JP2018190720A - Positive electrode active material for nonaqueous electrolytic secondary battery, and nonaqueous electrolytic secondary battery - Google Patents

Positive electrode active material for nonaqueous electrolytic secondary battery, and nonaqueous electrolytic secondary battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive electrode active material for a nonaqueous electrolytic secondary battery, which is superior in cycle characteristic.SOLUTION: Provided is a positive electrode active material for a nonaqueous electrolytic secondary battery, which comprises: particles of a spinel type oxide; and a coating layer. The spinel type oxide includes Li, Mn, Ni and an element M in the proportion of amounts of these substances of Li:Mn:Ni:M=t:2-x-y:x:y (0.96≤t≤1.25, 0.40≤x≤0.60 and 0≤y≤0.20). As to the positive electrode active material, a peak as assigned to a spinel type crystal structure of "Fd-3 m" structure is detected from an XRD pattern; and the element M is at least one element selected from Mg, Al, Si, Ti, Cr, Fe, Co, Cu and Zn. The coating layer includes a titanium compound. The spinel type oxide particles contain titanium at a rate of 0.4 mg or more and 9.0 mg or less per 1 min superficial area. According to semiquantitative analysis on the positive electrode active material performed by XPS, Ti/(Mn+Ni) is 0.14 or more and 9.5 or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水系電解液二次電池用正極活物質、非水系電解液二次電池に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

近年、スマートフォンやタブレットPCなどの小型情報端末の普及に伴い、高エネルギー密度を有する小型で軽量な二次電池に対する要求が高まっている。また、ハイブリッド自動車をはじめとする電気自動車用の電源として、高出力の二次電池の開発が強く望まれている。   In recent years, with the spread of small information terminals such as smartphones and tablet PCs, there is an increasing demand for small and lightweight secondary batteries having high energy density. In addition, development of a high-power secondary battery is strongly desired as a power source for electric vehicles including hybrid vehicles.

このような要求を満たす二次電池として、非水系電解液二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池がある。リチウムイオン二次電池は、負極、正極、電解液などで構成され、その負極および正極の材料として用いられる活物質には、リチウムを脱離および挿入することが可能な材料が使用される。   As a secondary battery satisfying such requirements, there is a lithium ion secondary battery which is a kind of non-aqueous electrolyte secondary battery. A lithium ion secondary battery includes a negative electrode, a positive electrode, an electrolytic solution, and the like, and a material capable of desorbing and inserting lithium is used as an active material used as a material for the negative electrode and the positive electrode.

このようなリチウムイオン二次電池については、現在、研究開発が盛んに行われている。その中でも、リチウム金属複合酸化物を正極材料に用いたリチウムイオン二次電池は、4V級の電圧が得られるため、高エネルギー密度を有する電池として実用化が進んでいる。   Currently, research and development of such lithium ion secondary batteries are actively conducted. Among them, a lithium ion secondary battery using a lithium metal composite oxide as a positive electrode material is capable of being used as a battery having a high energy density because a voltage of 4 V class can be obtained.

具体的には、合成が比較的容易なリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO)粒子、コバルトよりも安価なニッケルを用いたリチウムニッケル複合酸化物(LiNiO)粒子、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3)粒子、マンガンを用いたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn)粒子、リチウムニッケルマンガン複合酸化物(LiNi0.5Mn0.5)粒子などのリチウム複合酸化物粒子が提案されている。 Specifically, lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) particles that are relatively easy to synthesize, lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ) particles using nickel that is cheaper than cobalt, lithium nickel cobalt manganese composite oxide ( LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ) particles, lithium manganese composite oxide (LiMn 2 O 4 ) particles using manganese, lithium nickel manganese composite oxide (LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 ) Lithium composite oxide particles such as particles have been proposed.

これらの中でも、埋蔵量の少ないコバルトを用いずに、熱安定性に優れた二次電池を実現できる、スピネル型の結晶構造を有するリチウムマンガン複合酸化物粒子、特に、マンガンの一部をNiで置換したリチウムマンガンニッケル複合酸化物(LiMn1.5Ni0.5)粒子は、Li/Liの電位を基準としたとき4.5V以上の作動電圧を実現し得るエネルギー密度の高い材料として、近年、注目を集めている。 Among these, lithium manganese composite oxide particles having a spinel type crystal structure that can realize a secondary battery excellent in thermal stability without using cobalt with a small reserve amount, in particular, a part of manganese is made of Ni. The substituted lithium manganese nickel composite oxide (LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 ) particles have a high energy density that can realize an operating voltage of 4.5 V or higher when the potential of Li + / Li is used as a reference. As recently, it has attracted attention.

しかしながら、これらのスピネル型構造を有する正極活物質は、充放電を繰り返すに従い、電池容量が減少していくという問題、すなわち、サイクル特性に劣るという問題がある。   However, these positive electrode active materials having a spinel structure have a problem that the battery capacity decreases as charging and discharging are repeated, that is, there is a problem that the cycle characteristics are inferior.

この電池容量が減少する原因の一つとしては、高電位のリチウムマンガンニッケル複合酸化物に固有の問題である充電時における電解液の分解が考えられる。すなわち、電解液の分解は不可逆反応であるため、充放電の繰り返しにより、徐々に正極と負極との間でのリチウムイオンのキャリアである電解液が減少したり、電解液の分解に伴う副反応でリチウムイオンが消費され、充放電に寄与しなくなったりする。この結果、電池容量が減少すると考えられる。なお、分解した電解液は、水素などを主成分とするガスの発生源となり、二次電池の膨れなどの不具合の原因となることもある。   One of the causes of the decrease in the battery capacity is considered to be decomposition of the electrolyte during charging, which is a problem inherent to the high potential lithium manganese nickel composite oxide. That is, since the decomposition of the electrolytic solution is an irreversible reaction, the electrolytic solution that is a lithium ion carrier between the positive electrode and the negative electrode gradually decreases or the side reaction accompanying the decomposition of the electrolytic solution due to repeated charge and discharge. As a result, lithium ions are consumed, which does not contribute to charge / discharge. As a result, it is considered that the battery capacity decreases. Note that the decomposed electrolytic solution serves as a source of gas mainly composed of hydrogen or the like, and may cause problems such as swelling of the secondary battery.

また、高電位のリチウムマンガンニッケル複合酸化物に固有の問題ではないが、充放電時に、電解液中にマンガンが溶出することも電池容量が減少する原因の一つと考えられる。特に、負極としてカーボン系材料を用いた場合、正極から溶出したマンガンが負極に析出し、負極での電池反応を阻害するため、電池容量が減少すると考えられる。   Further, although this is not a problem inherent to the high-potential lithium manganese nickel composite oxide, the elution of manganese into the electrolytic solution during charging / discharging is considered to be one of the causes of battery capacity reduction. In particular, when a carbon-based material is used as the negative electrode, manganese eluted from the positive electrode is deposited on the negative electrode and inhibits the battery reaction at the negative electrode.

電解液の分解等のこれらの現象は、いずれも正極活物質と電解液との界面で生じる副反応に起因するものである。このため、高電位のリチウムマンガンニッケル複合酸化物を正極活物質として用いた二次電池のサイクルを改善するためには、リチウムマンガンニッケル複合酸化物の表面状態を制御することが重要であると考えられる。   These phenomena such as decomposition of the electrolytic solution are all caused by side reactions occurring at the interface between the positive electrode active material and the electrolytic solution. For this reason, in order to improve the cycle of a secondary battery using a high potential lithium manganese nickel composite oxide as a positive electrode active material, it is important to control the surface state of the lithium manganese nickel composite oxide. It is done.

例えば、特許文献1、特許文献2にはスピネル型のリチウムマンガン系複合酸化物の表面に金属アルコキシド溶液を用いて酸化アルミウム、酸化ジルコニウム等をコートし、サイクル特性が向上することが報告されている。   For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 report that the surface characteristics of spinel-type lithium manganese composite oxide are coated with aluminum oxide, zirconium oxide or the like using a metal alkoxide solution to improve cycle characteristics. .

しかし特許文献1、特許文献2では約4V(Vs. Li/Li)を発現する正極活物質を用いた電池の報告に限られているため、4.5V以上の作動電圧でもコート層が安定に存在し、Mn溶出を防ぐことができるか、すなわちサイクル特性に優れるかは不明である。 However, Patent Document 1 and Patent Document 2 are limited to reporting batteries using a positive electrode active material that expresses about 4 V (Vs. Li + / Li), so that the coating layer is stable even at an operating voltage of 4.5 V or more. It is unclear whether Mn elution can be prevented, that is, whether the cycle characteristics are excellent.

特許文献3ではスピネル型のリチウムマンガンニッケル系複合酸化物の粒子表面をMg、Al、Ti、Zr、及びZnから選ばれる少なくとも1種類以上の金属元素を含む金属酸化物で被覆することが開示されている。   Patent Document 3 discloses that the surface of a spinel-type lithium manganese nickel-based composite oxide is coated with a metal oxide containing at least one metal element selected from Mg, Al, Ti, Zr, and Zn. ing.

しかし特許文献3では被覆に用いる金属酸化物をリチウムマンガンニッケル系複合酸化物粒子と乾式混合し、リチウムマンガンニッケル系複合酸化物粒子表面に付着させるという方法をとっている。このため、繰り返し充放電を行った場合に被覆が安定して存在するかが明らかではなく、また被覆が不均一になりやすく十分なサイクル特性向上効果が得られない。   However, Patent Document 3 employs a method in which a metal oxide used for coating is dry-mixed with lithium manganese nickel-based composite oxide particles and adhered to the surface of the lithium manganese nickel-based composite oxide particles. For this reason, it is not clear whether the coating is stably present when repeated charge / discharge is performed, and the coating tends to be non-uniform, and a sufficient effect of improving cycle characteristics cannot be obtained.

また特許文献4には金属リチウム対極電位で4.5V以上の充放電電位を示す遷移金属酸化物から構成された正極活物質粒子を含む正極を有する非水電解質二次電池であって、前記正極活物質が、その表面上に、スピネル型結晶構造を有するLiTiを含む被覆層を有する、非水電解液二次電池が開示されている。 Patent Document 4 discloses a non-aqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode including positive electrode active material particles composed of a transition metal oxide exhibiting a charge / discharge potential of 4.5 V or more at a metal lithium counter electrode potential, A non-aqueous electrolyte secondary battery in which the active material has a coating layer containing LiTi 2 O 4 having a spinel crystal structure on the surface thereof is disclosed.

特許文献4に開示された発明においては、被覆層の組成について分析を行っていない。特に、LiTiとした場合、Tiの理論酸化数は3.5価であり、Tiが通常取り得る酸化数ではない。このため、被覆層が目的組成であるかは明らかではない。また、二次電池とした後充電を行い、所定の期間保管した後の放電容量を寿命特性として評価するのみであり、サイクル特性については不明であった。 In the invention disclosed in Patent Document 4, the composition of the coating layer is not analyzed. In particular, when LiTi 2 O 4 is used, the theoretical oxidation number of Ti is 3.5, and is not an oxidation number that Ti can normally take. For this reason, it is not clear whether the coating layer has the target composition. In addition, the secondary battery was charged after being charged, and the discharge capacity after being stored for a predetermined period was only evaluated as a life characteristic, and the cycle characteristic was unknown.

特開2001−043860号公報JP 2001-043860 A 特開2014−231445号公報JP 2014-231445 A 特開2006−036545号公報JP 2006-036545 A 特開2016−031852号公報JP 2006-031852 A

そこで上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の一側面では、サイクル特性に優れた非水系電解液二次電池用正極活物質を提供することを目的とする。   Then, in view of the problem of the above-described conventional technology, an object of one aspect of the present invention is to provide a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in cycle characteristics.

上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
スピネル型構造を有する酸化物であるスピネル型酸化物の粒子と、前記スピネル型酸化物の粒子の少なくとも一部を被覆した被覆層とを有する非水系電解液二次電池用正極活物質であり、
前記スピネル型酸化物は、リチウム(Li)と、マンガン(Mn)と、ニッケル(Ni)と、元素M(M)とを、物質量比が、Li:Mn:Ni:M=t:2−x−y:x:y(ただし、0.96≦t≦1.25、0.40≦x≦0.60、0≦y≦0.20)となるように含み、X線回折(XRD)測定により得られた回折パターンから、「Fd−3m」構造のスピネル型結晶構造に帰属されるピークが検出され、
前記元素Mが、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)から選択される少なくとも1種の元素であり、
前記被覆層はチタン化合物を含み、前記スピネル型酸化物の粒子の表面積1m当り、0.4mg以上9.0mg以下の割合でチタンを含有し、
X線光電子分光法による半定量分析を行った場合に、チタン(Ti)の物質量を、マンガン(Mn)と、ニッケル(Ni)との物質量の合計で割った(Ti/(Mn+Ni))が0.14以上9.5以下である非水系電解液二次電池用正極活物質を提供する。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having spinel oxide particles that are oxides having a spinel structure and a coating layer that covers at least part of the spinel oxide particles,
The spinel oxide is composed of lithium (Li), manganese (Mn), nickel (Ni), and element M (M), in a mass ratio of Li: Mn: Ni: M = t: 2- x-y: x: y (provided that 0.96 ≦ t ≦ 1.25, 0.40 ≦ x ≦ 0.60, 0 ≦ y ≦ 0.20), and X-ray diffraction (XRD) From the diffraction pattern obtained by the measurement, a peak attributed to the spinel crystal structure of the “Fd-3m” structure is detected,
The element M is selected from magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), titanium (Ti), chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), and zinc (Zn). At least one element selected,
The coating layer contains a titanium compound, and contains titanium at a ratio of 0.4 mg to 9.0 mg per 1 m 2 of the surface area of the spinel oxide particles,
When semi-quantitative analysis was performed by X-ray photoelectron spectroscopy, the amount of titanium (Ti) was divided by the total amount of manganese (Mn) and nickel (Ni) (Ti / (Mn + Ni)). Provides a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a value of 0.14 or more and 9.5 or less.

本発明の一態様によれば、サイクル特性に優れた非水系電解液二次電池用正極活物質を提供することができる。   According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in cycle characteristics.

実施例、比較例において作製したコイン型電池の断面構成の説明図。Explanatory drawing of the cross-sectional structure of the coin-type battery produced in the Example and the comparative example.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
1.非水系電解液二次電池用正極活物質
まず、本実施形態の非水系電解液二次電池用正極活物質の一構成例について説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the following embodiments are not departed from the scope of the present invention. Various modifications and substitutions can be made.
1. First, a configuration example of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to this embodiment will be described.

本実施形態の非水系電解液二次電池用正極活物質は、スピネル型構造を有する酸化物であるスピネル型酸化物の粒子と、スピネル型酸化物の粒子の少なくとも一部を被覆した被覆層とを有することができる。   The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment includes a spinel oxide particle that is an oxide having a spinel structure, and a coating layer that covers at least a part of the spinel oxide particle. Can have.

スピネル型酸化物は、リチウム(Li)と、マンガン(Mn)と、ニッケル(Ni)と、元素M(M)とを、物質量比が、Li:Mn:Ni:M=t:2−x−y:x:yとなるように含むことができる。ただし、0.96≦t≦1.25、0.40≦x≦0.60、0≦y≦0.20を満たすことが好ましい。また、スピネル型酸化物はX線回折(XRD)測定により得られた回折パターンから、「Fd−3m」構造のスピネル型結晶構造に帰属されるピークが検出されることが好ましい。   The spinel type oxide is composed of lithium (Li), manganese (Mn), nickel (Ni), and element M (M), and the mass ratio is Li: Mn: Ni: M = t: 2-x. -Y: x: y can be included. However, it is preferable to satisfy 0.96 ≦ t ≦ 1.25, 0.40 ≦ x ≦ 0.60, and 0 ≦ y ≦ 0.20. Moreover, it is preferable that the peak attributed to the spinel type crystal structure of a "Fd-3m" structure is detected from the diffraction pattern obtained by the X-ray diffraction (XRD) measurement of the spinel type oxide.

なお、元素Mは、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)から選択される少なくとも1種の元素とすることができる。   The element M is magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), titanium (Ti), chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), zinc (Zn). It is possible to use at least one element selected from

被覆層はチタン化合物を含み、スピネル型酸化物の粒子の表面積1m当り、0.4mg以上9.0mg以下の割合でチタンを含有できる。 The coating layer contains a titanium compound and can contain titanium at a ratio of 0.4 mg to 9.0 mg per 1 m 2 of surface area of the spinel oxide particles.

本実施形態の非水系電解液二次電池用正極活物質は、X線光電子分光法による半定量分析を行った場合に、チタン(Ti)の物質量を、マンガン(Mn)と、ニッケル(Ni)との物質量の合計で割った(Ti/(Mn+Ni))を0.14以上9.5以下とすることができる。   The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment is obtained by changing the amount of titanium (Ti) to manganese (Mn) and nickel (Ni) when semi-quantitative analysis is performed by X-ray photoelectron spectroscopy. ) And (Ti / (Mn + Ni)) divided by the total amount of substances can be 0.14 or more and 9.5 or less.

以下、本実施形態の非水系電解液二次電池用正極活物質(以下、単に「正極活物質」とも記載する)について具体的に説明する。   Hereinafter, the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment (hereinafter also simply referred to as “positive electrode active material”) will be specifically described.

本実施形態の正極活物質は、スピネル型酸化物の粒子と、スピネル型酸化物の粒子の少なくとも一部を被覆した被覆層とを有することができる。以下にスピネル型酸化物の粒子、及び被覆層について説明する。
[スピネル型酸化物の粒子]
スピネル型酸化物の粒子は、スピネル型構造を有する酸化物であるスピネル型酸化物を含有しており、スピネル型酸化物から構成されていることが好ましい。
The positive electrode active material of this embodiment can have spinel-type oxide particles and a coating layer that covers at least part of the spinel-type oxide particles. The spinel oxide particles and the coating layer will be described below.
[Spinel-type oxide particles]
The spinel-type oxide particles contain a spinel-type oxide which is an oxide having a spinel-type structure, and are preferably composed of a spinel-type oxide.

ここで、スピネル型酸化物としては、リチウム(Li)と、マンガン(Mn)と、ニッケル(Ni)と、元素M(M)とを、物質量比(モル比)が、Li:Mn:Ni:M=t:2−x−y:x:yとなるように含むことができる。すなわち、スピネル型酸化物としては、リチウムマンガンニッケル複合酸化物を用いることが好ましい。   Here, as the spinel-type oxide, lithium (Li), manganese (Mn), nickel (Ni), and element M (M) have a mass ratio (molar ratio) of Li: Mn: Ni. : M = t: 2-xy: x: y. That is, it is preferable to use a lithium manganese nickel composite oxide as the spinel type oxide.

上述のスピネル型酸化物中の各元素の物質量比を表す式中、リチウム(Li)の含有量を示すtの値は0.96以上1.25以下とすることができ、0.98以上1.20以下が好ましく、1.00以上1.20以下がより好ましい。   In the above formula representing the ratio of the amount of each element in the spinel oxide, the value of t indicating the lithium (Li) content can be 0.96 or more and 1.25 or less, and 0.98 or more. 1.20 or less is preferable, and 1.00 or more and 1.20 or less is more preferable.

tの値を0.96以上とすることで、該スピネル型酸化物を含む正極活物質を用いた二次電池の内部抵抗を抑制し、出力特性を向上させることができる。また、tの値を1.25以下とすることで、該スピネル型酸化物を含む正極活物質を用いた二次電池の初期放電容量を高く維持することができる。すなわち、tの値を上述の範囲とすることで、該スピネル型酸化物を含む正極活物質を用いた二次電池の出力特性、及び容量特性を向上させることができる。   By setting the value of t to 0.96 or more, the internal resistance of the secondary battery using the positive electrode active material containing the spinel oxide can be suppressed and the output characteristics can be improved. Further, by setting the value of t to 1.25 or less, the initial discharge capacity of the secondary battery using the positive electrode active material containing the spinel oxide can be maintained high. That is, by setting the value of t within the above-described range, it is possible to improve the output characteristics and capacity characteristics of the secondary battery using the positive electrode active material containing the spinel oxide.

上述のスピネル型酸化物中のニッケル(Ni)は、該スピネル型酸化物を含む正極活物質を用いた二次電池の高電位化および高容量化に寄与する元素である。   Nickel (Ni) in the above-mentioned spinel type oxide is an element that contributes to higher potential and higher capacity of a secondary battery using a positive electrode active material containing the spinel type oxide.

ニッケルの含有量を示すxの値は0.40以上0.60以下とすることができ、0.40以上0.56以下が好ましく、0.40以上0.53以下がより好ましい。   The value x indicating the nickel content can be 0.40 or more and 0.60 or less, preferably 0.40 or more and 0.56 or less, and more preferably 0.40 or more and 0.53 or less.

xの値を0.40以上とすることで、該スピネル型酸化物を含有する正極活物質を用いた二次電池において、5V級の電圧における電池容量を十分に高くすることができる。また、xの値を0.60以下とすることでスピネル型酸化物の粒子について、より確実にスピネル型構造単相から構成することが可能になる。   By setting the value of x to 0.40 or more, in a secondary battery using a positive electrode active material containing the spinel oxide, the battery capacity at a voltage of 5 V can be sufficiently increased. In addition, by setting the value of x to 0.60 or less, the spinel oxide particles can be more reliably composed of a spinel structure single phase.

また、スピネル型酸化物は、上記金属元素に加えて、添加元素である元素Mを含有してもよい。   Further, the spinel oxide may contain an element M as an additive element in addition to the metal element.

上述の元素Mとしては、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)から選択される少なくとも1種の元素を用いることができる。   Examples of the element M include magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), titanium (Ti), chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), and zinc (Zn ) Can be used.

元素Mは、正極活物質を用いて構成される二次電池の用途や要求される性能に応じて適宜選択されるものである。   The element M is appropriately selected according to the use of the secondary battery configured using the positive electrode active material and the required performance.

元素M自身は酸化還元反応に寄与しないものがあるので、元素Mの含有量を示すyの値は0.20以下とすることができ、0.15以下が好ましく、0.10以下がより好ましい。   Since the element M itself does not contribute to the oxidation-reduction reaction, the value of y indicating the content of the element M can be 0.20 or less, preferably 0.15 or less, and more preferably 0.10 or less. .

スピネル型酸化物は、元素Mを含有しなくても良いことから、元素Mの含有量を示すyの下限値は0とすることができる。   Since the spinel oxide does not need to contain the element M, the lower limit value of y indicating the content of the element M can be zero.

スピネル型酸化物は、X線回折(XRD)測定を行った場合に得られる回折パターンから、「Fd−3m」構造のスピネル型結晶構造に帰属されるピークが検出されることが好ましい。特に、スピネル型酸化物は、X線回折測定を行った場合に得られる回折パターンから、「Fd−3m」構造のスピネル型結晶構造に帰属されるピークのみが検出されることがより好ましい。これは、「Fd−3m」構造のスピネル型酸化物は、該スピネル型酸化物を含む正極活物質を二次電池とした場合に、特に内部抵抗を抑制することができ好ましいからである。   In the spinel oxide, it is preferable that a peak attributed to the spinel crystal structure of the “Fd-3m” structure is detected from a diffraction pattern obtained when X-ray diffraction (XRD) measurement is performed. In particular, in the spinel oxide, it is more preferable that only the peak attributed to the spinel crystal structure having the “Fd-3m” structure is detected from the diffraction pattern obtained when X-ray diffraction measurement is performed. This is because the spinel type oxide having the “Fd-3m” structure is preferable because the internal resistance can be particularly suppressed when the positive electrode active material containing the spinel type oxide is used as a secondary battery.

ただし、スピネル型酸化物、例えば上述のリチウムマンガンニッケル複合酸化物を単相では得られず、不純物が混入する場合がある。例えば2θが40°から45°の範囲の付近にNiMn等のニッケルマンガン複合酸化物や、LiNi1−x等のリチウムニッケル酸化物のような異相が検出される場合がある。また、2θが19°付近にスピネル型構造中のマンガンとニッケルとの規則配列により構成される「P432」構造に起因するピークが検出されたりすることがある。 However, a spinel oxide such as the above-described lithium manganese nickel composite oxide cannot be obtained in a single phase, and impurities may be mixed. For example, there may be a case where a different phase such as nickel manganese composite oxide such as NiMn 3 O 8 or lithium nickel oxide such as Li x Ni 1-x O 2 is detected in the vicinity of 2θ in the range of 40 ° to 45 °. is there. Further, a peak due to the “P43 3 2” structure constituted by an ordered arrangement of manganese and nickel in the spinel structure may be detected when 2θ is around 19 °.

このように不純物が混入する場合であっても、これらの「Fd−3m」構造のスピネル型構造以外の異相ピークの強度は、「Fd−3m」構造のスピネル型構造に帰属されるピーク強度を上回らないことが好ましい。   Even when impurities are mixed in this way, the intensity of the heterophasic peak other than the spinel structure of the “Fd-3m” structure is the peak intensity attributed to the spinel structure of the “Fd-3m” structure. It is preferable not to exceed.

スピネル型酸化物の粒子はSEMやTEMなどの電子顕微鏡で観察すると、粒径が0.1μm以上2.0μm以下の一次粒子が多数凝集して形成された粒径が3.0μm以上5.0μm以下の二次粒子や、1.0μm以上7.0μm以下の粒径をもつ単独の一次粒子、またはそれらの混合物であることが好ましい。それぞれの粒子の内部には、1以上の一次粒子により囲まれた空間、空隙があってもよい。   When the spinel-type oxide particles are observed with an electron microscope such as SEM or TEM, the particle size is 3.0 μm to 5.0 μm formed by agglomeration of many primary particles having a particle size of 0.1 μm to 2.0 μm. The following secondary particles, single primary particles having a particle size of 1.0 μm or more and 7.0 μm or less, or a mixture thereof are preferable. Each particle may have a space or void surrounded by one or more primary particles.

スピネル型酸化物の粒子は、比表面積が0.30m/g以上1.50m/g以下であることが好ましく、0.50m/g以上1.50m/g以下であることがより好ましい。 Particles of spinel-type oxide is preferably a specific surface area is less than 0.30 m 2 / g or more 1.50 m 2 / g, more not more than 0.50 m 2 / g or more 1.50 m 2 / g preferable.

二次電池の充放電中にスピネル型酸化物の粒子で起こるリチウムイオンの脱離/挿入は、スピネル型酸化物の粒子の表面で起こる。そして、正極活物質が含むスピネル型酸化物の粒子の比表面積を0.30m/g以上とすることで、係るリチウムイオンの脱離/挿入を十分に促進することができ、内部抵抗を十分に抑制できるため好ましい。また、正極活物質と電解液との界面で起こる副反応で電解液が分解する場合があるが、スピネル型酸化物の粒子の比表面積を1.50m/g以下とすることで、得られる正極活物質の比表面積が過度に広くなることを抑制できるため、係る分解反応により生じた堆積物による、内部抵抗増加の影響を十分に抑制することができる。 Lithium ion desorption / insertion that occurs in the spinel oxide particles during charge and discharge of the secondary battery occurs on the surface of the spinel oxide particles. Further, by setting the specific surface area of the spinel oxide particles contained in the positive electrode active material to 0.30 m 2 / g or more, the desorption / insertion of the lithium ions can be sufficiently promoted, and the internal resistance is sufficient. It is preferable because it can be suppressed. In addition, the electrolytic solution may be decomposed by a side reaction that occurs at the interface between the positive electrode active material and the electrolytic solution, but it can be obtained by setting the specific surface area of the spinel oxide particles to 1.50 m 2 / g or less. Since it can suppress that the specific surface area of a positive electrode active material becomes large too much, the influence of the internal resistance increase by the deposit produced by the decomposition reaction which concerns can be fully suppressed.

本実施形態のスピネル型酸化物の粒子の比表面積は、例えば窒素吸着を利用したBET法により、評価することができる。   The specific surface area of the spinel-type oxide particles of the present embodiment can be evaluated by, for example, the BET method using nitrogen adsorption.

本実施形態のスピネル型酸化物の粒子の体積平均粒子径は、レーザー光回折散乱式の粒度分布計で計測した場合、2μm以上8μm以下であることが好ましく、3μm以上8μm以下であることがより好ましく、3μm以上7.5μm以下であることがさらに好ましい。これは、スピネル型酸化物の粒子の体積平均粒子径が2μm以上8μm以下の場合、該スピネル型酸化物の粒子を含む正極活物質を正極に用いた二次電池での容量当たりの電池容量を十分に大きくすることができ、かつ高安全性、高出力等の優れた電池特性が得られるからである。
[被覆層]
被覆層はチタンを含む化合物、すなわちチタン化合物を含み、スピネル型酸化物の粒子の少なくとも一部を被覆している。被覆層は、チタン化合物から構成することもできる。
The volume average particle diameter of the spinel oxide particles of the present embodiment is preferably 2 μm or more and 8 μm or less, more preferably 3 μm or more and 8 μm or less, when measured with a laser light diffraction / scattering particle size distribution meter. Preferably, it is 3 μm or more and 7.5 μm or less. When the volume average particle diameter of the spinel oxide particles is 2 μm or more and 8 μm or less, the battery capacity per capacity in the secondary battery using the positive electrode active material containing the spinel oxide particles as the positive electrode is calculated. This is because it can be made sufficiently large, and excellent battery characteristics such as high safety and high output can be obtained.
[Coating layer]
The coating layer contains a compound containing titanium, that is, a titanium compound, and covers at least a part of the spinel-type oxide particles. A coating layer can also be comprised from a titanium compound.

被覆層を配置することで、本実施形態の正極活物質を含む正極を備えた二次電池において、電解液へのマンガン、ニッケルの溶出を抑制できる。   By disposing the coating layer, in the secondary battery including the positive electrode including the positive electrode active material of the present embodiment, elution of manganese and nickel into the electrolytic solution can be suppressed.

被覆層と、スピネル型酸化物の粒子とは明確な境界線を有している必要はない。このため、被覆層とは、本実施形態の正極活物質の表面側の領域において、被被覆物質であるスピネル型酸化物の粒子、すなわち中心領域よりも、チタン濃度が高い部位、領域のことを指す。被覆層は部分的にスピネル型酸化物と固溶していてもよい。   The coating layer and the spinel oxide particles need not have a clear boundary line. For this reason, the coating layer is a region or region having a titanium concentration higher than that of the spinel-type oxide particles that are the material to be coated in the region on the surface side of the positive electrode active material of the present embodiment, that is, the central region. Point to. The coating layer may partially be in solid solution with the spinel oxide.

本実施形態の正極活物質のうち、被覆層の部位は透過型電子顕微鏡(TEM)に付属したエネルギー分散型X線分析(EDS)等で検出することができる。TEM−EDSによる分析により検出された被覆層、すなわち正極活物質の表面側の領域において、スピネル型酸化物の粒子よりもチタン濃度が高い部位の厚みは1nm以上10nm以下であることが好ましく、1nm以上7.5nm以下であることがより好ましく、1nm以上3nm以下であることがさらに好ましい。   Of the positive electrode active material of the present embodiment, the portion of the coating layer can be detected by energy dispersive X-ray analysis (EDS) attached to a transmission electron microscope (TEM) or the like. In the coating layer detected by the analysis by TEM-EDS, that is, in the region on the surface side of the positive electrode active material, the thickness of the portion where the titanium concentration is higher than that of the spinel oxide particles is preferably 1 nm or more and 10 nm or less. The thickness is more preferably 7.5 nm or less and further preferably 1 nm or more and 3 nm or less.

これは、TEM−EDSにより検出された被覆層の厚みが1nm以上の場合、該被覆層をスピネル型酸化物の粒子の表面全体に均一に配置できていることを示すからである。すなわち、スピネル型酸化物の粒子の表面を均一に被覆層により被覆できていることを示すからである。また、TEM−EDSにより検出された被覆層の厚みが10nm以下の場合、被覆層が、スピネル型酸化物へのリチウムのインターカレーション/デインターカレーションの反応の障害になることを抑制し、内部抵抗を低減できるため好ましいからである。   This is because when the thickness of the coating layer detected by TEM-EDS is 1 nm or more, it indicates that the coating layer can be uniformly disposed on the entire surface of the spinel oxide particles. That is, it shows that the surface of the spinel oxide particles can be uniformly coated with the coating layer. Moreover, when the thickness of the coating layer detected by TEM-EDS is 10 nm or less, the coating layer is prevented from becoming an obstacle to the reaction of lithium intercalation / deintercalation to the spinel oxide, This is because the internal resistance can be reduced.

被覆層のチタンの含有量は特に限定されないが、被覆されるスピネル型酸化物の粒子の比表面積に応じて、その含有量を調整することが好ましい。具体的には被覆層は例えば、スピネル型酸化物の粒子の表面積1m当り、0.4mg以上9.0mg以下の割合でチタンを含有することが好ましく、0.4mg以上3.3mg以下の割合でチタンを含有することがより好ましく、0.4mg以上1.3mg以下の割合でチタンを含有することがさらに好ましい。 The content of titanium in the coating layer is not particularly limited, but the content is preferably adjusted according to the specific surface area of the spinel oxide particles to be coated. Specifically, for example, the coating layer preferably contains titanium at a ratio of 0.4 mg to 9.0 mg, and a ratio of 0.4 mg to 3.3 mg per 1 m 2 of the surface area of the spinel oxide particles. It is more preferable to contain titanium, and it is more preferable to contain titanium at a ratio of 0.4 mg to 1.3 mg.

これは、スピネル型酸化物の粒子の表面積(比表面積)1m当りのチタン含有量を0.4mg以上とすることで、該被覆層をスピネル型酸化物の粒子の表面全体に均一に配置できていることを示すからである。 This is because when the titanium content per 1 m 2 of the surface area (specific surface area) of the spinel oxide particles is 0.4 mg or more, the coating layer can be uniformly disposed on the entire surface of the spinel oxide particles. It is because it shows that it is.

また、被覆層を設けることでサイクル特性を向上させることができるが、同時に内部抵抗が増加する恐れもある。そして、スピネル型酸化物の粒子の表面積(比表面積)1m当りのチタン含有量を9.0mg以下とすることで、被覆層が、スピネル型酸化物へのリチウムのインターカレーション/デインターカレーションの反応の障害になることを抑制し、内部抵抗を低減できるため好ましいからである。 In addition, the cycle characteristics can be improved by providing a coating layer, but the internal resistance may increase at the same time. Then, by setting the titanium content per 1 m 2 of the surface area (specific surface area) of the particles of the spinel type oxide to 9.0 mg or less, the coating layer can intercalate / deintercalate lithium into the spinel type oxide. This is because it is possible to suppress an obstacle to the reaction of the reaction and to reduce the internal resistance.

被覆層のチタンの含有量の評価、算出方法は特に限定されるものではないが、例えばまず正極活物質1g中のチタン含有量を化学分析等の方法で測定する。例えばICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合プラズマ)等により測定を行うことができる。また、チタン化合物による被覆処理を施す前のスピネル型酸化物の粒子の比表面積を窒素吸着によるBET法等により測定する。そして、正極活物質1g中のチタン含有量を、被覆処理前のスピネル型酸化物の粒子の比表面積で割ることで、スピネル型酸化物の粒子の表面積(比表面積)1m当りのチタン含有量を算出できる。 The method for evaluating and calculating the titanium content in the coating layer is not particularly limited. For example, the titanium content in 1 g of the positive electrode active material is first measured by a method such as chemical analysis. For example, measurement can be performed by ICP (Inductively Coupled Plasma). Further, the specific surface area of the spinel-type oxide particles before the coating treatment with the titanium compound is measured by a BET method using nitrogen adsorption or the like. Then, by dividing the titanium content in 1 g of the positive electrode active material by the specific surface area of the spinel-type oxide particles before the coating treatment, the titanium content per 1 m 2 of the surface area (specific surface area) of the spinel-type oxide particles Can be calculated.

正極活物質1g中のチタン含有量と、スピネル型酸化物の粒子の比表面積とでは分母が異なるので厳密な値ではないが、被覆に用いられたチタン量はわずかなので、近似的にリチウムマンガンニッケル複合酸化物の表面積1m当りのチタンの担持量として用いることができる。 Although the denominator differs between the titanium content in 1 g of the positive electrode active material and the specific surface area of the spinel-type oxide particles, it is not an exact value. The amount of titanium supported per 1 m 2 of the surface area of the composite oxide can be used.

被覆処理前のスピネル型酸化物の粒子がチタンを含有する場合、被覆に用いられたチタン量として、被覆処理前後のチタン含有量の差分を用いることが好ましい。   When the spinel-type oxide particles before the coating treatment contain titanium, it is preferable to use the difference in titanium content before and after the coating treatment as the amount of titanium used for the coating.

なお、被覆層のチタンと、スピネル型酸化物とが反応して、部分的にチタンがスピネル型酸化物に固溶していても良い。例えば、被覆処理後に熱処理を行い、その際の条件により、被覆層のチタンと、スピネル型酸化物とを反応させることができる。   In addition, titanium of a coating layer and spinel type oxide may react, and titanium may be partially dissolved in the spinel type oxide. For example, heat treatment can be performed after the coating treatment, and titanium in the coating layer can be reacted with the spinel oxide depending on the conditions at that time.

被覆層のチタンがスピネル型酸化物に固溶することで、被覆層が単に、電解液とスピネル型酸化物の粒子とが直接接触することを防ぎ、反応の機会を減少させるだけにとどまらず、高電位化で起きるスピネル型酸化物と電解液との反応自体を抑制する効果がある。ただし、正極活物質について、サイクル特性の向上効果も充分に発揮できるように、固溶の程度については調整することが好ましい。   Since the titanium of the coating layer is dissolved in the spinel oxide, the coating layer simply prevents direct contact between the electrolyte and the spinel oxide particles, and not only reduces the chance of reaction, This has the effect of suppressing the reaction between the spinel oxide and the electrolyte that occurs at higher potential. However, with respect to the positive electrode active material, it is preferable to adjust the degree of solid solution so that the effect of improving the cycle characteristics can be sufficiently exhibited.

被覆層のスピネル型酸化物の粒子に対する固溶の程度はX線光電子分光法(XPS:X―ray Photoelectron Spectroscopy)による半定量分析でチタン(Ti)の物質量を、マンガン(Mn)と、ニッケル(Ni)との物質量の合計で割った(Ti/(Mn+Ni)、以下、「被覆金属表面量」とも記載する。)から知ることができる。   The degree of solid solution with respect to the spinel oxide particles of the coating layer is determined by semi-quantitative analysis by XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) of titanium (Ti), manganese (Mn) and nickel. It can be known from (Ni / Mn + Ni) (hereinafter also referred to as “coating metal surface amount”) divided by the total amount of substances (Ni).

XPSは特性上、測定対象の表面1nm以上5nm以下の情報を選択的に得ることができるため、材料の表層の組成比を知ることができる。被覆金属表面量は0.14以上9.5以下であることが好ましく、0.14以上1.6以下であることがより好ましく、0.14以上1.0以下であることがさらに好ましい。被覆金属表面量を0.14以上とすることで、被覆層として存在する、すなわちスピネル型酸化物の粒子の側に拡散せず被覆層として存在するチタンが十分に確保されており、マンガン等の電解液への溶出を抑制するのに十分に均一な被覆層が形成されていることを意味するからである。   Since XPS can selectively obtain information on the surface of the measurement object from 1 nm to 5 nm, the composition ratio of the surface layer of the material can be known. The coated metal surface amount is preferably from 0.14 to 9.5, more preferably from 0.14 to 1.6, and even more preferably from 0.14 to 1.0. By setting the coating metal surface amount to 0.14 or more, titanium existing as a coating layer, that is, as a coating layer without diffusing to the side of the spinel-type oxide particles is sufficiently secured. This is because it means that a sufficiently uniform coating layer is formed to suppress elution into the electrolytic solution.

また、被覆層を設けることでサイクル特性を向上させることができるが、同時に内部抵抗が増加する恐れもある。そして、被覆金属表面量を9.5以下とすることで、被覆層が、スピネル型酸化物へのリチウムのインターカレーション/デインターカレーションの反応の障害になることを確実に防ぐことができ、内部抵抗を抑制できるため、好ましいからである。   In addition, the cycle characteristics can be improved by providing a coating layer, but the internal resistance may increase at the same time. And, by setting the coating metal surface amount to 9.5 or less, it is possible to reliably prevent the coating layer from obstructing the reaction of lithium intercalation / deintercalation to the spinel oxide. This is because the internal resistance can be suppressed.

被覆金属表面量が0.14以上1.0以下の場合、特に高いサイクル特性と低い内部抵抗を両立することができるため、より好ましい。
また被覆層にLiをドープすることによって、被覆層にリチウムイオン伝導性を付与し、抵抗の増加を抑制することができる。このため、被覆層はチタン、およびリチウムを含むことが好ましい。
そして、被覆層のLiのドープの程度を示す、被覆層に含まれるTi量に対するLi量の程度はX線光電子分光法(XPS)による半定量分析でリチウム(Li)の物質量を、チタン(Ti)の物質量で割ったLi/Ti(以下、「被覆層のLiドープ指数」とも記載する)から知ることができる。X線光電子分光法による半定量分析を行った場合に、上記被覆層のLiドープ指数は0.5以上1.2以下であることが好ましく、0.5以上1.0以下であることがより好ましく、0.8以上1.0以下であることがさらに好ましい。被覆層のLiドープ指数を0.5以上とすることで被覆層のリチウムイオン伝導性を十分に高め、抵抗の増加を特に抑制できる。被覆層のLiドープ指数を1.2以下とすることで、余剰のリチウムを抑制できる。このため、余剰のリチウムが空気中の二酸化炭素と反応し、表面に抵抗となる異物層が生成することを抑制でき、好ましい。
[正極活物質の特性について]
ここまで、スピネル型酸化物の粒子と、被覆層とについて説明したが、本実施形態の正極活物質は以下の特性を有することが好ましい。
A coating metal surface amount of 0.14 or more and 1.0 or less is more preferable because both high cycle characteristics and low internal resistance can be achieved.
Further, by doping Li in the coating layer, lithium ion conductivity can be imparted to the coating layer, and an increase in resistance can be suppressed. For this reason, it is preferable that a coating layer contains titanium and lithium.
The degree of Li content relative to the amount of Ti contained in the coating layer, which indicates the degree of Li doping in the coating layer, is determined by the amount of lithium (Li) by semi-quantitative analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), titanium ( It can be known from Li / Ti divided by the amount of Ti) (hereinafter also referred to as “Li doping index of coating layer”). When semi-quantitative analysis by X-ray photoelectron spectroscopy is performed, the Li doping index of the coating layer is preferably 0.5 or more and 1.2 or less, more preferably 0.5 or more and 1.0 or less. Preferably, it is 0.8 or more and 1.0 or less. By setting the Li doping index of the coating layer to 0.5 or more, the lithium ion conductivity of the coating layer can be sufficiently increased, and an increase in resistance can be particularly suppressed. Excess lithium can be suppressed by setting the Li doping index of the coating layer to 1.2 or less. For this reason, it can suppress that excess lithium reacts with the carbon dioxide in the air, and produces | generates the foreign material layer which becomes resistance on the surface, and is preferable.
[Characteristics of positive electrode active material]
So far, the spinel oxide particles and the coating layer have been described, but the positive electrode active material of the present embodiment preferably has the following characteristics.

本実施形態の正極活物質は既述のスピネル型酸化物の粒子と、被覆層とのみから構成されていることが好ましいが、製造の際に不純物が混入する場合もある。特に水分と炭素は被覆処理によって増大する可能性のある不純物である。水分と炭素とは、サイクル特性に影響を及ぼす恐れがあることから、所定の範囲内に制御されていることが好ましい。   The positive electrode active material of the present embodiment is preferably composed only of the above-described spinel-type oxide particles and the coating layer, but impurities may be mixed during the production. In particular, moisture and carbon are impurities that can be increased by the coating process. Since moisture and carbon may affect cycle characteristics, it is preferable that the moisture and carbon be controlled within a predetermined range.

本実施形態の正極活物質は、炭素含有量が0.01質量%以上0.5質量%以下であることが好ましい。炭素含有量を0.5質量%以下とすることで、該正極活物質を用いた二次電池の充放電中の、例えば被覆層に含まれる有機成分の分解等に起因する二酸化炭素の発生を十分に抑制し、電池の膨張等が生じることを防げるからである。ただし、炭素は、空気中の二酸化炭素等に起因して本実施形態の正極活物質に混入するため、炭素含有量を0.01質量未満とすることは困難である。このため、炭素含有量の下限値は0.01質量%とすることが好ましい。   The positive electrode active material of the present embodiment preferably has a carbon content of 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less. By setting the carbon content to 0.5% by mass or less, generation of carbon dioxide due to, for example, decomposition of organic components contained in the coating layer during charging / discharging of the secondary battery using the positive electrode active material is prevented. This is because it can be sufficiently suppressed to prevent the battery from expanding. However, since carbon is mixed into the positive electrode active material of the present embodiment due to carbon dioxide in the air, it is difficult to make the carbon content less than 0.01 mass. For this reason, it is preferable that the lower limit of carbon content shall be 0.01 mass%.

本実施形態の正極活物質の炭素含有量は、例えば赤外線吸収法等により評価することができる。   The carbon content of the positive electrode active material of this embodiment can be evaluated by, for example, an infrared absorption method.

また、本実施形態の正極活物質は、水分量(水分含有量)が、0.01質量%以上0.2質量%以下であることが好ましい。水分量を0.2質量%以下とすることで、該正極活物質を用いた二次電池において、電解液の電解質の加水分解反応をより確実に抑制することができる。   Moreover, it is preferable that the positive electrode active material of this embodiment has a water content (water content) of 0.01% by mass or more and 0.2% by mass or less. By setting the water content to 0.2% by mass or less, in the secondary battery using the positive electrode active material, the hydrolysis reaction of the electrolyte of the electrolytic solution can be more reliably suppressed.

電解液の電解質が加水分解すると、フッ化水素等の酸性成分が生じ、該酸性成分が正極活物質と反応して劣化を引き起こす。しかしながら、上述の様に本実施形態の正極活物質の水分量を0.2質量%以下とすることで電解液の電解質の加水分解反応をより確実に抑制し、係る劣化を抑制できるため、好ましい。   When the electrolyte of the electrolytic solution is hydrolyzed, an acidic component such as hydrogen fluoride is generated, and the acidic component reacts with the positive electrode active material to cause deterioration. However, the moisture content of the positive electrode active material of the present embodiment is preferably 0.2% by mass or less as described above, so that the hydrolysis reaction of the electrolyte of the electrolytic solution can be more reliably suppressed and the deterioration can be suppressed. .

ただし、水分は、空気中の水分の吸着に起因して本実施形態の正極活物質に混入するため、水分量を0.01質量%未満とすることは困難である。このため、水分量の下限値は0.01質量%とすることが好ましい。   However, since moisture is mixed into the positive electrode active material of the present embodiment due to adsorption of moisture in the air, it is difficult to make the moisture content less than 0.01% by mass. For this reason, it is preferable that the lower limit of the moisture content is 0.01% by mass.

本実施形態の正極活物質の水分量は、例えば気化温度を300℃としたカールフィッシャー法により評価することができる。   The moisture content of the positive electrode active material of this embodiment can be evaluated by, for example, the Karl Fischer method with a vaporization temperature of 300 ° C.

本実施形態の正極活物質は、チタン含有割合が0.01質量%以上1.00質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上0.50質量%以下であることがより好ましく、0.04質量%以上0.40質量%以下であることがさらに好ましい。   The positive electrode active material of the present embodiment preferably has a titanium content of 0.01% by mass or more and 1.00% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or more and 0.50% by mass or less. More preferably, it is 0.04 mass% or more and 0.40 mass% or less.

チタンの含有割合を0.01質量%以上とすることで、スピネル型酸化物の粒子の単位比表面積当たりのチタン量について、例えばより確実に既述の好適な範囲の最小量を確保でき、好ましい。また、チタンの含有割合を1.00質量%以下とすることで、充放電容量に寄与しないチタン化合物の量を最小化し、正極活物質の質量に対する容量を向上でき好ましい。
2.非水系電解液二次電池用正極活物質の製造方法
本実施形態の正極活物質の製造方法は、以下の4工程を有することができる。
By setting the content ratio of titanium to 0.01% by mass or more, for the amount of titanium per unit specific surface area of the spinel-type oxide particles, for example, the minimum amount in the preferred range described above can be more reliably ensured, which is preferable. . Further, it is preferable that the content ratio of titanium is 1.00% by mass or less because the amount of the titanium compound that does not contribute to the charge / discharge capacity can be minimized and the capacity with respect to the mass of the positive electrode active material can be improved.
2. Manufacturing method of positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery The manufacturing method of the positive electrode active material of this embodiment can have the following four processes.

第1工程:[前駆体晶析工程]
前駆体晶析工程は、スピネル型酸化物の前駆体であるマンガンニッケル複合水酸化物を晶析反応により調製する工程とすることができる。
First step: [Precursor crystallization step]
The precursor crystallization step can be a step of preparing a manganese nickel composite hydroxide, which is a spinel oxide precursor, by a crystallization reaction.

具体的には例えば、各元素のモル比が、Mn:Ni:M=2−x−y:x:yとなるように、水溶性の原料を用いて混合水溶液を作製し、アルカリ金属水溶液等と共に反応槽で反応させて、マンガンニッケル複合水酸化物を得ることができる。   Specifically, for example, a mixed aqueous solution is prepared using a water-soluble raw material so that the molar ratio of each element is Mn: Ni: M = 2−xy: x: y, and an alkali metal aqueous solution or the like. In addition, it can be reacted in a reaction tank to obtain a manganese nickel composite hydroxide.

なお、上述の式中のx、yについては、スピネル型酸化物の粒子において説明したx、yと同様の好適な範囲とすることができる。   In addition, about x and y in the above-mentioned formula, it can be set as the suitable range similar to x and y demonstrated in the particle | grains of the spinel type oxide.

第2工程:[酸化焙焼工程]
酸化焙焼工程は、マンガンニッケル複合酸化物を調製する工程とすることができる。具体的には例えば、前駆体晶析工程で得られたマンガンニッケル複合水酸化物を、酸素含有雰囲気中、800℃以上1000℃以下の温度で焼成することによって、マンガンニッケル複合酸化物を得ることができる。
Second step: [oxidation roasting step]
The oxidation roasting step can be a step of preparing a manganese nickel composite oxide. Specifically, for example, the manganese nickel composite hydroxide obtained in the precursor crystallization process is fired at a temperature of 800 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower in an oxygen-containing atmosphere to obtain a manganese nickel composite oxide. Can do.

第3工程:[スピネル型酸化物合成工程]
スピネル型酸化物合成工程では、スピネル型酸化物を合成することができる。具体的には例えば、酸化焙焼工程で得たマンガンニッケル複合酸化物を、リチウム化合物と混合し、酸素含有雰囲気下において、600℃以上850℃以下の温度で焼成することによって、スピネル型酸化物であるリチウムマンガンニッケル複合酸化物を得ることができる。
Third step: [spinel-type oxide synthesis step]
In the spinel oxide synthesis step, a spinel oxide can be synthesized. Specifically, for example, the manganese nickel composite oxide obtained in the oxidative roasting step is mixed with a lithium compound and fired at a temperature of 600 ° C. or higher and 850 ° C. or lower in an oxygen-containing atmosphere. Thus, a lithium manganese nickel composite oxide can be obtained.

第4工程:[被覆工程]
被覆工程は、スピネル型酸化物の粒子の表面に被覆層を形成する工程とすることができる。具体的には例えば、スピネル型酸化物合成工程で得たスピネル型酸化物の粒子と、液状の被覆剤とを混合し、乾燥後、必要に応じて酸素含有雰囲気中で熱処理を行い、スピネル型酸化物の粒子の表面に被覆層を設けることができる。
Fourth step: [Coating step]
The coating step can be a step of forming a coating layer on the surface of the spinel oxide particles. Specifically, for example, spinel-type oxide particles obtained in the spinel-type oxide synthesis step and a liquid coating agent are mixed, dried, and then heat-treated in an oxygen-containing atmosphere as necessary. A coating layer can be provided on the surface of the oxide particles.

以下に、本実施形態の正極活物質の製造方法の一構成例をより具体的に説明する。
[前駆体晶析工程]
はじめに、マンガンを含有する金属化合物、ニッケルを含有する金属化合物、及び場合によってはさらに元素Mを含有する金属化合物を所定の割合で水に溶解させ、混合水溶液を作製する(混合水溶液調製ステップ)。混合水溶液の各金属の組成比が最終的に得られるマンガンニッケル複合水酸化物の組成比と同様となる。そのため、混合水溶液中における各金属の組成比が、目的とするマンガンニッケル複合水酸化物粒子中における各金属の組成比と同じ組成比となるように、水に溶解させる金属化合物の割合を調節して、混合水溶液を調製することが好ましい。金属化合物は水溶性であればよく、コストの観点から硫酸塩が好ましい。なお、元素Mなどで水溶性の好適な原料が見出されない場合は、混合水溶液には加えずに後述する酸化焙焼工程や、スピネル型酸化物合成工程で添加しても良い。
Hereinafter, one configuration example of the method for producing the positive electrode active material of the present embodiment will be described more specifically.
[Precursor crystallization process]
First, a metal compound containing manganese, a metal compound containing nickel, and possibly a metal compound containing element M are dissolved in water at a predetermined ratio to prepare a mixed aqueous solution (mixed aqueous solution preparation step). The composition ratio of each metal in the mixed aqueous solution is the same as the composition ratio of the manganese nickel composite hydroxide finally obtained. Therefore, the ratio of the metal compound dissolved in water is adjusted so that the composition ratio of each metal in the mixed aqueous solution is the same as the composition ratio of each metal in the target manganese nickel composite hydroxide particles. It is preferable to prepare a mixed aqueous solution. The metal compound may be water-soluble, and sulfate is preferable from the viewpoint of cost. In addition, when a water-soluble suitable raw material is not found by the element M etc., you may add in the oxidation roasting process mentioned later or a spinel type oxide synthesis process, without adding to mixed aqueous solution.

次に、反応槽に水を入れ、アルカリ性物質と、アンモニウムイオン供給体を適量加えて初期水溶液を調製する(初期水溶液調製ステップ)。この際、初期水溶液のpH値が、液温25℃基準で11.2以上12.2以下、アンモニア濃度が2g/L以上15g/L以下となるように調製することが好ましい。   Next, water is put into the reaction vessel, and an appropriate amount of an alkaline substance and an ammonium ion supplier are added to prepare an initial aqueous solution (initial aqueous solution preparation step). At this time, it is preferable to prepare such that the pH value of the initial aqueous solution is 11.2 to 12.2 and the ammonia concentration is 2 g / L to 15 g / L on the basis of the liquid temperature of 25 ° C.

前駆体晶析工程を行い、マンガンニッケル複合水酸化物を調製する際、用いた混合水溶液に含まれる金属化合物を構成するアニオンに起因する不純物がマンガンニッケル複合水酸化物に混入することがある。しかしながら、初期水溶液のpH値を11.2以上とすることで、係る原料の金属化合物を構成するアニオンに起因する不純物の混入を抑制することができ好ましい。また、初期水溶液のpH値を12.2以下とすることで、得られるマンガンニッケル複合水酸化物粒子について、微粒子化することを抑制し、最適なサイズとすることができ好ましい。   When the precursor crystallization process is performed to prepare the manganese nickel composite hydroxide, impurities due to anions constituting the metal compound contained in the mixed aqueous solution used may be mixed into the manganese nickel composite hydroxide. However, it is preferable to set the pH value of the initial aqueous solution to 11.2 or more because it is possible to suppress contamination of impurities due to anions constituting the metal compound of the raw material. In addition, by setting the pH value of the initial aqueous solution to 12.2 or less, it is preferable that the obtained manganese nickel composite hydroxide particles can be prevented from being finely divided and can have an optimum size.

また、初期水溶液のアンモニア濃度を2g/L以上とすることで、得られるマンガンニッケル複合水酸化物の粒子について、特に球状形状となり易くすることができるため好ましい。そして、初期水溶液のアンモニア濃度を15g/L以下とすることで、アンモニア錯体を形成するニッケルの溶解度が過度に上昇することを防止し、得られるマンガンニッケル複合水酸化物の組成をより確実に目標組成とすることができるため、好ましい。   In addition, it is preferable to set the ammonia concentration of the initial aqueous solution to 2 g / L or more because the manganese nickel composite hydroxide particles obtained can be easily formed into a spherical shape. And by making ammonia concentration of initial stage aqueous solution into 15 g / L or less, it prevents that the solubility of nickel which forms an ammonia complex rises too much, and aims at composition of the manganese nickel compound hydroxide obtained more certainly Since it can be set as a composition, it is preferable.

なお、初期水溶液を調製する際に用いるアルカリ性物質としては特に限定されるものではないが、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選択された1種類以上であることが好ましい。添加量を容易に調整できることから、水溶液の形態で添加することが好ましい。   In addition, although it does not specifically limit as an alkaline substance used when preparing initial stage aqueous solution, It should be 1 or more types selected from sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide Is preferred. Since the addition amount can be easily adjusted, it is preferably added in the form of an aqueous solution.

また、アンモニウムイオン供給体としては、特に限定されるものではないが、炭酸アンモニウム水溶液、アンモニア水、塩化アンモニウム水溶液、硫酸アンモニウム水溶液から選択された1種類以上を好ましく用いることができる。   Further, the ammonium ion supplier is not particularly limited, but one or more selected from ammonium carbonate aqueous solution, ammonia water, ammonium chloride aqueous solution and ammonium sulfate aqueous solution can be preferably used.

前駆体晶析工程では、初期水溶液に、既述の混合水溶液を滴下し、反応水溶液とすることができるが、係る反応水溶液についてもpH値、及びアンモニア濃度について、既述の好適な範囲を維持することが好ましい。   In the precursor crystallization process, the above-mentioned mixed aqueous solution can be dropped into the initial aqueous solution to obtain a reaction aqueous solution. However, the pH value and ammonia concentration of the reaction aqueous solution are also maintained within the preferred ranges described above. It is preferable to do.

反応槽内の雰囲気は非酸化性雰囲気、例えば酸素濃度が1体積%(容量%)以下の雰囲気にすることが好ましい。これは、非酸化性雰囲気、例えば酸素濃度を1体積%以下の雰囲気とすることで、原料等が酸化されることを抑制でき好ましいからである。このため、例えば酸化されたマンガンが微粒子として析出すること等を防止することができる。   The atmosphere in the reaction vessel is preferably a non-oxidizing atmosphere, for example, an atmosphere having an oxygen concentration of 1% by volume (volume%) or less. This is because a non-oxidizing atmosphere, for example, an atmosphere having an oxygen concentration of 1% by volume or less is preferable because oxidation of raw materials and the like can be suppressed. For this reason, for example, it is possible to prevent oxidized manganese from being precipitated as fine particles.

反応槽の温度は40℃以上60℃以下に維持されていることが好ましく、45℃以上55℃以下に維持されていることがより好ましい。なお、反応槽を係る温度域に維持するため、反応槽内に配置される初期水溶液や反応水溶液についても同様の温度範囲内に維持されていることが好ましい。   The temperature of the reaction vessel is preferably maintained at 40 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, more preferably 45 ° C. or higher and 55 ° C. or lower. In addition, in order to maintain a reaction tank in the temperature range which concerns, it is preferable that the initial aqueous solution and reaction aqueous solution which are arrange | positioned in a reaction tank are also maintained in the same temperature range.

反応槽は反応熱や撹拌のエネルギーにより、自然に温度が上がるため、40℃以上とすることで、冷却に余分にエネルギーを消費することが無いため好ましい。また、反応槽の温度を60℃以下とすることで、初期水溶液や、反応水溶液からのアンモニアの蒸発量を抑制することができ、目標のアンモニア濃度を容易に維持することができるため好ましい。   Since the temperature of the reaction vessel naturally rises due to reaction heat and stirring energy, it is preferable to set the temperature to 40 ° C. or higher because extra energy is not consumed for cooling. Further, it is preferable to set the temperature of the reaction tank to 60 ° C. or lower because the initial aqueous solution and the amount of ammonia evaporated from the reaction aqueous solution can be suppressed, and the target ammonia concentration can be easily maintained.

そして、前駆体晶析工程では、反応槽に初期水溶液を入れ、温度等の調整をした後、混合水溶液を反応槽に一定速度で滴下して反応水溶液とすることで、前駆体であるマンガンニッケル複合水酸化物粒子の晶析を行うことができる(晶析ステップ)。   In the precursor crystallization step, the initial aqueous solution is placed in the reaction vessel and the temperature and the like are adjusted, and then the mixed aqueous solution is dropped into the reaction vessel at a constant rate to obtain a reaction aqueous solution, thereby producing manganese nickel as a precursor. Crystallization of the composite hydroxide particles can be performed (crystallization step).

既述のように、反応水溶液についてもpH値、及びアンモニア濃度が初期水溶液について説明した場合と同様の好適な範囲にあることが好ましい。このため初期水溶液、もしくは反応水溶液に混合水溶液を滴下する際においても、アンモニウムイオン供給体や、アルカリ性物質も初期水溶液、もしくは反応水溶液に一定速度で滴下することが好ましい。そして、反応水溶液のpH値を、液温25℃基準で11.2以上12.2以下に、アンモニア濃度を2g/L以上15g/L以下に維持されるように制御することが好ましい。   As described above, it is preferable that the pH value and the ammonia concentration of the reaction aqueous solution are in the same preferred range as described for the initial aqueous solution. For this reason, when dropping the mixed aqueous solution into the initial aqueous solution or the reaction aqueous solution, it is preferable that the ammonium ion supplier and the alkaline substance are also dropped into the initial aqueous solution or the reaction aqueous solution at a constant rate. And it is preferable to control so that pH value of reaction aqueous solution may be maintained at 11.2 or more and 12.2 or less on the basis of liquid temperature 25 degreeC, and ammonia concentration is 2 g / L or more and 15 g / L or less.

その後、反応槽に設けられたオーバーフロー口より回収されたこのマンガンニッケル複合水酸化物粒子を含むスラリーをろ過し、乾燥することで、前駆体である粉末状のマンガンニッケル複合水酸化物粒子を得ることができる。
[酸化焙焼工程]
酸化焙焼工程では、前駆体晶析工程で作製したマンガンニッケル複合水酸化物を、酸素含有雰囲気中で焼成し、その後室温まで冷却することで、マンガンニッケル複合酸化物を得ることができる。
Thereafter, the slurry containing the manganese nickel composite hydroxide particles recovered from the overflow port provided in the reaction vessel is filtered and dried to obtain powdered manganese nickel composite hydroxide particles as a precursor. be able to.
[Oxidation roasting process]
In the oxidation roasting step, the manganese nickel composite hydroxide produced in the precursor crystallization step is fired in an oxygen-containing atmosphere, and then cooled to room temperature, whereby a manganese nickel composite oxide can be obtained.

酸化焙焼工程における焙焼条件は特に限定されないが、酸素含有雰囲気中、例えば空気雰囲気中、800℃以上1000℃以下の温度で、5時間以上24時間以下焼成することが好ましい。   The roasting conditions in the oxidative roasting step are not particularly limited, but it is preferably fired in an oxygen-containing atmosphere, for example, in an air atmosphere, at a temperature of 800 ° C. to 1000 ° C. for 5 hours to 24 hours.

これは、焼成温度を800℃以上とすることで、得られるマンガンニッケル複合酸化物の比表面積が過度に大きくなることを抑制でき好ましいからである。また、焼成温度を1000℃以下とすることで、マンガンニッケル複合酸化物の比表面積が過度に小さくなることを抑制でき好ましいからである。   This is because, by setting the firing temperature to 800 ° C. or higher, it is possible to suppress an excessive increase in the specific surface area of the resulting manganese nickel composite oxide. Moreover, it is because it can suppress that the specific surface area of manganese nickel complex oxide becomes too small because a calcination temperature shall be 1000 degrees C or less.

焼成時間を5時間以上とすることで、焼成容器内の温度を特に均一にすることができ、反応を均一に進行させることができ、好ましい。また、24時間よりも長い時間焼成を行っても、得られるマンガンニッケル複合酸化物に大きな変化は見られないため、エネルギー効率の観点から、焼成時間は24時間以下とすることが好ましい。   By setting the firing time to 5 hours or longer, the temperature in the firing container can be made particularly uniform, and the reaction can be promoted uniformly, which is preferable. In addition, even when firing for longer than 24 hours, no significant change is observed in the resulting manganese nickel composite oxide. From the viewpoint of energy efficiency, the firing time is preferably 24 hours or less.

熱処理の際の酸素含有雰囲気中の酸素濃度は、空気雰囲気の酸素濃度以上、すなわち酸素濃度が20体積%以上であることが好ましい。酸素雰囲気とすることもできるため、酸素含有雰囲気の酸素濃度の上限値は100体積%とすることができる。   The oxygen concentration in the oxygen-containing atmosphere during the heat treatment is preferably not less than the oxygen concentration in the air atmosphere, that is, the oxygen concentration is not less than 20% by volume. Since an oxygen atmosphere can also be used, the upper limit value of the oxygen concentration in the oxygen-containing atmosphere can be set to 100% by volume.

なお、例えば前駆体晶析工程で元素Mを含む化合物を共沈できなかった場合、例えば酸化焙焼工程に供するマンガンニッケル複合水酸化物に対して、元素Mを含む化合物を目的とした組成比と同じになるように加えて焼成してもよい。加える元素Mを含む化合物としては特に限定されず、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸化物、もしくはその混合物等を用いることができる。   For example, when the compound containing the element M cannot be coprecipitated in the precursor crystallization process, for example, the composition ratio for the compound containing the element M with respect to the manganese nickel composite hydroxide to be subjected to the oxidation roasting process It may be fired in addition to the same. It does not specifically limit as a compound containing the element M to add, For example, an oxide, a hydroxide, a carbonate, or its mixture etc. can be used.

酸化焙焼工程終了後、マンガンニッケル複合酸化物粒子に軽度の焼結が見られる場合には、解砕処理を加えてもよい。   When mild sintering is observed in the manganese nickel composite oxide particles after the oxidation roasting step, a crushing treatment may be added.

以上のようにして作製したマンガンニッケル複合酸化物の結晶構造をXRDで測定すると、スピネル型の結晶構造であることが確認できる。
[スピネル型酸化物合成工程]
スピネル型酸化物合成工程ではまず、酸化焙焼工程で得られたマンガンニッケル複合酸化物粒子に、この粒子に含まれる金属の原子数の総和に対して、リチウムの含有量が48原子%以上62.5原子%以下となるようにリチウム化合物を加えて混合することにより、リチウム混合物を得ることができる(リチウム混合物調製ステップ)。
When the crystal structure of the manganese-nickel composite oxide produced as described above is measured by XRD, it can be confirmed that it is a spinel crystal structure.
[Spinel-type oxide synthesis process]
In the spinel oxide synthesis step, first, the manganese nickel composite oxide particles obtained in the oxidation roasting step have a lithium content of 48 atomic% or more to the total number of metal atoms contained in the particles. A lithium mixture can be obtained by adding and mixing the lithium compound so as to be 5 atomic% or less (lithium mixture preparation step).

加えるリチウム化合物としては、特に限定されず、例えば、水酸化リチウム、硝酸リチウム、または炭酸リチウム、もしくはその混合物等を用いることができる。リチウム化合物としては、特に融点が低く反応性が高い水酸化リチウムを用いることが好ましい。   The lithium compound to be added is not particularly limited, and for example, lithium hydroxide, lithium nitrate, lithium carbonate, or a mixture thereof can be used. As the lithium compound, it is particularly preferable to use lithium hydroxide having a low melting point and high reactivity.

次に、得られたリチウム混合物を酸素含有雰囲気中で焼成した後、室温まで冷却し、リチウムを含有するスピネル型酸化物であるリチウムマンガンニッケル複合酸化物を得ることができる(焼成ステップ)。   Next, after the obtained lithium mixture is fired in an oxygen-containing atmosphere, it is cooled to room temperature to obtain a lithium manganese nickel composite oxide which is a spinel type oxide containing lithium (firing step).

焼成条件は特に限定されないが、例えば600℃以上850℃以下の温度で、5時間以上36時間以下焼成することが好ましい。   The baking conditions are not particularly limited, but for example, baking is preferably performed at a temperature of 600 ° C. to 850 ° C. for 5 hours to 36 hours.

なお、酸素含有雰囲気としては、酸素を80体積%以上含む雰囲気であることが好ましい。これは、雰囲気中の酸素濃度を80体積%以上とすることで、得られるスピネル型酸化物中の酸素欠陥の発生を特に抑制することができ好ましいからである。酸素雰囲気とすることもできるため、酸素含有雰囲気の酸素濃度の上限値は100体積%とすることができる。   Note that the oxygen-containing atmosphere is preferably an atmosphere containing 80% by volume or more of oxygen. This is because by making the oxygen concentration in the atmosphere 80% by volume or more, the generation of oxygen defects in the obtained spinel oxide can be particularly suppressed, which is preferable. Since an oxygen atmosphere can also be used, the upper limit value of the oxygen concentration in the oxygen-containing atmosphere can be set to 100% by volume.

そして、焼成温度を600℃以上とすることで、リチウムマンガンニッケル複合酸化物の結晶構造を十分に成長させることができ好ましい。また、焼成温度を850℃以下とすることで、得られるリチウムマンガンニッケル複合酸化物中の酸素欠陥の発生を特に抑制することができるため、好ましい。   And it is preferable for the firing temperature to be 600 ° C. or higher because the crystal structure of the lithium manganese nickel composite oxide can be sufficiently grown. Moreover, since it can suppress especially generation | occurrence | production of the oxygen defect in the lithium manganese nickel complex oxide by making calcination temperature into 850 degrees C or less, it is preferable.

焼成時間は、5時間以上とすることで焼成容器内の温度を均一にすることができ、反応を均一に進行させることができるため好ましい。また、36時間よりも長い時間焼成を行っても、得られるリチウムマンガンニッケル複合酸化物に大きな変化は見られないため、エネルギー効率の観点から、焼成時間は36時間以下とすることが好ましい。   The firing time is preferably 5 hours or longer, because the temperature in the firing container can be made uniform and the reaction can proceed uniformly. In addition, even when firing for longer than 36 hours, no significant change is observed in the obtained lithium manganese nickel composite oxide. From the viewpoint of energy efficiency, the firing time is preferably 36 hours or less.

なお、スピネル型酸化物合成工程の後、得られるスピネル型酸化物、つまりリチウムマンガンニッケル複合酸化物に軽度の焼結が見られる場合には、解砕処理を加えてもよい。
[被覆工程]
被覆工程ではまず、スピネル型酸化物合成工程で得られたスピネル型酸化物の比表面積を測定し、目標とする被覆層のチタン担持量に応じて、液状の被覆剤を調製することができる(被覆剤調製ステップ)。
In addition, after a spinel type oxide synthetic | combination process, when mild sintering is seen in the spinel type oxide obtained, ie, lithium manganese nickel composite oxide, you may add a crushing process.
[Coating process]
In the coating step, first, the specific surface area of the spinel type oxide obtained in the spinel type oxide synthesis step is measured, and a liquid coating agent can be prepared according to the target titanium carrying amount of the coating layer ( Coating agent preparation step).

被覆剤はチタンや、チタン化合物を含有すれば特に限定されない。被覆剤は、均一な被覆のために、チタン化合物が溶媒に溶解したものや、常温で液状であったり、低温の熱処理で融解したりする低融点のチタン化合物等を好ましく用いることができる。   The coating agent is not particularly limited as long as it contains titanium or a titanium compound. As the coating agent, for uniform coating, a titanium compound dissolved in a solvent, a low melting point titanium compound that is liquid at normal temperature or melts by low-temperature heat treatment, and the like can be preferably used.

チタン化合物としては例えば、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトシキドなどのアルコキシド類やチタンアセチルアセトネート、タンラクテートアンモニウム塩などのキレート類等から選択される1種類以上が挙げられる。被覆剤としては特に、容易に調製することができ、不純物の混入を抑制できる、金属チタンを過酸化水素とアンモニアとの混合水溶液に溶解したものを好ましく用いることができる。
被覆層にLiをドープする場合は、被覆剤にリチウム化合物を添加することが好ましい。リチウム化合物としては例えばリチウムエトキシドなどのアルコキシド類や溶媒に溶解するリチウム塩などから選択される1種類以上を好適に用いることができる。既述の様に被覆剤としては金属チタンを過酸化水素とアンモニアとの混合水溶液に溶解したものを好適に用いることができ、係る溶液に溶解するリチウム化合物を特に好適に用いることができる。係る溶液に溶解するリチウム化合物としては例えば水酸化リチウムを挙げることができる。
なお、スピネル型酸化物の粒子表面にも余剰リチウムが残存している場合があるため、被覆剤にリチウム化合物を添加しない場合であっても、被覆層にLiがドープされる場合がある。
Examples of the titanium compound include one or more selected from alkoxides such as titanium tetraisopropoxide and titanium tetrabutoxide, and chelates such as titanium acetylacetonate and tan lactate ammonium salt. In particular, a coating agent that can be easily prepared and that can suppress mixing of impurities and that is obtained by dissolving metallic titanium in a mixed aqueous solution of hydrogen peroxide and ammonia can be preferably used.
When doping the coating layer with Li, it is preferable to add a lithium compound to the coating agent. As the lithium compound, for example, one or more selected from alkoxides such as lithium ethoxide and lithium salts dissolved in a solvent can be suitably used. As described above, a coating agent in which metallic titanium is dissolved in a mixed aqueous solution of hydrogen peroxide and ammonia can be preferably used as the coating agent, and a lithium compound dissolved in such a solution can be particularly preferably used. Examples of the lithium compound that dissolves in the solution include lithium hydroxide.
In addition, since excess lithium may remain on the surface of the spinel-type oxide particles, the coating layer may be doped with Li even when a lithium compound is not added to the coating agent.

被覆工程では次に、リチウムマンガンニッケル複合酸化物粒子と、被覆剤とを混合することができる。混合には一般的な混合器を用いることができる(混合物調製ステップ)。   Next, in the coating step, the lithium manganese nickel composite oxide particles and the coating agent can be mixed. A general mixer can be used for mixing (mixture preparation step).

そして、混合後に乾燥を行い(乾燥ステップ)、さらに必要に応じて熱処理を行いチタン化合物を被覆層として固定することができる(熱処理ステップ)。   And it can dry after mixing (drying step), and also can heat-process as needed, and can fix a titanium compound as a coating layer (heat treatment step).

乾燥ステップでは、被覆剤の溶媒等を除去できる程度の温度で乾燥を行うことができる。例えば80℃以上300℃未満で乾燥を行うことができる。   In the drying step, drying can be performed at a temperature that can remove the solvent of the coating agent. For example, drying can be performed at 80 ° C. or more and less than 300 ° C.

熱処理ステップの熱処理条件は特に限定されてないが、酸素含有雰囲気、例えば空気雰囲気中、300℃以上600℃以下の温度で、1時間以上5時間以下熱処理を行うことが好ましい。熱処理後は、室温まで冷却し、最終生成物である被覆層を有するスピネル型酸化物の粒子である正極活物質を得ることができる。   The heat treatment conditions of the heat treatment step are not particularly limited, but it is preferable to perform the heat treatment at a temperature of 300 ° C. to 600 ° C. for 1 hour to 5 hours in an oxygen-containing atmosphere, for example, an air atmosphere. After the heat treatment, it is cooled to room temperature, and a positive electrode active material that is a spinel oxide particle having a coating layer as a final product can be obtained.

熱処理の際の酸素含有雰囲気中の酸素濃度は、空気雰囲気の酸素濃度以上、すなわち酸素濃度が20体積%以上であることが好ましい。熱処理の際の酸素含有雰囲気を空気雰囲気の酸素濃度以上とすることで、得られる正極活物質内に酸素欠陥が生じることを特に抑制することができ、好ましいからである。酸素雰囲気とすることもできるため、酸素含有雰囲気の酸素濃度の上限値は100体積%とすることができる。   The oxygen concentration in the oxygen-containing atmosphere during the heat treatment is preferably not less than the oxygen concentration in the air atmosphere, that is, the oxygen concentration is not less than 20% by volume. This is because, by setting the oxygen-containing atmosphere during the heat treatment to be equal to or higher than the oxygen concentration of the air atmosphere, it is particularly preferable to prevent oxygen defects from occurring in the obtained positive electrode active material. Since an oxygen atmosphere can also be used, the upper limit value of the oxygen concentration in the oxygen-containing atmosphere can be set to 100% by volume.

熱処理の際の焼成温度は、300℃以上とすることで被覆剤に含まれていた不純物が正極活物質内に残留することを特に抑制できるため好ましい。また、焼成温度を600℃以下とすることで、被覆層の成分が過度に拡散されることを抑制し、被覆層の形態を保つことができるため好ましい。なお、熱処理の際の焼成温度は、目標に設定した被覆層のチタン担持量等に応じて、被覆層が十分にその厚みを維持できるように選択することが好ましい。   The firing temperature at the time of the heat treatment is preferably 300 ° C. or higher because the impurities contained in the coating agent can be particularly suppressed from remaining in the positive electrode active material. Further, it is preferable to set the firing temperature to 600 ° C. or lower because it is possible to suppress excessive diffusion of the components of the coating layer and maintain the form of the coating layer. In addition, it is preferable to select the firing temperature at the time of the heat treatment so that the thickness of the coating layer can be sufficiently maintained in accordance with the amount of titanium supported on the coating layer set as a target.

熱処理の焼成時間を1時間以上とすることで、被覆剤に含まれていた不純物が正極活物質内に残留することを特に抑制できるため好ましい。また、5時間よりも長い時間焼成を行っても、得られる正極活物質に大きな変化は見られないことから、エネルギー効率の観点から、焼成時間は5時間以下とすることが好ましい。   It is preferable to set the firing time of the heat treatment to 1 hour or longer because it is possible to particularly suppress the impurities contained in the coating agent from remaining in the positive electrode active material. Moreover, even if firing for longer than 5 hours, no significant change is observed in the obtained positive electrode active material. From the viewpoint of energy efficiency, the firing time is preferably 5 hours or less.

被覆工程後に得られる正極活物質に軽度の焼結が見られる場合には、解砕処理を加えてもよい。   When mild sintering is observed in the positive electrode active material obtained after the coating step, a crushing treatment may be added.

なお、熱処理ステップについては実施しなくても良い。すなわち、混合物調製ステップまで実施し、正極活物質を製造することもできる。熱処理を行わなかったとしても、液状の被覆剤を用いることで、スピネル型酸化物の粒子の表面に、均一に、かつ強固に被覆層を形成することができるからである。熱処理ステップを実施しない場合でも必要に応じて、被覆剤の溶媒や、水分等を低減、除去するために乾燥を行うことが好ましい。
3.非水系電解液二次電池
次に、本実施形態の非水系電解液二次電池の一構成例について説明する。
Note that the heat treatment step may not be performed. That is, the positive electrode active material can also be manufactured by performing the mixture preparation step. This is because even if heat treatment is not performed, a coating layer can be uniformly and firmly formed on the surface of the spinel oxide particles by using a liquid coating agent. Even when the heat treatment step is not performed, it is preferable to perform drying in order to reduce or remove the solvent of the coating agent, moisture, or the like, if necessary.
3. Non-aqueous electrolyte secondary battery Next, a configuration example of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment will be described.

本実施形態の非水系電解液二次電池(以下、単に「二次電池」とも記載する)は、既述の正極活物質を用いた正極と、負極と、セパレータと、非水系電解液とを備えた構成を有することができる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment (hereinafter also simply referred to as “secondary battery”) includes a positive electrode using the positive electrode active material described above, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte. It can have the composition provided.

本実施形態の二次電池の各部材について説明する。なお、以下に説明する実施形態は例示に過ぎず、本発明の非水系電解液二次電池は、本明細書に記載されている実施形態をもとに、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。また、本発明の非水系電解液二次電池は、その用途を特に限定されない。
[正極]
正極は、シート状の部材であり、例えば、既述の正極活物質を含有する正極合材ペーストを、例えばアルミニウム箔製の集電体の表面に塗布、乾燥して形成できる。また、正極は正極合材を成型し、形成することもできる。なお、正極は、使用する電池にあわせて適宜処理される。たとえば、目的とする電池に応じて適当な大きさに形成する裁断処理や、電極密度を高めるためにロールプレスなどによる加圧圧縮処理等を行うこともできる。
Each member of the secondary battery of this embodiment will be described. The embodiments described below are merely examples, and the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be used in various ways based on the knowledge of those skilled in the art based on the embodiments described in this specification. It can be implemented in a form that has been changed or improved. Moreover, the use of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited.
[Positive electrode]
The positive electrode is a sheet-like member, and can be formed, for example, by applying a positive electrode mixture paste containing the above-described positive electrode active material to the surface of a current collector made of, for example, an aluminum foil. The positive electrode can also be formed by molding a positive electrode mixture. In addition, a positive electrode is suitably processed according to the battery to be used. For example, a cutting process for forming an appropriate size according to a target battery, a pressure compression process using a roll press or the like for increasing the electrode density, and the like can be performed.

上述の正極合材ペーストは、正極合材に、必要に応じて溶剤を添加し、混練して形成することができる。そして、正極合材は、粉末状になっている既述の正極活物質と、導電材と、結着剤とを混合して形成できる。   The above-described positive electrode mixture paste can be formed by adding a solvent to the positive electrode mixture and kneading as necessary. The positive electrode mixture can be formed by mixing the positive electrode active material described above in a powder form, a conductive material, and a binder.

導電材は、電極に適当な導電性を与えるために添加されるものである。導電材の材料は特に限定されないが、例えば天然黒鉛、人造黒鉛および膨張黒鉛などの黒鉛や、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(登録商標)等のカーボンブラック系材料を用いることができる。   The conductive material is added to give an appropriate conductivity to the electrode. The material of the conductive material is not particularly limited, and for example, graphite such as natural graphite, artificial graphite and expanded graphite, and carbon black materials such as acetylene black and ketjen black (registered trademark) can be used.

結着剤は、正極活物質をつなぎ止める役割を果たすものである。係る正極合材に使用される結着剤は特に限定されないが、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエン、セルロース系樹脂、ポリアクリル酸等から選択された1種類以上を用いることができる。   The binder plays a role of holding the positive electrode active material. The binder used for such a positive electrode mixture is not particularly limited. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), fluororubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene, cellulose resin, polyacrylic. One or more selected from acids and the like can be used.

なお、正極合材には活性炭などを添加することもできる。正極合材に活性炭などを添加することによって、正極の電気二重層容量を増加させることができる。   In addition, activated carbon etc. can also be added to a positive electrode compound material. By adding activated carbon or the like to the positive electrode mixture, the electric double layer capacity of the positive electrode can be increased.

溶剤は、結着剤を溶解して正極活物質、導電材、および活性炭等を結着剤中に分散させる働きを有する。溶剤は特に限定されないが、例えばN−メチル−2−ピロリドン等の有機溶剤を用いることができる。   The solvent has a function of dissolving the binder and dispersing the positive electrode active material, the conductive material, activated carbon, and the like in the binder. Although the solvent is not particularly limited, for example, an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used.

また、正極合材ペースト中における各物質の混合比は特に限定されるものではなく、例えば一般の非水系電解液二次電池の正極の場合と同様にすることができる。例えば、溶剤を除いた正極合材の固形分を100質量部とした場合、正極活物質の含有量を60質量部以上95質量部以下、導電材の含有量を1質量部以上20質量部以下、結着剤の含有量を1質量部以上20質量部以下とすることができる。   Moreover, the mixing ratio of each substance in the positive electrode mixture paste is not particularly limited, and can be the same as that of the positive electrode of a general non-aqueous electrolyte secondary battery, for example. For example, when the solid content of the positive electrode mixture excluding the solvent is 100 parts by mass, the content of the positive electrode active material is 60 parts by mass or more and 95 parts by mass or less, and the content of the conductive material is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less. The binder content can be 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less.

ただし、正極の作製方法は、上述した例示のものに限られることなく、他の方法によってもよい。
[負極]
負極は、銅などの金属箔集電体の表面に、負極合材ペーストを塗布し、乾燥して形成されたシート状の部材である。また、負極は例えば金属リチウム等のリチウムを含有する物質により構成されたシート状の部材とすることもできる。
However, the method for manufacturing the positive electrode is not limited to the above-described examples, and other methods may be used.
[Negative electrode]
The negative electrode is a sheet-like member formed by applying a negative electrode mixture paste to the surface of a metal foil current collector such as copper and drying it. Further, the negative electrode can be a sheet-like member made of a material containing lithium, such as metallic lithium.

負極は、負極合材ペーストを構成する成分やその配合、集電体の素材等は異なるものの、実質的に上述の正極と同様の方法によって形成され、正極と同様に必要に応じて各種処理が行われる。   The negative electrode is formed by substantially the same method as the positive electrode described above, although the components constituting the negative electrode mixture paste, the composition thereof, and the current collector material are different. Done.

負極合材ペーストは、負極活物質と結着剤とを混合した負極合材に、適当な溶剤を加えてペースト状にすることで調製できる。   The negative electrode mixture paste can be prepared by adding a suitable solvent to the negative electrode mixture in which the negative electrode active material and the binder are mixed to form a paste.

負極活物質としては例えば、金属リチウムやリチウム合金などのリチウムを含有する物質や、リチウムイオンを吸蔵および脱離できる吸蔵物質を採用することができる。   As the negative electrode active material, for example, a material containing lithium, such as metallic lithium or a lithium alloy, or an occlusion material that can occlude and desorb lithium ions can be employed.

吸蔵物質は特に限定されないが、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、フェノール樹脂等の有機化合物焼成体、およびコークスなどの炭素物質の粉状体等から選択された1種類以上を用いることができる。   The occlusion material is not particularly limited, and for example, one or more kinds selected from natural graphite, artificial graphite, a fired organic compound such as phenol resin, and a powdery carbon material such as coke can be used.

係る吸蔵物質を負極活物質に採用した場合には、正極同様に、結着剤として、PVDF等の含フッ素樹脂を用いることができ、負極活物質を結着剤中に分散させる溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン等の有機溶剤を用いることができる。
[セパレータ]
セパレータは、正極と負極との間に挟み込んで配置されるものであり、正極と負極とを分離し、電解質を保持する機能を有している。
When such an occlusion material is employed as the negative electrode active material, a fluorine-containing resin such as PVDF can be used as the binder, as with the positive electrode, and as a solvent for dispersing the negative electrode active material in the binder, An organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used.
[Separator]
The separator is disposed so as to be sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, and has a function of separating the positive electrode and the negative electrode and holding the electrolyte.

セパレータの材料としては、例えばポリエチレンや、ポリプロピレンなどの薄い膜で、微細な孔を多数有する膜を用いることができるが、上記機能を有するものであれば、特に限定されない。
[非水系電解液]
非水系電解液は、支持塩としてのリチウム塩を有機溶媒に溶解したものである。
As a material for the separator, for example, a thin film such as polyethylene or polypropylene and a film having a large number of fine holes can be used. However, the separator is not particularly limited as long as it has the above function.
[Non-aqueous electrolyte]
The nonaqueous electrolytic solution is obtained by dissolving a lithium salt as a supporting salt in an organic solvent.

有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート;また、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジプロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート;さらに、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタンなどのエーテル化合物;エチルメチルスルホンやブタンスルトンなどの硫黄化合物;リン酸トリエチルやリン酸トリオクチルなどのリン化合物などから選ばれる1種を単独で、あるいは2種類以上を混合して用いることができる。   Examples of the organic solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and trifluoropropylene carbonate; chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and dipropyl carbonate; Ether compounds such as methyltetrahydrofuran and dimethoxyethane; sulfur compounds such as ethyl methyl sulfone and butane sultone; phosphorus compounds such as triethyl phosphate and trioctyl phosphate alone or in combination of two or more. be able to.

支持塩としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiN(CF3SO22、およびそれらの複合塩などを用いることができる。 As the supporting salt, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , and complex salts thereof can be used.

なお、非水系電解液は、電池特性改善のため、ラジカル捕捉剤、界面活性剤、難燃剤などを含んでいてもよい。   In addition, the non-aqueous electrolyte solution may contain a radical scavenger, a surfactant, a flame retardant, and the like for improving battery characteristics.

次に、本実施形態の二次電池の部材の配置、構成の例について説明する。   Next, an example of the arrangement and configuration of the members of the secondary battery of this embodiment will be described.

以上のように説明してきた正極、負極、セパレータおよび非水系電解液で構成される本実施形態の二次電池は、円筒形や積層形など、種々の形状にすることができる。いずれの形状をとる場合であっても、正極および負極を、セパレータを介して積層させて電極体とし、得られた電極体に非水系電解液を含浸させることができる。そして、正極集電体と外部に通ずる正極端子との間、および、負極集電体と外部に通じる負極端子との間を、集電用リードなどを用いて接続し、電池ケースに密閉して二次電池とすることができる。   The secondary battery of this embodiment composed of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the non-aqueous electrolyte described above can be formed into various shapes such as a cylindrical shape and a laminated shape. In any case, the positive electrode and the negative electrode can be laminated via a separator to form an electrode body, and the obtained electrode body can be impregnated with a nonaqueous electrolytic solution. Then, connect between the positive electrode current collector and the positive electrode terminal that communicates with the outside, and between the negative electrode current collector and the negative electrode terminal that communicates with the outside using a current collecting lead or the like, and seal the battery case. It can be set as a secondary battery.

既述の正極活物質を用いた本実施形態の二次電池は、サイクル特性に優れた二次電池とすることができる。また、本実施形態の二次電池は、高い作動電位を有しながらも、高容量で、出力特性に優れるものである。   The secondary battery of this embodiment using the above-described positive electrode active material can be a secondary battery excellent in cycle characteristics. Moreover, the secondary battery of this embodiment has a high capacity and excellent output characteristics while having a high operating potential.

具体的には、本実施形態の正極活物質を正極に用いて、2032型コイン電池を構成し、電流密度を0.074mA/cmとして、カットオフ電圧5.0Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.0Vまで放電した場合の放電容量である、初期放電容量が125mAh/g以上であることが好ましく、130mAh/g以上であることがより好ましい。 Specifically, the positive electrode active material of this embodiment is used as a positive electrode to form a 2032 type coin battery, the current density is 0.074 mA / cm 2 , the battery is charged to a cut-off voltage of 5.0 V, and 1 hour The initial discharge capacity, which is the discharge capacity when discharged to a cutoff voltage of 3.0 V after the pause, is preferably 125 mAh / g or more, and more preferably 130 mAh / g or more.

また、既述の正極活物質を用いた、本実施形態の二次電池は、電池の内部抵抗が35Ω以下であることが好ましく、32Ω以下であることがより好ましい。   Further, in the secondary battery of this embodiment using the above-described positive electrode active material, the internal resistance of the battery is preferably 35Ω or less, and more preferably 32Ω or less.

電池の内部抵抗は、DC−IR抵抗(直流抵抗)を測定することにより評価することができる。具体的には、コイン型電池を初期放電容量の60%まで充電し、1分間の休止を挟み、電流密度を0.25mA/cmとして10秒間放電した後、再度1分間の休止を挟み、電流密度を0.25mA/cmとして10秒間充電する。この操作を、電流密度が0.74mA/cm、2.2mA/cmおよび3.7mA/cmの各条件で繰り返し、各電流密度における放電開始時の電圧と、放電終了までの電圧の差を測定する。次に、電流密度を縦軸に、上記各電流密度において測定した電圧差を横軸にプロットし、得られた直線関係について、一次線形近似により傾きを求め、この傾きをDC−IR抵抗(直流抵抗)とし、電池の内部抵抗とすることができる。電池の構成部材は正極を除いて全て本稿で用いられる評価用の全電池で共通なので、内部抵抗の差の理由は正極活物質の性状に求められる。従って、内部抵抗は正極抵抗ということもできる。 The internal resistance of the battery can be evaluated by measuring DC-IR resistance (DC resistance). Specifically, the coin-type battery was charged to 60% of the initial discharge capacity, sandwiched for 1 minute, discharged for 10 seconds at a current density of 0.25 mA / cm 2 , and then sandwiched again for 1 minute, Charge for 10 seconds at a current density of 0.25 mA / cm 2 . This operation, a current density of 0.74mA / cm 2, repeated under the conditions of 2.2 mA / cm 2 and 3.7 mA / cm 2, the voltage at the discharge start in the current density, voltage up discharge end Measure the difference. Next, the current density is plotted on the vertical axis, and the voltage difference measured at each current density is plotted on the horizontal axis, and the obtained linear relationship is obtained by a first-order linear approximation, and this slope is obtained as a DC-IR resistance (direct current). Resistance) and the internal resistance of the battery. The constituent members of the battery are common to all the evaluation batteries used in this paper except for the positive electrode, so the reason for the difference in internal resistance is determined by the properties of the positive electrode active material. Therefore, the internal resistance can also be called a positive electrode resistance.

また、既述の正極活物質を用いた本実施形態の二次電池は、容量維持率が65%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましい。   In addition, the secondary battery of the present embodiment using the above-described positive electrode active material preferably has a capacity maintenance ratio of 65% or more, and more preferably 70% or more.

容量維持率は、例えば以下の手順により評価を行うことができる。例えば負極が黒鉛粉末とポリフッ化ビニリデンとを混合した負極合材ペーストが銅箔に塗布されて形成されたシートであるコイン型電池を構成する。そして、該コイン型電池について、25℃に保持された恒温槽内で電流密度を0.25mA/cmとして、カットオフ電圧4.9Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.5Vまで放電するサイクルを5サイクル繰り返すコンディショニングを行う。 The capacity maintenance rate can be evaluated by, for example, the following procedure. For example, a coin-type battery is configured in which a negative electrode is a sheet formed by applying a negative electrode mixture paste in which graphite powder and polyvinylidene fluoride are mixed to a copper foil. Then, the coin-type battery was charged to a cut-off voltage of 4.9 V at a current density of 0.25 mA / cm 2 in a thermostat kept at 25 ° C., and after a one-hour pause, the cut-off voltage of 3. Conditioning is performed by repeating the cycle of discharging to 5 V for 5 cycles.

次に、60℃に保持された恒温槽内で電流密度を1.5mA/cmとして、カットオフ電圧4.9Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.5Vまで放電するサイクルを200サイクル繰り返す。 Next, a cycle in which the current density is set to 1.5 mA / cm 2 in a constant temperature bath maintained at 60 ° C., the battery is charged to a cut-off voltage of 4.9 V, and is discharged to a cut-off voltage of 3.5 V after a pause of 1 hour. Is repeated 200 cycles.

そして、コンディショニング後の1サイクル目で得られた放電容量で、コンディショニング後の200サイクル目で得られた放電容量を割った割合を容量維持率とすることができる。   And the ratio which divided the discharge capacity obtained by the 200th cycle after conditioning by the discharge capacity obtained by the 1st cycle after conditioning can be made into a capacity maintenance rate.

本実施形態の二次電池の用途は特に限定されるものではなく、各種電源が要求される用途に好適に用いることができる。本実施形態の二次電池は特に、上記特性を有するため常に高いサイクル特性や、高容量を要求される小型携帯電子機器(ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話端末、スマートフォンやタブレットPC等の小型情報端末など)の電源に好適に用いることができる。   The application of the secondary battery of this embodiment is not particularly limited, and can be suitably used for applications requiring various power sources. In particular, the secondary battery of the present embodiment has the above-mentioned characteristics, so that it is always required to have high cycle characteristics and a small portable electronic device (a notebook personal computer, a mobile phone terminal, a small information terminal such as a smartphone or a tablet PC) that requires a high capacity. Etc.).

また、本実施形態の二次電池はサイクル特性に優れ、小型化、高出力化が可能であることから、繰り返し充放電がなされ、搭載スペースに制約を受ける電気自動車用電源としても好適である。なお、本実施形態の二次電池は、純粋に電気エネルギーのみで駆動する電気自動車用の電源のみならず、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃焼機関と併用する、いわゆるハイブリッド車用の電源としても好適に用いることができる。   Further, since the secondary battery of this embodiment is excellent in cycle characteristics and can be reduced in size and increased in output, it is suitable as a power source for an electric vehicle that is repeatedly charged and discharged and is restricted by a mounting space. The secondary battery of the present embodiment is suitable not only as a power source for electric vehicles driven purely by electric energy but also as a power source for so-called hybrid vehicles used in combination with combustion engines such as gasoline engines and diesel engines. Can be used.

以下、本発明について、実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
[実施例1]
1.スピネル型酸化物の粒子の製造
以下の工程を実施することで、正極活物質の製造を行った。
(a)前駆体晶析工程
はじめに、反応槽(5L)内に、水を半分の量まで入れて撹拌しながら、槽内温度を40℃に設定した。このときの反応槽内は、酸素濃度が1体積%以下である窒素雰囲気とした。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
[Example 1]
1. Manufacture of Spinel Oxide Particles The positive electrode active material was manufactured by carrying out the following steps.
(A) Precursor crystallization step First, the temperature in the tank was set to 40 ° C. while stirring the water in a reaction tank (5 L) up to a half amount. The inside of the reaction vessel at this time was a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1% by volume or less.

この反応槽内の水に、25質量%水酸化ナトリウム水溶液と25質量%アンモニア水を適量加えて、pH値が液温25℃基準で11.5に、アンモニア濃度が5g/Lとなるように初期水溶液を調製した(初期水溶液調製ステップ)。   Appropriate amounts of 25% by mass aqueous sodium hydroxide and 25% by mass ammonia water are added to the water in this reaction tank so that the pH value becomes 11.5 based on the liquid temperature of 25 ° C., and the ammonia concentration becomes 5 g / L. An initial aqueous solution was prepared (initial aqueous solution preparation step).

同時に、硫酸マンガンと、硫酸ニッケルとを、マンガンとニッケルのモル比が、Mn:Ni=1.50:0.50となるように純水に溶解して、2.0mol/Lの混合水溶液を調製した(混合水溶液調製ステップ)。   At the same time, manganese sulfate and nickel sulfate are dissolved in pure water so that the molar ratio of manganese to nickel is Mn: Ni = 1.50: 0.50, and a 2.0 mol / L mixed aqueous solution is obtained. Prepared (mixed aqueous solution preparation step).

この混合水溶液を、反応槽の初期水溶液に対して一定速度で滴下し、反応水溶液とした。この際、25質量%アンモニア水および25質量%水酸化ナトリウム水溶液も一定速度で初期水溶液に滴下し、反応水溶液のpH値が、液温25℃基準で11.5に、アンモニア濃度が5g/Lに維持されるように制御した。係る操作により、スピネル型酸化物の前駆体であるマンガンニッケル複合水酸化物粒子(以下、「複合水酸化物粒子」という)を晶析させた(晶析ステップ)。   This mixed aqueous solution was dropped at a constant rate with respect to the initial aqueous solution in the reaction tank to obtain a reaction aqueous solution. At this time, 25% by mass ammonia water and 25% by mass sodium hydroxide aqueous solution were also dropped into the initial aqueous solution at a constant rate, the pH value of the reaction aqueous solution was 11.5 on the basis of the liquid temperature of 25 ° C., and the ammonia concentration was 5 g / L. Controlled to be maintained. By this operation, manganese nickel composite hydroxide particles (hereinafter referred to as “composite hydroxide particles”), which is a precursor of the spinel oxide, were crystallized (crystallization step).

その後、反応槽に設けられたオーバーフロー口より回収された複合水酸化物粒子を含むスラリーをろ過し、イオン交換水で水溶性の不純物を洗浄除去したのち、乾燥することで、粉末状の複合水酸化物粒子を得た。
(b)酸化焙焼工程
雰囲気焼成炉(株式会社シリコニット製、BM−50100M)を用いて、作製した複合水酸化物粒子を酸素濃度が20体積%である空気雰囲気下、900℃、12時間焼成した後、室温まで冷却し、マンガンニッケル複合酸化物粒子を得た。なお、このマンガンニッケル複合酸化物粒子には軽度の焼結が見られたため、ハンマーミル(IKAジャパン株式会社製、MF10)を用いて解砕した。
(c)スピネル型酸化物合成工程
マンガンニッケル複合酸化物粒子に、この複合酸化物粒子に含まれるマンガン、ニッケルの原子数の総和に対して、リチウムの含有量が50原子%となるように秤量した水酸化リチウム一水和物を加えて、ターブラーシェーカーミキサ(株式会社ダルトン製、T2F)を用いて混合することにより、リチウム混合物を得た(リチウム混合物調製ステップ)。
Thereafter, the slurry containing the composite hydroxide particles recovered from the overflow port provided in the reaction vessel is filtered, water-soluble impurities are washed away with ion-exchanged water, and then dried to obtain powdered composite water. Oxide particles were obtained.
(B) Oxidation roasting step Using an atmosphere firing furnace (manufactured by Siliconit Co., Ltd., BM-50100M), the produced composite hydroxide particles are fired at 900 ° C. for 12 hours in an air atmosphere having an oxygen concentration of 20% by volume. After cooling to room temperature, manganese nickel composite oxide particles were obtained. Since the manganese nickel composite oxide particles were slightly sintered, they were crushed using a hammer mill (MF10, manufactured by IKA Japan Co., Ltd.).
(C) Spinel type oxide synthesis step Weigh the manganese nickel composite oxide particles so that the lithium content is 50 atomic% with respect to the total number of manganese and nickel atoms contained in the composite oxide particles. The lithium hydroxide monohydrate was added and mixed using a tumbler shaker mixer (manufactured by Dalton, T2F) to obtain a lithium mixture (lithium mixture preparation step).

雰囲気焼成炉(株式会社シリコニット製、BM−50100M)を用いて、得られたリチウム混合物を、酸素濃度が90体積%以上の酸素含有雰囲気中、700℃で、20時間焼成した後、室温まで冷却した(焼成ステップ)。これにより、スピネル型酸化物の粒子であるリチウムマンガンニッケル複合酸化物粒子を得た。
2.スピネル型酸化物の粒子の評価
得られたスピネル型酸化物の粒子に対して、以下の評価を行った。
(a)組成
ICP発光分光分析器(VARIAN社製、725ES)を用いた分析により、スピネル型酸化物は、Li、Mn、Niのモル比が、Li:Mn:Ni=1.00:1.50:0.50で表されるものであることを確認した。
(b)結晶構造
このスピネル型酸化物の粒子の結晶構造を、XRD(PANALYTICAL社製、X'Pert、PROMRD)を用いて測定したところ、回折パターンにFd−3m構造に帰属されるピークが検出されるスピネル型の結晶構造であることが確認された。
(c)比表面積
このスピネル型酸化物の粒子のBET比表面積を、全自動BET比表面積測定装置(株式会社マウンテック製、マックソーブ)を用いて測定した。その結果から1.12m/gであることを確認した。
(d)体積平均粒子径
このスピネル型酸化物の粒子の体積平均粒子径を、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(日機装株式会社製、マイクロトラックHRA)を用いて測定した。その結果から6.9μmであることを確認した。
3.正極活物質の製造
上記スピネル型酸化物の粒子に対して、以下の被覆工程を実施することで正極活物質の製造を行った。
The obtained lithium mixture was baked at 700 ° C. for 20 hours in an oxygen-containing atmosphere having an oxygen concentration of 90% by volume or more using an atmosphere baking furnace (manufactured by Siliconit Co., Ltd., BM-50100M), and then cooled to room temperature. (Firing step). As a result, lithium manganese nickel composite oxide particles, which are spinel oxide particles, were obtained.
2. Evaluation of Spinel Oxide Particles The following evaluations were performed on the obtained spinel oxide particles.
(A) Composition According to the analysis using an ICP emission spectroscopic analyzer (Varian, 725ES), the spinel oxide has a molar ratio of Li, Mn, and Ni: Li: Mn: Ni = 1.00: 1. It was confirmed that it was represented by 50: 0.50.
(B) Crystal structure When the crystal structure of the spinel-type oxide particles was measured using XRD (manufactured by PANALYTICAL, X'Pert, PROMRD), a peak attributed to the Fd-3m structure was detected in the diffraction pattern. The spinel crystal structure was confirmed.
(C) Specific surface area The BET specific surface area of the spinel-type oxide particles was measured using a fully automatic BET specific surface area measuring device (manufactured by Mountech Co., Ltd., Macsorb). The result confirmed that it was 1.12 m < 2 > / g.
(D) Volume average particle diameter The volume average particle diameter of the spinel oxide particles was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Microtrac HRA). The result confirmed that it was 6.9 micrometers.
3. Manufacture of positive electrode active material The positive electrode active material was manufactured by implementing the following coating process on the particles of the spinel oxide.

被覆を施すスピネル型酸化物の粒子である、リチウムマンガンニッケル複合酸化物粒子の総重量がもつ全表面積をリチウムマンガンニッケル複合酸化物粒子の比表面積から算出した。そして、該全表面積に対して、1mあたりのチタンの重量が0.7mgになるように秤量したスポンジ状のチタン金属を、スポンジ状チタン1gあたり83mLの30質量%過酸化水素水に入れ、撹拌しながらスポンジ状チタン1gあたり23mLの2質量5%アンモニア水を滴下して、スポンジ状チタンを溶解した。溶解中、ウォーターバスで反応容器の温度が20℃以上25℃以下の範囲になるように冷却した(被覆剤調製ステップ)。 The total surface area of the total weight of the lithium manganese nickel composite oxide particles, which are spinel oxide particles to be coated, was calculated from the specific surface area of the lithium manganese nickel composite oxide particles. Then, a sponge-like titanium metal weighed so that the weight of titanium per 1 m 2 is 0.7 mg with respect to the total surface area is put in 83 mL of 30 mass% hydrogen peroxide water per 1 g of sponge-like titanium, While stirring, 23 mL of 2 mass 5% ammonia water was added dropwise per 1 g of sponge-like titanium to dissolve the sponge-like titanium. During dissolution, the reaction vessel was cooled with a water bath so that the temperature in the reaction vessel ranged from 20 ° C. to 25 ° C. (coating preparation step).

1Lあたりのチタンの含有量が5.5gになるようにイオン交換水で希釈したスポンジ状チタン溶液と、スポンジ状チタン溶液1mLあたり3.6gのリチウムマンガンニッケル複合酸化物粒子とを自公転式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式:KK−400W)で混合した(混合物調製ステップ)。   Spiral titanium solution diluted with ion-exchanged water so that the titanium content per liter is 5.5 g, and 3.6 g of lithium manganese nickel composite oxide particles per 1 mL of the sponge titanium solution are rotated and revolved. It mixed with the apparatus (The Kurashiki Boseki Co., Ltd. make and model: KK-400W) (mixture preparation step).

スポンジ状チタン溶液と混合されたリチウムマンガンニッケル複合酸化物粒子を120℃で乾燥させ(乾燥ステップ)、その後雰囲気焼成炉(株式会社シリコニット製、型式:BM−50100M)を用いて、空気雰囲気下、300℃で、5時間焼成した(熱処理ステップ)。その後、室温まで冷却し、正極活物質である被覆層を有するスピネル型酸化物の粒子を得た。
4.正極活物質の評価
このようにして得られた正極活物質に対して、以下の評価を行った。
(a)組成
ICP発光分光分析器(VARIAN社製、725ES)を用いた分析により、この正極活物質は、Tiを0.08質量%含むものであり、被覆処理前の比表面積との比較により、被覆層のチタン担持量は0.7mg/mであることがわかった。
(b)表面分析
得られた正極活物質を、XPS(アルバック・ファイ製、Versa ProbeII)を用いて測定し、得られたMn3/2スペクトル、Ni3/2スペクトル、Ti3/2スペクトルのピーク面積から算出された半定量値から被覆金属表面量、Ti/(Mn+Ni)(物質量比)は0.16であることがわかった。
また、得られたLi1Sスペクトル、Ti3/2スペクトルのピーク面積から算出された半定量値から、被覆層のLiドープ指数であるLi/Ti(物質量比)は2.3であることがわかった。
なお、表2中、被覆金属表面量と、被覆層のLiドープ指数との単位について、物質量比であることを明確にするため[mol/mol]と記載しているが、無次元数となる。
(c)炭素含有量
得られた正極活物質の炭素含有量を、炭素分析装置(LECO社製 型式:CS−600)を用いて、高周波燃焼赤外吸収法で測定したところ、0.01質量%であることがわかった。
(d)水分量
得られた正極活物質の水分量を、カールフィッシャー水分計(京都電子工業株式会社製 型式:MKC210)を用いて気化温度が300℃の条件で測定したところ、0.12質量%であることがわかった。
(e)被覆層の厚みの測定
正極活物質の粉末試料を樹脂に包埋し、イオンミリング装置(日本電子株式会社製 型式:IB―09060CIS)を用いて100nm未満の薄片に加工した。次いで、透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製 型式:JEM−ARM 200F)に付属のエネルギー分散型X線分光器により断面側からチタンの分布を測定し、観察した画像から被覆層厚を直接求めた。中心部よりもチタン濃度が局所的に高くなっている領域である被覆層の厚みは2nmであった。
5.二次電池の作製
得られた正極活物質の評価には、図1に示す2032型コイン電池10(以下、「コイン型電池」という)を使用した。
Lithium manganese nickel composite oxide particles mixed with a sponge-like titanium solution are dried at 120 ° C. (drying step), and then using an atmosphere firing furnace (manufactured by Siliconit Co., Ltd., model: BM-50100M) under an air atmosphere, Firing was performed at 300 ° C. for 5 hours (heat treatment step). Then, it cooled to room temperature and obtained the particle | grains of the spinel type oxide which has a coating layer which is a positive electrode active material.
4). Evaluation of Positive Electrode Active Material The positive electrode active material thus obtained was evaluated as follows.
(A) Composition According to the analysis using an ICP emission spectroscopic analyzer (Varian, 725ES), this positive electrode active material contains 0.08% by mass of Ti, and is compared with the specific surface area before the coating treatment. It was found that the titanium carrying amount of the coating layer was 0.7 mg / m 2 .
(B) Surface analysis The obtained positive electrode active material was measured using XPS (manufactured by ULVAC-PHI, Versa Probe II), and the obtained Mn 2 P 3/2 spectrum, Ni 2 P 3/2 spectrum, Ti 2 It was found from the semi-quantitative value calculated from the peak area of the P 3/2 spectrum that the coated metal surface amount, Ti / (Mn + Ni) (substance amount ratio) was 0.16.
Moreover, from the semi-quantitative value calculated from the peak area of the obtained Li1S spectrum and Ti 2 P 3/2 spectrum, Li / Ti (substance ratio) which is the Li doping index of the coating layer is 2.3. I understood.
In Table 2, the unit of the coating metal surface amount and the Li doping index of the coating layer is described as [mol / mol] in order to clarify that it is a substance amount ratio. Become.
(C) Carbon content When the carbon content of the obtained positive electrode active material was measured by a high frequency combustion infrared absorption method using a carbon analyzer (Model: CS-600 manufactured by LECO), 0.01 mass %.
(D) Moisture content When the moisture content of the obtained positive electrode active material was measured using a Karl Fischer moisture meter (Kyoto Denshi Kogyo Co., Ltd., model: MKC210) at a vaporization temperature of 300 ° C, 0.12 mass was obtained. %.
(E) Measurement of the thickness of the coating layer A powder sample of the positive electrode active material was embedded in a resin, and processed into a thin piece of less than 100 nm using an ion milling device (model: IB-09060 CIS manufactured by JEOL Ltd.). Next, the distribution of titanium is measured from the cross-section side with an energy dispersive X-ray spectrometer attached to a transmission electron microscope (JEOL Ltd. model: JEM-ARM 200F), and the coating layer thickness is directly obtained from the observed image. It was. The thickness of the coating layer, which is a region where the titanium concentration is locally higher than the central portion, was 2 nm.
5. Production of Secondary Battery For evaluation of the obtained positive electrode active material, a 2032 type coin battery 10 (hereinafter referred to as “coin type battery”) shown in FIG. 1 was used.

コイン型電池10は、ケース11と、ケース11内に収容された電極12とから構成されている。   The coin battery 10 includes a case 11 and an electrode 12 accommodated in the case 11.

ケース11は、中空かつ一端が開口された正極缶111と、この正極缶111の開口部に配置される負極缶112とを有しており、負極缶112を正極缶111の開口部に配置すると、負極缶112と正極缶111との間に電極12を収容する空間が形成されるように構成されている。   The case 11 has a positive electrode can 111 that is hollow and open at one end, and a negative electrode can 112 that is disposed in the opening of the positive electrode can 111, and the negative electrode can 112 is disposed in the opening of the positive electrode can 111. A space for accommodating the electrode 12 is formed between the negative electrode can 112 and the positive electrode can 111.

また、電極12は、正極121、セパレータ122および負極123とからなり、この順で並ぶように積層されており、正極121が正極缶111の内面に接触し、負極123が負極缶112の内面に接触するようにケース11に収容されている。なお、ケース11はガスケット113を備えており、このガスケット113によって、正極缶111と負極缶112との間が非接触の状態を維持するように相対的な移動が固定されている。   The electrode 12 includes a positive electrode 121, a separator 122, and a negative electrode 123, which are stacked in this order. The positive electrode 121 contacts the inner surface of the positive electrode can 111, and the negative electrode 123 contacts the inner surface of the negative electrode can 112. It is accommodated in the case 11 so as to come into contact. The case 11 is provided with a gasket 113, and the gasket 113 fixes relative movement so as to maintain a non-contact state between the positive electrode can 111 and the negative electrode can 112.

また、ガスケット113は、正極缶111と負極缶112との隙間を密封してケース11内と外部との間を気密液密に遮断する機能も有している。   Further, the gasket 113 has a function of sealing the gap between the positive electrode can 111 and the negative electrode can 112 to block the inside and outside of the case 11 in an airtight and liquidtight manner.

このようなコイン型電池10を、以下のようにして作製した。   Such a coin-type battery 10 was produced as follows.

初めに、得られた正極活物質20.0gと、アセチレンブラック2.35gと、ポリフッ化ビニリデン1.18gをN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させたスラリーをアルミニウム箔上に1cmあたり正極活物質が5.0mg存在するように塗布したのち、120℃で30分間、大気中で乾燥し、NMPを除去した。正極活物質を含むスラリーが塗布されたアルミニウム箔を幅66mmの短冊状に切り取り、荷重1.2tでロールプレスし正極を作製した。正極を直径13mmの円形に打ち抜き、真空乾燥機中120℃で12時間乾燥して、コイン型電池10用の正極121を作製した。 First, a slurry in which 20.0 g of the obtained positive electrode active material, 2.35 g of acetylene black and 1.18 g of polyvinylidene fluoride were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was placed on an aluminum foil at 1 cm 2. After coating so that 5.0 mg of the positive electrode active material was present, it was dried in the air at 120 ° C. for 30 minutes to remove NMP. An aluminum foil coated with a slurry containing a positive electrode active material was cut into a strip shape having a width of 66 mm, and roll-pressed with a load of 1.2 t to produce a positive electrode. The positive electrode was punched into a circle having a diameter of 13 mm and dried in a vacuum dryer at 120 ° C. for 12 hours to produce a positive electrode 121 for the coin-type battery 10.

次に、作製した正極121を用いて、コイン型電池10を、露点が−80℃に管理されたAr雰囲気のグローブボックス内で作製した。この際、負極123には、直径14mmの円盤状に打ち抜かれたリチウム箔、または平均粒径20μm程度の黒鉛粉末とポリフッ化ビニリデンとの混合物である負極合材ペーストが銅箔に塗布された負極シートを用いた。なお、負極にリチウム箔を用いた二次電池は、後述する初期放電容量、内部抵抗の評価に用いた。また、負極に黒鉛粉末とポリフッ化ビニリデンとの混合物を銅箔に塗布した負極シートを用いた二次電池は、後述するサイクル特性の評価に用いた。   Next, using the produced positive electrode 121, the coin-type battery 10 was produced in a glove box in an Ar atmosphere in which the dew point was controlled at −80 ° C. At this time, the negative electrode 123 is a negative electrode in which a copper foil is coated with a lithium foil punched into a disk shape having a diameter of 14 mm or a negative electrode mixture paste that is a mixture of graphite powder having an average particle size of about 20 μm and polyvinylidene fluoride. A sheet was used. In addition, the secondary battery using lithium foil for the negative electrode was used for evaluation of initial discharge capacity and internal resistance described later. Moreover, the secondary battery using the negative electrode sheet | seat which apply | coated the mixture of graphite powder and a polyvinylidene fluoride to the copper foil to the negative electrode was used for evaluation of the cycling characteristics mentioned later.

また、セパレータ122には、膜厚25μmのポリエチレン多孔膜を、電解液には、1MのLiPFを支持電解質とするエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の3:7混合液(富山薬品工業株式会社製)を用いた。
6.二次電池の評価
作製したコイン型の二次電池の性能を示す初期放電容量、内部抵抗、サイクル特性は、以下のように評価した。
(a)初期放電容量
初期放電容量は、負極にリチウム箔を用いたコイン型電池を製作してから24時間程度放置し、開回路電圧OCV(Open Circuit Voltage)が安定した後、正極に対する電流密度を0.074mA/cmとしてカットオフ電圧5.0Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.0Vまで放電したときの放電容量(初期放電容量)を測定することにより評価した。測定結果は140mAh/gであった。
(b)内部抵抗
内部抵抗は、DC−IR抵抗を測定することにより評価した。
The separator 122 is a polyethylene porous film having a thickness of 25 μm, and the electrolyte is a 3: 7 mixed solution of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) using 1M LiPF 6 as a supporting electrolyte (Toyama Chemical) Kogyo Co., Ltd.) was used.
6). Evaluation of Secondary Battery The initial discharge capacity, internal resistance, and cycle characteristics indicating the performance of the manufactured coin-type secondary battery were evaluated as follows.
(A) Initial discharge capacity The initial discharge capacity is the current density with respect to the positive electrode after the open circuit voltage OCV (Open Circuit Voltage) is stabilized after the coin-type battery using lithium foil as the negative electrode is manufactured and left for about 24 hours. Was evaluated by measuring the discharge capacity (initial discharge capacity) when discharged to a cut-off voltage of 3.0 V after a rest of 1 hour with 0.074 mA / cm 2 . The measurement result was 140 mAh / g.
(B) Internal resistance Internal resistance was evaluated by measuring DC-IR resistance.

具体的には、コイン型電池を初期放電容量の60%まで充電し、1分間の休止を挟み、電流密度を0.25mA/cmとして10秒間放電した後、再度1分間の休止を挟み、電流密度を0.25mA/cmとして10秒間充電した。この操作を、電流密度が0.74mA/cm、2.2mA/cmおよび3.7mA/cmの各条件で繰り返し、各電流密度における放電開始時の電圧と、放電終了までの電圧の差を測定した。 Specifically, the coin-type battery was charged to 60% of the initial discharge capacity, sandwiched for 1 minute, discharged for 10 seconds at a current density of 0.25 mA / cm 2 , and then sandwiched again for 1 minute, The battery was charged for 10 seconds at a current density of 0.25 mA / cm 2 . This operation, a current density of 0.74mA / cm 2, repeated under the conditions of 2.2 mA / cm 2 and 3.7 mA / cm 2, the voltage at the discharge start in the current density, voltage up discharge end The difference was measured.

次に、電流密度を縦軸に、上記各電流密度で測定した電圧差を横軸にプロットし、得られた直線関係について、一次線形近似により傾きを求め、この傾きを内部抵抗(DC−IR抵抗)とした。   Next, the current density is plotted on the vertical axis, and the voltage difference measured at each current density is plotted on the horizontal axis, and the obtained linear relationship is obtained by a first-order linear approximation, and this slope is determined by internal resistance (DC-IR Resistance).

測定結果は27.2Ωであった。
(c)サイクル特性
サイクル特性は、200サイクル充放電を行った時の容量維持率を測定することにより評価した。
The measurement result was 27.2Ω.
(C) Cycle characteristics The cycle characteristics were evaluated by measuring the capacity retention rate when 200 cycles of charge / discharge were performed.

具体的には、黒鉛粉末とポリフッ化ビニリデンとの混合物が銅箔に塗布されたシートを用いて作製した負極を用いたコイン型電池をまず、25℃に保持された恒温槽内で、電流密度0.25mA/cmとして、カットオフ電圧4.9Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.5Vまで放電するサイクルを5サイクル繰り返すコンディショニングを行った。次に、60℃に保持された恒温槽内で、電流密度1.5mA/cmとして、カットオフ電圧4.9Vまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧3.5Vまで放電するサイクルを200サイクル繰り返し、各サイクルの放電容量を測定することにより評価した。 Specifically, a coin-type battery using a negative electrode prepared using a sheet in which a mixture of graphite powder and polyvinylidene fluoride is applied to a copper foil is first subjected to a current density in a thermostatic chamber maintained at 25 ° C. Conditioning was performed by repeating the cycle of charging to 4.9 mA / cm 2 to a cut-off voltage of 4.9 V, discharging to a cut-off voltage of 3.5 V after a pause of 1 hour, and 5 cycles. Next, a cycle in which a current density of 1.5 mA / cm 2 is charged to a cut-off voltage of 4.9 V in a thermostatic chamber maintained at 60 ° C., and after a one-hour pause, the cycle is discharged to a cut-off voltage of 3.5 V. Was evaluated by measuring the discharge capacity of each cycle.

そして、実施例1のコイン型電池のコンディショニング後の1サイクル目で得られた放電容量で、コンディショニング後の200サイクル目で得られた放電容量を割った割合である容量維持率は70%であった。
[実施例2]
「3.正極活物質の製造」の被覆工程を実施する際に、被覆剤調製ステップで、目標とする被覆層のチタン担持量を1.3mg/mとして被覆剤を調製した点以外は実施例1と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
[実施例3]
「3.正極活物質の製造」の被覆工程を実施する際に、熱処理ステップにおける熱処理温度を600℃とした点以外は実施例2と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
[実施例4]
「3.正極活物質の製造」の被覆工程における熱処理ステップを実施しなかった点以外は実施例2と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。
The capacity retention rate, which is the ratio of the discharge capacity obtained in the first cycle after conditioning of the coin-type battery of Example 1 divided by the discharge capacity obtained in the 200th cycle after conditioning, was 70%. It was.
[Example 2]
When carrying out the coating process of “3. Production of positive electrode active material”, it was carried out except that the coating agent was prepared in the coating agent preparation step with the target titanium loading of the coating layer being 1.3 mg / m 2. Spinel oxide particles, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[Example 3]
When carrying out the coating step of “3. Production of positive electrode active material”, the spinel-type oxide particles, the positive electrode active material, the positive electrode active material, under the same conditions as in Example 2 except that the heat treatment temperature in the heat treatment step was 600 ° C. And the secondary battery using this positive electrode active material was obtained. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[Example 4]
The spinel-type oxide particles, the positive electrode active material, and the positive electrode active material were used under the same conditions as in Example 2 except that the heat treatment step in the coating process of “3. Production of positive electrode active material” was not performed. A secondary battery was obtained.

すなわち、スポンジ状チタン溶液と混合されたリチウムマンガンニッケル複合酸化物粒子を120℃で乾燥させ(乾燥ステップ)、正極活物質である被覆層を有するスピネル型酸化物の粒子を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
[実施例5]
「3.正極活物質の製造」の被覆工程を実施する際に、被覆剤調製ステップで、目標とする被覆層のチタン担持量を2.2mg/mとして被覆剤を調製した点以外は実施例1と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
なお、チタン担持量が多く、Li1Sスペクトルがほとんど検出されなかったため、表2中、被覆層のLiドープ指数であるLi/Ti(物質量比)は「−」と表記している。
[実施例6]
「3.正極活物質の製造」の被覆工程を実施する際に、被覆剤調製ステップで、目標とする被覆層のチタン担持量を3.3mg/mとして被覆剤を調製した点以外は実施例1と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
なお、チタン担持量が多く、Li1Sスペクトルがほとんど検出されなかったため、表2中、被覆層のLiドープ指数であるLi/Ti(物質量比)は「−」と表記している。
[実施例7]
「3.正極活物質の製造」の被覆工程を実施する際に、被覆剤調製ステップで、目標とする被覆層のチタン担持量を0.4mg/mとして被覆剤を調製した点以外は実施例1と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
[実施例8]
「1.スピネル型酸化物の粒子の製造」の(a)前駆体晶析工程の混合水溶液調製ステップにおいて、硫酸マンガン、硫酸ニッケルに加えて、さらに硫酸コバルトを混合水溶液に添加した。この際、マンガンとニッケルとコバルトとのモル比が、Mn:Ni:Co=1.50:0.45:0.05となるように純水に溶解して、2.0mol/Lの混合水溶液を調製した。以上の点以外には実施例2と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
[実施例9]
「1.スピネル型酸化物の粒子の製造」の(a)前駆体晶析工程の混合水溶液調製ステップにおいて、硫酸マンガン、硫酸ニッケルに加えて、さらに硫酸鉄を混合水溶液に添加した。この際、マンガンとニッケルと鉄とのモル比が、Mn:Ni:Fe=1.50:0.45:0.05となるように純水に溶解して、2.0mol/Lの混合水溶液を調製した。以上の点以外には実施例2と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
[実施例10]
「1.スピネル型酸化物の粒子の製造」の(a)前駆体晶析工程の混合水溶液調製ステップにおいて、硫酸マンガン、硫酸ニッケルに加えて、さらに硫酸チタンを混合水溶液に添加した。この際、マンガンとニッケルとチタンとのモル比が、Mn:Ni:Ti=1.45:0.50:0.05となるように純水に溶解して、2.0mol/Lの混合水溶液を調製した。以上の点以外には実施例2と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
[実施例11]
「3.正極活物質の製造」の被覆工程を実施する際に、被覆剤調製ステップで、目標とする被覆層のチタン担持量を4.4mg/mとして被覆剤を調製した点。また、被覆層のLiドープ指数であるLi/Ti(物質量比)が0.8になるように、被覆剤に水酸化リチウムを添加、溶解させた点。以上の点以外は実施例1と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
[実施例12]
「3.正極活物質の製造」の被覆工程を実施する際に、被覆剤調製ステップで、目標とする被覆層のチタン担持量を8.5mg/mとして被覆剤を調製した点。Li/Ti(物質量比)が0.8になるように、被覆剤に水酸化リチウムを添加、溶解させた点。以上の点以外は実施例1と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
[比較例1]
実施例1における被覆工程を実施しなかった点以外には実施例1と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
That is, lithium manganese nickel composite oxide particles mixed with a sponge-like titanium solution were dried at 120 ° C. (drying step) to obtain spinel oxide particles having a coating layer as a positive electrode active material. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[Example 5]
When carrying out the coating process of “3. Production of positive electrode active material”, it was carried out except that the coating agent was prepared in the coating agent preparation step with the target titanium loading of the coating layer being 2.2 mg / m 2. Spinel oxide particles, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
Since the amount of supported titanium was large and almost no Li1S spectrum was detected, in Table 2, Li / Ti (substance ratio), which is the Li doping index of the coating layer, is expressed as “−”.
[Example 6]
When carrying out the coating process of “3. Production of positive electrode active material”, it was carried out except that the coating agent was prepared in the coating agent preparation step with the target titanium loading amount of 3.3 mg / m 2. Spinel oxide particles, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
Since the amount of supported titanium was large and almost no Li1S spectrum was detected, in Table 2, Li / Ti (substance ratio), which is the Li doping index of the coating layer, is expressed as “−”.
[Example 7]
When carrying out the coating process of “3. Production of positive electrode active material”, it was carried out except that the coating agent was prepared in the coating agent preparation step with the target titanium loading of the coating layer being 0.4 mg / m 2. Spinel oxide particles, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[Example 8]
In the mixed aqueous solution preparation step of (a) precursor crystallization step of “1. Production of spinel-type oxide particles”, cobalt sulfate was further added to the mixed aqueous solution in addition to manganese sulfate and nickel sulfate. At this time, a mixed aqueous solution of 2.0 mol / L was dissolved in pure water so that the molar ratio of manganese, nickel and cobalt was Mn: Ni: Co = 1.50: 0.45: 0.05. Was prepared. Except for the above points, spinel-type oxide particles, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 2. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[Example 9]
In the mixed aqueous solution preparation step of (a) precursor crystallization process in “1. Production of spinel-type oxide particles”, iron sulfate was further added to the mixed aqueous solution in addition to manganese sulfate and nickel sulfate. At this time, a mixed aqueous solution of 2.0 mol / L was dissolved in pure water so that the molar ratio of manganese, nickel and iron was Mn: Ni: Fe = 1.50: 0.45: 0.05. Was prepared. Except for the above points, spinel-type oxide particles, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 2. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[Example 10]
In the mixed aqueous solution preparation step of (a) precursor crystallization process in “1. Production of spinel-type oxide particles”, titanium sulfate was further added to the mixed aqueous solution in addition to manganese sulfate and nickel sulfate. At this time, a mixed aqueous solution of 2.0 mol / L was dissolved in pure water so that the molar ratio of manganese, nickel, and titanium was Mn: Ni: Ti = 1.45: 0.50: 0.05. Was prepared. Except for the above points, spinel-type oxide particles, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 2. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[Example 11]
The point in which the coating agent was prepared by setting the target titanium loading of the coating layer to 4.4 mg / m 2 in the coating agent preparation step when performing the coating process of “3. Production of positive electrode active material”. In addition, lithium hydroxide was added and dissolved in the coating agent so that Li / Ti (substance ratio), which is the Li doping index of the coating layer, was 0.8. Except for the above points, spinel-type oxide particles, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[Example 12]
The point in which the coating agent was prepared by setting the target titanium loading of the coating layer to 8.5 mg / m 2 in the coating agent preparation step when performing the coating process of “3. Production of positive electrode active material”. A point in which lithium hydroxide was added and dissolved in the coating agent so that Li / Ti (substance ratio) was 0.8. Except for the above points, spinel-type oxide particles, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[Comparative Example 1]
A spinel-type oxide particle, a positive electrode active material, and a secondary battery using the positive electrode active material were obtained under the same conditions as in Example 1 except that the coating step in Example 1 was not performed. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.

なお、被覆工程を実施しなかったため、「1.スピネル型酸化物の粒子の製造」で得られたスピネル型酸化物の粒子が、正極活物質となる。
[比較例2]
「3.正極活物質の製造」の被覆工程を実施する際に、熱処理ステップにおける熱処理温度を600℃とした点以外は実施例1と同様の条件でスピネル型酸化物の粒子、正極活物質、及び該正極活物質を用いた二次電池を得た。評価結果を表1〜表3に示す。
Since the coating step was not performed, the spinel oxide particles obtained in “1. Production of spinel oxide particles” serve as the positive electrode active material.
[Comparative Example 2]
When carrying out the coating step of “3. Production of positive electrode active material”, the spinel oxide particles, the positive electrode active material, the positive electrode active material, under the same conditions as in Example 1 except that the heat treatment temperature in the heat treatment step was 600 ° C. And the secondary battery using this positive electrode active material was obtained. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.

Figure 2018190720
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Figure 2018190720
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表1に示した結果によると、実施例1〜実施例12、比較例1、比較例2において、目標組成のスピネル型酸化物の粒子が得られていることを確認できた。また、実施例1〜実施例12、比較例1、比較例2において、Fd−3m構造のスピネル型結晶構造に帰属されるピークが検出されることも確認できた。
Figure 2018190720
According to the results shown in Table 1, it was confirmed that in Examples 1 to 12, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, spinel-type oxide particles having a target composition were obtained. In addition, in Examples 1 to 12, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, it was also confirmed that a peak attributed to the spinel crystal structure having the Fd-3m structure was detected.

そして、表2に示した結果によると、実施例1〜実施例12においては、被覆層のチタン担持量が0.4mg/m以上9.0mg/m以下を満たしていることが確認できた。一方比較例1については、被覆層を有していないため、0となった。 Then, according to the results shown in Table 2, in Examples 1 to 12, confirmed that the titanium loading amount of the coating layer meets the 0.4 mg / m 2 or more 9.0 mg / m 2 or less It was. On the other hand, Comparative Example 1 was 0 because it did not have a coating layer.

また、実施例1〜実施例12においては、被覆金属表面量(Ti/(Mn+Ni))が0.14以上9.5以下になることを確認できた。   Further, in Examples 1 to 12, it was confirmed that the coated metal surface amount (Ti / (Mn + Ni)) was 0.14 or more and 9.5 or less.

一方、比較例2においては、被覆金属表面量が0.10であることが確認できた。これは被覆層を形成する際に、目標とした被覆層のチタン担持量が少なかったうえに、被膜形成工程の熱処理ステップで600℃で熱処理を行ったため、チタンが拡散し、スピネル型酸化物への固溶が進行したためと考えられる。このため、被覆層厚みも1nm未満となった。   On the other hand, in Comparative Example 2, it was confirmed that the coated metal surface amount was 0.10. This is because when the coating layer was formed, the amount of titanium supported by the target coating layer was small, and heat treatment was performed at 600 ° C. in the heat treatment step of the film formation process, so that titanium diffused and turned into a spinel oxide. This is thought to be due to the progress of solid solution. For this reason, the coating layer thickness was also less than 1 nm.

そして、二次電池の評価結果を示した表3から、実施例1〜実施例12については、比較例1、2と比較してサイクル特性を示す容量維持率が高いことを確認できた。これは、実施例1〜実施例12については、チタンを十分に含有した被覆層を配置することで、スピネル型酸化物からのマンガンやニッケル等の溶出を抑制できたためと考えられる。   And from Table 3 which showed the evaluation result of the secondary battery, about Example 1- Example 12, it has confirmed that the capacity | capacitance maintenance factor which shows a cycle characteristic was high compared with Comparative Examples 1 and 2. This is considered to be because, in Examples 1 to 12, elution of manganese, nickel, and the like from the spinel oxide could be suppressed by arranging a coating layer that sufficiently contained titanium.

Claims (8)

スピネル型構造を有する酸化物であるスピネル型酸化物の粒子と、前記スピネル型酸化物の粒子の少なくとも一部を被覆した被覆層とを有する非水系電解液二次電池用正極活物質であり、
前記スピネル型酸化物は、リチウム(Li)と、マンガン(Mn)と、ニッケル(Ni)と、元素M(M)とを、物質量比が、Li:Mn:Ni:M=t:2−x−y:x:y(ただし、0.96≦t≦1.25、0.40≦x≦0.60、0≦y≦0.20)となるように含み、X線回折(XRD)測定により得られた回折パターンから、「Fd−3m」構造のスピネル型結晶構造に帰属されるピークが検出され、
前記元素Mが、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)から選択される少なくとも1種の元素であり、
前記被覆層はチタン化合物を含み、前記スピネル型酸化物の粒子の表面積1m当り、0.4mg以上9.0mg以下の割合でチタンを含有し、
X線光電子分光法による半定量分析を行った場合に、チタン(Ti)の物質量を、マンガン(Mn)と、ニッケル(Ni)との物質量の合計で割った(Ti/(Mn+Ni))が0.14以上9.5以下である非水系電解液二次電池用正極活物質。
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having spinel oxide particles that are oxides having a spinel structure and a coating layer that covers at least part of the spinel oxide particles,
The spinel oxide is composed of lithium (Li), manganese (Mn), nickel (Ni), and element M (M), in a mass ratio of Li: Mn: Ni: M = t: 2- x-y: x: y (provided that 0.96 ≦ t ≦ 1.25, 0.40 ≦ x ≦ 0.60, 0 ≦ y ≦ 0.20), and X-ray diffraction (XRD) From the diffraction pattern obtained by the measurement, a peak attributed to the spinel crystal structure of the “Fd-3m” structure is detected,
The element M is selected from magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), titanium (Ti), chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), and zinc (Zn). At least one element selected,
The coating layer contains a titanium compound, and contains titanium at a ratio of 0.4 mg to 9.0 mg per 1 m 2 of the surface area of the spinel oxide particles,
When semi-quantitative analysis was performed by X-ray photoelectron spectroscopy, the amount of titanium (Ti) was divided by the total amount of manganese (Mn) and nickel (Ni) (Ti / (Mn + Ni)). Is a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a value of 0.14 to 9.5.
前記被覆層は、チタン(Ti)およびリチウム(Li)を含む請求項1に記載の非水系電解液二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the coating layer contains titanium (Ti) and lithium (Li). 前記被覆層は、X線光電子分光法による半定量分析を行った場合に、リチウム(Li)の物質量を、チタン(Ti)の物質量で割った(Li/Ti)が0.5以上1.2以下である請求項1または請求項2に記載の非水系電解液二次電池用正極活物質。   When the semi-quantitative analysis by X-ray photoelectron spectroscopy is performed, the coating layer is obtained by dividing the amount of lithium (Li) by the amount of titanium (Ti) (Li / Ti) is 0.5 or more and 1 The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, which is .2 or less. 炭素含有量が0.01質量%以上0.5質量%以下であり、かつ水分量が0.01質量%以上0.2質量%以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の非水系電解液二次電池用正極活物質。   The carbon content is 0.01 mass% or more and 0.5 mass% or less, and the water content is 0.01 mass% or more and 0.2 mass% or less. The positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries as described. チタンの含有割合が0.01質量%以上1.00質量%以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の非水系電解液二次電池用正極活物質。   The content rate of titanium is 0.01 mass% or more and 1.00 mass% or less, The positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of any one of Claims 1-4. 前記スピネル型酸化物の粒子の比表面積が0.30m/g以上1.50m/g以下である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の非水系電解液二次電池用正極活物質。 For a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of the spinel-type specific surface area of the oxide particles 0.30 m 2 / g or more 1.50 m 2 / g or less claims 1 to 5 Positive electrode active material. 前記被覆層の厚みが1nm以上10nm以下である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の非水系電解液二次電池用正極活物質。   The thickness of the said coating layer is 1 nm or more and 10 nm or less, The positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of any one of Claims 1-6. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の非水系電解液二次電池用正極活物質を用いた正極と、負極と、セパレータと、非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池。   A non-aqueous electrolyte solution comprising a positive electrode using the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 7, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte solution. Secondary battery.
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