JP2016171057A - Positive electrode active material for secondary battery, and manufacturing method thereof - Google Patents

Positive electrode active material for secondary battery, and manufacturing method thereof Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive electrode active material for a secondary battery, which enables the effective reduction in water content while imparting the property less likely to absorb a water content to a positive electrode active material per se, and a method for manufacturing such a positive electrode active material in order to offer a high-performance lithium ion secondary battery or sodium ion secondary battery.SOLUTION: A positive electrode active material for a secondary battery comprises a composite including at least an oxide including iron or manganese, and expressed by one of the formulas (A) to (C) below, and a cellulose nanofiber-originating carbon, and graphite supported by the composite: LiFeMnMPO(A); LiFeMnNSiO(B); and NaFeMnQPO(C).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、酸化物と、セルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体に、グラファイトが担持してなる二次電池用正極活物質及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material for a secondary battery in which graphite is supported on a composite containing an oxide and carbon derived from cellulose nanofibers, and a method for producing the same.

携帯電子機器、ハイブリッド自動車、電気自動車等に用いられる二次電池の開発が行われており、特にリチウムイオン二次電池は、室温付近で動作する最も優れた二次電池として広く知られている。こうしたなか、Li(Fe,Mn)POやLi(Fe,Mn)SiO等のリチウム含有オリビン型リン酸金属塩は、LiCoO等のリチウム遷移金属酸化物に比べて、資源的な制約に大きく左右されることがなく、しかも高い安全性を発揮することができるため、高出力で大容量のリチウムイオン二次電池を得るのには最適な正極材料となる。しかしながら、これらの化合物は、結晶構造に由来して導電性を十分に高めるのが困難な性質を有しており、またリチウムイオンの拡散性にも改善の余地があるため、従来より種々の開発がなされている。 Secondary batteries used in portable electronic devices, hybrid cars, electric cars, and the like have been developed. In particular, lithium ion secondary batteries are widely known as the most excellent secondary batteries that operate near room temperature. Under these circumstances, lithium-containing olivine-type phosphate metal salts such as Li (Fe, Mn) PO 4 and Li 2 (Fe, Mn) SiO 4 are more resource-constrained than lithium transition metal oxides such as LiCoO 2. Therefore, it is possible to exhibit high safety, and therefore, it is an optimum positive electrode material for obtaining a high-output and large-capacity lithium ion secondary battery. However, these compounds have the property that it is difficult to sufficiently increase the conductivity due to the crystal structure, and there is room for improvement in the diffusibility of lithium ions. Has been made.

例えば、特許文献1では、一次結晶粒子を超微粒子化して、オリビン型正極活物質内のリチウムイオン拡散距離の短縮化を図ることにより、得られる電池の性能向上を試みている。また、特許文献2では、正極活物質の粒子表面に伝導性炭質材料を均一に堆積させ、かかる粒子表面で規則的な電場分布を得ることにより、電池の高出力化を図っている。   For example, in Patent Document 1, an attempt is made to improve the performance of the obtained battery by making primary crystal particles ultrafine particles and shortening the lithium ion diffusion distance in the olivine-type positive electrode active material. In Patent Document 2, a conductive carbonaceous material is uniformly deposited on the particle surface of the positive electrode active material, and a regular electric field distribution is obtained on the particle surface to increase the output of the battery.

ところで、普及が進んでいるリチウムイオン二次電池では、充電後長時間放置すると内部抵抗が徐々に上昇し、電池性能の劣化が生じる現象が知られている。これは、製造時に電池材料が含有していた水分が、電池の充放電が繰り返される中で材料から脱離し、かかる水分と電池に充満している非水電解液LiPF6との化学反応によって、フッ化水素が発生するためである。こうした電池性能の劣化を有効に抑制するには、二次電池に用いる正極活物質の水分含有量をできる限り低減することが望ましい。 By the way, in the lithium ion secondary battery which is spreading widely, a phenomenon is known in which the internal resistance gradually increases when the battery is left for a long time after charging, and the battery performance is deteriorated. This is because the moisture contained in the battery material at the time of manufacture is desorbed from the material during repeated charging and discharging of the battery, and by the chemical reaction between the moisture and the nonaqueous electrolyte LiPF 6 filling the battery, This is because hydrogen fluoride is generated. In order to effectively suppress such deterioration of battery performance, it is desirable to reduce the water content of the positive electrode active material used for the secondary battery as much as possible.

このように、正極活物質の水分含有量を低減することが望まれるなか、例えば、特許文献3には、炭素質物質前駆体を含む原料混合物の焼成処理後は、粉砕処理や分級処理を乾燥雰囲気下で行うことにより、かかる水分含有量を一定値以下に低減する技術が開示されている。また、特許文献4には、比表面積を増大させた一次粒子を用いて得られる活物質は、その表面に炭素を被覆すると、かえって湿った空気による劣化に敏感となる場合もあることを考慮し、乾燥雰囲気において所定の原料を合成反応等させることにより、正極用材料の製造、保管及び使用の間にわたって湿度レベルを一定以下に保持する技術が開示されている。   Thus, while it is desired to reduce the water content of the positive electrode active material, for example, in Patent Document 3, after the firing treatment of the raw material mixture containing the carbonaceous material precursor, the pulverization treatment and the classification treatment are dried. A technique for reducing the water content to a certain value or less by performing in an atmosphere is disclosed. In addition, Patent Document 4 considers that an active material obtained using primary particles having an increased specific surface area may be sensitive to deterioration by moist air when the surface is coated with carbon. In addition, a technique is disclosed in which a predetermined raw material is subjected to a synthesis reaction in a dry atmosphere to maintain a humidity level below a certain level during manufacture, storage, and use of a positive electrode material.

一方、リチウムは希少有価物質であることから、リチウムイオン二次電池に代えてナトリウムを用いたナトリウムイオン二次電池等も種々検討されはじめている。
例えば、特許文献5には、マリサイト型NaMnPOを用いたナトリウム二次電池用活物質が開示されており、また特許文献6には、オリビン型構造を有するリン酸遷移金属ナトリウムを含む正極活物質が開示されており、いずれの文献においても高性能なナトリウムイオン二次電池が得られることを示している。
On the other hand, since lithium is a rare valuable material, various studies have been made on sodium ion secondary batteries using sodium instead of lithium ion secondary batteries.
For example, Patent Document 5 discloses an active material for a sodium secondary battery using marisite-type NaMnPO 4 , and Patent Document 6 discloses a positive electrode active material containing transition metal sodium phosphate having an olivine structure. Substances are disclosed, and any literature shows that a high-performance sodium ion secondary battery can be obtained.

特開2010−251302号公報JP 2010-251302 A 特開2001−15111号公報JP 2001-15111 A 特開2003−292309号公報JP 2003-292309 A 特表2010−508234号公報Special table 2010-508234 gazette 特開2008−260666号公報JP 2008-260666 A 特開2011−34963号公報JP 2011-34963 A

しかしながら、上記特許文献3及び4に記載の技術は、電池に加工する際にまで、敢えて正極活物質の水分含有量を低減するための乾燥処理を施すものであるため、電池を得るに至るまでの工程が煩雑になりかねない上、有効に電子特性の性能低下を防止するためには、依然として用いる炭素源の種類や量において改善を要するものである。
また、上記特許文献5及び6に記載のナトリウムイオン二次電池用活物質においても、充分に水分含有量を低減し得るものではなく、リチウムイオン二次電池の代替電池としてより有用なナトリウムイオン二次電池の実現が望まれている。
However, since the techniques described in Patent Documents 3 and 4 are intended to perform a drying process for reducing the water content of the positive electrode active material until the battery is processed, until the battery is obtained. In order to effectively prevent the deterioration of the performance of the electronic characteristics, it is still necessary to improve the type and amount of the carbon source to be used.
Further, the sodium ion secondary battery active materials described in Patent Documents 5 and 6 do not sufficiently reduce the water content, and are more useful as an alternative battery for a lithium ion secondary battery. Realization of a secondary battery is desired.

したがって、本発明の課題は、高性能なリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池を得るべく、正極活物質自体に水分を吸着しにくい性質を付与しつつ、水分含有量が効果的に低減された二次電池用正極活物質及びその製造方法を提供することにある。   Therefore, in order to obtain a high-performance lithium ion secondary battery or sodium ion secondary battery, it is an object of the present invention to effectively reduce moisture content while imparting the property of not adsorbing moisture to the positive electrode active material itself. The present invention provides a positive electrode active material for a secondary battery and a method for producing the same.

そこで本発明者らは、種々検討したところ、特定の酸化物とセルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体に、グラファイトが担持してなる二次電池用正極活物質であれば、効果的に水分量が低減され、リチウムイオン又はナトリウムイオンが有効に電気伝導を担うことのできる二次電池用正極活物質として極めて有用であることを見出し、本発明を完成させるに至った。   Therefore, the present inventors have made various studies, and if it is a positive electrode active material for a secondary battery in which graphite is supported on a composite containing a specific oxide and carbon derived from cellulose nanofibers, it is effective. The present inventors have found that the amount of water is reduced and lithium ions or sodium ions are extremely useful as a positive electrode active material for a secondary battery that can effectively carry electric conduction, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、少なくとも鉄又はマンガンを含む下記式(A)、(B)又は(C):
LiFeaMnbcPO・・・(A)
(式(A)中、MはMg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。a、b及びcは、0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦0.2、及び2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数を示す。)
LiFeMnSiO・・・(B)
(式(B)中、NはNi、Co、Al、Zn、V又はZrを示す。d、e及びfは、0≦d≦1、0≦e≦1、0≦f<1、及び2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数を示す。)
NaFeMnPO・・・(C)
(式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。を示す。g、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、0≦i<1、及び2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数を示す。)
で表される酸化物と、セルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体に、グラファイトが担持してなる二次電池用正極活物質を提供するものである。
That is, the present invention includes at least the following formula (A), (B) or (C) containing iron or manganese:
LiFe a Mn b M c PO 4 (A)
(In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. A, b, and c are 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 0.2, and 2a + 2b + (M valence) × c = 2 and a number satisfying a + b ≠ 0 are shown.)
Li 2 Fe d Mn e N f SiO 4 ··· (B)
(In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr. D, e, and f are 0 ≦ d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1, 0 ≦ f <1, and 2d + 2e +. (The valence of N) × f = 2 is satisfied, and d + e ≠ 0 is satisfied.)
NaFe g Mn h Q i PO 4 (C)
(In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. G, h, and i are 0. ≦ g ≦ 1, 0 ≦ h ≦ 1, 0 ≦ i <1, and 2g + 2h + (Q valence) × i = 2 and a number satisfying g + h ≠ 0 are shown.
The positive electrode active material for secondary batteries formed by carrying | supporting the graphite on the composite_body | complex containing the oxide represented by these, and the carbon derived from a cellulose nanofiber is provided.

また、本発明は、少なくとも鉄又はマンガンを含む下記式(A)、(B)又は(C):
LiFeaMnbcPO・・・(A)
(式(A)中、MはMg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。a、b及びcは、0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦0.2、及び2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数を示す。)
LiFeMnSiO・・・(B)
(式(B)中、NはNi、Co、Al、Zn、V又はZrを示す。d、e及びfは、0≦d≦1、0≦e≦1、0≦f<1、及び2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数を示す。)
NaFeMnPO・・・(C)
(式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。を示す。g、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、0≦i<1、及び2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数を示す。)
で表される酸化物と、セルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体に、グラファイトが担持してなる二次電池用正極活物質の製造方法であって、酸化物とセルロースナノファイバーとを含む複合体に、グラファイトを添加する工程を含み、
セルロースナノファイバーの炭素原子換算量に対するグラファイトの添加量が、質量比(グラファイト/セルロースナノファイバー)で0.08〜6であり、かつ
リチウム化合物又はナトリウム化合物と、セルロースナノファイバーを含む混合物Xに、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合して複合体Xを得る工程(I)、
得られた複合体Xと、少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を含有するスラリー水Yを水熱反応に付して複合体Yを得る工程(II)、
得られた複合体Yにグラファイトを添加して圧縮力及びせん断力を付加しながら混合し、複合体Zを得る工程(III)、並びに
得られた複合体Zを還元雰囲気又は不活性雰囲気中で焼成する工程(IV)
を備える二次電池用正極活物質の製造方法を提供するものである。
Further, the present invention provides the following formula (A), (B) or (C) containing at least iron or manganese:
LiFe a Mn b M c PO 4 (A)
(In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. A, b, and c are 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 0.2, and 2a + 2b + (M valence) × c = 2 and a number satisfying a + b ≠ 0 are shown.)
Li 2 Fe d Mn e N f SiO 4 ··· (B)
(In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr. D, e, and f are 0 ≦ d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1, 0 ≦ f <1, and 2d + 2e +. (The valence of N) × f = 2 is satisfied, and d + e ≠ 0 is satisfied.)
NaFe g Mn h Q i PO 4 (C)
(In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. G, h, and i are 0. ≦ g ≦ 1, 0 ≦ h ≦ 1, 0 ≦ i <1, and 2g + 2h + (Q valence) × i = 2 and a number satisfying g + h ≠ 0 are shown.
A method for producing a positive electrode active material for a secondary battery in which graphite is supported on a composite containing an oxide represented by the above and carbon derived from cellulose nanofibers, the oxide and the cellulose nanofibers. Adding a graphite to the composite;
The addition amount of graphite with respect to the carbon atom equivalent amount of cellulose nanofiber is 0.08 to 6 in mass ratio (graphite / cellulose nanofiber), and lithium X or sodium compound and mixture X containing cellulose nanofiber, A step of obtaining a complex X by mixing a phosphoric acid compound or a silicic acid compound (I),
Step (II) of obtaining the composite Y by subjecting the obtained composite X and slurry water Y containing a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound to a hydrothermal reaction.
Step (III) for obtaining composite Z by adding graphite to the obtained composite Y and adding compression force and shearing force, and the obtained composite Z in a reducing atmosphere or an inert atmosphere Firing step (IV)
The manufacturing method of the positive electrode active material for secondary batteries provided with this is provided.

本発明によれば、強い乾燥工程を介することなく、セルロースナノファイバー由来の炭素とグラファイトを堅固に担持してなる二次電池用正極活物質を得ることができ、水分を吸着しにくい性質を有効に付与することが可能となる。そのため、これを用いたリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池において、リチウムイオン又はナトリウムイオンが有効に電気伝導を担いつつ、様々な使用環境下でも優れた電池特性を安定して発現することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a positive electrode active material for a secondary battery that firmly supports carbon and graphite derived from cellulose nanofibers without going through a strong drying process, and it is effective in the ability to hardly adsorb moisture. Can be granted. Therefore, in a lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery using this, lithium ions or sodium ions effectively carry electric conduction, and stably exhibit excellent battery characteristics under various usage environments. Can do.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で用いる酸化物は、少なくとも鉄又はマンガンを含み、かつ下記式(A)、(B)又は(C):
LiFeaMnbcPO4・・・(A)
(式(A)中、MはMg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。a、b及びcは、0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦0.2、及び2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数を示す。)
Li2FeMnSiO4・・・(B)
(式(B)中、NはNi、Co、Al、Zn、V又はZrを示す。d、e及びfは、0≦d≦1、0≦e≦1、0≦f<1、及び2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数を示す。)
NaFeMnPO4・・・(C)
(式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。を示す。g、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、0≦i<1、及び2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数を示す。)
のいずれかの式で表される。
これらの酸化物は、いずれもオリビン型構造を有しており、少なくとも鉄又はマンガンを含む。上記式(A)又は式(B)で表される酸化物を用いた場合には、リチウムイオン電池用正極活物質が得られ、上記式(C)で表される酸化物を用いた場合には、ナトリウムイオン電池用正極活物質が得られる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The oxide used in the present invention contains at least iron or manganese and has the following formula (A), (B) or (C):
LiFe a Mn b M c PO 4 (A)
(In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. A, b, and c are 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 0.2, and 2a + 2b + (M valence) × c = 2 and a number satisfying a + b ≠ 0 are shown.)
Li 2 Fe d Mn e N f SiO 4 ··· (B)
(In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr. D, e, and f are 0 ≦ d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1, 0 ≦ f <1, and 2d + 2e +. (The valence of N) × f = 2 is satisfied, and d + e ≠ 0 is satisfied.)
NaFe g Mn h Q i PO 4 (C)
(In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. G, h, and i are 0. ≦ g ≦ 1, 0 ≦ h ≦ 1, 0 ≦ i <1, and 2g + 2h + (Q valence) × i = 2 and a number satisfying g + h ≠ 0 are shown.
It is expressed by one of the following formulas.
These oxides all have an olivine structure and contain at least iron or manganese. When the oxide represented by the above formula (A) or (B) is used, a positive electrode active material for a lithium ion battery is obtained, and when the oxide represented by the above formula (C) is used. Provides a positive electrode active material for a sodium ion battery.

上記式(A)で表される酸化物は、いわゆる少なくとも遷移金属として鉄(Fe)及びマンガン(Mn)を含むオリビン型リン酸遷移金属リチウム化合物である。式(A)中、Mは、Mg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示し、好ましくはMg、Zr、Mo又はCoである。aは、0≦a≦1であって、好ましくは0.01≦a≦0.99であり、より好ましくは0.1≦a≦0.9である。bは、0≦b≦1であって、好ましくは0.01≦b≦0.99であり、より好ましくは0.1≦b≦0.9である。cは、0≦c≦0.2をであって、好ましくは0≦c≦0.1である。そして、これらa、b及びcは、2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数である。上記式(A)で表されるオリビン型リン酸遷移金属リチウム化合物としては、具体的には、例えばLiFe0.2Mn0.8PO、LiFe0.9Mn0.1PO、LiFe0.15Mn0.75Mg0.1PO4、LiFe0.19Mn0.75Zr0.03PO等が挙げられ、なかでもLiFe0.2Mn0.8POが好ましい。 The oxide represented by the above formula (A) is an olivine-type transition metal lithium compound containing at least iron (Fe) and manganese (Mn) as so-called transition metals. In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd, and is preferably Mg, Zr, Mo, or Co. a is 0 ≦ a ≦ 1, preferably 0.01 ≦ a ≦ 0.99, and more preferably 0.1 ≦ a ≦ 0.9. b is 0 ≦ b ≦ 1, preferably 0.01 ≦ b ≦ 0.99, and more preferably 0.1 ≦ b ≦ 0.9. c satisfies 0 ≦ c ≦ 0.2, and preferably 0 ≦ c ≦ 0.1. These a, b and c are numbers satisfying 2a + 2b + (valence of M) × c = 2 and satisfying a + b ≠ 0. Specific examples of the olivine-type transition metal lithium compound represented by the above formula (A) include, for example, LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , LiFe 0.9 Mn 0.1 PO 4 , LiFe 0.15 Mn 0.75 Mg 0.1 PO 4 , LiFe Examples include 0.19 Mn 0.75 Zr 0.03 PO 4 , and LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 is particularly preferable.

上記式(B)で表される酸化物は、いわゆる少なくとも遷移金属として鉄(Fe)及びマンガン(Mn)を含むオリビン型ケイ酸遷移金属リチウム化合物である。式(B)中、Nは、Ni、Co、Al、Zn、V又はZrを示し、好ましくはCo、Al、Zn、V又はZrである。dは、0≦d≦1であって、好ましくは0≦d<1であり、より好ましくは0.1≦d≦0.6である。eは、0≦d≦1であって、好ましくは0≦e<1であり、より好ましくは0.1≦e≦0.6である。fは、0≦f<1であって、好ましくは0<f<1であり、より好ましくは0.05≦f≦0.4である。そして、これらd、e及びfは、2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数である。上記式(B)で表されるオリビン型ケイ酸遷移金属リチウム化合物としては、具体的には、例えばLiFe0.45Mn0.45Co0.1SiO4、LiFe0.36Mn0.54Al0.066SiO4、LiFe0.45Mn0.45Zn0.1SiO4、LiFe0.36Mn0.540.066SiO4、LiFe0.282Mn0.658Zr0.02SiO4等が挙げられ、なかでもLiFe0.282Mn0.658Zr0.02SiO4が好ましい。 The oxide represented by the above formula (B) is a so-called olivine-type transition metal lithium compound containing at least iron (Fe) and manganese (Mn) as transition metals. In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr, and is preferably Co, Al, Zn, V, or Zr. d is 0 ≦ d ≦ 1, preferably 0 ≦ d <1, and more preferably 0.1 ≦ d ≦ 0.6. e is 0 ≦ d ≦ 1, preferably 0 ≦ e <1, and more preferably 0.1 ≦ e ≦ 0.6. f is 0 ≦ f <1, preferably 0 <f <1, and more preferably 0.05 ≦ f ≦ 0.4. These d, e, and f are numbers satisfying 2d + 2e + (N valence) × f = 2 and d + e ≠ 0. Specific examples of the olivine-type transition metal lithium compound represented by the above formula (B) include Li 2 Fe 0.45 Mn 0.45 Co 0.1 SiO 4 , Li 2 Fe 0.36 Mn 0.54 Al 0.066 SiO 4 , Li 2 Fe 0.45 Mn 0.45 Zn 0.1 SiO 4 , Li 2 Fe 0.36 Mn 0.54 V 0.066 SiO 4 , Li 2 Fe 0.282 Mn 0.658 Zr 0.02 SiO 4 and the like can be mentioned, among which Li 2 Fe 0.282 Mn 0.658 Zr 0.02 SiO 4 is preferable.

上記式(C)で表される酸化物は、いわゆる少なくとも遷移金属として鉄(Fe)及びマンガン(Mn)を含むオリビン型リン酸遷移金属ナトリウム化合物である。式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示し、好ましくはMg、Zr、Mo又はCoである。gは、0≦g≦1であって、好ましくは0<g≦1である。hは、0≦h≦1であって、好ましくは0.5≦h<1である。iは、0≦i<1であって、好ましくは0≦i≦0.5であり、より好ましくは0≦i≦0.3である。そして、これらg、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、及び0≦i<1、2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数である。上記式(C)で表されるオリビン型リン酸遷移金属ナトリウム化合物としては、具体的には、例えばNaFe0.2Mn0.8PO、NaFe0.9Mn0.1PO、NaFe0.15Mn0.7Mg0.15PO4、NaFe0.19Mn0.75Zr0.03PO4、NaFe0.19Mn0.75Mo0.03PO4、NaFe0.15Mn0.7Co0.15PO4等が挙げられ、なかでもNaFe0.2Mn0.8PO4が好ましい。 The oxide represented by the formula (C) is an olivine-type transition metal sodium phosphate compound containing iron (Fe) and manganese (Mn) as at least transition metals. In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd, and is preferably Mg, Zr, Mo, or Co. g is 0 ≦ g ≦ 1, and preferably 0 <g ≦ 1. h is 0 ≦ h ≦ 1, and preferably 0.5 ≦ h <1. i is 0 ≦ i <1, preferably 0 ≦ i ≦ 0.5, and more preferably 0 ≦ i ≦ 0.3. These g, h, and i are numbers satisfying 0 ≦ g ≦ 1, 0 ≦ h ≦ 1, and 0 ≦ i <1, 2 + g + 2h + (Q valence) × i = 2 and satisfying g + h ≠ 0. It is. Specific examples of the olivine-type transition metal sodium phosphate compound represented by the formula (C) include, for example, NaFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , NaFe 0.9 Mn 0.1 PO 4 , NaFe 0.15 Mn 0.7 Mg 0.15 PO 4 , NaFe Examples include 0.19 Mn 0.75 Zr 0.03 PO 4 , NaFe 0.19 Mn 0.75 Mo 0.03 PO 4 , NaFe 0.15 Mn 0.7 Co 0.15 PO 4 , and NaFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 is preferred.

本発明の二次電池用正極活物質は、上記式(A)、(B)又は(C)で表される酸化物と、セルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体(一次粒子)に、グラファイトが担持してなる。すなわち、炭素源としてセルロースナノファイバー及びグラファイトを用いることにより得られるものであって、複合体に含まれるセルロースナノファイバーが炭化された炭素と、グラファイトが共に、上記酸化物に堅固に担持してなる。セルロースナノファイバーとは、全ての植物細胞壁の約5割を占める骨格成分であって、かかる細胞壁を構成する植物繊維をナノサイズまで解繊等することにより得ることができる軽量高強度繊維であり、水への良好な分散性も有している。また、セルロースナノファイバーを構成するセルロース分子鎖では、炭素による周期的構造が形成されていることから、これが炭化されて上記酸化物に堅固に担持されることにより、グラファイトとも相まって、得られる二次電池における放電特性を有効に高めることができる有用な正極活物質を得ることができる。   The positive electrode active material for a secondary battery of the present invention is a composite (primary particle) containing an oxide represented by the above formula (A), (B) or (C) and carbon derived from cellulose nanofibers. Graphite is supported. That is, it is obtained by using cellulose nanofibers and graphite as a carbon source, and both carbon obtained by carbonizing cellulose nanofibers contained in the composite and graphite are firmly supported on the oxide. . Cellulose nanofiber is a skeletal component that occupies about 50% of all plant cell walls, and is a lightweight high-strength fiber that can be obtained by defibrating plant fibers constituting such cell walls to nano size, It also has good dispersibility in water. In addition, since the cellulose molecular chain constituting the cellulose nanofiber has a periodic structure formed of carbon, it is carbonized and firmly supported on the oxide, so that it can be obtained in combination with graphite. A useful positive electrode active material that can effectively enhance the discharge characteristics of the battery can be obtained.

用い得るセルロースナノファイバーとしては、植物細胞壁を構成する植物繊維をナノサイズまで解繊等することにより得られたものであれば、特に制限されず、例えば、セリッシュKY−100S(ダイセルファインケム製)等の市販品を用いることができる。セルロースナノファイバーの繊維径は、上記酸化物に堅固に担持させる観点から、好ましくは4〜500nmであり、より好ましくは5〜400nmであり、さらに好ましくは10〜300nmである。   The cellulose nanofiber that can be used is not particularly limited as long as it is obtained by defibrating the plant fiber constituting the plant cell wall to nano size, for example, serish KY-100S (manufactured by Daicel Finechem), etc. Commercial products can be used. The fiber diameter of the cellulose nanofiber is preferably 4 to 500 nm, more preferably 5 to 400 nm, and still more preferably 10 to 300 nm from the viewpoint of firmly supporting the oxide on the oxide.

セルロースナノファイバーは、その後炭化されて、上記酸化物にセルロースナノファイバー由来の担持された炭素として、本発明の二次電池用正極活物質中に存在することとなる。かかるセルロースナノファイバー由来の炭素の原子換算量は、本発明の二次電池用正極活物質中に、好ましくは0.5〜15質量%であり、より好ましくは0.7〜10質量%である。より具体的には、酸化物が上記式(A)又は(C)で表される二次電池用正極活物質では、二次電池用正極活物質中に、好ましくは0.5〜5質量%であり、より好ましくは0.7〜3.5質量%であり、酸化物が上記式(B)で表される二次電池用正極活物質では、好ましくは0.5〜15質量%であり、より好ましくは1〜10質量%である。二次電池用正極活物質中に存在するセルロースナノファイバー由来の炭素の原子換算量は、炭素・硫黄分析装置を用いて測定した炭素量から、後から添加したグラファイトの添加量を差し引くことにより、確認することができる。   The cellulose nanofibers are then carbonized and exist in the positive electrode active material for secondary batteries of the present invention as carbon supported on the oxides derived from cellulose nanofibers. The amount of carbon derived from cellulose nanofibers is preferably 0.5 to 15% by mass, more preferably 0.7 to 10% by mass in the positive electrode active material for secondary battery of the present invention. . More specifically, in the positive electrode active material for secondary batteries in which the oxide is represented by the above formula (A) or (C), preferably 0.5 to 5% by mass in the positive electrode active material for secondary batteries. More preferably, it is 0.7 to 3.5% by mass, and in the positive electrode active material for a secondary battery in which the oxide is represented by the above formula (B), it is preferably 0.5 to 15% by mass. More preferably, it is 1-10 mass%. The atomic conversion amount of carbon derived from cellulose nanofibers present in the positive electrode active material for secondary batteries is obtained by subtracting the amount of graphite added later from the amount of carbon measured using a carbon / sulfur analyzer. Can be confirmed.

上記式(A)、(B)又は(C)で表される酸化物に担持されるグラファイトとしては、人造グラファイト(鱗片状、塊状、土状、グラフェン)、天然グラファイトのいずれであってもよい。   The graphite supported on the oxide represented by the above formula (A), (B) or (C) may be any of artificial graphite (scale-like, massive, earthy, graphene) or natural graphite. .

用い得るグラファイトのBET比表面積は、吸着水分量を効果的に低減する観点から、好ましくは1〜750m2/gであり、より好ましくは3〜500m2/gである。また、かかるグラファイトの平均粒子径は、同様の観点から、好ましくは0.5〜20μmであり、より好ましくは1.0〜15μmである。 The BET specific surface area of the graphite that can be used is preferably 1 to 750 m 2 / g, more preferably 3 to 500 m 2 / g, from the viewpoint of effectively reducing the amount of adsorbed moisture. Moreover, from the same viewpoint, the average particle diameter of such graphite is preferably 0.5 to 20 μm, more preferably 1.0 to 15 μm.

上記酸化物とセルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体は、具体的には、リチウム化合物又はナトリウム化合物、リン酸化合物又はケイ酸化合物、並びに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含み、かつセルロースナノファイバーを含むスラリー水を水熱反応に付すことにより得られるものであるのが好ましい。すなわち、上記複合体は、リチウム化合物又はナトリウム化合物、リン酸化合物又はケイ酸化合物、並びに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含み、かつセルロースナノファイバーを含むスラリー水の、水熱反応物であるのが好ましい。
より具体的には、リチウム化合物又はナトリウム化合物と、セルロースナノファイバーを含む混合物Xに、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合して複合体Xを得る工程(I)、並びに
得られた複合体Xと、少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を含有するスラリー水Yを水熱反応に付して複合体Yを得る工程(II)
を備える製造方法により得られるものであるのが好ましい。
Specifically, the composite containing the oxide and carbon derived from cellulose nanofibers includes a lithium compound or a sodium compound, a phosphoric acid compound or a silicic acid compound, and at least an iron compound or a manganese compound, and cellulose nanofibers It is preferable that it is obtained by subjecting the slurry water containing to hydrothermal reaction. That is, the composite is preferably a hydrothermal reaction product of slurry water containing a lithium compound or sodium compound, a phosphoric acid compound or a silicic acid compound, and at least an iron compound or a manganese compound and containing cellulose nanofibers. .
More specifically, the step (I) of obtaining a complex X by mixing a phosphoric acid compound or a silicic acid compound with a mixture X containing a lithium compound or a sodium compound and cellulose nanofibers, and the obtained complex X And a step of obtaining a composite Y by subjecting slurry water Y containing a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound to a hydrothermal reaction (II)
It is preferable that it is obtained by a manufacturing method provided with.

工程(I)は、リチウム化合物又はナトリウム化合物と、セルロースナノファイバーを含む混合物Xに、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合して複合体Xを得る工程である。
用い得るリチウム化合物又はナトリウム化合物としては、水酸化物(例えばLiOH・HO、NaOH)、炭酸化物、硫酸化物、酢酸化物が挙げられる。なかでも、水酸化物が好ましい。
混合物Xにおけるリチウム化合物又はケイ酸化合物の含有量は、水100質量部に対し、好ましくは5〜50質量部であり、より好ましくは7〜45質量部である。より具体的には、工程(I)においてリン酸化合物を用いた場合、混合物Xにおけるリチウム化合物又はナトリウム化合物の含有量は、水100質量部に対し、好ましくは5〜50質量部であり、より好ましくは10〜45質量部である。また、ケイ酸化合物を用いた場合、混合物Xにおけるケイ酸化合物の含有量は、水100質量部に対し、好ましくは5〜40質量部であり、より好ましくは7〜35質量部である。
Step (I) is a step of obtaining a composite X by mixing a phosphoric acid compound or a silicic acid compound with a mixture X containing a lithium compound or a sodium compound and cellulose nanofibers.
Examples of the lithium compound or sodium compound that can be used include hydroxides (for example, LiOH.H 2 O, NaOH), carbonates, sulfates, and acetates. Of these, hydroxide is preferable.
The content of the lithium compound or silicate compound in the mixture X is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 7 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water. More specifically, when a phosphoric acid compound is used in step (I), the content of the lithium compound or sodium compound in the mixture X is preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water. Preferably it is 10-45 mass parts. Moreover, when a silicic acid compound is used, content of the silicic acid compound in the mixture X becomes like this. Preferably it is 5-40 mass parts with respect to 100 mass parts of water, More preferably, it is 7-35 mass parts.

混合物Xにおけるセルロースナノファイバーの含有量は、例えば混合物X中の水100質量部に対し、好ましくは0.5〜60質量部であり、より好ましくは0.8〜40質量部である。より具体的には、工程(I)においてリン酸化合物を用いた場合、混合物Xにおけるセルロースナノファイバーの含有量は、好ましくは0.5〜20質量部であり、より好ましくは0.8〜15質量部である。また、ケイ酸化合物を用いた場合、混合物Xにおけるセルロースナノファイバーの含有量は、好ましくは0.5〜60質量部であり、より好ましくは1〜40質量部である。   The content of cellulose nanofibers in the mixture X is preferably 0.5 to 60 parts by mass, and more preferably 0.8 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water in the mixture X, for example. More specifically, when a phosphoric acid compound is used in step (I), the content of cellulose nanofibers in the mixture X is preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 0.8 to 15 parts. Part by mass. Moreover, when a silicic acid compound is used, content of the cellulose nanofiber in the mixture X becomes like this. Preferably it is 0.5-60 mass parts, More preferably, it is 1-40 mass parts.

混合物Xにリン酸化合物又はケイ酸化合物を混合する前に、予め混合物Xを撹拌しておくのが好ましい。かかる混合物Xの撹拌時間は、好ましくは1〜15分であり、より好ましくは3〜10分である。また、混合物Xの温度は、好ましくは20〜90℃であり、より好ましくは20〜70℃である。   Before mixing the phosphoric acid compound or the silicic acid compound with the mixture X, it is preferable to stir the mixture X in advance. The stirring time of the mixture X is preferably 1 to 15 minutes, more preferably 3 to 10 minutes. Moreover, the temperature of the mixture X becomes like this. Preferably it is 20-90 degreeC, More preferably, it is 20-70 degreeC.

工程(I)で用いるリン酸化合物としては、オルトリン酸(HPO、リン酸)、メタリン酸、ピロリン酸、三リン酸、四リン酸、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム等が挙げられる。なかでもリン酸を用いるのが好ましく、70〜90質量%濃度の水溶液として用いるのが好ましい。かかる工程(I)では、混合物Xにリン酸を混合するにあたり、混合物Xを撹拌しながらリン酸を滴下するのが好ましい。混合物Xにリン酸を滴下して少量ずつ加えることで、混合物X中において良好に反応が進行して、複合体Xがスラリー中で均一に分散しつつ生成され、かかる複合体Xが不要に凝集するのをも効果的に抑制することができる。 Examples of the phosphoric acid compound used in the step (I) include orthophosphoric acid (H 3 PO 4 , phosphoric acid), metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid, ammonium phosphate, and ammonium hydrogen phosphate. . Of these, phosphoric acid is preferably used, and is preferably used as an aqueous solution having a concentration of 70 to 90% by mass. In the step (I), when phosphoric acid is mixed with the mixture X, it is preferable to add phosphoric acid dropwise while stirring the mixture X. By adding phosphoric acid dropwise to the mixture X and adding it little by little, the reaction proceeds well in the mixture X, and the complex X is generated while being uniformly dispersed in the slurry. It can also be effectively suppressed.

リン酸の上記混合物Xへの滴下速度は、好ましくは15〜50mL/分であり、より好ましくは20〜45mL/分であり、さらに好ましくは28〜40mL/分である。また、リン酸を滴下しながらの混合物Xの撹拌時間は、好ましくは0.5〜24時間であり、より好ましくは3〜12時間である。さらに、リン酸を滴下しながらの混合物Xの撹拌速度は、好ましくは200〜700rpmであり、より好ましくは250〜600rpmであり、さらに好ましくは300〜500rpmである。
なお、混合物Xを撹拌する際、さらに混合物Xの沸点温度以下に冷却するのが好ましい。具体的には、80℃以下に冷却するのが好ましく、20〜60℃に冷却するのがより好ましい。
The dropping rate of phosphoric acid into the mixture X is preferably 15 to 50 mL / min, more preferably 20 to 45 mL / min, and further preferably 28 to 40 mL / min. Moreover, the stirring time of the mixture X while dropping phosphoric acid is preferably 0.5 to 24 hours, and more preferably 3 to 12 hours. Furthermore, the stirring speed of the mixture X while dropping phosphoric acid is preferably 200 to 700 rpm, more preferably 250 to 600 rpm, and further preferably 300 to 500 rpm.
In addition, when stirring the mixture X, it is preferable to further cool below the boiling point temperature of the mixture X. Specifically, cooling to 80 ° C. or lower is preferable, and cooling to 20 to 60 ° C. is more preferable.

工程(I)で用いるケイ酸化合物としては、反応性のあるシリカ化合物であれば特に限定されず、非晶質シリカ、NaSiO(例えばNaSiO・HO)等が挙げられる。 The silicic acid compound used in the step (I) is not particularly limited as long as it is a reactive silica compound, and examples thereof include amorphous silica and Na 4 SiO 4 (for example, Na 4 SiO 4 .H 2 O). .

リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物Xは、リン酸又はケイ酸1モルに対し、リチウム又はナトリウムを2.0〜4.0モル含有するのが好ましく、2.0〜3.1モル含有するのがより好ましく、このような量となるよう、上記リチウム化合物又はナトリウム化合物と、リン酸化合物又はケイ酸化合物を用いればよい。より具体的には、工程(I)においてリン酸化合物を用いた場合、リン酸化合物を混合した後の混合物Xは、リン酸1モルに対し、リチウム又はナトリウムを2.7〜3.3モル含有するのが好ましく、2.8〜3.1モル含有するのがより好ましく、工程(I)においてケイ酸化合物を用いた場合、ケイ酸化合物を混合した後の混合物Xは、ケイ酸1モルに対し、リチウムを2.0〜4.0モル含有するのが好ましく、2.0〜3.0含有するのがより好ましい。   It is preferable that the mixture X after mixing a phosphoric acid compound or a silicic acid compound contains 2.0-4.0 mol of lithium or sodium with respect to 1 mol of phosphoric acid or silicic acid, and is 2.0-3. It is more preferable to contain 1 mol, and the lithium compound or sodium compound and the phosphoric acid compound or silicic acid compound may be used so as to obtain such an amount. More specifically, when a phosphoric acid compound is used in step (I), the mixture X after mixing the phosphoric acid compound is 2.7 to 3.3 mol of lithium or sodium with respect to 1 mol of phosphoric acid. It is preferable to contain 2.8-3.1 mol, and when a silicate compound is used in step (I), the mixture X after mixing the silicate compound is 1 mol of silicate. On the other hand, it is preferable to contain 2.0-4.0 mol of lithium, and it is more preferable to contain 2.0-3.0 mol of lithium.

リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物Xに対して窒素をパージすることにより、かかる混合物中での反応を完了させて、上記(A)〜(C)で表される酸化物の前駆体である複合体Xを混合物中に生成させる。窒素がパージされると、混合物X中の溶存酸素濃度が低減された状態で反応を進行させることができ、また得られる複合体Xを含有する混合物中の溶存酸素濃度も効果的に低減されるため、次の工程で添加する鉄化合物やマンガン化合物等の酸化を抑制することができる。かかる複合体Xを含有する混合物中において、上記(A)〜(C)で表される酸化物の前駆体は、微細な分散粒子として存在する。かかる複合体Xは、例えば上記式(A)で表される酸化物の場合、リン酸三リチウム(LiPO)とセルロースナノファイバーの複合体として得られる。 By purging nitrogen with respect to the mixture X after mixing the phosphoric acid compound or the silicic acid compound, the reaction in the mixture is completed, and the oxides represented by the above (A) to (C) The precursor complex X is formed in the mixture. When nitrogen is purged, the reaction can proceed while the dissolved oxygen concentration in the mixture X is reduced, and the dissolved oxygen concentration in the resulting mixture containing the complex X is also effectively reduced. Therefore, oxidation of the iron compound or manganese compound added in the next step can be suppressed. In the mixture containing the composite X, the precursors of the oxides represented by the above (A) to (C) are present as fine dispersed particles. For example, in the case of the oxide represented by the above formula (A), the composite X is obtained as a composite of trilithium phosphate (Li 3 PO 4 ) and cellulose nanofibers.

窒素をパージする際における圧力は、好ましくは0.1〜0.2MPaであり、より好ましくは0.1〜0.15MPaである。また、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物Xの温度は、好ましくは20〜80℃であり、より好ましくは20〜60℃である。例えば上記式(A)で表される酸化物の場合、反応時間は、好ましくは5〜60分であり、より好ましくは15〜45分である。
また、窒素をパージする際、反応を良好に進行させる観点から、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物Xを撹拌するのが好ましい。このときの撹拌速度は、好ましくは200〜700rpmであり、より好ましくは250〜600rpmである。
The pressure for purging nitrogen is preferably 0.1 to 0.2 MPa, more preferably 0.1 to 0.15 MPa. Moreover, the temperature of the mixture X after mixing a phosphoric acid compound or a silicic acid compound becomes like this. Preferably it is 20-80 degreeC, More preferably, it is 20-60 degreeC. For example, in the case of the oxide represented by the above formula (A), the reaction time is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 15 to 45 minutes.
Moreover, when purging nitrogen, it is preferable to stir the mixture X after mixing a phosphoric acid compound or a silicic acid compound from a viewpoint of making reaction progress favorable. The stirring speed at this time is preferably 200 to 700 rpm, more preferably 250 to 600 rpm.

また、より効果的に複合体Xの分散粒子表面における酸化を抑制し、分散粒子の微細化を図る観点から、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物X中における溶存酸素濃度を0.5mg/L以下とするのが好ましく、0.2mg/L以下とするのがより好ましい。   Further, from the viewpoint of more effectively suppressing the oxidation on the surface of the dispersed particles of the complex X and miniaturizing the dispersed particles, the dissolved oxygen concentration in the mixture X after mixing the phosphoric acid compound or the silicate compound is reduced to 0. 0.5 mg / L or less is preferable, and 0.2 mg / L or less is more preferable.

工程(II)では、工程(I)で得られた複合体Xと、少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を含有するスラリー水Yを水熱反応に付して、複合体Yを得る工程である。上記工程(I)により得られた複合体Xを、混合物のまま、上記(A)〜(C)で表される酸化物の前駆体として用い、これに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を添加して、スラリー水Yとして用いるのが好ましい。これにより、工程を簡略化させつつ、上記(A)〜(C)で表される酸化物が極めて微細な粒子になるとともに、後工程において効率的にセルロースナノファイバー由来の炭素をかかる酸化物に担持させることが可能となり、非常に有用な二次電池用正極活物質を得ることができる。   In the step (II), the composite X obtained in the step (I) and the slurry water Y containing a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound are subjected to a hydrothermal reaction to obtain the composite Y. It is. The composite X obtained by the step (I) is used as a precursor of the oxide represented by the above (A) to (C) as a mixture, and contains at least an iron compound or a manganese compound. Is preferably used as slurry water Y. Thereby, while simplifying the process, the oxides represented by the above (A) to (C) become extremely fine particles, and the carbon derived from cellulose nanofibers is efficiently converted into the oxide in the subsequent process. It becomes possible to carry | support, and the positive electrode active material for secondary batteries can be obtained very useful.

用い得る鉄化合物としては、酢酸鉄、硝酸鉄、硫酸鉄等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。なかでも、電池特性を高める観点から、硫酸鉄が好ましい。   Examples of iron compounds that can be used include iron acetate, iron nitrate, and iron sulfate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, iron sulfate is preferable from the viewpoint of improving battery characteristics.

用い得るマンガン化合物としては、酢酸マンガン、硝酸マンガン、硫酸マンガン等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。なかでも、電池特性を高める観点から、硫酸マンガンが好ましい。   Examples of manganese compounds that can be used include manganese acetate, manganese nitrate, and manganese sulfate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, manganese sulfate is preferable from the viewpoint of improving battery characteristics.

金属塩として、鉄化合物とマンガン化合物の双方を用いる場合、これらマンガン化合物及び鉄化合物の使用モル比(マンガン化合物:鉄化合物)は、好ましくは99:1〜1:99であり、より好ましくは90:10〜10:90である。また、これら鉄化合物及びマンガン化合物の合計添加量は、スラリー水Y中に含有されるLi3PO4 1モルに対し、好ましくは0.99〜1.01モルであり、より好ましくは0.995〜1.005モルである。 When both an iron compound and a manganese compound are used as the metal salt, the use molar ratio of these manganese compound and iron compound (manganese compound: iron compound) is preferably 99: 1 to 1:99, more preferably 90. : 10 to 10:90. The total amount of these iron compounds and manganese compounds is preferably 0.99 to 1.01 moles, more preferably 0.995, with respect to 1 mole of Li 3 PO 4 contained in the slurry water Y. ~ 1.005 mol.

さらに、必要に応じて、金属塩として、鉄化合物及びマンガン化合物以外の金属(M、N又はQ)塩を用いてもよい。金属(M、N又はQ)塩におけるM、N及びQは、上記式(A)〜(C)中のM、N及びQと同義であり、かかる金属塩として、硫酸塩、ハロゲン化合物、有機酸塩、及びこれらの水和物等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上用いてもよい。なかでも、電池物性を高める観点から、硫酸塩を用いるのがより好ましい。
これら金属(M、N又はQ)塩を用いる場合、鉄化合物、マンガン化合物、及び金属(M、N又はQ)塩の合計添加量は、上記工程(I)において得られた混合物中のリン酸又はケイ酸1モルに対し、好ましくは0.99〜1.01モルであり、より好ましくは0.995〜1.005モルである。
Furthermore, you may use metal (M, N, or Q) salts other than an iron compound and a manganese compound as a metal salt as needed. M, N, and Q in the metal (M, N, or Q) salt have the same meanings as M, N, and Q in the above formulas (A) to (C), and as the metal salt, sulfate, halogen compound, organic Acid salts and hydrates thereof can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, it is more preferable to use a sulfate from the viewpoint of improving battery physical properties.
When these metal (M, N, or Q) salts are used, the total amount of iron compound, manganese compound, and metal (M, N, or Q) salt added is phosphoric acid in the mixture obtained in the above step (I). Or it is preferably 0.99 to 1.01 mole, and more preferably 0.995 to 1.005 mole relative to 1 mole of silicic acid.

水熱反応に付する際に用いる水の使用量は、用いる金属塩の溶解性、撹拌の容易性、及び合成の効率等の観点から、スラリー水Y中に含有されるリン酸又はケイ酸イオン1モルに対し、好ましくは10〜50モルであり、より好ましくは12.5〜45モルである。より具体的には、スラリー水Y中に含有されるイオンがリン酸イオンの場合、水熱反応に付する際に用いる水の使用量は、好ましくは10〜30モルであり、より好ましくは12.5〜25モルである。また、スラリー水Y中に含有されるイオンがケイ酸イオンの場合、水熱反応に付する際に用いる水の使用量は、好ましくは10〜50モルであり、より好ましくは12.5〜45モルである。   The amount of water used for the hydrothermal reaction is phosphoric acid or silicate ions contained in the slurry water Y from the viewpoint of the solubility of the metal salt used, the ease of stirring, the efficiency of synthesis, etc. Preferably it is 10-50 mol with respect to 1 mol, More preferably, it is 12.5-45 mol. More specifically, when the ions contained in the slurry water Y are phosphate ions, the amount of water used for the hydrothermal reaction is preferably 10 to 30 mol, more preferably 12 .5 to 25 moles. Moreover, when the ion contained in slurry water Y is a silicate ion, the usage-amount of the water used when attaching | subjecting to a hydrothermal reaction becomes like this. Preferably it is 10-50 mol, More preferably, it is 12.5-45. Is a mole.

工程(II)において、鉄化合物、マンガン化合物及び金属(M、N又はQ)塩の添加順序は特に制限されない。また、これらの金属塩を添加するとともに、必要に応じて酸化防止剤を添加してもよい。かかる酸化防止剤としては、亜硫酸ナトリウム(NaSO)、ハイドロサルファイトナトリウム(Na)、アンモニア水等を使用することができる。酸化防止剤の添加量は、過剰に添加されることで上記式(A)〜(C)で表される酸化物の生成が抑制されるのを防止する観点から、鉄化合物、マンガン化合物及び必要に応じて用いる金属(M、N又はQ)塩の合計1モルに対し、好ましくは0.01〜1モルであり、より好ましくは0.03〜0.5モルである。 In step (II), the order of addition of the iron compound, manganese compound and metal (M, N or Q) salt is not particularly limited. Moreover, while adding these metal salts, you may add antioxidant as needed. As such an antioxidant, sodium sulfite (Na 2 SO 3 ), sodium hydrosulfite (Na 2 S 2 O 4 ), aqueous ammonia and the like can be used. From the viewpoint of preventing the generation of oxides represented by the above formulas (A) to (C) from being excessively added, the addition amount of the antioxidant is an iron compound, a manganese compound, and necessary. It is preferably 0.01 to 1 mol, more preferably 0.03 to 0.5 mol, based on 1 mol of the total amount of metal (M, N or Q) salt used depending on the case.

鉄化合物、マンガン化合物及び必要に応じて用いる金属(M、N又はQ)塩や酸化防止剤を添加することにより得られるスラリーY中における複合体Yの含有量は、好ましくは10〜50質量%であり、より好ましくは15〜45質量%であり、さらに好ましくは20〜40質量%である。   The content of the complex Y in the slurry Y obtained by adding an iron compound, a manganese compound, and a metal (M, N or Q) salt or an antioxidant used as necessary is preferably 10 to 50% by mass. More preferably, it is 15-45 mass%, More preferably, it is 20-40 mass%.

工程(II)における水熱反応は、100℃以上であればよく、130〜180℃が好ましい。水熱反応は耐圧容器中で行うのが好ましく、130〜180℃で反応を行う場合、この時の圧力は0.3〜0.9MPaであるのが好ましく、140〜160℃で反応を行う場合の圧力は0.3〜0.6MPaであるのが好ましい。水熱反応時間は0.1〜48時間が好ましく、さらに0.2〜24時間が好ましい。
得られた複合体Yは、上記式(A)〜(C)で表される酸化物及びセルロースナノファイバーを含む複合体であり、ろ過後、水で洗浄し、乾燥することによりこれを、セルロースナノファイバーを含む複合体粒子として単離できる。なお、乾燥手段は、凍結乾燥、真空乾燥が用いられる。
The hydrothermal reaction in process (II) should just be 100 degreeC or more, and 130-180 degreeC is preferable. The hydrothermal reaction is preferably carried out in a pressure vessel, and when the reaction is carried out at 130 to 180 ° C, the pressure at this time is preferably 0.3 to 0.9 MPa, and the reaction is carried out at 140 to 160 ° C. The pressure is preferably 0.3 to 0.6 MPa. The hydrothermal reaction time is preferably 0.1 to 48 hours, more preferably 0.2 to 24 hours.
The obtained composite Y is a composite containing the oxides represented by the above formulas (A) to (C) and cellulose nanofibers. After filtration, the composite Y is washed with water and dried to obtain cellulose. It can be isolated as composite particles containing nanofibers. As the drying means, freeze drying or vacuum drying is used.

得られる複合体YのBET比表面積は、吸着水分量を効果的に低減する観点から、好ましくは5〜40m/gであり、より好ましくは5〜20m/gである。複合体YのBET比表面積が5m/g未満であると、二次電池用正極活物質の一次粒子が大きくなりすぎ、電池特性が低下してしまうおそれがある。また、BET比表面積が40m/gを超えると、二次電池用正極活物質の吸着水分量が増大して電池特性に影響を与えるおそれがある。 The BET specific surface area of the obtained composite Y is preferably 5 to 40 m 2 / g, more preferably 5 to 20 m 2 / g, from the viewpoint of effectively reducing the amount of adsorbed moisture. If the BET specific surface area of the composite Y is less than 5 m 2 / g, the primary particles of the positive electrode active material for the secondary battery become too large, and the battery characteristics may be deteriorated. On the other hand, if the BET specific surface area exceeds 40 m 2 / g, the amount of adsorbed moisture of the positive electrode active material for secondary batteries may increase and affect battery characteristics.

本発明の二次電池用正極活物質は、上記式(A)〜(C)で表される酸化物とセルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体に、グラファイトが担持してなる活物質であり、かかる二次電池用正極活物質は、具体的には、上記式(A)〜(C)で表される酸化物とセルロースナノファイバーとを含む複合体に、グラファイトを添加する工程を含み、上記工程(I)及び(II)を経ることにより酸化物及びセルロースナノファイバーを含む複合体Yを得た後、得られた複合体Yにグラファイトを添加して圧縮力及びせん断力を付加しながら混合し、複合体Zを得る工程(III)、並びに得られた複合体Zを還元雰囲気又は不活性雰囲気中で焼成する工程(IV)を備える製造方法により得るのが好ましい。このように、圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する処理を行うことにより、複合体Yとグラファイトとが均一に分散しつつ、グラファイトを変形又は延展させながら堅固に凝集して、BET比表面積が有効に減じられ、かつセルロースナノファイバーとも相まって水分が吸着するのを効果的に抑制できる二次電池用正極活物質を粒子として形成させることができる。   The positive electrode active material for a secondary battery of the present invention is an active material in which graphite is supported on a composite containing an oxide represented by the above formulas (A) to (C) and carbon derived from cellulose nanofibers. In particular, such a positive electrode active material for a secondary battery includes a step of adding graphite to a composite containing oxides represented by the above formulas (A) to (C) and cellulose nanofibers. After obtaining the composite Y containing the oxide and the cellulose nanofiber through the above steps (I) and (II), graphite is added to the obtained composite Y to add compressive force and shear force. It is preferably obtained by a production method comprising a step (III) of mixing to obtain a composite Z, and a step (IV) of firing the obtained composite Z in a reducing atmosphere or an inert atmosphere. In this way, by performing a mixing process while applying compressive force and shearing force, the composite Y and graphite are uniformly dispersed, while the graphite is deformed or stretched, it is firmly aggregated and the BET specific surface area is obtained. Can be effectively reduced, and in combination with cellulose nanofibers, a positive electrode active material for a secondary battery that can effectively suppress moisture adsorption can be formed as particles.

工程(III)は、上記複合体Y(式(A)〜(C)で表される酸化物+セルロースナノファイバー)に、セルロースナノファイバー以外の炭素源としてグラファイトを添加するための工程であり、具体的には、工程(I)及び(II)を経ることにより得られた複合体Yにグラファイトを添加して圧縮力及びせん断力を付加しながら混合し、複合体Zを得る工程である。   Step (III) is a step for adding graphite as a carbon source other than cellulose nanofibers to the composite Y (oxides represented by formulas (A) to (C) + cellulose nanofibers), Specifically, in this step, graphite is added to the composite Y obtained through steps (I) and (II) and mixed while applying compressive force and shearing force to obtain composite Z.

グラファイトの添加量は、本発明の二次電池用正極活物質中に、好ましくは0.3〜5質量%であり、より好ましくは0.5〜4質量%であり、さらに好ましくは0.6〜3質量%である。   The amount of graphite added is preferably 0.3 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 4% by mass, and still more preferably 0.6% in the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention. ˜3 mass%.

上記複合体Yとグラファイトは、グラファイトが上記式(A)〜(C)で表される酸化物の表面を効率的かつ均一に被覆しつつ、セルロースナノファイバーとも相まって得られる二次電池用正極活物質の吸着水分量を有効に低減する観点から、好ましくは質量比(複合体Y:グラファイト)99:1〜91:9で混合し、より好ましくは98:2〜93:7で混合するのがよい。   The composite Y and graphite are positive electrode actives for secondary batteries obtained by combining graphite with cellulose nanofibers while efficiently and uniformly covering the surface of the oxide represented by the above formulas (A) to (C). From the viewpoint of effectively reducing the amount of adsorbed moisture of the substance, it is preferably mixed at a mass ratio (composite Y: graphite) 99: 1 to 91: 9, more preferably 98: 2 to 93: 7. Good.

圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する処理は、好ましくは5〜90分間行い、より好ましくは10〜80分間行う。かかる処理は、周速度25〜40m/sで回転するインペラを備える密閉容器内で行うのが好ましい。かかるインペラの周速度は、得られる正極活物質のタップ密度を高め、またBET比表面積を減じて吸着水分量を有効に低減する観点から、好ましくは27〜40m/sである。
なお、インペラの周速度とは、回転式攪拌翼(インペラ)の最外端部の速度を意味し、下記式(1)により表すことができ、また圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する処理を行う時間は、インペラの周速度が遅いほど長くなるように、インペラの周速度によっても変動し得る。
インペラの周速度(m/s)=
インペラの半径(m)×2×π×回転数(rpm)÷60・・・(1)
The process of mixing while applying compressive force and shearing force is preferably performed for 5 to 90 minutes, more preferably for 10 to 80 minutes. Such treatment is preferably performed in a closed container equipped with an impeller that rotates at a peripheral speed of 25 to 40 m / s. The peripheral speed of such an impeller is preferably 27 to 40 m / s from the viewpoint of increasing the tap density of the obtained positive electrode active material and effectively reducing the amount of adsorbed moisture by reducing the BET specific surface area.
The peripheral speed of the impeller means the speed of the outermost end of the rotary stirring blade (impeller), which can be expressed by the following formula (1), and is mixed while applying compressive force and shearing force. The processing time may vary depending on the peripheral speed of the impeller so that it becomes longer as the peripheral speed of the impeller is slower.
Impeller peripheral speed (m / s) =
Impeller radius (m) × 2 × π × rotational speed (rpm) ÷ 60 (1)

工程(III)における処理時間及び/又はインペラの周速度は、容器に投入する複合体Y及びグラファイトの量に応じて適宜調整する必要がある。そして、容器を稼動させることにより、インペラと容器内壁との間でこれら混合物に圧縮力及びせん断力が付加されつつ、これを混合する処理を行うことが可能となり、一次粒子の表面又は粒子の間隙において、グラファイトが緻密かつ均一に分散し、セルロースナノファイバーとも相まって吸着水分量を有効に低減できる二次電池用正極活物質である複合体粒子を形成することできる。
例えば、上記混合する処理を、周速度25〜40m/sで回転するインペラを備える密閉容器内で5〜90分間行う場合、容器に投入する複合体Yの量及びグラファイトの添加量の合計量は、有効容器(インペラを備える密閉容器のうち、複合体Y及びグラファイトを収容可能な部位に相当する容器)1cm3当たり、好ましくは0.1〜0.7gであり、より好ましくは0.15〜0.4gである。
The treatment time and / or the impeller peripheral speed in the step (III) needs to be adjusted as appropriate according to the amount of the composite Y and graphite to be charged into the container. Then, by operating the container, it becomes possible to perform a process of mixing the impeller and the inner wall of the mixture while applying a compressive force and a shearing force to the mixture. , Graphite particles are densely and uniformly dispersed, and in combination with cellulose nanofibers, composite particles that are positive electrode active materials for secondary batteries that can effectively reduce the amount of adsorbed moisture can be formed.
For example, when the mixing process is performed for 5 to 90 minutes in an airtight container equipped with an impeller rotating at a peripheral speed of 25 to 40 m / s, the total amount of the composite Y and the amount of graphite added to the container is The effective container (a container corresponding to a part capable of accommodating the complex Y and the graphite among the sealed containers including the impeller) is preferably 0.1 to 0.7 g, more preferably 0.15 to 1 cm 3. 0.4 g.

なお、得られる二次電池用正極活物質の均一性を高める観点、および複合体Y及びグラファイトを混合する処理の効率化を図る観点から、インペラを備える密閉容器内へ複合体Y及びグラファイトを投入する前に、予めこれらを混合してもよい。   In addition, from the viewpoint of improving the uniformity of the obtained positive electrode active material for a secondary battery and improving the efficiency of the process of mixing the composite Y and the graphite, the composite Y and the graphite are put into a sealed container equipped with an impeller. These may be mixed in advance.

このような圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する処理を行うことができる密閉容器を備える装置としては、高速せん断ミル、ブレード型混練機等が挙げられ、具体的には、例えば、微粒子複合化装置 ノビルタ(ホソカワミクロン社製)を好適に用いることができる。かかる装置を用いることにより、容易に所定の圧縮力とせん断力を付加しながら混合する処理を行うことができ、このような処理を施すのみで本発明の二次電池用正極活物質を得ることができる。
上記混合の処理条件としては、処理温度が、好ましくは5〜80℃、より好ましくは10〜50℃である。処理雰囲気としては、特に限定されないが、不活性ガス雰囲気下、又は還元ガス雰囲気下が好ましい。
Examples of the apparatus provided with a closed container capable of performing the mixing process while applying the compressive force and the shearing force include a high-speed shearing mill, a blade-type kneader, and the like. The nobilta (manufactured by Hosokawa Micron) can be suitably used. By using such an apparatus, it is possible to easily carry out a mixing process while applying a predetermined compressive force and shearing force, and the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention can be obtained only by performing such a process. Can do.
As the processing conditions for the mixing, the processing temperature is preferably 5 to 80 ° C, more preferably 10 to 50 ° C. The treatment atmosphere is not particularly limited, but is preferably an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere.

工程(IV)は、工程(III)を経ることにより得られた複合体Zを還元雰囲気又は不活性雰囲気中で焼成する工程である。かかる工程(IV)を経ることにより、上記セルロースナノファイバー由来の炭素が上記式(A)〜(C)で表される酸化物の表面に堅固に担持されるとともに、複合体Yに添加したグラファイトも、上記式(A)〜(C)で表される酸化物の表面を被覆する炭素として存在することとなる。さらに、この焼成により、圧縮力及びせん断力が付加されたことにより低下した酸化物及びグラファイト双方の結晶性を回復させることができるため、得られる正極活物質における導電性を有効に高めることができる。   Step (IV) is a step of firing the composite Z obtained through step (III) in a reducing atmosphere or an inert atmosphere. Through this step (IV), the carbon derived from the cellulose nanofibers is firmly supported on the surface of the oxide represented by the above formulas (A) to (C), and added to the composite Y. Also exist as carbon covering the surface of the oxide represented by the above formulas (A) to (C). Furthermore, since the crystallinity of both the oxide and the graphite, which have been reduced by applying compressive force and shear force, can be recovered by this firing, the conductivity in the obtained positive electrode active material can be effectively increased. .

焼成温度は、セルロースナノファイバーを有効に炭化させる観点から、好ましくは500〜800℃であり、より好ましくは600〜770℃であり、さらに好ましくは650〜750℃である。また、焼成時間は、好ましくは10分〜3時間、より好ましくは30分〜1.5時間とするのがよい。   The firing temperature is preferably 500 to 800 ° C, more preferably 600 to 770 ° C, and further preferably 650 to 750 ° C, from the viewpoint of effectively carbonizing the cellulose nanofibers. The firing time is preferably 10 minutes to 3 hours, more preferably 30 minutes to 1.5 hours.

このようにして得られる本発明の二次電池用正極活物質は、上記グラファイトの添加量とセルロースナノファイバー由来の炭素量との質量比(グラファイト/セルロースナノファイバー)が、0.08〜6であり、好ましくは0.1〜4であり、より好ましくは1〜3である。これにより、上記式(A)〜(C)で表される酸化物の表面に担持又は被覆してなるセルロースナノファイバー由来の炭素及びグラファイトが、相乗的に作用して、二次電池用正極活物質における吸着水分量を有効に低減することができる。   The positive electrode active material for a secondary battery of the present invention thus obtained has a mass ratio (graphite / cellulose nanofiber) between the amount of graphite added and the amount of carbon derived from cellulose nanofibers of 0.08 to 6. Yes, preferably 0.1-4, more preferably 1-3. As a result, the carbon and graphite derived from cellulose nanofibers supported or coated on the surface of the oxide represented by the above formulas (A) to (C) act synergistically, and the positive electrode active for the secondary battery The amount of adsorbed moisture in the substance can be effectively reduced.

本発明の二次電池用正極活物質の吸着水分量は、酸化物が上記式(A)又は(C)で表される二次電池用正極活物質では、二次電池用正極活物質中に、好ましくは1200ppm以下であり、より好ましくは1000ppm以下であり、酸化物が上記式(B)で表される二次電池用正極活物質では、好ましくは2500ppm以下であり、より好ましくは2000ppm以下である。なお、かかる吸着水分量は、温度20℃及び相対湿度50%にて平衡に達するまで水分を吸着させ、温度150℃まで昇温して20分間保持した後、さらに温度250℃まで昇温して20分間保持したときの、150℃から昇温を再開するときを始点、及び250℃での恒温状態を終えたときを終点とする、始点から終点までの間に揮発した水分量として測定される値であって、二次電池用正極活物質の吸着水分量と、上記始点から終点までの間に揮発した水分量とが、同量であるとみなし、かかる揮発する水分量の測定値を二次電池用正極活物質の吸着水分量とするものである。
このように、本発明の二次電池用正極活物質は、水分を吸着しにくいため、製造環境として強い乾燥条件を必要とすることなく吸着水分量を有効に低減することができ、得られるリチウム二次電池及びナトリウム二次電池の双方において、様々な使用環境下でも優れた電池特性を安定して発現することが可能となる。
なお、温度20℃及び相対湿度50%にて平衡に達するまで水分を吸着させ、温度150℃まで昇温して20分間保持した後、さらに温度250℃まで昇温して20分間保持したときの、150℃から昇温を再開するときを始点、及び250℃での恒温状態を終えたときを終点とする、始点から終点までの間に揮発した水分量は、例えばカールフィッシャー水分計を用いて測定することができる。
The amount of adsorbed water of the positive electrode active material for secondary battery of the present invention is such that the oxide in the positive electrode active material for secondary battery is an oxide whose secondary battery positive electrode active material is represented by the above formula (A) or (C). In the positive electrode active material for a secondary battery in which the oxide is represented by the above formula (B), preferably it is 2500 ppm or less, more preferably 2000 ppm or less. is there. The amount of adsorbed moisture is such that moisture is adsorbed until equilibrium is reached at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%, the temperature is raised to 150 ° C. and held for 20 minutes, and further raised to a temperature of 250 ° C. Measured as the amount of water volatilized from the start point to the end point, starting from when the temperature rise is resumed from 150 ° C. when held for 20 minutes and ending at the constant temperature state at 250 ° C. It is assumed that the amount of adsorbed moisture of the positive electrode active material for a secondary battery and the amount of moisture volatilized from the start point to the end point are the same, and the measured value of the volatilized moisture amount is This is the amount of moisture adsorbed on the positive electrode active material for the secondary battery.
Thus, since the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention hardly adsorbs moisture, the amount of adsorbed moisture can be effectively reduced without requiring strong drying conditions as a production environment, and the resulting lithium In both the secondary battery and the sodium secondary battery, it is possible to stably exhibit excellent battery characteristics even under various usage environments.
When water is adsorbed until equilibrium is reached at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%, the temperature is raised to 150 ° C. and held for 20 minutes, and further raised to a temperature of 250 ° C. and held for 20 minutes. The amount of water volatilized between the start point and the end point, starting from when the temperature rise is resumed from 150 ° C. and the end point when the constant temperature state at 250 ° C. is completed, is measured using a Karl Fischer moisture meter, for example. Can be measured.

また、本発明の二次電池用正極活物質のタップ密度は、吸着水分量を効果的に低減する観点から、好ましくは0.5〜1.6g/cm3であり、より好ましくは0.8〜1.6g/cm3である。 Moreover, the tap density of the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention is preferably 0.5 to 1.6 g / cm 3 , more preferably 0.8, from the viewpoint of effectively reducing the amount of adsorbed moisture. ˜1.6 g / cm 3 .

さらに、本発明の二次電池用正極活物質のBET比表面積は、吸着水分量を効果的に低減する観点から、好ましくは5〜21m2/gであり、より好ましくは7〜20m2/gである。 Furthermore, the BET specific surface area of the positive electrode active material for secondary batteries of the present invention is preferably 5 to 21 m 2 / g, more preferably 7 to 20 m 2 / g, from the viewpoint of effectively reducing the amount of adsorbed moisture. It is.

本発明の二次電池用正極活物質を含む二次電池用正極を適用できる二次電池としては、正極と負極と電解液とセパレータを必須構成とするものであれば特に限定されない。   The secondary battery to which the positive electrode for a secondary battery including the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention can be applied is not particularly limited as long as it has a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator as essential components.

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

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

支持塩は、その種類が特に限定されるものではないが、リチウムイオン二次電池の場合、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6から選ばれる無機塩、該無機塩の誘導体、LiSO3CF3、LiC(SO3CF32、LiN(SO3CF32、LiN(SO2252及びLiN(SO2CF3)(SO249)から選ばれる有機塩、並びに該有機塩の誘導体の少なくとも1種であることが好ましい。また、ナトリウムイオン二次電池の場合、NaPF、NaBF、NaClO及びNaAsFから選ばれる無機塩、該無機塩の誘導体、NaSOCF、NaC(SOCF及びNaN(SOCF、NaN(SO及びNaN(SOCF)(SO)から選ばれる有機塩、並びに該有機塩の誘導体の少なくとも1種であることが好ましい。 The type of the supporting salt is not particularly limited, but in the case of a lithium ion secondary battery, an inorganic salt selected from LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , a derivative of the inorganic salt, LiSO 3 CF 3 , an organic material selected from LiC (SO 3 CF 3 ) 2 , LiN (SO 3 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ) It is preferably at least one of a salt and a derivative of the organic salt. In the case of a sodium ion secondary battery, an inorganic salt selected from NaPF 6 , NaBF 4 , NaClO 4 and NaAsF 6 , a derivative of the inorganic salt, NaSO 3 CF 3 , NaC (SO 3 CF 3 ) 2 and NaN (SO 3 CF 3 ) 2 , NaN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and NaN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), and at least one of derivatives of the organic salt It is preferable.

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

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

[実施例1−1]
LiOH・HO 12.72g、水 90mL、及びセルロースナノファイバー(セリッシュKY−100G、ダイセルファインケム製、繊維径4〜100nm、略称CNF)5.10gを混合してスラリー水を得た。次いで、得られたスラリー水を、25℃の温度に保持しながら5分間撹拌しつつ85%のリン酸水溶液 11.53gを35mL/分で滴下し、続いて窒素ガスパージ下で12時間、400rpmの速度で撹拌することにより、複合体X11を含有するスラリー水X11(溶存酸素濃度0.5mg/L)を得た。かかるスラリー水X11は、リン1モルに対し、2.97モルのリチウムを含有していた。
[Example 1-1]
12.72 g of LiOH.H 2 O, 90 mL of water, and 5.10 g of cellulose nanofiber (Serisch KY-100G, manufactured by Daicel Finechem, fiber diameter 4 to 100 nm, abbreviated CNF) were mixed to obtain slurry water. Next, 11.53 g of 85% aqueous phosphoric acid solution was added dropwise at 35 mL / min while stirring the resulting slurry water at a temperature of 25 ° C. for 5 minutes, followed by 12 hours under a nitrogen gas purge at 400 rpm. By stirring at a speed, slurry water X 11 (dissolved oxygen concentration 0.5 mg / L) containing composite X 11 was obtained. The slurry water X 11 contained 2.97 mol of lithium with respect to 1 mol of phosphorus.

次に、得られたスラリー水X11 119.4gに対し、FeSO・7HO 4.17g及びMnSO・5HO 19.29gを添加し、混合してスラリー水Y11を得た。次いで、得られたスラリー水Y11を窒素ガスでパージしたオートクレーブに投入し、170℃で1時間水熱反応を行った。オートクレーブ内の圧力は、0.8MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで結晶1質量部に対し、12質量部の水により洗浄した。洗浄した結晶を−50℃で12時間凍結乾燥して複合体Y11(式(A)で表される酸化物の化学組成:LiFe0.2Mn0.8PO、BET比表面積21m2/g、平均粒径60nm、CNF由来の炭素量1.5質量%)を得た。
得られた複合体Y11 98.0gとグラファイト(高純度黒鉛粉末、日本黒鉛工業(株)製、BET比表面積5m2/g、平均粒子径6.1μm) 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とを予め混合して混合物Y11を得た。得られた混合物Y11を微粒子複合化装置 ノビルタ(NOB−130、ホソカワミクロン社製、動力5.5kw)に投入し、処理温度を25〜35℃、インペラの周速度を30m/s、処理時間を15分として混合し、複合体予備粒子Y11を得た。
次いで、窒素ガスをパージした電気炉を用い、得られた複合体予備粒子Y11を温度750℃で90分焼成し、複合体Z11としてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=3.5質量%)を得た。
Next, the obtained slurry water X 11 119.4 g, was added FeSO 4 · 7H 2 O 4.17g and MnSO 4 · 5H 2 O 19.29g, were mixed to obtain a slurry water Y 11. Next, the obtained slurry water Y 11 was put into an autoclave purged with nitrogen gas, and a hydrothermal reaction was performed at 170 ° C. for 1 hour. The pressure in the autoclave was 0.8 MPa. The produced crystal was filtered, and then washed with 12 parts by mass of water with respect to 1 part by mass of the crystal. The washed crystal was freeze-dried at −50 ° C. for 12 hours to give a composite Y 11 (chemical composition of an oxide represented by the formula (A): LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , BET specific surface area 21 m 2 / g, average grain 60 nm in diameter and 1.5% by mass of CNF-derived carbon).
98.0 g of the obtained composite Y 11 and graphite (high purity graphite powder, manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd., BET specific surface area 5 m 2 / g, average particle diameter 6.1 μm) 2.0 g (carbon in the active material) equivalent to 2.0 wt% in terms of atom weight) and premixed to give a mixture Y 11. The resulting mixture Y 11 particle composite apparatus Nobilta (NOB-130, manufactured by Hosokawa Micron Corporation, power 5.5kw) were charged into a treatment temperature 25 to 35 ° C., the circumferential speed of the impeller 30 m / s, the processing time mixed as 15 minutes, to obtain a composite pre particles Y 11.
Next, using an electric furnace purged with nitrogen gas, the obtained composite preliminary particles Y 11 were fired at a temperature of 750 ° C. for 90 minutes, and as a composite Z 11 , a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 3.5% by mass).

[実施例1−2]
CNFを1.70gとした以外、実施例1−1で得たスラリー水X11と同様にしてスラリー水X12を得た後、実施例1−1で得た複合体Y11と同様にして複合体Y12(BET比表面積22m2/g、平均粒径58nm、CNF由来の炭素量0.5質量%)を得た。次いで、得られた複合体Y12を用い、かかる複合体Y12 98.0gとグラファイト 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=2.5質量%)を得た。
[Example 1-2]
The slurry water X 12 was obtained in the same manner as the slurry water X 11 obtained in Example 1-1, except that CNF was changed to 1.70 g, and then the same as in the composite Y 11 obtained in Example 1-1. A composite Y 12 (BET specific surface area 22 m 2 / g, average particle size 58 nm, CNF-derived carbon content 0.5 mass%) was obtained. Next, the obtained composite Y 12 was used, except that 98.0 g of the composite Y 12 and 2.0 g of graphite (corresponding to 2.0 mass% in terms of carbon atom in the active material) were mixed. In the same manner as in Example 1-1, a positive electrode active material for lithium ion secondary batteries (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 2.5 mass%) was obtained.

[実施例1−3]
CNFを3.40gとした以外、実施例1−1で得たスラリー水X11と同様にしてスラリー水X13を得た後、実施例1−1で得た複合体Y11と同様にして複合体Y13(BET比表面積21m2/g、平均粒径55nm、CNF由来の炭素量1.0質量%)を得た。次いで、得られた複合体Y13を用い、かかる複合体Y13 98.0gとグラファイト 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=3.0質量%)を得た。
[Example 1-3]
The slurry water X 13 was obtained in the same manner as the slurry water X 11 obtained in Example 1-1, except that CNF was 3.40 g, and then the same as in the composite Y 11 obtained in Example 1-1. A composite Y 13 (BET specific surface area 21 m 2 / g, average particle size 55 nm, CNF-derived carbon content 1.0 mass%) was obtained. Subsequently, the obtained composite Y 13 was used, except that 98.0 g of the composite Y 13 and 2.0 g of graphite (corresponding to 2.0 mass% in terms of carbon atom in the active material) were mixed. In the same manner as in Example 1-1, a positive electrode active material for lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 3.0 mass%) was obtained.

[実施例1−4]
実施例1−1で得られた複合体Y11を用い、かかる複合体Y11 98.0gと鱗片黒鉛(伊藤黒鉛工業(株)製、BET比表面積13.2m2/g、平均粒子径8.6μm) 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=3.5質量%)を得た。
[Example 1-4]
Using a complex Y 11 obtained in Example 1-1, such conjugates Y 11 98.0 g and scale graphite (Ito Graphite Industries Co., BET specific surface area 13.2 m 2 / g, average particle size 8 .6 μm) A positive electrode active material for lithium ion secondary batteries (LiFe) in the same manner as in Example 1-1 except that 2.0 g (corresponding to 2.0 mass% in terms of carbon atom in the active material) was mixed. 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 3.5% by mass).

[実施例1−5]
実施例1−1で得られた複合体Y11を用い、かかる複合体Y11 99.5gとグラファイト 0.5g(活物質中における炭素原子換算量で0.5質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=2.0質量%)を得た。
[Example 1-5]
Using a complex Y 11 obtained in Example 1-1, (equivalent to 0.5 wt% in terms of carbon atoms content in the active material in) such conjugates Y 11 99.5 g of graphite 0.5g and the mixture In the same manner as in Example 1-1, a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 2.0% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1-1.

[実施例1−6]
実施例1−1で得られた複合体Y11を用い、かかる複合体Y11 97.0gとグラファイト 3.0g(活物質中における炭素原子換算量で3.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=4.5質量%)を得た。
[Example 1-6]
Using a complex Y 11 obtained in Example 1-1, (equivalent to 3.0 wt% in terms of carbon atoms content in the active material in) such conjugates Y 11 97.0 g of graphite 3.0g and the mixture In the same manner as in Example 1-1, a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , the amount of carbon = 4.5 mass%) was obtained.

[実施例1−7]
実施例1−1で得られたスラリー水X11を用い、かかるスラリー水X11にFeSO・7HO 5.00g及びMnSO・5HO 19.29gのほか、MgSO・7HO 0.50gを添加した以外、実施例1−1と同様にして複合体Y17(式(A)で表される酸化物の化学組成:LiFe0.18Mn0.80Mg0.02PO4、BET比表面積21m2/g、平均粒径56nm)を得た。
次いで、得られた複合体Y17を用い、かかる複合体Y17 98.0gとグラファイト 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.18Mn0.80Mg0.02PO4、炭素の量=3.5質量%)を得た。
[Example 1-7]
Example using a slurry water X 11 obtained in 1-1, to such slurry water X 11 FeSO 4 · 7H 2 O 5.00g and MnSO 4 · 5H 2 other O 19.29g, MgSO 4 · 7H 2 O Complex Y 17 (chemical composition of oxide represented by formula (A): LiFe 0.18 Mn 0.80 Mg 0.02 PO 4 , BET specific surface area 21 m 2 in the same manner as Example 1-1 except that 0.50 g was added. / G, average particle size 56 nm).
Subsequently, the composite Y 17 thus obtained was used, except that 98.0 g of the composite Y 17 and 2.0 g of graphite (corresponding to 2.0 mass% in terms of carbon atom in the active material) were mixed. In the same manner as in Example 1-1, a positive electrode active material for lithium ion secondary battery (LiFe 0.18 Mn 0.80 Mg 0.02 PO 4 , amount of carbon = 3.5 mass%) was obtained.

[実施例1−8]
実施例1−1で得られたスラリー水X11を用い、かかるスラリー水X11にFeSO・7HO5.00g及びMnSO・5HO19.29gのほか、Zr(SO・4HO0.36gを添加した以外、実施例1−1と同様にして複合体Y18(式(A)で表される酸化物の化学組成:LiFe0.18Mn0.80Zr0.01PO4、BET比表面積21m2/g、平均粒径60nm、CNF由来の炭素量1.5質量%)を得た。
次いで、得られた複合体Y18を用い、かかる複合体Y18 98.0gとグラファイト 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.18Mn0.80Zr0.01PO4、炭素の量=3.5質量%)を得た。
[Example 1-8]
Example using a slurry water X 11 obtained in 1-1, to such slurry water X 11 FeSO 4 · 7H 2 O5.00g and MnSO 4 · 5H 2 other O19.29g, Zr (SO 4) 2 · 4H 2 Except that 0.36 g of O was added, the composite Y 18 (chemical composition of the oxide represented by the formula (A): LiFe 0.18 Mn 0.80 Zr 0.01 PO 4 , BET specific surface area of 21 m was the same as in Example 1-1. 2 / g, average particle diameter 60 nm, CNF-derived carbon content 1.5% by mass).
Next, the obtained composite Y 18 was used, except that 98.0 g of the composite Y 18 and 2.0 g of graphite (corresponding to 2.0% by mass in terms of carbon atom in the active material) were mixed. In the same manner as in Example 1-1, a positive electrode active material for lithium ion secondary battery (LiFe 0.18 Mn 0.80 Zr 0.01 PO 4 , amount of carbon = 3.5 mass%) was obtained.

[比較例1−1]
実施例1−1で得られた複合体Y11を用い、かかる複合体Y11にグラファイト等のセルロースナノファイバー以外の炭素源を添加しなかった以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=1.5質量%)を得た。
[Comparative Example 1-1]
Except that Example with complex Y 11 obtained in 1-1, was not added carbon source other than the cellulose nanofibers of graphite in such conjugates Y 11, the lithium ion in the same manner as in Example 1-1 A positive electrode active material for a secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 1.5 mass%) was obtained.

[比較例1−2]
実施例1−1で得られた複合体Y11を用い、かかる複合体Y11 98.0gとケッチェンブラック(ライオン(株)製、BET比表面積800m2/g、平均粒子径30.0μm) 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=3.5質量%)を得た。
[Comparative Example 1-2]
Using a complex Y 11 obtained in Example 1-1, such conjugates Y 11 98.0 g of Ketjen black (Lion Co., Ltd., BET specific surface area 800 m 2 / g, an average particle diameter of 30.0) A positive electrode active material for lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8) in the same manner as in Example 1-1 except that 2.0 g (corresponding to 2.0 mass% in terms of carbon atom in the active material) was mixed. PO 4 , amount of carbon = 3.5% by mass).

[比較例1−3]
CNFを用いなかった以外、実施例1−1で得たスラリー水X11と同様にしてスラリー水Xc13を得た後、実施例1−1で得た複合体Y11と同様にして複合体Yc13(式(A)で表される酸化物の化学組成:LiFe0.2Mn0.8PO4、BET比表面積21m2/g、平均粒径60nm、CNF由来の炭素量0.0質量%)を得た。次いで、得られた一次粒子Yc13を用い、かかる複合体Yc13 98.0gとグラファイト 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=2.0質量%)を得た。
[Comparative Example 1-3]
Except for using no CNF, after obtaining the slurry water X c13 in the same manner as the slurry water X 11 obtained in Example 1-1, the complex in the same manner as in the complex Y 11 obtained in Example 1-1 Y c13 (chemical composition of oxide represented by formula (A): LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , BET specific surface area 21 m 2 / g, average particle diameter 60 nm, CNF-derived carbon content 0.0 mass%) is obtained. It was. Subsequently, the obtained primary particles Y c13 were used, except that 98.0 g of the composite Y c13 and 2.0 g of graphite (corresponding to 2.0 mass% in terms of carbon atom in the active material) were mixed. In the same manner as in Example 1-1, a positive electrode active material for lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 2.0 mass%) was obtained.

[比較例1−4]
実施例1−1で得られたスラリー水X11を用い、かかるスラリー水X11にFeSO・7HO 27.80gのみを添加した以外、実施例1−1と同様にして複合体Y14(式(A)で表される酸化物の化学組成:LiFePO4、BET比表面積19m2/g、平均粒径85nm、CNF由来の炭素量1.5質量%)を得た。
次いで、得られた複合体Y14を用い、かかる複合体Y1498.0gとケッチェンブラック 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例1−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFePO、炭素の量=3.5質量%)を得た。
[Comparative Example 1-4]
Using a slurry water X 11 obtained in Example 1-1, according except for adding only FeSO 4 · 7H 2 O 27.80g slurried water X 11, composite Y 14 in the same manner as in Example 1-1 (Chemical composition of oxide represented by formula (A): LiFePO 4 , BET specific surface area 19 m 2 / g, average particle size 85 nm, CNF-derived carbon content 1.5 mass%).
Next, 98.0 g of the composite Y 14 and 2.0 g of Ketjen Black (corresponding to 2.0% by mass in terms of carbon atom in the active material) were mixed using the obtained composite Y 14 In the same manner as in Example 1-1, a positive electrode active material for lithium ion secondary battery (LiFePO 4 , amount of carbon = 3.5% by mass) was obtained.

[実施例2−1]
LiOH・HO 0.428kg、NaSiO4・nHO 1.40kgに超純水3.75Lを混合してスラリー水X21を得た。次いで、得られたスラリーX21に対し、窒素ガスをパージして溶存酸素濃度を0.5mg/Lに調整した後、このスラリー水X21に、CNF 1.49kg、FeSO・7HO 0.39kg、MnSO・5HO 0.79kg、及びZr(SO・4HO 0.053kgを添加、混合し、スラリー水Y21を得た。次いで、得られたスラリー水Y21を窒素ガスでパージしたオートクレーブに投入し、150℃で12時間水熱反応を行った。オートクレーブの圧力は0.4MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで結晶1質量部に対し、12質量部の水により洗浄した。洗浄した結晶を−50℃で12時間凍結乾燥して複合体Y21(粉末、式(B)で表される化学組成:LiFe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、CNF由来の炭素量7.0質量%)を得た。
[Example 2-1]
3.75 L of ultrapure water was mixed with 0.428 kg of LiOH.H 2 O and 1.40 kg of Na 4 SiO 4 .nH 2 O to obtain slurry water X 21 . Next, the obtained slurry X 21 was purged with nitrogen gas to adjust the dissolved oxygen concentration to 0.5 mg / L, and then added to this slurry water X 21 with 1.49 kg of CNF, FeSO 4 .7H 2 O 0. .39 kg, MnSO 4 .5H 2 O 0.79 kg, and Zr (SO 4 ) 2 .4H 2 O 0.053 kg were added and mixed to obtain slurry water Y 21 . Next, the obtained slurry water Y 21 was put into an autoclave purged with nitrogen gas, and a hydrothermal reaction was performed at 150 ° C. for 12 hours. The pressure in the autoclave was 0.4 MPa. The produced crystal was filtered, and then washed with 12 parts by mass of water with respect to 1 part by mass of the crystal. The washed crystal was freeze-dried at −50 ° C. for 12 hours to give a composite Y 21 (powder, chemical composition represented by the formula (B): Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 , carbon amount derived from CNF. 0% by mass) was obtained.

得られた複合体Y21 98.0gを分取し、グラファイト 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とともにボールミルにより乾式で混合して混合物Y21を得た。得られた混合物Y21に対し、ノビルタ(NOB−130、ホソカワミクロン社製、動力5.5kw)を用いてインペラの周速度30m/sで15分間、混合処理を行って複合体予備粒子Y21を得た。得られた複合体予備粒子Y21を、還元雰囲気下において650℃で1時間焼成して、複合体Z21としてリチウムイオン二次電池用正極活物質(Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、炭素の量=9.0質量%)を得た。 98.0 g of the obtained composite Y 21 was fractionated and mixed with 2.0 g of graphite (corresponding to 2.0 mass% in terms of carbon atom in the active material) by a dry method using a ball mill to obtain a mixture Y 21 It was. The resulting mixture Y 21 was mixed with Nobilta (NOB-130, manufactured by Hosokawa Micron Corporation, power 5.5 kw) at an impeller peripheral speed of 30 m / s for 15 minutes to give composite preliminary particles Y 21 . Obtained. The resulting complex pre particles Y 21, and then calcined 1 hour at 650 ° C. under a reducing atmosphere, the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery as a complex Z 21 (Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4, Carbon amount = 9.0% by mass).

[実施例2−2]
実施例2−1で得られた複合体Y21を用い、かかる複合体Y21 97.0gとグラファイト3.0g(活物質中における炭素原子換算量で3.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例2−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、炭素の量=10.0質量%)を得た。
[Example 2-2]
Using a complex Y 21 obtained in Example 2-1, (equivalent to 3.0 wt% in terms of carbon atoms content in the active material in) such conjugates Y 21 97.0 g of graphite 3.0g and the mixture In the same manner as in Example 2-1, a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 , amount of carbon = 10.0 mass%) was obtained.

[比較例2−1]
実施例2−1で得られた複合体Y21を用い、かかる複合体Y21にグラファイト等のセルロースナノファイバー以外の炭素源を添加しなかった以外、実施例2−1と同様にしてリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO4、炭素の量=7.0質量%)を得た。
[Comparative Example 2-1]
Except that Example with complex Y 21 obtained in 2-1, was not added carbon source other than the cellulose nanofibers of graphite in such conjugates Y 21, the lithium ion in the same manner as in Example 2-1 A positive electrode active material for a secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 7.0% by mass) was obtained.

[実施例3−1]
NaOH0.60kg、水 9.0L、及びCNF 0.51kgを混合してスラリー水を得た。次いで、得られたスラリー水を、25℃の温度に保持しながら5分間撹拌しつつ85%のリン酸水溶液0.577kgを35mL/分で滴下し、続いて12時間、400rpmの速度で撹拌することにより、複合体X31を含有するスラリーX31を得た。かかるスラリーX31は、リン1モルに対し、3.00モルのナトリウムを含有していた。次いで、得られたスラリーX31に対し、窒素ガスをパージして溶存酸素濃度を0.5mg/Lに調整した後、FeSO・7HO 0.139kg、MnSO・5HO 0.964kg、MgSO・7HO 0.124kgを添加し、混合してスラリー水Y31を得た。次いで、得られたスラリー水Y31を窒素ガスでパージしたオートクレーブに投入し、200℃で3時間水熱反応を行った。オートクレーブ内の圧力は、1.4MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで結晶1質量部に対し、12質量部の水により洗浄した。洗浄した結晶を−50℃で12時間凍結乾燥して複合体Y31(粉末、式(C)で表される化学組成:NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO4、CNF由来の炭素量1.5質量%)を得た。
[Example 3-1]
0.60 kg of NaOH, 9.0 L of water, and 0.51 kg of CNF were mixed to obtain slurry water. Next, 0.577 kg of 85% phosphoric acid aqueous solution is dropped at 35 mL / min while stirring the obtained slurry water for 5 minutes while maintaining the temperature at 25 ° C., followed by stirring at a speed of 400 rpm for 12 hours. by obtain a slurry X 31 containing a complex X 31. The slurry X 31 contained 3.00 mol of sodium per mol of phosphorus. Next, the obtained slurry X 31 was purged with nitrogen gas to adjust the dissolved oxygen concentration to 0.5 mg / L, and then FeSO 4 · 7H 2 O 0.139 kg, MnSO 4 · 5H 2 O 0.964 kg. , 0.124 kg of MgSO 4 .7H 2 O was added and mixed to obtain slurry water Y 31 . Next, the obtained slurry water Y 31 was put into an autoclave purged with nitrogen gas, and a hydrothermal reaction was performed at 200 ° C. for 3 hours. The pressure in the autoclave was 1.4 MPa. The produced crystal was filtered, and then washed with 12 parts by mass of water with respect to 1 part by mass of the crystal. The washed crystal was freeze-dried at −50 ° C. for 12 hours to give composite Y 31 (powder, chemical composition represented by the formula (C): NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , CNF-derived carbon content 1.5 mass %).

得られた複合体Y31 98.0gを分取し、グラファイト 2.0g(活物質中における炭素原子換算量で2.0質量%に相当)とともにボールミルにより乾式で混合して混合物Y31を得た。得られた混合物Y31に対し、ノビルタ(NOB−130、ホソカワミクロン社製、動力5.5kw)を用いてインペラの周速度30m/sで15分間、混合処理を行って複合体予備粒子Y31を得た。
次いで、窒素ガスをパージした電気炉を用い、得られた複合体予備粒子Y31を、温度700℃で1時間焼成して、ナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO4、炭素の量=3.5質量%)を得た。
98.0 g of the obtained composite Y 31 was fractionated and mixed with 2.0 g of graphite (corresponding to 2.0 mass% in terms of carbon atom in the active material) by a dry method using a ball mill to obtain a mixture Y 31 . It was. The resulting mixture Y 31 was mixed with Nobilta (NOB-130, manufactured by Hosokawa Micron Corporation, power 5.5 kw) at an impeller peripheral speed of 30 m / s for 15 minutes to give composite preliminary particles Y 31 . Obtained.
Next, using an electric furnace purged with nitrogen gas, the obtained composite preparatory particles Y 31 were fired at a temperature of 700 ° C. for 1 hour to obtain a positive electrode active material for sodium ion secondary batteries (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 and the amount of carbon = 3.5% by mass).

[実施例3−2]
実施例3−1で得られた複合体Y31を用い、かかる複合体Y31 97.0gとグラファイト3.0g(活物質中における炭素原子換算量で3.0質量%に相当)とを混合した以外、実施例3−1と同様にしてナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO4、炭素の量=4.5質量%)を得た。
[Example 3-2]
Using the complex Y 31 obtained in Example 3-1, 97.0 g of the complex Y 31 and 3.0 g of graphite (corresponding to 3.0% by mass in terms of carbon atom in the active material) were mixed. In the same manner as in Example 3-1, a positive electrode active material for a sodium ion secondary battery (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , amount of carbon = 4.5 mass%) was obtained.

[比較例3−1]
実施例3−1で得られた複合体Y31を用い、かかる複合体Y3199.9gとケッチェンブラック0.1g(活物質中における炭素原子換算量で0.1質量%に相当)とを混合した以外、実施例3−1と同様にしてナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO4、炭素の量=1.6質量%)を得た。
[Comparative Example 3-1]
Using the composite Y 31 obtained in Example 3-1, 99.9 g of the composite Y 31 and 0.1 g of ketjen black (corresponding to 0.1% by mass in terms of carbon atom in the active material) A positive electrode active material for a sodium ion secondary battery (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , the amount of carbon = 1.6% by mass) was obtained in the same manner as in Example 3-1.

[比較例3−2]
実施例3−1で得られた複合体Y31を用い、かかる複合体Y31にグラファイト等のセルロースナノファイバー以外の炭素源を添加しなかった以外、実施例3−1と同様にしてナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO4、炭素の量=1.5質量%)を得た。
[Comparative Example 3-2]
Except that Example with complex Y 31 obtained in 3-1, was not added carbon source other than the cellulose nanofibers of graphite in such conjugates Y 31, sodium in the same manner as in Example 3-1 Ion A positive electrode active material for secondary battery (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , amount of carbon = 1.5% by mass) was obtained.

《吸着水分量の測定》
実施例1−1〜3−2及び比較例1−1〜3−2で得られた各正極活物質の吸着水分量は、下記方法にしたがって測定した。
正極活物質(複合体粒子)について、温度20℃、相対湿度50%の環境に1日間静置して平衡に達するまで水分を吸着させ、温度150℃まで昇温して20分間保持した後、さらに温度250℃まで昇温して20分間保持したときの、150℃から昇温を再開するときを始点、及び250℃での恒温状態を終えたときを終点とし、始点から終点までの間に揮発した水分量を、カールフィッシャー水分計(MKC−610、京都電子工業(株)製)で測定し、正極活物質における吸着水分量として求めた。
結果を表1〜3に示す。
<Measurement of adsorbed water content>
The adsorbed moisture content of each positive electrode active material obtained in Examples 1-1 to 3-2 and Comparative Examples 1-1 to 3-2 was measured according to the following method.
About the positive electrode active material (composite particle), after allowing it to stand for 1 day in an environment of a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50% and adsorbing moisture until reaching equilibrium, raising the temperature to 150 ° C. and holding for 20 minutes, Furthermore, when the temperature is raised to 250 ° C. and held for 20 minutes, the start point is when the temperature rise is resumed from 150 ° C., and the end point is when the constant temperature state at 250 ° C. is finished. The amount of water that volatilized was measured with a Karl Fischer moisture meter (MKC-610, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.) and determined as the amount of moisture adsorbed in the positive electrode active material.
The results are shown in Tables 1-3.

《二次電池を用いた充放電特性の評価》
実施例1−1〜3−2及び比較例1−1〜3−2で得られた正極活物質を用い、リチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池の正極を作製した。具体的には、得られた正極活物質、ケッチェンブラック、ポリフッ化ビニリデンを重量比90:3:7の配合割合で混合し、これにN−メチル−2−ピロリドンを加えて充分混練し、正極スラリーを調製した。正極スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔からなる集電体に塗工機を用いて塗布し、80℃で12時間の真空乾燥を行った。その後、φ14mmの円盤状に打ち抜いてハンドプレスを用いて16MPaで2分間プレスし、正極とした。
次いで、上記の正極を用いてコイン型二次電池を構築した。負極には、φ15mmに打ち抜いたリチウム箔を用いた。電解液には、エチレンカーボネート及びエチルメチルカーボネートを体積比1:1の割合で混合した混合溶媒に、LiPF(リチウムイオン二次電池の場合)もしくはNaPF(ナトリウムイオン二次電池の場合)を1mol/Lの濃度で溶解したものを用いた。セパレータには、ポリプロピレンなどの高分子多孔フィルムなど、公知のものを用いた。これらの電池部品を露点が−50℃以下の雰囲気で常法により組み込み収容し、コイン型二次電池(CR−2032)を製造した。
<< Evaluation of charge / discharge characteristics using secondary battery >>
Using the positive electrode active materials obtained in Examples 1-1 to 3-2 and Comparative Examples 1-1 to 3-2, positive electrodes of lithium ion secondary batteries or sodium ion secondary batteries were produced. Specifically, the obtained positive electrode active material, ketjen black and polyvinylidene fluoride were mixed at a weight ratio of 90: 3: 7, and N-methyl-2-pyrrolidone was added thereto and kneaded sufficiently. A positive electrode slurry was prepared. The positive electrode slurry was applied to a current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm using a coating machine, and vacuum dried at 80 ° C. for 12 hours. Thereafter, it was punched into a disk shape of φ14 mm and pressed at 16 MPa for 2 minutes using a hand press to obtain a positive electrode.
Next, a coin-type secondary battery was constructed using the positive electrode. A lithium foil punched to φ15 mm was used for the negative electrode. In the electrolyte solution, LiPF 6 (in the case of a lithium ion secondary battery) or NaPF 6 (in the case of a sodium ion secondary battery) is mixed in a mixed solvent in which ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 1. Those dissolved at a concentration of 1 mol / L were used. As the separator, a known one such as a polymer porous film such as polypropylene was used. These battery components were assembled and housed in a conventional manner in an atmosphere with a dew point of −50 ° C. or lower to produce a coin-type secondary battery (CR-2032).

製造した二次電池を用い、充放電試験を行った。リチウムイオン電池の場合には、充電条件を電流1CA(330mA/g)、電圧4.5Vの定電流定電圧充電とし、放電条件を1CA(330mA/g)、終止電圧1.5Vの定電流放電として、1CAにおける放電容量を求めた。ナトリウムイオン電池の場合には、充電条件を電流1CA(154mA/g)、電圧4.5Vの定電流定電圧充電とし、放電条件を1CA(154mA/g)、終止電圧2.0Vの定電流放電として、1CAにおける放電容量を求めた。さらに、同様の充放電条件において、50サイクル繰り返し試験を行い、下記式(2)により容量保持率(%)を求めた。なお、充放電試験は全て30℃で行った。
容量保持率(%)=(50サイクル後の放電容量)/(2サイクル後の放電容量) ×100 ・・・(2)
結果を表1〜3に示す。
A charge / discharge test was performed using the manufactured secondary battery. In the case of a lithium ion battery, the charging condition is a constant current and constant voltage charge with a current of 1 CA (330 mA / g) and a voltage of 4.5 V, the discharge condition is 1 CA (330 mA / g), and a constant current discharge with a final voltage of 1.5 V. As a result, the discharge capacity at 1 CA was obtained. In the case of a sodium ion battery, the charging conditions are a constant current and constant voltage charging with a current of 1 CA (154 mA / g) and a voltage of 4.5 V, the discharging conditions are a constant current discharge of 1 CA (154 mA / g) and a final voltage of 2.0 V. As a result, the discharge capacity at 1 CA was obtained. Furthermore, 50 cycle repetition tests were performed under the same charge / discharge conditions, and the capacity retention rate (%) was determined by the following formula (2). All charge / discharge tests were performed at 30 ° C.
Capacity retention (%) = (discharge capacity after 50 cycles) / (discharge capacity after 2 cycles) × 100 (2)
The results are shown in Tables 1-3.

Figure 2016171057
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Figure 2016171057
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Figure 2016171057
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上記結果より、実施例の正極活物質は、比較例の正極活物質に比して、確実に吸着水分量を低減することができるとともに、得られる電池においても優れた性能を発揮できることがわかる。   From the above results, it can be seen that the positive electrode active material of the example can surely reduce the amount of adsorbed moisture as compared with the positive electrode active material of the comparative example, and can also exhibit excellent performance in the obtained battery.

Claims (8)

少なくとも鉄又はマンガンを含む下記式(A)、(B)又は(C):
LiFeaMnbcPO4・・・(A)
(式(A)中、MはMg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。a、b及びcは、0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦0.2、及び2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数を示す。)
Li2FeMnSiO4・・・(B)
(式(B)中、NはNi、Co、Al、Zn、V又はZrを示す。d、e及びfは、0≦d≦1、0≦e≦1、及び0≦f<1、2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数を示す。)
NaFeMnPO4・・・(C)
(式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。を示す。g、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、0≦i<1、及び2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数を示す。)
で表される酸化物と、セルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体に、グラファイトが担持してなる二次電池用正極活物質。
The following formula (A), (B) or (C) containing at least iron or manganese:
LiFe a Mn b M c PO 4 (A)
(In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. A, b, and c are 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 0.2, and 2a + 2b + (M valence) × c = 2 and a number satisfying a + b ≠ 0 are shown.)
Li 2 Fe d Mn e N f SiO 4 ··· (B)
(In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr. D, e, and f are 0 ≦ d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1, and 0 ≦ f <1, 2d + 2e +. (The valence of N) × f = 2 is satisfied, and d + e ≠ 0 is satisfied.)
NaFe g Mn h Q i PO 4 (C)
(In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. G, h, and i are 0. ≦ g ≦ 1, 0 ≦ h ≦ 1, 0 ≦ i <1, and 2g + 2h + (Q valence) × i = 2 and a number satisfying g + h ≠ 0 are shown.
A positive electrode active material for a secondary battery, in which graphite is supported on a composite containing an oxide represented by formula (II) and carbon derived from cellulose nanofibers.
セルロースナノファイバー由来の炭素の原子換算量が、0.5〜15質量%である請求項1に記載の二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a secondary battery according to claim 1, wherein the amount of carbon derived from cellulose nanofibers is 0.5 to 15% by mass. グラファイトの平均粒子径が、0.5〜20μmである請求項1又は2に記載の二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the graphite has an average particle size of 0.5 to 20 µm. 酸化物とセルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体が、リチウム化合物又はナトリウム化合物、リン酸化合物又はケイ酸化合物、並びに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含み、かつセルロースナノファイバーを含むスラリー水の、水熱反応物である請求項1〜3のいずれか1項に記載の二次電池用正極活物質。   A composite containing an oxide and carbon derived from cellulose nanofibers includes a lithium compound or sodium compound, a phosphoric acid compound or silicic acid compound, and at least an iron compound or a manganese compound, and slurry water containing cellulose nanofibers, The positive electrode active material for a secondary battery according to any one of claims 1 to 3, which is a hydrothermal reaction product. 少なくとも鉄又はマンガンを含む下記式(A)、(B)又は(C):
LiFeaMnbcPO4・・・(A)
(式(A)中、MはMg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。a、b及びcは、0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦0.2、及び2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数を示す。)
Li2FeMnSiO4・・・(B)
(式(B)中、NはNi、Co、Al、Zn、V又はZrを示す。d、e及びfは、0≦d≦1、0≦e≦1、及び0≦f<1、2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数を示す。)
NaFeMnPO4・・・(C)
(式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。を示す。g、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、0≦i<1、及び2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数を示す。)
で表される酸化物と、セルロースナノファイバー由来の炭素とを含む複合体に、グラファイトが担持してなる二次電池用正極活物質の製造方法であって、酸化物とセルロースナノファイバーとを含む複合体に、グラファイトを添加する工程を含み、
セルロースナノファイバーの炭素原子換算量に対するグラファイトの添加量が、質量比(グラファイト/セルロースナノファイバー)で0.08〜6であり、かつ
リチウム化合物又はナトリウム化合物と、セルロースナノファイバーを含む混合物Xに、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合して複合体Xを得る工程(I)、
得られた複合体Xと、少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を含有するスラリー水Yを水熱反応に付して複合体Yを得る工程(II)、
得られた複合体Yにグラファイトを添加して圧縮力及びせん断力を付加しながら混合し、複合体Zを得る工程(III)、並びに
得られた複合体Zを還元雰囲気又は不活性雰囲気中で焼成する工程(IV)
を備える二次電池用正極活物質の製造方法。
The following formula (A), (B) or (C) containing at least iron or manganese:
LiFe a Mn b M c PO 4 (A)
(In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. A, b, and c are 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 0.2, and 2a + 2b + (M valence) × c = 2 and a number satisfying a + b ≠ 0 are shown.)
Li 2 Fe d Mn e N f SiO 4 ··· (B)
(In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr. D, e, and f are 0 ≦ d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1, and 0 ≦ f <1, 2d + 2e +. (The valence of N) × f = 2 is satisfied, and d + e ≠ 0 is satisfied.)
NaFe g Mn h Q i PO 4 (C)
(In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. G, h, and i are 0. ≦ g ≦ 1, 0 ≦ h ≦ 1, 0 ≦ i <1, and 2g + 2h + (Q valence) × i = 2 and a number satisfying g + h ≠ 0 are shown.
A method for producing a positive electrode active material for a secondary battery in which graphite is supported on a composite containing an oxide represented by the above and carbon derived from cellulose nanofibers, the oxide and the cellulose nanofibers. Adding a graphite to the composite;
The addition amount of graphite with respect to the carbon atom equivalent amount of cellulose nanofiber is 0.08 to 6 in mass ratio (graphite / cellulose nanofiber), and lithium X or sodium compound and mixture X containing cellulose nanofiber, A step of obtaining a complex X by mixing a phosphoric acid compound or a silicic acid compound (I),
Step (II) of obtaining the composite Y by subjecting the obtained composite X and slurry water Y containing a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound to a hydrothermal reaction.
Step (III) for obtaining composite Z by adding graphite to the obtained composite Y and adding compression force and shearing force, and the obtained composite Z in a reducing atmosphere or an inert atmosphere Firing step (IV)
A method for producing a positive electrode active material for a secondary battery.
工程(III)における圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する時間が、5〜90分間である請求項5に記載の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 secondary battery according to claim 5, wherein the mixing time in the step (III) while applying the compressive force and shear force is 5 to 90 minutes. 工程(III)におけるグラファイトの添加量が、0.3〜5質量%である請求項5又は6に記載の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 secondary battery according to claim 5 or 6, wherein the amount of graphite added in step (III) is 0.3 to 5 mass%. 工程(III)における圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する処理が、周速度25〜40m/sで回転するインペラを備えた密閉容器内で行う処理である請求項5〜7のいずれか1項に記載の二次電池用正極活物質の製造方法。   The process of mixing while applying a compressive force and a shearing force in the step (III) is a process performed in a closed container provided with an impeller rotating at a peripheral speed of 25 to 40 m / s. The manufacturing method of the positive electrode active material for secondary batteries as described in an item.
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