JP2015038848A - Method for manufacturing lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor - Google Patents

Method for manufacturing lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor which can obtain the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor capable of exhibiting an excellent battery physical property as a positive electrode material of a lithium ion battery, and a method for manufacturing a lithium manganese phosphate positive electrode active material.SOLUTION: A method for manufacturing a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor comprises: a step (I) of obtaining a mixed slurry liquid having a pH of 9 to 11 by stirring a slurry liquid containing lithium hydroxide in an amount exceeding solubility to water, while dropping phosphoric acid to the slurry liquid; and a step (II) of obtaining the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor as a precursor slurry liquid by purging nitrogen to the resulting mixed slurry liquid and completing the reaction in the mixed slurry liquid.

Description

本発明は、高い電池物性を発現し得るリン酸マンガンリチウム正極活物質を得ることができるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法及びこれから得られるリン酸マンガンリチウム正極活物質に関する。   The present invention relates to a method for producing a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor capable of obtaining a lithium manganese phosphate positive electrode active material capable of expressing high battery properties, and a lithium manganese phosphate positive electrode active material obtained therefrom.

従来より、電池の性能を高めるべく、正極材料や負極材料として導電性の高い物質が用いられている。近年では、リチウムイオン電池等の次世代電池が益々台頭してきており、かかる電池における正極材料としても種々のものが開発されている。リン酸マンガンリチウムもそのなかの一つであり、リン酸、マンガン化合物及び水を混合して酸性溶液とし、これに水酸化リチウムを滴下してアルカリ性に調整したものを水熱反応に付して得られる方法が知られている(非特許文献1参照)。   Conventionally, highly conductive substances have been used as positive electrode materials and negative electrode materials in order to improve battery performance. In recent years, next-generation batteries such as lithium ion batteries have been increasingly used, and various positive electrode materials for such batteries have been developed. Lithium manganese phosphate is one of them. Phosphoric acid, manganese compound and water are mixed to make an acidic solution, and lithium hydroxide is added dropwise to make it alkaline and subjected to hydrothermal reaction. An obtained method is known (see Non-Patent Document 1).

こうしたなか、リン酸マンガンリチウムはその物自体の導電性が低いため、正極活物質として有効活用するには、粒子を十分に微細化して良好な電池物性を確保する必要があり、これを正極活物質として得るための様々な製造方法が知られている。例えば、特許文献1には、リチウムを含む溶液とリンを含む溶液を混合し、弱アルカリ性の混合液を形成してマンガン等を含み得る溶液に滴下することにより、リチウム含有複合酸化物を製造する方法が開示されている。また、特許文献2には、Li+源、PO4 3-源、及びマンガン源等を含む前駆体混合物を生成し、得られた前駆体混合物に分散又は粉砕処理を施し、LiMPO4化合物を得る方法が開示されている。 Under these circumstances, lithium manganese phosphate itself has low conductivity, and therefore, in order to effectively use it as a positive electrode active material, it is necessary to sufficiently refine the particles to ensure good battery properties. Various production methods are known for obtaining the substance. For example, in Patent Document 1, a lithium-containing composite oxide is manufactured by mixing a solution containing lithium and a solution containing phosphorus, forming a weakly alkaline mixed solution, and dropping the solution into a solution that can contain manganese or the like. A method is disclosed. In Patent Document 2, a precursor mixture containing a Li + source, a PO 4 3− source, a manganese source, and the like is generated, and the obtained precursor mixture is dispersed or pulverized to obtain a LiMPO 4 compound. A method is disclosed.

特開2012−211072号公報JP 2012-211072 A 特開2007−511458号公報JP 2007-511458 A

Hongmei Ji et al,Elestrochimica Acta 56(2011),p3093−3100Hongmei Ji et al, Elestrochimica Acta 56 (2011), p3093-3100

しかしながら、上記いずれの文献に記載の方法であっても、如何なる溶液を調製すべきか、或いは如何なる手順で混合すべきか等を含め、依然として改善の余地があり、十分に微細化されたリン酸マンガンリチウムを得るまでには至っていない。   However, in any of the methods described in any of the above documents, there is still room for improvement, including what solution should be prepared or what procedure should be mixed, and the like. I haven't come to get.

したがって、本発明の課題は、リチウムイオン電池の正極材料として、優れた電池物性を発現し得るリン酸マンガンリチウム正極活物質を得るためのリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法、及びこれから得られるリン酸マンガンリチウム正極活物質を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor for obtaining a lithium manganese phosphate positive electrode active material capable of expressing excellent battery properties as a positive electrode material of a lithium ion battery, and from this It is in providing the obtained lithium manganese phosphate positive electrode active material.

そこで本発明者らは、種々検討したところ、特定の量の水酸化リチウムを含有するスラリー水を用いつつ特定の工程を含むことにより、極めて微細な分散粒子を形成してなるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体のスラリー液が得られることを見出すとともに、これを用いることによって非常に微細な粒子のリン酸マンガンリチウム正極活物質が得られることをも見出し、本発明を完成させるに至った。   Accordingly, the present inventors have made various studies, and by using a slurry process containing a specific amount of lithium hydroxide and including a specific process, a lithium manganese phosphate positive electrode formed with extremely fine dispersed particles. In addition to finding out that a slurry liquid of an active material precursor can be obtained, it has also been found that by using this, a very fine particle lithium manganese phosphate positive electrode active material can be obtained, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、水に対する溶解度を超える量の水酸化リチウムを含有するスラリー水に、リン酸を滴下しながら該スラリー水を撹拌して、pH9〜11の混合スラリー液を得る工程(I)、及び
得られた混合スラリー液に対して窒素をパージすることにより該混合スラリー液での反応を完了させて、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体を前駆体スラリー液として得る工程(II)
を含む、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、上記製造方法により得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体に、少なくともマンガン化合物を含む遷移金属化合物を添加し、次いで水熱反応に付する工程を含むことにより得られるリン酸マンガンリチウム正極活物質を提供するものである。
That is, the present invention is a step (I) of obtaining a mixed slurry liquid having a pH of 9 to 11 by stirring the slurry water while dropping phosphoric acid into slurry water containing an amount of lithium hydroxide exceeding the solubility in water. And a step of purging nitrogen with respect to the obtained mixed slurry liquid to complete the reaction in the mixed slurry liquid to obtain a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor as a precursor slurry liquid (II)
The manufacturing method of the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor containing this is provided.
In addition, the present invention is obtained by adding a transition metal compound containing at least a manganese compound to the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor obtained by the above production method, and then subjecting it to a hydrothermal reaction. A lithium manganese phosphate positive electrode active material is provided.

本発明のリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法によれば、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体が極めて微細な分散粒子として存在するスラリー液を得ることができ、かかるスラリー液を用いて得られるリン酸マンガンリチウム正極活物質においても、十分に粒子の微細化を図ることができる。こうして得られるリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いれば、良好な電池物性を有するリチウムイオン電池を容易に実現することが可能となる。   According to the method for producing a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor of the present invention, a slurry liquid in which the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor is present as extremely fine dispersed particles can be obtained, and such a slurry liquid is used. Also in the lithium manganese phosphate positive electrode active material obtained in this way, the particles can be sufficiently miniaturized. If the lithium manganese phosphate positive electrode active material thus obtained is used, a lithium ion battery having good battery properties can be easily realized.

本発明で用いる蒸気加熱式オートクレーブの概略図を示す。The schematic of the steam heating type autoclave used by this invention is shown. 実施例1で得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体のSEM像を示す。The SEM image of the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor obtained in Example 1 is shown. 実施例1で得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質のSEM像を示す。The SEM image of the lithium manganese phosphate positive electrode active material obtained in Example 1 is shown. 比較例1で得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質のSEM像を示す。The SEM image of the lithium manganese phosphate positive electrode active material obtained by the comparative example 1 is shown. 実施例1で得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いて作製したリチウムイオン電池の充放電容量曲線を示す。The charging / discharging capacity | capacitance curve of the lithium ion battery produced using the lithium manganese phosphate positive electrode active material obtained in Example 1 is shown. 比較例2で得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いて作製したリチウムイオン電池の充放電容量曲線を示す。The charging / discharging capacity | capacitance curve of the lithium ion battery produced using the lithium manganese phosphate positive electrode active material obtained by the comparative example 2 is shown. 実施例1及び比較例2で得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いて作製したリチウムイオン電池のインピーダンス測定結果を示すナイキストプロットである。It is a Nyquist plot which shows the impedance measurement result of the lithium ion battery produced using the lithium manganese phosphate positive electrode active material obtained in Example 1 and Comparative Example 2.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法は、水に対する溶解度を超える量の水酸化リチウムを含有するスラリー水に、リン酸を滴下しながら該スラリー水を撹拌して、pH9〜11の混合スラリー液を得る工程(I)、及び
得られた混合スラリー液に対して窒素をパージすることにより該混合スラリー液での反応を完了させて、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体を前駆体スラリー液として得る工程(II)
を含む。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the method for producing a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor of the present invention, the slurry water is stirred while dropping phosphoric acid into slurry water containing lithium hydroxide in an amount exceeding the solubility in water. 11 to obtain the mixed slurry liquid of 11 and the reaction with the mixed slurry liquid is completed by purging nitrogen to the obtained mixed slurry liquid to obtain a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor. Step to obtain as precursor slurry (II)
including.

工程(I)では、水に対する溶解度(飽和水溶液100g中に溶解する水酸化リチウムのg数)を超える量の水酸化リチウムを含有するスラリー水を用いる。このように、水に対する溶解度を超えるほどの過剰な量で水酸化リチウムが含有されるスラリー水を用いることにより、後述する工程を経ることとも相まって、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体を微細な分散粒子として得ることが可能となる。   In the step (I), slurry water containing lithium hydroxide in an amount exceeding the solubility in water (g number of lithium hydroxide dissolved in 100 g of the saturated aqueous solution) is used. As described above, by using slurry water containing lithium hydroxide in an excessive amount exceeding the solubility in water, the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor is finely combined with the process described later. It can be obtained as dispersed particles.

かかるスラリー水を調製するには、水と、かかる水に対する溶解度を超える量の水酸化リチウムとを混合すればよい。かかるスラリー水は、水酸化リチウムの水に対する溶解度を基準として、1.5〜3.5倍の量の水酸化リチウムを含有するのが好ましく、2.2〜3.3倍の量の水酸化リチウムを含有するのがより好ましく、2.5〜3.2倍の量の水酸化リチウムを含有するのがさらに好ましい。また、水100質量部に対し、20〜50質量部の水酸化リチウムを含有するのが好ましく、25〜48質量部の水酸化リチウムを含有するのがより好ましく、30〜45質量部の水酸化リチウムを含有するのがさらに好ましい。   In order to prepare such slurry water, water and lithium hydroxide in an amount exceeding the solubility in water may be mixed. Such slurry water preferably contains 1.5 to 3.5 times the amount of lithium hydroxide, based on the solubility of lithium hydroxide in water, and 2.2 to 3.3 times the amount of hydroxide. It is more preferable to contain lithium, and it is more preferable to contain lithium hydroxide in an amount of 2.5 to 3.2 times. Moreover, it is preferable to contain 20-50 mass parts lithium hydroxide with respect to 100 mass parts of water, It is more preferable to contain 25-48 mass parts lithium hydroxide, 30-45 mass parts hydroxylation More preferably, it contains lithium.

より具体的には、例えば、20℃の水100gを含有するスラリー水の場合、かかるスラリー水中に、水酸化リチウムを21〜49g含有するのが好ましく、水酸化リチウムを30〜46g含有するのがより好ましく、水酸化リチウムを35〜44g含有するのが好ましい。また、40℃の水100gを含有するスラリー水の場合、水酸化リチウムを22〜51g含有するのが好ましく、水酸化リチウムを31〜47g含有するのがより好ましく、水酸化リチウムを36〜45g含有するのが好ましい。
なお、水酸化リチウムとしては、例えば、LiOH・H2O等の水和物を用いてもよく、この場合、上記含有量は、水酸化リチウム(LiOH)量に換算した値となる。
More specifically, for example, in the case of slurry water containing 100 g of water at 20 ° C., it is preferable to contain 21 to 49 g of lithium hydroxide and 30 to 46 g of lithium hydroxide in the slurry water. More preferably, it contains 35 to 44 g of lithium hydroxide. In the case of slurry water containing 100 g of 40 ° C. water, it is preferable to contain 22 to 51 g of lithium hydroxide, more preferably 31 to 47 g of lithium hydroxide, and 36 to 45 g of lithium hydroxide. It is preferable to do this.
As the lithium hydroxide, for example, it may be used a hydrate of such LiOH · H 2 O, in this case, the content is a value obtained by converting the lithium hydroxide (LiOH) content.

工程(I)では、上記スラリー水に、リン酸を滴下しながら該スラリー水を撹拌して、pH9〜11の混合スラリー液を得る。このように、飽和状態でありながら過剰な量の水酸化リチウムが存在するスラリー液に、リン酸を滴下して少量ずつ加えながら撹拌することで、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の分散粒子が凝集するのを効果的に抑制して、有効に微細化することができる。
リン酸とは、いわゆるオルトリン酸(H3PO4)であり、70〜90質量%濃度の水溶液として用いるのが好ましい。リン酸の上記スラリー水への滴下速度は、好ましくは15〜50mL/分であり、より好ましくは20〜45mL/分であり、さらに好ましくは28〜40ml/分である。
工程(I)において、リン酸を滴下しながらスラリー水を撹拌する際、かかるスラリー水の撹拌速度は、好ましくは250〜600rpmであり、より好ましくは300〜550rpmであり、さらに好ましくは350〜500rpmである。
In step (I), the slurry water is stirred while dropping phosphoric acid into the slurry water to obtain a mixed slurry liquid having a pH of 9 to 11. In this way, dispersed particles of lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor by stirring while adding phosphoric acid dropwise to a slurry liquid in which an excessive amount of lithium hydroxide is present while being in a saturated state. Can be effectively miniaturized by effectively suppressing the aggregation.
Phosphoric acid is so-called orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ) and is preferably used as an aqueous solution having a concentration of 70 to 90% by mass. The dropping rate of phosphoric acid into the slurry water is preferably 15 to 50 mL / min, more preferably 20 to 45 mL / min, and further preferably 28 to 40 ml / min.
In the step (I), when stirring the slurry water while dropping phosphoric acid, the stirring speed of the slurry water is preferably 250 to 600 rpm, more preferably 300 to 550 rpm, further preferably 350 to 500 rpm. It is.

リン酸を滴下しながらスラリー水を撹拌する際における、スラリー水の温度は、リン酸の滴下速度によっても左右されるが、好ましくは20〜90℃であり、より好ましくは20〜70℃である。
なお、スラリー水を撹拌する際、リン酸の滴下速度によっても左右されるが、さらにスラリー水の沸点温度以下に冷却するのが好ましい。具体的には、80℃以下に冷却するのが好ましく、20〜60℃に冷却するのがより好ましい。
The temperature of the slurry water when stirring slurry water while dropping phosphoric acid depends on the dropping rate of phosphoric acid, but is preferably 20 to 90 ° C, more preferably 20 to 70 ° C. .
In addition, when stirring slurry water, although it depends also on the dripping speed | rate of phosphoric acid, it is preferable to cool to below the boiling point temperature of slurry water. Specifically, cooling to 80 ° C. or lower is preferable, and cooling to 20 to 60 ° C. is more preferable.

工程(I)で得られる混合スラリー液は、水酸化リチウム1モルに対し、リン酸を0.28〜0.38モル含有するのが好ましく、0.30〜0.36モル含有するのがより好ましく、0.32〜0.34モル含有するのがさらに好ましい。また、水酸化リチウム100質量部に対し、リン酸を115〜155質量部含有するのが好ましく、123〜147質量部含有するのがより好ましく、131〜139質量部含有するのが好ましい。   The mixed slurry obtained in the step (I) preferably contains 0.28 to 0.38 mol of phosphoric acid, more preferably 0.30 to 0.36 mol, per 1 mol of lithium hydroxide. The content is preferably 0.32 to 0.34 mol. Moreover, it is preferable to contain 115-155 mass parts of phosphoric acid with respect to 100 mass parts of lithium hydroxide, It is more preferable to contain 123-147 mass parts, It is preferable to contain 131-139 mass parts.

混合スラリー液は、最終的にpH9〜11に調整し、好ましくはpH9.5〜11.0に調整する。これにより、副生成物ならびに粒子の成長を有効に抑制することができる。この際、必要に応じて、水酸化ナトリウムや硫酸等のpH調整剤を用いてもよい。   The mixed slurry is finally adjusted to pH 9-11, preferably pH 9.5 to 11.0. Thereby, the growth of by-products and particles can be effectively suppressed. Under the present circumstances, you may use pH adjusters, such as sodium hydroxide and a sulfuric acid, as needed.

工程(II)では、上記工程(I)で得られた混合スラリー液に対して窒素をパージすることにより該混合スラリー液での反応を完了させて、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体を前駆体スラリー液として得る。窒素がパージされると、混合スラリー液中の溶存酸素濃度が低減された状態で反応を進行させることができ、また得られる前駆体スラリー液中の溶存酸素濃度も効果的に低減されるため、次の工程で添加する遷移金属(M)化合物の酸化を抑制することができる。かかる前駆体スラリー液中において、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体(リン酸三リチウム:Li3PO4)は、微細な分散粒子として存在する。 In the step (II), the mixed slurry liquid obtained in the above step (I) is purged with nitrogen to complete the reaction in the mixed slurry liquid, whereby the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor is precursor. Obtained as body slurry liquid. When nitrogen is purged, the reaction can proceed in a state where the dissolved oxygen concentration in the mixed slurry liquid is reduced, and the dissolved oxygen concentration in the resulting precursor slurry liquid is also effectively reduced. Oxidation of the transition metal (M) compound added in the next step can be suppressed. In such a precursor slurry liquid, a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor (trilithium phosphate: Li 3 PO 4 ) exists as fine dispersed particles.

上記工程(II)における圧力は、好ましくは0.1〜0.2MPaであり、より好ましくは0.1〜0.15MPaである。また、混合スラリー液の温度は、好ましくは20〜80℃であり、より好ましくは20〜60℃である。反応時間は、好ましくは5〜60分であり、より好ましくは15〜45分である。
また、窒素をパージする際、反応を良好に進行させる観点から、混合スラリー液を撹拌するのが好ましい。このときの撹拌速度は、好ましくは250〜600rpmであり、より好ましくは350〜500rpmである。
The pressure in the step (II) is preferably 0.1 to 0.2 MPa, more preferably 0.1 to 0.15 MPa. Moreover, the temperature of a mixed slurry liquid becomes like this. Preferably it is 20-80 degreeC, More preferably, it is 20-60 degreeC. The reaction time is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 15 to 45 minutes.
Moreover, when purging nitrogen, it is preferable to stir a mixed slurry liquid from a viewpoint of making reaction progress favorable. The stirring speed at this time is preferably 250 to 600 rpm, more preferably 350 to 500 rpm.

また、工程(II)では、より効果的にリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の分散粒子表面における酸化を抑制し、分散粒子の微細化を図る観点から、混合スラリー液中における溶存酸素濃度を0.5mg/L以下とするのが好ましく、0.2mg/L以下とするのがより好ましい。   Further, in the step (II), the dissolved oxygen concentration in the mixed slurry liquid is reduced from the viewpoint of more effectively suppressing the oxidation of the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor on the surface of the dispersed particles and miniaturizing the dispersed particles. 0.5 mg / L or less is preferable, and 0.2 mg / L or less is more preferable.

上記工程(I)及び工程(II)を経ることにより、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体が微細な分散粒子として存在する前駆体スラリー液を得ることができる。前駆体スラリー液中における溶存酸素濃度は、0.5mg/L以下に調整するのが好ましく、0.2mg/L以下に調整するのがより好ましい。   By passing through the said process (I) and process (II), the precursor slurry liquid in which a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor exists as a fine dispersed particle can be obtained. The dissolved oxygen concentration in the precursor slurry is preferably adjusted to 0.5 mg / L or less, and more preferably adjusted to 0.2 mg / L or less.

得られる前駆体スラリー液中におけるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体(Li3PO4)の平均分散粒子径は、好ましくは30〜5000nmであり、より好ましくは30〜4000nmであり、さらに好ましくは30〜3500nmである。
なお、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の平均分散粒子径とは、動的光散乱式ナノトラック粒度分析計(日機装社製)を用いて測定した値を意味する。
The average dispersed particle diameter of the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor (Li 3 PO 4 ) in the obtained precursor slurry is preferably 30 to 5000 nm, more preferably 30 to 4000 nm, and still more preferably. 30-3500 nm.
The average dispersed particle diameter of the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor means a value measured using a dynamic light scattering nanotrack particle size analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

上記工程(I)及び工程(II)を経ることにより得られる前駆体スラリー液を、スラリー液のまま、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体(Li3PO4)として用い、少なくともマンガン化合物を含む遷移金属(M)化合物を添加し、次いで水熱反応に付する工程を含むことにより、極めて微細な粒子であって正極活物質として非常に有用なリン酸マンガンリチウム化合物を得ることができる。 The step (I) and step (II) is obtained by passing through the precursor slurry while the slurry liquid, used as the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor (Li 3 PO 4), comprising at least manganese compound By including a step of adding a transition metal (M) compound and then subjecting it to a hydrothermal reaction, a lithium manganese phosphate compound that is very fine particles and is very useful as a positive electrode active material can be obtained.

遷移金属化合物(M)としては、少なくともマンガン化合物を用いる。かかるマンガン化合物としては、2価のマンガン化合物であればよく、例えば、ハロゲン化マンガン、硫酸マンガン、酢酸マンガン等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。なかでも、電池物性を高める観点から、硫酸マンガンを用いるのが好ましい。   As the transition metal compound (M), at least a manganese compound is used. The manganese compound may be a divalent manganese compound, and examples thereof include manganese halide, manganese sulfate, and manganese acetate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, manganese sulfate is preferably used from the viewpoint of improving battery physical properties.

その他の遷移金属(M)化合物としては、鉄化合物が挙げられる。鉄化合物としても2価の鉄化合物及びこれらの水和物等であればよく、例えば、ハロゲン化鉄等のハロゲン化物;硫酸鉄、等の硫酸塩;シュウ酸鉄、酢酸鉄等の有機酸塩;並びにこれらの水和物等が挙げられる。なかでも、電池物性を高める観点から、硫酸鉄を用いるのが好ましい。   Examples of other transition metal (M) compounds include iron compounds. The iron compound may be a divalent iron compound or a hydrate thereof, for example, a halide such as iron halide; a sulfate such as iron sulfate; an organic acid salt such as iron oxalate or iron acetate As well as hydrates thereof. Among these, iron sulfate is preferably used from the viewpoint of improving battery physical properties.

遷移金属(M)化合物として、マンガン化合物及び鉄化合物を用いる場合、その使用モル比(マンガン化合物:鉄化合物)は、好ましくは99:1〜51:49であり、より好ましくは95:5〜70:30であり、さらに好ましくは90:10〜80:20である。また、これら遷移金属化合物の合計添加量は、前駆体スラリー液中に含有されるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体(Li3PO4)1モルに対し、好ましくは0.99〜1.01モルであり、より好ましくは0.995〜1.005モルである。 When a manganese compound and an iron compound are used as the transition metal (M) compound, the molar ratio used (manganese compound: iron compound) is preferably 99: 1 to 51:49, more preferably 95: 5 to 70. : 30, and more preferably 90:10 to 80:20. The total addition amount of these transition metal compounds is preferably 0.99 to 1.01 with respect to 1 mol of lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor (Li 3 PO 4 ) contained in the precursor slurry. Mol, more preferably 0.995 to 1.005 mol.

水熱反応に付する際に用いる水の使用量は、遷移金属化合物の溶解性、撹拌の容易性、及び合成の効率等の観点から、前駆体スラリー液中に含有されるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体(Li3PO4)のリン酸イオン1モルに対し、好ましくは10〜30モルであり、より好ましくは12.5〜25モルである。 The amount of water used for the hydrothermal reaction is selected from the viewpoints of the solubility of the transition metal compound, the ease of stirring, the efficiency of synthesis, etc., and the lithium manganese phosphate positive electrode contained in the precursor slurry liquid to phosphate ion 1 mole of the active material precursor (Li 3 PO 4), preferably 10 to 30 moles, more preferably 12.5 to 25 mol.

遷移金属(M)化合物の添加順序は特に制限されない。また、遷移金属化合物を添加するとともに、必要に応じて酸化防止剤を添加してもよい。かかる酸化防止剤としては、亜硫酸ナトリウム(Na2SO3)、ハイドロサルファイトナトリウム(Na224)、アンモニア水等を使用することができる。酸化防止剤の添加量は、過剰に添加されることでリン酸マンガンリチウム化合物の生成が抑制されるのを防止する観点から、遷移金属化合物1モルに対し、好ましくは0.01〜1モルであり、より好ましくは0.03〜0.5モルである。 The order of addition of the transition metal (M) compound is not particularly limited. Moreover, while adding a transition metal compound, you may add antioxidant as needed. As such an antioxidant, sodium sulfite (Na 2 SO 3 ), hydrosulfite sodium (Na 2 S 2 O 4 ), aqueous ammonia and the like can be used. The addition amount of the antioxidant is preferably 0.01 to 1 mol with respect to 1 mol of the transition metal compound, from the viewpoint of preventing the generation of the lithium manganese phosphate compound from being excessively added. Yes, more preferably 0.03 to 0.5 mol.

前駆体スラリー液に遷移金属化合物を添加し、必要に応じて酸化防止剤等を添加することにより得られる混合液は、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体(リン酸三リチウム:Li3PO4)を多量に含有してなる。このように、微細な分散粒子を形成してなるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体を多く含む混合液を水熱反応に付することにより、正極活物質として有用な、極めて微細な粒子のリン酸マンガンリチウム化合物を得ることができる。かかる混合液中におけるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の含有量は、好ましくは10〜50質量%であり、より好ましくは15〜45質量%であり、さらに好ましくは20〜40質量%である。 A mixed liquid obtained by adding a transition metal compound to the precursor slurry and adding an antioxidant or the like as required is a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor (trilithium phosphate: Li 3 PO 4 ) In a large amount. Thus, by subjecting a mixed liquid containing a large amount of lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor formed by forming fine dispersed particles to a hydrothermal reaction, phosphorous of extremely fine particles useful as a positive electrode active material is obtained. A lithium manganese oxide compound can be obtained. The content of the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor in the mixed solution is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 45% by mass, and further preferably 20 to 40% by mass. .

得られた上記混合液を水熱反応に付するにあたり、遷移金属化合物の酸化を有効に防止する観点から、例えば図1に示すように、蒸気加熱式オートクレーブを用いるのが好ましい。蒸気加熱式オートクレーブは、飽和蒸気を受け入れて加圧・加熱しているので、オートクレーブ内が飽和蒸気で満たされており、水熱合成時にオートクレーブ内での遷移金属の酸化を有効に防止することができる。また飽和蒸気は、冷却されても水(ドレン水)以外を発生しないので、その過程でも遷移金属の酸化を抑制することが可能である。オートクレーブ内に飽和蒸気を導入して加熱を開始する際、オートクレーブ内の空気を飽和蒸気で押し出す(置換する)操作を行い、オートクレーブ内に残留する酸素をさらに低減することが好ましい。   In subjecting the obtained mixed solution to a hydrothermal reaction, it is preferable to use a steam heating autoclave, for example, as shown in FIG. 1 from the viewpoint of effectively preventing oxidation of the transition metal compound. Steam-heated autoclaves receive saturated steam and pressurize and heat, so the interior of the autoclave is filled with saturated steam and can effectively prevent oxidation of transition metals in the autoclave during hydrothermal synthesis. it can. Moreover, since saturated steam does not generate anything other than water (drain water) even when cooled, it is possible to suppress oxidation of the transition metal even in the process. When the saturated steam is introduced into the autoclave and heating is started, it is preferable to further reduce the oxygen remaining in the autoclave by performing an operation to push out (replace) the air in the autoclave with the saturated steam.

なお、飽和蒸気は水を加熱して作られるが、水を加熱するためのボイラーに使用する水は脱酸しておくのが好ましい。この蒸気を製造する水は、溶存酸素濃度0.5mg/L以下であるのが好ましく、溶存酸素濃度0.2mg/L以下であるのがより好ましい。このような脱酸した水は、例えば水に窒素ガスをバブリングすることや膜分離装置を用いることで容易に製造することができる。   The saturated steam is produced by heating water, but it is preferable to deoxidize the water used in the boiler for heating the water. The water for producing the steam preferably has a dissolved oxygen concentration of 0.5 mg / L or less, more preferably a dissolved oxygen concentration of 0.2 mg / L or less. Such deoxidized water can be easily produced by, for example, bubbling nitrogen gas in water or using a membrane separation device.

水熱反応における反応温度は、100℃以上であればよく、好ましくは130〜250℃であり、より好ましくは140〜230℃である。蒸気加熱式オートクレーブを用いる場合、オートクレーブ中で密封して蒸気で加熱するのみでよく、圧力は、130〜250℃で反応を行う場合、0.3〜1.5MPaとなり、140〜230℃で反応を行う場合、0.4〜1.0MPaとなる。反応時間は10分〜3時間が好ましく、さらに10〜1時間が好ましい。   The reaction temperature in hydrothermal reaction should just be 100 degreeC or more, Preferably it is 130-250 degreeC, More preferably, it is 140-230 degreeC. When using a steam-heated autoclave, it is only necessary to seal in the autoclave and heat with steam. When the reaction is performed at 130 to 250 ° C, the pressure is 0.3 to 1.5 MPa, and the reaction is performed at 140 to 230 ° C. When performing, it will be 0.4-1.0 MPa. The reaction time is preferably 10 minutes to 3 hours, more preferably 10 to 1 hour.

水熱反応終了後、生成したリン酸マンガンリチウム化合物をろ過により採取し、洗浄するのが好ましい。洗浄は、ケーキ洗浄機能を有したろ過装置を用いて水で行うのが好ましい。得られた結晶は、必要により乾燥する。乾燥手段は、噴霧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等が挙げられる。   After completion of the hydrothermal reaction, the produced lithium manganese phosphate compound is preferably collected by filtration and washed. Washing is preferably performed with water using a filtration device having a cake washing function. The obtained crystals are dried if necessary. Examples of the drying means include spray drying, vacuum drying, freeze drying and the like.

得られるリン酸マンガンリチウム化合物は、リチウムイオン電池用の正極活物質として用いることができ、遷移金属(M)として少なくともマンガン(Mn)を含む。具体的には、例えば下記式(A)で表わされる。
Li2FeaMn1-aPO4 ・・・(A)
(式中、aは0≦a<0.5を満たす数を示す。)
上記式(A)中におけるaは、より電池物性の高いリン酸マンガンリチウム化合物を得る観点から、好ましくは0.05〜0.4であり、より好ましくは0.075〜0.35であり、さらに好ましくは0.1〜0.3である。
The obtained lithium manganese phosphate compound can be used as a positive electrode active material for a lithium ion battery, and contains at least manganese (Mn) as a transition metal (M). Specifically, for example, it is represented by the following formula (A).
Li 2 Fe a Mn 1-a PO 4 (A)
(In the formula, a represents a number satisfying 0 ≦ a <0.5.)
A in the formula (A) is preferably 0.05 to 0.4, more preferably 0.075 to 0.35, from the viewpoint of obtaining a lithium manganese phosphate compound having higher battery properties. More preferably, it is 0.1-0.3.

得られたリン酸マンガンリチウム化合物は、カーボン担持し、次いで焼成することにより、正極活物質とするのが好ましい。カーボン担持は、リン酸マンガンリチウム化合物に常法により、グルコース、フルクトース、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、サッカロース、デンプン、デキストリン、クエン酸等の炭素源及び水を添加し、次いで焼成すればよい。焼成条件は、不活性ガス雰囲気下又は還元条件下に400℃以上、好ましくは400〜800℃で10分〜3時間、好ましくは0.5〜1.5時間行うのが好ましい。かかる処理によりリン酸マンガンリチウム化合物の粒子表面にカーボンが担持された正極活物質とすることができる。炭素源の使用量は、リン酸マンガンリチウム化合物100質量部に対し、炭素源に含まれる炭素として3〜15質量部が好ましく、炭素源に含まれる炭素として5〜10質量部がさらに好ましい。   The obtained lithium manganese phosphate compound is preferably supported on carbon and then fired to form a positive electrode active material. For carbon loading, a carbon source such as glucose, fructose, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, saccharose, starch, dextrin, citric acid and water may be added to a lithium manganese phosphate compound by a conventional method and then fired. . The firing conditions are 400 ° C. or higher, preferably 400 to 800 ° C. for 10 minutes to 3 hours, preferably 0.5 to 1.5 hours under an inert gas atmosphere or reducing conditions. By such treatment, a positive electrode active material in which carbon is supported on the particle surface of the lithium manganese phosphate compound can be obtained. 3-15 mass parts is preferable as carbon contained in a carbon source with respect to 100 mass parts of lithium manganese phosphate compounds, and, as for the usage-amount of a carbon source, 5-10 mass parts is more preferable as carbon contained in a carbon source.

本発明の製造方法により得られるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体を用い、上記方法により得られるリン酸マンガンリチウム正極活物質は、粒径が微細で均一であることから、リチウムイオン電池の正極材料として有用である。具体的には、リン酸マンガンリチウム正極活物質の平均粒子径は、好ましくは10〜100nmであり、より好ましくは10〜50nmである。   The lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor obtained by the above method using the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor obtained by the production method of the present invention has a fine and uniform particle size. Useful as a material. Specifically, the average particle diameter of the lithium manganese phosphate positive electrode active material is preferably 10 to 100 nm, and more preferably 10 to 50 nm.

次に本発明のリン酸マンガンリチウム正極活物質を正極材料として含有するリチウムイオン電池について説明する。
本発明の正極材料を適用できるリチウムイオン電池としては、正極と負極と電解液とセパレータを必須構成とするものであれば特に限定されない。
Next, a lithium ion battery containing the lithium manganese phosphate positive electrode active material of the present invention as a positive electrode material will be described.
The lithium ion battery to which the positive electrode material of the present invention can be applied is not particularly limited as long as it has a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator as essential components.

ここで、負極については、リチウムイオンを充電時には吸蔵し、かつ放電時には放出することができれば、その材料構成で特に限定されるものではなく、公知の材料構成のものを用いることができる。たとえば、リチウム金属、グラファイト又は非晶質炭素等の炭素材料等である。そしてリチウムを電気化学的に吸蔵・放出し得るインターカレート材料で形成された電極、特に炭素材料を用いることが好ましい。   Here, as long as lithium ions can be occluded at the time of charging and released at the time of discharging, the material structure is not particularly limited, and a known material structure can be used. For example, a carbon material such as lithium metal, graphite, or amorphous carbon. It is preferable to use an electrode formed of an intercalating material capable of electrochemically inserting and extracting lithium, particularly a carbon material.

電解液は、有機溶媒に支持塩を溶解させたものである。有機溶媒は、通常リチウムイオン二次電池の電解液の用いられる有機溶媒であれば特に限定されるものではなく、例えば、カーボネート類、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ケトン類、ニトリル類、ラクトン類、オキソラン化合物等を用いることができる。   The electrolytic solution is obtained by dissolving a supporting salt in an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent that is usually used for an electrolyte solution of a lithium ion secondary battery. For example, carbonates, halogenated hydrocarbons, ethers, ketones, nitriles, lactones An oxolane compound or the like can be used.

支持塩は、その種類が特に限定されるものではないが、LiPF6、LiBF4、LiClO4及びLiAsF6から選ばれる無機塩、該無機塩の誘導体、LiSO3CF3、LiC(SO3CF32及びLiN(SO3CF32、LiN(SO2252及びLiN(SO2CF3)(SO249)から選ばれる有機塩、並びに該有機塩の誘導体の少なくとも1種であることが好ましい。 The type of the supporting salt is not particularly limited, but an inorganic salt selected from LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 and LiAsF 6 , a derivative of the inorganic salt, LiSO 3 CF 3 , LiC (SO 3 CF 3 ) 2 and LiN (SO 3 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), and organic salt derivatives It is preferable that it is at least 1 type of these.

セパレータは、正極及び負極を電気的に絶縁し、電解液を保持する役割を果たすものである。たとえば、多孔性合成樹脂膜、特にポリオレフィン系高分子(ポリエチレン、ポリプロピレン)の多孔膜を用いればよい。   The separator plays a role of electrically insulating the positive electrode and the negative electrode and holding the electrolytic solution. For example, a porous synthetic resin film, particularly a polyolefin polymer (polyethylene, polypropylene) porous film may be used.

上記本発明のリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いて得られるリチウムイオン電池は、非常に高性能な電池物性を発現し、定電流密度で充放電を行った際における分極(電圧損失)を有効に抑制することができる。具体的には、例えば、電流0.1CA(17mA/g)の充放電条件下、放電容量が60mAh/gのときの充電電圧をVc、及び放電電圧をVdとすると、本発明のリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いて得られるリチウムイオン電池において、これらの比(Vc/Vd)の値は、好ましくは1.000〜1.028であり、より好ましくは1.000〜1.025である。すなわち、充放電の際に分極が生じないと仮定するとVc/Vdの値は1になるところ、本発明のリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いて得られるリチウムイオン電池は、Vc/Vdの値が1に極めて近似した値を示すものであり、分極が有効に抑制された優れた電池である。 The lithium ion battery obtained by using the lithium manganese phosphate positive electrode active material of the present invention exhibits very high performance battery properties, and has effective polarization (voltage loss) when charged and discharged at a constant current density. Can be suppressed. Specifically, for example, charge and discharge conditions of the current 0.1CA (17mA / g), when the charging voltage V c when the discharge capacity is 60 mAh / g, and the discharge voltage is V d, phosphorus of the present invention In the lithium ion battery obtained using the lithium manganese oxide positive electrode active material, the value of these ratios (V c / V d ) is preferably 1.000 to 1.028, more preferably 1.000 to 1. .025. That is, assuming that polarization does not occur during charge / discharge, the value of V c / V d becomes 1, but the lithium ion battery obtained using the lithium manganese phosphate positive electrode active material of the present invention has a V c / V The value of V d shows a value very close to 1, and it is an excellent battery in which polarization is effectively suppressed.

また、上記本発明のリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いれば、インピーダンスが効果的に低められたリチウムイオン電池を得ることができる。具体的には、例えば、図7にも示すように、交流インピーダンス法を用い、横軸をインピーダンスの実部(Zre、単位:Ω)、縦軸をインピーダンスの虚部(Zim、単位:Ω)とするナイキストプロットにおいて、リン酸マンガンリチウムのバルク抵抗を示す半円の直径Dを小さめることができる。より具体的には、本発明のリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いて得られるリチウムイオン電池は、周波数0.1〜1000000Hzの条件下で作製したナイキストプロットにおける、ΔZim=0となる変曲点P(半円弧Sの終点)でのZreの値が、好ましくは10〜200Ωであり、より好ましくは10〜150Ωである。すなわち、変曲点PでのZreの値がかかる範囲内であると、リン酸マンガンリチウムのバルク抵抗を示す半円の直径Dが小さいことを意味することとなり、本発明のリン酸マンガンリチウム正極活物質を用いて得られるリチウムイオン電池が、インピーダンスを非常に低めた電池であることを意味する。 Moreover, if the lithium manganese phosphate positive electrode active material of the present invention is used, a lithium ion battery with effectively reduced impedance can be obtained. Specifically, for example, as shown in FIG. 7, the AC impedance method is used, the horizontal axis represents the real part of the impedance (Z re , unit: Ω), and the vertical axis represents the imaginary part of the impedance (Z im , unit: In the Nyquist plot of Ω), the semicircular diameter D indicating the bulk resistance of lithium manganese phosphate can be reduced. More specifically, the lithium ion battery obtained by using the lithium manganese phosphate positive electrode active material of the present invention has an inflection where ΔZ im = 0 in a Nyquist plot produced under conditions of a frequency of 0.1 to 1000000 Hz. the value of Z re at the point P (the end point of the semicircular arc S) is preferably a 10~200Omu, more preferably 10~150Omu. That is, if the value of Z re at the inflection point P is within such a range, it means that the diameter D of the semicircle showing the bulk resistance of lithium manganese phosphate is small, and the lithium manganese phosphate of the present invention It means that the lithium ion battery obtained using the positive electrode active material is a battery having a very low impedance.

以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

[実施例1]
《前駆体スラリー液の調製》
LiOH・H2O 4.9kgと水 11.7kgを混合してスラリー水を得た。次いで、得られたスラリー水を、25℃の温度に保持しながら撹拌速度400rpmにて撹拌し、ここに70%のリン酸水溶液 5.09kgを35mL/分で滴下して混合スラリー液を得た。かかる混合スラリー液のpHは10.0であり、水酸化リチウム1モルに対し、0.33モルのリン酸を含有していた。
[Example 1]
<< Preparation of precursor slurry liquid >>
4.9 kg of LiOH · H 2 O and 11.7 kg of water were mixed to obtain slurry water. Subsequently, the obtained slurry water was stirred at a stirring speed of 400 rpm while maintaining the temperature at 25 ° C., and then 5.09 kg of a 70% phosphoric acid aqueous solution was dropped at 35 mL / min to obtain a mixed slurry liquid. . The pH of the mixed slurry was 10.0 and contained 0.33 mol of phosphoric acid with respect to 1 mol of lithium hydroxide.

次に、得られた混合スラリー液に対し、400rpmの速度で30分撹拌しながら窒素をパージして、混合スラリー液での反応を完了させ、溶存酸素濃度0.5mg/Lに調整された前駆体スラリー液を得た。
得られた前駆体スラリー液中におけるリン酸三リチウム(Li3PO4)の平均分散粒子径は、動的光散乱式ナノトラック粒度分析計(日機装社製)で測定したところ、3000nmであった。
かかる前駆体スラリー液中におけるリン酸三リチウム(Li3PO4)の分散粒子のSEM像を図2に示す。
Next, the obtained slurry mixture was purged with nitrogen while stirring at a speed of 400 rpm for 30 minutes to complete the reaction with the slurry mixture, and the precursor adjusted to a dissolved oxygen concentration of 0.5 mg / L. A body slurry liquid was obtained.
The average dispersed particle size of trilithium phosphate (Li 3 PO 4 ) in the obtained precursor slurry was 3000 nm as measured with a dynamic light scattering nanotrack particle size analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). .
An SEM image of dispersed particles of trilithium phosphate (Li 3 PO 4 ) in the precursor slurry is shown in FIG.

《リン酸マンガンリチウム正極活物質の製造》
続いて、前駆体スラリー液21.7kgに対し、FeSO4・7H2O1.63kg、MnSO4・H2O 5.60kgを添加し、さらにNa2SO3 46.8gを添加して撹拌速度400rpmにて撹拌・混合して混合液を得た。このとき、添加したFeSO4とMnSO4のモル比(マンガン化合物:鉄化合物)は、85:15であり、混合液中におけるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体(Li3PO4)の含有量は、24質量%であった。
次いで、混合液を図1の蒸気加熱式オートクレーブ内に設置した合成容器に投入した。オートクレーブ内は、隔膜分離装置により溶存酸素濃度0.5mg/L未満とした水を加熱して得た飽和蒸気を用いて、170℃で1時間加熱した。加熱中も容器内の混合スラリー液の攪拌を続けた。オートクレーブ内の圧力は、0.8MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで水により洗浄した。洗浄した結晶を60℃1Torrの条件で真空乾燥した。得られた粉末を10g分取し、グルコース2.7gを混合して遊星ボールミル(P−5、フリッチュ社製)に備えられた容器に投入し、これにエタノール90gと水10gを混合して得た溶媒を添加した。次いで、φ100μmのZrO2ボール100gを用い、回転速度400rpmにて1時間混合した。得られた混合物をろ過し、エバポレーターを用いて溶媒を留去した後、還元雰囲気下で700℃で1hr焼成してリン酸マンガンリチウム正極活物質を得た。
得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質(Li2Fe0.15Mn0.85PO4)の平均粒子径は、50nmであった。かかるリン酸マンガンリチウム正極活物質のSEM像を図3に示す。
<< Manufacture of lithium manganese phosphate cathode active material >>
Then, with respect to the precursor slurry 21.7kg, FeSO 4 · 7H 2 O1.63kg , added MnSO 4 · H 2 O 5.60kg, stirring speed 400rpm further added Na 2 SO 3 46.8 g The mixture was obtained by stirring and mixing. At this time, the added FeSO 4 and MnSO 4 molar ratio (manganese compound: iron compound) was 85:15, and the content of lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor (Li 3 PO 4 ) in the mixed solution Was 24 mass%.
Next, the mixed solution was put into a synthesis container installed in the steam heating autoclave of FIG. The inside of the autoclave was heated at 170 ° C. for 1 hour using saturated steam obtained by heating water with a dissolved oxygen concentration of less than 0.5 mg / L using a membrane separator. During the heating, stirring of the mixed slurry in the container was continued. The pressure in the autoclave was 0.8 MPa. The formed crystals were filtered and then washed with water. The washed crystal was vacuum dried at 60 ° C. and 1 Torr. 10 g of the obtained powder was taken, mixed with 2.7 g of glucose, and put into a container equipped in a planetary ball mill (P-5, manufactured by Fritsch), and 90 g of ethanol and 10 g of water were mixed therewith. The solvent was added. Next, 100 g of φ100 μm ZrO 2 balls were used and mixed for 1 hour at a rotational speed of 400 rpm. The obtained mixture was filtered, the solvent was distilled off using an evaporator, and then calcined at 700 ° C. for 1 hr in a reducing atmosphere to obtain a lithium manganese phosphate positive electrode active material.
The average particle diameter of the obtained lithium manganese phosphate positive electrode active material (Li 2 Fe 0.15 Mn 0.85 PO 4 ) was 50 nm. An SEM image of such a lithium manganese phosphate positive electrode active material is shown in FIG.

《リチウムイオン電池の製造》
得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質、ケッチェンブラック(導電剤)、ポリフッ化ビニリデン(粘結剤)を重量比75:20:5の配合割合で混合し、これにN−メチル−2−ピロリドンを加えて充分混練し、正極スラリーを調製した。正極スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔からなる集電体に塗工機を用いて塗布し、80℃で12時間の真空乾燥を行った。その後、φ14mmの円盤状に打ち抜いてハンドプレスを用いて16MPaで2分間プレスし、正極とした。
<Manufacture of lithium ion batteries>
The obtained lithium manganese phosphate positive electrode active material, ketjen black (conducting agent), and polyvinylidene fluoride (binding agent) were mixed at a weight ratio of 75: 20: 5, and this was mixed with N-methyl-2- Pyrrolidone was added and sufficiently kneaded to prepare a positive electrode slurry. The positive electrode slurry was applied to a current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm using a coating machine, and vacuum dried at 80 ° C. for 12 hours. Thereafter, it was punched into a disk shape of φ14 mm and pressed at 16 MPa for 2 minutes using a hand press to obtain a positive electrode.

次いで、上記の正極を用いてコイン型リチウムイオン電池を構築した。負極には、φ15mmに打ち抜いたリチウム箔を用いた。電解液には、エチレンカーボネート及びエチルメチルカーボネートを体積比1:1の割合で混合した混合溶媒に、LiPF6を1mol/lの濃度で溶解したものを用いた。セパレータには、ポリプロピレンなどの高分子多孔フィルムなど、公知のものを用いた。これらの電池部品を露点が−50℃以下の雰囲気で常法により組み込み収容し、コイン型リチウムイオン電池(CR−2032)を製造した。 Next, a coin-type lithium ion battery was constructed using the positive electrode. A lithium foil punched to φ15 mm was used for the negative electrode. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / l in a mixed solvent in which ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1 was used. As the separator, a known one such as a polymer porous film such as polypropylene was used. These battery components were assembled and housed in a conventional manner in an atmosphere having a dew point of −50 ° C. or lower to produce a coin-type lithium ion battery (CR-2032).

製造したリチウムイオン電池を用いて定電流密度での充放電試験を行った。このときの充電条件は電流0.1CA(17mAg)、電圧4.5Vの定電流充電とし、放電条件を電流0.1CA、終止電圧2.0Vの定電流放電とした。温度は全て30℃とした。
このときの充放電容量曲線を図5に示す。
なお、実施例1における放電容量が60mAh/gのときの充電圧Vc、及び放電圧Vdの比(Vc/Vd)は、1.020であった。また、充放電条件が電流0.5CA(85mA/g)の場合に、充放電を50サイクル行ったときの充放電容量は、143mAh/gであった。
A charge / discharge test at a constant current density was performed using the manufactured lithium ion battery. The charging conditions at this time were constant current charging with a current of 0.1 CA (17 mAg) and a voltage of 4.5 V, and the discharging conditions were constant current discharging with a current of 0.1 CA and a final voltage of 2.0 V. All temperatures were 30 ° C.
The charge / discharge capacity curve at this time is shown in FIG.
In addition, when the discharge capacity in Example 1 was 60 mAh / g, the ratio (V c / V d ) between the charge pressure V c and the discharge voltage V d was 1.020. In addition, when the charge / discharge conditions were a current of 0.5 CA (85 mA / g), the charge / discharge capacity when 50 cycles of charge / discharge were performed was 143 mAh / g.

[比較例1]
LiOH・H2O 4.9kgの代わりにLi2CO3 4.31kgを用いた以外、実施例1と同様にして前駆体スラリー液の調製し、これを用いて実施例1と同様にしてリン酸マンガンリチウム正極活物質を製造した。
得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質(Li2Fe0.15Mn0.85PO4)の平均粒子径は、150nmであった。かかるリン酸マンガンリチウム正極活物質のSEM像を図4に示す。
[Comparative Example 1]
A precursor slurry was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4.31 kg of Li 2 CO 3 was used instead of 4.9 kg of LiOH.H 2 O, and this was used to prepare a phosphorous solution in the same manner as in Example 1. A lithium manganese oxide positive electrode active material was produced.
The average particle diameter of the obtained lithium manganese phosphate positive electrode active material (Li 2 Fe 0.15 Mn 0.85 PO 4 ) was 150 nm. The SEM image of this lithium manganese phosphate positive electrode active material is shown in FIG.

[比較例2]
Li2SO4 6.45kg、(NH4)2HPO4 5.16kg、FeSO4・7H2O1.63kg、MnSO4・H2O 5.60kg、蒸留水13Lを混合して混合液を得た。このとき、添加したFeSO4とMnSO4のモル比(マンガン化合物:鉄化合物)は、85:15であった。
次いで、混合液を図1の蒸気加熱式オートクレーブ内に設置した合成容器に投入した。オートクレーブ内は、隔膜分離装置により溶存酸素濃度0.5mg/L未満とした水を加熱して得た飽和蒸気を用いて、200℃で1時間加熱した。加熱中も容器内の混合スラリー液の攪拌を続けた。オートクレーブ内の圧力は、1.5MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで水により洗浄した。洗浄した結晶を60℃1Torrの条件で真空乾燥した。得られた粉末を10g分取し、グルコース2.7gを混合して遊星ボールミル(P−5、フリッチュ社製)に備えられた容器に投入し、これにエタノール90gと水10gを混合して得た溶媒を添加した。次いで、φ100μmのZrO2ボール100gを用い、回転速度400rpmにて1時間混合した。得られた混合物をろ過し、エバポレーターを用いて溶媒を留去した後、還元雰囲気下で700℃で1hr焼成してリン酸マンガンリチウム正極活物質を製造した。
得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質(Li2Fe0.15Mn0.85PO4)の平均粒子径は、50nmであった。
次いで、実施例1と同様にしてコイン型リチウムイオン電池(CR−2032)を製造し、定電流密度での充放電試験を行った。
このときの充放電容量曲線を図6に示す。
なお、比較例2における放電容量が60mAh/gのときの充電圧Vc、及び放電圧Vdの比(Vc/Vd)は、1.030であった。
[Comparative Example 2]
Li 2 SO 4 6.45kg, was obtained (NH 4) 2 HPO 4 5.16kg , FeSO 4 · 7H 2 O1.63kg, MnSO 4 · H 2 O 5.60kg, mixture was mixed solution of distilled water 13L . At this time, the molar ratio of FeSO 4 and MnSO 4 added (manganese compound: iron compound) was 85:15.
Next, the mixed solution was put into a synthesis container installed in the steam heating autoclave of FIG. The inside of the autoclave was heated at 200 ° C. for 1 hour using saturated steam obtained by heating water having a dissolved oxygen concentration of less than 0.5 mg / L using a membrane separator. During the heating, stirring of the mixed slurry in the container was continued. The pressure in the autoclave was 1.5 MPa. The formed crystals were filtered and then washed with water. The washed crystal was vacuum dried at 60 ° C. and 1 Torr. 10 g of the obtained powder was taken, mixed with 2.7 g of glucose, and put into a container equipped in a planetary ball mill (P-5, manufactured by Fritsch), and 90 g of ethanol and 10 g of water were mixed therewith. The solvent was added. Next, 100 g of φ100 μm ZrO 2 balls were used and mixed for 1 hour at a rotational speed of 400 rpm. The obtained mixture was filtered, the solvent was distilled off using an evaporator, and then fired at 700 ° C. for 1 hr in a reducing atmosphere to produce a lithium manganese phosphate positive electrode active material.
The average particle diameter of the obtained lithium manganese phosphate positive electrode active material (Li 2 Fe 0.15 Mn 0.85 PO 4 ) was 50 nm.
Next, a coin-type lithium ion battery (CR-2032) was produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test at a constant current density was performed.
The charge / discharge capacity curve at this time is shown in FIG.
Note that the ratio (V c / V d ) between the charge pressure V c and the discharge voltage V d when the discharge capacity in Comparative Example 2 was 60 mAh / g was 1.030.

[ナイキストプロットの作製]
実施例1及び比較例2で製造したコイン型リチウムイオン電池を用い、交流インピーダンス法に基づき、ナイキストプロットを作製した。具体的には、PrinstonApplied社製VersaSTAT装置を用い、周波数0.1〜1000000Hzの条件下でインピーダンスを測定し、横軸をZre(Ω)、縦軸をZim(Ω)とするナイキストプロットを作製し、ΔZim=0となる変曲点P(半円弧Sの終点)でのZreの値を求めた。
得られたナイキストプロットを図7に示す。
実施例1における変曲点PでのZreの値は54Ωであり、比較例2における変曲点PでのZreの値は64Ωであった。
[Production of Nyquist plot]
Using the coin-type lithium ion battery manufactured in Example 1 and Comparative Example 2, a Nyquist plot was prepared based on the AC impedance method. Specifically, using a VersaSTAT device manufactured by Princeton Applied, the impedance was measured under the condition of a frequency of 0.1 to 1000000 Hz, and a Nyquist plot with the horizontal axis Z re (Ω) and the vertical axis Z im (Ω). The value of Z re at the inflection point P (end point of the semicircular arc S) where ΔZ im = 0 is obtained.
The obtained Nyquist plot is shown in FIG.
The value of Z re at the inflection point P in the first embodiment is 54 Ohm, the value of Z re at the inflection point P in Comparative Example 2 was 64Omu.

S:実施例1のナイキストプロットにおける半円弧
D:実施例1のナイキストプロットにおける半円の直径
P:実施例1のナイキストプロットにおけるΔZim=0である変曲点D(半円弧の終点)
S: Semicircular arc in the Nyquist plot of Example 1 D: Diameter of the semicircle in the Nyquist plot of Example 1 P: Inflection point D (end point of the semicircular arc) where ΔZ im = 0 in the Nyquist plot of Example 1

得られるリン酸マンガンリチウム化合物は、リチウムイオン電池用の正極活物質として用いることができ、遷移金属(M)として少なくともマンガン(Mn)を含む。具体的には、例えば下記式(A)で表わされる。
LiFeaMn1-aPO4 ・・・(A)
(式中、aは0≦a<0.5を満たす数を示す。)
上記式(A)中におけるaは、より電池物性の高いリン酸マンガンリチウム化合物を得る観点から、好ましくは0.05〜0.4であり、より好ましくは0.075〜0.35であり、さらに好ましくは0.1〜0.3である。
The obtained lithium manganese phosphate compound can be used as a positive electrode active material for a lithium ion battery, and contains at least manganese (Mn) as a transition metal (M). Specifically, for example, it is represented by the following formula (A).
Li Fe a Mn 1-a PO 4 (A)
(In the formula, a represents a number satisfying 0 ≦ a <0.5.)
A in the formula (A) is preferably 0.05 to 0.4, more preferably 0.075 to 0.35, from the viewpoint of obtaining a lithium manganese phosphate compound having higher battery properties. More preferably, it is 0.1-0.3.

《リン酸マンガンリチウム正極活物質の製造》
続いて、前駆体スラリー液21.7kgに対し、FeSO4・7H2O1.63kg、MnSO4・H2O 5.60kgを添加し、さらにNa2SO3 46.8gを添加して撹拌速度400rpmにて撹拌・混合して混合液を得た。このとき、添加したFeSO4とMnSO4のモル比(マンガン化合物:鉄化合物)は、85:15であり、混合液中におけるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体(Li3PO4)の含有量は、24質量%であった。
次いで、混合液を図1の蒸気加熱式オートクレーブ内に設置した合成容器に投入した。オートクレーブ内は、隔膜分離装置により溶存酸素濃度0.5mg/L未満とした水を加熱して得た飽和蒸気を用いて、170℃で1時間加熱した。加熱中も容器内の混合スラリー液の攪拌を続けた。オートクレーブ内の圧力は、0.8MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで水により洗浄した。洗浄した結晶を60℃1Torrの条件で真空乾燥した。得られた粉末を10g分取し、グルコース2.7gを混合して遊星ボールミル(P−5、フリッチュ社製)に備えられた容器に投入し、これにエタノール90gと水10gを混合して得た溶媒を添加した。次いで、φ100μmのZrO2ボール100gを用い、回転速度400rpmにて1時間混合した。得られた混合物をろ過し、エバポレーターを用いて溶媒を留去した後、還元雰囲気下で700℃で1hr焼成してリン酸マンガンリチウム正極活物質を得た。
得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質(LiFe0.15Mn0.85PO4)の平均粒子径は、50nmであった。かかるリン酸マンガンリチウム正極活物質のSEM像を図3に示す。
<< Manufacture of lithium manganese phosphate cathode active material >>
Then, with respect to the precursor slurry 21.7kg, FeSO 4 · 7H 2 O1.63kg , added MnSO 4 · H 2 O 5.60kg, stirring speed 400rpm further added Na 2 SO 3 46.8 g The mixture was obtained by stirring and mixing. At this time, the added FeSO 4 and MnSO 4 molar ratio (manganese compound: iron compound) was 85:15, and the content of lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor (Li 3 PO 4 ) in the mixed solution Was 24 mass%.
Next, the mixed solution was put into a synthesis container installed in the steam heating autoclave of FIG. The inside of the autoclave was heated at 170 ° C. for 1 hour using saturated steam obtained by heating water with a dissolved oxygen concentration of less than 0.5 mg / L using a membrane separator. During the heating, stirring of the mixed slurry in the container was continued. The pressure in the autoclave was 0.8 MPa. The formed crystals were filtered and then washed with water. The washed crystal was vacuum dried at 60 ° C. and 1 Torr. 10 g of the obtained powder was taken, mixed with 2.7 g of glucose, and put into a container equipped in a planetary ball mill (P-5, manufactured by Fritsch), and 90 g of ethanol and 10 g of water were mixed therewith. The solvent was added. Next, 100 g of φ100 μm ZrO 2 balls were used and mixed for 1 hour at a rotational speed of 400 rpm. The obtained mixture was filtered, the solvent was distilled off using an evaporator, and then calcined at 700 ° C. for 1 hr in a reducing atmosphere to obtain a lithium manganese phosphate positive electrode active material.
The average particle diameter of the obtained lithium manganese phosphate positive electrode active material (Li Fe 0.15 Mn 0.85 PO 4 ) was 50nm. An SEM image of such a lithium manganese phosphate positive electrode active material is shown in FIG.

[比較例1]
LiOH・H2O 4.9kgの代わりにLi2CO3 4.31kgを用いた以外、実施例1と同様にして前駆体スラリー液の調製し、これを用いて実施例1と同様にしてリン酸マンガンリチウム正極活物質を製造した。
得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質(LiFe0.15Mn0.85PO4)の平均粒子径は、150nmであった。かかるリン酸マンガンリチウム正極活物質のSEM像を図4に示す。
[Comparative Example 1]
A precursor slurry was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4.31 kg of Li 2 CO 3 was used instead of 4.9 kg of LiOH.H 2 O, and this was used to prepare a phosphorous solution in the same manner as in Example 1. A lithium manganese oxide positive electrode active material was produced.
The average particle diameter of the obtained lithium manganese phosphate positive electrode active material (Li Fe 0.15 Mn 0.85 PO 4 ) was 150 nm. The SEM image of this lithium manganese phosphate positive electrode active material is shown in FIG.

[比較例2]
Li2SO4 6.45kg、(NH4)2HPO4 5.16kg、FeSO4・7H2O1.63kg、MnSO4・H2O 5.60kg、蒸留水13Lを混合して混合液を得た。このとき、添加したFeSO4とMnSO4のモル比(マンガン化合物:鉄化合物)は、85:15であった。
次いで、混合液を図1の蒸気加熱式オートクレーブ内に設置した合成容器に投入した。オートクレーブ内は、隔膜分離装置により溶存酸素濃度0.5mg/L未満とした水を加熱して得た飽和蒸気を用いて、200℃で1時間加熱した。加熱中も容器内の混合スラリー液の攪拌を続けた。オートクレーブ内の圧力は、1.5MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで水により洗浄した。洗浄した結晶を60℃1Torrの条件で真空乾燥した。得られた粉末を10g分取し、グルコース2.7gを混合して遊星ボールミル(P−5、フリッチュ社製)に備えられた容器に投入し、これにエタノール90gと水10gを混合して得た溶媒を添加した。次いで、φ100μmのZrO2ボール100gを用い、回転速度400rpmにて1時間混合した。得られた混合物をろ過し、エバポレーターを用いて溶媒を留去した後、還元雰囲気下で700℃で1hr焼成してリン酸マンガンリチウム正極活物質を製造した。
得られたリン酸マンガンリチウム正極活物質(LiFe0.15Mn0.85PO4)の平均粒子径は、50nmであった。
次いで、実施例1と同様にしてコイン型リチウムイオン電池(CR−2032)を製造し、定電流密度での充放電試験を行った。
このときの充放電容量曲線を図6に示す。
なお、比較例2における放電容量が60mAh/gのときの充電圧Vc、及び放電圧Vdの比(Vc/Vd)は、1.030であった。
[Comparative Example 2]
Li 2 SO 4 6.45kg, was obtained (NH 4) 2 HPO 4 5.16kg , FeSO 4 · 7H 2 O1.63kg, MnSO 4 · H 2 O 5.60kg, mixture was mixed solution of distilled water 13L . At this time, the molar ratio of FeSO 4 and MnSO 4 added (manganese compound: iron compound) was 85:15.
Next, the mixed solution was put into a synthesis container installed in the steam heating autoclave of FIG. The inside of the autoclave was heated at 200 ° C. for 1 hour using saturated steam obtained by heating water having a dissolved oxygen concentration of less than 0.5 mg / L using a membrane separator. During the heating, stirring of the mixed slurry in the container was continued. The pressure in the autoclave was 1.5 MPa. The formed crystals were filtered and then washed with water. The washed crystal was vacuum dried at 60 ° C. and 1 Torr. 10 g of the obtained powder was taken, mixed with 2.7 g of glucose, and put into a container equipped in a planetary ball mill (P-5, manufactured by Fritsch), and 90 g of ethanol and 10 g of water were mixed therewith. The solvent was added. Next, 100 g of φ100 μm ZrO 2 balls were used and mixed for 1 hour at a rotational speed of 400 rpm. The obtained mixture was filtered, the solvent was distilled off using an evaporator, and then fired at 700 ° C. for 1 hr in a reducing atmosphere to produce a lithium manganese phosphate positive electrode active material.
The average particle diameter of the obtained lithium manganese phosphate positive electrode active material (Li Fe 0.15 Mn 0.85 PO 4 ) was 50nm.
Next, a coin-type lithium ion battery (CR-2032) was produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test at a constant current density was performed.
The charge / discharge capacity curve at this time is shown in FIG.
Note that the ratio (V c / V d ) between the charge pressure V c and the discharge voltage V d when the discharge capacity in Comparative Example 2 was 60 mAh / g was 1.030.

Claims (11)

水に対する溶解度を超える量の水酸化リチウムを含有するスラリー水に、リン酸を滴下しながら該スラリー水を撹拌して、pH9〜11の混合スラリー液を得る工程(I)、及び
得られた混合スラリー液に対して窒素をパージすることにより該混合スラリー液での反応を完了させて、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体を前駆体スラリー液として得る工程(II)
を含む、リン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法。
Step (I) of stirring slurry water while dropping phosphoric acid into slurry water containing an amount of lithium hydroxide exceeding the solubility in water to obtain a mixed slurry liquid having a pH of 9 to 11, and the obtained mixing A step of purging nitrogen with respect to the slurry liquid to complete the reaction in the mixed slurry liquid to obtain a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor as a precursor slurry liquid (II)
The manufacturing method of the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor containing this.
工程(I)におけるスラリー水が、水酸化リチウムの水に対する溶解度を基準として、1.5〜3.5倍の量の水酸化リチウムを含有する請求項1に記載のリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法。   2. The lithium manganese phosphate positive electrode active material according to claim 1, wherein the slurry water in step (I) contains 1.5 to 3.5 times as much lithium hydroxide based on the solubility of lithium hydroxide in water. A method for producing a precursor. 工程(I)において、リン酸を滴下しながらスラリー水を撹拌するにあたり、スラリー水の沸点温度以下に冷却する請求項1又は2に記載のリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法。   3. The method for producing a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor according to claim 1, wherein in the step (I), the slurry water is stirred while dropping the phosphoric acid, and then cooled to the boiling point temperature of the slurry water or lower. 工程(I)において得られる混合スラリー液が、水酸化リチウム1モルに対し、リン酸を0.28〜0.38モル含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法。   4. The lithium manganese phosphate according to claim 1, wherein the mixed slurry obtained in step (I) contains 0.28 to 0.38 mol of phosphoric acid with respect to 1 mol of lithium hydroxide. A method for producing a positive electrode active material precursor. 工程(II)において、前駆体スラリー液中の溶存酸素濃度を0.5mg/L以下に調整する請求項1〜4のいずれか1項に記載のリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体の製造方法。   The method for producing a lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor according to any one of claims 1 to 4, wherein in step (II), the dissolved oxygen concentration in the precursor slurry liquid is adjusted to 0.5 mg / L or less. . 請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法により得られるリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体。   A lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor obtained by the production method according to claim 1. 請求項6に記載のリン酸マンガンリチウム正極活物質前駆体に、少なくともマンガン化合物を含む遷移金属化合物を添加し、次いで水熱反応に付する工程を含むことにより得られるリン酸マンガンリチウム正極活物質。   A lithium manganese phosphate positive electrode active material obtained by adding a transition metal compound containing at least a manganese compound to the lithium manganese phosphate positive electrode active material precursor according to claim 6 and then subjecting it to a hydrothermal reaction. . 遷移金属化合物が、マンガン化合物及び鉄化合物を含有する請求項7に記載のリン酸マンガンリチウム正極活物質。   The lithium manganese phosphate positive electrode active material according to claim 7, wherein the transition metal compound contains a manganese compound and an iron compound. 水熱反応に付する工程において、蒸気加熱式オートクレーブを用いる請求項7又は8に記載のリン酸マンガンリチウム正極活物質。   The lithium manganese phosphate positive electrode active material according to claim 7 or 8, wherein a steam heating autoclave is used in the step of subjecting to a hydrothermal reaction. マンガン化合物と鉄化合物のモル比が、100:0〜51:49である請求項8又は9に記載のリン酸マンガンリチウム正極活物質。   The lithium manganese phosphate positive electrode active material according to claim 8 or 9, wherein the molar ratio of the manganese compound to the iron compound is 100: 0 to 51:49. 請求項7〜10のいずれか1項に記載のリン酸マンガンリチウム正極活物質を正極材料として含有するリチウムイオン電池。   The lithium ion battery containing the lithium manganese phosphate positive electrode active material of any one of Claims 7-10 as positive electrode material.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019091566A (en) * 2017-11-13 2019-06-13 トヨタ自動車株式会社 Production method of trilithium phosphate for nonaqueous secondary cell
CN113942990A (en) * 2021-08-25 2022-01-18 北京当升材料科技股份有限公司 Lithium manganese iron phosphate precursor, lithium manganese iron phosphate positive electrode material, preparation method of lithium manganese iron phosphate positive electrode material, electrode and lithium ion battery
CN115312903A (en) * 2022-10-12 2022-11-08 常州锂源新能源科技有限公司 Method for preparing rate type lithium iron phosphate by regenerating waste lithium iron phosphate

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5928648B1 (en) * 2015-09-30 2016-06-01 住友大阪セメント株式会社 Electrode material for lithium ion secondary battery
CN112456464A (en) * 2020-11-25 2021-03-09 安徽工业大学 Method for preparing electrode material by using eutectic salt

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005116393A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Method of manufacturing electrode material powder, electrode material powder, electrode, and lithium battery
JP2009218205A (en) * 2008-02-12 2009-09-24 Gs Yuasa Corporation Cathode active material for lithium secondary battery, cathode for lithium secondary battery, lithium secondary battery, and their manufacturing method
JP2012248378A (en) * 2011-05-27 2012-12-13 Hitachi Metals Ltd Positive electrode active material for lithium secondary battery, method for manufacturing the same, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP2013518378A (en) * 2010-01-28 2013-05-20 ジュート−ヘミー イーペー ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー Substituted lithium metal phosphate
JP2013127897A (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Taiheiyo Cement Corp Method for manufacturing secondary battery cathode active material
JP2013541127A (en) * 2010-07-26 2013-11-07 ジュート−ヒェミー アイピー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コムパニー コマンデットゲゼルシャフト Carbon-coated lithium transition metal phosphate and method for producing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005116393A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Method of manufacturing electrode material powder, electrode material powder, electrode, and lithium battery
JP2009218205A (en) * 2008-02-12 2009-09-24 Gs Yuasa Corporation Cathode active material for lithium secondary battery, cathode for lithium secondary battery, lithium secondary battery, and their manufacturing method
JP2013518378A (en) * 2010-01-28 2013-05-20 ジュート−ヘミー イーペー ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー Substituted lithium metal phosphate
JP2013541127A (en) * 2010-07-26 2013-11-07 ジュート−ヒェミー アイピー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コムパニー コマンデットゲゼルシャフト Carbon-coated lithium transition metal phosphate and method for producing the same
JP2012248378A (en) * 2011-05-27 2012-12-13 Hitachi Metals Ltd Positive electrode active material for lithium secondary battery, method for manufacturing the same, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP2013127897A (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Taiheiyo Cement Corp Method for manufacturing secondary battery cathode active material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019091566A (en) * 2017-11-13 2019-06-13 トヨタ自動車株式会社 Production method of trilithium phosphate for nonaqueous secondary cell
CN113942990A (en) * 2021-08-25 2022-01-18 北京当升材料科技股份有限公司 Lithium manganese iron phosphate precursor, lithium manganese iron phosphate positive electrode material, preparation method of lithium manganese iron phosphate positive electrode material, electrode and lithium ion battery
CN115312903A (en) * 2022-10-12 2022-11-08 常州锂源新能源科技有限公司 Method for preparing rate type lithium iron phosphate by regenerating waste lithium iron phosphate

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