JP2018172255A - Method for producing lithium-nickel composite oxide - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a lithium-nickel composite oxide having high output at a high current rate with high voltage.SOLUTION: There is provided a method for producing a lithium-nickel composite oxide represented by the general formula (I), which comprises: a mixing step of mixing a lithium compound and a composite metal compound containing at least nickel to obtain a mixture; a calcination step of calcining the mixture to obtain a calcined product; and a post-treatment step including a washing step of washing the calcined product, in which a step comprises performing the mixing so that the molar ratio (Li/Me) between lithium contained in the lithium compound and metal elements in the composite metal compound containing at least nickel exceeds 1 and treating the mixture so that the total amount of the residual sulfuric acid radical and residual lithium carbonate in the lithium-nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is 0.3 mass% or less and the content of sodium is 50 ppm or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、リチウムニッケル複合酸化物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a lithium nickel composite oxide.

リチウムニッケル複合酸化物は、リチウム二次電池用正極活物質(以下、「正極活物質」と記載することがある)として用いられている。リチウム二次電池は、既に携帯電話用途やノートパソコン用途などの小型電源だけでなく、自動車用途や電力貯蔵用途などの中・大型電源においても、実用化が進んでいる。   Lithium nickel composite oxide is used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries (hereinafter sometimes referred to as “positive electrode active material”). Lithium secondary batteries have already been put into practical use not only for small power sources for mobile phones and laptop computers, but also for medium and large power sources for automobiles and power storage.

リチウムニッケル複合酸化物の製造方法としては、リチウムニッケル複合酸化物前駆体の製造工程、リチウムと該前駆体との混合工程、焼成工程、焼成工程後の洗浄工程を備える方法が知られている(例えば特許文献1〜3)。   As a method for producing a lithium nickel composite oxide, a method comprising a production process of a lithium nickel composite oxide precursor, a mixing step of lithium and the precursor, a firing step, and a cleaning step after the firing step is known ( For example, Patent Documents 1 to 3).

国際公開第2013/015007号公報International Publication No. 2013/015007 国際公開第2014/115380号公報International Publication No. 2014/115380 国際公開第2014/189108号公報International Publication No. 2014/189108

焼成工程後の洗浄工程は、不純物の除去を目的とする工程である。しかし、洗浄方法によっては高電圧での高い電流レートにおける出力が低下する場合がある。例えば、洗浄不足の場合には不純物が残留し、過洗浄の場合にはリチウムが溶出してしまい、電池特性が低下してしまうという課題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高電圧での高い電流レートにおける出力が高いリチウムニッケル複合酸化物の製造方法を提供することを課題とする。
The cleaning step after the firing step is a step aimed at removing impurities. However, depending on the cleaning method, the output at a high current rate at a high voltage may decrease. For example, impurities are left in the case of insufficient cleaning, and lithium is eluted in the case of excessive cleaning, resulting in a problem that battery characteristics are deteriorated.
This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the manufacturing method of lithium nickel complex oxide with a high output in the high current rate in a high voltage.

すなわち、本発明は、下記[1]〜[9]の発明を包含する。
[1]下記一般式(I)で表されるリチウムニッケル複合酸化物の製造方法であって、リチウム化合物と、少なくともニッケルを含む複合金属化合物とを混合し混合物を得る混合工程と、前記混合物を焼成し、焼成物を得る焼成工程と、焼成物を洗浄する洗浄工程を含む後処理工程と、を有し、前記混合工程は、前記リチウム化合物に含まれるリチウムと、少なくともニッケルを含む複合金属化合物中の金属元素と、のモル比(Li/Me)が1を超える比率となるように混合し、前記後処理工程後に得られるリチウムニッケル複合酸化物中の、残留硫酸根と残留炭酸リチウムとの合計量が0.3質量%以下であり、かつナトリウムの含有量が50ppm以下となるように処理する工程を含むことを特徴とする、リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
Li[Li(Ni(1−y−z−w)CoMn1−x]O ・・・(I)
(式(I)中、0<x≦0.2、0<y≦0.5、0<z≦0.8、0≦w≦0.1、y+z+w<1、MはFe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga及びVからなる群より選択される1種以上の金属を表す。)
[2]前記一般式(I) において、y+z+w≦0.3となる、[1]に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
[3]前記焼成工程において、焼成温度が300℃以上1000℃以下である、[1]又は[2]に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
[4]前記後処理工程において、洗浄工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物を乾燥する乾燥工程を含む、[1]〜[3]のいずれか1つに記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
[5]前記後処理工程において、洗浄工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物を再焼成する再焼成工程を含む、[1]〜[3]のいずれか1つに記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
[6]前記後処理工程において、乾燥工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物を再焼成する再焼成工程を含む、[4]に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
[7]前記後処理工程において、洗浄工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物とアルミニウム化合物とを混合し、リチウムニッケル複合酸化物の表面にアルミニウム化合物を被覆させる被覆工程を含む[1]〜[3]のいずれか1つに記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
[8]前記後処理工程において、乾燥工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物とアルミニウム化合物とを混合し、リチウムニッケル複合酸化物の表面にアルミニウム化合物を被覆させる被覆工程を含む[4]に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
[9]前記後処理工程において、乾燥工程後に得られるリチウムニッケル複合酸化物中の、残留硫酸根と残留炭酸リチウムの合計量が0.6質量%以下であり、かつナトリウムの含有量が50ppm以下となるように処理する、[6]または[8]に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
That is, the present invention includes the following [1] to [9].
[1] A method for producing a lithium nickel composite oxide represented by the following general formula (I), comprising mixing a lithium compound and a composite metal compound containing at least nickel to obtain a mixture; And a post-treatment step including a firing step for firing and obtaining a fired product, and a cleaning step for washing the fired product, wherein the mixing step includes lithium contained in the lithium compound and a composite metal compound containing at least nickel The metal element in the mixture is mixed so that the molar ratio (Li / Me) exceeds 1, and the residual sulfate group and the residual lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step. Lithium nickel composite oxide characterized by including a step of treating so that the total amount is 0.3 mass% or less and the sodium content is 50 ppm or less Manufacturing method.
Li [Li x (Ni (1 -y-z-w) Co y Mn z M w) 1-x] O 2 ··· (I)
(In formula (I), 0 <x ≦ 0.2, 0 <y ≦ 0.5, 0 <z ≦ 0.8, 0 ≦ w ≦ 0.1, y + z + w <1, M is Fe, Cu, Ti Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga, and V represent one or more metals selected from the group consisting of V.)
[2] The method for producing a lithium nickel composite oxide according to [1], wherein y + z + w ≦ 0.3 in the general formula (I).
[3] The method for producing a lithium nickel composite oxide according to [1] or [2], wherein the firing temperature is 300 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower in the firing step.
[4] The lithium nickel composite oxide according to any one of [1] to [3], including a drying step of drying the obtained lithium nickel composite oxide after the cleaning step in the post-treatment step. Production method.
[5] The lithium nickel composite oxidation according to any one of [1] to [3], including a refiring step of refiring the obtained lithium nickel composite oxide after the cleaning step in the post-treatment step. Manufacturing method.
[6] The method for producing a lithium nickel composite oxide according to [4], wherein the post-treatment step includes a refiring step of refiring the obtained lithium nickel composite oxide after the drying step.
[7] The post-treatment step includes a coating step of mixing the obtained lithium nickel composite oxide and the aluminum compound after the cleaning step and coating the surface of the lithium nickel composite oxide with the aluminum compound. [3] The method for producing a lithium nickel composite oxide according to any one of [3].
[8] The above post-treatment step includes a coating step in which, after the drying step, the obtained lithium nickel composite oxide and an aluminum compound are mixed and the surface of the lithium nickel composite oxide is coated with the aluminum compound. The manufacturing method of lithium nickel complex oxide of description.
[9] In the post-treatment step, the total amount of residual sulfate radical and residual lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the drying step is 0.6% by mass or less, and the content of sodium is 50 ppm or less. The method for producing a lithium nickel composite oxide according to [6] or [8], wherein the treatment is performed so that

本発明によれば、高電圧での高い電流レートにおける出力が高いリチウムニッケル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, it is possible to provide a method for producing a lithium nickel composite oxide having a high output at a high current rate at a high voltage.

リチウムイオン二次電池の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a lithium ion secondary battery.

<リチウムニッケル複合酸化物の製造方法>
本発明は、下記一般式(I)で表されるリチウムニッケル複合酸化物の製造方法である。本実施形態は、リチウム化合物と、少なくともニッケルを含む複合金属化合物とを混合し混合物を得る混合工程と、前記混合物を焼成し、焼成物を得る焼成工程と、焼成物を洗浄する洗浄工程を含む後処理工程と、を有する。
本実施形態において、混合工程は、リチウム化合物に含まれるリチウムと、少なくともニッケルを含む複合金属化合物中の金属元素と、のモル比(Li/Me)が1を超える比率となるように混合する。
本実施形態の製造方法により、後処理工程後に得られるリチウムニッケル複合酸化物中の、残留硫酸根と残留炭酸リチウムとの合計量が0.3質量%以下であり、かつナトリウムの含有量が50ppm以下となるように処理する工程を含む。
<Method for producing lithium nickel composite oxide>
The present invention is a method for producing a lithium nickel composite oxide represented by the following general formula (I). This embodiment includes a mixing step of mixing a lithium compound and a composite metal compound containing at least nickel to obtain a mixture, a firing step of firing the mixture to obtain a fired product, and a cleaning step of washing the fired product. A post-processing step.
In this embodiment, a mixing process mixes so that the molar ratio (Li / Me) of the lithium contained in a lithium compound and the metal element in the composite metal compound containing at least nickel may exceed 1.
According to the manufacturing method of the present embodiment, the total amount of residual sulfate radical and residual lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is 0.3 mass% or less, and the content of sodium is 50 ppm. The process of processing to become the following is included.

Li[Li(Ni(1−y−z−w)CoMn1−x]O ・・・(I)
(式(I)中、0<x≦0.2、0<y≦0.5、0<z≦0.8、0≦w≦0.1、y+z+w<1、MはFe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga及びVからなる群より選択される1種以上の金属を表す。)
以下、本発明のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法の好ましい実施形態について説明する。
Li [Li x (Ni (1 -y-z-w) Co y Mn z M w) 1-x] O 2 ··· (I)
(In formula (I), 0 <x ≦ 0.2, 0 <y ≦ 0.5, 0 <z ≦ 0.8, 0 ≦ w ≦ 0.1, y + z + w <1, M is Fe, Cu, Ti Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga, and V represent one or more metals selected from the group consisting of V.)
Hereinafter, preferred embodiments of the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present invention will be described.

≪第1実施形態≫
第1実施形態は、一般式(I)で表されるリチウムニッケル複合酸化物の製造方法であって、リチウム化合物と、少なくともニッケルを含む複合金属化合物とを混合し混合物を得る混合工程と、該混合物を焼成し焼成物を得る焼成工程と、該焼成物を洗浄する洗浄工程を含む後処理工程と、をこの順で有する。
以下、各工程について説明する。
<< First Embodiment >>
1st Embodiment is a manufacturing method of the lithium nickel composite oxide represented by general formula (I), Comprising: The mixing process which mixes a lithium compound and the composite metal compound containing at least nickel, and obtains this mixture, A firing process for firing the mixture to obtain a fired product, and a post-treatment process including a cleaning process for washing the fired product are provided in this order.
Hereinafter, each step will be described.

[混合工程]
混合工程は、リチウム化合物と、少なくともニッケルを含む複合金属化合物とを混合し混合物を得る工程である。本工程は、まず、リチウム化合物以外の金属、すなわち、Ni、Co及びMnから構成される必須金属、並びに、Fe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga及びVのうちいずれか1種以上の任意金属を含む金属複合化合物を調製し、当該金属複合化合物を適当なリチウム塩と焼成することが好ましい。金属複合化合物としては、金属複合水酸化物又は金属複合酸化物が好ましい。以下に、混合工程を、ニッケル含有複合金属化合物の製造工程と、リチウム金属複合酸化物の製造工程とに分けて説明する。
[Mixing process]
The mixing step is a step of obtaining a mixture by mixing a lithium compound and a composite metal compound containing at least nickel. In this step, first, a metal other than the lithium compound, that is, an essential metal composed of Ni, Co, and Mn, and Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, It is preferable to prepare a metal composite compound containing one or more arbitrary metals of Zr, Ga and V, and to fire the metal composite compound with an appropriate lithium salt. As a metal complex compound, a metal complex hydroxide or a metal complex oxide is preferable. Below, a mixing process is divided and demonstrated to the manufacturing process of a nickel containing complex metal compound, and the manufacturing process of a lithium metal complex oxide.

(ニッケル含有複合金属化合物の製造工程)
ニッケル含有複合金属化合物は、通常公知のバッチ共沈殿法又は連続共沈殿法により製造することが可能である。以下、金属として、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む金属複合水酸化物を例に、その製造方法を詳述する。
(Manufacturing process of nickel-containing composite metal compound)
The nickel-containing composite metal compound can be produced by a generally known batch coprecipitation method or continuous coprecipitation method. Hereinafter, the manufacturing method will be described in detail by taking a metal composite hydroxide containing nickel, cobalt, and manganese as an example.

まず共沈殿法、特に特開2002−201028号公報に記載された連続法により、ニッケル塩溶液、コバルト塩溶液、マンガン塩溶液、及び錯化剤を反応させ、NiCoMn(OH)(式中、x+y+z=1)で表される金属複合水酸化物を製造する。 First, a nickel salt solution, a cobalt salt solution, a manganese salt solution, and a complexing agent are reacted by a coprecipitation method, in particular, a continuous method described in JP-A-2002-201028, and Ni x Co y Mn z (OH). 2 A metal composite hydroxide represented by the formula (where x + y + z = 1) is produced.

上記ニッケル塩溶液の溶質であるニッケル塩としては、特に限定されないが、例えば硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、塩化ニッケル及び酢酸ニッケルのうちの何れかを使用することができる。上記コバルト塩溶液の溶質であるコバルト塩としては、例えば硫酸コバルト、硝酸コバルト、塩化コバルト、及び酢酸コバルトのうちの何れかを使用することができる。上記マンガン塩溶液の溶質であるマンガン塩としては、例えば硫酸マンガン、硝酸マンガン、塩化マンガン、及び酢酸マンガンのうちの何れかを使用することができる。以上の金属塩は、上記NiCoMn(OH)の組成比に対応する割合で用いられる。また、溶媒として水が使用される。 Although it does not specifically limit as nickel salt which is the solute of the said nickel salt solution, For example, any one of nickel sulfate, nickel nitrate, nickel chloride, and nickel acetate can be used. As the cobalt salt that is the solute of the cobalt salt solution, for example, any one of cobalt sulfate, cobalt nitrate, cobalt chloride, and cobalt acetate can be used. As the manganese salt that is the solute of the manganese salt solution, for example, any of manganese sulfate, manganese nitrate, manganese chloride, and manganese acetate can be used. The above metal salt is used in a proportion corresponding to the composition ratio of Ni x Co y Mn z (OH) 2 . Moreover, water is used as a solvent.

錯化剤としては、水溶液中で、ニッケル、コバルト、及びマンガンのイオンと錯体を形成可能なものであり、例えばアンモニウムイオン供給体(水酸化アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、弗化アンモニウム等)、ヒドラジン、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ウラシル二酢酸、及びグリシンが挙げられる。   The complexing agent can form a complex with nickel, cobalt, and manganese ions in an aqueous solution. For example, an ammonium ion supplier (ammonium hydroxide, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium carbonate, ammonium fluoride, etc.) ), Hydrazine, ethylenediaminetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, uracil diacetic acid, and glycine.

沈殿に際しては、水溶液のpH値を調整するため、必要ならばアルカリ金属水酸化物(例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム)を添加する。   During the precipitation, an alkali metal hydroxide (for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide) is added if necessary to adjust the pH value of the aqueous solution.

上記ニッケル塩溶液、コバルト塩溶液、及びマンガン塩溶液のほか、錯化剤を反応槽に連続して供給させると、ニッケル、コバルト、及びマンガンが反応し、NiCoMn(OH)が製造される。反応に際しては、反応槽の温度が例えば20℃以上80℃以下、好ましくは30〜70℃の範囲内で制御され、反応槽内のpH値は例えばpH9以上pH13以下、好ましくはpH11以上pH13以下の範囲内で制御され、反応槽内の物質が適宜撹拌される。反応槽は、形成された反応沈殿物を分離のためオーバーフローさせるタイプのものである。 When the complexing agent is continuously supplied to the reaction vessel in addition to the nickel salt solution, the cobalt salt solution, and the manganese salt solution, nickel, cobalt, and manganese react to form Ni x Co y Mn z (OH) 2. Is manufactured. During the reaction, the temperature of the reaction vessel is controlled within a range of, for example, 20 ° C. or more and 80 ° C. or less, preferably 30 to 70 ° C., and the pH value in the reaction vessel is, for example, pH 9 or more and pH 13 or less, preferably pH 11 or more and pH 13 or less. The substance in the reaction vessel is appropriately stirred while being controlled within the range. The reaction vessel is of a type that causes the formed reaction precipitate to overflow for separation.

反応条件については、使用する反応槽のサイズ等にも依存することから、最終的に得られるリチウムニッケル複合酸化物の各種物性をモニタリングしつつ、反応条件を最適化すればよい。   Since the reaction conditions depend on the size of the reaction tank used, the reaction conditions may be optimized while monitoring various physical properties of the finally obtained lithium nickel composite oxide.

以上の反応後、得られた反応沈殿物を水で洗浄した後、乾燥し、ニッケルコバルトマンガン複合化合物としてのニッケルコバルトマンガン水酸化物を単離する。また、必要に応じて弱酸水や水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを含むアルカリ溶液で洗浄しても良い。なお、上記の例では、ニッケルコバルトマンガン複合水酸化物を製造しているが、ニッケルコバルトマンガン複合酸化物を調製してもよい。   After the above reaction, the obtained reaction precipitate is washed with water and then dried to isolate nickel cobalt manganese hydroxide as a nickel cobalt manganese composite compound. Moreover, you may wash | clean with the alkaline solution containing weak acid water, sodium hydroxide, or potassium hydroxide as needed. In the above example, nickel cobalt manganese composite hydroxide is manufactured, but nickel cobalt manganese composite oxide may be prepared.

(リチウム金属複合酸化物の製造工程)
上記ニッケル含有複合金属化合物又はニッケル含有複合金属水酸化物を乾燥した後、リチウム塩と混合する。乾燥条件は、特に制限されないが、例えば、ニッケル含有複合金属化合物又はニッケル含有複合金属水酸化物が酸化・還元されない条件(酸化物が酸化物のまま維持される、水酸化物が水酸化物のまま維持される)、ニッケル含有複合金属水酸化物が酸化される条件(水酸化物が酸化物に酸化される)、ニッケル含有複合金属化合物が還元される条件(酸化物が水酸化物に還元される)のいずれの条件でもよい。酸化・還元がされない条件のためには、窒素、ヘリウム及びアルゴン等の不活性ガスを使用すれば良く、ニッケル含有複合金属水酸化物が酸化される条件では、酸素又は空気を使用すれば良い。また、ニッケル含有複合金属化合物が還元される条件としては、不活性ガス雰囲気下、ヒドラジン、亜硫酸ナトリウム等の還元剤を使用すれば良い。リチウム塩としては、炭酸リチウム、硝酸リチウム、酢酸リチウム、水酸化リチウム、酸化リチウムのうち何れか一つ、または、二つ以上を混合して使用することができる。
ニッケル含有複合金属化合物又はニッケル含有複合金属水酸化物の乾燥後に、適宜分級を行ってもよい。以上のリチウム化合物とニッケル含有複合金属化合物とは、リチウム化合物中のリチウムと少なくともニッケルを含む複合金属化合物中の金属元素とのモル比(Li/Me)が1を超える比率となるように混合する。
(Production process of lithium metal composite oxide)
The nickel-containing composite metal compound or nickel-containing composite metal hydroxide is dried and then mixed with a lithium salt. The drying conditions are not particularly limited. For example, the nickel-containing composite metal compound or the nickel-containing composite metal hydroxide is not oxidized or reduced (the oxide is maintained as an oxide, the hydroxide is a hydroxide). Maintained), conditions under which nickel-containing composite metal hydroxide is oxidized (hydroxide is oxidized to oxide), conditions under which nickel-containing composite metal compound is reduced (oxide is reduced to hydroxide) Any of the conditions). An inert gas such as nitrogen, helium and argon may be used for conditions where oxidation / reduction is not performed, and oxygen or air may be used for conditions where the nickel-containing composite metal hydroxide is oxidized. In addition, as a condition for reducing the nickel-containing composite metal compound, a reducing agent such as hydrazine or sodium sulfite may be used in an inert gas atmosphere. As the lithium salt, any one of lithium carbonate, lithium nitrate, lithium acetate, lithium hydroxide, and lithium oxide, or a mixture of two or more can be used.
Classification may be appropriately performed after drying the nickel-containing composite metal compound or the nickel-containing composite metal hydroxide. The lithium compound and the nickel-containing composite metal compound are mixed so that the molar ratio (Li / Me) between lithium in the lithium compound and the metal element in the composite metal compound containing at least nickel exceeds 1. .

[焼成工程]
ニッケル含有複合金属化合物及びリチウム塩の混合物を焼成することによって、リチウム−ニッケルコバルトマンガン複合酸化物が得られる。なお、焼成には、所望の組成に応じて乾燥空気、酸素雰囲気、不活性雰囲気等が用いられ、必要ならば複数の加熱工程が実施される。
[Baking process]
By firing a mixture of a nickel-containing composite metal compound and a lithium salt, a lithium-nickel cobalt manganese composite oxide is obtained. For the firing, dry air, an oxygen atmosphere, an inert atmosphere, or the like is used according to a desired composition, and a plurality of heating steps are performed if necessary.

上記ニッケル含有複合金属化合物又はニッケル含有複合金属水酸化物と、水酸化リチウム、炭酸リチウム等のリチウム化合物との焼成温度としては、特に制限はないが、充電容量の低下を防止できる観点から、300℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましく、400℃以上であることがさらに好ましい。また、特に制限はないが、Liの揮発を防止でき、目標とする組成のリチウムニッケル複合酸化物を得る観点から、1000℃以下であることが好ましく、950℃以下であることがより好ましい。
Liの揮発は焼成温度により制御することができる。
焼成温度の上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
The firing temperature of the nickel-containing composite metal compound or the nickel-containing composite metal hydroxide and a lithium compound such as lithium hydroxide or lithium carbonate is not particularly limited, but from the viewpoint of preventing a reduction in charge capacity, 300 Preferably, the temperature is higher than 350 ° C, more preferably higher than 350 ° C, and even more preferably higher than 400 ° C. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular, it is preferable that it is 1000 degrees C or less, and it is more preferable that it is 950 degrees C or less from a viewpoint which can prevent volatilization of Li and obtain the lithium nickel composite oxide of the target composition.
The volatilization of Li can be controlled by the firing temperature.
The upper limit value and the lower limit value of the firing temperature can be arbitrarily combined.

焼成時間は、昇温開始から達温して温度保持が終了するまでの合計時間を1時間以上30時間以下とすることが好ましい。合計時間が30時間以下であると、Liの揮発を防止でき、電池性能の劣化を防止できる。
合計時間が1時間以上であると、結晶の発達が良好に進行し、電池性能を向上させることができる。
なお、上記の焼成の前に、仮焼成を行うことも有効である。この様な仮焼成の温度は、300〜850℃の範囲で、1〜10時間行うことが好ましい。仮焼成を行うことにより、焼成時間を短縮することができることもある。
The firing time is preferably 1 hour or more and 30 hours or less for the total time from the start of raising the temperature to the end of temperature holding. When the total time is 30 hours or less, the volatilization of Li can be prevented and the battery performance can be prevented from deteriorating.
When the total time is 1 hour or more, the development of crystals proceeds well, and the battery performance can be improved.
In addition, it is also effective to perform temporary baking before the above baking. The temperature for such preliminary firing is preferably in the range of 300 to 850 ° C. for 1 to 10 hours. By performing the preliminary firing, the firing time may be shortened.

焼成工程を上記の条件で行うことにより、リチウムの揮発を抑制することができる。これにより、高電圧での高い電流レートにおける出力が高いリチウムニッケル複合金属酸化物を得ることができる。   By performing the firing step under the above conditions, volatilization of lithium can be suppressed. Thereby, a lithium nickel composite metal oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be obtained.

[後処理工程]
後処理工程は、前記焼成工程で得た焼成物を洗浄する洗浄工程を含み、後処理工程後に得られるリチウムニッケル複合酸化物の残留硫酸根と残留炭酸リチウムの合計が0.3質量%以下、かつナトリウムが50ppm以下となるように後処理する工程である。
[Post-processing process]
The post-treatment step includes a washing step for washing the fired product obtained in the firing step, and the total of the residual sulfate radical and the residual lithium carbonate of the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is 0.3% by mass or less, And it is the process of post-processing so that sodium may be 50 ppm or less.

[洗浄工程]
洗浄工程は、洗浄液と焼成物とを混合してスラリーを形成し、このスラリーを撹拌することによって焼成物粉末を洗浄する。その際に、洗浄液と焼成物粉末が混合したスラリーの濃度(スラリー濃度)は、特に限定されないが、Liの溶出を抑える観点から、50g/L以上に調整することが好ましく、100g/L以上に調整することがより好ましい。また、充分なハンドリング性を持たせる観点から、洗浄液と焼成物粉末が混合したスラリーの濃度(スラリー濃度)は、2000g/L以下に調整することが好ましく、1000g/L以下に調整することがより好ましい。
洗浄工程によりLiが溶出すると、リチウムニッケル複合酸化物のLi/Me、すなわちリチウムのモル比(リチウムを除く金属元素の合計量に対するリチウムのモル比)が低下するが、スラリー濃度を調整することでLi/Meの低下を制御することができる。
[Washing process]
In the washing step, the washing liquid and the fired product are mixed to form a slurry, and the slurry is stirred to wash the fired product powder. At that time, the concentration (slurry concentration) of the slurry in which the cleaning liquid and the fired powder are mixed is not particularly limited, but is preferably adjusted to 50 g / L or more from the viewpoint of suppressing Li elution, to 100 g / L or more. It is more preferable to adjust. Moreover, from the viewpoint of providing sufficient handling properties, the concentration of the slurry (slurry concentration) in which the cleaning liquid and the fired powder are mixed is preferably adjusted to 2000 g / L or less, and more preferably adjusted to 1000 g / L or less. preferable.
When Li is eluted by the washing step, Li / Me of the lithium nickel composite oxide, that is, the molar ratio of lithium (the molar ratio of lithium to the total amount of metal elements excluding lithium) is lowered, but by adjusting the slurry concentration The decrease in Li / Me can be controlled.

洗浄工程に用いる洗浄液はたとえば、水、アルカリ溶液が挙げられる。本実施形態においては水であることが好ましい。
洗浄時間は、特に限定されないが、不純物を充分に除去する観点から、1分間以上とすることが好ましく、5分間以上とすることがより好ましい。また、生産性を高める観点から、60分間以下が好ましく、30分間以下がより好ましい。
Examples of the cleaning liquid used in the cleaning process include water and an alkaline solution. In the present embodiment, water is preferable.
Although the washing time is not particularly limited, it is preferably 1 minute or more, more preferably 5 minutes or more from the viewpoint of sufficiently removing impurities. Moreover, from a viewpoint of improving productivity, 60 minutes or less are preferable and 30 minutes or less are more preferable.

洗浄工程を上記の条件で行うことにより、不純物を充分に除去することができ、かつ、スラリー中にリチウムが溶出することを抑制することができる。これにより、高電圧での高い電流レートにおける出力が高いリチウムニッケル複合金属酸化物を得ることができる。   By performing the washing step under the above conditions, impurities can be sufficiently removed and lithium can be prevented from being eluted into the slurry. Thereby, a lithium nickel composite metal oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be obtained.

本実施形態において「不純物」とは、焼成工程後のリチウムニッケル複合酸化物に含まれる粒子の表面に残存するSOなどの硫黄含有化合物(残留硫酸根)や、残留炭酸リチウム、pH制御に使用するアルカリ金属の共沈残物が残留したもの等が挙げられる。
遷移金属として硫酸塩を使用した場合には、これに起因する硫酸根が残留する場合がある。本実施形態においては、不純物としての残留硫酸根の発生源は特に限定されず、例えば硫酸塩を使用しない場合であっても、使用する各種材料に起因して、粒子表面に残留する硫黄含有化合物等も不純物に含まれるものとする。
さらに、不純物としての炭酸リチウムは、リチウム源として炭酸リチウムを使用した場合には、これに起因する残留炭酸リチウムが挙げられる。また、炭酸リチウム以外のリチウム源を使用した場合であっても、空気中の二酸化炭素と反応して生じうる炭酸リチウムも「不純物」に含まれるものとする。
In this embodiment, “impurities” are used to control sulfur-containing compounds (residual sulfate radicals) such as SO 4 remaining on the surface of particles contained in the lithium nickel composite oxide after the firing step, residual lithium carbonate, and pH control. And the like in which alkali metal coprecipitation residues remain.
When sulfate is used as the transition metal, sulfate radicals resulting from this may remain. In the present embodiment, the source of the residual sulfate radical as an impurity is not particularly limited. For example, even when a sulfate is not used, a sulfur-containing compound remaining on the particle surface due to various materials used. Etc. are also included in the impurities.
Further, as the lithium carbonate as an impurity, when lithium carbonate is used as a lithium source, residual lithium carbonate resulting from this can be mentioned. Further, even when a lithium source other than lithium carbonate is used, lithium carbonate that can be generated by reacting with carbon dioxide in the air is also included in the “impurities”.

本実施形態においては、後処理工程後に得られるリチウムニッケル複合酸化物の残留硫酸根と残留炭酸リチウムの合計が0.27質量%以下となるように後処理することが好ましく、0.24質量%以下となるように後処理することがより好ましい。
また、ナトリウムは、25ppm以下となるように後処理することが好ましく、15ppm以下となるように後処理することがより好ましい。
In the present embodiment, the post-treatment is preferably performed so that the total of the residual sulfate group and the residual lithium carbonate of the lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is 0.27% by mass or less, and 0.24% by mass. It is more preferable to carry out post-processing so that
Moreover, it is preferable to post-process sodium so that it may become 25 ppm or less, and it is more preferable to post-process so that it may become 15 ppm or less.

≪第2実施形態≫
本実施形態は、前記第1実施形態の後処理工程において、洗浄工程後にさらに乾燥工程を有する。即ち、混合工程と、焼成工程と、後処理工程(洗浄工程と、乾燥工程)とをこの順で有する。乾燥工程のリチウムニッケル複合酸化物を乾燥する温度や方法は特に限定されないが、乾燥温度は、充分に水分を除去する観点から、30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることがさらに好ましい。また、表面に異相が形成するのを防止する観点から、300℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましく、200℃以下であることがさらに好ましい。
<< Second Embodiment >>
The present embodiment further includes a drying step after the cleaning step in the post-processing step of the first embodiment. That is, it has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (cleaning process and drying process) in this order. The temperature and method for drying the lithium nickel composite oxide in the drying step are not particularly limited, but the drying temperature is preferably 30 ° C. or higher and more preferably 40 ° C. or higher from the viewpoint of sufficiently removing moisture. Preferably, it is 50 ° C. or higher. Further, from the viewpoint of preventing the formation of a heterogeneous phase on the surface, it is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower, and further preferably 200 ° C. or lower.

≪第3実施形態≫
本実施形態は、前記第1実施形態の後処理工程において、洗浄工程後にさらに再焼成工程を有する。即ち、混合工程と、焼成工程と、後処理工程(洗浄工程と、再焼成工程)と、をこの順で有する。本実施形態における混合工程と、焼成工程と、洗浄工程に関する説明は、前記第1実施形態における説明と同様である。
«Third embodiment»
The present embodiment further includes a re-baking step after the cleaning step in the post-processing step of the first embodiment. That is, it has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (cleaning process and re-baking process) in this order. The description regarding the mixing step, the firing step, and the cleaning step in the present embodiment is the same as the description in the first embodiment.

[再焼成工程]
リチウムニッケル複合酸化物の再焼成工程の焼成温度としては、特に制限はないが、充電容量の低下を防止できる観点から、300℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましく、400℃以上であることがさらに好ましい。また、特に制限はないが、Liの揮発を防止でき、目標とする組成のリチウムニッケル複合酸化物を得る観点から、1000℃以下であることが好ましく、950℃以下であることがより好ましい。
Liの揮発は焼成温度により制御することができる。
焼成温度の上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
[Refiring process]
The firing temperature in the re-firing step of the lithium nickel composite oxide is not particularly limited, but is preferably 300 ° C. or higher, more preferably 350 ° C. or higher, from the viewpoint of preventing a reduction in charge capacity. More preferably, it is 400 ° C. or higher. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular, it is preferable that it is 1000 degrees C or less, and it is more preferable that it is 950 degrees C or less from a viewpoint which can prevent volatilization of Li and obtain the lithium nickel composite oxide of the target composition.
The volatilization of Li can be controlled by the firing temperature.
The upper limit value and the lower limit value of the firing temperature can be arbitrarily combined.

再焼成時間は、昇温開始から達温して温度保持が終了するまでの合計時間を1時間以上30時間以下とすることが好ましい。合計時間が30時間以下であると、Liの揮発を防止でき、電池性能の劣化を防止できる。
合計時間が1時間以上であると、結晶の発達が良好に進行し、電池性能を向上させることができる。
なお、上記の焼成の前に、仮焼成を行うことも有効である。この様な仮焼成の温度は、300〜850℃の範囲で、1〜10時間行うことが好ましい。
The re-baking time is preferably 1 hour or more and 30 hours or less for the total time from the start of raising the temperature to the end of temperature holding. When the total time is 30 hours or less, the volatilization of Li can be prevented and the battery performance can be prevented from deteriorating.
When the total time is 1 hour or more, the development of crystals proceeds well, and the battery performance can be improved.
In addition, it is also effective to perform temporary baking before the above baking. The temperature for such preliminary firing is preferably in the range of 300 to 850 ° C. for 1 to 10 hours.

また、再焼成工程を上記の条件で行うことにより、不純物を低減することができる。   Moreover, impurities can be reduced by performing the re-baking step under the above conditions.

洗浄工程と、再焼成工程と、を有する後処理工程では、洗浄工程と、再焼成工程とを前記の条件で行うことにより、不純物を充分に除去することができ、かつ、洗浄工程においてスラリー中にリチウムが溶出することを抑制することができる。これにより、高電圧での高い電流レートにおける出力が高いリチウムニッケル複合金属酸化物を得ることができる。   In the post-treatment process having a washing process and a re-baking process, impurities can be sufficiently removed by performing the washing process and the re-baking process under the above-described conditions, and in the slurry in the washing process. Lithium can be prevented from eluting. Thereby, a lithium nickel composite metal oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be obtained.

≪第4実施形態≫
本実施形態は、前記第2実施形態の後処理工程において、乾燥工程後にさらに再焼成工程を有する。即ち、第4実施形態は混合工程と、焼成工程と、後処理工程(洗浄工程と、乾燥工程と、再焼成工程)とをこの順で有する。
本実施形態における混合工程と、焼成工程と、洗浄工程と、乾燥工程と、再焼成工程に関する説明は、前記実施形態における説明と同様である。
<< Fourth Embodiment >>
The present embodiment further includes a refiring step after the drying step in the post-processing step of the second embodiment. That is, 4th Embodiment has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (a washing | cleaning process, a drying process, and a rebaking process) in this order.
The description regarding the mixing process, baking process, washing process, drying process, and re-baking process in the present embodiment is the same as the description in the above-described embodiment.

≪第5実施形態≫
本実施形態は、前記第1実施形態の後処理工程において、洗浄工程後にさらに被覆工程を有する。即ち、混合工程と、焼成工程と、後処理工程(洗浄工程と、被覆工程)とをこの順で有する。本実施形態における混合工程と、焼成工程と、洗浄工程に関する説明は、前記第1実施形態における説明と同様である。
«Fifth embodiment»
The present embodiment further includes a coating step after the cleaning step in the post-processing step of the first embodiment. That is, it has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (cleaning process and coating process) in this order. The description regarding the mixing step, the firing step, and the cleaning step in the present embodiment is the same as the description in the first embodiment.

[被覆工程]
被覆材原料及びリチウムニッケル複合金属酸化物を混合して、必要に応じて熱処理することによりリチウムニッケル複合金属酸化物の二次粒子の表面に被覆層を形成し、リチウム二次電池用正極活物質が得られる。
被覆材原料は、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩またはアルコキシドを用いることができ、酸化物であることが好ましい。
被覆材原料がリチウムニッケル複合金属酸化物の表面により効率的に被覆されるため、被覆材原料はリチウムニッケル複合金属酸化物の二次粒子に比べて微粒であることが好ましい。具体的には、被覆材原料の平均二次粒子径は、1μm以下であることが好ましく、0.1μm以下であることがより好ましい。
[Coating process]
A cathode active material for a lithium secondary battery is formed by mixing a coating material raw material and a lithium nickel composite metal oxide and forming a coating layer on the surface of secondary particles of the lithium nickel composite metal oxide by heat treatment as necessary. Is obtained.
As the coating material raw material, oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, halides, oxalates or alkoxides can be used, and oxides are preferable.
Since the coating material raw material is efficiently coated on the surface of the lithium nickel composite metal oxide, the coating material raw material is preferably finer than the secondary particles of the lithium nickel composite metal oxide. Specifically, the average secondary particle diameter of the coating material is preferably 1 μm or less, and more preferably 0.1 μm or less.

被覆材原料及びリチウムニッケル複合金属酸化物の混合は、リチウムニッケル複合金属酸化物製造時における混合と同様にして行えばよい。攪拌翼を内部に備えた粉体混合機を用いて混合する方法など、ボールなどの混合メディアを備えず、強い粉砕を伴わない混合装置を用いて混合する方法が好ましい。また、混合後に水を含有する雰囲気中において、保持させることによって被覆層をリチウムニッケル複合金属酸化物の表面により強固に付着させることができる。   The mixing of the coating material raw material and the lithium nickel composite metal oxide may be performed in the same manner as the mixing at the time of producing the lithium nickel composite metal oxide. A method of mixing using a mixing apparatus that does not include mixing media such as balls and does not involve strong pulverization, such as a method of mixing using a powder mixer equipped with a stirring blade inside, is preferable. Further, the coating layer can be more firmly attached to the surface of the lithium nickel composite metal oxide by being held in an atmosphere containing water after mixing.

被覆材原料及びリチウムニッケル複合金属酸化物の混合後に必要に応じて行う熱処理における熱処理条件(温度、保持時間)は、被覆材原料の種類に応じて、異なる場合がある。熱処理温度は、300〜850℃の範囲に設定することが好ましく、前記リチウムニッケル複合金属酸化物の焼成温度以下の温度であることが好ましい。リチウムニッケル複合金属酸化物焼成温度よりも高い温度であると、被覆材原料がリチウムニッケル複合金属酸化物と固溶し、被覆層が形成されない場合がある。熱処理における保持時間は、焼成時の保持時間より短く設定することが好ましい。熱処理における雰囲気としては、前記焼成と同様の雰囲気ガスが挙げられる。   The heat treatment conditions (temperature, holding time) in the heat treatment performed as necessary after mixing the coating material and the lithium nickel composite metal oxide may differ depending on the type of the coating material. The heat treatment temperature is preferably set in the range of 300 to 850 ° C., and is preferably a temperature equal to or lower than the firing temperature of the lithium nickel composite metal oxide. When the temperature is higher than the firing temperature of the lithium nickel composite metal oxide, the coating material raw material may be dissolved in the lithium nickel composite metal oxide and the coating layer may not be formed. The holding time in the heat treatment is preferably set shorter than the holding time at the time of firing. As an atmosphere in the heat treatment, an atmosphere gas similar to that in the above-described firing can be given.

また、熱処理を上記の条件で行うことにより、不純物を低減することができる。   Further, impurities can be reduced by performing the heat treatment under the above conditions.

スパッタリング、CVD、蒸着などの手法を用いることにより、リチウムニッケル複合金属酸化物の表面に、被覆層を形成させて、リチウム二次電池用正極活物質を得ることもできる。   By using a technique such as sputtering, CVD, or vapor deposition, a positive electrode active material for a lithium secondary battery can be obtained by forming a coating layer on the surface of the lithium nickel composite metal oxide.

また、前記(リチウムニッケル複合金属酸化物)とリチウム塩と被覆材原料を混合・焼成することによりリチウム二次電池用正極活物質を得られる場合もある。   Moreover, the positive electrode active material for lithium secondary batteries may be obtained by mixing and baking the said (lithium nickel composite metal oxide), lithium salt, and coating | covering material raw material.

洗浄工程と、被覆工程と、を有する後処理工程では、洗浄工程と、被覆工程とを前記の条件で行うことにより、不純物を充分に除去することができ、かつ、洗浄工程においてスラリー中にリチウムが溶出することを抑制することができる。これにより、高電圧での高い電流レートにおける出力が高いリチウムニッケル複合金属酸化物を得ることができる。   In the post-treatment process having the cleaning process and the coating process, the impurities can be sufficiently removed by performing the cleaning process and the coating process under the above-described conditions, and lithium is contained in the slurry in the cleaning process. Elution can be suppressed. Thereby, a lithium nickel composite metal oxide having a high output at a high current rate at a high voltage can be obtained.

≪第6実施形態≫
本実施形態は、前記第2実施形態の後処理工程において、乾燥工程後にさらに被覆工程を有する。即ち、第6実施形態は混合工程と、焼成工程と、後処理工程(洗浄工程と、乾燥工程と、被覆工程)とをこの順で有する。本実施形態における混合工程と、焼成工程と、洗浄工程と、乾燥工程と、被覆工程に関する説明は、前記実施形態における説明と同様である。
<< Sixth Embodiment >>
The present embodiment further includes a coating step after the drying step in the post-processing step of the second embodiment. That is, 6th Embodiment has a mixing process, a baking process, and a post-processing process (a washing process, a drying process, and a coating process) in this order. The description regarding the mixing process, the baking process, the cleaning process, the drying process, and the coating process in the present embodiment is the same as the description in the above embodiment.

前記第4実施形態、及び第6実施形態の後処理工程は、乾燥工程後に得られるリチウムニッケル複合酸化物の残留硫酸根と残留炭酸リチウムの合計が0.6質量%以下、かつナトリウムが50ppm以下となるように処理する工程である。   In the post-treatment step of the fourth embodiment and the sixth embodiment, the total of residual sulfate radical and residual lithium carbonate of the lithium nickel composite oxide obtained after the drying step is 0.6 mass% or less, and sodium is 50 ppm or less. It is the process of processing to become.

本発明においては、前記第2実施形態から第6実施形態が好ましく、第4実施形態から第6実施形態がより好ましく、第4実施形態又は第6実施形態が特に好ましい。   In the present invention, the second embodiment to the sixth embodiment are preferable, the fourth embodiment to the sixth embodiment are more preferable, and the fourth embodiment or the sixth embodiment is particularly preferable.

<リチウムニッケル複合酸化物>
上記本発明のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法により製造されるリチウムニッケル複合酸化物は、一般式(I)で表される。
Li[Li(Ni(1−y−z−w)CoMn1−x]O ・・・(I)
(式(I)中、0<x≦0.2、0<y≦0.5、0<z≦0.8、0≦w≦0.1、y+z+w<1、MはFe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga及びVからなる群より選択される1種以上の金属を表す。)
<Lithium nickel composite oxide>
The lithium nickel composite oxide produced by the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present invention is represented by the general formula (I).
Li [Li x (Ni (1 -y-z-w) Co y Mn z M w) 1-x] O 2 ··· (I)
(In formula (I), 0 <x ≦ 0.2, 0 <y ≦ 0.5, 0 <z ≦ 0.8, 0 ≦ w ≦ 0.1, y + z + w <1, M is Fe, Cu, Ti Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga, and V represent one or more metals selected from the group consisting of V.)

初回クーロン効率がより高いリチウム二次電池を得る観点から、一般式(I)におけるxは0.005以上であることがより好ましく、0.01以上であることが特に好ましい。また、容量維持率がより高いリチウム二次電池を得る観点から、前記一般式(I)におけるxは0.15以下であることが好ましく、0.12以下であることがより好ましく、0.09以下であることが特に好ましい。xを上記の範囲とすることで、初回クーロン効率が高く、かつ容量維持率の高いリチウム二次電池を得ることができる。xが0以下となると、容量が低下する可能性がある。
xの上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery with higher initial Coulomb efficiency, x in the general formula (I) is more preferably 0.005 or more, and particularly preferably 0.01 or more. Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having a higher capacity retention rate, x in the general formula (I) is preferably 0.15 or less, more preferably 0.12 or less, and 0.09. It is particularly preferred that By setting x in the above range, a lithium secondary battery having high initial coulomb efficiency and high capacity retention can be obtained. When x is 0 or less, the capacity may decrease.
The upper limit value and the lower limit value of x can be arbitrarily combined.

また、サイクル特性が高いリチウム二次電池を得る観点から、前記一般式(I)におけるyは0.005以上であることが好ましく、0.01以上であることがより好ましく、0.05以上であることが特に好ましい。また、熱的安定性が高いリチウム二次電池を得る観点から、前記一般式(I)におけるyは0.4以下であることが好ましく、0.35以下であることがより好ましく、0.33以下であることが特に好ましい。
yの上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high cycle characteristics, y in the general formula (I) is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and 0.05 or more. It is particularly preferred. Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high thermal stability, y in the general formula (I) is preferably 0.4 or less, more preferably 0.35 or less, and 0.33. It is particularly preferred that
The upper limit value and the lower limit value of y can be arbitrarily combined.

また、サイクル特性が高いリチウム二次電池を得る観点から、前記一般式(I)におけるzは0.005以上であることが好ましく、0.01以上であることがより好ましく、0.015以上であることが特に好ましい。また、高温(例えば60℃環境下)での保存特性が高いリチウム二次電池を得る観点から、前記一般式(I)におけるzは0.4以下であることが好ましく、0.38以下であることがより好ましく、0.35以下であることが特に好ましい。
zの上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high cycle characteristics, z in the general formula (I) is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and 0.015 or more. It is particularly preferred. Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high storage characteristics at a high temperature (for example, in an environment of 60 ° C.), z in the general formula (I) is preferably 0.4 or less, and 0.38 or less. Is more preferable, and it is especially preferable that it is 0.35 or less.
The upper limit value and lower limit value of z can be arbitrarily combined.

また、前記一般式(I)におけるwは0を超えることが好ましく、0.0005以上であることがより好ましく、0.001以上であることが特に好ましい。前記一般式(I)におけるwは0.09以下であることが好ましく、0.08以下であることがより好ましく、0.07以下であることが特に好ましい。
wの上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
In the general formula (I), w is preferably more than 0, more preferably 0.0005 or more, and particularly preferably 0.001 or more. In the general formula (I), w is preferably 0.09 or less, more preferably 0.08 or less, and particularly preferably 0.07 or less.
The upper limit value and the lower limit value of w can be arbitrarily combined.

前記一般式(I)において、y+z+w≦0.3であることが好ましい。   In the general formula (I), it is preferable that y + z + w ≦ 0.3.

前記一般式(I)におけるMはFe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga及びVからなる群より選択される1種以上の金属を表す。   M in the general formula (I) represents one or more metals selected from the group consisting of Fe, Cu, Ti, Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga and V. .

また、サイクル特性が高いリチウム二次電池を得る観点から、一般式(I)におけるMは、Ti、Mg、Al、W、B、Zrからなる群より選択される1種以上であることが好ましく、熱的安定性が高いリチウム二次電池を得る観点からは、Al、W、B、Zrからなる群より選択される1種以上であることが好ましい。   Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high cycle characteristics, M in the general formula (I) is preferably at least one selected from the group consisting of Ti, Mg, Al, W, B, and Zr. From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery with high thermal stability, it is preferably at least one selected from the group consisting of Al, W, B, and Zr.

上記本発明のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法により製造されるリチウムニッケル複合酸化物は、被覆層を有していてもよい。
被覆層は、LiとMとの金属複合酸化物を含む。Mは、Al、Ti、Zr、Wから選ばれる1種以上であり、Alであることが好ましい。更に、被覆層がアルミン酸リチウムであることが好ましく、α―アルミン酸リチウムであることがより好ましい。
本実施形態において、被覆層は、Mn、Fe、Co、及びNiからなる群から選ばれる1種以上の金属を含んでいてもよい。
本実施形態において、被覆層の組成の確認は、二次粒子断面のSTEM-EDX元素ライン分析、誘導結合プラズマ発光分析、電子線マイクロアナライザ分析などを用いることで行うことができる。被覆層の結晶構造の確認は、粉末X線回折や、電子線回折を用いて行うことができる。
The lithium nickel composite oxide produced by the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present invention may have a coating layer.
Coating layer comprises a metal composite oxide of Li and M 2. M 2 is at least one selected from Al, Ti, Zr, and W, and is preferably Al. Furthermore, the coating layer is preferably lithium aluminate, more preferably α-lithium aluminate.
In the present embodiment, the coating layer may contain one or more metals selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, and Ni.
In this embodiment, the composition of the coating layer can be confirmed by using STEM-EDX element line analysis, inductively coupled plasma emission analysis, electron beam microanalyzer analysis, etc. of the secondary particle cross section. The crystal structure of the coating layer can be confirmed using powder X-ray diffraction or electron beam diffraction.

(層状構造)
リチウムニッケル複合酸化物の結晶構造は、層状構造であり、六方晶型の結晶構造又は単斜晶型の結晶構造であることがより好ましい。
(Layered structure)
The crystal structure of the lithium nickel composite oxide is a layered structure, and more preferably a hexagonal crystal structure or a monoclinic crystal structure.

六方晶型の結晶構造は、P3、P3、P3、R3、P−3、R−3、P312、P321、P312、P321、P312、P321、R32、P3m1、P31m、P3c1、P31c、R3m、R3c、P−31m、P−31c、P−3m1、P−3c1、R−3m、R−3c、P6、P6、P6、P6、P6、P6、P−6、P6/m、P6/m、P622、P622、P622、P622、P622、P622、P6mm、P6cc、P6cm、P6mc、P−6m2、P−6c2、P−62m、P−62c、P6/mmm、P6/mcc、P6/mcm、P6/mmcからなる群から選ばれるいずれか一つの空間群に帰属される。 The hexagonal crystal structures are P3, P3 1 , P3 2 , R3, P-3, R-3, P312, P321, P3 1 12, P3 1 21, P3 2 12, P3 2 21, R32, P3m1, P31m, P3c1, P31c, R3m, R3c, P-31m, P-31c, P-3m1, P-3c1, R-3m, R-3c, P6, P6 1 , P6 5 , P6 2 , P6 4 , P6 3 , P-6, P6 / m, P6 3 / m, P622, P6 1 22, P6 5 22, P6 2 22, P6 4 22, P6 3 22, P6 mm, P6 cc, P6 3 cm, P6 3 mc, P- It belongs to any one space group selected from the group consisting of 6m2, P-6c2, P-62m, P-62c, P6 / mmm, P6 / mcc, P6 3 / mcm, and P6 3 / mmc.

また、単斜晶型の結晶構造は、P2、P2、C2、Pm、Pc、Cm、Cc、P2/m、P2/m、C2/m、P2/c、P2/c、C2/cからなる群から選ばれるいずれか一つの空間群に帰属される。 The monoclinic crystal structure is P2, P2 1 , C2, Pm, Pc, Cm, Cc, P2 / m, P2 1 / m, C2 / m, P2 / c, P2 1 / c, C2 / It belongs to any one space group selected from the group consisting of c.

これらのうち、放電容量が高いリチウム二次電池を得る観点から、結晶構造は、空間群R−3mに帰属される六方晶型の結晶構造、又はC2/mに帰属される単斜晶型の結晶構造であることが特に好ましい。   Among these, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having a high discharge capacity, the crystal structure is a hexagonal crystal structure belonging to the space group R-3m, or a monoclinic crystal belonging to C2 / m. A crystal structure is particularly preferred.

本発明に用いるリチウム化合物は、前記(1)式を満たすものであれば特に限定されず、炭酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸リチウム、酢酸リチウム、水酸化リチウム、酸化リチウム、塩化リチウム、フッ化リチウムのうち何れか一つ、又は、二つ以上を混合して使用することができる。これらの中では、水酸化リチウム及び炭酸リチウムのいずれか一方又は両方が好ましい。
リチウム二次電池用正極活物質のハンドリング性を高める観点から、リチウム金属複合酸化物粉末に含まれる炭酸リチウム成分は0.4質量%以下であることが好ましく、0.39質量%以下であることがより好ましく、0.38質量%以下であることが特に好ましい。
また、リチウム二次電池用正極活物質のハンドリング性を高める観点から、リチウム金属複合酸化物粉末に含まれる水酸化リチウム成分は0.4質量%以下であることが好ましく、0.39質量%以下であることがより好ましく、0.38質量%以下であることが特に好ましい。
The lithium compound used in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the above formula (1), and is lithium carbonate, lithium nitrate, lithium sulfate, lithium acetate, lithium hydroxide, lithium oxide, lithium chloride, or lithium fluoride. Any one of them or a mixture of two or more can be used. In these, any one or both of lithium hydroxide and lithium carbonate are preferable.
From the viewpoint of improving the handleability of the positive electrode active material for a lithium secondary battery, the lithium carbonate component contained in the lithium metal composite oxide powder is preferably 0.4% by mass or less, and 0.39% by mass or less. Is more preferable, and it is especially preferable that it is 0.38 mass% or less.
In addition, from the viewpoint of improving the handleability of the positive electrode active material for a lithium secondary battery, the lithium hydroxide component contained in the lithium metal composite oxide powder is preferably 0.4% by mass or less, and 0.39% by mass or less. It is more preferable that it is 0.38 mass% or less.

<リチウム二次電池>
次いで、リチウム二次電池の構成を説明しながら、本発明のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法により製造されるリチウムニッケル複合酸化物を用いたリチウム二次電池用正極活物質を、リチウム二次電池の正極活物質として用いた正極、およびこの正極を有するリチウム二次電池について説明する。
<Lithium secondary battery>
Next, while explaining the configuration of the lithium secondary battery, a positive electrode active material for a lithium secondary battery using the lithium nickel composite oxide produced by the method for producing a lithium nickel composite oxide of the present invention is used as the lithium secondary battery. A positive electrode used as a positive electrode active material and a lithium secondary battery having the positive electrode will be described.

本実施形態のリチウム二次電池の一例は、正極および負極、正極と負極との間に挟持されるセパレータ、正極と負極との間に配置される電解液を有する。   An example of the lithium secondary battery of the present embodiment includes a positive electrode and a negative electrode, a separator sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte solution disposed between the positive electrode and the negative electrode.

図1は、本実施形態のリチウム二次電池の一例を示す模式図である。本実施形態の円筒型のリチウム二次電池10は、次のようにして製造する。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the lithium secondary battery of the present embodiment. The cylindrical lithium secondary battery 10 of this embodiment is manufactured as follows.

まず、図1(a)に示すように、帯状を呈する一対のセパレータ1、一端に正極リード21を有する帯状の正極2、および一端に負極リード31を有する帯状の負極3を、セパレータ1、正極2、セパレータ1、負極3の順に積層し、巻回することにより電極群4とする。   First, as shown in FIG. 1 (a), a pair of separators 1 having a strip shape, a strip-like positive electrode 2 having a positive electrode lead 21 at one end, and a strip-like negative electrode 3 having a negative electrode lead 31 at one end, 2, separator 1, and negative electrode 3 are laminated in this order and wound to form electrode group 4.

次いで、図1(b)に示すように、電池缶5に電極群4および不図示のインシュレーターを収容した後、缶底を封止し、電極群4に電解液6を含浸させ、正極2と負極3との間に電解質を配置する。さらに、電池缶5の上部をトップインシュレーター7および封口体8で封止することで、リチウム二次電池10を製造することができる。   Next, as shown in FIG. 1B, after the electrode group 4 and an insulator (not shown) are accommodated in the battery can 5, the bottom of the can is sealed, and the electrode group 4 is impregnated with the electrolytic solution 6, An electrolyte is disposed between the negative electrode 3 and the negative electrode 3. Furthermore, the lithium secondary battery 10 can be manufactured by sealing the upper part of the battery can 5 with the top insulator 7 and the sealing body 8.

電極群4の形状としては、例えば、電極群4を巻回の軸に対して垂直方向に切断したときの断面形状が、円、楕円、長方形、角を丸めた長方形となるような柱状の形状を挙げることができる。   As the shape of the electrode group 4, for example, a columnar shape in which the cross-sectional shape when the electrode group 4 is cut in a direction perpendicular to the winding axis is a circle, an ellipse, a rectangle, or a rectangle with rounded corners. Can be mentioned.

また、このような電極群4を有するリチウム二次電池の形状としては、国際電気標準会議(IEC)が定めた電池に対する規格であるIEC60086、又はJIS C 8500で定められる形状を採用することができる。例えば、円筒型、角型などの形状を挙げることができる。   Moreover, as a shape of the lithium secondary battery having such an electrode group 4, a shape defined by IEC 60086 or JIS C 8500, which is a standard for a battery defined by the International Electrotechnical Commission (IEC), can be adopted. . For example, cylindrical shape, square shape, etc. can be mentioned.

さらに、リチウム二次電池は、上記巻回型の構成に限らず、正極、セパレータ、負極、セパレータの積層構造を繰り返し重ねた積層型の構成であってもよい。積層型のリチウム二次電池としては、いわゆるコイン型電池、ボタン型電池、ペーパー型(又はシート型)電池を例示することができる。   Furthermore, the lithium secondary battery is not limited to the above-described wound type configuration, and may have a stacked type configuration in which a stacked structure of a positive electrode, a separator, a negative electrode, and a separator is repeatedly stacked. Examples of the stacked lithium secondary battery include so-called coin-type batteries, button-type batteries, and paper-type (or sheet-type) batteries.

以下、各構成について順に説明する。
(正極)
本実施形態の正極は、まず正極活物質、導電材およびバインダーを含む正極合剤を調整し、正極合剤を正極集電体に担持させることで製造することができる。
Hereafter, each structure is demonstrated in order.
(Positive electrode)
The positive electrode of the present embodiment can be produced by first adjusting a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive material and a binder, and supporting the positive electrode mixture on a positive electrode current collector.

(導電材)
本実施形態の正極が有する導電材としては、炭素材料を用いることができる。炭素材料として黒鉛粉末、カーボンブラック(例えばアセチレンブラック)、繊維状炭素材料などを挙げることができる。カーボンブラックは、微粒で表面積が大きいため、少量を正極合剤中に添加することにより正極内部の導電性を高め、充放電効率および出力特性を向上させることができるが、多く入れすぎるとバインダーによる正極合剤と正極集電体との結着力、および正極合剤内部の結着力がいずれも低下し、かえって内部抵抗を増加させる原因となる。
(Conductive material)
As the conductive material included in the positive electrode of the present embodiment, a carbon material can be used. Examples of the carbon material include graphite powder, carbon black (for example, acetylene black), and a fibrous carbon material. Since carbon black is fine and has a large surface area, adding a small amount to the positive electrode mixture can improve the conductivity inside the positive electrode and improve the charge / discharge efficiency and output characteristics. Both the binding force between the positive electrode mixture and the positive electrode current collector and the binding force inside the positive electrode mixture are reduced, which causes an increase in internal resistance.

正極合剤中の導電材の割合は、正極活物質100質量部に対して5質量部以上20質量部以下であると好ましい。導電材として黒鉛化炭素繊維、カーボンナノチューブなどの繊維状炭素材料を用いる場合には、この割合を下げることも可能である。   The proportion of the conductive material in the positive electrode mixture is preferably 5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material. When a fibrous carbon material such as graphitized carbon fiber or carbon nanotube is used as the conductive material, this ratio can be lowered.

(バインダー)
本実施形態の正極が有するバインダーとしては、熱可塑性樹脂を用いることができる。この熱可塑性樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン(以下、PVdFということがある。)、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEということがある。)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン・フッ化ビニリデン系共重合体、六フッ化プロピレン・フッ化ビニリデン系共重合体、四フッ化エチレン・パーフルオロビニルエーテル系共重合体などのフッ素樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂;を挙げることができる。
(binder)
As the binder included in the positive electrode of the present embodiment, a thermoplastic resin can be used. Examples of the thermoplastic resin include polyvinylidene fluoride (hereinafter sometimes referred to as PVdF), polytetrafluoroethylene (hereinafter sometimes referred to as PTFE), tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, and vinylidene fluoride. And fluororesins such as copolymers, propylene hexafluoride / vinylidene fluoride copolymers, tetrafluoroethylene / perfluorovinyl ether copolymers; polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene.

これらの熱可塑性樹脂は、2種以上を混合して用いてもよい。バインダーとしてフッ素樹脂およびポリオレフィン樹脂を用い、正極合剤全体に対するフッ素樹脂の割合を1質量%以上10質量%以下、ポリオレフィン樹脂の割合を0.1質量%以上2質量%以下とすることによって、正極集電体との密着力および正極合剤内部の結合力がいずれも高い正極合剤を得ることができる。   These thermoplastic resins may be used as a mixture of two or more. By using a fluororesin and a polyolefin resin as a binder, the ratio of the fluororesin to the whole positive electrode mixture is 1% by mass or more and 10% by mass or less, and the ratio of the polyolefin resin is 0.1% by mass or more and 2% by mass or less. A positive electrode mixture having both high adhesion to the current collector and high bonding strength inside the positive electrode mixture can be obtained.

(正極集電体)
本実施形態の正極が有する正極集電体としては、Al、Ni、ステンレスなどの金属材料を形成材料とする帯状の部材を用いることができる。なかでも、加工しやすく、安価であるという点でAlを形成材料とし、薄膜状に加工したものが好ましい。
(Positive electrode current collector)
As the positive electrode current collector included in the positive electrode of the present embodiment, a band-shaped member made of a metal material such as Al, Ni, and stainless steel can be used. Among these, a material that is made of Al and formed into a thin film is preferable because it is easy to process and inexpensive.

正極集電体に正極合剤を担持させる方法としては、正極合剤を正極集電体上で加圧成型する方法が挙げられる。また、有機溶媒を用いて正極合剤をペースト化し、得られる正極合剤のペーストを正極集電体の少なくとも一面側に塗布して乾燥させ、プレスし固着することで、正極集電体に正極合剤を担持させてもよい。   Examples of the method of supporting the positive electrode mixture on the positive electrode current collector include a method of pressure-molding the positive electrode mixture on the positive electrode current collector. Also, the positive electrode mixture is made into a paste using an organic solvent, and the resulting positive electrode mixture paste is applied to at least one surface side of the positive electrode current collector, dried, pressed and fixed, whereby the positive electrode current collector is bonded to the positive electrode current collector. A mixture may be supported.

正極合剤をペースト化する場合、用いることができる有機溶媒としては、N,N―ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチレントリアミンなどのアミン系溶媒;テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒;メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒;酢酸メチルなどのエステル系溶媒;ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPということがある。)などのアミド系溶媒;が挙げられる。   When the positive electrode mixture is made into a paste, usable organic solvents include amine solvents such as N, N-dimethylaminopropylamine and diethylenetriamine; ether solvents such as tetrahydrofuran; ketone solvents such as methyl ethyl ketone; methyl acetate And amide solvents such as dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter sometimes referred to as NMP).

正極合剤のペーストを正極集電体へ塗布する方法としては、例えば、スリットダイ塗工法、スクリーン塗工法、カーテン塗工法、ナイフ塗工法、グラビア塗工法および静電スプレー法が挙げられる。   Examples of the method of applying the positive electrode mixture paste to the positive electrode current collector include a slit die coating method, a screen coating method, a curtain coating method, a knife coating method, a gravure coating method, and an electrostatic spray method.

以上に挙げられた方法により、正極を製造することができる。
(負極)
本実施形態のリチウム二次電池が有する負極は、正極よりも低い電位でリチウムイオンのドープかつ脱ドープが可能であればよく、負極活物質を含む負極合剤が負極集電体に担持されてなる電極、および負極活物質単独からなる電極を挙げることができる。
A positive electrode can be manufactured by the method mentioned above.
(Negative electrode)
The negative electrode included in the lithium secondary battery of this embodiment is only required to be able to dope and dedope lithium ions at a lower potential than the positive electrode, and the negative electrode mixture containing the negative electrode active material is supported on the negative electrode current collector. And an electrode made of a negative electrode active material alone.

(負極活物質)
負極が有する負極活物質としては、炭素材料、カルコゲン化合物(酸化物、硫化物など)、窒化物、金属又は合金で、正極よりも低い電位でリチウムイオンのドープかつ脱ドープが可能な材料が挙げられる。
(Negative electrode active material)
Examples of the negative electrode active material possessed by the negative electrode include carbon materials, chalcogen compounds (oxides, sulfides, etc.), nitrides, metals, and alloys that can be doped and dedoped with lithium ions at a lower potential than the positive electrode. It is done.

負極活物質として使用可能な炭素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛などの黒鉛、コークス類、カーボンブラック、熱分解炭素類、炭素繊維および有機高分子化合物焼成体を挙げることができる。   Examples of carbon materials that can be used as the negative electrode active material include graphites such as natural graphite and artificial graphite, cokes, carbon black, pyrolytic carbons, carbon fibers, and organic polymer compound fired bodies.

負極活物質として使用可能な酸化物としては、SiO、SiOなど式SiO(ここで、xは正の実数)で表されるケイ素の酸化物;TiO、TiOなど式TiO(ここで、xは正の実数)で表されるチタンの酸化物;V、VOなど式VO(ここで、xは正の実数)で表されるバナジウムの酸化物;Fe、Fe、FeOなど式FeO(ここで、xは正の実数)で表される鉄の酸化物;SnO、SnOなど式SnO(ここで、xは正の実数)で表されるスズの酸化物;WO、WOなど一般式WO(ここで、xは正の実数)で表されるタングステンの酸化物;LiTi12、LiVOなどのリチウムとチタン又はバナジウムとを含有する金属複合酸化物;を挙げることができる。 The oxide can be used as an anode active material, (wherein, x represents a positive real number) SiO 2, SiO, etc. formula SiO x oxides of silicon represented by; TiO 2, TiO, etc. formula TiO x (wherein , X is a positive real number); oxide of titanium represented by formula VO x (where x is a positive real number) such as V 2 O 5 and VO 2 ; Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , FeO, etc. Iron oxide represented by the formula FeO x (where x is a positive real number); SnO 2 , SnO, etc. represented by the formula SnO x (where x is a positive real number) Oxide of tin; tungsten oxide represented by general formula WO x (where x is a positive real number) such as WO 3 and WO 2 ; lithium and titanium such as Li 4 Ti 5 O 12 and LiVO 2 Or a metal composite oxide containing vanadium. It is possible.

負極活物質として使用可能な硫化物としては、Ti、TiS、TiSなど式TiS(ここで、xは正の実数)で表されるチタンの硫化物;V、VS2、VSなど式VS(ここで、xは正の実数)で表されるバナジウムの硫化物;Fe、FeS、FeSなど式FeS(ここで、xは正の実数)で表される鉄の硫化物;Mo、MoSなど式MoS(ここで、xは正の実数)で表されるモリブデンの硫化物;SnS2、SnSなど式SnS(ここで、xは正の実数)で表されるスズの硫化物;WSなど式WS(ここで、xは正の実数)で表されるタングステンの硫化物;Sbなど式SbS(ここで、xは正の実数)で表されるアンチモンの硫化物;Se、SeS、SeSなど式SeS(ここで、xは正の実数)で表されるセレンの硫化物;を挙げることができる。 Examples of sulfides that can be used as the negative electrode active material include titanium sulfides represented by the formula TiS x (where x is a positive real number) such as Ti 2 S 3 , TiS 2 , and TiS; V 3 S 4 , VS 2, VS and other vanadium sulfides represented by the formula VS x (where x is a positive real number); Fe 3 S 4 , FeS 2 , FeS and other formulas FeS x (where x is a positive real number) Iron sulfide represented; Mo 2 S 3 , MoS 2 and the like MoS x (where x is a positive real number) Molybdenum sulfide; SnS 2, SnS and other formula SnS x (where, a sulfide of tin represented by x is a positive real number; a sulfide of tungsten represented by a formula WS x (where x is a positive real number) such as WS 2 ; a formula SbS x such as Sb 2 S 3 (here And x is a positive real number) antimony sulfide; Se 5 S 3 , selenium sulfide represented by the formula SeS x (where x is a positive real number) such as SeS 2 and SeS.

負極活物質として使用可能な窒化物としては、LiN、Li3−xN(ここで、AはNiおよびCoのいずれか一方又は両方であり、0<x<3である。)などのリチウム含有窒化物を挙げることができる。 Examples of the nitride that can be used as the negative electrode active material include Li 3 N and Li 3-x A x N (where A is one or both of Ni and Co, and 0 <x <3). And lithium-containing nitrides.

これらの炭素材料、酸化物、硫化物、窒化物は、1種のみ用いてもよく2種以上を併用して用いてもよい。また、これらの炭素材料、酸化物、硫化物、窒化物は、結晶質又は非晶質のいずれでもよい。   These carbon materials, oxides, sulfides and nitrides may be used alone or in combination of two or more. These carbon materials, oxides, sulfides and nitrides may be crystalline or amorphous.

また、負極活物質として使用可能な金属としては、リチウム金属、シリコン金属およびスズ金属などを挙げることができる。   Examples of the metal that can be used as the negative electrode active material include lithium metal, silicon metal, and tin metal.

負極活物質として使用可能な合金としては、Li−Al、Li−Ni、Li−Si、Li−Sn、Li−Sn−Niなどのリチウム合金;Si−Znなどのシリコン合金;Sn−Mn、Sn−Co、Sn−Ni、Sn−Cu、Sn−Laなどのスズ合金;CuSb、LaNiSnなどの合金;を挙げることもできる。 Examples of alloys that can be used as the negative electrode active material include lithium alloys such as Li—Al, Li—Ni, Li—Si, Li—Sn, and Li—Sn—Ni; silicon alloys such as Si—Zn; Sn—Mn and Sn. It can also be mentioned; -Co, Sn-Ni, Sn -Cu, tin alloys such as Sn-La; Cu 2 Sb, alloys such as La 3 Ni 2 Sn 7.

これらの金属や合金は、例えば箔状に加工された後、主に単独で電極として用いられる。   These metals and alloys are mainly used alone as electrodes after being processed into a foil shape, for example.

上記負極活物質の中では、充電時に未充電状態から満充電状態にかけて負極の電位がほとんど変化しない(電位平坦性がよい)、平均放電電位が低い、繰り返し充放電させたときの容量維持率が高い(サイクル特性がよい)などの理由から、天然黒鉛、人造黒鉛などの黒鉛を主成分とする炭素材料が好ましく用いられる。炭素材料の形状としては、例えば天然黒鉛のような薄片状、メソカーボンマイクロビーズのような球状、黒鉛化炭素繊維のような繊維状、又は微粉末の凝集体などのいずれでもよい。   Among the negative electrode active materials, the potential of the negative electrode hardly changes from the uncharged state to the fully charged state at the time of charging (potential flatness is good), the average discharge potential is low, and the capacity retention rate when repeatedly charged and discharged is For reasons such as high (good cycle characteristics), carbon materials containing graphite as a main component, such as natural graphite and artificial graphite, are preferably used. The shape of the carbon material may be any of a flake shape such as natural graphite, a spherical shape such as mesocarbon microbeads, a fibrous shape such as graphitized carbon fiber, or an aggregate of fine powder.

前記の負極合剤は、必要に応じて、バインダーを含有してもよい。バインダーとしては、熱可塑性樹脂を挙げることができ、具体的には、PVdF、熱可塑性ポリイミド、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレンおよびポリプロピレンを挙げることができる。   The negative electrode mixture may contain a binder as necessary. Examples of the binder include thermoplastic resins, and specific examples include PVdF, thermoplastic polyimide, carboxymethyl cellulose, polyethylene, and polypropylene.

(負極集電体)
負極が有する負極集電体としては、Cu、Ni、ステンレスなどの金属材料を形成材料とする帯状の部材を挙げることができる。なかでも、リチウムと合金を作り難く、加工しやすいという点で、Cuを形成材料とし、薄膜状に加工したものが好ましい。
(Negative electrode current collector)
Examples of the negative electrode current collector of the negative electrode include a band-shaped member made of a metal material such as Cu, Ni, and stainless steel. In particular, it is preferable to use Cu as a forming material and process it into a thin film from the viewpoint that it is difficult to make an alloy with lithium and it is easy to process.

このような負極集電体に負極合剤を担持させる方法としては、正極の場合と同様に、加圧成型による方法、溶媒などを用いてペースト化し負極集電体上に塗布、乾燥後プレスし圧着する方法が挙げられる。   As a method of supporting the negative electrode mixture on such a negative electrode current collector, as in the case of the positive electrode, a method using pressure molding, pasting with a solvent, etc., applying to the negative electrode current collector, drying and pressing. The method of crimping is mentioned.

(セパレータ)
本実施形態のリチウム二次電池が有するセパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、含窒素芳香族重合体などの材質からなる、多孔質膜、不織布、織布などの形態を有する材料を用いることができる。また、これらの材質を2種以上用いてセパレータを形成してもよいし、これらの材料を積層してセパレータを形成してもよい。
(Separator)
Examples of the separator included in the lithium secondary battery of the present embodiment include a porous film, a nonwoven fabric, a woven fabric, and the like made of a material such as a polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene, a fluororesin, and a nitrogen-containing aromatic polymer. A material having the following can be used. Moreover, a separator may be formed by using two or more of these materials, or a separator may be formed by laminating these materials.

本実施形態において、セパレータは、電池使用時(充放電時)に電解質を良好に透過させるため、JIS P 8117で定められるガーレー法による透気抵抗度が、50秒/100cc以上、300秒/100cc以下であることが好ましく、50秒/100cc以上、200秒/100cc以下であることがより好ましい。   In the present embodiment, the separator allows the electrolyte to permeate well when the battery is used (during charging / discharging). Therefore, the air resistance according to the Gurley method defined in JIS P 8117 is 50 seconds / 100 cc or more, 300 seconds / 100 cc. Or less, more preferably 50 seconds / 100 cc or more and 200 seconds / 100 cc or less.

また、セパレータの空孔率は、好ましくは30体積%以上80体積%以下、より好ましくは40体積%以上70体積%以下である。セパレータは空孔率の異なるセパレータを積層したものであってもよい。   Moreover, the porosity of the separator is preferably 30% by volume or more and 80% by volume or less, more preferably 40% by volume or more and 70% by volume or less. The separator may be a laminate of separators having different porosity.

(電解液)
本実施形態のリチウム二次電池が有する電解液は、電解質および有機溶媒を含有する。
(Electrolyte)
The electrolyte solution included in the lithium secondary battery of this embodiment contains an electrolyte and an organic solvent.

電解液に含まれる電解質としては、LiClO、LiPF、LiAsF、LiSbF、LiBF、LiCFSO、LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(COCF)、Li(CSO)、LiC(SOCF、Li10Cl10、LiBOB(ここで、BOBは、bis(oxalato)borateのことである。)、LiFSI(ここで、FSIはbis(fluorosulfonyl)imideのことである)、低級脂肪族カルボン酸リチウム塩、LiAlClなどのリチウム塩が挙げられ、これらの2種以上の混合物を使用してもよい。なかでも電解質としては、フッ素を含むLiPF、LiAsF、LiSbF、LiBF、LiCFSO、LiN(SOCFおよびLiC(SOCFからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むものを用いることが好ましい。 The electrolyte contained in the electrolyte includes LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (COCF 3 ), Li (C 4 F 9 SO 3 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , Li 2 B 10 Cl 10 , LiBOB (where BOB is bis (oxalato) borate LiFSI (here, FSI is bis (fluorosulfonyl) imide), lithium salt such as lower aliphatic carboxylic acid lithium salt, LiAlCl 4, and a mixture of two or more of these May be used. Among them, the electrolyte is at least selected from the group consisting of LiPF 6 containing fluorine, LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 and LiC (SO 2 CF 3 ) 3. It is preferable to use one containing one kind.

また前記電解液に含まれる有機溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、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、4−トリフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、1,2−ジ(メトキシカルボニルオキシ)エタンなどのカーボネート類;1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジメトキシプロパン、ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルジフルオロメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル類;ギ酸メチル、酢酸メチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類;アセトニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類;3−メチル−2−オキサゾリドンなどのカーバメート類;スルホラン、ジメチルスルホキシド、1,3−プロパンサルトンなどの含硫黄化合物、又はこれらの有機溶媒にさらにフルオロ基を導入したもの(有機溶媒が有する水素原子のうち1以上をフッ素原子で置換したもの)を用いることができる。   Examples of the organic solvent contained in the electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, 4-trifluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one, and 1,2-di- Carbonates such as (methoxycarbonyloxy) ethane; 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, pentafluoropropyl methyl ether, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl difluoromethyl ether, tetrahydrofuran, 2- Ethers such as methyltetrahydrofuran; Esters such as methyl formate, methyl acetate and γ-butyrolactone; Nitriles such as acetonitrile and butyronitrile; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetate Amides such as amides; carbamates such as 3-methyl-2-oxazolidone; sulfur-containing compounds such as sulfolane, dimethyl sulfoxide and 1,3-propane sultone, or those obtained by further introducing a fluoro group into these organic solvents ( One obtained by substituting one or more hydrogen atoms in the organic solvent with fluorine atoms can be used.

有機溶媒としては、これらのうちの2種以上を混合して用いることが好ましい。中でもカーボネート類を含む混合溶媒が好ましく、環状カーボネートと非環状カーボネートとの混合溶媒および環状カーボネートとエーテル類との混合溶媒がさらに好ましい。環状カーボネートと非環状カーボネートとの混合溶媒としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネートおよびエチルメチルカーボネートを含む混合溶媒が好ましい。このような混合溶媒を用いた電解液は、動作温度範囲が広く、高い電流レートにおける充放電を行っても劣化し難く、長時間使用しても劣化し難く、かつ負極の活物質として天然黒鉛、人造黒鉛などの黒鉛材料を用いた場合でも難分解性であるという多くの特長を有する。   As the organic solvent, it is preferable to use a mixture of two or more of these. Among them, a mixed solvent containing carbonates is preferable, and a mixed solvent of cyclic carbonate and acyclic carbonate and a mixed solvent of cyclic carbonate and ether are more preferable. As a mixed solvent of cyclic carbonate and acyclic carbonate, a mixed solvent containing ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate is preferable. The electrolyte using such a mixed solvent has a wide operating temperature range, hardly deteriorates even when charged and discharged at a high current rate, hardly deteriorates even when used for a long time, and natural graphite as an active material of the negative electrode. Even when a graphite material such as artificial graphite is used, it has many features that it is hardly decomposable.

また、電解液としては、得られるリチウム二次電池の安全性が高まるため、LiPFなどのフッ素を含むリチウム塩およびフッ素置換基を有する有機溶媒を含む電解液を用いることが好ましい。ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルジフルオロメチルエーテルなどのフッ素置換基を有するエーテル類とジメチルカーボネートとを含む混合溶媒は、高い電流レートにおける充放電を行っても容量維持率が高いため、さらに好ましい。 Further, as the electrolytic solution, it is preferable to use an electrolytic solution containing a lithium salt containing fluorine such as LiPF 6 and an organic solvent having a fluorine substituent because the safety of the obtained lithium secondary battery is increased. A mixed solvent containing dimethyl carbonate and ethers having fluorine substituents such as pentafluoropropyl methyl ether and 2,2,3,3-tetrafluoropropyl difluoromethyl ether is capable of capacity even when charging / discharging at a high current rate. Since the maintenance rate is high, it is more preferable.

上記の電解液の代わりに固体電解質を用いてもよい。固体電解質としては、例えばポリエチレンオキサイド系の高分子化合物、ポリオルガノシロキサン鎖又はポリオキシアルキレン鎖の少なくとも一種以上を含む高分子化合物などの有機系高分子電解質を用いることができる。また、高分子化合物に非水電解液を保持させた、いわゆるゲルタイプのものを用いることもできる。またLiS−SiS、LiS−GeS、LiS−P、LiS−B、LiS−SiS−LiPO、LiS−SiS−LiSO、LiS−GeS−Pなどの硫化物を含む無機系固体電解質が挙げられ、これらの2種以上の混合物を用いてもよい。これら固体電解質を用いることで、リチウム二次電池の安全性をより高めることができることがある。 A solid electrolyte may be used instead of the above electrolytic solution. As the solid electrolyte, for example, an organic polymer electrolyte such as a polyethylene oxide polymer compound, a polymer compound containing at least one of a polyorganosiloxane chain or a polyoxyalkylene chain can be used. Moreover, what is called a gel type which hold | maintained the non-aqueous electrolyte in the high molecular compound can also be used. The Li 2 S-SiS 2, Li 2 S-GeS 2, Li 2 S-P 2 S 5, Li 2 S-B 2 S 3, Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4, Li 2 S-SiS 2 -Li 2 SO 4, Li 2 S-GeS 2 -P 2 S 5 inorganic solid electrolytes containing a sulfide, and the like, may be used a mixture of two or more thereof. By using these solid electrolytes, the safety of the lithium secondary battery may be further improved.

また、本実施形態のリチウム二次電池において、固体電解質を用いる場合には、固体電解質がセパレータの役割を果たす場合もあり、その場合には、セパレータを必要としないこともある。   In the lithium secondary battery of the present embodiment, when a solid electrolyte is used, the solid electrolyte may serve as a separator, and in that case, the separator may not be required.

以上のような構成の正極活物質は、上述した本実施形態のリチウム金属複合酸化物を用いているため、正極活物質を用いたリチウム二次電池の寿命を延ばすことができる。   Since the positive electrode active material having the above-described configuration uses the above-described lithium metal composite oxide of the present embodiment, the life of the lithium secondary battery using the positive electrode active material can be extended.

また、以上のような構成の正極は、上述した本実施形態のリチウム二次電池用正極活物質を有するため、リチウム二次電池の寿命を延ばすことができる。   Moreover, since the positive electrode having the above-described configuration has the above-described positive electrode active material for a lithium secondary battery according to this embodiment, the life of the lithium secondary battery can be extended.

さらに、以上のような構成のリチウム二次電池は、上述した正極を有するため、従来よりも寿命の長いリチウム二次電池となる。   Furthermore, since the lithium secondary battery having the above-described configuration has the above-described positive electrode, the lithium secondary battery has a longer life than the conventional one.

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。     Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

本実施例においては、リチウム二次電池用正極活物質の評価、リチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池の作製評価を、次のようにして行った。
(1)リチウム二次電池用正極活物質の評価
1 リチウム含有複合金属酸化物の組成分析、リチウム含有複合金属酸化物に存在する残留硫酸根と残留硫酸リチウムの測定
後述の方法で製造されるリチウム含有複合金属酸化物の組成分析とリチウム含有複合金属酸化物に存在する残留硫酸根と残留硫酸リチウムの測定は、得られたリチウム含有複合金属酸化物の粉末を塩酸に溶解させた後、誘導結合プラズマ発光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、SPS3000)を用いて行った。
In this example, evaluation of a positive electrode active material for a lithium secondary battery and production evaluation of a positive electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery were performed as follows.
(1) Evaluation of positive electrode active material for lithium secondary battery 1 Composition analysis of lithium-containing composite metal oxide, measurement of residual sulfate radical and residual lithium sulfate present in lithium-containing composite metal oxide Lithium produced by the method described later Analysis of the composition of the metal-containing composite metal oxide and measurement of the residual sulfate radical and residual lithium sulfate present in the lithium-containing composite metal oxide are obtained by dissolving the obtained lithium-containing composite metal oxide powder in hydrochloric acid and then inductively coupling The measurement was performed using a plasma emission analyzer (manufactured by SII Nanotechnology Inc., SPS3000).

2 リチウム含有複合金属酸化物に存在する金属元素の測定
誘導結合プラズマ発光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、SPS3000)を用いて、誘導結合プラズマ発光分析法により分析した。
2 Measurement of metal elements present in lithium-containing composite metal oxide An inductively coupled plasma emission analyzer (SPS3000, manufactured by SII Nanotechnology Inc.) was used for analysis by inductively coupled plasma emission spectrometry.

(2)リチウム二次電池用正極の作製
後述する製造方法で得られるリチウム二次電池用正極活物質と導電材(アセチレンブラック)とバインダー(PVdF)とを、リチウム二次電池用正極活物質:導電材:バインダー=92:5:3(質量比)の組成となるように加えて混練することにより、ペースト状の正極合剤を調製した。正極合剤の調製時には、N−メチル−2−ピロリドンを有機溶媒として用いた。
(2) Production of positive electrode for lithium secondary battery A positive electrode active material for lithium secondary battery, a conductive material (acetylene black), and a binder (PVdF) obtained by the production method described later are used as a positive electrode active material for lithium secondary battery: A paste-like positive electrode mixture was prepared by adding and kneading so that the composition of conductive material: binder = 92: 5: 3 (mass ratio) was obtained. When preparing the positive electrode mixture, N-methyl-2-pyrrolidone was used as the organic solvent.

得られた正極合剤を、集電体となる厚さ15μmのAl箔に塗布して60℃で3時間真空乾燥を行い、リチウム二次電池用正極を得た。このリチウム二次電池用正極の電極面積は1.65cmとした。 The obtained positive electrode mixture was applied to a 15 μm thick Al foil serving as a current collector and vacuum dried at 60 ° C. for 3 hours to obtain a positive electrode for a lithium secondary battery. The electrode area of the positive electrode for the lithium secondary battery was 1.65 cm 2 .

(3)リチウム二次電池(コイン型ハーフセル)の作製
以下の操作を、乾燥空気雰囲気のグローブボックス内で行った。
「(2)リチウム二次電池用正極の作製」で作製したリチウム二次電池用正極を、コイン型電池R2032用のパーツ(宝泉株式会社製)の下蓋にアルミ箔面を下に向けて置き、その上に積層フィルムセパレータ(ポリエチレン製多孔質フィルムの上に、耐熱多孔層を積層(厚み16μm))を置いた。ここに電解液を300μl注入した。電解液は、エチレンカーボネート(以下、ECと称することがある。)とジメチルカーボネート(以下、DMCと称することがある。)とエチルメチルカーボネート(以下、EMCと称することがある。)の30:35:35(体積比)混合液に、LiPF6を1.0mol/lとなるように溶解したもの(以下、LiPF6/EC+DMC+EMCと表すことがある。)を用いた。
次に、負極として金属リチウムを用いて、前記負極を積層フィルムセパレータの上側に置き、ガスケットを介して上蓋をし、かしめ機でかしめてリチウム二次電池(コイン型ハーフセルR2032。以下、「ハーフセル」と称することがある。)を作製した。
(3) Production of lithium secondary battery (coin type half cell) The following operation was performed in a glove box in a dry air atmosphere.
Place the positive electrode for the lithium secondary battery prepared in “(2) Preparation of the positive electrode for the lithium secondary battery” with the aluminum foil surface facing downward on the lower lid of the part for the coin-type battery R2032 (manufactured by Hosen Co., Ltd.). Then, a laminated film separator (a heat-resistant porous layer laminated on a polyethylene porous film (thickness: 16 μm)) was placed thereon. 300 μl of electrolyte was injected here. The electrolytic solution was ethylene carbonate (hereinafter sometimes referred to as EC), dimethyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as DMC), and ethyl methyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as EMC) 30:35. : 35 (volume ratio) a mixture of LiPF 6 dissolved to 1.0 mol / l (hereinafter sometimes referred to as LiPF 6 / EC + DMC + EMC) was used.
Next, using lithium metal as the negative electrode, the negative electrode is placed on the upper side of the laminated film separator, covered with a gasket, and then caulked with a caulking machine to form a lithium secondary battery (coin type half cell R2032, hereinafter "half cell"). Was prepared.

(4)放電容量
「(3)リチウム二次電池(コイン型ハーフセル)の作製」で作製したハーフセルを用いて、以下に示す条件で充放電試験を実施した。
<放電試験>
<リチウム二次電池(コイン型ハーフセル)の作製>で作製したハーフセルを用いて、以下に示す条件で放電レート試験を実施した。放電レート試験における、3CA放電容量維持率をそれぞれ以下のようにして求めた。
(4) Discharge capacity Using the half cell produced in "(3) Production of lithium secondary battery (coin-type half cell)", a charge / discharge test was performed under the following conditions.
<Discharge test>
Using the half cell produced in <Preparation of lithium secondary battery (coin-type half cell)>, a discharge rate test was performed under the following conditions. In the discharge rate test, the 3CA discharge capacity retention rate was determined as follows.

<放電レート試験>
試験温度25℃
充電最大電圧4.45V、充電時間8時間、充電電流0.2CA定電流定電圧充電
放電最小電圧2.5V、定電流放電
0.2CAで定電流放電させたときの放電容量と、3CAで放電させたときの放電容量とを求めることで、以下の式で求められる3CA放電容量維持率を求めた。3CA放電容量維持率が高ければ高いほど、高出力を示すことを意味する。
<3CA放電容量維持率>
3CA放電容量維持率(%)
=3CAにおける放電容量/0.2CAにおける放電容量×100
<Discharge rate test>
Test temperature 25 ° C
Charge maximum voltage 4.45V, charge time 8 hours, charge current 0.2CA constant current constant voltage charge discharge capacity when discharged at constant current with minimum voltage 2.5V, constant current discharge 0.2CA and discharge at 3CA The 3CA discharge capacity maintenance rate calculated | required by the following formula | equation was calculated | required by calculating | requiring the discharge capacity when letting it be made. A higher 3CA discharge capacity retention rate means higher output.
<3CA discharge capacity maintenance rate>
3CA discharge capacity maintenance rate (%)
= Discharge capacity at 3 CA / discharge capacity at 0.2 CA x 100

(実施例1)
[混合工程]
1.リチウムニッケル複合酸化物1の製造
ニッケル含有金属複合化合物として、微粒子状のニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物1(Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH))を連続式共沈殿法により作製した。得られたニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物1を、電気炉を用いて、乾燥空気雰囲気下、昇温速度100℃/時間で650℃まで昇温し、650℃で5時間保持した。その後、室温まで放冷し、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物1を得た。
ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物1と、水酸化リチウム粉末とを、Li/(Ni+Co+Mn+Al)=1.10となるように秤量して混合した。
Example 1
[Mixing process]
1. Production of lithium nickel composite oxide 1
Fine nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 1 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was prepared by a continuous coprecipitation method as a nickel-containing metal composite compound. . The obtained nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 1 was heated to 650 ° C. at a heating rate of 100 ° C./hour in a dry air atmosphere using an electric furnace, and held at 650 ° C. for 5 hours. Then, it stood to cool to room temperature, and obtained nickel cobalt manganese aluminum complex oxide 1.
Nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 1 and lithium hydroxide powder were weighed and mixed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.10.

[焼成工程]
その後、酸素雰囲気下760℃で5時間焼成し、焼成物1を得た。
[Baking process]
Then, it baked at 760 degreeC under oxygen atmosphere for 5 hours, and the baked product 1 was obtained.

[後処理工程]
その後、下記、洗浄工程、乾燥工程、被覆工程を有する後処理工程を実施した。
[Post-processing process]
Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a coating process was implemented.

・洗浄工程
焼成物1を、焼成物1に対して11質量倍の水で洗浄した。
Washing step The fired product 1 was washed with water 11 times as much as the fired product 1.

・乾燥工程
その後、焼成物1を150℃で12時間乾燥させ、洗浄乾燥粉1を得た。
-Drying process Then, the baked product 1 was dried at 150 degreeC for 12 hours, and the washing | cleaning dry powder 1 was obtained.

・被覆工程
洗浄乾燥粉1と、酸化アルミニウム(日本アエロジル株式会社製アルミナC、平均一次粒子径13nm、洗浄乾燥粉1におけるNi、Co、Mn及びAlの含有量1molに対し、酸化アルミニウムのAlは0.015molである。即ち、洗浄乾燥粉1におけるNi、Co、Mn及びAlの原子比の和に対する酸化アルミニウムのAlの原子比の割合は、1.5モル%である。)を混合機で乾式混合して、混合粉末を得た。得られた粉末を、酸素雰囲気下において760℃ で10時間の焼成を行ない、リチウムニッケル複合酸化物1を得た。
・ Coating process Washed and dried powder 1 and aluminum oxide (Alumina C manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average primary particle size 13 nm, content of Ni, Co, Mn and Al in washed and dried powder 1 is 1 mol. In other words, the ratio of the Al atomic ratio of aluminum oxide to the sum of the atomic ratios of Ni, Co, Mn, and Al in the washed dry powder 1 is 1.5 mol%.) Dry mixing was performed to obtain a mixed powder. The obtained powder was baked at 760 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere to obtain lithium nickel composite oxide 1.

2.洗浄乾燥粉1およびリチウムニッケル複合酸化物1の評価
洗浄乾燥粉1の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=0.006、y=0.093、z=0.020、w=0.009であった。
リチウムニッケル複合酸化物1の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=0.001、y=0.093、z=0.020、w=0.022であった。
2. Evaluation of Washed Dry Powder 1 and Lithium Nickel Composite Oxide 1 When composition analysis of washed dry powder 1 was performed and made to correspond to the general formula (1), x = 0.006, y = 0.093, z = 0. 020, w = 0.09.
When the composition analysis of the lithium nickel composite oxide 1 was performed and made to correspond to the general formula (1), x = 0.001, y = 0.093, z = 0.020, and w = 0.022.

リチウムニッケル複合酸化物1の4.45Vにおける3CA放電容量維持率は、85.4%であった。   The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 1 was 85.4%.

(実施例2)
[混合工程]
1.リチウムニッケル複合酸化物2の製造
ニッケル含有金属複合化合物として、微粒子状のニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物2(Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH))を連続式共沈殿法により作製した。得られたニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物2を、電気炉を用いて、乾燥空気雰囲気下、昇温速度100℃/時間で650℃まで昇温し、650℃で5時間保持した。その後、室温まで放冷し、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物2を得た。
ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物2と、水酸化リチウム粉末とを、Li/(Ni+Co+Mn+Al)=1.10となるように秤量して混合した。
(Example 2)
[Mixing process]
1. Production of lithium nickel composite oxide 2
Fine nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 2 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was prepared as a nickel-containing metal composite compound by a continuous coprecipitation method. . The obtained nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 2 was heated to 650 ° C. at a heating rate of 100 ° C./hour in a dry air atmosphere using an electric furnace, and held at 650 ° C. for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, and nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 2 was obtained.
Nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 2 and lithium hydroxide powder were weighed and mixed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.10.

[焼成工程]
その後、酸素雰囲気下760℃で5時間焼成し、焼成物2を得た。
[Baking process]
Then, it baked at 760 degreeC under oxygen atmosphere for 5 hours, and the baked product 2 was obtained.

[後処理工程]
その後、下記、洗浄工程、乾燥工程、再焼成工程を有する後処理工程を実施した。
[Post-processing process]
Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a rebaking process was implemented.

・洗浄工程
焼成物2を、焼成物2に対して11質量倍の水で洗浄した。
-Washing process The fired product 2 was washed with 11 times as much water as the fired product 2.

・乾燥工程
その後、焼成物2を150℃で12時間乾燥させ、洗浄乾燥粉2を得た。
-Drying process Then, the baked product 2 was dried at 150 degreeC for 12 hours, and the washing | cleaning dry powder 2 was obtained.

・再焼成工程
その後、洗浄乾燥粉2を酸素雰囲気下において760℃ で10時間焼成し、リチウムニッケル複合酸化物2を得た。
-Rebaking process Then, the washing | cleaning dry powder 2 was baked at 760 degreeC in oxygen atmosphere for 10 hours, and the lithium nickel composite oxide 2 was obtained.

2.洗浄乾燥粉2およびリチウムニッケル複合酸化物2の評価
洗浄乾燥粉2の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=0.007、y=0.093、z=0.020、w=0.009であった。
リチウムニッケル複合酸化物2の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=0.007、y=0.094、z=0.020、w=0.009であった。
2. Evaluation of washed dry powder 2 and lithium nickel composite oxide 2
The composition analysis of the washed dry powder 2 was performed and was made to correspond to the general formula (1). As a result, x = 0.007, y = 0.093, z = 0.020, and w = 0.0099.
The composition analysis of the lithium nickel composite oxide 2 was performed, and when it was made to correspond to the general formula (1), x = 0.007, y = 0.094, z = 0.020, and w = 0.09.

リチウムニッケル複合酸化物2の4.45Vにおける3CA放電容量維持率は、76.4%であった。   The 3CA discharge capacity retention rate of lithium nickel composite oxide 2 at 4.45 V was 76.4%.

(実施例3)
[混合工程]
1.リチウムニッケル複合酸化物3の製造
ニッケル含有金属複合化合物として、微粒子状のニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物3(Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH))を連続式共沈殿法により作製した。得られたニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物3を、電気炉を用いて、乾燥空気雰囲気下、昇温速度100℃/時間で650℃まで昇温し、650℃で5時間保持した。その後、室温まで放冷し、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物3を得た。
ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物3と、水酸化リチウム粉末とを、Li/(Ni+Co+Mn+Al)=1.15となるように秤量して混合した。
(Example 3)
[Mixing process]
1. Production of lithium nickel composite oxide 3
Fine nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 3 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was prepared by a continuous coprecipitation method as a nickel-containing metal composite compound. . The obtained nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 3 was heated to 650 ° C. at a heating rate of 100 ° C./hour in a dry air atmosphere using an electric furnace, and held at 650 ° C. for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, and nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 3 was obtained.
The nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 3 and the lithium hydroxide powder were weighed and mixed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.15.

[焼成工程]
その後、酸素雰囲気下720℃で10時間焼成し、焼成物3を得た。
[Baking process]
Then, it baked at 720 degreeC for 10 hours under oxygen atmosphere, and the baked product 3 was obtained.

[後処理工程]
その後、下記、洗浄工程、乾燥工程、被覆工程を有する後処理工程を実施した。
[Post-processing process]
Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a coating process was implemented.

・洗浄工程
焼成物3を、焼成物3に対して12質量倍の水で洗浄した。
-Washing process The fired product 3 was washed with water 12 times as much as the fired product 3.

・乾燥工程
その後、焼成物3を150℃で12時間乾燥させ、洗浄乾燥粉3を得た。
-Drying process Then, the baked product 3 was dried at 150 degreeC for 12 hours, and the washing | cleaning dry powder 3 was obtained.

・被覆工程
洗浄乾燥粉3と、酸化アルミニウム(日本アエロジル株式会社製アルミナC、平均一次粒子径13nm、洗浄乾燥粉3におけるNi、Co、Mn及びAlの含有量1molに対し、酸化アルミニウムのAlは0.015molである。即ち、洗浄乾燥粉3におけるNi、Co、Mn及びAlの原子比の和に対する酸化アルミニウムのAlの原子比の割合は、1.5モル%である。)を混合機で乾式混合して、混合粉末を得た。得られた粉末を、酸素雰囲気下において760℃ で10時間の焼成を行ない、リチウムニッケル複合酸化物3を得た。
・ Coating process Washed dry powder 3 and aluminum oxide (Alumina C manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average primary particle size 13 nm, Ni in the washed dry powder 3, Al content of Al is 1 mol) In other words, the ratio of the atomic ratio of Al in aluminum oxide to the sum of the atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the washed dry powder 3 is 1.5 mol%.) Dry mixing was performed to obtain a mixed powder. The obtained powder was baked at 760 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere to obtain a lithium nickel composite oxide 3.

2.洗浄乾燥粉3およびリチウムニッケル複合酸化物3の評価
洗浄乾燥粉3の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=0.030、y=0.094、z=0.020、w=0.009であった。
リチウムニッケル複合酸化物3の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=0.019、y=0.092、z=0.020、w=0.024であった。
2. Evaluation of washed dry powder 3 and lithium nickel composite oxide 3
The composition analysis of the washed dry powder 3 was performed and was made to correspond to the general formula (1). As a result, x = 0.030, y = 0.094, z = 0.020, and w = 0.0099.
The composition analysis of the lithium nickel composite oxide 3 was performed and made to correspond to the general formula (1). As a result, x = 0.199, y = 0.092, z = 0.020, and w = 0.024.

リチウムニッケル複合酸化物3の4.45Vにおける3CA放電容量維持率は、78.9%であった。   The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 3 was 78.9%.

(比較例1)
[混合工程]
1.リチウムニッケル複合酸化物4の製造
ニッケル含有金属複合化合物として、微粒子状のニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物4(Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH))を連続式共沈殿法により作製した。得られたニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物4を、電気炉を用いて、乾燥空気雰囲気下、昇温速度100℃/時間で650℃まで昇温し、650℃で5時間保持した。その後、室温まで放冷し、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物4を得た。
ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物4と、水酸化リチウム粉末とを、Li/(Ni+Co+Mn+Al)=1.02となるように秤量して混合した。
(Comparative Example 1)
[Mixing process]
1. Production of lithium nickel composite oxide 4
Fine nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 4 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was prepared by a continuous coprecipitation method as a nickel-containing metal composite compound. . The obtained nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 4 was heated to 650 ° C. at a temperature rising rate of 100 ° C./hour in a dry air atmosphere using an electric furnace, and held at 650 ° C. for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, and nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 4 was obtained.
The nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 4 and the lithium hydroxide powder were weighed and mixed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.02.

[焼成工程]
その後、酸素雰囲気下760℃で5時間焼成し、焼成物4を得た。
[Baking process]
Then, it baked at 760 degreeC under oxygen atmosphere for 5 hours, and the baked product 4 was obtained.

[再焼成工程]
その後、焼成物4を酸素雰囲気下において760℃ で10時間焼成し、リチウムニッケル複合酸化物4を得た。
[Refiring process]
Thereafter, the fired product 4 was fired at 760 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere to obtain a lithium nickel composite oxide 4.

2.リチウムニッケル複合酸化物4の評価
リチウムニッケル複合酸化物4の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=−0.002、y=0.095、z=0.020、w=0.010であった。
2. Evaluation of lithium nickel composite oxide 4
The composition analysis of the lithium nickel composite oxide 4 was performed, and when it was made to correspond to the general formula (1), x = −0.002, y = 0.095, z = 0.020, w = 0.010. .

リチウムニッケル複合酸化物4の4.45Vにおける3CA放電容量維持率は、63.9%であった。   The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 4 was 63.9%.

(比較例2)
[混合工程]
1.リチウムニッケル複合酸化物5の製造
ニッケル含有金属複合化合物として、微粒子状のニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物5(Ni0.855Co0.095Mn0.02Al0.03(OH))を連続式共沈殿法により作製した。得られたニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物5を、電気炉を用いて、乾燥空気雰囲気下、昇温速度100℃/時間で650℃まで昇温し、650℃で5時間保持した。その後、室温まで放冷し、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物5を得た。
ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物5と、水酸化リチウム粉末とを、Li/(Ni+Co+Mn+Al)=1.05となるように秤量して混合した。
(Comparative Example 2)
[Mixing process]
1. Production of lithium nickel composite oxide 5
Fine nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 5 (Ni 0.855 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.03 (OH) 2 ) was prepared by a continuous coprecipitation method as a nickel-containing metal composite compound. . The obtained nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 5 was heated to 650 ° C. at a heating rate of 100 ° C./hour in a dry air atmosphere using an electric furnace, and held at 650 ° C. for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, and nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 5 was obtained.
Nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 5 and lithium hydroxide powder were weighed and mixed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.05.

[焼成工程]
その後、酸素雰囲気下770℃で5時間焼成し、焼成物5を得た。
[Baking process]
Then, it baked at 770 degreeC under oxygen atmosphere for 5 hours, and the baked product 5 was obtained.

[被覆工程]
焼成物5と、酸化アルミニウム(日本アエロジル株式会社製アルミナC、平均一次粒子径13nm、焼成物5におけるNi、Co、Mn及びAlの含有量1molに対し、酸化アルミニウムのAlは0.020molである。即ち、焼成物5におけるNi、Co、Mn及びAlの原子比の和に対する酸化アルミニウムのAlの原子比の割合は、2.0モル%である。)を混合機で乾式混合して、混合粉末を得た。その後、混合機雰囲気を50℃、相対湿度100%に制御し、1時間静置した。得られた粉末を、酸素雰囲気下において770℃ で5時間の焼成を行ない、リチウムニッケル複合酸化物5を得た。
[Coating process]
Baked product 5 and aluminum oxide (Alumina C manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average primary particle size 13 nm, Al content of Ni, Co, Mn and Al in fired product 5 is 0.020 mol of Al. That is, the ratio of the atomic ratio of Al of aluminum oxide to the sum of the atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the fired product 5 is 2.0 mol%.) A powder was obtained. Then, the mixer atmosphere was controlled to 50 ° C. and relative humidity 100%, and left for 1 hour. The obtained powder was baked at 770 ° C. for 5 hours in an oxygen atmosphere to obtain a lithium nickel composite oxide 5.

2.リチウムニッケル複合酸化物5の評価
リチウムニッケル複合酸化物5の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=0.003、y=0.092、z=0.020、w=0.047であった。
2. Evaluation of lithium nickel composite oxide 5
When the composition analysis of the lithium nickel composite oxide 5 was performed and made to correspond to the general formula (1), x = 0.003, y = 0.092, z = 0.020, and w = 0.047.

リチウムニッケル複合酸化物5の4.45Vにおける3CA放電容量維持率は、65.1%であった。   The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 5 was 65.1%.

(比較例3)
[混合工程]
1.リチウムニッケル複合酸化物6の製造
ニッケル含有金属複合化合物として、微粒子状のニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物6(Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH))を連続式共沈殿法により作製した。得られたニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物6を、電気炉を用いて、乾燥空気雰囲気下、昇温速度100℃/時間で650℃まで昇温し、650℃で5時間保持した。その後、室温まで放冷し、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物6を得た。
ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物6と、水酸化リチウム粉末とを、Li/(Ni+Co+Mn+Al)=1.10となるように秤量し、かつジェットミルで粉砕した酸化タングステン(リチウムニッケル複合酸化物6におけるNi、Co、Mn及びAlの含有量1molに対し、酸化タングステンのWは0.004molである。即ち、リチウムニッケル複合酸化物6におけるNi、Co、Mn及びAlの原子比の和に対する酸化タングステンのWの原子比の割合は、0.4モル%である。)を秤量して混合した。
(Comparative Example 3)
[Mixing process]
1. Production of lithium nickel composite oxide 6
Fine nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 6 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was prepared by a continuous coprecipitation method as a nickel-containing metal composite compound. . The obtained nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 6 was heated to 650 ° C. at a heating rate of 100 ° C./hour in a dry air atmosphere using an electric furnace, and held at 650 ° C. for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, and nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 6 was obtained.
Nickel-cobalt-manganese-aluminum composite oxide 6 and lithium hydroxide powder were weighed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 and pulverized with a jet mill (Ni in lithium-nickel composite oxide 6) , Co, Mn, and Al content is 1 mol, and tungsten oxide W is 0.004 mol, that is, tungsten oxide W with respect to the sum of atomic ratios of Ni, Co, Mn, and Al in lithium nickel composite oxide 6. The ratio of the atomic ratio is 0.4 mol%.) Was weighed and mixed.

[焼成工程]
その後、酸素雰囲気下760℃で5時間焼成し、焼成物6を得た。
[Baking process]
Then, it baked at 760 degreeC under oxygen atmosphere for 5 hours, and the baked product 6 was obtained.

[後処理工程]
その後、下記、洗浄工程、乾燥工程、被覆工程を有する後処理工程を実施した。
[Post-processing process]
Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a coating process was implemented.

・洗浄工程
焼成物6を、焼成物6に対して12質量倍の水で洗浄した。
-Washing process The fired product 6 was washed with water 12 times as much as the fired product 6.

・乾燥工程
その後、焼成物6を150℃で12時間乾燥させ、洗浄乾燥粉6を得た。
-Drying process Then, the baked product 6 was dried at 150 degreeC for 12 hours, and the washing | cleaning dry powder 6 was obtained.

・被覆工程
洗浄乾燥粉6と、酸化アルミニウム(日本アエロジル株式会社製アルミナC、平均一次粒子径13nm、洗浄乾燥粉6におけるNi、Co、Mn及びAlの含有量1molに対し、酸化アルミニウムのAlは0.015molである。即ち、洗浄乾燥粉6におけるNi、Co、Mn及びAlの原子比の和に対する酸化アルミニウムのAlの原子比の割合は、1.5モル%である。)を混合機で乾式混合して、混合粉末を得た。得られた粉末を、酸素雰囲気下において760℃ で10時間の焼成を行ない、リチウムニッケル複合酸化物6を得た。
・ Coating process Washed dry powder 6 and aluminum oxide (Alumina C manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average primary particle size 13 nm, Ni in the washed dry powder 6 and 1 mol of Al, Al in aluminum oxide is In other words, the ratio of the atomic ratio of Al in aluminum oxide to the sum of the atomic ratios of Ni, Co, Mn and Al in the washed dry powder 6 is 1.5 mol%.) Dry mixing was performed to obtain a mixed powder. The obtained powder was fired at 760 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere to obtain lithium nickel composite oxide 6.

2.洗浄乾燥粉6およびリチウムニッケル複合酸化物6の評価
洗浄乾燥粉6の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=−0.008、y=0.093、z=0.021、w=0.009であった。
リチウムニッケル複合酸化物6の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=−0.016、y=0.093、z=0.021、w=0.023であった。
2. Evaluation of washed dry powder 6 and lithium nickel composite oxide 6
When the composition analysis of the washed dry powder 6 was performed and made to correspond to the general formula (1), x = −0.008, y = 0.093, z = 0.021, and w = 0.09.
The composition analysis of the lithium nickel composite oxide 6 was performed, and when it was made to correspond to the general formula (1), x = −0.016, y = 0.093, z = 0.021, w = 0.023. .

リチウムニッケル複合酸化物6の4.45Vにおける3CA放電容量維持率は、64.7%であった。   The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 6 was 64.7%.

(比較例4)
[混合工程]
1.リチウムニッケル複合酸化物7の製造
ニッケル含有金属複合化合物として、微粒子状のニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物7(Ni0.875Co0.095Mn0.02Al0.01(OH))を連続式共沈殿法により作製した。得られたニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合水酸化物7を、電気炉を用いて、乾燥空気雰囲気下、昇温速度100℃/時間で650℃まで昇温し、650℃で5時間保持した。その後、室温まで放冷し、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物7を得た。
ニッケルコバルトマンガンアルミニウム複合酸化物7と、水酸化リチウム粉末とを、Li/(Ni+Co+Mn+Al)=1.10となるように秤量し、かつジェットミルで粉砕した酸化タングステン(リチウムニッケル複合酸化物7におけるNi、Co、Mn及びAlの含有量1molに対し、酸化タングステンのWは0.004molである。即ち、リチウムニッケル複合酸化物7におけるNi、Co、Mn及びAlの原子比の和に対する酸化タングステンのWの原子比の割合は、0.4モル%である。)を秤量して混合した。
(Comparative Example 4)
[Mixing process]
1. Production of lithium nickel composite oxide 7
Fine nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 7 (Ni 0.875 Co 0.095 Mn 0.02 Al 0.01 (OH) 2 ) was prepared by a continuous coprecipitation method as a nickel-containing metal composite compound. . The obtained nickel cobalt manganese aluminum composite hydroxide 7 was heated to 650 ° C. at a heating rate of 100 ° C./hour in a dry air atmosphere using an electric furnace, and held at 650 ° C. for 5 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, and nickel cobalt manganese aluminum composite oxide 7 was obtained.
Nickel-cobalt-manganese-aluminum composite oxide 7 and lithium hydroxide powder were weighed so that Li / (Ni + Co + Mn + Al) = 1.10 and ground with a jet mill (Ni in lithium nickel composite oxide 7) , Co, Mn, and Al content of 1 mol, tungsten oxide W is 0.004 mol, that is, tungsten oxide W with respect to the sum of atomic ratios of Ni, Co, Mn, and Al in lithium nickel composite oxide 7. The ratio of the atomic ratio is 0.4 mol%.) Was weighed and mixed.

[焼成工程]
その後、酸素雰囲気下760℃で5時間焼成し、焼成物7を得た。
[Baking process]
Then, it baked at 760 degreeC under oxygen atmosphere for 5 hours, and the baked product 7 was obtained.

[後処理工程]
その後、下記、洗浄工程、乾燥工程、被覆工程を有する後処理工程を実施した。
[Post-processing process]
Then, the post-processing process which has the following washing | cleaning process, a drying process, and a coating process was implemented.

・洗浄工程
焼成物7を、焼成物7に対して22質量倍の水で洗浄した。
-Washing process The fired product 7 was washed with water 22 times as much as the fired product 7.

・乾燥工程
その後、焼成物7を150℃で12時間乾燥させ、洗浄乾燥粉7を得た。
-Drying process Then, the baked product 7 was dried at 150 degreeC for 12 hours, and the washing | cleaning dry powder 7 was obtained.

・被覆工程
焼成物7と、酸化アルミニウム(日本アエロジル株式会社製アルミナC、平均一次粒子径13nm、洗浄乾燥粉7におけるNi、Co、Mn及びAlの含有量1molに対し、酸化アルミニウムのAlは0.015molである。即ち、洗浄乾燥粉7におけるNi、Co、Mn及びAlの原子比の和に対する酸化アルミニウムのAlの原子比の割合は、1.5モル%である。)を混合機で乾式混合して、混合粉末を得た。得られた粉末を、酸素雰囲気下において760℃ で10時間の焼成を行ない、リチウムニッケル複合酸化物7を得た。
-Covering process The calcined product 7 and aluminum oxide (Alumina C manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average primary particle size 13 nm, the content of Ni, Co, Mn and Al in the washed dry powder 7 is 1 mol, and Al in the aluminum oxide is 0. In other words, the ratio of the atomic ratio of Al in aluminum oxide to the sum of the atomic ratios of Ni, Co, Mn, and Al in the washed dry powder 7 is 1.5 mol%.) Mixed to obtain a mixed powder. The obtained powder was baked at 760 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere to obtain lithium nickel composite oxide 7.

2.洗浄乾燥粉7およびリチウムニッケル複合酸化物7の評価
洗浄乾燥粉7の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=−0.011、y=0.094、z=0.021、w=0.009であった。
リチウムニッケル複合酸化物7の組成分析を行い、一般式(1)に対応させたところ、x=−0.019、y=0.093、z=0.021、w=0.024であった。
2. Evaluation of washed dry powder 7 and lithium nickel composite oxide 7
The composition analysis of the washed dry powder 7 was performed, and when it was made to correspond to the general formula (1), x = −0.011, y = 0.094, z = 0.021, and w = 0.09.
The composition analysis of the lithium nickel composite oxide 7 was performed, and when it was made to correspond to the general formula (1), x = −0.019, y = 0.093, z = 0.021, w = 0.024. .

リチウムニッケル複合酸化物7の4.45Vにおける3CA放電容量維持率は、68.4%であった。   The 3CA discharge capacity retention rate at 4.45 V of the lithium nickel composite oxide 7 was 68.4%.

実施例1〜3、比較例1〜4の結果を表1にまとめて記載する。下記表1中、「Li/Me」とは、得られたリチウムニッケル複合酸化物中のリチウムのモル比(ニッケル、コバルト、マンガン、アルミニウムの合計量に対するリチウムのモル比)である。下記表1中、「乾燥工程後」とは、上記後処理工程において乾燥工程後の洗浄乾燥粉の分析結果を意味する。
下記表1中、「再焼成または被覆工程後」とは、上記リチウムニッケル複合酸化物1〜7を分析した結果を意味する。
The results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 are collectively shown in Table 1. In Table 1 below, “Li / Me” is the molar ratio of lithium in the obtained lithium nickel composite oxide (the molar ratio of lithium to the total amount of nickel, cobalt, manganese, and aluminum). In Table 1 below, “after the drying step” means the analysis result of the washed dry powder after the drying step in the post-treatment step.
In Table 1 below, “after refiring or coating step” means the result of analyzing the lithium nickel composite oxides 1-7.

Figure 2018172255
Figure 2018172255

上記表1に記載の結果の通り、本発明を適用した実施例1〜3によれば、高電圧での高い電流レートにおける出力の高いリチウムニッケル複合酸化物を製造することができた。
これに対し、本発明を適用しない比較例1〜4により製造したリチウムニッケル複合酸化物は、高電圧での高い電流レートにおける出力が低かった。また、洗浄工程を含む後処理工程を行わなかった比較例1〜2は、不純物が多いため高電圧での高い電流レートにおける出力が低下したと推察される。比較例3〜4は、洗浄工程を含む後処理工程を行ったものの、過洗浄によりリチウムが溶出したため、高電圧での高い電流レートにおける出力が低下したと推察される。
As shown in Table 1 above, according to Examples 1 to 3 to which the present invention was applied, a lithium nickel composite oxide having a high output at a high current rate at a high voltage could be produced.
On the other hand, the lithium nickel composite oxide manufactured by Comparative Examples 1 to 4 to which the present invention is not applied has a low output at a high current rate at a high voltage. Moreover, since the comparative examples 1-2 which did not perform the post-processing process including a washing | cleaning process have many impurities, it is guessed that the output in the high current rate with a high voltage fell. Although the comparative examples 3-4 performed the post-processing process including a washing | cleaning process, since lithium eluted by overwashing, it is guessed that the output in the high current rate with a high voltage fell.

1…セパレータ、2…正極、3…負極、4…電極群、5…電池缶、6…電解液、7…トップインシュレーター、8…封口体、10…リチウム二次電池、21…正極リード、31…負極リード   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Separator, 2 ... Positive electrode, 3 ... Negative electrode, 4 ... Electrode group, 5 ... Battery can, 6 ... Electrolyte solution, 7 ... Top insulator, 8 ... Sealing body, 10 ... Lithium secondary battery, 21 ... Positive electrode lead, 31 ... Negative electrode lead

Claims (9)

下記一般式(I)で表されるリチウムニッケル複合酸化物の製造方法であって、
リチウム化合物と、少なくともニッケルを含む複合金属化合物とを混合し混合物を得る混合工程と、
前記混合物を焼成し、焼成物を得る焼成工程と、
焼成物を洗浄する洗浄工程を含む後処理工程と、を有し、
前記混合工程は、前記リチウム化合物に含まれるリチウムと、少なくともニッケルを含む複合金属化合物中の金属元素と、のモル比(Li/Me)が1を超える比率となるように混合し、
前記後処理工程後に得られるリチウムニッケル複合酸化物中の、残留硫酸根と残留炭酸リチウムとの合計量が0.3質量%以下であり、かつナトリウムの含有量が50ppm以下となるように処理する工程を含むことを特徴とする、リチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
Li[Li(Ni(1−y−z−w)CoMn1−x]O ・・・(I)
(式(I)中、0<x≦0.2、0<y≦0.5、0<z≦0.8、0≦w≦0.1、y+z+w<1、MはFe、Cu、Ti、Mg、Al、W、B、Mo、Nb、Zn、Sn、Zr、Ga及びVからなる群より選択される1種以上の金属を表す。)
A method for producing a lithium nickel composite oxide represented by the following general formula (I):
A mixing step of mixing a lithium compound and a composite metal compound containing at least nickel to obtain a mixture;
A firing step of firing the mixture to obtain a fired product;
A post-processing step including a cleaning step of cleaning the fired product,
In the mixing step, mixing is performed so that a molar ratio (Li / Me) of lithium contained in the lithium compound and a metal element in the composite metal compound containing at least nickel exceeds 1;
The lithium nickel composite oxide obtained after the post-treatment step is treated so that the total amount of residual sulfate radicals and residual lithium carbonate is 0.3% by mass or less and the sodium content is 50 ppm or less. A process for producing a lithium nickel composite oxide, comprising a step.
Li [Li x (Ni (1 -y-z-w) Co y Mn z M w) 1-x] O 2 ··· (I)
(In formula (I), 0 <x ≦ 0.2, 0 <y ≦ 0.5, 0 <z ≦ 0.8, 0 ≦ w ≦ 0.1, y + z + w <1, M is Fe, Cu, Ti Mg, Al, W, B, Mo, Nb, Zn, Sn, Zr, Ga, and V represent one or more metals selected from the group consisting of V.)
前記一般式(I) において、y+z+w≦0.3となる、請求項1に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The method for producing a lithium nickel composite oxide according to claim 1, wherein y + z + w ≦ 0.3 in the general formula (I). 前記焼成工程において、焼成温度が300℃以上1000℃以下である、請求項1又は2に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The method for producing a lithium nickel composite oxide according to claim 1 or 2, wherein, in the firing step, a firing temperature is 300 ° C or higher and 1000 ° C or lower. 前記後処理工程において、洗浄工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物を乾燥する乾燥工程を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The method for producing a lithium nickel composite oxide according to any one of claims 1 to 3, further comprising a drying step of drying the obtained lithium nickel composite oxide after the cleaning step in the post-treatment step. 前記後処理工程において、洗浄工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物を再焼成する再焼成工程を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   The method for producing a lithium nickel composite oxide according to any one of claims 1 to 3, further comprising a refiring step of refiring the obtained lithium nickel composite oxide after the cleaning step in the post-treatment step. 前記後処理工程において、乾燥工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物を再焼成する再焼成工程を含む、請求項4に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   5. The method for producing a lithium nickel composite oxide according to claim 4, wherein the post-treatment step includes a refiring step of refiring the obtained lithium nickel composite oxide after the drying step. 前記後処理工程において、洗浄工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物とアルミニウム化合物とを混合し、リチウムニッケル複合酸化物の表面にアルミニウム化合物を被覆させる被覆工程を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   4. The method according to claim 1, further comprising a coating step of mixing the obtained lithium nickel composite oxide and an aluminum compound and coating the surface of the lithium nickel composite oxide with the aluminum compound after the cleaning step. A method for producing the lithium nickel composite oxide according to claim 1. 前記後処理工程において、乾燥工程後に、得られたリチウムニッケル複合酸化物とアルミニウム化合物とを混合し、リチウムニッケル複合酸化物の表面にアルミニウム化合物を被覆させる被覆工程を含む請求項4に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   5. The lithium according to claim 4, wherein the post-treatment step includes a coating step of mixing the obtained lithium nickel composite oxide and an aluminum compound after the drying step and coating the surface of the lithium nickel composite oxide with the aluminum compound. Method for producing nickel composite oxide. 前記後処理工程において、乾燥工程後に得られるリチウムニッケル複合酸化物中の、残留硫酸根と残留炭酸リチウムの合計量が0.6質量%以下であり、かつナトリウムの含有量が50ppm以下となるように処理する、請求項6または8に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。   In the post-treatment step, the total amount of residual sulfate radicals and residual lithium carbonate in the lithium nickel composite oxide obtained after the drying step is 0.6% by mass or less, and the sodium content is 50 ppm or less. The manufacturing method of the lithium nickel composite oxide of Claim 6 or 8 processed into.
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