JP2013056801A - Lithium composite metal oxide, and method for producing the same - Google Patents

Lithium composite metal oxide, and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2013056801A
JP2013056801A JP2011196101A JP2011196101A JP2013056801A JP 2013056801 A JP2013056801 A JP 2013056801A JP 2011196101 A JP2011196101 A JP 2011196101A JP 2011196101 A JP2011196101 A JP 2011196101A JP 2013056801 A JP2013056801 A JP 2013056801A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal oxide
composite metal
lithium composite
lithium
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011196101A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Takamori
健二 高森
Yuichiro Imanari
裕一郎 今成
Kenji Nakane
堅次 中根
Mitsuharu Tabuchi
光春 田渕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2011196101A priority Critical patent/JP2013056801A/en
Publication of JP2013056801A publication Critical patent/JP2013056801A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium composite metal oxide which is useful for a nonaqueous electrolyte secondary battery capable of showing a high capacity.SOLUTION: Concerning this lithium composite metal oxide represented by formula (A), in powder X-ray diffractometry using CuK α-line, a crystal structure includes a structure belonging to a hexagonal system and a space group R-3m, and a lattice constant a calculated based on the hexagonal system and the space group is ≤2.87 Å. LiNiO(A) (wherein, 1.05≤x≤1.30 and -0.1≤δ≤0.1 are satisfied.).

Description

本発明は、非水電解質二次電池用正極活物質に用いられるリチウム複合金属酸化物に関する。   The present invention relates to a lithium composite metal oxide used for a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

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

従来のリチウム複合金属酸化物としては、特許文献1に、層状岩塩型構造といわれる、六方晶系、空間群R−3mを有し、該晶系、該空間群に基づいて算出した格子定数aが2.88Åであり、格子定数cが14.19Åであり、組成式LiNiO2で表されるリチウム二次電池用正極材料用のリチウム複合金属酸化物が具体的に記載されている。 As a conventional lithium composite metal oxide, Patent Document 1 has a hexagonal system, space group R-3m, which is called a layered rock salt structure, and a lattice constant a calculated based on the crystal system and the space group. Is a lithium composite metal oxide for a positive electrode material for a lithium secondary battery, which has a lattice constant c of 14.19 具体 and a composition formula of LiNiO 2 .

特許第3167518号公報Japanese Patent No. 3167518

しかしながら、上記のような従来のリチウム複合金属酸化物を正極活物質として用いて得られる非水電解質二次電池は、高い容量を要求される用途、すなわち自動車用途や電力貯蔵用途において十分なものではない。本発明の目的は、高い容量を示すことが可能な非水電解質二次電池に有用なリチウム複合金属酸化物、その製造方法を提供することにある。   However, the non-aqueous electrolyte secondary battery obtained by using the above-described conventional lithium composite metal oxide as a positive electrode active material is not sufficient in applications requiring high capacity, that is, in automobile applications or power storage applications. Absent. An object of the present invention is to provide a lithium composite metal oxide useful for a nonaqueous electrolyte secondary battery capable of exhibiting a high capacity, and a method for producing the same.

本発明者らは、上記事情に鑑み種々検討した結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。   As a result of various investigations in view of the above circumstances, the present inventors have found that the following inventions meet the above-mentioned object, and have reached the present invention.

<1> 式(A)で表されるリチウム複合金属酸化物であって、
CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、結晶構造が、六方晶系、空間群R−3mに帰属する構造を含み、該晶系、該空間群に基づいて算出した格子定数aが2.87Å以下であるリチウム複合金属酸化物。
LixNiO2±δ (A)
(ここで、1.05≦x≦1.30であり、−0.1≦δ≦0.1である。)
<2> 格子定数cが14.19Å以上14.22Å以下の範囲にあり、格子体積が100.5Å3以上101.5Å3以下の範囲にある前記<1>に記載のリチウム複合金属酸化物。
<3> 格子定数cを格子定数aで除した値(c/a)が4.94以上4.97以下である前記<1>または<2>に記載のリチウム複合金属酸化物。
<4> 前記<1>から<3>のいずれかに記載のリチウム複合金属酸化物を、正極活物質として含有してなる正極。
<5> 前記<4>記載の正極を有してなる非水電解質二次電池。
<6> 以下の(1)、(2)、(3)および(4)の工程をこの順で含むリチウム複合金属酸化物の製造方法。
(1)Niを含有する水溶液とLiを含有するアルカリとを接触させて共沈物を生成し、共沈物スラリーを得る工程
(2)得られた共沈物スラリーを固液分離して固形分を得る工程
(3)得られた固形分とリチウム化合物とを混合して得られる混合物を300℃以上550℃以下の温度で保持して焼成して、第1のリチウム複合金属酸化物を得る工程
(4)得られた第1のリチウム複合金属酸化物と、リチウム化合物とを混合して得られる混合物を600℃以上800℃以下の温度で保持して焼成して第2のリチウム複合金属酸化物を得る工程
<7> 工程(3)において、仕込みNi量に対して、Li換算で1.0モル倍以上2.0モル倍以下のリチウム化合物を添加する前記<6>に記載のリチウム複合金属酸化物の製造方法。
<8> 工程(4)において、仕込みNi量に対して、Li換算で1.0モル倍以上2.0モル倍以下のリチウム化合物を添加する前記<6>または<7>に記載の製造方法。
<1> A lithium composite metal oxide represented by the formula (A),
In powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays, the crystal structure includes a structure belonging to the hexagonal system and the space group R-3m, and the lattice constant a calculated based on the crystal system and the space group is 2. Lithium composite metal oxide which is 87% or less.
Li x NiO 2 ± δ (A)
(Here, 1.05 ≦ x ≦ 1.30 and −0.1 ≦ δ ≦ 0.1.)
<2> The lithium composite metal oxide according to <1>, wherein the lattice constant c is in the range of 14.19 to 14.22 and the lattice volume is in the range of 100.5 to 3 and 101.5 to 3 .
<3> The lithium composite metal oxide according to <1> or <2>, wherein a value (c / a) obtained by dividing the lattice constant c by the lattice constant a is 4.94 or more and 4.97 or less.
<4> A positive electrode comprising the lithium composite metal oxide according to any one of <1> to <3> as a positive electrode active material.
<5> A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the positive electrode according to <4>.
<6> A method for producing a lithium composite metal oxide comprising the following steps (1), (2), (3) and (4) in this order.
(1) A step of producing a coprecipitate by bringing an aqueous solution containing Ni and an alkali containing Li into contact to obtain a coprecipitate slurry. (2) Solid-liquid separation of the obtained coprecipitate slurry is performed as a solid. (3) The mixture obtained by mixing the obtained solid and lithium compound is held at a temperature of 300 ° C. or higher and 550 ° C. or lower and fired to obtain the first lithium composite metal oxide. Step (4) A mixture obtained by mixing the obtained first lithium composite metal oxide and the lithium compound is held at a temperature of 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower and calcined to produce a second lithium composite metal oxide. <7> In the step (3), the lithium composite according to <6>, wherein a lithium compound is added in an amount of 1.0 mol times or more and 2.0 mol times or less in terms of Li with respect to the amount of charged Ni. A method for producing a metal oxide.
<8> The production method according to <6> or <7>, wherein in the step (4), a lithium compound is added in an amount of 1.0 mol times or more and 2.0 mol times or less in terms of Li with respect to the charged Ni amount. .

本発明によれば、従来のリチウム二次電池に比し、高い容量を示す非水電解質二次電池を与えることができるリチウム複合金属酸化物が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lithium composite metal oxide which can give the nonaqueous electrolyte secondary battery which shows a high capacity | capacitance compared with the conventional lithium secondary battery is provided.

本発明は、下記式(A)で表されるリチウム複合金属酸化物であって、CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、結晶構造が、六方晶系、空間群R−3mに帰属する構造を含み、該晶系、該空間群に基づいて算出した格子定数aが2.87Å以下であることを特徴とするリチウム複合金属酸化物に関する。
LixNiO2±δ (A)
(ここで、1.05≦x≦1.30であり、−0.1≦δ≦0.1である。)
The present invention is a lithium composite metal oxide represented by the following formula (A), and in powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays, the crystal structure belongs to the hexagonal system, space group R-3m. The present invention relates to a lithium composite metal oxide including a structure and having a lattice constant “a” calculated based on the crystal system and the space group of 2.87% or less.
Li x NiO 2 ± δ (A)
(Here, 1.05 ≦ x ≦ 1.30 and −0.1 ≦ δ ≦ 0.1.)

本発明のリチウム複合金属酸化物の結晶構造(晶系)及び空間群は、CuKαを線源とし、かつ回折角2θの測定範囲を10°以上90°以下とする粉末X線回折測定を行い、その結果をもとにリートベルト解析(例えば「粉末X線解析の実際−リートベルト法入門−」2002年2月10日発行、日本分析化学会X線分析研究懇談会編、参照。)を行って結晶構造を解析し、該結晶構造における空間群を決定することで特定したものであり、格子定数は、該結晶構造(晶系)、空間群に基づいて算出した値である。   The crystal structure (crystal system) and space group of the lithium composite metal oxide of the present invention are measured by powder X-ray diffraction measurement using CuKα as a radiation source and a measurement range of diffraction angle 2θ of 10 ° or more and 90 ° or less, Based on the results, Rietveld analysis (for example, “Practice of X-ray powder analysis—Introduction to Rietveld method”, published on February 10, 2002, edited by the Japan Society for Analytical Chemistry, X-ray Analysis Research Roundtable) The lattice constant is a value calculated on the basis of the crystal structure (crystal system) and the space group.

本発明のリチウム複合金属酸化物において、格子定数aが2.87Åを上回ると、該リチウム複合金属酸化物を正極活物質とした正極の容量が十分ではない。より高容量の正極を得るために、格子定数aは、2.84Å以上2.87Å以下であることがより好ましい。   In the lithium composite metal oxide of the present invention, when the lattice constant a exceeds 2.87%, the capacity of the positive electrode using the lithium composite metal oxide as a positive electrode active material is not sufficient. In order to obtain a higher capacity positive electrode, the lattice constant a is more preferably 2.84 to 2.87.

また、前記式(A)式において、Li/Niモル比に相当するxが1.05未満であると、得られる非水電解質二次電池は、サイクル特性が十分でなく、xが1.30を超えると、容量が十分でない。サイクル特性を高めるために、xが1.05以上1.25以下であることが好ましく、1.06以上1.10以下であることがより好ましい。   Further, in the formula (A), when x corresponding to the Li / Ni molar ratio is less than 1.05, the obtained nonaqueous electrolyte secondary battery has insufficient cycle characteristics, and x is 1.30. If it exceeds, the capacity is not sufficient. In order to improve the cycle characteristics, x is preferably 1.05 or more and 1.25 or less, and more preferably 1.06 or more and 1.10 or less.

また、前記式(A)式の酸素量(2±δ)におけるδは、−0.1以上0.1以下の範囲である。   Further, δ in the oxygen amount (2 ± δ) in the formula (A) is in the range of −0.1 or more and 0.1 or less.

本発明のリチウム複合金属酸化物において、より高容量の正極を得るためには、格子定数cが14.19Å以上14.22Å以下であることが好ましく、格子体積が100.5Å3以上101.5Å3以下であることが好ましい。 In the lithium composite metal oxide of the present invention, in order to obtain a positive electrode of a higher capacity, it is preferable that the lattice constant c is equal to or less than 14.22Å least 14.19A, the lattice volume of 100.5A 3 or more 101.5Å It is preferably 3 or less.

本発明のリチウム複合金属酸化物において、より高容量の正極を得るためには、格子定数cを格子定数aで除した値(c/a)が4.94以上4.97以下であることが好ましい。   In the lithium composite metal oxide of the present invention, in order to obtain a higher capacity positive electrode, the value (c / a) obtained by dividing the lattice constant c by the lattice constant a is 4.94 or more and 4.97 or less. preferable.

本発明のリチウム複合金属酸化物を製造する方法として、以下の(1)、(2)、(3)および(4)の工程をこの順で含む製造方法を挙げることができる。
(1)Niを含有する水溶液とLiを含有するアルカリとを接触させて共沈物を生成し、共沈物スラリーを得る工程
(2)得られた共沈物スラリーを固液分離して固形分を得る工程
(3)得られた固形分とリチウム化合物とを混合して得られる混合物を300℃以上550℃以下の温度で保持し、仮焼物を得る工程
(4)得られた仮焼物と、リチウム化合物とを混合して得られる混合物を600℃以上800℃以下の温度で保持する工程
As a method for producing the lithium composite metal oxide of the present invention, a production method including the following steps (1), (2), (3) and (4) in this order can be mentioned.
(1) A step of producing a coprecipitate by bringing an aqueous solution containing Ni and an alkali containing Li into contact to obtain a coprecipitate slurry. (2) Solid-liquid separation of the obtained coprecipitate slurry is performed as a solid. (3) Step of obtaining a calcined product by maintaining a mixture obtained by mixing the obtained solid content and the lithium compound at a temperature of 300 ° C. or higher and 550 ° C. or lower (4) And a step of maintaining a mixture obtained by mixing the lithium compound at a temperature of 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.

以下、各工程について説明する。   Hereinafter, each step will be described.

(1)の工程において、Niを含有する水溶液は、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩などの水溶性属塩、塩化物などの水溶性ハロゲン化物などの水溶性化合物を水に溶解させて調整することができる。Niを含有する原料が水に難溶性の酸化物、水酸化物、金属材料である場合には、これらの原料を酸を含有する水溶液に溶解させて、Niを含有する水溶液を得ることができる。
この中でも、Niの硝酸塩を水に溶解して得られる水溶液が好ましい。
In the step (1), the aqueous solution containing Ni dissolves water-soluble compounds such as water-soluble genus salts such as nitrates, sulfates, acetates and oxalates and water-soluble halides such as chlorides in water. Can be adjusted. When the raw material containing Ni is an oxide, hydroxide, or metal material that is sparingly soluble in water, these raw materials can be dissolved in an aqueous solution containing an acid to obtain an aqueous solution containing Ni. .
Among these, an aqueous solution obtained by dissolving Ni nitrate in water is preferable.

上記(1)の工程において、アルカリ源としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび炭酸アンモニウムからなる群より選ばれる1種以上の無水物および/または該1種以上の水和物、またはアンモニア水などを用いることができ、通常、これらを水に溶解させて、水溶液として用いる。該水溶液におけるアルカリの濃度は、通常0.1〜20M程度、好ましくは0.5〜10M程度である。
また、リチウム複合金属酸化物の結晶純度を高める観点から、アルカリとしては水酸化リチウムの無水物および/または水和物を用いることが好ましい。
なお、(1)の工程において、アルカリとして水酸化リチウムの無水物および/または水和物を用いた場合、共沈物スラリーにはリチウムが含まれる。
In the step (1), as the alkali source, one or more anhydrides selected from the group consisting of lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate and ammonium carbonate and / or Alternatively, one or more hydrates or aqueous ammonia can be used, and these are usually dissolved in water and used as an aqueous solution. The concentration of alkali in the aqueous solution is usually about 0.1 to 20M, preferably about 0.5 to 10M.
From the viewpoint of increasing the crystal purity of the lithium composite metal oxide, it is preferable to use an anhydride and / or hydrate of lithium hydroxide as the alkali.
In the step (1), when an anhydride and / or hydrate of lithium hydroxide is used as the alkali, the coprecipitate slurry contains lithium.

工程(1)における接触(液相混合)の方法としては、Niを含有する水溶液にアルカリ水溶液を添加して混合する方法、アルカリ水溶液にNiを含有する水溶液を添加して混合する方法、水にNiを含有する水溶液およびアルカリ水溶液を添加して混合する方法を挙げることができる。これらの混合時には、攪拌を伴うことが好ましい。また、上記の接触の方法の中では、アルカリ水溶液にNiを含有する水溶液を添加して混合する方法は、pH変化を保ちやすい点で好ましく用いることができる。この場合、アルカリ水溶液に、Niを含有する水溶液を添加混合していくに従い、混合された液のpHが低下していく傾向にあるが、このpHが9以上、好ましくは10以上となるように調節しながら、Niを含有する水溶液を添加するのがよい。   As a method of contact (liquid phase mixing) in step (1), a method of adding an alkaline aqueous solution to an aqueous solution containing Ni and mixing, a method of adding an aqueous solution containing Ni to an alkaline aqueous solution and mixing, and water A method of adding and mixing an aqueous solution containing Ni and an aqueous alkaline solution can be mentioned. In mixing these, it is preferable to involve stirring. Among the above contact methods, the method of adding and mixing an aqueous solution containing Ni to the alkaline aqueous solution can be preferably used because it is easy to maintain the pH change. In this case, as the aqueous solution containing Ni is added to and mixed with the alkaline aqueous solution, the pH of the mixed solution tends to decrease, but this pH is 9 or more, preferably 10 or more. An aqueous solution containing Ni is preferably added while adjusting.

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

次いで、工程(2)として、共沈物スラリーを固液分離して固形分を得る。該共沈物スラリーから固液分離して固形分を得る方法としては、濾過、遠心分離、溶媒留去などが挙げられる。方法が簡便であるため、濾過を用いる方法が好ましく用いられる。   Next, as step (2), the coprecipitate slurry is subjected to solid-liquid separation to obtain a solid content. Examples of the method for obtaining a solid content by solid-liquid separation from the coprecipitate slurry include filtration, centrifugation, and solvent distillation. Since the method is simple, a method using filtration is preferably used.

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

次いで、工程(3)として、上記により得られる固形分とリチウム化合物とを混合して得られる混合物を300以上550℃以下の温度で保持して焼成して第1のリチウム複合金属化合物を得る。
リチウム化合物としては、水酸化リチウム、塩化リチウム、硝酸リチウムおよび炭酸リチウムからなる群より選ばれる1種以上の無水物および/または該1種以上の水和物を挙げることができ、反応性が高いことから水酸化リチウムが好ましく用いられる。
Next, as the step (3), a mixture obtained by mixing the solid content obtained above and the lithium compound is held at a temperature of 300 to 550 ° C. and fired to obtain a first lithium composite metal compound.
Examples of the lithium compound include one or more anhydrides and / or one or more hydrates selected from the group consisting of lithium hydroxide, lithium chloride, lithium nitrate, and lithium carbonate, and have high reactivity. Therefore, lithium hydroxide is preferably used.

工程(3)において、均一な製品を製造しやすいという意味で、焼成温度が300℃以上550℃以下である。   In the step (3), the firing temperature is 300 ° C. or higher and 550 ° C. or lower in the sense that it is easy to produce a uniform product.

次いで、工程(4)において、上記により得られる第1のリチウム複合金属化合物とリチウム化合物とを混合して得られる混合物を600℃以上800℃以下の温度で保持して焼成して第2のリチウム複合金属化合物を得る。リチウム化合物としては、水酸化リチウム、塩化リチウム、硝酸リチウムおよび炭酸リチウムからなる群より選ばれる1種以上の無水物および/または該1種以上の水和物を挙げることができ、反応性が高いことから水酸化リチウムが好ましく用いられる。   Next, in step (4), the mixture obtained by mixing the first lithium composite metal compound obtained above and the lithium compound is held at a temperature of 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower and fired to obtain second lithium. A composite metal compound is obtained. Examples of the lithium compound include one or more anhydrides and / or one or more hydrates selected from the group consisting of lithium hydroxide, lithium chloride, lithium nitrate, and lithium carbonate, and have high reactivity. Therefore, lithium hydroxide is preferably used.

工程(4)において得られる第2のリチウム複合金属化合物には、結晶構造が、六方晶系、空間群R−3mに帰属する構造を含み、格子定数aが2.87Å以下であるが含まれる。なお、工程(4)において、焼成温度が600℃を下回ると空間群R−3mに帰属する構造が得られ難くなるため、好ましくなく、800℃を上回ると、得られる非水電解質二次電池は、容量が十分ではないため、好ましくない。   The second lithium composite metal compound obtained in the step (4) includes a crystal structure including a structure belonging to a hexagonal system and a space group R-3m, and a lattice constant a of 2.872 or less. . In step (4), if the firing temperature is lower than 600 ° C., it is difficult to obtain a structure belonging to the space group R-3m, and if it exceeds 800 ° C., the resulting nonaqueous electrolyte secondary battery is This is not preferable because the capacity is not sufficient.

次に、上記工程(3)および工程(4)における混合の方法について説明する。リチウム化合物と固形分または第1のリチウム複合金属化合物との混合方法は、乾式混合、湿式混合のいずれであってもよく、簡便性の観点で、好ましくは乾式混合である。混合装置としては、攪拌混合、V型混合機、W型混合機、リボン混合機、ドラムミキサー、ボールミル等が挙げられる。   Next, the mixing method in the said process (3) and process (4) is demonstrated. The mixing method of the lithium compound and the solid content or the first lithium composite metal compound may be either dry mixing or wet mixing, and is preferably dry mixing from the viewpoint of simplicity. Examples of the mixing device include stirring and mixing, a V-type mixer, a W-type mixer, a ribbon mixer, a drum mixer, a ball mill, and the like.

工程(3)において、均一な第1のリチウム複合金属化合物を得られやすくなるため、仕込みNi量比に対してリチウム化合物を1.0倍以上2.0倍以下添加することが好ましい。   In the step (3), it is easy to obtain a uniform first lithium composite metal compound. Therefore, it is preferable to add the lithium compound 1.0 times or more and 2.0 times or less with respect to the charged Ni amount ratio.

工程(4)において、第2のリチウム複合金属化合物を用いて得られる非水電解質二次電池の容量を高めるため、仕込みNi量比に対してリチウム化合物を1.0倍以上2.0倍以下添加することが好ましい。   In step (4), in order to increase the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery obtained by using the second lithium composite metal compound, the lithium compound is added in an amount of 1.0 to 2.0 times the Ni content ratio. It is preferable to add.

上記工程(3)または工程(4)において、必要に応じ、焼成後の生成物を水洗処理後、濾過、乾燥工程を追加してもよい。
また、上記工程(3)または工程(4)において、焼成雰囲気としては、酸素雰囲気が好ましい。ここで、酸素雰囲気とは、酸素を50%以上含む雰囲気をいう。
In the above step (3) or step (4), if necessary, a filtration and drying step may be added after the baked product is washed with water.
In the step (3) or step (4), an oxygen atmosphere is preferable as the firing atmosphere. Here, the oxygen atmosphere refers to an atmosphere containing 50% or more of oxygen.

本発明のリチウム複合金属酸化物を正極活物質として有する電極は、非水電解質二次電池用正極として好適である。   The electrode having the lithium composite metal oxide of the present invention as a positive electrode active material is suitable as a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明のリチウム複合金属酸化物を用いて、例えば、次のようにして、非水電解質二次電池用正極を製造することができる。   Using the lithium composite metal oxide of the present invention, for example, a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery can be produced as follows.

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

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

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

正極合剤を正極集電体へ塗布する方法としては、例えば、スリットダイ塗工法、スクリーン塗工法、カーテン塗工法、ナイフ塗工法、グラビア塗工法および静電スプレー法が挙げられる。以上に挙げられた方法により、正極を製造することができる。   Examples of the method of applying the positive electrode mixture to the positive electrode current collector include a slit die coating method, a screen coating method, a curtain coating method, a knife coating method, a gravure coating method, and an electrostatic spray method. A positive electrode can be manufactured by the method mentioned above.

上記の正極を用いて、非水電解質二次電池を製造する方法として、リチウム二次電池を製造する場合を例に挙げて、次に説明する。すなわち、セパレータ、負極および上記の正極を、積層および巻回することにより得られる電極群を、電池缶内に収納した後、電解液を含浸させて製造することができる。   As a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery using the above positive electrode, a case of manufacturing a lithium secondary battery will be described as an example. That is, the electrode group obtained by laminating and winding the separator, the negative electrode, and the positive electrode can be manufactured by being impregnated with an electrolytic solution after being housed in a battery can.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

以下、前記の耐熱多孔層と多孔質フィルムとが互いに積層された積層フィルムについて説明する。   Hereinafter, a laminated film in which the heat resistant porous layer and the porous film are laminated to each other will be described.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。なお、リチウム複合金属酸化物(正極活物質)の評価、充放電試験およびサイクル試験は、次のようにして行った。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The evaluation of the lithium composite metal oxide (positive electrode active material), the charge / discharge test, and the cycle test were performed as follows.

(1)充放電試験用正極の作製
正極活物質と導電材(アセチレンブラックと黒鉛とを9:1(重量比)で混合したもの)との混合物に、バインダーとしてPVdF(N−メチル−2−ピロリドンを有機溶媒として用いた。)を、活物質:導電材:バインダー(PVdF)=87:10:3(重量比)の組成となるように加えて混練することによりペーストとし、集電体となる厚さ40μmのAl箔に該ペーストを塗布して150℃で8時間真空乾燥を行い、正極を得た。
(1) Preparation of positive electrode for charge / discharge test A mixture of a positive electrode active material and a conductive material (a mixture of acetylene black and graphite at 9: 1 (weight ratio)) was combined with PVdF (N-methyl-2- Pyrrolidone was used as the organic solvent.) Was added to the composition of active material: conductive material: binder (PVdF) = 87: 10: 3 (weight ratio) and kneaded to obtain a paste, The paste was applied to an Al foil having a thickness of 40 μm and vacuum-dried at 150 ° C. for 8 hours to obtain a positive electrode.

(2)充放電試験用非水電解質二次電池(コインセル)の作製
(1)により得られた正極を用いて、コインセル(宝泉株式会社製)の下蓋にAl箔面を下に向けて正極を置き、その上に後述する積層フィルムセパレータ(ポリエチレン製多孔質フィルムの上に、耐熱多孔層を積層(厚み16μm))を置き、ここに電解液(エチレンカーボネート(以下、ECということがある。)とジメチルカーボネート(以下、DMCということがある。)とエチルメチルカーボネート(以下、EMCということがある。)との30:35:35(体積比)混合液にLiPF6を1モル/リットルとなるように溶解したもの(以下、LiPF6/EC+DMC+EMCと表すことがある。))を300μl注入した。次に、負極として金属リチウムを用いて、前記金属リチウムを積層フィルムセパレータの上側に置き、ガスケットを介して上蓋をし、かしめ機でかしめて非水電解質二次電池(コイン型電池R2032)を作製した。
なお、電池の組み立てはアルゴン雰囲気のグローブボックス内で行った。また、上記積層フィルムセパレータの製造方法は後述する。
(2) Production of non-aqueous electrolyte secondary battery (coin cell) for charge / discharge test Using the positive electrode obtained in (1), with the Al foil surface facing down on the lower lid of the coin cell (manufactured by Hosen Co., Ltd.) A positive electrode is placed thereon, and a laminated film separator (a heat-resistant porous layer is laminated on a polyethylene porous film (thickness: 16 μm)) is placed thereon, and an electrolytic solution (ethylene carbonate (hereinafter, sometimes referred to as EC) may be placed here. .), Dimethyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as DMC) and ethyl methyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as EMC) in a 30:35:35 (volume ratio) mixed solution of 1 mol / liter of LiPF 6. 300 μl of a solution dissolved so as to be (hereinafter sometimes referred to as LiPF 6 / EC + DMC + EMC) was injected. Next, using metallic lithium as the negative electrode, the metallic lithium is placed on the upper side of the laminated film separator, covered with a gasket, and caulked with a caulking machine to produce a non-aqueous electrolyte secondary battery (coin-type battery R2032). did.
The battery was assembled in a glove box in an argon atmosphere. Moreover, the manufacturing method of the said laminated film separator is mentioned later.

(3)充放電試験
上記のコイン型電池を用いて、以下に示す条件で充放電試験を実施した。充放電試験における0.2C放電容量を、それぞれ以下のようにして求めた。
(3) Charge / Discharge Test Using the above coin-type battery, a charge / discharge test was performed under the following conditions. The 0.2C discharge capacity in the charge / discharge test was determined as follows.

<充放電試験>
試験温度25℃
充電最大電圧4.8V、充電時間10時間、充電電流0.3mA/cm2
放電最小電圧1.5V、放電時間10時間、放電電流0.3mA/cm2
<Charge / discharge test>
Test temperature 25 ° C
Charging maximum voltage 4.8V, charging time 10 hours, charging current 0.3 mA / cm 2
Discharge minimum voltage 1.5V, discharge time 10 hours, discharge current 0.3 mA / cm 2

(4)サイクル試験用正極(錠剤電極)の作製
正極活物質を120℃で12時間乾燥した。該正極活物質とアセチレンブラックとを5mgずつ秤量し、めのう乳鉢上で混合し、さらに、PTFE0.5mgを加え、錠剤状に成型することで、錠剤型成型体を得た。該錠剤型成型体をSUS板上に載せ、Alメッシュを重ね、SUS板で挟み、錠剤型成型体とAlメッシュとを圧着させ、120℃で12時間乾燥し、錠剤電極を得た。
(5)サイクル試験用非水電解質二次電池の作製
グローブボックス内にて、HSフラットセル(宝泉株式会社製)の下部中央に錠剤電極を置き、電解液(LiPF6/EC+DMC(5:5))を0.1ml滴下した。セパレータ(2枚)とガラス製濾紙を該電解液に浸漬後に、前記錠剤電極上に載せ、金属リチウム箔を載せた。そして、凸型の押さえを載せ、バネを入れ、上蓋を載せ、蝶ねじで締め付けることにより電池を作製した。
(6)サイクル試験
上記の電池を用いて、以下に示す条件でサイクル試験を実施した。サイクル試験における充電容量、放電容量およびサイクル維持率を、それぞれ以下のようにして求めた。
(4) Preparation of positive electrode (tablet electrode) for cycle test The positive electrode active material was dried at 120 ° C. for 12 hours. 5 mg each of the positive electrode active material and acetylene black were weighed and mixed in an agate mortar, and further 0.5 mg of PTFE was added and molded into a tablet shape to obtain a tablet-shaped molded body. The tablet-shaped molded body was placed on a SUS plate, Al meshes were stacked, sandwiched between SUS plates, the tablet-shaped molded body and Al mesh were pressure-bonded, and dried at 120 ° C. for 12 hours to obtain a tablet electrode.
(5) Production of non-aqueous electrolyte secondary battery for cycle test In the glove box, a tablet electrode is placed at the center of the lower part of the HS flat cell (manufactured by Hosen Co., Ltd.), and the electrolyte (LiPF 6 / EC + DMC (5: 5) 0.1 ml) was added dropwise. A separator (two sheets) and glass filter paper were immersed in the electrolytic solution, and then placed on the tablet electrode, and a metal lithium foil was placed thereon. Then, a battery was fabricated by placing a convex presser, putting a spring, placing an upper lid, and tightening with a thumbscrew.
(6) Cycle test A cycle test was carried out under the following conditions using the above battery. The charge capacity, discharge capacity, and cycle maintenance rate in the cycle test were determined as follows.

<サイクル試験>
試験温度30℃
充電最大電圧4.8V、充電電流0.1mA/cm2
放電最小電圧2.2V、放電電流0.1mA/cm2
初回充放電効率(%)=1サイクル目の放電容量(mAh/g)/1サイクル目の充電容量(mAh/g)
サイクル維持率(%)=50サイクル目の放電容量(mAh/g)/1サイクル目の放電容量(mAh/g)
<Cycle test>
Test temperature 30 ° C
Maximum charging voltage 4.8V, charging current 0.1mA / cm 2
Discharge minimum voltage 2.2V, discharge current 0.1mA / cm 2
Initial charge / discharge efficiency (%) = discharge capacity at the first cycle (mAh / g) / charge capacity at the first cycle (mAh / g)
Cycle retention rate (%) = 50th cycle discharge capacity (mAh / g) / 1st cycle discharge capacity (mAh / g)

(7)リチウム複合金属酸化物の評価
1.リチウム複合金属酸化物の組成分析
粉末を塩酸に溶解させた後、誘導結合プラズマ発光分析法(SII製SPS3000)を用いて測定した。
(7) Evaluation of lithium composite metal oxide Composition analysis of lithium composite metal oxide After the powder was dissolved in hydrochloric acid, it was measured using an inductively coupled plasma emission spectrometry (SPS3000 manufactured by SII).

2.リチウム複合金属酸化物のBET比表面積の測定
測定する粉末1gを窒素雰囲気中150℃、15分間乾燥した後、マイクロメリティックス製フローソーブII2300を用いて測定した。
2. Measurement of BET Specific Surface Area of Lithium Composite Metal Oxide 1 g of the powder to be measured was dried in a nitrogen atmosphere at 150 ° C. for 15 minutes, and then measured using a Micromeritics Flowsorb II2300.

3.リチウム複合酸化物のX線回折法による結晶構造(晶系及び空間群)の評価、格子定数の算出
試料粉末をガラス試料板に充填し、リガク製回転陰極型X線回折装置RU−200Bを用いて、以下の測定条件にて測定した。
測定条件
線源:CuKα
電圧:40kV
電流:200mA
測定範囲(2θ):10°〜87°

得られたX線回折プロファイルから、試料の結晶構造(晶系及び空間群)を特定し、格子定数を算出した。
3. Evaluation of crystal structure (crystal system and space group) of lithium composite oxide by X-ray diffraction method, calculation of lattice constant Sample powder was filled in a glass sample plate, and a Rigaku rotary cathode X-ray diffractometer RU-200B was used. The measurement was performed under the following measurement conditions.
Measurement condition source: CuKα
Voltage: 40 kV
Current: 200 mA
Measurement range (2θ): 10 ° to 87 °

From the obtained X-ray diffraction profile, the crystal structure (crystal system and space group) of the sample was specified, and the lattice constant was calculated.

比較例1
1.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
水酸化リチウム一水和物と水酸化ニッケルとをLi:Niのモル比が1.02:1となるように秤量し、乳鉢により混合して混合物を得た。次いで、該混合物を焼成容器に入れ、電気炉を用いて酸素雰囲気中700℃で20時間保持して焼成を行い、室温まで冷却し、焼成物F1を得て、これを粉砕し、該焼成物を焼成容器に入れ、電気炉を用いて酸素雰囲気中750℃で20時間保持して焼成を行い、室温まで冷却し、焼成物F2を得て、これを粉砕して粉末状のリチウム複合金属酸化物G1を得た。前記G1の粉末X線回折測定を行い、解析を行ったところ、リチウム複合金属酸化物G1は、六方晶、空間群R−3mであることが分かった。X線回折測定にて、得られたピークを六方晶、空間群R−3mに基づいて解析し、格子定数を算出した。その結果、格子定数aは2.877Å、格子定数cは14.196Å、格子体積は101.7Å3、格子定数cを格子定数aで除した値(c/a)は、4.934であった。結果を表1にまとめて示す。
Comparative Example 1
1. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide Lithium hydroxide monohydrate and nickel hydroxide were weighed so that the molar ratio of Li: Ni was 1.02: 1 and mixed with a mortar to obtain a mixture. . Next, the mixture is put into a firing container, and fired by holding it in an oxygen atmosphere at 700 ° C. for 20 hours using an electric furnace, cooled to room temperature to obtain a fired product F 1 , pulverized, and fired. The product is put in a firing container, and is fired by holding it in an oxygen atmosphere at 750 ° C. for 20 hours using an electric furnace. The product is cooled to room temperature to obtain a fired product F 2 , which is pulverized and powdered lithium composite to obtain a metal oxide G 1. When X-ray powder diffraction measurement of G 1 was performed and analysis was performed, it was found that the lithium composite metal oxide G 1 was hexagonal and space group R-3m. In X-ray diffraction measurement, the obtained peak was analyzed based on hexagonal crystal and space group R-3m, and the lattice constant was calculated. As a result, the lattice constant a was 2.877Å, the lattice constant c was 14.196Å, the lattice volume was 101.7Å 3 , and the value obtained by dividing the lattice constant c by the lattice constant a (c / a) was 4.934. It was. The results are summarized in Table 1.

前記G1の組成分析を行ったところ、Li:Niのモル比は、1.02:1.00であり、BET比表面積は0.9m2/gであった。結果を表1にまとめて示す。 When the composition analysis of G 1 was performed, the molar ratio of Li: Ni was 1.02: 1.00, and the BET specific surface area was 0.9 m 2 / g. The results are summarized in Table 1.

2.非水電解質二次電池の充放電試験
前記G1を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、0.2Cにおける放電容量は、251mAh/gであった。
3.非水電解質二次電池のサイクル試験
前記G1を用いて電池を作製し、サイクル試験を行ったところ、1サイクル目の充電容量は、240mAh/gであり、1サイクル目の放電容量は、197mAh/gであり、初回充放電効率は、82%であった。また、50サイクル目の放電容量は、121mAh/gであり、サイクル維持率は、60%と十分ではなかった。
2. Charge / Discharge Test of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using the G 1 and a charge / discharge test was performed. As a result, the discharge capacity at 0.2C was 251 mAh / g.
3. Cycle test of non-aqueous electrolyte secondary battery A battery was produced using G 1 and subjected to a cycle test. As a result, the charge capacity in the first cycle was 240 mAh / g, and the discharge capacity in the first cycle was 197 mAh. / G, and the initial charge / discharge efficiency was 82%. Further, the discharge capacity at the 50th cycle was 121 mAh / g, and the cycle retention rate was not sufficient at 60%.

実施例1
1.遷移金属複合水酸化物の製造と評価
Niの水溶性塩として硝酸ニッケル(II)を72.7g(0.25molに相当)秤量し、純水500mlに溶解してNiを含有する水溶液を得た。また、無水水酸化リチウムを60g秤量し、純水1000mlに溶解して、アルカリ金属水溶液を得た。次いで、反応槽内に前記アルカリ金属水溶液を投入し、さらに、送液ポンプを用いて、Niを含有する水溶液を、1時間あたり250mlの速度で投入することで、共沈を行い、沈殿物を生成させ、反応槽内に空気を導入しながら、攪拌翼により24時間攪拌し、共沈物スラリーを得た。また、得られた共沈物スラリーについて、固液分離を行い、共沈物Q1を得た。
Example 1
1. Production and Evaluation of Transition Metal Composite Hydroxide 72.7 g (corresponding to 0.25 mol) of nickel nitrate (II) as a water-soluble salt of Ni was weighed and dissolved in 500 ml of pure water to obtain an aqueous solution containing Ni. . Further, 60 g of anhydrous lithium hydroxide was weighed and dissolved in 1000 ml of pure water to obtain an alkali metal aqueous solution. Next, the alkali metal aqueous solution is charged into the reaction vessel, and further, an aqueous solution containing Ni is charged at a rate of 250 ml per hour using a liquid feed pump, thereby carrying out coprecipitation, and depositing the precipitate. The mixture was stirred and stirred for 24 hours with a stirring blade while introducing air into the reaction vessel to obtain a coprecipitate slurry. Further, the obtained coprecipitate slurry was subjected to solid-liquid separation to obtain a coprecipitate Q 1.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
前記Q1と水酸化リチウム一水和物とを仕込みNi量(mol)に対するLi量(mol)が1.0倍となるように秤量し、蒸留水150mlに投入し、攪拌・分散し、100℃で6時間乾燥して、混合物B1を得た。次いで、該混合物をアルミナ製焼成容器に入れ、電気炉を用いて酸素雰囲気中400℃で20時間保持して焼成を行い、室温まで冷却し、粉砕し、蒸留水で洗浄を行い、ろ過し、100℃で12時間乾燥して、リチウム複合水酸化物C1を得た。該リチウム複合水酸化物と水酸化リチウム一水和物とを仕込みNi量(mol)に対するLi量(mol)が2.0倍となるように秤量し、蒸留水200mlに投入し、攪拌により溶解後、該焼成物を入れ、分散し、100℃で12時間乾燥して、混合物D1を得た。次いで、該混合物をアルミナ製焼成容器に入れ、電気炉を用いて酸素雰囲気中650℃で20時間保持して焼成を行い、室温まで冷却し、粉砕し、蒸留水で洗浄を行い、ろ過し、100℃で6時間乾燥して、粉末状のリチウム複合金属酸化物E1を得た。前記E1の粉末X線回折測定を行い、解析を行ったところ、リチウム複合金属酸化物E1は、六方晶、空間群R−3mであることが分かった。X線回折測定にて、得られたピークを六方晶、空間群R−3mに基づいて解析し、格子定数を算出した。その結果、格子定数aは2.863Å、格子定数cは14.202Å、格子体積は100.8Å3、格子定数cを格子定数aで除した値(c/a)は、4.960であった。結果を表1にまとめて示す。
2. Amount Li (mol) were weighed so that the 1.0-fold to Ni amount charged manufacture of the lithium composite metal oxide and Evaluation of Q 1, lithium hydroxide monohydrate (mol), distilled water 150ml The mixture was stirred, dispersed, and dried at 100 ° C. for 6 hours to obtain a mixture B 1 . The mixture is then placed in an alumina firing vessel, fired at 400 ° C. for 20 hours in an oxygen atmosphere using an electric furnace, cooled to room temperature, ground, washed with distilled water, filtered, and dried at 100 ° C. 12 hours to obtain a lithium composite hydroxide C 1. The lithium composite hydroxide and lithium hydroxide monohydrate were charged, weighed so that the Li amount (mol) was 2.0 times the Ni amount (mol), poured into 200 ml of distilled water, and dissolved by stirring. Thereafter, the fired product was added, dispersed, and dried at 100 ° C. for 12 hours to obtain a mixture D 1 . The mixture is then placed in an alumina firing vessel, fired at 650 ° C. for 20 hours in an oxygen atmosphere using an electric furnace, cooled to room temperature, ground, washed with distilled water, filtered, and dried 6 hours at 100 ° C., to obtain a powdered lithium composite metal oxide E 1. Conducted a powder X-ray diffraction measurement of said E 1, was subjected to analysis, the lithium composite metal oxide E 1 is hexagonal, it was found that a space group R-3m. In X-ray diffraction measurement, the obtained peak was analyzed based on hexagonal crystal and space group R-3m, and the lattice constant was calculated. As a result, the lattice constant a was 2.863 Å, the lattice constant c was 14.202 Å, the lattice volume was 100.8 Å 3 , and the value (c / a) obtained by dividing the lattice constant c by the lattice constant a was 4.960. It was. The results are summarized in Table 1.

前記E1の組成分析を行ったところ、Li:Niのモル比は、1.07:1.00であり、BET比表面積は4.4m2/gであった。結果を表1にまとめて示す。 When the composition analysis of E 1 was performed, the molar ratio of Li: Ni was 1.07: 1.00, and the BET specific surface area was 4.4 m 2 / g. The results are summarized in Table 1.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
前記E1を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、0.2Cにおける放電容量は、303mAh/gと高かった。
4.非水電解質二次電池のサイクル試験
前記E1を用いて電池を作製し、サイクル試験を行ったところ、1サイクル目の充電容量は、211mAh/gであり、1サイクル目の放電容量は、193mAh/gであり、初回充放電効率は、91%と高かった。また、50サイクル目の放電容量は、154mAh/gであり、サイクル維持率は、80%であり、比較例1のサイクル維持率に比して、高かった。
3. Charge / Discharge Test of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using E 1 and subjected to a charge / discharge test. As a result, the discharge capacity at 0.2C was as high as 303 mAh / g.
4). Cycle test of non-aqueous electrolyte secondary battery A battery was prepared using E 1 and subjected to a cycle test. As a result, the charge capacity of the first cycle was 211 mAh / g, and the discharge capacity of the first cycle was 193 mAh. / G, and the initial charge / discharge efficiency was as high as 91%. In addition, the discharge capacity at the 50th cycle was 154 mAh / g, and the cycle retention rate was 80%, which was higher than the cycle retention rate of Comparative Example 1.

実施例2
1.リチウム複合金属酸化物の製造
水酸化リチウム一水和物を仕込みNi量(mol)に対するLi量(mol)が2.0倍となるように秤量し、蒸留水200mlに投入し、攪拌により溶解後、実施例1と同様の操作で得た共沈物Q2を入れ、分散し、100℃で12時間乾燥して、混合物B2を得た。次いで、該混合物をアルミナ製焼成容器に入れ、電気炉を用いて酸素雰囲気中550℃で20時間保持して焼成を行い、室温まで冷却し、粉砕し、蒸留水で洗浄を行い、ろ過し、100℃で6時間乾燥して、粉末状のリチウム複合金属酸化物C2を得た。前記C2の粉末X線回折測定を行い、解析を行ったところ、リチウム複合金属酸化物C2は、六方晶、空間群R−3mであることが分かった。X線回折測定にて、得られたピークを六方晶、空間群R−3mに基づいて解析し、格子定数を算出した。その結果、格子定数aは2.865Å、格子定数cは14.199Å、格子体積は101.0Å3、格子定数cを格子定数aで除した値(c/a)は、4.955であった。結果を表1にまとめて示す。
Example 2
1. Production of lithium composite metal oxide Lithium hydroxide monohydrate was charged, weighed so that the Li amount (mol) was 2.0 times the Ni amount (mol), poured into 200 ml of distilled water, and dissolved by stirring. The coprecipitate Q 2 obtained by the same operation as in Example 1 was added, dispersed, and dried at 100 ° C. for 12 hours to obtain a mixture B 2 . The mixture is then placed in an alumina firing vessel, fired at 550 ° C. for 20 hours in an oxygen atmosphere using an electric furnace, cooled to room temperature, ground, washed with distilled water, filtered, and dried 6 hours at 100 ° C., to obtain a powdered lithium composite metal oxide C 2. When the powder X-ray diffraction measurement of the C 2 was performed and analyzed, it was found that the lithium composite metal oxide C 2 was a hexagonal crystal and a space group R-3m. In X-ray diffraction measurement, the obtained peak was analyzed based on hexagonal crystal and space group R-3m, and the lattice constant was calculated. As a result, the lattice constant a was 2.865 Å, the lattice constant c was 14.199 Å, the lattice volume was 101.0 Å 3 , and the value obtained by dividing the lattice constant c by the lattice constant a (c / a) was 4.955. It was. The results are summarized in Table 1.

前記C2の組成分析を行ったところ、Li:Niのモル比は、1.22:1.00であり、BET比表面積は10.4m2/gであった。結果を表1にまとめて示す。 When the composition analysis of C 2 was performed, the molar ratio of Li: Ni was 1.22: 1.00, and the BET specific surface area was 10.4 m 2 / g. The results are summarized in Table 1.

2.非水電解質二次電池の充放電試験
前記C2を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、0.2Cにおける放電容量は、349mAh/gと高かった。
2. Charge / Discharge Test of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using C 2 and a charge / discharge test was performed. As a result, the discharge capacity at 0.2C was as high as 349 mAh / g.

実施例3
1.リチウム複合金属酸化物の製造
焼成温度を600℃とした以外は、実施例2と同様の操作を行い、粉末状のリチウム複合金属酸化物C3を得た。前記C3の粉末X線回折測定を行い、解析を行ったところ、リチウム複合金属酸化物C3は、六方晶、空間群R−3mであることが分かった。X線回折測定にて、得られたピークを六方晶、空間群R−3mに基づいて解析し、格子定数を算出した。その結果、格子定数aは2.866Å、格子定数cは14.202Å、格子体積は101.1Å3、格子定数cを格子定数aで除した値(c/a)は、4.955であった。結果を表1にまとめて示す。
Example 3
1. Except that the production firing temperature of the lithium composite metal oxide and 600 ° C. is performed in the same manner as in Example 2 to give a powdered lithium composite metal oxide C 3. When the powder X-ray diffraction measurement of the C 3 was performed and analyzed, it was found that the lithium composite metal oxide C 3 was hexagonal and space group R-3m. In X-ray diffraction measurement, the obtained peak was analyzed based on hexagonal crystal and space group R-3m, and the lattice constant was calculated. As a result, the lattice constant a was 2.866 Å, the lattice constant c was 14.202 Å, the lattice volume was 101.1 Å 3 , and the value obtained by dividing the lattice constant c by the lattice constant a (c / a) was 4.955. It was. The results are summarized in Table 1.

前記C3の組成分析を行ったところ、Li:Niのモル比は、1.21:1.00であり、BET比表面積は3.9m2/gであった。結果を表1にまとめて示す。 When the composition analysis of C 3 was performed, the molar ratio of Li: Ni was 1.21: 1.00, and the BET specific surface area was 3.9 m 2 / g. The results are summarized in Table 1.

2.非水電解質二次電池の充放電試験
前記C3を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、0.2Cにおける放電容量は、322mAh/gと高かった。
2. Charge / Discharge Test of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using C 3 and subjected to a charge / discharge test. As a result, the discharge capacity at 0.2C was as high as 322 mAh / g.

Figure 2013056801
Figure 2013056801

(参考例)
積層フィルムセパレータの製造例
(1)スラリー状塗工液の製造
NMP4200gに塩化カルシウム272.7gを溶解した後、パラフェニレンジアミン132.9gを添加して完全に溶解させた。得られた溶液に、テレフタル酸ジクロライド243.3gを徐々に添加して重合し、パラアラミドを得て、さらにNMPで希釈して、濃度2.0重量%のパラアラミド溶液(A)を得た。得られたパラアラミド溶液100gに、アルミナ粉末(a)2g(日本アエロジル社製、アルミナC、平均粒子径0.02μm)とアルミナ粉末(b)2g(住友化学株式会社製スミコランダム、AA03、平均粒子径0.3μm)とをフィラーとして計4g添加して混合し、ナノマイザーで3回処理し、さらに1000メッシュの金網で濾過、減圧下で脱泡して、スラリー状塗工液(B)を製造した。パラアラミドおよびアルミナ粉末の合計重量に対するアルミナ粉末(フィラー)の重量は、67重量%となる。
(Reference example)
Production Example of Laminated Film Separator (1) Production of Slurry Coating Liquid After 272.7 g of calcium chloride was dissolved in 4200 g of NMP, 132.9 g of paraphenylenediamine was added and completely dissolved. To the obtained solution, 243.3 g of terephthalic acid dichloride was gradually added and polymerized to obtain para-aramid, which was further diluted with NMP to obtain a para-aramid solution (A) having a concentration of 2.0% by weight. To 100 g of the obtained para-aramid solution, 2 g of alumina powder (a) (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., Alumina C, average particle size 0.02 μm) and 2 g of alumina powder (b) (Sumitomo Chemical Co., Ltd. Sumiko Random, AA03, average particles) 4 g in total as a filler is added and mixed, treated three times with a nanomizer, filtered through a 1000 mesh wire net, and degassed under reduced pressure to produce a slurry coating solution (B) did. The weight of alumina powder (filler) with respect to the total weight of para-aramid and alumina powder is 67% by weight.

(2)積層フィルムの製造および評価
多孔質フィルムとしては、ポリエチレン製多孔質膜(膜厚12μm、透気度140秒/100cc、平均孔径0.1μm、空孔率50%)を用いた。厚み100μmのPETフィルムの上に上記ポリエチレン製多孔質膜を固定し、テスター産業株式会社製バーコーターにより、該多孔質膜の上にスラリー状塗工液(B)を塗工した。PETフィルム上の塗工された該多孔質膜を一体にしたまま、貧溶媒である水中に浸漬させ、パラアラミド多孔質膜(耐熱多孔層)を析出させた後、溶媒を乾燥させて、耐熱多孔層と多孔質フィルムとが積層された積層フィルム1を得た。積層フィルム1の厚みは16μmであり、パラアラミド多孔質膜(耐熱多孔層)の厚みは4μmであった。積層フィルム1の透気度は180秒/100cc、空孔率は50%であった。積層フィルム1における耐熱多孔層の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察をしたところ、0.03〜0.06μm程度の比較的小さな微細孔と0.1〜1μm程度の比較的大きな微細孔とを有することがわかった。なお、積層フィルムの評価は以下の方法で行った。
(2) Production and Evaluation of Laminated Film As the porous film, a polyethylene porous film (film thickness 12 μm, air permeability 140 seconds / 100 cc, average pore diameter 0.1 μm, porosity 50%) was used. The polyethylene porous film was fixed on a PET film having a thickness of 100 μm, and the slurry-like coating liquid (B) was applied onto the porous film by a bar coater manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd. The coated porous membrane on the PET film is integrated and immersed in water, which is a poor solvent, to deposit a para-aramid porous membrane (heat-resistant porous layer), and then the solvent is dried to form a heat-resistant porous membrane. A laminated film 1 in which a layer and a porous film were laminated was obtained. The thickness of the laminated film 1 was 16 μm, and the thickness of the para-aramid porous film (heat resistant porous layer) was 4 μm. The air permeability of the laminated film 1 was 180 seconds / 100 cc, and the porosity was 50%. When the cross section of the heat resistant porous layer in the laminated film 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), a relatively small micropore of about 0.03 to 0.06 μm and a relatively large micropore of about 0.1 to 1 μm. It was found to have The laminated film was evaluated by the following method.

<積層フィルムの評価>
(A)厚み測定
積層フィルムの厚み、多孔質フィルムの厚みは、JIS規格(K7130−1992)に従い、測定した。また、耐熱多孔層の厚みとしては、積層フィルムの厚みから多孔質フィルムの厚みを差し引いた値を用いた。
(B)ガーレー法による透気度の測定
積層フィルムの透気度は、JIS P8117に基づいて、株式会社安田精機製作所製のデジタルタイマー式ガーレー式デンソメータで測定した。
(C)空孔率
得られた積層フィルムのサンプルを一辺の長さ10cmの正方形に切り取り、重量W(g)と厚みD(cm)を測定した。サンプル中のそれぞれの層の重量(Wi(g))(iは1からnの整数)を求め、Wiとそれぞれの層の材質の真比重(真比重i(g/cm3))とから、それぞれの層の体積を求めて、次式より空孔率(体積%)を求めた。
空孔率(体積%)=100×{1−(W1/真比重1+W2/真比重2+・・+Wn/真比重n)/(10×10×D)}
<Evaluation of laminated film>
(A) Thickness measurement The thickness of the laminated film and the thickness of the porous film were measured in accordance with JIS standards (K7130-1992). Moreover, as the thickness of the heat resistant porous layer, a value obtained by subtracting the thickness of the porous film from the thickness of the laminated film was used.
(B) Measurement of air permeability by Gurley method The air permeability of the laminated film was measured by a digital timer type Gurley type densometer manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd. based on JIS P8117.
(C) Porosity A sample of the obtained laminated film was cut into a 10 cm long square and the weight W (g) and thickness D (cm) were measured. The weight of each layer in the sample (Wi (g)) (i is an integer from 1 to n) is obtained, and from the true specific gravity (true specific gravity i (g / cm 3 )) of the material of each layer, The volume of each layer was determined, and the porosity (volume%) was determined from the following formula.
Porosity (volume%) = 100 × {1− (W1 / true specific gravity 1 + W2 / true specific gravity 2 + ·· + Wn / true specific gravity n) / (10 × 10 × D)}

本発明によれば、従来のリチウム二次電池に比し、高い容量を示す非水電解質二次電池を得ることができ、該二次電池は、特に、高い容量を要求される用途、すなわち自動車用や電力貯蔵用の非水電解質二次電池に極めて有用となる。   According to the present invention, it is possible to obtain a non-aqueous electrolyte secondary battery exhibiting a higher capacity than that of a conventional lithium secondary battery, and the secondary battery is particularly used in applications requiring high capacity, that is, an automobile. It is extremely useful for a non-aqueous electrolyte secondary battery for power use or power storage.

Claims (8)

式(A)で表されるリチウム複合金属酸化物であって、
CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、結晶構造が、六方晶系、空間群R−3mに帰属する構造を含み、該晶系、該空間群に基づいて算出した格子定数aが2.87Å以下であることを特徴とするリチウム複合金属酸化物。
LixNiO2±δ (A)
(ここで、1.05≦x≦1.30であり、−0.1≦δ≦0.1である。)
A lithium composite metal oxide represented by the formula (A),
In powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays, the crystal structure includes a structure belonging to the hexagonal system and the space group R-3m, and the lattice constant a calculated based on the crystal system and the space group is 2. Lithium composite metal oxide, characterized by being 87 mm or less.
Li x NiO 2 ± δ (A)
(Here, 1.05 ≦ x ≦ 1.30 and −0.1 ≦ δ ≦ 0.1.)
格子定数cが14.19Å以上14.22Å以下の範囲にあり、格子体積が100.5Å3以上101.5Å3以下の範囲にある請求項1に記載のリチウム複合金属酸化物。 There lattice constant c to 14.22Å following range of 14.19A, lithium mixed metal oxide according to claim 1, the lattice volume is in the range of 100.5A 3 or 101.5A 3 or less. 格子定数cを格子定数aで除した値(c/a)が4.94以上4.97以下である請求項1または2に記載のリチウム複合金属酸化物。   The lithium composite metal oxide according to claim 1 or 2, wherein a value (c / a) obtained by dividing the lattice constant c by the lattice constant a is 4.94 or more and 4.97 or less. 請求項1から3のいずれかに記載のリチウム複合金属酸化物を、正極活物質として含有してなることを特徴とする正極。   A positive electrode comprising the lithium composite metal oxide according to claim 1 as a positive electrode active material. 請求項4記載の正極を有してなることを特徴とする非水電解質二次電池。   A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the positive electrode according to claim 4. 以下の(1)、(2)、(3)および(4)の工程をこの順で含むことを特徴とするリチウム複合金属酸化物の製造方法。
(1)Niを含有する水溶液とLiを含有するアルカリとを接触させて共沈物を生成し、共沈物スラリーを得る工程
(2)得られた共沈物スラリーを固液分離して固形分を得る工程
(3)得られた固形分とリチウム化合物とを混合して得られる混合物を300℃以上550℃以下の温度で保持して焼成して、第1のリチウム複合金属酸化物を得る工程
(4)得られた第1のリチウム複合金属酸化物と、リチウム化合物とを混合して得られる混合物を600℃以上800℃以下の温度で保持して焼成して第2のリチウム複合金属酸化物を得る工程
A method for producing a lithium composite metal oxide comprising the following steps (1), (2), (3) and (4) in this order:
(1) A step of producing a coprecipitate by bringing an aqueous solution containing Ni and an alkali containing Li into contact to obtain a coprecipitate slurry. (2) Solid-liquid separation of the obtained coprecipitate slurry is performed as a solid. (3) The mixture obtained by mixing the obtained solid and lithium compound is held at a temperature of 300 ° C. or higher and 550 ° C. or lower and fired to obtain the first lithium composite metal oxide. Step (4) A mixture obtained by mixing the obtained first lithium composite metal oxide and the lithium compound is held at a temperature of 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower and calcined to produce a second lithium composite metal oxide. The process of getting things
工程(3)において、仕込みNi量に対して、Li換算で1.0モル倍以上2.0モル倍以下のリチウム化合物を添加する請求項6に記載のリチウム複合金属酸化物の製造方法。   The method for producing a lithium composite metal oxide according to claim 6, wherein in the step (3), a lithium compound is added in an amount of 1.0 mol times or more and 2.0 mol times or less in terms of Li with respect to the charged Ni amount. 工程(4)において、仕込みNi量に対して、Li換算で1.0モル倍以上2.0モル倍以下のリチウム化合物を添加する請求項6または7に記載の製造方法。   The process according to claim 6 or 7, wherein in step (4), a lithium compound is added in an amount of 1.0 mol times or more and 2.0 mol times or less in terms of Li with respect to the amount of charged Ni.
JP2011196101A 2011-09-08 2011-09-08 Lithium composite metal oxide, and method for producing the same Withdrawn JP2013056801A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011196101A JP2013056801A (en) 2011-09-08 2011-09-08 Lithium composite metal oxide, and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011196101A JP2013056801A (en) 2011-09-08 2011-09-08 Lithium composite metal oxide, and method for producing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013056801A true JP2013056801A (en) 2013-03-28

Family

ID=48133027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011196101A Withdrawn JP2013056801A (en) 2011-09-08 2011-09-08 Lithium composite metal oxide, and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013056801A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015053357A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-16 三井金属鉱業株式会社 Method for manufacturing over-lithiated layered lithium metal composite oxide
WO2018043302A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Lithium-nickel composite oxide and production method therefor
WO2018043436A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Dissimilar metal-containing lithium-nickel composite oxide and production method therefor
JP2019200875A (en) * 2018-05-15 2019-11-21 住友金属鉱山株式会社 Manufacturing method of positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2021084856A (en) * 2019-11-29 2021-06-03 エコプロ ビーエム カンパニー リミテッドEcopro Bm Co., Ltd. Lithium composite oxide and lithium secondary battery comprising the same

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015053357A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-16 三井金属鉱業株式会社 Method for manufacturing over-lithiated layered lithium metal composite oxide
KR101613862B1 (en) 2013-10-10 2016-04-20 미쓰이금속광업주식회사 Method for manufacturing over-lithiated layered lithium metal composite oxide
GB2536149A (en) * 2013-10-10 2016-09-07 Mitsui Mining & Smelting Co Method for manufacturing over-lithiated layered lithium metal composite oxide
US9525173B2 (en) 2013-10-10 2016-12-20 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Method for manufacturing over-lithiated layered lithium metal composite oxide
GB2536149B (en) * 2013-10-10 2017-01-25 Mitsui Mining & Smelting Co A method for manufacturing over-lithiated layered lithium metal composite oxide
JPWO2015053357A1 (en) * 2013-10-10 2017-03-09 三井金属鉱業株式会社 Method for producing lithium-rich layered lithium metal composite oxide
JPWO2018043436A1 (en) * 2016-08-30 2019-06-24 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Heterogeneous metal-containing lithium nickel composite oxide and method for producing the same
WO2018043436A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Dissimilar metal-containing lithium-nickel composite oxide and production method therefor
WO2018043302A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Lithium-nickel composite oxide and production method therefor
JPWO2018043302A1 (en) * 2016-08-30 2019-06-24 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Lithium-nickel based composite oxide and method for producing the same
JP7043076B2 (en) 2016-08-30 2022-03-29 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Lithium-nickel-based composite oxide and its manufacturing method
JP2019200875A (en) * 2018-05-15 2019-11-21 住友金属鉱山株式会社 Manufacturing method of positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP7064717B2 (en) 2018-05-15 2022-05-11 住友金属鉱山株式会社 Manufacturing method of positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2021084856A (en) * 2019-11-29 2021-06-03 エコプロ ビーエム カンパニー リミテッドEcopro Bm Co., Ltd. Lithium composite oxide and lithium secondary battery comprising the same
JP7100102B2 (en) 2019-11-29 2022-07-12 エコプロ ビーエム カンパニー リミテッド Lithium composite oxide and lithium secondary battery containing it
JP2022141690A (en) * 2019-11-29 2022-09-29 エコプロ ビーエム カンパニー リミテッド Lithium composite oxide and lithium secondary battery using the same
JP7482945B2 (en) 2019-11-29 2024-05-14 エコプロ ビーエム カンパニー リミテッド Lithium composite oxide and lithium secondary battery containing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5640311B2 (en) Lithium composite metal oxide and non-aqueous electrolyte secondary battery
US10103383B2 (en) Transition metal composite hydroxide and lithium composite metal oxide
JP5842478B2 (en) Lithium composite metal oxide and method for producing the same
JP5504800B2 (en) Lithium composite metal oxide and positive electrode active material
JP5531602B2 (en) Electrode active material, electrode and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2010021134A (en) Method for manufacturing lithium complex metal oxide
JP5699436B2 (en) Method for producing layered structure lithium composite metal oxide
WO2010027038A1 (en) Electrode active material, electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2011070994A (en) Positive electrode mixture, positive electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20210058959A (en) Positive electrode active material for secondary battery and its manufacturing method
WO2011062126A1 (en) Transition-metal-containing hydroxide and lithium-containing metal oxide
JP5487821B2 (en) Lithium composite metal oxide and positive electrode active material
JP5810497B2 (en) Lithium composite metal oxide and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2013056801A (en) Lithium composite metal oxide, and method for producing the same
US20120082883A1 (en) Electrode mix, electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5780059B2 (en) Positive electrode active material, positive electrode and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5771891B2 (en) Method for producing conductive positive electrode active material powder
JP5742193B2 (en) Lithium composite metal oxide and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2011153067A (en) Method for producing composite metal hydroxide and lithium composite metal oxide, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6103419B2 (en) Cathode active material
JP5515435B2 (en) Raw material powder for lithium nickel composite metal oxide
JP2010118161A (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20141202