JP2014072072A - Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery manufactured using the positive electrode active material - Google Patents

Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery manufactured using the positive electrode active material Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery, improving initial discharge capacity and capable of suppressing deterioration in average operating voltage; a method for producing the positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery; and a positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery manufactured using the positive electrode active material.SOLUTION: A positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery comprises: a lithium transition metal composite oxide 21 that contains at least lithium, nickel and manganese and has a layered structure; and a compound 22 of a rare earth element adhering on at least a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide 21. The average particle size of the compound 22 of a rare earth element is more than 100 nm and 500 nm or less.

Description

本発明は、非水電解質二次電池用正極活物質、その製造方法及び当該正極活物質を用いた非水電解質二次電池用正極に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a manufacturing method thereof, and a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material.

近年、携帯電話、ノートパソコン、PDA等の移動情報端末の小型・軽量化が急速に進展しており、その駆動電源としての電池にはさらなる高容量化が要求されている。リチウムイオンが正、負極間を移動することにより充放電を行うリチウムイオン電池は、高いエネルギー密度を有し、高容量であるので、上記のような移動情報端末の駆動電源として広く利用されている。   In recent years, mobile information terminals such as mobile phones, notebook personal computers, and PDAs have been rapidly reduced in size and weight, and batteries as drive power sources are required to have higher capacities. Lithium ion batteries that charge and discharge by moving lithium ions between positive and negative electrodes have high energy density and high capacity, and are therefore widely used as drive power sources for such mobile information terminals. .

ここで、上記移動情報端末は、動画再生機能、ゲーム機能といった機能の充実に伴って、更に消費電力が高まる傾向にあり、更なる高容量化が強く望まれるところである。上記非水電解質二次電池を高容量化する方策としては、活物質の容量を高くする方策や、単位体積当りの活物質の充填量を増やすといった方策の他、電池の充電電圧を高くするという方策がある。但し、電池の充電電圧を高くした場合には、正極活物質と非水電解液との反応が生じやすくなる。
そこで、正極活物質の表面を化合物で被覆することにより、充電電圧を高くした場合等において、正極活物質と非水電解液との反応を抑制できることが示されている(下記特許文献1、2参照)。
Here, the mobile information terminal has a tendency to further increase power consumption with enhancement of functions such as a video playback function and a game function, and a further increase in capacity is strongly desired. As a measure to increase the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery, in addition to a measure to increase the capacity of the active material and a measure to increase the filling amount of the active material per unit volume, the charge voltage of the battery is increased. There are measures. However, when the charging voltage of the battery is increased, the reaction between the positive electrode active material and the nonaqueous electrolytic solution tends to occur.
Thus, it has been shown that the reaction between the positive electrode active material and the non-aqueous electrolyte can be suppressed when the charging voltage is increased by coating the surface of the positive electrode active material with a compound (Patent Documents 1 and 2 below). reference).

WO2010/004973A1WO2010 / 004973A1 WO2005/008812A1WO2005 / 008812A1

上記特許文献1には、コバルト酸リチウムを主たる活物質として、充電電圧を高くした場合等において、正極活物質と非水電解液との反応抑制を主目的としている。しかし、コバルト酸リチウムは、コバルトが希少金属であるため、コストが高くつくという問題がある。そこで、最近では、コバルト酸リチウムの代わりに、リチウムコバルトニッケルマンガンの複合酸化物を正極活物質に用いることにより、コストを低く抑えている。   The above-mentioned Patent Document 1 mainly aims to suppress the reaction between the positive electrode active material and the non-aqueous electrolyte when the charge voltage is increased using lithium cobalt oxide as the main active material. However, lithium cobaltate has a problem of high cost because cobalt is a rare metal. Therefore, recently, the cost has been kept low by using a composite oxide of lithium cobalt nickel manganese for the positive electrode active material instead of lithium cobalt oxide.

リチウムコバルトニッケルマンガン複合酸化物に対しても上記特許文献1のように、希土類元素の化合物を表面に付着させることにより、正極活物質と非水電解液との反応抑制が可能である。上記特許文献2には、リチウムコバルトニッケルマンガン複合酸化物の表面に周期律表の3族の元素を付与することにより、非水電解液との反応を抑制し、保存時の副反応やサイクル特性が改善されることが開示されている。しかし、このようにリチウムコバルトニッケルマンガン複合酸化物の表面に元素を付着させた場合、付着させた元素がリチウムの拡散を阻害するため抵抗が大きくなる。その結果、放電時の作動電圧を低下させてしまい、電池のエネルギー密度が低下するという問題があった。   Also for the lithium cobalt nickel manganese composite oxide, the reaction between the positive electrode active material and the non-aqueous electrolyte can be suppressed by attaching a rare earth element compound to the surface as in Patent Document 1 described above. In Patent Document 2, by adding a group 3 element of the periodic table to the surface of the lithium cobalt nickel manganese composite oxide, the reaction with the non-aqueous electrolyte is suppressed, and side reactions and cycle characteristics during storage. Is disclosed to be improved. However, when an element is deposited on the surface of the lithium cobalt nickel manganese composite oxide in this way, the deposited element inhibits lithium diffusion, resulting in an increase in resistance. As a result, there has been a problem that the operating voltage at the time of discharging is lowered and the energy density of the battery is lowered.

本発明の一の局面の正極活物質は、少なくともリチウムとニッケルとマンガンとを含有し、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物と、上記リチウム遷移金属複合酸化物の表面の一部に付着した希土類元素の化合物と、を含み、上記希土類元素の化合物の平均粒径が、100nmを越えて500nm以下である。   The positive electrode active material according to one aspect of the present invention contains at least lithium, nickel, and manganese, and has a layered structure and is attached to a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide. And an average particle size of the rare earth element compound is more than 100 nm and not more than 500 nm.

本発明の一の局面によれば、放電電圧が高くて高容量な正極活物質を得ることができる。   According to one aspect of the present invention, a positive electrode active material having a high discharge voltage and a high capacity can be obtained.

本発明の一局面のニッケルコバルトマンガン酸リチウムの表面状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the surface state of the nickel cobalt lithium manganate of 1 aspect of this invention. 本発明の一局面のニッケルコバルトマンガン酸リチウムの表面状態とは異なる表面状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the surface state different from the surface state of the nickel cobalt lithium manganate of 1 aspect of this invention. 本発明の一局面の三電極式ビーカーセルを示す説明図。Explanatory drawing which shows the three-electrode-type beaker cell of 1 aspect of this invention.

本発明の一の局面の正極活物質は、少なくともリチウムとニッケルとマンガンとを含有し、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物と、上記リチウム遷移金属複合酸化物の表面の一部に付着した希土類元素の化合物と、を含み、上記希土類元素の化合物の平均粒径が、100nmを越えて500nm以下である。   The positive electrode active material according to one aspect of the present invention contains at least lithium, nickel, and manganese, and has a layered structure and is attached to a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide. And an average particle size of the rare earth element compound is more than 100 nm and not more than 500 nm.

上記構成であれば、放電時の作動電圧低下を抑制でき、かつ非水電解液とリチウム遷移金属複合酸化物との反応も抑制することができる。その結果、放電電圧が高く、高容量、すなわち高エネルギー密度の正極活物質を得ることができる。このメカニズムは明らかではないが、以下の要因ではないかと考えられる。希土類元素の化合物の平均粒径を、100nmを超えて500nm以下に規制すれば、希土類元素の化合物によってリチウム拡散が阻害されるのを低減できる。加えて、リチウム遷移金属複合酸化物の表面に希土類元素の化合物が付着していれば、電解液の分解反応を抑制できるので、リチウム遷移金属複合酸化物の表面にリチウムイオン透過性の低い被膜が形成するのを抑制できることに起因すると考えられる。   If it is the said structure, the operating voltage fall at the time of discharge can be suppressed, and reaction with a non-aqueous electrolyte and lithium transition metal complex oxide can also be suppressed. As a result, a positive electrode active material having a high discharge voltage and a high capacity, that is, a high energy density can be obtained. This mechanism is not clear, but is thought to be due to the following factors. If the average particle size of the rare earth element compound is regulated to more than 100 nm and 500 nm or less, it is possible to reduce the inhibition of lithium diffusion by the rare earth element compound. In addition, if a rare earth element compound adheres to the surface of the lithium transition metal composite oxide, the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed, so a coating with low lithium ion permeability is formed on the surface of the lithium transition metal composite oxide. It is thought that it originates in being able to suppress forming.

ここで、リチウム遷移金属複合酸化物の表面の一部に上記希土類元素の化合物が付着された状態とは、図1に示すように、リチウム遷移金属複合酸化物21の表面に、希土類元素の化合物22が付着された状態をいうものである。即ち、当該状態には、図2に示すように、リチウム遷移金属複合酸化物21と希土類元素の化合物22とを単に混合して、一部の希土類元素の化合物22がリチウム遷移金属複合酸化物21とたまたま接している状態を含むものではない。   Here, the state in which the compound of the rare earth element is attached to a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide refers to the compound of the rare earth element on the surface of the lithium transition metal composite oxide 21 as shown in FIG. This means that 22 is attached. That is, in this state, as shown in FIG. 2, the lithium transition metal composite oxide 21 and the rare earth element compound 22 are simply mixed, and a part of the rare earth element compound 22 becomes the lithium transition metal composite oxide 21. It does not include the state where it happens to contact.

上記希土類元素の化合物の平均粒径は100nmを超えて500nm以下である。希土類元素の化合物の平均粒径が100nm以下であると、リチウム遷移金属複合酸化物の表面を微細且つ一応に覆ってしまうため、リチウム拡散を阻害する。このため、正極における抵抗が増大して、放電電圧が低下する。また、希土類元素の化合物の平均粒径が500nmを超えると、希土類元素の化合物の付着部位が一部に偏ってしまい、非水電解液との反応を十分に抑制できないからである。このようなことを考慮すれば、希土類元素の化合物の平均粒径は、120nm以上300nm以下であることが特に好ましい。このような平均粒径にすると、希土類元素の化合物による電解液の分解反応を十分に抑制でき、且つ放電電圧の低下も抑えることができるからである。
なお、上記希土類元素の化合物の平均粒径は、正極活物質のSEM画像から得られた値である。
The average particle size of the rare earth element compound is more than 100 nm and not more than 500 nm. When the average particle size of the rare earth element compound is 100 nm or less, the surface of the lithium transition metal composite oxide is finely and temporarily covered, so that lithium diffusion is inhibited. For this reason, the resistance at the positive electrode increases, and the discharge voltage decreases. Further, if the average particle size of the rare earth element compound exceeds 500 nm, the adhesion site of the rare earth element compound is partially biased, and the reaction with the non-aqueous electrolyte cannot be sufficiently suppressed. In consideration of this, the average particle size of the rare earth element compound is particularly preferably 120 nm or more and 300 nm or less. This is because with such an average particle diameter, the decomposition reaction of the electrolytic solution by the rare earth element compound can be sufficiently suppressed, and a decrease in the discharge voltage can also be suppressed.
The average particle diameter of the rare earth element compound is a value obtained from an SEM image of the positive electrode active material.

上記LiとNiとMnとを含有し、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の組成式は、化学式Li1+x(NiMnCo)O(x+a+b+c=1、0<x≦0.1、0≦c<0.4、a−b>0.035、0.035<a≦0.85、0<b≦0.5)、で表されるものであることが好ましい。
上記xが0.1を超えると、充放電時に酸化還元反応を行う遷移金属の比率が下がり、充放電容量が低下する。したがって、xは0.1以下であることが好ましい。また、0≦c<0.4としたのは、cが0.4以上になると希少金属であるコバルトの含有量が多くなり過ぎて、コスト的に不利になるためである。また、a−b>0.035としたのは、以下に示す2つの理由による。第1に、Mnの組成比率が高い場合には不純物相を生じ、容量の低下及び出力の低下を招くため、a−bは0以上であることが望ましいということ。第2に、Ni組成比率が高いほうが正極活物質重量あたりの容量が大きくなるため、できる限りNi組成比率が高い方が望ましいということによる。
尚、電池の特性バランスを考慮すると、ニッケル、コバルト及びマンガンの3成分を含むニッケルコバルトマンガン酸リチウムが最も好ましいので、0<c<0.4とすることがより好ましい。
The composition formula of the lithium transition metal composite oxide containing Li, Ni, and Mn and having a layered structure is represented by the chemical formula Li 1 + x (Ni a Mn b Co c ) O 2 (x + a + b + c = 1, 0 <x ≦ 0. 1, 0 ≦ c <0.4, ab> 0.035, 0.035 <a ≦ 0.85, 0 <b ≦ 0.5).
When x exceeds 0.1, the ratio of the transition metal that undergoes the oxidation-reduction reaction during charge / discharge decreases, and the charge / discharge capacity decreases. Therefore, x is preferably 0.1 or less. The reason why 0 ≦ c <0.4 is that when c is 0.4 or more, the content of cobalt, which is a rare metal, increases too much, which is disadvantageous in terms of cost. The reason for setting ab> 0.035 is due to the following two reasons. First, when the composition ratio of Mn is high, an impurity phase is generated, which leads to a decrease in capacity and a decrease in output. Therefore, ab is preferably 0 or more. Secondly, the higher the Ni composition ratio, the larger the capacity per weight of the positive electrode active material. Therefore, it is desirable that the Ni composition ratio is as high as possible.
In view of the balance of battery characteristics, nickel cobalt lithium manganate containing three components of nickel, cobalt, and manganese is most preferable, and 0 <c <0.4 is more preferable.

上記希土類元素の化合物の付着量が、希土類元素換算で、上記リチウム遷移金属複合酸化物に対して0.005質量%以上0.8質量%以下であることが好ましく、特に、0.01質量%以上0.5質量%以下であることが好ましい。
上記希土類元素の化合物の付着量が0.005質量%未満では、非水電解液と正極活物質との反応抑制の効果が小さく、当該付着量が0.8質量%を超えると、希土類化合物が過剰に正極活物質表面を覆うため、リチウム拡散を阻害し、結果電池の放電電圧を低下させる可能性がある。
The adhesion amount of the rare earth element compound is preferably 0.005 mass% or more and 0.8 mass% or less with respect to the lithium transition metal composite oxide in terms of rare earth elements, and particularly 0.01 mass%. The content is preferably 0.5% by mass or less.
If the adhesion amount of the rare earth element compound is less than 0.005% by mass, the effect of suppressing the reaction between the non-aqueous electrolyte and the positive electrode active material is small. If the adhesion amount exceeds 0.8% by mass, the rare earth compound is Since the surface of the positive electrode active material is excessively covered, lithium diffusion may be inhibited, and as a result, the discharge voltage of the battery may be lowered.

リチウム遷移金属複合酸化物の表面の一部に、上記希土類元素の化合物を付着する方法としては、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物の表面に、希土類元素の化合物を付着させる第1ステップと、上記リチウム遷移金属複合酸化物を、700℃を超える温度で熱処理する第2ステップとを有する方法がある。また、上記第1ステップとしては、リチウム遷移金属複合酸化物を分散した溶液に、希土類元素の化合物(上記リチウム遷移金属複合酸化物の表面の一部に付着された希土類元素の化合物と区別すべく、以下、原料としての希土類元素の化合物と称する)を溶解した溶液を混合する方法や、リチウム遷移金属複合酸化物の粉末を混合しながら、原料としての希土類元素の化合物を含む溶液を噴霧する方法等によって得られる。   Examples of the method of attaching the rare earth element compound to a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide include, for example, the first step of attaching the rare earth element compound to the surface of the lithium transition metal composite oxide; And a second step of heat-treating the lithium transition metal composite oxide at a temperature exceeding 700 ° C. Further, as the first step, in the solution in which the lithium transition metal composite oxide is dispersed, a rare earth element compound (to distinguish from the rare earth element compound attached to a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide). Hereinafter referred to as a rare earth element compound as a raw material), or a method of spraying a solution containing a rare earth element compound as a raw material while mixing a lithium transition metal composite oxide powder. Obtained by etc.

上記第1ステップにより、リチウム遷移金属複合酸化物の表面の一部に、上記希土類元素の化合物(通常は、希土類元素の水酸化物)を付着することができる。尚、この場合、希土類元素の化合物の平均粒径は100nm未満である。そして、上記第2ステップにおいて、700℃を超える温度で熱処理を行うと、平均粒径が100nm未満であった希土類元素の化合物は、平均粒径が100nmを超えて500nm以下となるように粒子成長する。また、この熱処理により、希土類元素の化合物が化学変化することがある(通常は、500℃以上の温度で熱処理を行うと、希土類元素の水酸化物であったものは、希土類のオキシ水酸化物に変化した後、そのほとんどが希土類元素の酸化物に変化する。但し、わずかなオキシ水酸化物が希土類の酸化物に変化せずに存在する場合もある。)。
尚、第2ステップにおける熱処理温度は、1000℃以下であることが望ましい。熱処理温度が1000℃を超えると、希土類元素の化合物の平均粒径が500nmを超えることがあるため、非水電解液とリチウム遷移金属複合酸化物との反応を十分に抑制できないからである。
By the first step, the rare earth element compound (usually a rare earth element hydroxide) can be attached to a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide. In this case, the average particle size of the rare earth element compound is less than 100 nm. In the second step, when heat treatment is performed at a temperature exceeding 700 ° C., the rare earth element compound having an average particle diameter of less than 100 nm grows so that the average particle diameter exceeds 100 nm and is 500 nm or less. To do. In addition, this heat treatment may cause a chemical change in the rare earth element compound (usually, when the heat treatment is performed at a temperature of 500 ° C. or higher, the rare earth element hydroxide is a rare earth oxyhydroxide. Most of them are converted to rare earth oxides, although a small amount of oxyhydroxide may exist without changing to rare earth oxides.)
The heat treatment temperature in the second step is desirably 1000 ° C. or lower. This is because if the heat treatment temperature exceeds 1000 ° C., the average particle size of the rare earth element compound may exceed 500 nm, and the reaction between the non-aqueous electrolyte and the lithium transition metal composite oxide cannot be sufficiently suppressed.

上記原料としての希土類元素の化合物としては、希土類元素の酢酸塩、希土類元素の硝酸塩、希土類元素の硫酸塩、希土類元素の酸化物、又は、希土類元素の塩化物等を用いることができる。   As the rare earth element compound as the raw material, a rare earth element acetate, a rare earth element nitrate, a rare earth element sulfate, a rare earth element oxide, a rare earth element chloride, or the like can be used.

正極活物質表面に残留しているリチウム成分や、正極活物質表面層のリチウム遷移金属複合酸化物のリチウムの一部が、熱処理時に希土類元素の化合物と反応する場合があるため、上記希土類化合物の一部には、リチウムイオンが一部含有されていても良い。尚、この場合にも、上記と同様の効果が得られる。   Since some lithium components remaining on the surface of the positive electrode active material and lithium of the lithium transition metal composite oxide on the surface layer of the positive electrode active material may react with the rare earth element compound during the heat treatment, Some may contain lithium ions. In this case, the same effect as described above can be obtained.

(その他の事項)
(1)上記リチウム遷移金属複合酸化物としてはニッケルコバルトマンガン酸リチウムが例示でき、このニッケルコバルトマンガン酸リチウムとしては、ニッケルとコバルトとマンガンとのモル比が、4:3:3、5:2:3、5:3:2、6:2:2、7:1:2、7:2:1、8:1:1である等、公知の組成のものを用いることができる。
(Other matters)
(1) Examples of the lithium transition metal composite oxide include lithium nickel cobalt manganate, and the nickel cobalt lithium manganate has a molar ratio of nickel, cobalt, and manganese of 4: 3: 3, 5: 2. : 3, 5: 3: 2, 6: 2: 2, 7: 1: 2, 7: 2: 1, 8: 1: 1, and the like.

(2)本発明の一局面に用いる非水電解質の溶媒は限定するものではなく、非水電解質二次電池に従来から用いられてきた溶媒を使用することができる。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状カーボネートや、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネートや、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステルを含む化合物や、プロパンスルトン等のスルホン基を含む化合物や、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテルを含む化合物や、ブチロニトリル、バレロニトリル、n−ヘプタンニトリル、スクシノニトリル、グルタルニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、1,2,3−プロパントリカルボニトリル、1,3,5−ペンタントリカルボニトリル等のニトリルを含む化合物や、ジメチルホルムアミド等のアミドを含む化合物等を用いることができる。特に、これらのHの一部がFにより置換されている溶媒が好ましく用いられる。
また、これらを単独又は複数組み合わせて使用することができ、特に環状カーボネートと鎖状カーボネートとを組み合わせた溶媒や、さらにこれらに少量のニトリルを含む化合物やエーテルを含む化合物が組み合わされた溶媒が好ましい。
(2) The solvent of the nonaqueous electrolyte used in one aspect of the present invention is not limited, and a solvent that has been conventionally used in nonaqueous electrolyte secondary batteries can be used. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, propionic acid Compounds containing esters such as ethyl and γ-butyrolactone, compounds containing sulfone groups such as propane sultone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,2-dioxane, 1,4 -Compounds containing ethers such as dioxane and 2-methyltetrahydrofuran, butyronitrile, valeronitrile, n-heptanenitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeronite Le, 1,2,3-propanetriol-carbonitrile, 1,3,5-pentanetricarboxylic carbonitrile compounds containing nitrile such as nitrile or can be used compounds comprising an amide such as dimethylformamide. In particular, a solvent in which a part of these H is substituted with F is preferably used.
Further, these can be used alone or in combination, and a solvent in which a cyclic carbonate and a chain carbonate are combined, and a solvent in which a compound containing a small amount of nitrile or an ether is further combined with these is preferable. .

上記非水電解液の溶質としては、LiBF,LiPF,LiN(SOCF,LiN(SO,LiPF6−x(C2n+1[但し、1<x<6,n=1または2]、或いは、オキサラト錯体をアニオンとするリチウム塩を用いることもできる。このオキサラト錯体をアニオンとするリチウム塩としては、LiBOB〔リチウム−ビスオキサレートボレート〕の他、中心原子にC 2−が配位したアニオンを有するリチウム塩、例えば、Li[M(C](式中、Mは遷移金属,周期律表のIIIb族,IVb族,Vb族から選択される元素、Rはハロゲン、アルキル基、ハロゲン置換アルキル基から選択される基、xは正の整数、yは0又は正の整数である。)で表わされるものを用いることができる。具体的には、Li[B(C)F]、Li[P(C)F]、Li[P(C]等がある。但し、高温環境下においても負極の表面に安定な被膜を形成するためには、LiBOBを用いることが最も好ましい。 Solutes of the non-aqueous electrolyte include LiBF 4 , LiPF 6 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiPF 6-x (C n F 2n + 1 ) x [wherein 1 <x <6, n = 1 or 2], or a lithium salt having an oxalato complex as an anion can also be used. As a lithium salt having this oxalato complex as an anion, in addition to LiBOB [lithium-bisoxalate borate], a lithium salt having an anion in which C 2 O 4 2− is coordinated to the central atom, for example, Li [M (C 2 O 4 ) x R y ] (wherein M is a transition metal, an element selected from groups IIIb, IVb, and Vb of the periodic table, R is selected from a halogen, an alkyl group, and a halogen-substituted alkyl group) Group, x is a positive integer, and y is 0 or a positive integer). Specifically, there are Li [B (C 2 O 4 ) F 2 ], Li [P (C 2 O 4 ) F 4 ], Li [P (C 2 O 4 ) 2 F 2 ], and the like. However, it is most preferable to use LiBOB in order to form a stable film on the surface of the negative electrode even in a high temperature environment.

尚、上記溶質は、単独で用いるのみならず、2種以上を混合して用いても良い。また、溶質の濃度は特に限定されないが、電解液1リットル当り0.8〜1.7モルであることが望ましい。更に、大電流での放電を必要とする用途では、上記溶質の濃度が電解液1リットル当たり1.0〜1.6モルであることが望ましい。   In addition, the said solute may be used not only independently but in mixture of 2 or more types. Further, the concentration of the solute is not particularly limited, but is preferably 0.8 to 1.7 mol per liter of the electrolytic solution. Furthermore, in applications that require discharging with a large current, the concentration of the solute is desirably 1.0 to 1.6 mol per liter of the electrolyte.

(3)本発明の一局面に用いる負極活物質としては、従来から用いられてきた負極活物質を用いることができ、特に、リチウムを吸蔵放出可能な炭素材料、あるいはリチウムと合金を形成可能な金属、該金属を含む合金、その合金化合物、又は、それらの混合物等が挙げられる。
上記炭素材料としては、天然黒鉛や難黒鉛化性炭素、人造黒鉛等のグラファイト類、コークス類等を用いることができ、上記リチウムと合金形成可能な金属等としては、ケイ素やスズ、これらが酸素と結合した酸化ケイ素や酸化スズ等が例示できる。また、上記炭素材料とケイ素やスズの化合物とを混合したものを用いることもできる。
(3) As the negative electrode active material used in one aspect of the present invention, conventionally used negative electrode active materials can be used, and in particular, carbon materials capable of occluding and releasing lithium, or alloys with lithium can be formed. A metal, an alloy containing the metal, an alloy compound thereof, a mixture thereof, or the like can be given.
As the carbon material, natural graphite, non-graphitizable carbon, graphite such as artificial graphite, coke, and the like can be used. As the metal that can form an alloy with lithium, silicon, tin, and oxygen can be used. Examples thereof include silicon oxide and tin oxide that are bonded to each other. Moreover, what mixed the said carbon material and the compound of silicon or tin can also be used.

(4)正極とセパレータとの界面、又は、負極とセパレータとの界面には、従来から用いられてきた無機物のフィラーからなる層を形成することができる。フィラーとしても、従来から用いられてきたチタン、アルミニウム、ケイ素、マグネシウム等を単独もしくは複数用いた酸化物やリン酸化合物、またその表面が水酸化物等で処理されているものを用いることができる。
上記フィラー層の形成方法は、正極、負極、或いはセパレータに、フィラー含有スラリーを直接塗布して形成する方法や、フィラーで形成したシートを、正極、負極、或いはセパレータに貼り付ける方法等を用いることができる。
(4) At the interface between the positive electrode and the separator or at the interface between the negative electrode and the separator, a layer made of an inorganic filler that has been conventionally used can be formed. As the filler, it is possible to use oxides or phosphate compounds using titanium, aluminum, silicon, magnesium, etc., which have been used conventionally, or those whose surfaces are treated with hydroxide or the like. .
The filler layer may be formed by directly applying a filler-containing slurry to the positive electrode, negative electrode, or separator, or by attaching a filler-formed sheet to the positive electrode, negative electrode, or separator. Can do.

(5)本発明の一局面に用いるセパレータとしては、従来から用いられてきたセパレータを用いることができる。具体的には、ポリエチレンからなるセパレータのみならず、ポリエチレン層の表面にポリプロピレンからなる層が形成されたものや、ポリエチレンのセパレータの表面にアラミド系の樹脂等の樹脂が塗布されたものを用いても良い。 (5) As a separator used in one aspect of the present invention, a conventionally used separator can be used. Specifically, not only a separator made of polyethylene, but also a material in which a layer made of polypropylene is formed on the surface of a polyethylene layer, or a material in which a resin such as an aramid resin is applied to the surface of a polyethylene separator is used. Also good.

(6)下記実施例では、希望土類元素としてエルビウムを用いた場合の実験データを載せたが、これらに限らず、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、イットリウム、ランタン、スカンジウム、セリウムでも同様の効果が得られると考えられる。即ち、これらの希土類元素の化合物でも、平均粒径が100nmを超えて500nm以下となるように、リチウム遷移金属複合酸化物の表面に付着すれば、下記エルビウムと同様の効果を発揮できると考えられる。希土類元素の化合物は、希土類元素の中から選択された少なくとも一種の元素の化合物であればよい。 (6) In the following examples, experimental data in the case of using erbium as the desired earth element was put, but not limited thereto, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, thulium, ytterbium It is considered that the same effect can be obtained with lutetium, yttrium, lanthanum, scandium, and cerium. That is, even if these rare earth element compounds are attached to the surface of the lithium transition metal composite oxide so that the average particle diameter exceeds 100 nm and becomes 500 nm or less, it is considered that the same effect as the following erbium can be exhibited. . The rare earth element compound may be a compound of at least one element selected from rare earth elements.

この発明に係る非水電解質二次電池用正極活物質、その製造方法及び当該正極活物質を用いた正極は、下記の形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。   The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the production method thereof, and the positive electrode using the positive electrode active material are not limited to those shown in the following embodiments, and are appropriately changed within the scope not changing the gist thereof Can be implemented.

(実施例)
〔正極の作製〕
LiCOと、Ni0.55Co0.20Mn0.25(OH)で表される共沈水酸化物とを、Liと遷移金属全体とのモル比が1.08:1になるように石川式らいかい乳鉢にて混合した。次に、この混合物を空気雰囲気中にて950℃で20時間熱処理後に粉砕することにより、平均二次粒子径が約17μmのLi1.04Ni0.53Co0.19Mn0.24で表されるニッケルコバルトマンガン酸リチウムを得た。
(Example)
[Production of positive electrode]
Li 2 CO 3 and a coprecipitated hydroxide represented by Ni 0.55 Co 0.20 Mn 0.25 (OH) 2 have a molar ratio of Li to the entire transition metal of 1.08: 1. So that it was mixed in an Ishikawa style mortar. Next, the mixture was pulverized after heat treatment at 950 ° C. for 20 hours in an air atmosphere, whereby Li 1.04 Ni 0.53 Co 0.19 Mn 0.24 O 2 having an average secondary particle diameter of about 17 μm. The nickel cobalt lithium manganate represented by this was obtained.

上記ニッケルコバルトマンガン酸リチウム粒子1000gを用意し、この粒子を3.0Lの純水に添加し攪拌して、ニッケルコバルトマンガン酸リチウムが分散した懸濁液を調製した。次に、この懸濁液に、硝酸エルビウム5水和物[Er(NO・5HO]3.15gが200mLの純水に溶解された溶液を加えた。この際、ニッケルコバルトマンガン酸リチウムを分散した懸濁液のpHが9となるように調整するため、10質量%の硝酸水溶液、或いは、10質量%の水酸化ナトリウム水溶液を適宜加えた。 1000 g of the nickel cobalt manganate particles were prepared, and the particles were added to 3.0 L of pure water and stirred to prepare a suspension in which nickel cobalt lithium manganate was dispersed. Next, a solution in which 3.15 g of erbium nitrate pentahydrate [Er (NO 3 ) 3 .5H 2 O] was dissolved in 200 mL of pure water was added to this suspension. At this time, a 10% by mass nitric acid aqueous solution or a 10% by mass sodium hydroxide aqueous solution was appropriately added in order to adjust the pH of the suspension in which nickel cobalt lithium manganate was dispersed to be 9.

次いで、上記硝酸エルビウム5水和物溶液の添加終了後に、吸引濾過し、更に水洗を行った後、得られた粉末を120℃で乾燥し、上記ニッケルコバルトマンガン酸リチウムの表面の一部に水酸化エルビウムが付着したものを得た。尚、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、水酸化エルビウムの平均粒径は10nmであることが認められた。その後、得られた粉末を800℃で8時間空気中にて熱処理することにより、正極活物質を作製した。   Next, after completion of the addition of the erbium nitrate pentahydrate solution, suction filtration and further washing with water, the obtained powder was dried at 120 ° C., and water was partially added to the surface of the lithium nickel cobalt manganate. The thing to which erbium oxide adhered was obtained. When observed with a scanning electron microscope (SEM), the average particle diameter of erbium hydroxide was found to be 10 nm. Thereafter, the obtained powder was heat-treated in air at 800 ° C. for 8 hours to produce a positive electrode active material.

得られた正極活物質について、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、ニッケルコバルトマンガン酸リチウムの表面の一部に、平均粒径200nmのエルビウム化合物が付着していることが認められた。また、エルビウム化合物の付着量をICPにより測定したところ、エルビウム元素換算で、ニッケルコバルトマンガン酸リチウムに対して0.20質量%であった。更に、この得られた正極活物質のBET値を測定すると0.22m/gであった。加えて、熱処理後のエルビウム化合物は、殆どが酸化エルビウムであった。 When the obtained positive electrode active material was observed with a scanning electron microscope (SEM), it was found that an erbium compound having an average particle diameter of 200 nm was adhered to a part of the surface of lithium nickel cobalt manganate. . Moreover, when the adhesion amount of the erbium compound was measured by ICP, it was 0.20 mass% with respect to lithium nickel cobalt manganate in terms of erbium element. Furthermore, when the BET value of the obtained positive electrode active material was measured, it was 0.22 m 2 / g. In addition, most of the erbium compound after the heat treatment was erbium oxide.

このようにして得られた正極活物質に、正極導電剤としての炭素粉末と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)と、分散媒としてのN−メチル−2−ピロリドンとを、正極活物質と正極導電剤と結着剤との質量比が95:2.5:2.5の割合になるように加えた後に混練して、正極スラリーを調製した。最後に、この正極スラリーを、アルミニウム箔から成る正極集電体の両面に塗布、乾燥した後、圧延ローラにより圧延し、更に、正極集電タブを取り付けることにより、正極集電体の両面に正極合剤層が形成された正極を得た。   The positive electrode active material thus obtained was mixed with carbon powder as a positive electrode conductive agent, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and N-methyl-2-pyrrolidone as a dispersion medium. The material, the positive electrode conductive agent, and the binder were added so that the mass ratio was 95: 2.5: 2.5, and then kneaded to prepare a positive electrode slurry. Finally, this positive electrode slurry is applied to both sides of a positive electrode current collector made of aluminum foil, dried, rolled by a rolling roller, and further, positive electrode current collector tabs are attached to the positive electrode current collector on both sides. A positive electrode on which a mixture layer was formed was obtained.

〔三電極式ビーカーセルの作製〕
上記のように作製した正極を用いて、図3に示す三電極式ビーカーセルを作製した。具体的には正極を作用極31とし、対極32、参照極33にはリチウム金属を用い、電解液34には、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とが3:7の体積比で混合した混合溶媒に対し、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を1.0モル/リットルの濃度になるように溶解させたものを用いた。
以上のように作製した三電極式ビーカーセルを、以下、セルAと称する。
[Production of three-electrode beaker cell]
Using the positive electrode produced as described above, a three-electrode beaker cell shown in FIG. 3 was produced. Specifically, the positive electrode is a working electrode 31, lithium metal is used for the counter electrode 32 and the reference electrode 33, and the electrolyte solution 34 has a volume ratio of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) of 3: 7. A solution obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) so as to have a concentration of 1.0 mol / liter with respect to the mixed solvent mixed in ( 1 ) was used.
The three-electrode beaker cell produced as described above is hereinafter referred to as cell A.

(比較例1)
正極活物質として、表面にエルビウム化合物が付着されていないニッケルコバルトマンガン酸リチウムを用いた以外は、上記実施例と同様にして三電極式ビーカーセルを作製した。この正極活物質のBET値を測定すると0.23m/gであった。
このようにして作製した三電極式ビーカーセルを、以下、セルZ1と称する。
(Comparative Example 1)
A three-electrode beaker cell was produced in the same manner as in the above example except that lithium nickel cobalt manganate having no erbium compound attached to the surface was used as the positive electrode active material. The BET value of this positive electrode active material was measured and found to be 0.23 m 2 / g.
The three-electrode beaker cell produced in this way is hereinafter referred to as cell Z1.

(比較例2)
正極活物質を作製する際、乾燥後の熱処理を300℃で行った以外は、上記実施例と同様にして三電極式ビーカーセルを作製した。この得られた正極活物質のBET値を測定すると0.82m/gであった。また、この正極活物質のSEM画像から、表面に付着している化合物の大きさを測定したところ、平均粒径が10nmであった。更に、熱処理後のエルビウム化合物は、殆どがオキシ水酸化エルビウムであった。
このようにして作製した三電極式ビーカーセルを、以下、セルZ2と称する。
(Comparative Example 2)
When producing the positive electrode active material, a three-electrode beaker cell was produced in the same manner as in the above example except that the heat treatment after drying was performed at 300 ° C. The BET value of the obtained positive electrode active material was measured and found to be 0.82 m 2 / g. Moreover, when the magnitude | size of the compound adhering to the surface was measured from the SEM image of this positive electrode active material, the average particle diameter was 10 nm. Furthermore, most of the erbium compound after the heat treatment was erbium oxyhydroxide.
The three-electrode beaker cell thus produced is hereinafter referred to as cell Z2.

(比較例3)
正極活物質を作製する際、乾燥後の熱処理を500℃で行った以外は、上記実施例と同様にして三電極式ビーカーセルを作製した。この得られた正極活物質のBET値を測定すると0.61m/gであった。また、この正極活物質のSEM画像から、表面に付着している化合物の大きさを測定したところ、平均粒径が20nmであった。更に、熱処理後のエルビウム化合物は、殆どが酸化エルビウムであった。
このようにして作製した三電極式ビーカーセルを、以下、セルZ3と称する。
(Comparative Example 3)
When producing the positive electrode active material, a three-electrode beaker cell was produced in the same manner as in the above example except that the heat treatment after drying was performed at 500 ° C. The BET value of the obtained positive electrode active material was measured to be 0.61 m 2 / g. Moreover, when the magnitude | size of the compound adhering to the surface was measured from the SEM image of this positive electrode active material, the average particle diameter was 20 nm. Further, most of the erbium compound after the heat treatment was erbium oxide.
The three-electrode beaker cell thus produced is hereinafter referred to as cell Z3.

(実験1)
上記セルA、Z1〜Z3を0.75mA/cmの電流密度で4.5V(vs.Li/Li)まで充電した後、0.08mA/cmの電流密度で4.5V(vs.Li/Li)まで充電した。次に、0.75mA/cmの電流密度で2.75V(vs.Li/Li)まで放電し、正極活物質の初回放電比容量(mAh/g)及び、平均放電(作動)電圧を求めた。
上記充電と放電との間の休止間隔は10分間とした。
(Experiment 1)
The cell A, was charged to 4.5V (vs.Li/Li +) at a current density of 0.75 mA / cm 2 and Z1 to Z3, 4.5V at a current density of 0.08mA / cm 2 (vs. Li / Li + ) was charged. Next, the battery was discharged at a current density of 0.75 mA / cm 2 to 2.75 V (vs. Li / Li + ), and the initial discharge specific capacity (mAh / g) and average discharge (operation) voltage of the positive electrode active material were Asked.
The pause interval between the charge and discharge was 10 minutes.

Figure 2014072072
Figure 2014072072

表1から明らかなように、セルAはセルZ2、Z3と比べて、1サイクル目の放電容量が同等かそれ以上で、しかも、1サイクル目の平均作動(放電)電圧が高くなっていることが認められる。これは、以下に示す理由によるものと考えられる。
リチウム遷移金属複合酸化物の表面に付着させたEr化合物を、300℃又は500℃で熱処理した場合(セルZ2、Z3の場合)、熱処理後もEr化合物の平均粒径は100nm以下(具体的には、10nm及び20nm)であって、熱処理前後でEr化合物の平均粒径はあまり変化していなかった。これに対して、当該Er化合物を800℃で熱処理した場合(セルAの場合)、熱処理後はEr化合物の平均粒径が100nmを超えており(具体的には、200nm)、熱処理後は熱処理前に比べて、Er化合物の平均粒径が急激に大きくなっていた。このように、Er化合物を熱処理により成長させ、その平均粒径を大きくしたセルAでは、リチウム遷移金属複合酸化物の表面をEr化合物が過剰に被覆するのを抑制できる。したがって、リチウムの拡散を阻害することなく、リチウム遷移金属複合酸化物と電解液との副反応を確実に抑制できる。これに対して、Er化合物を熱処理しても、その平均粒径があまり変わらなかったセルZ2、Z3では、リチウム遷移金属複合酸化物の表面をEr化合物が過剰に被覆するのを抑制できない。したがって、リチウム遷移金属複合酸化物と電解液との副反応を抑制することはできるが、リチウムの拡散が阻害されるからと考えられる。
As is apparent from Table 1, the discharge capacity of cell A is equal to or higher than that of cells Z2 and Z3, and the average operating (discharge) voltage of the first cycle is higher. Is recognized. This is considered to be due to the following reasons.
When the Er compound attached to the surface of the lithium transition metal composite oxide is heat-treated at 300 ° C. or 500 ° C. (in the case of cells Z2 and Z3), the average particle size of the Er compound after heat treatment is 100 nm or less (specifically 10 nm and 20 nm), and the average particle diameter of the Er compound did not change much before and after the heat treatment. In contrast, when the Er compound is heat-treated at 800 ° C. (in the case of cell A), the average particle diameter of the Er compound exceeds 100 nm (specifically, 200 nm) after the heat treatment, and the heat treatment is performed after the heat treatment. Compared to before, the average particle size of the Er compound was rapidly increased. As described above, in the cell A in which the Er compound is grown by the heat treatment and the average particle size is increased, the Er compound can be prevented from being excessively coated on the surface of the lithium transition metal composite oxide. Therefore, the side reaction between the lithium transition metal composite oxide and the electrolytic solution can be reliably suppressed without inhibiting the diffusion of lithium. On the other hand, in the cells Z2 and Z3 in which the average particle diameter does not change much even when the Er compound is heat-treated, it is not possible to prevent the Er compound from covering the surface of the lithium transition metal composite oxide excessively. Therefore, the side reaction between the lithium transition metal composite oxide and the electrolytic solution can be suppressed, but it is considered that the diffusion of lithium is inhibited.

また、セルAは、リチウム遷移金属複合酸化物の表面にEr化合物を付着させなかったセルZ1と比べて、平均作動電圧が高くなっていることが認められる。これは、リチウム遷移金属複合酸化物の表面にEr化合物の存在しないセルZ1では、電解液が分解して、リチウム遷移金属複合酸化物の表面に、リチウムイオン導電性の低い被膜が形成される。これに対して、リチウム遷移金属複合酸化物の表面にEr化合物の存在しているセルAでは、電解液が分解するのが抑えられる。よって、リチウム遷移金属複合酸化物の表面に、リチウムイオン導電性の低い被膜が形成されるのを抑制できるためと考えられる。   Moreover, it is recognized that the cell A has a higher average operating voltage than the cell Z1 in which the Er compound is not attached to the surface of the lithium transition metal composite oxide. This is because, in the cell Z1 in which no Er compound is present on the surface of the lithium transition metal composite oxide, the electrolytic solution is decomposed, and a film having low lithium ion conductivity is formed on the surface of the lithium transition metal composite oxide. On the other hand, in the cell A in which an Er compound is present on the surface of the lithium transition metal composite oxide, decomposition of the electrolytic solution is suppressed. Therefore, it is thought that it is possible to suppress the formation of a film having low lithium ion conductivity on the surface of the lithium transition metal composite oxide.

(実験2)
リチウム遷移金属複合酸化物の表面にEr化合物を付着した後の熱処理温度と、熱処理後におけるEr化合物の平均粒径との関係を調べたので、その結果を表2に示す。
(Experiment 2)
Table 2 shows the relationship between the heat treatment temperature after the Er compound was attached to the surface of the lithium transition metal composite oxide and the average particle size of the Er compound after the heat treatment.

Figure 2014072072
Figure 2014072072

表2から明らかなように、熱処理温度が700℃以下の場合には、Er化合物の平均粒径は熱処理後であっても100nm以下であって、Er化合物の平均粒径が熱処理前後で大きく変化していなかったことが認められる。これに対して、熱処理温度が800℃の場合には、熱処理後はEr化合物の平均粒径が200nmとなり、熱処理前に比べて、Er化合物の平均粒径が格段に大きくなっていることが認められる。したがって、Er化合物の平均粒径を大きくするには、700℃を超える温度で熱処理をする必要があることが分かる。   As is apparent from Table 2, when the heat treatment temperature is 700 ° C. or less, the average particle diameter of the Er compound is 100 nm or less even after the heat treatment, and the average particle diameter of the Er compound greatly changes before and after the heat treatment. It is recognized that he did not. On the other hand, when the heat treatment temperature is 800 ° C., the average particle diameter of the Er compound is 200 nm after the heat treatment, and it is recognized that the average particle diameter of the Er compound is significantly larger than that before the heat treatment. It is done. Therefore, it can be seen that heat treatment must be performed at a temperature exceeding 700 ° C. in order to increase the average particle size of the Er compound.

本発明は、例えば携帯電話、ノートパソコン、PDA等の移動情報端末の駆動電源や、HEVや電動工具といった高出力向けの駆動電源、さらには、太陽電池や電力系統と組み合わせた蓄電池装置にも展開が期待できる。   The present invention is also applied to a drive power source for mobile information terminals such as mobile phones, notebook computers, and PDAs, a drive power source for high output such as HEV and electric tools, and a storage battery device combined with a solar cell or a power system. Can be expected.

21:リチウム遷移金属複合酸化物
22:希土類元素の化合物
31:作用極
32:対極(リチウム金属)
33:参照極(リチウム金属)
34:電解液
21: Lithium transition metal composite oxide 22: Rare earth element compound 31: Working electrode 32: Counter electrode (lithium metal)
33: Reference electrode (lithium metal)
34: Electrolytic solution

Claims (8)

少なくともリチウムとニッケルとマンガンとを含有し、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物と、
上記リチウム遷移金属複合酸化物の表面の一部に付着した希土類元素の化合物と、
を含み、
上記希土類元素の化合物の平均粒径が、100nmを越えて500nm以下である、非水電解質二次電池用正極活物質。
A lithium transition metal composite oxide containing at least lithium, nickel, and manganese and having a layered structure;
A rare earth element compound adhering to a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide;
Including
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein an average particle diameter of the rare earth element compound is more than 100 nm and 500 nm or less.
上記希土類元素の化合物が、希土類元素の酸化物を含む、請求項1に記載の非水電解質二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the rare earth element compound includes a rare earth element oxide. 上記希土類元素の化合物の平均粒径が、120nm以上300nm以下である、請求項1又は2に記載の非水電解質二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the rare earth element compound has an average particle size of 120 nm or more and 300 nm or less. 上記リチウム遷移金属複合酸化物が、化学式:Li1+X(NiMnCo)O(x+a+b+c=1,0<x≦0.1、0≦c<0.4、a−b>0.035、0.035<a≦0.85、0<b≦0.5)で表される、請求項1〜3の何れか1項に記載の非水電解質二次電池用正極活物質。 The lithium transition metal composite oxide has a chemical formula: Li 1 + X (Ni a Mn b Co c ) O 2 (x + a + b + c = 1, 0 <x ≦ 0.1, 0 ≦ c <0.4, a−b> 0. The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, represented by 035, 0.035 <a ≦ 0.85, 0 <b ≦ 0.5). 上記リチウム遷移金属複合酸化物が、リチウムニッケルコバルトマンガン酸リチウムである、請求項1〜4の何れか1項に記載の非水電解質二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the lithium transition metal composite oxide is lithium nickel cobalt lithium manganate. 上記希土類元素の化合物の付着量が、希土類元素換算で、上記リチウム遷移金属複合酸化物に対して0.005質量%以上0.8質量%以下である、請求項1〜5の何れか1項に記載の非水電解質二次電池用正極活物質。   The adhesion amount of the rare earth element compound is 0.005 mass% or more and 0.8 mass% or less with respect to the lithium transition metal composite oxide in terms of rare earth elements. The positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries as described in 2. リチウム遷移金属複合酸化物の表面に、希土類元素の化合物を付着させる第1ステップと、
上記リチウム遷移金属複合酸化物を、700℃を超える温度で熱処理する第2ステップと、
を有する非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
A first step of attaching a rare earth element compound to the surface of the lithium transition metal composite oxide;
A second step of heat-treating the lithium transition metal composite oxide at a temperature exceeding 700 ° C .;
The manufacturing method of the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries which has this.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用正極活物質及び結着剤を含む正極合剤層と、
少なくとも一方の面に上記正極合剤層が形成された正極集電体と、
を備える非水電解質二次電池用正極。
A positive electrode mixture layer comprising the positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 6 and a binder;
A positive electrode current collector in which the positive electrode mixture layer is formed on at least one surface;
A positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017007918A (en) * 2015-06-25 2017-01-12 株式会社豊田自動織機 Material containing lithium composite metal oxide part and conductive oxide part
JP2018156767A (en) * 2017-03-16 2018-10-04 トヨタ自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery

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