合金属水酸化物およびリチウム複合金属酸化物の製造方法ならびに非水電解質二次電池に関する。詳しくは、Ni、MnおよびFeを含有する複合金属水酸化物および該複合金属水酸化物を原料としたリチウム複合金属酸化物の製造方法ならびに該リチウム複合金属酸化物を正極活物質として有する正極を備えてなる非水電解質二次電池に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a composite metal hydroxide and a lithium composite metal oxide, and a non-aqueous electrolyte secondary battery. Specifically, a composite metal hydroxide containing Ni, Mn, and Fe, a method for producing a lithium composite metal oxide using the composite metal hydroxide as a raw material, and a positive electrode having the lithium composite metal oxide as a positive electrode active material The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery provided.

リチウム複合金属酸化物は、リチウム二次電池などの非水電解質二次電池に正極活物質として用いられている。リチウム二次電池は、既に携帯電話やノートパソコン等の電源として実用化されており、更に自動車用途や電力貯蔵用途などの中・大型用途においても適用が試みられている。   Lithium composite metal oxide is used as a positive electrode active material in nonaqueous electrolyte secondary batteries such as lithium secondary batteries. Lithium secondary batteries have already been put into practical use as power sources for mobile phones, notebook computers, etc., and are also being applied to medium and large applications such as automobile applications and power storage applications.

従来のリチウム複合金属酸化物の製造方法としては、特許文献1に開示されているように、Mn、NiおよびFeを含有する水溶液とアルカリとを接触させて形成した共沈物スラリーを固液分離してウェットケークを作製し、該ウェットケークを乾燥させることにより、複合金属水酸化物からなる乾燥物を得て、該乾燥物およびリチウム化合物の混合物を焼成する方法が知られている。   As a conventional method for producing a lithium composite metal oxide, as disclosed in Patent Document 1, a coprecipitate slurry formed by contacting an aqueous solution containing Mn, Ni and Fe with an alkali is subjected to solid-liquid separation. Thus, there is known a method of preparing a wet cake and drying the wet cake to obtain a dry product composed of a composite metal hydroxide, and firing the mixture of the dry product and the lithium compound.

国際公開第09/041722号パンフレットInternational Publication No. 09/041722 Pamphlet

ところで、工業的にリチウム複合金属酸化物を製造する場合において、上記共沈物スラリーを固液分離してウェットケークを作製した後に、長期間保管する場合も多い。その場合、上記複合金属水酸化物中に、マンガン酸化物(Mn34)が副生するという問題があった。副生物のマンガン酸化物(Mn34)を含む複合金属水酸化物と、リチウム化合物とを混合して焼成した場合、生成物であるリチウム複合金属酸化物が不均一な組成となるため、これを正極活物質に用いても十分な電池性能を得ることができなかった。
かかる状況下、本発明の目的は、リチウム複合金属酸化物の前駆体として使用できる、Mn、NiおよびFeを含有する複合金属水酸化物の製造方法において、副生物の生成を抑制することができる複合金属水酸化物の製造方法、および、該複合金属水酸化物を原料とした、正極活物質として電池性能、特に高出力特性を向上させることができるリチウム複合酸化物を提供することにある。
By the way, when manufacturing lithium composite metal oxide industrially, the coprecipitate slurry is often subjected to solid-liquid separation to prepare a wet cake and then stored for a long period of time. In that case, there was a problem that manganese oxide (Mn 3 O 4 ) was by-produced in the composite metal hydroxide. When a mixed metal hydroxide containing a by-product manganese oxide (Mn 3 O 4 ) and a lithium compound are mixed and fired, the product lithium mixed metal oxide has a non-uniform composition. Even if this was used for the positive electrode active material, sufficient battery performance could not be obtained.
Under such circumstances, the object of the present invention is to suppress the formation of by-products in the method for producing a composite metal hydroxide containing Mn, Ni and Fe that can be used as a precursor of a lithium composite metal oxide. An object of the present invention is to provide a method for producing a composite metal hydroxide, and a lithium composite oxide that can improve battery performance, particularly high output characteristics, as a positive electrode active material using the composite metal hydroxide as a raw material.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上述のMn34の生成は、ウェットケークを保管する際に、複合金属水酸化物中のMn成分がウェットケーク中の水分へ溶出することが主因であることを見出した。そして、ウェットケーク保管条件を検討した結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention generated Mn 3 O 4 as described above when the wet cake was stored when the Mn component in the composite metal hydroxide was in the wet cake. It was found that elution into water was the main cause. As a result of studying wet cake storage conditions, the inventors have found that the following inventions meet the above object, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
<1> Ni、MnおよびFeを含有する水溶液とアルカリとを接触させて共沈物スラリーを得たのち、該共沈物スラリーを固液分離して、ウェットケークを作製し、該ウェットケークを乾燥することにより、複合金属水酸化物を製造する方法において、ウェットケークを作製後、ウェットケークを乾燥するまでの保管時間が、48時間以下である複合金属水酸化物の製造方法。
<2> 固液分離後のウェットケークの含水率が、60重量%以下である前記<1>記載の複合金属水酸化物の製造方法。
<3> 前記 <1>または<2>に記載の製造方法によって得られる複合金属水酸化物と所定量のリチウム化合物とを混合し、焼成することを特徴とするリチウム複合金属酸化物の製造方法。
<4> 前記<3>記載の製造方法によって得られるリチウム複合金属酸化物。
<5> 前記<4>記載のリチウム複合金属酸化物を主成分とする非水電解質二次電池用正極活物質を有する正極を備えてなる非水電解質二次電池。
That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> After an aqueous solution containing Ni, Mn and Fe is contacted with an alkali to obtain a coprecipitate slurry, the coprecipitate slurry is solid-liquid separated to prepare a wet cake. In the method for producing a composite metal hydroxide by drying, a method for producing a composite metal hydroxide, wherein the storage time from the preparation of the wet cake to the drying of the wet cake is 48 hours or less.
<2> The method for producing a composite metal hydroxide according to <1>, wherein the moisture content of the wet cake after solid-liquid separation is 60% by weight or less.
<3> A method for producing a lithium composite metal oxide, comprising mixing a composite metal hydroxide obtained by the production method according to <1> or <2> and a predetermined amount of a lithium compound and firing the mixture. .
<4> A lithium composite metal oxide obtained by the production method according to <3>.
<5> A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode having a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery, the main component of which is the lithium composite metal oxide according to <4>.

本発明によれば、副生物の量が少ない複合金属水酸化物を製造することができ、正極材の電池性能、特に高出力特性を向上させたリチウム複合酸化物を安定的に製造することができる。製造されたリチウム複合酸化物を正極活物質に使用した非水電解質二次電池は、高い電流レートにおいて高出力を示す。   According to the present invention, it is possible to produce a composite metal hydroxide with a small amount of by-products, and to stably produce a lithium composite oxide with improved battery performance, particularly high output characteristics, of the positive electrode material. it can. The non-aqueous electrolyte secondary battery using the manufactured lithium composite oxide as the positive electrode active material exhibits high output at a high current rate.

粉末X線回折図形における回折ピークBの強度IBの求め方の説明図である。It is an explanatory view of a method of determining the intensity I B of the diffraction peak B in the powder X-ray diffraction pattern. 実施例における乾燥物(P1〜P4)の粉末X線回折図形である。It is a powder X-ray diffraction pattern of the dried product (P 1 ~P 4) in Example. 実施例における粉末(B1〜B4)の粉末X線回折図形である。It is a powder X-ray diffraction pattern of the powder (B 1 ~B 4) in Example.

本発明は、Ni、MnおよびFeを含有する水溶液とアルカリとを接触させて共沈物スラリーを得たのち、該共沈物スラリーを固液分離して、ウェットケークを作製し、該ウェットケークを乾燥することにより、複合金属水酸化物を製造する方法において、ウェットケークを作製後、ウェットケークを乾燥するまでの保管時間が、48時間以下である複合金属水酸化物の製造方法(以下、「本発明の製造方法」と称す。)に係るものである。
なお、本発明の製造方法において、Ni、MnおよびFeを含有する水溶液とアルカリとを接触させて共沈物スラリーを得る工程を「工程(1)」、該共沈物スラリーを固液分離して、ウェットケークを作製し、該ウェットケークを乾燥することにより、複合金属水酸化物を製造する工程を「工程(2)」と称す。
In the present invention, an aqueous solution containing Ni, Mn and Fe is contacted with an alkali to obtain a coprecipitate slurry, and then the coprecipitate slurry is solid-liquid separated to prepare a wet cake. In the method for producing a composite metal hydroxide by drying, a method for producing a composite metal hydroxide having a storage time of 48 hours or less after the preparation of the wet cake until the wet cake is dried (hereinafter, It is referred to as “the manufacturing method of the present invention”).
In the production method of the present invention, the step of obtaining a coprecipitate slurry by bringing an aqueous solution containing Ni, Mn and Fe into contact with an alkali is referred to as “step (1)”, and the coprecipitate slurry is subjected to solid-liquid separation. The step of producing a composite metal hydroxide by producing a wet cake and drying the wet cake is referred to as “step (2)”.

工程(1)において、Ni、MnおよびFeを含有する水溶液は、Ni、Mn、Feを含有するそれぞれの原料として、例えば、金属元素単体、酸化物、水酸化物、オキシ水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、ハロゲン化物、アンモニウム塩、シュウ酸塩、アルコキシドなどのうち、水に溶解して水溶液となり得るものを好適に用いることができる。なお、前記単体または化合物が水に溶解し難い場合は、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸などを含有する水溶液に溶解させた前記それぞれの元素を含有する水溶液を用いることができる。この中でもそれぞれの塩化物を用い、Niの塩化物、Mnの塩化物およびFeの塩化物を水に溶解して得られる水溶液であることが好ましい。Feの塩化物としては、2価のFeの塩化物であることが好ましい。   In the step (1), the aqueous solution containing Ni, Mn, and Fe includes, for example, a simple metal element, an oxide, a hydroxide, an oxyhydroxide, and a carbonate as each raw material containing Ni, Mn, and Fe. , Sulfates, nitrates, acetates, halides, ammonium salts, oxalates, alkoxides, and the like that can be dissolved in water to form an aqueous solution can be suitably used. When the simple substance or the compound is difficult to dissolve in water, an aqueous solution containing each of the elements dissolved in an aqueous solution containing hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid or the like can be used. Among these, an aqueous solution obtained by using each chloride and dissolving Ni chloride, Mn chloride and Fe chloride in water is preferable. The Fe chloride is preferably a divalent Fe chloride.

工程(1)において、アルカリとしては、LiOH(水酸化リチウム)、NaOH(水酸化ナトリウム)、KOH(水酸化カリウム)、Li2CO3(炭酸リチウム)、Na2CO3(炭酸ナトリウム)、K2CO3(炭酸カリウム)および(NH42CO3(炭酸アンモニウム)からなる群より選ばれる1種以上の無水物および/または該1種以上の水和物を挙げることができ、工程(1)においては、上記アルカリの水溶液を用いることが好ましい。
アルカリ水溶液として、アンモニア水を挙げることもできる。アルカリ水溶液におけるアルカリの濃度は、通常0.5〜10M程度、好ましくは1〜8M程度である。また、製造コストの面から、用いるアルカリとしてNaOH、KOHの無水物および/または水和物を用いることが好ましい。また、上述のアルカリを2つ以上併用してもよい。
In step (1), examples of the alkali include LiOH (lithium hydroxide), NaOH (sodium hydroxide), KOH (potassium hydroxide), Li 2 CO 3 (lithium carbonate), Na 2 CO 3 (sodium carbonate), K One or more anhydrides selected from the group consisting of 2 CO 3 (potassium carbonate) and (NH 4 ) 2 CO 3 (ammonium carbonate) and / or the one or more hydrates may be mentioned, In 1), it is preferable to use an aqueous solution of the alkali.
Aqueous ammonia can also be mentioned as an alkaline aqueous solution. The density | concentration of the alkali in aqueous alkali solution is about 0.5-10M normally, Preferably it is about 1-8M. From the viewpoint of production cost, it is preferable to use NaOH, KOH anhydride and / or hydrate as the alkali to be used. Two or more of the alkalis described above may be used in combination.

上記Ni、MnおよびFeを含有する水溶液およびアルカリ水溶液の溶媒に用いられる水は、好ましくは純水および/またはイオン交換水である。また、本発明の効果をそこなわない範囲で、アルコールなど水以外の有機溶媒や、pH調整剤などを含んでいてもよい。   The water used as the solvent for the aqueous solution containing Ni, Mn and Fe and the aqueous alkaline solution is preferably pure water and / or ion-exchanged water. In addition, an organic solvent other than water, such as alcohol, a pH adjuster, or the like may be included as long as the effects of the present invention are not impaired.

上記(1)の工程において、Ni、MnおよびFeを含有する水溶液と、アルカリとを接触させることで、Ni、MnおよびFeを含有する共沈物スラリーを得る。
なお、本発明において、「共沈物スラリー」とは、大部分が、Mn、NiおよびFeを含有する複合金属水酸化物からなる共沈物と水とからなるスラリーであり、共沈物作製の過程で残った原料、副生塩(例えば、KCl)添加剤、あるいは有機溶剤等を含んでいてもよい。
工程(1)における接触の方法としては、Ni、MnおよびFeを含有する水溶液にアルカリ水溶液を添加して混合する方法、アルカリ水溶液にNi、Mn、Feを含有する水溶液を添加して混合する方法、水にNi、Mn、Feを含有する水溶液およびアルカリ水溶液を添加して混合する方法を挙げることができる。これらの混合時には、攪拌を伴うことが好ましい。また、上記の接触の方法の中では、アルカリ水溶液にNi、MnおよびFeを含有する水溶液を添加して混合する方法は、pHを一定範囲に保ちやすい点で好ましく用いることができる。この場合、アルカリ水溶液に、Ni、MnおよびFeを含有する水溶液を添加混合していくに従い、混合された液のpHが低下していく傾向にあるが、このpHが9以上、好ましくは10以上となるように調節しながら、Ni、MnおよびFeを含有する水溶液を添加するのがよい。また、Ni、MnおよびFeを含有する水溶液およびアルカリ水溶液のうち、いずれか一方または両方の水溶液を40℃〜80℃の温度に保持しながら接触させると、より均一な組成の共沈物を得ることができるため、好ましい。
In the step (1), an aqueous solution containing Ni, Mn and Fe is brought into contact with an alkali to obtain a coprecipitate slurry containing Ni, Mn and Fe.
In the present invention, the “coprecipitate slurry” is a slurry mainly composed of a coprecipitate composed of a composite metal hydroxide containing Mn, Ni, and Fe and water, and is prepared as a coprecipitate. The raw material remaining in the process, a by-product salt (for example, KCl) additive, an organic solvent, or the like may be included.
As a contact method in the step (1), a method of adding and mixing an alkaline aqueous solution to an aqueous solution containing Ni, Mn and Fe, a method of adding and mixing an aqueous solution containing Ni, Mn and Fe to the alkaline aqueous solution A method of adding an aqueous solution containing Ni, Mn, Fe and an aqueous alkaline solution to water and mixing them can be mentioned. In mixing these, it is preferable to involve stirring. Of the above contact methods, the method of adding an aqueous solution containing Ni, Mn and Fe to an alkaline aqueous solution and mixing it can be preferably used because it is easy to maintain the pH within a certain range. In this case, as the aqueous solution containing Ni, Mn and Fe is added to and mixed with the alkaline aqueous solution, the pH of the mixed solution tends to decrease, but this pH is 9 or more, preferably 10 or more. It is preferable to add an aqueous solution containing Ni, Mn and Fe while adjusting so as to be. Further, when one or both of an aqueous solution containing Ni, Mn, and Fe and an alkaline aqueous solution are kept in contact at a temperature of 40 ° C. to 80 ° C., a coprecipitate having a more uniform composition is obtained. This is preferable.

より容量を高める非水電解質二次電池を得る意味では、工程(1)のNi、MnおよびFeを含有する水溶液において、Ni、MnおよびFeの合計量(モル)に対するMnの量(モル)を0.1以上0.7以下とすることが好ましい。   In the sense of obtaining a non-aqueous electrolyte secondary battery with higher capacity, in the aqueous solution containing Ni, Mn and Fe in step (1), the amount (mol) of Mn with respect to the total amount (mol) of Ni, Mn and Fe is changed. It is preferable to be 0.1 or more and 0.7 or less.

また、より容量を高める非水電解質二次電池を得る意味では、Ni、MnおよびFeを含有する水溶液において、Ni、MnおよびFeの合計量(モル)に対するFeの量(モル)を0.01以上0.5以下とすることが好ましい。   Further, in the sense of obtaining a non-aqueous electrolyte secondary battery with higher capacity, in an aqueous solution containing Ni, Mn and Fe, the amount (mol) of Fe with respect to the total amount (mol) of Ni, Mn and Fe is set to 0.01. It is preferable to set it to 0.5 or less.

工程(2)においては、上記共沈物スラリーを固液分離して、ウェットケークを作製し、該ウェットケークを乾燥することにより、Mn、NiおよびFeを含有する複合金属水酸化物の乾燥物(以下、単に「乾燥物」と記載する場合がある。)を得る。
なお、「ウェットケーク」とは、共沈物スラリーを固液分離により脱水したものであり、固形分としての複合金属水酸化物以外にも脱水過程で残存した水分、原料、副生塩、添加剤、あるいは有機溶剤等の中で完全に除去できないものを含んでいてもよい。
In the step (2), the coprecipitate slurry is subjected to solid-liquid separation to prepare a wet cake, and the wet cake is dried to obtain a dried composite metal hydroxide containing Mn, Ni, and Fe. (Hereafter, it may be described simply as “dried product”).
“Wet cake” is a slurry obtained by dehydrating the coprecipitate slurry by solid-liquid separation. In addition to the composite metal hydroxide as a solid content, the remaining moisture, raw material, by-product salt, added An agent or an organic solvent that cannot be completely removed may be included.

本発明の特徴のひとつは、共沈物スラリーの固液分離後ウェットケークを乾燥するまでの保管時間を48時間以下としたことにあり、これにより得られた複合金属水酸化物における、副生物Mn34の生成が抑制される。特に、本発明の効果をより高める意味で、上記保管時間は、好ましくは36時間以下、より好ましくは24時間以下である。一方、48時間を超えると、副生物のMn34が多量に生成するという問題がある。
なお、共沈物スラリーを固液分離して得られたウェットケークの保管温度は、通常、10〜50℃であり、好ましくは20〜30℃である。また、保管雰囲気は、N2やArなどの不活性ガス中がよいが、一般的な大気中でもよい。また、保管容器としては、密閉性が高い容器であることが好ましい。
One of the features of the present invention is that the storage time until the wet cake is dried after the solid-liquid separation of the coprecipitate slurry is set to 48 hours or less. Generation of Mn 3 O 4 is suppressed. In particular, in order to enhance the effect of the present invention, the storage time is preferably 36 hours or less, more preferably 24 hours or less. On the other hand, if it exceeds 48 hours, there is a problem that a large amount of by-product Mn 3 O 4 is generated.
In addition, the storage temperature of the wet cake obtained by solid-liquid separation of the coprecipitate slurry is usually 10 to 50 ° C., preferably 20 to 30 ° C. The storage atmosphere is preferably an inert gas such as N 2 or Ar, but may be a general atmosphere. Further, the storage container is preferably a container having high airtightness.

また、よりMn34の生成を抑制するためには、ウェットケークの含水率が、60重量%以下であることが好ましく、30重量%以下であることがより好ましい。
このようにすることで、ウェットケーク中の水分へのMn成分の溶出を抑制し、ひいてはMn34の生成を抑制することができる。
なお、ウェットケークの含水率Mは、乾燥前のウェットケーク重量をW1、乾燥後のウェットケーク重量をW2として、以下の式により求めることができる。

含水率M=(W1−W2)/W1 × 100

なお、ウェットケークの重量変化は、ウェットケーク自体の重量を直接測定した値でもよいが、ウェットケークの一部をサンプルとして採取し、赤外式水分計で求めた値でもよい。
In order to suppress the generation of more Mn 3 O 4 is the water content of the wet cake is preferably at most 60 wt%, more preferably 30 wt% or less.
By doing so, suppressing the elution of Mn components to moisture in the wet cake, it is possible to suppress the generation of turn Mn 3 O 4.
The moisture content M of the wet cake can be obtained by the following equation, where W 1 is the weight of the wet cake before drying and W 2 is the weight of the wet cake after drying.

Moisture content M = (W 1 −W 2 ) / W 1 × 100

The weight change of the wet cake may be a value obtained by directly measuring the weight of the wet cake itself, or may be a value obtained by collecting a part of the wet cake as a sample and using an infrared moisture meter.

工程(2)において、固液分離の方法は、いかなる方法によってもよく、具体的にはろ過、遠心分離などの方法が挙げられる。この中でも操作性の観点では、ろ過が好ましく用いられる。   In step (2), the solid-liquid separation method may be any method, and specific examples include methods such as filtration and centrifugation. Among these, filtration is preferably used from the viewpoint of operability.

工程(2)において、固液分離により得られたウェットケークを洗浄することもできる。洗浄することにより、固液分離後に得られるウェットケークにアルカリ、Clなどの不純物が過剰に存在する場合には、これを除去することができる。ウェットケークを効率よく洗浄する意味では、洗浄液として水を用いることが好ましい。なお、必要に応じてアルコール、アセトンなどの水溶性有機溶媒を洗浄液に加えても良い。また、洗浄は2回以上行ってもよく、例えば、水洗浄を行った後、前記のような水溶性有機溶媒で再度洗浄することもできる。水洗の管理として、ろ液のpHは8〜11、好ましくは9〜10がよい。   In the step (2), the wet cake obtained by solid-liquid separation can be washed. By washing, if the impurities such as alkali and Cl are excessively present in the wet cake obtained after the solid-liquid separation, this can be removed. In order to efficiently clean the wet cake, it is preferable to use water as the cleaning liquid. In addition, you may add water-soluble organic solvents, such as alcohol and acetone, to a washing | cleaning liquid as needed. Moreover, you may perform washing | cleaning twice or more, for example, after washing with water, it can also wash | clean again with the above water-soluble organic solvents. As management of washing, the pH of the filtrate is 8 to 11, preferably 9 to 10.

次いで、ウェットケークを乾燥して、乾燥物を得る。乾燥は、通常、熱処理によって行うが、送風乾燥、真空乾燥等によってもよい。また、乾燥の雰囲気としては、大気、酸素、窒素、アルゴンまたはそれらの混合ガスを用いることができるが、大気雰囲気が好ましい。乾燥を熱処理によって行う場合には、通常50〜300℃で行い、好ましくは100℃〜200℃程度である。   Next, the wet cake is dried to obtain a dried product. Drying is usually performed by heat treatment, but may be performed by air drying, vacuum drying, or the like. As the drying atmosphere, air, oxygen, nitrogen, argon, or a mixed gas thereof can be used, but an air atmosphere is preferable. When drying is performed by heat treatment, it is usually performed at 50 to 300 ° C, and preferably about 100 to 200 ° C.

工程(2)により得られる乾燥物のBET比表面積は、通常、10m2/g以上100m2/g以下程度である。乾燥物のBET比表面積は、乾燥温度によって調節することができる。乾燥物のBET比表面積は、後述の焼成時の反応性を促進させる意味で、20m2/g以上であることが好ましく、30m2/g以上であることがより好ましい。また、操作性の観点では、乾燥物のBET比表面積は、90m2/g以下であることが好ましく、85m2/g以下であることがより好ましい。また、乾燥物は、通常、0.001μm以上0.1μm以下の粒径の一次粒子と、一次粒子が凝集して形成された1μm以上100μm以下の粒径の二次粒子との混合物からなる。一次粒子、二次粒子の粒径は、走査型電子顕微鏡(以下、SEMということがある。)で観察することにより、測定することができる。二次粒子の粒径は、1μm以上50μm以下であることが好ましく、1μm以上30μm以下であることがより好ましい。 The BET specific surface area of the dried product obtained by the step (2) is usually about 10 m 2 / g or more and 100 m 2 / g or less. The BET specific surface area of the dried product can be adjusted by the drying temperature. The BET specific surface area of the dried product is preferably 20 m 2 / g or more, and more preferably 30 m 2 / g or more, in order to promote the reactivity during firing described later. Further, in the viewpoint of operability, BET specific surface area of the dried product is preferably 90m 2 / g or less, and more preferably less 85 m 2 / g. The dried product is usually composed of a mixture of primary particles having a particle diameter of 0.001 μm or more and 0.1 μm or less and secondary particles having a particle diameter of 1 μm or more and 100 μm or less formed by aggregation of the primary particles. The particle diameters of the primary particles and the secondary particles can be measured by observing with a scanning electron microscope (hereinafter sometimes referred to as SEM). The particle size of the secondary particles is preferably 1 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 30 μm or less.

上述のMn、NiおよびFeを含有する複合金属水酸化物の乾燥物は、後述するようにリチウム複合金属酸化物の原料として用いることができ、リチウム源としてのリチウム化合物と混合、焼成して得られるリチウム複合金属酸化物は、高い電流レートにおいて、より高出力を示すことが可能な非水電解質二次電池の正極活物質として有用である。   The dried composite metal hydroxide containing Mn, Ni and Fe described above can be used as a raw material for a lithium composite metal oxide, as will be described later, and is obtained by mixing and baking with a lithium compound as a lithium source. The obtained lithium composite metal oxide is useful as a positive electrode active material of a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of exhibiting higher output at a high current rate.

また、この乾燥物は、CuKαを線源とする粉末X線回折測定により得られる粉末X線回折図形における、回折角2θが16°以上21°以下の範囲における強度が最大の回折ピークAの強度IAと、回折角2θが35°以上37°以下の範囲における強度が最大の回折ピークBの強度IBとのピーク強度比(IB/IA)が、0.4以下であることがより好ましい。
なお、本発明に係るMn、NiおよびFeを含有する複合金属水酸化物のX線回折図形において、2θが約33°から43°までの範囲において、ブロードなシグナルが認められる。そのため、2θが35°以上37°以下の範囲における回折ピークBの強度IBは、このブロードなシグナルをバックグランドとみなして求められる。具体的には、図1に示すように回折ピークBの両端の変曲点を接点とし、ピークトップから変曲点の接線までの距離を回折ピークBの強度IBとする。
Further, this dried product has an intensity of diffraction peak A having a maximum intensity in a range of diffraction angle 2θ of 16 ° to 21 ° in a powder X-ray diffraction pattern obtained by powder X-ray diffraction measurement using CuKα as a radiation source. and I a, that the diffraction angle 2θ peak intensity ratio of the intensity I B of the intensity peak maximum diffraction B in the range of 35 ° or more 37 ° or less (I B / I a) is less than 0.4 More preferred.
In the X-ray diffraction pattern of the composite metal hydroxide containing Mn, Ni and Fe according to the present invention, a broad signal is observed in the range of 2θ from about 33 ° to 43 °. Therefore, the intensity I B of the diffraction peak B in the range 2θ of 35 ° or more 37 ° or less is obtained by regarding the broad signal and background. Specifically, the contact point of inflection opposite ends of the diffraction peak B, as shown in FIG. 1, the intensity I B of the diffraction peak B the distance to the tangent at the inflection point from the peak top.

上記により得られる乾燥物とリチウム化合物とを混合して得られる混合物を焼成してリチウム複合金属酸化物を得る。リチウム化合物としては、水酸化リチウム、塩化リチウム、硝酸リチウムおよび炭酸リチウムからなる群より選ばれる1種以上の無水物および/または該1種以上の水和物を挙げることができる。混合は、乾式混合、湿式混合のいずれによってもよいが、簡便性の観点では、乾式混合が好ましい。混合装置としては、攪拌混合、V型混合機、W型混合機、リボン混合機、ドラムミキサー、ボールミル等を挙げることができる。   A mixture obtained by mixing the dried product obtained above and the lithium compound is fired to obtain a lithium composite metal oxide. Examples of the lithium compound include one or more anhydrides and / or one or more hydrates selected from the group consisting of lithium hydroxide, lithium chloride, lithium nitrate, and lithium carbonate. The mixing may be either dry mixing or wet mixing, but from the viewpoint of simplicity, dry mixing is preferable. Examples of the mixing device include stirring and mixing, a V-type mixer, a W-type mixer, a ribbon mixer, a drum mixer, a ball mill, and the like.

前記焼成における保持温度は、リチウム複合金属酸化物のBET比表面積を調整する意味で重要な因子である。通常、保持温度が高くなればなるほど、BET比表面積は小さくなる傾向にある。
保持温度を低くすればするほど、BET比表面積は大きくなる傾向にある。保持温度としては、650℃以上900℃以下の範囲であることが好ましい。前記保持温度で保持する時間は、通常0.1〜20時間であり、好ましくは0.5〜8時間である。前記保持温度までの昇温速度は、通常50℃〜400℃/時間であり、前記保持温度から室温までの降温速度は、通常10℃〜400℃/時間である。また、焼成の雰囲気としては、大気、酸素、窒素、アルゴンまたはそれらの混合ガスを用いることができるが、大気雰囲気が好ましい。
The holding temperature in the firing is an important factor in terms of adjusting the BET specific surface area of the lithium composite metal oxide. Usually, the higher the holding temperature, the smaller the BET specific surface area tends to be.
The BET specific surface area tends to increase as the holding temperature is lowered. The holding temperature is preferably in the range of 650 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. The holding time at the holding temperature is usually 0.1 to 20 hours, preferably 0.5 to 8 hours. The rate of temperature rise to the holding temperature is usually 50 ° C. to 400 ° C./hour, and the rate of temperature drop from the holding temperature to room temperature is usually 10 ° C. to 400 ° C./hour. As the firing atmosphere, air, oxygen, nitrogen, argon, or a mixed gas thereof can be used, but an air atmosphere is preferable.

前記焼成の際に、混合物は、フッ化アンモニウムやホウ酸などの反応促進剤を含有していてもよい。反応促進剤として、より具体的には、NaCl、KCl、NH4Clなどの塩化物、Na2CO3、K2CO3などの炭酸塩、LiF、NaF、KF、NH4Fなどのフッ化物、ホウ酸、好ましくは前記塩化物を挙げることができ、より好ましくはKClである。混合物が反応促進剤を含有することで、混合物の焼成時の反応性を向上させ、得られるリチウム複合金属酸化物のBET比表面積を調整することが可能な場合がある。通常、焼成の保持温度が同じ場合には、混合物における反応促進剤の含有量が多くなればなるほど、BET比表面積は小さくなる傾向にある。また、反応促進剤を2種以上併用することもできる。反応促進剤は、乾燥物とリチウム化合物との混合時に、添加して混合すればよい。また、反応促進剤は、リチウム複合金属酸化物に残留していてもよいし、洗浄、蒸発等により除去されていてもよい。 During the firing, the mixture may contain a reaction accelerator such as ammonium fluoride or boric acid. More specifically, as a reaction accelerator, chlorides such as NaCl, KCl and NH 4 Cl, carbonates such as Na 2 CO 3 and K 2 CO 3 , fluorides such as LiF, NaF, KF and NH 4 F , Boric acid, preferably the above chlorides, and more preferably KCl. When the mixture contains a reaction accelerator, it may be possible to improve the reactivity during firing of the mixture and adjust the BET specific surface area of the obtained lithium composite metal oxide. Usually, when the holding temperature of baking is the same, the BET specific surface area tends to decrease as the content of the reaction accelerator in the mixture increases. Two or more reaction accelerators can be used in combination. The reaction accelerator may be added and mixed when the dried product and the lithium compound are mixed. Further, the reaction accelerator may remain in the lithium composite metal oxide, or may be removed by washing, evaporation or the like.

また、前記焼成後において、得られるリチウム複合金属酸化物を、ボールミルやジェットミルなどを用いて粉砕してもよい。粉砕によって、リチウム複合金属酸化物のBET比表面積を調整することが可能な場合がある。また、粉砕と焼成を2回以上繰り返してもよい。また、リチウム複合金属酸化物は必要に応じて洗浄あるいは分級することもできる。   Further, after the firing, the obtained lithium composite metal oxide may be pulverized using a ball mill, a jet mill or the like. It may be possible to adjust the BET specific surface area of the lithium composite metal oxide by grinding. Moreover, you may repeat a grinding | pulverization and baking twice or more. Further, the lithium composite metal oxide can be washed or classified as necessary.

上記の本発明の製造方法により得られるリチウム複合金属酸化物は、高い電流レートにおいて高出力を示すことが可能な非水電解質二次電池に有用なリチウム複合金属酸化物となる。   The lithium composite metal oxide obtained by the production method of the present invention is a lithium composite metal oxide useful for a nonaqueous electrolyte secondary battery capable of exhibiting high output at a high current rate.

本発明のリチウム複合金属酸化物は、通常、0.05μm以上1μm以下の平均粒径の一次粒子から構成され、一次粒子と、一次粒子が凝集して形成された0.1μm以上100μm以下の平均粒径の二次粒子との混合物からなる。一次粒子、二次粒子の平均粒径は、SEMで観察することにより、測定することができる。本発明の効果をより高める意味では、二次粒子の大きさは0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.1μm以上10μm以下であることがより好ましい。   The lithium composite metal oxide of the present invention is usually composed of primary particles having an average particle diameter of 0.05 μm or more and 1 μm or less, and an average of 0.1 μm or more and 100 μm or less formed by agglomeration of primary particles and primary particles. It consists of a mixture with secondary particles of particle size. The average particle diameter of primary particles and secondary particles can be measured by observing with SEM. In order to further enhance the effect of the present invention, the size of the secondary particles is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less.

本発明の効果をより高める意味で、本発明のリチウム複合金属酸化物は、その構造がα-NaFeO2型結晶構造、すなわちR−3mの空間群に帰属される結晶構造であることが好ましい。結晶構造は、リチウム複合金属酸化物について、CuKαを線源とする粉末X線回折測定により得られる粉末X線回折図形から同定することができる。 In order to further enhance the effects of the present invention, the lithium composite metal oxide of the present invention preferably has an α-NaFeO 2 type crystal structure, that is, a crystal structure belonging to the R-3m space group. The crystal structure can be identified for a lithium composite metal oxide from a powder X-ray diffraction pattern obtained by powder X-ray diffraction measurement using CuKα as a radiation source.

また、本発明のリチウム複合金属酸化物におけるLiの組成としては、Ni、MnおよびFeの合計量(モル)に対し、Liの量(モル)は、通常、0.5以上1.5以下であり、容量維持率をより高める意味で、0.95以上1.5以下であることが好ましく、より好ましくは1.0以上1.4以下である。以下の式(A)として表したときには、zは、通常、0.5以上1.5以下であり、好ましくは0.95以上1.5以下、より好ましくは1.0以上1.4以下である。
Liz(Ni1-x-yMnxFey)O2 (A)
(ここで、0<x<1、0<y<1、0<x+y<1である。)
Moreover, as a composition of Li in the lithium composite metal oxide of the present invention, the amount (mol) of Li is usually 0.5 or more and 1.5 or less with respect to the total amount (mol) of Ni, Mn and Fe. In order to further increase the capacity retention rate, it is preferably 0.95 or more and 1.5 or less, more preferably 1.0 or more and 1.4 or less. When expressed as the following formula (A), z is usually 0.5 or more and 1.5 or less, preferably 0.95 or more and 1.5 or less, more preferably 1.0 or more and 1.4 or less. is there.
Li z (Ni 1-xy Mn x Fe y ) O 2 (A)
(Here, 0 <x <1, 0 <y <1, 0 <x + y <1.)

また、本発明の効果を損なわない範囲で、本発明のリチウム複合金属酸化物におけるLi、Ni、Mn、Feの一部を、他元素で置換してもよい。ここで、他元素としては、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Mg、Sc、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Tc、Ru、Rh、Ir、Pd、Cu、Ag、Zn等の元素を挙げることができる。   Further, a part of Li, Ni, Mn, and Fe in the lithium composite metal oxide of the present invention may be substituted with other elements within a range not impairing the effects of the present invention. Here, as other elements, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Mg, Sc, Y, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Tc, Ru, Rh, Ir, Examples of the element include Pd, Cu, Ag, and Zn.

また、本発明の効果を損なわない範囲で、本発明のリチウム複合金属酸化物を構成する粒子の表面に、該リチウム複合金属酸化物とは異なる化合物を付着させてもよい。該化合物としては、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Mgおよび遷移金属元素からなる群より選ばれる1種以上の元素を含有する化合物、好ましくはB、Al、Mg、Ga、InおよびSnからなる群より選ばれる1種以上の元素を含有する化合物、より好ましくはAlの化合物を挙げることができ、化合物として具体的には、前記元素の酸化物、水酸化物、オキシ水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、有機酸塩を挙げることができ、好ましくは、酸化物、水酸化物、オキシ水酸化物である。また、これらの化合物を混合して用いてもよい。これら化合物の中でも、特に好ましい化合物はアルミナである。また、付着後に加熱を行ってもよい。   In addition, a compound different from the lithium composite metal oxide may be attached to the surface of the particles constituting the lithium composite metal oxide of the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired. As the compound, a compound containing at least one element selected from the group consisting of B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Mg and a transition metal element, preferably B, Al, Mg, Ga, A compound containing one or more elements selected from the group consisting of In and Sn, more preferably an Al compound, and specific examples of the compound include oxides, hydroxides, and oxywater of the elements. Examples thereof include oxides, carbonates, nitrates, and organic acid salts, and oxides, hydroxides, and oxyhydroxides are preferable. Moreover, you may use these compounds in mixture. Among these compounds, a particularly preferred compound is alumina. Moreover, you may heat after adhesion.

本発明のリチウム複合金属酸化物からなる非水電解質二次電池用正極活物質は、非水電解質二次電池に好適である。また、本発明において、非水電解質二次電池用正極活物質は、本発明のリチウム複合金属酸化物が主成分であればよい。   The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the lithium composite metal oxide of the present invention is suitable for a non-aqueous electrolyte secondary battery. In the present invention, the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery may be composed of the lithium composite metal oxide of the present invention as a main component.

非水電解質二次電池用正極活物質を用いて、例えば、次のようにして、非水電解質二次電池用正極を製造することができる。   Using the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries, for example, a positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries can be produced as follows.

非水電解質二次電池用正極は、正極活物質、導電材およびバインダーを含む正極合剤を正極集電体に担持させて製造する。前記導電材としては炭素質材料を用いることができ、炭素質材料として黒鉛粉末、カーボンブラック、アセチレンブラック、繊維状炭素材料などを挙げることができる。カーボンブラックやアセチレンブラックは、微粒で表面積が大きいため、少量正極合剤中に添加することにより正極内部の導電性を高め、充放電効率及びレート特性を向上させることができるが、多く入れすぎるとバインダーによる正極合剤と正極集電体との結着性を低下させ、かえって内部抵抗を増加させる原因となる。通常、正極合剤中の導電材の割合は、正極活物質100重量部に対して5重量部以上20重量部以下である。導電材として黒鉛化炭素繊維、カーボンナノチューブなどの繊維状炭素材料を用いる場合には、この割合を下げることも可能である。   The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery is manufactured by supporting a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector. A carbonaceous material can be used as the conductive material, and examples of the carbonaceous material include graphite powder, carbon black, acetylene black, and fibrous carbon material. Since carbon black and acetylene black are fine particles and have a large surface area, adding a small amount to the positive electrode mixture can increase the conductivity inside the positive electrode and improve the charge / discharge efficiency and rate characteristics. This decreases the binding property between the positive electrode mixture and the positive electrode current collector by the binder, and causes an increase in internal resistance. Usually, the ratio of the conductive material in the positive electrode mixture is 5 parts by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material. In the case where a fibrous carbon material such as graphitized carbon fiber or carbon nanotube is used as the conductive material, this ratio can be lowered.

前記バインダーとしては、熱可塑性樹脂を用いることができ、具体的には、ポリフッ化ビニリデン(以下、PVdFということがある。)、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEということがある。)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン・フッ化ビニリデン系共重合体、六フッ化プロピレン・フッ化ビニリデン系共重合体、四フッ化エチレン・パーフルオロビニルエーテル系共重合体などのフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂等が挙げられる。また、これらの二種以上を混合して用いてもよい。また、バインダーとしてフッ素樹脂およびポリオレフィン樹脂を用い、正極合剤に対する該フッ素樹脂の割合が1〜10重量%、該ポリオレフィン樹脂の割合が0.1〜2重量%となるように含有させることによって、正極集電体との結着性に優れた正極合剤を得ることができる。   As the binder, a thermoplastic resin can be used. Specifically, polyvinylidene fluoride (hereinafter sometimes referred to as PVdF), polytetrafluoroethylene (hereinafter sometimes referred to as PTFE), and four fluorine. Fluoropolymers such as fluorinated ethylene / hexafluoropropylene / vinylidene fluoride copolymers, propylene hexafluoride / vinylidene fluoride copolymers, tetrafluoroethylene / perfluorovinyl ether copolymers, polyethylene, polypropylene, etc. Polyolefin resin and the like. Moreover, you may mix and use these 2 or more types. Further, by using a fluororesin and a polyolefin resin as a binder, the ratio of the fluororesin to the positive electrode mixture is 1 to 10% by weight, and the ratio of the polyolefin resin is 0.1 to 2% by weight, A positive electrode mixture excellent in binding property with the positive electrode current collector can be obtained.

前記正極集電体としては、Al、Ni、ステンレスなどを用いることができるが、薄膜に加工しやすく、安価であるという点でAlが好ましい。正極集電体に正極合剤を担持させる方法としては、加圧成型する方法、または有機溶媒などを用いてペースト化し、正極集電体上に塗布、乾燥後プレスするなどして固着する方法が挙げられる。ペースト化する場合、正極活物質、導電材、バインダー、有機溶媒からなるスラリーを作製する。有機溶媒としては、N,N―ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチレントリアミン等のアミン系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸メチル等のエステル系溶媒、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶媒等が挙げられる。   As the positive electrode current collector, Al, Ni, stainless steel or the like can be used, but Al is preferable in that it is easily processed into a thin film and is inexpensive. As a method of supporting the positive electrode mixture on the positive electrode current collector, there is a method of pressure molding, or a method of pasting using an organic solvent or the like, applying onto the positive electrode current collector, drying and pressing to fix the positive electrode current collector. Can be mentioned. In the case of forming a paste, a slurry composed of a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and an organic solvent is prepared. Examples of the organic solvent include amine solvents such as N, N-dimethylaminopropylamine and diethylenetriamine, ether solvents such as tetrahydrofuran, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, ester solvents such as methyl acetate, dimethylacetamide, N-methyl- Examples include amide solvents such as 2-pyrrolidone.

正極合剤を正極集電体へ塗布する方法としては、例えば、スリットダイ塗工法、スクリーン塗工法、カーテン塗工法、ナイフ塗工法、グラビア塗工法、静電スプレー法等が挙げられる。以上に挙げた方法により、非水電解質二次電池用正極を製造することができる。   Examples of the method for applying the positive electrode mixture to the positive electrode current collector include a slit die coating method, a screen coating method, a curtain coating method, a knife coating method, a gravure coating method, and an electrostatic spray method. By the method mentioned above, the positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries can be manufactured.

上記の非水電解質二次電池用正極を用いて、次のようにして、非水電解質二次電池を製造することができる。すなわち、セパレータ、負極、および上記の正極を、積層および巻回することにより得られる電極群を、電池缶内に収納した後、電解質を含有する有機溶媒からなる電解液を含浸させて製造することができる。   Using the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured as follows. That is, an electrode group obtained by laminating and winding the separator, the negative electrode, and the positive electrode is housed in a battery can and then impregnated with an electrolytic solution composed of an organic solvent containing an electrolyte. Can do.

前記の電極群の形状としては、例えば、該電極群を巻回の軸と垂直方向に切断したときの断面が、円、楕円、長方形、角がとれたような長方形等となるような形状を挙げることができる。また、電池の形状としては、例えば、ペーパー型、コイン型、円筒型、角型などの形状を挙げることができる。   As the shape of the electrode group, for example, a shape in which the cross section when the electrode group is cut in a direction perpendicular to the winding axis is a circle, an ellipse, a rectangle, a rectangle with rounded corners, etc. Can be mentioned. In addition, examples of the shape of the battery include a paper shape, a coin shape, a cylindrical shape, and a square shape.

前記負極は、正極よりも低い電位でリチウムイオンのドープ・脱ドープが可能であればよく、負極材料を含む負極合剤が負極集電体に担持されてなる電極、または負極材料単独からなる電極を挙げることができる。負極材料としては、炭素質材料、カルコゲン化合物(酸化物、硫化物など)、窒化物、金属または合金で、正極よりも低い電位でリチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な材料が挙げられる。また、これらの負極材料を混合して用いてもよい。   The negative electrode only needs to be capable of doping and dedoping lithium ions at a lower potential than the positive electrode, and an electrode in which a negative electrode mixture containing a negative electrode material is supported on a negative electrode current collector, or an electrode made of a negative electrode material alone Can be mentioned. Examples of the negative electrode material include carbonaceous materials, chalcogen compounds (oxides, sulfides, and the like), nitrides, metals, and alloys that can be doped / undoped with lithium ions at a lower potential than the positive electrode. Moreover, you may use these negative electrode materials in mixture.

前記の負極材料につき、以下に例示する。前記炭素質材料として、具体的には、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛、コークス類、カーボンブラック、熱分解炭素類、炭素繊維、有機高分子化合物焼成体などを挙げることができる。前記酸化物として、具体的には、SiO2、SiOなど式SiOx(ここで、xは正の実数)で表されるケイ素の酸化物、TiO2、TiOなど式TiOx(ここで、xは正の実数)で表されるチタンの酸化物、V25、VO2など式VOx(ここで、xは正の実数)で表されるバナジウムの酸化物、Fe34、Fe23、FeOなど式FeOx(ここで、xは正の実数)で表される鉄の酸化物、SnO2、SnOなど式SnOx(ここで、xは正の実数)で表されるスズの酸化物、WO3、WO2など一般式WOx(ここで、xは正の実数)で表されるタングステンの酸化物、Li4Ti512、LiVO2(たとえばLi1.10.92)などのリチウムとチタンおよび/またはバナジウムとを含有する複合金属酸化物などを挙げることができる。前記硫化物として、具体的には、Ti23、TiS2、TiSなど式TiSx(ここで、xは正の実数)で表されるチタンの硫化物、V34、VS2、VSなど式VSx(ここで、xは正の実数)で表されるバナジウムの硫化物、Fe34、FeS2、FeSなど式FeSx(ここで、xは正の実数)で表される鉄の硫化物、Mo23、MoS2など式MoSx(ここで、xは正の実数)で表されるモリブデンの硫化物、SnS2、SnSなど式SnSx(ここで、xは正の実数)で表されるスズの硫化物、WS2など式WSx(ここで、xは正の実数)で表されるタングステンの硫化物、Sb23など式SbSx(ここで、xは正の実数)で表されるアンチモンの硫化物、Se53、SeS2、SeSなど式SeSx(ここで、xは正の実数)で表されるセレンの硫化物などを挙げることができる。前記窒化物として、具体的には、Li3N、Li3-xxN(ここで、AはNiおよび/またはCoであり、0<x<3である。)などのリチウム含有窒化物を挙げることができる。これらの炭素質材料、酸化物、硫化物、窒化物は、併用して用いてもよく、結晶質または非晶質のいずれでもよい。また、これらの炭素質材料、酸化物、硫化物、窒化物は、主に、負極集電体に担持して、電極として用いられる。 The negative electrode material is exemplified below. Specific examples of the carbonaceous material include graphite such as natural graphite and artificial graphite, coke, carbon black, pyrolytic carbon, carbon fiber, and fired organic polymer compound. As the oxide, specifically, an oxide of silicon represented by the formula SiO x (where x is a positive real number) such as SiO 2 and SiO, a formula TiO x such as TiO 2 and TiO (where x is x) Is a positive oxide of titanium, V 2 O 5 , VO 2, etc., and VO x (where x is a positive real number), vanadium oxide, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , FeO and the like FeO x (where x is a positive real number) Iron oxide, SnO 2 , SnO and the like SnO x (where x is a positive real number) Tin oxide, WO 3 , WO 2 and other tungsten oxides represented by the general formula WO x (where x is a positive real number), Li 4 Ti 5 O 12 , LiVO 2 (for example Li 1.1 V 0.9 O and the like containing mixed metal oxide for the 2) and lithium such as titanium and / or vanadium Door can be. Specific examples of the sulfide include titanium sulfides represented by the formula TiS x (where x is a positive real number) such as Ti 2 S 3 , TiS 2 , and TiS, V 3 S 4 , VS 2, VS and other formulas VS x (where x is a positive real number), vanadium sulfide, Fe 3 S 4 , FeS 2 , FeS and other formulas FeS x (where x is a positive real number) Iron sulfide, Mo 2 S 3 , MoS 2 and the like MoS x (where x is a positive real number) molybdenum sulfide, SnS 2, SnS and other formula SnS x (where x is Tin sulfide represented by positive real number), WS 2 and other formulas WS x (where x is a positive real number), tungsten sulfide represented by SbS x such as Sb 2 S 3 (where, x is antimony represented by a positive real number), Se 5 S 3, SeS 2, SeS formula SeS x (wherein such, Mention may be made of such sulfide selenium represented by a positive real number). Specific examples of the nitride include lithium-containing nitrides such as Li 3 N, Li 3-x A x N (where A is Ni and / or Co, and 0 <x <3). Can be mentioned. These carbonaceous materials, oxides, sulfides, and nitrides may be used in combination, and may be crystalline or amorphous. Further, these carbonaceous materials, oxides, sulfides and nitrides are mainly carried on the negative electrode current collector and used as electrodes.

また、前記金属として、具体的には、リチウム金属、シリコン金属、スズ金属が挙げられる。また、前記合金としては、Li−Al、Li−Ni、Li−Siなどのリチウム合金、Si−Znなどのシリコン合金、Sn−Mn、Sn−Co、Sn−Ni、Sn−Cu、Sn−Laなどのスズ合金のほか、Cu2Sb、La3Ni2Sn7などの合金を挙げることもできる。これらの金属、合金は、主に、単独で電極として用いられる(例えば箔状で用いられる)。 Specific examples of the metal include lithium metal, silicon metal, and tin metal. Examples of the alloy include lithium alloys such as Li—Al, Li—Ni, and Li—Si, silicon alloys such as Si—Zn, Sn—Mn, Sn—Co, Sn—Ni, Sn—Cu, and Sn—La. In addition to tin alloys such as Cu 2 Sb, La 3 Ni 2 Sn 7 and the like can also be mentioned. These metals and alloys are mainly used alone as electrodes (for example, used in a foil shape).

上記負極材料の中で、電位平坦性が高い、平均放電電位が低い、サイクル性が良いなどの観点からは、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛を主成分とする炭素質材料が好ましく用いられる。炭素質材料の形状としては、例えば天然黒鉛のような薄片状、メソカーボンマイクロビーズのような球状、黒鉛化炭素繊維のような繊維状、または微粉末の凝集体などのいずれでもよい。   Among the negative electrode materials, a carbonaceous material mainly composed of graphite such as natural graphite or artificial graphite is preferably used from the viewpoint of high potential flatness, low average discharge potential, and good cycleability. The shape of the carbonaceous material may be, for example, a flake shape such as natural graphite, a spherical shape such as mesocarbon microbeads, a fibrous shape such as graphitized carbon fiber, or an aggregate of fine powder.

前記の負極合剤は、必要に応じて、バインダーを含有してもよい。バインダーとしては、熱可塑性樹脂を挙げることができ、具体的には、PVdF、熱可塑性ポリイミド、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。   The negative electrode mixture may contain a binder as necessary. Examples of the binder include thermoplastic resins, and specific examples include PVdF, thermoplastic polyimide, carboxymethyl cellulose, polyethylene, and polypropylene.

前記の負極集電体としては、Cu、Ni、ステンレスなどを挙げることができ、リチウムと合金を作り難い点、薄膜に加工しやすいという点で、Cuを用いればよい。該負極集電体に負極合剤を担持させる方法としては、正極の場合と同様であり、加圧成型による方法、溶媒などを用いてペースト化し負極集電体上に塗布、乾燥後プレスし圧着する方法等が挙げられる。   Examples of the negative electrode current collector include Cu, Ni, and stainless steel. Cu may be used because it is difficult to form an alloy with lithium and it is easy to process into a thin film. The method of supporting the negative electrode mixture on the negative electrode current collector is the same as in the case of the positive electrode. The method is a method of pressure molding, pasted using a solvent, etc., coated on the negative electrode current collector, dried, pressed and pressed. And the like.

前記セパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、含窒素芳香族重合体などの材質からなる、多孔質膜、不織布、織布などの形態を有する材料を用いることができ、また、前記の材質を2種以上用いてセパレータとしてもよいし、前記の材料が積層されていてもよい。セパレータとしては、例えば特開2000−30686号公報、特開平10−324758号公報等に記載のセパレータを挙げることができる。セパレータの厚みは電池の体積エネルギー密度が上がり、内部抵抗が小さくなるという点で、機械的強度が保たれる限り薄くした方がよく、通常5〜200μm程度、好ましくは5〜40μm程度である。   As the separator, for example, a material having a form such as a porous membrane, a nonwoven fabric, a woven fabric made of a polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene, a fluororesin, a nitrogen-containing aromatic polymer, and the like can be used. Moreover, it is good also as a separator using 2 or more types of the said material, and the said material may be laminated | stacked. Examples of the separator include separators described in JP 2000-30686 A, JP 10-324758 A, and the like. The thickness of the separator is preferably about 5 to 200 μm, and preferably about 5 to 40 μm, as long as the mechanical strength is maintained because the volume energy density of the battery is increased and the internal resistance is reduced.

セパレータは、好ましくは、熱可塑性樹脂を含有する多孔質フィルムを有する。非水電解質二次電池においては、通常、正極−負極間の短絡等が原因で電池内に異常電流が流れた際に、電流を遮断して、過大電流が流れることを阻止(シャットダウン)する機能を有することが好ましい。ここで、シャットダウンは、通常の使用温度を越えた場合に、セパレータにおける多孔質フィルムの微細孔を閉塞することによりなされる。そしてシャットダウンした後、ある程度の高温まで電池内の温度が上昇しても、その温度により破膜することなく、シャットダウンした状態を維持することが好ましい。かかるセパレータとしては、耐熱多孔層と多孔質フィルムとが積層されてなる積層フィルムが挙げられ、該フィルムをセパレータとして用いることにより、本発明における二次電池の耐熱性をより高めることが可能となる。ここで、耐熱多孔層は、多孔質フィルムの両面に積層されていてもよい。   The separator preferably has a porous film containing a thermoplastic resin. In a non-aqueous electrolyte secondary battery, normally, when an abnormal current flows in the battery due to a short circuit between the positive electrode and the negative electrode, the function of shutting down the current and preventing the excessive current from flowing (shut down) It is preferable to have. Here, the shutdown is performed by closing the micropores of the porous film in the separator when the normal use temperature is exceeded. After the shutdown, even if the temperature in the battery rises to a certain high temperature, it is preferable to maintain the shutdown state without breaking the film due to the temperature. Examples of such a separator include a laminated film in which a heat-resistant porous layer and a porous film are laminated. By using the film as a separator, the heat resistance of the secondary battery in the present invention can be further increased. . Here, the heat-resistant porous layer may be laminated on both surfaces of the porous film.

以下、前記の耐熱多孔層と多孔質フィルムとが積層されてなる積層フィルムについて説明する。   Hereinafter, a laminated film in which the heat-resistant porous layer and the porous film are laminated will be described.

前記積層フィルムにおいて、耐熱多孔層は、多孔質フィルムよりも耐熱性の高い層であり、該耐熱多孔層は、無機粉末から形成されていてもよいし、耐熱樹脂を含有していてもよい。耐熱多孔層が、耐熱樹脂を含有することにより、塗工などの容易な手法で、耐熱多孔層を形成することができる。耐熱樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、芳香族ポリエステル、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミドを挙げることができ、耐熱性をより高める観点で、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミドが好ましく、より好ましくは、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドである。さらにより好ましくは、芳香族ポリアミド(パラ配向芳香族ポリアミド、メタ配向芳香族ポリアミド)、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド等の含窒素芳香族重合体であり、とりわけ好ましくは芳香族ポリアミド、製造面で、特に好ましいのは、パラ配向芳香族ポリアミド(以下、「パラアラミド」ということがある。)である。また、耐熱樹脂として、ポリ−4−メチルペンテン−1、環状オレフィン系重合体を挙げることもできる。これらの耐熱樹脂を用いることにより、積層フィルムの耐熱性、すなわち、積層フィルムの熱破膜温度をより高めることができる。これらの耐熱樹脂のうち、含窒素芳香族重合体を用いる場合には、その分子内の極性によるためか、電解液との相性、すなわち、耐熱多孔層における保液性も向上する場合があり、非水電解質二次電池製造時における電解液の含浸の速度も高く、非水電解質二次電池の充放電容量もより高まる。   In the laminated film, the heat resistant porous layer is a layer having higher heat resistance than the porous film, and the heat resistant porous layer may be formed of an inorganic powder or may contain a heat resistant resin. When the heat resistant porous layer contains a heat resistant resin, the heat resistant porous layer can be formed by an easy technique such as coating. Examples of the heat resistant resin include polyamide, polyimide, polyamideimide, polycarbonate, polyacetal, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyetherketone, aromatic polyester, polyethersulfone, and polyetherimide, from the viewpoint of further improving heat resistance. , Polyamide, polyimide, polyamideimide, polyethersulfone, and polyetherimide are preferable, and polyamide, polyimide, and polyamideimide are more preferable. Even more preferred are nitrogen-containing aromatic polymers such as aromatic polyamides (para-oriented aromatic polyamides, meta-oriented aromatic polyamides), aromatic polyimides, aromatic polyamideimides, and particularly preferred are aromatic polyamides and production surfaces. Particularly preferred is para-oriented aromatic polyamide (hereinafter sometimes referred to as “para-aramid”). Further, examples of the heat resistant resin include poly-4-methylpentene-1 and cyclic olefin polymers. By using these heat resistant resins, the heat resistance of the laminated film, that is, the thermal film breaking temperature of the laminated film can be further increased. Among these heat-resistant resins, when using a nitrogen-containing aromatic polymer, because of the polarity in the molecule, compatibility with the electrolyte, that is, the liquid retention in the heat-resistant porous layer may be improved, The rate of impregnation of the electrolytic solution during the production of the nonaqueous electrolyte secondary battery is also high, and the charge / discharge capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery is further increased.

かかる積層フィルムの熱破膜温度は、耐熱樹脂の種類に依存し、使用場面、使用目的に応じ、選択使用される。より具体的には、耐熱樹脂として、上記含窒素芳香族重合体を用いる場合は400℃程度に、また、ポリ−4−メチルペンテン−1を用いる場合は250℃程度に、環状オレフィン系重合体を用いる場合は300℃程度に、夫々、熱破膜温度をコントロールすることができる。また、耐熱多孔層が、無機粉末からなる場合には、熱破膜温度を、例えば、500℃以上にコントロールすることも可能である。   The thermal film breaking temperature of such a laminated film depends on the type of heat-resistant resin, and is selected and used according to the use scene and purpose of use. More specifically, as the heat resistant resin, the cyclic olefin polymer is used at about 400 ° C. when the nitrogen-containing aromatic polymer is used, and at about 250 ° C. when poly-4-methylpentene-1 is used. When using, the thermal film breaking temperature can be controlled to about 300 ° C., respectively. In addition, when the heat resistant porous layer is made of an inorganic powder, the thermal film breaking temperature can be controlled to, for example, 500 ° C. or higher.

上記パラアラミドは、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドの縮合重合により得られるものであり、アミド結合が芳香族環のパラ位またはそれに準じた配向位(例えば、4,4’−ビフェニレン、1,5−ナフタレン、2,6−ナフタレン等のような反対方向に同軸または平行に延びる配向位)で結合される繰り返し単位から実質的になるものである。具体的には、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(パラベンズアミド)、ポリ(4,4’−ベンズアニリドテレフタルアミド)、ポリ(パラフェニレン−4,4’−ビフェニレンジカルボン酸アミド)、ポリ(パラフェニレン−2,6−ナフタレンジカルボン酸アミド)、ポリ(2−クロロ−パラフェニレンテレフタルアミド)、パラフェニレンテレフタルアミド/2,6−ジクロロパラフェニレンテレフタルアミド共重合体等のパラ配向型またはパラ配向型に準じた構造を有するパラアラミドが例示される。   The para-aramid is obtained by condensation polymerization of a para-oriented aromatic diamine and a para-oriented aromatic dicarboxylic acid halide, and the amide bond is in the para position of the aromatic ring or an oriented position equivalent thereto (for example, 4,4′- It consists essentially of repeating units bonded at opposite orientations, such as biphenylene, 1,5-naphthalene, 2,6-naphthalene, etc., oriented in the opposite direction coaxially or in parallel. Specifically, poly (paraphenylene terephthalamide), poly (parabenzamide), poly (4,4′-benzanilide terephthalamide), poly (paraphenylene-4,4′-biphenylenedicarboxylic acid amide), poly ( Para-aligned or para-oriented such as paraphenylene-2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide), poly (2-chloro-paraphenylene terephthalamide), paraphenylene terephthalamide / 2,6-dichloroparaphenylene terephthalamide copolymer Examples include para-aramid having a structure according to the type.

前記の芳香族ポリイミドとしては、芳香族の二酸無水物とジアミンの縮重合で製造される全芳香族ポリイミドが好ましい。該二酸無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’−ビス(3,4―ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などがあげられる。該ジアミンの具体例としては、オキシジアニリン、パラフェニレンジアミン、ベンゾフェノンジアミン、3,3’−メチレンジアニリン、3,3’−ジアミノベンソフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、1,5’−ナフタレンジアミンなどがあげられる。また、溶媒に可溶なポリイミドが好適に使用できる。このようなポリイミドとしては、例えば、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミンとの重縮合物のポリイミドが挙げられる。   The aromatic polyimide is preferably a wholly aromatic polyimide produced by condensation polymerization of an aromatic dianhydride and a diamine. Specific examples of the dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic Examples thereof include acid dianhydride, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and the like. Specific examples of the diamine include oxydianiline, paraphenylenediamine, benzophenonediamine, 3,3′-methylenedianiline, 3,3′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 1,5 '-Naphthalenediamine and the like. Moreover, a polyimide soluble in a solvent can be preferably used. An example of such a polyimide is a polycondensate polyimide of 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine.

前記の芳香族ポリアミドイミドとしては、芳香族ジカルボン酸および芳香族ジイソシアネートを用いてこれらの縮合重合から得られるもの、芳香族二酸無水物および芳香族ジイソシアネートを用いてこれらの縮合重合から得られるものが挙げられる。芳香族ジカルボン酸の具体例としてはイソフタル酸、テレフタル酸などが挙げられる。また芳香族二酸無水物の具体例としては無水トリメリット酸などが挙げられる。芳香族ジイソシアネートの具体例としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、オルソトリランジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネートなどが挙げられる。   As the above-mentioned aromatic polyamideimide, those obtained from condensation polymerization using aromatic dicarboxylic acid and aromatic diisocyanate, those obtained from condensation polymerization using aromatic diacid anhydride and aromatic diisocyanate Is mentioned. Specific examples of the aromatic dicarboxylic acid include isophthalic acid and terephthalic acid. Specific examples of the aromatic dianhydride include trimellitic anhydride. Specific examples of the aromatic diisocyanate include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, orthotolylane diisocyanate, m-xylene diisocyanate, and the like.

また、イオン透過性をより高める意味で、耐熱多孔層の厚みは、1μm以上10μm以下、さらには1μm以上5μm以下、特に1μm以上4μm以下という薄い耐熱多孔層であることが好ましい。また、耐熱多孔層は微細孔を有し、その孔のサイズ(直径)は通常3μm以下、好ましくは1μm以下である。また、耐熱多孔層が、耐熱樹脂を含有する場合には、さらに、耐熱多孔層は、後述のフィラーを含有することもできる。   In order to further enhance the ion permeability, the heat-resistant porous layer is preferably a thin heat-resistant porous layer having a thickness of 1 μm to 10 μm, more preferably 1 μm to 5 μm, particularly 1 μm to 4 μm. The heat-resistant porous layer has fine pores, and the size (diameter) of the pores is usually 3 μm or less, preferably 1 μm or less. Moreover, when a heat resistant porous layer contains a heat resistant resin, a heat resistant porous layer can also contain the below-mentioned filler.

前記積層フィルムにおいて、多孔質フィルムは、微細孔を有し、シャットダウン機能を有することが好ましい。この場合、多孔質フィルムは、熱可塑性樹脂を含有する。多孔質フィルムにおける微細孔のサイズは通常3μm以下、好ましくは1μm以下である。多孔質フィルムの空孔率は、通常30〜80体積%、好ましくは40〜70体積%である。非水電解質二次電池において、通常の使用温度を越えた場合には、熱可塑性樹脂を含有する多孔質フィルムは、それを構成する熱可塑性樹脂の軟化により、微細孔を閉塞することができる。   In the laminated film, the porous film preferably has fine pores and has a shutdown function. In this case, the porous film contains a thermoplastic resin. The size of the micropores in the porous film is usually 3 μm or less, preferably 1 μm or less. The porosity of the porous film is usually 30 to 80% by volume, preferably 40 to 70% by volume. In the nonaqueous electrolyte secondary battery, when the normal use temperature is exceeded, the porous film containing the thermoplastic resin can close the micropores by softening the thermoplastic resin constituting the porous film.

前記熱可塑性樹脂は、非水電解質二次電池における電解液に溶解しないものを選択すればよい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂を挙げることができ、これらの2種以上の混合物を用いてもよい。より低温で軟化してシャットダウンさせる意味で、ポリエチレンを含有することが好ましい。ポリエチレンとして、具体的には、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレン等のポリエチレンを挙げることができ、分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレンを挙げることもできる。多孔質フィルムの突刺し強度をより高める意味では、該フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、少なくとも超高分子量ポリエチレンを含有することが好ましい。また、多孔質フィルムの製造面において、熱可塑性樹脂は、低分子量(重量平均分子量1万以下)のポリオレフィンからなるワックスを含有することが好ましい場合もある。   What is necessary is just to select the thermoplastic resin which does not melt | dissolve in the electrolyte solution in a nonaqueous electrolyte secondary battery. Specific examples include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, and thermoplastic polyurethane resins, and a mixture of two or more of these may be used. It is preferable to contain polyethylene in the sense of softening and shutting down at a lower temperature. Specific examples of the polyethylene include polyethylene such as low density polyethylene, high density polyethylene, and linear polyethylene, and ultra high molecular weight polyethylene having a molecular weight of 1,000,000 or more. In the sense of further increasing the puncture strength of the porous film, the thermoplastic resin constituting the film preferably contains at least ultrahigh molecular weight polyethylene. In addition, in terms of production of the porous film, the thermoplastic resin may preferably contain a wax made of polyolefin having a low molecular weight (weight average molecular weight of 10,000 or less).

また、積層フィルムにおける多孔質フィルムの厚みは、通常、3〜30μmであり、さらに好ましくは3〜25μmである。また、本発明において、積層フィルムの厚みとしては、通常40μm以下、好ましくは、20μm以下である。また、耐熱多孔層の厚みをA(μm)、多孔質フィルムの厚みをB(μm)としたときには、A/Bの値が、0.1以上1以下であることが好ましい。   Moreover, the thickness of the porous film in a laminated | multilayer film is 3-30 micrometers normally, More preferably, it is 3-25 micrometers. In the present invention, the thickness of the laminated film is usually 40 μm or less, preferably 20 μm or less. Moreover, when the thickness of the heat resistant porous layer is A (μm) and the thickness of the porous film is B (μm), the value of A / B is preferably 0.1 or more and 1 or less.

また、耐熱多孔層が、耐熱樹脂を含有する場合には、耐熱多孔層は、1種以上のフィラーを含有していてもよい。フィラーは、その材質として、有機粉末、無機粉末またはこれらの混合物のいずれから選ばれるものであってもよい。フィラーを構成する粒子は、その平均粒子径が、0.01μm以上1μm以下であることが好ましい。   Moreover, when the heat resistant porous layer contains a heat resistant resin, the heat resistant porous layer may contain one or more fillers. The filler may be selected from organic powder, inorganic powder, or a mixture thereof as the material thereof. The particles constituting the filler preferably have an average particle size of 0.01 μm or more and 1 μm or less.

前記有機粉末としては、例えば、スチレン、ビニルケトン、アクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アクリル酸メチル等の単独あるいは2種類以上の共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共重合体、4フッ化エチレン−エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド等のフッ素系樹脂;メラミン樹脂;尿素樹脂;ポリオレフィン;ポリメタクリレート等の有機物からなる粉末が挙げられる。該有機粉末は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いることもできる。これらの有機粉末の中でも、化学的安定性の点で、ポリテトラフルオロエチレン粉末が好ましい。   Examples of the organic powder include styrene, vinyl ketone, acrylonitrile, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, and methyl acrylate, or a copolymer of two or more kinds, polytetrafluoroethylene, 4 fluorine. Examples include fluorine-containing resins such as fluorinated ethylene-6-propylene-propylene copolymer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, and polyvinylidene fluoride; melamine resin; urea resin; polyolefin; and powders made of organic substances such as polymethacrylate. . The organic powder may be used alone or in combination of two or more. Among these organic powders, polytetrafluoroethylene powder is preferable from the viewpoint of chemical stability.

前記無機粉末としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物、炭酸塩、硫酸塩等の無機物からなる粉末が挙げられ、これらの中でも、導電性の低い無機物からなる粉末が好ましく用いられる。具体的に例示すると、アルミナ、シリカ、二酸化チタン、または炭酸カルシウム等からなる粉末が挙げられる。該無機粉末は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いることもできる。これらの無機粉末の中でも、化学的安定性の点で、アルミナ粉末が好ましい。ここで、フィラーを構成する粒子のすべてがアルミナ粒子であることがより好ましく、さらにより好ましいのは、フィラーを構成する粒子のすべてがアルミナ粒子であり、その一部または全部が略球状のアルミナ粒子である実施形態である。因みに、耐熱多孔層が、無機粉末から形成される場合には、上記例示の無機粉末を用いればよく、必要に応じてバインダーと混ぜて用いればよい。   Examples of the inorganic powder include powders made of inorganic substances such as metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal hydroxides, carbonates, sulfates, etc. Among these, they are made of inorganic substances having low conductivity. Powder is preferably used. Specific examples include powders made of alumina, silica, titanium dioxide, calcium carbonate, or the like. The inorganic powder may be used alone or in combination of two or more. Among these inorganic powders, alumina powder is preferable from the viewpoint of chemical stability. Here, it is more preferable that all of the particles constituting the filler are alumina particles, and it is even more preferable that all of the particles constituting the filler are alumina particles, and part or all of them are substantially spherical alumina particles. It is embodiment which is. Incidentally, when the heat-resistant porous layer is formed from an inorganic powder, the inorganic powder exemplified above may be used, and may be mixed with a binder as necessary.

耐熱多孔層が耐熱樹脂を含有する場合のフィラーの含有量としては、フィラーの材質の比重にもよるが、例えば、フィラーを構成する粒子のすべてがアルミナ粒子である場合には、耐熱多孔層の総重量を100としたとき、フィラーの重量は、通常5以上95以下であり、20以上95以下であることが好ましく、より好ましくは30以上90以下である。これらの範囲は、フィラーの材質の比重により、適宜設定できる。   The filler content when the heat-resistant porous layer contains a heat-resistant resin depends on the specific gravity of the filler material. For example, when all of the particles constituting the filler are alumina particles, When the total weight is 100, the weight of the filler is usually 5 or more and 95 or less, preferably 20 or more and 95 or less, more preferably 30 or more and 90 or less. These ranges can be appropriately set depending on the specific gravity of the filler material.

フィラーの形状については、略球状、板状、柱状、針状、ウィスカー状、繊維状等が挙げられ、いずれの粒子も用いることができるが、均一な孔を形成しやすいことから、略球状粒子であることが好ましい。略球状粒子としては、粒子のアスペクト比(粒子の長径/粒子の短径)が1以上1.5以下の範囲の値である粒子が挙げられる。粒子のアスペクト比は、電子顕微鏡写真により測定することができる。   Examples of the shape of the filler include a substantially spherical shape, a plate shape, a columnar shape, a needle shape, a whisker shape, and a fibrous shape, and any particle can be used. It is preferable that Examples of the substantially spherical particles include particles having a particle aspect ratio (particle major axis / particle minor axis) in the range of 1 to 1.5. The aspect ratio of the particles can be measured by an electron micrograph.

本発明において、セパレータは、イオン透過性との観点から、ガーレー法による透気度において、透気度が50〜300秒/100ccであることが好ましく、50〜200秒/100ccであることがさらに好ましい。また、セパレータの空孔率は、通常30〜80体積%、好ましくは40〜70体積%である。セパレータは空孔率の異なるセパレータを積層したものであってもよい。   In the present invention, from the viewpoint of ion permeability, the separator preferably has an air permeability of 50 to 300 seconds / 100 cc, more preferably 50 to 200 seconds / 100 cc in terms of air permeability by the Gurley method. preferable. Moreover, the porosity of a separator is 30-80 volume% normally, Preferably it is 40-70 volume%. The separator may be a laminate of separators having different porosity.

二次電池において、電解液は、通常、電解質を含有する有機溶媒からなる。電解質としては、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LIBF4、LiCF3SO3、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252、LiN(SO2CF3)(COCF3)、Li(C49SO3)、LiC(SO2CF33、Li210Cl10、LiBOB(ここで、BOBは、bis(oxalato)borateのことである。)、低級脂肪族カルボン酸リチウム塩、LiAlCl4などのリチウム塩が挙げられ、これらの2種以上の混合物を使用してもよい。リチウム塩として、通常、これらの中でもフッ素を含むLiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(SO2CF32およびLiC(SO2CF33からなる群から選ばれた少なくとも1種を含むものを用いる。 In the secondary battery, the electrolytic solution is usually composed of an organic solvent containing an electrolyte. Examples of the electrolyte include LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LIBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (COCF 3 ), Li (C 4 F 9 SO 3 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , Li 2 B 10 Cl 10 , LiBOB (where BOB is bis (oxalato) borate). ), Lithium salts such as lower aliphatic carboxylic acid lithium salts and LiAlCl 4, and a mixture of two or more of these may be used. The lithium salt is usually selected from the group consisting of LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 and LiC (SO 2 CF 3 ) 3 containing fluorine among these. Those containing at least one selected are used.

また前記電解液において、有機溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、4−トリフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、1,2−ジ(メトキシカルボニルオキシ)エタンなどのカーボネート類;1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジメトキシプロパン、ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルジフルオロメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル類;ギ酸メチル、酢酸メチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類;アセトニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類;3−メチル−2−オキサゾリドンなどのカーバメート類;スルホラン、ジメチルスルホキシド、1,3−プロパンサルトンなどの含硫黄化合物、または上記の有機溶媒にさらにフッ素置換基を導入したものを用いることができるが、通常はこれらのうちの二種以上を混合して用いる。中でもカーボネート類を含む混合溶媒が好ましく、環状カーボネートと非環状カーボネート、または環状カーボネートとエーテル類の混合溶媒がさらに好ましい。環状カーボネートと非環状カーボネートの混合溶媒としては、動作温度範囲が広く、負荷特性に優れ、かつ負極の活物質として天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛材料を用いた場合でも難分解性であるという点で、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネートおよびエチルメチルカーボネートを含む混合溶媒が好ましい。また、特に優れた安全性向上効果が得られる点で、LiPF6等のフッ素を含むリチウム塩およびフッ素置換基を有する有機溶媒を含む電解液を用いることが好ましい。ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルジフルオロメチルエーテル等のフッ素置換基を有するエーテル類とジメチルカーボネートとを含む混合溶媒は、大電流放電特性にも優れており、さらに好ましい。 In the electrolytic solution, examples of the organic solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, 4-trifluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one, 1,2-di ( Carbonates such as methoxycarbonyloxy) ethane; 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, pentafluoropropyl methyl ether, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl difluoromethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyl Ethers such as tetrahydrofuran; esters such as methyl formate, methyl acetate and γ-butyrolactone; nitriles such as acetonitrile and butyronitrile; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetate Amides such as amides; Carbamates such as 3-methyl-2-oxazolidone; Sulfur-containing compounds such as sulfolane, dimethyl sulfoxide and 1,3-propane sultone, or those obtained by further introducing a fluorine substituent into the above organic solvent Usually, two or more of these are mixed and used. Among these, a mixed solvent containing carbonates is preferable, and a mixed solvent of cyclic carbonate and acyclic carbonate or cyclic carbonate and ether is more preferable. The mixed solvent of cyclic carbonate and non-cyclic carbonate has a wide operating temperature range, excellent load characteristics, and is hardly decomposable even when a graphite material such as natural graphite or artificial graphite is used as the negative electrode active material. In addition, a mixed solvent containing ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate is preferable. Further, in view of particularly excellent safety improving effect is obtained, it is preferable to use an electrolytic solution containing an organic solvent having a lithium salt and a fluorine substituent containing fluorine such as LiPF 6. A mixed solvent containing ethers having fluorine substituents such as pentafluoropropyl methyl ether and 2,2,3,3-tetrafluoropropyl difluoromethyl ether and dimethyl carbonate has excellent high-current discharge characteristics, preferable.

上記の電解液の代わりに固体電解質を用いてもよい。固体電解質としては、例えばポリエチレンオキサイド系の高分子化合物、ポリオルガノシロキサン鎖もしくはポリオキシアルキレン鎖の少なくとも一種以上を含む高分子化合物などの有機系高分子電解質を用いることができる。また、高分子化合物に非水電解質溶液を保持させた、いわゆるゲルタイプのものを用いることもできる。またLi2S−SiS2、Li2S−GeS2、Li2S−P25、Li2S−B23、Li2S−SiS2−Li3PO4、Li2S−SiS2−Li2SO4などの硫化物を含む無機系固体電解質を用いてもよい。これら固体電解質を用いて、安全性をより高めることができることがある。また、本発明の非水電解質二次電池において、固体電解質を用いる場合には、固体電解質がセパレータの役割を果たす場合もあり、その場合には、セパレータを必要としないこともある。 A solid electrolyte may be used instead of the above electrolytic solution. As the solid electrolyte, for example, an organic polymer electrolyte such as a polyethylene oxide polymer compound, a polymer compound containing at least one of a polyorganosiloxane chain or a polyoxyalkylene chain can be used. Moreover, what is called a gel type which hold | maintained the nonaqueous electrolyte solution in the high molecular compound can also be used. The Li 2 S-SiS 2, Li 2 S-GeS 2, Li 2 S-P 2 S 5, Li 2 S-B 2 S 3, Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4, Li 2 S-SiS An inorganic solid electrolyte containing a sulfide such as 2- Li 2 SO 4 may be used. Using these solid electrolytes, safety may be further improved. In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, when a solid electrolyte is used, the solid electrolyte may serve as a separator, and in that case, the separator may not be required.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明の要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, unless the summary of this invention is changed, it is not limited to a following example.

粉末X線回折測定及びBET比表面積測定は、それぞれ以下の条件で行った。
<粉末X線回折測定>
粉末X線回折測定(XRD)は、株式会社リガク製Ultima IVASC-10を用いて行った。測定は、粉末試料を専用の基板に充填し、CuKα線源を用いて、電圧40kV、電流40mA、サンプリング幅0.02°、スキャンスピード4.0°/分の条件で回折角2θ=10°〜90°の範囲にて行い、粉末X線回折図形を得た。
<BET比表面積測定>
粉末1gを窒素雰囲気中150℃、15分間乾燥した後、マイクロメトリックス製フローソーブII2300を用いて測定した。
Powder X-ray diffraction measurement and BET specific surface area measurement were performed under the following conditions, respectively.
<Powder X-ray diffraction measurement>
The powder X-ray diffraction measurement (XRD) was performed using Ultima IVASC-10 manufactured by Rigaku Corporation. The measurement is carried out by filling a powder sample on a dedicated substrate and using a CuKα radiation source with a voltage of 40 kV, a current of 40 mA, a sampling width of 0.02 °, a scanning speed of 4.0 ° / min, and a diffraction angle 2θ = 10 °. The powder X-ray diffraction pattern was obtained in a range of ˜90 °.
<BET specific surface area measurement>
1 g of the powder was dried at 150 ° C. for 15 minutes in a nitrogen atmosphere, and then measured using a Micrometrics Flowsorb II2300.

(実施例1)
ポリプロピレン製ビーカー内で、蒸留水930mlに、水酸化カリウム71.00gを添加、攪拌により溶解し、水酸化カリウムを完全に溶解させ、水酸化カリウム水溶液(アルカリ水溶液)を調製した。また、ガラス製ビーカー内で、蒸留水150mlに、塩化ニッケル(II)六水和物55.86g、塩化マンガン(II)四水和物47.50gおよび塩化鉄(II)4水和物4.97gを添加、攪拌により溶解し、ニッケル−マンガン−鉄混合水溶液を得た。前記水酸化カリウム水溶液を攪拌しながら、これに前記ニッケル−マンガン−鉄混合水溶液を滴下することにより、共沈物が生成し、共沈物スラリーを得た。なお、反応終点のpHを測定したところpHは13であった。
次いで、共沈物スラリーをヌッチェにて減圧ろ過し、ウェットケークの上に水を投入して、ろ液のpH10が未満になるまで水洗した後、固液分離を行ない、ウェットケークを回収した。このときの前記ウェットケークの含水率は50重量%であった。
前記ウェットケークを、大気雰囲気下、室温で6.5時間保管後、120℃で、8時間乾燥させて乾燥物P1を得た。乾燥物P1の組成分析の結果、Ni:Mn:Feのモル比は0.47:0.48:0.05であった。
乾燥物P1の粉末X線回折測定の結果を図2に示す。粉末X線回折図形において、2θが16°以上21°以下の範囲内に複合金属水酸化物に由来するピークAが検出され、また2θが35°以上37°以下の範囲において36°付近にマンガン酸化物に由来するピークBが検出された。ピークBの強度IBと、ピークAの強度IAの比、IB/IAは0.301であった。結果を表1に併せて示す。
前記乾燥物(P1)40.00gと炭酸リチウム20.89gと炭酸カリウム5.54gとをボールミルを用いて乾式混合して混合物を得た。次いで、該混合物をアルミナ製焼成容器に入れ、電気炉を用いて大気中で870℃で6時間保持して焼成を行い、室温まで冷却し、焼成品を得た。次いで、焼成品を粉砕し、蒸留水でデカンテーションによる洗浄を行い、ろ過した後に、300℃で6時間乾燥して、粉末B1を得た。
粉末B1のBET比表面積は、8.8m2/gであった。粉末B1の粉末X線回折測定の結果を図3に示す。粉末B1の結晶構造は、R−3mの空間群に帰属される結晶構造であった。
Example 1
In a polypropylene beaker, 71.00 g of potassium hydroxide was added to 930 ml of distilled water and dissolved by stirring to completely dissolve potassium hydroxide to prepare an aqueous potassium hydroxide solution (alkali aqueous solution). Also, in a glass beaker, in 150 ml of distilled water, 55.86 g of nickel chloride (II) hexahydrate, 47.50 g of manganese (II) chloride tetrahydrate and iron (II) chloride tetrahydrate 4. 97 g was added and dissolved by stirring to obtain a nickel-manganese-iron mixed aqueous solution. While stirring the potassium hydroxide aqueous solution, the nickel-manganese-iron mixed aqueous solution was added dropwise thereto, whereby a coprecipitate was generated to obtain a coprecipitate slurry. The pH at the end of the reaction was measured and found to be 13.
Next, the coprecipitate slurry was filtered under reduced pressure using a Nutsche, and water was added onto the wet cake. After washing with water until the filtrate had a pH of less than 10, solid-liquid separation was performed to collect the wet cake. The moisture content of the wet cake at this time was 50% by weight.
The wet cake was stored at room temperature for 6.5 hours in an air atmosphere and then dried at 120 ° C. for 8 hours to obtain a dried product P 1 . As a result of composition analysis of the dried product P 1 , the molar ratio of Ni: Mn: Fe was 0.47: 0.48: 0.05.
The result of the powder X-ray diffraction measurement of the dried product P 1 is shown in FIG. In the powder X-ray diffraction pattern, a peak A derived from the composite metal hydroxide is detected in the range of 2θ of 16 ° to 21 °, and manganese in the vicinity of 36 ° in the range of 2θ of 35 ° to 37 °. Peak B derived from the oxide was detected. And intensity I B of a peak B, the ratio of the intensity I A of the peak A, I B / I A was 0.301. The results are also shown in Table 1.
40.00 g of the dried product (P 1 ), 20.89 g of lithium carbonate and 5.54 g of potassium carbonate were dry-mixed using a ball mill to obtain a mixture. Next, the mixture was put into an alumina firing container, and fired by holding it at 870 ° C. for 6 hours in the air using an electric furnace, and cooled to room temperature to obtain a fired product. Then, the fired product was pulverized, washed with distilled water by decantation, after filtration, and dried 6 hours at 300 ° C., to obtain a powder B 1.
The BET specific surface area of the powder B 1 was 8.8 m 2 / g. The result of the powder X-ray diffraction measurement of the powder B 1 is shown in FIG. The crystal structure of the powder B 1 was a crystal structure belonging to the R-3m space group.

(実施例2)
共沈物スラリーを固液分離してウェットケークを回収するまでの方法は、実施例1と同様の方法で得た。このときの含水率は50重量%であった。
次いで、前記ウェットケークを、大気雰囲気下、室温で48時間保管した後、120℃で8時間乾燥させて乾燥物P2を得た。乾燥物P2の粉末X線回折測定の結果を図2に示す。粉末X線回折図形において、2θが16°以上21°以下の範囲内に複合金属水酸化物に由来するピークAが検出され、また2θが35°以上37°以下の範囲において36°付近にマンガン酸化物に由来するピークBが検出された。ピークBの強度IBと、ピークAの強度IAの比、IB/IAは0.341であった。結果を表1に併せて示す。
前記乾燥物P2を得た後の方法については、実施例1と同様に行い、粉末B2を得た。粉末B2のBET比表面積は、10.0m2/gであった。粉末B2の粉末X線回折測定の結果を図3に示す。粉末B2の結晶構造は、R−3mの空間群に帰属される結晶構造であった。
(Example 2)
The method from solid-liquid separation of the coprecipitate slurry to recovery of the wet cake was obtained in the same manner as in Example 1. The water content at this time was 50% by weight.
Next, the wet cake was stored at room temperature for 48 hours in an air atmosphere and then dried at 120 ° C. for 8 hours to obtain a dried product P 2 . The result of the powder X-ray diffraction measurement of the dried product P 2 is shown in FIG. In the powder X-ray diffraction pattern, a peak A derived from the composite metal hydroxide is detected in the range of 2θ of 16 ° to 21 °, and manganese in the vicinity of 36 ° in the range of 2θ of 35 ° to 37 °. Peak B derived from the oxide was detected. And intensity I B of a peak B, the ratio of the intensity I A of the peak A, I B / I A was 0.341. The results are also shown in Table 1.
For method after obtaining the dried product P 2, performed in the same manner as in Example 1 to obtain a powder B 2. The BET specific surface area of the powder B 2 was 10.0 m 2 / g. The result of the powder X-ray diffraction measurement of the powder B 2 is shown in FIG. The crystal structure of the powder B 2 was a crystal structure belonging to the R-3m space group.

(比較例1)
共沈物スラリーを固液分離してウェットケークを回収するまでの方法は、実施例1と同様の方法で得た。このときの含水率は70重量%であった。
次いで、前記ウェットケークを、大気雰囲気下、室温で72時間保管した後、120℃で8時間乾燥させて乾燥物P3を得た。乾燥物P3の粉末X線回折測定の結果を図2に示す。粉末X線回折図形において、2θが16°以上21°以下の範囲内に複合金属水酸化物に由来するピークAが検出され、また2θが35°以上37°以下の範囲において36°付近にマンガン酸化物に由来するピークBが検出された。ピークBの強度IBと、ピークAの強度IAの比、IB/IAは0.638であった。結果を表1に併せて示す。
前記乾燥物P3を得た後の方法については、実施例1と同様に行い、粉末B3を得た。粉末B3のBET比表面積は、7.7m2/gであり、粉末B3の粉末X線回折測定の結果を図3に示す。粉末B3の結晶構造は、R−3mの空間群に帰属される結晶構造であった。
(Comparative Example 1)
The method from solid-liquid separation of the coprecipitate slurry to recovery of the wet cake was obtained in the same manner as in Example 1. The water content at this time was 70% by weight.
Subsequently, the wet cake was stored at room temperature for 72 hours in an air atmosphere and then dried at 120 ° C. for 8 hours to obtain a dried product P 3 . The result of the powder X-ray diffraction measurement of the dried product P 3 is shown in FIG. In the powder X-ray diffraction pattern, a peak A derived from the composite metal hydroxide is detected in the range of 2θ of 16 ° to 21 °, and manganese in the vicinity of 36 ° in the range of 2θ of 35 ° to 37 °. Peak B derived from the oxide was detected. And intensity I B of a peak B, the ratio of the intensity I A of the peak A, I B / I A was 0.638. The results are also shown in Table 1.
For method after obtaining the dried product P 3, performed in the same manner as in Example 1 to obtain a powder B 3. BET specific surface area of the powder B 3 is 7.7 m 2 / g, shows the results of powder X-ray diffraction measurement of the powder B 3 in FIG. The crystal structure of the powder B 3 was a crystal structure belonging to the R-3m space group.

(比較例2)
共沈物スラリーを固液分離してウェットケークを回収するまでの方法は、実施例1と同様の方法で得た。このときの含水率は70重量%であった。
次いで、前記ウェットケークを、大気雰囲気下、室温で168時間保管した後、120℃で8時間乾燥させて乾燥物P4を得た。乾燥物P4の粉末X線回折測定の結果を図2に示す。粉末X線回折図形において、2θが16°以上21°以下の範囲内に複合金属水酸化物に由来するピークAが検出され、また2θが35°以上37°以下の範囲において36°付近にマンガン酸化物に由来するピークBが検出された。ピークBの強度IBと、ピークAの強度IAの比、IB/IAは0.472であった。結果を表1に併せて示す。
前記乾燥物P4を得た後の方法については、実施例1と同様に行い、粉末B4を得た。粉末B4のBET比表面積は、8.1m2/gであり、粉末B4の粉末X線回折測定の結果を図3に示す。粉末B4の結晶構造は、R−3mの空間群に帰属される結晶構造であることがわかった。
(Comparative Example 2)
The method from solid-liquid separation of the coprecipitate slurry to recovery of the wet cake was obtained in the same manner as in Example 1. The water content at this time was 70% by weight.
Next, the wet cake was stored at room temperature for 168 hours in an air atmosphere and then dried at 120 ° C. for 8 hours to obtain a dried product P 4 . The result of the powder X-ray diffraction measurement of the dried product P 4 is shown in FIG. In the powder X-ray diffraction pattern, a peak A derived from the composite metal hydroxide is detected in the range of 2θ of 16 ° to 21 °, and manganese in the vicinity of 36 ° in the range of 2θ of 35 ° to 37 °. Peak B derived from the oxide was detected. And intensity I B of a peak B, the ratio of the intensity I A of the peak A, I B / I A was 0.472. The results are also shown in Table 1.
For method after obtaining the dried product P 4, performed in the same manner as in Example 1 to obtain a powder B 4. The BET specific surface area of the powder B 4 is 8.1 m 2 / g, and the result of the powder X-ray diffraction measurement of the powder B 4 is shown in FIG. It was found that the crystal structure of the powder B 4 was a crystal structure belonging to the R-3m space group.

<非水電解質二次電池の作製>
作製した粉末B1〜B4を正極活物質として使用したコイン型の非水電解質二次電池を作製し、充放電試験を実施した。
正極活物質(粉末B1〜B4)と導電材(アセチレンブラックと黒鉛を9:1(重量比)で混合したもの)の混合物に、バインダーとしてPVdFのN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPということがある。)溶液を、活物質:導電材:バインダー=87:10:3(重量比)の組成となるように加えて混練することによりペーストとし、集電体となる厚さ40μmのAl箔に該ペーストを塗布して150℃で8時間真空乾燥を行い、正極を得た。
得られた正極に、電解液としてエチレンカーボネート(以下、ECということがある。)とジメチルカーボネート(以下、DMCということがある。)とエチルメチルカーボネート(以下、EMCということがある。)の30:35:35(体積比)混合液にLiPF6を1モル/リットルとなるように溶解したもの(以下、LiPF6/EC+DMC+EMCと表すことがある。)、セパレータとして積層フィルムを、また、負極として金属リチウムを組み合わせてコイン型電池(R2032)を作製した。
上記のコイン型電池を用いて、25℃保持下、以下に示す条件で充放電試験を実施した。結果を表1に示す。
<Preparation of nonaqueous electrolyte secondary battery>
A coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery using the produced powders B 1 to B 4 as a positive electrode active material was produced, and a charge / discharge test was performed.
A mixture of a positive electrode active material (powder B 1 to B 4 ) and a conductive material (a mixture of acetylene black and graphite at a ratio of 9: 1 (weight ratio)), PVdF N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “binder”) NMP.) The solution is added to the composition of active material: conductive material: binder = 87: 10: 3 (weight ratio) and kneaded to obtain a paste, and the thickness is 40 μm to be a current collector. The paste was applied to an Al foil and vacuum dried at 150 ° C. for 8 hours to obtain a positive electrode.
To the obtained positive electrode, 30 of ethylene carbonate (hereinafter sometimes referred to as EC), dimethyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as DMC) and ethyl methyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as EMC) as electrolytes. : 35:35 (volume ratio) LiPF 6 dissolved in a mixed solution at 1 mol / liter (hereinafter sometimes referred to as LiPF 6 / EC + DMC + EMC), a laminated film as a separator, and a negative electrode A coin-type battery (R2032) was manufactured by combining metallic lithium.
Using the above coin-type battery, a charge / discharge test was performed under the conditions shown below while maintaining at 25 ° C. The results are shown in Table 1.

<充放電試験>
充電最大電圧4.3V、充電時間8時間、充電電流0.275mA/cm2
放電時は放電最小電圧を2.5Vで一定とし、各サイクルにおける放電電流を下記のように変えて放電を行った。なお、各サイクルおける放電による放電容量が高ければ高いほど、高出力を示すことを意味する。
1サイクル目の放電(0.2C):放電電流0.275mA/cm2
2サイクル目の放電(5C):放電電流6.875mA/cm2
3サイクル目の放電(10C):放電電流13.75mA/cm2
<Charge / discharge test>
Charging maximum voltage 4.3V, charging time 8 hours, charging current 0.275mA / cm 2
During discharge, the minimum discharge voltage was kept constant at 2.5 V, and the discharge current in each cycle was changed as follows to perform discharge. In addition, it means that a high output is shown, so that the discharge capacity by the discharge in each cycle is high.
First cycle discharge (0.2 C): discharge current 0.275 mA / cm 2
Second cycle discharge (5C): Discharge current 6.875 mA / cm 2
3rd cycle discharge (10 C): discharge current 13.75 mA / cm 2

Figure 2011153067
Figure 2011153067

本発明の製造方法によれば、不純物を含まない安定した複合金属水酸化物を製造することができ、該複合金属水酸化物を原料としたリチウム複合酸化物を安定的に製造することができる。製造されたリチウム複合酸化物を正極活物質に使用した非水電解質二次電池は、高い電流レートにおいて高出力を示すため、高い電流レートにおける高出力を要求される用途、すなわち自動車用や電動工具等のパワーツール用の非水電解質二次電池に極めて有用となる。   According to the production method of the present invention, a stable composite metal hydroxide containing no impurities can be produced, and a lithium composite oxide using the composite metal hydroxide as a raw material can be produced stably. . The non-aqueous electrolyte secondary battery using the manufactured lithium composite oxide as the positive electrode active material exhibits high output at a high current rate, and therefore is required for high output at a high current rate, that is, for automobiles and power tools. It is extremely useful for non-aqueous electrolyte secondary batteries for power tools such as.

Claims (5)

Ni、MnおよびFeを含有する水溶液とアルカリとを接触させて共沈物スラリーを得たのち、該共沈物スラリーを固液分離して、ウェットケークを作製し、該ウェットケークを乾燥することにより、複合金属水酸化物を製造する方法において、
ウェットケークを作製後、ウェットケークを乾燥するまでの保管時間が、48時間以下であることを特徴とする複合金属水酸化物の製造方法。
Contacting an aqueous solution containing Ni, Mn, and Fe with an alkali to obtain a coprecipitate slurry, solid-liquid separation of the coprecipitate slurry to produce a wet cake, and drying the wet cake In the method for producing a composite metal hydroxide,
A method for producing a composite metal hydroxide, wherein the storage time from the preparation of the wet cake to the drying of the wet cake is 48 hours or less.
ウェットケークの含水率が、60重量%以下である請求項1記載の複合金属水酸化物の製造方法。   The method for producing a composite metal hydroxide according to claim 1, wherein the moisture content of the wet cake is 60% by weight or less. 請求項1または2記載の製造方法によって得られる複合金属水酸化物と、所定量のリチウム化合物とを混合し、焼成することを特徴とするリチウム複合金属酸化物の製造方法。   A method for producing a lithium composite metal oxide, comprising mixing a composite metal hydroxide obtained by the production method according to claim 1 or 2 and a predetermined amount of a lithium compound and firing the mixture. 請求項3記載の製造方法によって得られることを特徴とするリチウム複合金属酸化物。   A lithium composite metal oxide obtained by the production method according to claim 3. 請求項4記載のリチウム複合金属酸化物を主成分とする正極活物質を有する正極を備えてなることを特徴とする非水電解質二次電池。   A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode having a positive electrode active material mainly composed of the lithium composite metal oxide according to claim 4.
JP2010288312A 2009-12-28 2010-12-24 Method for producing composite metal hydroxide and lithium composite metal oxide, and nonaqueous electrolyte secondary battery Pending JP2011153067A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010288312A JP2011153067A (en) 2009-12-28 2010-12-24 Method for producing composite metal hydroxide and lithium composite metal oxide, and nonaqueous electrolyte secondary battery

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009298533 2009-12-28
JP2009298533 2009-12-28
JP2010288312A JP2011153067A (en) 2009-12-28 2010-12-24 Method for producing composite metal hydroxide and lithium composite metal oxide, and nonaqueous electrolyte secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011153067A true JP2011153067A (en) 2011-08-11

Family

ID=44539309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010288312A Pending JP2011153067A (en) 2009-12-28 2010-12-24 Method for producing composite metal hydroxide and lithium composite metal oxide, and nonaqueous electrolyte secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011153067A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015008863A1 (en) 2013-07-18 2015-01-22 東ソー株式会社 Nickel-manganese-based composite oxyhydroxide, production method therefor, and use therefor
WO2016013674A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 住友金属鉱山株式会社 Nickel manganese compound hydroxide particles and method for producing same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015008863A1 (en) 2013-07-18 2015-01-22 東ソー株式会社 Nickel-manganese-based composite oxyhydroxide, production method therefor, and use therefor
KR20160032032A (en) 2013-07-18 2016-03-23 도소 가부시키가이샤 Nickel-manganese-based composite oxyhydroxide, production method therefor, and use therefor
US10122016B2 (en) 2013-07-18 2018-11-06 Tosoh Corporation Nickel-manganese composite oxyhydroxide, its production method, and its application
WO2016013674A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 住友金属鉱山株式会社 Nickel manganese compound hydroxide particles and method for producing same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5640311B2 (en) Lithium composite metal oxide and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5701343B2 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode and secondary battery
JP5292885B2 (en) Positive electrode active material powder
JP5644392B2 (en) Transition metal composite hydroxide and lithium composite metal oxide
JP5682151B2 (en) Transition metal composite hydroxide and lithium composite metal oxide
JP5842478B2 (en) Lithium composite metal oxide and method for producing the same
JP2010021134A (en) Method for manufacturing lithium complex metal oxide
JP5504800B2 (en) Lithium composite metal oxide and positive electrode active material
JP5699436B2 (en) Method for producing layered structure lithium composite metal oxide
JP4937405B1 (en) Method for producing lithium composite metal oxide
JP2011070994A (en) Positive electrode mixture, positive electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5487821B2 (en) Lithium composite metal oxide and positive electrode active material
WO2011016574A1 (en) Powder material and positive electrode mix
JP5810497B2 (en) Lithium composite metal oxide and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5381330B2 (en) Electrode mixture, electrode and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5780059B2 (en) Positive electrode active material, positive electrode and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2013056801A (en) Lithium composite metal oxide, and method for producing the same
JP2013107791A (en) Method for producing complex metal oxide, complex metal oxide, positive electrode active material, positive electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5771891B2 (en) Method for producing conductive positive electrode active material powder
JP5742193B2 (en) Lithium composite metal oxide and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2011153067A (en) Method for producing composite metal hydroxide and lithium composite metal oxide, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5515435B2 (en) Raw material powder for lithium nickel composite metal oxide
JP6103419B2 (en) Cathode active material