JP2017197406A - Method for producing nickel-manganese complex - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing nickel-manganese complex in which a nickel to manganese ratio can be freely set, and nickel and manganese are uniformly distributed, and which is suitable as a raw material of a cathode active material for a lithium secondary battery.SOLUTION: There is provided the method for producing a nickel-manganese complex having a chemical composition represented by a formula NiMnO(OH)(where, 0.225≤x≤0.775 and 0.5≤a≤0.9). The method for producing a nickel-manganese complex comprises: mixing an aqueous solution of a metal salt containing nickel, an aqueous solution of a metal salt containing manganese, an aqueous solution of sodium hydroxide and an oxidant, or an aqueous solution of metal salts containing nickel and manganese, an aqueous solution of sodium hydroxide and an oxidant; and crystallizing a nickel-manganese complex in an atmosphere in which Ni becomes divalent and Mn becomes trivalent.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、リチウム二次電池の正極材料として適するリチウム−ニッケル−マンガン系複合酸化物、並びに、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン系複合酸化物等の、ニッケルとマンガンを有する正極材料の原料として好適な、ニッケルとマンガンが均一に分布した、ニッケル−マンガン複合物の製造方法に関する。   The present invention is suitable as a raw material for a positive electrode material having nickel and manganese, such as a lithium-nickel-manganese composite oxide suitable for a positive electrode material of a lithium secondary battery, and a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide. The present invention also relates to a method for producing a nickel-manganese composite in which nickel and manganese are uniformly distributed.

近年、リチウム二次電池用正極活物質として、リチウム−ニッケル−マンガン系複合酸化物や、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン系複合酸化物が、高エネルギー材として注目されている。   In recent years, lithium-nickel-manganese composite oxides and lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxides have attracted attention as high-energy materials as positive electrode active materials for lithium secondary batteries.

これらの複合酸化物は、ニッケルとマンガンが均一に分布したニッケル−マンガン複合原料を用いて製造することが好ましく、例えば、リチウム−ニッケル−マンガン系複合酸化物の前駆体として、酸化剤を用いた共沈法により得られた、化学組成式がNi0.25+αMn0.75−αOOH(但し、−0.025≦α≦0.025である)で表されるニッケル−マンガン複合オキシ水酸化物が開示された(特許文献1)。当該ニッケル−マンガン複合オキシ水酸化物は、水酸化カドミウム構造の単一結晶相からなり、大気中で安定であり、共沈、洗浄、乾燥といった一般的な工程でマンガン成分の偏析を生じない優れた前駆体である旨が開示されている。 These composite oxides are preferably produced using a nickel-manganese composite material in which nickel and manganese are uniformly distributed. For example, an oxidant is used as a precursor of a lithium-nickel-manganese composite oxide. Nickel-manganese composite oxyhydroxide obtained by the coprecipitation method and having a chemical composition formula represented by Ni 0.25 + α Mn 0.75-α OOH (where −0.025 ≦ α ≦ 0.025). The thing was disclosed (patent document 1). The nickel-manganese composite oxyhydroxide consists of a single crystal phase with a cadmium hydroxide structure, is stable in the atmosphere, and does not cause segregation of manganese components in general processes such as coprecipitation, washing and drying. That it is a precursor.

一方、リチウム二次電池用正極活物質としてのリチウム−ニッケル−コバルト−マンガン系複合酸化物は、ニッケルとマンガンの比率が、モル比で1:1〜5:3と幅広い組成が検討されており、ニッケルとマンガンの比率を自由に設定できるニッケル−マンガン複合原料が望まれていた。   On the other hand, lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxides as positive electrode active materials for lithium secondary batteries have been studied in a wide range of compositions with a molar ratio of nickel to manganese of 1: 1 to 5: 3. Therefore, a nickel-manganese composite material that can freely set the ratio of nickel and manganese has been desired.

WO2015/008863WO2015 / 008863

本発明は、ニッケルとマンガンの比率を自由に設定でき、かつ、ニッケルとマンガンが均一に分布した、ニッケル−マンガン複合物の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing a nickel-manganese composite in which the ratio of nickel and manganese can be freely set and nickel and manganese are uniformly distributed.

発明者らは、ニッケル−マンガン複合原料の製造方法に関し、鋭意検討した結果、Niが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気にてニッケル−マンガン複合物を晶析することで、比率を自由に設定でき、かつ、ニッケルとマンガンが均一に分布したニッケル−マンガン複合物が得られることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液及び酸化剤、又は、ニッケル及びマンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液並びに酸化剤を混合し、Niが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気にて、ニッケル−マンガン複合物を晶析することを特徴とする、化学組成式がNiMn1−x(OH)2−a(但し、0.225≦x≦0.775、0.5≦a≦0.9である)で表されるニッケル−マンガン複合物の製造方法である。 As a result of intensive studies on the method for producing a nickel-manganese composite material, the inventors crystallized the nickel-manganese composite in an atmosphere in which Ni is divalent and Mn is trivalent. It was found that a nickel-manganese composite in which nickel and manganese were uniformly distributed was obtained, and the present invention was completed. That is, the present invention mixes a metal salt aqueous solution containing nickel, a metal salt aqueous solution containing manganese, a caustic soda aqueous solution and an oxidizing agent, or a metal salt aqueous solution containing nickel and manganese, a caustic soda aqueous solution and an oxidizing agent, and Ni is divalent. And the chemical composition formula is characterized in that the nickel-manganese composite is crystallized in an atmosphere where Mn is trivalent, and the chemical composition formula is Ni x Mn 1-x O a (OH) 2-a (where, 0.225 ≦ x ≦ 0.775 and 0.5 ≦ a ≦ 0.9).

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のニッケル−マンガン複合物の製造方法は、ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液及び酸化剤を混合することで、化学組成式がNiMn1−x(OH)2−aで表されるニッケル−マンガン複合物が晶析する。 The method for producing a nickel-manganese composite of the present invention comprises mixing a metal salt aqueous solution containing nickel, a metal salt aqueous solution containing manganese, a caustic soda aqueous solution, and an oxidizing agent, so that the chemical composition formula is Ni x Mn 1-x O a. (OH) The nickel-manganese composite represented by 2-a crystallizes out.

本発明のニッケル−マンガン複合物の製造方法は、ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液及び酸化剤を混合し、ニッケル−マンガン複合物スラリーを得る。該ニッケル−マンガン複合物スラリーは、ろ過、水洗、乾燥し、ニッケル−マンガン複合物を得る。   In the method for producing a nickel-manganese composite of the present invention, a nickel-containing metal salt aqueous solution, a manganese-containing metal salt aqueous solution, a caustic soda aqueous solution, and an oxidizing agent are mixed to obtain a nickel-manganese composite slurry. The nickel-manganese composite slurry is filtered, washed with water, and dried to obtain a nickel-manganese composite.

本発明のニッケル−マンガン複合物の製造方法は、例えば、一定の容積を持つ反応容器に、ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液及び酸化剤を供給し、かつ、混合し、ニッケル−マンガン複合物を得て、例えば、反応容器の液量が所望の値となった時点で供給を止め、その一定時間後にニッケル−マンガン複合物の全量を抜き出す手法が適用可能である。   In the method for producing a nickel-manganese composite of the present invention, for example, a metal salt aqueous solution containing nickel, a metal salt aqueous solution containing manganese, a caustic soda aqueous solution, and an oxidizing agent are supplied to a reaction vessel having a certain volume and mixed. Then, after obtaining a nickel-manganese composite, for example, the supply is stopped when the amount of liquid in the reaction vessel reaches a desired value, and a method of extracting the entire amount of the nickel-manganese composite after a certain time is applicable. .

しかし、連続で供給し、かつ、生成したニッケル−マンガン複合物を連続で抜き出す連続法は、設備コストが安価となるなど、経済面で好ましい方法である。   However, the continuous method of supplying continuously and continuously extracting the produced nickel-manganese composite is a preferable method in terms of economy, for example, the equipment cost is reduced.

以下、連続法での製造方法を例に、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by taking a continuous manufacturing method as an example.

本発明のニッケル−マンガン複合物の製造方法は、ニッケルを含む金属塩水溶液とマンガンを含む金属塩水溶液を連続的に供給することが好ましい。また、ニッケルを含む金属塩水溶液と、マンガンを含む金属塩水溶液の供給比率により、ニッケルとマンガンの比率:Xが制御可能である。   In the method for producing a nickel-manganese composite of the present invention, it is preferable to continuously supply a metal salt aqueous solution containing nickel and a metal salt aqueous solution containing manganese. Further, the ratio of nickel to manganese: X can be controlled by the supply ratio of the metal salt aqueous solution containing nickel and the metal salt aqueous solution containing manganese.

ニッケルを含む金属塩水溶液とマンガンを含む金属塩水溶液の供給方法は、特に制限はなく、ニッケル塩を溶解した金属塩水溶液と、マンガン塩を溶解した金属塩水溶液を製造し、各々の金属塩水溶液を一定比率で反応容器に投入することが可能である。この際、各金属塩水溶液は反応容器の個別の場所に投入して良いが、同じ場所に投入することが好ましく、特に好ましくは、反応容器投入前にニッケルを含む金属塩水溶液とマンガンを含む金属塩水溶液を混合する。   The supply method of the metal salt aqueous solution containing nickel and the metal salt aqueous solution containing manganese is not particularly limited, and a metal salt aqueous solution in which nickel salt is dissolved and a metal salt aqueous solution in which manganese salt is dissolved are manufactured. Can be charged into the reaction vessel at a constant ratio. At this time, each metal salt aqueous solution may be put into an individual place of the reaction vessel, but is preferably put into the same place, and particularly preferably, before the reaction vessel is put, a metal salt aqueous solution containing nickel and a metal containing manganese. Mix the brine solution.

ニッケルを含む金属塩水溶液とマンガンを含む金属塩水溶液を混合する方法は、ニッケルを含む金属塩水溶液とマンガンを含む金属塩水溶液を混合用の容器に入れ、撹拌機などで撹拌し、均一化すればよく、また、ラインミキサーを用いて混合し均一化することも好ましい。   The method of mixing the metal salt aqueous solution containing nickel and the metal salt aqueous solution containing manganese is performed by putting the metal salt aqueous solution containing nickel and the metal salt aqueous solution containing manganese in a mixing container, and stirring them with a stirrer or the like. Moreover, it is also preferable to mix and homogenize using a line mixer.

ニッケルを含む金属塩水溶液とマンガンを含む金属塩水溶液の濃度は、特に制限はないが、得られるニッケル−マンガン複合物スラリー濃度が高いと経済的に好ましいため、出来るだけ高濃度であることが好ましい。ニッケルとマンガンの溶解度は、何れも2〜3mol/Lのため、通常、1.9〜2.1mol/Lとする。例えば、ニッケルを2.0mol/L含む金属塩水溶液と、マンガンを2.0mol/L含む金属塩水溶液を製造し、体積比で、ニッケル金属塩水溶液:マンガン金属塩水溶液=X:1−Xで供給すればよい。   The concentrations of the nickel-containing metal salt aqueous solution and the manganese-containing metal salt aqueous solution are not particularly limited, but it is economically preferable that the resulting nickel-manganese composite slurry concentration is high. Therefore, it is preferable that the concentration be as high as possible. . Since both the solubility of nickel and manganese is 2 to 3 mol / L, it is usually set to 1.9 to 2.1 mol / L. For example, a metal salt aqueous solution containing 2.0 mol / L of nickel and a metal salt aqueous solution containing 2.0 mol / L of manganese are manufactured, and by volume ratio, nickel metal salt aqueous solution: manganese metal salt aqueous solution = X: 1−X What is necessary is just to supply.

本発明で用いるニッケルを含む金属塩水溶液とマンガンを含む金属塩水溶液との塩の種類に、特に制限はないが、原料コストや腐食性、安定性を考慮すると、硫酸ニッケル水溶液と硫酸マンガン水溶液を用いることが好ましい。   There are no particular restrictions on the type of salt between the aqueous metal salt solution containing nickel and the aqueous metal salt solution containing manganese used in the present invention, but considering the raw material cost, corrosiveness, and stability, the aqueous nickel sulfate solution and the aqueous manganese sulfate solution It is preferable to use it.

本発明のニッケル−マンガン複合物の別の製造方法は、ニッケル及びマンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液並びに酸化剤を混合することで、化学組成式がNiMn1−x(OH)2−aで表されるニッケル−マンガン複合物が晶析する。ニッケル塩とマンガン塩を一定比率で溶解したニッケル塩とマンガン塩の混合水溶液を製造し、該ニッケル塩とマンガン塩の混合水溶液を反応容器に供給しても良い。この場合、ニッケルとマンガンの合計濃度が1.9〜2.1mol/Lとすればよく、かつ、ニッケルとマンガンのモル比をX:1−Xとすればよい。 Another method for producing the nickel-manganese composite of the present invention is to mix a metal salt aqueous solution containing nickel and manganese, an aqueous caustic soda solution, and an oxidizing agent, so that the chemical composition formula is Ni x Mn 1-x O a (OH). The nickel-manganese composite represented by 2-a crystallizes out. A mixed aqueous solution of nickel salt and manganese salt in which nickel salt and manganese salt are dissolved in a certain ratio may be manufactured, and the mixed aqueous solution of nickel salt and manganese salt may be supplied to the reaction vessel. In this case, the total concentration of nickel and manganese may be 1.9 to 2.1 mol / L, and the molar ratio of nickel and manganese may be X: 1-X.

本発明のニッケル−マンガン複合物の製造方法は、苛性ソーダ水溶液を反応容器に供給することが必須である。苛性ソーダ水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等の水溶液があげられる。苛性ソーダ水溶液の濃度に特に制限はないが、得られるニッケル−マンガン複合物スラリーのスラリー濃度を高く維持して生産効率が良好となり、ろ過工程の負荷が軽減でき、さらに、苛性供給速度の許容誤差を広くでき、安定製造や製造コストが良好となるため、好ましくは、1〜48wt%であり、より好ましくは、10〜30wt%である。苛性ソーダ水溶液は、例えば、固形状水酸化ナトリウムを水溶させたものや食塩電解から生成した水酸化ナトリウム水溶液を濃度調製したもの等を用いることができる。   In the method for producing a nickel-manganese composite of the present invention, it is essential to supply a caustic soda aqueous solution to a reaction vessel. Examples of the sodium hydroxide aqueous solution include aqueous solutions of sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium hydroxide, and the like. The concentration of the aqueous caustic soda solution is not particularly limited, but the slurry concentration of the resulting nickel-manganese composite slurry is kept high, the production efficiency is improved, the load of the filtration process can be reduced, and the tolerance of the caustic supply rate is reduced. Since it can be made wide and stable production and production costs are improved, it is preferably 1 to 48 wt%, more preferably 10 to 30 wt%. As the caustic soda aqueous solution, for example, a solution obtained by dissolving solid sodium hydroxide in water or a solution prepared by adjusting the concentration of a sodium hydroxide aqueous solution generated from salt electrolysis can be used.

本発明のニッケル−マンガン複合物の製造方法は、酸化剤を反応容器に供給することが必須である。酸化剤は、前記金属塩水溶液中のNiの価数が2価で、かつ、Mnの価数が3価で安定する雰囲気を形成するために用いられる。本発明で使用する酸化剤は、Niの価数が2価で、Mnの価数が3価で安定な雰囲気を形成できれば、その他の制約は特にない。経済性から、通常、酸素含有ガス、過酸化水素水等が好ましく用いられ、酸素含有ガスとしては、例えば、空気、純酸素、酸素と不活性ガス(例えば、窒素)との混合気等があげられる。これらのうち、特に、空気が好ましい。コンプレッサー等を用いて空気を反応容器に供給すればよい。   In the method for producing a nickel-manganese composite of the present invention, it is essential to supply an oxidizing agent to the reaction vessel. The oxidizing agent is used to form an atmosphere where the Ni valence in the metal salt aqueous solution is divalent and the Mn valence is trivalent and stable. The oxidizing agent used in the present invention is not particularly limited as long as it has a Ni valence of 2 and a Mn valence of 3 and can form a stable atmosphere. In view of economy, usually, an oxygen-containing gas, hydrogen peroxide water or the like is preferably used. Examples of the oxygen-containing gas include air, pure oxygen, and a mixture of oxygen and an inert gas (for example, nitrogen). It is done. Of these, air is particularly preferable. Air may be supplied to the reaction vessel using a compressor or the like.

本発明で用いられる反応容器は、ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液及び酸化剤、又は、ニッケル及びマンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液並びに酸化剤が供給でき、これらを均一に混合可能なものであればよい。混合は、通常、撹拌機を用い一定の回転数で撹拌すればよい。   The reaction vessel used in the present invention can supply a metal salt aqueous solution containing nickel, a metal salt aqueous solution containing manganese, a caustic soda aqueous solution and an oxidizing agent, or a metal salt aqueous solution containing nickel and manganese, a caustic soda aqueous solution and an oxidizing agent. As long as it can be mixed uniformly. In general, the mixing may be performed with a stirrer at a constant rotational speed.

得られた本発明のニッケル−マンガン複合物スラリーは連続で抜き出す。抜き出す方法は特に制限はないが、反応容器の液量を一定量に維持するように抜き出すことが好ましい。例えば、液面が一定高さを超えると、その液面を超える液が自重で排出される、所謂、オーバーフロー形式が簡便であり、特に好ましい。勿論、液面を常時計測し、液面が一定になるようにポンプ等でスラリーを抜き出すことも好ましく適用可能である。   The obtained nickel-manganese composite slurry of the present invention is continuously extracted. The method for extracting is not particularly limited, but it is preferable to extract so as to maintain a constant amount of liquid in the reaction vessel. For example, when the liquid level exceeds a certain height, the so-called overflow type in which the liquid exceeding the liquid level is discharged by its own weight is simple and particularly preferable. Of course, it is also preferable to measure the liquid level constantly and extract the slurry with a pump or the like so that the liquid level is constant.

本発明は、ニッケルを含む金属塩水溶液及びマンガンを含む金属塩水溶液、又は、ニッケル及びマンガンを含む金属塩水溶液を中和すると共に、NiとMnとに適度な酸化力を与えることで、本発明のニッケル−マンガン複合物が製造される。   The present invention neutralizes an aqueous metal salt solution containing nickel and an aqueous metal salt solution containing manganese, or an aqueous metal salt solution containing nickel and manganese, and provides an appropriate oxidizing power to Ni and Mn. A nickel-manganese composite is produced.

NiとMnとに適度な酸化力を与えるとは、Niが2価で、かつ、Mnが3価で安定になる雰囲気にすることを意味する。金属の安定な価数は、水溶液のpHと酸化還元電位(以下、ORPという)に依存するため、例えば、所望の温度とpHの条件下で、ORPを所定の値に制御することで、Niが2価で、かつ、Mnが3価で安定になる雰囲気を形成することが出来る。   Giving an appropriate oxidizing power to Ni and Mn means that the atmosphere is stable in which Ni is divalent and Mn is trivalent. Since the stable valence of the metal depends on the pH of the aqueous solution and the oxidation-reduction potential (hereinafter referred to as ORP), for example, by controlling the ORP to a predetermined value under a desired temperature and pH condition, Ni Can be formed in an atmosphere in which Mn is trivalent and stable.

水溶液の温度及びpHと標準電極電位の関係から、水溶液中における金属の安定な価数を算出可能である。これは、電位−pH図として知られており、例えば、「化学者のための基礎講座11電子移動の化学、渡辺正、中林誠一郎著、朝倉書店199年9月10日第4刷」の72〜73頁に電位−pH図の成り立ちが記載されている。   From the relationship between the temperature and pH of the aqueous solution and the standard electrode potential, the stable valence of the metal in the aqueous solution can be calculated. This is known as a potential-pH diagram. For example, "Basic Course for Chemists 11 Chemistry of Electron Transfer, Tadashi Watanabe, Seiichiro Nakabayashi, Asakura Shoten September 10, 199 4th Print" The origin of the potential-pH diagram is described on pages 72-73.

Niが2価で、かつ、Mnが3価が安定となる雰囲気にて、ニッケル−マンガン複合物を晶析する好ましい方法としては、ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液及び酸化剤、又は、ニッケル及びマンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液並びに酸化剤を混合後のスラリー液が、温度が60〜80℃、かつ、pHが8.5〜10.0、かつ、ORPが0.15〜0.21V vs SHEでニッケル−マンガン複合物を晶析することが上げられる。   Preferred methods for crystallizing the nickel-manganese composite in an atmosphere in which Ni is divalent and Mn is trivalent include nickel-containing metal salt aqueous solution, manganese-containing metal salt aqueous solution, and caustic soda aqueous solution. And an oxidizing agent, or a metal salt aqueous solution containing nickel and manganese, a caustic soda aqueous solution, and a slurry liquid after mixing the oxidizing agent have a temperature of 60 to 80 ° C., a pH of 8.5 to 10.0, and an ORP. Can crystallize the nickel-manganese composite with 0.15-0.21 V vs SHE.

本発明のニッケル−マンガン複合物の製造方法では、ニッケル−マンガン複合物のニッケルとマンガンの組成は、ニッケルを含む金属塩水溶液とマンガンを含む金属塩水溶液の供給比率で調整可能である。また、ニッケルとマンガンを含むの金属塩水溶液を用いる場合、ニッケルとマンガンの混合比率を調整すればよい。   In the method for producing a nickel-manganese composite of the present invention, the composition of nickel and manganese in the nickel-manganese composite can be adjusted by the supply ratio of the metal salt aqueous solution containing nickel and the metal salt aqueous solution containing manganese. Moreover, what is necessary is just to adjust the mixing ratio of nickel and manganese, when using the metal salt aqueous solution containing nickel and manganese.

pHは、ニッケルを含む金属塩水溶液とマンガンを含む金属塩水溶液、又は、ニッケル及びマンガンを含む金属塩水溶液の供給量と苛性ソーダ水溶液の供給流量の比率により制御可能である。ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液、ニッケル及びマンガンを含む金属塩水溶液の供給量は、本発明のニッケル−マンガン複合物の製造量に直結するため、通常、ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液の供給量を所望の流量で供給し、ニッケル−マンガン複合物スラリーのpHが所定の値になるよう、苛性ソーダ水溶液の供給流量を調整する。   The pH can be controlled by the ratio of the supply amount of the metal salt aqueous solution containing nickel and the metal salt aqueous solution containing manganese or the supply amount of the metal salt aqueous solution containing nickel and manganese and the supply flow rate of the caustic soda aqueous solution. Since the supply amount of the metal salt aqueous solution containing nickel, the metal salt aqueous solution containing manganese, and the metal salt aqueous solution containing nickel and manganese is directly related to the production amount of the nickel-manganese composite of the present invention, usually the metal salt containing nickel The supply amount of the aqueous solution and the metal salt aqueous solution containing manganese is supplied at a desired flow rate, and the supply flow rate of the aqueous caustic soda solution is adjusted so that the pH of the nickel-manganese composite slurry becomes a predetermined value.

ORPは、酸化剤の供給量で制御する。ニッケル−マンガン複合物スラリーのORPを計測し、ORPが所定の値になるよう酸化剤の供給量を調整する。   ORP is controlled by the supply amount of the oxidizing agent. The ORP of the nickel-manganese composite slurry is measured, and the supply amount of the oxidizing agent is adjusted so that the ORP becomes a predetermined value.

本発明の特に好ましい酸化剤は空気であり、酸化剤の供給量で制御可能であるが、発明者らは単に空気の供給量を定めただけでは本発明は成し得ないことを見出した。例えば、反応容器の撹拌する攪拌機の撹拌回転数が変わると、他の条件が同様でもORPが変化し、本発明の効果が発揮されない場合があることを見出した。従って、本発明では、撹拌状態を一定に維持することが好ましい。   The particularly preferred oxidant of the present invention is air, which can be controlled by the amount of oxidant supplied, but the inventors have found that the present invention cannot be achieved simply by determining the amount of air supplied. For example, it has been found that when the stirring speed of the stirrer that stirs the reaction vessel changes, the ORP changes even if other conditions are the same, and the effects of the present invention may not be exhibited. Therefore, in the present invention, it is preferable to keep the stirring state constant.

酸化剤である空気の供給量が一定でも、撹拌回転数により何故ORPが変化するかは必ずしも明確ではないが、発明者らは次のように考えている。   Even if the supply amount of air as an oxidant is constant, it is not always clear why the ORP changes depending on the rotation speed of stirring, but the inventors consider as follows.

空気の中の酸素ガスがニッケル−マンガン複合物スラリーに溶解し、溶存酸素がNi及びMnを酸化する。一方、酸素ガスの溶存速度は、スラリーへの空気供給量以外に、温度、圧力、気泡表面積、溶存酸素移動速度等に影響を受ける。例えば、撹拌回転数が変化すると、気泡径等が変化するため、酸素溶存速度が変化し、結果、液中の酸素活量変化に伴いORPが変化すると推察している。   Oxygen gas in the air dissolves in the nickel-manganese composite slurry, and dissolved oxygen oxidizes Ni and Mn. On the other hand, the dissolved rate of oxygen gas is affected by temperature, pressure, bubble surface area, dissolved oxygen transfer rate, etc., in addition to the amount of air supplied to the slurry. For example, when the rotation speed of stirring is changed, the bubble diameter and the like are changed, so that the oxygen dissolution rate is changed.

以上のニッケル−マンガン複合物の製造方法を適用することで、化学組成式がNiMn1−x(OH)2−a(但し、0.225≦X≦0.775、0.5≦a≦0.9である)で表されるニッケル−マンガン複合物が得られる。 By applying the above nickel-manganese composite manufacturing method, the chemical composition formula is Ni x Mn 1-x O a (OH) 2-a (however, 0.225 ≦ X ≦ 0.775, 0.5 ≦ a ≦ 0.9) is obtained.

得られたニッケル−マンガン複合物は、結晶構造が水酸化カドミウム型である。一方、α型水酸化ニッケル型構造は遷移金属層間が比較的広いため、SOなどの不純物となり得るアニオンを取り込みやすい。水酸化カドミウム型構造であれば、遷移金属層間にはアニオンは取り込まれない。なお、水酸化カドミウム型構造は六方晶系のヨウ化カドミウム型構造のヨウ化物イオンの位置に水酸化物イオンが配置した結晶構造である。水酸化物イオンがほぼ六方最密充填構造に配置し、c軸方向の層の一つおきに八面体六配位の間隙に金属イオンが位置する。なお、得られたニッケル−マンガン複合物は、全ての原子が規則的に配列したものではなく、面の重なりの順序が乱れた部分、いわゆる、積層欠陥を有する場合がある。 The obtained nickel-manganese composite has a cadmium hydroxide crystal structure. On the other hand, since the α-type nickel hydroxide structure has a relatively wide transition metal layer, it easily takes in anions that can be impurities such as SO 4 . If it is a cadmium hydroxide type structure, an anion is not taken in between transition metal layers. The cadmium hydroxide structure is a crystal structure in which hydroxide ions are arranged at the positions of iodide ions of a hexagonal cadmium iodide structure. The hydroxide ions are arranged in a nearly hexagonal close-packed structure, and metal ions are located in the octahedral hexacoordinate gaps every other layer in the c-axis direction. In addition, the obtained nickel-manganese composite may not have all the atoms regularly arranged, and may have a so-called stacking fault, that is, a portion where the order of surface overlap is disordered.

また、得られたニッケル−マンガン複合物には、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造とハイドロタルサイト様構造が混在する場合がある。ハイドロタルサイト様構造は、2価のNiと3価のMnからなり、化学組成式:NiMn(1−y)(OH)(SO(1−y)/2(但し、0<y<1である)で示される。 Moreover, the obtained nickel-manganese composite may contain a cadmium hydroxide structure having a stacking fault and a hydrotalcite-like structure. The hydrotalcite-like structure is composed of divalent Ni and trivalent Mn, and has a chemical composition formula: Ni y Mn (1-y) (OH) 2 (SO 4 ) (1-y) / 2 (where 0 <Y <1).

本発明の好ましい製造方法として、前記の製造方法で得たニッケル−マンガン複合物に苛性ソーダ水溶液を接触させ、次いで、ろ過、水洗を行い、ニッケル−マンガン複合物を製造することができる。この製造方法を用いると、特に、ニッケル−マンガン複合物中のSO量が低減するため、特に好ましいリチウム二次電池正極活物質の原料が製造可能となる。 As a preferred production method of the present invention, a nickel-manganese composite can be produced by bringing the nickel-manganese composite obtained by the above production method into contact with an aqueous caustic soda solution, followed by filtration and washing with water. When this production method is used, particularly the amount of SO 4 in the nickel-manganese composite is reduced, so that a particularly preferable raw material for the positive electrode active material of the lithium secondary battery can be produced.

苛性ソーダ水溶液と接触させない場合、ニッケル−マンガン複合物中のSO量は、通常、0.6wt%以上となる。また、SO量は、ニッケル−マンガン複合物中のニッケル比率が高い程、高くなる。 When not contacting with the caustic soda aqueous solution, the amount of SO 4 in the nickel-manganese composite is usually 0.6 wt% or more. In addition, the SO 4 amount increases as the nickel ratio in the nickel-manganese composite increases.

一方、例えば、図3に示した実施例3で得られたニッケル−マンガン複合物のXRDパターンでは、ニッケル−マンガン複合物に帰属されるピークに加え、ハイドロタルサイト様構造のピーク(図中の矢印で示したピークである)が観察されている。ハイドロタルサイト様構造は、2価のNiと3価のMnからなり、化学組成式:NiMn(1−Y)(OH)(SO(1−Y)/2で示される。発明者らは、ニッケル比率が高いほど、ハイドロタルサイト様構造が増加する結果、SO量が増えると推察している。 On the other hand, for example, in the XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained in Example 3 shown in FIG. 3, in addition to the peak attributed to the nickel-manganese composite, the peak of the hydrotalcite-like structure (in the figure) It is a peak indicated by an arrow). The hydrotalcite-like structure consists of divalent Ni and trivalent Mn, and is represented by the chemical composition formula: Ni Y Mn (1-Y) (OH) 2 (SO 4 ) (1-Y) / 2 . The inventors speculate that the higher the nickel ratio, the greater the amount of SO 4 as a result of the increased hydrotalcite-like structure.

この、ハイドロタルサイト様結晶相を有するニッケル−マンガン複合物を、苛性ソーダ水溶液と接触させ、次いで、ろ過、水洗を行うと、SOを0.5wt%未満になる。さらに、苛性ソーダ水溶液と接触させ、次いで、ろ過、水洗後は、図3に示した実施例8で得られたニッケル−マンガン複合物のXRDパターンの様に、ハイドロタルサイト様構造に起因するピークは観測されず、水酸化カドミウム構造のニッケル−マンガン複合物単相を示した。 When this nickel-manganese composite having a hydrotalcite-like crystal phase is brought into contact with an aqueous caustic soda solution and then filtered and washed with water, SO 4 becomes less than 0.5 wt%. Further, after contacting with an aqueous caustic soda solution and then filtering and washing with water, the peak due to the hydrotalcite-like structure is similar to the XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained in Example 8 shown in FIG. A single phase of nickel-manganese composite having a cadmium hydroxide structure was not observed.

ニッケル−マンガン複合物を苛性ソーダ水溶液を接触させることでSO量が低減できる理由は、必ずしも明確ではないが、前記より、発明者らは次のように考えている。 The reason why the amount of SO 4 can be reduced by bringing the nickel-manganese composite into contact with an aqueous caustic soda solution is not necessarily clear, but the inventors consider as follows.

ハイドロタルサイト様結晶相の混在によりニッケル−マンガン複合物中にSO 2−が増えるが、苛性ソーダと接触することで、SO 2−が速やかにOHに置換され、SO量が低減すると同時に、ハイドロタルサイト様結晶相が消失する。 The presence of hydrotalcite-like crystal phase increases SO 4 2− in the nickel-manganese composite, but contact with caustic soda quickly replaces SO 4 2− with OH and reduces the amount of SO 4. At the same time, the hydrotalcite-like crystal phase disappears.

これとは別に、本発明で得られるニッケル−マンガン複合物スラリー中には、硫酸ナトリウムが多量に存在するため、該スラリー中の主な陰イオンはSOである。このため、ニッケル−マンガン複合物の陰イオンであるOHの一部がSO 2−で置換されており、SO量は0.6wt%以上となる。 Apart from this, since a large amount of sodium sulfate is present in the nickel-manganese composite slurry obtained in the present invention, SO 4 is the main anion in the slurry. For this reason, part of OH which is an anion of the nickel-manganese composite is substituted with SO 4 2− , and the amount of SO 4 becomes 0.6 wt% or more.

しかし、通常のろ過、水洗で、ニッケル−マンガン複合物周辺のSOを除去した後に、苛性ソーダと接触させることで、SO 2−がOHに置換され、SO量を0.6wt%未満にすることが可能になると推定している。 However, after removing SO 4 around the nickel-manganese composite by ordinary filtration and washing with water, contact with caustic soda replaces SO 4 2− with OH −, and the amount of SO 4 is less than 0.6 wt%. It is estimated that it will be possible.

何れにせよ、本発明が提供するニッケル−マンガン複合物に苛性ソーダ水溶液と接触させ、次いで、ろ過、水洗を行うことで、純度に優れたニッケル−マンガン複合物が製造可能である。   In any case, a nickel-manganese composite excellent in purity can be produced by bringing the nickel-manganese composite provided by the present invention into contact with an aqueous caustic soda solution, followed by filtration and washing with water.

次に、ニッケル−マンガン複合物に苛性ソーダ水溶液と接触させる好ましい方法を詳細に説明する。   Next, a preferred method for bringing the nickel-manganese composite into contact with an aqueous caustic soda solution will be described in detail.

苛性ソーダ水溶液と接触させるニッケル−マンガン複合物は、硫酸ニッケルを含む金属塩水溶液、硫酸マンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液及び酸化剤、又は、ニッケル及びマンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液並びに酸化剤を混合して得たニッケル−マンガン複合物スラリーを、ろ過、水洗したニッケル−マンガン複合物の湿潤ケークを用いることが好ましい。ニッケル−マンガン複合物スラリーや、未水洗のニッケル−マンガン複合物ケークを用いると、本発明の効果は不十分となる。   The nickel-manganese composite to be contacted with an aqueous caustic soda solution is an aqueous metal salt solution containing nickel sulfate, an aqueous metal salt solution containing manganese sulfate, an aqueous caustic soda solution and an oxidizing agent, or an aqueous metal salt solution containing nickel and manganese, an aqueous caustic soda solution and an oxidizing agent. It is preferable to use a wet cake of nickel-manganese composite obtained by filtering and washing the nickel-manganese composite slurry obtained by mixing the above. If a nickel-manganese composite slurry or an unwashed nickel-manganese composite cake is used, the effect of the present invention will be insufficient.

また、ろ過、水洗し、乾燥させたニッケル−マンガン複合物を用いることも出来るが、苛性ソーダ接触後に再度乾燥が必要であり、苛性ソーダ接触前に乾燥することは、乾燥エネルギーが無駄となるため、好ましくない。   In addition, it is possible to use a nickel-manganese composite that has been filtered, washed with water, and dried. However, drying is necessary after contact with caustic soda, and drying before contact with caustic soda is wasted because drying energy is wasted. Absent.

ニッケル−マンガン複合物に接触させる苛性ソーダ水溶液は特に制限はなく、ニッケル−マンガン複合物の晶析に用いる苛性ソーダ水溶液と同じものでよい。   The aqueous caustic soda solution to be brought into contact with the nickel-manganese composite is not particularly limited, and may be the same as the aqueous caustic soda used for crystallization of the nickel-manganese composite.

ニッケル−マンガン複合物を苛性ソーダ水溶液を接触させる方法に特に制限はなく、ニッケル−マンガン複合物粒子の表面が苛性ソーダ水溶液に接触させられれば、如何なる方法も好ましく適用可能である。通常、ろ過、洗浄に用いる装置を利用し、ニッケル−マンガン複合物を苛性ソーダ水溶液を接触させることが出来る。   There is no particular limitation on the method of contacting the nickel-manganese composite with the caustic soda aqueous solution, and any method can be preferably applied as long as the surface of the nickel-manganese composite particles is brought into contact with the caustic soda aqueous solution. Usually, the nickel-manganese composite can be brought into contact with an aqueous caustic soda solution using an apparatus used for filtration and washing.

例えば、スラリーのろ過、水洗は、フィルタープレス型ろ過装置や、吸引ろ過装置等が用いられるが、これらの装置でろ過、水洗を行った後に、水洗用の洗浄液に変え、苛性ソーダを供給し、ニッケル−マンガン複合物ケークに苛性ソーダ液を通過させ、ろ過を実施後に、洗浄液で水洗を行えばよい。   For example, a filter press type filtration device, a suction filtration device, or the like is used for filtration and washing of the slurry. After filtering and washing with these devices, it is changed to a washing solution for washing, supplying caustic soda, and nickel. -Caustic soda solution may be passed through the manganese composite cake, followed by filtration, followed by washing with a washing solution.

苛性ソーダ水溶液は、処理するニッケル−マンガン複合物の重量に対し、本発明の効果を十分とし、経済性に優れているため、0.8〜2倍量とすればよい。   Since the caustic soda aqueous solution has sufficient effects of the present invention and is excellent in economy with respect to the weight of the nickel-manganese composite to be treated, the amount of the caustic soda aqueous solution may be 0.8-2 times.

他の製造条件は特に制約はなく、従来公知の方法を適宜用いればよく、例えば、以下とすることができる。   Other manufacturing conditions are not particularly limited, and a conventionally known method may be used as appropriate, and can be, for example, as follows.

金属塩水溶液中のニッケル、マンガンの全金属の合計濃度(金属濃度)は任意であるが、金属濃度は生産性に影響を及ぼすため、1.0mol/L以上が好ましく、2.0mol/L以上がさらに好ましい。通常、2mol/Lとする。   The total concentration (metal concentration) of all metals of nickel and manganese in the metal salt aqueous solution is arbitrary, but the metal concentration affects productivity, and is preferably 1.0 mol / L or more, and 2.0 mol / L or more. Is more preferable. Usually 2 mol / L.

苛性ソーダ水溶液は、水酸化ナトリウム水溶液であり、例えば、固形状水酸化ナトリウムを水溶させたものや食塩電解から生成した水酸化ナトリウム水溶液を濃度調製したもの等を用いることができる。   The caustic soda aqueous solution is an aqueous sodium hydroxide solution, and for example, an aqueous solution of solid sodium hydroxide or an aqueous solution of sodium hydroxide generated from salt electrolysis can be used.

金属塩水溶液及び酸化剤を混合するときの混合温度は特に限定するものではないが、金属塩水溶液の酸化反応が進みやすくなり、ニッケル−マンガン複合物がより析出しやすくなるため、50℃以上が好ましく、60℃以上がさらに好ましい。   The mixing temperature when mixing the aqueous metal salt solution and the oxidizing agent is not particularly limited, but the oxidation reaction of the aqueous metal salt solution is likely to proceed, and the nickel-manganese composite is more likely to precipitate. Preferably, 60 degreeC or more is more preferable.

本発明で得られるニッケル−マンガン複合物スラリー液は、引き続き、ろ過・洗浄・乾燥を行う。これらの方法には特に制限はなく、例えば、以下の方法が適用可能である。   The nickel-manganese composite slurry obtained in the present invention is subsequently filtered, washed and dried. These methods are not particularly limited, and for example, the following methods are applicable.

ニッケル−マンガン複合物スラリーは、ろ過により水分を除き、次いで、洗浄及び乾燥を行う。   The nickel-manganese composite slurry is filtered to remove moisture, and then washed and dried.

ろ過に用いる装置とその条件は、従来知られている方法が適時採用可能である。例えば、フィルタープレス型のろ過器を用いて加圧ろ過を行っても良いし、ブフナロートやベルトフィルターを用いて減圧ろ過を行っても良い。   A conventionally known method can be used as appropriate for the apparatus and conditions used for filtration. For example, pressure filtration may be performed using a filter press type filter, or vacuum filtration may be performed using a buch funnel or a belt filter.

洗浄では、ニッケル−マンガン複合物に付着、吸着した不純物を除去する。洗浄方法としては、ニッケル−マンガン複合物ケークに水(例えば、純水、水道水、河川水等)を注ぎながらろ過を行い洗浄する方法が例示できる。通常、ろ過に引き続き、同一装置を用いて洗浄を行うことが可能である。   In the cleaning, impurities adhering to and adsorbing to the nickel-manganese composite are removed. Examples of the washing method include a method of washing by pouring water (for example, pure water, tap water, river water, etc.) into the nickel-manganese composite cake. Usually, it is possible to carry out washing using the same apparatus following filtration.

乾燥では、ニッケル−マンガン複合物の水分を除去する。乾燥方法としては、例えば、ニッケル−マンガン複合物を110〜150℃で2〜15時間で乾燥すること等が挙げられる。   In the drying, the moisture of the nickel-manganese composite is removed. Examples of the drying method include drying the nickel-manganese composite at 110 to 150 ° C. for 2 to 15 hours.

本発明を適用することにより、ニッケルとマンガンの比率を自由に設定でき、かつ、ニッケルとマンガンが均一に分布した、リチウム二次電池用正極活物質の原料に好適な、ニッケル−マンガン複合物が製造可能となる。   By applying the present invention, a nickel-manganese composite suitable for a raw material of a positive electrode active material for a lithium secondary battery in which the ratio of nickel and manganese can be freely set and nickel and manganese are uniformly distributed is obtained. Manufacturable.

また、本発明の製造方法で得られるニッケル−マンガン複合物は、SO量が低いなど、純度にも優れる。 Moreover, the nickel-manganese composite obtained by the production method of the present invention is excellent in purity, such as a low SO 4 content.

実施例1及び実施例8のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである。It is an XRD pattern of the nickel-manganese composite of Example 1 and Example 8. 実施例2のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである。2 is an XRD pattern of a nickel-manganese composite of Example 2. FIG. 実施例3及び実施例9のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである(図中の矢印はハイドロタルサイト様構造のピークを示す)。It is an XRD pattern of the nickel-manganese composite of Example 3 and Example 9 (the arrow in the figure indicates the peak of the hydrotalcite-like structure). 実施例4のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである(図中の矢印はハイドロタルサイト様構造のピークを示す)。It is an XRD pattern of the nickel-manganese composite of Example 4 (the arrow in the figure indicates the peak of the hydrotalcite-like structure). 実施例5及び実施例10のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである(図中の矢印はハイドロタルサイト様構造のピークを示す)。It is an XRD pattern of the nickel-manganese composite of Example 5 and Example 10 (the arrow in the figure indicates the peak of the hydrotalcite-like structure). 実施例6のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである(図中の矢印はハイドロタルサイト様構造のピークを示す)。It is an XRD pattern of the nickel-manganese composite of Example 6 (the arrow in the figure indicates the peak of the hydrotalcite-like structure). 実施例7のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである(図中の矢印はハイドロタルサイト様構造のピークを示す)。It is an XRD pattern of the nickel-manganese composite of Example 7 (the arrow in the figure indicates the peak of the hydrotalcite-like structure). 比較例1のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである。3 is an XRD pattern of a nickel-manganese composite of Comparative Example 1. 比較例2のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである。3 is an XRD pattern of a nickel-manganese composite of Comparative Example 2. 比較例3のニッケル−マンガン複合物のXRDパターンである。4 is an XRD pattern of a nickel-manganese composite of Comparative Example 3.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、これらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, it is not limited to these.

<粉末X線回折測定>
X線回折装置(試料水平型多目的X線回折装置、商品名:UltimaIV、Rigaku製)を使用し、試料の粉末X線回折測定を行った。線源にはCuKα線(λ=1.5405Å)を用い、測定モードはステップスキャン、スキャン条件は毎秒0.04°、計測時間は8秒、及び、測定範囲は2θとして5〜90°の範囲で測定した。
<Powder X-ray diffraction measurement>
Using an X-ray diffractometer (sample horizontal multipurpose X-ray diffractometer, trade name: Ultimate IV, manufactured by Rigaku), powder X-ray diffraction measurement of the sample was performed. A CuKα ray (λ = 1.5405 mm) is used as the radiation source, the measurement mode is step scan, the scan condition is 0.04 ° per second, the measurement time is 8 seconds, and the measurement range is in the range of 5 to 90 ° as 2θ. Measured with

<結晶相の同定>
上記の条件のXRD測定で得られたXRDパターンにおいて、2θ=19.0±0.5°にシャープなピークを有し、36.9±1.5°にブロードなXRDピークを有することをもって、水酸化カドミウム構造であるとした。最低角以外のピーク形状がブロードであるのは積層欠陥の影響である。
<Identification of crystal phase>
In the XRD pattern obtained by the XRD measurement under the above conditions, having a sharp peak at 2θ = 19.0 ± 0.5 ° and a broad XRD peak at 36.9 ± 1.5 °, The cadmium hydroxide structure was assumed. The peak shape other than the lowest angle is broad because of stacking faults.

また、10〜12°の比較的シャープなピークと21〜24°のブロードなピークはハイドロタルサイト様構造であるとした。   Further, a relatively sharp peak of 10 to 12 ° and a broad peak of 21 to 24 ° are assumed to have a hydrotalcite-like structure.

<化学組成の測定>
ニッケル−マンガン複合物中の化学組成の測定は、塩酸、過酸化水素の混合溶液に溶解させ、ニッケルはニッケル濃度計(Ni−5Z、笠原理化工業株式会社製)により定量を行い、マンガンは電位差自動滴定装置(AT−610、京都電子工業株式会社製)により定量を行い、S量及びNa量は誘導結合プラズマ発光分析装置(商品名:OPTIMA5300DV、PERKIN ELMER製)を用い定量を行うことで、ニッケル−マンガン複合オキシ水酸化物中のNiとMnの比率、及びS量とNa量を算出した。なお、SO量はS量から換算した。
<Measurement of chemical composition>
The chemical composition in the nickel-manganese composite is measured by dissolving it in a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. Nickel is quantified by a nickel densitometer (Ni-5Z, manufactured by Kasahara Chemical Co., Ltd.). Quantification is performed with an automatic titrator (AT-610, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.), and the amount of S and Na are determined using an inductively coupled plasma emission spectrometer (trade name: OPTIMA5300DV, manufactured by PERKIN ELMER). The ratio of Ni and Mn in the nickel-manganese composite oxyhydroxide, and the S and Na amounts were calculated. The SO 4 amount was converted from the S amount.

実施例1
硫酸ニッケル及び硫酸マンガンを純水に溶解し、0.5mol/Lの硫酸ニッケル及び1.5mol/Lの硫酸マンガンを含む水溶液を得て、これを金属塩水溶液とした(金属塩水溶液中の全金属の合計濃度は2.0mol/L、ニッケル:マンガン=1:3mol比)。
Example 1
Nickel sulfate and manganese sulfate were dissolved in pure water to obtain an aqueous solution containing 0.5 mol / L nickel sulfate and 1.5 mol / L manganese sulfate. The total concentration of metals is 2.0 mol / L, nickel: manganese = 1: 3 mol ratio).

内容積10Lの反応容器に純水をオーバーフローレベルまで投入後、撹拌機で撹拌回転数800rpmにて撹拌しながら70℃まで昇温、維持した。なお、当該反応容器は液量6Lを超えるとオーバーフローにより液が排出される構造である。   Pure water was charged to an overflow level in a reaction vessel having an internal volume of 10 L, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring with a stirrer at a stirring rotation speed of 800 rpm. The reaction vessel has a structure in which the liquid is discharged by overflow when the liquid volume exceeds 6L.

前記金属塩水溶液を0.45L/Hで反応容器に添加し、同時に、酸化剤として空気を供給速度1.8NL/minで反応容器中にバブリングした。金属塩水溶液及び空気供給の際、pHが9.25となるように、20wt%の水酸化ナトリウム水溶液(苛性ソーダ水溶液)を断続的に添加し、ニッケル−マンガン複合物スラリーを製造し、オーバーフロー方式で連続的に反応容器から排出した。   The metal salt aqueous solution was added to the reaction vessel at 0.45 L / H, and at the same time, air as an oxidant was bubbled into the reaction vessel at a supply rate of 1.8 NL / min. When supplying an aqueous metal salt solution and air, a 20 wt% sodium hydroxide aqueous solution (caustic soda aqueous solution) is intermittently added so that the pH is 9.25 to produce a nickel-manganese composite slurry. It was continuously discharged from the reaction vessel.

反応装置内のニッケル−マンガン複合物スラリーのORPは0.20Vで安定に推移した。温度70℃、pH:9.25、かつ、ORP:0.20VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気であった。   The ORP of the nickel-manganese composite slurry in the reactor was stable at 0.20V. A temperature of 70 ° C., pH: 9.25, and ORP: 0.20 V was an atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

反応開始から約50時間経過後に、反応容器から排出されたニッケル−マンガン複合物スラリーを分取し、ろ過、洗浄し、ニッケル−マンガン複合物の湿潤ケークを得た。   After about 50 hours from the start of the reaction, the nickel-manganese composite slurry discharged from the reaction vessel was collected, filtered and washed to obtain a wet cake of nickel-manganese composite.

得られたニッケル−マンガン複合物の湿潤ケークを、115℃で5時間乾燥し、ニッケル−マンガン複合物(Ni0.25Mn0.75OOH)を得た。 The obtained wet cake of the nickel-manganese composite was dried at 115 ° C. for 5 hours to obtain a nickel-manganese composite (Ni 0.25 Mn 0.75 OOH).

得られたニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは2θ=19.0°にシャープなピークを有し、2θ=40°以降にブロードなピークを有することから、その結晶構造は、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造であった。   Since the XRD pattern of the obtained nickel-manganese composite has a sharp peak at 2θ = 19.0 ° and a broad peak after 2θ = 40 °, the crystal structure is a water with stacking faults. It was a cadmium oxide structure.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、0.6wt%で、Naは930ppmであった。 Furthermore, SO 4 of the obtained nickel-manganese composite was 0.6 wt%, and Na was 930 ppm.

実施例2
pHが9.5となるように、20wt%の水酸化ナトリウム水溶液(苛性ソーダ水溶液)を断続的に添加した以外は実施例1と同様に、ニッケル−マンガン複合物スラリーを製造した。
Example 2
A nickel-manganese composite slurry was produced in the same manner as in Example 1 except that a 20 wt% sodium hydroxide aqueous solution (caustic soda aqueous solution) was intermittently added so that the pH was 9.5.

反応装置内のニッケル−マンガン複合物スラリーのORPは、反応開始から4時間以降、0.18Vで安定に推移した。温度70℃、pH:9.5、かつ、ORP:0.18VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気であった。   The ORP of the nickel-manganese composite slurry in the reactor remained stable at 0.18 V after 4 hours from the start of the reaction. The temperature was 70 ° C., pH: 9.5, and ORP: 0.18 V was an atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

反応開始から約50時間経過後に、反応容器から排出されたニッケル−マンガン複合物スラリーを分取し、ろ過、洗浄、乾燥し得たニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは2θ=19.0°にシャープなピークを有し、2θ=40°以降にブロードなピークを有することから、その結晶構造は、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造であった。   After about 50 hours from the start of the reaction, the nickel-manganese composite slurry discharged from the reaction vessel was collected, filtered, washed and dried, and the XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained was 2θ = 19.0 °. Since it has a sharp peak and a broad peak after 2θ = 40 °, its crystal structure was a cadmium hydroxide structure having a stacking fault.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、0.2wt%で、Naは2,400ppmであった。 Furthermore, SO 4 of the obtained nickel-manganese composite was 0.2 wt%, and Na was 2,400 ppm.

実施例3
硫酸ニッケル及び硫酸マンガンを純水に溶解し、1.0mol/Lの硫酸ニッケル及び1.0mol/Lの硫酸マンガンを含む水溶液を得て、これを金属塩水溶液とした(金属塩水溶液中の全金属の合計濃度は2.0mol/L、ニッケル:マンガン=1:1mol比)以外は、実施例1と同様にニッケル−マンガン複合物スラリーを製造した。
Example 3
Nickel sulfate and manganese sulfate were dissolved in pure water to obtain an aqueous solution containing 1.0 mol / L nickel sulfate and 1.0 mol / L manganese sulfate. A nickel-manganese composite slurry was produced in the same manner as in Example 1 except that the total concentration of metals was 2.0 mol / L and nickel: manganese = 1: 1 mol ratio.

反応装置内のニッケル−マンガン複合物スラリーのORPは、反応開始から4時間以降、0.19Vで安定に推移した。温度70℃、pH:9.25、かつ、ORP:0.19VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気であった。   The ORP of the nickel-manganese composite slurry in the reactor remained stable at 0.19 V after 4 hours from the start of the reaction. The temperature was 70 ° C., pH: 9.25, and ORP: 0.19 V was an atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

反応開始から約50時間経過後に、反応容器から排出されたニッケル−マンガン複合物スラリーを分取し、ろ過、洗浄、乾燥し得たニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造と、ハイドロタルサイト様構造が混在したものであった。   After about 50 hours from the start of the reaction, the nickel-manganese composite slurry discharged from the reaction vessel was collected, filtered, washed, and dried, and the XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained was hydroxylated with stacking faults. The cadmium structure and the hydrotalcite-like structure were mixed.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、4.6wt%で、Naは320ppmであった。 Furthermore, SO 4 of the obtained nickel-manganese composite was 4.6 wt% and Na was 320 ppm.

実施例4
pHが9.5となるように、20wt%の水酸化ナトリウム水溶液(苛性ソーダ水溶液)を断続的に添加した以外は実施例3と同様に、ニッケル−マンガン複合物スラリーを製造した。
Example 4
A nickel-manganese composite slurry was produced in the same manner as in Example 3 except that a 20 wt% aqueous sodium hydroxide solution (caustic soda solution) was intermittently added so that the pH was 9.5.

反応装置内のニッケル−マンガン複合物スラリーのORPは、反応開始から4時間以降、0.18Vで安定に推移した。温度70℃、pH:9.5、かつ、ORP:0.18VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気であった。   The ORP of the nickel-manganese composite slurry in the reactor remained stable at 0.18 V after 4 hours from the start of the reaction. The temperature was 70 ° C., pH: 9.5, and ORP: 0.18 V was an atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

反応開始から約50時間経過後に、反応容器から排出されたニッケル−マンガン複合物スラリーを分取し、ろ過、洗浄、乾燥し得たニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造と、ハイドロタルサイト様構造が混在したものであった。   After about 50 hours from the start of the reaction, the nickel-manganese composite slurry discharged from the reaction vessel was collected, filtered, washed, and dried, and the XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained was hydroxylated with stacking faults. The cadmium structure and the hydrotalcite-like structure were mixed.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、3.9wt%で、Naは460ppmであった。 Furthermore, SO 4 of the obtained nickel-manganese composite was 3.9 wt% and Na was 460 ppm.

実施例5
硫酸ニッケル及び硫酸マンガンを純水に溶解し、1.25mol/Lの硫酸ニッケル及び0.75mol/Lの硫酸マンガンを含む水溶液を得て、これを金属塩水溶液とした(金属塩水溶液中の全金属の合計濃度は2.0mol/L、ニッケル:マンガン=5:3mol比)以外は、実施例1と同様にニッケル−マンガン複合物スラリーを製造した。
Example 5
Nickel sulfate and manganese sulfate were dissolved in pure water to obtain an aqueous solution containing 1.25 mol / L nickel sulfate and 0.75 mol / L manganese sulfate, and this was used as a metal salt aqueous solution (the total amount in the metal salt aqueous solution). A nickel-manganese composite slurry was produced in the same manner as in Example 1 except that the total concentration of metals was 2.0 mol / L and nickel: manganese = 5: 3 mol ratio.

反応装置内のニッケル−マンガン複合物スラリーのORPは、反応開始から4時間以降、0.19Vで安定に推移した。温度70℃、pH:9.25、かつ、ORP:0.19VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気であった。   The ORP of the nickel-manganese composite slurry in the reactor remained stable at 0.19 V after 4 hours from the start of the reaction. The temperature was 70 ° C., pH: 9.25, and ORP: 0.19 V was an atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

反応開始から約50時間経過後に、反応容器から排出されたニッケル−マンガン複合物スラリーを分取し、ろ過、洗浄、乾燥し得たニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造と、ハイドロタルサイト様構造が混在したものであった。   After about 50 hours from the start of the reaction, the nickel-manganese composite slurry discharged from the reaction vessel was collected, filtered, washed, and dried, and the XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained was hydroxylated with stacking faults. The cadmium structure and the hydrotalcite-like structure were mixed.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、7.4wt%で、Naは40ppmであった。 Furthermore, SO 4 of the obtained nickel-manganese composite was 7.4 wt%, and Na was 40 ppm.

実施例6
pHが9.0となるように、20wt%の水酸化ナトリウム水溶液(苛性ソーダ水溶液)を断続的に添加した以外は実施例5と同様に、ニッケル−マンガン複合物スラリーを製造した。
Example 6
A nickel-manganese composite slurry was produced in the same manner as in Example 5 except that a 20 wt% sodium hydroxide aqueous solution (caustic soda aqueous solution) was intermittently added so that the pH was 9.0.

反応装置内のニッケル−マンガン複合物スラリーのORPは、反応開始から4時間以降、0.19Vで安定に推移した。温度70℃、pH:9.0、かつ、ORP:0.19VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気であった。   The ORP of the nickel-manganese composite slurry in the reactor remained stable at 0.19 V after 4 hours from the start of the reaction. The temperature was 70 ° C., pH: 9.0, and ORP: 0.19 V was an atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

反応開始から約50時間経過後に、反応容器から排出されたニッケル−マンガン複合物スラリーを分取し、ろ過、洗浄、乾燥し得たニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造と、ハイドロタルサイト様構造が混在したものであった。   After about 50 hours from the start of the reaction, the nickel-manganese composite slurry discharged from the reaction vessel was collected, filtered, washed, and dried, and the XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained was hydroxylated with stacking faults. The cadmium structure and the hydrotalcite-like structure were mixed.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、7.4wt%で、Naは140ppmであった。 Further, the obtained nickel-manganese composite had SO 4 of 7.4 wt% and Na of 140 ppm.

実施例7
pHが9.0となるように、20wt%の水酸化ナトリウム水溶液(苛性ソーダ水溶液)を断続的に添加した以外は実施例5と同様に、ニッケル−マンガン複合物スラリーを製造した。
Example 7
A nickel-manganese composite slurry was produced in the same manner as in Example 5 except that a 20 wt% sodium hydroxide aqueous solution (caustic soda aqueous solution) was intermittently added so that the pH was 9.0.

反応装置内のニッケル−マンガン複合物スラリーのORPは、反応開始から4時間以降、0.19Vで安定に推移した。温度70℃、pH:9.0、かつ、ORP:0.19VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気であった。   The ORP of the nickel-manganese composite slurry in the reactor remained stable at 0.19 V after 4 hours from the start of the reaction. The temperature was 70 ° C., pH: 9.0, and ORP: 0.19 V was an atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

反応開始から約50時間経過後に、反応容器から排出されたニッケル−マンガン複合物スラリーを分取し、ろ過、洗浄、乾燥し得たニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造と、ハイドロタルサイト様構造が混在したものであった。   After about 50 hours from the start of the reaction, the nickel-manganese composite slurry discharged from the reaction vessel was collected, filtered, washed, and dried, and the XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained was hydroxylated with stacking faults. The cadmium structure and the hydrotalcite-like structure were mixed.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、7.4wt%で、Naは140ppmであった。 Further, the obtained nickel-manganese composite had SO 4 of 7.4 wt% and Na of 140 ppm.

比較例1
実施例1と同様の操作により、ニッケル−マンガン複合物スラリーを製造し、製造開始から約72時間経過後に、空気供給速度を13.0NL/minに変更した。
Comparative Example 1
A nickel-manganese composite slurry was produced in the same manner as in Example 1, and the air supply rate was changed to 13.0 NL / min after about 72 hours had elapsed since the start of production.

空気供給速度変更後、ORPが上昇し、0.22Vとなった。空気供給速度変更から約24H経過後に、反応容器から排出されたニッケル−マンガン複合物スラリーを分取し、ろ過、洗浄、乾燥し得たニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは水酸化カドミウム構造と、水酸化カドミウム構造及びハイドロタルサイト様構造とは異なる構造をもつニッケル−マンガン複合物との混合物であった。温度70℃、pH:9.25、かつ、ORP:0.22VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気から外れていた。   After changing the air supply speed, the ORP increased to 0.22V. After about 24H from the change of the air supply rate, the nickel-manganese composite slurry discharged from the reaction vessel was separated, filtered, washed, and dried, and the XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained was a cadmium hydroxide structure. It was a mixture with a nickel-manganese composite having a structure different from the cadmium hydroxide structure and the hydrotalcite-like structure. The temperature of 70 ° C., pH: 9.25, and ORP: 0.22 V were out of the atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、1.3wt%で、Naは950ppmであった。 Furthermore, SO 4 of the obtained nickel-manganese composite was 1.3 wt%, and Na was 950 ppm.

比較例2
実施例1と同様の操作により、ニッケル−マンガン複合物スラリーを製造し、製造開始から約72時間経過後に、撹拌回転数を400rpmに低下した。
Comparative Example 2
A nickel-manganese composite slurry was produced by the same operation as in Example 1, and after about 72 hours had elapsed from the start of production, the stirring rotation speed was reduced to 400 rpm.

撹拌回転数低下後にORPが低下し、0.12Vとなった。撹拌回転数低下から約24H経過後に、反応容器から排出されたニッケル−マンガン複合物スラリーを分取し、ろ過、洗浄、乾燥し得たニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは水酸化カドミウム構造と、水酸化カドミウム構造及びハイドロタルサイト様構造とは異なる構造をもつニッケル−マンガン複合物との混合物であった。温度70℃、pH:9.25、かつ、ORP:0.12VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気から外れていた。   The ORP decreased to 0.12 V after the stirring rotational speed decreased. After about 24H from the decrease in the stirring speed, the nickel-manganese composite slurry discharged from the reaction vessel was separated, filtered, washed, and dried. The XRD pattern of the nickel-manganese composite obtained was a cadmium hydroxide structure, It was a mixture with a nickel-manganese composite having a structure different from the cadmium hydroxide structure and the hydrotalcite-like structure. The temperature of 70 ° C., pH: 9.25, and ORP: 0.12 V were outside the atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、1.8wt%で、Naは1,080ppmであった。 Furthermore, SO 4 of the obtained nickel-manganese composite was 1.8 wt%, and Na was 1,080 ppm.

比較例3
pHを8.3とした以外は実施例1と同様にニッケル−マンガン複合物を得た。
Comparative Example 3
A nickel-manganese composite was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pH was 8.3.

この時のORPは0.16Vであった。温度70℃、pH:8.3、かつ、ORP:0.16VはNiが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気から外れていた。   The ORP at this time was 0.16V. The temperature of 70 ° C., pH: 8.3, and ORP: 0.16 V were out of the atmosphere in which Ni was divalent and Mn was trivalent.

得られたニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは水酸化カドミウム構造と、水酸化カドミウム構造及びハイドロタルサイト様構造とは異なる構造をもつニッケル−マンガン複合物との混合物であった。   The XRD pattern of the obtained nickel-manganese composite was a mixture of a cadmium hydroxide structure and a nickel-manganese composite having a structure different from the cadmium hydroxide structure and the hydrotalcite-like structure.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは2.7wt%で、Naは690ppmであった。 Further, the obtained nickel-manganese composite had SO 4 of 2.7 wt% and Na of 690 ppm.

実施例8
実施例1で得られたニッケル−マンガン複合物の湿潤ケークをブフナロート上で、湿潤ケーク中の固形分と同重量の10wt%苛性ソーダを上から注いだ。
Example 8
The wet cake of the nickel-manganese composite obtained in Example 1 was poured from above onto 10% by weight of caustic soda having the same weight as the solid content in the wet cake.

注いだ苛性ソーダがろ過された後、水洗し、次いで、115℃で5時間乾燥し、ニッケル−マンガン複合物を得た。   The poured caustic soda was filtered, washed with water, and then dried at 115 ° C. for 5 hours to obtain a nickel-manganese composite.

得られたニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは2θ=19.0°にシャープなピークを有し、2θ=40°以降にブロードなピークを有し、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造であり、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、0.2wt%で、Naは680ppmで、SO量とNa量が減少した。 The XRD pattern of the obtained nickel-manganese composite is a cadmium hydroxide structure having a sharp peak at 2θ = 19.0 °, a broad peak after 2θ = 40 °, and a stacking fault. The obtained nickel-manganese composite had an SO 4 content of 0.2 wt% and an Na content of 680 ppm. The amounts of SO 4 and Na decreased.

実施例9
実施例3で得られたニッケル−マンガン複合物の湿潤ケークをブフナロート上で、湿潤ケーク中の固形分と同重量の10wt%苛性ソーダを上から注いだ。
Example 9
The nickel-manganese composite wet cake obtained in Example 3 was poured onto a buch funnel from the top with 10 wt% sodium hydroxide having the same weight as the solid content in the wet cake.

注いだ苛性ソーダがろ過された後、水洗し、次いで、115℃で5時間乾燥し、ニッケル−マンガン複合物を得た。   The poured caustic soda was filtered, washed with water, and then dried at 115 ° C. for 5 hours to obtain a nickel-manganese composite.

得られたニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは2θ=19.0°にシャープなピークを有し、2θ=40°以降にブロードなピークを有し、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造であり、ハイドロタルサイト様構造のピークは消失していた。   The XRD pattern of the obtained nickel-manganese composite is a cadmium hydroxide structure having a sharp peak at 2θ = 19.0 °, a broad peak after 2θ = 40 °, and a stacking fault. The peak of the hydrotalcite-like structure disappeared.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは、0.2wt%で、Naは280ppmで、特にSO量が大きく減少した。 Furthermore, SO 4 of the obtained nickel-manganese composite was 0.2 wt%, Na was 280 ppm, and the amount of SO 4 was particularly greatly reduced.

実施例10
実施例3で得られたニッケル−マンガン複合物の湿潤ケークをブフナロート上で、湿潤ケーク中の固形分と同重量の10wt%苛性ソーダを上から注いだ。
Example 10
The nickel-manganese composite wet cake obtained in Example 3 was poured onto a buch funnel from the top with 10 wt% sodium hydroxide having the same weight as the solid content in the wet cake.

注いだ苛性ソーダがろ過された後、水洗し、次いで、115℃で5時間乾燥し、ニッケル−マンガン複合物を得た。   The poured caustic soda was filtered, washed with water, and then dried at 115 ° C. for 5 hours to obtain a nickel-manganese composite.

得られたニッケル−マンガン複合物のXRDパターンは2θ=19.0°にシャープなピークを有し、2θ=40°以降にブロードなピークを有し、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造であり、ハイドロタルサイト様構造のピークは消失していた。   The XRD pattern of the obtained nickel-manganese composite is a cadmium hydroxide structure having a sharp peak at 2θ = 19.0 °, a broad peak after 2θ = 40 °, and a stacking fault. The peak of the hydrotalcite-like structure disappeared.

さらに、得られたニッケル−マンガン複合物のSOは0.3wt%で、Naは80ppmで、SO量が大きく減少した。 Furthermore, SO 4 of the obtained nickel-manganese composite was 0.3 wt%, Na was 80 ppm, and the amount of SO 4 was greatly reduced.

実施例1〜10及び比較例1〜3の結果を表1に示した。   The results of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1.

Figure 2017197406
表1、及び、図1〜10から、本発明の製造方法で製造するニッケル−マンガン複合物は、水酸化カドミウム構造、又は、水酸化カドミウム構造とハイドロタルサイト様構造からなるが、本発明の製造方法を逸脱すると、水酸化カドミウム構造及びハイドロタルサイト様構造とは異なる構造をもつニッケル−マンガン複合物が混在する。さらに、実施例8、9、10の結果より、本発明が提供する製造方法を適用することにより、SO、及び、Naの含有量が少ないニッケル−マンガン複合物を得ることができる。
Figure 2017197406
From Table 1 and FIGS. 1 to 10, the nickel-manganese composite produced by the production method of the present invention consists of a cadmium hydroxide structure, or a cadmium hydroxide structure and a hydrotalcite-like structure. If it deviates from a manufacturing method, the nickel-manganese composite which has a structure different from a cadmium hydroxide structure and a hydrotalcite-like structure will be mixed. Furthermore, from the results of Examples 8, 9, and 10, by applying the production method provided by the present invention, a nickel-manganese composite with a small content of SO 4 and Na can be obtained.

本発明のニッケル−マンガン複合物の製造方法で得られたニッケル−マンガン複合物は、リチウム二次電池の正極活物質などに用いられるリチウム−ニッケル−マンガン系複合酸化物の原料に最適であり、そのリチウム−ニッケル−マンガン系複合酸化物を電池用正極として使用した高性能なリチウム二次電池を構成することが可能となる。   The nickel-manganese composite obtained by the method for producing a nickel-manganese composite of the present invention is most suitable as a raw material for a lithium-nickel-manganese composite oxide used for a positive electrode active material of a lithium secondary battery, A high-performance lithium secondary battery using the lithium-nickel-manganese based composite oxide as a battery positive electrode can be configured.

Claims (6)

ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液及び酸化剤、又は、ニッケル及びマンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液並びに酸化剤を混合し、Niが2価で、かつ、Mnが3価となる雰囲気にて、ニッケル−マンガン複合物を晶析することを特徴とする、化学組成式がNiMn1−x(OH)2−a(但し、0.225≦x≦0.775、0.5≦a≦0.9である)で表されるニッケル−マンガン複合物の製造方法。 Metal salt aqueous solution containing nickel, metal salt aqueous solution containing manganese, caustic soda aqueous solution and oxidizing agent, or metal salt aqueous solution containing nickel and manganese, caustic soda aqueous solution and oxidizing agent are mixed, Ni is bivalent, and Mn is The chemical composition formula is characterized in that the nickel-manganese composite is crystallized in a trivalent atmosphere, and the chemical composition formula is Ni x Mn 1-x O a (OH) 2 -a (where 0.225 ≦ x ≦ 0.775 and 0.5 ≦ a ≦ 0.9). ニッケル−マンガン複合物が、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造であることを特徴とする請求項1に記載のニッケル−マンガン複合物の製造方法。 The method for producing a nickel-manganese composite according to claim 1, wherein the nickel-manganese composite has a cadmium hydroxide structure having a stacking fault. ニッケル−マンガン複合物が、積層欠陥を有する水酸化カドミウム構造とハイドロタルサイト様構造が混在していることを特徴とする請求項1に記載のニッケル−マンガン複合物の製造方法。 2. The method for producing a nickel-manganese composite according to claim 1, wherein the nickel-manganese composite contains a cadmium hydroxide structure having a stacking fault and a hydrotalcite-like structure. 混合後のスラリー液が、温度が60〜80℃、かつ、pHが9〜11、かつ、ORPが0.15〜0.21V vs SHEであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかの項に記載のニッケル−マンガン複合物の製造方法。 The slurry liquid after mixing has a temperature of 60 to 80 ° C., a pH of 9 to 11, and an ORP of 0.15 to 0.21 V vs SHE. The method for producing a nickel-manganese composite according to any one of the items. ニッケルを含む金属塩水溶液、マンガンを含む金属塩水溶液、苛性ソーダ水溶液、酸化剤を反応容器に連続で供給し、ニッケル−マンガン複合物を反応容器から連続で抜き出すことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかの項に記載のニッケル−マンガン複合物の製造方法。 The metal salt aqueous solution containing nickel, the metal salt aqueous solution containing manganese, the caustic soda aqueous solution, and the oxidizing agent are continuously supplied to the reaction vessel, and the nickel-manganese composite is continuously extracted from the reaction vessel. Item 5. The method for producing a nickel-manganese composite according to any one of Items 4. 請求項1〜請求項5のいずれかの項に記載のニッケル−マンガン複合物の製造方法で製造したニッケル−マンガン複合物に苛性ソーダ水溶液と接触させ、次いで、ろ過、水洗を行うことを特徴とするニッケル−マンガン複合物の製造方法。 The nickel-manganese composite produced by the method for producing a nickel-manganese composite according to any one of claims 1 to 5 is brought into contact with an aqueous caustic soda solution, and then filtered and washed with water. A method for producing a nickel-manganese composite.
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