JP2017224590A - Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery having an aluminum oxide coating film which has less damage to an active material by a simple method which can be adopted industrially and can also reduce mixing of impurities and to further provide a lithium secondary battery excellent in cycle characteristics by using the positive electrode active material produced by the method of the present invention.SOLUTION: The method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery includes: causing an alkylaluminum partial hydrolyzate to act on a composite oxide particle of lithium and a transition metal; and calcining at a temperature condition of 50°C to 1000°C. The alkylaluminum partial hydrolyzate of 0.01 to 10 parts by mass in terms of alumina is caused to act on 100 parts by mass of the positive electrode active material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明はリチウム二次電池用正極活物質の製造方法および本方法によって製造した正極を用いたリチウム二次電池に関する。具体的には特定のアルキルアルミ化合物を用いて、正極活物質への物理的ダメージが少なく、不純物の低減した酸化アルミニウム被覆を有する正極活物質の製造方法および本方法によって製造した正極を用いたリチウム二次電池に関する。   The present invention relates to a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery using a positive electrode produced by the method. Specifically, using a specific alkylaluminum compound, a method for producing a positive electrode active material having an aluminum oxide coating with less physical damage to the positive electrode active material and reduced impurities, and lithium using a positive electrode produced by this method The present invention relates to a secondary battery.

リチウム二次電池は、高出力密度、高エネルギー密度を有し、携帯電話、ノートパソコン、タブレット型コンピューター等の電源として汎用されている。中でもエネルギー密度・出力密度の高さから、民生・小型用途のみならず電動自動車用電源としての利用も拡大している。これら用途に対しては内燃機関並みの10年を超える耐用年数が要求されている(非特許文献1)。   Lithium secondary batteries have high output density and high energy density, and are widely used as power sources for mobile phones, notebook computers, tablet computers, and the like. In particular, due to the high energy density and output density, its use as a power source for electric vehicles is expanding as well as consumer and small-sized applications. For these applications, a service life exceeding 10 years, which is the same as that of an internal combustion engine, is required (Non-Patent Document 1).

また、これらリチウム二次電池は電池サイズの小型化や電動自動車の航続距離の延長など、さらなる高エネルギー密度化が求められている。高エネルギー密度化の手法としては、理論容量の大きな活物質を用いるか、より高い電圧で充放電する方法が検討されている。従来よりも高電圧で作動させた場合、正極上は強い酸化性雰囲気となり、正極表面で電解液の分解が進行したり、正極そのものの安定性が低下するなどの課題があった。   Further, these lithium secondary batteries are required to have higher energy density such as reduction in battery size and extension of the cruising distance of electric vehicles. As a method for increasing the energy density, an active material having a large theoretical capacity or a method of charging / discharging at a higher voltage has been studied. When operated at a higher voltage than before, there has been a problem that the positive electrode has a strong oxidizing atmosphere, decomposition of the electrolyte progresses on the surface of the positive electrode, and the stability of the positive electrode itself decreases.

この様な課題に対して、正極活物質の表面に金属酸化物被膜を形成することで電池の安定性が向上することが知られている。例えば、特許文献1には正極表面における電解液の分解を抑制するために正極活物質の粒子にスパッタリングによって金属酸化物を被覆する技術が提案されている。特許文献2及び3には、サイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池を提供する目的で、アルミナ等のセラミック粒子を直接正極活物質表面に付着させる技術が提案されている。特許文献4にはアルミン酸ナトリウムや硫酸アルミ水溶液中で水酸化アルミニウムのコロイドを生成させ、コロイド水溶液中にリチウムコバルト複合酸化物を分散させて、吸着により被覆層を形成させる方法が開示されている。   For such a problem, it is known that the stability of the battery is improved by forming a metal oxide film on the surface of the positive electrode active material. For example, Patent Document 1 proposes a technique in which particles of a positive electrode active material are coated with a metal oxide by sputtering in order to suppress decomposition of the electrolytic solution on the surface of the positive electrode. Patent Documents 2 and 3 propose a technique in which ceramic particles such as alumina are directly attached to the surface of the positive electrode active material for the purpose of providing a lithium ion secondary battery having excellent cycle characteristics. Patent Document 4 discloses a method in which a colloid of aluminum hydroxide is produced in an aqueous solution of sodium aluminate or aluminum sulfate, a lithium cobalt composite oxide is dispersed in the aqueous colloid solution, and a coating layer is formed by adsorption. .

特開平08−236114号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-236114 特開2010−140737号公報JP 2010-140737 A 特表2013−541129号公報Special table 2013-541129 gazette 特開2002−151077号公報JP 2002-151077 A

「リチウムイオン電池活物質の開発と電極材料技術」発行者 元木浩、サイエンス&テクノロジー株式会社(2014年1月30日発行)、p.15Publisher of “Development of Lithium-ion Battery Active Material and Electrode Material Technology” Hiroshi Motoki, Science & Technology Co., Ltd. (issued January 30, 2014), p. 15

特許文献1に開示のスパッタリング法による方法は、半導体などの製造工程において被覆対象が平滑な平面に対しては極めて有効な手法である。しかし、正極活物質の様な不定形の粒子に均一な被覆を形成するには不十分な方法であった。
特許文献2及び3に開示されているセラミック粒子を利用した被覆法には、被覆組成と同一の金属酸化物を用いることによって、任意の組成に制御することは容易に行える利点がある。しかし、粉末粒子同士の摩擦によって被覆するため活物質に対して大きなダメージを与える場合があり、かつセラミックそのものの粒子径が大きいことから薄膜化が難しい。何れの場合も、結果として得られる被覆活物質では、活物質表面の抵抗値が増加する等の問題があった。
特許文献4に開示されているアルミン酸ナトリウムまたは硫酸アルミニウム水溶液中で水酸化アルミニウムコロイドを生成させる方法は、系中の硫酸イオン等を排除することが難しく、結晶構造内に不純物として残存し、結果として電池性能を低下するという課題があった。
The method based on the sputtering method disclosed in Patent Document 1 is an extremely effective method for a flat surface where the object to be coated is smooth in a manufacturing process of a semiconductor or the like. However, this method is insufficient for forming a uniform coating on irregularly shaped particles such as a positive electrode active material.
The coating method using ceramic particles disclosed in Patent Documents 2 and 3 has an advantage that it can be easily controlled to an arbitrary composition by using the same metal oxide as the coating composition. However, since the powder particles are coated by friction between them, the active material may be greatly damaged, and the ceramic itself has a large particle size, so that it is difficult to make a thin film. In either case, the resulting coated active material has problems such as an increase in resistance on the surface of the active material.
The method of generating aluminum hydroxide colloid in an aqueous solution of sodium aluminate or aluminum sulfate disclosed in Patent Document 4 is difficult to eliminate sulfate ions and the like in the system, and remains as an impurity in the crystal structure. As a result, there was a problem of lowering battery performance.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の課題は、サイクル特性に優れたリチウム二次電池を提供し得る、リチウム二次電池用正極活物質を提供し得る手段を提供することであり、より具体的には、リチウム二次電池用正極活物質の製造方法であって、不定形の粒子である活物質に対して比較的簡便に実施でき、実施の際に活物質に対してダメージを与えにくく、かつ不純物の混入が少ないか、または不純物の混入が実質的に無い方法を提供することである。さらに本発明の課題は、本発明により提供されるリチウム二次電池用正極活物質を用いた、サイクル特性に優れたリチウム二次電池を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a means capable of providing a positive electrode active material for a lithium secondary battery that can provide a lithium secondary battery having excellent cycle characteristics, and more specifically, a lithium secondary battery. A method for producing a positive electrode active material for a secondary battery, which can be carried out relatively easily on an active material that is an irregularly shaped particle, is less likely to cause damage to the active material during implementation, and contains impurities. To provide a method with little or substantially no contamination of impurities. Furthermore, the subject of this invention is providing the lithium secondary battery excellent in cycling characteristics using the positive electrode active material for lithium secondary batteries provided by this invention.

本発明者らは、先の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、リチウムと遷移金属の複合酸化物粒子に、比較的反応性の高いアルキルアルミ化合物を作用させて得られる複合材料を正極活物質として用いることで、非水系リチウム二次電池のサイクル特性が向上することを見出し、本発明を完成させたものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have developed a composite material obtained by allowing a relatively reactive alkylaluminum compound to act on a composite oxide particle of lithium and a transition metal. It has been found that the cycle characteristics of a non-aqueous lithium secondary battery are improved by using it as an active material, and the present invention has been completed.

即ち、本発明は下記の通りである。
(1)
ジアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム又はそれらの混合物であるアルキルアルミニウム化合物(但し、ジアルキルアルミニウム及びトリアルキルアルミニウム中のアルキル基は、同一又は異なることができ、かつ炭素数1〜8である)の部分加水分解物を用いて、リチウムと遷移金属の複合酸化物の表面の少なくとも一部に前記部分加水分解物の被膜を形成する工程と、前記部分加水分解物の被膜を形成した前記複合酸化物を焼成して、酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物を形成する工程を含む、酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物からなる正極活物質の製造方法である。
That is, the present invention is as follows.
(1)
Partial hydrolysis of an alkylaluminum compound which is a dialkylaluminum, a trialkylaluminum or a mixture thereof (provided that the alkyl groups in the dialkylaluminum and the trialkylaluminum can be the same or different and have 1 to 8 carbon atoms) A step of forming a coating of the partial hydrolyzate on at least a part of the surface of the composite oxide of lithium and transition metal using the product, and firing the composite oxide formed with the coating of the partial hydrolyzate And a method for producing a positive electrode active material comprising a composite oxide having an aluminum oxide coating, comprising a step of forming a composite oxide having an aluminum oxide coating.

通常、水酸化アルミニウム(水和物を含む)からアルミナを生成するには600℃以上の温度が必要とされているが、反応性の高いアルキルアルミ化合物の部分加水分解物を用いることで、600℃未満の温度でも被膜効果を発現できることは驚くべき効果である。   Usually, a temperature of 600 ° C. or higher is required to produce alumina from aluminum hydroxide (including hydrate), but by using a partially hydrolyzed product of highly reactive alkylaluminum compound, 600 ° C. It is a surprising effect that the coating effect can be exhibited even at a temperature lower than ° C.

(2)
前記部分加水分解物は、非水溶媒との混合物として、複合酸化物の被覆に用いられる、(1)に記載の製造方法。
(2)
The said partial hydrolyzate is a manufacturing method as described in (1) used for coating | cover of complex oxide as a mixture with a nonaqueous solvent.

(3)
前記ジアルキルアルミニウムが下記一般式(1)で表されるアルキルアルミニウム化合物である(1)または(2)に記載の製造方法。
(式中、R1はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基を表し、Xは、水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子を表す。)
(3)
The production method according to (1) or (2), wherein the dialkylaluminum is an alkylaluminum compound represented by the following general formula (1).
(In the formula, R 1 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -Represents an octyl group, and X represents a halogen atom such as hydrogen, fluorine, chlorine, bromine or iodine.

(4)
前記トリアルキルアルミニウムが下記一般式(2)で表されるアルキルアルミニウム化合物である、(1)〜(3)のいずれかに記載の製造方法。
(式中、R2はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基を表す。)
(4)
The production method according to any one of (1) to (3), wherein the trialkylaluminum is an alkylaluminum compound represented by the following general formula (2).
(In the formula, R 2 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -Represents an octyl group.

(5)
前記リチウムと遷移金属の複合酸化物が、リチウム遷移金属複合酸化物又はリチウム含有遷移金属リン酸化合物を含む、(1)〜(4)のいずれかに記載の製造方法。
(6)
前記リチウムと遷移金属の複合酸化物が、LiCoO2、LiMnO2、LiMn24、LiNiO2、LiFeO2、LiNi0.5Mn1.52、LiNixCoyAlz2(x+y+z=1)、LiNixCoyMnz2(x+y+z=1)、LiFePO4、LiMnPO4、LiCoPO4からなる群から選ばれる1又は2以上の複合酸化物を含む、(1)〜(4)のいずれかに記載の製造方法。
(7)
前記複合酸化物に対する前記部分加水分解物の被覆量が、複合酸化物100質量部に対して、アルミナ換算で0.01〜10質量部である(1)〜(6)のいずれかに記載の製造方法。
(5)
The production method according to any one of (1) to (4), wherein the lithium-transition metal composite oxide includes a lithium transition metal composite oxide or a lithium-containing transition metal phosphate compound.
(6)
The composite oxide of lithium and transition metal is LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 2 , LiNi x Co y Al z O 2 (x + y + z = 1), LiNi x Co y Mn z O 2 (x + y + z = 1), LiFePO 4 , LiMnPO 4 , or one or more composite oxides selected from the group consisting of LiCoPO 4 are described in any one of (1) to (4) Manufacturing method.
(7)
The coating amount of the partial hydrolyzate on the composite oxide is 0.01 to 10 parts by mass in terms of alumina with respect to 100 parts by mass of the composite oxide, according to any one of (1) to (6). Production method.

(8)
前記焼成は、50℃〜1000℃の範囲の温度で実施される、(1)〜(7)のいずれかに記載の製造方法。
(8)
The said baking is a manufacturing method in any one of (1)-(7) implemented at the temperature of the range of 50 to 1000 degreeC.

(9)
前記正極活物質における複合酸化物と酸化アルミニウム被膜の質量比が100:0.01〜10の範囲である、(1)〜(8)のいずれかに記載の製造方法。
(9)
The manufacturing method in any one of (1)-(8) whose mass ratio of the complex oxide in the said positive electrode active material and an aluminum oxide film is the range of 100: 0.01-10.

(10)
正極活物質がリチウム二次電池用である、(1)〜(9)のいずれかに記載の製造方法。
(10)
The production method according to any one of (1) to (9), wherein the positive electrode active material is for a lithium secondary battery.

(11)
(1)〜(10)に記載の方法で正極活物質を製造し、得られた正極活物質を用いて正極を得ることを含む、正極の製造方法。
(11)
A positive electrode active material is manufactured by the method as described in (1)-(10), The positive electrode active material is obtained using the obtained positive electrode active material, The manufacturing method of a positive electrode.

(12)
(11)に記載の方法で、正極を製造し、得られた正極と負極、セパレータ及び非水電解液を用いて、リチウム二次電池を製造する、リチウム二次電池の製造方法。
(13)
ジアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム又はそれらの混合物であるアルキルアルミニウム化合物(但し、ジアルキルアルミニウム及びトリアルキルアルミニウム中のアルキル基は、同一又は異なることができ、かつ炭素数1〜8である)の部分加水分解物を含む、酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物からなる正極活物質製造用組成物。
(14)
前記アルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物が下記一般式(3)で表される構造単位を含む化合物の混合物である、(13)に記載の組成物。
(式中、R3はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基を表す。mは1〜80の整数である。)
(15)
1又は2以上の非水溶媒をさらに含む、(13)または(14)に記載の組成物。
(12)
The manufacturing method of a lithium secondary battery which manufactures a positive electrode by the method as described in (11), and manufactures a lithium secondary battery using the obtained positive electrode and negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte.
(13)
Partial hydrolysis of an alkylaluminum compound which is a dialkylaluminum, a trialkylaluminum or a mixture thereof (provided that the alkyl groups in the dialkylaluminum and the trialkylaluminum can be the same or different and have 1 to 8 carbon atoms) A composition for producing a positive electrode active material comprising a composite oxide having an aluminum oxide film.
(14)
The composition according to (13), wherein the partial hydrolyzate of the alkylaluminum compound is a mixture of compounds containing a structural unit represented by the following general formula (3).
(In the formula, R 3 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -Represents an octyl group, m is an integer of 1-80.
(15)
The composition according to (13) or (14), further comprising one or more nonaqueous solvents.

本発明の方法によれば、工業的に採用できる簡便な方法で、活物質に与えるダメージも少なく、かつ不純物の混入も低減できるアルミ被膜を有するリチウム二次電池用正極活物質の製造法を提供することができる。さらに本発明の方法によって製造した正極活物質を用いることで、充放電サイクル寿命が著しく向上したリチウム二次電池を提供することもできる。   According to the method of the present invention, there is provided a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery having an aluminum coating that can be industrially adopted, has little damage to the active material, and can reduce contamination by impurities. can do. Furthermore, by using the positive electrode active material produced by the method of the present invention, a lithium secondary battery with significantly improved charge / discharge cycle life can be provided.

実施例1〜24および比較例1〜6に用いたコインセルの電池を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the battery of the coin cell used for Examples 1-24 and Comparative Examples 1-6. 調製例1で調製した、トリエチルアルミニウム加水分解組成物NMP溶液を乾燥させたものの透過法によるIRスペクトルである。It is IR spectrum by the transmission method of what dried the triethylaluminum hydrolysis composition NMP solution prepared in the preparation example 1. FIG. 調製例5で調製した、トリイソブチルアルミニウム加水分解組成物NMP溶液を乾燥させたものの透過法によるIRスペクトルである。It is IR spectrum by the transmission method of what dried the triisobutylaluminum hydrolysis composition NMP solution prepared in the preparation example 5. FIG. 調製例7で調製した、トリメチルアルミニウム加水分解組成物トルエン溶液を乾燥させたものの透過法によるIRスペクトルである。It is IR spectrum by the transmission method of what dried the trimethylaluminum hydrolysis composition toluene solution prepared in the preparation example 7. FIG.

本発明は、ジアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム又はそれらの混合物であるアルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物を用いて、リチウムと遷移金属の複合酸化物の表面の少なくとも一部に前記部分加水分解物の被膜を形成する工程と、前記部分加水分解物の被膜を形成した前記複合酸化物を焼成して、酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物を形成する工程を含む、酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物からなる正極活物質の製造方法に関する。
さらに本発明は、ジアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム又はそれらの混合物であるアルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物を含む、酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物からなる正極活物質製造用組成物に関する。
The present invention uses a partial hydrolyzate of an alkylaluminum compound which is a dialkylaluminum, a trialkylaluminum or a mixture thereof, and coats the partial hydrolyzate on at least a part of the surface of the composite oxide of lithium and transition metal. And forming the composite oxide having an aluminum oxide film by firing the composite oxide having the partial hydrolyzate film formed thereon, and a composite oxide having an aluminum oxide film The present invention relates to a method for producing a positive electrode active material.
Furthermore, this invention relates to the composition for positive electrode active material manufacture which consists of complex oxide which has an aluminum oxide film containing the partial hydrolysis product of the alkylaluminum compound which is a dialkylaluminum, a trialkylaluminum, or those mixtures.

尚、正極活物質製造用組成物における「アルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物」は、正極活物質の製造方法における「アルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物」と共通する。さらに、正極活物質製造用組成物における「酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物からなる正極活物質」は、正極活物質の製造方法における「酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物からなる正極活物質」と共通する。   The “partial hydrolyzate of alkyl aluminum compound” in the composition for producing a positive electrode active material is common to the “partial hydrolyzate of alkyl aluminum compound” in the method for producing a positive electrode active material. Furthermore, the “positive electrode active material comprising a composite oxide having an aluminum oxide film” in the composition for producing a positive electrode active material is the “positive electrode active material comprising a composite oxide having an aluminum oxide film” in the method for producing a positive electrode active material. Common.

本発明の製造方法に用いられるアルキルアルミニウムの部分加水分解物は、ジアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム又はそれらの混合物からなるアルキルアルミニウム化合物(但し、アルキル基は炭素数1〜8であり、同一又は異なってもよい)を加水分解したものである。
ジアルキルアルミニウムとしては、例えば、下記一般式(1)で表されるアルキルアルミニウム化合物である。
The partial hydrolyzate of alkylaluminum used in the production method of the present invention is an alkylaluminum compound comprising a dialkylaluminum, a trialkylaluminum or a mixture thereof (provided that the alkyl group has 1 to 8 carbon atoms and is the same or different. May be hydrolyzed.
An example of the dialkylaluminum is an alkylaluminum compound represented by the following general formula (1).

(式中、R1はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基を表し、Xは、水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子を表す。) (In the formula, R 1 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -Represents an octyl group, and X represents a halogen atom such as hydrogen, fluorine, chlorine, bromine or iodine.

一般式(1)で表される化合物の例としては、例えば、ジメチルアルミニウムヒドリド、ジメチルアルミニウムフルオライド、ジメチルアルミニウムクロライド、ジメチルアルミニウムブロマイド、ジメチルアルミニウムアイオダイド、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムフルオライド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド、ジエチルアルミニウムアイオダイド、ジ−n−プロピルアルミニウムヒドリド、ジ−n−プロピルアルミニウムフルオライド、ジ−n−プロピルアルミニウムクロライド、ジ−n−プロピルアルミニウムブロマイド、ジ−n−プロピルアルミニウムアイオダイド、ジイソプロピルアルミニウムヒドリド、ジイソプロピルアルミニウムフルオライド、ジイソプロピルアルミニウムクロライド、ジイソプロピルアルミニウムブロマイド、ジイソプロピルアルミニウムアイオダイド、ジ−n−ブチルアルミニウムヒドリド、ジ−n−ブチルアルミニウムフルオライド、ジ−n−ブチルアルミニウムクロライド、ジ−n−ブチルアルミニウムブロマイド、ジ−n−ブチルアルミニウムアイオダイド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムフルオライド、ジイソブチルアルミニウムクロライド、ジイソブチルアルミニウムブロマイド、ジイソブチルアルミニウムアイオダイド、ジ−t−ブチルアルミニウムヒドリド、ジ−t−ブチルアルミニウムフルオライド、ジ−t−ブチルアルミニウムクロライド、ジ−t−ブチルアルミニウムブロマイド、ジ−t−ブチルアルミニウムアイオダイド、ジ−n−ペンチルアルミニウムヒドリド、ジ−n−ペンチルアルミニウムフルオライド、ジ−n−ペンチルアルミニウムクロライド、ジ−n−ペンチルアルミニウムブロマイド、ジ−n−ペンチルアルミニウムアイオダイド、ジ−n−ヘキシルアルミニウムヒドリド、ジ−n−ヘキシルアルミニウムフルオライド、ジ−n−ヘキシルアルミニウムクロライド、ジ−n−ヘキシルアルミニウムブロマイド、ジ−n−ヘキシルアルミニウムアイオダイド、ジ−n−ヘプチルアルミニウムヒドリド、ジ−n−ヘプチルアルミニウムフルオライド、ジ−n−ヘプチルアルミニウムクロライド、ジ−n−ヘプチルアルミニウムブロマイド、ジ−n−ヘプチルアルミニウムアイオダイド、ジ−n−オクチルアルミニウムヒドリド、ジ−n−オクチルアルミニウムフルオライド、ジ−n−オクチルアルミニウムクロライド、ジ−n−オクチルアルミニウムブロマイド、ジ−n−オクチルアルミニウムアイオダイド等を挙げることができる。   Examples of the compound represented by the general formula (1) include, for example, dimethylaluminum hydride, dimethylaluminum fluoride, dimethylaluminum chloride, dimethylaluminum bromide, dimethylaluminum iodide, diethylaluminum hydride, diethylaluminum fluoride, diethylaluminum. Chloride, diethylaluminum bromide, diethylaluminum iodide, di-n-propylaluminum hydride, di-n-propylaluminum fluoride, di-n-propylaluminum chloride, di-n-propylaluminum bromide, di-n-propylaluminum Iodide, diisopropylaluminum hydride, diisopropylaluminum fluoride, diisopropyl Luminium chloride, diisopropylaluminum bromide, diisopropylaluminum iodide, di-n-butylaluminum hydride, di-n-butylaluminum fluoride, di-n-butylaluminum chloride, di-n-butylaluminum bromide, di-n-butyl Aluminum iodide, diisobutylaluminum hydride, diisobutylaluminum fluoride, diisobutylaluminum chloride, diisobutylaluminum bromide, diisobutylaluminum iodide, di-t-butylaluminum hydride, di-t-butylaluminum fluoride, di-t-butylaluminum chloride , Di-t-butylaluminum bromide, di-t-butylaluminum iodide Di-n-pentylaluminum hydride, di-n-pentylaluminum fluoride, di-n-pentylaluminum chloride, di-n-pentylaluminum bromide, di-n-pentylaluminum iodide, di-n-hexylaluminum hydride, Di-n-hexyl aluminum fluoride, di-n-hexyl aluminum chloride, di-n-hexyl aluminum bromide, di-n-hexyl aluminum iodide, di-n-heptyl aluminum hydride, di-n-heptyl aluminum fluoride , Di-n-heptyl aluminum chloride, di-n-heptyl aluminum bromide, di-n-heptyl aluminum iodide, di-n-octyl aluminum hydride, di-n-octyl aluminum Examples thereof include nium fluoride, di-n-octyl aluminum chloride, di-n-octyl aluminum bromide, and di-n-octyl aluminum iodide.

トリアルキルアルミニウムとしては、例えば、下記一般式(2)で表されるアルキルアルミニウム化合物である。
(式中、R2はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基を表す。)
An example of the trialkylaluminum is an alkylaluminum compound represented by the following general formula (2).
(In the formula, R 2 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -Represents an octyl group.

一般式(2)で表される化合物の例としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−n−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−t−ブチルアルミニウム、トリ−n−ペンチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−ヘプチルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム等を挙げることができる。   Examples of the compound represented by the general formula (2) include, for example, trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, triisopropylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-t-butyl. Aluminum, tri-n-pentyl aluminum, tri-n-hexyl aluminum, tri-n-heptyl aluminum, tri-n-octyl aluminum, and the like can be given.

アルキルアルミニウム化合物の部分加水分解は、前記アルキルアルミニウム化合物のアルミニウムの全量が加水分解(アルキルとの結合が酸素との結合に置き換わる)しない範囲の水を用いて行う。より具体的には、アルキルアルミニウム化合物に対するモル比が、例えば、0.5〜1.3の範囲の水を用いて行うことができる。水は、水のみを用いることも、又は水を含有する溶液として用いることもできる。アルキルアルミニウム化合物に対する水のモル比が0.5未満では、酸素又は水によりさらに酸化する工程が必要となる場合があるので0.5以上であることが好ましい。但し、0.5未満でも実施は可能である。一方、アルキルアルミニウム化合物に対する水のモル比が1.3を超えると溶媒に不溶なゲル又は固体が析出し、ゲル又は固体により均一な被膜形成が困難になる場合がある。尚、水のモル比が1.3を超えてゲルや固体が析出した場合、または水のモル比が1.3以下であっても、ゲルや固体が析出した場合は、ろ過により除去することも可能である。しかし、アルミニウム分の損失に繋がるのでその点では好ましくない。アルキルアルミニウム化合物に対するモル比が、好ましくは0.6〜1.3の範囲、より好ましくは0.7〜1.2の範囲、さらに好ましくは0.8〜1.1の範囲、一層好ましくは0.9〜1.1の範囲の水を用いて、部分加水分解物を得る。   The partial hydrolysis of the alkylaluminum compound is carried out using water in such a range that the total amount of aluminum of the alkylaluminum compound is not hydrolyzed (the bond with alkyl is replaced by the bond with oxygen). More specifically, the molar ratio with respect to the alkylaluminum compound can be performed, for example, using water in the range of 0.5 to 1.3. Water can be used alone or as a solution containing water. When the molar ratio of water to the alkylaluminum compound is less than 0.5, a step of further oxidizing with oxygen or water may be required, so that it is preferably 0.5 or more. However, implementation is possible even if it is less than 0.5. On the other hand, when the molar ratio of water to the alkylaluminum compound exceeds 1.3, a gel or solid insoluble in the solvent may be deposited, and it may be difficult to form a uniform film due to the gel or solid. In addition, when gel or solid precipitates when the molar ratio of water exceeds 1.3, or even when the molar ratio of water is 1.3 or less, it should be removed by filtration. Is also possible. However, this is not preferable because it leads to loss of aluminum. The molar ratio to the alkylaluminum compound is preferably in the range of 0.6 to 1.3, more preferably in the range of 0.7 to 1.2, still more preferably in the range of 0.8 to 1.1, and still more preferably 0. A partial hydrolyzate is obtained using water in the range of 9 to 1.1.

本発明の非水溶媒は水以外の溶媒を指す。非水溶媒として具体的に例示すると、N−メチル−2−ピロリドン、又は1,3−ジメチル−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン等の環状アミド、n−ヘキサン、オクタン、n−デカン、等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の芳香族炭化水素;ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、ケロシン、石油エーテル、等の炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、ジ−n−ブチルエーテル、ジアルキルエチレングリコール、ジアルキルジエチレングリコール、ジアルキルトリエチレングリコール等のエーテル、グライム、ジグライム、トリグライム系溶媒等を挙げることができる。非水溶媒は、好ましくは、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、n−ヘキサン、オクタン、n−デカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、ケロシン、石油エーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、ジ−n−ブチルエーテル、ジアルキルエチレングリコール、ジアルキルジエチレングリコール、ジアルキルトリエチレングリコール、グライム、ジグライム、及びトリグライムからなる群から選ばれる1又は2以上の溶媒である。これらの非水溶媒は製造条件、使用条件によって種々選択することが可能であり、例えば、N−メチル−2−ピロリドンの様なアミド系溶媒は電極の製造時に常用されているため好ましく、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒は工業的に汎用されているため好ましく、テトラヒドロフラン、グライム等のエーテル系溶媒はアルキルアルミの部分加水分解物に配位して安定化するため好ましい。   The non-aqueous solvent of the present invention refers to a solvent other than water. Specific examples of the non-aqueous solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H)- Cyclic amides such as pyrimidinone, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, octane, and n-decane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane; benzene, toluene, xylene, cumene, etc. Aromatic hydrocarbons; Hydrocarbon solvents such as mineral spirit, solvent naphtha, kerosene, petroleum ether, etc .; diethyl ether, tetrahydrofuran, diisopropyl ether, dioxane, di-n-butyl ether, dialkylethylene glycol, dialkyldiethylene glycol, dialkyltriethyleneglycol Ethers such as Le, can be cited glyme, diglyme, triglyme solvent like. The non-aqueous solvent is preferably N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone, n -Hexane, octane, n-decane, cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, cumene, mineral spirit, solvent naphtha, kerosene, petroleum ether, diethyl ether, tetrahydrofuran, diisopropyl ether, dioxane, dioxane -One or more solvents selected from the group consisting of n-butyl ether, dialkylethylene glycol, dialkyldiethylene glycol, dialkyltriethylene glycol, glyme, diglyme, and triglyme. These non-aqueous solvents can be variously selected depending on production conditions and use conditions. For example, an amide solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone is preferably used at the time of producing an electrode, and is preferably toluene, Aromatic hydrocarbon solvents such as xylene are preferable because they are widely used industrially, and ether solvents such as tetrahydrofuran and glyme are preferable because they are coordinated with alkylaluminum partial hydrolysates and stabilized.

本発明の方法におけるアルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物は下記一般式(3)で表される構造単位を含む化合物の混合物であると推定される。   The partial hydrolyzate of the alkylaluminum compound in the method of the present invention is presumed to be a mixture of compounds containing a structural unit represented by the following general formula (3).

(式中、R3は一般式(1)におけるR1、一般式(2)におけるR2と同じであり、mは1〜80の整数である。) (In the formula, R 3 is the same as R 1 in the general formula (1) and R 2 in the general formula (2), and m is an integer of 1 to 80.)

この様なアルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物は、オレフィン、スチレン、ブタジエン重合の触媒成分として遷移金属化合物と共に工業的に使用されるが、直鎖型および分岐型もしくは環状型の組み合わせから構成される混合物である。   Such a partial hydrolyzate of an alkylaluminum compound is industrially used together with a transition metal compound as a catalyst component for olefin, styrene and butadiene polymerization, and is composed of a combination of a linear type and a branched type or a cyclic type. It is a mixture.

正極活物質製造用組成物においても、前記アルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物は上記一般式(3)で表される構造単位を含む化合物の混合物であることが好ましい。さらに、正極活物質製造用組成物は、上記1又は2以上の非水溶媒をさらに含む組成物であることもできる。   Also in the composition for producing a positive electrode active material, the partial hydrolyzate of the alkylaluminum compound is preferably a mixture of compounds containing the structural unit represented by the general formula (3). Furthermore, the composition for producing a positive electrode active material may be a composition further containing the above-mentioned one or two or more non-aqueous solvents.

本発明における正極活物質は、好ましくはリチウム二次電池正極用活物質であり、この場合、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限されるものではないが、敢えて例示すると、LiCoO2、LiMnO2、LiMn24、LiNiO2、LiFeO2、LiNi0.5Mn1.52、LiNixCoyAlz2(x+y+z=1)、LiNixCoyMnz2(x+y+z=1)等のリチウム遷移金属複合酸化物、LiFePO4、LiMnPO4、LiCoPO4等のリチウム含有遷移金属リン酸化合物等が挙げられる。その中でもLiMn24、LiNi0.5Mn1.54、等のスピネル構造を持つリチウム遷移金属複合酸化物やLiCoO2、LiNiO2、LiNixCoyAlz2(x+y+z=1)、LiNixCoyMnz2(x+y+z=1)等の層状構造を有する遷移金属の酸化物に対する酸化アルミニウム被膜による電池性能の向上効果が高いことから好ましい。詳細なメカニズムは明らかではないが、本発明の方法で製造した酸化アルミニウム被膜が形成されたスピネル構造を持つリチウム遷移金属複合酸化物においては、複合酸化物からのMnの溶出が抑制されるものと推察される。また、本発明の方法で製造した酸化アルミニウム被膜が形成された層状構造を有する遷移金属の酸化物においては酸化物の結晶構造を強固にすることができるためと推察される。 The positive electrode active material in the present invention is preferably an active material for a lithium secondary battery positive electrode. In this case, the positive electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. For example, LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 2 , LiNi x Co y Al z O 2 (x + y + z = 1), LiNi x Co y Mn z O 2 ( Examples thereof include lithium transition metal composite oxides such as x + y + z = 1) and lithium-containing transition metal phosphate compounds such as LiFePO 4 , LiMnPO 4 , and LiCoPO 4 . LiMn 2 O 4 Among them, LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4, a lithium transition metal composite oxide or LiCoO 2 having a spinel structure and the like, LiNiO 2, LiNi x Co y Al z O 2 (x + y + z = 1), LiNi x Co y Mn z O 2 by an aluminum oxide coating to the oxide of a transition metal having an (x + y + z = 1 ) layered structure such preferable because of high effect of improving the battery performance. Although the detailed mechanism is not clear, in the lithium transition metal composite oxide having a spinel structure formed with the aluminum oxide film produced by the method of the present invention, elution of Mn from the composite oxide is suppressed. Inferred. In addition, in the transition metal oxide having a layered structure formed with the aluminum oxide film produced by the method of the present invention, the crystal structure of the oxide can be strengthened.

正極活物質に対するアルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物の添加量は正極活物質100質量部に対して、アルミナ換算で0.01〜10質量部の範囲、好ましくは0.05〜4質量部、より好ましくは0.2〜2質量部である。0.01質量部未満の場合被膜処理効率が低下するため十分な添加効果が得られず、10質量部を超えると被膜の膜厚が増加することで抵抗値が増加する場合がある。部分加水分解物の添加量は、得られる正極活物質の性能を考慮して適宜決定することができる。   The addition amount of the alkylaluminum compound partial hydrolyzate with respect to the positive electrode active material is in the range of 0.01 to 10 parts by mass, preferably 0.05 to 4 parts by mass, in terms of alumina, with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material. Preferably it is 0.2-2 mass parts. When the amount is less than 0.01 parts by mass, the coating treatment efficiency is lowered, so that a sufficient addition effect cannot be obtained. When the amount exceeds 10 parts by mass, the film thickness of the film increases and the resistance value may increase. The addition amount of the partial hydrolyzate can be appropriately determined in consideration of the performance of the obtained positive electrode active material.

正極活物質をアルキルアルミニウムの部分加水分解物で被覆する方法としては特に制限するものではない。例えば、活物質を非水溶媒中で懸濁したものにアルキルアルミニウムの部分加水分解物溶液を添加してもよいし、正極活物質を導電助剤や結着剤と混合し、シート状に加工した後でスプレーやディッピング等の方法により被覆することもできる。   The method of coating the positive electrode active material with a partial hydrolyzate of alkyl aluminum is not particularly limited. For example, a partial hydrolyzate solution of alkyl aluminum may be added to a suspension of the active material in a non-aqueous solvent, or the positive electrode active material is mixed with a conductive additive or a binder and processed into a sheet shape. Then, it can be coated by a method such as spraying or dipping.

本発明の方法においては、正極活物質をアルキルアルミニウムの部分加水分解物で被覆した後に焼成を行い、部分加水分解物を酸化物に変換する。焼成条件は、正極活物質となる複合酸化物の性能を劣化させることなく、かつ部分加水分解物を酸化物に変換して、適切な被覆を形成できる条件であれば良い。焼成温度としては、例えば、50℃〜1000℃とすることができ、好ましくは、100〜900℃、より好ましくは150〜800℃、さらに好ましくは200〜700℃の範囲とすることができる。800℃を超えた温度で焼成してもその効果は800℃以下の場合と変わらないかもしくは正極活物質の結晶構造が変化し、電池性能に悪影響を及ぼす可能性がある。また、100℃未満の温度では、吸湿等によって共存する水分の除去も不十分となり、含水等、別の要因で電池性能が低下する場合があるので、100℃以上が好ましい。焼成時間は、焼成温度に応じて、部分加水分解物の酸化物への変換の程度、正極活物質の結晶構造の変化などを考慮して適宜決定できる。例えば、10分〜10時間の範囲、好ましくは30分〜5時間の範囲である。但し、これらの数値範囲に限定される意図ではない。   In the method of the present invention, the positive electrode active material is coated with a partial hydrolyzate of alkylaluminum and then baked to convert the partial hydrolyzate into an oxide. The firing conditions may be any conditions that do not deteriorate the performance of the composite oxide serving as the positive electrode active material and can form a suitable coating by converting the partial hydrolyzate into an oxide. As a calcination temperature, it can be set as 50 degreeC-1000 degreeC, for example, Preferably, it is 100-900 degreeC, More preferably, it is 150-800 degreeC, More preferably, it can be set as the range of 200-700 degreeC. Even if firing at a temperature exceeding 800 ° C., the effect is not different from the case of 800 ° C. or lower, or the crystal structure of the positive electrode active material changes, which may adversely affect battery performance. In addition, when the temperature is lower than 100 ° C., the coexistence of moisture due to moisture absorption or the like is insufficient, and the battery performance may be deteriorated due to other factors such as moisture content. The firing time can be appropriately determined in consideration of the degree of conversion of the partial hydrolyzate into an oxide, the change in the crystal structure of the positive electrode active material, and the like according to the firing temperature. For example, it is in the range of 10 minutes to 10 hours, preferably in the range of 30 minutes to 5 hours. However, it is not intended to be limited to these numerical ranges.

前記焼成により、複合酸化物の表面の少なくとも一部に酸化アルミニウム膜が形成された複合材料が得られ、この複合材料は、正極活物質として、より好ましくはリチウム二次電池用正極の活物質として好適である。この複合材料を正極活物質として用いた正極を用いることで、充放電サイクル寿命が著しく向上したリチウム二次電池を提供することができる等の利点が得られる。   By the firing, a composite material in which an aluminum oxide film is formed on at least a part of the surface of the composite oxide is obtained. This composite material is preferably used as a positive electrode active material, more preferably as a positive electrode active material for a lithium secondary battery. Is preferred. By using a positive electrode using this composite material as a positive electrode active material, advantages such as providing a lithium secondary battery with significantly improved charge / discharge cycle life can be obtained.

本発明は、上記本発明の正極活物質として用いた正極を含む非水電解液二次電池も包含する。この電池は、上記正極に加えて、負極及びセパレータを含むことができる。   The present invention also includes a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode used as the positive electrode active material of the present invention. In addition to the positive electrode, the battery can include a negative electrode and a separator.

負極材料としては、リチウム二次電池に通常用いられる材料であれば特に制限はないが、例えば金属リチウム又はスズやケイ素、シリカ等のリチウム合金あるいはリチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な炭素材料等を例示することができる。   The negative electrode material is not particularly limited as long as it is a material usually used for a lithium secondary battery. For example, metallic lithium or a lithium alloy such as tin, silicon, silica, or a carbon material that can be doped / undoped with lithium ions, etc. It can be illustrated.

セパレータとしては、微多孔性膜等が用いられ、材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂あるいはポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂等が用いられる。   As the separator, a microporous film or the like is used, and as a material, a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, or a fluorine resin such as polyvinylidene fluoride, or the like is used.

本発明のリチウム二次電池は、上記正極、負極及びセパレータに加えて、電解液を含む。電解液として、非水電解液が用いられ、リチウム二次電池に常用されている非水電解液を用いることができる。非水電解液の溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート等の鎖状カーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、プロピオラクトン等の環状エステル、酢酸メチル、酪酸メチル、トリフルオロ酢酸エチル等の鎖状エステル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタン等のエーテル類及びアセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類等の単独又はそれら2種以上の混合物を挙げることができる。   The lithium secondary battery of this invention contains electrolyte solution in addition to the said positive electrode, a negative electrode, and a separator. As the electrolytic solution, a nonaqueous electrolytic solution is used, and a nonaqueous electrolytic solution commonly used for lithium secondary batteries can be used. Examples of the solvent for the non-aqueous electrolyte include cyclic carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate, and fluoroethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diphenyl carbonate, and bis (2,2 , 2-trifluoroethyl) carbonate, chain carbonates such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, propiolactone, cyclic esters such as methyl acetate, methyl butyrate, ethyl trifluoroacetate, diisopropyl ether, Simple ethers such as tetrahydrofuran, dioxolane, dimethoxyethane, diethoxyethane, methoxyethoxyethane, and nitriles such as acetonitrile and benzonitrile. Mention may be made of one or a mixture of two or more thereof.

非水電解液を構成する電解質塩としては、広電位領域において安定であるリチウム塩が使用できる。このような電解質塩として、例えば、LiBF4、LiPF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、LiC(CF3SO23、Mg(ClO42、Mg(CF3SO32、Mg(N(CF3SO222等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。なお、非水電解液における電解質塩の濃度は、例えば、0.2〜2.5mol/Lの範囲とすることができる。非水電解液における電解質塩の濃度は、電池の良好な高率充放電特性を得るという観点から、電解質塩の種類等を考慮して、適宜決定できる。 As the electrolyte salt constituting the nonaqueous electrolytic solution, a lithium salt that is stable in a wide potential region can be used. Examples of such electrolyte salts include LiBF 4 , LiPF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ). 3 , Mg (ClO 4 ) 2 , Mg (CF 3 SO 3 ) 2 , Mg (N (CF 3 SO 2 ) 2 ) 2 and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, the density | concentration of the electrolyte salt in a non-aqueous electrolyte can be made into the range of 0.2-2.5 mol / L, for example. The concentration of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte can be appropriately determined in consideration of the type of the electrolyte salt and the like from the viewpoint of obtaining good high rate charge / discharge characteristics of the battery.

非水電解液二次電池の形状、形態としては特に制限されるものではないが、通常、円筒型、角型、コイン型、カード型およびラミネート型等が選択される。   Although the shape and form of the nonaqueous electrolyte secondary battery are not particularly limited, a cylindrical type, a square type, a coin type, a card type, a laminate type, and the like are usually selected.

以下、本発明を実施例にて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these.

(調製例1)
N−メチル−2−ピロリドン(キシダ化学製電池グレード、以下NMPと略記)20gにトリエチルアルミニウム(東ソー・ファインケム製、以下TEALと略記)9gを加え、十分攪拌した。その後、25℃で20質量%の水を含むNMP溶液7g([H2O]/[TEAL]=1.0、モル/モル)を50分間かけて滴下した。25℃の温度条件下、5時間攪拌を続けることにより熟成反応を行い、TEAL部分加水分解物(エチルアルミノキサン)のNMP溶液(以下、EAO/NMP)を得た。
得られたEAO/NMP溶液から溶媒を除去し、透過法によりIR測定したところ、400から1500cm-1付近にブロードなAl−O−Alの振動ピークが確認され、加水分解によるAl−O−Al結合の形成が確認できた。透過法により測定したIR結果を図2に示す。
(Preparation Example 1)
9 g of triethylaluminum (manufactured by Tosoh Finechem, hereinafter abbreviated as TEAL) was added to 20 g of N-methyl-2-pyrrolidone (battery grade manufactured by Kishida Chemical, hereinafter abbreviated as NMP) and sufficiently stirred. Thereafter, 7 g of NMP solution containing 20% by mass of water at 25 ° C. ([H 2 O] / [TEAL] = 1.0, mol / mol) was added dropwise over 50 minutes. The maturation reaction was carried out by continuing stirring for 5 hours under a temperature condition of 25 ° C. to obtain an NMP solution of TEAL partial hydrolyzate (ethylaluminoxane) (hereinafter referred to as EAO / NMP).
When the solvent was removed from the obtained EAO / NMP solution and IR measurement was performed by the permeation method, a broad Al—O—Al vibration peak was confirmed in the vicinity of 400 to 1500 cm −1 , and Al—O—Al by hydrolysis was confirmed. Bond formation was confirmed. The IR results measured by the transmission method are shown in FIG.

[実施例1]
コバルト酸リチウム(Aldrich製、99.8%trace metals basis、以下、LiCoO2と略記)は100℃、5kPaで約3時間乾燥したものを用いた。窒素気流下、前処理した15gのLiCoO2にNMP、7gを加え、スラリー状に撹拌した。このスラリー溶液に調製例1で調製したEAO/NMP溶液(Al濃度6.2質量%)を1.8g(アルミナ換算でLiCoO2、100質量部に対して2質量部)加え、一晩撹拌した。次にエバポレーターを用いて溶媒を留去したあと、大気中でるつぼに移し、700℃の温度条件下、1時間焼成処理を行った。ICP発行分光分析装置を用いて、得られた酸化Al被覆LiCoO2中のAl濃度を測定した結果、Al濃度は0.6質量%とほぼ理論値通りのAl濃度である事が確認された。
得られた酸化Al被覆LiCoO2に導電助剤としてアセチレンブラック、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を酸化Al被覆LiCoO2:アセチレンブラック:PVDF=94:3:3となるように配合し、NMPを用いてスラリー化したものをアルミ製集電体上に一定の膜厚で塗布し、乾燥させて正極シートを得た。
[Example 1]
Lithium cobaltate (manufactured by Aldrich, 99.8% trace metals basis, hereinafter abbreviated as LiCoO 2 ) was used which was dried at 100 ° C. and 5 kPa for about 3 hours. Under a nitrogen stream, 7 g of NMP was added to 15 g of LiCoO 2 pretreated, and stirred in a slurry state. To this slurry solution was added 1.8 g of the EAO / NMP solution (Al concentration: 6.2% by mass) prepared in Preparation Example 1 (LiCoO 2 in terms of alumina, 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass) and stirred overnight. . Next, after distilling off the solvent using an evaporator, it was transferred to a crucible in the atmosphere and subjected to a baking treatment at 700 ° C. for 1 hour. As a result of measuring the Al concentration in the obtained Al oxide-coated LiCoO 2 using an ICP issuance spectroscopic analyzer, it was confirmed that the Al concentration was 0.6 mass%, which was almost the theoretical value.
Acetylene black as a conductive additive and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder were blended with the obtained oxidized Al-coated LiCoO 2 so as to be oxidized Al-coated LiCoO 2 : acetylene black: PVDF = 94: 3: 3, and NMP was added. The slurry used was applied to an aluminum current collector with a certain film thickness and dried to obtain a positive electrode sheet.

電解液溶媒としてエチレンカーボネート(以下ECと略す)、エチルメチルカーボネート(以下EMCと略す)を体積比3:7の割合で混合した溶媒(キシダ化学製電池グレード)を用い、混合溶媒に電解質として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1.0mol/L溶解させたものを電解液として用いた。
負極活物質に金属リチウム箔(本荘ケミカル製、0.5mm厚)、セパレータに無機フィラー含有ポリオレフィン多孔質膜を用いて、図1に示した構造のコイン型セルを用いたリチウム二次電池を作成した。リチウム二次電池はセパレータ6を挟んで正極1、負極4を対向配置し、負極ステンレス製キャップ3にステンレス製板バネ5を設置し、負極4、セパレータ6および正極1からなる積層体をコイン型セル内に収納した。この積層体に本発明の電解液を注入した後、ガスケット7を配置後、正極ステンレス製キャップ2をかぶせ、コイン型セルケースを加締めることで作成した。
As an electrolyte solvent, a solvent (battery grade manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) in which ethylene carbonate (hereinafter abbreviated as EC) and ethyl methyl carbonate (hereinafter abbreviated as EMC) are mixed at a volume ratio of 3: 7 is used. those of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6) was dissolved 1.0 mol / L was used as the electrolyte.
A lithium secondary battery using a coin-type cell having the structure shown in FIG. 1 is prepared by using a metal lithium foil (0.5 mm thickness, manufactured by Honjo Chemical Co., Ltd.) as the negative electrode active material and a polyolefin porous film containing an inorganic filler as the separator. did. In the lithium secondary battery, a positive electrode 1 and a negative electrode 4 are arranged opposite to each other with a separator 6 interposed therebetween, a stainless steel leaf spring 5 is installed on a negative electrode stainless steel cap 3, and a laminate including the negative electrode 4, the separator 6, and the positive electrode 1 is coin-shaped. Stored in the cell. After injecting the electrolytic solution of the present invention into this laminate, the gasket 7 was placed, then the cap 2 made of a positive electrode stainless steel was covered, and the coin-type cell case was crimped.

上記の方法で作成した酸化Al被覆LiCoO2正極と金属リチウムによって作成したコインセル型リチウム二次電池(ハーフセル)を25℃の恒温条件下、0.1CmAの充電電流で上限電圧を4.2Vとして充電し、続いて0.1CmAの放電電流で3.0Vとなるまで放電した。この操作を3回行った後に50℃の恒温条件下、1CmAの充電電流で4.5Vまで定電流‐低電圧充電を行い、1CmAの放電電流で終止電圧3.0Vまで定電流放電を行った。このときの放電容量を初期放電容量とし、この操作を50回繰り返した際の放電容量を測定し、50サイクル後の放電容量/初期放電容量比をサイクル維持率として比較を行った。結果を表1に示す。 A coin cell type lithium secondary battery (half cell) made of Al oxide-coated LiCoO 2 positive electrode and metallic lithium prepared by the above method is charged at a constant current of 25 ° C. with a charging current of 0.1 CmA and an upper limit voltage of 4.2 V. Subsequently, the battery was discharged at a discharge current of 0.1 CmA until it reached 3.0V. After performing this operation three times, constant current-low voltage charging was performed up to 4.5 V with a charging current of 1 CmA under a constant temperature condition of 50 ° C., and constant current discharging was performed up to a final voltage of 3.0 V with a discharging current of 1 CmA. . The discharge capacity at this time was taken as the initial discharge capacity, the discharge capacity when this operation was repeated 50 times was measured, and the comparison was made with the discharge capacity / initial discharge capacity ratio after 50 cycles as the cycle retention rate. The results are shown in Table 1.

(調製例2)
溶媒をテトラヒドロフラン(以下THFと略記)に変更した以外は調製例1と同様の方法でEAO/THF溶液を調製した。
(Preparation Example 2)
An EAO / THF solution was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the solvent was changed to tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF).

[実施例2]
調製例2で得たEAO/THF溶液を用いた以外は実施例1と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表1に示す。
[Example 2]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the EAO / THF solution obtained in Preparation Example 2 was used, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 1.

(調製例3)
トルエン57gにTEAL24gを加え、十分攪拌した。その後、25℃で20質量%の水を含むTHF溶液19g([H2O]/[TEAL]=1.0、モル/モル)を約2時間かけて滴下した。25℃の温度条件下、5時間攪拌を続けることにより熟成反応を行い、EAO/トルエン溶液を得た。調製例1と同様に透過法によりIR測定したところ、400から1500cm-1付近にブロードなAl−O−Alの振動ピークが確認され、加水分解によるAl−O−Al結合の形成が確認できた。
(Preparation Example 3)
24 g of TEAL was added to 57 g of toluene and sufficiently stirred. Thereafter, 19 g of a THF solution containing 20% by mass of water at 25 ° C. ([H 2 O] / [TEAL] = 1.0, mol / mol) was dropped over about 2 hours. The aging reaction was carried out by continuing stirring for 5 hours under a temperature condition of 25 ° C. to obtain an EAO / toluene solution. When IR was measured by the transmission method in the same manner as in Preparation Example 1, a broad vibration peak of Al—O—Al was confirmed in the vicinity of 400 to 1500 cm −1 , and formation of an Al—O—Al bond by hydrolysis was confirmed. .

[実施例3]
調製例3で得たEAO/トルエン溶液を用いた以外は実施例1と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表1に示す。
[Example 3]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the EAO / toluene solution obtained in Preparation Example 3 was used, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 1.

(調製例4)
溶媒をキシレンに変更した以外は調製例3と同様の方法でEAO/キシレン溶液を調製した。
(Preparation Example 4)
An EAO / xylene solution was prepared in the same manner as in Preparation Example 3 except that the solvent was changed to xylene.

[実施例4]
調製例4で得たEAO/キシレン溶液を用いた以外は実施例1と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表1に示す。
[Example 4]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the EAO / xylene solution obtained in Preparation Example 4 was used, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
実施例1で使用したLiCoO2の被覆処理を行うことなく、実施例1と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Without performing the coating treatment of LiCoO 2 used in Example 1, a positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
実施例1で使用したLiCoO2、15gに硫酸アルミニウム水溶液をアルミナ換算で2質量部となるように添加した。一晩撹拌した後、活物質をろ別し、大気中、700℃の条件下、1時間焼成処理を行った。この様にして得られた硫酸アルミニウム処理した正極を用いて、実施例1と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
An aqueous aluminum sulfate solution was added to 15 g of LiCoO 2 used in Example 1 so as to be 2 parts by mass in terms of alumina. After stirring overnight, the active material was filtered off and baked in the atmosphere at 700 ° C. for 1 hour. Using the thus obtained aluminum sulfate-treated positive electrode, a positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 1.

表1から明らかな様に、酸化Al被覆されたLiCoO2正極は被覆処理を行っていないLiCoO2に比べてサイクル容量維持率が向上していることが判る。これは比較例2でも確認されたようにアルミ化合物の添加が影響していることが考察される。
一方で、実施例1〜4と比較例2でサイクル容量維持率に差が生じた原因は明らかではないが、例えば、不純物(硫酸イオン)、あるいは本発明の製造法で作成した酸化Al被覆とは異なる酸化Al被覆が生成したためなどが原因と考えられる。
As is apparent from Table 1, it can be seen that the LiCoO 2 positive electrode coated with Al oxide has an improved cycle capacity retention rate as compared with LiCoO 2 not subjected to the coating treatment. As is confirmed in Comparative Example 2, it is considered that the addition of the aluminum compound has an effect.
On the other hand, although the cause of the difference in the cycle capacity retention rate between Examples 1 to 4 and Comparative Example 2 is not clear, for example, impurities (sulfate ions), or Al oxide coating prepared by the production method of the present invention This is probably due to the formation of different Al oxide coatings.

[実施例5]
実施例1のEAO/NMP溶液の量を1/2にし、LiCoO2、100質量部に対してアルミナ換算で1質量部加えた以外は実施例1と同様の方法で酸化Al被覆LiCoO2を調製した。この酸化Al被覆LiCoO2を用いて実施例1と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表2に示す。
[Example 5]
The amount of EAO / NMP solution of Example 1 was 1/2, prepare the oxide Al coated LiCoO 2 except adding 1 part by weight in terms of alumina with respect to LiCoO 2, 100 parts by weight in the same manner as in Example 1 did. Using this Al oxide-coated LiCoO 2 , a positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 2.

[実施例6]
酸化Al被覆量をアルミナ換算で0.5質量部とした以外は実施例5と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表2に示す。
[Example 6]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 5 except that the Al oxide coating amount was changed to 0.5 parts by mass in terms of alumina, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 2.

[実施例7]
酸化Al被覆量をアルミナ換算で0.05質量部とした以外は実施例5と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表2に示す。
[Example 7]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 5 except that the amount of Al oxide coating was 0.05 parts by mass in terms of alumina, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 2.

[実施例8]
EAO/NMP溶液による被覆後、焼成温度を180℃で実施した以外は実施例1と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表2に示す。
[Example 8]
After coating with the EAO / NMP solution, a positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 180 ° C., and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 2.

[実施例9]
酸化Al被覆量をアルミナ換算で1.0質量部とした以外は実施例8と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表2に示す。
[Example 9]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 8 except that the Al oxide coating amount was 1.0 parts by mass in terms of alumina, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 2.

[実施例10]
酸化Al被覆量をアルミナ換算で0.5質量部とした以外は実施例8と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表2に示す。
[Example 10]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 8 except that the Al oxide coating amount was changed to 0.5 parts by mass in terms of alumina, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 2.

[実施例11]
EAO/NMP溶液による被覆後、焼成温度を100℃で実施した以外は実施例5と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表2に示す。
[Example 11]
After coating with the EAO / NMP solution, a positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 5 except that the firing temperature was 100 ° C., and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 2.

実施例5〜7では酸化Al被覆量の影響について検討した。その結果、LiCoO2、100質量部に対してアルミナ換算で0.05質量部のEAO/NMPを用いた場合でもサイクル容量維持率が向上していることが確認された。これは非常に微量のアルキルアルミニウムの部分加水分解物被覆でも効果が発現することを示唆している。
また、実施例5、7および11は同量のアルミナ被覆量で焼成温度を変えて検討した例であるが、驚くべきことに100℃で焼成を行った正極活物質でも未被覆の正極活物質に比べてサイクル容量維持率が向上していることが判った。この効果は水酸化アルミの様な、アルミナ前駆体では達成できない驚くべき効果である。
In Examples 5 to 7, the influence of the Al oxide coating amount was examined. As a result, it was confirmed that the cycle capacity retention ratio was improved even when 0.05 parts by mass of EAO / NMP in terms of alumina was used with respect to 100 parts by mass of LiCoO 2 . This suggests that a very small amount of alkylaluminum partial hydrolyzate coating is effective.
Further, Examples 5, 7 and 11 are examples examined by changing the firing temperature with the same amount of alumina coating. Surprisingly, even in the case of the cathode active material fired at 100 ° C., the uncoated cathode active material It was found that the cycle capacity retention rate was improved compared to This effect, like aluminum hydroxide, is a surprising effect that cannot be achieved with an alumina precursor.

(調製例5)
ヘキサン(工業用グレードをゼオラム脱水したもの、以下HXと略記)136gにトリイソブチルアルミニウム(東ソー・ファインケム製、以下TIBALと略記)34gを加え、十分攪拌した。その後、0℃で水を2g([H2O]/[TIBAL]=0.7、モル/モル)を50分間かけて滴下した。0℃の温度条件下、1時間熟成し、さらに、25℃まで昇温後、5時間攪拌を続けることにより熟成反応を完了させ、TIBAL部分加水分解物(ブチルアルミノキサン)のヘキサン溶液(以下、BAO/HX)を得た。
得られたBAO/HX溶液から溶媒を除去し、透過法によりIR測定したところ、400から1500cm-1付近にブロードなAl−O−Alの振動ピークが確認され、加水分解によるAl−O−Al結合の形成が確認できた。透過法により測定したIR結果を図3に示す。
(Preparation Example 5)
34 g of triisobutylaluminum (manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd., hereinafter abbreviated as TIBAL) was added to 136 g of hexane (industrial grade Zeolum dehydrated, hereinafter abbreviated as HX), and sufficiently stirred. Thereafter, 2 g of water ([H 2 O] / [TIBAL] = 0.7, mol / mol) was added dropwise at 50 ° C. over 50 minutes. Aging was performed for 1 hour under a temperature condition of 0 ° C., and further the temperature was raised to 25 ° C., followed by stirring for 5 hours to complete the aging reaction, and a hexane solution of TIBAL partial hydrolyzate (butylaluminoxane) (hereinafter referred to as BAO). / HX).
When the solvent was removed from the obtained BAO / HX solution and IR measurement was performed by a permeation method, a broad Al—O—Al vibration peak was observed in the vicinity of 400 to 1500 cm −1 , and Al—O—Al by hydrolysis was confirmed. Bond formation was confirmed. The IR results measured by the transmission method are shown in FIG.

[実施例12]
調製例5で得たBAO/HX溶液を用いた以外は実施例1と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表3に示す。
[Example 12]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the BAO / HX solution obtained in Preparation Example 5 was used, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 3.

(調製例6)
ヘキサン125gにジイソブチルアルミニウムヒドリド(東ソー・ファインケム製、以下DIBAL−Hと略記)24gを加え、十分攪拌した。その後、0℃で水を2g([H2O]/[DIBAL−H]=0.7、モル/モル)を1時間かけて滴下した。0℃の温度条件下、1時間熟成し、さらに、25℃まで昇温後、5時間攪拌を続けることにより熟成反応を完了させ、DIBAL−H部分加水分解物(ジブチルアルミノキサン)のヘキサン溶液(以下、DBAO/HX)を得た。
得られたDBAO/HX溶液から溶媒を除去し、透過法によりIR測定したところ、400から1500cm-1付近にブロードなAl−O−Alの振動ピークが確認され、加水分解によるAl−O−Al結合の形成が確認できた。
(Preparation Example 6)
24 g of diisobutylaluminum hydride (manufactured by Tosoh Finechem, hereinafter abbreviated as DIBAL-H) was added to 125 g of hexane and sufficiently stirred. Then, 2 g ([H 2 O] / [DIBAL-H] = 0.7, mol / mol) of water was added dropwise at 0 ° C. over 1 hour. The mixture was aged for 1 hour under a temperature condition of 0 ° C., and further heated to 25 ° C., and then stirred for 5 hours to complete the aging reaction. A DIBAL-H partial hydrolyzate (dibutylaluminoxane) in hexane , DBAO / HX) was obtained.
When the solvent was removed from the obtained DBAO / HX solution and IR measurement was performed by a transmission method, a broad vibration peak of Al—O—Al was confirmed in the vicinity of 400 to 1500 cm −1 , and Al—O—Al by hydrolysis was confirmed. Bond formation was confirmed.

[実施例13]
調製例6で得たDBAO/HX溶液を用いた以外は実施例1と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電試験を行った。結果を表3に示す。
[Example 13]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the DBAO / HX solution obtained in Preparation Example 6 was used, and a charge / discharge test was performed. The results are shown in Table 3.

実施例12、13ではトリイソブチルアルミニウム、ジイソブチルアルミニウムヒドリドの検討結果を記す。アルミニウムに結合した官能基が異なる場合でもアルミナ被覆を形成でき、電池性能が向上することが確認された。   Examples 12 and 13 describe the results of studies on triisobutylaluminum and diisobutylaluminum hydride. It was confirmed that the alumina coating can be formed even when the functional group bonded to aluminum is different, and the battery performance is improved.

[実施例14]
LiCoO2(Aldrich製)10gにNMP4.6gを混合し、窒素雰囲気下、調整例1と同様の方法で合成したEAO/NMP溶液(Al濃度6.4質量%)0.42gを混合した。この混合した溶液に還流装置を取り付け、窒素気流下、204℃に加熱し、27時間継続して撹拌した。この溶液を冷却後、アセチレンブラック(AB)、PVdFをLiCoO2:AB:PVdF=94:3:3の重量比で配合し、NMPを用いてスラリー化したものをアルミ集電体に一定の膜厚で塗布し、乾燥させて正極シートを得た。
[Example 14]
4.6 g of NMP was mixed with 10 g of LiCoO 2 (manufactured by Aldrich), and 0.42 g of an EAO / NMP solution (Al concentration 6.4% by mass) synthesized in the same manner as in Preparation Example 1 was mixed under a nitrogen atmosphere. A reflux apparatus was attached to the mixed solution, and the mixture was heated to 204 ° C. under a nitrogen stream and stirred continuously for 27 hours. After cooling this solution, acetylene black (AB) and PVdF were blended at a weight ratio of LiCoO2: AB: PVdF = 94: 3: 3, and slurried using NMP to an aluminum current collector with a certain film thickness And dried to obtain a positive electrode sheet.

得られた正極シートを用いて、実施例1と同様の方法でコインセル型リチウム二次電池を作成した。作成した酸化Al被覆LiCoO2正極と金属リチウムによって作成したコインセル型リチウム二次電池(ハーフセル)を25℃の恒温条件下、0.1CmAの充電電流で上限電圧を4.2Vとして充電し、続いて0.1CmAの放電電流で3.0Vとなるまで放電した。この操作を3回行った後に25℃の恒温条件下、1CmAの充電電流で4.5Vまで定電流‐低電圧充電を行い、1CmAの放電電流で終止電圧3.0Vまで定電流放電を行った。このときの放電容量を初期放電容量とし、この操作を100回繰り返した際の放電容量を測定し、100サイクル後の放電容量/初期放電容量比をサイクル維持率として比較を行った。結果を表4に示す。 Using the obtained positive electrode sheet, a coin cell type lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1. A coin cell type lithium secondary battery (half cell) made of the prepared Al oxide-coated LiCoO 2 positive electrode and metallic lithium was charged at a constant current of 25 ° C. with a charging current of 0.1 CmA and an upper limit voltage of 4.2 V, followed by It discharged until it became 3.0V with the discharge current of 0.1 CmA. After this operation was performed three times, constant current-low voltage charging was performed up to 4.5 V with a charging current of 1 CmA under a constant temperature of 25 ° C., and constant current discharging was performed up to a final voltage of 3.0 V with a discharging current of 1 CmA. . The discharge capacity at this time was defined as the initial discharge capacity, the discharge capacity when this operation was repeated 100 times was measured, and the comparison was performed using the discharge capacity / initial discharge capacity ratio after 100 cycles as the cycle retention rate. The results are shown in Table 4.

[実施例15]
加熱時間を6時間とした以外は実施例14と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電サイクル試験を行った。結果を表4に示す。
[Example 15]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were produced in the same manner as in Example 14 except that the heating time was 6 hours, and a charge / discharge cycle test was conducted. The results are shown in Table 4.

[実施例16]
加熱温度を150℃にした以外は実施例14と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電サイクル試験を行った。結果を表4に示す。
[Example 16]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 14 except that the heating temperature was 150 ° C., and a charge / discharge cycle test was performed. The results are shown in Table 4.

[実施例17]
加熱温度を50℃にした以外は実施例14と同様の方法で正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電サイクル試験を行った。結果を表4に示す。
[Example 17]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 14 except that the heating temperature was 50 ° C., and a charge / discharge cycle test was performed. The results are shown in Table 4.

[比較例3]
実施例14のようなLiCoO2の被覆処理を行うことなく、LiCoO2(Aldrich製)を用いて正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製した。実施例14と同様の方法で充放電試験を行った結果を表4に示す。
[Comparative Example 3]
Without performing the LiCoO 2 coating treatment as in Example 14, a positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were manufactured using LiCoO 2 (manufactured by Aldrich). Table 4 shows the results of the charge / discharge test conducted in the same manner as in Example 14.

[実施例18]
LiNi1/3Co1/3Mn1/32(MTI Corporation製)10gにNMP4.6gを加え、スラリー状に撹拌した。このスラリー溶液に実施例14で用いたEAO/NMP溶液(Al濃度6.4質量%)0.42g(アルミナ換算でLiNi1/3Co1/3Mn1/32、100質量部に対して0.5質量部)加え、3時間室温で撹拌した。次にエバポレーターを用いて溶媒を留去したあと、大気中でるつぼに移し、200℃の温度条件下、2時間焼成処理を行った。ICP発行分光分析装置を用いて、得られた酸化Al被覆LiNi1/3Co1/3Mn1/32中のAl濃度を測定した結果、Al濃度は0.15質量%とほぼ理論値通りのAl濃度である事が確認された。
[Example 18]
4.6 g of NMP was added to 10 g of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (manufactured by MTI Corporation) and stirred in a slurry state. 0.42 g of the EAO / NMP solution (Al concentration 6.4% by mass) used in Example 14 in this slurry solution (based on 100 parts by mass of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 in terms of alumina) 0.5 parts by mass) and stirred at room temperature for 3 hours. Next, after distilling off the solvent using an evaporator, it was transferred to a crucible in the air and subjected to a baking treatment for 2 hours under a temperature condition of 200 ° C. As a result of measuring the Al concentration in the obtained Al oxide-coated LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 using an ICP emission spectroscopic analyzer, the Al concentration was 0.15% by mass, which was almost the theoretical value. It was confirmed that the Al concentration was as expected.

得られた酸化Al被覆LiNi1/3Co1/3Mn1/32に導電助剤としてAB、バインダーとしてPVdFを酸化Al被覆LiCoO2:AB:PVDF=94:3:3となるように配合し、NMPを用いてスラリー化したものをアルミ製集電体上に一定の膜厚で塗布し、乾燥させて正極シートを得た。 The obtained oxidized Al-coated LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 is made of AB as a conductive additive and PVdF as a binder so that the oxidized Al-coated LiCoO 2 : AB: PVDF = 94: 3: 3. What was blended and slurried with NMP was applied on an aluminum current collector with a certain film thickness and dried to obtain a positive electrode sheet.

この正極シートを用いて実施例1と同様の方法でコインセル型リチウム二次電池を作製した。作成した酸化Al被覆LiNi1/3Co1/3Mn1/32正極と金属リチウムによって作成したコインセル型リチウム二次電池(ハーフセル)を25℃の恒温条件下、0.1CmAの充電電流で上限電圧を4.3Vとして充電し、続いて0.1CmAの放電電流で3.0Vとなるまで放電した。この操作を3回行った後に25℃の恒温条件下、1CmAの充電電流で4.6Vまで定電流‐低電圧充電を行い、1CmAの放電電流で終止電圧3.0Vまで定電流放電を行った。このときの放電容量を初期放電容量とし、この操作を100回繰り返した際の放電容量を測定し、100サイクル後の放電容量/初期放電容量比をサイクル維持率として比較を行った。結果を表5に示す。 Using this positive electrode sheet, a coin cell type lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1. Coin cell type lithium secondary battery (half cell) made with the prepared Al oxide-coated LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 positive electrode and metallic lithium at a constant current of 25 ° C. with a charging current of 0.1 CmA The battery was charged with an upper limit voltage of 4.3 V, and then discharged to 3.0 V with a discharge current of 0.1 CmA. After this operation was performed three times, constant current-low voltage charging was performed up to 4.6 V with a charging current of 1 CmA under a constant temperature condition of 25 ° C., and constant current discharging was performed up to a final voltage of 3.0 V with a discharging current of 1 CmA. . The discharge capacity at this time was defined as the initial discharge capacity, the discharge capacity when this operation was repeated 100 times was measured, and the comparison was performed using the discharge capacity / initial discharge capacity ratio after 100 cycles as the cycle retention rate. The results are shown in Table 5.

[実施例19]
加熱温度を500℃にした以外は実施例18と同様の方法で酸化Al被覆LiNi1/3Co1/3Mn1/32の正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電サイクル試験を行った。結果を表5に示す。
[Example 19]
Except that the heating temperature was set to 500 ° C., an Al oxide-coated LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared in the same manner as in Example 18, and charge / discharge was performed. A cycle test was conducted. The results are shown in Table 5.

[実施例20]
加熱温度を700℃にし、LiNi1/3Co1/3Mn1/32に対して1質量部のEAO/NMP溶液を加えた以外は実施例18と同様の方法で酸化Al被覆LiNi1/3Co1/3Mn1/32の正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電サイクル試験を行った。結果を表5に示す。
[Example 20]
The heating temperature to 700 ℃, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 oxidized with O 2 per part by weight of the EAO / NMP solution in the same manner as in Example 18 except for adding Al coated LiNi 1 A / 3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared and subjected to a charge / discharge cycle test. The results are shown in Table 5.

[比較例4]
被覆処理を行う前のLiNi1/3Co1/3Mn1/32(MTI Corporation製)を用いて正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製した。実施例18と同様の方法で充放電試験を行った結果を表5に示す。
[Comparative Example 4]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared using LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (manufactured by MTI Corporation) before the coating treatment. Table 5 shows the results of a charge / discharge test performed in the same manner as in Example 18.

[実施例21]
マンガン酸リチウム(LiMn24、宝泉株式会社より購入)10gにNMP4.6gを加え、スラリー状に撹拌した。このスラリー溶液に実施例14で用いたEAO/NMP溶液(Al濃度6.4質量%)0.42g(アルミナ換算でLiMn24、100質量部に対して0.5質量部)加え、3時間室温で撹拌した。次にエバポレーターを用いて溶媒を留去したあと、大気中でるつぼに移し、700℃の温度条件下、2時間焼成処理を行った。ICP発行分光分析装置を用いて、得られた酸化Al被覆LiMn24中のAl濃度を測定した結果、Al濃度は0.15質量%とほぼ理論値通りのAl濃度である事が確認された。
[Example 21]
4.6 g of NMP was added to 10 g of lithium manganate (LiMn 2 O 4 , purchased from Hosen Co., Ltd.), and stirred in a slurry state. To this slurry solution was added 0.42 g of the EAO / NMP solution (Al concentration 6.4% by mass) used in Example 14 (LiMn 2 O 4 in terms of alumina, 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass). Stir for hours at room temperature. Next, after distilling off the solvent using an evaporator, it was transferred to a crucible in the atmosphere, and calcination was performed for 2 hours at a temperature of 700 ° C. As a result of measuring the Al concentration in the obtained Al oxide-coated LiMn 2 O 4 using an ICP issuance spectroscopic analyzer, it was confirmed that the Al concentration was 0.15% by mass, which was almost the theoretical value of Al. It was.

得られた酸化Al被覆LiMn24に導電助剤としてアセチレンブラック、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を酸化Al被覆LiMn24:アセチレンブラック:PVdF=88:6:6となるように配合し、NMPを用いてスラリー化したものをアルミ製集電体上に一定の膜厚で塗布し、乾燥させて正極シートを得た。 Resulting oxidized Al-coated LiMn 2 O 4 acetylene black as a conductive aid, oxidizing polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder Al coated LiMn 2 O 4: acetylene black: PVdF = 88: 6: 6 and so as formulated Then, a slurry made using NMP was applied on an aluminum current collector with a certain film thickness and dried to obtain a positive electrode sheet.

この正極シートを用いて実施例1と同様の方法でコインセル型リチウム二次電池を作製した。作成した酸化Al被覆LiMn24正極と金属リチウムによって作成したコインセル型リチウム二次電池(ハーフセル)を25℃の恒温条件下、0.1CmAの充電電流で上限電圧を4.2Vとして充電し、続いて0.1CmAの放電電流で3.0Vとなるまで放電した。この操作を3回行った後に25℃の恒温条件下、1CmAの充電電流で4.5Vまで定電流‐低電圧充電を行い、1CmAの放電電流で終止電圧3.0Vまで定電流放電を行った。このときの放電容量を初期放電容量とし、この操作を100回繰り返した際の放電容量を測定し、100サイクル後の放電容量/初期放電容量比をサイクル維持率として比較を行った。結果を表6に示す。 Using this positive electrode sheet, a coin cell type lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1. A coin cell type lithium secondary battery (half cell) made of the prepared Al oxide-coated LiMn 2 O 4 positive electrode and metallic lithium was charged at a constant current of 25 ° C. with a charging current of 0.1 CmA and an upper limit voltage of 4.2 V, Then, it discharged until it became 3.0V with the discharge current of 0.1 CmA. After this operation was performed three times, constant current-low voltage charging was performed up to 4.5 V with a charging current of 1 CmA under a constant temperature of 25 ° C., and constant current discharging was performed up to a final voltage of 3.0 V with a discharging current of 1 CmA. . The discharge capacity at this time was defined as the initial discharge capacity, the discharge capacity when this operation was repeated 100 times was measured, and the comparison was performed using the discharge capacity / initial discharge capacity ratio after 100 cycles as the cycle retention rate. The results are shown in Table 6.

[比較例5]
被覆処理を行う前のLiMn24(宝泉株式会社より購入)を用いて正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製した。実施例21と同様の方法で充放電試験を行った結果を表6に示す。
[Comparative Example 5]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared using LiMn 2 O 4 (purchased from Hosen Co., Ltd.) before the coating treatment. Table 6 shows the results of a charge / discharge test performed in the same manner as in Example 21.

(調製例7)
トルエン(工業用、脱水品)2120gにトリメチルアルミニウム(工業用、以下TMALと略記)420gを加え、十分攪拌した。窒素流通下、0℃に内温を調整し、イオン交換水76g([H2O]/[TMAL]=0.73、モル/モル)を20時間かけて滴下した。滴下終了後、50℃に加熱し、1時間攪拌を続けることにより熟成反応を行い、TMAL部分加水分解物(メチルアルミノキサン)のトルエン溶液(以下、MAO/Tol)を得た。
(Preparation Example 7)
To 2120 g of toluene (industrial product, dehydrated product), 420 g of trimethylaluminum (industrial product, hereinafter abbreviated as TMAL) was added and sufficiently stirred. Under nitrogen flow, the internal temperature was adjusted to 0 ° C., and 76 g of ion-exchanged water ([H 2 O] / [TMAL] = 0.73, mol / mol) was added dropwise over 20 hours. After completion of the dropping, the mixture was heated to 50 ° C. and stirred for 1 hour to conduct an aging reaction to obtain a toluene solution of TMAL partial hydrolyzate (methylaluminoxane) (hereinafter MAO / Tol).

得られたMAO/Tol溶液の1H-NMRスペクトルを測定した結果、−0.5〜−1.2ppmにメチルアルミノキサンの特徴的なスペクトルが確認され、加水分解によるAl−O−Al(CH3)nの形成が確認できた。   As a result of measuring 1H-NMR spectrum of the obtained MAO / Tol solution, a characteristic spectrum of methylaluminoxane was confirmed at -0.5 to -1.2 ppm, and Al-O-Al (CH3) n by hydrolysis was confirmed. The formation of was confirmed.

得られたMAO/Tol溶液から溶媒を除去し、透過法によりIR測定したところ、400から1000cm-1付近にブロードなAl−O−Alの振動ピークが確認され、加水分解によるAl−O−Al結合の形成が確認できた。透過法により測定したIR結果を図4に示す。
[実施例22]
LiCoO2(Aldrich製)10gにNMP、6.2gを加え、スラリー状に撹拌した。このスラリー溶液に調製例7で調製したMAO/Tol溶液(Al濃度4.7質量%)を1.0g(アルミナ換算でLiCoO2、100質量部に対して1質量部)加え、一晩撹拌した。次にエバポレーターを用いて溶媒を留去したあと、大気中でるつぼに移し、150℃の温度条件下、2時間焼成処理を行った。ICP発行分光分析装置を用いて、得られた酸化Al被覆LiCoO2中のAl濃度を測定した結果、Al濃度は0.3質量%とほぼ理論値通りのAl濃度である事が確認された。
When the solvent was removed from the obtained MAO / Tol solution and IR measurement was performed by the transmission method, a broad vibration peak of Al—O—Al was confirmed in the vicinity of 400 to 1000 cm −1 , and Al—O—Al by hydrolysis was confirmed. Bond formation was confirmed. FIG. 4 shows the IR results measured by the transmission method.
[Example 22]
6.2 g of NMP was added to 10 g of LiCoO 2 (manufactured by Aldrich) and stirred in a slurry state. To this slurry solution, 1.0 g of MAO / Tol solution prepared in Preparation Example 7 (Al concentration 4.7 mass%) (LiCoO 2 in terms of alumina, 1 mass part per 100 mass parts) was added and stirred overnight. . Next, after distilling off the solvent using an evaporator, it was transferred to a crucible in the atmosphere and baked for 2 hours under a temperature condition of 150 ° C. As a result of measuring the Al concentration in the obtained Al oxide-coated LiCoO 2 using an ICP issuance spectroscopic analyzer, it was confirmed that the Al concentration was 0.3% by mass, which was almost the theoretical value.

得られた酸化Al被覆LiCoO2に導電助剤としてAB、バインダーとしてPVDFを酸化Al被覆LiCoO2:AB:PVDF=94:3:3となるように配合し、NMPを用いてスラリー化したものをアルミ製集電体上に一定の膜厚で塗布し、乾燥させて正極シートを得た。 A mixture of AB obtained as a conductive auxiliary agent and PVDF as a binder in the obtained Al oxide-coated LiCoO 2 so as to be an oxide Al-coated LiCoO 2 : AB: PVDF = 94: 3: 3 and slurried using NMP. A positive electrode sheet was obtained by coating the aluminum current collector with a constant film thickness and drying.

この正極シートを用いて実施例1と同様の方法でコインセル型リチウム二次電池を作製した。作成した酸化Al被覆LiCoO2正極と金属リチウムによって作成したコインセル型リチウム二次電池(ハーフセル)を25℃の恒温条件下、0.1CmAの充電電流で上限電圧を4.3Vとして充電し、続いて0.1CmAの放電電流で3.0Vとなるまで放電した。この操作を3回行った後に25℃の恒温条件下、1CmAの充電電流で4.6Vまで定電流‐低電圧充電を行い、1CmAの放電電流で終止電圧3.0Vまで定電流放電を行った。このときの放電容量を初期放電容量とし、この操作を100回繰り返した際の放電容量を測定し、100サイクル後の放電容量/初期放電容量比をサイクル維持率として比較を行った。結果を表7に示す。 Using this positive electrode sheet, a coin cell type lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1. A coin cell type lithium secondary battery (half cell) made of the prepared Al oxide-coated LiCoO 2 positive electrode and metallic lithium was charged at a constant current of 25 ° C. with a charging current of 0.1 CmA and an upper limit voltage of 4.3 V, followed by It discharged until it became 3.0V with the discharge current of 0.1 CmA. After this operation was performed three times, constant current-low voltage charging was performed up to 4.6 V with a charging current of 1 CmA under a constant temperature condition of 25 ° C., and constant current discharging was performed up to a final voltage of 3.0 V with a discharging current of 1 CmA. . The discharge capacity at this time was defined as the initial discharge capacity, the discharge capacity when this operation was repeated 100 times was measured, and the comparison was performed using the discharge capacity / initial discharge capacity ratio after 100 cycles as the cycle retention rate. The results are shown in Table 7.

[実施例23]
加熱温度を200℃とした以外は実施例22と同様の方法で酸化Al被覆LiCoO2を合成し、正極シートを作成した。得られた正極シートを用いて実施例21と同様の方法でコインセル型リチウム二次電池を作製し、充放電サイクル試験を行った。結果を表7に示す。
[Example 23]
A positive electrode sheet was prepared by synthesizing AlCo-coated LiCoO 2 by the same method as in Example 22 except that the heating temperature was 200 ° C. Using the obtained positive electrode sheet, a coin cell type lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 21, and a charge / discharge cycle test was conducted. The results are shown in Table 7.

表7には比較のため、比較例3で用いた被覆処理を行っていないLiCoO2正極の結果を併せて示す。 Table 7 also shows the results of the LiCoO 2 positive electrode not subjected to the coating treatment used in Comparative Example 3 for comparison.

[実施例24]
ニッケルマンガン酸リチウム(LiNi0.5Mn1.54、株式会社豊島製作所製)10gにNMP4.9gを加え、スラリー状に撹拌した。このスラリー溶液に実施例14で用いたEAO/NMP溶液(Al濃度6.4質量%)0.44g(アルミナ換算でLiNi0.5Mn1.54、100質量部に対して0.5質量部)加え、9時間室温で撹拌した。次にエバポレーターを用いて溶媒を留去したあと、大気中でるつぼに移し、200℃の温度条件下、2時間焼成処理を行った。ICP発行分光分析装置を用いて、得られた酸化Al被覆LiNi0.5Mn1.54中のAl濃度を測定した結果、Al濃度は0.26質量%とほぼ理論値通りのAl濃度である事が確認された。
[Example 24]
4.9 g of NMP was added to 10 g of lithium nickel manganate (LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , manufactured by Toshima Seisakusho Co., Ltd.) and stirred in a slurry state. To this slurry solution, 0.44 g (LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 in terms of alumina, 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass) of the EAO / NMP solution (Al concentration 6.4% by mass) used in Example 14 was added. For 9 hours at room temperature. Next, after distilling off the solvent using an evaporator, it was transferred to a crucible in the air and subjected to a baking treatment for 2 hours under a temperature condition of 200 ° C. As a result of measuring the Al concentration in the obtained Al oxide-coated LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 using an ICP issuance spectroscopic analyzer, the Al concentration is 0.26% by mass, which is almost the theoretical value of Al. confirmed.

得られた酸化Al被覆LiNi0.5Mn1.54に導電助剤としてアセチレンブラック、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を酸化Al被覆LiNi0.5Mn1.54:アセチレンブラック:PVDF=88:6:6となるように配合し、NMPを用いてスラリー化したものをアルミ製集電体上に一定の膜厚で塗布し、乾燥させて正極シートを得た。 The obtained oxidized Al-coated LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 was coated with acetylene black as a conductive assistant and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. The oxidized Al-coated LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 : acetylene black: PVDF = 88: 6: 6 What was blended as described above and slurried using NMP was applied on an aluminum current collector with a certain film thickness and dried to obtain a positive electrode sheet.

この正極シートを用いて実施例1と同様の方法でコインセル型リチウム二次電池を作製した。作成した酸化Al被覆LiNi0.5Mn1.54正極と金属リチウムによって作成したコインセル型リチウム二次電池(ハーフセル)を25℃の恒温条件下、0.1CmAの充電電流で上限電圧を4.8Vとして充電し、続いて0.1CmAの放電電流で3.0Vとなるまで放電した。この操作を3回行った後に25℃の恒温条件下、1CmAの充電電流で5.0Vまで定電流‐低電圧充電を行い、1CmAの放電電流で終止電圧3.0Vまで定電流放電を行った。このときの放電容量を初期放電容量とし、この操作を100回繰り返した際の放電容量を測定し、100サイクル後の放電容量/初期放電容量比をサイクル維持率として比較を行った。結果を表8に示す。 Using this positive electrode sheet, a coin cell type lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1. A coin cell type lithium secondary battery (half cell) made with the prepared Al oxide-coated LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 positive electrode and metallic lithium is charged at a constant current of 25 ° C. with a charging current of 0.1 CmA and an upper limit voltage of 4.8 V. Subsequently, the battery was discharged at a discharge current of 0.1 CmA until it reached 3.0V. After performing this operation three times, under a constant temperature of 25 ° C., constant current-low voltage charging was performed up to 5.0 V with a charging current of 1 CmA, and constant current discharging was performed up to a final voltage of 3.0 V with a discharging current of 1 CmA. . The discharge capacity at this time was defined as the initial discharge capacity, the discharge capacity when this operation was repeated 100 times was measured, and the comparison was performed using the discharge capacity / initial discharge capacity ratio after 100 cycles as the cycle retention rate. The results are shown in Table 8.

[比較例6]
被覆処理を行う前のLiNi0.5Mn1.54(株式会社豊島製作所製)を用いて正極シートおよびコインセル型リチウム二次電池を作製した。実施例24と同様の方法で充放電試験を行った結果を表8に示す。
[Comparative Example 6]
A positive electrode sheet and a coin cell type lithium secondary battery were prepared using LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (manufactured by Toshima Seisakusho Co., Ltd.) before the coating treatment. Table 8 shows the results of a charge / discharge test performed in the same manner as in Example 24.

工業的に簡便で活物質へのダメージが少なく、不純物を低減したアルミ被膜を有するリチウム二次電池用正極活物質の製造法を提供することができる。さらに本発明の方法によって製造した正極活物質を用いたリチウム二次電池は充放電サイクル寿命が著しく向上する。   It is possible to provide a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery, which is industrially simple, has little damage to the active material, and has an aluminum film with reduced impurities. Furthermore, the lithium secondary battery using the positive electrode active material produced by the method of the present invention has a significantly improved charge / discharge cycle life.

1 正極
2 正極ステンレス製キャップ
3 負極ステンレス製キャップ
4 負極
5 ステンレス製板バネ
6 無機フィラー含有ポリオレフィン多孔質セパレータ
7 ガスケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 2 Positive electrode stainless steel cap 3 Negative electrode stainless steel cap 4 Negative electrode 5 Stainless steel leaf spring 6 Polyolefin porous separator 7 containing an inorganic filler 7 Gasket

Claims (15)

ジアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム又はそれらの混合物であるアルキルアルミニウム化合物(但し、ジアルキルアルミニウム及びトリアルキルアルミニウム中のアルキル基は、同一又は異なることができ、かつ炭素数1〜8である)の部分加水分解物を用いて、リチウムと遷移金属の複合酸化物の表面の少なくとも一部に前記部分加水分解物の被膜を形成する工程と、前記部分加水分解物の被膜を形成した前記複合酸化物を焼成して、酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物を形成する工程を含む、酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物からなる正極活物質の製造方法。   Partial hydrolysis of an alkylaluminum compound which is a dialkylaluminum, a trialkylaluminum or a mixture thereof (provided that the alkyl groups in the dialkylaluminum and the trialkylaluminum can be the same or different and have 1 to 8 carbon atoms) A step of forming a coating of the partial hydrolyzate on at least a part of the surface of the composite oxide of lithium and transition metal using the product, and firing the composite oxide formed with the coating of the partial hydrolyzate A method for producing a positive electrode active material comprising a composite oxide having an aluminum oxide coating, comprising a step of forming a composite oxide having an aluminum oxide coating. 前記部分加水分解物は、非水溶媒との混合物として、複合酸化物の被覆に用いられる、請求項1に記載の製造方法。   2. The production method according to claim 1, wherein the partial hydrolyzate is used for coating the composite oxide as a mixture with a non-aqueous solvent. 前記ジアルキルアルミニウムが下記一般式(1)で表されるアルキルアルミニウム化合物である、請求項1または2に記載の製造方法。
(式中、R1はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基を表し、Xは、水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子を表す。)
The production method according to claim 1 or 2, wherein the dialkylaluminum is an alkylaluminum compound represented by the following general formula (1).
(In the formula, R 1 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -Represents an octyl group, and X represents a halogen atom such as hydrogen, fluorine, chlorine, bromine or iodine.
前記トリアルキルアルミニウムが下記一般式(2)で表されるアルキルアルミニウム化合物である、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
(式中、R2はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基を表す。)
The manufacturing method in any one of Claims 1-3 whose said trialkylaluminum is an alkylaluminum compound represented by following General formula (2).
(In the formula, R 2 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -Represents an octyl group.
前記リチウムと遷移金属の複合酸化物が、リチウム遷移金属複合酸化物又はリチウム含有遷移金属リン酸化合物を含む、請求項1〜4に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the lithium-transition metal composite oxide includes a lithium transition metal composite oxide or a lithium-containing transition metal phosphate compound. 前記リチウムと遷移金属の複合酸化物が、LiCoO2、LiMnO2、LiMn24、LiNiO2、LiFeO2、LiNi0.5Mn1.52、LiNixCoyAlz2(x+y+z=1)、LiNixCoyMnz2(x+y+z=1)、LiFePO4、LiMnPO4、及びLiCoPO4からなる群から選ばれる1又は2以上の複合酸化物を含む、請求項1〜4に記載の製造方法。 The composite oxide of lithium and transition metal is LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 2 , LiNi x Co y Al z O 2 (x + y + z = 1), LiNi x Co y Mn z O 2 ( x + y + z = 1), LiFePO 4, LiMnPO 4, and LiCoPO comprising one or more composite oxides selected from the group consisting of 4, method according to claims 1-4. 前記複合酸化物に対する前記部分加水分解物の被覆量が、複合酸化物100質量部に対して、アルミナ換算で0.01〜10質量部である請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, wherein a coating amount of the partial hydrolyzate with respect to the composite oxide is 0.01 to 10 parts by mass in terms of alumina with respect to 100 parts by mass of the composite oxide. . 前記焼成は、50℃〜1000℃の範囲の温度で実施される、請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。   The said baking is a manufacturing method in any one of Claims 1-7 implemented at the temperature of the range of 50 to 1000 degreeC. 前記正極活物質における複合酸化物と酸化アルミニウム被膜の質量比が100:0.01〜10の範囲である、請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claims 1-8 whose mass ratio of the complex oxide and aluminum oxide film in the said positive electrode active material is the range of 100: 0.01-10. 正極活物質がリチウム二次電池用である、請求項1〜9に記載の製造方法。   The manufacturing method of Claims 1-9 whose positive electrode active material is for lithium secondary batteries. 請求項1〜10のいずれかに記載の方法で正極活物質を製造し、得られた正極活物質を用いて正極を得ることを含む、正極の製造方法。   The manufacturing method of a positive electrode including manufacturing a positive electrode active material by the method in any one of Claims 1-10, and obtaining a positive electrode using the obtained positive electrode active material. 請求項11に記載の方法で、正極を製造し、得られた正極と負極、セパレータ及び非水電解液を用いて、リチウム二次電池を製造する、リチウム二次電池の製造方法。   The manufacturing method of a lithium secondary battery which manufactures a positive electrode by the method of Claim 11, and manufactures a lithium secondary battery using the positive electrode and negative electrode which were obtained, a separator, and a non-aqueous electrolyte. ジアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウム又はそれらの混合物であるアルキルアルミニウム化合物(但し、ジアルキルアルミニウム及びトリアルキルアルミニウム中のアルキル基は、同一又は異なることができ、かつ炭素数1〜8である)の部分加水分解物を含む、酸化アルミニウム被膜を有する複合酸化物からなる正極活物質製造用組成物。   Partial hydrolysis of an alkylaluminum compound which is a dialkylaluminum, a trialkylaluminum or a mixture thereof (provided that the alkyl groups in the dialkylaluminum and the trialkylaluminum can be the same or different and have 1 to 8 carbon atoms) A composition for producing a positive electrode active material comprising a composite oxide having an aluminum oxide film. 前記アルキルアルミニウム化合物の部分加水分解物が下記一般式(3)で表される構造単位を含む化合物の混合物である、請求項13に記載の組成物。
(式中、R3はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基を表す。mは1〜80の整数である。)
The composition according to claim 13, wherein the partial hydrolyzate of the alkylaluminum compound is a mixture of compounds containing a structural unit represented by the following general formula (3).
(In the formula, R 3 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -Represents an octyl group, m is an integer of 1-80.
1又は2以上の非水溶媒をさらに含む請求項13または14に記載の組成物。   The composition according to claim 13 or 14, further comprising one or more non-aqueous solvents.
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