JP2017050056A - Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, manufacturing method thereof, and nonaqueous electrolyte secondary battery arranged by use thereof - Google Patents

Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, manufacturing method thereof, and nonaqueous electrolyte secondary battery arranged by use thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2017050056A
JP2017050056A JP2015170142A JP2015170142A JP2017050056A JP 2017050056 A JP2017050056 A JP 2017050056A JP 2015170142 A JP2015170142 A JP 2015170142A JP 2015170142 A JP2015170142 A JP 2015170142A JP 2017050056 A JP2017050056 A JP 2017050056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lithium
positive electrode
active material
electrode active
electrolyte secondary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015170142A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6582750B2 (en
Inventor
横山 潤
Jun Yokoyama
潤 横山
小向 哲史
Tetsushi Komukai
哲史 小向
佑樹 古市
Yuki Furuichi
佑樹 古市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2015170142A priority Critical patent/JP6582750B2/en
Publication of JP2017050056A publication Critical patent/JP2017050056A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6582750B2 publication Critical patent/JP6582750B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery, which enables the achievement of a high capacity and a high output power when used as a positive electrode material even with a simple process.SOLUTION: A method for manufacturing a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery material comprises: a mixing step for obtaining a mixture by mixing particles of a nickel composite oxide expressed by the general formula, NiCoMO(where 0≤x≤0.35, 0≤y≤0.35, and M represents at least one element selected from Mn and others), a lithium compound of which the ratio Li/Me of a number of lithium atoms to a total number Me of Ni, Co and M atoms included in the nickel composite oxide particles is 0.95-1.20, and a tungsten compound of which the number of tungsten atoms to the total number Me is 0.06-0.50 atom%; and a sintering step for sintering the mixture at 600-800°C under an oxidizing atmosphere.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および該正極活物質を用いた非水系電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a method for producing the same, and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material.

近年、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯電子機器の普及に伴い、高いエネルギー密度を有する小型で軽量な二次電池の開発が強く望まれている。またハイブリット自動車を始めとする電気自動車用の電池として高出力の二次電池の開発が強く望まれている。   In recent years, with the widespread use of portable electronic devices such as mobile phones and laptop computers, development of small and lightweight secondary batteries having high energy density is strongly desired. In addition, the development of a high output secondary battery is strongly desired as a battery for electric vehicles such as hybrid vehicles.

このような要求を満たす二次電池として、リチウムイオン二次電池に代表される非水系電解質二次電池がある。このリチウムイオン二次電池は、負極及び正極と電解液等で構成され、負極及び正極の活物質は、リチウムを脱離及び挿入することの可能な材料が用いられている。   As a secondary battery satisfying such a requirement, there is a non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery. This lithium ion secondary battery includes a negative electrode, a positive electrode, an electrolyte, and the like, and a material capable of detaching and inserting lithium is used as an active material for the negative electrode and the positive electrode.

これまで主に提案されている正極活物質の材料としては、合成が比較的容易なリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO)や、コバルトよりも安価なニッケルを用いたリチウムニッケル複合酸化物(LiNiO)、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3)、マンガンを用いたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn)などを挙げることができる。 As materials for the positive electrode active material mainly proposed so far, lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) that is relatively easy to synthesize, or lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ) using nickel that is cheaper than cobalt. ), Lithium nickel cobalt manganese composite oxide (LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ), lithium manganese composite oxide (LiMn 2 O 4 ) using manganese, and the like.

中でも、層状又はスピネル型のリチウムニッケル複合酸化物粒子を正極材料に用いたリチウムイオン二次電池は、4V級の高い電圧が得られるため、高いエネルギー密度を有する電池として実用化が進んでいる。すなわち、リチウムニッケル複合酸化物粒子は、サイクル特性が良く、低抵抗で高出力が得られる材料として注目されており、近年ではこのリチウムニッケル複合酸化物粒子の高出力化に必要な低抵抗化の研究が重要視されている。   Among them, a lithium ion secondary battery using layered or spinel type lithium nickel composite oxide particles as a positive electrode material is being put to practical use as a battery having a high energy density because a high voltage of 4V class can be obtained. In other words, lithium nickel composite oxide particles have been attracting attention as a material with good cycle characteristics and low resistance and high output. In recent years, the lithium nickel composite oxide particles have a low resistance necessary for high output of the lithium nickel composite oxide particles. Research is regarded as important.

上記低抵抗化を実現する方法として異元素の添加が用いられており、とりわけW、Mo、Nb、Ta、Reなどの高価数をとることができる遷移金属が有用とされている。   Addition of foreign elements is used as a method for realizing the low resistance, and transition metals capable of taking high numbers such as W, Mo, Nb, Ta, Re, etc. are particularly useful.

例えば、特許文献1には、Mo、W、Nb、Ta及びReから選ばれる1種以上の元素が、Mn、Ni及びCoの合計モル量に対して0.1〜5モル%含有されているリチウム二次電池正極材料用リチウム遷移金属系化合物粉体が提案され、一次粒子の表面部分のLi並びにMo、W、Nb、Ta及びRe以外の金属元素の合計に対するMo、W、Nb、Ta及びReの合計の原子比が、一次粒子全体の該原子比の5倍以上であることが好ましいとされている。   For example, Patent Document 1 contains one or more elements selected from Mo, W, Nb, Ta, and Re in an amount of 0.1 to 5 mol% with respect to the total molar amount of Mn, Ni, and Co. Lithium transition metal compound powder for a lithium secondary battery positive electrode material has been proposed, and Mo, W, Nb, Ta, and Li in the surface portion of primary particles and the total of metal elements other than Mo, W, Nb, Ta, and Re The total atomic ratio of Re is preferably 5 times or more of the atomic ratio of the entire primary particle.

この提案によれば、リチウム二次電池正極材料用リチウム遷移金属系化合物粉体の低コスト化及び高安全性化と高負荷特性、粉体取り扱い性向上の両立を図ることができるとされている。しかし、この特許文献1では、0157段落にあるように焼成温度が800℃以上と高く、リチウムニッケル複合酸化物中にW等の一部が固溶してしまったり、部分的にリチウムニッケル複合酸化物の二次粒子同士の焼結が進行し、粗大化してしまったりして、リチウムニッケル複合酸化物粒子について高出力化ができないという問題があった。   According to this proposal, it is said that it is possible to achieve both low cost and high safety of lithium transition metal-based compound powder for lithium secondary battery positive electrode material, high load characteristics, and improved powder handleability. . However, in Patent Document 1, the firing temperature is as high as 800 ° C. or higher as described in paragraph 0157, and some of W and the like are dissolved in the lithium nickel composite oxide, or partially lithium nickel composite oxide. There is a problem that the sintering of the secondary particles of the product progresses and becomes coarse, and it is impossible to increase the output of the lithium nickel composite oxide particles.

また、特許文献2には、少なくとも層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物を有する非水電解質二次電池用正極活物質であって、そのリチウム遷移金属複合酸化物は、一次粒子及びその凝集体である二次粒子の一方又は両方からなる粒子の形態で存在し、その粒子の少なくとも表面に、モリブデン、バナジウム、タングステン、ホウ素及びフッ素からなる群から選ばれる少なくとも1種を備える化合物を有する非水電解質二次電池用正極活物質が提案されている。   Patent Document 2 discloses a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having at least a layered lithium transition metal composite oxide, the lithium transition metal composite oxide comprising primary particles and aggregates thereof. A non-aqueous electrolyte having a compound which is present in the form of particles composed of one or both of secondary particles, and which has at least one surface selected from the group consisting of molybdenum, vanadium, tungsten, boron and fluorine on at least the surface of the particles A positive electrode active material for a secondary battery has been proposed.

これにより、より一層厳しい使用環境下においても優れた電池特性を有する非水電解質二次電池用正極活物質が得られるとされ、特に、粒子の表面にモリブデン、バナジウム、タングステン、ホウ素及びフッ素からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する化合物を有することにより、熱安定性、負荷特性及び出力特性の向上を損なうことなく、初期特性が向上するとしている。   As a result, it is said that a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent battery characteristics even under a severer usage environment can be obtained. In particular, the surface of the particles is composed of molybdenum, vanadium, tungsten, boron and fluorine. By having a compound having at least one selected from the group, the initial characteristics are improved without impairing the improvement of thermal stability, load characteristics and output characteristics.

しかしながら、このモリブデン、バナジウム、タングステン、ホウ素及びフッ素からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加元素による効果は、初期特性、すなわち初期放電容量及び初期効率の向上にあるとされ、出力特性に言及したものではない。また、開示されている製造方法によれば、添加元素をリチウム化合物と同時に熱処理した水酸化物と混合して焼成するため、リチウムニッケル複合酸化物を作った後に、モリブデン化合物を添加することとなり、リチウムニッケル複合酸化物粒子を得る工程が複雑になるという問題があった。   However, the effect of at least one additive element selected from the group consisting of molybdenum, vanadium, tungsten, boron and fluorine is considered to be an improvement in initial characteristics, that is, initial discharge capacity and initial efficiency, and refers to output characteristics. It is not a thing. In addition, according to the disclosed manufacturing method, since the additive element is mixed with the hydroxide that has been heat-treated simultaneously with the lithium compound and fired, the molybdenum nickel compound oxide is formed and then the molybdenum compound is added. There has been a problem that the process of obtaining lithium nickel composite oxide particles becomes complicated.

さらに、特許文献3には、正極活物質の周りにTi、Al、Sn、Bi、Cu、Si、Ga、W、Zr、B、Moから選ばれた少なくとも一種を含む金属および/またはこれら複数個の組み合わせにより得られる金属間化合物、および/または酸化物を被覆した正極活物質が提案されている。   Further, Patent Document 3 discloses a metal including at least one selected from Ti, Al, Sn, Bi, Cu, Si, Ga, W, Zr, B, and Mo around the positive electrode active material and / or a plurality of these. There has been proposed a positive electrode active material coated with an intermetallic compound and / or an oxide obtained by combining the above.

このような被覆により、酸素ガスを吸収させ安全性を確保できるとしているが、出力特性に関しては全く開示されていない。また、開示されている製造方法は、遊星ボールミルを用いて被覆するものであり、このような被覆方法では、正極活物質に物理的なダメージを与えてしまうことにより、高出力化に必要な低抵抗化が難しいという問題があった。   Such a coating can absorb oxygen gas and ensure safety, but no output characteristics are disclosed. Further, the disclosed manufacturing method is a method of coating using a planetary ball mill, and in such a coating method, physical damage is caused to the positive electrode active material, so that a low power necessary for high output is obtained. There was a problem that resistance was difficult.

また、特許文献4には、ニッケル酸リチウムを主体とする複合酸化物粒子にタングステン酸化合物を被着させて加熱処理を行ったもので、炭酸イオンの含有量が0.15重量%以下である正極活物質が提案されている。   In Patent Document 4, a composite oxide particle mainly composed of lithium nickelate is subjected to heat treatment by adhering a tungstic acid compound, and the content of carbonate ions is 0.15% by weight or less. A positive electrode active material has been proposed.

この提案によれば、正極活物質の表面にタングステン酸化合物又はタングステン酸化合物の分解物が存在し、充電状態における複合酸化物粒子表面の酸化活性を抑制するため、非水電解液等の分解によるガス発生を抑制することができるとしているが、出力特性に関しては全く開示されていない。   According to this proposal, there is a tungstic acid compound or a decomposition product of the tungstic acid compound on the surface of the positive electrode active material, and the oxidation activity on the surface of the composite oxide particles in the charged state is suppressed. Although gas generation can be suppressed, the output characteristics are not disclosed at all.

さらに、開示されている製造方法は、好ましくは被着成分を溶解した溶液の沸点以上に加熱した複合酸化物粒子に、タングステン酸化合物とともに硫酸化合物、硝酸化合物、ホウ酸化合物又はリン酸化合物を被着成分として溶媒に溶解した溶液を被着させるものであり、溶媒を短時間で除去するため、複合酸化物粒子表面にタングステン化合物が十分に分散されず、均一に被着されない。これにより高出力化に必要な低抵抗化が難しいという問題点がある。   Further, the disclosed production method preferably comprises applying a sulfate compound, a nitrate compound, a borate compound or a phosphate compound together with a tungstic acid compound to the composite oxide particles heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the solution in which the deposition component is dissolved. A solution dissolved in a solvent is applied as an adhesion component, and the solvent is removed in a short time. Therefore, the tungsten compound is not sufficiently dispersed on the surface of the composite oxide particles and is not uniformly applied. As a result, there is a problem that it is difficult to reduce the resistance required for high output.

また、リチウムニッケル複合酸化物粒子の高出力化に関する改善も行われている。
例えば特許文献5には、一次粒子および、その一次粒子が凝集して構成された二次粒子からなるリチウムニッケル複合酸化物粒子であって、そのリチウムニッケル複合酸化物粒子の表面に、LiWO、LiWO、Liのいずれかで表されるタングステン酸リチウムを含む微粒子を有する非水系電解質二次電池用正極活物質が提案され、高容量とともに高出力が得られるとされている。
In addition, improvements relating to higher output of lithium nickel composite oxide particles have also been made.
For example, Patent Document 5 discloses lithium nickel composite oxide particles composed of primary particles and secondary particles formed by agglomerating the primary particles, and Li 2 WO on the surface of the lithium nickel composite oxide particles. 4 , a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having fine particles containing lithium tungstate represented by any one of Li 4 WO 5 and Li 6 W 2 O 9 is proposed, and high output is obtained with high capacity It is said that.

しかし、特許文献5では、リチウムニッケル複合酸化物を作った後にタングステン化合物を添加しているため、リチウムニッケル複合酸化物粒子を得る工程が複雑になるという問題があった。また、リチウムを含むアルカリ溶液にタングステンを溶解させ、リチウムニッケル複合酸化物と混合することにより添加することから、過剰なリチウムが電池特性を低下させるという問題もあった。   However, in Patent Document 5, since the tungsten compound is added after the lithium nickel composite oxide is formed, there is a problem that the process of obtaining the lithium nickel composite oxide particles is complicated. Moreover, since tungsten is dissolved in an alkaline solution containing lithium and added by mixing with lithium-nickel composite oxide, there is a problem that excessive lithium deteriorates battery characteristics.

特開2009‐289726号公報JP 2009-289726 A 特開2005‐251716号公報JP 2005-251716 A 特開平11‐16566号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-16566 特開2010‐40383号公報JP 2010-40383 A 特開2013‐125732号公報JP 2013-125732 A

本発明は上記事情に鑑み、正極に用いられた場合に高容量とともに高出力が得られる非水系電解質二次電池用正極活物質を提供することを目的とする。また、単純な工程であっても、前記正極活物質が得られる製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery that can provide a high output with a high capacity when used in a positive electrode. Another object of the present invention is to provide a production method capable of obtaining the positive electrode active material even in a simple process.

本発明者は、上記課題を解決するため、非水系電解質二次電池用正極活物質として用いられているリチウムニッケル複合酸化物粒子の粉体特性、および電池の正極抵抗に対する影響について鋭意研究したところ、リチウムニッケル複合酸化物粒子の一次粒子表面にリチウムタングステン化合物を形成させるとともに炭酸リチウムの生成を抑制することで高い電池容量(充放電容量)と出力特性を有する正極活物質を得ることができるとの知見を得た。また、前記正極活物質は、ニッケル複合酸化物粒子に、リチウム化合物とタングステン化合物を混合し、焼成することにより得られるとの知見を得て、本発明を完成した。
第1発明の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法は、一般式:LiNi1−x−yCo2+α(ただし、0≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.0006≦c≦0.0050、0.95≦a≦1.20、0≦α≦0.20、Mは、Mn、V、Mg、Mo、Nb、TiおよびAlから選ばれる少なくとも1種の元素)で表され、一次粒子および一次粒子が凝集して形成された二次粒子とからなるリチウム金属複合酸化物粒子から構成された非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法であって、一般式:Ni1−x−yCoで表されるニッケル複合酸化物粒子と、該ニッケル複合酸化物粒子に含まれるNi、CoおよびMの原子数の合計Meと、リチウム原子数との比Li/Meが0.95〜1.20となるリチウム化合物と、Meに対するタングステン原子数が0.06〜0.50原子%となるタングステン化合物と、を混合して混合物を得る混合工程と、該混合物が酸化性雰囲気中で、600〜800℃で焼成して、一次粒子表面にリチウムタングステン化合物が形成されたリチウムニッケル複合酸化物粒子を得る焼成工程と、を有する、ことを特徴とする。
第2発明の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法は、第1発明において、リチウムタングステン化合物が微粒子状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmであることを特徴とする。
第3発明の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法は、第1発明において、リチウムタングステン化合物が膜状であり、該膜の厚さが1〜100nmであることを特徴とする。
第4発明の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法は、第1発明において、前記リチウムタングステン化合物が微粒子状および膜状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmであり、該膜の厚さが1〜100nmであることを特徴とする。
第5発明の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法は、第1発明から第4発明において、リチウム化合物が、水酸化リチウム、炭酸リチウム、酢酸リチウムから選択される少なくとも1種であることを特徴とする。
第6発明の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法は、第1発明から第5発明において、タングステン化合物が、酸化タングステン、タングステン酸、パラタングステン酸アンモニウムから選択される少なくとも1種であることを特徴とする。
第7発明の非水系電解質二次電池用正極活物質は、一般式:LiNi1−x−yCo2+α(ただし、0≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.0006≦c≦0.005、0.95≦a≦1.20、0≦α≦0.20、MはMn、V、Mg、Mo、Nb、TiおよびAlから選ばれる少なくとも1種の元素)で表され、一次粒子および一次粒子が凝集して形成された二次粒子とからなるリチウム金属複合酸化物粒子から構成された非水系電解質二次電池用正極活物質であって、前記リチウム金属複合酸化物の一次粒子の表面にリチウムタングステン化合物が形成され、前記リチウムニッケル複合酸化物粒子の表面に存在する炭酸リチウムに含まれるリチウム量が、正極活物質に対して、0.02質量%以下であることを特徴とする。
第8発明の非水系電解質二次電池用正極活物質は、第7発明において、前記リチウムタングステン化合物が微粒子状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmであることを特徴とする。
第9発明の非水系電解質二次電池用正極活物質は、第7発明において、前記リチウムタングステン化合物が膜状であり、該膜の厚さが1〜100nmであることを特徴とする。
第10発明の非水系電解質二次電池用正極活物質は、第7発明において、前記リチウムタングステン化合物が微粒子状および膜状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmであり、該膜の厚さが1〜100nmであることを特徴とする。
第11発明の非水系電解質二次電池は、第7発明から第11発明の非水系電解質二次電池用正極活物質を含む正極を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has conducted intensive research on the powder characteristics of lithium nickel composite oxide particles used as a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and the influence on the positive electrode resistance of the battery. When a positive electrode active material having high battery capacity (charge / discharge capacity) and output characteristics can be obtained by forming a lithium tungsten compound on the surface of primary particles of lithium nickel composite oxide particles and suppressing the formation of lithium carbonate I got the knowledge. In addition, the inventors have obtained the knowledge that the positive electrode active material can be obtained by mixing a nickel compound oxide particle with a lithium compound and a tungsten compound and firing the mixture, thereby completing the present invention.
The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the first invention, the general formula: Li a Ni 1-x- y Co x M y W c O 2 + α ( although, 0 ≦ x ≦ 0.35,0 ≦ y ≦ 0.35, 0.0006 ≦ c ≦ 0.0050, 0.95 ≦ a ≦ 1.20, 0 ≦ α ≦ 0.20, M is Mn, V, Mg, Mo, Nb, Ti and A positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery composed of lithium metal composite oxide particles composed of primary particles and secondary particles formed by agglomeration of primary particles, represented by at least one element selected from Al) a method of manufacturing an active material, the general formula: Ni 1-x-y Co x M and nickel composite oxide particles represented by y O 2, Ni contained in the nickel composite oxide particles, Co and M The ratio Li / Me between the total number of atoms Me and the number of lithium atoms is 0.9. A mixing step of mixing a lithium compound having a molecular weight of ˜1.20 and a tungsten compound having a tungsten atom number of 0.06 to 0.50 atomic% with respect to Me to obtain a mixture; And firing at 600 to 800 ° C. to obtain lithium nickel composite oxide particles in which a lithium tungsten compound is formed on the surface of the primary particles.
The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the second invention is characterized in that, in the first invention, the lithium tungsten compound is in the form of fine particles, and the particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm.
A method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to a third invention is characterized in that, in the first invention, the lithium tungsten compound is in a film form, and the thickness of the film is 1 to 100 nm.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery. In the first aspect, the lithium tungsten compound is in the form of fine particles and a film, and the fine particles have a particle size of 1 to 500 nm. The thickness of the film is 1 to 100 nm.
The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to a fifth aspect of the present invention is the first to fourth aspects, wherein the lithium compound is at least one selected from lithium hydroxide, lithium carbonate, and lithium acetate. It is characterized by that.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the tungsten compound is at least one selected from tungsten oxide, tungstic acid, and ammonium paratungstate in the first to fifth inventions. It is characterized by being.
The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the seventh aspect of the present invention have the general formula: Li a Ni 1-x- y Co x M y W c O 2 + α ( although, 0 ≦ x ≦ 0.35,0 ≦ y ≦ 0.35, 0.0006 ≦ c ≦ 0.005, 0.95 ≦ a ≦ 1.20, 0 ≦ α ≦ 0.20, M is selected from Mn, V, Mg, Mo, Nb, Ti, and Al A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery composed of lithium metal composite oxide particles composed of primary particles and secondary particles formed by aggregation of primary particles. Then, a lithium tungsten compound is formed on the surface of the primary particle of the lithium metal composite oxide, and the amount of lithium contained in the lithium carbonate present on the surface of the lithium nickel composite oxide particle is 0 with respect to the positive electrode active material. 0.02% by mass or less It is characterized by.
The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to an eighth aspect of the invention is characterized in that, in the seventh aspect, the lithium tungsten compound is in the form of fine particles, and the particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm.
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to a ninth invention is characterized in that, in the seventh invention, the lithium tungsten compound is in a film form, and the thickness of the film is 1 to 100 nm.
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to a tenth aspect of the present invention is the positive electrode active material according to the seventh aspect, wherein the lithium tungsten compound is in the form of fine particles and a film, and the particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm. Is 1 to 100 nm.
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to an eleventh aspect of the invention includes a positive electrode including the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries according to the seventh to eleventh aspects of the invention.

第1発明によれば、ニッケル複合酸化物粒子と、リチウム化合物と、タングステン化合物が同時に混合され混合物を得る混合工程があることにより、従来リチウムニッケル複合酸化物が焼成により作製された後、タングステン化合物が添加されていた複雑な工程を、単純化することができる。
また、ニッケル複合酸化物粒子が一般式:Ni1−x−yCo(ただし、0≦x≦0.35、0≦y≦0.35、MはMn、V、Mg、Mo、Nb、Ti及びAlから選ばれる少なくとも1種の元素)で表され、リチウム化合物がニッケル複合酸化物粒子に含まれるNi、CoおよびMの原子数の合計Meと、リチウム原子数との比Li/Meが0.95〜1.20となることにより、リチウムニッケル複合酸化物粒子とリチウムタングステン化合物を合成するためのLi量を好ましい範囲とすることができ、工程を単純化した場合でも高い充放電容量及び十分な出力特性を得ることができる。
加えて、タングステン化合物がMeに対するタングステン原子数が0.06〜0.50原子%となることにより、リチウムタングステン化合物を合成するためのタングステン量を好ましい範囲とすることができ、高い充放電容量及び十分な出力特性を得ることができる。
更に、混合物が酸化性雰囲気下で、600〜800℃で焼成されることで、一次粒子表面にリチウムタングステン化合物が形成されたリチウムニッケル複合酸化物粒子を得ることができ、またリチウムタングステン化合物の生成により余剰なリチウムの残留を抑制することができ、低抵抗化が可能でかつ高容量の正極活物質の製造工程が提供できる。
第2発明によれば、リチウムタングステン化合物が微粒子状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmであることにより、低抵抗化が可能な正極活物質が得られる。すなわち、粒子径が1nm未満では、微細な粒子が十分なリチウムイオン伝導度を有しない場合があり、粒子径が500nmを超えると、微粒子による被覆の形成が不均一になり、反応抵抗の低減効果が十分に得られない。
第3発明によれば、リチウムタングステン化合物が膜状であり、該膜の厚さが1〜100nmであることにより、低抵抗化が可能な正極活物質が得られる。すなわち、膜厚が1nm未満では、リチウムイオン伝導度を有しない場合があり、膜厚が100nmを超えると比表面積の低下で電解液との接触面積が小さくなって、反応抵抗の低減効果が十分に得られない。
第4発明によれば、リチウムタングステン化合物が微粒子状および膜状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmであり、該膜の厚さが1〜100nmであることにより、より低抵抗化が可能な正極活物質が得られる。
第5発明によれば、リチウム化合物が、水酸化リチウム、炭酸リチウム、酢酸リチウムから選択される少なくとも1種であることにより、高容量の正極活物質が得られる。すなわち、リチウム化合物として、ハロゲン化物や酸化リチウムを考慮した場合、ハロゲン化物では元素が不純物として入り込んだり、酸化リチウムでは、反応不十分となったりすることがあるのに対し、水酸化リチウム、炭酸リチウム、酢酸リチウムではそのようなことがない。
第6発明によれば、タングステン化合物が、酸化タングステン、タングステン酸、パラタングステン酸アンモニウムから選択される少なくとも1種であることにより、低抵抗化が可能で高容量の正極活物質が得られる。すなわちタングステン化合物として、ハロゲン化物やタングステン酸ナトリウム等を考慮した場合、ハロゲン元素やナトリウムが不純物として残留することで低抵抗化が難しくなり、電池容量が低下するところ、酸化タングステン、タングステン酸、パラタングステン酸アンモニウムではそのようなことがない。
第7発明によれば、リチウムニッケル複合酸化物粒子の一次粒子の表面にリチウムタングステン化合物が形成され、その表面に存在する炭酸リチウムに含まれるリチウム量が、正極活物質に対して、0.02質量%以下とすることにより、低抵抗と高容量が可能であり、かつ充放電を繰り返す過程で発生するガス量を抑制することができ、二次電池の性能劣化を抑制できるとともに、その電池の安全性を向上させることができる。
第8発明によれば、リチウムタングステン化合物が微粒子状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmであることにより、より低抵抗化が可能な正極活物質が得られる。すなわち、粒子径が1nm未満では、微細な粒子が十分なリチウムイオン伝導度を有しない場合があり、粒子径が500nmを超えると、微粒子による被覆の形成が不均一になり、反応抵抗の低減効果が十分に得られない。
第9発明によれば、リチウムタングステン化合物が膜状であり、該膜の厚さが1〜100nmであることにより、より低抵抗化が可能な正極活物質が得られる。すなわち、膜厚が1nm未満では、リチウムイオン伝導度を有しない場合があり、膜厚が100nmを超えると比表面積の低下で、電解液との接触面積が小さくなって、反応抵抗の低減効果が十分に得られない。
第10発明によれば、リチウムタングステン化合物が微粒子状および膜状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmであり、該膜の厚さが1〜100nmであることにより、より低抵抗化が可能な正極活物質が得られる。
第11発明によれば、上記非水系電解質二次電池用正極活物質を含む正極を有することにより、高容量で出力特性が良好な非水系電解質二次電池が得られる。
According to the first invention, there is a mixing step in which nickel composite oxide particles, a lithium compound, and a tungsten compound are simultaneously mixed to obtain a mixture. The complicated process in which is added can be simplified.
Also, nickel composite oxide particles general formula: Ni 1-x-y Co x M y O 2 ( however, 0 ≦ x ≦ 0.35,0 ≦ y ≦ 0.35, M is Mn, V, Mg, The ratio of the total number of atoms of Ni, Co, and M in which the lithium compound is contained in the nickel composite oxide particles to the number of lithium atoms, and at least one element selected from Mo, Nb, Ti, and Al) When Li / Me is 0.95 to 1.20, the amount of Li for synthesizing the lithium nickel composite oxide particles and the lithium tungsten compound can be within a preferable range, and is high even when the process is simplified. Charge / discharge capacity and sufficient output characteristics can be obtained.
In addition, when the tungsten compound has a number of tungsten atoms with respect to Me of 0.06 to 0.50 atomic%, the amount of tungsten for synthesizing the lithium tungsten compound can be within a preferable range, and a high charge / discharge capacity and Sufficient output characteristics can be obtained.
Furthermore, the mixture is baked at 600 to 800 ° C. in an oxidizing atmosphere to obtain lithium nickel composite oxide particles in which a lithium tungsten compound is formed on the surface of the primary particles, and the formation of the lithium tungsten compound. As a result, surplus lithium can be prevented from remaining, resistance can be reduced, and a high-capacity positive electrode active material manufacturing process can be provided.
According to the second invention, the lithium tungsten compound is in the form of fine particles, and the positive electrode active material capable of reducing the resistance is obtained when the fine particles have a particle diameter of 1 to 500 nm. That is, if the particle diameter is less than 1 nm, fine particles may not have sufficient lithium ion conductivity. If the particle diameter exceeds 500 nm, the formation of a coating with fine particles becomes non-uniform, and the reaction resistance is reduced. Is not enough.
According to the third invention, the positive electrode active material capable of reducing the resistance can be obtained when the lithium tungsten compound is in the form of a film and the thickness of the film is 1 to 100 nm. That is, when the film thickness is less than 1 nm, lithium ion conductivity may not be obtained. When the film thickness exceeds 100 nm, the contact area with the electrolytic solution is reduced due to a decrease in specific surface area, and the effect of reducing reaction resistance is sufficient I can't get it.
According to the fourth invention, the lithium tungsten compound is in the form of fine particles and a film, the particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm, and the thickness of the film is 1 to 100 nm. A possible positive electrode active material is obtained.
According to the fifth invention, the lithium compound is at least one selected from lithium hydroxide, lithium carbonate, and lithium acetate, whereby a high-capacity positive electrode active material can be obtained. That is, when a halide or lithium oxide is considered as a lithium compound, an element may enter as an impurity in a halide or a reaction may be insufficient with lithium oxide, whereas lithium hydroxide or lithium carbonate. This is not the case with lithium acetate.
According to the sixth invention, when the tungsten compound is at least one selected from tungsten oxide, tungstic acid, and ammonium paratungstate, a high-capacity positive electrode active material capable of reducing the resistance can be obtained. That is, when a halide, sodium tungstate, or the like is considered as a tungsten compound, it is difficult to reduce the resistance because the halogen element or sodium remains as an impurity, and the battery capacity is reduced. Tungsten oxide, tungstic acid, paratungsten This is not the case with ammonium acid.
According to the seventh invention, the lithium tungsten compound is formed on the surface of the primary particle of the lithium nickel composite oxide particle, and the amount of lithium contained in the lithium carbonate existing on the surface is 0.02 with respect to the positive electrode active material. By making the mass% or less, low resistance and high capacity are possible, the amount of gas generated in the process of repeated charge and discharge can be suppressed, the performance deterioration of the secondary battery can be suppressed, and the battery Safety can be improved.
According to the eighth aspect of the present invention, the lithium tungsten compound is in the form of fine particles, and the particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm, whereby a positive electrode active material capable of lowering the resistance can be obtained. That is, if the particle diameter is less than 1 nm, fine particles may not have sufficient lithium ion conductivity. If the particle diameter exceeds 500 nm, the formation of a coating with fine particles becomes non-uniform, and the reaction resistance is reduced. Is not enough.
According to the ninth invention, the lithium tungsten compound is in the form of a film, and the thickness of the film is 1 to 100 nm, whereby a positive electrode active material capable of further reducing the resistance is obtained. That is, when the film thickness is less than 1 nm, the lithium ion conductivity may not be obtained. When the film thickness exceeds 100 nm, the specific surface area decreases, the contact area with the electrolytic solution decreases, and the reaction resistance is reduced. Not enough.
According to the tenth invention, the lithium tungsten compound is in the form of fine particles and a film, the particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm, and the thickness of the film is 1 to 100 nm. A possible positive electrode active material is obtained.
According to the eleventh aspect of the present invention, a nonaqueous electrolyte secondary battery having a high capacity and good output characteristics can be obtained by having the positive electrode containing the positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery.

本発明の実施形態に係る製造方法のフロー図である。It is a flowchart of the manufacturing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る製造方法により製造した正極活物質粒子の表面の拡大図である。It is an enlarged view of the surface of the positive electrode active material particle manufactured by the manufacturing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る製造方法により製造したリチウムニッケル複合酸化物の断面SEM観察結果(観察倍率30000倍)の一例である。It is an example of the cross-sectional SEM observation result (observation magnification 30000 times) of the lithium nickel complex oxide manufactured with the manufacturing method which concerns on embodiment of this invention. インピーダンス評価の測定例と解析に使用した等価回路の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the measurement example of impedance evaluation, and the equivalent circuit used for analysis. 電池評価に使用したコイン型電池1の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the coin-type battery 1 used for battery evaluation.

以下、本発明について、まず非水系電解質二次電池用正極活物質について説明した後、本発明に係る非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法と、製造された正極活物質を用いた非水系電解質二次電池について説明する。   Hereinafter, after describing the positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the method for producing a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention and the produced positive electrode active material were used. A non-aqueous electrolyte secondary battery will be described.

(1) 非水系電解質二次電池用正極活物質
本発明の非水系電解質二次電池用正極活物質は、一般式:LiNi1−x−yCo2+α(ただし、0≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.0006≦c≦0.0050、0.95≦a≦1.20、0≦α≦0.20、MはMn、V、Mg、Mo、Nb、Ti及びAlから選ばれる少なくとも1種の元素)で表され、一次粒子および一次粒子が凝集して形成された二次粒子とからなるリチウム金属複合酸化物粒子から構成された非水系電解質二次電池用正極活物質であって、前記リチウムニッケル複合酸化物粒子の表面にリチウムタングステン化合物が形成され、前記リチウムニッケル複合酸化物粒子の表面に存在する炭酸リチウムに含まれるリチウム量がリチウムニッケル複合酸化物粒子の重量に対して0.02質量%以下であることを特徴とするものである。
(1) Positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the positive electrode active material present invention for a nonaqueous electrolyte secondary battery, the general formula: Li a Ni 1-x- y Co x M y W c O 2 + α ( where 0 ≦ x ≦ 0.35, 0 ≦ y ≦ 0.35, 0.0006 ≦ c ≦ 0.0050, 0.95 ≦ a ≦ 1.20, 0 ≦ α ≦ 0.20, M is Mn, V, At least one element selected from Mg, Mo, Nb, Ti, and Al), and composed of lithium metal composite oxide particles composed of primary particles and secondary particles formed by aggregation of primary particles. A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein a lithium tungsten compound is formed on the surface of the lithium nickel composite oxide particles, and the amount of lithium contained in the lithium carbonate present on the surface of the lithium nickel composite oxide particles Lithium nickel It is characterized in that the weight of Le composite oxide particles is 0.02 mass% or less.

本発明においては、一次粒子の表面にリチウムタングステン化合物を形成させる基材として一般式LiNi1−x−yCo(ただし、0≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.95≦b≦1.20、MはMn、V、Mg、Mo、Nb、YiおよびAlから選ばれる少なくとも1種の元素)で表されるリチウム金属複合酸化物粒子を用いることにより、高い充放電容量を得るものである。 In the present invention, the general formula Li b Ni 1-x-y Co x M y O 2 as a substrate to form a lithium tungsten compound on the surface of the primary particles (where, 0 ≦ x ≦ 0.35,0 ≦ y ≦ 0.35, 0.95 ≦ b ≦ 1.20, and M is at least one element selected from Mn, V, Mg, Mo, Nb, Yi, and Al). Thus, a high charge / discharge capacity is obtained.

上記一般式中、xは、Li以外の金属元素(Ni、Co及びM)を1としたときの、Coの原子比を示す。xの範囲は、0≦x≦0.35であり、好ましくは0<x≦0.35である。正極活物質にコバルトを含有させることで、良好なサイクル特性を得ることができる。これは、結晶格子のニッケルの一部をコバルトに置換することにより、充放電に伴うリチウムの脱挿入による結晶格子の膨張収縮挙動を低減できるためである。   In the above general formula, x represents an atomic ratio of Co when a metal element other than Li (Ni, Co, and M) is 1. The range of x is 0 ≦ x ≦ 0.35, and preferably 0 <x ≦ 0.35. By including cobalt in the positive electrode active material, good cycle characteristics can be obtained. This is because by replacing a part of nickel in the crystal lattice with cobalt, the expansion and contraction behavior of the crystal lattice due to lithium desorption due to charge / discharge can be reduced.

xの範囲は、二次電池のサイクル特性向上の観点から、好ましくは、0.03≦x≦0.35であり、より好ましくは0.05≦x≦0.30である。また、xの範囲は、二次電池の高容量化の観点から、好ましくは、0.03≦x≦0.15であり、より好ましくは0.05≦x≦0.10である。一方熱安定性を重視する場合、xの範囲は、好ましくは0.07≦x≦0.25であり、より好ましくは0.10≦x≦0.20である。   The range of x is preferably 0.03 ≦ x ≦ 0.35 and more preferably 0.05 ≦ x ≦ 0.30 from the viewpoint of improving the cycle characteristics of the secondary battery. In addition, the range of x is preferably 0.03 ≦ x ≦ 0.15, more preferably 0.05 ≦ x ≦ 0.10, from the viewpoint of increasing the capacity of the secondary battery. On the other hand, when importance is attached to thermal stability, the range of x is preferably 0.07 ≦ x ≦ 0.25, and more preferably 0.10 ≦ x ≦ 0.20.

上記一般式中、yはLi以外の金属元素(Ni、Co及びM)を1としたときの、M(添加元素)の原子比を示す。Mは、Mn、V、Mg、Mo、Nb、TiおよびAlから選ばれる少なくとも1種の元素である。yの範囲は、0≦y≦0.35であり、Mを正極活物質中に添加することにより、この正極活物質を含む二次電池の耐久特性や安全性を向上させることができる。一方、yが0.35を超えると、酸化還元反応(Redox反応)に貢献する金属元素が減少し、電池容量が低下するため好ましくない。また、Mがアルミニウムである場合、正極活物質の安全性がより向上する。電池の高容量化の観点から、yの範囲は、好ましくは、Mを必ず含む0<y≦0.10であり、より好ましくは0<y≦0.05である。   In the above general formula, y represents an atomic ratio of M (additive element) when a metal element other than Li (Ni, Co, and M) is 1. M is at least one element selected from Mn, V, Mg, Mo, Nb, Ti and Al. The range of y is 0 ≦ y ≦ 0.35, and by adding M to the positive electrode active material, the durability characteristics and safety of the secondary battery containing this positive electrode active material can be improved. On the other hand, if y exceeds 0.35, the metal element contributing to the oxidation-reduction reaction (Redox reaction) decreases, and the battery capacity decreases. Moreover, when M is aluminum, the safety | security of a positive electrode active material improves more. From the viewpoint of increasing the capacity of the battery, the range of y is preferably 0 <y ≦ 0.10 including M, and more preferably 0 <y ≦ 0.05.

上記一般式中、bは、リチウムニッケル複合酸化物中のLi以外の金属元素(Ni、Co及びM)を1としたときの、Liの元素比を示す。bの範囲は、0.95≦b≦1.20である。bが0.95未満である場合、リチウム金属複合酸化物中のリチウムが不足して正極の反応抵抗が大きくなり、出力特性が低下することがある。また、リチウムタングステン化合物を合成するのに必要なLi量が不足してしまうため、出力特性が低下してしまうことがある。一方、bが1.20を超える場合、二次電池の安全性が低下することがある。電池出力及び安全性のバランスの観点から、bの範囲は、好ましくは0.95≦b≦1.15である。電池の高容量化の観点から、0.03≦x≦0.15、0<y≦0.10とした場合には、bの範囲は、0.95≦b≦1.05とすることが好ましく、0.95≦b≦1.00とすることがより好ましい。   In the above general formula, b represents the element ratio of Li when the metal elements (Ni, Co, and M) other than Li in the lithium nickel composite oxide are set to 1. The range of b is 0.95 ≦ b ≦ 1.20. When b is less than 0.95, the lithium in the lithium metal composite oxide is insufficient, the reaction resistance of the positive electrode is increased, and the output characteristics may be deteriorated. Moreover, since the amount of Li necessary for synthesizing the lithium tungsten compound is insufficient, the output characteristics may be deteriorated. On the other hand, when b exceeds 1.20, the safety of the secondary battery may be lowered. From the viewpoint of a balance between battery output and safety, the range of b is preferably 0.95 ≦ b ≦ 1.15. From the viewpoint of increasing the capacity of the battery, when 0.03 ≦ x ≦ 0.15 and 0 <y ≦ 0.10, the range of b may be 0.95 ≦ b ≦ 1.05. Preferably, 0.95 ≦ b ≦ 1.00 is more preferable.

さらに、その基材が一次粒子と一次粒子が凝集して構成された二次粒子とからなるリチウム金属複合酸化物粒子(以下、二次粒子と単独で存在する一次粒子を合わせて単に「リチウム金属複合酸化物粒子」ということがある。)の形態を採り、その一次粒子の表面(一次粒子表面)に形成されたリチウムタングステン化合物により、電池容量、出力特性においてより高い電池性能を実現するものである。   Further, the base material is composed of primary particles and secondary particles composed of aggregated primary particles. Lithium metal composite oxide particles (hereinafter secondary particles and primary particles present alone are simply combined with “lithium metal”. This is a composite oxide particle.) And the lithium tungsten compound formed on the surface of the primary particle (primary particle surface) realizes higher battery performance in terms of battery capacity and output characteristics. is there.

ここで、一般的に、正極活物質の表面が異種化合物により完全に被覆されてしまうと、リチウムイオンの移動(インターカレーション)が大きく制限されるため、結果的にリチウムニッケル複合酸化物の持つ高容量という長所が消されてしまう。   Here, generally, when the surface of the positive electrode active material is completely covered with a different compound, the movement (intercalation) of lithium ions is greatly limited, and as a result, the lithium nickel composite oxide has The advantage of high capacity is lost.

対して、本発明の非水系電解質二次電池用正極活物質(以下、単に「正極活物質」としう。)においては、リチウム金属複合酸化物粒子の表面にリチウムタングステン化合物を形成させているが、このリチウムタングステン化合物は、リチウムイオン伝導率が高く、リチウムイオンの移動を促す効果がある。このため、リチウム金属複合酸化物粒子の表面にリチウムタングステン化合物を形成させることで、電解液との界面でLiの伝導パスを形成することから、正極活物質の反応抵抗(以下、「正極抵抗」ということがある。)を低減して出力特性を向上させるものである。   On the other hand, in the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries of the present invention (hereinafter simply referred to as “positive electrode active material”), a lithium tungsten compound is formed on the surface of the lithium metal composite oxide particles. This lithium tungsten compound has a high lithium ion conductivity and has an effect of promoting the movement of lithium ions. Therefore, by forming a lithium tungsten compound on the surface of the lithium metal composite oxide particles, a Li conduction path is formed at the interface with the electrolytic solution, so that the reaction resistance of the positive electrode active material (hereinafter referred to as “positive electrode resistance”). In other words, the output characteristics are improved.

すなわち、正極抵抗が低減されることで、電池内で損失される電圧が減少し、実際に負荷側に印可される電圧が相対的に高くなるため、高出力が得られる。また、負荷側への印可電圧が高くなることで、正極でのリチウムの挿抜が十分に行われるため、電池容量も向上するものである。さらに、反応抵抗の低減により、充放電時における活物質の負荷も低減することから、サイクル特性も向上させることができる。   That is, by reducing the positive electrode resistance, the voltage lost in the battery is reduced, and the voltage actually applied to the load side becomes relatively high, so that a high output can be obtained. Moreover, since the applied voltage to the load side becomes high, lithium is sufficiently inserted and extracted from the positive electrode, so that the battery capacity is also improved. Furthermore, since the load of the active material at the time of charge / discharge is reduced by reducing the reaction resistance, cycle characteristics can also be improved.

そこで、このリチウムタングステン化合物は、リチウム(Li)およびタングステン(W)を含むことで、Liイオン伝導率が高く、Liイオンの移動を促す効果を有するが、この化合物中に含有されるWの50%以上が、LiWOの形態で存在することが好ましく、Wの65%以上が、LiWOの形態で存在することがより好ましい。 Thus, this lithium tungsten compound contains lithium (Li) and tungsten (W), and thus has a high Li ion conductivity and has an effect of promoting the movement of Li ions. % Or more is preferably present in the form of Li 4 WO 5 , and more preferably 65% or more of W is present in the form of Li 4 WO 5 .

すなわち、LiWOは、LiおよびWを含む化合物の中でもLiイオンの伝導パスが多く、Liイオンの移動を促す効果が高いため、Wの50%以上がLiWOの形態で存在することで、さらに高い反応抵抗の低減効果が得られる。 That is, Li 4 WO 5 has many Li ion conduction paths among compounds containing Li and W, and has a high effect of promoting the movement of Li ions, so that 50% or more of W exists in the form of Li 4 WO 5. As a result, an even higher reaction resistance reduction effect can be obtained.

ここで、電解液との接触は、一次粒子表面で起こるため、一次粒子表面に、この化合物が形成されていることが重要である。   Here, since the contact with the electrolytic solution occurs on the surface of the primary particle, it is important that this compound is formed on the surface of the primary particle.

本発明における一次粒子表面とは、二次粒子の表面で露出している一次粒子表面と、二次粒子外部と通じて電解液が浸透可能な二次粒子の表面近傍および内部の空隙に露出している一次粒子表面を含むものである。さらに、一次粒子間の粒界であっても一次粒子の結合が不完全で電解液が浸透可能な状態となっていれば、本発明における一次粒子表面に含まれるものである。   In the present invention, the primary particle surface is exposed to the primary particle surface exposed at the surface of the secondary particle, and the vicinity of the surface of the secondary particle through which the electrolyte solution can permeate through the outside of the secondary particle and the internal space. The primary particle surface is included. Furthermore, even if it is the grain boundary between primary particles, as long as the coupling | bonding of primary particles is incomplete and the electrolyte solution can permeate | transmit, it will be contained in the primary particle surface in this invention.

即ち、このリチウムタングステン化合物と電解液との接触は、一次粒子が凝集して構成された二次粒子の外面のみでなく、その二次粒子の表面近傍、および内部の空隙、さらには二次粒子を構成する一次粒子間における不完全な粒界でも生じるため、そのような一次粒子表面にも化合物を形成させ、リチウムイオンの移動を促すことが必要である。   That is, the contact between the lithium tungsten compound and the electrolytic solution is not limited to the outer surface of the secondary particles formed by agglomeration of the primary particles, but also in the vicinity of the surface of the secondary particles, the internal voids, and the secondary particles. Therefore, it is necessary to promote the movement of lithium ions by forming a compound on the surface of such primary particles.

したがって、電解液との接触が可能な一次粒子表面の多くにリチウムタングステン化合物を形成させることで、リチウム金属複合酸化物粒子の反応抵抗をより一層低減させることが可能となる。   Therefore, the reaction resistance of the lithium metal composite oxide particles can be further reduced by forming the lithium tungsten compound on many primary particle surfaces that can come into contact with the electrolytic solution.

さらに、このリチウムタングステン化合物の一次粒子表面上における形態は、一次粒子表面を層状物で被覆した場合には、電解液との接触面積が小さくなってしまう、また、層状物を形成すると、化合物の形成が特定の一次粒子表面に集中するという結果になり易い。したがって、被覆物としての層状物が高いリチウムイオン伝導度を持っていることにより、充放電容量の向上、反応抵抗の低減という効果が得られるものの、十分ではなく改善の余地がある。   Furthermore, the form of the lithium tungsten compound on the primary particle surface is such that when the surface of the primary particle is coated with a layered material, the contact area with the electrolytic solution is reduced. It tends to result in formation being concentrated on the surface of certain primary particles. Therefore, although the layered material as the coating has high lithium ion conductivity, the effects of improving the charge / discharge capacity and reducing the reaction resistance can be obtained, but there is still room for improvement.

したがって、より高い効果を得るため、リチウムタングステン化合物は、微粒子状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmである微粒子としてリチウム金属複合酸化物の一次粒子の表面に存在することが好ましい。   Therefore, in order to obtain a higher effect, the lithium tungsten compound is preferably in the form of fine particles and present on the surface of the primary particles of the lithium metal composite oxide as fine particles having a particle diameter of 1 to 500 nm.

このような形態を採ることにより、電解液との接触面積を十分なものとして、リチウムイオン伝導を効果的に向上できるため、充放電容量を向上させるとともに反応抵抗をより効果的に低減させることができる。その粒子径が1nm未満では、微細な粒子が十分なリチウムイオン伝導度を有しない場合がある。   By adopting such a form, it is possible to effectively improve lithium ion conduction with a sufficient contact area with the electrolytic solution, thereby improving the charge / discharge capacity and reducing the reaction resistance more effectively. it can. If the particle diameter is less than 1 nm, fine particles may not have sufficient lithium ion conductivity.

しかし、粒子径が500nmを超えると、微粒子の表面における形成が不均一になり、反応抵抗低減のより高い効果が得られない場合があるためである。形成をより均一なものとして高い効果を得るためには、粒子径が300nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることがさらに好ましい。   However, if the particle diameter exceeds 500 nm, the formation of fine particles on the surface becomes non-uniform, and a higher effect of reducing reaction resistance may not be obtained. In order to obtain a high effect by making the formation more uniform, the particle diameter is more preferably 300 nm or less, and further preferably 200 nm or less.

しかしながら、リチウムタングステン化合物は、全てが粒子径1〜500nmの微粒子として存在する必要がなく、好ましくは一次粒子表面に形成された微粒子の個数で50%以上が、1〜500nmの粒子径範囲で形成されていれば高い効果が得られる。   However, it is not necessary for all lithium tungsten compounds to be present as fine particles having a particle diameter of 1 to 500 nm, and preferably 50% or more of the fine particles formed on the surface of the primary particles are formed in a particle diameter range of 1 to 500 nm. If it is done, a high effect can be obtained.

一方、一次粒子表面を膜状に被覆すると、比表面積の低下を抑制しながら、電解液との界面でLiの伝導パスを形成させることができ、より高い充放電容量の向上、反応抵抗の低減という効果が得られる。このような膜状の化合物により一次粒子表面を被覆する場合には、膜厚1〜100nmの薄膜としてリチウム金属複合酸化物の一次粒子表面に存在することが好ましい。   On the other hand, when the surface of the primary particles is coated in a film shape, it is possible to form a Li conduction path at the interface with the electrolytic solution while suppressing a decrease in specific surface area, thereby improving higher charge / discharge capacity and reducing reaction resistance. The effect is obtained. When the primary particle surface is coated with such a film-like compound, it is preferably present on the primary particle surface of the lithium metal composite oxide as a thin film having a thickness of 1 to 100 nm.

その膜厚が1nm未満では、リチウムタングステン化合物が十分なリチウムイオン伝導度を有しない場合がある。また、膜厚が100nmを超えると、リチウムイオン伝導率が低下し、反応抵抗低減効果より高い効果が得られない場合があるためである。   If the film thickness is less than 1 nm, the lithium tungsten compound may not have sufficient lithium ion conductivity. On the other hand, if the film thickness exceeds 100 nm, the lithium ion conductivity is lowered, and a higher effect than the reaction resistance reducing effect may not be obtained.

しかし、この膜状のリチウムタングステン化合物は、一次粒子表面上で部分的に形成されていてもよく、全てのリチウムタングステン化合物の膜厚範囲が1〜100nmでなくてもよい。一次粒子表面に少なくとも部分的に膜厚が1〜100nmの被膜が形成されていれば、高い効果が得られる。薄膜としてリチウムタングステン化合物が形成される場合には、リチウムタングステン化合物中に含有されるタングステン量を上記の範囲に制御することで、効果を得るために十分な量の膜厚1〜100nmの被膜が形成される。   However, this film-like lithium tungsten compound may be partially formed on the primary particle surface, and the film thickness range of all lithium tungsten compounds may not be 1 to 100 nm. If a film having a thickness of 1 to 100 nm is formed at least partially on the primary particle surface, a high effect can be obtained. When a lithium tungsten compound is formed as a thin film, by controlling the amount of tungsten contained in the lithium tungsten compound within the above range, a film having a film thickness of 1 to 100 nm sufficient to obtain an effect can be obtained. It is formed.

さらに、微粒子状の形態と膜状の形態が混在して一次粒子表面にリチウムタングステン化合物が形成されている場合にも、電池特性に対する高い効果が得られる。   Furthermore, even when the fine particle form and the film form are mixed and a lithium tungsten compound is formed on the primary particle surface, a high effect on the battery characteristics can be obtained.

一方、リチウム金属複合酸化物粒子間で不均一にリチウムタングステン化合物が形成された場合は、リチウム金属複合酸化物粒子間でのリチウムイオンの移動が不均一となるため、特定のリチウム金属複合酸化物粒子に負荷がかかり、サイクル特性の悪化や反応抵抗の上昇を招きやすい。   On the other hand, when lithium tungsten compounds are formed unevenly between lithium metal composite oxide particles, the movement of lithium ions between lithium metal composite oxide particles becomes nonuniform, so that certain lithium metal composite oxides Particles are loaded and tend to cause deterioration of cycle characteristics and increase of reaction resistance.

したがって、リチウム金属複合酸化物粒子間においても均一にリチウムタングステン化合物が形成されていることが好ましい。   Therefore, it is preferable that the lithium tungsten compound is uniformly formed between the lithium metal composite oxide particles.

このようなリチウム金属複合酸化物粒子におけるリチウムタングステン化合物の形成状態は、例えば、電解放射型走査電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡で観察することにより判断でき、本発明の正極活物質については、リチウム金属複合酸化物粒子の一次粒子の表面にリチウムタングステン化合物が、先に述べた形態で形成されていることを確認している。   The formation state of the lithium tungsten compound in such lithium metal composite oxide particles can be determined by observing with, for example, an electrolytic emission scanning electron microscope or a transmission electron microscope. It has been confirmed that the lithium tungsten compound is formed in the form described above on the surface of the primary particles of the composite oxide particles.

例えば、電界放射型走査電子顕微鏡の観察において、定倍率による観察で、任意の少なくとも2以上の異なる観察視野において、任意に抽出した50個以上の粒子(二次粒子)を観察した際に、一次粒子の表面にリチウムタングステン化合物を含むリチウム金属複合酸化物粒子の数が、観察した粒子数の90%以上となっている場合に、リチウム金属複合酸化物粒子間においても均一にリチウムタングステン化合物が形成されていると言える。   For example, when observing 50 or more particles (secondary particles) arbitrarily extracted in an arbitrary observation field of at least two or more by observation with a constant magnification in observation with a field emission scanning electron microscope, the primary When the number of lithium metal composite oxide particles containing lithium tungsten compound on the surface of the particles is 90% or more of the observed number of particles, the lithium tungsten compound is uniformly formed between the lithium metal composite oxide particles. It can be said that.

リチウムタングステン化合物の形成量は、リチウムタングステン化合物中に含有されるタングステン量により制御することが可能であり、タングステン量を、正極活物質に含まれるNi、CoおよびMの原子数の合計に対してWの原子数が0.06〜0.50原子%、好ましくは0.08〜0.50原子%、より好ましくは0.10〜0.50原子%とする。   The amount of lithium tungsten compound formed can be controlled by the amount of tungsten contained in the lithium tungsten compound, and the amount of tungsten is based on the total number of Ni, Co and M atoms contained in the positive electrode active material. The number of W atoms is 0.06 to 0.50 atomic%, preferably 0.08 to 0.50 atomic%, and more preferably 0.10 to 0.50 atomic%.

これにより、電解液との接触が可能な一次粒子表面を確保しながら十分な量のリチウムタングステン化合物を形成させ、正極活物質の反応抵抗を低減させることができる。また、二次粒子内部まで充放電に効率よく寄与することが可能であることから、電池容量も向上させることができる。   Thereby, a sufficient amount of the lithium tungsten compound can be formed while securing the surface of the primary particles that can be contacted with the electrolytic solution, and the reaction resistance of the positive electrode active material can be reduced. Moreover, since it can contribute to charging / discharging efficiently to the inside of a secondary particle, a battery capacity can also be improved.

リチウムタングステン化合物中に含有されるタングステン量を、正極活物質に含まれるNi、CoおよびMの原子数の合計に対してWの原子数が0.06原子%未満とすると、リチウムタングステン化合物の形成量が少なく、正極活物質の反応抵抗を十分に低減させることができない。一方、タングステン量が0.50原子%を超えて含有すると、電解液との接触が可能な一次粒子表面が減少するため、二次粒子内部の充放電の効率が低下するため、電池容量を向上させる効果が低下する。また、リチウムタングステン化合物にリチウムが消費され、リチウムニッケル複合酸化物粒子に必要なリチウムが不足して、基材自体の電池容量及び出力特性が低下してしまうことがある。   When the amount of tungsten contained in the lithium tungsten compound is less than 0.06 atomic% with respect to the total number of Ni, Co and M atoms contained in the positive electrode active material, the formation of the lithium tungsten compound The amount is small, and the reaction resistance of the positive electrode active material cannot be sufficiently reduced. On the other hand, when the amount of tungsten exceeds 0.50 atomic%, the primary particle surface that can be contacted with the electrolyte solution is reduced, and the efficiency of charging / discharging inside the secondary particles is reduced, thereby improving the battery capacity. This reduces the effect of In addition, lithium is consumed in the lithium tungsten compound, and the lithium necessary for the lithium nickel composite oxide particles may be insufficient, and the battery capacity and output characteristics of the base material itself may be deteriorated.

さらに、本発明の正極活物質においては、リチウムニッケル複合酸化物粒子の表面に存在する炭酸リチウムに含まれるリチウム量が、正極活物質に対して0.02質量%以下、好ましくは0.017質量%以下としている。0.02質量%を超えると、リチウムニッケル複合酸化物粒子の表面に存在する炭酸リチウムの量が多くなり、充放電を繰り返す過程で発生するガス量が増加してしまうことがあり、このように炭酸リチウム量を制限することにより、ガス発生を抑制することができ、電池の性能劣化を抑えるとともに安全性を確保することができる。また、炭酸リチウム量が多くなると、電解液と正極活物質のLiイオンの伝導が阻害されるため、正極活物質の反応抵抗の増加や充電容量の低下という問題が生じる。   Furthermore, in the positive electrode active material of the present invention, the amount of lithium contained in lithium carbonate present on the surface of the lithium nickel composite oxide particles is 0.02% by mass or less, preferably 0.017% by mass with respect to the positive electrode active material. % Or less. If it exceeds 0.02 mass%, the amount of lithium carbonate present on the surface of the lithium nickel composite oxide particles increases, and the amount of gas generated in the process of repeated charge and discharge may increase. By limiting the amount of lithium carbonate, gas generation can be suppressed, battery performance deterioration can be suppressed, and safety can be ensured. In addition, when the amount of lithium carbonate increases, the conduction of Li ions in the electrolytic solution and the positive electrode active material is hindered, causing problems such as an increase in reaction resistance of the positive electrode active material and a decrease in charge capacity.

炭酸リチウムの含有量は、例えば、炭素硫黄分析装置で正極活物質中の全炭素元素(C)含有量を測定し、この測定された炭素元素(C)量は全て炭酸リチウム由来であるものとして炭酸リチウムに換算し、炭酸リチウムから含まれるリチウム量を求めることができる。   As for the content of lithium carbonate, for example, the total carbon element (C) content in the positive electrode active material is measured with a carbon sulfur analyzer, and the measured carbon element (C) content is all derived from lithium carbonate. Converted to lithium carbonate, the amount of lithium contained from lithium carbonate can be determined.

本発明の正極活物質は、基材であるリチウム金属複合酸化物粒子を構成する一次粒子表面にリチウムタングステン化合物を形成させて正極の反応抵抗を低減させ電池特性を改善したものであり、正極活物質としての粒径、タップ密度などの粉体特性は、通常に用いられる正極活物質の範囲内であればよい。   The positive electrode active material of the present invention is a material in which a lithium tungsten compound is formed on the surface of primary particles constituting the lithium metal composite oxide particles as a base material to reduce the reaction resistance of the positive electrode and improve the battery characteristics. The powder characteristics such as particle diameter and tap density as a substance may be within the range of a positive electrode active material that is usually used.

リチウムニッケル複合酸化物粒子の二次粒子および一次粒子表面に、リチウムタングステン化合物を設けること、炭酸リチウムを低減することによる効果は、たとえば、リチウムコバルト系複合酸化物、リチウムマンガン系複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物などの粉末、さらに本発明で掲げた正極活物質だけでなく一般的に使用されるリチウム二次電池用正極活物質にも適用できる。   The effects of providing a lithium tungsten compound on the surfaces of secondary particles and primary particles of lithium nickel composite oxide particles and reducing lithium carbonate include, for example, lithium cobalt composite oxide, lithium manganese composite oxide, lithium The present invention can be applied not only to powders such as nickel-cobalt-manganese-based composite oxides, but also to positive electrode active materials for lithium secondary batteries that are generally used as well as the positive electrode active materials listed in the present invention.

(2) 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法
以下、本発明の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法について、図1を用いて説明する。
(2) Method for Producing Positive Electrode Active Material for Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Hereinafter, a method for producing a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described with reference to FIG.

[混合工程]
混合工程は、ニッケル複合酸化物粒子とリチウム化合物とタングステン化合物とを一度に混合して、混合物を得る工程である。
[Mixing process]
The mixing step is a step of obtaining a mixture by mixing nickel composite oxide particles, a lithium compound, and a tungsten compound at a time.

混合工程では、一般式:Ni1−x−yCo(ただし、0≦x≦0.35、0≦y≦0.35、MはMn、V、Mg、Mo、Nb、Ti及びAlから選ばれる少なくとも1種の元素)で表されるニッケル複合酸化物粒子を用いる。ニッケル複合酸化物粒子は、複合水酸化物の形態で用いてもよい。ニッケル複合酸化物粒子中の金属元素(Ni、Co及びM)の組成比は、得られる正極活物質においても維持される。したがって、得ようとする正極活物質と同等の金属元素の組成比を有するニッケル複合酸化物粒子を用いることで、目的とする組成比を有する正極活物質が得られる。 In the mixing step, the general formula: Ni 1-x-y Co x M y O 2 ( however, 0 ≦ x ≦ 0.35,0 ≦ y ≦ 0.35, M is Mn, V, Mg, Mo, Nb, Nickel composite oxide particles represented by at least one element selected from Ti and Al are used. The nickel composite oxide particles may be used in the form of a composite hydroxide. The composition ratio of the metal elements (Ni, Co and M) in the nickel composite oxide particles is also maintained in the obtained positive electrode active material. Therefore, a positive electrode active material having a target composition ratio can be obtained by using nickel composite oxide particles having a metal element composition ratio equivalent to that of the positive electrode active material to be obtained.

混合するリチウム化合物は、水酸化リチウム、炭酸リチウム、酢酸リチウムなどが好ましく、反応性が高い水酸化リチウムがより好ましい。リチウム化合物中に含まれるリチウム原子数とニッケル複合酸化物粒子に含まれるNi、Co及びMの原子数の合計Meとの比Li/Meは、0.95〜1.20、好ましくは0.95〜1.15とする。これにより、リチウムニッケル複合酸化物粒子とリチウムタングステン化合物を合成するためのリチウム量を好ましい範囲とすることができ、工程を単純化した場合でも高い充放電容量及び十分な出力特性を得ることができる。   The lithium compound to be mixed is preferably lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium acetate or the like, more preferably lithium hydroxide having high reactivity. The ratio Li / Me between the number of lithium atoms contained in the lithium compound and the total number of Me atoms of Ni, Co and M contained in the nickel composite oxide particles is 0.95 to 1.20, preferably 0.95. ˜1.15. Thereby, the amount of lithium for synthesizing the lithium nickel composite oxide particles and the lithium tungsten compound can be within a preferable range, and even when the process is simplified, high charge / discharge capacity and sufficient output characteristics can be obtained. .

リチウム化合物としてハロゲン化物や酸化リチウムを用いることも可能であるが、ハロゲン化物では元素が不純物として入り込んだり、酸化リチウムでは、反応不十分となったりすることがあるのに対し、水酸化リチウム、炭酸リチウム、酢酸リチウムでは不純物の混入がなく、より高容量の正極活物質が得られる。また、ニッケルの割合が高い場合は水酸化リチウムがより好ましい。後述する焼成温度を低くすることができるからである。   Although it is possible to use halides and lithium oxides as lithium compounds, elements may enter impurities as impurities in lithium halides, while lithium oxides may cause inadequate reaction. Lithium and lithium acetate do not contain impurities, and a higher capacity positive electrode active material can be obtained. Moreover, when the ratio of nickel is high, lithium hydroxide is more preferable. This is because the firing temperature described later can be lowered.

使用するタングステン化合物は、酸化タングステン、タングステン酸、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸ナトリウムなどが好ましく、不純物混入の可能性が低い酸化タングステン又はタングステン酸がより好ましい。タングステン化合物中に含まれるタングステン原子数は、ニッケル複合酸化物粒子に含まれるNi、Co及びMの原子数の合計Meに対して、0.06〜0.50原子%、好ましくは0.08〜0.05原子%、より好ましくは0.10〜0.50原子%とする。これにより、リチウムタングステン化合物を合成するためのタングステン量を好ましい範囲とすることができ、高い電池容量及び十分な出力特性を得ることができる。   The tungsten compound to be used is preferably tungsten oxide, tungstic acid, ammonium tungstate, sodium tungstate, or the like, and more preferably tungsten oxide or tungstic acid with a low possibility of impurity contamination. The number of tungsten atoms contained in the tungsten compound is 0.06 to 0.50 atomic%, preferably 0.08 to 0.5% with respect to the total Me of the number of Ni, Co and M atoms contained in the nickel composite oxide particles. 0.05 atomic%, more preferably 0.10 to 0.50 atomic%. Thereby, the amount of tungsten for synthesizing the lithium tungsten compound can be within a preferable range, and a high battery capacity and sufficient output characteristics can be obtained.

タングステン化合物として、ハロゲン化物やタングステン酸ナトリウム等を考慮した場合、ハロゲン元素やナトリウムが不純物として残留することで低抵抗化が難しくなり、電池容量が低下するところ、酸化タングステン、タングステン酸、パラタングステン酸アンモニウムではそのようなことがない。したがって、より低抵抗化が可能で高容量の正極活物質が得られる。   When considering halides, sodium tungstate, etc. as tungsten compounds, it is difficult to reduce resistance due to residual halogen elements and sodium as impurities, and the battery capacity decreases. Tungsten oxide, tungstic acid, paratungstic acid This is not the case with ammonium. Accordingly, a positive electrode active material having a higher capacity and a lower capacity can be obtained.

ニッケル複合酸化物粒子、リチウム化合物、タングステン化合物を混合する際には、一般的な混合機を用いることができる。例えば、シェーカーミキサーやレーディゲミキサー、ジュリアミキサー、Vブレンダ―などを用いてニッケル複合酸化物粒子の形骸が破壊されない程度で十分に混合してやればよい。   When mixing the nickel composite oxide particles, the lithium compound, and the tungsten compound, a general mixer can be used. For example, it may be mixed sufficiently using a shaker mixer, a Laedige mixer, a Julia mixer, a V blender, or the like so that the shape of the nickel composite oxide particles is not destroyed.

[焼成工程]
焼成工程は、ニッケル複合酸化物粒子、リチウム化合物及びタングステン化合物の混合物を焼成して、二次粒子表面及び一次粒子表面にリチウムタングステン化合物を形成させたリチウムニッケル複合酸化物粒子を得る工程である。
[Baking process]
The firing step is a step in which a mixture of nickel composite oxide particles, a lithium compound and a tungsten compound is fired to obtain lithium nickel composite oxide particles in which a lithium tungsten compound is formed on the secondary particle surface and the primary particle surface.

焼成は酸化性雰囲気下で行い、焼成温度は600〜800℃、好ましくは、650〜790℃とする。焼成温度を600〜800℃とすることで、リチウムニッケル複合酸化物の合成反応を十分に行わせ、基材自体の電池容量及び出力特性などの電池特性を高めるとともに、合成されたリチウムニッケル複合酸化物粒子の一次粒子の表面にリチウムタングステン化合物を形成させ、高い反応抵抗の低減効果を得ることができる。600℃未満では、リチウムニッケル複合酸化物の合成反応が十分に行われない。800℃を超えるとリチウムニッケル複合酸化物中にタングステンの一部あるいは全量が固溶して電池容量が低下するとともに、リチウムタングステン化合物の形成が不十分となり、反応抵抗の低減効果も低下する。また、部分的にリチウムニッケル複合酸化物粒子同士の焼結が進行し、粗大化してしまうことで電池特性が低下してしまうことがある。   Firing is performed in an oxidizing atmosphere, and the firing temperature is 600 to 800 ° C, preferably 650 to 790 ° C. By setting the firing temperature to 600 to 800 ° C., the synthesis reaction of the lithium nickel composite oxide is sufficiently performed, the battery characteristics such as the battery capacity and output characteristics of the base material itself are improved, and the synthesized lithium nickel composite oxide A lithium tungsten compound is formed on the surface of the primary particles of the product particles, and a high reaction resistance reduction effect can be obtained. If it is less than 600 degreeC, the synthesis | combination reaction of lithium nickel complex oxide is not fully performed. When the temperature exceeds 800 ° C., part or all of tungsten is dissolved in the lithium nickel composite oxide to lower the battery capacity, and the formation of the lithium tungsten compound becomes insufficient, and the effect of reducing the reaction resistance is also lowered. Moreover, the sintering of lithium nickel composite oxide particles partially proceeds and becomes coarse, which may deteriorate battery characteristics.

さらに、リチウム化合物とともにタングステン化合物を混合して焼成することにより、未反応のリチウム化合物を低減することができる。リチウムニッケル複合酸化物粒子の表面に存在する炭酸リチウムは、焼成工程で未反応リチウムが残存した場合に、この未反応リチウムと大気中の二酸化炭素との反応により生成されるものである。この炭酸リチウムに含まれているリチウム量は、混合工程で混合するタングステン化合物を適切な量とすることにより、減らすことができる。すなわち、タングステン化合物を適切な量とすると、タングステン化合物はリチウム化合物と反応しやすいため、未反応リチウムをリチウムタングステン化合物とすることができ、炭酸リチウムを減らすことにより、炭酸リチウムに含まれるリチウム量を減らすことができる。これにより上記のごとく、電池特性を向上することができる。   Furthermore, an unreacted lithium compound can be reduced by mixing and baking a tungsten compound with a lithium compound. The lithium carbonate present on the surface of the lithium nickel composite oxide particles is generated by the reaction between the unreacted lithium and carbon dioxide in the atmosphere when unreacted lithium remains in the firing step. The amount of lithium contained in the lithium carbonate can be reduced by setting the tungsten compound mixed in the mixing step to an appropriate amount. That is, if the tungsten compound is an appropriate amount, the tungsten compound easily reacts with the lithium compound, so that the unreacted lithium can be converted into a lithium tungsten compound. By reducing the lithium carbonate, the amount of lithium contained in the lithium carbonate can be reduced. Can be reduced. Thereby, as described above, the battery characteristics can be improved.

また、リチウム化合物中のリチウムは、ニッケル複合酸化物中に拡散しやすいため、リチウム化合物とともに混合されたタングステン化合物中のタングステンもリチウムとともに拡散して、リチウムニッケル複合酸化物の二次粒子内部の一次粒子表面まで拡散してリチウムタングステン化合物を形成する。特に焼成時に溶融する水酸化リチウム、炭酸リチウムなどのリチウム化合物を用いた場合には、溶融したリチウム化合物中とともにタングステン化合物が二次粒子内部の一次粒子表面に浸透して、より均一に一次粒子表面にリチウムタングステン化合物を形成させることができる。   In addition, since lithium in the lithium compound easily diffuses into the nickel composite oxide, the tungsten in the tungsten compound mixed with the lithium compound also diffuses with the lithium to form a primary inside the secondary particle of the lithium nickel composite oxide. It diffuses to the particle surface to form a lithium tungsten compound. In particular, when lithium compounds such as lithium hydroxide and lithium carbonate that melt during firing are used, the tungsten compound penetrates into the primary particle surface inside the secondary particles together with the molten lithium compound, and the surface of the primary particles more uniformly. A lithium tungsten compound can be formed on the substrate.

酸化性雰囲気中で焼成することにより、リチウムニッケル複合酸化物の合成反応が促進され、基材自体の電池特性を高めることができる。酸化性雰囲気としては、酸素を18容量%以上含有する不活性ガスとの混合ガス雰囲気が好ましく、大気雰囲気や酸素雰囲気(酸素濃度90容量%以上含有)がより好ましい。また、雰囲気中に炭酸ガスが含有されると、焼成後のリチウムニッケル複合酸化物粒子の表面に存在する炭酸リチウムが増加することから、例えば、炭酸ガス濃度を50容量ppm以下とした脱炭素雰囲気とすることが好ましい。   By firing in an oxidizing atmosphere, the synthesis reaction of the lithium nickel composite oxide is promoted, and the battery characteristics of the substrate itself can be enhanced. As the oxidizing atmosphere, a mixed gas atmosphere with an inert gas containing 18% by volume or more of oxygen is preferable, and an air atmosphere or an oxygen atmosphere (containing an oxygen concentration of 90% by volume or more) is more preferable. In addition, if carbon dioxide gas is contained in the atmosphere, the amount of lithium carbonate present on the surface of the fired lithium nickel composite oxide particles increases. For example, a decarbonizing atmosphere in which the carbon dioxide concentration is 50 ppm by volume or less It is preferable that

焼成時間は10〜20時間とすることが好ましく、10〜15時間とすることがより好ましい。10時間未満では、リチウムニッケル複合酸化物の合成反応が十分に行われず、芯材自体の充放電容量及び出力特性が低下してしまうことがある。20時間を超える場合は、生産性が著しく低下してしまう。   The firing time is preferably 10 to 20 hours, and more preferably 10 to 15 hours. If it is less than 10 hours, the synthesis reaction of the lithium nickel composite oxide is not sufficiently performed, and the charge / discharge capacity and output characteristics of the core material itself may be deteriorated. When it exceeds 20 hours, productivity will fall remarkably.

また、焼成後、リチウム金属複合酸化物の一次粒子の表面に必要なリチウムタングステン化合物の量が維持できる程度に水洗してもよい。水洗することにより、リチウムニッケル複合酸化物粒子の表面に存在する炭酸リチウムをさらに低減することができる。水洗条件は、公知の水洗条件から選択することができる。   Further, after firing, the surface of the primary particles of the lithium metal composite oxide may be washed with water to such an extent that the necessary amount of lithium tungsten compound can be maintained. By washing with water, lithium carbonate present on the surface of the lithium nickel composite oxide particles can be further reduced. Washing conditions can be selected from known washing conditions.

[解砕工程]
焼成後のリチウムニッケル複合酸化物粒子は、凝集又は軽度の焼結が生じていることがある。この場合、リチウムニッケル複合酸化物粒子の凝集体又は焼結体を解砕することができる。これにより、リチウムニッケル複合酸化物粒子を適度な粒径を有する粉体として取り扱うことができるため、正極活物質として用いた場合の充填性を向上させることができる。なお、解砕とは、焼成時に二次粒子間の焼結ネッキングなどにより生じた複数の二次粒子からなる凝集体に、機械的エネルギーを投入して、二次粒子自体をほとんど破壊することなく二次粒子を分離させて、凝集体をほぐす操作のことである。
[Crushing process]
The lithium nickel composite oxide particles after firing may be aggregated or slightly sintered. In this case, the aggregate or sintered body of lithium nickel composite oxide particles can be crushed. Thereby, since the lithium nickel composite oxide particles can be handled as a powder having an appropriate particle size, the filling property when used as the positive electrode active material can be improved. Note that pulverization means that mechanical energy is applied to an aggregate composed of a plurality of secondary particles generated by sintering necking between secondary particles during firing, and the secondary particles themselves are hardly destroyed. This is an operation of separating the secondary particles and loosening the aggregates.

解砕する際には、一般的な解砕機を用いることができる。例えば、ピンミルやハンマーミルなどを使用することができる。なお、この際、二次粒子を破壊しないように解砕力を適切な範囲に調整する。   When crushing, a general crusher can be used. For example, a pin mill or a hammer mill can be used. At this time, the crushing force is adjusted to an appropriate range so as not to destroy the secondary particles.

(3) 非水系電解質二次電池
本発明の製造方法により製造された正極活物質を用いている非水系電解質二次電池は、正極、負極及び非水系電解液などからなり、一般の非水系電解質二次電池と同様の構成要素により構成される。なお、以下で説明する実施形態は例示に過ぎず、非水系電解質二次電池は、本明細書に記載されている実施形態を基に、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。また、開示している非水系電解質二次電池は、その用途を特に限定するものではない。
(3) Non-aqueous electrolyte secondary battery A non-aqueous electrolyte secondary battery using a positive electrode active material produced by the production method of the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode, a non-aqueous electrolyte, and the like, and is a general non-aqueous electrolyte. It is comprised by the component similar to a secondary battery. The embodiment described below is merely an example, and the nonaqueous electrolyte secondary battery is subjected to various changes and improvements based on the knowledge of those skilled in the art based on the embodiment described in this specification. Can be implemented. Further, the disclosed nonaqueous electrolyte secondary battery is not particularly limited in its application.

(a)正極
先に述べた非水系電解質二次電池用正極活物質を用い、例えば、以下のようにして、非水系電解質二次電池の正極を作製する。
(A) Positive electrode Using the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery described above, for example, a positive electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery is produced as follows.

まず、粉末状の正極活物質、導電材、結着剤を混合し、さらに必要に応じて活性炭、粘度調整等の目的の溶剤を添加し、これを混練して正極合材ペーストを作製する。   First, a powdered positive electrode active material, a conductive material, and a binder are mixed, and, if necessary, a target solvent such as activated carbon and viscosity adjustment is added and kneaded to prepare a positive electrode mixture paste.

その正極合材ペースト中のそれぞれの混合比も、非水系電解質二次電池の性能を決定する重要な要素となる。溶剤を除いた正極合材の固形分の全質量を100質量部とした場合、一般の非水系電解質二次電池の正極と同様、正極活物質の含有量を60〜95質量部とし、導電材の含有量を1〜20質量部とし、結着剤の含有量を1〜20質量部とすることが好ましい。   Each mixing ratio in the positive electrode mixture paste is also an important factor for determining the performance of the non-aqueous electrolyte secondary battery. When the total mass of the solid content of the positive electrode mixture excluding the solvent is 100 parts by mass, the content of the positive electrode active material is 60 to 95 parts by mass in the same manner as the positive electrode of a general non-aqueous electrolyte secondary battery, and the conductive material The content of is preferably 1 to 20 parts by mass, and the content of the binder is preferably 1 to 20 parts by mass.

得られた正極合材ペーストを、例えば、アルミニウム箔製の集電体の表面に塗布し、乾燥して、溶剤を飛散させる。必要に応じ、電極密度を高めるべく、ロールプレス等により加圧することもある。このようにして、シート状の正極を作製することができる。   The obtained positive electrode mixture paste is applied to the surface of a current collector made of, for example, an aluminum foil and dried to disperse the solvent. If necessary, pressurization may be performed by a roll press or the like to increase the electrode density. In this way, a sheet-like positive electrode can be produced.

シート状の正極は、目的とする電池に応じて適当な大きさに裁断等をして、電池の作製に供することができる。ただし、正極の作製方法は、例示のものに限られることなく、他の方法によってもよい。   The sheet-like positive electrode can be cut into an appropriate size or the like according to the target battery and used for battery production. However, the method for manufacturing the positive electrode is not limited to the illustrated one, and other methods may be used.

正極の作製にあたって、導電剤としては、例えば、黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛など)や、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(登録商標)などのカーボンブラック系材料などを用いることができる。   In producing the positive electrode, as the conductive agent, for example, graphite (natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, etc.), carbon black materials such as acetylene black, ketjen black (registered trademark), and the like can be used.

結着剤は、活物質粒子をつなぎ止める役割を果たすもので、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエン、セルロース系樹脂、ポリアクリル酸などを用いることができる。なお、必要に応じ、正極活物質、導電材、活性炭を分散させ、結着剤を溶解する溶剤を正極合材に添加する。   The binder plays a role of anchoring the active material particles. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorine rubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene, cellulosic resin, polyacrylic. An acid or the like can be used. If necessary, a positive electrode active material, a conductive material, and activated carbon are dispersed, and a solvent that dissolves the binder is added to the positive electrode mixture.

溶剤としては、具体的には、N−メチル−2−ピロリドン等の有機溶剤を用いることができる。また、正極合材には、電気二重層容量を増加させるために、活性炭を添加することができる。   Specifically, an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used as the solvent. Activated carbon can be added to the positive electrode mixture in order to increase the electric double layer capacity.

(b)負極
負極には、金属リチウムやリチウム合金等、あるいは、リチウムイオンを吸蔵及び脱離できる負極活物質に、結着剤を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状にした負極合材を、銅等の金属箔集電体の表面に塗布し、乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成したものを使用する。負極活物質としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、フェノール樹脂等の有機化合物焼成体、コークス等の炭素物質の粉状体を用いることができる。この場合、負極結着剤としては、正極同様、PVDF等の含フッ素樹脂等を用いることができ、これらの活物質及び結着剤を分散させる溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン等の有機溶剤を用いることができる。
(B) Negative electrode A negative electrode mixture in which a negative electrode active material capable of occluding and desorbing lithium ions is mixed with a binder and an appropriate solvent is added to the negative electrode for the negative electrode. Is applied to the surface of a metal foil current collector such as copper, dried, and compressed to increase the electrode density as necessary. As the negative electrode active material, for example, natural graphite, artificial graphite, a fired organic compound such as phenol resin, or a powdery carbon material such as coke can be used. In this case, as the negative electrode binder, a fluorine-containing resin such as PVDF can be used as in the case of the positive electrode, and as a solvent for dispersing these active materials and the binder, N-methyl-2-pyrrolidone or the like can be used. Organic solvents can be used.

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

(d)非水系電解液
非水系電解液は、支持塩としてのリチウム塩を有機溶媒に溶解したものである。使用する有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート等の環状カーボネート、また、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート等の鎖状カーボネート、さらに、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル化合物、エチルメチルスルホン、ブタンスルトン等の硫黄化合物、リン酸トリエチル、リン酸トリオクチル等のリン化合物等から選ばれる1種を単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。
(D) Non-aqueous electrolyte The non-aqueous electrolyte is obtained by dissolving a lithium salt as a supporting salt in an organic solvent. Examples of the organic solvent used include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and trifluoropropylene carbonate, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and dipropyl carbonate, and tetrahydrofuran, A single compound selected from ether compounds such as 2-methyltetrahydrofuran and dimethoxyethane, sulfur compounds such as ethyl methyl sulfone and butane sultone, phosphorus compounds such as triethyl phosphate and trioctyl phosphate, or a mixture of two or more. Can be used.

支持塩としては、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiN(CFSO等、及びそれらの複合塩を用いることができる。さらに、非水系電解液は、ラジカル捕捉剤、界面活性剤及び難燃剤等を含んでいてもよい。 As the supporting salt, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , and complex salts thereof can be used. Furthermore, the non-aqueous electrolyte solution may contain a radical scavenger, a surfactant, a flame retardant, and the like.

(e)電池の形状、構成
以上、説明した正極、負極、セパレータ及び非水系電解液で構成される本発明の非水系電解質二次電池の形状は、円筒型、積層型等、種々のものとすることができる。いずれの形状を採る場合であっても、正極及び負極を、セパレータを介して積層させて電極体とし、得られた電極体に、非水系電解液を含浸させ、正極集電体と外部に通ずる正極端子との間、及び、負極集電体と外部に通ずる負極端子との間を、集電用リード等を用いて接続し、電池ケースに密閉して、非水系電解質二次電池を完成させる。
(E) Battery shape and configuration As described above, the shape of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention composed of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte solution described above is various, such as a cylindrical type and a laminated type. can do. In any case, the positive electrode and the negative electrode are laminated through a separator to form an electrode body, and the obtained electrode body is impregnated with a non-aqueous electrolyte and communicated with the positive electrode current collector and the outside. Connect between the positive electrode terminal and between the negative electrode current collector and the negative electrode terminal leading to the outside using a current collecting lead, etc., and seal the battery case to complete the non-aqueous electrolyte secondary battery. .

(f)特性
本発明の正極活物質を用いた非水系電解質二次電池は、高容量で高出力となる。特に、より好ましい形態で得られた本発明による正極活物質を用いた非水系電解質二次電池は、例えば、2032型コイン電池の正極に用いた場合、165mAh/g以上の高い初期放電容量と低い正極抵抗が得られ、さらに高容量で高出力である。また、熱安定性が高く、安全性においても優れているといえる。
(F) Characteristics The nonaqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material of the present invention has a high capacity and a high output. In particular, the non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material according to the present invention obtained in a more preferable form has a high initial discharge capacity of 165 mAh / g or more and low when used for the positive electrode of a 2032 type coin battery, for example. A positive electrode resistance is obtained, and a high capacity and a high output are obtained. Moreover, it can be said that it has high thermal stability and is excellent in safety.

なお、正極抵抗の測定方法を例示すれば、次のようになる。
電気化学的評価手法として一般的な交流インピーダンス法にて電池反応の周波数依存性について測定を行うと、溶液抵抗、負極抵抗と負極容量、及び正極抵抗と正極容量に基づくナイキスト線図が図4のように得られる。電極における電池反応は、電荷移動に伴う抵抗成分と電気二重層による容量成分とからなり、これらを電気回路で表すと抵抗と容量の並列回路となり、電池全体としては溶液抵抗と負極、正極の並列回路を直列に接続した等価回路で表される。
An example of the method for measuring the positive electrode resistance is as follows.
When the frequency dependence of the battery reaction is measured by a general AC impedance method as an electrochemical evaluation method, the Nyquist diagram based on the solution resistance, the negative electrode resistance and the negative electrode capacity, and the positive electrode resistance and the positive electrode capacity is shown in FIG. Is obtained as follows. The battery reaction at the electrode consists of a resistance component accompanying the charge transfer and a capacity component due to the electric double layer. When these are expressed as an electric circuit, it becomes a parallel circuit of resistance and capacity. It is represented by an equivalent circuit in which circuits are connected in series.

この等価回路を用いて測定したナイキスト線図に対してフィッティング計算を行い、各抵抗成分、容量成分を見積もることができる。正極抵抗は、得られるナイキスト線図の低周波数側の半円の直径と等しい。   Fitting calculation is performed on the Nyquist diagram measured using this equivalent circuit, and each resistance component and capacitance component can be estimated. The positive electrode resistance is equal to the diameter of the semicircle on the low frequency side of the obtained Nyquist diagram.

以上のことから、作製される正極について、交流インピーダンス測定を行い、得られたナイキスト線図に対し等価回路でフィッティング計算することで、正極抵抗を見積もることができる。   From the above, the positive electrode resistance can be estimated by performing AC impedance measurement on the manufactured positive electrode and performing fitting calculation on the obtained Nyquist diagram with an equivalent circuit.

本発明により得られた正極活物質を用いた正極を有する二次電池について、その性能(初期放電容量、正極抵抗)を測定した。   About the secondary battery which has a positive electrode using the positive electrode active material obtained by this invention, the performance (initial stage discharge capacity, positive electrode resistance) was measured.

以下、本発明の実施例を用いて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(電池の製造及び評価)
正極活物質の評価には、図5に示す2032型コイン電池1(以下、コイン型電池と称す)を使用した。図5に示すように、コイン型電池1は、ケース2と、このケース2内に収容された電極3とから構成されている。
(Battery manufacture and evaluation)
For the evaluation of the positive electrode active material, a 2032 type coin battery 1 (hereinafter referred to as a coin type battery) shown in FIG. 5 was used. As shown in FIG. 5, the coin-type battery 1 includes a case 2 and an electrode 3 accommodated in the case 2.

ケース2は、中空かつ一端が開口された正極缶2aと、この正極缶2aの開口部に配置される負極缶2bとを有しており、負極缶2bを正極缶2aの開口部に配置すると、負極缶2bと正極缶2aとの間に電極3を収容する空間が形成されるように構成されている。電極3は、正極3a、セパレータ3c及び負極3bとからなり、この順で並ぶように積層されており、正極3aが正極缶2aの内面に接触し、負極3bが負極缶2bの内面に接触するようにケース2に収容されている。   The case 2 has a positive electrode can 2a that is hollow and open at one end, and a negative electrode can 2b that is disposed in the opening of the positive electrode can 2a. When the negative electrode can 2b is disposed in the opening of the positive electrode can 2a, A space for accommodating the electrode 3 is formed between the negative electrode can 2b and the positive electrode can 2a. The electrode 3 includes a positive electrode 3a, a separator 3c, and a negative electrode 3b, which are stacked in this order. The positive electrode 3a contacts the inner surface of the positive electrode can 2a, and the negative electrode 3b contacts the inner surface of the negative electrode can 2b. As shown in FIG.

なお、ケース2はガスケット2cを備えており、このガスケット2cによって、正極缶2aと負極缶2bとの間が非接触の状態を維持するように相対的な移動が固定されている。また、ガスケット2cは、正極缶2aと負極缶2bとの隙間を密封してケース2内と外部との間を気密液密に遮断する機能も有している。   The case 2 includes a gasket 2c, and relative movement is fixed by the gasket 2c so as to maintain a non-contact state between the positive electrode can 2a and the negative electrode can 2b. Further, the gasket 2c also has a function of sealing a gap between the positive electrode can 2a and the negative electrode can 2b to block the inside and outside of the case 2 in an airtight and liquid tight manner.

図5に示すコイン型電池1は、以下のようにして製作した。
まず、非水系電解質二次電池用正極活物質52.5mg、アセチレンブラック15mg、及びポリテトラフッ化エチレン樹脂(PTFE)7.5mgを混合し、100MPaの圧力で直径11mm、厚さ100μmにプレス成形して、正極3aを作製した。作製した正極3aを真空乾燥機中120℃で12時間乾燥した。
The coin type battery 1 shown in FIG. 5 was manufactured as follows.
First, 52.5 mg of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, 15 mg of acetylene black, and 7.5 mg of polytetrafluoroethylene resin (PTFE) are mixed and press-molded to a diameter of 11 mm and a thickness of 100 μm at a pressure of 100 MPa. A positive electrode 3a was produced. The produced positive electrode 3a was dried at 120 ° C. for 12 hours in a vacuum dryer.

この正極3aと、負極3b、セパレータ3c及び電解液とを用いて、図5に示すコイン型電池1を、露点が−80℃に管理されたAr雰囲気のグローブボックス内で作製した。 なお、負極3bには、直径14mmの円盤状に打ち抜かれた平均粒径20μm程度の黒鉛粉末とポリフッ化ビニリデンが銅箔に塗布された負極シートを用いた。   Using the positive electrode 3a, the negative electrode 3b, the separator 3c, and the electrolyte, the coin-type battery 1 shown in FIG. 5 was produced in a glove box in an Ar atmosphere in which the dew point was controlled at −80 ° C. As the negative electrode 3b, a negative electrode sheet in which graphite powder having an average particle diameter of about 20 μm punched into a disk shape with a diameter of 14 mm and polyvinylidene fluoride were applied to a copper foil was used.

セパレータ3cには膜厚25μmのポリエチレン多孔膜を用いた。電解液には、1MのLiClOを支持電解質とするエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の等量混合液(富山薬品工業株式会社製)を用いた。 As the separator 3c, a polyethylene porous film having a film thickness of 25 μm was used. As the electrolytic solution, an equivalent mixed solution (manufactured by Toyama Pharmaceutical Co., Ltd.) of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) using 1M LiClO 4 as a supporting electrolyte was used.

製造したコイン型電池1の性能を示す初期放電容量、正極抵抗は、以下のように評価した。初期放電容量は、コイン型電池1を製作してから24時間程度放置し、開回路電圧OCV(Open Circuit Voltage)が安定した後、正極に対する電流密度を0.1mA/cmとしてカットオフ電圧4.3Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.0Vまで放電したときの容量を初期放電容量とした。 The initial discharge capacity and positive electrode resistance showing the performance of the manufactured coin battery 1 were evaluated as follows. The initial discharge capacity is left for about 24 hours after the coin-type battery 1 is manufactured, and after the open circuit voltage OCV (Open Circuit Voltage) is stabilized, the current density with respect to the positive electrode is set to 0.1 mA / cm 2 and the cut-off voltage 4 The capacity when the battery was charged to 3 V, discharged after a pause of 1 hour to a cutoff voltage of 3.0 V was defined as the initial discharge capacity.

正極抵抗は、コイン型電池1を充電電位4.1Vで充電して、周波数応答アナライザ及びポテンショガルバノスタット(ソーラトロン製、1255B)を使用して交流インピーダンス法により測定すると、図4に示すナイキストプロットが得られる。   When the positive electrode resistance is measured by the AC impedance method using a frequency response analyzer and a potentiogalvanostat (manufactured by Solartron, 1255B) after charging the coin-type battery 1 at a charging potential of 4.1 V, the Nyquist plot shown in FIG. can get.

このナイキストプロットは、溶液抵抗、負極抵抗とその容量、及び、正極抵抗とその容量を示す特性曲線の和として表しているため、このナイキストプロットに基づき等価回路を用いてフィッティング計算を行い、正極抵抗の値を算出した。   Since this Nyquist plot is expressed as the sum of the characteristic curve indicating the solution resistance, the negative electrode resistance and its capacity, and the positive electrode resistance and its capacity, the fitting calculation is performed using an equivalent circuit based on this Nyquist plot, and the positive resistance The value of was calculated.

なお、本実施例では、複合水酸化物製造、正極活物質及び二次電池の作製には、和光純薬工業株式会社製試薬特級の各試料を使用した。   In this example, each of the reagent special grades manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used for producing the composite hydroxide, the positive electrode active material, and the secondary battery.

(実施例1)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにLi/Meが1.00、W/Me(×100%)が0.15原子%となるように、水酸化リチウムを31.7g、酸化タングステン0.46gを添加し、シェーカーミキサー装置(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製TURBURA TypeT2C)を用いて十分に混合し、混合物を得た。
Example 1
Li / Me is 1.00 and W / Me (× 100%) is 0.15 atomic% to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2. Then, 31.7 g of lithium hydroxide and 0.46 g of tungsten oxide were added, and the mixture was sufficiently mixed using a shaker mixer apparatus (TURBURA Type T2C manufactured by Willy et Bacofen (WAB)) to obtain a mixture.

得られた混合物をマグネシア製焼成容器に入れ、100%酸素気流中において、750℃まで昇温して10時間焼成し、その後室温まで炉冷した。炉冷後、解砕し、最後に目開き38μmの篩にかけて、正極活物質を得た。得られた正極活物質のLi/Me及びW/Me(×100%)をICP法により分析したところ、Li/Meは1.00、W/Me(×100%)が0.15原子%であることが確認された。   The obtained mixture was put in a magnesia firing container, heated to 750 ° C. in a 100% oxygen stream, fired for 10 hours, and then cooled to room temperature. After furnace cooling, it was crushed and finally passed through a sieve having an opening of 38 μm to obtain a positive electrode active material. When Li / Me and W / Me (× 100%) of the obtained positive electrode active material were analyzed by ICP method, Li / Me was 1.00 and W / Me (× 100%) was 0.15 atomic%. It was confirmed that there was.

[炭酸リチウム中のLi量]
得られた正極活物質の表面に存在する炭酸リチウム量を、炭素硫黄分析装置(LECO社製CS−600)で全炭素元素(C)含有量を測定し、この測定された全炭素元素の量を炭酸リチウム(LiCO)に換算することにより求め、得られた炭酸リチウム量から炭酸リチウム中のLi量を算出した。得られた正極活物質の表面に存在する炭酸リチウム中のLi量は、正極活物質の質量に対して、0.015質量%であった。
[Li content in lithium carbonate]
The amount of lithium carbonate present on the surface of the obtained positive electrode active material was measured for the total carbon element (C) content with a carbon sulfur analyzer (LE-CO CS-600), and the amount of the total carbon element measured. Was converted into lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), and the amount of Li in the lithium carbonate was calculated from the obtained amount of lithium carbonate. The amount of Li in the lithium carbonate present on the surface of the obtained positive electrode active material was 0.015% by mass with respect to the mass of the positive electrode active material.

[リチウムタングステン化合物の形態分析]
得られた正極活物質を、樹脂に埋め込み、クロスセクションポリッシャ加工を行ったものについて、倍率を5000倍としたSEMによる断面観察を行ったところ、一次粒子および一次粒子が凝集して構成された二次粒子からなり、一次粒子表面にリチウムタングステン化合物の微粒子が形成されていることが確認され、微粒子の粒子径は20〜120nmであった。また、任意の50個以上の二次粒子の断面を5000倍で観察したところ、二次粒子内部の一次粒子の表面にリチウムタングステン化合物を有する二次粒子の観察した二次粒子数に対する割合(化合物存在率)は、96%であった。
[Morphological analysis of lithium tungsten compounds]
When the obtained positive electrode active material was embedded in a resin and subjected to cross-section polisher, cross-sectional observation by SEM with a magnification of 5000 times was performed. As a result, the primary particles and the primary particles were agglomerated. It was confirmed that fine particles of a lithium tungsten compound were formed on the primary particle surface, and the particle size of the fine particles was 20 to 120 nm. Further, when the cross section of any 50 or more secondary particles was observed at a magnification of 5000 times, the ratio of the secondary particles having a lithium tungsten compound on the surface of the primary particles inside the secondary particles to the observed number of secondary particles (compound The abundance ratio) was 96%.

さらに、得られた正極活物質の一次粒子の表面付近を透過型電子顕微鏡(TEM)により観察したところ、一次粒子の表面に膜厚1〜70nmのリチウムタングステン化合物の被覆が形成され、化合物はタングステン酸リチウムであることを確認した。   Furthermore, when the vicinity of the surface of the primary particle of the obtained positive electrode active material was observed with a transmission electron microscope (TEM), a coating of a lithium tungsten compound having a film thickness of 1 to 70 nm was formed on the surface of the primary particle, and the compound was tungsten. It was confirmed to be lithium acid lithium.

また、正極活物質中のタングステン酸リチウムの存在状態について、正極活物質から溶出してくるLiを滴定することにより評価した。得られた正極活物質に純水を加えて30分間攪拌後、ろ過したろ液のpHを測定しながら塩酸を加えていくことにより出現する中和点から溶出するリチウムの化合物状態を評価したところ、タングステン酸リチウム中にはLiWOとLiWOの存在が確認され、含まれるLiWOの存在比率を算出したところ、87mol%であった。 Further, the presence state of lithium tungstate in the positive electrode active material was evaluated by titrating Li eluted from the positive electrode active material. After adding pure water to the obtained positive electrode active material and stirring for 30 minutes, the compound state of lithium eluting from the neutralization point that appears by adding hydrochloric acid while measuring the pH of the filtered filtrate was evaluated. The presence of Li 4 WO 5 and Li 2 WO 4 was confirmed in the lithium tungstate, and the abundance ratio of Li 4 WO 5 contained was calculated to be 87 mol%.

[電池評価]
得られた正極活物質を使用して作製された正極を有する図5に示すコイン型電池1の電池特性を評価した。なお、サイクル試験前の正極抵抗は実施例1を「1.00」とした相対値を評価値とした。初期放電容量は、210mAh/gであった。
[Battery evaluation]
The battery characteristics of the coin-type battery 1 shown in FIG. 5 having a positive electrode produced using the obtained positive electrode active material were evaluated. For the positive electrode resistance before the cycle test, the relative value where Example 1 was “1.00” was used as the evaluation value. The initial discharge capacity was 210 mAh / g.

以下、実施例及び比較例については、実施例1と変更した物質、条件のみを示す。また、実施例1の初期放電容量、正極抵抗及び炭酸リチウム中のLi量の評価値を合わせて表1に示す。   Hereinafter, about an Example and a comparative example, only the substance and conditions which changed with Example 1 are shown. Table 1 shows the initial discharge capacity, positive electrode resistance, and evaluation values for the amount of Li in lithium carbonate in Example 1.

(実施例2)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにLi/Meが0.95となるように水酸化リチウムを30.1g添加した以外は実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Example 2)
Example 1 except that 30.1 g of lithium hydroxide was added to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 so that Li / Me was 0.95. Similarly, a positive electrode active material was obtained, and battery characteristics and lithium carbonate amount were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにLi/Meが1.03となるように水酸化リチウムを32.7g添加した以外は実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Example 3)
Example 1 except that 32.7 g of lithium hydroxide was added to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 so that Li / Me was 1.03. Similarly, a positive electrode active material was obtained, and battery characteristics and lithium carbonate amount were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにW/Me(×100%)が0.10原子%となるように、酸化タングステンを0.31g添加した以外は実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。SEMによる断面観察ではリチウムタングステン化合物が確認されなかったため、TEM観察により化合物存在率を評価した。その結果を表1に示す。
Example 4
0.31 g of tungsten oxide is added to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 so that W / Me (× 100%) is 0.10 atomic%. A positive electrode active material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. Since the lithium tungsten compound was not confirmed in the cross-sectional observation by SEM, the compound presence rate was evaluated by TEM observation. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにW/Me(×100%)が0.30原子%となるように、酸化タングステンを0.92g添加した以外は実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Example 5)
Add 0.92 g of tungsten oxide to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 so that W / Me (× 100%) is 0.30 atomic%. A positive electrode active material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにW/Me(×100%)が0.15原子%となるように、タングステン酸0.50gを添加した以外は実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Example 6)
0.50 g of tungstic acid was added to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 so that W / Me (× 100%) was 0.15 atomic%. A positive electrode active material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにW/Me(×100%)が0.125原子%となるように、酸化タングステン0.39gを添加した以外は実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Example 7)
Addition of 0.39 g of tungsten oxide to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 so that W / Me (× 100%) is 0.125 atomic% A positive electrode active material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにW/Me(×100%)が0.45原子%となるように、酸化タングステン1.38gを添加した以外は実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Example 8)
1.38 g of tungsten oxide is added to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 so that W / Me (× 100%) is 0.45 atomic%. A positive electrode active material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例9)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gに酸化タングステン等を加えるところは実施例1と同様であるが、焼成温度を630℃として正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
Example 9
The addition of tungsten oxide or the like to 100 g of the nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 is the same as in Example 1, except that the firing temperature is 630 ° C. and the positive electrode active material is used. The battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例10)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gに酸化タングステン等を加えるところは実施例1と同様であるが、焼成温度を680℃として正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Example 10)
The addition of tungsten oxide or the like to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 is the same as in Example 1, but the firing temperature is set to 680 ° C. and the positive electrode active material is used. The battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例11)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gに酸化タングステン等を加えるところは実施例1と同様であるが、焼成温度を730℃として正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Example 11)
The addition of tungsten oxide or the like to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 is the same as in Example 1, except that the firing temperature is 730 ° C. and the positive electrode active material is used. The battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例12)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gに酸化タングステン等を加えるところは実施例1と同様であるが、焼成温度を780℃として正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Example 12)
The addition of tungsten oxide or the like to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 is the same as in Example 1, except that the firing temperature is 780 ° C. and the positive electrode active material is used. The battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにタングステン化合物を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A positive electrode active material was obtained and battery characteristics were obtained in the same manner as in Example 1 except that no tungsten compound was added to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2. And the amount of lithium carbonate was evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにW/Me(×100%)が0.05原子%となるように、酸化タングステン0.16gを添加した以外は実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
0.16 g of tungsten oxide is added to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 so that W / Me (× 100%) is 0.05 atomic%. A positive electrode active material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gにW/Me(×100%)が0.75原子%となるように、酸化タングステン2.30gを添加した以外は実施例1と同様にして正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
2.30 g of tungsten oxide is added to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 so that W / Me (× 100%) is 0.75 atomic%. A positive electrode active material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例4)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gに酸化タングステン等を加えるところは実施例1と同様であるが、焼成温度を550℃として正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
The addition of tungsten oxide or the like to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 is the same as in Example 1, but the firing temperature is set to 550 ° C. and the positive electrode active material is used. The battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例5)
Ni0.91Co0.06Al0.03で表されるニッケル複合酸化物100gに酸化タングステン等を加えるところは実施例1と同様であるが、焼成温度を820℃として正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 5)
The addition of tungsten oxide or the like to 100 g of nickel composite oxide represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O 2 is the same as in Example 1, except that the firing temperature is 820 ° C. The battery characteristics and the amount of lithium carbonate were evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例6)
3mlの純水に0.06gの水酸化リチウム(LiOH)を溶解した水溶液中に、0.055gの酸化タングステン(WO)を添加して撹拌することにより、タングステンを含有したアルカリ溶液(W)を得た。次に、比較例1で得られたリチウム金属複合酸化物粉末15gに、アルカリ溶液(W)を添加し、さらに、シェーカーミキサー装置(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製TURBULA TypeT2C)を用いて十分に混合して、アルカリ溶液(W)とリチウム金属複合酸化物粉末の混合物を得た。
(Comparative Example 6)
An alkaline solution (W) containing tungsten by adding and stirring 0.055 g of tungsten oxide (WO 3 ) in an aqueous solution in which 0.06 g of lithium hydroxide (LiOH) is dissolved in 3 ml of pure water. Got. Next, an alkaline solution (W) is added to 15 g of the lithium metal composite oxide powder obtained in Comparative Example 1, and a shaker mixer apparatus (TURBULA Type T2C manufactured by Willy et Bacofen (WAB)) is used. The mixture was sufficiently mixed to obtain a mixture of the alkaline solution (W) and the lithium metal composite oxide powder.

得られた混合物を、マグネシア製焼成容器に入れ、100%酸素気流中において、昇温速度2.8℃/分で500℃まで昇温して10時間熱処理し、その後室温まで炉冷し、解砕することにより、正極活物質を得るとともに電池特性及び炭酸リチウム量の評価を行った。その結果を表1に示す。   The obtained mixture is put in a magnesia baking vessel, heated to 500 ° C. at a temperature rising rate of 2.8 ° C./min in a 100% oxygen stream, heat-treated for 10 hours, then cooled to room temperature and furnace-cooled. By crushing, a positive electrode active material was obtained, and battery characteristics and lithium carbonate amount were evaluated. The results are shown in Table 1.

[評価]
表1から明らかなように実施例1〜12の正極活物質は、本発明に従って製造されたため、比較例に比べて初期放電容量が概ね206mAh/g以上と高く、正極抵抗もおおむね1.26以下と低いものとなっており、また、充放電を繰り返す過程で発生するガスの要因である炭酸リチウム量も概ね0.018wt%以下に抑制されている。
[Evaluation]
As can be seen from Table 1, since the positive electrode active materials of Examples 1 to 12 were produced according to the present invention, the initial discharge capacity was generally higher than 206 mAh / g compared to the comparative example, and the positive electrode resistance was generally 1.26 or less. In addition, the amount of lithium carbonate, which is a factor of gas generated in the process of repeated charge and discharge, is also suppressed to approximately 0.018 wt% or less.

また、図3には、本発明の実施例で得られた正極活物質の断面SEM観察結果の一例を、図2には図3のイメージ図を示す。得られた正極活物質は一次粒子12及び一次粒子12が凝集して構成された二次粒子11からなり、断面のSEM観察とTEM観察から一次粒子12表面に微粒子状リチウムタングステン化合物14や膜状リチウムタングステン化合物13が形成されていることが確認された。リチウムタングステン化合物13、14が確認された位置を図3において矢印で示す。   FIG. 3 shows an example of a cross-sectional SEM observation result of the positive electrode active material obtained in the example of the present invention, and FIG. 2 shows an image diagram of FIG. The obtained positive electrode active material is composed of primary particles 12 and secondary particles 11 formed by agglomerating the primary particles 12, and the surface of the primary particles 12 is observed on the surface of the primary particles 12 by SEM observation and TEM observation of the cross section. It was confirmed that the lithium tungsten compound 13 was formed. The positions where the lithium tungsten compounds 13 and 14 are confirmed are indicated by arrows in FIG.

対して、比較例1では、二次粒子表面及び一次粒子表面に本発明に係るリチウムタングステン化合物が形成されていないため、正極抵抗が大幅に高く、高出力化の要求に対応することは困難である。   On the other hand, in Comparative Example 1, since the lithium tungsten compound according to the present invention is not formed on the secondary particle surface and the primary particle surface, the positive electrode resistance is significantly high, and it is difficult to meet the demand for higher output. is there.

本発明の非水系電解質二次電池は、常に高容量を要求される小型携帯電子機器(ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話端末など)の電源に好適であり、高出力が要求される電気自動車用電池にも好適である。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is suitable for a power source of a small portable electronic device (such as a notebook personal computer or a mobile phone terminal) that always requires a high capacity, and an electric vehicle battery that requires a high output. Also suitable.

また、本発明の非水系電解質二次電池は、優れた安全性を有し、小型化、高出力化が可能であることから、搭載スペースに制約を受ける電気自動車用電源として好適である。なお、本発明は、純粋に電気エネルギーで駆動する電気自動車用の電源のみならず、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃焼機関と併用するいわゆるハイブリッド車用の電源としても用いることができる。   In addition, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has excellent safety, and can be downsized and increased in output, and thus is suitable as a power source for an electric vehicle subject to restrictions on mounting space. The present invention can be used not only as a power source for an electric vehicle driven purely by electric energy but also as a power source for a so-called hybrid vehicle used in combination with a combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine.

1 コイン型電池
2 ケース
2a 正極缶
2b 負極缶
2c ガスケット
3 電極
3a 正極
3b 負極
3c セパレータ
11 二次粒子
12 一次粒子
13 膜状リチウムタングステン化合物
14 微粒子状リチウムタングステン化合物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coin type battery 2 Case 2a Positive electrode can 2b Negative electrode can 2c Gasket 3 Electrode 3a Positive electrode 3b Negative electrode 3c Separator 11 Secondary particle 12 Primary particle 13 Film-like lithium tungsten compound 14 Fine particle lithium tungsten compound

Claims (11)

一般式:LiNi1−x−yCo2+α(ただし、0≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.0006≦c≦0.0050、0.95≦a≦1.20、0≦α≦0.20、Mは、Mn、V、Mg、Mo、Nb、TiおよびAlから選ばれる少なくとも1種の元素)で表され、一次粒子および一次粒子が凝集して形成された二次粒子とからなるリチウム金属複合酸化物粒子から構成された非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法であって、
一般式:Ni1−x−yCoで表されるニッケル複合酸化物粒子と、
該ニッケル複合酸化物粒子に含まれるNi、CoおよびMの原子数の合計Meと、リチウム原子数との比Li/Meが0.95〜1.20となるリチウム化合物と、
前記Meに対するタングステン原子数が0.06〜0.50原子%となるタングステン化合物と、を混合して混合物を得る混合工程と、
該混合物が酸化性雰囲気中で、600〜800℃で焼成して、一次粒子表面にリチウムタングステン化合物が形成されたリチウムニッケル複合酸化物粒子を得る焼成工程と、を有する、
ことを特徴とする非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
General formula: Li a Ni 1-x- y Co x M y W c O 2 + α ( although, 0 ≦ x ≦ 0.35,0 ≦ y ≦ 0.35,0.0006 ≦ c ≦ 0.0050,0. 95 ≦ a ≦ 1.20, 0 ≦ α ≦ 0.20, where M is at least one element selected from Mn, V, Mg, Mo, Nb, Ti and Al), and primary particles and primary particles A method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising lithium metal composite oxide particles comprising secondary particles formed by aggregation of
General formula: and nickel composite oxide particles represented by Ni 1-x-y Co x M y O 2,
A lithium compound having a ratio Li / Me of the total number of atoms of Ni, Co and M contained in the nickel composite oxide particles to the number of lithium atoms of 0.95 to 1.20;
A mixing step of mixing a tungsten compound with which the number of tungsten atoms with respect to Me is 0.06 to 0.50 atomic% to obtain a mixture;
Firing the mixture in an oxidizing atmosphere at 600 to 800 ° C. to obtain lithium nickel composite oxide particles in which a lithium tungsten compound is formed on the surface of the primary particles.
The manufacturing method of the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries characterized by the above-mentioned.
前記リチウムタングステン化合物が微粒子状であり、
該微粒子の粒子径が1〜500nmである、
ことを特徴とする請求項1記載の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
The lithium tungsten compound is in the form of fine particles,
The particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm.
The manufacturing method of the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記リチウムタングステン化合物が膜状であり、
該膜の厚さが1〜100nmである、
ことを特徴とする請求項1記載の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
The lithium tungsten compound is in the form of a film;
The thickness of the film is 1 to 100 nm,
The manufacturing method of the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記リチウムタングステン化合物が微粒子状および膜状であり、
該微粒子の粒子径が1〜500nmであり、該膜の厚さが1〜100nmである、
ことを特徴とする請求項1記載の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
The lithium tungsten compound is in the form of fine particles and a film,
The particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm, and the thickness of the film is 1 to 100 nm.
The manufacturing method of the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記リチウム化合物が、水酸化リチウム、炭酸リチウム、酢酸リチウムから選択される少なくとも1種である、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
The lithium compound is at least one selected from lithium hydroxide, lithium carbonate, and lithium acetate;
The manufacturing method of the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
前記タングステン化合物が、酸化タングステン、タングステン酸、パラタングステン酸アンモニウムから選択される少なくとも1種である、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
The tungsten compound is at least one selected from tungsten oxide, tungstic acid, and ammonium paratungstate.
The manufacturing method of the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
一般式:LiNi1−x−yCo2+α(ただし、0≦x≦0.35、0≦y≦0.35、0.0006≦c≦0.0050、0.95≦a≦1.20、0≦α≦0.20、Mは、Mn、V、Mg、Mo、Nb、TiおよびAlから選ばれる少なくとも1種の元素)で表され、一次粒子および一次粒子が凝集して形成された二次粒子とからなるリチウム金属複合酸化物粒子から構成された非水系電解質二次電池用正極活物質であって、
前記リチウム金属複合酸化物の一次粒子の表面にリチウムタングステン化合物が形成され、前記リチウムニッケル複合酸化物粒子の表面に存在する炭酸リチウムに含まれるリチウム量が、正極活物質に対して0.02質量%以下であることを特徴とする非水系電解質二次電池用正極活物質。
General formula: Li a Ni 1-x- y Co x M y W c O 2 + α ( although, 0 ≦ x ≦ 0.35,0 ≦ y ≦ 0.35,0.0006 ≦ c ≦ 0.0050,0. 95 ≦ a ≦ 1.20, 0 ≦ α ≦ 0.20, where M is at least one element selected from Mn, V, Mg, Mo, Nb, Ti and Al), and primary particles and primary particles A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery composed of lithium metal composite oxide particles comprising secondary particles formed by agglomeration,
A lithium tungsten compound is formed on the surfaces of the primary particles of the lithium metal composite oxide, and the amount of lithium contained in the lithium carbonate present on the surfaces of the lithium nickel composite oxide particles is 0.02 mass relative to the positive electrode active material. % Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery,
前記リチウムタングステン化合物が微粒子状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmである、
ことを特徴とする請求項7記載の非水系電解質二次電池用正極活物質。
The lithium tungsten compound is in the form of fine particles, and the particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm.
The positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 7.
前記リチウムタングステン化合物が膜状であり、該膜の厚さが1〜100nmである、
ことを特徴とする請求項7記載の非水系電解質二次電池用正極活物質。
The lithium tungsten compound is in the form of a film, and the thickness of the film is 1 to 100 nm.
The positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 7.
前記リチウムタングステン化合物が微粒子状および膜状であり、該微粒子の粒子径が1〜500nmであり、該膜の厚さが1〜100nmである、
ことを特徴とする請求項7記載の非水系電解質二次電池用正極活物質。
The lithium tungsten compound is in the form of fine particles and a film, the particle diameter of the fine particles is 1 to 500 nm, and the thickness of the film is 1 to 100 nm.
The positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 7.
請求項7から請求項10のいずれか1項に記載の非水系電解質二次電池用正極活物質を含む正極を有する、
ことを特徴とする非水系電解質二次電池。
It has a positive electrode containing the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of any one of Claims 7-10.
A non-aqueous electrolyte secondary battery.
JP2015170142A 2015-08-31 2015-08-31 Method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery Active JP6582750B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015170142A JP6582750B2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015170142A JP6582750B2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017050056A true JP2017050056A (en) 2017-03-09
JP6582750B2 JP6582750B2 (en) 2019-10-02

Family

ID=58279893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015170142A Active JP6582750B2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6582750B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017188023A1 (en) 2016-04-28 2017-11-02 日立化成株式会社 Charge transport material and utilization thereof
JP2020021741A (en) * 2019-10-18 2020-02-06 住友化学株式会社 Positive electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP2020021639A (en) * 2018-08-01 2020-02-06 住友化学株式会社 Positive electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
CN110783538A (en) * 2019-09-22 2020-02-11 英德市科恒新能源科技有限公司 Ternary positive electrode material of lithium battery with metal oxide coated in gas phase and preparation method thereof
CN114582638A (en) * 2022-03-01 2022-06-03 福建工程学院 Method for preparing flexible porous nickel-cobalt-molybdenum-based supercapacitor electrode by electrochemically assisting etching template
WO2024095977A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for lithium ion secondary batteries, and lithium ion secondary battery
WO2024095976A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008277087A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery and its manufacturing method
JP2013152866A (en) * 2012-01-25 2013-08-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Positive electrode active material for nonaqueous electrolytic secondary battery and method of manufacturing the same, and nonaqueous electrolytic secondary battery with the positive electrode active material
WO2015115088A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 三洋電機株式会社 Nonaqueous-electrolyte secondary-battery positive-electrode active material, nonaqueous-electrolyte secondary battery using same, and method for manufacturing nonaqueous-electrolyte secondary-battery positive-electrode active material
WO2015141179A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-24 三洋電機株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008277087A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery and its manufacturing method
JP2013152866A (en) * 2012-01-25 2013-08-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Positive electrode active material for nonaqueous electrolytic secondary battery and method of manufacturing the same, and nonaqueous electrolytic secondary battery with the positive electrode active material
WO2015115088A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 三洋電機株式会社 Nonaqueous-electrolyte secondary-battery positive-electrode active material, nonaqueous-electrolyte secondary battery using same, and method for manufacturing nonaqueous-electrolyte secondary-battery positive-electrode active material
WO2015141179A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-24 三洋電機株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017188023A1 (en) 2016-04-28 2017-11-02 日立化成株式会社 Charge transport material and utilization thereof
JP2020021639A (en) * 2018-08-01 2020-02-06 住友化学株式会社 Positive electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
EP3678236A4 (en) * 2018-08-01 2021-01-27 Sumitomo Chemical Company, Limited Positive electrode active material for lithium secondary batteries, positive electrode for lithium secondary batteries, and lithium secondary battery
US10964945B2 (en) 2018-08-01 2021-03-30 Sumitomo Chemical Company, Limited Positive electrode active material for lithium secondary batteries, positive electrode for lithium secondary batteries, and lithium secondary battery
CN110783538A (en) * 2019-09-22 2020-02-11 英德市科恒新能源科技有限公司 Ternary positive electrode material of lithium battery with metal oxide coated in gas phase and preparation method thereof
CN110783538B (en) * 2019-09-22 2022-08-02 英德市科恒新能源科技有限公司 Ternary positive electrode material of lithium battery with metal oxide coated in gas phase and preparation method thereof
JP2020021741A (en) * 2019-10-18 2020-02-06 住友化学株式会社 Positive electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP7262365B2 (en) 2019-10-18 2023-04-21 住友化学株式会社 Positive electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, lithium secondary battery
CN114582638A (en) * 2022-03-01 2022-06-03 福建工程学院 Method for preparing flexible porous nickel-cobalt-molybdenum-based supercapacitor electrode by electrochemically assisting etching template
CN114582638B (en) * 2022-03-01 2023-04-11 福建工程学院 Method for preparing flexible porous nickel-cobalt-molybdenum-based supercapacitor electrode by electrochemically assisting etching template
WO2024095977A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for lithium ion secondary batteries, and lithium ion secondary battery
WO2024095976A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP6582750B2 (en) 2019-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11108043B2 (en) Method for producing positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5035712B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
JP5822708B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
JP5772626B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
JP5370515B2 (en) Positive electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode material
JP6555636B2 (en) Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same
JP6818225B2 (en) Method for manufacturing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries
JP6090608B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
JP6582750B2 (en) Method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2012079464A5 (en)
JP2013171785A5 (en)
JP6724361B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2016167439A5 (en)
JP2016110999A5 (en)
JP2016207635A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
JP7055587B2 (en) Manufacturing method of positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2016207635A5 (en)
JP2016183090A (en) Manufacturing method of lithium tungstate, manufacturing method of cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium tungstate
JP2016225277A (en) Positive electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery and method of producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode material
WO2016104305A1 (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary cell, method for manufacturing said material, and nonaqueous electrolyte secondary cell in which said material is used
WO2016084931A1 (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary cell, method for manufacturing same, and nonaqueous electrolyte secondary cell in which said positive electrode active material is used
JP6730777B2 (en) Positive electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode material
WO2016140207A1 (en) Positive electrode active substance for non-aqueous electrolyte secondary battery, and method for producing same
WO2016171081A1 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using said positive electrode active material
JP2018073563A (en) Positive electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery arranged by use thereof, and method for manufacturing positive electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180601

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190514

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190711

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6582750

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150