JP2012201587A - Method for producing lithium transition metal complex oxide - Google Patents

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直之 後藤
Takehiro Otani
武弘 大谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a lithium transition metal complex oxide having stabilized quality even in the case of using a gas firing furnace using flame of a hydrocarbon fuel or an oxygen-containing hydrocarbon fuel as a heat source.SOLUTION: The method for producing the lithium transition metal complex oxide comprises firing of a raw material mixture obtained by mixing a lithium compound and a compound containing a transition metal with a gas firing furnace furnished with a plurality of burners blowing flames formed by burning a hydrocarbon and/or oxygen-containing hydrocarbon fuel with a combustion-supporting gas, wherein the multiple burners comprise wall surface burners to blow horizontal flames from the side wall of the gas firing furnace to the inside of the gas firing furnace, and ceiling burners to blow vertical flames from the ceiling of the gas firing furnace to the inside of the gas firing furnace.

Description

本発明は、リチウム二次電池の正極活物質に用いられるリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a lithium transition metal composite oxide used for a positive electrode active material of a lithium secondary battery.

リチウム遷移金属複合酸化物は、リチウム二次電池などの非水電解質二次電池における正極中における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 transition metal composite oxide is used as a positive electrode active material in a positive electrode in a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium secondary battery. 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.

リチウム遷移金属複合酸化物は、リチウム化合物と遷移金属化合物等の原料を混合し、焼成することによって得ることができる。例えば、特許文献1にはニッケル化合物とリチウム化合物とを混合し、空気雰囲気下、600℃で加熱処理するリチウム−ニッケル複合酸化物の製造方法が開示されている。   The lithium transition metal composite oxide can be obtained by mixing and firing raw materials such as a lithium compound and a transition metal compound. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing a lithium-nickel composite oxide in which a nickel compound and a lithium compound are mixed and heat-treated at 600 ° C. in an air atmosphere.

リチウム遷移金属複合酸化物の製造方法においては、焼成時の雰囲気中に二酸化炭素が存在することにより、正極の活性が低下することが問題となっていた。従来のリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法においては、電気炉など、必要に応じて空気を流通させ、または雰囲気を制御できる加熱炉本体を用い、できるだけ二酸化炭素を含まない条件での焼成が行われている(例えば、特許文献2参照)。   In the method for producing a lithium transition metal composite oxide, there has been a problem that the activity of the positive electrode is reduced due to the presence of carbon dioxide in the atmosphere during firing. In the conventional method for producing a lithium transition metal composite oxide, firing is performed under conditions that contain as little carbon dioxide as possible by using a heating furnace body that can circulate air or control the atmosphere as required, such as an electric furnace. (For example, see Patent Document 2).

一方、非水電解質二次電池用正極活物質として需要が急増しているリチウム遷移金属複合酸化物を多量に生産するにあたり、リチウム遷移金属複合酸化物の量産性向上やコスト削減という観点から、リチウム遷移金属複合酸化物を得るための焼成炉として、プロパン等の炭化水素や含酸素炭化水素燃料の火炎を熱源とした汎用性のあるガス焼成炉を使用することが望まれており、検討されている。   On the other hand, in producing a large amount of lithium transition metal composite oxides, which are rapidly increasing in demand as a positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries, from the viewpoint of improving the mass productivity of lithium transition metal composite oxides and reducing costs, As a firing furnace for obtaining transition metal composite oxides, it is desired to use a versatile gas firing furnace that uses a flame of a hydrocarbon such as propane or an oxygen-containing hydrocarbon fuel as a heat source. Yes.

しかしながら、火炎を熱源とする行うガス焼成炉では、一般的に電気炉と比較して炉内の温度制御が困難であり、炉内の温度が不均一になりやすい。結果として、ガス焼成炉で焼成を行うと、リチウム遷移金属複合酸化物の焼成ムラが起こりやすいという問題があった。
その結果、合成されたリチウム遷移金属複合酸化物の品質にバラツキが生じ、該リチウム遷移金属複合酸化物を正極活物質に用いて非水電解質二次電池を作製した場合、安定した電池性能を得ることが出来なかった。
However, in a gas firing furnace using a flame as a heat source, it is generally difficult to control the temperature in the furnace as compared to an electric furnace, and the temperature in the furnace tends to be uneven. As a result, when firing in a gas firing furnace, there was a problem that uneven firing of the lithium transition metal composite oxide was likely to occur.
As a result, the quality of the synthesized lithium transition metal composite oxide varies, and when the non-aqueous electrolyte secondary battery is manufactured using the lithium transition metal composite oxide as a positive electrode active material, stable battery performance is obtained. I couldn't.

特開平5−290851号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-290851 特開2000−58053号公報JP 2000-58053 A

かかる状況下、本発明の目的は、炭化水素や含酸素炭化水素燃料の火炎を熱源としたガス焼成炉を使用した場合においても、品質が安定したリチウム遷移金属複合酸化物を得ることができる製造方法を提供することである。   Under such circumstances, the object of the present invention is to produce a lithium transition metal composite oxide having a stable quality even when a gas firing furnace using a flame of a hydrocarbon or an oxygen-containing hydrocarbon fuel as a heat source is used. Is to provide a method.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、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 problems, the present inventor has 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> リチウム化合物と、遷移金属元素を含む化合物とを混合して得られた原料混合物を、炭化水素および/または含酸素炭化水素燃料と支燃性ガスとを燃焼させた火炎を噴出する複数のバーナを備えたガス焼成炉で焼成するリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法であって、
複数のバーナとして、ガス焼成炉の側壁から当該ガス焼成炉内に向かって水平方向の火炎を噴出する壁面バーナと、ガス焼成炉の天井から当該ガス焼成炉内に向かって垂直方向の火炎を噴出する天井バーナとを備えたリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。
<2> 壁面バーナの火炎が供給する熱量Q1と、天井バーナの火炎が供給する熱量Q2の比、Q1/Q2が、0.01〜100である前記<1>記載のリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。
<3> 天井バーナから噴出する火炎を形成するときの支燃性ガスの供給速度が、25℃で同量の支燃性ガスを供給した場合に毎秒1メートル以上である前記<1>または<2>記載のリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。
<4> 前記遷移金属元素が、NiおよびMnから選ばれる1以上の元素を含む前記<1>から<3>のいずれかに記載の遷移金属水酸化物の製造方法。
<5> 前記遷移金属元素が、NiおよびMnから選ばれる1以上の元素に加え、CoおよびFeから選ばれる1以上の元素を含む前記<1>から<4>のいずれかに記載の遷移金属水酸化物の製造方法。
That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> A plurality of jets of a flame in which a raw material mixture obtained by mixing a lithium compound and a compound containing a transition metal element is burned with a hydrocarbon and / or an oxygen-containing hydrocarbon fuel and a combustion-supporting gas A method for producing a lithium transition metal composite oxide fired in a gas firing furnace equipped with a burner of
As a plurality of burners, a wall surface burner that ejects a horizontal flame from the side wall of the gas firing furnace into the gas firing furnace, and a vertical flame that ejects from the ceiling of the gas firing furnace into the gas firing furnace A method for producing a lithium transition metal composite oxide comprising a ceiling burner.
<2> The lithium transition according to <1>, wherein the ratio Q 1 / Q 2 between the amount of heat Q 1 supplied by the flame of the wall burner and the amount of heat Q 2 supplied by the flame of the ceiling burner is 0.01 to 100 A method for producing a metal composite oxide.
<3> The above <1> or <1>, wherein the supply rate of the combustion-supporting gas when forming a flame ejected from the ceiling burner is 1 meter or more per second when the same amount of combustion-supporting gas is supplied at 25 ° C. 2> A method for producing a lithium transition metal composite oxide according to item 2.
<4> The method for producing a transition metal hydroxide according to any one of <1> to <3>, wherein the transition metal element includes one or more elements selected from Ni and Mn.
<5> The transition metal according to any one of <1> to <4>, wherein the transition metal element includes one or more elements selected from Co and Fe in addition to one or more elements selected from Ni and Mn. Method for producing hydroxide.

本発明によれば、炭化水素や含酸素炭化水素燃料の火炎を熱源としたガス焼成炉を使用した場合においても、品質のバラツキが小さなリチウム遷移金属複合酸化物を再現性よく製造することができる。   According to the present invention, even when a gas firing furnace using a flame of a hydrocarbon or an oxygen-containing hydrocarbon fuel as a heat source is used, a lithium transition metal composite oxide with small variations in quality can be produced with good reproducibility. .

本発明のリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法の実施形態に係るガス焼成炉を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the gas baking furnace which concerns on embodiment of the manufacturing method of the lithium transition metal complex oxide of this invention. 図1に示すガス焼成炉を扉解放状態で示す正面図である。It is a front view which shows the gas baking furnace shown in FIG. 1 in a door open state. 図2のX−X線における断面図である。It is sectional drawing in the XX line of FIG. 焼成工程において原料混合物を収容する焼成容器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the baking container which accommodates a raw material mixture in a baking process. 本発明の実施形態のガス焼成炉における中心の焼成容器(サヤ)と、他の焼成容器(サヤ)の昇温過程を示す図である(破線が中心のサヤ、実線は他のサヤを示す。)。It is a figure which shows the temperature rising process of the center baking container (saya) and the other baking container (saya) in the gas baking furnace of embodiment of this invention (a broken line is a center sheath and a continuous line shows another sheath). ). 通常のガス焼成炉における中心の焼成容器(サヤ)と、他の焼成容器(サヤ)の昇温過程を示す図である(破線が中心のサヤ、実線は他のサヤを示す。)。It is a figure which shows the temperature rising process of the center baking container (saya) and another baking container (saya) in a normal gas baking furnace (a broken line is a center sheath, and a continuous line shows another sheath).

本発明は、リチウム化合物と、遷移金属元素を含む化合物とを混合して得られた原料混合物を、炭化水素および/または含酸素炭化水素燃料と支燃性ガスとを燃焼させた火炎を噴出する複数のバーナを備えたガス焼成炉で焼成するリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法であって、
複数のバーナとして、ガス焼成炉の側壁から当該ガス焼成炉内に向かって水平方向の火炎を噴出する壁面バーナと、ガス焼成炉の天井から当該ガス焼成炉内に向かって垂直方向の火炎を噴出する天井バーナとを備えたリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法に係るものである。
The present invention ejects a flame in which a raw material mixture obtained by mixing a lithium compound and a compound containing a transition metal element is burned with a hydrocarbon and / or an oxygen-containing hydrocarbon fuel and a combustion-supporting gas. A method for producing a lithium transition metal composite oxide that is fired in a gas firing furnace equipped with a plurality of burners,
As a plurality of burners, a wall surface burner that ejects a horizontal flame from the side wall of the gas firing furnace into the gas firing furnace, and a vertical flame that ejects from the ceiling of the gas firing furnace into the gas firing furnace The present invention relates to a method for producing a lithium transition metal composite oxide including a ceiling burner.

まず、原料混合物の製造方法について説明する。
上記リチウム化合物としては、水酸化リチウム、酸化リチウム、塩化リチウム、硝酸リチウム、硫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。
この中でも、低コストであり、加熱の際に腐食性ガスが発生しない水酸化リチウムまたは炭酸リチウムが好適に使用される。
First, the manufacturing method of a raw material mixture is demonstrated.
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 oxide, lithium chloride, lithium nitrate, lithium sulfate and lithium carbonate. Can do.
Among these, lithium hydroxide or lithium carbonate, which is low in cost and does not generate corrosive gas during heating, is preferably used.

上記遷移金属元素としては、その化合物がリチウム化合物と混合され、焼成されることにより二次電池の正極活物質となりうる遷移金属元素であれば制限がない。このような遷移金属元素として、具体的には、Ni、Mn、Co、Fe、Cr、Ti等を挙げることができ、これらの元素を1種あるいは2種以上含んでいてもよい。
この中でも、高容量の二次電池用正極を得るという観点からは、上記遷移金属元素が、NiおよびMnから選ばれる1以上の元素を含有することが好ましい。さらに、より高容量の二次電池用正極を得るという観点からは、上記遷移金属元素が、NiおよびMnから選ばれる1以上の元素に加えて、さらにCoおよびFeから選ばれる1以上の元素を含有することが好ましい。
The transition metal element is not particularly limited as long as the compound is mixed with a lithium compound and baked to be a transition metal element that can become a positive electrode active material of a secondary battery. Specific examples of such transition metal elements include Ni, Mn, Co, Fe, Cr, Ti and the like, and these elements may contain one or more of these elements.
Among these, from the viewpoint of obtaining a high-capacity positive electrode for a secondary battery, the transition metal element preferably contains one or more elements selected from Ni and Mn. Furthermore, from the viewpoint of obtaining a higher capacity positive electrode for a secondary battery, in addition to one or more elements selected from Ni and Mn, the transition metal element further includes one or more elements selected from Co and Fe. It is preferable to contain.

原料として使用される遷移金属元素の形態としては、それぞれの金属単体、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、アルコキシドなどが挙げられる。   Transition metal elements used as raw materials are in the form of individual metals, oxides, hydroxides, oxyhydroxides, carbonates, sulfates, nitrates, acetates, halides, ammonium salts, and oxalates. And alkoxides.

リチウム化合物と遷移金属元素を含む化合物とを混合して得られる原料混合物(以下、単に「原料混合物」と呼ぶ場合がある。)は、乾式混合、湿式混合、液相混合、あるいはこれらの組み合わせのいずれの混合方法で得られてもよく、その混合順序も特に制限されない。
また、原料であるリチウム化合物、遷移金属化合物を単に物理的に混合するのみならず、これらの原料のうち一部を、混合したのちに反応させて得られた反応生成物と、残りの原料とを混合してもよい。
特に2種類以上の遷移金属元素を原料として含む場合には、焼成の際における反応性を高め、より均一なリチウム遷移金属複合酸化物を合成できるという観点から、複合遷移金属化合物を合成した後にリチウム化合物と混合することが好ましい。
なお、この複合遷移金属化合物の合成方法は特に限定されないが、それぞれの元素を含有する水溶液とアルカリとを接触(液相混合)させて得た共沈物スラリーを固液分離したのちに、乾燥することにより製造された複合金属水酸化物であることが好ましい。
A raw material mixture obtained by mixing a lithium compound and a compound containing a transition metal element (hereinafter sometimes simply referred to as “raw material mixture”) is a dry-mixing, wet-mixing, liquid-phase mixing, or combination thereof. It may be obtained by any mixing method, and the mixing order is not particularly limited.
In addition, the raw material lithium compound and transition metal compound are not only physically mixed, but also a reaction product obtained by reacting a part of these raw materials after mixing, and the remaining raw materials May be mixed.
In particular, when two or more kinds of transition metal elements are included as raw materials, lithium is synthesized after synthesizing the composite transition metal compound from the viewpoint of enhancing the reactivity during firing and synthesizing a more uniform lithium transition metal complex oxide. It is preferable to mix with a compound.
The method for synthesizing this composite transition metal compound is not particularly limited, but after the coprecipitate slurry obtained by bringing an aqueous solution containing each element into contact with an alkali (liquid phase mixing) is subjected to solid-liquid separation, drying is performed. It is preferable that it is the composite metal hydroxide manufactured by doing.

以下、上記複合遷移金属化合物の代表的な製造方法として、遷移金属元素を含む溶液とアルカリとを接触させて、複合遷移金属水酸化物を製造する場合を例として具体的に説明する。   Hereinafter, as a typical method for producing the composite transition metal compound, a case where a composite transition metal hydroxide is produced by bringing a solution containing a transition metal element into contact with an alkali will be specifically described.

遷移金属元素を含む溶液は、原料となる遷移金属元素それぞれの金属単体、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、アルコキシドなどを、水やこれらを溶解することが可能なアルコール等の有機溶剤などの溶媒に溶解して作製することができ、溶媒としては通常、水が用いられ、好ましくは純水、イオン交換水などが用いられる。
なお、前記遷移金属元素の単体または化合物が前記溶媒に溶解し難い場合には、それらを塩酸、硫酸、硝酸、酢酸などを含有する溶液に溶解させて作製してもよい。
この中でも遷移金属元素の硫酸塩、例えば、Niの硫酸塩、Mnの硫酸塩、Coの硫酸塩およびFeの硫酸塩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の硫酸塩としては、2価のFeの硫酸塩であることが好ましい。
The solution containing the transition metal element is a simple substance of each transition metal element as a raw material, oxide, hydroxide, oxyhydroxide, carbonate, sulfate, nitrate, acetate, halide, ammonium salt, oxalic acid It can be prepared by dissolving a salt, alkoxide, etc. in a solvent such as water or an organic solvent such as an alcohol that can dissolve these, and water is usually used as the solvent, preferably pure water, ion Exchange water or the like is used.
If the transition metal element alone or compound is difficult to dissolve in the solvent, it may be prepared by dissolving them in a solution containing hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid or the like.
Among these, an aqueous solution obtained by dissolving a sulfate of a transition metal element, for example, a sulfate of Ni, a sulfate of Mn, a sulfate of Co and a sulfate of Fe, in water is preferable. The Fe sulfate is preferably a divalent Fe sulfate.

アルカリとしては、例えば、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種以上の無水物並びに該1種以上の水和物を挙げることができる。
アルカリとして、アンモニアを挙げることもできる。
アルカリは通常水溶液として用いられる。このアルカリ水溶液におけるアルカリの濃度は、通常0.5〜10モル/L程度、好ましくは1〜8モル/L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好ましくはNaOHまたはKOHの、無水物または水和物を用いることが好ましい。また、上述のアルカリは2つ以上併用してもよい。
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 2 CO 3 ( Mention may be made of one or more anhydrides selected from the group consisting of (potassium carbonate) and (NH 4 ) 2 CO 3 (ammonium carbonate) and one or more hydrates.
Ammonia can also be mentioned as an alkali.
Alkali is usually used as an aqueous solution. The concentration of alkali in this alkaline aqueous solution is usually about 0.5 to 10 mol / L, preferably about 1 to 8 mol / L. Further, from the viewpoint of production cost, it is preferable to use an anhydride or hydrate of NaOH or KOH as the alkali to be used. Two or more of the alkalis described above may be used in combination.

これらの溶媒として使用されるアルカリ水溶液に使用される水は、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 for the alkaline aqueous solution used as these solvents 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.

遷移金属元素を含む溶液と、アルカリとを接触(液相混合)させることで、遷移金属水酸化物を含有する共沈物スラリーを得る。なお、「共沈物スラリー」とは、大部分が、遷移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、K2SO4等)添加剤、あるいは有機溶剤等を含んでいてもよいが、純水や有機溶媒等で洗浄し、除去しても良い。
接触(液相混合)の方法としては、遷移金属元素を含む溶液にアルカリ水溶液を添加して混合する方法、アルカリ水溶液に遷移金属元素を含む溶液を添加して混合する方法、並びに遷移金属元素を含む溶液およびアルカリ水溶液を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(液相混合)の方法の中では、アルカリ水溶液に遷移金属元素を含む溶液を添加して混合する方法が、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、遷移金属元素を含む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、遷移金属元素を含む溶液を添加するのがよい。また、遷移金属元素を含む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(液相混合)させると、より均一な組成の共沈物を得ることができる傾向にあるため好ましい。
A coprecipitate slurry containing a transition metal hydroxide is obtained by bringing a solution containing a transition metal element into contact with an alkali (liquid phase mixing). The “coprecipitate slurry” is mostly a slurry composed of a coprecipitate made of a transition metal hydroxide and water, and the raw material, by-product salt (for example, remaining in the process of coprecipitate preparation) , KCl, K 2 SO 4, etc.) additives, organic solvents, etc. may be included, but they may be removed by washing with pure water or organic solvents.
As a method of contact (liquid phase mixing), a method of adding an alkaline aqueous solution to a solution containing a transition metal element and mixing, a method of adding a solution containing a transition metal element to an alkaline aqueous solution and mixing, and a transition metal element The method of mixing the solution containing and aqueous alkali solution can be mentioned. In mixing these, it is preferable to involve stirring. Among the above contact (liquid phase mixing) methods, a method of adding a solution containing a transition metal element to an alkaline aqueous solution and mixing can be preferably used because it is easy to maintain the pH within a certain range. In this case, as the solution containing the transition metal element 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 a solution containing a transition metal element while adjusting the flow rate. Further, when one or both of a solution containing a transition metal element and an aqueous alkali solution are kept in contact with each other while maintaining a temperature of 40 to 80 ° C. (liquid phase mixing), a coprecipitate having a more uniform composition is formed. It is preferable because it tends to be obtained.

次いで、上記共沈物スラリーを固液分離して乾燥することにより、遷移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。
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等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 coprecipitate slurry is solid-liquid separated and dried to obtain a dried transition metal hydroxide (hereinafter sometimes simply referred to as “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, preferably about 100 to 200 ° C.

乾燥物のBET比表面積は、通常、10m2/g以上150m2/g以下程度である。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い。また、操作性の観点では、乾燥物のBET比表面積は、130m2/g以下であることが好ましい。 The BET specific surface area of the dried product is usually about 10 m 2 / g or more and 150 m 2 / g or less. The BET specific surface area of the dried product is preferably 20 m 2 / g or more in order to promote the reactivity during firing described later. From the viewpoint of operability, the BET specific surface area of the dried product is preferably 130 m 2 / g or less.

次いで、原料混合物を製造するために、上記乾燥物とリチウム化合物とは混合される。
乾燥物と、リチウム化合物との混合は、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。
Next, in order to produce a raw material mixture, the dried product and the lithium compound are mixed.
The dry product and the lithium compound may be mixed by 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.

次に、本発明の製造方法における焼成工程について説明する。
本発明の製造方法における焼成工程(以下、単に「焼成工程」と称す場合がある。)は、炭化水素および/または含酸素炭化水素燃料と支燃性ガスとを燃焼させた火炎を噴出する複数のバーナを備えたガス焼成炉を使用し、かつ、複数のバーナとして、ガス焼成炉の側壁から当該ガス焼成炉内に向かって水平方向の火炎を噴出する壁面バーナと、ガス焼成炉の天井から当該ガス焼成炉内に向かって垂直方向の火炎を噴出する天井バーナとを備えたことを特徴とする。
炭化水素燃料としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、アセチレン等や、これらのガスの混合物が挙げられる。また、ブタン及びプロパン等の炭化水素を主成分とし、圧縮することで容易に液化し、可搬性に優れた液化石油ガス(LPG)を用いることもできる。
また、含酸素炭化水素燃料としては、エタノール等のアルコール類や、ジエチルエーテル等のエーテル類、が挙げられる。
炭化水素や含酸素炭化水素は、2種以上を任意の割合で混合して使用することもできる。また、灯油などの炭化水素や含酸素炭化水素を含む各種燃料油も用いることもできる。
これら燃料の中でも、液化石油ガス(LPG)は、燃焼時の熱量が大きく、かつ、比較的安価であるため好適である。
なお、「支燃性ガス」は、物質が燃焼するのを助ける性質を有するガスであり、具体的には、空気、酸素、またはこれらと不活性ガスとの混合ガス等が挙げられる。焼成工程における支燃性ガスとして好適であるのは、酸素18体積%以上を含むガスであり、通常、空気が用いられる。
Next, the firing step in the production method of the present invention will be described.
In the production method of the present invention, the firing step (hereinafter sometimes simply referred to as “calcination step”) is a plurality of jets of flames in which hydrocarbons and / or oxygen-containing hydrocarbon fuels and combustion-supporting gases are burned. From a side wall of the gas firing furnace and a wall burner that ejects a horizontal flame toward the inside of the gas firing furnace, and a ceiling of the gas firing furnace. And a ceiling burner for ejecting a flame in the vertical direction toward the gas firing furnace.
Examples of the hydrocarbon fuel include methane, ethane, propane, butane, acetylene, and a mixture of these gases. Further, liquefied petroleum gas (LPG) which is mainly composed of hydrocarbons such as butane and propane, can be easily liquefied by compression, and has excellent portability can also be used.
Examples of the oxygen-containing hydrocarbon fuel include alcohols such as ethanol and ethers such as diethyl ether.
A mixture of two or more hydrocarbons and oxygen-containing hydrocarbons can be used at any ratio. Various fuel oils including hydrocarbons such as kerosene and oxygen-containing hydrocarbons can also be used.
Among these fuels, liquefied petroleum gas (LPG) is preferable because it has a large amount of heat during combustion and is relatively inexpensive.
Note that the “flammable gas” is a gas having a property of helping a substance burn, and specifically includes air, oxygen, or a mixed gas of these and an inert gas. A gas containing 18% by volume or more of oxygen is suitable as a combustion-supporting gas in the firing step, and air is usually used.

壁面バーナは、炉内を水平方向に噴出した火炎で加熱し、炉内ガスの炉内全体における対流に適したものであるが、水平方向に噴出した火炎は複数列に積まれたサヤのうち、中心側のサヤまでは対流効果を大きく及ぼすことができないため、特に加熱炉の容積が大きくなると、炉内に温度分布が生じやすい。
ここで、リチウム遷移金属複合酸化物の焼成工程において、焼成温度は、通常、600〜1000℃程度であるが、上述の水平方向に噴出した火炎に起因する温度分布は、加熱炉の設定温度が高いほど顕著になる。
一方、天井バーナは、サヤの列同士の間等の狭い範囲に対流効果を大きく及ぼし、中心側のサヤを加熱できるという利点がある。
本発明の製造方法では、壁面バーナと天井バーナの2種類を併用したガス焼成炉を用いることにより、上記の壁面バーナのサヤ列間の対流の不十分に起因する熱分布の不均一性を、補助バーナとして、天井バーナによって補うことができるため、炉内の均熱性が高まる結果、原料混合物の炉内の設置位置によらず、品質にバラツキのない焼成物(リチウム遷移金属複合酸化物)を得ることができる。
A wall burner is suitable for convection of the furnace gas in the entire furnace, heated by a flame that is jetted horizontally in the furnace. Since the convection effect cannot be greatly exerted up to the center side sheath, particularly when the volume of the heating furnace is increased, temperature distribution tends to occur in the furnace.
Here, in the firing process of the lithium transition metal composite oxide, the firing temperature is usually about 600 to 1000 ° C., but the temperature distribution caused by the flames ejected in the horizontal direction described above is the set temperature of the heating furnace. The higher the value, the more prominent.
On the other hand, the ceiling burner has an advantage that the convection effect is greatly exerted in a narrow range such as between the rows of the sheaths, and the sheath on the center side can be heated.
In the production method of the present invention, by using a gas firing furnace that uses both a wall burner and a ceiling burner, non-uniformity of heat distribution due to insufficient convection between the Saya rows of the wall burner, As an auxiliary burner, it can be supplemented by a ceiling burner, so that the heat uniformity in the furnace is increased. As a result, regardless of the installation position of the raw material mixture in the furnace, a fired product with no variation in quality (lithium transition metal composite oxide) Obtainable.

ここで、加熱炉内の壁面バーナの火炎が供給する熱量Q1と、天井バーナの火炎が供給する熱量Q2の比、Q1/Q2が、0.01〜100であることが好ましく、1〜50であることがより好ましい。
熱量比Q1/Q2をこのような範囲とすることにより、炉内温度が600℃以上であっても、より品質にバラツキのない焼成物(リチウム遷移金属複合酸化物)を得ることができる。
Here, the ratio of the amount of heat Q 1 supplied by the flame of the wall burner in the heating furnace to the amount of heat Q 2 supplied by the flame of the ceiling burner, Q 1 / Q 2 is preferably 0.01 to 100, It is more preferable that it is 1-50.
By setting the caloric ratio Q 1 / Q 2 in such a range, even if the furnace temperature is 600 ° C. or higher, it is possible to obtain a fired product (lithium transition metal composite oxide) with less variation in quality. .

また、天井バーナから噴出する火炎を形成するときの支燃性ガスの供給速度が、25℃で同量の支燃性ガスを供給した場合に毎秒1メートル以上であることが好ましく、毎秒5メートル以上であることがより好ましい。
支燃性ガスの供給速度をこのような範囲とすることで、炉内ガスの大きな対流効果を得、炉内の温度分布をより小さくすることができる。燃料ガスの流量は、支燃性ガスの流量に比べて非常に小さく、炉内温度を目標値にするため支燃性ガスの流量と連動するものであるから、炉内ガスの対流効果は支燃性ガスの流量に供給速度によって支配されると言える。
Further, the supply speed of the combustion-supporting gas when forming a flame ejected from the ceiling burner is preferably 1 meter or more per second when the same amount of combustion-supporting gas is supplied at 25 ° C., and 5 meters per second. More preferably.
By setting the supply speed of the combustion-supporting gas in such a range, a large convection effect of the furnace gas can be obtained, and the temperature distribution in the furnace can be further reduced. The flow rate of the fuel gas is very small compared to the flow rate of the combustion-supporting gas, and is linked to the flow rate of the combustion-supporting gas to set the furnace temperature to the target value. It can be said that the flow rate of the flammable gas is governed by the supply speed.

以下、図面を参照して、本発明に係るリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法における焼成工程に好適なガス焼成炉の一実施形態を具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明するガス焼成炉に係る実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。   Hereinafter, an embodiment of a gas firing furnace suitable for the firing step in the method for producing a lithium transition metal composite oxide according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to what was shown to embodiment which concerns on the gas baking furnace demonstrated below, In the range which does not change the summary of invention, it can change suitably and can implement.

図1は本発明のリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法の実施形態に係るガス焼成炉を示す斜視図であり、図2は図1に示すガス焼成炉を扉解放状態で示す正面図であり、図3は図2のX−X線における断面図である。
図1〜図3に示すように、ガス焼成炉10は、焼成炉本体11の左右側壁11L,11Rからそれぞれ当該焼成炉本体11内に向かって水平方向の火炎HFを噴出する合計6基の壁面バーナ12a,12b,12c,13a,13b,13cと、焼成炉本体11の天井11Cから当該焼成炉本体11内に向かって垂直方向の火炎VFを噴出する合計2基の天井バーナ14a,14bとを備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing a gas firing furnace according to an embodiment of the method for producing a lithium transition metal composite oxide of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing the gas firing furnace shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
As shown in FIGS. 1 to 3, the gas firing furnace 10 has a total of six wall surfaces that eject horizontal flames HF from the left and right side walls 11 </ b> L and 11 </ b> R of the firing furnace body 11 into the firing furnace body 11. Burners 12a, 12b, 12c, 13a, 13b, 13c, and a total of two ceiling burners 14a, 14b for ejecting a vertical flame VF from the ceiling 11C of the firing furnace body 11 into the firing furnace body 11 I have.

3基の側面バーナ12a,12b,12cは、焼成炉本体11の左側壁11Lの床面11F近くの領域に、焼成炉本体11の奥行き方向(扉11Aと背壁11Bとを結ぶ水平方向)に沿って所定距離を隔てて配置されている。
3基の側面バーナ13a,13b,13cは、焼成炉本体11の右側壁11Rの天井11c近くの領域に、焼成炉本体11の奥行き方向に沿って所定距離を隔てて配置されている。
2基の天井バーナ14a,14bは、天井11Cの奥行き方向の中央付近の領域に左右幅方向(左右側壁11L,11Rを結ぶ方向)に所定距離を隔てて配置されている。
また、壁面バーナ12a,12b,12c,13a,13b,13c及び天井バーナ14a,14bに対し、炭化水素燃料、支燃性ガスを供給する炭化水素ガス供給設備(図示せず)及び支燃性ガス供給設備(図示せず)が設けられている。
Three side burners 12a, 12b, and 12c are disposed in the depth direction of the firing furnace body 11 (horizontal direction connecting the door 11A and the back wall 11B) in the region near the floor surface 11F of the left side wall 11L of the firing furnace body 11. Are arranged at a predetermined distance along.
The three side burners 13a, 13b, and 13c are arranged at a predetermined distance along the depth direction of the firing furnace body 11 in a region near the ceiling 11c of the right side wall 11R of the firing furnace body 11.
The two ceiling burners 14a and 14b are arranged at a predetermined distance in the left-right width direction (the direction connecting the left and right side walls 11L and 11R) in a region near the center in the depth direction of the ceiling 11C.
Further, a hydrocarbon gas supply facility (not shown) for supplying hydrocarbon fuel and a combustion-supporting gas to the wall surface burners 12a, 12b, 12c, 13a, 13b, and 13c and the ceiling burners 14a and 14b, and a combustion-supporting gas. A supply facility (not shown) is provided.

燃料としては、上述の炭化水素や含酸素炭化水素を用いることができる。好適な燃料としてはLPGが挙げられる。LPGは、通常LPGとして使用されるガスであればよく、例えば、主成分の体積比ブタン:プロパン=7:3のLPGが挙げられる。
また、支燃性ガスとしては、酸素を含むガスが好適であり、酸素18体積%以上を含むガスが好適であり、通常、空気が用いられる。また、雰囲気の酸化性を高めるために、酸素濃度を高めた空気を用いる場合もある。
As the fuel, the above-described hydrocarbons or oxygen-containing hydrocarbons can be used. A suitable fuel is LPG. The LPG may be any gas that is normally used as LPG, and examples thereof include LPG having a volume ratio of butane: propane = 7: 3 as a main component.
Further, as the combustion-supporting gas, a gas containing oxygen is preferable, a gas containing 18% by volume or more of oxygen is preferable, and air is usually used. In addition, in order to increase the oxidizability of the atmosphere, air with an increased oxygen concentration may be used.

加熱炉本体1は、ステンレス等の耐熱性金属、耐熱性セラミック等によって形成され、1500℃程度まで加熱することができる。その炉内の寸法は、温度分布が不均一にならない限り特に制限はない。   The heating furnace body 1 is formed of a heat-resistant metal such as stainless steel, a heat-resistant ceramic, or the like, and can be heated to about 1500 ° C. The dimensions in the furnace are not particularly limited as long as the temperature distribution is not uniform.

なお、本実施形態に係るガス焼成炉10は、いわゆるバッチ式であるが、これに限定されない。例えば、ベルト炉、ロータリーキルン、ローラーハースキルン等の連続炉であってもよい。また、焼成容器を多段に積み重ねた台車を炉内で移動させて焼成する台車炉でもよい。   In addition, although the gas baking furnace 10 which concerns on this embodiment is what is called a batch type, it is not limited to this. For example, a continuous furnace such as a belt furnace, a rotary kiln, or a roller hearth kiln may be used. Moreover, the trolley | bogie furnace which moves the trolley | bogie which laminated | stacked the baking container in the multistage in a furnace, and fires may be sufficient.

図2,図3に示すように、原料混合物(図示せず)は「サヤ」と呼ばれる焼成容器20に収容された状態でガス焼成炉10の焼成炉本体11内において加熱、焼成される。焼成炉本体11内の床面11F上には、焼成容器20を側面バーナ12a,12b,12cの火炎HFの噴出領域よりも高い位置に保持可能な架台15が、奥行き方向に3組、幅方向に3組、配置されている。これら9組の架台15は互いに等間隔を置いて、床面11F全体に均等に配置されている。また、それぞれの架台15上に焼成容器20が7段積み重ねて配置されている。また、各架台20上にて最上部にある焼成容器20が、側面バーナ13a,13b,13cの火炎HF及び天井バーナ14a,14bの火炎VFの噴出領域より低位置となるように配置されている。さらに、焼成炉本体11の幅方向の中央に位置する架台15上の焼成容器20が、天井バーナ14a,14bの間に位置するように配置されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the raw material mixture (not shown) is heated and fired in the firing furnace body 11 of the gas firing furnace 10 while being contained in a firing container 20 called “saya”. On the floor surface 11F in the firing furnace main body 11, three sets of pedestals 15 capable of holding the firing container 20 at a position higher than the ejection area of the flame HF of the side burners 12a, 12b, and 12c, in the depth direction, in the width direction. Three sets are arranged. These nine sets of mounts 15 are equally arranged on the entire floor surface 11F at equal intervals. In addition, seven firing containers 20 are stacked on each base 15. Further, the firing container 20 at the uppermost position on each pedestal 20 is disposed so as to be positioned lower than the ejection area of the flame HF of the side burners 13a, 13b, 13c and the flame VF of the ceiling burners 14a, 14b. . Furthermore, the firing container 20 on the gantry 15 located at the center in the width direction of the firing furnace body 11 is disposed so as to be located between the ceiling burners 14a and 14b.

ここで、図4を参照して、焼成容器20について説明する。図4に示すように、焼成容器20は、平面視形状が略四角形で上面が開口した箱体状の部材であり、材質:アルミナで形成されている。底部20bを囲むように立設された4つの周壁20aの上縁の直線部分の中央には、底部20bに向かって凹状をなす切欠部20dが設けられ、上縁の切欠部20d以外の部分には、その長手方向に沿って凸条部20eが設けられている。凸条部20eは、サヤを積み重ねる際に角が当たってサヤが破損することを防ぐためのものである。   Here, with reference to FIG. 4, the baking container 20 is demonstrated. As shown in FIG. 4, the firing container 20 is a box-like member having a substantially quadrangular shape in plan view and an upper surface opened, and is made of a material: alumina. A cutout portion 20d that is concave toward the bottom portion 20b is provided at the center of the straight portion of the upper edge of the four peripheral walls 20a that are erected so as to surround the bottom portion 20b, and is formed in a portion other than the cutout portion 20d on the upper edge. Is provided with a ridge 20e along its longitudinal direction. The ridges 20e are for preventing corners from hitting and breaking the sheaths when stacking the sheaths.

周壁20aには切欠部20dが設けられているため、図2に示すように複数の焼成容器20を積み重ねた状態としても各焼成容器20内の通気性を確保することができる。   Since the peripheral wall 20a is provided with the notches 20d, the air permeability in each baking container 20 can be ensured even when a plurality of baking containers 20 are stacked as shown in FIG.

図2,図3に示すように、原料混合物(図示せず)を収容した複数の焼成容器20をガス焼成炉10の焼成炉本体11内に配置し、扉11Aを閉止した状態で、側面バーナ12a,12b,12c,13a,13b,13c及び天井バーナ14a,14aを稼動させると、側面バーナ12a,12b,12c,13a,13b,13cからそれぞれ焼成炉本体11内に向かって噴出する水平方向の火炎HF及び天井バーナ14a,14bからそれぞれ焼成炉本体11内に向かって噴出する垂直方向の火炎VFによって焼成炉本体11内が均等に加熱される。これにより、焼成炉本体11内に配置された複数の焼成容器20内の原料混合物(図示せず)は、焼成炉本体11内の配置位置に左右されることなく、均等加熱されるので、品質にバラツキのない焼成物(リチウム遷移金属複合酸化物)を得ることができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of firing containers 20 containing a raw material mixture (not shown) are arranged in the firing furnace main body 11 of the gas firing furnace 10, and the side burner is closed with the door 11A closed. When 12a, 12b, 12c, 13a, 13b, 13c and the ceiling burners 14a, 14a are operated, the horizontal burners ejected from the side burners 12a, 12b, 12c, 13a, 13b, 13c into the firing furnace body 11 respectively. The interior of the firing furnace body 11 is evenly heated by the vertical flames VF ejected from the flame HF and the ceiling burners 14a and 14b into the firing furnace body 11 respectively. Thereby, since the raw material mixture (not shown) in the plurality of firing containers 20 arranged in the firing furnace body 11 is heated evenly without being influenced by the placement position in the firing furnace body 11, the quality A fired product (lithium transition metal composite oxide) can be obtained.

以下、本発明の製造方法の焼成工程における他の条件について説明する。   Hereinafter, other conditions in the firing step of the production method of the present invention will be described.

上述のように本願発明の製造方法において、原料の反応促進の観点より、焼成温度は、好ましくは650℃以上であり、より好ましくは750℃以上、さらに好ましくは830℃以上である。   As described above, in the production method of the present invention, the firing temperature is preferably 650 ° C. or higher, more preferably 750 ° C. or higher, more preferably 830 ° C. or higher, from the viewpoint of promoting the reaction of the raw materials.

なお、加熱炉内の二酸化炭素濃度は、4体積%以下であることが好ましく、3体積%以下であることが特に好ましい。二酸化炭素濃度を3体積%以下(例えば、2〜3体積%)とすることにより、より活性の高いリチウム遷移金属複合酸化物を得ることができる。   The carbon dioxide concentration in the heating furnace is preferably 4% by volume or less, particularly preferably 3% by volume or less. By setting the carbon dioxide concentration to 3% by volume or less (for example, 2 to 3% by volume), a lithium transition metal composite oxide having higher activity can be obtained.

焼成工程における原料混合物の保持時間は、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。   The holding time of the raw material mixture in the firing step 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.

前記焼成の際に、混合物は、反応促進剤を含有していてもよい。
反応促進剤として、具体的には、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、CaCl2、MgCl2、SrCl2、BaCl2及びNH4Clなどの塩化物、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3、CaCO3、MgCO3、SrCO3及びBaCO3などの炭酸塩、K2SO4、Na2SO4などの硫酸塩、NaF、KF、NH4Fなどのフッ化物、が挙げられる。この中でも、好ましくはNa、K、Rb、Cs、Ca、Mg、Sr及びBaからなる群から選ばれる1種以上の元素の塩化物、炭酸塩または硫酸塩を挙げることができ、より好ましくはKCl、K2CO3、K2SO4である。また、反応促進剤を2種以上併用することもできる。
During the firing, the mixture may contain a reaction accelerator.
Specific examples of the reaction accelerator include chlorides such as NaCl, KCl, RbCl, CsCl, CaCl 2 , MgCl 2 , SrCl 2 , BaCl 2 and NH 4 Cl, Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , Rb 2. Carbonates such as CO 3 , Cs 2 CO 3 , CaCO 3 , MgCO 3 , SrCO 3 and BaCO 3 ; sulfates such as K 2 SO 4 and Na 2 SO 4 ; fluorides such as NaF, KF and NH 4 F; Is mentioned. Among these, the chloride, carbonate or sulfate of one or more elements selected from the group consisting of Na, K, Rb, Cs, Ca, Mg, Sr and Ba can be mentioned, more preferably KCl. , K 2 CO 3 , K 2 SO 4 . Two or more reaction accelerators can be used in combination.

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、得られるリチウム遷移金属複合酸化物のBET比表面積を調整することが可能な場合がある。
反応促進剤を混合物に含有させるには、例えば遷移金属水酸化物をリチウム化合物と混合するときに反応促進剤を添加すればよい。
なお、混合物と反応促進剤との混合割合は、混合物100重量部中0.1重量部以上100重量部以下が好ましく、1.0重量部以上25重量部以下がより好ましい。
When the mixture contains a reaction accelerator, the reactivity during firing of the mixture may be improved, and the BET specific surface area of the obtained lithium transition metal composite oxide may be adjusted.
In order to contain the reaction accelerator in the mixture, for example, the reaction accelerator may be added when the transition metal hydroxide is mixed with the lithium compound.
The mixing ratio of the mixture and the reaction accelerator is preferably from 0.1 to 100 parts by weight, more preferably from 1.0 to 25 parts by weight, in 100 parts by weight of the mixture.

また、前記焼成によりリチウム遷移金属複合酸化物を得るが、このリチウム遷移金属複合酸化物は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、リチウム遷移金属複合酸化物の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、リチウム遷移金属複合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, the lithium transition metal composite oxide is obtained by the firing, and the lithium transition metal composite 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 transition metal composite oxide by grinding. Moreover, you may repeat a grinding | pulverization and baking twice or more. Further, the lithium transition metal composite oxide can be washed or classified as required.

上記の方法により得られるリチウム遷移金属複合酸化物は、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。一次粒子及び二次粒子の平均粒径は、それぞれSEM(走査型電子顕微鏡)で観察することにより、測定することができる。   The lithium transition metal composite oxide obtained by the above method is usually composed of primary particles having an average particle diameter of 0.05 μm or more and 1 μm or less, and is formed by aggregation of primary particles and primary particles of 0.1 μm or more. It consists of a mixture with secondary particles having an average particle size of 100 μm or less. The average particle diameters of the primary particles and the secondary particles can be measured by observing with an SEM (scanning electron microscope).

上記の方法により得られるリチウム遷移金属複合酸化物は、その構造が通常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。結晶構造は、リチウム遷移金属複合酸化物について、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。 The lithium transition metal composite oxide obtained by the above-described method 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 from a powder X-ray diffraction pattern obtained by powder X-ray diffraction measurement using CuKα as a radiation source for the lithium transition metal composite oxide.

上記の方法により得られるリチウム遷移金属複合酸化物におけるLiの組成としては、Ni、Mn、Fe,Co等の遷移金属元素M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、y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。
Liy(Ni1-xx)O2 (A)
(ここで、Mは、1種以上の遷移金属元素を表し、xは、0<x<1である。)
As the composition of Li in the lithium transition metal composite oxide obtained by the above method, the amount (mol) of Li is usually relative to the total amount (mol) of transition metal elements M such as Ni, Mn, Fe, and Co. 0.5 or more and 1.5 or less, and preferably 0.95 or more and 1.5 or less, more preferably 1.0 or more and 1.4 or less, in order to further increase the capacity retention rate. When expressed as the following formula (A), y 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 y (Ni 1-x M x ) O 2 (A)
(Here, M represents one or more transition metal elements, and x is 0 <x <1.)

また、本発明の効果を損なわない範囲で、上記の方法により得られる本発明のリチウム遷移金属複合酸化物は、遷移金属元素の一部を、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、Mo、W、Tc、Ru、Rh、Ir、Pd、Cu、Ag、Zn等の元素を挙げることができる。   In addition, in the lithium transition metal composite oxide of the present invention obtained by the above method, a part of the transition metal element may be substituted with another element as long as the effects of the present invention are not impaired. Here, as other elements, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Mg, Sc, Y, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W, Tc, Ru, Rh, Ir, Pd, Examples of the element include Cu, Ag, and Zn.

上記の方法により得られるリチウム遷移金属複合酸化物を構成する粒子の表面に、リチウム遷移金属複合酸化物とは異なる化合物を付着させてもよい。このような化合物としては、例えば、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。   A compound different from the lithium transition metal composite oxide may be attached to the surface of the particles constituting the lithium transition metal composite oxide obtained by the above method. As such a compound, for example, a compound containing one or more elements selected from the group consisting of B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Mg and a transition metal element, preferably B, Al, A compound containing one or more elements selected from the group consisting of Mg, Ga, In, and Sn, more preferably, a compound of Al can be mentioned. Compounds, oxyhydroxides, carbonates, nitrates, and organic acid salts. Preferred are oxides, hydroxides, and oxyhydroxides. Moreover, you may use these compounds in mixture. Among these compounds, a particularly preferred compound is alumina. Moreover, you may heat after adhesion.

上記の方法により得られるリチウム遷移金属複合酸化物は、正極活物質として有用であり、二次電池、特に非水電解質二次電池の正極に好適である。この二次電池に用いられる正極活物質は、上記の方法により得られるリチウム遷移金属複合酸化物が主成分であればよい。   The lithium transition metal composite oxide obtained by the above method is useful as a positive electrode active material, and is suitable for a secondary battery, particularly a positive electrode of a nonaqueous electrolyte secondary battery. The positive electrode active material used for the secondary battery may be composed mainly of the lithium transition metal composite oxide obtained by the above method.

二次電池用の正極は、上記の方法により得られたリチウム遷移金属複合酸化物を正極活物質として、公知の方法、例えば、国際公開第09/041722号パンフレットに記載の方法にて作製することができる。   The positive electrode for the secondary battery is prepared by a known method, for example, the method described in International Publication No. 09/041722, using the lithium transition metal composite oxide obtained by the above method as the positive electrode active material. Can do.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、そ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, this invention is not limited to a following example, unless the summary is changed.

<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>
Powder X-ray diffraction measurement (XRD) was performed using Ultima IVASC-10 manufactured by Rigaku Corporation. The measurement is performed by filling a powder sample on a dedicated substrate and using a CuKα ray source under the conditions of a voltage of 40 kV and a current of 40 mA in a diffraction angle range of 2θ = 10 ° to 90 ° to obtain a powder X-ray diffraction pattern. It was.
<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)
攪拌槽内で、水酸化カリウム100重量部を、蒸留水535重量部に添加して、攪拌により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)を調整した。
また、別の攪拌槽内で、蒸留水255重量部に、硫酸ニッケル(II)六水和物98.4重量部、硫酸マンガン(II)一水和物64.6重量部および硫酸鉄(II)七水和物11.1重量部を添加して、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。
次いで、別の攪拌槽に、蒸留水936重量部と前記水酸化カリウム水溶液15.8重量部を仕込んだ後、液温度を30℃にて攪拌しながら、前記水酸化カリウム水溶液165重量部と前記ニッケル−マンガン−鉄混合水溶液95.1重量部を滴下することにより、遷移金属水酸化物からなる沈殿物を生成させ、原液スラリーを得た。反応終点のpHを測定したところ、pHは13であった。
次いで、フィルタープレスにて得られたスラリーの固液分離を行った。フィルタープレスには、「ロールフィット フィルタープレス・ドライヤー」(販売元:株式会社 ユーロテック)を使用した。スラリー100重量部をフィルタープレスに供給し、室温下、ろ過圧力0.4MPaG、ろ過時間50分の条件にてろ過した。
次いで、蒸留水を室温下、洗浄圧力0.4〜0.6MPaGにて供給し、水洗を行った。水洗後、圧搾圧力0.7MPaGにて、15分間の圧搾脱水を行った。次いで、減圧フィルタープレスのろ過室内を圧力10kPaとし、フィルタープレスの各ろ過室の流体供給路に90℃温水を通水して、170分間、予備乾燥を行った。予備乾燥後、フィルタープレスから排出したウェットケーク4.62重量部を回収した。この時のウェットケークの含水量は湿潤基準で29.5重量%であった。
得られたウェットケークを、乾燥用バットに仕込み、棚段乾燥機(汎用乾燥装置AT−20(製造元:旭科学株式会社))を用いて120℃、8時間の条件で乾燥後、フェザーミル粉砕を行い、粉末状の乾燥物X1を得た。得られた乾燥物X1の含水率は、3重量%であった。
乾燥物P1100重量部に対し、炭酸リチウム52.2重量部と、硫酸カリウム18.0重量部とを、アルミナボールを入れたロッキングミルで4時間混合し、原料混合物M1を得た。
Example 1
In a stirring tank, 100 parts by weight of potassium hydroxide was added to 535 parts by weight of distilled water, and potassium hydroxide was completely dissolved by stirring to prepare an aqueous potassium hydroxide solution (alkali aqueous solution).
Further, in another stirring tank, 255 parts by weight of distilled water, 98.4 parts by weight of nickel (II) sulfate hexahydrate, 64.6 parts by weight of manganese (II) sulfate monohydrate, and iron sulfate (II ) 11.1 parts by weight of heptahydrate was added and dissolved by stirring to obtain a nickel-manganese-iron mixed aqueous solution.
Next, after adding 936 parts by weight of distilled water and 15.8 parts by weight of the potassium hydroxide aqueous solution to another stirring tank, the solution was stirred at a liquid temperature of 30 ° C. By dropping 95.1 parts by weight of a nickel-manganese-iron mixed aqueous solution, a precipitate composed of a transition metal hydroxide was generated, and a stock solution slurry was obtained. When the pH at the end of the reaction was measured, the pH was 13.
Subsequently, solid-liquid separation of the slurry obtained by the filter press was performed. For the filter press, a “roll fit filter press dryer” (distributor: Eurotech Co., Ltd.) was used. 100 parts by weight of the slurry was supplied to a filter press and filtered under conditions of room temperature at a filtration pressure of 0.4 MPaG and a filtration time of 50 minutes.
Next, distilled water was supplied at a washing pressure of 0.4 to 0.6 MPaG at room temperature to perform washing with water. After washing with water, pressing and dewatering was performed at a pressing pressure of 0.7 MPaG for 15 minutes. Next, the pressure inside the filtration chamber of the vacuum filter press was set to 10 kPa, and 90 ° C. hot water was passed through the fluid supply path of each filtration chamber of the filter press, and preliminary drying was performed for 170 minutes. After preliminary drying, 4.62 parts by weight of the wet cake discharged from the filter press was recovered. The water content of the wet cake at this time was 29.5% by weight on a wet basis.
The obtained wet cake is charged into a drying vat, dried using a shelf dryer (general-purpose dryer AT-20 (manufacturer: Asahi Kagaku Co., Ltd.)) at 120 ° C. for 8 hours, and then milled with a feather mill. It was carried out to obtain a powdery dried product X 1. The water content of the obtained dried product X 1 was 3% by weight.
With respect to the dry matter P 1 100 parts by weight, and lithium carbonate 52.2 parts by weight, and 18.0 parts by weight of potassium sulfate were mixed 4 hr at rocking mill containing the alumina balls, to obtain a raw material mixture M 1.

次いで、該原料混合物(M1)を1.8kgずつ図4に示す焼成容器20に入れ、図1〜図3に示す、壁面のバーナと天井のバーナを備えたガス焼成炉10にて焼成を行った。焼成容器20は図2、図3に示すように3行3列にそれぞれ7段ずつ容器同士を積んで配置した。なお、加熱炉本体11の炉内の寸法は、縦1.8m×横1.8m×高さ1.6mである。
図2、図3の焼成容器20の配置において、中心の列の4段目の焼成容器20を中心の焼成容器と呼び、他の焼成容器を外側の焼成容器と呼ぶ。
壁面のバーナより、燃料ガスのLPG(主成分はブタン約70体積%、プロパン約30体積%)を合計5〜8.5m3/h供給し、支燃性ガスの空気を合計420m3/h供給し、天井のバーナより、燃料ガスのLPG(主成分はブタン約70体積%、プロパン約30体積%)を合計0.84m3/h供給し、支燃性ガスの空気を合計70m3/h供給して焼成を行った。焼成条件は、炉の設定温度880℃、保持時間6時間である。
Next, 1.8 kg of the raw material mixture (M 1 ) is put into a firing container 20 shown in FIG. 4 and fired in a gas firing furnace 10 having a wall burner and a ceiling burner shown in FIGS. went. As shown in FIGS. 2 and 3, the firing container 20 was arranged by stacking seven containers in three rows and three columns. In addition, the dimension in the furnace of the heating furnace main body 11 is length 1.8m x width 1.8m x height 1.6m.
In the arrangement of the baking containers 20 in FIGS. 2 and 3, the fourth baking container 20 in the center row is called a central baking container, and the other baking containers are called outer baking containers.
From the burner wall, the fuel gas LPG (main component butane about 70 vol%, propane about 30 vol%) of total 5~8.5m 3 / h feed, total air combustion supporting gas 420 m 3 / h supplied, the ceiling of the burner, the fuel gas LPG (main component butane about 70 vol%, propane about 30 vol%) and a total 0.84 m 3 / h supplied, total air combustion supporting gas 70m 3 / h was supplied for firing. The firing conditions are a furnace set temperature of 880 ° C. and a holding time of 6 hours.

また、側面バーナ12a,12b,12c,13a,13b,13cの火炎HFが供給する熱量Q1と、天井バーナ14a,14bの火炎VFが供給する熱量Q2との比であるQ1/Q2を10.3とし、天井バーナ14a,14bから噴出する火炎VFを形成する支燃性ガスの供給速度を、25℃において測定した速度で毎秒8メートルとした。 Further, Q 1 / Q 2, which is a ratio between the amount of heat Q 1 supplied by the flame HF of the side burners 12a, 12b, 12c, 13a, 13b, and 13c and the amount of heat Q 2 supplied by the flame VF of the ceiling burners 14a and 14b. Was 10.3, and the supply rate of the combustion-supporting gas forming the flame VF ejected from the ceiling burners 14a and 14b was 8 meters per second at a rate measured at 25 ° C.

上記条件にて、ガス焼成炉10の昇温を行った際の中心の焼成容器(サヤ)と外側の焼成容器(サヤ)の昇温過程を図5に示す。
図5に示すように、中心の焼成容器に仕込まれた粉末は、外側の焼成容器に仕込まれた粉末に比べて、特に遅れることがなく昇温した。
FIG. 5 shows the temperature raising process of the central firing container (saya) and the outer firing container (saya) when the temperature of the gas firing furnace 10 is raised under the above conditions.
As shown in FIG. 5, the powder charged in the central baking container was heated without any particular delay as compared with the powder charged in the outer baking container.

上記条件にて原料混合物を焼成後、室温まで自然冷却し、焼成品を得た。次いで、焼成品を解砕し、純水でヌッチェろ過による洗浄を行い、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、中心のサヤで9.3m2/g、外側のサヤで9.3m2/gであった。また、粉末X線回折測定の結果、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ることがわかった。
After firing the raw material mixture under the above conditions, it was naturally cooled to room temperature to obtain a fired product. Then, beating baked product, it was washed by nutsche filtration with pure water, after filtration, and dried 6 hours at 300 ° C., to obtain a powder B 1.
BET specific surface area of the powder B 1 represents, 9.3m 2 / g, was outside the sheath 9.3 m 2 / g in sheath of the center. As a result of the powder X-ray diffraction measurement, it was found that the crystal structure of the powder B 1 was a crystal structure belonging to the R-3m space group.

(比較例1)
実施例1にて作製した原料混合物(M1)を1.8kgずつ実施例1と同様にアルミナ製焼成容器に入れ、水平バーナのみを備えた通常のガス焼成炉(高砂工業株式会社製)にて焼成を行った。炉の構造は、図1〜図3における天井バーナ14aと14bを除去した状態である。焼成条件は、炉の設定温度880℃、保持時間6時間である。
(Comparative Example 1)
The raw material mixture (M 1 ) produced in Example 1 was placed in an alumina firing vessel in the same manner as in Example 1 by 1.8 kg, and placed in an ordinary gas firing furnace (manufactured by Takasago Industry Co., Ltd.) equipped with only a horizontal burner. Was fired. The structure of the furnace is a state in which the ceiling burners 14a and 14b in FIGS. 1 to 3 are removed. The firing conditions are a furnace set temperature of 880 ° C. and a holding time of 6 hours.

上記条件にて、通常のガス焼成炉の昇温を行った際の中心の焼成容器(サヤ)と外側の焼成容器(サヤ)の昇温過程を図6に示す。
図6に示すように、中心のサヤは外側のサヤに比べて特別に遅れて昇温した。
FIG. 6 shows the temperature rising process of the central firing container (saya) and the outer firing container (saya) when the temperature is raised in a normal gas firing furnace under the above conditions.
As shown in FIG. 6, the temperature at the central sheath was raised with a special delay compared to the outer sheath.

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B2を得た。
粉末B2のBET比表面積は中心の焼成容器で9.0m2/g、外側の焼成容器で9.2m2/gであった。また、粉末X線回折測定の結果、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ることがわかった。
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 2.
BET specific surface area of the powder B 2 is the center 9.0 m 2 / g at a firing container was 9.2m at 2 / g on the outside of the firing vessel. As a result of the powder X-ray diffraction measurement, it was found that the crystal structure of the powder B 2 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,B2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,B2)と導電材(アセチレンブラックと黒鉛を9:1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(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)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(LiPF6/EC+DMC+EMC)、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 nonaqueous electrolyte secondary battery using the produced powders B 1 and B 2 as a positive electrode active material was produced, and a charge / discharge test was performed.
N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) of PVdF as a binder to a mixture of a positive electrode active material (powder B 1 , B 2 ) and a conductive material (a mixture of acetylene black and graphite at 9: 1). The solution is added to the composition of active material: conductive material: binder = 87: 10: 3 (weight ratio) and kneaded to form a paste, which is used as a current collector for an Al foil having a thickness of 40 μm. The paste was applied and vacuum dried at 150 ° C. for 8 hours to obtain a positive electrode.
To the obtained positive electrode, a 30:35:35 (volume ratio) mixed solution of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) and ethyl methyl carbonate (EMC) as an electrolytic solution was LiPF 6 at 1 mol / liter. (LiPF 6 / EC + DMC + EMC), a laminated film as a separator, and metal lithium as a negative electrode were combined to produce a coin-type battery (R2032).
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0.176mA/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。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0.176mA/cm2
2サイクル目の放電(1C) :放電電流0.879mA/cm2
3サイクル目の放電(2C) :放電電流1.76mA/cm2
4サイクル目の放電(5C) :放電電流4.40mA/cm2
<Charge / discharge test>
Maximum charging voltage 4.3V, charging time 8 hours, charging current 0.176 mA / 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. Higher discharge capacity due to discharge in each cycle means higher output.
First cycle discharge (0.2 C): discharge current 0.176 mA / cm 2
Second cycle discharge (1C): discharge current 0.879 mA / cm 2
3rd cycle discharge (2C): discharge current 1.76 mA / cm 2
Discharge at the fourth cycle (5C): discharge current 4.40 mA / cm 2

表1からわかるように、本発明の実施形態に係るガス焼成炉10を使用した実施例1の方が、通常のガス焼成炉を使用した比較例1よりも焼成容器(サヤ)の位置による電池性能の分布が小さい結果となり、均一な製品が得られた。   As can be seen from Table 1, in Example 1 using the gas firing furnace 10 according to the embodiment of the present invention, the battery according to the position of the firing container (sheath) than in Comparative Example 1 using a normal gas firing furnace. As a result, the performance distribution was small, and a uniform product was obtained.

本発明は、リチウム二次電池の正極活物質に用いられるリチウム遷移金属複合酸化物の製造技術として広く利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used as a technique for producing a lithium transition metal composite oxide used for a positive electrode active material of a lithium secondary battery.

10 ガス焼成炉
11 焼成炉本体
11A 扉
11B 背壁
11C 天井
11F 床面
11L,11R 側壁
12a,12b,12c,13a,13b,13c 側面バーナ
14a,14b 天井バーナ
15 架台
20 焼成容器
20a 周壁
20b 底部
20d 切欠部
20e 凸条部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas firing furnace 11 Firing furnace main body 11A Door 11B Back wall 11C Ceiling 11F Floor surface 11L, 11R Side wall 12a, 12b, 12c, 13a, 13b, 13c Side burner 14a, 14b Ceiling burner 15 Base 20 Firing container 20a Perimeter wall 20b Bottom 20d Notch 20e ridge

Claims (5)

リチウム化合物と、遷移金属元素を含む化合物とを混合して得られた原料混合物を、炭化水素および/または含酸素炭化水素燃料と支燃性ガスとを燃焼させた火炎を噴出する複数のバーナを備えたガス焼成炉で焼成するリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法であって、
複数の前記バーナとして、前記ガス焼成炉の側壁から当該ガス焼成炉内に向かって水平方向の火炎を噴出する壁面バーナと、前記ガス焼成炉の天井から当該ガス焼成炉内に向かって垂直方向の火炎を噴出する天井バーナとを備えたことを特徴とするリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。
A plurality of burners for injecting a flame in which a raw material mixture obtained by mixing a lithium compound and a compound containing a transition metal element is burned with a hydrocarbon and / or an oxygen-containing hydrocarbon fuel and a combustion-supporting gas. A method for producing a lithium transition metal composite oxide fired in a gas firing furnace provided,
As the plurality of burners, a wall surface burner for ejecting a horizontal flame from the side wall of the gas firing furnace into the gas firing furnace, and a vertical direction from the ceiling of the gas firing furnace into the gas firing furnace A method for producing a lithium transition metal composite oxide comprising a ceiling burner for ejecting a flame.
壁面バーナの火炎が供給する熱量Q1と、天井バーナの火炎が供給する熱量Q2との比であるQ1/Q2が、0.01〜100である請求項1記載のリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。 2. The lithium transition metal composite according to claim 1, wherein Q 1 / Q 2 , which is a ratio of the amount of heat Q 1 supplied by the flame of the wall burner and the amount of heat Q 2 supplied by the flame of the ceiling burner, is 0.01-100. Production method of oxide. 天井バーナから噴出する火炎を形成するときの支燃性ガスの供給速度が、25℃で同量の支燃性ガスを供給した場合に毎秒1メートル以上である請求項1または2記載のリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。   3. The lithium transition according to claim 1, wherein a supply speed of the combustion-supporting gas when forming a flame ejected from the ceiling burner is 1 meter or more per second when the same amount of combustion-supporting gas is supplied at 25 ° C. 3. A method for producing a metal composite oxide. 前記遷移金属元素が、NiおよびMnから選ばれる1以上の元素を含む請求項1から3のいずれかに記載の遷移金属水酸化物の製造方法。   The method for producing a transition metal hydroxide according to any one of claims 1 to 3, wherein the transition metal element contains one or more elements selected from Ni and Mn. 前記遷移金属元素が、NiおよびMnから選ばれる1以上の元素に加え、CoおよびFeから選ばれる1以上の元素を含む請求項1から4のいずれかに記載の遷移金属水酸化物の製造方法。   The method for producing a transition metal hydroxide according to any one of claims 1 to 4, wherein the transition metal element contains one or more elements selected from Co and Fe in addition to one or more elements selected from Ni and Mn. .
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