JP2012216476A - Method for producing lithium transition metal compound - Google Patents

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千明 篠原
Kazuhiro Kikuchi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a lithium transition metal compound for a lithium secondary battery, by which a large amount of lithium transition metal compounds can be stably produced.SOLUTION: In a method for producing a lithium transition metal compound using a multi-stage roll crusher, a lithium transition metal compound for a lithium secondary battery is pulverized while a gap between rolls of a first stage and a gap between rolls of a second stage are each set to be their respective specified gaps.

Description

本発明は、リチウム遷移金属系化合物の製造方法に係る。   The present invention relates to a method for producing a lithium transition metal compound.

近年、携帯用電子機器、通信機器の小型化、軽量化に伴い、それらの電源として、また、自動車用動力源として、高出力、高エネルギー密度であるリチウム二次電池が注目されている。
リチウム二次電池用正極活物質としては、リチウム遷移金属系化合物が知られている。中でも、標準組成がLiCoO2、LiNiO2、LiMn24等のリチウム遷移金属複合酸化物が好ましいことが知られている。さらに、安全性や原料コストの観点から、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属の一部を他の遷移金属で置換したLiNi1−XMn2 (ただし、0≦X≦1)、LiNi1−x’−y’Mnx’Coy’2
ただし、0≦X’≦1、0≦Y’≦1、0≦X’+Y’≦1)等のLiCoOやLiNiOと同じ層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the reduction in size and weight of portable electronic devices and communication devices, lithium secondary batteries having high output and high energy density have attracted attention as power sources thereof and as power sources for automobiles.
Lithium transition metal compounds are known as positive electrode active materials for lithium secondary batteries. Among them, it is known that a lithium transition metal composite oxide such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 having a standard composition is preferable. Further, from the viewpoint of safety and raw material cost, LiNi 1-X Mn X O 2 in which a part of the transition metal of these lithium transition metal composite oxides is substituted with another transition metal (where 0 ≦ X ≦ 1) , LiNi 1-x′-y ′ Mn x ′ Co y ′ O 2 (
However, lithium transition metal composite oxides having the same layered structure as LiCoO 2 and LiNiO 2 such as 0 ≦ X ′ ≦ 1, 0 ≦ Y ′ ≦ 1, 0 ≦ X ′ + Y ′ ≦ 1) have attracted attention.

これらリチウム遷移金属系化合物の製造法としては、例えば、リチウム原料、ニッケル原料、コバルト原料、マンガン原料等を乾式で混合して焼成、解砕、分級する方法、ニッケル原料、コバルト原料、マンガン原料等を含み、所望により更に少量のリチウム原料を含むスラリーを噴霧乾燥して粒状体とし、これに所望の組成比となるように更にリチウム原料を乾式混合し、焼成、解砕、分級する方法、あるいは、ニッケル、コバルト、マンガン等を、例えば炭酸塩として共沈させて得られる複合炭酸塩を焼成して脱炭酸し、得られた粒状体とリチウム原料を乾式混合した後焼成、解砕、分級する方法などが用いられている。   As a method for producing these lithium transition metal compounds, for example, a lithium raw material, a nickel raw material, a cobalt raw material, a manganese raw material, etc. are mixed in a dry method and baked, crushed, classified, a nickel raw material, a cobalt raw material, a manganese raw material, A slurry containing a small amount of a lithium raw material, if desired, and spray-dried into granules, and further dry-mixed with the lithium raw material so that the desired composition ratio is obtained, and calcined, crushed, classified, or A composite carbonate obtained by co-precipitation of nickel, cobalt, manganese, etc., for example, as a carbonate is calcined and decarboxylated, and the resulting granulate and lithium raw material are dry-mixed and then calcined, crushed and classified. Methods are used.

リチウム二次電池の携帯機器や自動車への適用が急速に拡大するのに伴い、リチウム二次電池を、安定して供給することが求められるようになってきている。リチウム二次電池を安定して供給するためには、その電極に使用するリチウム遷移金属系化合物を安定生産することが必要である。つまり上述したリチウム遷移金属系化合物の製造法のうち、安定に大量のリチウム遷移金属系化合物が製造できる製造方法が求められている。   As the application of lithium secondary batteries to portable devices and automobiles rapidly expands, it has been required to supply lithium secondary batteries stably. In order to stably supply a lithium secondary battery, it is necessary to stably produce a lithium transition metal compound used for the electrode. That is, among the above-described methods for producing a lithium transition metal compound, there is a demand for a production method that can stably produce a large amount of a lithium transition metal compound.

また、リチウム二次電池には、高容量、高出力等の高性能化が求められるようになってきている。特に高容量化を実現するために、リチウム二次電池の電極を薄くする検討が積極的に実施されている。そのため、その電極に使用するリチウム遷移金属系化合物には、シャープな粒度分布にすることが必要である。つまり上述したリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法のうち、リチウム遷移金属系化合物としたときに、シャープな粒度分布を得ることが可能となる製造方法が求められている。   In addition, lithium secondary batteries are required to have high performance such as high capacity and high output. In particular, in order to realize a high capacity, studies for thinning the electrode of the lithium secondary battery are being actively conducted. For this reason, the lithium transition metal compound used for the electrode needs to have a sharp particle size distribution. That is, among the above-described methods for producing a lithium transition metal composite oxide, there is a demand for a production method that can obtain a sharp particle size distribution when a lithium transition metal compound is used.

さらに、リチウム二次電池を構成する材料、特に正極活物質中への金属系異物の混入は電池の不良、さらには電池の発火等に繋がる危険性があることが知られており、リチウム電池用の正極活物質であるリチウム遷移金属系化合物の製造工程において、金属系異物を混入させない製造方法が求められている。
特許文献1には、リチウム二次電池の高出力化に有効な粉体状リチウム二次電池正極材料を得るために、サイクロンなどの気流式分級機を用い粗大粒子や不純物の混入を防ぐことが記載されている。
Furthermore, it is known that the inclusion of metallic foreign matter in the materials constituting lithium secondary batteries, especially the positive electrode active material, may lead to battery failure and further risk of battery ignition, etc. In the manufacturing process of the lithium transition metal compound which is the positive electrode active material, there is a demand for a manufacturing method in which no metallic foreign matter is mixed.
In Patent Document 1, in order to obtain a positive electrode material for a powdery lithium secondary battery that is effective for increasing the output of a lithium secondary battery, it is possible to prevent the incorporation of coarse particles and impurities using an airflow classifier such as a cyclone. Are listed.

さらに、特許文献2には、ロールクラッシャーの外周に複種類の圧縮歯や切削歯を設けることで、いかなる形状、サイズの原料でも回転不能になりにくいロールクラッシャーが
記載されている。
また、特許文献3には、ロールクラッシャーの外周に複数の凸部材や凹溝を有する破砕歯を設けたロールクラッシャーにより、コンクリート廃材等の破砕物の排出を補助するロールクラッシャーの排出補助装置が記載されている。
Furthermore, Patent Document 2 describes a roll crusher that is difficult to rotate with any shape and size of raw material by providing multiple types of compression teeth and cutting teeth on the outer periphery of the roll crusher.
Patent Document 3 describes a discharge assist device for a roll crusher that assists the discharge of crushed materials such as concrete waste by a roll crusher provided with crushing teeth having a plurality of convex members and grooves on the outer periphery of the roll crusher. Has been.

特開2004−311297号公報JP 2004-311297 A 特開2001−334156号公報JP 2001-334156 A 特開2004−66041号公報JP 2004-66041 A

しかし、特許文献2および3の製造方法では、ロールクラッシャーを単に一段で用いているものであり、二段で解砕する本願発明に対し、解砕効率が低いため、生産性があげられないという課題を残していた。
従って、本願発明の課題は、遷移金属系化合物の製造工程において、解砕の第一段階を粗解砕とし、二段階目をより細かく解砕し、解砕効率を向上させて生産性を向上させる製造方法を提供することにある。
However, in the production methods of Patent Documents 2 and 3, the roll crusher is simply used in one stage, and the productivity of the invention of the present invention, which is crushed in two stages, is low because the crushing efficiency is low. I left a challenge.
Therefore, the subject of the present invention is to improve the productivity by making the first stage of crushing coarse crushing and finely crushing the second stage, improving the crushing efficiency in the transition metal compound production process. It is to provide a manufacturing method.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、遷移金属系化合物の製造方法の中で、粗大粒子を解砕する工程において、
焼成後のリチウム遷移金属複合酸化物を、二段以上のロールを有すロールクラッシャーを用いて解砕する解砕工程を有し、
1段目のロール間隔を0.8〜4mmとし、
2段目のロール間隔を0.3〜1mmとすることで、上記課題を解決できることを見出し本願発明を完成させた。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors, in the process of pulverizing coarse particles in the method of producing a transition metal compound,
Having a crushing step of crushing the lithium transition metal composite oxide after firing using a roll crusher having two or more rolls;
The first step roll interval is 0.8-4 mm,
The present invention was completed by finding that the above problem can be solved by setting the second-stage roll interval to 0.3 to 1 mm.

即ち、本発明の要旨は、下記のとおりである。
(1)リチウム二次電池用リチウム遷移金属複合酸化物の製造方法において、
焼成後のリチウム遷移金属複合酸化物を、二段以上のロールを有すロールクラッシャーを用いて解砕する解砕工程を有し、
1段目のロール間隔を0.8〜4mmとし、
2段目のロール間隔を0.3〜1mmとすることを特徴とするリチウム二次電池用リチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。
(2)ロールが、溝を設けてなることを特徴とする(1)に記載の製造方法。
(3)粉砕工程の後に、気力分級機による分級工程を有することを特徴とする(1)または(2)に記載の製造方法。
(4)ロールの材質が、セラミックであることを特徴とする(1)ないし(3)のいずれか1項に記載の製造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) In the method for producing a lithium transition metal composite oxide for a lithium secondary battery,
Having a crushing step of crushing the lithium transition metal composite oxide after firing using a roll crusher having two or more rolls;
The first step roll interval is 0.8-4 mm,
A method for producing a lithium transition metal composite oxide for a lithium secondary battery, wherein a second-stage roll interval is 0.3 to 1 mm.
(2) The method according to (1), wherein the roll is provided with a groove.
(3) The production method according to (1) or (2), further comprising a classification step using a pneumatic classifier after the pulverization step.
(4) The manufacturing method according to any one of (1) to (3), wherein the material of the roll is ceramic.

遷移金属系化合物の製造方法において、粗大粒子を解砕する工程において、焼成後のリチウム遷移金属複合酸化物を、二段以上のロールを有すロールクラッシャーを用いて解砕する解砕工程を有し、
1段目のロール間隔を0.8〜4mmとし、
2段目のロール間隔を0.3〜1mmとすることで、遷移金属系化合物の製造方法において、解砕効率を向上させて生産性を向上させる製造方法を提供することにある。
In the method for producing a transition metal compound, in the step of crushing coarse particles, there is a crushing step of crushing the fired lithium transition metal composite oxide using a roll crusher having two or more rolls. And
The first step roll interval is 0.8-4 mm,
It is in providing the manufacturing method which improves crushing efficiency and improves productivity in the manufacturing method of a transition metal type compound by making the roll space | interval of a 2nd step into 0.3-1 mm.

ロールクラッシャーの模式図Schematic diagram of roll crusher

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はこれらの内容に特定されるものではない。
<リチウム遷移金属系化合物>
本発明のリチウム遷移金属系化合物の製造方法(以下適宜、「本発明の製造方法」という)で製造されるリチウム遷移金属系化合物の用途は、特に限定されないが、本発明の製造方法によると、本発明の製造方法によると、金属系不純物の混入が無いため、ディスプレー材料、誘電材料、磁性材料、半導体材料、超伝導材料、電池材料等の電子材料に供することが好ましい。これらの中でも、電池材料に供することがさらに好ましい。電池材料としては、燃料電池材料、リチウム一次電池材料、リチウム二次電池材料等が挙げられる。これらの中でも、リチウム二次電池の負極材料または正極材料に供することがさらに好ましく、リチウム二次電池の正極材料に供することが特に好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is specified by these contents. is not.
<Lithium transition metal compound>
The use of the lithium transition metal compound produced by the method for producing a lithium transition metal compound of the present invention (hereinafter referred to as “the production method of the present invention” as appropriate) is not particularly limited, but according to the production method of the present invention, According to the production method of the present invention, since metal impurities are not mixed, it is preferably used for electronic materials such as display materials, dielectric materials, magnetic materials, semiconductor materials, superconducting materials, battery materials and the like. Among these, it is more preferable to use for battery materials. Examples of the battery material include a fuel cell material, a lithium primary battery material, and a lithium secondary battery material. Among these, it is more preferable to use for the negative electrode material or positive electrode material of a lithium secondary battery, and it is especially preferable to use for the positive electrode material of a lithium secondary battery.

また、本発明の製造方法により製造されるリチウム遷移金属系化合物は特に制限されないが、Liイオンを脱離、挿入することが可能な構造を有する化合物であり、例えば、リン酸塩化合物、リチウム遷移金属複合酸化物、硫化物などが挙げられる。
具体的には、
(1)オリビン構造を有し、一般的にはLiMePO(Meは少なくとも1種以上の遷移金属)で表され、具体的にはLiFePO、LiCoPO、LiNiPO、LiMnPOなどが挙げられるリン酸塩化合物、
(2)リチウムイオンの三次元的拡散が可能なスピネル構造を有し、一般的にLiMe(Meは少なくとも1種以上の遷移金属)と表され、具体的にはLiMn、LiCoMnO、LiNi0.5Mn1.5、CoLiVOなどが挙げられるスピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、
(3)リチウムイオンの二次元的拡散を可能にする層状構造を有し、一般的にLiMeO(Meは少なくとも1種以上の遷移金属)と表され、具体的にはLiCoO、LiNiO、LiNi1−XCo(ただし、0≦X≦1)、LiNi1−X’−Y’MnX’CoY’2(ただし、0≦X’≦1、0≦Y’≦1、0≦X’+Y’≦1)、L
iNi0.5Mn0.5、Li1.2Cr0.4Mn0.4、Li1.2Cr0.4Ti0.4、LiMnOなどが挙げられる層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、
(4)硫化物、例えば、二次元層状構造を有するTiSやMoS、また強固な三次元骨格構造を有し、一般式MeX’’Mo(ただし、MeはPb,Ag,Cuをはじめとする各種遷移金属、0≦X’’≦1)で表されるシュブレル化合物、などが挙げられる。
Further, the lithium transition metal compound produced by the production method of the present invention is not particularly limited, but is a compound having a structure capable of desorbing and inserting Li ions, such as phosphate compounds, lithium transitions. Examples include metal complex oxides and sulfides.
In particular,
(1) Phosphorus having an olivine structure and generally represented by LiMePO 4 (Me is at least one or more transition metals), specifically, LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , LiMnPO 4, etc. Acid salt compounds,
(2) It has a spinel structure capable of three-dimensional diffusion of lithium ions and is generally expressed as LiMe 2 O 4 (Me is at least one transition metal), specifically, LiMn 2 O 4 , A lithium transition metal composite oxide having a spinel structure, such as LiCoMnO 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , CoLiVO 4 ,
(3) It has a layered structure that enables two-dimensional diffusion of lithium ions and is generally expressed as LiMeO 2 (Me is at least one transition metal), specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 1-X Co X O 2 ( however, 0 ≦ X ≦ 1), LiNi 1-X'-Y 'Mn X' Co Y 'O 2 ( however, 0 ≦ X' ≦ 1,0 ≦ Y '≦ 1 , 0 ≦ X ′ + Y ′ ≦ 1), L
A layered structure including iNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , Li 1.2 Cr 0.4 Mn 0.4 O 2 , Li 1.2 Cr 0.4 Ti 0.4 O 2 , LiMnO 2 and the like. Lithium transition metal composite oxide having,
(4) Sulfides, for example, TiS 2 or MoS 2 having a two-dimensional layered structure, or a strong three-dimensional skeleton structure, and a general formula Me X ″ Mo 6 S 8 (where Me is Pb, Ag, Examples thereof include various transition metals including Cu, and a chevrel compound represented by 0 ≦ X ″ ≦ 1).

なかでも、リチウム二次電池用の正極活物質として使用した場合に良好な電池特性を得られる点から、スピネル構造または層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が好ましく、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が特に好ましい。
〈結晶構造〉
本発明のリチウム遷移金属系化合物粉体は、少なくとも層状構造を有するリチウムニッケルマンガンコバルト系複合酸化物および/またはスピネル構造を有するリチウムマンガン系複合酸化物を主成分としたものが好ましい。これらの中でも、結晶格子の膨張・収縮が大きく、本発明の効果が顕著であるため、層状構造を有するリチウムニッケルマンガンコバルト系複合酸化物を主成分としたものがさらに好ましい。なお、本発明においては、リチウムニッケルマンガンコバルト系複合酸化物のうち、コバルトを含まないリチウムニ
ッケルマンガン系複合酸化物も「リチウムニッケルマンガンコバルト系複合酸化物」との文言に含むものとする。
Among them, a lithium transition metal composite oxide having a spinel structure or a layered structure is preferable, and a lithium transition metal having a layered structure is preferable in that good battery characteristics can be obtained when used as a positive electrode active material for a lithium secondary battery. A composite oxide is particularly preferred.
<Crystal structure>
The lithium transition metal-based compound powder of the present invention preferably contains at least a lithium nickel manganese cobalt-based composite oxide having a layered structure and / or a lithium manganese-based composite oxide having a spinel structure as a main component. Among these, since the expansion and contraction of the crystal lattice is large and the effect of the present invention is remarkable, the main component is a lithium nickel manganese cobalt composite oxide having a layered structure. In the present invention, among lithium nickel manganese cobalt-based composite oxides, lithium nickel manganese-based composite oxides not including cobalt are also included in the term “lithium nickel manganese cobalt-based composite oxide”.

ここで、層状構造に関してさらに詳しく述べる。層状構造を有するものの代表的な結晶系としては、LiCoO、LiNiOのようなα−NaFeO型に属するものがあり、これらは六方晶系であり、その対称性から空間群 Here, the layered structure will be described in more detail. As a typical crystal system having a layered structure, there are those belonging to the α-NaFeO 2 type such as LiCoO 2 and LiNiO 2 , which are hexagonal and have a space group due to their symmetry.

(以下「層状R(−3)m構造」と表記することがある。)に帰属される。
ただし、層状LiMeOとは、層状R(−3)m構造に限るものではない。これ以外にもいわゆる層状Mnと呼ばれるLiMnOは斜方晶系で空間群Pm2mの層状化合物であり、また、いわゆる213相と呼ばれるLiMnOは、Li[Li1/3Mn2/3]Oとも表記でき、単斜晶系の空間群C2/m構造であるが、やはりLi層と[Li1/3Mn2/3]層及び酸素層が積層した層状化合物である。
さらに、スピネル構造に関してさらに詳しく述べる。スピネル型構造を有するものの代表的な結晶系としては、LiMn4のようなMgAl型に属するものがあり、こ
れらは立方晶系であり、その対称性から空間群
(Hereinafter referred to as “layered R (−3) m structure”).
However, the layered LiMeO 2 is not limited to the layered R (−3) m structure. In addition to this, LiMnO 2 called so-called layered Mn is an orthorhombic and space-group Pm2m layered compound, and Li 2 MnO 3 called so-called 213 phase is Li [Li 1/3 Mn 2/3 ]. O 2 , which is a monoclinic space group C2 / m structure, is also a layered compound in which a Li layer, a [Li 1/3 Mn 2/3 ] layer, and an oxygen layer are stacked.
Furthermore, the spinel structure will be described in more detail. As a typical crystal system having a spinel structure, there is a crystal system belonging to the MgAl 2 O 4 type such as LiMn 2 O 4 , which is a cubic system, and because of its symmetry, the space group.

(以下「スピネル型Fd(−3)m構造」と表記することがある。)に帰属される。 た
だし、スピネル型LiMeO4とは、スピネル型Fd(−3)m構造に限るものではない
。これ以外にも異なる空間郡(P432)に属するスピネル型LiMeOも存在する。
〈組成〉
また、本発明のリチウム含有遷移金属化合物粉体は、下記組成式(A)または(B)で示されるリチウム遷移金属系化合物粉体であることが好ましい。 さらに、層状化合物に
おいては、スピネル型化合物と比較して、相対的にMnの溶出量が少なく、サイクル特性におよぼすMnの影響が少ないため、本発明の効果がより明確な差となって現れる。従って、本発明は下記組成式(A)で示されるリチウム遷移金属系化合物粉体であることが、さらに好ましい。
1)下記組成式(A)で示されるリチウム遷移金属系化合物粉体である場合
Li1+xMO …(A)
ただし、xは通常0以上、好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.02以上、最も好ましくは0.03以上、通常0.5以下、好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.3以下、最も好ましくは0.2以下である。Mは、Ni及びMn、或いは、Ni、Mn及びCoから構成される元素であり、Mn/Niモル比は通常0.1以上、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは0.6以上、より一層好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.8以上、最も好ましくは0.9以上、通常5以下、好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下、最も好ましくは1.5以下である。Ni/Mモル比は通常0以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.03以上、最も好ましくは0.05以上、通常0.50以下、好ましくは0.49以下、より好ましくは0.48以下、更に好ましくは0
.47以下、最も好ましくは0.45以下である。Co/Mモル比は通常0以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.03以上、最も好ましくは0.05以上、通常0.50以下、好ましくは0.40以下、より好ましくは0.30以下、更に好ましくは0.20以下、最も好ましくは0.15以下である。なお、xで表されるLiのリッチ分は、遷移金属サイトMに置換している場合もある。
(Hereinafter sometimes referred to as “spinel-type Fd (−3) m structure”). However, the spinel type LiMeO 4 is not limited to the spinel type Fd (−3) m structure. In addition, spinel type LiMeO 4 belonging to a different space group (P4 3 32) also exists.
<composition>
The lithium-containing transition metal compound powder of the present invention is preferably a lithium transition metal compound powder represented by the following composition formula (A) or (B). Further, in the layered compound, the amount of Mn eluted is relatively small compared to the spinel type compound, and the influence of Mn on the cycle characteristics is small. Therefore, the effect of the present invention appears as a clear difference. Therefore, the present invention is more preferably a lithium transition metal compound powder represented by the following composition formula (A).
1) In the case of a lithium transition metal compound powder represented by the following composition formula (A)
Li 1 + x MO 2 (A)
However, x is usually 0 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, most preferably 0.03 or more, usually 0.5 or less, preferably 0.4 or less, more preferably 0.3. Hereinafter, it is most preferably 0.2 or less. M is an element composed of Ni and Mn, or Ni, Mn and Co, and the Mn / Ni molar ratio is usually 0.1 or more, preferably 0.3 or more, more preferably 0.5 or more, Preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, still more preferably 0.8 or more, most preferably 0.9 or more, usually 5 or less, preferably 4 or less, more preferably 3 or less, still more preferably 2.5 or less, most preferably 1.5 or less. The Ni / M molar ratio is usually 0 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, still more preferably 0.03 or more, most preferably 0.05 or more, usually 0.50 or less, preferably 0. .49 or less, more preferably 0.48 or less, still more preferably 0.
. 47 or less, most preferably 0.45 or less. The Co / M molar ratio is usually 0 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, still more preferably 0.03 or more, most preferably 0.05 or more, usually 0.50 or less, preferably 0. .40 or less, more preferably 0.30 or less, still more preferably 0.20 or less, and most preferably 0.15 or less. In addition, the rich portion of Li represented by x may be replaced with the transition metal site M.

なお、上記組成式(A)においては、酸素量の原子比は便宜上2と記載しているが、多少の不定比性があってもよい。不定比性がある場合、酸素の原子比は通常2±0.2の範囲、好ましくは2±0.15の範囲、より好ましくは2±0.12の範囲、さらに好ましくは2±0.10の範囲、特に好ましくは2±0.05の範囲である。
また、本発明のリチウム遷移金属系化合物粉体は、正極活物質の結晶性を高めるために酸素含有ガス雰囲気下で高温焼成を行って焼成されたものであることが好ましい。
In the composition formula (A), the atomic ratio of the oxygen amount is described as 2 for convenience, but there may be some non-stoichiometry. In the case of non-stoichiometry, the atomic ratio of oxygen is usually in the range of 2 ± 0.2, preferably in the range of 2 ± 0.15, more preferably in the range of 2 ± 0.12, and even more preferably 2 ± 0.10. And particularly preferably in the range of 2 ± 0.05.
In addition, the lithium transition metal-based compound powder of the present invention is preferably obtained by firing at a high temperature in an oxygen-containing gas atmosphere in order to increase the crystallinity of the positive electrode active material.

焼成温度の下限は特に、上記組成式(A)で示される組成を持つリチウム遷移金属系化合物においては、通常900℃以上、好ましくは950℃以上、最も好ましくは1000℃以上であり、通常1300℃以下、好ましくは1250℃以下、最も好ましくは1200℃以下である。焼成温度が低すぎると異相が混在し、また結晶構造が発達せずに格子歪が増大する。また比表面積が大きくなりすぎる。逆に焼成温度が高すぎると一次粒子が過度に成長し、粒子間の焼結が進行し過ぎ、比表面積が小さくなり過ぎる。
2)下記一般式(B)で表されるリチウム遷移金属系化合物である場合。
The lower limit of the firing temperature is usually 900 ° C. or higher, preferably 950 ° C. or higher, most preferably 1000 ° C. or higher, and usually 1300 ° C., in the lithium transition metal compound having the composition represented by the composition formula (A). The temperature is preferably 1250 ° C. or lower, most preferably 1200 ° C. or lower. If the firing temperature is too low, heterogeneous phases are mixed, and the lattice distortion increases without developing a crystal structure. Moreover, the specific surface area becomes too large. Conversely, if the firing temperature is too high, the primary particles grow excessively, sintering between the particles proceeds too much, and the specific surface area becomes too small.
2) A lithium transition metal compound represented by the following general formula (B).

Li[LiaMn2−b−a]O4+δ・・・(B)
ただし、Mは、Ni、Cr、Fe、Co、Cu、Zr、AlおよびMgから選ばれる遷移金属のうちの少なくとも1種から構成される元素であり、これらの中でも、高電位における充放電容量の点から、最も好ましくはNiである。
bの値は通常0.4以上、好ましくは0.425以上、より好ましくは0.45以上、さらに好ましくは0.475以上、最も好ましくは0.49以上、通常0.6以下、好ましくは0.575以下、より好ましくは0.55以下、更に好ましくは0.525以下、最も好ましくは0.51以下である。
Li [Li a M b Mn 2 -b-a] O 4 + δ ··· (B)
However, M is an element composed of at least one of transition metals selected from Ni, Cr, Fe, Co, Cu, Zr, Al and Mg, and among these, the charge / discharge capacity at a high potential is From the point of view, Ni is most preferable.
The value of b is usually 0.4 or more, preferably 0.425 or more, more preferably 0.45 or more, further preferably 0.475 or more, most preferably 0.49 or more, usually 0.6 or less, preferably 0. .575 or less, more preferably 0.55 or less, still more preferably 0.525 or less, and most preferably 0.51 or less.

bの値がこの範囲であれば、リチウム遷移金属系化合物における単位重量当たりのエネルギー密度が高く、好ましい。
また、aの値は通常0以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、さらに好ましくは0.03以上、最も好ましくは0.04以上、通常0.3以下、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.15以下、更に好ましくは0.1以下、最も好ましくは0.075以下である。
If the value of b is in this range, the energy density per unit weight in the lithium transition metal compound is high, which is preferable.
The value of a is usually 0 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, further preferably 0.03 or more, most preferably 0.04 or more, usually 0.3 or less, preferably 0. .2 or less, more preferably 0.15 or less, still more preferably 0.1 or less, and most preferably 0.075 or less.

aの値がこの範囲であれば、リチウム遷移金属系化合物における単位重量当たりのエネルギー密度を大きく損なわず、かつ、良好な負荷特性が得られるため、好ましい。
さらに、δの値は通常±0.5の範囲、好ましくは±0.4の範囲、より好ましくは±0.2の範囲、さらに好ましくは±0.1の範囲、特に好ましくは±0.05の範囲である。
If the value of a is within this range, the energy density per unit weight in the lithium transition metal-based compound is not significantly impaired, and good load characteristics can be obtained, which is preferable.
Furthermore, the value of δ is usually in the range of ± 0.5, preferably in the range of ± 0.4, more preferably in the range of ± 0.2, still more preferably in the range of ± 0.1, particularly preferably ± 0.05. Range.

δの値がこの範囲であれば、結晶構造としての安定性が高く、このリチウム遷移金属系化合物を用いて作製した電極を有する電池のサイクル特性や高温保存が良好であるため、好ましい。
ここで本発明のリチウム遷移金属系化合物の組成であるリチウムニッケルマンガン系複合酸化物におけるリチウム組成の化学的な意味について、以下により詳細に説明する。
If the value of δ is within this range, the stability as a crystal structure is high, and the cycle characteristics and high-temperature storage of a battery having an electrode produced using this lithium transition metal compound are favorable.
Here, the chemical meaning of the lithium composition in the lithium nickel manganese composite oxide, which is the composition of the lithium transition metal compound of the present invention, will be described in more detail below.

上記リチウム遷移金属系化合物の組成式のa,bを求めるには、各遷移金属とリチウム
を誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP−AES)で分析して、Li/Ni/Mnの比を求める事で計算される。
構造的視点では、aに係るリチウムは、同じ遷移金属サイトに置換されて入っていると考えられる。ここで、aに係るリチウムによって、電荷中性の原理によりMとマンガンの平均価数が3.5価より大きくなる。
In order to obtain a and b in the composition formula of the lithium transition metal compound, each transition metal and lithium are analyzed with an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES) to obtain a ratio of Li / Ni / Mn. It is calculated by the thing.
From a structural point of view, it is considered that lithium related to a is substituted for the same transition metal site. Here, due to the lithium according to a, the average valence of M and manganese becomes larger than 3.5 due to the principle of charge neutrality.

<原料金属化合物>
本発明の製造方法に用いられる原料金属化合物としては、特に限定されないが、例えば、リチウム原料、ニッケル原料、コバルト原料、マンガン原料、鉄原料、バナジウム原料物、クロム原料およびチタン原料からなる群から選ばれる少なくとも一種の原料金属化合物が用いられる。これらの中でも、リチウム原料、ニッケル原料、コバルト原料およびマンガン原料からなる群から選ばれる少なくとも一種の原料金属化合物を用いることが電池特性の点から好ましい。
<Raw metal compound>
Although it does not specifically limit as a raw material metal compound used for the manufacturing method of this invention, For example, it selects from the group which consists of lithium raw material, nickel raw material, cobalt raw material, manganese raw material, iron raw material, vanadium raw material, chromium raw material, and titanium raw material At least one starting metal compound is used. Among these, at least one raw material metal compound selected from the group consisting of a lithium raw material, a nickel raw material, a cobalt raw material, and a manganese raw material is preferably used from the viewpoint of battery characteristics.

これらの原料の好ましい具体例については後述する。
<製造方法>
本発明の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物の製造方法において、原料を湿式で混合し、スラリーとし、該スラリーを噴霧乾燥して粒状体とし、焼成、解砕、分級する方法(本製造方法を本願では、「噴霧乾燥法」ということがある。)、中でも、リチウム原料、ニッケル原料、コバルト原料、マンガン原料等を湿式で混合しスラリーとし、該スラリーを噴霧乾燥して粒状体とし、焼成、解砕、分級する方法(本製造方法を本願では、「リチウム先添加噴霧乾燥法」ということがある。)、あるいは、ニッケル原料、コバルト原料、マンガン原料等を含み、所望により更に少量のリチウム原料を湿式で混合しスラリーを噴霧乾燥して粒状体とし、これに所望の組成比となるように更にリチウム原料を乾式混合し、焼成、解砕、分級する方法(本製造方法を本願では、「リチウム後添加噴霧乾燥法」ということがある。)、または、ニッケル原料、コバルト原料、マンガン原料等を、例えば炭酸塩として共沈させて得られる複合炭酸塩を焼成して脱炭酸し、得られた粒状体とリチウム原料を乾式混合した後、焼成、解砕、分級する方法(本、製造方法を本願では、「共沈法」ということがある。)などが挙げられる。
Preferred specific examples of these raw materials will be described later.
<Manufacturing method>
The production method of the present invention is not particularly limited. For example, in the method for producing a lithium transition metal composite oxide, the raw materials are mixed in a wet form to form a slurry, and the slurry is spray-dried to form a granular material. A method of crushing and classifying (this production method is sometimes referred to as “spray drying method” in the present application), among which lithium raw material, nickel raw material, cobalt raw material, manganese raw material, etc. are mixed in a wet form to form a slurry. A method of spray drying to form granules, firing, crushing, and classification (this production method may be referred to as “lithium pre-added spray drying method” in the present application), or nickel raw material, cobalt raw material, manganese raw material, etc. If necessary, a small amount of lithium raw material is mixed in a wet manner, and the slurry is spray-dried to form a granular material, and further lithium raw material so as to have a desired composition ratio. A method of dry-mixing, firing, crushing, and classifying (this production method is sometimes referred to as “lithium post-addition spray drying method” in this application), or a nickel raw material, a cobalt raw material, a manganese raw material, etc. The composite carbonate obtained by co-precipitation as a salt is calcined and decarboxylated, and the resulting granule and lithium raw material are dry mixed, and then calcined, crushed and classified (this, the production method in this application, "It may be called" coprecipitation method ").

<リチウム遷移金属系化合物の粒径>
本発明の製造方法で得られるリチウム遷移金属系化合物の粒径は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意である。
ただし、リチウム遷移金属系化合物は、超音波発振器による分散処理を行わない試料をレーザー回折法により粒度分布を測定したときのメジアン径が、通常20μm以下、好ましくは15μm以下であることが望ましい。メジアン径が上限を上回ると、所望する粒径に見合うだけのスラリーを安定的に供給出来なかったり、粗大粒子が多く発生してしまうことで、リチウム遷移金属系化合物としてシャープな粒度分布が得られなかったり、等本発明の効果が得られない場合がある。
<Particle size of lithium transition metal compound>
The particle size of the lithium transition metal compound obtained by the production method of the present invention is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
However, it is desirable that the lithium transition metal compound has a median diameter of 20 μm or less, preferably 15 μm or less when a particle size distribution is measured by a laser diffraction method on a sample that is not subjected to dispersion treatment with an ultrasonic oscillator. If the median diameter exceeds the upper limit, it is not possible to stably supply a slurry suitable for the desired particle size, or a large number of coarse particles are generated, so that a sharp particle size distribution can be obtained as a lithium transition metal compound. In some cases, the effects of the present invention cannot be obtained.

一方、上記メジアン径の下限は、通常1μm以上、好ましくは3μm以上である。メジアン径が上記下限を下回ると、所望する粒径に見合うだけのスラリーを安定的に供給出来なかったり、微粉が増加してリチウム遷移金属系化合物の粒子同士が凝集することで、リチウム遷移金属系化合物としてシャープな粒度分布が得られなかったり、本発明の効果が得られない場合がある。   On the other hand, the lower limit of the median diameter is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more. If the median diameter is less than the above lower limit, it is not possible to stably supply a slurry suitable for the desired particle size, or the fine powder increases and the particles of the lithium transition metal compound aggregate to form a lithium transition metal system. As a compound, a sharp particle size distribution may not be obtained, or the effects of the present invention may not be obtained.

なお、リチウム遷移金属系化合物のメジアン径は、JIS Z 8825−1に基づいて公知のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製:LA−920型)によって測定した値を採用することができる。また、測定の際に用いる分散媒としては、0
.1重量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用いる。さらに、測定時の超音波(出力30W、周波数22.5kHz)印加時間は0分、測定時に使用する屈折率は、1.60a010i(実数部1.60、虚数部0.10)である。
As the median diameter of the lithium transition metal compound, a value measured by a known laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (manufactured by Horiba, Ltd .: LA-920 type) based on JIS Z 8825-1 should be adopted. Can do. Moreover, as a dispersion medium used in the measurement, 0
. A 1% by weight aqueous solution of sodium hexametaphosphate is used. Furthermore, the application time of ultrasonic waves (output 30 W, frequency 22.5 kHz) at the time of measurement is 0 minutes, and the refractive index used at the time of measurement is 1.60a010i (real part 1.60, imaginary part 0.10).

<リチウム遷移金属系化合物の比表面積>
本発明の製造方法で得られるリチウム遷移金属系化合物の比表面積は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意である。
ただし、リチウム遷移金属系化合物の比表面積が、通常10m/g以下、好ましくは5m/g以下であることが望ましい。メジアン径が上限を上回ると、本発明により得られたリチウム遷移金属系化合物として塗布特性が低下したり、電池性能が悪化したりする等の問題が発生する場合がある。
<Specific surface area of lithium transition metal compound>
The specific surface area of the lithium transition metal compound obtained by the production method of the present invention is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
However, the specific surface area of the lithium transition metal-based compound is usually 10 m 2 / g or less, preferably 5 m 2 / g or less. When the median diameter exceeds the upper limit, there may be a problem that the coating characteristics of the lithium transition metal compound obtained by the present invention are deteriorated or the battery performance is deteriorated.

一方、上記メジアン径の下限は、通常0.1m/g以上、好ましくは0.3m/g以上である。比表面積が上記下限を下回ると、本発明により得られたリチウム遷移金属系化合物として電池性能が悪化したりする等の問題が発生する場合がある。
なお、BET比表面積は、公知のBET式粉体比表面積測定装置によって測定できる。本発明では、島津製作所製:フローソーブII2300型比表面積測定装置を用い、吸着ガスに窒素、キャリアガスにヘリウムを使用し、連続流動法によるBET1点式法測定を行った。具体的には粉体試料を混合ガスにより350℃の温度で加熱脱気し、次いで液体窒素温度まで冷却して窒素/ヘリウム混合ガスを吸着させた後、これを水により室温まで加温して吸着された窒素ガスを脱着させ、その量を熱伝導検出器によって検出し、これから試料の比表面積を算出した。
On the other hand, the lower limit of the median diameter is usually 0.1 m 2 / g or more, preferably 0.3 m 2 / g or more. When the specific surface area is less than the lower limit, problems such as deterioration of battery performance as the lithium transition metal compound obtained by the present invention may occur.
The BET specific surface area can be measured by a known BET type powder specific surface area measuring device. In the present invention, a BET one-point method measurement by a continuous flow method was performed using Shimadzu Corporation: Flowsorb II 2300 type specific surface area measuring apparatus, using nitrogen as an adsorption gas and helium as a carrier gas. Specifically, the powder sample is heated and deaerated with a mixed gas at a temperature of 350 ° C., then cooled to liquid nitrogen temperature to adsorb the nitrogen / helium mixed gas, and then heated to room temperature with water. The adsorbed nitrogen gas was desorbed, the amount was detected by a heat conduction detector, and the specific surface area of the sample was calculated from this.

次に、リチウム遷移金属系化合物としてリチウムニッケルマンガンコバルト系複合酸化物粉体を例にあげて、その原料および製造方法をより詳細に説明する。
<Li原料>
本発明の方法により、リチウムニッケルマンガンコバルト系複合酸化物を製造するに当たり、スラリーの調製に用いる原料化合物のうち、リチウム化合物としては、LiCO、LiNO、LiNO、LiOH、LiOH・HO、LiH、LiF、LiCl、LiBr、LiI、CHOOLi、LiO、LiSO、ジカルボン酸Li、クエン酸Li、脂肪酸Li、アルキルリチウム等が挙げられる。
Next, taking a lithium nickel manganese cobalt composite oxide powder as an example of the lithium transition metal compound, the raw material and production method thereof will be described in more detail.
<Li raw material>
Among the raw material compounds used for the preparation of the slurry in producing the lithium nickel manganese cobalt based composite oxide by the method of the present invention, the lithium compounds include Li 2 CO 3 , LiNO 3 , LiNO 2 , LiOH, LiOH · H. 2 O, LiH, LiF, LiCl, LiBr, LiI, CH 3 OOLi, Li 2 O, Li 2 SO 4 , dicarboxylic acid Li, citric acid Li, fatty acid Li, alkyllithium and the like can be mentioned.

これらリチウム化合物の中でも、焼成処理の際にSO、NO等の有害物質を発生させない点で、窒素原子や硫黄原子、ハロゲン原子を含有しないリチウム化合物が好ましい。また、焼成時に分解ガスを発生する等して、噴霧乾燥粉体の二次粒子内に分解ガスを発生するなどして空隙を形成しやすい化合物が好ましい。これらの点を勘案すると、とりわけLiCO、LiOH、LiOH・HOが特に好ましい。これらのリチウム化合物は1種を単独で使用しても良く、2種以上を併用しても良い。 Among these lithium compounds, lithium compounds that do not contain nitrogen atoms, sulfur atoms, or halogen atoms are preferable in that no harmful substances such as SO x and NO x are generated during the firing treatment. Further, a compound that easily forms voids by generating decomposition gas in the secondary particles of the spray-dried powder, for example, by generating decomposition gas during firing is preferable. Taking these points into consideration, Li 2 CO 3 , LiOH, and LiOH.H 2 O are particularly preferable. These lithium compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<Ni原料>
また、ニッケル化合物としては、Ni(OH)2、NiO、NiOOH、炭酸ニッケル
、NiC24・2H2O、Ni(NO32・6H2O、NiSO4、NiSO4・6H2O、
脂肪酸ニッケル、ニッケルハロゲン化物等が挙げられる。
これらニッケル化合物の中でも、焼成処理の際にSO、NOX等の有害物質を発生さ
せない点で、Ni(OH)2、NiO、NiOOH、炭酸ニッケル、NiC24・2H2Oのようなニッケル化合物が好ましい。また、工業原料として安価に入手できる観点、及び、反応性が高いという観点からNi(OH)2、NiO、NiOOH、炭酸ニッケルが更
に好ましい。加えて焼成時に分解ガスを発生する等して、噴霧乾燥粉体の二次粒子内に空隙を形成しやすいという観点から、Ni(OH)2、NiO、炭酸ニッケルが特に好まし
い。これらのニッケル化合物は1種を単独で使用しても良く、2種以上を併用しても良い
<Ni raw material>
The nickel compounds include Ni (OH) 2 , NiO, NiOOH, nickel carbonate, NiC 2 O 4 .2H 2 O, Ni (NO 3 ) 2 .6H 2 O, NiSO 4 , NiSO 4 .6H 2 O,
Examples include nickel fatty acid and nickel halide.
Of these nickel compounds, SO x during the firing process, in that it does not generate harmful substances such as NO X, such as Ni (OH) 2, NiO, NiOOH, nickel carbonate, NiC 2 O 4 · 2H 2 O Nickel compounds are preferred. Further, Ni (OH) 2 , NiO, NiOOH, and nickel carbonate are more preferable from the viewpoint of being available as an industrial raw material at a low cost and from the viewpoint of high reactivity. In addition, Ni (OH) 2 , NiO, and nickel carbonate are particularly preferable from the viewpoint of easily forming voids in the secondary particles of the spray-dried powder by generating decomposition gas during firing. These nickel compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<Mn原料>
また、マンガン化合物としてはMn23、MnO2、Mn34等のマンガン酸化物、M
nCO3、Mn(NO32、MnSO4、酢酸マンガン、ジカルボン酸マンガン、クエン酸マンガン、脂肪酸マンガン等のマンガン塩、オキシ水酸化物、塩化マンガン等のハロゲン化物等が挙げられる。
<Mn raw material>
Further, as the manganese compound, manganese oxides such as Mn 2 O 3 , MnO 2 , Mn 3 O 4 , M
Examples thereof include manganese salts such as nCO 3 , Mn (NO 3 ) 2 , MnSO 4 , manganese acetate, manganese dicarboxylate, manganese citrate and fatty acid manganese, halides such as oxyhydroxide and manganese chloride.

これらのマンガン化合物の中でも、焼成処理の際にSO、NO等のガスを発生せず、更に工業原料として安価に入手できる点から、MnO、Mn23、Mn34、MnCOが好ましい。これらのマンガン化合物は1種を単独で使用しても良く、2種以上を併用しても良い。
<Co原料>
また、コバルト化合物としては、Co(OH)2、CoOOH、CoO、Co23、C
34、Co(OCOCH32・4H2O、CoCl2、Co(NO32・6H2O、Co
(SO42・7H2O、CoCO等が挙げられる。
Among these manganese compounds, MnO 2 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , MnCO are used because they do not generate gases such as SO x , NO x, etc., and can be obtained at low cost as industrial raw materials. 3 is preferred. These manganese compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
<Co raw material>
Cobalt compounds include Co (OH) 2 , CoOOH, CoO, Co 2 O 3 , C
o 3 O 4 , Co (OCOCH 3 ) 2 .4H 2 O, CoCl 2 , Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O, Co
(SO 4 ) 2 · 7H 2 O, CoCO 3 and the like.

これらコバルト化合物の中でも、焼成工程の際にSO、NOX等の有害物質を発生さ
せない点で、Co(OH)2、CoOOH、CoO、Co23、Co34、CoCO
好ましく、工業的に安価に入手できる点及び反応性が高い点でCo(OH)2、CoOO
Hが更に好ましい。加えて焼成時に分解ガスを発生する等して、噴霧乾燥粉体の二次粒子内に空隙を形成しやすいという観点から、Co(OH)2、CoOOH、CoCOが特
に好ましい。これらのコバルト化合物は1種を単独で使用しても良く、2種以上を併用しても良い。
Among these cobalt compounds, SO x during the firing process, in that it does not generate harmful substances such as NO X, Co (OH) 2 , CoOOH, CoO, is Co 2 O 3, Co 3 O 4, CoCO 3 preferably Co (OH) 2 , CoOO in terms of industrial availability at low cost and high reactivity
H is more preferable. In addition, Co (OH) 2 , CoOOH, and CoCO 3 are particularly preferable from the viewpoint of easily forming voids in the secondary particles of the spray-dried powder by generating decomposition gas during firing. These cobalt compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<他元素置換・添加物>
また、電池特性を適宜調整するために、上記のLi、Ni、Mn、Co原料化合物以外にリチウム遷移金属複合酸化物の構造内に他元素置換を行って異元素群を導入したり、後述する噴霧乾燥にて異元素群を添加することで、形成される二次粒子内の粉体物性を調整することが可能である。なお、ここで使用する、二次粒子の空隙を効率よく形成させることを目的として添加する異元素の添加段階は、その性質に応じて、原料混合前または混合後の何れかを選択することが可能である。とくに、混合工程によって機械的剪断応力が加わるなどして分解しやすい化合物は混合工程後に添加することが好ましい。
<Other element substitution and additives>
Further, in order to appropriately adjust the battery characteristics, other element substitution is performed in the structure of the lithium transition metal composite oxide in addition to the above Li, Ni, Mn, and Co raw material compounds to introduce a different element group, which will be described later. By adding the different element group by spray drying, it is possible to adjust the powder physical properties in the formed secondary particles. As used herein, the step of adding the foreign element added for the purpose of efficiently forming the voids of the secondary particles can be selected either before or after mixing the raw materials, depending on the nature. Is possible. In particular, it is preferable to add a compound that is easily decomposed due to mechanical shear stress applied by the mixing step after the mixing step.

他元素置換を行って異元素群を導入したり、添加される異元素群の具体例としては、2群の元素が挙げられ、それらの具体的化合物名を以下に記載する。
第1の群としては、B及びBiから選ばれる少なくとも1種の元素(更なる添加元素1)を有する化合物(更なる添加剤1)を用いることが好ましい。これらの更なる添加元素1の中でも、工業原料として安価に入手でき、かつ軽元素である点から、更なる添加元素1がBであることが好ましい。
As specific examples of the different element group introduced or substituted with other elements, there are two groups of elements, and specific compound names are described below.
As the first group, it is preferable to use a compound (further additive 1) having at least one element (further additive element 1) selected from B and Bi. Among these additional elements 1, it is preferable that the additional element 1 is B from the viewpoint that it can be obtained at low cost as an industrial raw material and is a light element.

添加元素1を含有する化合物(更なる添加剤1)の種類としては、本発明の効果を発現するものであればその種類に格別の制限はないが、通常はホウ酸、オキソ酸の塩類、酸化物、水酸化物などが用いられる。これらの更なる添加剤2の中でも、工業原料として安価に入手できる点から、ホウ酸、酸化物であることが好ましく、ホウ酸であることが特に好ましい。   The type of compound containing additional element 1 (further additive 1) is not particularly limited as long as it exhibits the effects of the present invention, but usually boric acid, oxo acid salts, Oxides and hydroxides are used. Among these further additives 2, boric acid and oxides are preferable, and boric acid is particularly preferable because it can be obtained as an industrial raw material at low cost.

更なる添加剤1の例示化合物としては、BO、B、B、B、BO、BO、B13、LiBO、LiB、Li、HBO、HBO、B(OH)、B(OH)、BiBO、Bi、Bi、Bi(OH
などが挙げられ、工業原料として比較的安価かつ容易に入手できる点から、好ましくはB、HBO、Biが挙げられ、特に好ましくは、HBOが挙げられる。これらの更なる添加剤1は1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。
Further exemplary compounds of additive 1 include BO, B 2 O 2 , B 2 O 3 , B 4 O 5 , B 6 O, B 7 O, B 13 O 2 , LiBO 2 , LiB 5 O 8 , Li 2 B 4 O 7 , HBO 2 , H 3 BO 3 , B (OH) 3 , B (OH) 4 , BiBO 3 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 5 , Bi (OH
) Such as 3 can be mentioned, from the viewpoint of relatively inexpensive and readily available as an industrial raw material, preferably include B 2 O 3, H 3 BO 3, Bi 2 O 3, particularly preferably, the H 3 BO 3 Can be mentioned. These additional additives 1 may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

第2の群としては、Mo、W、Nb、Ta及びReから選ばれる少なくとも1種以上の元素(以下「更なる添加元素2」と称す。)を有する化合物(以下「更なる添加剤2」と称す。)を用いることが好ましい。これらの更なる添加元素2の中でも、効果が大きい点から、更なる添加元素2がMoまたはWであることが好ましく、Wであることが最も好ましい。 更なる添加元素2を含有する化合物(更なる添加剤2)の種類としては、本発
明の効果を発現するものであればその種類に格別の制限はないが、通常は酸化物が用いられる。
The second group includes compounds having at least one element selected from Mo, W, Nb, Ta and Re (hereinafter referred to as “further additive element 2”) (hereinafter “further additive 2”). It is preferable to use. Among these additional elements 2, the additional element 2 is preferably Mo or W, and most preferably W, because the effect is great. The type of the compound (further additive 2) containing the additional element 2 is not particularly limited as long as the effect of the present invention is exhibited, but an oxide is usually used.

更なる添加剤2の例示化合物としては、MoO、MoO、MoO、MoO、Mo、Mo、LiMoO、WO、WO、WO、WO、W、W、W1849、W2058、W2470,W2573、W40118、LiWO、NbO、NbO、Nb、Nb、Nb・nHO、LiNbO、TaO、Ta、LiTaO、ReO、ReO、Re、Reなどが挙げられ、工業原料として比較的入手し易い、又はリチウムを包含するといった点から、好ましくはMoO、LiMoO、WO、LiWOが挙げられ、特に好ましくはWOが挙げられる。これらの更なる添加剤2は1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。 Further exemplary compounds of additive 2 include MoO, MoO 2 , MoO 3 , MoO x , Mo 2 O 3 , Mo 2 O 5 , Li 2 MoO 4 , WO, WO 2 , WO 3 , WO x , W 2. O 3 , W 2 O 5 , W 18 O 49 , W 20 O 58 , W 24 O 70 , W 25 O 73 , W 40 O 118 , Li 2 WO 4 , NbO, NbO 2 , Nb 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Nb 2 O 5 .nH 2 O, LiNbO 3 , Ta 2 O, Ta 2 O 5 , LiTaO 3 , ReO 2 , ReO 3 , Re 2 O 3 , Re 2 O 7 and the like are listed as industrial raw materials. MoO 3 , Li 2 MoO 4 , WO 3 , Li 2 WO 4 are preferable, and WO 3 is particularly preferable because it is relatively easily available or includes lithium. These additional additives 2 may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

<湿式粉砕>
なお、原料の混合段階においてはそれと並行して原料の粉砕が為されていることが好ましい。粉砕の程度としては、粉砕後の原料粒子の粒径が指標となるが、平均粒子径(メジアン径)として通常1.0μm以下、好ましくは0.7μm以下、最も好ましくは0.5μm以下とする。粉砕後の原料粒子の平均粒子径が大きすぎると、焼成工程における反応性が低下するのに加え、組成が均一化し難くなる。ただし、必要以上に小粒子化することは、粉砕のコストアップに繋がるので、平均粒子径が通常0.01μm以上、好ましくは0.02μm以上、さらに好ましくは0.05μm以上となるように粉砕すれば良い。このような粉砕程度を実現するための手段としては特に限定されるものではないが、湿式粉砕法が好ましい。具体的にはダイノーミル、スターミル、等を挙げることができる。
<Wet grinding>
In the raw material mixing stage, it is preferable that the raw material is pulverized in parallel. As the degree of pulverization, the particle diameter of the raw material particles after pulverization is an index, but the average particle diameter (median diameter) is usually 1.0 μm or less, preferably 0.7 μm or less, and most preferably 0.5 μm or less. . If the average particle size of the pulverized raw material particles is too large, the reactivity in the firing process is lowered, and the composition is difficult to homogenize. However, making particles smaller than necessary leads to an increase in the cost of pulverization, so that the average particle size is usually 0.01 μm or more, preferably 0.02 μm or more, more preferably 0.05 μm or more. It ’s fine. A means for realizing such a degree of pulverization is not particularly limited, but a wet pulverization method is preferable. Specific examples include a dyno mill and a star mill.

なお、スラリー中の粉砕粒子のメジアン径は、JIS Z 8825−1に基づいて公知のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製:LA−920型)によって測定した値を採用することができる。また、測定の際に用いる分散媒としては、0.1重量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用いる。さらに、測定時の超音波(出力30W、周波数22.5kHz)印加時間は5分、測定時に使用する屈折率は、1.24a000i(実数部1.24、虚数部0.00)である。   The median diameter of the pulverized particles in the slurry should be a value measured by a known laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (manufactured by Horiba, Ltd .: LA-920 type) based on JIS Z 8825-1. Can do. Moreover, as a dispersion medium used in the measurement, a 0.1% by weight sodium hexametaphosphate aqueous solution is used. Furthermore, the application time of ultrasonic waves (output 30 W, frequency 22.5 kHz) during measurement is 5 minutes, and the refractive index used during measurement is 1.24a000i (real part 1.24, imaginary part 0.00).

<噴霧乾燥>
湿式混合後は、次いで通常乾燥工程に供される。方法は特に限定されないが、生成する粒子状物の均一性や粉体流動性、粉体ハンドリング性能、乾燥粒子を効率よく製造できる等の観点から噴霧乾燥が好ましい。
噴霧乾燥に供されるスラリーの濃度は特に限定されず本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1重量%以上、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上、特に好ましくは15重量%以上である。スラリー濃度が低すぎると生産性を著しく損ねるためである。また、スラリー濃度の上限は、高濃度であるほど、生産性が向上し好ましいが、スラリー濃度が高すぎるとスラリーの粘度が高くなり、後述する噴霧工程
にてノズルで噴霧できなくなる恐れがある。従って、通常70重量%以下である。
<Spray drying>
After the wet mixing, it is then usually subjected to a drying process. The method is not particularly limited, but spray drying is preferable from the viewpoints of uniformity of the generated particulate matter, powder flowability, powder handling performance, and efficient production of dry particles.
The concentration of the slurry to be subjected to spray drying is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but usually 1% by weight or more, preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, particularly Preferably it is 15 weight% or more. This is because if the slurry concentration is too low, productivity is significantly impaired. Further, the upper limit of the slurry concentration is preferably higher as productivity is improved, but if the slurry concentration is too high, the viscosity of the slurry becomes high, and there is a possibility that the nozzle cannot be sprayed in the spraying step described later. Therefore, it is usually 70% by weight or less.

さらに、スラリーの粘度は特に制限はなく本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常100mPa・s以上、好ましくは200mPa・s以上であり、また、通常5000mPa・s以下、好ましくは3000mPa・s以下である。スラリーの粘度が低すぎると後述する噴霧工程にて噴霧した際にきれいな球状粒子を形成できなくなりやすく、また、高すぎるとノズルで噴霧できなくなる可能性がある。   Further, the viscosity of the slurry is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Usually, the viscosity is 100 mPa · s or more, preferably 200 mPa · s or more, and usually 5000 mPa · s or less, preferably 3000 mPa. -S or less. If the viscosity of the slurry is too low, it becomes difficult to form clean spherical particles when sprayed in the spraying process described later, and if it is too high, there is a possibility that the nozzle cannot be sprayed.

噴霧乾燥は、公知の方法により行なえばよい。例えば、ノズルの先端に気体流とスラリーとを流入させることによってノズルからスラリーを液滴として吐出させ、乾燥ガスと接触させて液滴を迅速に乾燥させる方法を用いることができる。
なお、噴霧乾燥で造粒粒子を製造する場合、得られる造粒粒子の粒子径は、噴霧形式、加圧気体流供給速度、スラリー供給速度、乾燥温度等を適宜選定することによって制御することができる。
Spray drying may be performed by a known method. For example, it is possible to use a method in which a gas flow and slurry are caused to flow into the tip of the nozzle so that the slurry is ejected as droplets from the nozzle and brought into contact with a drying gas to quickly dry the droplets.
When producing granulated particles by spray drying, the particle size of the obtained granulated particles can be controlled by appropriately selecting the spray format, pressurized gas flow supply rate, slurry supply rate, drying temperature, etc. it can.

また、噴霧乾燥時の条件に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。例えば、乾燥雰囲気は通常大気であるが、窒素などの不活性雰囲気下でもよい。また、乾燥用ガスの温度も任意であるが、通常は、80〜300℃で噴霧装置に導入し、45〜250℃で装置から排出することが好ましい。
噴霧乾燥により得られる粉体のメジアン径は通常30μm以下、より好ましくは25μm以下、更に好ましくは20μm以下、最も好ましくは18μm以下となるようにする。ただし、あまりに小さな粒径は得にくい傾向にあるので、通常は3μm以上、好ましくは4μm以上、より好ましくは5μm以上である。
Moreover, there is no restriction | limiting in the conditions at the time of spray-drying, as long as the effect of this invention is not impaired remarkably. For example, the dry atmosphere is usually air, but may be an inert atmosphere such as nitrogen. Moreover, although the temperature of the drying gas is also arbitrary, it is usually preferable to introduce into the spraying device at 80 to 300 ° C and to discharge from the device at 45 to 250 ° C.
The median diameter of the powder obtained by spray drying is usually 30 μm or less, more preferably 25 μm or less, still more preferably 20 μm or less, and most preferably 18 μm or less. However, since it tends to be difficult to obtain a too small particle size, it is usually 3 μm or more, preferably 4 μm or more, more preferably 5 μm or more.

<焼成前駆体>
ここで、本発明において「焼成前駆体」とは、噴霧乾燥粉体を処理して得られる焼成前のリチウムニッケルマンガンコバルト系複合酸化物等のリチウム遷移金属系化合物の前駆体を意味する。例えば、前述の焼成時に分解ガスを発生又は昇華して、二次粒子内に空隙を形成させる化合物を、上述の噴霧乾燥粉体に含有させて焼成前駆体としてもよい。
<Baking precursor>
Here, the “firing precursor” in the present invention means a precursor of a lithium transition metal compound such as a lithium nickel manganese cobalt composite oxide before firing obtained by treating a spray-dried powder. For example, the above spray-dried powder may contain a compound that generates or sublimates decomposition gas during the above-described firing to form voids in the secondary particles, and serves as a firing precursor.

<焼成>
この焼成条件は、組成や使用するリチウム化合物原料にも依存するが、傾向として、焼成温度が高すぎると一次粒子が過度に成長し、粒子間の焼結が進行し過ぎ、比表面積が小さくなり過ぎる。逆に低すぎると異相が混在し、また結晶構造が発達せずに格子歪が増大する。また比表面積が大きくなりすぎる。焼成温度としては、通常900℃以上、好ましくは950℃以上、最も好ましくは1000℃以上であり、通常1300℃以下、好ましくは1250℃以下、最も好ましくは1200℃以下である。
<Baking>
This firing condition depends on the composition and the lithium compound raw material used, but as a tendency, if the firing temperature is too high, primary particles grow excessively, sintering between the particles proceeds too much, and the specific surface area becomes small. Pass. On the other hand, if it is too low, heterogeneous phases are mixed, and the lattice distortion increases without developing the crystal structure. Moreover, the specific surface area becomes too large. The firing temperature is usually 900 ° C. or higher, preferably 950 ° C. or higher, most preferably 1000 ° C. or higher, and is usually 1300 ° C. or lower, preferably 1250 ° C. or lower, most preferably 1200 ° C. or lower.

焼成を二段階で行う場合、一段目の保持温度は500℃以上が好ましく、より好ましくは550℃以上、最も好ましくは600℃以上が好ましく、通常1000℃以下、より好ましくは950℃以下、最も好ましくは900℃以下である。 焼成には、例えば、箱形炉、管状炉、トンネル炉、ロータリーキルン等を使用することができる。焼成工程は、通常、昇温・最高温度保持・降温の三部分に分けられる。二番目の最高温度保持部分は必ずしも一回とは限らず、目的に応じて二段階又はそれ以上の段階をふませてもよく、二次粒子を破壊しない程度に凝集を解消することを意味する解砕工程または、一次粒子或いはさらに微小粉末まで砕くことを意味する粉砕工程を挟んで、昇温・最高温度保持・降温の工程を二回又はそれ以上繰り返しても良い。   When firing is performed in two stages, the first stage holding temperature is preferably 500 ° C. or higher, more preferably 550 ° C. or higher, most preferably 600 ° C. or higher, usually 1000 ° C. or lower, more preferably 950 ° C. or lower, most preferably. Is 900 ° C. or lower. For firing, for example, a box furnace, a tubular furnace, a tunnel furnace, a rotary kiln or the like can be used. The firing process is usually divided into three parts: temperature increase, maximum temperature retention, and temperature decrease. The second maximum temperature holding portion is not necessarily limited to one time, and may include two or more stages depending on the purpose, which means that aggregation is eliminated to the extent that secondary particles are not destroyed. The temperature raising, maximum temperature holding, and temperature lowering steps may be repeated twice or more with a crushing step or a pulverization step which means crushing to primary particles or even fine powder.

焼成に要する時間は、温度によっても異なるが、短いほど生産性の観点から好ましいが、短すぎると、リチウム遷移金属系化合物の結晶性が向上しないため、通常30分以上、
好ましくは3時間以上、最も好ましくは6時間以上で、24時間以下、好ましくは20時間以下、最も好ましくは16時間以下である。保持時間が短すぎると結晶性の良いリチウムニッケルマンガンコバルト系複合酸化物粉体が得られ難くなり、長すぎるのは実用的ではない。焼成時間が長すぎると、生産性を著しく損ねるので好ましくない。
Although the time required for firing varies depending on the temperature, it is preferable from the viewpoint of productivity as it is short, but if it is too short, the crystallinity of the lithium transition metal compound is not improved, and usually 30 minutes or more,
Preferably it is 3 hours or more, most preferably 6 hours or more, 24 hours or less, preferably 20 hours or less, most preferably 16 hours or less. If the holding time is too short, it is difficult to obtain a lithium nickel manganese cobalt based composite oxide powder with good crystallinity, and it is not practical to have a too long holding time. If the firing time is too long, productivity is remarkably impaired.

焼成を二段階で行う場合、一段目の焼成に要する時間は、温度によっても異なるが、短いほど生産性の観点から好ましいが、短すぎると、第一段階の目的(予備焼成)を達成できないことがあるため、通常30分以上、好ましくは3時間以上、最も好ましくは6時間以上で、24時間以下、好ましくは20時間以下、最も好ましくは16時間以下である。焼成時間が長すぎると、生産性を著しく損ねるので好ましくない。   When firing is performed in two stages, the time required for the first stage firing varies depending on the temperature, but the shorter is preferable from the viewpoint of productivity, but if it is too short, the purpose of the first stage (preliminary firing) cannot be achieved. Therefore, it is usually 30 minutes or longer, preferably 3 hours or longer, most preferably 6 hours or longer, 24 hours or shorter, preferably 20 hours or shorter, most preferably 16 hours or shorter. If the firing time is too long, productivity is remarkably impaired.

前述の焼成炉による製造方法に加えて、移動床などによる焼成も可能である。
焼成時の雰囲気は、空気等の酸素含有ガス雰囲気を用いることができる。通常は酸素濃度が1体積%以上、好ましくは10体積%以上、より好ましくは15体積%以上で、100体積%以下、好ましくは50体積%以下、より好ましくは25体積%以下の雰囲気とする。
In addition to the above-described manufacturing method using a baking furnace, baking using a moving bed or the like is also possible.
As an atmosphere during firing, an oxygen-containing gas atmosphere such as air can be used. Usually, the atmosphere has an oxygen concentration of 1% by volume or more, preferably 10% by volume or more, more preferably 15% by volume or more, and 100% by volume or less, preferably 50% by volume or less, more preferably 25% by volume or less.

この焼成工程を行なうことにより、リチウム遷移金属複合化合物を得ることができる。
<解砕・分級工程>
焼成工程にて得られたリチウム遷移金属複合化合物は、次いで解砕・分級工程に供される。
解砕工程は、焼成後焼結しているリチウム遷移金属複合化合物を、適度な大きさまで崩す工程であり、解砕後の大きさとしては、通常3cm以下、好ましくは1cm以下、より好ましくは5mm以下、更に好ましくは1mm以下であり、通常1μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは50μm以上、更に好ましくは100μm以上である。解砕後の大きさが大きすぎると、次工程である分級工程での分級効率が低下する恐れがある。一方で解砕後の大きさが小さすぎると、噴霧乾燥工程にて形成した球形が崩れたり、微粉同士が凝集して次工程である分級工程での分級効率が低下する恐れがある。解砕には、ロールクラッシャー装置が用いられる。所望する解砕後の大きさに応じて、各装置の運転条件を決定する。なお、解砕工程は、リチウム遷移金属複合化合物の焼結の度合いに応じて、実施しなくてもよいし、複数回実施してもよい。
By performing this firing step, a lithium transition metal composite compound can be obtained.
<Disintegration / classification process>
The lithium transition metal composite compound obtained in the firing step is then subjected to a crushing / classifying step.
The crushing step is a step of breaking the lithium transition metal composite compound sintered after firing to an appropriate size. The size after crushing is usually 3 cm or less, preferably 1 cm or less, more preferably 5 mm. Hereinafter, it is more preferably 1 mm or less, usually 1 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 50 μm or more, and further preferably 100 μm or more. If the size after crushing is too large, the classification efficiency in the classification step, which is the next step, may be reduced. On the other hand, if the size after pulverization is too small, the spherical shape formed in the spray drying process may collapse, or fine powders may aggregate to reduce the classification efficiency in the subsequent classification process. A roll crusher device is used for crushing. The operating conditions of each device are determined according to the desired size after crushing. The crushing step may not be performed or may be performed a plurality of times depending on the degree of sintering of the lithium transition metal composite compound.

<ロールクラッシャーによる解砕工程>
本願発明の解砕工程は、焼成後のリチウム遷移金属複合酸化物を、二段以上のロールを有すロールクラッシャーを用いて解砕する解砕工程を有し、
1段目のロール間隔を0.8〜4mmとし、
2段目のロール間隔を0.3〜1mmとすること
を特徴としている。
<Crushing process by roll crusher>
The crushing step of the present invention has a crushing step of crushing the fired lithium transition metal composite oxide using a roll crusher having two or more rolls,
The first step roll interval is 0.8-4 mm,
The second stage roll interval is 0.3 to 1 mm.

ロールクラッシャーのロール数としては、下限としては、解砕効率向上の点から、2段以上であることを特徴としている。ロールクラッシャーのロール数は、解砕効率の点から、より多くの段数をもたせても良い。ただし、上限値を超えてロール数を増やしても解砕効率の向上効果は低いため、上限としては通常5段以下であるが、好ましくは4段以下、特に好ましくは3段以下である。   The number of rolls of the roll crusher is characterized in that the lower limit is two or more stages from the viewpoint of improving crushing efficiency. The number of rolls of the roll crusher may be increased from the viewpoint of crushing efficiency. However, since the effect of improving the crushing efficiency is low even if the number of rolls is increased beyond the upper limit, the upper limit is usually 5 or less, preferably 4 or less, particularly preferably 3 or less.

1段目のロール間隔としては、下限としては、解砕効率および遷移金属系化合物の滞留を防止するため、0.8mm以上であることが特徴である。また、好ましくは0.85mm以上、さらに好ましくは0.9mm以上、特に好ましくは0.95mm以上である。上限としては、二段目での解砕効率が低下してしまうことや、粗大粒子が多くなり、収率が低下してしまうため、4mm以下であることを特徴である。また、好ましくは3.8mm
以下、さらに好ましくは3.5mm以下、特に好ましくは3mm以下である。
The lower limit of the roll interval of the first stage is characterized in that it is 0.8 mm or more in order to prevent crushing efficiency and retention of the transition metal compound. Further, it is preferably 0.85 mm or more, more preferably 0.9 mm or more, and particularly preferably 0.95 mm or more. The upper limit is characterized in that it is 4 mm or less because the crushing efficiency in the second stage is reduced, and coarse particles increase and the yield decreases. Also preferably 3.8 mm
Hereinafter, it is more preferably 3.5 mm or less, particularly preferably 3 mm or less.

2段目のロール間隔としては、下限としては、解砕効率および遷移金属系化合物の滞留を防止するため、0.3mm以上であることを特徴としている。また、好ましくは0.4mm以上、特に好ましくは0.5mm以上である。上限としては、粗大粒子が多くなり、収率が低下してしまうため、通常1mm以下であることを特徴としている。また、好ましくは0.9mm以下、さらに好ましくは0.8mm以下、特に好ましくは0.7mm以下である。   The lower limit of the roll interval of the second stage is characterized by being 0.3 mm or more in order to prevent crushing efficiency and retention of the transition metal compound. Moreover, Preferably it is 0.4 mm or more, Most preferably, it is 0.5 mm or more. As an upper limit, since coarse particles increase and a yield falls, it is characterized by being 1 mm or less normally. Further, it is preferably 0.9 mm or less, more preferably 0.8 mm or less, and particularly preferably 0.7 mm or less.

ロールの材質としては、通常金属、セラミックなどが挙げられる。これらの中でも、異物混入防止の点から、セラミックが特に好ましい。
本願発明において、解砕効率をさらに向上するため、ロールの軸方向に溝を入れることが好ましい。溝は、一段目のロールに入れられていることが解砕効率向上の点から好ましい。溝の入れ方としては、回転軸に対して、等間隔でいれることが好ましい。溝の数としては、下限としては、焼成塊を噛み込みやすくする点から、通常1つ以上、好ましくは、2つ以上である。上限としては、溝に入り込んで十分に解砕されないまま通過する量が増え、解砕が粗くなってしまい収率を落とす可能性がある点から、通常8つ以下、好ましくは、6つ以下である。
Examples of the material of the roll usually include metals and ceramics. Among these, ceramic is particularly preferable from the viewpoint of preventing foreign matter contamination.
In this invention, in order to further improve crushing efficiency, it is preferable to make a groove | channel in the axial direction of a roll. The groove is preferably placed in the first-stage roll from the viewpoint of improving the crushing efficiency. The groove is preferably inserted at equal intervals with respect to the rotation axis. The lower limit of the number of grooves is usually 1 or more, preferably 2 or more, from the viewpoint of facilitating biting of the calcined mass. The upper limit is usually 8 or less, preferably 6 or less from the point that the amount passing through the groove without being sufficiently crushed increases and the crushed material becomes rough and may reduce the yield. is there.

溝の幅の下限としては、焼成塊がロール内で滞留してしまい、解砕効率を低下してしまうため、通常1cm以上、好ましくは、1.1cm以上、さらに好ましくは1.2cm以上である。上限としては、解砕が粗くなってしまい、収率を落とす可能性があるため、通常5cm以下、好ましくは4cm以下、さらに好ましくは3cm以下である。溝の深さの下限としては、焼成塊を噛み込みやすくする効果を十分に発現させる点から、通常2mm以上、好ましくは2.5mm以上、さらに好ましくは3mm以上である。上限としては、解砕が粗くなってしまい、収率を落とす可能性があるため、通常2cm以下、好ましくは、1.5cm以下、さらに好ましくは1cm以下である。   The lower limit of the width of the groove is usually 1 cm or more, preferably 1.1 cm or more, and more preferably 1.2 cm or more, because the calcined mass stays in the roll and lowers the crushing efficiency. . The upper limit is usually 5 cm or less, preferably 4 cm or less, and more preferably 3 cm or less, because crushing becomes rough and the yield may be reduced. The lower limit of the depth of the groove is usually 2 mm or more, preferably 2.5 mm or more, and more preferably 3 mm or more, from the viewpoint of sufficiently expressing the effect of facilitating the biting of the calcined mass. The upper limit is usually 2 cm or less, preferably 1.5 cm or less, and more preferably 1 cm or less, because crushing becomes coarse and the yield may be reduced.

解砕工程にて適度な大きさにされたリチウム遷移金属複合化合物は、次に分級工程で最終的に所望する粒度まで粒度調整される。分級後のメジアン径としては、通常20μm以下、好ましくは15μm以下であり、通常1μm以上、好ましくは3μm以上である。メジアン径が上限を上回ると、電池の電極とした際に電極膜厚を超えるような粗大粒子が多く発生し、電池歩留まりに悪影響を及ぼす場合がある。メジアン径が上記下限を下回ると、微粉が増加して遷移金属系化合物の粒子同士が凝集することで、遷移金属系化合物としてシャープな粒度分布が得られなかったり、本発明の効果が得られない場合がある。分級には、円形振動篩、高速回転するブレードにより粉体をメッシュスクリーンに押し当てて篩いわける分級機、気流式分級機等の装置が用いられる。所望する解砕後の大きさに応じて、各装置の運転条件を決定する。なお、分級程は、必要に応じて複数回実施してもよい。また分級の際に、同時に解砕を実施してもよい。   The lithium transition metal composite compound that has been moderately sized in the crushing step is then adjusted to the final desired particle size in the classification step. The median diameter after classification is usually 20 μm or less, preferably 15 μm or less, and usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more. When the median diameter exceeds the upper limit, a large amount of coarse particles exceeding the electrode film thickness are generated when the battery electrode is formed, which may adversely affect the battery yield. When the median diameter is less than the above lower limit, the fine powder increases and the particles of the transition metal compound agglomerate so that a sharp particle size distribution cannot be obtained as the transition metal compound or the effect of the present invention cannot be obtained. There is a case. For classification, devices such as a circular vibration sieve, a classifier that presses powder against a mesh screen with a blade rotating at high speed, and an airflow classifier are used. The operating conditions of each device are determined according to the desired size after crushing. In addition, you may implement a classification process in multiple times as needed. In the classification, crushing may be performed at the same time.

[その他の工程]
本発明の製造方法においては、本発明の効果を著しく損なわない限り、上記の分級工程や焼成工程以外の工程を行なうようにしても良い。
例えば、焼成により得られたリチウム遷移金属複合酸化物を粉砕する粉砕工程などを行なうようにしても良い。
[Other processes]
In the production method of the present invention, unless the effects of the present invention are significantly impaired, processes other than the classification process and the baking process described above may be performed.
For example, you may make it perform the grinding | pulverization process etc. which grind | pulverize the lithium transition metal complex oxide obtained by baking.

さらに、例えば、焼成前駆体に、その含有元素の割合を調整するため、原料を一部追加したり、或いは取り除いたりしても良い。
また、例えば、焼成前駆体のメジアン径や最大粒径を上述した範囲内に収めるため、適宜、粉砕などを行なうようにしても良い。
〈本発明の製造方法が上述の効果をもたらす理由〉
本発明の製造方法が上述の効果をもたらす理由としては、未だ明かではないが、次のように推察される。
Further, for example, a part of the raw material may be added to or removed from the firing precursor in order to adjust the ratio of the contained elements.
Further, for example, in order to keep the median diameter and maximum particle diameter of the firing precursor within the above-described range, pulverization or the like may be performed as appropriate.
<Reason why the production method of the present invention brings about the above effects>
The reason why the production method of the present invention brings about the above-mentioned effects is not yet clear, but is presumed as follows.

即ち、本発明の製造方法は、遷移金属系化合物の製造工程において、複数段階で解砕を行うことにより、解砕を効率的に行うことができ、ロールの間隔も制御していることで、遷移金属系化合物の滞留も起こらず、解砕効率をさらに向上させて生産性を向上させることができたものと推察される。   That is, in the production process of the transition metal compound, the production method of the present invention can efficiently perform crushing by performing crushing in a plurality of stages, and also controls the roll interval. It is presumed that the transition metal compound did not stay and the crushing efficiency was further improved to improve the productivity.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
LiCO、炭酸ニッケル、Mn、CoOOH、HBO、WOをLi:Ni:Mn:Co:B:W=1.15:0.45:0.45:0.10:0.0025:0.015のモル比となるように秤量、混合し、これに水を加えて固形分40重量%のスラリーを調製した。循環式媒体攪拌型湿式ビーズミルを用いて、スラリー中の固形分をメジアン径0.5μmに湿式粉砕した。得られたスラリーをスプレードライヤーにより噴霧乾燥し、メジアン径約17μmのほぼ球状の造粒粒子を得た。この造粒粒子をセラミック製焼成鉢に仕込み、空気を流通させながら、最高温度800℃、約10時間の一段目の焼成を行い、次いで最高温度1150℃、約12時間の二段目の焼成を行った。これにより、ほぼ仕込みのモル比組成の焼成塊を得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
<Example 1>
Li 2 CO 3 , nickel carbonate, Mn 3 O 4 , CoOOH, H 3 BO 3 , WO 3 with Li: Ni: Mn: Co: B: W = 1.15: 0.45: 0.45: 0.10 : Weighed and mixed so that the molar ratio was 0.0025: 0.015, and added water to prepare a slurry having a solid content of 40% by weight. The solid content in the slurry was wet pulverized to a median diameter of 0.5 μm using a circulating medium agitation type wet bead mill. The obtained slurry was spray-dried with a spray dryer to obtain substantially spherical granulated particles having a median diameter of about 17 μm. The granulated particles are charged into a ceramic baking pot, and the first stage baking is performed at a maximum temperature of 800 ° C. for about 10 hours while circulating air, and then the second stage baking is performed at a maximum temperature of 1150 ° C. for about 12 hours. went. As a result, a fired lump having an almost charged molar ratio composition was obtained.

この焼成塊を、二段のセラミックス製ロールを有するロールクラッシャーの一段目のロールの間隔を1mm、二段目のロールの間隔を0.5mmとして解砕した。
その結果、解砕後の粉体中の1mm以上の粗大粒子率が0.7%であり、大幅な収率改善
に繋がった。
<実施例2>
一段目のロールの間隔を3mmとした以外は、実施例1と同様に、リチウム遷移金属複合酸化物を製造した。その結果、解砕後の粉体中の1mm以上の粗大粒子率が2.3%であ
り、大幅な収率改善に繋がった。
The fired lump was crushed by setting the interval between the first rolls of the roll crusher having two ceramic rolls to 1 mm and the interval between the second rolls to 0.5 mm.
As a result, the coarse particle ratio of 1 mm or more in the powder after pulverization was 0.7%, which led to a significant yield improvement.
<Example 2>
A lithium transition metal composite oxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the interval between the first rolls was 3 mm. As a result, the coarse particle ratio of 1 mm or more in the powder after pulverization was 2.3%, which led to a significant yield improvement.

<実施例3>
一段目のロールを溝ありにした以外は、実施例1と同様に、リチウム遷移金属複合酸化物を製造した。溝は、幅2cm、深さ5mmとし、1つのロールに4本ずつ作製した。そ
の結果、ロール上に焼成塊が滞留することなく、実施例1および2よりも解砕時間を短縮することができ、効率的に解砕できた。
<Example 3>
A lithium transition metal composite oxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the first roll was provided with grooves. The grooves had a width of 2 cm and a depth of 5 mm, and four grooves were produced on one roll. As a result, the pulverization time could be shortened compared to Examples 1 and 2 without causing the baked mass to stay on the roll, and the pulverization could be efficiently performed.

<比較例1>
一段目のロールの間隔を5mmとした以外は、実施例1と同様に、リチウム遷移金属複合酸化物を製造した。その結果、解砕後の粉体中の1mm以上の粗大粒子率が6.3%であ
った。
本発明にかかる実施例1、2では、ロールの隙間を調整することにより、比較例1に比べ、解砕後の粗大粒子率を低減させることができ、収率改善に繋げることができた。さらに、実施例3では、ロールに溝を作製することによって、焼成塊を噛みこみやすくする効果を発現することができ、ロール上に焼成塊が滞留するという問題を改善し、実施例1および実施例2よりも、効率的に解砕することができた。
<Comparative Example 1>
A lithium transition metal composite oxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the interval between the first rolls was 5 mm. As a result, the coarse particle ratio of 1 mm or more in the powder after pulverization was 6.3%.
In Examples 1 and 2 according to the present invention, by adjusting the gap between the rolls, the coarse particle ratio after pulverization could be reduced as compared with Comparative Example 1, and the yield could be improved. Further, in Example 3, the effect of facilitating the biting of the calcined mass can be expressed by forming a groove in the roll, and the problem that the calcined mass stays on the roll is improved. It could be crushed more efficiently than Example 2.

本発明の適用分野は特に限定されず、公知の各種の用途に用いることが可能であり、な
かでもリチウム二次電池用遷移金属複合酸化物の製造法に有用であり、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、ストロボ、カメラ等に好適に用いられるリチウム二次電池用の遷移金属複合酸化物の製造法に有用である。
The field of application of the present invention is not particularly limited, and can be used for various known uses, and is particularly useful for the method of producing a transition metal composite oxide for a lithium secondary battery. Input PC, mobile PC, electronic book player, mobile phone, mobile fax, mobile copy, mobile printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, mini-disc, transceiver, electronic notebook, calculator, memory card, It is useful in a method for producing a transition metal composite oxide for a lithium secondary battery suitably used for a portable tape recorder, a radio, a backup power source, a motor, a lighting device, a toy, a game machine, a watch, a strobe, a camera and the like.

Claims (4)

リチウム二次電池用リチウム遷移金属複合酸化物の製造方法において、
焼成後のリチウム遷移金属複合酸化物を、二段以上のロールを有すロールクラッシャーを用いて解砕する解砕工程を有し、
1段目のロール間隔を0.8〜4mmとし、
2段目のロール間隔を0.3〜1mmとすることを特徴とするリチウム二次電池用リチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。
In the method for producing a lithium transition metal composite oxide for a lithium secondary battery,
Having a crushing step of crushing the lithium transition metal composite oxide after firing using a roll crusher having two or more rolls;
The first step roll interval is 0.8-4 mm,
A method for producing a lithium transition metal composite oxide for a lithium secondary battery, wherein a second-stage roll interval is 0.3 to 1 mm.
ロールが、溝を設けてなることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the roll is provided with a groove. 粉砕工程の後に、気力分級機による分級工程を有することを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, further comprising a classification step using a pneumatic classifier after the pulverization step. ロールの材質が、セラミックであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の製造方法。   4. The manufacturing method according to claim 1, wherein the material of the roll is ceramic.
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