JP2018150217A - Composite oxide, positive electrode active material, nonaqueous electrolyte electricity storage device and method for producing composite oxide - Google Patents

Composite oxide, positive electrode active material, nonaqueous electrolyte electricity storage device and method for producing composite oxide Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a composite oxide capable of improving the discharge capacity maintenance rate of a nonaqueous electrolyte electricity storage device when used for a positive electrode active material of the nonaqueous electrolyte electricity storage device; a positive electrode active material containing such a composite oxide; a positive electrode having the positive electrode active material; a nonaqueous electrolyte electricity storage device having the positive electrode; and a method for producing the composite oxide.SOLUTION: There is provided a composite oxide which includes lithium, molybdenum and an element (A), wherein the element (A) is boron, carbon, nitrogen, fluorine, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, zinc, gallium, germanium, arsenic, selenium, bromine, tin, antimony, tellurium, bromine or a combination thereof and the content of the element (A) to the total content of the molybdenum and the element (A) is 1 mol% or more and less than 50 mol%.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、複合酸化物、正極活物質、正極、非水電解質蓄電素子、及び複合酸化物の製造方法に関する。   The present invention relates to a composite oxide, a positive electrode active material, a positive electrode, a nonaqueous electrolyte storage element, and a method for producing the composite oxide.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。上記非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極と、この電極間に介在する非水電解質とを有し、両電極間でイオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解質二次電池以外の非水電解質蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタも広く普及している。   Nonaqueous electrolyte secondary batteries typified by lithium ion secondary batteries are widely used in electronic devices such as personal computers and communication terminals, automobiles and the like because of their high energy density. The nonaqueous electrolyte secondary battery generally has a pair of electrodes electrically isolated by a separator and a nonaqueous electrolyte interposed between the electrodes, and transfers ions between the electrodes. It is comprised so that it may charge / discharge. In addition, capacitors such as lithium ion capacitors and electric double layer capacitors are widely used as nonaqueous electrolyte storage elements other than nonaqueous electrolyte secondary batteries.

非水電解質蓄電素子の正極に含まれる活物質には、各種の複合酸化物等が用いられている。このような複合酸化物として、空間群R−3m又はC2/mに帰属される結晶構造を有するLiMoO(非特許文献1参照)やLi1.211Mo0.467Cr0.3(非特許文献2参照)といったリチウム及びモリブデンを含む複合酸化物が開発されている。 Various composite oxides and the like are used for the active material contained in the positive electrode of the nonaqueous electrolyte storage element. As such a composite oxide, LiMoO 2 (see Non-Patent Document 1) or Li 1.211 Mo 0.467 Cr 0.3 O 2 (see Non-Patent Document 1) having a crystal structure belonging to the space group R-3m or C2 / m. A composite oxide containing lithium and molybdenum such as Non-Patent Document 2) has been developed.

K.Ben−Kamel,N.Amdouni,H.Groult,A.Mauger,K.Zaghib,C.M.Julien,“Journal of Power Sources”,2012,Vol.202,p314−321.K. Ben-Kamel, N.A. Amdouni, H.M. Grout, A.M. Mauger, K.M. Zaghib, C.I. M.M. Julien, “Journal of Power Sources”, 2012, Vol. 202, p314-321. Jinhyuk Lee,Alexander Urban,Xin Li,Dong Su,Geoffroy Hautier,Gerbrand Ceder,“Science”,2014,Vol.343,p519−522Jinhyuk Lee, Alexander Urban, Xin Li, Dong Su, Geoffroy Hautier, Gerbrand Ceder, “Science”, 2014, Vol. 343, p519-522

しかし、上記の各複合酸化物を正極活物質として用いた非水電解質蓄電素子においても、容量維持率が十分とは言えないなど改善の余地がある。また、クロムを含む複合酸化物は、含有されているクロムが毒性の高い6価クロムへ酸化しうるため、安全性や環境への影響などの点から、産業上の利用が制限される。   However, there is room for improvement in the non-aqueous electrolyte electricity storage device using each of the above complex oxides as the positive electrode active material, for example, because the capacity retention rate is not sufficient. In addition, since the composite oxide containing chromium can be oxidized to highly toxic hexavalent chromium, industrial use is limited in terms of safety and environmental impact.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、非水電解質蓄電素子の正極活物質に用いた場合に、この非水電解質蓄電素子の放電容量維持率を高めることができる複合酸化物、このような複合酸化物を含有する正極活物質、この正極活物質を有する正極、この正極を有する非水電解質蓄電素子、及び上記複合酸化物の製造方法を提供することである。   This invention is made | formed based on the above situations, The objective raises the discharge capacity maintenance factor of this nonaqueous electrolyte electrical storage element, when it uses for the positive electrode active material of a nonaqueous electrolyte electrical storage element. Provided is a composite oxide that can be used, a positive electrode active material containing such a composite oxide, a positive electrode having this positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte storage element having this positive electrode, and a method for producing the above composite oxide It is.

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る複合酸化物は、リチウム、モリブデン及び元素(A)を含み、上記元素(A)が、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、ケイ素、リン、硫黄、塩素、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、スズ、アンチモン、テルル、ヨウ素又はこれらの組み合わせであり、上記モリブデンと上記元素(A)との合計含有量に対する上記元素(A)の含有量が1モル%以上50モル%未満である複合酸化物である。   In order to solve the above problems, a composite oxide according to one embodiment of the present invention includes lithium, molybdenum, and an element (A), and the element (A) is boron, carbon, nitrogen, fluorine, silicon, phosphorus , Sulfur, chlorine, zinc, gallium, germanium, arsenic, selenium, bromine, tin, antimony, tellurium, iodine or a combination thereof, and the element (A) relative to the total content of the molybdenum and the element (A) Is a composite oxide having a content of 1 mol% or more and less than 50 mol%.

本発明の他の一態様に係る正極活物質は、当該複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用の正極活物質である。   The positive electrode active material according to another embodiment of the present invention is a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte electricity storage element containing the composite oxide.

本発明の他の一態様に係る正極は、当該正極活物質を有する非水電解質蓄電素子用の正極である。   The positive electrode according to another embodiment of the present invention is a positive electrode for a non-aqueous electrolyte electricity storage element having the positive electrode active material.

本発明の他の一態様に係る非水電解質蓄電素子は、当該正極を有する非水電解質蓄電素子である。   The nonaqueous electrolyte storage element according to another embodiment of the present invention is a nonaqueous electrolyte storage element having the positive electrode.

本発明の他の一態様に係る複合酸化物の製造方法は、一種又は複数種の酸化物をメカノケミカル法により処理することを備え、上記一種又は複数種の酸化物が、リチウム、モリブデン及び元素(A)を含み、上記元素(A)が、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、ケイ素、リン、硫黄、塩素、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、スズ、アンチモン、テルル、ヨウ素又はこれらの組み合わせである複合酸化物の製造方法である。   A method for producing a composite oxide according to another embodiment of the present invention includes treating one or more kinds of oxides by a mechanochemical method, wherein the one or more kinds of oxides are lithium, molybdenum, and an element. (A), and the element (A) is boron, carbon, nitrogen, fluorine, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, zinc, gallium, germanium, arsenic, selenium, bromine, tin, antimony, tellurium, iodine or these It is the manufacturing method of the complex oxide which is a combination of these.

本発明によれば、非水電解質蓄電素子の正極活物質に用いた場合に、この非水電解質蓄電素子の放電容量維持率を高めることができる複合酸化物、このような複合酸化物を含有する正極活物質、この正極活物質を有する正極、この正極を有する非水電解質蓄電素子、及び上記複合酸化物の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, when used as a positive electrode active material of a nonaqueous electrolyte storage element, the composite oxide capable of increasing the discharge capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte storage element, containing such a composite oxide A positive electrode active material, a positive electrode having the positive electrode active material, a non-aqueous electrolyte storage element having the positive electrode, and a method for producing the composite oxide can be provided.

図1は、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を示す外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view showing a nonaqueous electrolyte storage element according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a power storage device configured by assembling a plurality of nonaqueous electrolyte power storage elements according to an embodiment of the present invention. 図3は、実施例1〜4及び比較例2、3の複合酸化物のX線回折図である。FIG. 3 is an X-ray diffraction pattern of the composite oxides of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 and 3. 図4は、実施例5、6及び比較例4の複合酸化物のX線回折図である。FIG. 4 is an X-ray diffraction pattern of the composite oxides of Examples 5 and 6 and Comparative Example 4. 図5は、実施例1の複合酸化物に対するリートベルト解析における計算値、実測値、及びこれらの差を表すグラフである。FIG. 5 is a graph showing calculated values, measured values, and differences between them in Rietveld analysis for the complex oxide of Example 1. 図6は、実施例2の複合酸化物に対するリートベルト解析における計算値(二相共存モデル)、実測値、及びこれらの差を表すグラフである。6 is a graph showing calculated values (two-phase coexistence model), measured values, and differences between them in Rietveld analysis for the composite oxide of Example 2. FIG. 図7は、実施例2の複合酸化物に対するリートベルト解析における計算値(一相モデル)、実測値、及びこれらの差を表すグラフである。FIG. 7 is a graph showing calculated values (one-phase model), measured values, and differences thereof in Rietveld analysis for the composite oxide of Example 2. 図8は、実施例5の複合酸化物に対するリートベルト解析における計算値、実測値、及びこれらの差を表すグラフである。FIG. 8 is a graph showing calculated values, measured values, and differences between them in Rietveld analysis for the composite oxide of Example 5. 図9は、実施例1の非水電解質蓄電素子の放電曲線である。FIG. 9 is a discharge curve of the nonaqueous electrolyte electricity storage device of Example 1.

本発明の一実施形態に係る複合酸化物は、リチウム、モリブデン及び元素(A)を含み、上記元素(A)が、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、ケイ素、リン、硫黄、塩素、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、スズ、アンチモン、テルル、ヨウ素又はこれらの組み合わせであり、上記モリブデンと上記元素(A)との合計含有量に対する上記元素(A)の含有量が1モル%以上50モル%未満である複合酸化物である。   The composite oxide according to an embodiment of the present invention includes lithium, molybdenum, and the element (A), and the element (A) is boron, carbon, nitrogen, fluorine, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, zinc, gallium. , Germanium, arsenic, selenium, bromine, tin, antimony, tellurium, iodine or a combination thereof, and the content of the element (A) with respect to the total content of the molybdenum and the element (A) is 1 mol% or more. It is a complex oxide that is less than 50 mol%.

当該複合酸化物は、非水電解質蓄電素子の正極活物質に用いた場合に、この非水電解質蓄電素子の放電容量維持率を高めることができる。この理由は定かでは無いが、以下の理由が推測される。通常、モリブデンを含む酸化物を正極活物質に用いた場合、モリブデンの酸化還元反応に伴う膨張収縮によるストレスによって、酸化物の劣化が生じやすい。一方、上記元素(A)は、酸素との共有結合性が強い元素であり、かつ正極活物質として使用する場合の通常の電位範囲(例えば、1.2V(vs.Li/Li)以上4.4V(vs.Li/Li)以下)において酸化還元反応が生じ難い元素である。上記元素(A)は、いずれもオールレッド・ロコウ(Allred−Rochow)の電気陰性度が1.7以上の元素であることから、酸素との共有結合性が高い。このような元素(A)を含む当該複合酸化物においては、構造中にAOxユニットが組み込まれ、このユニットは充放電時のモリブデンの酸化還元反応の際に構造が変化し難い。このため、上記ストレスが緩和され、劣化の進行が抑制されるため、放電容量維持率が高まると推測される。さらに、当該複合酸化物は、酸素との共有結合性の高い元素(A)を含有しているため、熱的安定性に優れ、非水電解質蓄電素子の正極活物質に用いた場合における安全性等に優れる。さらに、当該複合酸化物においては、モリブデンと元素(A)との合計含有量に対する元素(A)の含有量が1モル%以上50モル%未満であることなどから、非水電解質蓄電素子の正極活物質に用いた場合に、この非水電解質蓄電素子が十分な放電容量を有することができる。 When the composite oxide is used as a positive electrode active material of a nonaqueous electrolyte storage element, the discharge capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte storage element can be increased. Although this reason is not certain, the following reason is guessed. In general, when an oxide containing molybdenum is used as the positive electrode active material, the oxide is likely to be deteriorated due to stress caused by expansion and contraction accompanying the oxidation-reduction reaction of molybdenum. On the other hand, the element (A) is an element having a strong covalent bond with oxygen and has a normal potential range (eg, 1.2 V (vs. Li / Li + ) or more when used as a positive electrode active material 4 .4 V (vs. Li / Li + ) or lower) is an element that hardly causes a redox reaction. All of the above elements (A) are elements having an electronegativity of Allred-Rocho of 1.7 or more, and thus have high covalent bonding with oxygen. In the complex oxide containing such an element (A), an AOx unit is incorporated in the structure, and the structure hardly changes during the oxidation-reduction reaction of molybdenum during charge / discharge. For this reason, since the said stress is relieve | moderated and progress of deterioration is suppressed, it is estimated that a discharge capacity maintenance factor increases. Furthermore, since the composite oxide contains an element (A) having a high covalent bond with oxygen, it has excellent thermal stability and safety when used as a positive electrode active material of a nonaqueous electrolyte storage element. Etc. Furthermore, in the composite oxide, the content of the element (A) with respect to the total content of molybdenum and the element (A) is 1 mol% or more and less than 50 mol%. When used as an active material, this non-aqueous electrolyte electricity storage element can have a sufficient discharge capacity.

当該複合酸化物は、下記式(1)で表されることが好ましい。
Li1+xMo1−y ・・・ (1)
(式(1)中、Aは、B、C、N、F、Si、P、S、Cl、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Sn、Sb、Te、I又はこれらの組み合わせである。0≦x、0.01≦y<0.5、0<zである。)
The composite oxide is preferably represented by the following formula (1).
Li 1 + x Mo 1-y A y O z (1)
(In the formula (1), A is B, C, N, F, Si, P, S, Cl, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Sn, Sb, Te, I, or a combination thereof. (0 ≦ x, 0.01 ≦ y <0.5, 0 <z)

当該複合酸化物が、上記式(1)で表される組成を有する場合、正極活物質として用いたときの非水電解質蓄電素子の放電容量維持率をより高めることができる。   When the composite oxide has a composition represented by the above formula (1), the discharge capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte storage element when used as the positive electrode active material can be further increased.

当該複合酸化物が、空間群Fm−3mに帰属可能な結晶構造を含むことが好ましい。当該複合酸化物が、上記結晶構造を含む場合、正極活物質として用いたときの非水電解質蓄電素子の放電容量維持率をより高めることができる。この理由は定かでは無いが、上記結晶構造が、上述したモリブデンの酸化還元反応の際のストレスをより緩和できる構造であることによるものと推測される。   It is preferable that the complex oxide includes a crystal structure that can be assigned to the space group Fm-3m. When the composite oxide includes the above crystal structure, the discharge capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte storage element when used as the positive electrode active material can be further increased. The reason for this is not clear, but it is presumed that the crystal structure is a structure that can alleviate the stress during the oxidation-reduction reaction of molybdenum described above.

本発明の一実施形態に係る正極活物質は、当該複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用の正極活物質である。当該正極活物質は、当該複合酸化物を含有するため、非水電解質蓄電素子の放電容量維持率を高めることができる。また、当該正極活物質を用いた非水電解質蓄電素子は、十分な放電容量を有することができる。   The positive electrode active material which concerns on one Embodiment of this invention is a positive electrode active material for nonaqueous electrolyte electrical storage elements containing the said complex oxide. Since the positive electrode active material contains the composite oxide, it is possible to increase the discharge capacity maintenance rate of the nonaqueous electrolyte storage element. Moreover, the nonaqueous electrolyte electricity storage element using the said positive electrode active material can have sufficient discharge capacity.

本発明の一実施形態に係る正極は、当該正極活物質を有する非水電解質蓄電素子用の正極である。当該正極は、当該正極活物質を有するため、非水電解質蓄電素子の放電容量維持率を高めることができる。   The positive electrode which concerns on one Embodiment of this invention is a positive electrode for nonaqueous electrolyte electrical storage elements which has the said positive electrode active material. Since the positive electrode includes the positive electrode active material, the discharge capacity maintenance rate of the nonaqueous electrolyte storage element can be increased.

本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、当該正極を有する非水電解質蓄電素子である。当該非水電解質蓄電素子は、高い放電容量維持率を有する。   The nonaqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention is a nonaqueous electrolyte storage element having the positive electrode. The nonaqueous electrolyte electricity storage element has a high discharge capacity maintenance rate.

本発明の一実施形態に係る複合酸化物の製造方法は、一種又は複数種の酸化物をメカノケミカル法により処理することを備え、上記一種又は複数種の酸化物が、リチウム、モリブデン及び元素(A)を含み、上記元素(A)が、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、ケイ素、リン、硫黄、塩素、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、スズ、アンチモン、テルル、ヨウ素又はこれらの組み合わせである複合酸化物の製造方法である。当該製造方法によれば、非水電解質蓄電素子の正極活物質に用いた場合に、この非水電解質蓄電素子の放電容量維持率を高めることができる複合酸化物を製造することができる。また、当該製造方法によれば、合成が容易であり、また、不純物が少ない複合酸化物を得ることができる。   A method for producing a composite oxide according to an embodiment of the present invention includes treating one or more kinds of oxides by a mechanochemical method, wherein the one or more kinds of oxides include lithium, molybdenum, and an element ( A), and the element (A) is boron, carbon, nitrogen, fluorine, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, zinc, gallium, germanium, arsenic, selenium, bromine, tin, antimony, tellurium, iodine or these This is a method for producing a composite oxide which is a combination. According to the manufacturing method, when used as a positive electrode active material of a nonaqueous electrolyte storage element, a composite oxide capable of increasing the discharge capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte storage element can be manufactured. In addition, according to the manufacturing method, a composite oxide that is easy to synthesize and has few impurities can be obtained.

以下、本発明の一実施形態に係る複合酸化物、その製造方法、正極活物質、正極、及び非水電解質蓄電素子について、順に詳説する。   Hereinafter, a composite oxide, a method for producing the same, a positive electrode active material, a positive electrode, and a nonaqueous electrolyte storage element according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

<複合酸化物>
本発明の一実施形態に係る複合酸化物は、リチウム(Li)、モリブデン(Mo)及び元素(A)を含む。
<Composite oxide>
The composite oxide according to an embodiment of the present invention includes lithium (Li), molybdenum (Mo), and element (A).

上記元素(A)は、ホウ素(B)、炭素(C)、窒素(N)、フッ素(F)、ケイ素(Si)、リン(P)、硫黄(S)、塩素(Cl)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(As)、セレン(Se)、臭素(Br)、スズ(Sn)、アンチモン(Sb)、テルル(Te)、ヨウ素(I)又はこれらの組み合わせである。上記元素(A)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。上記元素(A)の中でもオールレッド・ロコウの電気陰性度が2.0以上であるホウ素、炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、塩素、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、テルル及びヨウ素が好ましい。また、ホウ素、炭素、窒素、ケイ素、リン、硫黄及びゲルマニウムも好ましく、炭素、リン及びゲルマニウムがさらに好ましい。これらの元素を用いることで、非水電解質蓄電素子の放電容量維持率をより高めることができる。また、上記元素(A)としては、ホウ素、炭素、窒素、ケイ素、リン、硫黄又はこれらの組み合わせであることも好ましい。これらの比較的入手容易な元素を用いることで、当該複合酸化物の製造コストを抑えることができる。また、元素(A)としては、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、ケイ素、リン、硫黄、塩素、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、臭素、スズ、テルル及びヨウ素も好ましい。これらの毒性が低い元素を用いることで、安全性を高めることなどができる。   The element (A) is boron (B), carbon (C), nitrogen (N), fluorine (F), silicon (Si), phosphorus (P), sulfur (S), chlorine (Cl), zinc (Zn ), Gallium (Ga), germanium (Ge), arsenic (As), selenium (Se), bromine (Br), tin (Sn), antimony (Sb), tellurium (Te), iodine (I) or combinations thereof It is. The element (A) may be only one kind or two or more kinds. Among the above elements (A), boron, carbon, nitrogen, fluorine, phosphorus, sulfur, chlorine, germanium, arsenic, selenium, bromine, tellurium and iodine having an electronegativity of all red locomotive of 2.0 or more are preferable. Further, boron, carbon, nitrogen, silicon, phosphorus, sulfur and germanium are also preferable, and carbon, phosphorus and germanium are more preferable. By using these elements, the discharge capacity maintenance rate of the nonaqueous electrolyte storage element can be further increased. The element (A) is preferably boron, carbon, nitrogen, silicon, phosphorus, sulfur or a combination thereof. By using these relatively easily available elements, the manufacturing cost of the composite oxide can be suppressed. Further, as the element (A), boron, carbon, nitrogen, fluorine, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, zinc, gallium, germanium, bromine, tin, tellurium and iodine are also preferable. By using these elements having low toxicity, safety can be improved.

当該複合酸化物において、上記モリブデンと上記元素(A)との合計含有量に対する上記元素(A)の含有量の下限は、1モル%であり、5モル%が好ましく、10モル%がより好ましく、15モル%がさらに好ましいこともある。元素(A)の含有量を上記下限以上とすることで、放電容量維持率を高めることができる。   In the composite oxide, the lower limit of the content of the element (A) with respect to the total content of the molybdenum and the element (A) is 1 mol%, preferably 5 mol%, more preferably 10 mol%. 15 mol% may be more preferable. By setting the content of the element (A) to be equal to or higher than the above lower limit, the discharge capacity retention rate can be increased.

上記モリブデンと上記元素(A)との合計含有量に対する上記元素(A)の含有量は、50モル%未満であるが、この含有量の上限は、45モル%が好ましく、35モル%がより好ましいことがあり、25モル%がさらに好ましいこともあり、15モル%がよりさらに好ましいこともある。元素(A)の含有量を上記上限以下とすることで、放電容量を大きくすることや、放電容量維持率をより高めることなどができる。   The content of the element (A) relative to the total content of the molybdenum and the element (A) is less than 50 mol%, and the upper limit of the content is preferably 45 mol%, more preferably 35 mol%. It may be preferred, 25 mol% may be more preferred, and 15 mol% may be even more preferred. By making content of an element (A) below the said upper limit, discharge capacity can be enlarged or a discharge capacity maintenance factor can be raised more.

当該複合酸化物におけるリチウムの含有量としては、特に限定されない。充放電によってリチウムの組成比率が大きく変動すること、放電末状態では合成時よりもリチウムの組成比率が大きくなる可能性があること、合成の際にリチウム原料を理論組成比率よりも過剰に加えることが一般的に行われることなどから、当該複合酸化物におけるリチウムの含有量は、正極活物質としての性能等に大きな影響を与えるものでは無い。当該複合酸化物におけるリチウムの含有量の下限としては、モリブデンと元素(A)との合計含有量に対して、100モル%であってよく、110モル%であってもよい。一方、このリチウムの含有量の上限としては、モリブデンと元素(A)との合計含有量に対して、300モル%であってよく、200モル%であってもよい。   The lithium content in the composite oxide is not particularly limited. Lithium composition ratio greatly fluctuates due to charging / discharging, lithium composition ratio may be larger than at synthesis at the end of discharge, and lithium raw material is added in excess of the theoretical composition ratio during synthesis Therefore, the lithium content in the composite oxide does not significantly affect the performance as the positive electrode active material. The lower limit of the lithium content in the composite oxide may be 100 mol% or 110 mol% with respect to the total content of molybdenum and the element (A). On the other hand, the upper limit of the lithium content may be 300 mol% or 200 mol% with respect to the total content of molybdenum and the element (A).

当該複合酸化物における酸素の含有量としては、特に限定されず、通常、他の元素の組成比や他の元素の価数などから決定される。但し、酸素不足又は酸素過多の酸化物となる場合もあるため、他の元素の組成及び価数のみで定まるものでもない。当該複合酸化物における酸素の含有量の下限としては、モリブデンと元素(A)との合計含有量に対して、200モル%であってよく、220モル%であってもよい。一方、この酸素含有量の上限としては、モリブデンと元素(A)との合計含有量に対して、400モル%であってよく、300モル%であってもよい。   The oxygen content in the composite oxide is not particularly limited, and is usually determined from the composition ratio of other elements, the valence of other elements, and the like. However, since it may be an oxygen-deficient or oxygen-rich oxide, it is not determined only by the composition and valence of other elements. The lower limit of the oxygen content in the composite oxide may be 200 mol% or 220 mol% with respect to the total content of molybdenum and the element (A). On the other hand, the upper limit of the oxygen content may be 400 mol% or 300 mol% with respect to the total content of molybdenum and the element (A).

当該複合酸化物は、リチウム、モリブデン、元素(A)及び酸素以外の他の元素が、本発明の作用効果に影響を与えない範囲で含有されていてもよい。このような他の任意元素としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、インジウム等の金属元素等が挙げられる。これらの任意元素の含有量の上限としては、モリブデンと元素(A)との合計含有量に対して、50モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、10モル%がさらに好ましく、1モル%がよりさらに好ましく、0.1モル%が特に好ましい。この任意元素は、実質的に含有されていなくてもよい。   The complex oxide may contain elements other than lithium, molybdenum, element (A), and oxygen in a range that does not affect the operational effects of the present invention. Examples of such other optional elements include metal elements such as sodium, potassium, magnesium, calcium, and indium. The upper limit of the content of these optional elements is preferably 50 mol%, more preferably 20 mol%, still more preferably 10 mol%, and more preferably 1 mol% with respect to the total content of molybdenum and the element (A). Is more preferable, and 0.1 mol% is particularly preferable. This optional element may not be substantially contained.

当該複合酸化物は、クロムを必須成分としないため、産業上の利用制限が少ない。すなわち、当該複合酸化物は、クロムを実質的に含まない組成とすることができる。当該複合酸化物が、クロムを実質的に含まない場合、クロムを含むものと比べて、安全性が高い。ここで、「クロムを実質的に含まない」とは、クロムが意図的に添加されていないことをいう。当該複合酸化物におけるクロムの含有量は、1,000ppm(0.1質量%)以下であることが好ましい。また、モリブデンと元素(A)との合計含有量に対するクロムの含有量が0.1モル%以下であることも好ましい。なお、当該複合酸化物における各元素の含有量は、ICP発光分光分析装置により測定された値とする。   Since the complex oxide does not contain chromium as an essential component, there are few industrial usage restrictions. That is, the composite oxide can have a composition that does not substantially contain chromium. When the complex oxide does not substantially contain chromium, the safety is higher than that containing chromium. Here, “substantially not containing chromium” means that chromium is not intentionally added. The chromium content in the composite oxide is preferably 1,000 ppm (0.1% by mass) or less. Moreover, it is also preferable that the chromium content is 0.1 mol% or less with respect to the total content of molybdenum and the element (A). The content of each element in the complex oxide is a value measured by an ICP emission spectroscopic analyzer.

当該複合酸化物は、好適には下記式(1)で表すことができる。
Li1+xMo1−y ・・・ (1)
式(1)中、Aは、B、C、N、F、Si、P、S、Cl、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Sn、Sb、Te、I又はこれらの組み合わせである。0≦x、0.01≦y<0.5、0<zである。
The complex oxide can be suitably represented by the following formula (1).
Li 1 + x Mo 1-y A y O z (1)
In formula (1), A is B, C, N, F, Si, P, S, Cl, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Sn, Sb, Te, I, or a combination thereof. . 0 ≦ x, 0.01 ≦ y <0.5, and 0 <z.

上記式(1)中のxの下限は、0.1であってもよい。また、xの上限は、2であってよく、1であってもよい。   The lower limit of x in the above formula (1) may be 0.1. The upper limit of x may be 2 or 1.

上記式(1)中のyは、モリブデンと元素(A)との合計含有量に対する元素(A)の含有量のモル比を示す。yの下限は、0.05が好ましく、0.1がより好ましく、0.15がさらに好ましいことがある。また、yの上限は、0.45が好ましく、0.35がより好ましいことがあり、0.25がより好ましいこともあり、0.15がより好ましいこともある。   Y in the above formula (1) indicates the molar ratio of the content of the element (A) to the total content of molybdenum and the element (A). The lower limit of y is preferably 0.05, more preferably 0.1, and even more preferably 0.15. Further, the upper limit of y is preferably 0.45, more preferably 0.35, more preferably 0.25, and even more preferably 0.15.

上記式(1)中のzの下限は、2であってよく、2.2であってもよい。また、zの上限は、4であってよく、3であってもよい。   The lower limit of z in the above formula (1) may be 2 or 2.2. Also, the upper limit of z may be 4 or 3.

当該複合酸化物は、実質的に下記式(1−1)又は式(1−2)で表されるものであってもよい。
Li1+2yMo1−y2+2y ・・・ (1−1)
Li1+y Mo1−y2+y ・・・ (1−2)
式(1−1)及び式(1−2)中、yは、式(1)中のyと同義である。
The complex oxide may be substantially represented by the following formula (1-1) or formula (1-2).
Li 1 + 2y Mo 1-y A y O 2 + 2y (1-1)
Li 1 + y Mo 1-y A y O 2 + y (1-2)
In formula (1-1) and formula (1-2), y has the same meaning as y in formula (1).

上記式(1−1)は、原料としてLiMoOとLiAO(LiPO等)とを1−y:yのモル比で用いることで理論的に得られる。ここで、式(1)と式(1−1)とを比較し、かつ上述のようにリチウム及び酸素は明確に定まるものでないことを踏まえ、式(1)において0.9≦(1+x)/(1+2y)≦1.1かつ0.9≦z/(2+2y)≦1.1であってよい。 The above formula (1-1) is theoretically obtained by using LiMoO 2 and Li 3 AO 4 (Li 3 PO 4 or the like) as raw materials in a molar ratio of 1-y: y. Here, comparing the formula (1) with the formula (1-1) and considering that lithium and oxygen are not clearly determined as described above, 0.9 ≦ (1 + x) / (1 + 2y) ≦ 1.1 and 0.9 ≦ z / (2 + 2y) ≦ 1.1 may be satisfied.

上記式(1−2)は、原料としてLiMoOとLiAO(LiCO、LiGeO等)とを1−y:yのモル比で用いることで理論的に得られる。ここで、式(1)と式(1−2)とを比較し、かつ上述のようにリチウム及び酸素は明確に定まるものでないことを踏まえ、式(1)において0.9≦(1+x)/(1+y)≦1.1かつ0.9≦z/(2+y)≦1.1であってよい。 The above formula (1-2) is theoretically obtained by using LiMoO 2 and Li 2 AO 3 (Li 2 CO 3 , Li 2 GeO 3, etc.) as raw materials in a molar ratio of 1-y: y. Here, comparing the formula (1) with the formula (1-2) and considering that lithium and oxygen are not clearly determined as described above, 0.9 ≦ (1 + x) / (1 + y) ≦ 1.1 and 0.9 ≦ z / (2 + y) ≦ 1.1 may be satisfied.

当該複合酸化物は、空間群Fm−3mに帰属可能な結晶構造を含むことが好ましい。空間群Fm−3mに帰属可能な結晶構造とは、X線回折図において、空間群Fm−3mに帰属可能なピークを有することをいう。当該複合酸化物は、空間群Fm−3mに帰属する結晶構造を有するものであってよい。但し、充放電の繰り返しによって、結晶構造は維持されない場合がある。従って、充放電を行う前の結晶構造が、上記空間群に帰属するものであることが好ましい。なお、空間群「Fm−3m」における「−3」は3回回反軸の対象要素を表し、本来「3」の上にバー「−」を付して表記すべきものである。当該複合酸化物は、空間群R−3m等、空間群Fm−3m以外の結晶構造を有していてもよい。当該複合酸化物は、複数の結晶構造を有する結晶体であってもよい。当該複合酸化物における空間群Fm−3mに帰属可能な結晶構造の含有比率の下限としては、5質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。この含有比率の上限は、100質量%であってよい。   The composite oxide preferably includes a crystal structure that can be assigned to the space group Fm-3m. The crystal structure that can be assigned to the space group Fm-3m means that it has a peak that can be assigned to the space group Fm-3m in the X-ray diffraction pattern. The complex oxide may have a crystal structure belonging to the space group Fm-3m. However, the crystal structure may not be maintained by repeated charge and discharge. Therefore, it is preferable that the crystal structure before charging / discharging belongs to the space group. Note that “−3” in the space group “Fm−3m” represents the target element of the three-fold anti-axis, and should be described by adding a bar “−” above “3”. The composite oxide may have a crystal structure other than the space group Fm-3m, such as the space group R-3m. The complex oxide may be a crystal body having a plurality of crystal structures. The lower limit of the content ratio of the crystal structure that can be assigned to the space group Fm-3m in the composite oxide is preferably 5% by mass, more preferably 10% by mass, and still more preferably 20% by mass. The upper limit of this content ratio may be 100% by mass.

複合酸化物のX線回折測定は、X線回折装置(Rigaku社の「MiniFlex II」)を用いた粉末X線回折測定によって、線源はCuKα線、管電圧は30kV、管電流は15mAとして行う。このとき、回折X線は、厚み30μmのKβフィルターを通り、高速一次元検出器(D/teX Ultra 2)にて検出される。また、サンプリング幅は0.01°、スキャンスピードは5°/min、発散スリット幅は0.625°、受光スリット幅は13mm(OPEN)、散乱スリット幅は8mmとする。得られるX線回折データに基づいて、「RIETAN2000」プログラム(F.Izumi and T.Ikeda,Mater.Sci.Forum,198(2000).)を用いたリートベルト解析により、結晶構造を解析することができる。空間群は、総合粉末X線解析ソフトウェア「PDXL」(Rigaku社製)を用いても同じ結果が得られる。   X-ray diffraction measurement of the composite oxide is performed by powder X-ray diffraction measurement using an X-ray diffractometer (“MiniFlex II” manufactured by Rigaku), with the source being CuKα ray, the tube voltage being 30 kV and the tube current being 15 mA. . At this time, the diffracted X-rays are detected by a high-speed one-dimensional detector (D / teX Ultra 2) through a Kβ filter having a thickness of 30 μm. The sampling width is 0.01 °, the scanning speed is 5 ° / min, the divergence slit width is 0.625 °, the light receiving slit width is 13 mm (OPEN), and the scattering slit width is 8 mm. Based on the obtained X-ray diffraction data, the crystal structure can be analyzed by Rietveld analysis using the “Rietan 2000” program (F. Izumi and T. Ikeda, Mater. Sci. Forum, 198 (2000)). it can. For the space group, the same result can be obtained by using comprehensive powder X-ray analysis software “PDXL” (manufactured by Rigaku).

<複合酸化物の製造方法>
当該複合酸化物の製造方法は特に限定されないが、以下の製造方法が好ましい。すなわち、本発明の一実施形態に係る複合酸化物の製造方法は、一種又は複数種の酸化物をメカノケミカル法により処理することを備え、上記一種又は複数種の酸化物が、リチウム、モリブデン及び元素(A)を含み、上記元素(A)が、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、ケイ素、リン、硫黄、塩素、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、スズ、アンチモン、テルル、ヨウ素又はこれらの組み合わせである複合酸化物の製造方法である。
<Production method of composite oxide>
Although the manufacturing method of the said complex oxide is not specifically limited, The following manufacturing methods are preferable. That is, the method for producing a composite oxide according to an embodiment of the present invention comprises treating one or more kinds of oxides by a mechanochemical method, wherein the one or more kinds of oxides are lithium, molybdenum, and Element (A), wherein the element (A) is boron, carbon, nitrogen, fluorine, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, zinc, gallium, germanium, arsenic, selenium, bromine, tin, antimony, tellurium, iodine or This is a method for producing a composite oxide which is a combination of these.

当該製造方法によれば、メカノケミカル法によって所定の元素を含む一種又は複数種の酸化物を処理することにより、リチウム、モリブデン及び元素(A)を含む複合酸化物を得ることができる。また、当該製造方法においては、複数種の酸化物の混合比を調整することで、所望する組成比の複合酸化物を得ることができる。なお、本発明の一実施形態に係る複合酸化物の製造方法においては、得られる複合酸化物におけるモリブデンと元素(A)との合計含有量に対する元素(A)の含有量は特に限定されるものではない。   According to the manufacturing method, a composite oxide containing lithium, molybdenum, and the element (A) can be obtained by treating one or more kinds of oxides containing a predetermined element by a mechanochemical method. Moreover, in the said manufacturing method, the complex oxide of a desired composition ratio can be obtained by adjusting the mixing ratio of multiple types of oxides. In the method for producing a composite oxide according to an embodiment of the present invention, the content of element (A) with respect to the total content of molybdenum and element (A) in the obtained composite oxide is particularly limited. is not.

メカノケミカル法(メカノケミカル処理などともいう)とは、メカノケミカル反応を利用した合成法をいう。メカノケミカル反応とは、固体物質の破砕過程での摩擦、圧縮等の機械エネルギーにより局部的に生じる高いエネルギーを利用する結晶化反応、固溶反応、相転移反応等の化学反応をいう。メカノケミカル法を行う装置としては、ボールミル、ビーズミル、振動ミル、ターボミル、メカノフュージョン、ディスクミルなどの粉砕・分散機が挙げられる。これらの中でもボールミルが好ましい。   The mechanochemical method (also referred to as mechanochemical treatment) refers to a synthesis method utilizing a mechanochemical reaction. The mechanochemical reaction refers to a chemical reaction such as a crystallization reaction, a solid solution reaction, or a phase transition reaction that uses high energy locally generated by mechanical energy such as friction and compression in the crushing process of a solid substance. Examples of the apparatus for performing the mechanochemical method include ball mills, bead mills, vibration mills, turbo mills, mechano fusions, and disk mills. Among these, a ball mill is preferable.

原料となる酸化物としては、リチウムを含む酸化物、モリブデンを含む酸化物及び元素(A)を含む酸化物の3種又はそれ以上の酸化物を用いることもできるが、リチウム及びモリブデンを含む酸化物と、リチウム及び元素(A)を含む酸化物とを用いることが好ましい。モリブデン及び元素(A)を含む酸化物を用いることもできる。なお、複数種の酸化物を用いる場合、これらの複数種の酸化物の全体で、リチウム、モリブデン及び元素(A)が含まれていればよい。   As an oxide used as a raw material, three or more kinds of oxides including lithium, oxide containing molybdenum, and oxide containing element (A) can be used. And an oxide containing lithium and the element (A) are preferably used. An oxide containing molybdenum and the element (A) can also be used. Note that in the case where a plurality of types of oxides are used, it is only necessary that the plurality of types of oxides contain lithium, molybdenum, and the element (A).

リチウム及びモリブデンを含む酸化物としては、LiMoO、LiMoO、LiMoO等を挙げることができる。なかでも、LiMoOが好ましい。 Examples of the oxide containing lithium and molybdenum include LiMoO 2 , Li 2 MoO 3 , and Li 4 MoO 5 . Of these, LiMoO 2 is preferable.

リチウム及び元素(A)を含む酸化物としては、LiBO、LiBO、LiCO、LiNO、LiSiO、LiPO、LiSO、LiGe、LiGeO、LiGe、LiGeO、LiZnO、LiZnO、LiZnO、LiGaO、LiGaO、LiSnO、LiSnO、LiTeO、LiTeO、LiTeO、LiClO、LiClO、LiBrO、LiBrO、LiIO、LiAsO、LiAsO、LiSbO、LiSbO、LiSbO、LiSbO、LiSeO、LiSeO等を挙げることができる。 Examples of the oxide containing lithium and the element (A) include LiBO 2 , Li 3 BO 3 , Li 2 CO 3 , LiNO 3 , Li 4 SiO 4 , Li 3 PO 4 , Li 2 SO 4 , and Li 2 Ge 4 O 9. Li 2 GeO 3 , Li 6 Ge 2 O 7 , Li 4 GeO 4 , Li 2 ZnO 2 , Li 6 ZnO 4 , Li 4 ZnO 3 , LiGaO 2 , Li 5 GaO 4 , Li 2 SnO 3 , Li 8 SnO 6 , Li 2 TeO 3, Li 4 TeO 5, Li 6 TeO 6, LiClO 2, LiClO 3, LiBrO 2, LiBrO 3, LiIO 3, LiAsO 3, Li 3 AsO 4, LiSbO 3, Li 3 SbO 4, Li 5 SbO 5 , Li 7 SbO 6 , Li 2 SeO 4 , Li 4 SeO 5 and the like.

モリブデン及び元素(A)を含む酸化物としては、MoOF、MoO2.40.6等を挙げることができる。 Examples of the oxide containing molybdenum and the element (A) include MoOF 4 and MoO 2.4 F 0.6 .

なお、当該製造方法においては、リチウム、モリブデン及び元素(A)を含む一種の酸化物をメカノケミカル法により処理してもよい。このようなリチウム、モリブデン及び元素(A)を含む酸化物は、例えば上述した複数種の酸化物を焼成法等の公知の方法で処理することによって得ることができる。   Note that in this manufacturing method, a kind of oxide containing lithium, molybdenum, and the element (A) may be processed by a mechanochemical method. Such an oxide containing lithium, molybdenum, and element (A) can be obtained, for example, by treating the above-described plurality of types of oxides by a known method such as a firing method.

原料となるこれらの酸化物は、通常、粉末状であり、この粉末状の酸化物がメカノケミカル法による処理に供せられる。この処理は、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下又は活性ガス雰囲気下で行うことができるが、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。このような処理を経て得られる複合酸化物は、通常、粉末状である。   These oxides used as raw materials are usually in the form of powder, and the powdered oxide is subjected to treatment by a mechanochemical method. This treatment can be performed under an inert gas atmosphere such as argon or an active gas atmosphere, but is preferably performed under an inert gas atmosphere. The composite oxide obtained through such treatment is usually in the form of a powder.

<正極活物質>
本発明の一実施形態に係る正極活物質は、上述した本発明の一実施形態に係る複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用の正極活物質である。上記複合酸化物の具体的態様及び好ましい態様は、本発明の複合酸化物の一実施形態として上述した通りである。
<Positive electrode active material>
The positive electrode active material which concerns on one Embodiment of this invention is a positive electrode active material for nonaqueous electrolyte electrical storage elements containing the complex oxide which concerns on one Embodiment of this invention mentioned above. Specific aspects and preferred aspects of the composite oxide are as described above as an embodiment of the composite oxide of the present invention.

本発明の一実施形態に係る正極活物質によれば、上記複合酸化物を含むため、非水電解質蓄電素子の放電容量維持率を高めることができる。また、当該正極活物質は、クロムを必須成分としないため、産業上の利用制限も少ない。さらに、上記複合酸化物を含む正極活物質によれば、非水電解質蓄電素子の放電容量を大きくすることもできる。   According to the positive electrode active material according to an embodiment of the present invention, since the composite oxide is included, the discharge capacity maintenance rate of the nonaqueous electrolyte storage element can be increased. In addition, since the positive electrode active material does not contain chromium as an essential component, there are few industrial usage restrictions. Furthermore, according to the positive electrode active material containing the composite oxide, the discharge capacity of the nonaqueous electrolyte storage element can be increased.

当該正極活物質は、上記複合酸化物のみから形成されていてもよいが、他の正極活物質が含まれていてもよい。他の正極活物質としては、例えばLiMO(Mは、Mo以外の少なくとも一種の遷移金属を表す)で表される複合酸化物(層状のα―NaFeO型結晶構造を有するLiCoO,LiNiO,LiMnO,LiNiαCo(1−α),LiNiαMnβCo(1−α−β)等、スピネル型結晶構造を有するLiMn,LiNiαMn(2−α)等)、LiM’(XO(M’は、Mo以外の少なくとも一種の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、V等を表す)で表されるポリアニオン化合物(LiFePO,LiMnPO,LiNiPO,LiCoPO,Li(PO,LiMnSiO,LiCoPOF等)が挙げられる。また、当該正極活物質においては、例えばリチウム及び元素(A)を含む複合酸化物等が含有されていてもよい。 The positive electrode active material may be formed only from the composite oxide, but may include other positive electrode active materials. As another positive electrode active material, for example, a composite oxide (Li x CoO having a layered α-NaFeO 2 type crystal structure) represented by Li x MO y (M represents at least one transition metal other than Mo) is used. 2, Li x NiO 2, Li x MnO 3, Li x Ni α Co (1-α) O 2, Li x Ni α Mn β Co (1-α-β) O 2 , etc., Li having a spinel type crystal structure x Mn 2 O 4 , Li x Ni α Mn (2-α) O 4, etc.), Li w M ′ x (XO y ) z (M ′ represents at least one transition metal other than Mo, and X is, for example, P, Si, B, polyanionic compound represented by the representative of the V or the like) (LiFePO 4, LiMnPO 4, LiNiPO 4, LiCoPO 4, Li 3 V 2 (PO 4) 3, Li 2 MnSiO 4, Li 2 CoPO F, etc.) and the like. Moreover, in the said positive electrode active material, the complex oxide etc. which contain lithium and element (A), for example may contain.

当該正極活物質における上記複合酸化物の含有量の下限としては、50質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、90質量%がさらに好ましい。上記複合酸化物の含有率を高めることで、非水電解質蓄電素子の放電容量維持率を十分に高めることなどができる。   The lower limit of the content of the composite oxide in the positive electrode active material is preferably 50% by mass, more preferably 70% by mass, and still more preferably 90% by mass. Increasing the content of the composite oxide can sufficiently increase the discharge capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte storage element.

<正極>
本発明の一実施形態に係る正極は、当該正極活物質を有する非水電解質蓄電素子用の正極である。
<Positive electrode>
The positive electrode which concerns on one Embodiment of this invention is a positive electrode for nonaqueous electrolyte electrical storage elements which has the said positive electrode active material.

本発明の一実施形態に係る正極は、正極基材、及びこの正極基材に直接又は中間層を介して配される正極合材層を有する。   The positive electrode which concerns on one Embodiment of this invention has a positive electrode base material and the positive electrode compound material layer distribute | arranged to this positive electrode base material directly or through an intermediate | middle layer.

上記正極基材は、導電性を有する。基材の材質としては、アルミニウム、銅、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ及びコストのバランスからアルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。また、正極基材の形成形態としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極基材としてはアルミニウム箔が好ましい。   The positive electrode base material has conductivity. As the material of the substrate, metals such as aluminum, copper, titanium, tantalum, stainless steel, or alloys thereof are used. Among these, aluminum and aluminum alloys are preferable from the balance of potential resistance, high conductivity and cost. Moreover, foil, a vapor deposition film, etc. are mentioned as a formation form of a positive electrode base material, and foil is preferable from the surface of cost. That is, an aluminum foil is preferable as the positive electrode base material.

上記中間層は、正極基材の表面の被覆層であり、炭素粒子等の導電性粒子を含むことで正極基材と正極合材層との接触抵抗を低減する。中間層の構成は特に限定されず、例えば樹脂バインダ及び導電性粒子を含有する組成物により形成できる。なお、「導電性」を有するとは、JIS−H−0505(1975年)に準拠して測定される体積抵抗率が10Ω・cm以下であることを意味し、「非導電性」とは、上記体積抵抗率が10Ω・cm超であることを意味する。 The said intermediate | middle layer is a coating layer of the surface of a positive electrode base material, and reduces the contact resistance of a positive electrode base material and a positive electrode compound material layer by including electroconductive particles, such as a carbon particle. The configuration of the intermediate layer is not particularly limited, and can be formed of a composition containing a resin binder and conductive particles, for example. “Conductive” means that the volume resistivity measured in accordance with JIS-H-0505 (1975) is 10 7 Ω · cm or less, and “nonconductive” Means that the volume resistivity is more than 10 7 Ω · cm.

上記正極合材層は、当該正極活物質を含有するいわゆる正極合材から形成される層である。この正極合材は、必要に応じて、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含むことができる。上記正極合材層は、正極合材のスラリーを塗工することなどによって形成される。   The positive electrode mixture layer is a layer formed from a so-called positive electrode mixture containing the positive electrode active material. The positive electrode mixture can contain optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler as necessary. The positive electrode mixture layer is formed by coating a slurry of the positive electrode mixture.

上記正極合材層(正極合材)における当該正極活物質の含有量の下限としては、例えば50質量%であり、60質量%が好ましい。一方、この含有量の上限としては、例えば95質量%であってよく、90質量%であってもよい。   The lower limit of the content of the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer (positive electrode mixture) is, for example, 50% by mass, and preferably 60% by mass. On the other hand, the upper limit of the content may be, for example, 95% by mass or 90% by mass.

上記導電剤としては、蓄電素子性能に悪影響を与えない導電性材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、天然又は人造の黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、金属、導電性セラミックス等が挙げられ、アセチレンブラックが好ましい。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。   The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material that does not adversely affect the performance of the storage element. Examples of such a conductive agent include natural or artificial graphite, furnace black, acetylene black, carbon black such as ketjen black, metal, conductive ceramics, and the like, and acetylene black is preferable. Examples of the shape of the conductive agent include powder and fiber.

上記バインダ(結着剤)としては、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂;エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のエラストマー;多糖類高分子等が挙げられる。   As the binder (binder), thermoplastic resins such as fluororesin (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), polyethylene, polypropylene, polyimide; ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), Examples thereof include elastomers such as sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber (SBR) and fluororubber; polysaccharide polymers and the like.

上記増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。また、増粘剤がリチウムと反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させておくことが好ましい。   Examples of the thickener include polysaccharide polymers such as carboxymethylcellulose (CMC) and methylcellulose. When the thickener has a functional group that reacts with lithium, it is preferable to deactivate this functional group in advance by methylation or the like.

上記フィラーとしては、蓄電素子性能に悪影響を与えないものであれば特に限定されない。フィラーの主成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、シリカ、アルミナ、ゼオライト、ガラス等が挙げられる。   The filler is not particularly limited as long as it does not adversely affect the performance of the storage element. Examples of the main component of the filler include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, silica, alumina, zeolite, and glass.

<非水電解質蓄電素子>
本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、正極、負極及び非水電解質を有する。以下、非水電解質蓄電素子の一例として、非水電解質二次電池について説明する。上記正極及び負極は、通常、セパレータを介して積層又は巻回により交互に重畳された電極体を形成する。この電極体はケースに収納され、このケース内に非水電解質が充填される。上記非水電解質は、正極と負極との間に介在する。また、上記ケースとしては、非水電解質二次電池のケースとして通常用いられる公知のアルミニウムケース、樹脂ケース等を用いることができる。
<Nonaqueous electrolyte storage element>
A nonaqueous electrolyte storage element according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. Hereinafter, a nonaqueous electrolyte secondary battery will be described as an example of a nonaqueous electrolyte storage element. The positive electrode and the negative electrode usually form an electrode body that is alternately superposed by stacking or winding via a separator. This electrode body is housed in a case, and the case is filled with a nonaqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode. Moreover, as said case, the well-known aluminum case, resin case, etc. which are normally used as a case of a nonaqueous electrolyte secondary battery can be used.

(正極)
上記正極としては、本発明の一実施形態に係る正極が用いられる。当該正極の詳細は上述した通りである。
(Positive electrode)
As the positive electrode, the positive electrode according to one embodiment of the present invention is used. The details of the positive electrode are as described above.

(負極)
上記負極は、負極基材、及びこの負極基材に直接又は中間層を介して配される負極合材層を有する。上記中間層は正極の中間層と同様の構成とすることができる。
(Negative electrode)
The negative electrode includes a negative electrode base material and a negative electrode mixture layer disposed on the negative electrode base material directly or via an intermediate layer. The intermediate layer can have the same configuration as the positive electrode intermediate layer.

上記負極基材は、正極基材と同様の構成とすることができるが、材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属又はそれらの合金が用いられ、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極基材としては銅箔が好ましい。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。   The negative electrode base material can have the same configuration as the positive electrode base material, but as a material, a metal such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, or an alloy thereof is used. preferable. That is, copper foil is preferable as the negative electrode substrate. Examples of the copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.

上記負極合材層は、負極活物質を含むいわゆる負極合材から形成される。また、負極合材層を形成する負極合材は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。導電剤、結着剤、増粘剤、フィラー等の任意成分は、正極合材層と同様のものを用いることができる。   The negative electrode mixture layer is formed from a so-called negative electrode mixture containing a negative electrode active material. Moreover, the negative electrode composite material which forms a negative electrode composite material layer contains arbitrary components, such as a electrically conductive agent, a binder, a thickener, and a filler, as needed. Arbitrary components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler can be the same as those for the positive electrode mixture layer.

上記負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材質が用いられる。具体的な負極活物質としては、例えばSi、Sn等の金属又は半金属;Si酸化物、Sn酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物;ポリリン酸化合物;黒鉛(グラファイト)、非晶質炭素(易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素)等の炭素材料等が挙げられる。   As the negative electrode active material, a material that can occlude and release lithium ions is usually used. Specific negative electrode active materials include, for example, metals or semimetals such as Si and Sn; metal oxides or semimetal oxides such as Si oxide and Sn oxide; polyphosphate compounds; graphite (graphite) and amorphous Examples thereof include carbon materials such as carbon (easily graphitizable carbon or non-graphitizable carbon).

さらに、負極合材(負極合材層)は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Ta、Hf、Nb、W等の遷移金属元素を含有してもよい。   Further, the negative electrode mixture (negative electrode mixture layer) includes typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, and Ge. Typical metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Ta, Hf, Nb, and W may be contained.

(セパレータ)
上記セパレータの材質としては、例えば織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が用いられる。これらの中でも、強度の観点から多孔質樹脂フィルムが好ましく、非水電解質の保液性の観点から不織布が好ましい。上記セパレータの主成分としては、強度の観点から例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましく、耐酸化分解性の観点から例えばポリイミドやアラミド等が好ましい。また、これらの樹脂を複合してもよい。
(Separator)
As the material of the separator, for example, a woven fabric, a nonwoven fabric, a porous resin film, or the like is used. Among these, a porous resin film is preferable from the viewpoint of strength, and a nonwoven fabric is preferable from the viewpoint of liquid retention of the nonaqueous electrolyte. The main component of the separator is preferably a polyolefin such as polyethylene or polypropylene from the viewpoint of strength, and is preferably polyimide or aramid from the viewpoint of resistance to oxidative degradation. These resins may be combined.

なお、セパレータと電極(通常、正極)との間に、無機層が配設されていても良い。この無機層は、耐熱層等とも呼ばれる多孔質の層である。また、多孔質樹脂フィルムの一方の面に無機層が形成されたセパレータを用いることもできる。上記無機層は、通常、無機粒子及びバインダとで構成され、その他の成分が含有されていてもよい。   An inorganic layer may be provided between the separator and the electrode (usually a positive electrode). This inorganic layer is a porous layer also called a heat-resistant layer. Moreover, the separator by which the inorganic layer was formed in one surface of the porous resin film can also be used. The inorganic layer is usually composed of inorganic particles and a binder, and may contain other components.

(非水電解質)
上記非水電解質としては、非水電解質蓄電素子(二次電池)に通常用いられる公知の電解質が使用できる。上記非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解されている電解質塩とを含む。
(Nonaqueous electrolyte)
As said nonaqueous electrolyte, the well-known electrolyte normally used for a nonaqueous electrolyte electrical storage element (secondary battery) can be used. The non-aqueous electrolyte includes a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent.

上記非水溶媒としては、例えばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)等の環状カーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等の鎖状カーボネートなどを挙げることができる。   Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), and the like. A chain carbonate etc. can be mentioned.

電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等を挙げることができるが、リチウム塩が好ましい。上記リチウム塩としては、LiPF、LiPO、LiBF、LiClO、LiN(SOF)等の無機リチウム塩、LiSOCF、LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(SO)、LiC(SOCF、LiC(SO等のフッ化炭化水素基を有するリチウム塩などを挙げることができる。 Examples of the electrolyte salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt, magnesium salt, onium salt, and the like, but lithium salt is preferable. Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiPO 2 F 2 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiN (SO 2 F) 2 , LiSO 3 CF 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO Fluorohydrocarbon groups such as 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiC (SO 2 C 2 F 5 ) 3 A lithium salt having

非水電解質として、常温溶融塩、イオン液体、ポリマー固体電解質などを用いることもできる。   As the non-aqueous electrolyte, a room temperature molten salt, an ionic liquid, a polymer solid electrolyte, or the like can be used.

当該非水電解質蓄電素子は、本発明の一実施形態に係る正極を用いることによって製造することができる。当該製造方法は、例えば、正極を作製する工程、負極を作製する工程、非水電解質を調製する工程、正極及び負極を、セパレータを介して積層又は巻回することにより交互に重畳された電極体を形成する工程、正極及び負極(電極体)をケースに収容する工程、並びに上記ケースに上記非水電解質を注入する工程を備える。注入後、注入口を封止することにより非水電解質蓄電素子を得ることができる。   The said nonaqueous electrolyte electrical storage element can be manufactured by using the positive electrode which concerns on one Embodiment of this invention. The manufacturing method includes, for example, a step of producing a positive electrode, a step of producing a negative electrode, a step of preparing a nonaqueous electrolyte, and an electrode body in which the positive electrode and the negative electrode are alternately superposed by being stacked or wound via a separator. Forming a positive electrode and a negative electrode (electrode body) in a case, and injecting the nonaqueous electrolyte into the case. After the injection, the nonaqueous electrolyte storage element can be obtained by sealing the injection port.

<その他の実施形態>
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。例えば、上記正極において、中間層を設けなくてもよく、正極合材は明確な層を形成していなくてもよい。例えば上記正極は、メッシュ状の正極基材に正極合材が担持された構造などであってもよい。また、上記実施の形態においては、非水電解質蓄電素子が二次電池である形態を中心に説明したが、その他の非水電解質蓄電素子であってもよい。その他の非水電解質蓄電素子としては、キャパシタ(電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ)等が挙げられる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in a mode in which various changes and improvements are made in addition to the above-described mode. For example, in the positive electrode, the intermediate layer may not be provided, and the positive electrode mixture may not form a clear layer. For example, the positive electrode may have a structure in which a positive electrode mixture is supported on a mesh-like positive electrode base material. Further, in the above embodiment, the description has been made centering on the form in which the nonaqueous electrolyte storage element is a secondary battery, but other nonaqueous electrolyte storage elements may be used. Examples of other nonaqueous electrolyte storage elements include capacitors (electric double layer capacitors, lithium ion capacitors) and the like.

図1に、当該非水電解質蓄電素子の一実施形態である矩形状の非水電解質蓄電素子(二次電池)1の概略図を示す。なお、同図は、容器内部を透視した図としている。図1に示す非水電解質蓄電素子1は、電極体2が容器(ケース)3に収納されている。電極体2は、正極活物質を備える正極と、負極活物質を備える負極とが、セパレータを介して捲回されることにより形成されている。正極は、正極リード4’を介して正極端子4と電気的に接続され、負極は、負極リード5’を介して負極端子5と電気的に接続されている。   FIG. 1 shows a schematic diagram of a rectangular nonaqueous electrolyte storage element (secondary battery) 1 which is an embodiment of the nonaqueous electrolyte storage element. In the figure, the inside of the container is seen through. In the nonaqueous electrolyte storage element 1 shown in FIG. 1, an electrode body 2 is housed in a container (case) 3. The electrode body 2 is formed by winding a positive electrode including a positive electrode active material and a negative electrode including a negative electrode active material via a separator. The positive electrode is electrically connected to the positive electrode terminal 4 via the positive electrode lead 4 ′, and the negative electrode is electrically connected to the negative electrode terminal 5 via the negative electrode lead 5 ′.

当該非水電解質蓄電素子(二次電池)の構成については特に限定されるものではなく、円筒型電池、角型電池(矩形状の電池)、扁平型電池等が一例として挙げられる。本発明は、上記の非水電解質蓄電素子を複数備える蓄電装置としても実現することができる。蓄電装置の一実施形態を図2に示す。図2において、蓄電装置30は、複数の蓄電ユニット20を備えている。それぞれの蓄電ユニット20は、複数の非水電解質蓄電素子1を備えている。上記蓄電装置30は、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)等の自動車用電源として搭載することができる。   The configuration of the nonaqueous electrolyte storage element (secondary battery) is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical battery, a square battery (rectangular battery), a flat battery, and the like. The present invention can also be realized as a power storage device including a plurality of the above nonaqueous electrolyte power storage elements. One embodiment of a power storage device is shown in FIG. In FIG. 2, the power storage device 30 includes a plurality of power storage units 20. Each power storage unit 20 includes a plurality of nonaqueous electrolyte power storage elements 1. The power storage device 30 can be mounted as a power source for vehicles such as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HEV), a plug-in hybrid vehicle (PHEV), and the like.

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[合成例1(比較例1)](リチウムモリブデン複合酸化物の合成)
炭酸リチウム(LiCO)(ナカライテスク社製)、三酸化モリブデン(MoO)(高純度化学社製)、及び還元剤としてのアセチレンブラックを、Li:Mo:Cのモル比が4:4:3となるように秤取した。これらを直径5mmのジルコニア製ボールが90g(約250個)入った内容積80mLのジルコニア製ポットに投入し、蓋をした。これを遊星型ボールミル(FRITSCH社の「pulverisette 5」)にセットし、公転回転数120rpmで9分混合した後に1分間の休止を入れる操作を計6回繰り返した。次いで、蓋をあけて、ポット内の混合物を薬さじでかき混ぜ、再度、公転回転数120rpmで9分混合した後に1分間の休止を入れる操作を計2回繰り返した。次いで、この混合粉体を容量30mLのアルミナ製るつぼ(型番:1−7745−07)に載置し、このるつぼを卓上真空・ガス置換炉(デンケン・ハイデンタル社の「KDF75」)に設置した。次いで、窒素気流中、常圧下、常温から1000℃まで10時間かけて一定(constant)の昇温速度で昇温し、この温度で4時間保持した後、室温まで自然放冷した。このようにして、組成式LiMoOで表されるリチウムモリブデン複合酸化物を作製した。
[Synthesis Example 1 (Comparative Example 1)] (Synthesis of lithium molybdenum composite oxide)
Lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) (manufactured by Nacalai Tesque), molybdenum trioxide (MoO 3 ) (manufactured by High-Purity Chemical Co., Ltd.), and acetylene black as a reducing agent were mixed at a molar ratio of Li: Mo: C of 4: Weighed out to be 4: 3. These were put into a zirconia pot having an internal volume of 80 mL containing 90 g (about 250 pieces) of zirconia balls having a diameter of 5 mm, and the lid was capped. This was set on a planetary ball mill ("Pulverisete 5" manufactured by FRITSCH), mixed for 9 minutes at a revolution speed of 120 rpm, and then put into a rest for 1 minute for a total of 6 times. Then, the lid was opened, the mixture in the pot was stirred with a spoon, and again the operation of mixing for 9 minutes at a revolution speed of 120 rpm and then resting for 1 minute was repeated a total of 2 times. Next, this mixed powder was placed in an alumina crucible (model number: 1-7745-07) with a capacity of 30 mL, and this crucible was placed in a tabletop vacuum / gas displacement furnace (“KDF75” from Denken Hydental). . Then, the temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. at a constant rate of temperature over 10 hours in a nitrogen stream at a constant temperature rise rate, held at this temperature for 4 hours, and then allowed to cool naturally to room temperature. In this way, a lithium molybdenum composite oxide represented by the composition formula LiMoO 2 was produced.

[実施例1〜4](リチウムモリブデンリン複合酸化物の合成)
合成例1にて得られたリチウムモリブデン複合酸化物及びリン酸リチウム(LiPO)(ナカライテスク社製)をMo:Pのモル比が90:10(実施例1)、80:20(実施例2)、70:30(実施例3)、及び60:40(実施例4)となるように、かつこれらの酸化物の合計の質量がそれぞれ約4.5gとなるように秤取した。これらを直径5mmのタングステンカーバイド製ボールが250g(約250個)入った内容積80mLのタングステンカーバイド製ポットに投入し、アルゴン雰囲気を維持したグローブボックス中で蓋をした。これを遊星型ボールミル(FRITSCH社の「pulverisette 5」)にセットし、公転回転数400rpmで12分混合した後に3分間の休止を入れる操作を計16回繰り返した。このようにして、組成式(1−y)LiMoO−yLiPO、すなわちLi1+2yMo1−y2+2y(y=0.1、0.2、0.3、0.4)で表されるリチウムモリブデンリン複合酸化物を作製した。
[Examples 1 to 4] (Synthesis of lithium molybdenum phosphorus composite oxide)
The lithium-molybdenum composite oxide obtained in Synthesis Example 1 and lithium phosphate (Li 3 PO 4 ) (manufactured by Nacalai Tesque) have a Mo: P molar ratio of 90:10 (Example 1), 80:20 ( Example 2), 70:30 (Example 3), and 60:40 (Example 4), and the total mass of these oxides was weighed to be about 4.5 g. . These were put into a tungsten carbide pot having an internal volume of 80 mL containing 250 g (about 250 pieces) of tungsten carbide balls having a diameter of 5 mm, and were covered in a glove box maintained in an argon atmosphere. This was set on a planetary ball mill ("Pulverisete 5" manufactured by FRITSCH), mixed for 12 minutes at a revolution speed of 400 rpm, and then put into a rest for 3 minutes, a total of 16 times. Thus, the composition formula (1-y) LiMoO 2 -yLi 3 PO 4 , that is, Li 1 + 2y Mo 1-y P y O 2 + 2y (y = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) Lithium molybdenum phosphorus composite oxide represented by

[実施例5](リチウムモリブデン炭素複合酸化物の合成)
合成例1にて得られたリチウムモリブデン複合酸化物及び炭酸リチウム(LiCO)(ナカライテスク社製)をMo:Cのモル比が80:20となるように秤取したことを除いては、実施例1と同様の方法で、組成式0.8LiMoO−0.2LiCO、すなわちLi1.2Mo0.80.22.2で表されるリチウムモリブデン炭素複合酸化物を作製した。
[Example 5] (Synthesis of lithium molybdenum carbon composite oxide)
Except that the lithium molybdenum composite oxide obtained in Synthesis Example 1 and lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) (manufactured by Nacalai Tesque) were weighed so that the Mo: C molar ratio was 80:20. Is a lithium molybdenum carbon composite represented by the composition formula 0.8LiMoO 2 -0.2Li 2 CO 3 , that is, Li 1.2 Mo 0.8 C 0.2 O 2.2 , in the same manner as in Example 1. An oxide was produced.

[比較例2](リチウムモリブデン複合酸化物の合成)
Mo:Pのモル比を100:0とし、これを遊星型ボールミル(FRITSCH社の「pulverisette 5」)にセットし、公転回転数400rpmで12分混合した後に3分間の休止を入れる操作を8回繰り返したことを除いては、実施例1と同様の方法で組成式LiMoOで表されるリチウムモリブデン複合酸化物を作製した。
[Comparative Example 2] (Synthesis of lithium molybdenum composite oxide)
The Mo: P molar ratio was set to 100: 0, this was set in a planetary ball mill ("Pulverisete 5" from FRISCH), mixed for 12 minutes at a revolution speed of 400 rpm, and then put into a rest for 3 minutes 8 times A lithium molybdenum composite oxide represented by the composition formula LiMoO 2 was produced in the same manner as in Example 1 except for the repetition.

[比較例3](リン酸リチウム)
Mo:Pのモル比を0:100としたこと、すなわちリン酸リチウム(LiPO)のみを原料として用いたこと除いては、実施例1と同様の方法の処理を行った。
[Comparative Example 3] (lithium phosphate)
The same process as in Example 1 was performed except that the molar ratio of Mo: P was set to 0: 100, that is, only lithium phosphate (Li 3 PO 4 ) was used as a raw material.

[合成例2](リチウムゲルマニウム複合酸化物の合成)
炭酸リチウム(LiCO)(ナカライテスク社製)及び酸化ゲルマニウム(GeO)(高純度化学社製)を、Li:Geのモル比が2:1となるように秤取した。これらを直径5mmのジルコニア製ボールが90g(約250個)入った内容積80mLのジルコニア製ポットに投入した。このポットにさらにエタノール10mLを投入し、蓋をした。これを遊星型ボールミル(FRITSCH社の「pulverisette 5」)にセットし、公転回転数300rpmで9分混合した後に1分間の休止を入れる操作を計6回繰り返した。この混合物を80℃の乾燥機で3時間以上乾燥し、混合粉体を得た。この混合粉体を容量30mLのアルミナ製るつぼ(型番:1−7745−07)に載置し、このるつぼを卓上真空・ガス置換炉(デンケン・ハイデンタル社の「KDF75」)に設置した。次いで、空気気流中、常圧下、常温から950℃まで10時間かけて一定(constant)の昇温速度で昇温し、この温度で4時間保持した後、室温まで自然放冷した。このようにして、組成式LiGeOで表されるリチウムゲルマニウム複合酸化物を作製した。
[Synthesis Example 2] (Synthesis of lithium germanium composite oxide)
Lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) (manufactured by Nacalai Tesque) and germanium oxide (GeO 2 ) (manufactured by Koyo Chemical Co., Ltd.) were weighed so that the molar ratio of Li: Ge was 2: 1. These were put into a zirconia pot having an internal volume of 80 mL containing 90 g (about 250 pieces) of zirconia balls having a diameter of 5 mm. An additional 10 mL of ethanol was added to the pot and the lid was covered. This was set on a planetary ball mill ("Pulverisete 5" manufactured by FRITSCH), mixed for 9 minutes at a revolution speed of 300 rpm, and then put into a pause for 1 minute, a total of 6 times. This mixture was dried with an oven at 80 ° C. for 3 hours or longer to obtain a mixed powder. This mixed powder was placed in an alumina crucible (model number: 1-7745-07) having a capacity of 30 mL, and this crucible was placed in a tabletop vacuum / gas displacement furnace (“KDF75” manufactured by Denken Haydental). Next, the temperature was raised from normal temperature to 950 ° C. over 10 hours at a constant heating rate in an air stream, kept at this temperature for 4 hours, and then allowed to cool naturally to room temperature. In this way, a lithium germanium composite oxide represented by the composition formula Li 2 GeO 3 was produced.

[実施例6](リチウムモリブデンゲルマニウム複合酸化物の合成)
合成例1にて得られたリチウムモリブデン複合酸化物及び合成例2にて得られたリチウムゲルマニウム複合酸化物をMo:Geのモル比が80:20となるように秤取したことを除いては、実施例1と同様の方法で、組成式0.8LiMoO−0.2LiGeO、すなわちLi1.2Mo0.8Ge0.22.2で表されるリチウムモリブデンゲルマニウム複合酸化物を作製した。
[Example 6] (Synthesis of lithium molybdenum germanium composite oxide)
Except that the lithium molybdenum composite oxide obtained in Synthesis Example 1 and the lithium germanium composite oxide obtained in Synthesis Example 2 were weighed so that the molar ratio of Mo: Ge was 80:20. In the same manner as in Example 1, lithium molybdenum germanium composite oxidation represented by the composition formula 0.8LiMoO 2 -0.2Li 2 GeO 3 , that is, Li 1.2 Mo 0.8 Ge 0.2 O 2.2. A product was made.

[合成例3](リチウムコバルト複合酸化物の合成)
炭酸リチウム(LiCO)(ナカライテスク社製)及び酸化コバルト(Co)(高純度化学社製)を、Li:Coのモル比が1:1となるように秤取したしたこと、常温から650℃まで10時間かけて一定(constant)の昇温速度で昇温し、この温度で4時間保持したことを除いては、合成例2と同様の方法で、組成式LiCoOで表されるリチウムコバルト複合酸化物を作製した。
[Synthesis Example 3] (Synthesis of lithium cobalt composite oxide)
Lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) (manufactured by Nacalai Tesque) and cobalt oxide (Co 3 O 4 ) (manufactured by Koyo Chemical Co., Ltd.) were weighed so that the molar ratio of Li: Co was 1: 1. The composition formula LiCoO 2 was the same as in Synthesis Example 2 except that the temperature was raised from room temperature to 650 ° C. at a constant rate of temperature over 10 hours and maintained at this temperature for 4 hours. The lithium cobalt complex oxide represented by this was produced.

[比較例4](リチウムモリブデンコバルト複合酸化物の合成)
合成例1にて得られたリチウムモリブデン複合酸化物及び合成例3にて得られたリチウムコバルト複合酸化物をMo:Coのモル比が80:20となるように秤取したことを除いては、実施例1と同様の方法で、組成式0.8LiMoO−0.2LiCoO、すなわちLiMo0.8Co0.2で表されるリチウムモリブデンコバルト複合酸化物を作製した。
[Comparative Example 4] (Synthesis of lithium molybdenum cobalt composite oxide)
Except that the lithium molybdenum composite oxide obtained in Synthesis Example 1 and the lithium cobalt composite oxide obtained in Synthesis Example 3 were weighed so that the molar ratio of Mo: Co was 80:20. In the same manner as in Example 1, a lithium molybdenum cobalt composite oxide represented by the composition formula 0.8LiMoO 2 -0.2LiCoO 2 , that is, LiMo 0.8 Co 0.2 O 2 was produced.

[複合酸化物の解析]
実施例1〜6及び比較例1〜4で得られた複合酸化物について、以下の方法にて解析を行った。X線回折装置(Rigaku社の「MiniFlex II」)を用いて粉末X線回折測定を行った。線源はCuKα線、管電圧は30kV、管電流は15mAとし、回折X線は厚み30μmのKβフィルターを通し高速一次元検出器(型番:D/teX Ultra 2)にて検出した。サンプリング幅は0.01°、スキャンスピードは5°/min、発散スリット幅は0.625°、受光スリット幅は13mm(OPEN)、散乱スリット幅は8mmとした。実施例1〜4及び比較例2、3の複合酸化物のX線回折図を図3に、実施例5、6及び比較例4の複合酸化物のX線回折図を図4にそれぞれ示す。得られたX線回折データについて、上記「RIETAN2000」プログラムを用いてリートベルト解析を実施した。
[Analysis of complex oxides]
The composite oxides obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 were analyzed by the following method. Powder X-ray diffraction measurement was carried out using an X-ray diffractometer (“MiniFlex II” from Rigaku). The radiation source was CuKα ray, the tube voltage was 30 kV, the tube current was 15 mA, and the diffracted X-ray was detected by a high-speed one-dimensional detector (model number: D / teX Ultra 2) through a Kβ filter having a thickness of 30 μm. The sampling width was 0.01 °, the scanning speed was 5 ° / min, the divergence slit width was 0.625 °, the light receiving slit width was 13 mm (OPEN), and the scattering slit width was 8 mm. The X-ray diffraction patterns of the composite oxides of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 and 3 are shown in FIG. 3, and the X-ray diffraction patterns of the composite oxides of Examples 5 and 6 and Comparative Example 4 are shown in FIG. The obtained X-ray diffraction data was subjected to Rietveld analysis using the above-mentioned “Rietan 2000” program.

実施例1の複合酸化物のリートベルト解析の際、プロファイルを表す関数としてピアソンVII関数を用い、表1に示すようなNaCl型の結晶構造モデルを用いた。精密化された結晶構造モデルを表1に、計算値、実測値、及びこれらの差を表すグラフを図5に示す。表1に示す結晶構造モデルにより、図5に示すように計算値と実測値の差が十分に小さくなった。また、信頼度因子はそれぞれRwp=4.73%、RI=1.55%、RF=0.82%であり、計算値と実測値の差が十分に小さいことが示された。これらの結果から、表1に示す結晶構造モデルが適当であると推測した。   In the Rietveld analysis of the composite oxide of Example 1, the Pearson VII function was used as a function representing the profile, and a NaCl-type crystal structure model as shown in Table 1 was used. The refined crystal structure model is shown in Table 1, and the calculated value, the actually measured value, and a graph showing the difference between them are shown in FIG. According to the crystal structure model shown in Table 1, the difference between the calculated value and the actually measured value was sufficiently small as shown in FIG. The reliability factors were Rwp = 4.73%, RI = 1.55%, and RF = 0.82%, respectively, indicating that the difference between the calculated value and the actually measured value was sufficiently small. From these results, it was estimated that the crystal structure model shown in Table 1 was appropriate.

Figure 2018150217
Figure 2018150217

実施例2、3の各複合酸化物のリートベルト解析の際、プロファイルを表す関数としてピアソンVII関数を用い、表2に示すようなα−NaFeO型の結晶構造モデル(第一相)及びNaCl型の結晶構造モデル(第二相)の2相が共存したモデルを用いた。一例として、実施例2のリチウムモリブデンリン酸化物のリートベルト解析の結果、精密化された結晶構造モデルを表2に、計算値、実測値、及びこれらの差を表すグラフを図6に示す。表2に示す結晶構造モデルにより、図6に示すように計算値と実測値の差が十分に小さくなった。また、信頼度因子はそれぞれRwp=4.84%、第一相のRI=1.14%、RF=0.68%、第二相のRI=1.54%、RF=0.82%であり、計算値と実測値の差が十分に小さいことが示された。これらの結果から、表2に示す結晶構造モデルが適当であると推測した。 In the Rietveld analysis of each composite oxide of Examples 2 and 3, the Pearson VII function was used as a function representing the profile, the α-NaFeO 2 type crystal structure model (first phase) and NaCl as shown in Table 2 A model in which two phases of the crystal structure model (second phase) of the mold coexist was used. As an example, a refined crystal structure model as a result of Rietveld analysis of the lithium molybdenum phosphorous oxide of Example 2 is shown in Table 2, and a calculated value, an actual measurement value, and a graph showing the difference between them are shown in FIG. According to the crystal structure model shown in Table 2, the difference between the calculated value and the actually measured value was sufficiently small as shown in FIG. The reliability factors are Rwp = 4.84%, first phase RI = 1.14%, RF = 0.68%, second phase RI = 1.54%, RF = 0.82%. Yes, it was shown that the difference between the calculated value and the measured value was sufficiently small. From these results, it was estimated that the crystal structure model shown in Table 2 was appropriate.

Figure 2018150217
Figure 2018150217

また、実施例2の複合酸化物のリートベルト解析を上記と異なるモデルを用いて実施した。プロファイルを表す関数としてピアソンVII関数を用い、表3に示すようなα−NaFeO型の結晶構造モデルの1相のみのモデルを用いた。精密化された結晶構造モデルを表3に、計算値、実測値、及びこれらの差を表すグラフを図7に示す。信頼度因子はRwp=5.67%であり、前記の結果Rwp=4.84%よりも悪い値となった。これは、特に38°付近、64°付近のピークのフィッティングが悪いことが原因であると考えられる。これらのピークは、空間群Fm−3m(NaCl型構造)の回折指数111、220のピークとしてフィッティングが可能である。以上より、表2に示すようなα−NaFeO型の結晶構造モデル(第一相)及びNaCl型の結晶構造モデル(第二相)の2相が共存したモデルがより妥当であることが示された。 In addition, Rietveld analysis of the composite oxide of Example 2 was performed using a model different from the above. A Pearson VII function was used as a function representing a profile, and an α-NaFeO 2 type crystal structure model having only one phase as shown in Table 3 was used. The refined crystal structure model is shown in Table 3, and the calculated value, the actual measurement value, and a graph showing the difference between them are shown in FIG. The reliability factor was Rwp = 5.67%, which was worse than the result Rwp = 4.84%. This is considered to be caused by poor fitting of peaks particularly at around 38 ° and around 64 °. These peaks can be fitted as peaks of the diffraction indices 111 and 220 of the space group Fm-3m (NaCl type structure). From the above, it is shown that the model in which two phases of α-NaFeO 2 type crystal structure model (first phase) and NaCl type crystal structure model (second phase) coexist as shown in Table 2 is more appropriate. It was done.

Figure 2018150217
Figure 2018150217

実施例5の複合酸化物のリートベルト解析の際、プロファイルを表す関数としてピアソンVII関数を用い、表4に示すようなα−NaFeO型の結晶構造モデル(第一相)及びNaCl型の結晶構造モデル(第二相)の2相が共存したモデルを用いた。実施例5に係るリチウムモリブデン炭素酸化物のリートベルト解析の結果、精密化された結晶構造モデルを表4に、計算値、実測値、及びこれらの差を表すグラフを図8に示す。表4に示す結晶構造モデルにより、図8に示すように計算値と実測値の差が十分に小さくなった。また、信頼度因子はそれぞれRwp=4.75%、第一相のRI=1.12%、RF=0.61%、第二相のRI=1.05%、RF=0.61%であり、計算値と実測値の差が十分に小さいことが示された。これらの結果から、表4に示す結晶構造モデルが適当であると推測した。 In the Rietveld analysis of the complex oxide of Example 5, the Pearson VII function was used as a function representing the profile, the α-NaFeO 2 type crystal structure model (first phase) and the NaCl type crystal as shown in Table 4 A model in which two phases of the structural model (second phase) coexist was used. As a result of Rietveld analysis of the lithium molybdenum carbon oxide according to Example 5, a refined crystal structure model is shown in Table 4, and calculated values, measured values, and a graph representing the difference between them are shown in FIG. According to the crystal structure model shown in Table 4, the difference between the calculated value and the actually measured value was sufficiently small as shown in FIG. The reliability factors are Rwp = 4.75%, RI of the first phase = 1.12%, RF = 0.61%, RI of the second phase = 1.05%, and RF = 0.61%. Yes, it was shown that the difference between the calculated value and the measured value was sufficiently small. From these results, it was estimated that the crystal structure model shown in Table 4 was appropriate.

Figure 2018150217
Figure 2018150217

詳述した上記実施例1、2及び5の他、実施例及び比較例の各複合酸化物の解析の結果、帰属可能な空間群は以下のとおりである。
・実施例1、6及び比較例2、4:空間群Fm−3m
・実施例2、5:空間群R−3m及び空間群Fm−3m(2相共存)
・実施例3、4:空間群R−3m、空間群Fm−3m及びLiPO(3相共存)
・比較例1:空間群C2/m又はR−3m
・比較例3:LiPO(PDF番号00−025−1030)
As a result of analysis of each composite oxide of Examples and Comparative Examples in addition to the above-described Examples 1, 2, and 5, the space groups that can be assigned are as follows.
Examples 1 and 6 and Comparative Examples 2 and 4: Space group Fm-3m
Examples 2 and 5: Space group R-3m and space group Fm-3m (two-phase coexistence)
Examples 3 and 4: space group R-3m, space group Fm-3m, and Li 3 PO 4 (3 phase coexistence)
Comparative Example 1: Space group C2 / m or R-3m
Comparative Example 3: Li 3 PO 4 (PDF number 00-025-1030)

以上の解析より、実施例1〜6及び比較例2、4は、上記遊星型ボールミルによる処理の過程でメカノケミカル反応が進行したことが判明した。一方で、比較例3は、上記遊星型ボールミルによる処理の過程でメカノケミカル反応は進行せず、粒子が粉砕したのみであった。   From the above analysis, it was found that in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 2 and 4, the mechanochemical reaction proceeded in the course of treatment with the planetary ball mill. On the other hand, in Comparative Example 3, the mechanochemical reaction did not proceed in the course of the treatment by the planetary ball mill, and only the particles were pulverized.

[非水電解質蓄電素子(試験電池)の作製]
実施例1〜4、6及び比較例3〜4で得られた各複合酸化物を正極活物質として用い、以下の要領で正極を作製した。合成した各複合酸化物の粉末2.275gとアセチレンブラック(AB)0.700gとをそれぞれ秤取した。これらを直径5mmのジルコニア製ボールが90g(約250個)入った内容積80mLのジルコニア製ポットに投入した。このポットにさらにアセトン10mLを投入し、アルゴン雰囲気を維持したグローブボックス中で蓋をした。これを遊星型ボールミル(FRITSCH社の「pulverisette 5」)にセットし、公転回転数300rpmで12分混合した後に3分間の休止を入れる操作を計48回繰り返した。この混合物を乾燥機で75℃で3時間以上乾燥し、混合粉体を調製した。この混合粉体2.04g、PVDFの12質量%N−メチルピロリドン(NMP)溶液及びNMPを所定のプラスチック容器に入れ、アルゴン雰囲気を維持したグローブボックス中で蓋をした。これを撹拌脱泡装置(シンキー社の「あわとり練太郎」)にセットし、2000rpmで十分に混練することで、N−メチルピロリドン(NMP)を分散媒とするスラリーを調整した。スラリー中の活物質、AB及びPVDFの質量比は65:20:15である。このスラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔基材の片面に塗布した。これを80℃のホットプレート上で60分乾燥して分散媒を蒸発させた後、ロールプレスを行うことで正極を得た。
[Production of nonaqueous electrolyte storage element (test battery)]
Using each composite oxide obtained in Examples 1 to 4 and 6 and Comparative Examples 3 to 4 as a positive electrode active material, positive electrodes were produced in the following manner. 2.275 g of each synthesized composite oxide powder and 0.700 g of acetylene black (AB) were weighed. These were put into a zirconia pot having an internal volume of 80 mL containing 90 g (about 250 pieces) of zirconia balls having a diameter of 5 mm. A further 10 mL of acetone was added to the pot, and the pot was covered in a glove box maintained in an argon atmosphere. This was set on a planetary ball mill ("Pulverisete 5" manufactured by FRITSCH), mixed for 12 minutes at a revolution speed of 300 rpm, and then put into a 3-minute pause for 48 times in total. This mixture was dried with a dryer at 75 ° C. for 3 hours or more to prepare a mixed powder. 2.04 g of this mixed powder, 12 mass% N-methylpyrrolidone (NMP) solution of PVDF, and NMP were put in a predetermined plastic container, and the lid was covered in a glove box maintained in an argon atmosphere. This was set in a stirring defoaming device (“Niwataro Awatori” manufactured by Shinky Corporation) and sufficiently kneaded at 2000 rpm to prepare a slurry using N-methylpyrrolidone (NMP) as a dispersion medium. The mass ratio of the active material, AB and PVDF in the slurry is 65:20:15. This slurry was applied to one side of a 20 μm thick aluminum foil substrate. This was dried on an 80 ° C. hot plate for 60 minutes to evaporate the dispersion medium, and then subjected to roll press to obtain a positive electrode.

実施例5については、公転回転数300rpmで9分混合した後に1分間の休止を入れる操作を計6回繰り返したことを除いては、上記と同様の方法で正極を得た。   For Example 5, a positive electrode was obtained in the same manner as described above, except that the operation of putting a rest for 1 minute after mixing at a revolution speed of 300 rpm for 9 minutes was repeated a total of 6 times.

また、比較例1、2で得られた各複合酸化物を正極活物質として用い、以下の要領で正極を作製した。合成した各複合酸化物の粉末2.275gとアセチレンブラック(AB)0.525gとをそれぞれ秤取した。これらを直径5mmのジルコニア製ボールが90g(約250個)入った内容積80mLのジルコニア製ポットに投入した。このポットにさらにアセトン10mLを投入し、アルゴン雰囲気を維持したグローブボックス中で蓋をした。これを遊星型ボールミル(FRITSCH社の「pulverisette 5」)にセットし、公転回転数240rpmで12分混合した後に3分間の休止を入れる操作を計48回繰り返した。この混合物を乾燥機で75℃で3時間以上乾燥し、混合粉体を調製した。この混合粉体1.6g、AB0.1g、PVDFの12質量%N−メチルピロリドン(NMP)溶液及びNMPを所定のプラスチック容器に入れ、アルゴン雰囲気を維持したグローブボックス中で蓋をした。これを撹拌脱泡装置(シンキー社の「あわとり練太郎」)にセットし、2000rpmで十分に混練することで、N−メチルピロリドン(NMP)を分散媒とするスラリーを調整した。スラリー中の活物質、AB及びPVDFの質量比は65:20:15である。このスラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔基材の片面に塗布した。これを80℃のホットプレート上で60分乾燥して分散媒を蒸発させた後、ロールプレスを行うことで正極を得た。   Moreover, each composite oxide obtained in Comparative Examples 1 and 2 was used as a positive electrode active material, and a positive electrode was produced in the following manner. 2.275 g of each synthesized composite oxide powder and 0.525 g of acetylene black (AB) were weighed. These were put into a zirconia pot having an internal volume of 80 mL containing 90 g (about 250 pieces) of zirconia balls having a diameter of 5 mm. A further 10 mL of acetone was added to the pot, and the pot was covered in a glove box maintained in an argon atmosphere. This was set in a planetary ball mill ("Pulverisete 5" manufactured by FRITSCH), mixed for 12 minutes at a revolution speed of 240 rpm, and then put into a rest for 3 minutes, 48 times in total. This mixture was dried with a dryer at 75 ° C. for 3 hours or more to prepare a mixed powder. 1.6 g of the mixed powder, 0.1 g of AB, 12% by mass N-methylpyrrolidone (NMP) solution of PVDF and NMP were put in a predetermined plastic container, and the lid was covered in a glove box maintaining an argon atmosphere. This was set in a stirring defoaming device (“Niwataro Awatori” manufactured by Shinky Corporation) and sufficiently kneaded at 2000 rpm to prepare a slurry using N-methylpyrrolidone (NMP) as a dispersion medium. The mass ratio of the active material, AB and PVDF in the slurry is 65:20:15. This slurry was applied to one side of a 20 μm thick aluminum foil substrate. This was dried on an 80 ° C. hot plate for 60 minutes to evaporate the dispersion medium, and then subjected to roll press to obtain a positive electrode.

上記各正極を作用極として試験電池を組立て、正極としての挙動を評価した。単独挙動を正確に観察する目的のため、対極には金属リチウムをニッケル箔集電体に密着させたものを用いた。ここで、試験電池の容量が対極によって制限されないように、十分な量の金属リチウムを配置した。電解質として、エチレンカーボネート(EC)/エチルメチルカーボネート(EMC)/ジメチルカーボネート(DMC)が体積比6:7:7である混合溶媒に濃度が1mol/LとなるようにLiPFを溶解させた溶液を用いた。セパレータとして、ポリアクリレートで表面改質したポリプロピレン製の微孔膜を用いた。外装体には、ポリエチレンテレフタレート(15μm)/アルミニウム箔(50μm)/金属接着性ポリプロピレンフィルム(50μm)からなる金属樹脂複合フィルムを用い、正極端子及び負極端子の開放端部が外部露出するように電極を収納した。次いで、上記金属樹脂複合フィルムの内面同士が向かい合った融着代を注液孔となる部分を除いて気密封止し、上記電解液を注液後、注液孔を封止した。 A test battery was assembled using each of the positive electrodes as a working electrode, and the behavior as a positive electrode was evaluated. For the purpose of accurately observing the single behavior, a counter electrode in which metallic lithium was adhered to a nickel foil current collector was used. Here, a sufficient amount of metallic lithium was arranged so that the capacity of the test battery was not limited by the counter electrode. A solution obtained by dissolving LiPF 6 as an electrolyte in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) / ethyl methyl carbonate (EMC) / dimethyl carbonate (DMC) in a volume ratio of 6: 7: 7 so that the concentration becomes 1 mol / L. Was used. As the separator, a polypropylene microporous film whose surface was modified with polyacrylate was used. A metal resin composite film made of polyethylene terephthalate (15 μm) / aluminum foil (50 μm) / metal-adhesive polypropylene film (50 μm) is used for the exterior body, and the electrodes are exposed so that the open ends of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are exposed to the outside. Stowed. Subsequently, the fusion allowance in which the inner surfaces of the metal resin composite film face each other was hermetically sealed except for a portion serving as a liquid injection hole, and the liquid injection hole was sealed after pouring the electrolytic solution.

[充放電試験]
得られた非水電解質蓄電素子を25℃に設定した恒温槽内で充放電した。充電は定電流定電圧(CCCV)充電とし、放電は定電流(CC)放電とした。充電及び放電の定電流値は、正極板が含有する正極活物質の質量に対して20mA/gとした。充電上限電圧及び放電終止電圧はそれぞれ4.4V及び1.2Vとした。充電終止条件は、充電電流が2mA/gに減衰した時点又は充電上限電圧に到達してから3時間を経過した時点とした。各サイクルにおいて、充電後及び放電後に10分間の休止時間を設定した。このサイクルを8サイクル実施した。なお、本試験は作用極と対極との間で電圧制御を行ったが、対極における金属リチウムの溶解・析出反応抵抗が極めて低いことから、充放電中の端子間電圧は、金属リチウムを用いた参照極に対する作用極の電位と等しいとみなすことができる。この充放電サイクル試験における8サイクル目の放電容量を表5に示す。また、3サイクル目の放電容量に対する8サイクル目の放電容量の比を「容量維持率(%)」として求めた。この容量維持率も表5に示す。なお、表5には、各複合酸化物の合成法をあわせて示す。表中、「MC法」は、メカノケミカル法を示す。また、実施例1の3サイクル目及び8サイクル目の放電曲線を図9に示す。
[Charge / discharge test]
The obtained nonaqueous electrolyte electricity storage element was charged / discharged in a thermostat set at 25 ° C. Charging was constant current constant voltage (CCCV) charging, and discharging was constant current (CC) discharging. The constant current value for charging and discharging was 20 mA / g with respect to the mass of the positive electrode active material contained in the positive electrode plate. The charge upper limit voltage and the discharge end voltage were 4.4 V and 1.2 V, respectively. The charge termination conditions were the time when the charging current was attenuated to 2 mA / g or the time when 3 hours had passed since the charging upper limit voltage was reached. In each cycle, a pause time of 10 minutes was set after charging and discharging. This cycle was carried out 8 cycles. In this test, voltage control was performed between the working electrode and the counter electrode. However, since the dissolution / deposition reaction resistance of metallic lithium at the counter electrode was extremely low, metal lithium was used as the voltage between terminals during charging and discharging. It can be regarded as being equal to the potential of the working electrode with respect to the reference electrode. Table 5 shows the discharge capacity at the eighth cycle in this charge / discharge cycle test. Further, the ratio of the discharge capacity at the eighth cycle to the discharge capacity at the third cycle was determined as “capacity maintenance ratio (%)”. This capacity retention rate is also shown in Table 5. Table 5 also shows a method for synthesizing each composite oxide. In the table, “MC method” indicates a mechanochemical method. Moreover, the discharge curve of the 3rd cycle of Example 1 and the 8th cycle is shown in FIG.

Figure 2018150217
Figure 2018150217

表5に示されるように、実施例1〜6の非水電解質蓄電素子は、90%以上の高い容量維持率を有することがわかる。また、実施例1〜3、5及び6の非水電解質蓄電素子は、8サイクル目の放電容量も200mAh/g以上であり、十分な放電容量を有する。   As shown in Table 5, it can be seen that the nonaqueous electrolyte storage elements of Examples 1 to 6 have a high capacity retention rate of 90% or more. In addition, the nonaqueous electrolyte storage elements of Examples 1 to 3, 5 and 6 have a discharge capacity at the eighth cycle of 200 mAh / g or more, and have a sufficient discharge capacity.

一方、焼成によって得られたLiMoOを用いた比較例1は、放電容量が小さく、容量維持率も低い。MC法を施したLiMoOを用いた比較例2は、放電容量は比較例1の場合よりも大きくなるものの、容量維持率は低い。また、LiPOを用いた比較例3は、放電容量が非常に小さく、容量維持率も低い。 On the other hand, Comparative Example 1 using LiMoO 2 obtained by firing has a small discharge capacity and a low capacity retention rate. In Comparative Example 2 using LiMoO 2 subjected to the MC method, the discharge capacity is larger than that in Comparative Example 1, but the capacity retention rate is low. Further, Comparative Example 3 using Li 3 PO 4 has a very small discharge capacity and a low capacity retention rate.

また、リチウムモリブデン酸化物にCoが導入された比較例4は、容量維持率が低い。これは、充放電時にCoが酸化還元するために劣化が生じるためと推測される。一方、P、C及びGeといった充放電時に酸化還元し難く、かつ酸素との共有結合性の高い元素がリチウムモリブデン酸化物に導入された実施例1〜6においては、充放電時に劣化が生じ難いことによって、容量維持率が高まっているものと推測される。   Further, Comparative Example 4 in which Co is introduced into lithium molybdenum oxide has a low capacity retention rate. This is presumably because deterioration occurs because Co is oxidized and reduced during charge and discharge. On the other hand, in Examples 1 to 6, in which an element such as P, C, and Ge that is difficult to be oxidized / reduced during charging / discharging and that has a high covalent bonding property with oxygen is introduced into lithium molybdenum oxide, deterioration hardly occurs during charging / discharging. It is estimated that the capacity maintenance rate is increasing.

本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車などの電源として使用される非水電解質二次電池、及びこれに備わる正極、正極活物質などに適用できる。   The present invention can be applied to electronic devices such as personal computers and communication terminals, non-aqueous electrolyte secondary batteries used as a power source for automobiles, and a positive electrode and a positive electrode active material provided therein.

1 非水電解質蓄電素子
2 電極体
3 容器
4 正極端子
4’ 正極リード
5 負極端子
5’ 負極リード
20 蓄電ユニット
30 蓄電装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nonaqueous electrolyte electrical storage element 2 Electrode body 3 Container 4 Positive electrode terminal 4 'Positive electrode lead 5 Negative electrode terminal 5' Negative electrode lead 20 The electrical storage unit 30 The electrical storage apparatus

Claims (7)

リチウム、モリブデン及び元素(A)を含み、
上記元素(A)が、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、ケイ素、リン、硫黄、塩素、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、スズ、アンチモン、テルル、ヨウ素又はこれらの組み合わせであり、
上記モリブデンと上記元素(A)との合計含有量に対する上記元素(A)の含有量が1モル%以上50モル%未満である複合酸化物。
Including lithium, molybdenum and element (A),
The element (A) is boron, carbon, nitrogen, fluorine, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, zinc, gallium, germanium, arsenic, selenium, bromine, tin, antimony, tellurium, iodine or a combination thereof.
The complex oxide whose content of the said element (A) with respect to the total content of the said molybdenum and the said element (A) is 1 mol% or more and less than 50 mol%.
下記式(1)で表される請求項1の複合酸化物。
Li1+xMo1−y ・・・ (1)
(式(1)中、Aは、B、C、N、F、Si、P、S、Cl、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Sn、Sb、Te、I又はこれらの組み合わせである。0≦x、0.01≦y<0.5、0<zである。)
The composite oxide according to claim 1 represented by the following formula (1).
Li 1 + x Mo 1-y A y O z (1)
(In the formula (1), A is B, C, N, F, Si, P, S, Cl, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Sn, Sb, Te, I, or a combination thereof. (0 ≦ x, 0.01 ≦ y <0.5, 0 <z)
空間群Fm−3mに帰属可能な結晶構造を含む請求項1又は請求項2の複合酸化物。   The composite oxide according to claim 1 or 2, comprising a crystal structure that can be assigned to the space group Fm-3m. 請求項1、請求項2又は請求項3の複合酸化物を含有する非水電解質蓄電素子用の正極活物質。   A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte storage element, comprising the composite oxide according to claim 1, claim 2 or claim 3. 請求項4の正極活物質を有する非水電解質蓄電素子用の正極。   The positive electrode for nonaqueous electrolyte electrical storage elements which has the positive electrode active material of Claim 4. 請求項5の正極を有する非水電解質蓄電素子。   A nonaqueous electrolyte storage element having the positive electrode according to claim 5. 一種又は複数種の酸化物をメカノケミカル法により処理することを備え、
上記一種又は複数種の酸化物が、リチウム、モリブデン及び元素(A)を含み、
上記元素(A)が、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、ケイ素、リン、硫黄、塩素、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、スズ、アンチモン、テルル、ヨウ素又はこれらの組み合わせである複合酸化物の製造方法。

Treating one or more oxides by mechanochemical method;
The one or more oxides include lithium, molybdenum, and element (A),
Compound oxide in which the element (A) is boron, carbon, nitrogen, fluorine, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, zinc, gallium, germanium, arsenic, selenium, bromine, tin, antimony, tellurium, iodine, or a combination thereof Manufacturing method.

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