JP2015076154A - Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and method for manufacturing the same - Google Patents

Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries which enables the enhancement of the output characteristics and cycle characteristics of lithium ion secondary batteries.SOLUTION: A method for manufacturing a positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries comprises the steps of: producing a mixed slurry by preparing a slurry including complex hydroxide particles, of which the average particle diameter is in a range of 3.0-7.0 μm, and [(d90-d10)/MV] is 0.55 or less, adding a lithium compound to the slurry, and then wet-mixing the slurry; producing powder mixture by drying the mixed slurry; baking the powder mixture under a predetermined condition; and rinsing the resultant powder mixture by water, thereby producing a positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries which comprises particles of hexagonal crystal based lithium complex oxide expressed by the general formula, LiNiCoMnMOand having a layer structure, and of which the average particle diameter is in a range of 3-8 μm, [(d90-d10)/MV] is 0.60 or less, and [d90/MV] is 1.300 or less.

Description

本発明は、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子からなる非水電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、ならびに、この正極活物質を用いた非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles, a method for producing the same, and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material.

近年、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯電子機器の普及に伴い、高いエネルギ密度を有する小型で軽量な二次電池の開発が強く望まれている。また、ハイブリット自動車をはじめとする電気自動車用の電池として高出力の二次電池の開発が強く望まれている。このような高出力の二次電池としては、リチウムイオン二次電池がある。リチウムイオン二次電池は、負極、正極および電解液などで構成され、負極および正極の活物質として、リチウムを脱離および挿入することが可能な材料が用いられている。   In recent years, with the widespread use of portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers, development of small and lightweight secondary batteries having high energy density is strongly desired. In addition, development of a high output secondary battery is strongly desired as a battery for electric vehicles including hybrid vehicles. As such a high output secondary battery, there is a lithium ion secondary battery. A lithium ion secondary battery includes a negative electrode, a positive electrode, an electrolyte, and the like, and a material capable of desorbing and inserting lithium is used as an active material for the negative electrode and the positive electrode.

このようなリチウムイオン二次電池については、現在、研究および開発が盛んに行われているところであるが、その中でも、層状またはスピネル型のリチウム金属複合酸化物を正極活物質として用いたリチウムイオン二次電池は、4V級の高い電圧が得られるため、高いエネルギ密度を有する電池として実用化が進められている。   Such lithium ion secondary batteries are currently being actively researched and developed. Among them, lithium ion secondary batteries using layered or spinel type lithium metal composite oxides as positive electrode active materials are among them. Since the secondary battery can obtain a high voltage of 4V class, it is being put to practical use as a battery having a high energy density.

リチウムイオン二次電池の正極活物質としては、現在、合成が比較的容易なリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2)、コバルトよりも安価なニッケルを用いたリチウムニッケル複合酸化物(LiNiO2)、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/32)、マンガンを用いたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn24)などが用いられている。特に、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、サイクル特性が良く、低抵抗で高出力が取り出せる材料として注目されている。 As a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery, lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ), which is currently relatively easy to synthesize, lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ) using nickel cheaper than cobalt, lithium Nickel cobalt manganese composite oxide (LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ), lithium manganese composite oxide using manganese (LiMn 2 O 4 ), and the like are used. In particular, lithium nickel cobalt manganese composite oxide has attracted attention as a material that has good cycle characteristics and can take out high output with low resistance.

リチウムイオン二次電池の正極が、高サイクル特性、低抵抗、高出力という高い性能を発揮するためには、正極活物質が、粒度分布が狭く、適度な粒径を有する粒子によって構成されていることが必要である。これは、正極活物質の粒度分布が広いと、電極内で粒子に印加される電圧が不均一となり、充放電を繰り返すうちに微粒子が選択的に劣化し、電池容量が低下するなどの不具合が生じるからである。また、粒径が大きい粒子は比表面積が小さく、このような粒子を正極活物質として使用すると、電解液との反応面積を十分に確保することができないため、正極抵抗が上昇し、高出力の二次電池が得られないからである。   In order for the positive electrode of the lithium ion secondary battery to exhibit high performance such as high cycle characteristics, low resistance, and high output, the positive electrode active material is composed of particles having a narrow particle size distribution and an appropriate particle size. It is necessary. This is because when the particle size distribution of the positive electrode active material is wide, the voltage applied to the particles in the electrode becomes non-uniform, and the fine particles are selectively deteriorated during repeated charging and discharging, resulting in a decrease in battery capacity. Because it occurs. In addition, particles having a large particle size have a small specific surface area. If such particles are used as the positive electrode active material, a sufficient reaction area with the electrolyte cannot be secured, resulting in an increase in positive electrode resistance and high output. This is because a secondary battery cannot be obtained.

したがって、リチウムイオン二次電池の正極の性能を向上させるためには、正極活物質として使用するリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が、粒度分布が狭く、適度な粒径を有する粒子となるように製造することが必要である。ここで、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、通常、前駆体であるニッケルコバルトマンガン複合水酸化物を用いて製造され、その粒子性状は、この複合水酸化物の粒子性状の影響を強く受ける。このため、上述の正極活物質を得るためには、複合水酸化物の段階で、粒度分布が狭く、適度な粒径を有する粒子としておくことが重要となる。   Therefore, in order to improve the performance of the positive electrode of the lithium ion secondary battery, the lithium nickel cobalt manganese composite oxide used as the positive electrode active material is manufactured to have a narrow particle size distribution and particles having an appropriate particle size. It is necessary to. Here, the lithium nickel cobalt manganese composite oxide is usually produced using a nickel cobalt manganese composite hydroxide as a precursor, and the particle properties thereof are strongly influenced by the particle properties of the composite hydroxide. For this reason, in order to obtain the above-mentioned positive electrode active material, it is important to have particles having a narrow particle size distribution and an appropriate particle size at the stage of the composite hydroxide.

このような複合水酸化物の製造方法として、たとえば、国際公開番号W02004/092073号公報には、ニッケルコバルトマンガン塩水溶液と、アルカリ金属水酸化物水溶液と、アンモニウムイオン供給体とをそれぞれ連続的または間欠的に反応系に供給し、この反応系の温度を30℃〜70℃の範囲の一定値に保持するとともに、pH値を10〜13の範囲の一定値に保持した状態で反応を進行させ、これにより、一次粒子が凝集した二次粒子からなるニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を合成する方法が記載されている。また、この文献には、複合水酸化物粒子に酸化剤を作用させてニッケルコバルトマンガン複合オキシ水酸化物粒子を合成した後、リチウム塩と乾式混合し、酸素含有雰囲気で焼成することにより、R−3m菱面体構造を有し、高容量で、サイクル特性に優れ、高い安全性を備えたリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子を得ることができる旨が記載されている。   As a method for producing such a composite hydroxide, for example, International Publication No. W02004 / 092073 discloses that a nickel cobalt manganese salt aqueous solution, an alkali metal hydroxide aqueous solution, and an ammonium ion supplier are continuously or The reaction system is intermittently supplied to the reaction system, and while maintaining the temperature of the reaction system at a constant value in the range of 30 ° C. to 70 ° C., the reaction is allowed to proceed with the pH value maintained at a constant value in the range of 10 to 13. Thus, a method for synthesizing nickel cobalt manganese composite hydroxide particles composed of secondary particles in which primary particles are aggregated is described. In addition, in this document, after oxidizing nickel cobalt manganese composite oxyhydroxide particles by causing an oxidizing agent to act on composite hydroxide particles, dry mixing with lithium salt and firing in an oxygen-containing atmosphere, R It describes that lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles having a -3m rhombohedral structure, high capacity, excellent cycle characteristics, and high safety can be obtained.

一方、特開平10−214624号公報には、複合金属塩水溶液、錯化剤および水酸化リチウム水溶液をそれぞれ反応槽に連続供給することで得られる複合金属錯塩を、水酸化リチウムにより分解してリチウム共沈複合金属塩を析出させ、この複合金属錯塩の生成および分解を槽内で循環させながら繰り返し、リチウム共沈複合金属塩をオーバーフローさせて取り出すことにより、粒子形状が略球状であるリチウム共沈複合金属塩を合成する方法が記載されている。また、この文献には、リチウム共沈複合金属塩を200℃〜500℃の還元性雰囲気中で分解することで、リチウム共沈前駆体酸化物を合成し、これを酸化雰囲気で焼成することにより、充填密度が高く、大容量を取り出すことができ、さらに、分子レベル上均一組成でシャープな粒度分布を有する正極活物質を得ることができる旨が記載されている。   On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214624, a composite metal complex salt obtained by continuously supplying a complex metal salt aqueous solution, a complexing agent and a lithium hydroxide aqueous solution respectively to a reaction vessel is decomposed with lithium hydroxide to obtain lithium. The coprecipitation composite metal salt is precipitated, and the formation and decomposition of the composite metal complex salt is repeated while circulating in the tank, and the lithium coprecipitation composite metal salt is overflowed and taken out, so that the lithium coprecipitation having a substantially spherical particle shape is obtained. A method for synthesizing composite metal salts is described. Further, in this document, lithium coprecipitated composite metal salt is decomposed in a reducing atmosphere at 200 ° C. to 500 ° C., thereby synthesizing a lithium coprecipitated precursor oxide and firing it in an oxidizing atmosphere. Further, it is described that a positive electrode active material having a high packing density, a large capacity can be taken out, and further having a uniform composition on the molecular level and a sharp particle size distribution can be obtained.

しかしながら、これらの文献に記載の方法は、いずれも連続晶析法により前駆体である複合水酸化物粒子を得ていることから、その粒度分布が正規分布となって広がりやすく、工業規模の生産において、粒度分布が狭く、適度な粒径を有する正極活物質を得ることは極めて困難である。   However, all of the methods described in these documents have obtained composite hydroxide particles that are precursors by continuous crystallization, so that the particle size distribution tends to become a normal distribution and spread on an industrial scale. Therefore, it is extremely difficult to obtain a positive electrode active material having a narrow particle size distribution and an appropriate particle size.

これらの文献に対して、特開2011−116580号公報には、複合水酸化物粒子の製造段階において、主として核生成反応が生じる工程(核生成工程)と、主として粒子成長反応が生じる工程(粒子成長工程)とを明確に分離する方法が記載されている。このような方法によれば、微粒子や粗大粒子の発生を防止することができるため、適度な粒径を有し、かつ、粒度分布が狭いニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を得ることができる。また、この方法で得られたニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を前駆体として正極活物質を合成し、これを用いてリチウムイオン二次電池を構成した場合、150mAh/g以上という高い初期放電容量を達成することができる。   In contrast to these documents, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-116580 discloses a process in which a nucleation reaction mainly occurs (nucleation process) and a process in which a particle growth reaction mainly occurs (particles) in the production stage of composite hydroxide particles. A method of clearly separating the growth step) is described. According to such a method, generation of fine particles and coarse particles can be prevented, so that nickel cobalt manganese composite hydroxide particles having an appropriate particle size and a narrow particle size distribution can be obtained. Further, when a positive electrode active material is synthesized using nickel cobalt manganese composite hydroxide particles obtained by this method as a precursor, and a lithium ion secondary battery is constituted using this, a high initial discharge capacity of 150 mAh / g or more is obtained. Can be achieved.

しかしながら、近年の携帯電子機器や電気自動車の急速な発展および普及に伴い、非水電解質二次電池に対しては、さらなる高出力、高容量および高サイクル特性が要求されている。このため、これらの特性を一層向上させることが可能な正極活物質の開発が望まれている。   However, with the rapid development and spread of portable electronic devices and electric vehicles in recent years, higher output, higher capacity, and higher cycle characteristics are required for nonaqueous electrolyte secondary batteries. For this reason, development of the positive electrode active material which can improve these characteristics further is desired.

国際公開番号W02004/092073International Publication Number W02004 / 092073 特開平10−214624号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-214624 特開2011−116580号公報JP 2011-116580 A

本発明の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法は、
一般式(A):Li1+uNiaCobMncd2(−0.05≦u≦0.15、a+b+c+d=1、0.3≦a≦0.8、0.1≦b≦0.4、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)で表され、層状構造を有する六方晶系リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子からなり、平均粒径が3.0μm〜8.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下、かつ、〔d90/MV〕が1.300以下である非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法であって、
晶析反応により、一般式(B):NiaCobMncd(OH)2+α(a+b+c+d=1、0.3≦a≦0.8、0.1≦b≦0.4、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.1、0≦α≦0.5、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)で表され、平均粒径が3.0μm〜7.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.55以下であるニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を得る晶析工程と、
前記ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子をスラリー化し、これにリチウム化合物を加えて湿式混合し、混合スラリーを得る混合工程と、
前記混合スラリーを乾燥し、ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子とリチウム化合物からなる混合粉末を得る乾燥工程と、
前記混合粉末を酸化性雰囲気中、800℃〜1000℃で焼成し、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子を得る焼成工程と、
前記リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子を水洗する水洗工程と
を備えることを特徴とする。
The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is as follows.
General formula (A): Li 1 + u Ni a Co b Mn c M d O 2 (−0.05 ≦ u ≦ 0.15, a + b + c + d = 1, 0.3 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, M is selected from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, W 1 or more elements) and is composed of hexagonal lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles having a layered structure, having an average particle size in the range of 3.0 μm to 8.0 μm, and showing a broad particle size distribution An index [[d90-d10) / MV] is 0.60 or less, and [d90 / MV] is 1.300 or less, and a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery,
The crystallization reaction, the general formula (B): Ni a Co b Mn c M d (OH) 2 + α (a + b + c + d = 1,0.3 ≦ a ≦ 0.8,0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, 0 ≦ α ≦ 0.5, M is selected from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, W [(D90−d10) / MV], which is an index indicating the spread of the particle size distribution, is 0.55. The average particle size is in the range of 3.0 μm to 7.0 μm. A crystallization step to obtain nickel cobalt manganese composite hydroxide particles,
Slurry the nickel-cobalt-manganese composite hydroxide particles, add a lithium compound thereto and wet mix, and a mixing step to obtain a mixed slurry;
Drying the mixed slurry to obtain a mixed powder comprising nickel cobalt manganese composite hydroxide particles and a lithium compound;
Firing the mixed powder in an oxidizing atmosphere at 800 ° C. to 1000 ° C. to obtain lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles;
And a water washing step of washing the lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles with water.

前記晶析工程は、
液温25℃基準で測定するpH値が12.0以上、アンモニウムイオン濃度が3g/L〜25g/Lとなるように調整した反応前水溶液に、ニッケル、コバルトおよびマンガンを含有する複数の金属化合物を溶解させた混合水溶液、アルカリ溶液およびアンモニウムイオン供給体を含む水溶液を供給して反応水溶液を形成し、核生成を行う核生成工程と、
前記核生成工程後に、前記混合水溶液、アルカリ溶液およびアンモニウムイオン供給体を含む水溶液の供給を停止し、液温25℃基準で測定するpH値を11.0〜12.0に調整し、この状態で静置した後、該pH値を11.0〜12.0に保持しながら、再度、前記混合水溶液、アルカリ溶液およびアンモニウムイオン供給体を含む水溶液を供給することにより、前記核生成工程で得られた核を成長させる粒子成長工程と、
を備えることが好ましい。
The crystallization process includes
A plurality of metal compounds containing nickel, cobalt, and manganese in a pre-reaction aqueous solution adjusted to have a pH value of 12.0 or more measured on the basis of a liquid temperature of 25 ° C. and an ammonium ion concentration of 3 g / L to 25 g / L A nucleation step of forming a reaction aqueous solution by supplying an aqueous solution containing an aqueous solution containing an alkaline solution and an ammonium ion supplier to form a reaction aqueous solution,
After the nucleation step, the supply of the mixed aqueous solution, the aqueous solution containing the alkaline solution and the ammonium ion supplier is stopped, and the pH value measured on the basis of the liquid temperature of 25 ° C. is adjusted to 11.0 to 12.0. Then, while maintaining the pH value at 11.0 to 12.0, the aqueous solution containing the mixed aqueous solution, the alkaline solution and the ammonium ion supplier is supplied again to obtain the nucleation step. A particle growth process for growing the generated nuclei,
It is preferable to provide.

前記晶析工程で得られたニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を濾過し、水洗し、脱水する水洗工程をさらに備えることが好ましく、この水洗工程において、前記ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を、濾材上に固定することなく洗浄可能な装置で水洗することがより好ましい。   The nickel cobalt manganese composite hydroxide particles obtained in the crystallization step are preferably filtered, washed with water, and further provided with a water washing step for dehydration. In this water washing step, the nickel cobalt manganese composite hydroxide particles are It is more preferable to wash with a device capable of washing without fixing on the filter medium.

前記混合工程において、前記リチウム化合物を湿式粉砕することにより、リチウム化合物スラリーとしてから、前記ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を含むスラリーと湿式混合することが好ましい。特に、前記リチウム化合物として、炭酸リチウムを用いることが好ましく、該炭酸リチウムの平均粒径が10μm以下であることがより好ましい。   In the mixing step, it is preferable that the lithium compound is wet pulverized to form a lithium compound slurry and then wet mixed with the slurry containing the nickel cobalt manganese composite hydroxide particles. In particular, lithium carbonate is preferably used as the lithium compound, and the average particle size of the lithium carbonate is more preferably 10 μm or less.

前記乾燥工程において、前記混合スラリーの乾燥を、高周波誘電加熱またはマイクロ波加熱により行うことが好ましい。   In the drying step, the mixed slurry is preferably dried by high frequency dielectric heating or microwave heating.

前記焼成工程において、酸化性雰囲気における酸素濃度を18容量%〜100容量%とすることが好ましい。   In the firing step, the oxygen concentration in the oxidizing atmosphere is preferably 18% by volume to 100% by volume.

前記焼成工程の前に、前記混合粉末を350℃〜780℃の温度で仮焼する仮焼工程をさらに備えることが好ましい。   It is preferable to further include a calcining step of calcining the mixed powder at a temperature of 350 ° C. to 780 ° C. before the calcining step.

前記リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子の水洗工程において、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子を、該リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子に対する質量比で0.5〜1.0の水に投入してスラリーとし、水洗した後、該スラリーを濾過および乾燥することが好ましい。   In the water washing step of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles, the lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles are charged into water having a mass ratio with respect to the lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles of 0.5 to 1.0. It is preferable to make the slurry, wash with water, and then filter and dry the slurry.

本発明の非水電解質二次電池用正極活物質は、前記製造方法により得られ、一般式(A):Li1+uNiaCobMncd2(−0.05≦u≦0.15、a+b+c+d=1、0.3≦a≦0.8、0.1≦b≦0.4、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)で表され、層状構造を有する六方晶系リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子からなり、平均粒径が3.0μm〜8.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下、かつ、〔d90/MV〕が1.300以下であることを特徴とする。 Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the obtained by the process, the general formula (A): Li 1 + u Ni a Co b Mn c M d O 2 (-0.05 ≦ u ≦ 0.15, a + b + c + d = 1, 0.3 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, M is Mg , One or more elements selected from Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, W), and a hexagonal lithium nickel cobalt manganese composite oxide particle having a layered structure, [(D90-d10) / MV] is 0.60 or less and [d90 / MV] is 1.0 or less, which is an index indicating the spread of the particle size distribution, having an average particle size in the range of 3.0 μm to 8.0 μm. 300 or less.

また、本発明の非水電解質二次電池は、正極と、負極と、セパレータと、非水電解質とを備え、前記正極の正極材料として、前記非水電解質二次電池用正極活物質が用いられていることを特徴とする。特に、本発明の非水電解質二次電池は、初期放電容量が160.0mAh/g以上、正極抵抗比が1.00以下、かつ、500サイクル後の容量維持率が85%以上という特性を備える。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte, and the positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery is used as a positive electrode material of the positive electrode. It is characterized by. In particular, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has the characteristics that the initial discharge capacity is 160.0 mAh / g or more, the positive electrode resistance ratio is 1.00 or less, and the capacity retention after 500 cycles is 85% or more. .

本発明によれば、平均粒径が3.0μm〜8.0μmの範囲にあり、粒度分布が狭い正極活物質を、高い生産性をもって工業的に生産することができる。また、この正極活物質を、非水電解質二次電池の正極材として用いた場合には、二次電池の高容量化とともに、正極抵抗の低減およびサイクル特性の向上を図ることができる。   According to the present invention, a positive electrode active material having an average particle size in the range of 3.0 μm to 8.0 μm and a narrow particle size distribution can be industrially produced with high productivity. Moreover, when this positive electrode active material is used as a positive electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, it is possible to increase the capacity of the secondary battery and reduce the positive electrode resistance and improve the cycle characteristics.

このような本発明の正極活物質を用いた非水電解質二次電池(リチウムイオン二次電池)は、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯電子機器、パワーツールおよびハイブリッド自動車をはじめとする電気自動車などの電源装置に搭載される小型二次電池に求められている、高出力、高容量および高サイクル特性といった要求を満足するものであるため、その工業的意義は極めて大きい。   Such a non-aqueous electrolyte secondary battery (lithium ion secondary battery) using the positive electrode active material of the present invention is an electric vehicle such as a portable electronic device such as a mobile phone or a laptop computer, a power tool, and a hybrid vehicle. Therefore, the industrial significance is extremely large because it satisfies the demands of high power, high capacity and high cycle characteristics required for small secondary batteries mounted on power supply devices such as the above.

図1は、本発明の非水電解質二次電池用正極活物質の前駆体となる複合水酸化物粒子を製造する工程を示す、概略フロー図である。FIG. 1 is a schematic flow diagram showing a process of producing composite hydroxide particles that are precursors of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention. 図2は、本発明の非水電解質二次電池用正極活物質を製造する工程を概略フロー図である。FIG. 2 is a schematic flow diagram of the process for producing the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention. 本発明の非水電解質二次電池用正極活物質のSEM写真(観察倍率1,000倍)である。It is a SEM photograph (observation magnification 1,000 times) of the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of this invention. 図4は、電池評価に用いた2032型コイン電池の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a 2032 type coin battery used for battery evaluation. 図5は、交流インピーダンス測定によって得られるナイキストプロットを用いたコイン電池の内部抵抗に関する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram regarding the internal resistance of the coin battery using a Nyquist plot obtained by AC impedance measurement.

本発明者らは、上述の問題に鑑みて、正極活物質を構成するリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子(以下、「リチウム複合酸化物粒子」という)の製造方法について鋭意研究を重ねた。この結果、従来、ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子(以下、「複合水酸化物粒子」という)とリチウム化合物との混合は、乾式混合により行われていたため、前駆体として、適度な粒径を有し、かつ、粒度分布が狭い複合水酸化物粒子を用いた場合であっても、複合水酸化物粒子とリチウム化合物からなるリチウム混合物中に、リチウム化合物が偏在することを避けられなかった。このため、このリチウム混合物を焼成した場合には、焼成工程中に異常粒成長が引き起こされ、この異常粒成長により形成されたリチウム複合酸化物粒子の存在が、非水電解質二次電池の電池特性に悪影響を及ぼしているとの知見が得られた。   In view of the above-mentioned problems, the present inventors have made extensive studies on a method for producing lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles (hereinafter referred to as “lithium composite oxide particles”) constituting the positive electrode active material. As a result, conventionally, mixing of nickel cobalt manganese composite hydroxide particles (hereinafter referred to as “composite hydroxide particles”) and a lithium compound has been performed by dry mixing. Even when composite hydroxide particles having a narrow particle size distribution are used, it is inevitable that the lithium compound is unevenly distributed in the lithium mixture composed of the composite hydroxide particles and the lithium compound. For this reason, when this lithium mixture is fired, abnormal grain growth is caused during the firing process, and the presence of lithium composite oxide particles formed by this abnormal grain growth is the battery characteristic of the nonaqueous electrolyte secondary battery. The knowledge that it is having a bad influence on was obtained.

本発明は、このような知見に基づき、従来、乾式で行われていた混合工程を湿式とするとともに、それぞれの工程における製造条件を見直し、最適化することで、リチウム化合物の偏在やこれに起因するリチウム複合酸化物粒子の粗大化を防止し、もって、得られる非水電解質二次電池の電池特性の向上を図ったものである。   Based on such knowledge, the present invention makes the mixing process conventionally performed in a dry process wet, and reviews and optimizes the manufacturing conditions in each process, thereby causing uneven distribution of lithium compounds and the resulting The lithium composite oxide particles are prevented from being coarsened, thereby improving the battery characteristics of the obtained nonaqueous electrolyte secondary battery.

以下、本発明について、(1)非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法、(2)非水電解質二次電池用正極活物質、および、(3)非水電解質二次電池に分けて、詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention is divided into (1) a method for producing a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery, (2) a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery, and (3) a nonaqueous electrolyte secondary battery. This will be described in detail.

(1)非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法
本発明は、一般式(A):Li1+uNiaCobMncd2(−0.05≦u≦0.15、a+b+c+d=1、0.3≦a≦0.8、0.1≦b≦0.4、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)で表され、層状構造を有する六方晶系リチウム複合酸化物粒子からなり、平均粒径が3.0μm〜8.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下、かつ、〔d90/MV〕が1.300以下である非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法に関する。
(1) TECHNICAL FIELD The present invention of the positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery is represented by the general formula (A): Li 1 + u Ni a Co b Mn c M d O 2 (-0.05 ≦ u ≦ 0. 15, a + b + c + d = 1, 0.3 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, M is Mg, Ca 1 or more elements selected from Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, and W), and a hexagonal lithium composite oxide particle having a layered structure. [(D90-d10) / MV] is 0.60 or less, and [d90 / MV] is 1.300 or less, which is an index indicating the spread of the particle size distribution in the range of 0.0 μm to 8.0 μm. The present invention relates to a method for producing a positive electrode active material for a water electrolyte secondary battery.

(1−a)晶析工程
晶析工程は、一般式(A)で表されるリチウム複合酸化物粒子の前駆体となる複合水酸化物粒子を得る工程である。具体的には、一般式(B):NiaCobMncd(OH)2+α(a+b+c+d=1、0.3≦a≦0.8、0.1≦b≦0.4、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.1、0≦α≦0.5、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)で表される複合水酸化物粒子を得る工程である。
(1-a) Crystallization Step The crystallization step is a step of obtaining composite hydroxide particles that are precursors of the lithium composite oxide particles represented by the general formula (A). Specifically, the general formula (B): Ni a Co b Mn c M d (OH) 2 + α (a + b + c + d = 1, 0.3 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, 0 ≦ α ≦ 0.5, M is selected from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, W And a composite hydroxide particle represented by one or more elements.

このような複合水酸化物粒子の製造方法は、特に限定されることはなく、一般的な晶析工程によって得ることができる。しかしながら、本発明の正極活物質に求められる平均粒径および粒度分布を有するリチウム複合酸化物粒子を得るためには、複合水酸化物粒子の平均粒径を3.0μm〜7.0μm、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕を0.55以下となるように制御する必要がある。このため、本発明においては、複合水酸化物粒子の核生成が優先して起こり、核の成長がほとんど進行しない核生成工程と、核成長のみが進行し、新しい核がほとんど生成しない粒子成長工程の2段階に明確に分離して晶析工程を行うことが好ましい。このような方法によれば、晶析工程後に、得られた複合水酸化物粒子に対して分級などをせずとも、上記平均粒径および粒度分布を有する複合水酸化物粒子を効率よく得ることができる。   The method for producing such composite hydroxide particles is not particularly limited, and can be obtained by a general crystallization process. However, in order to obtain lithium composite oxide particles having the average particle size and particle size distribution required for the positive electrode active material of the present invention, the composite hydroxide particles have an average particle size of 3.0 μm to 7.0 μm, and a particle size distribution. It is necessary to control [(d90−d10) / MV], which is an index indicating the spread of, to be 0.55 or less. Therefore, in the present invention, the nucleation of composite hydroxide particles takes precedence, the nucleation step in which the growth of nuclei hardly proceeds, and the particle growth step in which only the nucleation proceeds and almost no new nuclei are generated. It is preferable to perform the crystallization process by clearly separating into the two stages. According to such a method, the composite hydroxide particles having the above average particle size and particle size distribution can be efficiently obtained without classifying the obtained composite hydroxide particles after the crystallization step. Can do.

(核生成工程)
最初に、ニッケル、コバルト、マンガンおよび添加元素(M)を含有する複数の金属化合物を所定の割合で水に溶解させ、混合水溶液を作製する。本発明では、得られる複合水酸化物粒子における金属元素の組成比は、混合水溶液における金属元素の組成比と同様となる。したがって、混合水溶液中における金属元素の組成比が、目的とする複合水酸化物粒子における金属元素の組成比となるように、各金属化合物の割合を調整して、混合水溶液を作製する。なお、この混合水溶液の温度は、後述する反応前水溶液と同様に、好ましくは20℃〜60℃、より好ましくは35℃〜60℃となるように調整する。
(Nucleation process)
First, a plurality of metal compounds containing nickel, cobalt, manganese and an additive element (M) are dissolved in water at a predetermined ratio to prepare a mixed aqueous solution. In the present invention, the composition ratio of the metal element in the obtained composite hydroxide particles is the same as the composition ratio of the metal element in the mixed aqueous solution. Therefore, the ratio of each metal compound is adjusted so that the composition ratio of the metal element in the mixed aqueous solution becomes the composition ratio of the metal element in the target composite hydroxide particles, thereby preparing the mixed aqueous solution. The temperature of the mixed aqueous solution is preferably adjusted to 20 ° C. to 60 ° C., more preferably 35 ° C. to 60 ° C., similarly to the aqueous solution before reaction described later.

一方、反応槽には、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ溶液、アンモニウムイオン供給体を含む水溶液および水を供給し、混合することにより、反応前水溶液を作製する。この際、アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物水溶液を用いることができる。また、アンモニウムイオン供給体を含む水溶液としては、アンモニア水、塩化アンモニウム水溶液、硫酸アンモニウム水溶液、炭酸アンモニウム水溶液などを用いることができるが、コストや取扱いの容易性の観点から、アンモニア水を使用することが好ましい。   On the other hand, an alkaline solution such as an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous solution containing an ammonium ion supplier and water are supplied to the reaction vessel and mixed to prepare a pre-reaction aqueous solution. At this time, an alkali metal hydroxide aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide can be used as the alkali solution. As the aqueous solution containing the ammonium ion supplier, ammonia water, ammonium chloride aqueous solution, ammonium sulfate aqueous solution, ammonium carbonate aqueous solution and the like can be used. From the viewpoint of cost and ease of handling, aqueous ammonia can be used. preferable.

アルカリ溶液の供給量は、液温25℃基準で測定する反応前水溶液のpH値が12.0以上、好ましくは12.5以上、より好ましくは12.8以上となるように調整されることが必要となる。pH値が12.0未満では、核生成とともに、生成した核の成長反応が生じるため、得られる複合水酸化物粒子の粒度分布が広くなってしまう。なお、pH値の上限値については、特に制限されるものではないが、あまりにpH値が高いと、生成する核が微細化し、後述する反応水溶液がゲル化する場合があるため、14.0程度とすることが好ましい。   The supply amount of the alkaline solution may be adjusted so that the pH value of the aqueous solution before reaction measured on the basis of the liquid temperature of 25 ° C. is 12.0 or more, preferably 12.5 or more, more preferably 12.8 or more. Necessary. When the pH value is less than 12.0, a growth reaction of the produced nuclei occurs with nucleation, and the particle size distribution of the resulting composite hydroxide particles becomes wide. Note that the upper limit of the pH value is not particularly limited, but if the pH value is too high, the nuclei to be produced become finer and the reaction aqueous solution described later may gel, so about 14.0. It is preferable that

アンモニウム供給体を含む水溶液の供給量は、反応前水溶液中のアンモニウムイオン濃度が、好ましくは3g/L〜25g/L、より好ましくは5g/L〜15g/Lとなるように調整される。アンモニウムイオン濃度が3g/L未満では、金属イオンの溶解度を一定に保持することができず、形状および粒径が整った複合水酸化物粒子を形成することができないばかりか、ゲル状の核が生成しやくなり、粒度分布も広くなる。一方、25g/Lを超えると、金属イオンの溶解度が大きくなりすぎるため、晶析する複合水酸化物粒子が微細となり、最終的に得られるリチウム複合酸化物粒子も微細なものとなり、比表面積も小さくなるおそれがある。また、反応水溶液中に残存する金属イオン量が増えて、組成のずれなどが起きる。なお、核生成工程中にアンモニウムイオン濃度が変動すると、金属イオンの溶解度が変動し、均一な複合水酸化物粒子が形成されなくなるため、一定値に保持することが好ましい。たとえば、アンモニウムイオン濃度は、上限と下限の幅を5g/L程度として所定の濃度に保持することが好ましい。   The supply amount of the aqueous solution containing the ammonium supplier is adjusted so that the ammonium ion concentration in the aqueous solution before reaction is preferably 3 g / L to 25 g / L, more preferably 5 g / L to 15 g / L. If the ammonium ion concentration is less than 3 g / L, the solubility of metal ions cannot be kept constant, and composite hydroxide particles having a uniform shape and particle size cannot be formed. It is easy to produce and the particle size distribution is widened. On the other hand, when it exceeds 25 g / L, the solubility of metal ions becomes too high, so that the composite hydroxide particles to be crystallized become fine, the lithium composite oxide particles finally obtained become fine, and the specific surface area is also large. There is a risk of becoming smaller. Further, the amount of metal ions remaining in the reaction aqueous solution increases, resulting in a compositional shift. Note that if the ammonium ion concentration fluctuates during the nucleation step, the solubility of metal ions fluctuates and uniform composite hydroxide particles are not formed. Therefore, it is preferable to maintain a constant value. For example, the ammonium ion concentration is preferably maintained at a predetermined concentration with the upper and lower limits being about 5 g / L.

また、反応前水溶液の液温は、好ましくは20℃〜60℃、より好ましくは35℃〜60℃となるように調整する。反応前水溶液の液温が20℃未満では、金属イオンの溶解度が低すぎるため、核生成が起こりやすく制御が困難となる。一方、60℃を超えると、アンモニアの揮発が促進されるため、所定のアンモニウムイオン濃度を保つために、過剰のアンモニウムイオン供給体を供給しなければならなくなり、生産コストの増大を招く。なお、反応槽内の液体のpH値、アンモニウムイオンの濃度は、それぞれ一般的なpH計、イオンメータによって測定できる。   Moreover, the liquid temperature of the aqueous solution before reaction is preferably adjusted to 20 ° C to 60 ° C, more preferably 35 ° C to 60 ° C. If the temperature of the aqueous solution before the reaction is less than 20 ° C., the solubility of metal ions is too low, so that nucleation is likely to occur and control becomes difficult. On the other hand, when the temperature exceeds 60 ° C., volatilization of ammonia is promoted, so that an excess ammonium ion supplier must be supplied in order to maintain a predetermined ammonium ion concentration, resulting in an increase in production cost. The pH value of the liquid in the reaction tank and the concentration of ammonium ions can be measured with a general pH meter and ion meter, respectively.

以上のように、pH値、アンモニウムイオン濃度および液温が調整された反応前水溶液を撹拌しながら、混合水溶液を反応槽内に供給する。これにより、反応槽内には、反応前水溶液と混合水溶液とが均一に混合した反応水溶液が形成され、この反応水溶液中に複合水酸化物粒子の微細な核が生成されることとなる。このとき、反応水溶液のpH値は上記範囲にあるので、生成した核はほとんど成長せず、核の生成が優先的に起こる。   As described above, the mixed aqueous solution is supplied into the reaction vessel while stirring the pre-reaction aqueous solution whose pH value, ammonium ion concentration and liquid temperature are adjusted. Thereby, a reaction aqueous solution in which the pre-reaction aqueous solution and the mixed aqueous solution are uniformly mixed is formed in the reaction tank, and fine nuclei of composite hydroxide particles are generated in the reaction aqueous solution. At this time, since the pH value of the reaction aqueous solution is in the above range, the produced nuclei hardly grow and the production of nuclei takes place preferentially.

なお、核生成に伴い、反応水溶液のpH値およびアンモニウムイオン濃度が変化するので、混合水溶液とともに、アルカリ溶液およびアンモニウムイオン供給体を含む水溶液を連続的に供給し、反応水溶液のpH値およびアンモニウムイオン濃度が所定値に維持されるように制御することで、連続して新しい核を生成することができる。そして、反応水溶液中に、所定量の核が生成された時点で、核生成工程を終了する。所定量の核が生成したか否かは、反応水溶液に供給した金属化合物の量によって判断することができる。   In addition, since the pH value and ammonium ion concentration of the reaction aqueous solution change with the nucleation, the aqueous solution containing the alkaline solution and the ammonium ion supplier is continuously supplied together with the mixed aqueous solution. By controlling the concentration to be maintained at a predetermined value, new nuclei can be generated continuously. And a nucleation process is complete | finished when a predetermined amount of nucleus is produced | generated in reaction aqueous solution. Whether or not a predetermined amount of nuclei has been generated can be determined by the amount of metal compound supplied to the reaction aqueous solution.

核生成工程において生成する核の量は、特に限定されるものではないが、粒度分布の狭い複合水酸化物粒子を得るためには、所定量の複合水酸化物粒子を得るために供給する全金属化合物量の、好ましくは0.1%〜2.0%、より好ましくは1.5%以下とする。   The amount of nuclei generated in the nucleation step is not particularly limited, but in order to obtain composite hydroxide particles having a narrow particle size distribution, the total amount supplied to obtain a predetermined amount of composite hydroxide particles is not limited. The amount of the metal compound is preferably 0.1% to 2.0%, more preferably 1.5% or less.

(粒子成長工程)
粒子成長工程では、核生成工程において所定量の核を生成させた後、混合水溶液、アルカリ溶液およびアンモニウムイオン供給体を含む水溶液の供給を一時停止し、液温25℃基準で測定するpH値を11.0〜12.0に調整した後、pH値が上記範囲に維持されるように、混合水溶液、アルカリ溶液およびアンモニウムイオン供給体を含む水溶液の供給を再開し、核を成長させる。この際、反応水溶液のpH値の調整は、金属化合物を構成する酸と同種の無機酸を添加することにより行うことが好ましい。具体的には、金属化合物として硫酸塩を使用する場合には、硫酸を反応水溶液に添加することにより、pH値を調整することが好ましい。
(Particle growth process)
In the particle growth step, after a predetermined amount of nuclei is generated in the nucleation step, the supply of the aqueous solution containing the mixed aqueous solution, the alkali solution and the ammonium ion supplier is temporarily stopped, and the pH value measured on the basis of the liquid temperature of 25 ° C. After adjusting to 11.0 to 12.0, the supply of the aqueous solution containing the mixed aqueous solution, the alkaline solution and the ammonium ion supplier is restarted so that the pH value is maintained in the above range, and the nucleus is grown. At this time, the pH value of the reaction aqueous solution is preferably adjusted by adding the same kind of inorganic acid as the acid constituting the metal compound. Specifically, when using a sulfate as the metal compound, it is preferable to adjust the pH value by adding sulfuric acid to the reaction aqueous solution.

粒子成長工程における反応水溶液のpH値は11.0〜12.0、好ましくは11.4〜11.8、より好ましくは11.5〜11.7となるように調整する。反応水溶液のpH値を上記範囲に調整することで、得られる複合水酸化物粒子の平均粒径を所定範囲に制御することができるばかりでなく、粒子成長工程中に、新たな核が生成することを抑制することができるので、得られる複合水酸化物粒子の粒度分布を狭いものとすることができる。ただし、pH値が11.0未満になると、アンモニウムイオンの作用により反応水溶液の溶解度が高くなり、析出せずに反応水溶液中に残存する金属イオンが増加してしまう。一方、pH値が12.0を超えると、粒子成長工程中に新たな核が生成し、得られる複合水酸化物粒子の粒度分布が広くなってしまう。   The pH value of the aqueous reaction solution in the particle growth step is adjusted to 11.0 to 12.0, preferably 11.4 to 11.8, more preferably 11.5 to 11.7. By adjusting the pH value of the aqueous reaction solution to the above range, not only can the average particle size of the resulting composite hydroxide particles be controlled within a predetermined range, but also new nuclei are generated during the particle growth process. Since this can be suppressed, the particle size distribution of the resulting composite hydroxide particles can be narrowed. However, when the pH value is less than 11.0, the solubility of the reaction aqueous solution increases due to the action of ammonium ions, and the metal ions remaining in the reaction aqueous solution without being precipitated increase. On the other hand, if the pH value exceeds 12.0, new nuclei are generated during the particle growth step, and the resulting composite hydroxide particles have a wide particle size distribution.

なお、pH値が12.0の場合は、核生成と核成長の境界条件であるため、反応水溶液中に存在する核の有無により、核生成工程もしくは粒子成長工程のいずれかの条件とすることができる。すなわち、核生成工程のpH値を12.0より高くして多量に核を生成させた後、粒子成長工程でpH値を12.0とすると、反応水溶液中に多量の核が存在するため、核の成長が優先して起こり、粒径分布が狭い複合水酸化物粒子が得られる。一方、反応水溶液中に核が存在しない状態、すなわち、核生成工程においてpH値を12.0とした場合、成長する核が存在しないため、核生成が優先して起こり、粒子成長工程のpH値を12.0より小さくすることで、生成した核が成長して、粒度分布が狭い複合水酸化物粒子が得られる。いずれの場合においても、粒子成長工程のpH値を核生成工程のpH値より低い値で制御すればよい。   In addition, when the pH value is 12.0, it is a boundary condition between nucleation and nucleation, so it should be either nucleation process or particle growth process depending on the presence or absence of nuclei present in the reaction aqueous solution. Can do. That is, when the pH value of the nucleation step is higher than 12.0 to generate a large amount of nuclei and then the pH value is set to 12.0 in the particle growth step, a large amount of nuclei exist in the reaction aqueous solution. The growth of nuclei takes precedence and composite hydroxide particles with a narrow particle size distribution are obtained. On the other hand, when no nuclei exist in the reaction aqueous solution, that is, when the pH value is set to 12.0 in the nucleation step, there is no nucleus to grow, so nucleation occurs preferentially, and the pH value of the particle growth step By making the value smaller than 12.0, the produced nuclei grow and composite hydroxide particles having a narrow particle size distribution can be obtained. In any case, the pH value of the particle growth process may be controlled to a value lower than the pH value of the nucleation process.

得られる複合水酸化物粒子の粒径は、粒子成長段階の時間、核生成時のpH値、核生成段階で生成する核の量などの晶析条件により制御することができる。具体的には、核生成段階と粒子成長段階の液量を適切に調整することにより任意の大きさに制御することができる。また、反応水溶液の単位体積当たりの撹拌所用動力を制御することにより、粒径を制御することも可能であり、たとえば、撹拌所要動力を小さくすることにより粒径を大きくすることができる。   The particle size of the resulting composite hydroxide particles can be controlled by crystallization conditions such as the time of the particle growth stage, the pH value during nucleation, and the amount of nuclei produced during the nucleation stage. Specifically, it can be controlled to an arbitrary size by appropriately adjusting the liquid amounts in the nucleation stage and the particle growth stage. In addition, the particle size can be controlled by controlling the power for the stirring station per unit volume of the aqueous reaction solution. For example, the particle size can be increased by reducing the power required for stirring.

なお、上記方法の場合、両工程において、金属イオンは、核または複合水酸化物粒子となって晶出するので、それぞれの反応水溶液中の金属成分に対する液体成分の割合が増加する。この場合、見かけ上、供給する混合水溶液の濃度が低下したようになり、特に粒子成長工程において、複合水酸化物粒子が十分に成長しない可能性がある。このような場合、核生成工程終了後あるいは粒子成長工程の途中で、反応水溶液の一部を反応槽外に排出することが好ましい。具体的には、反応水溶液に対する混合水溶液などの供給および攪拌を停止して、核や複合水酸化物粒子を沈降させて、反応水溶液の上澄み液を排出することにより、反応水溶液に対する混合水溶液の相対的な濃度を高めることができる。この結果、相対的な濃度が高い状態で複合水酸化物粒子を成長させることができるので、その粒度分布をより狭いものとすることができ、複合水酸化物粒子の密度も高めることができる。   In the case of the above method, in both steps, the metal ions are crystallized as nuclei or composite hydroxide particles, so that the ratio of the liquid component to the metal component in each reaction aqueous solution increases. In this case, apparently, the concentration of the mixed aqueous solution to be supplied is lowered, and there is a possibility that the composite hydroxide particles are not sufficiently grown particularly in the particle growth step. In such a case, it is preferable to discharge a part of the reaction aqueous solution to the outside of the reaction tank after completion of the nucleation step or in the middle of the particle growth step. Specifically, the supply of the mixed aqueous solution to the reaction aqueous solution and the stirring are stopped, the nucleus and the composite hydroxide particles are allowed to settle, and the supernatant of the reaction aqueous solution is discharged, whereby the mixed aqueous solution relative to the reaction aqueous solution is discharged. Concentration can be increased. As a result, since the composite hydroxide particles can be grown in a state where the relative concentration is high, the particle size distribution can be made narrower, and the density of the composite hydroxide particles can be increased.

(1−b)水洗工程
本発明では、晶析工程で得られた複合水酸化物粒子を濾過し、水洗し、脱水する水洗工程をさらに備えることが好ましい。
(1-b) Water-washing step In the present invention, it is preferable to further include a water-washing step of filtering, washing, and dehydrating the composite hydroxide particles obtained in the crystallization step.

濾過および水洗手段としては、反応水溶液中に複合水酸化物粒子とともに沈殿している不純物を十分に除去することができる限り、特に限定されることはない。たとえば、濃縮および希釈を繰り返し、沈降分離する洗浄方法や、フィルタープレスを用いた脱水およびレパルプ洗浄(洗浄に使用した上澄み液を捨てた後、水を加えて、再度洗浄を行う洗浄方法)を繰り返す洗浄方法を利用することができる。しかしながら、これらの方法では、水の使用量が多く、生成された粒子が沈降するまでに長時間を要するため、生産性が悪いばかりでなく、ケーキの回収や再スラリー化にかなりの労力を要するという問題がある。このため、本発明では、連続加圧濾過機のように、対象物が濾材上に固定することなく洗浄可能な装置により、水洗および脱水して、複合水酸化物粒子を得ることが好ましい。このような方法としては、たとえば、ロータリーフィルターなどを挙げることができる。   The means for filtration and washing with water is not particularly limited as long as the impurities precipitated together with the composite hydroxide particles in the reaction aqueous solution can be sufficiently removed. For example, a washing method in which concentration and dilution are repeated, and sedimentation is separated, and dewatering and repulp washing using a filter press (washing method in which water is added and then washed again after discarding the supernatant used for washing) are repeated. Cleaning methods can be used. However, in these methods, since the amount of water used is large and it takes a long time for the generated particles to settle, not only the productivity is bad, but also considerable effort is required to recover and reslurry the cake. There is a problem. For this reason, in the present invention, it is preferable to obtain composite hydroxide particles by washing and dewatering with an apparatus capable of washing without fixing the object on the filter medium, such as a continuous pressure filter. Examples of such a method include a rotary filter.

また、脱水手段も、特に限定されることはなく、前述の連続加圧濾過機を用いて水洗および脱水を連続して行う手段のほか、真空乾燥機などの公知の手段を用いることができる。   Also, the dehydrating means is not particularly limited, and known means such as a vacuum dryer can be used in addition to means for continuously washing and dewatering using the aforementioned continuous pressure filter.

なお、後述する混合工程を一般的な乾式混合により行う場合には、脱水後の複合水酸化物粒子を乾燥させることが必須となるが、本発明のように混合工程を湿式混合により行う場合、特に、晶析工程から焼成工程までを連続的に行う場合には、脱水後の複合水酸化物粒子を乾燥させることなく、スラリー化してもよい。   In addition, when performing the mixing process described later by general dry mixing, it is essential to dry the composite hydroxide particles after dehydration, but when performing the mixing process by wet mixing as in the present invention, In particular, when the steps from the crystallization step to the firing step are performed continuously, the composite hydroxide particles after dehydration may be slurried without drying.

(1−c)混合工程
混合工程は、複合水酸化物粒子をスラリー化し、これにリチウム化合物を加えて湿式混合し、混合スラリーを得る工程である。
(1-c) Mixing step The mixing step is a step in which composite hydroxide particles are slurried, a lithium compound is added thereto and wet-mixed to obtain a mixed slurry.

従来、このような混合工程では、粒子中に、焼成工程まで残留する水分を一定量まで減少させ、得られる正極活物質中の各金属成分の原子数や、リチウムの原子数の割合にばらつきが生じることを防止し、リチウム原子数比(Li/Me)を安定させる観点から、乾式の混合方法が採用されていた。具体的には、晶析工程で得られた複合水酸化物粒子を乾燥(熱処理)し、これにリチウム化合物を加えて、乾式混合を行い、混合粉末を得ていた。   Conventionally, in such a mixing step, moisture remaining in the particles until the firing step is reduced to a certain amount, and the number of atoms of each metal component in the obtained positive electrode active material and the ratio of the number of lithium atoms vary. From the viewpoint of preventing the occurrence and stabilizing the lithium atom number ratio (Li / Me), a dry mixing method has been adopted. Specifically, the composite hydroxide particles obtained in the crystallization step were dried (heat treatment), a lithium compound was added thereto, and dry mixing was performed to obtain a mixed powder.

しかしながら、このような乾式混合では、上述したようにリチウム化合物の偏在を回避することができない。この状態で、リチウム混合物を焼成すると、局所的に偏在したリチウム化合物を起点として、リチウム複合酸化物粒子の異常粒成長が引き起こされる。この結果、平均粒径や粒度分布を所定範囲に制御した場合であっても、異常に粒成長したリチウム複合酸化物粒子の存在により、得られる二次電池の電池特性を十分に向上させることができない場合があった。   However, such dry mixing cannot avoid the uneven distribution of lithium compounds as described above. When the lithium mixture is fired in this state, abnormal grain growth of the lithium composite oxide particles is caused from the locally localized lithium compound as a starting point. As a result, even when the average particle size or particle size distribution is controlled within a predetermined range, the presence of abnormally grown lithium composite oxide particles can sufficiently improve the battery characteristics of the obtained secondary battery. There were cases where it was not possible.

これに対して、本発明では、混合工程を湿式混合とすることで、リチウム化合物の偏在、および、これに起因する、焼成工程でのリチウム複合酸化物粒子の異常粒成長を防止し、得られる二次電池の電池特性のさらなる向上を可能としている。具体的には、晶析工程で得られる複合水酸化物粒子に溶媒を加えて、複合水酸化物粒子を含むスラリー(以下、「複合水酸化物スラリー」という)とし、このスラリーに所定量のリチウム化合物を加えて湿式混合することで、混合スラリーを得ている。   On the other hand, in the present invention, by mixing the mixing process with wet mixing, the uneven distribution of the lithium compound and the abnormal grain growth of the lithium composite oxide particles in the firing process due to this can be prevented and obtained. The battery characteristics of the secondary battery can be further improved. Specifically, a solvent is added to the composite hydroxide particles obtained in the crystallization step to form a slurry containing composite hydroxide particles (hereinafter referred to as “composite hydroxide slurry”). A mixed slurry is obtained by adding a lithium compound and performing wet mixing.

複合水酸化物粒子に加える溶媒としては、水または有機溶媒を用いることができるが、取扱いの容易性の観点から、水を使用することが好ましく、純水などの精製水を用いることが特に好ましい。   As the solvent added to the composite hydroxide particles, water or an organic solvent can be used, but from the viewpoint of easy handling, it is preferable to use water, and it is particularly preferable to use purified water such as pure water. .

この複合水酸化物スラリーとリチウム化合物との混合においては、得られるリチウム複合酸化物粒子中のニッケル、コバルト、マンガンおよび添加元素(M)の原子数の和(Me)に対する、リチウム原子数(Li)の比(Li/Me)が0.95〜1.15、好ましくは1.00〜1.10となるように混合する。Li/Meが0.95未満では、得られるリチウム複合酸化物粒子を正極材料に用いた非水電解質二次電池における正極抵抗が大きくなるため、出力特性が低下してしまう。一方、Li/Meが1.15を超えると、非水電解質二次電池の初期放電容量が低下してしまう。   In the mixing of the composite hydroxide slurry and the lithium compound, the number of lithium atoms (Li) relative to the sum (Me) of the number of atoms of nickel, cobalt, manganese and the additive element (M) in the obtained lithium composite oxide particles ) Ratio (Li / Me) is 0.95 to 1.15, preferably 1.00 to 1.10. When Li / Me is less than 0.95, the positive electrode resistance in the nonaqueous electrolyte secondary battery using the obtained lithium composite oxide particles as the positive electrode material is increased, so that the output characteristics are deteriorated. On the other hand, when Li / Me exceeds 1.15, the initial discharge capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery is lowered.

このとき使用するリチウム化合物は、粉末状のまま、複合水酸化物スラリーに加えることも可能であるが、より均一な混合を可能とするため、リチウム化合物に溶媒を加えてスラリー化した上で、複合水酸化物スラリーに加えることが好ましい。この場合においても取扱いの容易性の観点から、溶媒としては水、特に、純水などの精製水を用いて、リチウム化合物をスラリー化することが好ましい。なお、リチウム化合物としては、特に限定されることはなく、たとえば、水酸化リチウム、硝酸リチウム、炭酸リチウムまたはこれらの混合物を使用することができるが、リチウム化合物を、水を用いてスラリー化する場合には、難水溶性の炭酸リチウムを使用することが好ましい。   The lithium compound used at this time can be added to the composite hydroxide slurry as it is in powder form, but in order to enable more uniform mixing, after adding a solvent to the lithium compound and slurrying, It is preferable to add to the composite hydroxide slurry. Even in this case, from the viewpoint of ease of handling, it is preferable to slurry the lithium compound using water, particularly purified water such as pure water, as the solvent. The lithium compound is not particularly limited. For example, lithium hydroxide, lithium nitrate, lithium carbonate, or a mixture thereof can be used. When the lithium compound is slurried with water, It is preferable to use slightly water-soluble lithium carbonate.

また、複合水酸化物スラリーに含まれる複合水酸化物粒子の平均粒径が3.0μm〜5.0μm程度である場合には、混合工程前に、リチウム化合物をビーズミルなどで湿式粉砕し、その平均粒径を、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下に調整する。このように、複合水酸化物粒子とリチウム化合物の平均粒径を近似させることで、より均一な混合が可能となる。   Further, when the average particle size of the composite hydroxide particles contained in the composite hydroxide slurry is about 3.0 μm to 5.0 μm, the lithium compound is wet pulverized with a bead mill or the like before the mixing step. The average particle size is preferably adjusted to 10 μm or less, more preferably 5 μm or less. Thus, by making the average particle diameter of the composite hydroxide particles and the lithium compound approximate, more uniform mixing becomes possible.

なお、湿式混合時における複合水酸化物スラリー、リチウム化合物スラリー、さらには、これらの混合スラリーの水分率は、好ましくは10質量%〜40質量%、より好ましくは20質量%〜30質量%に調整する。水分率が10質量%未満では、湿式混合による効果を十分に得ることができず、リチウムの偏在を防止することができない。一方、40質量%を超えると、混合スラリーを乾燥させるために長時間を要し、生産性が悪化する。   In addition, the moisture content of the composite hydroxide slurry, the lithium compound slurry, and the mixed slurry during wet mixing is preferably adjusted to 10% by mass to 40% by mass, more preferably 20% by mass to 30% by mass. To do. If the moisture content is less than 10% by mass, the effect of wet mixing cannot be sufficiently obtained, and uneven distribution of lithium cannot be prevented. On the other hand, when it exceeds 40 mass%, it takes a long time to dry the mixed slurry, and the productivity deteriorates.

混合手段としては、湿式混合をすることができる限り、特に限定されることはなく、たとえば、シェーカーミキサー、レーディゲミキサー、ジュリアミキサー、Vブレンダーなどを用いることができ、複合水酸化物粒子の形骸が破壊されない程度に、十分に混合すればよい。たとえば、シェーカーミキサーを使用する場合には、上記範囲の水分率に調整した複合水酸化物スラリーとリチウム化合物とをシェーカーミキサーに投入し、回転数を80rpm〜90rpm、混合時間を0.2時間〜0.5時間として混合することで、均一な混合スラリーを得ることができる。   The mixing means is not particularly limited as long as it can be wet-mixed. For example, a shaker mixer, a Laedige mixer, a Julia mixer, a V blender, or the like can be used. Mix well enough that the sculpture is not destroyed. For example, when using a shaker mixer, the composite hydroxide slurry adjusted to a moisture content in the above range and a lithium compound are charged into the shaker mixer, the rotation speed is 80 rpm to 90 rpm, and the mixing time is 0.2 hours to By mixing for 0.5 hours, a uniform mixed slurry can be obtained.

(1−d)乾燥工程
乾燥工程は、混合スラリーを乾燥し、複合水酸化物粒子とリチウム化合物からなる混合粉末を得る工程である。
(1-d) Drying step The drying step is a step of drying the mixed slurry to obtain a mixed powder composed of composite hydroxide particles and a lithium compound.

乾燥方法としては、特に限定されることなく、公知の方法を使用することができるが、一般的な大気乾燥に比べて短時間での乾燥が可能であり、かつ、乾燥凝集がなく、乾燥後の解砕が不要である、高周波誘電加熱またはマイクロ波加熱による乾燥方法が好ましい。なお、高周波誘電加熱では、通常、4MHz〜80MHzの周波数が使用され、マイクロ波加熱では、通常、2450MHzの周波数が使用される。一方、加熱時の出力や加熱時間は、特に限定されることはなく、対象となる混合スラリーの性状や処理量に応じて、適宜設定されるべきものである。   The drying method is not particularly limited, and a known method can be used. However, drying can be performed in a short time compared to general air drying, and there is no dry aggregation and after drying. A drying method by high frequency dielectric heating or microwave heating is preferred, which does not require crushing. In the high frequency dielectric heating, a frequency of 4 MHz to 80 MHz is usually used, and in the microwave heating, a frequency of 2450 MHz is usually used. On the other hand, the output and heating time at the time of heating are not particularly limited, and should be appropriately set according to the properties and processing amount of the target mixed slurry.

(1−e)仮焼工程
次述する焼成工程前に、乾燥工程で得られた混合粉末を350℃〜780℃、好ましくは400℃〜750℃の温度で、1時間〜10時間、好ましくは2時間〜5時間保持することにより仮焼し、引き続いて焼成工程を行うことが好ましい。これは、リチウム化合物の融点付近または反応温度付近で保持し、リチウムの拡散を十分に行なうことで、焼成工程において、均一な結晶構造を有するリチウム複合酸化物粒子を得ることができるからである。
(1-e) calcination step Before the firing step described below, the mixed powder obtained in the drying step is 350 ° C to 780 ° C, preferably 400 ° C to 750 ° C, preferably 1 hour to 10 hours, preferably It is preferable to perform calcination by holding for 2 hours to 5 hours, and subsequently to perform a baking step. This is because lithium composite oxide particles having a uniform crystal structure can be obtained in the firing step by maintaining the temperature near the melting point of the lithium compound or near the reaction temperature and sufficiently diffusing lithium.

(1−f)焼成工程
焼成工程は、乾燥工程により得られた混合粉末を酸化性雰囲気中、800℃〜1000℃で加熱することにより、複合水酸化物粒子とリチウム化合物とを反応させて、リチウム複合酸化物粒子を得る工程である。
(1-f) Firing step In the firing step, the mixed powder obtained by the drying step is heated in an oxidizing atmosphere at 800 ° C to 1000 ° C to react the composite hydroxide particles with the lithium compound, This is a step of obtaining lithium composite oxide particles.

焼成工程における雰囲気は、酸化性雰囲気とする必要があり、酸素濃度が18容量%〜100容量%の雰囲気とすることが好ましく、コスト面を考慮すると、大気気流中(酸素濃度:21容量%)で行なうことが、より好ましい。酸素濃度が18容量%未満では、十分に酸化させることができず、リチウム複合酸化物粒子の結晶性が不均一となる。   The atmosphere in the firing step needs to be an oxidizing atmosphere, and is preferably an atmosphere having an oxygen concentration of 18% by volume to 100% by volume. Considering the cost, it is in an air stream (oxygen concentration: 21% by volume). Is more preferable. When the oxygen concentration is less than 18% by volume, sufficient oxidation cannot be performed, and the crystallinity of the lithium composite oxide particles becomes nonuniform.

焼成温度は800℃〜1000℃、好ましくは850℃〜1000℃とする。焼成温度が800℃未満では、複合水酸化物粒子中へのリチウムの拡散が不十分となり、余剰のリチウムや未反応の複合水酸化物粒子が残存し、または、結晶構造が不均一となることに起因して、十分な電池特性が得られない。一方、焼成温度が1000℃を超えると、生成するリチウム複合酸化物粒子同士が激しく焼結するとともに、異常粒成長が引き起こされ、粗大粒子の割合が増加するという問題が生じる。このため、得られるリチウム複合水酸化物粒子の平均粒径および粒度分布を所定範囲に制御することができなくなり、さらには、二次粒子の形態が保てなくなるため、電池容量の低下などの問題が生じる。   The firing temperature is 800 ° C to 1000 ° C, preferably 850 ° C to 1000 ° C. When the firing temperature is less than 800 ° C., the diffusion of lithium into the composite hydroxide particles becomes insufficient, and surplus lithium and unreacted composite hydroxide particles remain, or the crystal structure becomes non-uniform. As a result, sufficient battery characteristics cannot be obtained. On the other hand, when the firing temperature exceeds 1000 ° C., the lithium composite oxide particles to be generated sinter violently, and abnormal particle growth is caused, resulting in an increase in the proportion of coarse particles. For this reason, it becomes impossible to control the average particle size and particle size distribution of the obtained lithium composite hydroxide particles within a predetermined range, and further, the form of secondary particles cannot be maintained, which causes problems such as a decrease in battery capacity. Occurs.

焼成時間は、好ましくは1時間以上、より好ましくは5時間〜15時間とする。焼成時間が1時間未満では、リチウム複合酸化物粒子の生成が十分に行われないことがある。   The firing time is preferably 1 hour or longer, more preferably 5 to 15 hours. When the firing time is less than 1 hour, the lithium composite oxide particles may not be sufficiently generated.

昇温速度は、好ましくは3℃/分〜10℃/分、より好ましくは4℃/分〜6℃/分とする。昇温速度が3℃/分未満では、焼成時間が長くなり生産性が低下する。一方、10℃/分を超えると、炉内温度と複合水酸化物粒子の温度の差が大きくなり、リチウムとの反応が十分に進行しない場合がある。   The rate of temperature rise is preferably 3 ° C / min to 10 ° C / min, more preferably 4 ° C / min to 6 ° C / min. When the rate of temperature rise is less than 3 ° C./min, the firing time becomes longer and the productivity is lowered. On the other hand, when it exceeds 10 ° C./min, the difference between the furnace temperature and the temperature of the composite hydroxide particles becomes large, and the reaction with lithium may not sufficiently proceed.

なお、焼成工程に用いる炉は、特に限定されるものではなく、大気ないしは酸素気流中で混合粉末を加熱できるものであればよいが、ガス発生がない電気炉が好ましく、バッチ式あるいは連続式の炉のいずれも用いることができる。   The furnace used in the firing step is not particularly limited as long as the mixed powder can be heated in the atmosphere or in an oxygen stream. However, an electric furnace that does not generate gas is preferable, and a batch type or continuous type is preferable. Any of the furnaces can be used.

(1−g)水洗工程
本発明では、焼成工程後に、得られたリチウム複合酸化物粒子を水洗し、このリチウム複合酸化物粒子の表面に付着している余剰のリチウム化合物、特に炭酸化したリチウム化合物を除去することが必要である。これにより、得られる非水電解質二次電池の容量が低下することを防止することができる。
(1-g) Water washing step In the present invention, after the firing step, the obtained lithium composite oxide particles are washed with water, and an excess lithium compound, particularly carbonated lithium, adhering to the surface of the lithium composite oxide particles. It is necessary to remove the compound. Thereby, it can prevent that the capacity | capacitance of the nonaqueous electrolyte secondary battery obtained falls.

このような水洗方法は、特に限定されることはないが、効率的にリチウム化合物を除去する観点から、リチウム複合酸化物粒子に所定量の水を混合することでスラリー化し、これを水洗した後、このスラリーを濾過および乾燥することが好ましい。   Such a water washing method is not particularly limited, but from the viewpoint of efficiently removing the lithium compound, a predetermined amount of water is mixed with the lithium composite oxide particles to form a slurry, which is then washed with water. Preferably, the slurry is filtered and dried.

この際、リチウム複合酸化物粒子に混合する水の量は、このリチウム複合酸化物粒子に対する質量比で、好ましくは0.5〜1.0、より好ましくは0.6〜1.0とする。0.5未満では、スラリー濃度が高くなりすぎて、均一な撹拌が困難となる場合がある。一方、1.0を超えると、リチウム複合酸化物粒子の内部からリチウムが溶出し、Li/Meが低下してしまう場合がある。   Under the present circumstances, the quantity of the water mixed with lithium composite oxide particle is mass ratio with respect to this lithium composite oxide particle, Preferably it is 0.5-1.0, More preferably, you may be 0.6-1.0. If it is less than 0.5, the slurry concentration becomes too high, and uniform stirring may be difficult. On the other hand, when it exceeds 1.0, lithium may elute from the inside of the lithium composite oxide particles, and Li / Me may decrease.

(2)非水電解質二次電池用正極活物質
本発明の非水電解質二次電池用正極活物質は上記製造方法によって得られ、一般式(A):Li1+uNiaCobMncd2(−0.05≦u≦0.15、a+b+c+d=1、0.3≦a≦0.8、0.1≦b≦0.4、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)で表され、層状構造を有する六方晶系リチウム複合酸化物粒子からなり、平均粒径が3.0μm〜8.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下、かつ、〔d90/MV〕が1.300以下であることを特徴とする。
(2) Cathode Active Material for Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery The cathode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is obtained by the above production method, and has the general formula (A): Li 1 + u Ni a Co b Mn c M d O 2 (−0.05 ≦ u ≦ 0.15, a + b + c + d = 1, 0.3 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, where M is one or more elements selected from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, and W) and has a layered structure [(D90−d10) / MV], which is an index indicating the spread of the particle size distribution, is 0.60 or less, and is composed of a lithium-based lithium composite oxide particle, having an average particle size in the range of 3.0 μm to 8.0 μm. [D90 / MV] is 1.300 or less.

(2−a)組成
リチウム(Li)の過剰量を示すuの値は−0.05〜0.15、好ましくは0〜0.15、より好ましくは0.02〜0.12とする。uの値がー0.05未満では、非水電解質二次電池における正極抵抗が大きくなるため、電池の出力が低くなってしまう。一方、0.15を超えると、非水電解質二次電池の初期放電容量が低下してしまう。
(2-a) Composition The value of u indicating the excess amount of lithium (Li) is -0.05 to 0.15, preferably 0 to 0.15, more preferably 0.02 to 0.12. When the value of u is less than −0.05, the positive electrode resistance in the nonaqueous electrolyte secondary battery increases, and the battery output decreases. On the other hand, if it exceeds 0.15, the initial discharge capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery will be reduced.

ニッケル(Ni)は、電池容量の向上に寄与する添加元素である。ニッケルの含有量を示すaの値は0.3〜0.8、好ましくは0.4〜0.6、より好ましくは0.45〜0.55とする。aの値が0.3未満では、この正極活物質を用いた非水電解質二次電池の電池容量が低下してしまう。一方、0.8を超えると、他の添加元素の量が減って、その添加効果が十分に得られなくなるおそれがある。   Nickel (Ni) is an additive element that contributes to an improvement in battery capacity. The value of a indicating the nickel content is 0.3 to 0.8, preferably 0.4 to 0.6, and more preferably 0.45 to 0.55. If the value of a is less than 0.3, the battery capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery using this positive electrode active material will be reduced. On the other hand, if it exceeds 0.8, the amount of other additive elements may decrease, and the effect of addition may not be sufficiently obtained.

コバルト(Co)は、サイクル特性の向上に寄与する添加元素である。コバルトの含有量を示すbの値は0.1〜0.4、好ましくは0.2〜0.3、より好ましくは0.23〜0.28とする。bの値が0.1未満では、十分なサイクル特性を得ることはできず、容量維持率が低下してしまう。一方、0.4を超えると、初期放電容量の低下が大きくなってしまう。   Cobalt (Co) is an additive element that contributes to improving the cycle characteristics. The value b indicating the cobalt content is 0.1 to 0.4, preferably 0.2 to 0.3, and more preferably 0.23 to 0.28. If the value of b is less than 0.1, sufficient cycle characteristics cannot be obtained, and the capacity retention rate decreases. On the other hand, if it exceeds 0.4, the initial discharge capacity is greatly reduced.

マンガン(Mn)は、熱安定性の向上に寄与する添加元素である。マンガンの含有量を示すcの値は0.1〜0.4、好ましくは0.2〜0.3、より好ましくは0.23〜0.28とする。cの値が0.1未満では、その添加効果が十分に得られない。一方、0.4を超えると、初期放電容量の低下が大きくなってしまう。   Manganese (Mn) is an additive element that contributes to the improvement of thermal stability. The value of c indicating the manganese content is 0.1 to 0.4, preferably 0.2 to 0.3, and more preferably 0.23 to 0.28. If the value of c is less than 0.1, the effect of addition cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 0.4, the initial discharge capacity is greatly reduced.

さらに、本発明の正極活物質では、リチウム複合酸化物粒子に添加元素(M)を含有させることも可能である。添加元素(M)を含有させることで、これを正極活物質として用いた二次電池の耐久性や出力特性を向上させることができる。   Furthermore, in the positive electrode active material of the present invention, the lithium composite oxide particles can contain an additive element (M). By including the additive element (M), it is possible to improve durability and output characteristics of a secondary battery using this as a positive electrode active material.

このような添加元素(M)としては、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)から選択される1種以上の元素を使用することができる。これらの添加元素(M)の選択は、得られる正極活物質が使用される二次電池の用途や要求される性能に応じて適宜選択される。   Examples of such additive elements (M) include magnesium (Mg), calcium (Ca), aluminum (Al), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), zirconium (Zr), and niobium (Nb). One or more elements selected from molybdenum (Mo) and tungsten (W) can be used. Selection of these additive elements (M) is appropriately selected according to the application of the secondary battery in which the positive electrode active material to be obtained is used and the required performance.

添加元素(M)の含有量を示すdの値は、0.1以下とする。dの値が0.1を超えると、Redox反応に貢献する金属元素が減少するため、電池容量が低下してしまう。   The value of d indicating the content of the additive element (M) is 0.1 or less. If the value of d exceeds 0.1, the metal element that contributes to the Redox reaction decreases, and the battery capacity decreases.

なお、添加元素(M)は、晶析工程において、ニッケル、コバルトおよびマンガンとともに晶析させ、複合水酸化物粒子中に均一に分散させることもできるが、晶析工程後に、複合水酸化物粒子の表面に添加元素(M)を被覆させてもよい。また、混合工程において、複合水酸化物粒子とともに、リチウム化合物と混合することも可能であり、これらの方法を併用してもよい。いずれの方法による場合であっても、上記一般式の組成となるように、その含有量を調整することが必要となる。   The additive element (M) can be crystallized together with nickel, cobalt and manganese in the crystallization step and can be uniformly dispersed in the composite hydroxide particles. The additive element (M) may be coated on the surface. Moreover, in a mixing process, it is also possible to mix with a lithium compound with a composite hydroxide particle, You may use these methods together. Regardless of which method is used, it is necessary to adjust the content so as to achieve the composition of the above general formula.

(2−b)粒子構造
本発明の正極活物質は、一次粒子が複数凝集して形成された略球状の二次粒子により構成されたリチウム複合酸化物粒子からなる。二次粒子を構成する一次粒子の形状としては、板状、針状、直方体状、楕円状、稜面体状などのさまざまな形態を採ることができ、その凝集状態も、ランダムな方向に凝集する場合のほか、中心から放射状に粒子の長径方向が凝集する場合も本発明に適用することは可能である。ただし、正極活物質の充填性を改善するために、ニ次粒子の形状は球状であることが好ましい。
(2-b) Particle Structure The positive electrode active material of the present invention is composed of lithium composite oxide particles composed of substantially spherical secondary particles formed by aggregating a plurality of primary particles. The shape of the primary particles constituting the secondary particles can take various forms such as a plate shape, a needle shape, a rectangular parallelepiped shape, an elliptical shape, and a ridge shape, and the aggregation state also aggregates in a random direction. In addition to the case, the present invention can also be applied to the case where the major axis direction of particles aggregates radially from the center. However, in order to improve the filling property of the positive electrode active material, the shape of the secondary particles is preferably spherical.

また、本願の正極活物質は、リチウムが偏在することなく、均一に分布していることを特徴とする。このため、本発明の正極活物質中には、焼成工程において異常粒成長したリチウム複合酸化物粒子がほとんど存在しない。このことは、本発明の正極活物質が、後述する、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下であり、かつ、〔d90/MV〕が1.300以下であることから確認することができる。   Moreover, the positive electrode active material of the present application is characterized in that lithium is uniformly distributed without being unevenly distributed. For this reason, in the positive electrode active material of the present invention, there are almost no lithium composite oxide particles that have grown abnormally in the firing step. This indicates that the positive electrode active material of the present invention is an index indicating the spread of the particle size distribution, which will be described later, [(d90-d10) / MV] is 0.60 or less, and [d90 / MV] is 1. It can be confirmed from the fact that it is 300 or less.

(2−c)平均粒径(MV)
本発明の正極活物は、得られる非水電解質二次電池の電池容量、安全性および出力特性をより高いものとする観点から、その平均粒径が3.0μm〜8.0μm、好ましくは3.0μm〜5.0μm、より好ましくは3.5μm〜4.0μmの範囲にあることが必要となる。ここで、平均粒径とは、レーザ回折散乱法で求められる体積基準平均粒径(MV)を意味する。
(2-c) Average particle diameter (MV)
The positive electrode active material of the present invention has an average particle size of 3.0 μm to 8.0 μm, preferably 3 from the viewpoint of improving the battery capacity, safety, and output characteristics of the obtained nonaqueous electrolyte secondary battery. It is necessary to be in the range of 0.0 μm to 5.0 μm, more preferably 3.5 μm to 4.0 μm. Here, the average particle diameter means a volume-based average particle diameter (MV) obtained by a laser diffraction scattering method.

平均粒径が3.0μm未満では、正極活物質の充填密度が低下するため、正極の容積あたりの電池容量が低下する。一方、8.0μmを超えると、正極活物質の比表面積が低下し、正極活物質と電解液との界面が減少するため、正極の抵抗が上昇し、出力特性が低下する。   When the average particle size is less than 3.0 μm, the packing density of the positive electrode active material is lowered, so that the battery capacity per positive electrode volume is lowered. On the other hand, when it exceeds 8.0 μm, the specific surface area of the positive electrode active material is reduced, and the interface between the positive electrode active material and the electrolytic solution is reduced, so that the resistance of the positive electrode is increased and the output characteristics are deteriorated.

(2−d)粒度分布
本発明の正極活物質は、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下であって、かつ、〔d90/MV〕が1.300以下であることを特徴とする。このような正極活物質は、微粒子や粗大粒子の割合が極めて少ないため、得られる二次電池の安全性、サイクル特性および出力特性を優れたものとすることができる。ここで、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/d10〕におけるd10は、それぞれの粒径における粒子数を粒径が小さい方から累積した場合に、その累積体積が全粒子の合計体積の10%となる粒径を意味する。また、d90は、それぞれの粒径における粒子数を粒径が小さいほうから累積した場合に、その累積体積が全粒子の合計体積の90%となる粒径を意味する。d90、d10を求める方法は特に限定されないが、たとえば、レーザ光回折散乱式粒度分析計で測定した体積積算値から求めることができる。
(2-d) Particle Size Distribution In the positive electrode active material of the present invention, [(d90-d10) / MV], which is an index indicating the spread of particle size distribution, is 0.60 or less, and [d90 / MV] is 1.300 or less. Since such a positive electrode active material has a very small ratio of fine particles and coarse particles, the safety, cycle characteristics, and output characteristics of the obtained secondary battery can be improved. Here, d10 in [(d90-d10) / MV] and [d90 / d10] is the total volume of all particles when the number of particles in each particle size is accumulated from the smaller particle size. Means a particle size of 10%. Moreover, d90 means the particle size in which the cumulative volume becomes 90% of the total volume of all particles when the number of particles in each particle size is accumulated from the smaller particle size. The method for obtaining d90 and d10 is not particularly limited. For example, it can be obtained from the volume integrated value measured by a laser light diffraction / scattering particle size analyzer.

〔(d90−d10)/MV〕が0.60を超えると、平均粒径に対して粒径が非常に小さい微粒子や、平均粒径に対して非常に粒径の大きい粗大粒子が多く存在することになる。微粒子が多く存在する正極活物質を用いて正極を構成した場合には、微粒子の局所的な反応に起因して、二次電池が発熱するおそれがあるばかりでなく、微粒子の選択的な劣化に伴い、サイクル特性が悪化する。また、粗大粒子が多く存在する正極活物質を用いて正極を構成した場合には、電解液と正極活物質との反応面積を十分に確保できないことに起因して、正極抵抗が上昇し、出力特性が悪化する。また、〔d90/MV〕が1.300を超えると、〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下の場合であっても、同様に正極抵抗が上昇し、出力特性が悪化する。   When [(d90-d10) / MV] exceeds 0.60, there are many fine particles having a very small particle size with respect to the average particle size and coarse particles having a very large particle size with respect to the average particle size. It will be. When a positive electrode is formed using a positive electrode active material in which a large amount of fine particles are present, the secondary battery may generate heat due to a local reaction of the fine particles, and the fine particles may be selectively deteriorated. As a result, the cycle characteristics deteriorate. In addition, when the positive electrode is configured using a positive electrode active material in which a large amount of coarse particles are present, the positive electrode resistance increases due to the fact that a sufficient reaction area between the electrolytic solution and the positive electrode active material cannot be secured. Characteristics deteriorate. When [d90 / MV] exceeds 1.300, even when [(d90-d10) / MV] is 0.60 or less, the positive electrode resistance similarly increases, and the output characteristics deteriorate.

なお、正極活物質中の微粒子や粗大粒子の割合をさらに少ないものとするためには、〔(d90−d10)/MV〕が0.55以下であることが好ましく、0.50以下であることがより好ましい。また、〔d90/MV〕が1.290以下であることが好ましく、1.250以下であることがより好ましい。   In order to further reduce the proportion of fine particles and coarse particles in the positive electrode active material, [(d90-d10) / MV] is preferably 0.55 or less, and preferably 0.50 or less. Is more preferable. [D90 / MV] is preferably 1.290 or less, and more preferably 1.250 or less.

(3)非水電解質二次電池
本発明の非水電解質二次電池は、正極、負極、セパレータおよび非水電解液などからなり、一般の非水電解質二次電池と同様の構成要素により構成される。なお、以下に説明する実施形態は例示に過ぎず、本発明の非水電解質二次電池は、本明細書に記載されている実施形態を基に、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。また、本発明の非水電解質二次電池は、その用途を特に限定するものではない。
(3) Non-aqueous electrolyte secondary battery The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode, a separator, a non-aqueous electrolyte, and the like, and is composed of the same components as a general non-aqueous electrolyte secondary battery. The The embodiment described below is merely an example, and the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be variously modified based on the knowledge of those skilled in the art based on the embodiment described in the present specification. It can be implemented in an improved form. Moreover, the use of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited.

(3−a)正極
本発明の非水電解質二次電池用正極活物質を用いて、たとえば、以下のようにして、非水電解質二次電池の正極を作製する。
(3-a) Positive Electrode Using the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, for example, a positive electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery is produced as follows.

まず、粉末状の正極活物質、導電材および結着剤を混合し、さらに必要に応じて活性炭や、粘度調整などの目的の溶剤を添加し、これを混練して正極合材ペーストを作製する。その際、正極合材ペースト中のそれぞれの混合比も、非水電解質二次電池の性能を決定する重要な要素となる。溶剤を除いた正極合材の固形分を100質量部とした場合、一般の非水電解質二次電池の正極と同様、正極活物質の含有量を60質量部〜95質量部とし、導電材の含有量を1質量部〜20質量部とし、結着剤の含有量を1質量部〜20質量部とすることが望ましい。   First, a powdered positive electrode active material, a conductive material, and a binder are mixed, and activated carbon and a target solvent such as viscosity adjustment are added as necessary, and this is kneaded to prepare a positive electrode mixture paste. . At that time, the mixing ratio in the positive electrode mixture paste is also an important factor for determining the performance of the nonaqueous electrolyte secondary battery. When the solid content of the positive electrode mixture excluding the solvent is 100 parts by mass, the content of the positive electrode active material is 60 parts by mass to 95 parts by mass as in the case of the positive electrode of a general nonaqueous electrolyte secondary battery. The content is preferably 1 part by mass to 20 parts by mass, and the content of the binder is preferably 1 part by mass to 20 parts by mass.

得られた正極合材ペーストを、たとえば、アルミニウム箔製の集電体の表面に塗布し、乾燥して、溶剤を飛散させる。必要に応じ、電極密度を高めるべく、ロールプレスなどにより加圧することもある。このようにして、シート状の正極を作製することができる。シート状の正極は、目的とする電池に応じて適当な大きさに裁断などをして、電池の作製に供することができる。ただし、正極の作製方法は、上述した例示のものに限られることなく、他の方法によってもよい。   The obtained positive electrode mixture paste is applied to, for example, the surface of a current collector made of aluminum foil and dried to disperse the solvent. If necessary, pressurization may be performed by a roll press or the like to increase the electrode density. In this way, a sheet-like positive electrode can be produced. The sheet-like positive electrode can be cut into an appropriate size according to the target battery and used for battery production. However, the method for manufacturing the positive electrode is not limited to the above-described examples, and other methods may be used.

正極の作製に当たって、導電材としては、たとえば、黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛および膨張黒鉛など)や、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどのカーボンブラック系材料を用いることができる。   In producing the positive electrode, as the conductive material, for example, graphite (natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, and the like), and carbon black materials such as acetylene black and ketjen black can be used.

結着剤は、活物質粒子をつなぎ止める役割を果たすもので、たとえば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエン、セルロース系樹脂およびポリアクリル酸を用いることができる。   The binder plays a role of anchoring the active material particles. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorine rubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene, cellulosic resin, and polyacrylic are used. An acid can be used.

必要に応じ、正極活物質、導電材および活性炭を分散させ、結着剤を溶解する溶剤を正極合材に添加する。溶剤としては、具体的には、N−メチル−2−ピロリドンなどの有機溶剤を用いることができる。また、正極合材には、電気二重層容量を増加させるために、活性炭を添加することができる。   If necessary, a positive electrode active material, a conductive material, and activated carbon are dispersed, and a solvent that dissolves the binder is added to the positive electrode mixture. Specifically, an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used as the solvent. Activated carbon can be added to the positive electrode mixture in order to increase the electric double layer capacity.

(3−b)負極
負極には、金属リチウムやリチウム合金など、あるいは、リチウムイオンを吸蔵および脱離できる負極活物質に、結着剤を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状にした負極合材を、銅などの金属箔集電体の表面に塗布し、乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成したものを使用する。
(3-b) Negative electrode The negative electrode is made of metal lithium, lithium alloy, or the like, or a negative electrode active material capable of occluding and desorbing lithium ions, mixed with a binder, and added with an appropriate solvent to form a paste. The composite material is applied to the surface of a metal foil current collector such as copper, dried, and compressed to increase the electrode density as necessary.

負極活物質としては、たとえば、天然黒鉛、人造黒鉛およびフェノール樹脂などの有機化合物焼成体、およびコークスなどの炭素物質の粉状体を用いることができる。この場合、負極結着剤としては、正極同様、PVDFなどの含フッ素樹脂を用いることができ、これらの活物質および結着剤を分散させる溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドンなどの有機溶剤を用いることができる。   As the negative electrode active material, for example, organic compound fired bodies such as natural graphite, artificial graphite and phenol resin, and powdery bodies of carbon materials such as coke can be used. In this case, a fluorine-containing resin such as PVDF can be used as the negative electrode binder, as in the case of the positive electrode, and an organic material such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used as a solvent for dispersing these active materials and the binder. A solvent can be used.

(3−c)セパレータ
正極と負極との間には、セパレータを挟み込んで配置する。セパレータは、正極と負極とを分離し、電解質を保持するものであり、ポリエチレンやポリプロピレンなどの薄い膜で、微少な孔を多数有する膜を用いることができる。
(3-c) Separator A separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode. The separator separates the positive electrode and the negative electrode and retains an electrolyte, and a thin film such as polyethylene or polypropylene and a film having many minute holes can be used.

(3−d)非水電解液
非水電解液は、支持塩としてのリチウム塩を有機溶媒に溶解したものである。
(3-d) Nonaqueous Electrolytic Solution The nonaqueous electrolytic solution is obtained by dissolving a lithium salt as a supporting salt in an organic solvent.

有機溶媒としては、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およびトリフルオロプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート、また、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートおよびジプロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート、さらに、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランおよびジメトキシエタンなどのエーテル化合物、エチルメチルスルホンやブタンスルトンなどの硫黄化合物、リン酸トリエチルやリン酸トリオクチルなどのリン化合物などから選択される1種を単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。   Examples of the organic solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and trifluoropropylene carbonate, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and dipropyl carbonate, tetrahydrofuran, 2- 1 type selected from ether compounds such as methyltetrahydrofuran and dimethoxyethane, sulfur compounds such as ethyl methyl sulfone and butane sultone, phosphorus compounds such as triethyl phosphate and trioctyl phosphate, or a mixture of two or more types Can be used.

支持塩としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiN(CF3SO22、およびそれらの複合塩などを用いることができる。 As the supporting salt, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , and complex salts thereof can be used.

さらに、非水電解液は、ラジカル捕捉剤、界面活性剤および難燃剤などを含んでいてもよい。   Furthermore, the nonaqueous electrolytic solution may contain a radical scavenger, a surfactant, a flame retardant, and the like.

(3−e)電池の形状、構成
以上のように説明してきた正極、負極、セパレータおよび非水電解液で構成される本発明の非水電解質二次電池は、円筒形や積層形など、種々の形状にすることができる。いずれの形状を採る場合であっても、正極および負極を、セパレータを介して積層させて電極体とし、得られた電極体に非水電解液を含浸させ、正極集電体と外部に通ずる正極端子との間、および、負極集電体と外部に通ずる負極端子との間を、集電用リードなどを用いて接続し、電池ケースに密閉して、非水電解質二次電池を完成させる。
(3-e) Battery Shape and Configuration The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention composed of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolytic solution that have been described above includes various types such as a cylindrical shape and a laminated shape. It can be made into a shape. In any case, the positive electrode and the negative electrode are laminated via a separator to form an electrode body, and the obtained electrode body is impregnated with a non-aqueous electrolyte, and the positive electrode current collector communicates with the outside. A non-aqueous electrolyte secondary battery is completed by connecting between the terminals and between the negative electrode current collector and the negative electrode terminal communicating with the outside using a current collecting lead or the like and sealing the battery case.

(3−f)特性
本発明の正極活物質を用いた非水電解質二次電池は、高い初期放電容量および優れたサイクル特性を備える。具体的には、本発明の正極活物質を用いて図4に示すような2032型コイン電池を構成した場合に、初期放電容量を160mAh/g以上、500サイクル後の容量維持率を85%以上とすることができる。また、本発明の正極活物質を用いた非水電解質二次電池は、低い正極抵抗を備える。たとえば、本発明の正極活物質を用いて2032型コイン電池を構成した場合、その正極抵抗を、平均粒径が3.0μm〜7.0μm、〔(d90−d10)/MV〕が0.55以下の範囲にある複合水酸化物粒子とリチウム化合物とを乾式混合し、これを空気中、760℃で4時間仮焼した後、焼成温度を860℃、焼成時間を10時間、昇温速度を5℃/分として焼成することにより得られた正極活物質を用いて、2032型コイン電池を構成した場合の正極抵抗に対する比(以下、「正極抵抗比」という)で、1.00以下とすることができる。したがって、本発明の正極活物質を用いた非水電解質二次電池は、従来のリチウムコバルト系複合酸化物粒子またはリチウムニッケル系複合酸化物粒子を正極活物質として用いた二次電池との比較においても、熱安定性が高く、安全性においても優れているということができる。
(3-f) Characteristics A nonaqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material of the present invention has a high initial discharge capacity and excellent cycle characteristics. Specifically, when a 2032 type coin battery as shown in FIG. 4 is configured using the positive electrode active material of the present invention, the initial discharge capacity is 160 mAh / g or more, and the capacity maintenance rate after 500 cycles is 85% or more. It can be. Moreover, the nonaqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material of the present invention has a low positive electrode resistance. For example, in the case where a 2032 type coin battery is configured using the positive electrode active material of the present invention, the positive electrode resistance has an average particle diameter of 3.0 μm to 7.0 μm and [(d90−d10) / MV] of 0.55. The composite hydroxide particles and lithium compound in the following ranges were dry-mixed and calcined at 760 ° C. for 4 hours in the air, then the firing temperature was 860 ° C., the firing time was 10 hours, and the rate of temperature increase was The ratio to the positive electrode resistance (hereinafter referred to as “positive electrode resistance ratio”) when a 2032 type coin battery is configured using the positive electrode active material obtained by firing at 5 ° C./min is 1.00 or less. be able to. Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material of the present invention is compared with a secondary battery using conventional lithium cobalt composite oxide particles or lithium nickel composite oxide particles as the positive electrode active material. However, it can be said that the thermal stability is high and the safety is also excellent.

このため、非水電解質二次電池は、常に高容量を要求される小型携帯電子機器(ノート型パソコンや携帯電話端末など)の電源に好適である。   For this reason, the nonaqueous electrolyte secondary battery is suitable for a power source of a small portable electronic device (such as a notebook personal computer or a mobile phone terminal) that always requires a high capacity.

また、電気自動車用の電池は大型化すると安全性の確保が困難になり高価な保護回路が必要不可欠であるが、本発明の非水電解質二次電池は、電池が大型化することなく優れた安全性を有しているため、安全性の確保が容易になるばかりでなく、高価な保護回路を簡略化し、より低コストにできる。さらに、本発明の非水電解質二次電池は、小型化、高出力化が可能であるため、搭載スペースに制約を受ける電気自動車用電源として好適である。なお、本発明は、純粋に電気エネルギで駆動する電気自動車用の電源のみならず、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃焼機関と併用するいわゆるハイブリッド車用の電源としても用いることができる。   In addition, when a battery for an electric vehicle is increased in size, it is difficult to ensure safety and an expensive protection circuit is indispensable. However, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is excellent without increasing the size of the battery. Since it has safety, not only is it easy to ensure safety, but also an expensive protection circuit can be simplified and the cost can be reduced. Furthermore, since the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be reduced in size and output, it is suitable as a power source for an electric vehicle subject to restrictions on the mounting space. The present invention can be used not only as a power source for an electric vehicle driven purely by electric energy but also as a power source for a so-called hybrid vehicle used in combination with a combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine.

以下、本発明の実施例について具体的に説明する。本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、本実施例では、特に断りがない限り、非水電解質二次電池用正極活物質の製造には、和光純薬工業株式会社製の各試薬を使用した。   Examples of the present invention will be specifically described below. The present invention is not limited in any way by these examples. In this example, unless otherwise specified, each reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used for the production of the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

(実施例1)
[核生成工程]
攪拌機とオーバーフローパイプを備えた34Lの円筒形反応槽(ステンレス製円筒容器改造品)に半分の量まで純水を入れ、この液温を40℃に保持した。この状態で撹拌しながら、反応槽内に窒素ガスを流通させて、反応槽内空間の酸素濃度を1.0容量%、純水中の溶存酸素濃度を1.5mg/Lとした。その後、液温25基準で測定するpH値が12.6、アンモニウムイオン濃度が15g/Lとなるように、25質量%の水酸化ナトリウム水溶液と、25質量%のアンモニア水を適量加えることで反応前水溶液を作製した。一方、純水に、硫酸ニッケル、硫酸コバルトおよび硫酸マンガンを、金属元素のモル比で、Ni:Co:Mn=50:25:25となるように溶解し、混合水溶液を作製した。
(Example 1)
[Nucleation process]
Pure water was charged to a half amount in a 34 L cylindrical reaction tank (modified stainless steel cylindrical container) equipped with a stirrer and an overflow pipe, and the liquid temperature was kept at 40 ° C. While stirring in this state, nitrogen gas was circulated in the reaction tank, the oxygen concentration in the reaction tank space was 1.0% by volume, and the dissolved oxygen concentration in pure water was 1.5 mg / L. Thereafter, the reaction is carried out by adding an appropriate amount of 25% by mass aqueous sodium hydroxide and 25% by mass ammonia water so that the pH value measured on the basis of the liquid temperature 25 is 12.6 and the ammonium ion concentration is 15 g / L. A pre-aqueous solution was prepared. On the other hand, nickel sulfate, cobalt sulfate, and manganese sulfate were dissolved in pure water so that the molar ratio of metal elements was Ni: Co: Mn = 50: 25: 25 to prepare a mixed aqueous solution.

反応前水溶液に、混合水溶液を88ml/分の速度で、25質量%のアンモニア水を8.8ml/分の速度で供給するとともに、25質量%の水酸化ナトリウム水溶液を、混合水溶液のpH値が12.6(25℃基準)に維持されるようにpHコントローラにより制御しながら供給し、均一に混合することで反応水溶液を形成した。そして、この反応水溶液のpH値を12.8(25℃基準)に調整した後、そのpH値を維持し、5分間の晶析を行った。   To the aqueous solution before the reaction, the mixed aqueous solution was supplied at a rate of 88 ml / min and 25% by mass of ammonia water was supplied at a rate of 8.8 ml / min, and the aqueous solution of 25% by mass of sodium hydroxide was supplied with a pH value of the mixed aqueous solution. It supplied, controlling by a pH controller so that it might be maintained at 12.6 (25 degreeC reference | standard), and the reaction aqueous solution was formed by mixing uniformly. And after adjusting the pH value of this reaction aqueous solution to 12.8 (25 degreeC reference | standard), the pH value was maintained and crystallization was performed for 5 minutes.

[粒子成長工程]
核生成工程後、全ての水溶液の供給を一時停止し、反応水溶液のpH値が11.6(25℃基準)となるまで、70質量%の硫酸を添加した。反応水溶液のpH値が11.6(25℃基準)となったことを確認した後、このpH値が維持されるように、混合水溶液、25質量%の水酸化ナトリウム水溶液および25質量%のアンモニア水の供給を再開し、2時間の晶析を行った。反応槽内が満水になった時点で、再度、全ての水溶液の供給および撹拌を一時停止し、静置することで、反応生成物(複合水酸化物粒子)の沈殿を促した。複合水酸化物粒子が十分に沈殿したことを確認した後、反応槽から上澄み液を半量抜き出し、晶析を再開し、さらに2時間の晶析を行った。
[Particle growth process]
After the nucleation step, supply of all aqueous solutions was temporarily stopped, and 70% by mass of sulfuric acid was added until the pH value of the aqueous reaction solution reached 11.6 (25 ° C. reference). After confirming that the pH value of the reaction aqueous solution was 11.6 (25 ° C. standard), the mixed aqueous solution, 25% by mass sodium hydroxide aqueous solution and 25% by mass ammonia were maintained so that this pH value was maintained. Water supply was resumed and crystallization was performed for 2 hours. When the inside of the reaction tank was filled with water, the supply and stirring of all the aqueous solutions were once again suspended and allowed to stand to promote precipitation of the reaction product (complex hydroxide particles). After confirming that the composite hydroxide particles were sufficiently precipitated, a half amount of the supernatant was withdrawn from the reaction vessel, crystallization was resumed, and crystallization was further performed for 2 hours.

[水洗工程]
反応水溶液から複合水酸化物粒子を濾過し、別の容器に移し、ロータリーフィルター(寿工業株式会社製、RF−1)を用いて、洗浄と脱水を行った。その後、水分率を調整することで、水分率が30質量%の複合水酸化物スラリーを得た。
[Washing process]
The composite hydroxide particles were filtered from the reaction aqueous solution, transferred to another container, and washed and dehydrated using a rotary filter (RF-1 manufactured by Kotobuki Industries Co., Ltd.). Then, the composite hydroxide slurry whose moisture content is 30 mass% was obtained by adjusting a moisture content.

なお、脱水後の複合水酸化物粒子の一部を乾燥した後、ICP発光分析分光法により組成分析を行ったところ、その組成は、一般式:Ni0.5Co0.25Mn0.25(OH)2+α(0≦α≦0.5)で表されるものであることが確認された。また、この複合水酸化物粒子の平均粒径(MV)、d90およびd10を、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置(日機装株式会社製、マイクロトラックHRA)を用いて測定した。この結果を表1に示す。 In addition, after drying a part of the composite hydroxide particles after dehydration, composition analysis was performed by ICP emission spectrometry spectroscopy. As a result, the composition was represented by the general formula: Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 (OH) 2 + α It was confirmed that it was represented by (0 ≦ α ≦ 0.5). Further, the average particle size (MV), d90 and d10 of the composite hydroxide particles were measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Microtrac HRA). The results are shown in Table 1.

[混合工程、乾燥工程]
市販の炭酸リチウムを、湿式粉砕装置(浅田鉄工株式会社製、ピコミルPCM−L)を用いて粉砕し、平均粒径3μm、水分率20質量%の炭酸リチウムスラリーを得た。
[Mixing process, drying process]
Commercially available lithium carbonate was pulverized using a wet pulverizer (Picomill PCM-L, manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.) to obtain a lithium carbonate slurry having an average particle size of 3 μm and a moisture content of 20 mass%.

水洗工程で得られた複合水酸化物スラリーに、Li/Me=1.10となるように秤量した炭酸リチウムスラリーを加え、シェーカーミキサー装置(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製、TURBULA TypeT2C)を用いて、回転数を90rpmとして、0.2時間、湿式混合を行い、混合スラリーを得た。この混合スラリー80gに対して、周波数が4MHz〜80MHzの高周波誘電加熱装置を用いて、出力1.2kWの高周波を4分間照射し、乾燥させることで、複合水酸化物粒子と炭酸リチウムとが均一に混合した混合粉末を得た。   Lithium carbonate slurry weighed so as to be Li / Me = 1.10 is added to the composite hydroxide slurry obtained in the water washing step, and shaker mixer apparatus (manufactured by Willy et Bacofen (WAB), TURBULA Type T2C) Was used and wet mixing was performed for 0.2 hours at a rotation speed of 90 rpm to obtain a mixed slurry. This mixed slurry 80 g is irradiated with a high frequency of 1.2 kW for 4 minutes using a high frequency dielectric heating device having a frequency of 4 MHz to 80 MHz, and dried, so that the composite hydroxide particles and lithium carbonate are uniform. A mixed powder was obtained.

[仮焼工程、焼成工程]
この混合粉末を、焼成炉(アドバンテック東洋株式会社製、電気マッフル炉)を用いて、空気(酸素濃度:21容量%)気流中、760℃で4時間仮焼した後、焼成温度を860℃、焼成時間を10時間、昇温速度を5℃/分として焼成することにより、リチウム複合酸化物粒子を得た。
[Calcination process, firing process]
This mixed powder was calcined at 760 ° C. for 4 hours in an air (oxygen concentration: 21 vol%) airflow using a firing furnace (manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., electric muffle furnace), and then the firing temperature was 860 ° C. Lithium composite oxide particles were obtained by firing at a firing time of 10 hours and a heating rate of 5 ° C./minute.

[水洗工程]
このリチウム複合酸化物粒子を解砕した後、質量比で1.0の水と混合してスラリーとし、このスラリーを水洗した後、濾過および乾燥した。乾燥後のリチウム複合酸化物粒子に対して、ICP発光分析分光法により組成分析を行ったところ、その組成は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252で表されるものであることが確認された。また、このリチウム複合酸化物粒子の平均粒径(MV)、d90およびd10を、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定し、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。この結果を表2に示す。さらに、SEM(日本電子株式会社製、走査電子顕微鏡JSM−6360LA)による観察結果を図1に示す。
[Washing process]
The lithium composite oxide particles were pulverized and then mixed with 1.0 mass of water to make a slurry. The slurry was washed with water, filtered and dried. When the composition analysis was performed on the lithium composite oxide particles after drying by ICP emission spectroscopy, the composition was represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 Was confirmed. Further, the average particle diameter (MV), d90 and d10 of the lithium composite oxide particles were measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer, and [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV]. Asked. The results are shown in Table 2. Furthermore, the observation result by SEM (The JEOL Co., Ltd. make, scanning electron microscope JSM-6360LA) is shown in FIG.

[電池評価]
得られたリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として、図2に示すような2032型コイン電池を作製し、充放電容量を測定することで評価を行った。
[Battery evaluation]
Using the obtained lithium composite oxide particles as a positive electrode active material, a 2032 type coin battery as shown in FIG. 2 was prepared and evaluated by measuring the charge / discharge capacity.

最初に、正極活物質52.5mg、アセチレンブラック15mg、およびポリテトラフッ化エチレン樹脂(PTFE)7.5mgを混合し、100MPaの圧力で直径11mm、厚さ100μmにプレス成形し、図2に示す正極(評価用電極)(1)を作製し、これを真空乾燥機中、120℃で12時間乾燥させた。   First, 52.5 mg of a positive electrode active material, 15 mg of acetylene black, and 7.5 mg of polytetrafluoroethylene resin (PTFE) were mixed and press-molded at a pressure of 100 MPa to a diameter of 11 mm and a thickness of 100 μm. Evaluation electrode) (1) was prepared and dried in a vacuum dryer at 120 ° C. for 12 hours.

乾燥後、この正極(1)を用いて2032型コイン電池(B)を、露点が−80℃に管理されたAr雰囲気のグローブボックス内で作製した。この2032型コイン電池の負極(2)には、直径17mm、厚さ1mmのリチウム金属を用い、電解液には、1MのLiClO4を支持電解質とするエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の等量混合液(富山薬品工業株式会社製)を用いた。セパレータ(3)には、膜厚25μmのポリエチレン多孔膜を用いた。なお、2032型コイン電池(B)は、ガスケット(4)を有し、正極缶(5)と負極缶(6)とでコイン状の電池に組み立てられたものである。 After drying, using this positive electrode (1), a 2032 type coin battery (B) was produced in a glove box in an Ar atmosphere in which the dew point was controlled at −80 ° C. The negative electrode (2) of the 2032 type coin battery uses lithium metal having a diameter of 17 mm and a thickness of 1 mm, and the electrolytic solution is ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) using 1M LiClO 4 as a supporting electrolyte. The equivalent liquid mixture (made by Toyama Pharmaceutical Co., Ltd.) was used. As the separator (3), a polyethylene porous film having a film thickness of 25 μm was used. The 2032 type coin battery (B) has a gasket (4) and is assembled into a coin-shaped battery by a positive electrode can (5) and a negative electrode can (6).

作製した2032型コイン電池(B)に対して、組立てから24時間程度放置し、開回路電圧OCV(Open Circuit Voltage)が安定した後、正極に対する電流密度を0.1mA/cm2として、カットオフ電圧が4.3Vとなるまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧が3.0Vになるまで放電したときの放電容量を測定する充放電試験を行なった。充放電容量の測定には,マルチチャンネル電圧/電流発生器(株式会社アドバンテスト製、R6741A)を用いた。この結果、得られた2032型コイン電池の初期放電容量は171.7mAh/gであった。 The produced 2032 type coin battery (B) is left for about 24 hours after assembly, and after the open circuit voltage OCV (Open Circuit Voltage) is stabilized, the current density with respect to the positive electrode is set to 0.1 mA / cm 2 and cut off. The battery was charged until the voltage reached 4.3V, and after a pause of 1 hour, a charge / discharge test was performed to measure the discharge capacity when discharged until the cut-off voltage reached 3.0V. A multi-channel voltage / current generator (manufactured by Advantest Corporation, R6741A) was used for the measurement of the charge / discharge capacity. As a result, the initial discharge capacity of the obtained 2032 type coin battery was 171.7 mAh / g.

また、2032型コイン電池1を充電電位4.1Vで充電し、周波数応答アナライザおよびポテンショガルバノスタット(ソーラトロン製、1255B)を用いて交流インピーダンス法による測定を行った結果、図5に示すナイキストプロットが得られた。このナイキストプロットは、溶液抵抗、負極抵抗とその容量、および、正極抵抗とその容量を示す特性曲線の和として表しているため、このナイキストプロットに基づき等価回路を用いてフィッティング計算を行い、正極抵抗の値を算出した。そして、この正極抵抗の値と、後述する比較例1における正極抵抗の値(1.60Ω)との比を正極抵抗比とした。この結果、実施例1の正極抵抗比は0.75であった。   Further, as a result of charging the 2032 type coin battery 1 at a charging potential of 4.1 V and performing measurement by an AC impedance method using a frequency response analyzer and a potentiogalvanostat (manufactured by Solartron, 1255B), a Nyquist plot shown in FIG. Obtained. Since this Nyquist plot is represented as the sum of the solution resistance, the negative electrode resistance and its capacity, and the characteristic curve indicating the positive electrode resistance and its capacity, the fitting calculation was performed using an equivalent circuit based on this Nyquist plot, and the positive resistance The value of was calculated. The ratio of the positive electrode resistance value to the positive electrode resistance value (1.60Ω) in Comparative Example 1 described later was defined as the positive electrode resistance ratio. As a result, the positive electrode resistance ratio of Example 1 was 0.75.

さらに、正極に対する電流密度を2mA/cm2として、4.5Vまで充電して3.0Vまで放電を行うサイクルを500サイクル繰り返した後の放電容量を求め、初期放電容量に対する、この放電容量の割合を容量維持率とした。充放電容量の測定には、マルチチャンネル電圧/電流発生器(株式会社アドバンテスト製、R6741A)を使用した。この結果、実施例1の容量維持率は93%であった。 Further, assuming that the current density with respect to the positive electrode is 2 mA / cm 2 , the discharge capacity after repeating 500 cycles of charging to 4.5 V and discharging to 3.0 V is obtained, and the ratio of this discharge capacity to the initial discharge capacity Was defined as the capacity maintenance rate. A multi-channel voltage / current generator (manufactured by Advantest Corporation, R6741A) was used for measuring the charge / discharge capacity. As a result, the capacity retention rate of Example 1 was 93%.

(実施例2)
乾燥工程において、混合スラリーを周波数が2450MHzのマイクロ波加熱により、出力3.0kWで8分間照射して乾燥させたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Example 2)
Lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that in the drying step, the mixed slurry was dried by irradiation with microwaves having a frequency of 2450 MHz for 8 minutes at an output of 3.0 kW. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例2で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 2, the average particle size (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例3)
乾燥工程において、混合スラリーを、大気乾燥機(アドバンテック東洋株式会社製、FORCED CONVECTION OVEN)を用いて12時間以上乾燥させたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Example 3)
In the drying step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixed slurry was dried for 12 hours or more using an air dryer (FORCED CONVECTION OVEN manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). . The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例3で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 3, the average particle size (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例4)
混合工程において、複合水酸化物スラリーに、Li/Me=1.15となるように秤量した炭酸リチウムスラリーを加えたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.15Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
Example 4
In the mixing step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the lithium carbonate slurry weighed so that Li / Me = 1.15 was added to the composite hydroxide slurry. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.15 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例4で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 4, the average particle size (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例5)
焼成工程において、焼成温度を925℃としたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Example 5)
In the firing step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 925 ° C. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例5で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 5, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例6)
混合工程において、複合水酸化物スラリーに、Li/Me=1.05となるように秤量した炭酸リチウムスラリーを加えたこと、焼成工程において、焼成温度を925℃としたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.05Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Example 6)
In the mixing step, the lithium hydroxide slurry weighed so that Li / Me = 1.05 was added to the composite hydroxide slurry, and in the firing step, the firing temperature was set to 925 ° C. Similarly, lithium composite oxide particles were obtained. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.05 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例6で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 6, the average particle size (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例7)
焼成工程において、焼成温度を950℃としたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Example 7)
In the firing step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 950 ° C. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例7で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 7, the average particle size (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例8)
混合工程において、複合水酸化物スラリーに、Li/Me=1.05となるように秤量した炭酸リチウムスラリーを加えたこと、焼成工程において、焼成温度を950℃としたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.05Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Example 8)
Example 1 except that in the mixing step, lithium carbonate slurry weighed so that Li / Me = 1.05 was added to the composite hydroxide slurry, and in the baking step, the baking temperature was 950 ° C. Similarly, lithium composite oxide particles were obtained. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.05 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例8で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 8, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例9)
核生成工程において、反応水溶液のpH値を12.0としたこと以外は実施例3と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
Example 9
In the nucleation step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 3 except that the pH value of the reaction aqueous solution was 12.0. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例9で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 9, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例10)
粒子成長工程において、反応水溶液のpH値を11.0としたこと以外は実施例3と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Example 10)
In the particle growth step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 3 except that the pH value of the reaction aqueous solution was 11.0. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例10で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 10, the average particle size (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例11)
焼成工程において、焼成温度を800℃としたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Example 11)
Lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 800 ° C. in the firing step. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例11で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 11, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例12)
焼成工程において、焼成温度を1000℃としたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Example 12)
In the firing step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 1000 ° C. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

実施例11で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Example 11, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例1)
水洗工程で得られた複合水酸化物スラリーを乾燥させ、これに、Li/Me=1.10となるように秤量した炭酸リチウム粉末を加え、乾式粉砕装置(株式会社徳寿工作所製、ジュリアミキサー)を用いて混合したこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Comparative Example 1)
The composite hydroxide slurry obtained in the water washing step is dried, and lithium carbonate powder weighed so that Li / Me = 1.10 is added thereto, and then a dry pulverization apparatus (manufactured by Tokuju Kogaku Co., Ltd., Julia Mixer) ) Was used to obtain lithium composite oxide particles in the same manner as in Example 1 except that they were mixed. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

比較例1で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Comparative Example 1, the average particle size (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例2)
焼成工程において、焼成温度を925℃としたこと以外は比較例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Comparative Example 2)
In the firing step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the firing temperature was 925 ° C. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

比較例2で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Comparative Example 2, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例3)
核生成工程において、反応水溶液のpH値を11.6としたこと以外は実施例3と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Comparative Example 3)
In the nucleation step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 3 except that the pH value of the reaction aqueous solution was 11.6. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

比較例3で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Comparative Example 3, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例4)
粒子成長工程において、反応水溶液のpH値を12.2としたこと以外は実施例3と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Comparative Example 4)
In the particle growth step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 3 except that the pH value of the reaction aqueous solution was 12.2. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

比較例4で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Comparative Example 4, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例5)
粒子成長工程において、反応水溶液のpH値を10.8としたこと以外は実施例3と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Comparative Example 5)
In the particle growth step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 3 except that the pH value of the reaction aqueous solution was 10.8. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

比較例5で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Comparative Example 5, the average particle size (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例6)
焼成工程において、焼成温度を780℃としたこと以外は実施例5と同様にしてリチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Comparative Example 6)
In the firing step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 5 except that the firing temperature was 780 ° C. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

比較例6で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Comparative Example 6, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例7)
焼成工程において、焼成温度を1050℃としたこと以外は実施例5と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Comparative Example 7)
In the firing step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 5 except that the firing temperature was 1050 ° C. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

比較例7で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Comparative Example 7, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例8)
焼成工程後に水洗工程を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Comparative Example 8)
Lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the water washing step was not performed after the firing step. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

比較例8で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Comparative Example 8, the average particle diameter (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例9)
粒子成長工程において、アンモニウムイオン濃度を2g/Lとしたこと以外は実施例1と同様にして、リチウム複合酸化物粒子を得た。このリチウム複合酸化物粒子は、一般式:Li1.10Ni0.5Co0.25Mn0.252により表されるものであった。
(Comparative Example 9)
In the particle growth step, lithium composite oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the ammonium ion concentration was 2 g / L. The lithium composite oxide particles were represented by the general formula: Li 1.10 Ni 0.5 Co 0.25 Mn 0.25 O 2 .

比較例9で得られた複合水酸化物粒子およびリチウム複合酸化物粒子のそれぞれについて、実施例1と同様にして、平均粒径(MV)、〔(d90−d10)/MV〕および〔d90/MV〕を求めた。また、実施例1と同様にして、このリチウム複合酸化物粒子を正極活物質として使用した非水電解質二次電池の特性(初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率)を求めた。これらの結果を表1および表2に示す。   For each of the composite hydroxide particles and lithium composite oxide particles obtained in Comparative Example 9, the average particle size (MV), [(d90-d10) / MV] and [d90 / MV] was determined. Further, in the same manner as in Example 1, the characteristics (initial discharge capacity, positive electrode resistance ratio, and capacity retention rate) of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the lithium composite oxide particles as the positive electrode active material were determined. These results are shown in Tables 1 and 2.

[評価]
表1および表2より、本発明の製造条件のすべて満たす実施例1〜12では、平均粒径が3.0μm〜8.0μmの範囲にあり、〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下であり、かつ、〔d90/MV〕が1.300以下であることから、適度な粒径を有し、粒度分布が極めて狭い正極活物質が得られたことが確認される。また、この正極活物質を用いて2032型コイン電池を構成した場合には、初期放電容量を160mAh/g以上とし、500サイクル後の容量維持率を85%以上にできることが確認される。さらに、比較例1との比較では、正極抵抗も優れたものとすることができることが確認される。
[Evaluation]
From Table 1 and Table 2, in Examples 1-12 which satisfy | fill all the manufacturing conditions of this invention, an average particle diameter exists in the range of 3.0 micrometers-8.0 micrometers, and [(d90-d10) / MV] is 0.00. Since it is 60 or less and [d90 / MV] is 1.300 or less, it is confirmed that a positive electrode active material having an appropriate particle size and an extremely narrow particle size distribution was obtained. Moreover, when a 2032 type coin battery is comprised using this positive electrode active material, it is confirmed that an initial discharge capacity can be 160 mAh / g or more, and the capacity maintenance rate after 500 cycles can be 85% or more. Furthermore, in comparison with Comparative Example 1, it is confirmed that the positive electrode resistance can also be made excellent.

これに対して、比較例1〜7は、混合手段、晶析工程におけるpH値または焼成温度のいずれかが、本発明の条件を満たしていない例である。   In contrast, Comparative Examples 1 to 7 are examples in which any of the mixing means, the pH value in the crystallization step, or the firing temperature does not satisfy the conditions of the present invention.

比較例1および2は、混合工程における混合を乾式粉砕装置により行った例である。このため、比較例1および2では、リチウムの偏在を防止することができず、粒度分布が本発明の範囲から外れたものとなった。この結果、比較例1および2の正極活物質を用いた2032型コイン電池では、初期放電容量および容量維持率を十分に向上させることができなかった。   Comparative Examples 1 and 2 are examples in which mixing in the mixing step was performed using a dry pulverizer. For this reason, in Comparative Examples 1 and 2, the uneven distribution of lithium could not be prevented, and the particle size distribution deviated from the scope of the present invention. As a result, in the 2032 type coin battery using the positive electrode active materials of Comparative Examples 1 and 2, the initial discharge capacity and the capacity retention rate could not be sufficiently improved.

比較例3〜5は、核生成工程または粒子成長工程におけるpH値が本発明の範囲から外れる例である。比較例3では、核生成工程におけるpH値が低く、この工程中に生成した核の成長(粒子成長)が進行し、粗大粒子の割合が多くなったため、粒度分布が悪化した。比較例4では、粒子成長工程におけるpH値が高く、この工程中に新たな核が発生し、微粒子の割合が多くなったため、平均粒径が小さくなり、粒度分布も悪化した。比較例5では、粒子成長工程におけるpH値が低く、反応水溶液中に残存する金属イオンが増加したため、粒子成長にばらつきが生じ、粒度分布が悪化した。これらの結果、比較例3〜5では、初期放電容量および容量維持率を向上させることができなかった。また、比較例4および5では、〔d90−d10)/MV〕が0.60を大きく超えてしまい、このことに起因して、正極抵抗も悪化している。   Comparative Examples 3 to 5 are examples in which the pH value in the nucleation step or the particle growth step is out of the scope of the present invention. In Comparative Example 3, the pH value in the nucleation step was low, the growth of nuclei generated during this step (particle growth) progressed, and the proportion of coarse particles increased, so the particle size distribution deteriorated. In Comparative Example 4, since the pH value in the particle growth process was high, new nuclei were generated during this process, and the proportion of fine particles increased, so the average particle size was reduced and the particle size distribution was also deteriorated. In Comparative Example 5, the pH value in the particle growth process was low, and the metal ions remaining in the reaction aqueous solution increased. Therefore, the particle growth varied and the particle size distribution deteriorated. As a result, in Comparative Examples 3 to 5, the initial discharge capacity and capacity retention rate could not be improved. Further, in Comparative Examples 4 and 5, [d90−d10) / MV] greatly exceeds 0.60, and as a result, the positive electrode resistance is also deteriorated.

比較例6および7は、焼成工程における焼成温度が本発明の範囲から外れた例である。比較例6は、焼成温度が低すぎたため、正極活物質の粒度分布は本発明の範囲に含まれるものの、平均粒径が若干小さく、また、結晶構造を均一なものとすることができなかった。一方、比較例7は、焼成温度が高すぎたため、リチウム複合酸化物粒子同士の焼結が進行し、粒度分布が本発明の範囲から外れたものとなった。これらの結果、比較例6および7では、初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率のいずれもが悪化している。   Comparative Examples 6 and 7 are examples in which the firing temperature in the firing step is out of the scope of the present invention. In Comparative Example 6, since the firing temperature was too low, the particle size distribution of the positive electrode active material was included in the scope of the present invention, but the average particle size was slightly small and the crystal structure could not be made uniform. . On the other hand, in Comparative Example 7, since the firing temperature was too high, sintering of the lithium composite oxide particles proceeded, and the particle size distribution deviated from the scope of the present invention. As a result, in Comparative Examples 6 and 7, all of the initial discharge capacity, the positive electrode resistance ratio, and the capacity retention rate are deteriorated.

比較例8は、焼成工程後に水洗工程を行わなかった例である。このため、比較例8では、〔(d90−d10)/MV〕は0.60以下であるものの、〔d90/MV〕は1.300を超えてしまい、初期放電容量および容量維持率が悪化している。   Comparative Example 8 is an example in which the water washing step was not performed after the firing step. For this reason, in Comparative Example 8, [(d90−d10) / MV] is 0.60 or less, but [d90 / MV] exceeds 1.300, and the initial discharge capacity and capacity retention rate deteriorate. ing.

比較例9は、アンモニウムイオン濃度が本発明の範囲から外れる例である。比較例9では、アンモニウムイオンの濃度が3g/L未満と低かったため、金属イオンの溶解度を一定に保持することができなかった。この結果、〔d90/MV〕は1.300以下であるものの、〔(d90−d10)/MV〕は0.60を超えてしまい、初期放電容量、正極抵抗比および容量維持率のいずれもが悪化している。   Comparative Example 9 is an example in which the ammonium ion concentration deviates from the scope of the present invention. In Comparative Example 9, since the concentration of ammonium ions was as low as less than 3 g / L, the solubility of metal ions could not be kept constant. As a result, although [d90 / MV] is 1.300 or less, [(d90−d10) / MV] exceeds 0.60, and all of the initial discharge capacity, the positive electrode resistance ratio, and the capacity maintenance ratio are It is getting worse.

1 正極(評価用電極)
2 負極
3 セパレータ
4 ガスケット
5 正極缶
6 負極缶
B 2032型コイン電池
1 Positive electrode (Evaluation electrode)
2 Negative electrode 3 Separator 4 Gasket 5 Positive electrode can 6 Negative electrode can B 2032 type coin battery

Claims (14)

一般式(A):Li1+uNiaCobMncd2(−0.05≦u≦0.15、a+b+c+d=1、0.3≦a≦0.8、0.1≦b≦0.4、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)で表され、層状構造を有する六方晶系リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子からなり、平均粒径が3.0μm〜8.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下、かつ、〔d90/MV〕が1.300以下である非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法であって、
晶析反応により、一般式(B):NiaCobMncd(OH)2+α(a+b+c+d=1、0.3≦a≦0.8、0.1≦b≦0.4、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.1、0≦α≦0.5、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)で表され、平均粒径が3.0μm〜7.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.55以下であるニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を得る晶析工程と、
前記ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子をスラリー化し、これにリチウム化合物を加えて湿式混合し、混合スラリーを得る混合工程と、
前記混合スラリーを乾燥し、ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子とリチウム化合物からなる混合粉末を得る乾燥工程と、
前記混合粉末を酸化性雰囲気中、800℃〜1000℃で焼成し、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子を得る焼成工程と、
前記リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子を水洗する水洗工程と
を備える、非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
General formula (A): Li 1 + u Ni a Co b Mn c M d O 2 (−0.05 ≦ u ≦ 0.15, a + b + c + d = 1, 0.3 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, M is selected from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, W 1 or more elements) and is composed of hexagonal lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles having a layered structure, having an average particle size in the range of 3.0 μm to 8.0 μm, and showing a broad particle size distribution An index [[d90-d10) / MV] is 0.60 or less, and [d90 / MV] is 1.300 or less, and a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery,
The crystallization reaction, the general formula (B): Ni a Co b Mn c M d (OH) 2 + α (a + b + c + d = 1,0.3 ≦ a ≦ 0.8,0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, 0 ≦ α ≦ 0.5, M is selected from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, W [(D90−d10) / MV], which is an index indicating the spread of the particle size distribution, is 0.55. The average particle size is in the range of 3.0 μm to 7.0 μm. A crystallization step to obtain nickel cobalt manganese composite hydroxide particles,
Slurry the nickel-cobalt-manganese composite hydroxide particles, add a lithium compound thereto and wet mix, and a mixing step to obtain a mixed slurry;
Drying the mixed slurry to obtain a mixed powder comprising nickel cobalt manganese composite hydroxide particles and a lithium compound;
Firing the mixed powder in an oxidizing atmosphere at 800 ° C. to 1000 ° C. to obtain lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles;
The manufacturing method of the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries provided with the water washing process which rinses the said lithium nickel cobalt manganese complex oxide particle with water.
前記晶析工程が、
液温25℃基準で測定するpH値が12.0以上、アンモニウムイオン濃度が3g/L〜25g/Lとなるように調整した反応前水溶液に、ニッケル、コバルトおよびマンガンを含有する複数の金属化合物を溶解させた混合水溶液、アルカリ溶液およびアンモニウムイオン供給体を含む水溶液を供給して反応水溶液を形成し、核生成を行う核生成工程と、
前記核生成工程後に、前記混合水溶液、アルカリ溶液およびアンモニウムイオン供給体を含む水溶液の供給を停止し、液温25℃基準で測定するpH値を11.0〜12.0に調整し、この状態で静置した後、該pH値を11.0〜12.0に保持しながら、再度、前記混合水溶液、アルカリ溶液およびアンモニウムイオン供給体を含む水溶液を供給することにより、前記核生成工程で得られた核を成長させる粒子成長工程と、
を備える、請求項1に記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
The crystallization step comprises
A plurality of metal compounds containing nickel, cobalt, and manganese in a pre-reaction aqueous solution adjusted to have a pH value of 12.0 or more measured on the basis of a liquid temperature of 25 ° C. and an ammonium ion concentration of 3 g / L to 25 g / L A nucleation step of forming a reaction aqueous solution by supplying an aqueous solution containing an aqueous solution containing an alkaline solution and an ammonium ion supplier to form a reaction aqueous solution,
After the nucleation step, the supply of the mixed aqueous solution, the aqueous solution containing the alkaline solution and the ammonium ion supplier is stopped, and the pH value measured on the basis of the liquid temperature of 25 ° C. is adjusted to 11.0 to 12.0. Then, while maintaining the pH value at 11.0 to 12.0, the aqueous solution containing the mixed aqueous solution, the alkaline solution and the ammonium ion supplier is supplied again to obtain the nucleation step. A particle growth process for growing the generated nuclei,
The manufacturing method of the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of Claim 1 provided with these.
前記晶析工程で得られたニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を濾過し、水洗し、脱水する水洗工程をさらに備える、請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。   3. The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, further comprising a water washing step of filtering, washing, and dehydrating the nickel cobalt manganese composite hydroxide particles obtained in the crystallization step. Production method. 前記ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子の水洗工程において、該ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を、濾材上に固定することなく洗浄可能な装置で水洗する、請求項3に記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。   4. The non-aqueous electrolyte 2 according to claim 3, wherein in the step of washing the nickel cobalt manganese composite hydroxide particles, the nickel cobalt manganese composite hydroxide particles are washed with an apparatus capable of being washed without being fixed on the filter medium. A method for producing a positive electrode active material for a secondary battery. 前記混合工程において、前記リチウム化合物を湿式粉砕することにより、リチウム化合物スラリーとしてから、前記ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物粒子を含むスラリーと湿式混合する、請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。   In the mixing step, the lithium compound is wet pulverized to form a lithium compound slurry, and then wet mixed with the slurry containing the nickel cobalt manganese composite hydroxide particles. A method for producing a positive electrode active material for a water electrolyte secondary battery. 前記リチウム化合物として、炭酸リチウムを用いる、請求項5に記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。   The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 5, wherein lithium carbonate is used as the lithium compound. 前記炭酸リチウムの平均粒径が10μm以下である、請求項6に記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。   The manufacturing method of the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of Claim 6 whose average particle diameter of the said lithium carbonate is 10 micrometers or less. 前記乾燥工程において、前記混合スラリーの乾燥を、高周波誘電加熱またはマイクロ波加熱により行う、請求項1〜7のいずれかに記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。   The method for producing a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 7, wherein in the drying step, the mixed slurry is dried by high-frequency dielectric heating or microwave heating. 前記焼成工程において、酸化性雰囲気における酸素濃度を18容量%〜100容量%とする、請求項1〜8のいずれかに記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。   The manufacturing method of the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries in any one of Claims 1-8 which makes oxygen concentration in an oxidizing atmosphere 18 to 100 volume% in the said baking process. 前記焼成工程の前に、前記混合粉末を350℃〜780℃の温度で仮焼する仮焼工程をさらに備える、請求項1〜9のいずれかに記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。   The positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 9, further comprising a calcining step of calcining the mixed powder at a temperature of 350 ° C to 780 ° C before the calcining step. Manufacturing method. 前記リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子の水洗工程において、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子を、該リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子に対する質量比で0.5〜1.0の水に投入してスラリーとし、水洗した後、該スラリーを濾過および乾燥する、請求項1〜10のいずれかに記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。   In the water washing step of the lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles, the lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles are charged into water having a mass ratio with respect to the lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles of 0.5 to 1.0. The method for producing a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 10, wherein the slurry is washed with water and then the slurry is filtered and dried. 請求項1〜11のいずれかに記載の製造方法により得られ、一般式(A):Li1+uNiaCobMncd2(−0.05≦u≦0.15、a+b+c+d=1、0.3≦a≦0.8、0.1≦b≦0.4、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の元素)で表され、層状構造を有する六方晶系リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物粒子からなり、平均粒径が3.0μm〜8.0μmの範囲にあり、粒度分布の広がりを示す指標である〔(d90−d10)/MV〕が0.60以下、かつ、〔d90/MV〕が1.300以下である非水電解質二次電池用正極活物。 Obtained by the production method according to any one of claims 1 to 11, the general formula (A): Li 1 + u Ni a Co b Mn c M d O 2 (-0.05 ≦ u ≦ 0.15, a + b + c + d = 1, 0.3 ≦ a ≦ 0.8, 0.1 ≦ b ≦ 0.4, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.1, M is Mg, Ca, Al, 1 or more elements selected from Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, and W) and is composed of hexagonal lithium nickel cobalt manganese composite oxide particles having a layered structure and an average particle size of 3 [(D90-d10) / MV] is 0.60 or less, and [d90 / MV] is 1.300 or less, which is an index indicating the spread of the particle size distribution in the range of 0.0 μm to 8.0 μm. Positive electrode active material for water electrolyte secondary battery. 正極と、負極と、セパレータと、非水電解質とを備え、前記正極の正極材料として、請求項12に記載の非水電解質二次電池用正極活物質が用いられている、非水電解質二次電池。   A nonaqueous electrolyte secondary comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte, wherein the positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 12 is used as a positive electrode material of the positive electrode. battery. 初期放電容量が160.0mAh/g以上、正極抵抗比が1.00以下、かつ、500サイクル後の容量維持率が85%以上である、請求項13に記載の非水電解質二次電池。
The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 13, wherein the initial discharge capacity is 160.0 mAh / g or more, the positive electrode resistance ratio is 1.00 or less, and the capacity retention after 500 cycles is 85% or more.
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