JP2013030292A - Olivine-type positive electrode active material, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池等に使用されるオリビン系正極活物質及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an olivine-based positive electrode active material used for a lithium ion secondary battery or the like and a method for producing the same.
リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度及び出力密度等に優れ、小型、軽量化に有効であるため、ノート型パソコン、携帯電話、ハンディビデオカメラ等の携帯機器の電源として、その需要は急激な伸びを示しているのみならず、近年急速に市場を獲得しているハイブリッド自動車や電気自動車等の電源としても検討されている。 Lithium ion secondary batteries are excellent in energy density and output density, and are effective in reducing the size and weight. Therefore, the demand for lithium-ion secondary batteries as a power source for portable devices such as notebook computers, mobile phones, and handy video cameras is growing rapidly. In addition, it has been studied as a power source for hybrid vehicles and electric vehicles that have rapidly gained market in recent years.
従来、リチウムイオン二次電池用正極活物質としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、及びコバルト−ニッケル複合酸化物等が用いられてきた。しかし、これらの正極には希少金属であるコバルトやニッケルが用いられているため、リチウムイオン二次電池のコストが高くなる、酸化安定性が悪い等の問題があった。 Conventionally, lithium cobaltate, lithium nickelate, cobalt-nickel composite oxide, and the like have been used as positive electrode active materials for lithium ion secondary batteries. However, since rare metals such as cobalt and nickel are used for these positive electrodes, there are problems such as an increase in cost of the lithium ion secondary battery and poor oxidation stability.
そのため、近年、安全性が高く比較的安価なリン酸塩である、オリビン型の結晶構造を有するリン酸鉄リチウム(LiFePO4)を主とした正極活物質(オリビン系正極活物質)が注目されている。
LiFePO4は、合成原料となるFe源として、リン酸鉄Fe3(PO4)2や酢酸鉄Fe(CH3COO)2等の2価の鉄の塩を用い、還元環境下にて800℃という比較的高温で長時間にわたり焼成されることにより合成されている(特許文献1参照)。
Therefore, in recent years, a positive electrode active material (olivine-based positive electrode active material) mainly composed of lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) having an olivine type crystal structure, which is a safe and relatively inexpensive phosphate, has been attracting attention. ing.
LiFePO 4 uses a divalent iron salt such as iron phosphate Fe 3 (PO 4 ) 2 or iron acetate Fe (CH 3 COO) 2 as an Fe source as a synthesis raw material, and is 800 ° C. in a reducing environment. It is synthesized by firing at a relatively high temperature for a long time (see Patent Document 1).
また、混合工程で前駆体中に還元剤であるFe粉を添加したり(特許文献2、特許文献3)、多糖類を加えると共に水素雰囲気で長時間焼成することで合成している(特許文献4)。これは二価のFeは合成雰囲気中に含まれる微量な酸素に敏感であり、容易に酸化されて三価となってしまう為、生成物中に三価の鉄化合物が混在しやすく、単相のLiFePO4を得ることが困難であることが理由である。 Moreover, it is synthesized by adding Fe powder as a reducing agent in the precursor in the mixing step (Patent Documents 2 and 3), adding polysaccharides and firing for a long time in a hydrogen atmosphere (Patent Documents). 4). This is because divalent Fe is sensitive to a small amount of oxygen contained in the synthesis atmosphere, and is easily oxidized and becomes trivalent. Therefore, trivalent iron compounds are likely to be mixed in the product, and single phase This is because it is difficult to obtain LiFePO 4 .
リン酸鉄リチウムを主とした正極活物質は、導電性が低く、特に、大電流での放電においては電池の容量が低くなるという問題があった。
本発明の課題は、導電性の高い正極活物質を提供することである。
The positive electrode active material mainly composed of lithium iron phosphate has low conductivity, and has a problem that the capacity of the battery is low particularly when discharging at a large current.
An object of the present invention is to provide a positive electrode active material having high conductivity.
本発明者らは、鋭意研究した結果、オリビン系化合物の原料に炭素同素体を混合し、焼成して得られる正極活物質が、高い導電性を有することを見出し、本発明を完成させた。
本発明によれば、以下の正極活物質等が提供される。
1.下記式(1)で表されるオリビン系化合物と、炭素同素体と、が複合体を形成している正極活物質。
Lix(M1y1M2y2M3y3)PO4 (1)
(式中、xは0<x≦2である。
y1、y2及びy3はそれぞれ0以上1.2以下であり、かつy1、y2及びy3の総和は0.8以上1.2以下である。
M1は3d遷移金属元素であり、M2及びM3はそれぞれ金属元素である。)
2.前記炭素同素体が、カーボンナノチューブである、1に記載の正極活物質。
3.前記炭素同素体の含有率が3重量%以下である、1又は2に記載の正極活物質。
4.前記オリビン系化合物が単一相である、1〜3のいずれかに記載の正極活物質。
5.電気伝導度が1.0×10−2S/cm以上である、1〜4のいずれかに記載の正極活物質。
6.前記炭素同素体が前記オリビン系化合物の形成する粒子の外殻を貫いた構造を有する、1〜5のいずれかに記載の正極活物質。
7.前記M1がFeであり、前記y2及びy3がいずれも0である、1〜6いずれかの正極活物質。
8.下記式(1)で表されるオリビン系化合物の原料と、炭素同素体とを、混合する工程1と、前記工程1で得た混合物を加熱する工程2と、を有する、正極活物質の製造方法。
Lix(M1y1M2y2M3y3)PO4 (1)
(式中、xは0<x≦2である。
y1、y2及びy3はそれぞれ0以上1.2以下であり、かつy1、y2及びy3の総和は0.8以上1.2以下である。
M1は3d遷移金属元素であり、M2及びM3はそれぞれ金属元素である。)
9.前記炭素同素体がカーボンナノチューブ(CNT)である、8に記載の正極活物質の製造方法。
10.前記炭素同素体の含有率を3重量%以下とする、8又は9に記載の正極活物質の製造方法。
11.前記工程1及び工程2を常圧下で実施する8〜10のいずれかに記載の正極活物質の製造方法。
12.前記工程1において、前記原料及び前記炭素同素体に加えて、さらに水を混合する、8〜11のいずれかに記載の正極活物質の製造方法。
13.前記工程2の加熱温度を、400℃以上900℃以下とする8〜12のいずれかに記載の正極活物質の製造方法。
14.前記式(1)で表される化合物の原料として、前記M1がFeで、前記y2及びy3がいずれも0となる原料を使用する、8〜13のいずれかに記載の正極活物質の製造方法。
15.前記オリビン系化合物が単一相である、8〜14のいずれかに記載の正極活物質の製造方法。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that a positive electrode active material obtained by mixing a carbon allotrope with a raw material of an olivine compound and firing it has high conductivity, and completed the present invention.
According to the present invention, the following positive electrode active materials and the like are provided.
1. A positive electrode active material in which an olivine compound represented by the following formula (1) and a carbon allotrope form a complex.
Lix (M 1 y 1 M 2 y 2 M 3 y 3 ) PO 4 (1)
(In the formula, x is 0 <x ≦ 2.
y 1 , y 2 and y 3 are each 0 or more and 1.2 or less, and the sum of y 1 , y 2 and y 3 is 0.8 or more and 1.2 or less.
M 1 is a 3d transition metal element, and M 2 and M 3 are each a metal element. )
2. 2. The positive electrode active material according to 1, wherein the carbon allotrope is a carbon nanotube.
3. 3. The positive electrode active material according to 1 or 2, wherein the carbon allotrope content is 3% by weight or less.
4). The positive electrode active material according to any one of 1 to 3, wherein the olivine-based compound is a single phase.
5. The positive electrode active material according to any one of 1 to 4, wherein the electric conductivity is 1.0 × 10 −2 S / cm or more.
6). The positive electrode active material according to any one of 1 to 5, wherein the carbon allotrope has a structure penetrating the outer shell of particles formed by the olivine-based compound.
7). The positive electrode active material according to any one of 1 to 6, wherein M 1 is Fe, and y 2 and y 3 are both 0.
8). The manufacturing method of a positive electrode active material which has the process 1 which mixes the raw material of the olivine type compound represented by following formula (1), and a carbon allotrope, and the process 2 which heats the mixture obtained at the said process 1. .
Lix (M 1 y 1 M 2 y 2 M 3 y 3 ) PO 4 (1)
(In the formula, x is 0 <x ≦ 2.
y 1 , y 2 and y 3 are each 0 or more and 1.2 or less, and the sum of y 1 , y 2 and y 3 is 0.8 or more and 1.2 or less.
M 1 is a 3d transition metal element, and M 2 and M 3 are each a metal element. )
9. 9. The method for producing a positive electrode active material according to 8, wherein the carbon allotrope is a carbon nanotube (CNT).
10. The method for producing a positive electrode active material according to 8 or 9, wherein the carbon allotrope content is 3% by weight or less.
11. The manufacturing method of the positive electrode active material in any one of 8-10 which implements the said process 1 and the process 2 under a normal pressure.
12 In the said process 1, in addition to the said raw material and the said carbon allotrope, the manufacturing method of the positive electrode active material in any one of 8-11 which mixes water further.
13. The manufacturing method of the positive electrode active material in any one of 8-12 which makes the heating temperature of the said process 2 into 400 to 900 degreeC.
14 The positive electrode active material according to any one of 8 to 13, wherein the raw material of the compound represented by the formula (1) is a raw material in which M 1 is Fe and y 2 and y 3 are both 0. Manufacturing method.
15. The manufacturing method of the positive electrode active material in any one of 8-14 whose said olivine type compound is a single phase.
本発明によれば、オリビン系化合物を用いた高導電性の正極活物質を提供できる。 According to the present invention, a highly conductive positive electrode active material using an olivine compound can be provided.
本発明の正極活物質は、下記式(1)で表されるオリビン系化合物と、炭素同素体とを含有し、これらが複合体を形成していることを特徴とする。
Lix(M1y1M2y2M3y3)PO4 (1)
The positive electrode active material of the present invention contains an olivine compound represented by the following formula (1) and a carbon allotrope, which form a composite.
Lix (M 1 y 1 M 2 y 2 M 3 y 3 ) PO 4 (1)
式(1)において、xは0<x≦2である。
y1、y2及びy3はそれぞれ0以上1.2以下であり、かつy1、y2及びy3の総和は0.8以上1.2以下である。好ましくは、y2及びy3がいずれも0である。
In the formula (1), x is 0 <x ≦ 2.
y 1 , y 2 and y 3 are each 0 or more and 1.2 or less, and the sum of y 1 , y 2 and y 3 is 0.8 or more and 1.2 or less. Preferably, both y 2 and y 3 are 0.
M1は3d遷移金属元素である。3d遷移金属としては、Fe、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cuが挙げられる。M1は、Fe、Mn、Co、又はNiが好ましく、特にFeが好ましい。
M2及びM3はそれぞれ金属元素である。金属元素としては、上述した3d遷移金属が挙げられる。M2及びM3は、例えばそれぞれがMn、Co、及びNiのうちのいずれかである。
M1、M2及びM3の組合せとしては、例えばM1がFeでありM2がMnである組合せ(y3が0)、M1がFeでありM2がCo(y3が0)である組合せ、M1がFeでありM2がNi(y3が0)である組合せ、M1がFeでありM2がMnでありM3がCoである組合せ、M1がFeでありM2がMnでありM3がNiである組合せ、M1がFeでありM2がCoでありM3がNiである組合せが挙げられる。
M 1 is a 3d transition metal element. Examples of the 3d transition metal include Fe, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, and Cu. M 1 is preferably Fe, Mn, Co, or Ni, and particularly preferably Fe.
M 2 and M 3 are each a metal element. Examples of the metal element include the 3d transition metal described above. M 2 and M 3 are each one of Mn, Co, and Ni, for example.
As a combination of M 1 , M 2 and M 3 , for example, a combination in which M 1 is Fe and M 2 is Mn (y 3 is 0), M 1 is Fe and M 2 is Co (y 3 is 0). A combination in which M 1 is Fe and M 2 is Ni (y 3 is 0), a combination in which M 1 is Fe, M 2 is Mn and M 3 is Co, and M 1 is Fe A combination in which M 2 is Mn and M 3 is Ni, and a combination in which M 1 is Fe, M 2 is Co, and M 3 is Ni.
オリビン系化合物の元素組成比(原子比)は、誘導プラズマ発光分析装置(ICP−AES)により測定できる。
オリビン系化合物であるかは、X線回折測定により確認できる。オリビン系化合物であれば、オリビン結晶構造に由来するピークが観測される。結晶構造の同定はLiFePO4のX線回折チャート(JCPDSNo.40−1499)との比較による。
The elemental composition ratio (atomic ratio) of the olivine compound can be measured by an induction plasma emission analyzer (ICP-AES).
Whether it is an olivine compound can be confirmed by X-ray diffraction measurement. In the case of an olivine compound, a peak derived from the olivine crystal structure is observed. The identification of the crystal structure is based on a comparison with an X-ray diffraction chart (JCPDS No. 40-1499) of LiFePO 4 .
炭素同素体には、結晶構造を有するものと、結晶構造を有しないものがあるが、いずれも使用できる。
具体例としては、カーボンナノチューブ(CNT)、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイトが挙げられる。少量で極めて高い導電性を付与できるという点、及び単相のオリビン型結晶が容易に得られるという点から、カーボンナノチューブが好ましい。ここでカーボンナノチューブとは、炭素原子によって構成される六員環ネットワーク(グラフェンシート)が単層あるいは多層の同軸管状になった物質の総称を意味し、その同軸管の直径の値には限定がない。カーボンナノチューブは、シングルウォールナノチューブでもマルチウォールナノチューブのいずれでもよい。入手のしやすさからマルチウォールナノチューブが好適である。
炭素同素体は、工業上市販されているものが使用できる。
The carbon allotropes include those having a crystal structure and those having no crystal structure, and any of them can be used.
Specific examples include carbon nanotubes (CNT), acetylene black, ketjen black, and graphite. Carbon nanotubes are preferred from the standpoint that extremely high conductivity can be imparted in a small amount, and that single-phase olivine crystals can be easily obtained. Here, the carbon nanotube is a general term for substances in which a six-membered ring network (graphene sheet) composed of carbon atoms has a single-layer or multi-layer coaxial tube, and there is a limit to the value of the diameter of the coaxial tube. Absent. The carbon nanotube may be either a single wall nanotube or a multi-wall nanotube. Multiwall nanotubes are preferred because of their availability.
As the carbon allotrope, those commercially available on the industry can be used.
本発明の正極活物質では、上述したオリビン系化合物と炭素同素体が複合体を形成している。複合体の形態は特に限定はなく、オリビン系化合物と炭素同素体が、一部又は全体で接触又は結合していればよい。例えば、オリビン系化合物粒子の外殻の一部又は全体を、炭素同素体が被覆している形態や、オリビン系化合物粒子の外殻に炭素同素体の一部が挿入している形態等が挙げられる。 In the positive electrode active material of the present invention, the above-described olivine compound and carbon allotrope form a complex. The form of the complex is not particularly limited, and the olivine-based compound and the carbon allotrope may be in contact or bonded partially or entirely. For example, a form in which a carbon allotrope covers a part or the whole of the outer shell of the olivine compound particles, a form in which a part of the carbon allotrope is inserted in the outer shell of the olivine compound particles, and the like.
本発明の複合体には、オリビン系化合物と炭素同素体をそれぞれ別個に用意し、次いでボールミル等の混合手段で混合して得られる複合体や、オリビン系化合物の原料と炭素同素体をそれぞれ別個に用意し、ボールミル等の混合手段で混合し、その後オリビン系化合物の原料を化学反応させて得られる複合体が含まれる。本発明の複合体としては、前者の複合体と比べて、後者の複合体が好ましい。即ち、オリビン系化合物の原料と炭素同素体をそれぞれ別個に用意し、ボールミル等の混合手段で混合し、その後オリビン系化合物の原料を化学反応させて得られる複合体が好ましい。この場合、オリビン系化合物の原料は、化学反応することにより、炭素同素体の粒子や繊維の一部又は全部を取り込んだ状態でオリビン系化合物を形成すると推察される。 In the composite of the present invention, an olivine compound and a carbon allotrope are prepared separately and then mixed by a mixing means such as a ball mill, or a raw material of the olivine compound and a carbon allotrope are prepared separately. In addition, a composite obtained by mixing by a mixing means such as a ball mill and then chemically reacting the raw material of the olivine compound is included. As the complex of the present invention, the latter complex is preferable compared to the former complex. That is, a composite obtained by separately preparing an olivine compound raw material and a carbon allotrope, mixing them by a mixing means such as a ball mill, and then chemically reacting the olivine compound raw material is preferable. In this case, it is inferred that the raw material of the olivine-based compound forms an olivine-based compound in a state in which part or all of the carbon allotrope particles and fibers are incorporated by chemical reaction.
本発明では、オリビン系化合物粒子の外殻に炭素同素体の一部が挿入している形態(炭素同素体がオリビン粒子の外殻を貫いている形態)が好ましい。この形態を有することにより、粒子内部まで導電性を向上できるので、充放電反応を効率よく行うことができる。 In the present invention, a form in which a part of the carbon allotrope is inserted into the outer shell of the olivine-based compound particle (a form in which the carbon allotrope penetrates the outer shell of the olivine particle) is preferable. By having this form, the conductivity can be improved up to the inside of the particle, so that the charge / discharge reaction can be performed efficiently.
本発明の正極活物質では、炭素同素体の含有率は3重量%以下が好ましい。3重量%より多くなると、正極活物質の単位あたり容量が小さくなるおそれがある。
一方、炭素同素体の含有率は0.01重量%以上が好ましい。含有率が0.01重量%未満では、炭素同素体の添加効果が発現しないおそれがある。
正極活物質における炭素同素体の含有率は、高周波燃焼法で測定することができる。
In the positive electrode active material of the present invention, the carbon allotrope content is preferably 3% by weight or less. If it exceeds 3% by weight, the capacity per unit of the positive electrode active material may be small.
On the other hand, the carbon allotrope content is preferably 0.01% by weight or more. If the content is less than 0.01% by weight, the effect of adding the carbon allotrope may not be exhibited.
The carbon allotrope content in the positive electrode active material can be measured by a high frequency combustion method.
本発明では、特に、炭素同素体としてカーボンナノチューブを使用し、オリビン系化合物の原料にカーボンナノチューブを混合した混合物を焼成して得られる複合体であることが好ましい。これにより、カーボンナノチューブがオリビン粒子外殻を貫いた形態を有する複合体が得られる。 In the present invention, in particular, a composite obtained by firing a mixture in which carbon nanotubes are used as a carbon allotrope and carbon nanotubes are mixed with a raw material of an olivine compound is preferable. Thereby, the composite_body | complex which has the form which the carbon nanotube penetrated the olivine particle outer shell is obtained.
また、オリビン系化合物の原料にカーボンナノチューブを混合した混合物を焼成することにより、単一相のオリビン型結晶粒子が得られる。カーボンナノチューブによって、オリビン型燐酸塩の単相粒子成長が促進される理由は必ずしも明らかではないが、オリビン型燐酸塩の結晶格子の大きさが、カーボンナノチューブの炭素原子の結合距離、結合角等と整合していることが要因と思われる。 Further, by firing a mixture of carbon nanotubes mixed with a raw material of the olivine compound, single-phase olivine-type crystal particles can be obtained. The reason why carbon nanotubes promote single-phase particle growth of olivine-type phosphate is not always clear, but the crystal lattice size of olivine-type phosphate depends on the carbon atom bond distance, bond angle, etc. It seems that this is consistent.
また、カーボンナノチューブを用いることにより、少量にもかかわらず極めて高い導電性を有する正極活物質となる。電気伝導度の向上はカーボンナノチューブ間の接触によるものであるところ、カーボンナノチューブはアスペクト比が高いため、少量で導電性を向上できるものと推察される。 In addition, by using carbon nanotubes, a positive electrode active material having extremely high conductivity is obtained despite a small amount. The improvement in electrical conductivity is due to the contact between the carbon nanotubes. Since the carbon nanotube has a high aspect ratio, it is presumed that the conductivity can be improved with a small amount.
本発明では、オリビン系化合物がオリビン構造の結晶相からなること、即ち単一相(単相)であることが好ましい。単相であることにより、単位あたりの容量が大きくなる。単相であることは、X線回折測定によって確認する。例えば、オリビン系化合物がLiFePO4である場合は、2θが29.7〜29.8°の位置に観測されるLiFePO4に由来するピーク強度(JCPDSデータベース:No.40−1499)に対して、LiFePO4以外の化合物に起因するピーク強度が5%以下である場合に、オリビン系化合物が単相であるとする。 In the present invention, the olivine-based compound is preferably composed of a crystalline phase having an olivine structure, that is, a single phase (single phase). By being a single phase, the capacity per unit is increased. The single phase is confirmed by X-ray diffraction measurement. For example, when the olivine compound is LiFePO 4 , the peak intensity derived from LiFePO 4 observed at a position where 2θ is 29.7 to 29.8 ° (JCPDS database: No. 40-1499), It is assumed that the olivine compound is a single phase when the peak intensity due to a compound other than LiFePO 4 is 5% or less.
本発明の正極活物質の電気伝導度は、1.0×10−2S/cm以上であることが好ましい。これにより、リチウムイオン二次電池の正極活物質として好適に用いることができる。 The electrical conductivity of the positive electrode active material of the present invention is preferably 1.0 × 10 −2 S / cm or more. Thereby, it can use suitably as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery.
本発明の正極活物質は、例えば、公知の方法で合成したオリビン系化合物に上述した炭素同素体を混合、複合化することにより製造できる。
しかしながら、電気伝導度の向上が大きいことから、本発明の製造方法にて製造することが好ましい。
The positive electrode active material of the present invention can be produced, for example, by mixing and compounding the above-mentioned carbon allotrope with an olivine compound synthesized by a known method.
However, since the electrical conductivity is greatly improved, it is preferably produced by the production method of the present invention.
本発明の製造方法は、式(1)で表されるオリビン系化合物の原料と、炭素同素体とを、混合する工程1と、工程1で得た混合物を加熱する工程2と、を有する。
上記工程1において、オリビン系化合物の原料としては、式(1)で表される化合物の構成元素(Li、M1、M2、M3、P)のいずれかを含有する化合物、又は2種以上の化合物の混合物が挙げられる。
The manufacturing method of this invention has the process 1 which mixes the raw material of the olivine type compound represented by Formula (1), and a carbon allotrope, and the process 2 which heats the mixture obtained at the process 1. FIG.
In the above step 1, as a raw material for the olivine-based compound, a compound containing any one of the constituent elements (Li, M 1 , M 2 , M 3 , P) of the compound represented by the formula (1), or two kinds The mixture of the above compounds is mentioned.
リチウムを含有する化合物としては、炭酸リチウムが好ましい。
M1を含有する化合物としては、M1のシュウ酸塩、酢酸塩、リン酸塩、硝酸塩等の低価数の塩類(例えば、Feであれば二価、Coであれば三価)が挙げられる。3d遷移金属としてFeを用いる場合には、シュウ酸鉄が好ましい。
M2又はM3を含有する化合物としては、これらのシュウ酸塩、酢酸塩、リン酸塩、硝酸塩等の塩類が挙げられる。
リン元素を含有する化合物としては、リン酸水素アンモニウムが好ましい。
上記の原料化合物は、粉末状であることが好ましい。
尚、炭素同素体については上述したカーボンナノチューブ等を使用する。
As a compound containing lithium, lithium carbonate is preferable.
Examples of the compound containing M 1 include low-valent salts such as oxalate, acetate, phosphate and nitrate of M 1 (for example, divalent for Fe and trivalent for Co). It is done. When Fe is used as the 3d transition metal, iron oxalate is preferred.
Examples of the compound containing M 2 or M 3 include salts such as oxalate, acetate, phosphate and nitrate.
As the compound containing phosphorus element, ammonium hydrogen phosphate is preferable.
The raw material compound is preferably in a powder form.
For the carbon allotrope, the carbon nanotubes described above are used.
上記の原料と炭素同素体の混合方法は特に限定されず、例えば、乳鉢で混合してもよく、アトライタ、ジェットミル、ボールミル、遊星ミル、超音波等、公知の装置を用いた混合方法でもよい。 The mixing method of the above raw material and carbon allotrope is not particularly limited. For example, mixing may be performed in a mortar, or a mixing method using a known apparatus such as an attritor, jet mill, ball mill, planetary mill, or ultrasonic wave.
工程1において、オリビン系化合物の原料と炭素同素体に加えて、さらに溶媒を混合することが好ましい。溶媒は、水、アルコール、エーテルから選択できるが、安全性の観点から水が好ましい。溶媒の量は、1000重量%以下が好ましい。より好ましくは、500重量%以下である。尚、溶媒の下限値は、
10重量%が好ましく、特に、20重量%が好ましい。溶媒量が少なすぎると前駆体の反応が十分ではないためか、不純物相が多くなる。
In Step 1, it is preferable to further mix a solvent in addition to the raw material of the olivine compound and the carbon allotrope. The solvent can be selected from water, alcohol, and ether, but water is preferable from the viewpoint of safety. The amount of the solvent is preferably 1000% by weight or less. More preferably, it is 500% by weight or less. The lower limit of the solvent is
10 wt% is preferable, and 20 wt% is particularly preferable. If the amount of the solvent is too small, the amount of the impurity phase increases because the reaction of the precursor is not sufficient.
また、工程1において、さらに分散剤を混合してもよい。分散剤としては、ポリエチレングリコール(PEG)、テアリン酸や市販の炭素用分散剤として用いられるビックケミー・ジャパン株式会社製BYK2010、BYK2012、BYK2015等が挙げられる。 In step 1, a dispersant may be further mixed. Examples of the dispersant include polyethylene glycol (PEG), BYC2010, BYK2012, BYK2015 manufactured by BYK Chemie Japan Co., Ltd., which is used as a dispersant for carbon and the commercially available carbon.
工程1で得られた混合物をで加熱する。
加熱の方法は、特に限定されず、一般的な電気炉やマイクロ波加熱炉等を用いることができる。
加熱温度は400〜900℃が好ましい。400℃以上であれば、反応が効率的に起こり、900℃以下であればカーボンナノチューブの分解やエネルギーを無駄にすることなく目的物を得ることができる。
加熱温度の下限は、好ましくは450℃、さらに好ましくは500℃であり、上限は、好ましくは850℃、さらに好ましくは800℃である。
The mixture obtained in step 1 is heated with.
The heating method is not particularly limited, and a general electric furnace, a microwave heating furnace, or the like can be used.
The heating temperature is preferably 400 to 900 ° C. If it is 400 degreeC or more, reaction will occur efficiently, and if it is 900 degrees C or less, the target object can be obtained, without decomposing | disassembling a carbon nanotube and wasting energy.
The lower limit of the heating temperature is preferably 450 ° C., more preferably 500 ° C., and the upper limit is preferably 850 ° C., more preferably 800 ° C.
加熱時間は、特に限定されない。本発明の製造方法では、短時間での焼成が可能である。例えば、0.1〜5時間である。加熱時間が0.1時間以上であれば、オリビン型燐酸塩結晶の合成を効率的に進ませることができ、5時間以下であれば、粒成長により粒子が大きくなりすぎることもないからである。加熱時間の下限は、好ましくは10分、さらに好ましくは30分であり、上限は、好ましくは4時間、より好ましくは3時間である。 The heating time is not particularly limited. In the production method of the present invention, firing in a short time is possible. For example, it is 0.1 to 5 hours. This is because if the heating time is 0.1 hour or longer, the synthesis of olivine-type phosphate crystals can proceed efficiently, and if it is 5 hours or shorter, the particles will not become too large due to grain growth. . The lower limit of the heating time is preferably 10 minutes, more preferably 30 minutes, and the upper limit is preferably 4 hours, more preferably 3 hours.
単相のオリビン型リン酸塩粒子を得るためには、低酸素雰囲気が好ましいので、加熱雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。不活性ガス雰囲気では、酸素濃度は1体積%以下とするのが好ましい。ここで、不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン等が挙げられる。 In order to obtain single-phase olivine-type phosphate particles, a low-oxygen atmosphere is preferable, and thus the heating atmosphere is preferably an inert gas atmosphere. In an inert gas atmosphere, the oxygen concentration is preferably 1% by volume or less. Here, examples of the inert gas include nitrogen gas, helium, neon, argon, and krypton.
また、加熱雰囲気を水素ガス雰囲気とすることも好ましい。水素ガス雰囲気とすることにより、水素が反応を促進させるため、加熱温度を下げられる。但し、低温での焼成では不純物が生じることがある。
尚、水素ガス雰囲気とは、大気又は不活性ガスに水素ガスが含有されたものを意味し、水素ガスを0.5〜2体積%含有するものが好ましい。
It is also preferable that the heating atmosphere be a hydrogen gas atmosphere. By using a hydrogen gas atmosphere, hydrogen promotes the reaction, so that the heating temperature can be lowered. However, impurities may occur when firing at a low temperature.
In addition, hydrogen gas atmosphere means what contained hydrogen gas in air | atmosphere or inert gas, and what contains 0.5-2 volume% of hydrogen gas is preferable.
工程2について、加圧下で加熱処理することにより反応を促進させることも可能であるが、加圧のための装置が別途必要になり、製造費用が上がるため、加圧のための装置を設けない環境下、即ち、常圧下で行うことが好ましい。工程1についても同様である。本願における常圧下とは、加圧装置を使用して装置内を加圧しない状態を意味する。例えば、焼成のための加熱による装置内圧の上昇程度の圧力は、常圧下の範囲内である。 Regarding step 2, it is possible to promote the reaction by heat treatment under pressure, but a device for pressurization is separately required, and the manufacturing cost increases, so a device for pressurization is not provided. It is preferable to carry out under the environment, that is, under normal pressure. The same applies to step 1. Under normal pressure in the present application means a state where the inside of the apparatus is not pressurized using a pressurizing apparatus. For example, the pressure that is about the increase in the internal pressure of the apparatus due to heating for firing is in the range under normal pressure.
本発明の製造方法では、導電性の低いオリビン系化合物の粉末を得た後、炭素同素体と混合して正極活物質を製造する場合と比べて、製造工程を短縮することができる。 In the production method of the present invention, the production process can be shortened as compared with the case where a positive electrode active material is produced by mixing with a carbon allotrope after obtaining a powder of an olivine compound having low conductivity.
本発明では、炭素同素体としてカーボンナノチューブを使用することが好ましい。これにより、単一相のオリビン型結晶粒子が得られる。また、カーボンナノチューブを用いることにより、少量にもかかわらず極めて高い導電性を有する正極活物質となる。 In the present invention, it is preferable to use a carbon nanotube as the carbon allotrope. Thereby, single-phase olivine type crystal particles are obtained. In addition, by using carbon nanotubes, a positive electrode active material having extremely high conductivity is obtained despite a small amount.
尚、本発明では工程2の前に、工程1の混合材料を乾燥してもよく、また仮焼してもよい。仮焼き温度は300℃〜900℃が好ましく、時間は、1秒〜12時間が好ましい。この場合、噴霧乾燥法や噴霧熱分解法によることも好ましい。この際、噴霧するのに適した粘度となるように溶媒量を調整することも好ましい。 In the present invention, the mixed material of step 1 may be dried or calcined before step 2. The calcining temperature is preferably 300 ° C to 900 ° C, and the time is preferably 1 second to 12 hours. In this case, it is also preferable to use a spray drying method or a spray pyrolysis method. At this time, it is also preferable to adjust the amount of the solvent so that the viscosity is suitable for spraying.
実施例1
炭酸リチウム(和光純薬工業(株)製:純度99%)2.227g、シュウ酸鉄2水和物10.842g(和光純薬工業(株)製:純度90%)、燐酸アンモニウム二水素(和光純薬工業(株)製:純度99%)6.931gを秤量し、室温、大気中において乳鉢で5分間混合した。これに水4gを徐々に滴下しながらさらに10分間混合した。
この混合物にカーボンナノチューブ(CNT;Bayer社製BAYTUBES C 70 P)を0.4g加えて、さらに遊星ボールミル(フリッチュジャパン製)にて220rpm、2時間混合した。
次に、得られた混合粉体を大気中、90℃で3時間乾燥させた。乾燥後、この混合粉体をアルミナボートに入れ、このアルミナボートを管状炉の中に挿入し、加熱雰囲気として窒素ガスを0.5リットル/分の流量で流し、300℃まで昇温させて仮焼を行った。
この仮焼き試料を乳鉢で解砕した後にアルミナボートに戻し、窒素ガスを0.5リットル/分の流量で流して加熱した。加熱温度を700℃、加熱時間を180分とした。室温から700℃まで約20分間かけて昇温し、700℃で180分間保持し、その後加熱を止め、直後に加熱炉からアルミナボートを取り出して窒素を流したままの状態で80℃まで冷却し、黒色の粉体である正極活物質を得た。
正極活物質に占める炭素同素体であるカーボンナノチューブの含有率は、1.9重量%であった。尚、炭素同素体の含有率は、高周波燃焼法で測定した。
Example 1
Lithium carbonate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: purity 99%) 2.227 g, iron oxalate dihydrate 10.842 g (Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: purity 90%), ammonium dihydrogen phosphate ( 6.931 g of Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (purity: 99%) was weighed and mixed in a mortar for 5 minutes at room temperature in the atmosphere. 4 g of water was gradually added dropwise thereto, and further mixed for 10 minutes.
To this mixture, 0.4 g of carbon nanotubes (CNT; BAYTUBES C 70 P manufactured by Bayer) was added and further mixed at 220 rpm for 2 hours in a planetary ball mill (manufactured by Fritsch Japan).
Next, the obtained mixed powder was dried in the air at 90 ° C. for 3 hours. After drying, this mixed powder is put into an alumina boat, this alumina boat is inserted into a tubular furnace, nitrogen gas is flowed at a flow rate of 0.5 liter / min as a heating atmosphere, and the temperature is raised to 300 ° C. Baked.
The calcined sample was crushed in a mortar and then returned to the alumina boat, and heated by flowing nitrogen gas at a flow rate of 0.5 liter / min. The heating temperature was 700 ° C. and the heating time was 180 minutes. The temperature is raised from room temperature to 700 ° C. over about 20 minutes, held at 700 ° C. for 180 minutes, and then the heating is stopped. Immediately after, the alumina boat is taken out from the heating furnace and cooled to 80 ° C. with nitrogen flowing. A positive electrode active material that was black powder was obtained.
The content of carbon nanotubes, which are carbon allotropes in the positive electrode active material, was 1.9% by weight. The carbon allotrope content was measured by a high frequency combustion method.
この黒色の粉体の電気伝導度、X線回折の測定結果及び炭素同素体の含有率を表1に示す。
尚、測定方法は以下のとおりである。
(1)電気伝導度
粒子抵抗測定システム((株)ダイアインスツルメント製)を用い、加圧しながら四探針法により測定し、圧力−電気伝導度のグラフから9.81MPaにおける電気伝導度を得た。
(2)X線回折測定
Smart lab (2080A102、(株)リガク製)を用い、下記条件で粉末試料のX線回折を測定した。
測定条件: X線 Cu−Ka線、波長l=1.5406Å、出力200kV,45mA
光学系:反射法、DS, SS, RSスリット1.0mm
測定範囲:2θ=5°〜80°、ステップ間隔 0.02°
走査速度:2θ/θ連続スキャン 20°/分
Table 1 shows the electrical conductivity, X-ray diffraction measurement results, and carbon allotrope content of this black powder.
The measurement method is as follows.
(1) Electrical conductivity Measured by a four-probe method while applying pressure using a particle resistance measurement system (manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.), and the electrical conductivity at 9.81 MPa was determined from the pressure-electric conductivity graph. Obtained.
(2) X-ray diffraction measurement Using a Smart lab (2080A102, manufactured by Rigaku Corporation), X-ray diffraction of a powder sample was measured under the following conditions.
Measurement conditions: X-ray Cu-Ka line, wavelength 1 = 1.5406 mm, output 200 kV, 45 mA
Optical system: reflection method, DS, SS, RS slit 1.0 mm
Measurement range: 2θ = 5 ° -80 °, step interval 0.02 °
Scanning speed: 2θ / θ continuous scan 20 ° / min
CNT2:Cnano社製FlowTube7000
X線回折結果:2θが29.7〜29.8°の位置に観測されるLiFePO4に由来するピーク強度(JCPDSデータベース:No.40−1499)に対して、LiFePO4以外の化合物に起因するピーク強度が5%以下である場合を○、5%を超える場合を×とした。
CNT2: Flow Tube 7000 manufactured by Cano
X-ray diffraction results: due to compounds other than LiFePO 4 with respect to the peak intensity derived from LiFePO 4 observed at a position where 2θ is 29.7 to 29.8 ° (JCPDS database: No. 40-1499) A case where the peak intensity was 5% or less was marked as ◯, and a case where the peak intensity exceeded 5%.
図1に実施例1で作製した正極活物質の電子顕微鏡写真を示す。また、図2にX線回折チャートを示す。
この正極活物質は、LiFePO4の結晶相のみからなり、高い電気伝導度を示した。また、電気伝導性を担うCNTは、結晶表面に付着しているばかりでなく結晶の内部に貫通していることが図1から明らかとなり、Li二次電池の正極原料として利用できることが明らかになった。
FIG. 1 shows an electron micrograph of the positive electrode active material produced in Example 1. FIG. 2 shows an X-ray diffraction chart.
This positive electrode active material consisted only of the crystal phase of LiFePO 4 and showed high electrical conductivity. In addition, it is clear from FIG. 1 that the CNTs responsible for electrical conductivity are not only attached to the crystal surface but also penetrated into the crystal, and it becomes clear that they can be used as a positive electrode material for a Li secondary battery. It was.
実施例2
原料の混合時に、ポリエチレングリコールを0.4g添加した他は、実施例1と同様にして黒色粉末を作製し、評価した。結果を表1に示す。
この粉体はLiFePO4の結晶相のみからなり、高い電気伝導度を示した。また、SEM観察から電気伝導性を担うCNTは結晶表面に付着しているばかりでなく結晶の内部を貫通していることが確認できた。
Example 2
A black powder was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 0.4 g of polyethylene glycol was added during mixing of the raw materials. The results are shown in Table 1.
This powder consisted only of the crystal phase of LiFePO 4 and showed high electrical conductivity. Moreover, it was confirmed from SEM observation that the CNT responsible for electrical conductivity not only adhered to the crystal surface but also penetrated the inside of the crystal.
実施例3
炭酸リチウム(和光純薬工業(株)製:純度99%)2.227g、シュウ酸鉄2水和物10.842g、燐酸アンモニウム二水素6.931gを秤量し、室温、大気中において乳鉢で5分間混合した。これに水4gを徐々に滴下しながらさらに10分間混合した。この混合物にCNT(Cnano社製FlowTube7000)を0.1g加えて、さらに遊星ボールミル(フリッチュジャパン製)にて220rpmで2時間混合した。
次に、得られた混合粉体を大気中、90℃で3時間乾燥させた。乾燥後、この混合粉体をアルミナボートに入れ、このアルミナボートを管状炉の中に挿入し、加熱雰囲気として窒素ガスを0.5リットル/分の流量で流して焼成を行った。焼成は室温から700℃まで約20分間かけて昇温し、700℃で30分間保持し、その後加熱を止め、アルミナボートを取り出して冷却し、黒色の粉体を得た。
実施例1と同様にして黒色粉末を評価した。結果を表1に示す。
Example 3
2.227 g of lithium carbonate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: purity 99%), 10.842 g of iron oxalate dihydrate and 6.931 g of ammonium dihydrogen phosphate were weighed, and 5 in a mortar at room temperature in the atmosphere. Mixed for minutes. 4 g of water was gradually added dropwise thereto, and further mixed for 10 minutes. To this mixture, 0.1 g of CNT (Flow Tube 7000 manufactured by Cano) was added, and further mixed at 220 rpm for 2 hours using a planetary ball mill (manufactured by Fritsch Japan).
Next, the obtained mixed powder was dried in the air at 90 ° C. for 3 hours. After drying, this mixed powder was put into an alumina boat, this alumina boat was inserted into a tubular furnace, and calcination was performed by flowing nitrogen gas at a flow rate of 0.5 liter / min as a heating atmosphere. The baking was performed by raising the temperature from room temperature to 700 ° C. over about 20 minutes, holding at 700 ° C. for 30 minutes, then stopping the heating, taking out the alumina boat, and cooling to obtain a black powder.
The black powder was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
実施例4
炭酸リチウム(和光純薬工業(株)製:純度99%)2.227g、シュウ酸鉄2水和物10.842g、燐酸アンモニウム二水素6.931gを秤量し、室温、大気中において乳鉢で5分間混合した。これに水40gを徐々に滴下しながらさらに10分間混合した。この混合物にCNT(Cnano社製FloTubeTM 7000)を0.6g加えて、さらに遊星ボールミル(フリッチュジャパン製)にて220rpmで2時間混合した。
次に、得られた混合粉体を大気中、90℃で3時間乾燥させた。乾燥後、この混合粉体をアルミナボートに入れ、このアルミナボートを管状炉の中に挿入し、加熱雰囲気として窒素ガスを0.5リットル/分の流量で流して焼成を行った。焼成は室温から700℃まで約20分間かけて昇温し、700℃で30分間保持し、その後加熱を止め、アルミナボートを取り出して冷却し、黒色の粉体を得た。
実施例1と同様にして黒色粉末を評価した。結果を表1に示す。
Example 4
2.227 g of lithium carbonate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: purity 99%), 10.842 g of iron oxalate dihydrate and 6.931 g of ammonium dihydrogen phosphate were weighed, and 5 in a mortar at room temperature in the atmosphere. Mixed for minutes. The mixture was further mixed for 10 minutes while gradually adding 40 g of water thereto. To this mixture, 0.6 g of CNT (FloTube ™ 7000 manufactured by Cnano) was added, and further mixed at 220 rpm for 2 hours using a planetary ball mill (manufactured by Fritsch Japan).
Next, the obtained mixed powder was dried in the air at 90 ° C. for 3 hours. After drying, this mixed powder was put into an alumina boat, this alumina boat was inserted into a tubular furnace, and calcination was performed by flowing nitrogen gas at a flow rate of 0.5 liter / min as a heating atmosphere. The baking was performed by raising the temperature from room temperature to 700 ° C. over about 20 minutes, holding at 700 ° C. for 30 minutes, then stopping the heating, taking out the alumina boat, and cooling to obtain a black powder.
The black powder was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
比較例1
カーボンナノチューブを添加しない他は実施例1と同様にした。その結果、茶色の粉体を得た。
実施例1と同様にして茶色粉末を評価した。結果を表1に示す。この粉体はLiFePO4の結晶相のみならず、Li4P2O7、Li3Fe2(PO4)3、Fe2O3等のピークが確認された。また、電気伝導度は測定不能(10−8S/cm以下)であり、正極材料としては利用できないことが明らかになった。
Comparative Example 1
The procedure was the same as Example 1 except that no carbon nanotube was added. As a result, a brown powder was obtained.
The brown powder was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. In this powder, not only the crystal phase of LiFePO 4 but also peaks of Li 4 P 2 O 7 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , Fe 2 O 3 and the like were confirmed. In addition, the electrical conductivity was not measurable (10 −8 S / cm or less), and it became clear that it could not be used as a positive electrode material.
比較例2
カーボンナノチューブを添加しない他は実施例2と同様にした。その結果、赤茶色の粉体を得た。
実施例1と同様にして茶色粉末を評価した。結果を表1に示す。この粉体は比較例1と同様にLiFePO4の結晶相のみならず、Li4P2O7、Li3Fe2(PO4)3、Fe2O3等のピークが確認された。また、電気伝導度は測定不能(10−8S/cm以下)であり、正極材料としては利用できないことが明らかになった。
Comparative Example 2
The procedure was the same as in Example 2 except that no carbon nanotube was added. As a result, a reddish brown powder was obtained.
The brown powder was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. Similar to Comparative Example 1, this powder confirmed not only the crystal phase of LiFePO 4 but also peaks of Li 4 P 2 O 7 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , Fe 2 O 3 and the like. In addition, the electrical conductivity was not measurable (10 −8 S / cm or less), and it became clear that it could not be used as a positive electrode material.
実施例5
カーボンナノチューブ(Bayer社製BAYTUBES C 70 P)を0.02gとした他は実施例3と同様にして黒色粉末を作製し、評価した。結果を表1に示す。
この粉体は実施例1と同様にLiFePO4のみの単相であった
Example 5
A black powder was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3 except that 0.02 g of carbon nanotubes (BAYTUBES C 70 P manufactured by Bayer) was used. The results are shown in Table 1.
This powder was a single phase of LiFePO 4 only as in Example 1.
実施例6
カーボンナノチューブの代わりにアセチレンブラックを0.4gとした他は実施例2と同様にして黒色粉末を作製し、評価した。結果を表1に示す。
この粉体は実施例1と同様にLiFePO4のみの単相であった。
Example 6
A black powder was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2 except that 0.4 g of acetylene black was used instead of the carbon nanotube. The results are shown in Table 1.
This powder was a single phase of LiFePO 4 only as in Example 1.
実施例7
単相オリビン(LiFePO4)に実施例1と同量のカーボンナノチューブを後添加し、混合して紛体を得た。電気伝導度は1.1×10−2S/cmであった。
Example 7
Single-phase olivine (LiFePO 4 ) was added with the same amount of carbon nanotubes as in Example 1 and mixed to obtain a powder. The electric conductivity was 1.1 × 10 −2 S / cm.
実施例8
単相オリビンに1重量%のカーボンナノチューブを後添加し、混合して紛体を得た。電気伝導度は2.7×10−7S/cmであった。
Example 8
After adding 1% by weight of carbon nanotubes to single-phase olivine and mixing, powder was obtained. The electric conductivity was 2.7 × 10 −7 S / cm.
実施例1〜8は、比較例1〜2と比べて高い導電性が得られた。また、実施例1〜4は、実施例5〜8と比べても特に高い導電性が得られた。 In Examples 1-8, higher conductivity was obtained than in Comparative Examples 1-2. Moreover, even if Examples 1-4 were compared with Examples 5-8, especially high electroconductivity was acquired.
本発明の正極活物質は、リチウムイオン二次電池の正極材料として好適である。得られるリチウムイオン二次電池は、ノート型パソコン、携帯電話、ハンディビデオカメラ等の携帯機器の電源、ハイブリッド自動車や電気自動車等の電源として使用できる。 The positive electrode active material of the present invention is suitable as a positive electrode material for a lithium ion secondary battery. The obtained lithium ion secondary battery can be used as a power source for portable devices such as notebook computers, mobile phones, and handy video cameras, and as a power source for hybrid vehicles and electric vehicles.
Claims (15)
炭素同素体と、が複合体を形成している正極活物質。
Lix(M1y1M2y2M3y3)PO4 (1)
(式中、xは0<x≦2である。
y1、y2及びy3はそれぞれ0以上1.2以下であり、かつy1、y2及びy3の総和は0.8以上1.2以下である。
M1は3d遷移金属元素であり、M2及びM3はそれぞれ金属元素である。) An olivine compound represented by the following formula (1);
A positive electrode active material in which a carbon allotrope forms a composite.
Lix (M 1 y 1 M 2 y 2 M 3 y 3 ) PO 4 (1)
(In the formula, x is 0 <x ≦ 2.
y 1 , y 2 and y 3 are each 0 or more and 1.2 or less, and the sum of y 1 , y 2 and y 3 is 0.8 or more and 1.2 or less.
M 1 is a 3d transition metal element, and M 2 and M 3 are each a metal element. )
前記工程1で得た混合物を加熱する工程2と、を有する、正極活物質の製造方法。
Lix(M1y1M2y2M3y3)PO4 (1)
(式中、xは0<x≦2である。
y1、y2及びy3はそれぞれ0以上1.2以下であり、かつy1、y2及びy3の総和は0.8以上1.2以下である。
M1は3d遷移金属元素であり、M2及びM3はそれぞれ金属元素である。) Step 1 of mixing the raw material of the olivine compound represented by the following formula (1) and the carbon allotrope,
A method of producing a positive electrode active material, comprising: a step 2 of heating the mixture obtained in the step 1.
Lix (M 1 y 1 M 2 y 2 M 3 y 3 ) PO 4 (1)
(In the formula, x is 0 <x ≦ 2.
y 1 , y 2 and y 3 are each 0 or more and 1.2 or less, and the sum of y 1 , y 2 and y 3 is 0.8 or more and 1.2 or less.
M 1 is a 3d transition metal element, and M 2 and M 3 are each a metal element. )
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