JP2020100542A - Lithium composite metal oxide powder, positive electrode active material for lithium secondary batteries, positive electrode for lithium secondary batteries, and lithium secondary battery - Google Patents

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大輔 長尾
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Abstract

To provide a lithium composite metal oxide powder which has high cycle characteristics when used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries.SOLUTION: The lithium composite metal oxide powder satisfies the requirements (1) and (2) in the following: (1) the ratio of the half width A of the diffraction peak within the range of 2θ=64.5±1° to the half width B of the diffraction peak within the range of 2θ=44.4±1°, namely, A/B, is from 1.39 to 1.75 inclusive, in powder X-ray diffractometry using a CuKα ray; and (2) the ratio of the volume-based 90% cumulative particle size (D90) to the volume-based 10% cumulative particle size (D10), namely, D90/D10, is 3 or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、リチウム複合金属酸化物粉末、リチウム二次電池用正極活物質、リチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池に関する。 The present invention relates to a lithium composite metal oxide powder, a positive electrode active material for a lithium secondary battery, a positive electrode for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery.

リチウム複合金属酸化物は、リチウム二次電池用正極活物質として用いられている。リチウム二次電池は、既に携帯電話用途やノートパソコン用途などの小型電源だけでなく、自動車用途や電力貯蔵用途などの中型又は大型電源においても、実用化が進んでいる。 The lithium composite metal oxide is used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries. Lithium secondary batteries have already been put to practical use not only in small power sources such as mobile phone applications and notebook computer applications, but also in medium or large power sources such as automobile applications and power storage applications.

サイクル特性等のリチウム二次電池の電池特性を向上させるため、様々な試みがなされている。例えば特許文献1には、粉末X線回折図における(003)面と(104)面の半値幅の比が0.57以下である活物質が記載されている。 Various attempts have been made to improve the battery characteristics such as cycle characteristics of lithium secondary batteries. For example, Patent Document 1 describes an active material in which the ratio of the half widths of the (003) plane and the (104) plane in the powder X-ray diffraction diagram is 0.57 or less.

特開2013−206552号公報JP, 2013-206552, A

リチウム二次電池の応用分野が進む中、リチウム二次電池の正極活物質にはさらなるサイクル特性の向上が求められる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、リチウム二次電池用正極活物質として用いた場合にサイクル特性が高いリチウム複合金属酸化物粉末、リチウム二次電池用正極活物質、リチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池を提供することを目的とする。
As the application field of lithium secondary batteries advances, the positive electrode active material of lithium secondary batteries is required to have further improved cycle characteristics.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a lithium composite metal oxide powder having high cycle characteristics when used as a positive electrode active material for a lithium secondary battery, a positive electrode active material for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery. An object is to provide a positive electrode for a secondary battery and a lithium secondary battery.

すなわち、本発明は、下記[1]〜[11]の発明を包含する。
[1]下記要件(1)及び(2)を満たすリチウム複合金属酸化物粉末。
要件(1):CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、2θ=64.5±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Aと、2θ=44.4±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Bとの比(A/B)が1.39以上1.75以下。
要件(2):粒度分布測定から求めた90%累積体積粒度(D90)と粒度分布測定から求めた10%累積体積粒度(D10)との比率(D90/D10)が3以上。
[2]下記要件(1)−1を満たす、[1]に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。
要件(1)−1:前記半値幅Aが0.200°以上0.350°以下である。
[3]下記要件(3)を満たす、[1]又は[2]に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。
要件(3):CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、2θ=64.5±1°の範囲の回折ピークの積分強度Iと、2θ=18.5±1°の範囲内の回折ピークの積分強度Iとの比I/Iが4.0以上6.0以下である。
[4]下記式(I)を満たす、[1]〜[3]のいずれか1つに記載のリチウム複合金属酸化物粉末。
Li[Li(Ni(1−y−z−w)CoMn1−x]O ・・・(I)
(ただし、−0.1≦x≦0.2、0≦y≦0.4、0≦z≦0.4、0≦w≦0.1、y+z+w<1、MはMg、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Al、Ga、Ti、Zr、Ge、Fe、Cu、Cr、V、W、Mo、Sc、Y、Nb、La、Ta、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、及びSnからなる群より選択される1種以上の元素を表す。)
[5]前記式(I)中のxは、0<x≦0.2である、[4]に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。
[6]前記式(I)中のy+z+wは、0<y+z+w≦0.3である、[4]又は[5]に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。
[7]粒度分布測定から求めた50%累積体積粒度(D50)が500nm以上9μm以下である[1]〜[6]のいずれか1つに記載のリチウム複合金属酸化物粉末。
[8][1]〜[7]のいずれか1つに記載のリチウム複合金属酸化物粉末を含有するリチウム二次電池用正極活物質。
[9][8]に記載のリチウム二次電池用正極活物質を含有するリチウム二次電池用正極。
[10][9]に記載のリチウム二次電池用正極を有するリチウム二次電池。
That is, the present invention includes the following inventions [1] to [11].
[1] A lithium composite metal oxide powder that satisfies the following requirements (1) and (2).
Requirement (1): in the powder X-ray diffraction measurement using CuKα ray, the full width at half maximum A of the diffraction peak within the range of 2θ=64.5±1° and the diffraction within the range of 2θ=44.4±1° The ratio (A/B) of the half width B of the peak is 1.39 or more and 1.75 or less.
Requirement (2): The ratio (D 90 /D 10 ) of 90% cumulative volume particle size (D 90 ) determined by particle size distribution measurement to 10% cumulative volume particle size (D 10 ) determined by particle size distribution measurement is 3 or more.
[2] The lithium mixed metal oxide powder according to [1], which satisfies the following requirement (1)-1.
Requirement (1)-1: The half width A is 0.200° or more and 0.350° or less.
[3] The lithium mixed metal oxide powder according to [1] or [2], which satisfies the following requirement (3).
Requirement (3): In powder X-ray diffraction measurement using CuKα ray, integrated intensity I 1 of diffraction peak in the range of 2θ=64.5±1° and diffraction in the range of 2θ=18.5±1° The ratio I 2 /I 1 of the peak integrated intensity I 2 is 4.0 or more and 6.0 or less.
[4] The lithium mixed metal oxide powder according to any one of [1] to [3], which satisfies the following formula (I).
Li [Li x (Ni (1 -y-z-w) Co y Mn z M w) 1-x] O 2 ··· (I)
(However, −0.1≦x≦0.2, 0≦y≦0.4, 0≦z≦0.4, 0≦w≦0.1, y+z+w<1, and M is Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, B, Al, Ga, Ti, Zr, Ge, Fe, Cu, Cr, V, W, Mo, Sc, Y, Nb, La, Ta, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Represents one or more elements selected from the group consisting of In and Sn.)
[5] The lithium mixed metal oxide powder according to [4], wherein x in the formula (I) is 0<x≦0.2.
[6] The lithium composite metal oxide powder according to [4] or [5], wherein y+z+w in the formula (I) is 0<y+z+w≦0.3.
[7] The lithium composite metal oxide powder according to any one of [1] to [6], which has a 50% cumulative volume particle size (D 50 ) of 500 nm or more and 9 μm or less obtained from particle size distribution measurement.
[8] A positive electrode active material for a lithium secondary battery, containing the lithium mixed metal oxide powder according to any one of [1] to [7].
[9] A positive electrode for a lithium secondary battery containing the positive electrode active material for a lithium secondary battery according to [8].
[10] A lithium secondary battery having the positive electrode for a lithium secondary battery according to [9].

本発明によれば、リチウム二次電池用正極活物質として用いた場合にサイクル特性が高いリチウム複合金属酸化物粉末、リチウム二次電池用正極活物質、リチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池を提供することができる。 According to the present invention, a lithium composite metal oxide powder having high cycle characteristics when used as a positive electrode active material for a lithium secondary battery, a positive electrode active material for a lithium secondary battery, a positive electrode for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery. Can be provided.

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

<リチウム複合金属酸化物粉末>
本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末は、下記の要件(1)及び(2)を満たす。
要件(1):CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、2θ=64.5±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Aと、2θ=44.4±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Bとの比(A/B)が1.39以上1.75以下。
要件(2):90%累積体積粒度(D90)と10%累積体積粒度(D10)との比率(D90/D10)が3以上。
<Lithium mixed metal oxide powder>
The lithium mixed metal oxide powder of this embodiment satisfies the following requirements (1) and (2).
Requirement (1): in the powder X-ray diffraction measurement using CuKα ray, the full width at half maximum A of the diffraction peak within the range of 2θ=64.5±1° and the diffraction within the range of 2θ=44.4±1° The ratio (A/B) of the half width B of the peak is 1.39 or more and 1.75 or less.
Requirement (2): 90% cumulative volume particle size (D 90) and 10% cumulative volume particle size (D 10) ratio of (D 90 / D 10) is 3 or more.

本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末を用いると、サイクル特性の高いリチウム電池用正極を製造することができる。
ここで「サイクル特性」とは、初期放電容量に対する、放電サイクルを繰り返したのちの放電容量の維持率をいう。
By using the lithium mixed metal oxide powder of this embodiment, a positive electrode for a lithium battery having high cycle characteristics can be manufactured.
Here, "cycle characteristics" refers to the maintenance ratio of the discharge capacity after repeating the discharge cycle with respect to the initial discharge capacity.

≪要件(1)≫
本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末は、下記要件(1)を満たす。
要件(1)CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、2θ=64.5±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Aと、2θ=44.4±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Bとの比(A/B)が1.39以上1.75以下である。
≪Requirement (1)≫
The lithium mixed metal oxide powder of this embodiment satisfies the following requirement (1).
Requirement (1) In powder X-ray diffraction measurement using CuKα ray, the half-value width A of the diffraction peak within the range of 2θ=64.5±1° and the diffraction peak within the range of 2θ=44.4±1° The ratio (A/B) to the full width at half maximum B is 1.39 or more and 1.75 or less.

回折角2θ=64.5±1°の範囲に存在するピークは、空間群R−3mに帰属されるリチウム複合金属酸化物の場合、結晶構造における最小単位である単位格子の(110)面に相当するピークである。
回折角2θ=44.4±1°の範囲に存在するピークは、空間群R−3mに帰属されるリチウム複合金属酸化物の場合、結晶構造における最小単位である単位格子の(104)面に相当するピークである。
In the case of the lithium mixed metal oxide belonging to the space group R-3m, the peak existing in the range of the diffraction angle 2θ=64.5±1° is on the (110) plane of the unit lattice, which is the minimum unit in the crystal structure. It is the corresponding peak.
In the case of the lithium mixed metal oxide belonging to the space group R-3m, the peak existing in the range of the diffraction angle 2θ=44.4±1° is on the (104) plane of the unit lattice, which is the minimum unit in the crystal structure. It is the corresponding peak.

前記比(A/B)の下限値は、1.47が好ましく、1.50がより好ましく、1.53が特に好ましい。前記比(A/B)の上限値は、1.70が好ましく、1.65がより好ましく、1.60が特に好ましい。上記上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。組み合わせの例としては、1.47以上1.70以下、1.50以上1.65以下、1.53以上1.60以下が挙げられる。 The lower limit of the ratio (A/B) is preferably 1.47, more preferably 1.50, and particularly preferably 1.53. The upper limit of the ratio (A/B) is preferably 1.70, more preferably 1.65, particularly preferably 1.60. The upper limit value and the lower limit value can be arbitrarily combined. Examples of combinations include 1.47 or more and 1.70 or less, 1.50 or more and 1.65 or less, and 1.53 or more and 1.60 or less.

要件(1)を満たすリチウム複合金属酸化物は等方性が高い結晶子を有するリチウム複合金属酸化物となる。等方性が高い結晶子であると、充電時のリチウムの脱離時と、放電時のリチウムの挿入時に生じる結晶子の膨張、収縮を、結晶子と結晶子の間で互いに緩和することができる。異方性が高い結晶子であると、充電時のリチウムの脱離時と、放電時のリチウムの挿入時に生じる結晶子の膨張、収縮を、結晶子と結晶子の間で互いに緩和することができず、充放電時の結晶子間の割れの原因となる。充放電時の劣化の起点となり得る結晶子間の割れが少なく、充放電時の安定性に優れるため、高いサイクル特性を達成できると推察される。 A lithium mixed metal oxide satisfying the requirement (1) becomes a lithium mixed metal oxide having a crystallite with high isotropicity. If the crystallite is highly isotropic, the expansion and contraction of the crystallite, which occurs when lithium is desorbed during charging and when lithium is inserted during discharging, can relax between the crystallites. it can. If the crystallite has high anisotropy, the expansion and contraction of the crystallite that occurs during lithium desorption during charging and during lithium insertion during discharging can relax between the crystallites. This is not possible and causes cracks between crystallites during charge and discharge. It is presumed that high cycle characteristics can be achieved because there are few cracks between crystallites that can be the starting point of deterioration during charge and discharge and excellent stability during charge and discharge.

≪要件(1)−1≫
本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末は、さらに下記要件(1)−1を満たすことが好ましい。
要件(1)−1:CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、2θ=64.5±1°の範囲の回折ピークの半値幅Aが0.200°以上0.350°以下である。
半値幅Aは、0.210以上がより好ましく、0.220以上が特に好ましい。半値幅Aは、0.340以下がより好ましく、0.330以下が特に好ましい。上記上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。組み合わせの例としては、0.210以上0.340以下、0.220以上0.330以下が挙げられる。半値幅Aが上記範囲内であると、充電時の結晶構造の安定性に優れるため、高いサイクル特性を達成できると推察される。
≪Requirement (1)-1≫
The lithium mixed metal oxide powder of the present embodiment preferably further satisfies the following requirement (1)-1.
Requirement (1)-1: In powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays, the half-value width A of the diffraction peak in the range of 2θ=64.5±1° is 0.200° or more and 0.350° or less.
The half value width A is more preferably 0.210 or more, and particularly preferably 0.220 or more. The full width at half maximum A is more preferably 0.340 or less, and particularly preferably 0.330 or less. The upper limit value and the lower limit value can be arbitrarily combined. Examples of the combination include 0.210 or more and 0.340 or less, and 0.220 or more and 0.330 or less. When the full width at half maximum A is within the above range, the stability of the crystal structure during charging is excellent, and it is presumed that high cycle characteristics can be achieved.

≪要件(2)≫
本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末は、下記要件(2)を満たす。
要件(2):90%累積体積粒度(D90)と10%累積体積粒度(D10)との比率(D90/D10)が3以上。
本実施形態において、D90/D10は、8以上が好ましく、10以上がより好ましく、12以上が特に好ましい。D90/D10の上限値は特に限定されないが、一例を挙げると、40以下、30以下、20以下が挙げられる。
90/D10の上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。組み合わせの例としては、8以上40以下、10以上30以下、12以上20以下が挙げられる。
≪Requirement (2)≫
The lithium mixed metal oxide powder of this embodiment satisfies the following requirement (2).
Requirement (2): 90% cumulative volume particle size (D 90) and 10% cumulative volume particle size (D 10) ratio of (D 90 / D 10) is 3 or more.
In the present embodiment, D 90 /D 10 is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, particularly preferably 12 or more. The upper limit of D 90 /D 10 is not particularly limited, but examples thereof include 40 or less, 30 or less, and 20 or less.
The upper limit and the lower limit of D 90 /D 10 can be arbitrarily combined. Examples of the combination include 8 or more and 40 or less, 10 or more and 30 or less, and 12 or more and 20 or less.

累積体積粒度は、レーザー回折散乱法によって測定される。
まず、リチウム複合金属酸化物粉末0.1gを、0.2質量%ヘキサメタりん酸ナトリウム水溶液50mlに投入し、該粉末を分散させた分散液を得る。
次に、得られた分散液についてマイクロトラック・ベル株式会社製マイクロトラックMT3300EXII(レーザー回折散乱粒度分布測定装置)を用いて、粒度分布を測定し、体積基準の累積粒度分布曲線を得る。
得られた累積粒度分布曲線において、微小粒子側から10%累積時の粒子径の値が10%累積体積粒度(D10)(μm)、微小粒子側から90%累積時の粒子径の値が90%累積体積粒度(D90)(μm)である。また、微小粒子側から50%累積時の粒子径の値が50%累積体積粒度(D50)(μm)である。
Cumulative volume particle size is measured by the laser diffraction scattering method.
First, 0.1 g of the lithium mixed metal oxide powder is put into 50 ml of a 0.2 mass% sodium hexametaphosphate aqueous solution to obtain a dispersion liquid in which the powder is dispersed.
Next, the particle size distribution of the obtained dispersion liquid is measured using Microtrac MT3300EXII (laser diffraction scattering particle size distribution measuring device) manufactured by Microtrac Bell KK to obtain a volume-based cumulative particle size distribution curve.
In the obtained cumulative particle size distribution curve, the value of the particle diameter at 10% accumulation from the fine particle side is 10% cumulative volume particle size (D 10 ) (μm), and the value of the particle diameter at 90% accumulation from the fine particle side is 90% cumulative volume particle size (D 90 ) (μm). Further, the value of the particle diameter at the time of 50% accumulation from the fine particle side is the 50% cumulative volume particle size (D 50 ) (μm).

要件(2)を満たすリチウム複合金属酸化物粉末は、粒度分布が広い粉末である。粒度分布が広いと、正極を製造する際に電極密度を高めることができる。具体的には、粒子間に形成された大きな空隙には粗大な粒子が入り込み、小さな空間には微小な粒子が入り込む。これにより、電極密度が向上できるため、リチウム複合金属酸化物粉末の質量あたりの充放電容量が向上する。 The lithium mixed metal oxide powder satisfying the requirement (2) has a wide particle size distribution. When the particle size distribution is wide, the electrode density can be increased when manufacturing the positive electrode. Specifically, coarse particles enter into large voids formed between particles, and minute particles enter into small spaces. Thereby, since the electrode density can be improved, the charge/discharge capacity per mass of the lithium mixed metal oxide powder is improved.

要件(1)を満たすことで、等方性が高い結晶子を有する本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末を用いると、リチウム電池を充電及び放電する際は、結晶子間の割れを起点とした充放電時の劣化を抑制できる。一方、単位格子の連なりの規則性が高いリチウム複合金属酸化物粉末であっても、粒子の凝集等により粒子間に空隙が多く存在する場合には充電及び放電時の粒子間割れが生じやすくなる。本実施形態においては、さらに要件(2)を満たす事により電極密度が高い正極を製造できるため、高いサイクル特性を得ることができる。 By satisfying the requirement (1), when the lithium mixed metal oxide powder of the present embodiment having a crystallite with high isotropic property is used, when the lithium battery is charged and discharged, a crack between crystallites becomes a starting point. It is possible to suppress deterioration during charging and discharging. On the other hand, even with a lithium composite metal oxide powder having a high regularity of unit cell connection, interparticle cracking during charging and discharging is likely to occur when a large number of voids exist between particles due to agglomeration of particles or the like. .. In the present embodiment, a positive electrode having a high electrode density can be manufactured by further satisfying the requirement (2), and thus high cycle characteristics can be obtained.

本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末は、さらに下記要件(3)を満たすことが好ましい。
要件(3):CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、2θ=64.5±1°の範囲の回折ピークの積分強度Iと、2θ=18.5±1°の範囲内の回折ピークの積分強度Iとの比I/Iが4.0以上6.0以下である。
It is preferable that the lithium mixed metal oxide powder of the present embodiment further satisfy the following requirement (3).
Requirement (3): In powder X-ray diffraction measurement using CuKα ray, integrated intensity I 1 of diffraction peak in the range of 2θ=64.5±1° and diffraction in the range of 2θ=18.5±1° The ratio I 2 /I 1 of the peak integrated intensity I 2 is 4.0 or more and 6.0 or less.

回折角2θ=18.5±1°の範囲に存在するピークは、空間群R−3mに帰属されるリチウム複合金属酸化物の場合、結晶構造における最小単位である単位格子の(003)面に相当するピークである。 In the case of the lithium mixed metal oxide belonging to the space group R-3m, the peak existing in the range of the diffraction angle 2θ=18.5±1° is in the (003) plane of the unit lattice, which is the minimum unit in the crystal structure. It is the corresponding peak.

前記比I/Iは、4.3以上がより好ましく、4.5以上が特に好ましい。また、前記比I/Iは、5.5以下がより好ましく、5.0以下が特に好ましい。上記上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。組み合わせの例としては、4.3以上5.5以下、4.5以上5.0以下が挙げられる。
前記比I/Iが上記の範囲であると、リチウムの脱離と挿入が行われる(110)面の存在割合が多く、リチウムの脱離と挿入を行うことができるためサイクル特性に優れるリチウム二次電池用正極活物質とすることができる。
The ratio I 2 /I 1 is more preferably 4.3 or more and particularly preferably 4.5 or more. Further, the ratio I 2 /I 1 is more preferably 5.5 or less, and particularly preferably 5.0 or less. The upper limit value and the lower limit value can be arbitrarily combined. Examples of the combination include 4.3 to 5.5, and 4.5 to 5.0.
When the ratio I 2 /I 1 is within the above range, the ratio of the (110) plane where lithium is desorbed and inserted is large, and lithium can be desorbed and inserted, resulting in excellent cycle characteristics. It can be used as a positive electrode active material for a lithium secondary battery.

≪組成式(I)≫
本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末は、下記組成式(I)で表されることが好ましい。
Li[Li(Ni(1−y−z−w)CoMn1−x]O ・・・(I)
(ただし、−0.1≦x≦0.2、0≦y≦0.4、0≦z≦0.4、0≦w≦0.1、y+z+w<1、MはMg、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Al、Ga、Ti、Zr、Ge、Fe、Cu、Cr、V、W、Mo、Sc、Y、Nb、La、Ta、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、及びSnからなる群より選択される1種以上の元素を表す。)
<<Compositional Formula (I)>>
The lithium mixed metal oxide powder of the present embodiment is preferably represented by the following composition formula (I).
Li [Li x (Ni (1 -y-z-w) Co y Mn z M w) 1-x] O 2 ··· (I)
(However, −0.1≦x≦0.2, 0≦y≦0.4, 0≦z≦0.4, 0≦w≦0.1, y+z+w<1, and M is Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, B, Al, Ga, Ti, Zr, Ge, Fe, Cu, Cr, V, W, Mo, Sc, Y, Nb, La, Ta, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Represents one or more elements selected from the group consisting of In and Sn.)

サイクル特性がよいリチウム二次電池を得る観点から、前記組成式(I)におけるxは0を超えることが好ましく、0.01以上であることがより好ましく、0.02以上であることがさらに好ましい。また、初回クーロン効率がより高いリチウム二次電池を得る観点から、前記組成式(I)におけるxは0.1以下であることが好ましく、0.08以下であることがより好ましく、0.06以下であることがさらに好ましい。
xの上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
本実施形態においては、0<x≦0.2であることが好ましく、0<x≦0.1であることがより好ましい。
From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having good cycle characteristics, x in the composition formula (I) is preferably more than 0, more preferably 0.01 or more, and further preferably 0.02 or more. .. Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having higher initial Coulombic efficiency, x in the composition formula (I) is preferably 0.1 or less, more preferably 0.08 or less, and 0.06. The following is more preferable.
The upper limit value and the lower limit value of x can be arbitrarily combined.
In this embodiment, 0<x≦0.2 is preferable, and 0<x≦0.1 is more preferable.

放電容量が高いリチウム二次電池を得る観点から、前記組成式(I)において、0<y+z+w≦0.5であることが好ましく、0<y+z+w≦0.25であることがより好ましく、0<y+z+w≦0.2であることがさらに好ましい。 From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having a high discharge capacity, in the composition formula (I), 0<y+z+w≦0.5 is preferable, 0<y+z+w≦0.25 is more preferable, and 0< More preferably, y+z+w≦0.2.

また、電池の内部抵抗が低いリチウム二次電池を得る観点から、前記組成式(I)におけるyは0.005以上であることが好ましく、0.01以上であることがより好ましく、0.05以上であることがさらに好ましい。また、熱的安定性が高いリチウム二次電池を得る観点から、前記組成式(I)におけるyは0.35以下であることがより好ましく、0.33以下であることがさらに好ましい。
yの上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
本実施形態においては、0<y≦0.4であることが好ましい。
Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having a low internal resistance of the battery, y in the composition formula (I) is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and 0.05 It is more preferable that the above is satisfied. Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high thermal stability, y in the composition formula (I) is more preferably 0.35 or less, and further preferably 0.33 or less.
The upper limit value and the lower limit value of y can be arbitrarily combined.
In this embodiment, it is preferable that 0<y≦0.4.

また、サイクル特性が高いリチウム二次電池を得る観点から、前記組成式(I)におけるzは0.01以上であることが好ましく、0.02以上であることがより好ましく、0.1以上であることがさらに好ましい。また、高温(例えば60℃環境下)での保存性が高いリチウム二次電池を得る観点から、前記組成式(I)におけるzは0.39以下であることが好ましく、0.38以下であることがより好ましく、0.35以下であることがさらに好ましい。
zの上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high cycle characteristics, z in the composition formula (I) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, and 0.1 or more. It is more preferable that there is. Further, from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high storage stability at high temperatures (for example, in an environment of 60° C.), z in the composition formula (I) is preferably 0.39 or less, and 0.38 or less. It is more preferable, and it is still more preferable that it is 0.35 or less.
The upper limit value and the lower limit value of z can be arbitrarily combined.

また、電池の内部抵抗が低いリチウム二次電池を得る観点から、前記組成式(I)におけるwは0を超えることが好ましく、0.0005以上であることがより好ましく、0.001以上であることがさらに好ましい。また、高い電流レートにおいて放電容量が多いリチウム二次電池を得る観点から、前記組成式(I)におけるwは0.09以下であることが好ましく、0.08以下であることがより好ましく、0.07以下であることがさらに好ましい。
wの上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having a low internal resistance of the battery, w in the composition formula (I) is preferably more than 0, more preferably 0.0005 or more, and 0.001 or more. Is more preferable. From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having a large discharge capacity at a high current rate, w in the composition formula (I) is preferably 0.09 or less, more preferably 0.08 or less, and 0 It is more preferably 0.07 or less.
The upper limit value and the lower limit value of w can be arbitrarily combined.

また、サイクル特性が高いリチウム二次電池を得る観点から、組成式(I)におけるMは、Mg、Ca、Zr,Al、Ti、Zn、Sr、W、Bからなる群より選択される1種以上の金属であることが好ましく、熱的安定性が高いリチウム二次電池を得る観点から、Al、W、B、Zrからなる群より選択される1種以上の金属であることが好ましい。 From the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high cycle characteristics, M in the composition formula (I) is one selected from the group consisting of Mg, Ca, Zr, Al, Ti, Zn, Sr, W, and B. The above metals are preferable, and one or more metals selected from the group consisting of Al, W, B, and Zr are preferable from the viewpoint of obtaining a lithium secondary battery having high thermal stability.

本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末はD50が500nm以上9μm以下であることが好ましく、1μm以上8μm以下がより好ましく、3μm以上7μm以下が特に好ましい。 Lithium mixed metal oxide powder of the present embodiment is preferably D 50 is 500nm or more 9μm or less, more preferably at least 8μm or less 1 [mu] m, particularly preferably 3μm or more 7μm or less.

(層状構造)
本実施形態において、リチウム複合金属酸化物粉末の結晶構造は、層状構造であり、六方晶型の結晶構造又は単斜晶型の結晶構造であることがより好ましい。
(Layered structure)
In the present embodiment, the crystal structure of the lithium mixed metal oxide powder is a layered structure, more preferably a hexagonal crystal structure or a monoclinic crystal structure.

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

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

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

<リチウム複合金属酸化物粉末の製造方法>
本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末の製造方法について説明する。
本実施形態のリチウム複合金属酸化物粉末の製造方法は、以下の(1)、(2)、(3)をこの順で含む製造方法であることが好ましい。
(1)リチウム二次電池用正極活物質の前駆体粉末の製造工程。
(2)前記前駆体粉末とリチウム化合物とを混合し、混合物を得る混合工程。
(3)前記混合物を焼成し、リチウム複合金属酸化物粉末を得る工程。
<Method for producing lithium mixed metal oxide powder>
The method for producing the lithium mixed metal oxide powder of the present embodiment will be described.
The method for producing the lithium mixed metal oxide powder of the present embodiment is preferably a production method including the following (1), (2) and (3) in this order.
(1) Manufacturing process of precursor powder of positive electrode active material for lithium secondary battery.
(2) A mixing step of mixing the precursor powder and a lithium compound to obtain a mixture.
(3) A step of firing the mixture to obtain a lithium mixed metal oxide powder.

[リチウム二次電池用正極活物質の前駆体粉末の製造工程]
まず、リチウム以外の金属、すなわち、必須金属であるニッケルと、コバルト、マンガンといった任意金属とを含むニッケル含有複合金属化合物を調製する。前駆体であるニッケル含有複合金属化合物は、ニッケル含有複合金属水酸化物又はニッケル含有複合金属酸化物を用いることができる。
[Manufacturing process of precursor powder of positive electrode active material for lithium secondary battery]
First, a nickel-containing composite metal compound containing a metal other than lithium, that is, nickel as an essential metal and an arbitrary metal such as cobalt or manganese is prepared. The nickel-containing composite metal compound that is the precursor may be a nickel-containing composite metal hydroxide or a nickel-containing composite metal oxide.

前駆体は、通常公知のバッチ式共沈殿法又は連続式共沈殿法により製造することが可能である。以下、金属として、ニッケル、コバルト、マンガンを含むニッケル含有複合金属水酸化物(以下、「複合金属水酸化物」と記載することがある。)を例に、その製造方法を詳述する。 The precursor can be produced by a commonly known batch coprecipitation method or continuous coprecipitation method. Hereinafter, a method for producing the metal will be described in detail by taking a nickel-containing composite metal hydroxide containing nickel, cobalt, and manganese (hereinafter sometimes referred to as “composite metal hydroxide”) as a metal.

まず、特開2002−201028号公報に記載された連続式共沈殿法により、ニッケル塩溶液、コバルト塩溶液、マンガン塩溶液及び錯化剤を反応させ、NiCoMn(OH)(式中、s+t+u=1)で表される複合金属水酸化物を製造する。 First, is the continuous coprecipitation described in JP 2002-201028, nickel salt solution, cobalt salt solution, by reacting a manganese salt solution and a complexing agent, Ni s Co t Mn u ( OH) 2 ( In the formula, a composite metal hydroxide represented by s+t+u=1) is produced.

上記ニッケル塩溶液の溶質であるニッケル塩としては、特に限定されないが、例えば硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、塩化ニッケル及び酢酸ニッケルのうちの何れかを使用することができる。
上記コバルト塩溶液の溶質であるコバルト塩としては、例えば硫酸コバルト、硝酸コバルト、塩化コバルト及び酢酸コバルトのうちの何れかを使用することができる。
上記マンガン塩溶液の溶質であるマンガン塩としては、例えば硫酸マンガン、硝酸マンガン、塩化マンガン及び酢酸マンガンのうちの何れかを使用することができる。
以上の金属塩は上記NiCoMn(OH)の組成比に対応する割合で用いられる。すなわち、上記金属塩を含む混合溶液中におけるニッケル、コバルト、マンガン、のモル比がs:t:uとなるよう各金属塩の量を規定する。また、溶媒として水が使用される。
The nickel salt that is the solute of the nickel salt solution is not particularly limited, but any of nickel sulfate, nickel nitrate, nickel chloride, and nickel acetate can be used, for example.
As the cobalt salt which is the solute of the cobalt salt solution, for example, any one of cobalt sulfate, cobalt nitrate, cobalt chloride and cobalt acetate can be used.
As the solute of the manganese salt solution, for example, any one of manganese sulfate, manganese nitrate, manganese chloride, and manganese acetate can be used.
More metal salts are used in proportions corresponding to the composition ratio of the Ni s Co t Mn u (OH ) 2. That is, the amount of each metal salt is specified so that the molar ratio of nickel, cobalt, and manganese in the mixed solution containing the metal salt is s:t:u. Also, water is used as a solvent.

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

沈殿に際しては、水溶液のpH値を調整するため、必要ならばアルカリ水溶液(例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム)を添加する。 At the time of precipitation, in order to adjust the pH value of the aqueous solution, an alkaline aqueous solution (eg sodium hydroxide, potassium hydroxide) is added if necessary.

反応槽内は不活性雰囲気であってもよい。不活性雰囲気であると、ニッケルよりも酸化されやすい元素が凝集してしまうことを抑制し、均一な複合金属水酸化物を得ることができる。 The reaction tank may have an inert atmosphere. In an inert atmosphere, it is possible to suppress the aggregation of elements that are more easily oxidized than nickel and to obtain a uniform composite metal hydroxide.

また、反応槽内は、不活性雰囲気を保ちつつも、適度な酸素含有雰囲気または酸化剤存在下であってもよい。これは遷移金属を適度に酸化させることで、複合金属水酸化物の形態を制御しやすくなるためである。酸素含有ガス中の酸素や酸化剤は、遷移金属を酸化させるために十分な酸素原子があればよい。多量の酸素原子を導入しなければ、反応槽内の不活性雰囲気を保つことができる。なお、反応槽内の雰囲気制御をガス種で行う場合、所定のガス種を反応槽内に通気するか、反応液を直接バブリングすればよい。 Further, the inside of the reaction tank may be in an appropriate atmosphere containing oxygen or in the presence of an oxidizing agent while maintaining an inert atmosphere. This is because the morphology of the composite metal hydroxide can be easily controlled by appropriately oxidizing the transition metal. The oxygen and the oxidant in the oxygen-containing gas need only have sufficient oxygen atoms to oxidize the transition metal. If a large amount of oxygen atoms are not introduced, the inert atmosphere in the reaction tank can be maintained. When controlling the atmosphere in the reaction tank with a gas species, a predetermined gas species may be aerated in the reaction vessel or the reaction solution may be directly bubbled.

以上の反応後、得られた反応沈殿物を洗浄した後、乾燥させ、ニッケル含有複合金属化合物としてのニッケル含有複合金属水酸化物を単離する。 After the above reaction, the obtained reaction precipitate is washed and dried to isolate the nickel-containing composite metal hydroxide as the nickel-containing composite metal compound.

前記単離には、反応沈殿物を含むスラリー(共沈物スラリー)を遠心分離や吸引ろ過などで脱水する方法が好ましく用いられる。 For the isolation, a method of dehydrating a slurry containing a reaction precipitate (coprecipitate slurry) by centrifugation or suction filtration is preferably used.

前記脱水により得た共沈物は、水またはアルカリが含まれる洗浄液で洗浄することが好ましい。本実施形態においては、アルカリが含まれる洗浄液で洗浄することが好ましく、水酸化ナトリウム溶液で洗浄することがより好ましい。 The coprecipitate obtained by the dehydration is preferably washed with a washing liquid containing water or alkali. In the present embodiment, it is preferable to wash with a washing liquid containing alkali, and it is more preferable to wash with a sodium hydroxide solution.

洗浄後の反応沈殿物を乾燥することで、ニッケル含有複合金属水酸化物を得ることができる。乾燥に次いで熱処理を行うことで、ニッケル含有複合金属酸化物を得てもよい。ニッケル含有複合金属水酸化物からニッケル含有複合金属酸化物を調整する際は、300℃以上800℃以下の温度で1時間以上10時間以下の範囲で焼成し、酸化物化する酸化物化工程を実施してもよい。 The nickel-containing composite metal hydroxide can be obtained by drying the reaction precipitate after washing. The nickel-containing composite metal oxide may be obtained by performing heat treatment after drying. When preparing a nickel-containing composite metal oxide from a nickel-containing composite metal hydroxide, an oxidization step is carried out by firing at a temperature of 300° C. or higher and 800° C. or lower for 1 hour or longer and 10 hours or shorter. May be.

・前駆体粉末の粉砕工程
本実施形態においては、製造した前駆体を粉砕する工程を有する。前駆体を粉砕することにより、前記要件(1)及び(2)を満たすリチウム複合金属酸化物粉末を製造できる。
粉砕工程は、気流式粉砕機、分級機構付衝突式粉砕機、ピンミル、ボールミル、ジェットミル、カウンタージェットミルなどを用いて実施することが好ましい。中でもジェットミル又はカウンタージェットミルによって粉砕すると、一次粒子間の凝集を粉砕することができる。
-Precursor powder crushing step In the present embodiment, there is a step of crushing the manufactured precursor. By crushing the precursor, a lithium mixed metal oxide powder satisfying the above requirements (1) and (2) can be produced.
The crushing step is preferably carried out using an airflow crusher, a collision crusher with a classification mechanism, a pin mill, a ball mill, a jet mill, a counter jet mill, or the like. Among them, crushing with a jet mill or counter jet mill can crush the agglomeration between primary particles.

ジェットミルによる粉砕工程を例にあげると、粉砕圧の下限値は、0.2MPaが好ましく、0.25MPaがより好ましく、0.3MPaが特に好ましい。粉砕圧の上限値は、0.7MPaが好ましく、0.65MPaがより好ましく、0.6MPaが特に好ましい。
上記上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。
組み合わせの例としては、0.2MPa以上0.7MPa以下、0.25MPa以上0.65MPa以下、0.3MPa以上0.6MPa以下が挙げられる。
Taking the pulverization step with a jet mill as an example, the lower limit of the pulverization pressure is preferably 0.2 MPa, more preferably 0.25 MPa, particularly preferably 0.3 MPa. The upper limit of the crushing pressure is preferably 0.7 MPa, more preferably 0.65 MPa, particularly preferably 0.6 MPa.
The upper limit value and the lower limit value can be arbitrarily combined.
Examples of the combination include 0.2 MPa or more and 0.7 MPa or less, 0.25 MPa or more and 0.65 MPa or less, and 0.3 MPa or more and 0.6 MPa or less.

粉砕圧が上記上限値以下であると、結晶構造の破壊を抑制しながら、要件(1)及び(2)を満たすリチウム複合金属酸化物粉末を製造できる。粉砕圧は上記下限値以上であると、未粉砕の粗大粒子の残存を防止し、要件(1)及び(2)を満たすリチウム複合金属酸化物粉末を製造できる。 When the crushing pressure is not more than the above upper limit value, it is possible to produce a lithium composite metal oxide powder that satisfies the requirements (1) and (2) while suppressing the destruction of the crystal structure. When the crushing pressure is at least the above lower limit value, it is possible to prevent the uncrushed coarse particles from remaining and to produce a lithium mixed metal oxide powder that satisfies the requirements (1) and (2).

粉砕工程の前後において、前駆体についてCuKα線を使用した粉末X線回折測定を実施し、回折角2θ=19.2±1゜の範囲に存在するピークの積分強度αと、2θ=33.5±1°の範囲に存在するピークの積分強度βとの比(α/β)をそれぞれ求める。
本実施形態においては、このときの粉砕工程前の比(α/β)をAとし、粉砕工程後の比(α/β)をBとする。本実施形態においては、AとBとの比(B/A)が1を超え2以下であることが好ましく、1.2以上1.8以下がより好ましく、1.4以上1.7以下が特に好ましい。
Before and after the pulverization step, powder X-ray diffraction measurement using CuKα ray was performed on the precursor, and the integrated intensity α of the peak existing in the range of diffraction angle 2θ=19.2±1° and 2θ=33.5. The ratio (α/β) of the peak existing in the range of ±1° to the integrated intensity β is obtained.
In the present embodiment, the ratio (α/β) before the crushing process at this time is A, and the ratio (α/β) after the crushing process is B. In the present embodiment, the ratio of A to B (B/A) is preferably more than 1 and 2 or less, more preferably 1.2 or more and 1.8 or less, and 1.4 or more and 1.7 or less. Particularly preferred.

[混合工程]
本工程は、リチウム化合物と、前駆体とを混合し、混合物を得る工程である。
[Mixing process]
This step is a step of mixing a lithium compound and a precursor to obtain a mixture.

・リチウム化合物
本発明に用いるリチウム化合物は、炭酸リチウム、硝酸リチウム、酢酸リチウム、水酸化リチウム、酸化リチウム、塩化リチウム、フッ化リチウムのうち何れか一つ、又は、二つ以上を混合して使用することができる。これらの中では、水酸化リチウム及び炭酸リチウムのいずれか一方又は両方が好ましい。
また、リチウム化合物が不純物として炭酸リチウムを含む場合には、水酸化リチウム中の炭酸リチウムの含有量は5質量%以下であることが好ましい。
-Lithium compound The lithium compound used in the present invention is any one of lithium carbonate, lithium nitrate, lithium acetate, lithium hydroxide, lithium oxide, lithium chloride and lithium fluoride, or a mixture of two or more thereof is used. can do. Of these, either one or both of lithium hydroxide and lithium carbonate is preferable.
When the lithium compound contains lithium carbonate as an impurity, the content of lithium carbonate in lithium hydroxide is preferably 5% by mass or less.

前記前駆体と、前記リチウム化合物との混合方法について説明する。
前記前駆体を乾燥させた後、リチウム化合物と混合する。乾燥条件は、特に制限されないが、例えば、下記の乾燥条件1)〜3)のいずれかが挙げられる。
1)前駆体が酸化・還元されない条件。具体的には、酸化物同士、又は水酸化物同士で乾燥する条件である。
2)前駆体が酸化される条件。具体的には、水酸化物から酸化物へ酸化する乾燥条件である。
3)前駆体が還元される条件。具体的には、酸化物から水酸化物へ還元する乾燥条件である。
A method for mixing the precursor and the lithium compound will be described.
After the precursor is dried, it is mixed with a lithium compound. The drying conditions are not particularly limited, and examples thereof include any of the following drying conditions 1) to 3).
1) Conditions in which the precursor is not oxidized or reduced. Specifically, it is a condition for drying the oxides or the hydroxides.
2) Conditions under which the precursor is oxidized. Specifically, it is a drying condition that oxidizes a hydroxide to an oxide.
3) Conditions under which the precursor is reduced. Specifically, it is a drying condition for reducing the oxide to the hydroxide.

酸化・還元がされない条件のためには、窒素、ヘリウム及びアルゴン等の不活性ガスを使用すればよく、水酸化物が酸化される条件では、酸素又は空気を使用して行えばよい。
また、前駆体が還元される条件としては、不活性ガス雰囲気下、ヒドラジン、亜硫酸ナトリウム等の還元剤を使用すればよい。
An inert gas such as nitrogen, helium, or argon may be used for the condition that the oxidation/reduction is not performed, and oxygen or air may be used under the condition that the hydroxide is oxidized.
As a condition for reducing the precursor, a reducing agent such as hydrazine and sodium sulfite may be used under an inert gas atmosphere.

前駆体の乾燥後に、適宜分級を行ってもよい。 After the precursor is dried, classification may be appropriately performed.

以上のリチウム化合物と前駆体とを、最終目的物の組成比を勘案して混合する。たとえば、前記複合金属酸化物又は複合金属水酸化物に含まれる金属原子の数に対するリチウム原子の数の比が1.0より大きくなるようにリチウム塩と混合する。金属原子の数に対するリチウム原子の数の比は、1.05以上が好ましく、1.10以上がより好ましい。ニッケル含有複合金属水酸化物及びリチウム化合物の混合物を後の焼成工程において焼成することによって、リチウム複合金属酸化物が得られる。 The above lithium compound and precursor are mixed in consideration of the composition ratio of the final target product. For example, a lithium salt is mixed so that the ratio of the number of lithium atoms to the number of metal atoms contained in the composite metal oxide or composite metal hydroxide is greater than 1.0. The ratio of the number of lithium atoms to the number of metal atoms is preferably 1.05 or more, more preferably 1.10 or more. The lithium mixed metal oxide is obtained by firing the mixture of the nickel-containing mixed metal hydroxide and the lithium compound in the subsequent firing step.

[混合物を焼成し、リチウム複合金属酸化物粉末を得る工程]
本実施形態においては、上記リチウム化合物と、前駆体との混合物を不活性溶融剤の存在下で焼成する。
[Step of firing mixture to obtain lithium mixed metal oxide powder]
In the present embodiment, the mixture of the lithium compound and the precursor is fired in the presence of the inert melting agent.

不活性溶融剤の存在下で混合物の焼成を行うことで、混合物の反応を促進させることができる。不活性溶融剤は、焼成後のリチウム複合金属酸化物粉末に残留していてもよいし、焼成後に洗浄液で洗浄すること等により除去されていてもよい。本実施形態においては、焼成後のリチウム複合金属酸化物粉末は純水やアルカリ性洗浄液などを用いて洗浄することが好ましい。 The reaction of the mixture can be promoted by firing the mixture in the presence of an inert melting agent. The inert melting agent may remain in the lithium mixed metal oxide powder after firing, or may be removed by washing with a washing liquid after firing. In the present embodiment, it is preferable to wash the lithium mixed metal oxide powder after firing with pure water or an alkaline washing solution.

本実施形態においては、焼成温度の設定は、特に制限はないが、充電容量を高める観点から、600℃以上であることが好ましく、650℃以上であることがより好ましい。また、焼成温度としては、特に制限はないが、Liの揮発を防止でき、目標とする組成のリチウム複合金属酸化物を得る意味で、1100℃以下であることが好ましく、1050℃以下であることがより好ましい。
焼成温度の上記上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
In the present embodiment, the setting of the firing temperature is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the charge capacity, it is preferably 600° C. or higher, and more preferably 650° C. or higher. The firing temperature is not particularly limited, but it is preferably 1100° C. or lower, and preferably 1050° C. or lower in the sense of preventing Li volatilization and obtaining a lithium composite metal oxide having a target composition. Is more preferable.
The above-mentioned upper limit value and lower limit value of the firing temperature can be arbitrarily combined.

焼成時間は、3時間以上50時間以下が好ましい。焼成時間が50時間を超えると、リチウムの揮発によって実質的に電池性能に劣る傾向となる。焼成時間が3時間より少ないと、結晶の発達が悪く、電池性能が悪くなる傾向となる。なお、上記の焼成の前に、仮焼成を行うことも有効である。仮焼成の温度は、300℃以上850℃以下の範囲で、1〜10時間行うことが好ましい。
合計時間が1時間以上であると、結晶の発達が良好に進行し、電池性能を向上させることができる。
The firing time is preferably 3 hours or more and 50 hours or less. If the firing time exceeds 50 hours, volatilization of lithium tends to substantially deteriorate the battery performance. If the firing time is less than 3 hours, the crystal growth is poor and the battery performance tends to be poor. It is also effective to perform calcination before the above calcination. The calcination temperature is preferably in the range of 300°C or higher and 850°C or lower for 1 to 10 hours.
When the total time is 1 hour or more, the crystal growth proceeds favorably and the battery performance can be improved.

また、焼成には、所望の組成に応じて大気、乾燥空気、酸素雰囲気、不活性雰囲気等が用いられ、必要ならば複数の加熱工程が実施される。 In addition, air, dry air, oxygen atmosphere, inert atmosphere and the like are used for firing, depending on the desired composition, and if necessary, a plurality of heating steps are carried out.

本実施形態に使用することができる不活性溶融剤は、焼成の際に混合物と反応し難いものであれば特に限定されない。本実施形態においては、Na、K、Rb、Cs、Ca、Mg、SrおよびBaからなる群より選ばれる1種以上の元素(以下、「A」と称する。)のフッ化物、Aの塩化物、Aの炭酸塩、Aの硫酸塩、Aの硝酸塩、Aのリン酸塩、Aの水酸化物、Aのモリブデン酸塩およびAのタングステン酸塩からなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。 The inert melting agent that can be used in this embodiment is not particularly limited as long as it is difficult to react with the mixture during firing. In the present embodiment, a fluoride of one or more elements (hereinafter referred to as “A”) selected from the group consisting of Na, K, Rb, Cs, Ca, Mg, Sr and Ba, and a chloride of A. , A carbonate, A sulfate, A nitrate, A phosphate, A hydroxide, A molybdate and A tungstate. ..

Aのフッ化物としては、NaF(融点:993℃)、KF(融点:858℃)、RbF(融点:795℃)、CsF(融点:682℃)、CaF(融点:1402℃)、MgF(融点:1263℃)、SrF(融点:1473℃)およびBaF(融点:1355℃)を挙げることができる。 As the fluoride of A, NaF (melting point: 993° C.), KF (melting point: 858° C.), RbF (melting point: 795° C.), CsF (melting point: 682° C.), CaF 2 (melting point: 1402° C.), MgF 2 (Melting point: 1263° C.), SrF 2 (melting point: 1473° C.) and BaF 2 (melting point: 1355° C.).

Aの塩化物としては、NaCl(融点:801℃)、KCl(融点:770℃)、RbCl(融点:718℃)、CsCl(融点:645℃)、CaCl(融点:782℃)、MgCl(融点:714℃)、SrCl(融点:857℃)およびBaCl(融点:963℃)を挙げることができる。 As the chloride of A, NaCl (melting point: 801° C.), KCl (melting point: 770° C.), RbCl (melting point: 718° C.), CsCl (melting point: 645° C.), CaCl 2 (melting point: 782° C.), MgCl 2 (Melting point: 714° C.), SrCl 2 (melting point: 857° C.) and BaCl 2 (melting point: 963° C.).

Aの炭酸塩としては、NaCO(融点:854℃)、KCO(融点:899℃)、RbCO(融点:837℃)、CsCO(融点:793℃)、CaCO(融点:825℃)、MgCO(融点:990℃)、SrCO(融点:1497℃)およびBaCO(融点:1380℃)を挙げることができる。 As the carbonate of A, Na 2 CO 3 (melting point: 854° C.), K 2 CO 3 (melting point: 899° C.), Rb 2 CO 3 (melting point: 837° C.), Cs 2 CO 3 (melting point: 793° C.) , CaCO 3 (melting point: 825° C.), MgCO 3 (melting point: 990° C.), SrCO 3 (melting point: 1497° C.) and BaCO 3 (melting point: 1380° C.).

Aの硫酸塩としては、NaSO(融点:884℃)、KSO(融点:1069℃)、RbSO(融点:1066℃)、CsSO(融点:1005℃)、CaSO(融点:1460℃)、MgSO(融点:1137℃)、SrSO(融点:1605℃)およびBaSO(融点:1580℃)を挙げることができる。 As the sulfate of A, Na 2 SO 4 (melting point: 884° C.), K 2 SO 4 (melting point: 1069° C.), Rb 2 SO 4 (melting point: 1066° C.), Cs 2 SO 4 (melting point: 1005° C.) , CaSO 4 (melting point: 1460° C.), MgSO 4 (melting point: 1137° C.), SrSO 4 (melting point: 1605° C.) and BaSO 4 (melting point: 1580° C.).

Aの硝酸塩としては、NaNO(融点:310℃)、KNO(融点:337℃)、RbNO(融点:316℃)、CsNO(融点:417℃)、Ca(NO(融点:561℃)、Mg(NO、Sr(NO(融点:645℃)およびBa(NO(融点:596℃)を挙げることができる。 As the nitrate of A, NaNO 3 (melting point: 310° C.), KNO 3 (melting point: 337° C.), RbNO 3 (melting point: 316° C.), CsNO 3 (melting point: 417° C.), Ca(NO 3 ) 2 (melting point) : 561° C.), Mg(NO 3 ) 2 , Sr(NO 3 ) 2 (melting point: 645° C.) and Ba(NO 3 ) 2 (melting point: 596° C.).

Aのリン酸塩としては、NaPO、KPO(融点:1340℃)、RbPO、CsPO、Ca(PO、Mg(PO(融点:1184℃)、Sr(PO(融点:1727℃)およびBa(PO(融点:1767℃)を挙げることができる。 Examples of the phosphate of A include Na 3 PO 4 , K 3 PO 4 (melting point: 1340° C.), Rb 3 PO 4 , Cs 3 PO 4 , Ca 3 (PO 4 ) 2 , Mg 3 (PO 4 ) 2 ( Melting point: 1184° C.), Sr 3 (PO 4 ) 2 (melting point: 1727° C.) and Ba 3 (PO 4 ) 2 (melting point: 1767° C.).

Aの水酸化物としては、NaOH(融点:318℃)、KOH(融点:360℃)、RbOH(融点:301℃)、CsOH(融点:272℃)、Ca(OH)(融点:408℃)、Mg(OH)(融点:350℃)、Sr(OH)(融点:375℃)およびBa(OH)(融点:853℃)を挙げることができる。 As the hydroxide of A, NaOH (melting point: 318° C.), KOH (melting point: 360° C.), RbOH (melting point: 301° C.), CsOH (melting point: 272° C.), Ca(OH) 2 (melting point: 408° C.) ), Mg(OH) 2 (melting point: 350° C.), Sr(OH) 2 (melting point: 375° C.) and Ba(OH) 2 (melting point: 853° C.).

Aのモリブデン酸塩としては、NaMoO(融点:698℃)、KMoO(融点:919℃)、RbMoO(融点:958℃)、CsMoO(融点:956℃)、CaMoO(融点:1520℃)、MgMoO(融点:1060℃)、SrMoO(融点:1040℃)およびBaMoO(融点:1460℃)を挙げることができる。 The molybdate of A includes Na 2 MoO 4 (melting point: 698° C.), K 2 MoO 4 (melting point: 919° C.), Rb 2 MoO 4 (melting point: 958° C.), Cs 2 MoO 4 (melting point: 956° C.). ), CaMoO 4 (melting point: 1520° C.), MgMoO 4 (melting point: 1060° C.), SrMoO 4 (melting point: 1040° C.) and BaMoO 4 (melting point: 1460° C.).

Aのタングステン酸塩としては、NaWO(融点:687℃)、KWO、RbWO、CsWO、CaWO、MgWO、SrWOおよびBaWOを挙げることができる。 Examples of the tungstate of A include Na 2 WO 4 (melting point: 687° C.), K 2 WO 4 , Rb 2 WO 4 , Cs 2 WO 4 , CaWO 4 , MgWO 4 , SrWO 4 and BaWO 4. ..

本実施形態においては、これらの不活性溶融剤を2種以上用いることもできる。2種以上用いる場合は、融点が下がることもある。また、これらの不活性溶融剤の中でも、より結晶性が高いリチウム複合金属酸化物粉末を得るための不活性溶融剤としては、Aの炭酸塩および硫酸塩、Aの塩化物のいずれか又はその組み合わせであることが好ましい。また、Aとしては、ナトリウム(Na)およびカリウム(K)のいずれか一方又は両方であることが好ましい。すなわち、上記の中で、とりわけ好ましい不活性溶融剤は、NaOH、KOH、NaCl、KCl、NaCO、KCO、NaSO、およびKSOからなる群より選ばれる1種以上である。 In this embodiment, two or more of these inert melting agents may be used. When two or more kinds are used, the melting point may be lowered. Further, among these inert melting agents, as the inert melting agent for obtaining the lithium mixed metal oxide powder having higher crystallinity, any one of the carbonate and sulfate of A, the chloride of A or the It is preferably a combination. Further, A is preferably either or both of sodium (Na) and potassium (K). That is, among the above, a particularly preferable inert melting agent is selected from the group consisting of NaOH, KOH, NaCl, KCl, Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , Na 2 SO 4 and K 2 SO 4. More than a seed.

本実施形態において、不活性溶融剤として、硫酸カリウム又は硫酸ナトリウムが好ましい。 In this embodiment, potassium sulfate or sodium sulfate is preferable as the inert melting agent.

焼成後のリチウム複合金属酸化物粉末に残留する不活性溶融剤の洗浄には、純水やアルカリ性洗浄液を用いることができる。
アルカリ性洗浄液としては、例えば、LiOH(水酸化リチウム)、NaOH(水酸化ナトリウム)、KOH(水酸化カリウム)、LiCO(炭酸リチウム)、NaCO(炭酸ナトリウム)、KCO(炭酸カリウム)および(NHCO(炭酸アンモニウム)からなる群より選ばれる1種以上の無水物並びにその水和物の水溶液を挙げることができる。また、アルカリとして、アンモニアを使用することもできる。
Pure water or an alkaline cleaning liquid can be used for cleaning the inert melting agent remaining in the lithium mixed metal oxide powder after firing.
Examples of the alkaline cleaning liquid include LiOH (lithium hydroxide), NaOH (sodium hydroxide), KOH (potassium hydroxide), Li 2 CO 3 (lithium carbonate), Na 2 CO 3 (sodium carbonate), K 2 CO 3 An aqueous solution of one or more kinds of anhydrides selected from the group consisting of (potassium carbonate) and (NH 4 ) 2 CO 3 (ammonium carbonate) and hydrates thereof can be mentioned. Ammonia can also be used as the alkali.

洗浄に用いる洗浄液の温度は、15℃以下が好ましく、10℃以下がより好ましく、8℃以下がさらに好ましい。洗浄液の温度を凍結しない範囲で上記範囲に制御することで、洗浄時にリチウム複合金属酸化物粉末の結晶構造中から洗浄液中へのリチウムイオンの過度な溶出が抑制できる。 The temperature of the cleaning liquid used for cleaning is preferably 15°C or lower, more preferably 10°C or lower, and further preferably 8°C or lower. By controlling the temperature of the cleaning liquid to the above range within a range that does not freeze, excessive elution of lithium ions from the crystal structure of the lithium mixed metal oxide powder into the cleaning liquid during cleaning can be suppressed.

洗浄工程において、洗浄液とリチウム複合金属酸化物粉末とを接触させる方法としては、各洗浄液の水溶液中に、リチウム複合金属酸化物粉末を投入して撹拌する方法や、各洗浄液の水溶液をシャワー水として、リチウム複合金属酸化物にかける方法や、該洗浄液の水溶液中に、リチウム複合金属酸化物粉末を投入して撹拌した後、各洗浄液の水溶液からリチウム複合金属酸化物粉末を分離し、次いで、各洗浄液の水溶液をシャワー水として、分離後のリチウム複合金属酸化物粉末にかける方法が挙げられる。 In the cleaning step, as a method of bringing the cleaning liquid and the lithium composite metal oxide powder into contact with each other, an aqueous solution of each cleaning liquid is charged with the lithium composite metal oxide powder and stirred, or an aqueous solution of each cleaning liquid is used as shower water. , A method of applying to the lithium composite metal oxide, or after adding the lithium composite metal oxide powder to the aqueous solution of the cleaning liquid and stirring, separate the lithium composite metal oxide powder from the aqueous solution of each cleaning liquid, then, A method in which an aqueous solution of the cleaning liquid is used as shower water and the separated lithium composite metal oxide powder is used.

焼成によって得たリチウム複合金属酸化物は、粉砕後に適宜分級され、リチウム二次電池に適用可能なリチウム二次電池用正極活物質とされる。 The lithium mixed metal oxide obtained by firing is appropriately classified after pulverization and is used as a positive electrode active material for a lithium secondary battery applicable to a lithium secondary battery.

<リチウム二次電池>
次いで、リチウム二次電池の構成を説明しながら、本実施形態により製造されるリチウム複合金属化合物を用いたリチウム二次電池用正極活物質を、リチウム二次電池の正極活物質として用いた正極、およびこの正極を有するリチウム二次電池について説明する。
<Lithium secondary battery>
Then, while explaining the configuration of the lithium secondary battery, a positive electrode active material for a lithium secondary battery using the lithium composite metal compound produced by the present embodiment, a positive electrode using a positive electrode active material of the lithium secondary battery, A lithium secondary battery having this positive electrode will be described.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

本実施形態において、セパレータは、電池使用時(充放電時)に電解質を良好に透過させるため、JIS P 8117で定められるガーレー法による透気抵抗度が、50秒/100cc以上、300秒/100cc以下であることが好ましく、50秒/100cc以上、200秒/100cc以下であることがより好ましい。 In the present embodiment, the separator has a gas permeation resistance of not less than 50 seconds/100 cc and not more than 300 seconds/100 cc according to the Gurley method defined in JIS P 8117 in order to allow the electrolyte to permeate well during battery use (during charge/discharge). It is preferably not more than 50 seconds/100 cc and more preferably not more than 200 seconds/100 cc.

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

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

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

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

有機溶媒としては、これらのうちの2種以上を混合して用いることが好ましい。中でもカーボネート類を含む混合溶媒が好ましく、環状カーボネートと非環状カーボネートとの混合溶媒および環状カーボネートとエーテル類との混合溶媒がさらに好ましい。環状カーボネートと非環状カーボネートとの混合溶媒としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネートおよびエチルメチルカーボネートを含む混合溶媒が好ましい。このような混合溶媒を用いた電解液は、動作温度範囲が広く、高い電流レートにおける充放電を行っても劣化し難く、長時間使用しても劣化し難く、かつ負極の活物質として天然黒鉛、人造黒鉛などの黒鉛材料を用いた場合でも難分解性であるという多くの特長を有する。 As the organic solvent, it is preferable to use a mixture of two or more of these. Among them, a mixed solvent containing carbonates is preferable, and a mixed solvent of cyclic carbonate and acyclic carbonate and a mixed solvent of cyclic carbonate and ethers are more preferable. As the mixed solvent of the cyclic carbonate and the non-cyclic carbonate, a mixed solvent containing ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethylmethyl carbonate is preferable. An electrolytic solution using such a mixed solvent has a wide operating temperature range, is not easily deteriorated even when charged and discharged at a high current rate, is not easily deteriorated even when used for a long time, and is a natural graphite as an active material of a negative electrode. However, even if a graphite material such as artificial graphite is used, it has many features that it is hardly decomposed.

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

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

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

以上のような構成の正極活物質は、上述した本実施形態により製造されるリチウム複合金属化合物を用いているため、正極活物質を用いたリチウム二次電池のサイクル維持率を向上させることができる。 Since the positive electrode active material having the above-described structure uses the lithium composite metal compound manufactured according to the present embodiment described above, it is possible to improve the cycle retention rate of the lithium secondary battery using the positive electrode active material. ..

また、以上のような構成の正極は、上述した構成のリチウム二次電池用正極活物質を有するため、リチウム二次電池のサイクル維持率を向上させることができる。 In addition, since the positive electrode having the above-mentioned configuration has the positive electrode active material for a lithium secondary battery having the above-described configuration, the cycle retention rate of the lithium secondary battery can be improved.

さらに、以上のような構成のリチウム二次電池は、上述した正極を有するため、サイクル維持率の高い二次電池となる。 Furthermore, since the lithium secondary battery having the above-described configuration has the above-described positive electrode, the lithium secondary battery has a high cycle maintenance rate.

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

≪要件(1)の測定≫
粉末X線回折測定は、X線回折装置(株式会社リガク製UltimaIV)を用いて行った。リチウム複合金属化合物粉末を専用の基板に充填し、Cu−Kα線源を用いて、回折角2θ=10°〜90°、サンプリング幅0.02°、スキャンスピード4°/minの条件にて測定を行うことで、粉末X線回折図形を得た。
統合粉末X線解析ソフトウェアJADEを用い、該粉末X線回折図形から2θ=64.5±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Aと、2θ=44.4±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Bを算出した。得られた半値幅Aと半値幅Bとから、比(A/B)を算出した。このとき測定した半値幅Aを、要件(1)−1として表1に記載する。
<<Measurement of requirement (1)>>
The powder X-ray diffraction measurement was performed using an X-ray diffractometer (Ultima IV manufactured by Rigaku Corporation). Lithium mixed metal compound powder is filled in a dedicated substrate and measured using a Cu-Kα radiation source under the conditions of diffraction angle 2θ=10° to 90°, sampling width 0.02°, scan speed 4°/min. Then, a powder X-ray diffraction pattern was obtained.
Using the integrated powder X-ray analysis software JADE, the full width at half maximum A of the diffraction peak within the range of 2θ=64.5±1° and the diffraction within the range of 2θ=44.4±1° were obtained from the powder X-ray diffraction pattern. The half width B of the peak was calculated. The ratio (A/B) was calculated from the obtained half-width A and half-width B. The half width A measured at this time is shown in Table 1 as requirement (1)-1.

≪要件(2)の測定≫
リチウム複合金属酸化物粉末0.1gを、0.2質量%ヘキサメタりん酸ナトリウム水溶液50mlに投入し、該粉末を分散させた分散液を得た。次に、得られた分散液についてマイクロトラック・ベル株式会社製マイクロトラックMT3300EXII(レーザー回折散乱粒度分布測定装置)を用いて、粒度分布を測定し、体積基準の累積粒度分布曲線を得た。そして、得られた累積粒度分布曲線において、全体を100%としたときに、微小粒子側からの累積体積が90%となる点の粒子径の値を90%累積体積粒度(D90)(μm)、累積体積が50%となる点の粒子径の値を50%累積体積粒度(D50)(μm)、累積体積が10%となる点の粒子径の値を10%累積体積粒度(D10)(μm)として求めた。
<<Measurement of requirement (2)>>
0.1 g of the lithium mixed metal oxide powder was put into 50 ml of a 0.2 mass% sodium hexametaphosphate aqueous solution to obtain a dispersion liquid in which the powder was dispersed. Next, the particle size distribution of the obtained dispersion liquid was measured using Microtrac MT3300EXII (laser diffraction scattering particle size distribution measuring device) manufactured by Microtrac Bell KK to obtain a volume-based cumulative particle size distribution curve. Then, in the obtained cumulative particle size distribution curve, the value of the particle diameter at the point where the cumulative volume from the fine particle side is 90% is 90% cumulative volume particle size (D 90 )(μm ), the value of the particle diameter at the point where the cumulative volume is 50% is the 50% cumulative volume particle size (D 50 ) (μm), and the value of the particle diameter at the point where the cumulative volume is 10% is the 10% cumulative volume particle size (D). 10 ) (μm).

≪要件(3)の測定≫
粉末X線回折測定は、X線回折装置(株式会社リガク製UltimaIV)を用いて行った。リチウム複合金属化合物粉末を専用の基板に充填し、Cu−Kα線源を用いて、回折角2θ=10°〜90°、サンプリング幅0.02°、スキャンスピード4°/minの条件にて測定を行うことで、粉末X線回折図形を得た。
統合粉末X線解析ソフトウェアJADEを用い、該粉末X線回折図形から2θ=64.5±1°の範囲の積分強度Iおよび2θ=18.5±1°の範囲内の回折ピークの積分強度Iを得て、積分強度Iと積分強度Bの比(I/I)を算出した。
<<Measurement of requirement (3)>>
The powder X-ray diffraction measurement was performed using an X-ray diffractometer (Ultima IV manufactured by Rigaku Corporation). Lithium mixed metal compound powder is filled in a dedicated substrate and measured using a Cu-Kα radiation source under the conditions of diffraction angle 2θ=10° to 90°, sampling width 0.02°, scan speed 4°/min. Then, a powder X-ray diffraction pattern was obtained.
Using the integrated powder X-ray analysis software JADE, the integrated intensity I 1 in the range of 2θ=64.5±1° and the integrated intensity of diffraction peaks in the range of 2θ=18.5±1° from the powder X-ray diffraction pattern. After obtaining I 2 , the ratio (I 2 /I 1 ) between the integrated intensity I 2 and the integrated intensity B was calculated.

≪組成分析≫
後述の方法で製造されるリチウム複合金属酸化物粉末の組成分析は、各々得られた前記粉末を塩酸に溶解させた後、誘導結合プラズマ発光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、SPS3000)を用いて行った。
≪Composition analysis≫
The composition analysis of the lithium mixed metal oxide powder produced by the method described below is performed by dissolving each of the obtained powders in hydrochloric acid, and then using an inductively coupled plasma emission spectrometer (SPS3000 manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.). Was performed using.

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

得られた正極合剤を、集電体となる厚さ40μmのAl箔に塗布して150℃で8時間真空乾燥を行い、リチウム二次電池用正極を得た。このリチウム二次電池用正極の電極面積は1.65cmとした。 The obtained positive electrode mixture was applied to an Al foil having a thickness of 40 μm, which serves as a current collector, and vacuum dried at 150° C. for 8 hours to obtain a positive electrode for a lithium secondary battery. The electrode area of this positive electrode for a lithium secondary battery was 1.65 cm 2 .

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

・充放電試験
上記の方法で作製したハーフセルを用いて、以下に示す条件で充放電試験を実施し、サイクル維持率を算出した。
Charge/Discharge Test Using the half cell manufactured by the above method, a charge/discharge test was carried out under the following conditions to calculate the cycle maintenance rate.

・サイクル試験条件
(組成式(I)において1−y−z−w≧0.8の場合)
試験温度25℃
充電最大電圧4.35V、充電電流0.5CA、定電流定電圧充電
放電最小電圧2.8V、放電電流1CA、定電流放電 (組成式(I)において1−y−z−w<0.8の場合)
試験温度25℃
充電最大電圧4.2V、充電電流0.5CA、定電流定電圧充電
放電最小電圧2.5V、放電電流1CA、定電流放電
・Cycle test conditions (when 1-yz-w≧0.8 in composition formula (I))
Test temperature 25℃
Charge maximum voltage 4.35V, charge current 0.5CA, constant current constant voltage charge Discharge minimum voltage 2.8V, discharge current 1CA, constant current discharge (1-yz-w<0.8 in composition formula (I). in the case of)
Test temperature 25℃
Charge maximum voltage 4.2V, charge current 0.5CA, constant current constant voltage charge Discharge minimum voltage 2.5V, discharge current 1CA, constant current discharge

1サイクル目の放電容量をサイクル初期容量とし、50サイクル目の放電容量をサイクル初期容量で割った値を算出し、この値をサイクル維持率とした。 The discharge capacity at the first cycle was taken as the cycle initial capacity, and the value obtained by dividing the discharge capacity at the 50th cycle by the cycle initial capacity was calculated, and this value was taken as the cycle maintenance rate.

≪実施例1≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
攪拌器およびオーバーフローパイプを備えた反応槽内に水を入れた後、水酸化ナトリウム水溶液を添加し、液温を70℃に保持した。
<<Example 1>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) After water was placed in a reaction tank equipped with a stirrer and an overflow pipe, an aqueous sodium hydroxide solution was added and the liquid temperature was kept at 70°C.

硫酸ニッケル水溶液と硫酸コバルト水溶液と硫酸マンガン水溶液とを、ニッケル原子とコバルト原子とマンガン原子との原子比が88:8:4となるように混合して、混合原料液を調製した。 A nickel sulfate aqueous solution, a cobalt sulfate aqueous solution, and a manganese sulfate aqueous solution were mixed so that the atomic ratio of nickel atoms, cobalt atoms, and manganese atoms was 88:8:4, to prepare a mixed raw material liquid.

次に、反応槽内に、攪拌下、この混合原料溶液と硫酸アンモニウム水溶液を錯化剤として連続的に添加した。反応槽内の溶液のpHが11.39になるよう水酸化ナトリウム水溶液を適時滴下し、ニッケルコバルトマンガン複合金属水酸化物粒子を得て、洗浄した後、脱水し、洗浄、脱水、単離、乾燥することにより、水酸化物原料粉1を得た。 Next, the mixed raw material solution and an ammonium sulfate aqueous solution were continuously added as a complexing agent into the reaction tank while stirring. Aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at appropriate times so that the pH of the solution in the reaction tank was 11.39, nickel cobalt manganese composite metal hydroxide particles were obtained, washed, and then dehydrated, washed, dehydrated, isolated, The hydroxide raw material powder 1 was obtained by drying.

得られた水酸化物原料粉末1をジェットミルを用い、粉砕ガス圧0.6MPaに設定して粉砕し、前駆体1を得た。 The hydroxide raw material powder 1 thus obtained was crushed using a jet mill at a crushing gas pressure of 0.6 MPa to obtain a precursor 1.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体1と、得られた前駆体1に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.15となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.1となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中760℃で10時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、150℃で乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物1を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The precursor 1 obtained and the amount (mol ratio) of Li to the total amount 1 of Ni, Co and Mn contained in the obtained precursor 1 was 1.15. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 with the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux is 0.1. A mixture was obtained.
Next, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 760° C. for 10 hours, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated, and dried at 150° C. to obtain a powdery lithium composite metal oxide 1.

得られたリチウム複合金属酸化物1の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.04、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 1, in the composition formula (II), x=0.04, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物1を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は82.6%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was produced using the lithium composite metal oxide 1 and a charge/discharge test was conducted. The cycle retention rate was 82.6%.

≪実施例2≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
実施例1の過程で得た水酸化物原料粉末1をジェットミルを用い、粉砕ガス圧0.4MPaに設定して粉砕し、前駆体2を得た。
<<Example 2>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) The hydroxide raw material powder 1 obtained in the process of Example 1 was pulverized using a jet mill at a pulverization gas pressure of 0.4 MPa to pulverize the precursor. Got 2.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体2と、得られた前駆体2に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.15となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.1となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中760℃で10時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、150℃で乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物2を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Mixed Metal Oxide The precursor 2 obtained and the amount (molar ratio) of Li to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 2 was 1.15. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 with the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux is 0.1. A mixture was obtained.
Next, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 760° C. for 10 hours, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the above powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated and dried at 150° C. to obtain powdery lithium composite metal oxide 2.

得られたリチウム複合金属酸化物2の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.04、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 2, in the composition formula (II), x=0.04, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物2を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は82.9%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using the lithium composite metal oxide 2 and a charge/discharge test was conducted. As a result, the cycle retention rate was 82.9%.

≪実施例3≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
実施例1の過程で得た水酸化物原料粉末1をカウンタージェットミルを用い、粉砕ガス圧0.59MPa、供給速度2kg/時間、分級回転数17000rpm、風量1.2m/minに設定して粉砕し、前駆体3を得た。
<<Example 3>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) The hydroxide raw material powder 1 obtained in the process of Example 1 was pulverized with a counter jet mill at a grinding gas pressure of 0.59 MPa, a supply rate of 2 kg/hour, and a classification. The rotation speed was set to 17,000 rpm and the air volume was set to 1.2 m 3 /min, and the mixture was pulverized to obtain a precursor 3.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体3と、得られた前駆体3に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.26となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.1となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中790℃で10時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、80℃で15時間加熱した後に、連続して150℃で9時間加熱することにより乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物3を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The amount of precursor (Li) (molar ratio) with respect to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 3 was 1.26. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 with the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux is 0.1. A mixture was obtained.
Next, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 790° C. for 10 hours, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated, heated at 80° C. for 15 hours, and then continuously heated at 150° C. for 9 hours to be dried and powdered. A lithium-shaped composite metal oxide 3 was obtained.

得られたリチウム複合金属酸化物3の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.05、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 3, in the composition formula (II), x=0.05, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物3を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は81.3%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was produced using the lithium composite metal oxide 3 and a charge/discharge test was conducted. As a result, the cycle retention rate was 81.3%.

≪実施例4≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
実施例1の過程で得た水酸化物原料粉末1をカウンタージェットミルを用い、粉砕ガス圧0.59MPa、供給速度2kg/時間、分級回転数17000rpm、風量1.2m/minに設定して粉砕し、前駆体4を得た。
<<Example 4>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) The hydroxide raw material powder 1 obtained in the process of Example 1 was pulverized with a counter jet mill at a grinding gas pressure of 0.59 MPa, a supply rate of 2 kg/hour, and a classification. The rotation speed was set to 17,000 rpm and the air volume was set to 1.2 m 3 /min, and the mixture was pulverized to obtain a precursor 4.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体4と、得られた前駆体4に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.26となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.1となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中820℃で10時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、80℃で15時間加熱した後に、連続して150℃で9時間加熱することにより乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物4を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The amount of precursor (4) and the amount of Li (molar ratio) with respect to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 4 was 1.26. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 with the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux is 0.1. A mixture was obtained.
Next, the obtained mixture was heated at 820° C. for 10 hours in an O 2 atmosphere and heated, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated, heated at 80° C. for 15 hours, and then continuously heated at 150° C. for 9 hours to be dried and powdered. A lithium composite metal oxide 4 was obtained.

得られたリチウム複合金属酸化物4の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.03、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 4, in the composition formula (II), x=0.03, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物4を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は86.7%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using the lithium composite metal oxide 4, and a charge/discharge test was performed. As a result, the cycle retention rate was 86.7%.

≪実施例5≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
実施例1の過程で得た水酸化物原料粉末1をカウンタージェットミルを用い、粉砕ガス圧0.59MPa、供給速度2kg/時間、分級回転数17000rpm、風量1.2m/minに設定して粉砕し、前駆体5を得た。
<<Example 5>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) The hydroxide raw material powder 1 obtained in the process of Example 1 was pulverized with a counter jet mill at a grinding gas pressure of 0.59 MPa, a supply rate of 2 kg/hour, and a classification. The number of revolutions was set to 17,000 rpm and the air volume was set to 1.2 m 3 /min, followed by pulverization to obtain a precursor 5.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体5と、得られた前駆体5に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.26となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.05となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中820℃で10時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、80℃で15時間加熱した後に、連続して150℃で9時間加熱することにより乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物5を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The amount of precursor (5) and the amount of Li (molar ratio) with respect to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 5 is 1.26. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 and the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate that is an inert flux is 0.05 in a mortar. A mixture was obtained.
Next, the obtained mixture was heated at 820° C. for 10 hours in an O 2 atmosphere and heated, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated, heated at 80° C. for 15 hours, and then continuously heated at 150° C. for 9 hours to be dried and powdered. A lithium-shaped composite metal oxide 5 was obtained.

得られたリチウム複合金属酸化物5の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.02、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 5, in the composition formula (II), x=0.02, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物5を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は87.9%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was produced using the lithium mixed metal oxide 5 and a charge/discharge test was conducted. As a result, the cycle retention rate was 87.9%.

≪実施例6≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
実施例1の過程で得た水酸化物原料粉末1をカウンタージェットミルを用い、粉砕ガス圧0.59MPa、供給速度2kg/時間、分級回転数17000rpm、風量1.2m/minに設定して粉砕し、前駆体6を得た。
<<Example 6>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) The hydroxide raw material powder 1 obtained in the process of Example 1 was pulverized with a counter jet mill at a grinding gas pressure of 0.59 MPa, a supply rate of 2 kg/hour, and a classification. The rotation speed was set to 17,000 rpm and the air volume was set to 1.2 m 3 /min, and the mixture was pulverized to obtain a precursor 6.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体6と、得られた前駆体6に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.26となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.02となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物O雰囲気中820℃で10時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、80℃で15時間加熱した後に、連続して150℃で9時間加熱することにより乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物6を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The amount of precursor (6) and the amount of Li (molar ratio) with respect to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 6 was 1.26. In a mortar, and the weighed lithium hydroxide and potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux was 0.02. A mixture was obtained.
Next, the obtained mixture was heated at 820° C. for 10 hours in an atmosphere of O 2 , and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated, heated at 80° C. for 15 hours, and then continuously heated at 150° C. for 9 hours to be dried and powdered. A lithium-shaped composite metal oxide 6 was obtained.

得られたリチウム複合金属酸化物6の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.02、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 6, in the composition formula (II), x=0.02, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物6を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は87.9%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using the lithium mixed metal oxide 6 and a charge/discharge test was conducted. As a result, the cycle retention rate was 87.9%.

≪実施例7≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
攪拌器およびオーバーフローパイプを備えた反応槽内に水を入れた後、水酸化ナトリウム水溶液を添加し、液温を50℃に保持した。
<<Example 7>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) After water was put in a reaction tank equipped with a stirrer and an overflow pipe, an aqueous sodium hydroxide solution was added and the liquid temperature was kept at 50°C.

硫酸ニッケル水溶液と硫酸コバルト水溶液と硫酸マンガン水溶液とを、ニッケル原子とコバルト原子とマンガン原子との原子比が91:7:2となるように混合して、混合原料液を調製した。 A nickel sulfate aqueous solution, a cobalt sulfate aqueous solution, and a manganese sulfate aqueous solution were mixed so that the atomic ratio of nickel atoms, cobalt atoms, and manganese atoms was 91:7:2 to prepare a mixed raw material liquid.

次に、反応槽内に、攪拌下、この混合原料溶液と硫酸アンモニウム水溶液を錯化剤として連続的に添加した。反応槽内の溶液のpHが12.5になるよう水酸化ナトリウム水溶液を適時滴下し、ニッケルコバルトマンガン複合金属水酸化物粒子を得て、洗浄した後、脱水し、洗浄、脱水、単離、乾燥することにより、水酸化物原料粉2を得た。 Next, the mixed raw material solution and an ammonium sulfate aqueous solution were continuously added as a complexing agent into the reaction tank while stirring. Aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise so that the pH of the solution in the reaction tank would be 12.5 to obtain nickel-cobalt-manganese mixed metal hydroxide particles, which were washed and then dehydrated, washed, dehydrated, isolated, The hydroxide raw material powder 2 was obtained by drying.

得られた水酸化物原料粉末2をカウンタージェットミルを用い、粉砕ガス圧0.59MPa、供給速度2kg/時間、分級回転数17000rpm、風量1.2m/minに設定して粉砕し、前駆体7を得た。 The hydroxide raw material powder 2 thus obtained was crushed using a counter jet mill under the conditions of a crushing gas pressure of 0.59 MPa, a supply rate of 2 kg/hour, a classification rotation speed of 17,000 rpm, and an air flow rate of 1.2 m 3 /min. Got 7.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体7と、得られた前駆体7に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.26となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.10となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中790℃で10時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、80℃で15時間加熱した後に、連続して150℃で9時間加熱することにより乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物7を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The precursor 7 obtained and the amount (mol ratio) of Li to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 7 was 1.26. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 and the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux is 0.10. A mixture was obtained.
Next, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 790° C. for 10 hours, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated, heated at 80° C. for 15 hours, and then continuously heated at 150° C. for 9 hours to be dried and powdered. A lithium-shaped composite metal oxide 7 was obtained.

得られたリチウム複合金属酸化物7の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.03、y=0.07、z=0.02、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 7, in the composition formula (II), x=0.03, y=0.07, z=0.02, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物7を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は84.5%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was produced using the lithium mixed metal oxide 7 and a charge/discharge test was conducted. The cycle retention rate was 84.5%.

≪実施例8≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
攪拌器およびオーバーフローパイプを備えた反応槽内に水を入れた後、水酸化ナトリウム水溶液を添加し、液温を30℃に保持した。
<<Example 8>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) Water was placed in a reaction tank equipped with a stirrer and an overflow pipe, and then an aqueous sodium hydroxide solution was added to maintain the liquid temperature at 30°C.

硫酸ニッケル水溶液と硫酸コバルト水溶液と硫酸マンガン水溶液とを、ニッケル原子とコバルト原子とマンガン原子との原子比が50:20:30となるように混合して、混合原料液を調製した。 A nickel sulfate aqueous solution, a cobalt sulfate aqueous solution, and a manganese sulfate aqueous solution were mixed so that the atomic ratio of nickel atoms, cobalt atoms, and manganese atoms was 50:20:30 to prepare a mixed raw material liquid.

次に、反応槽内に、攪拌下、この混合原料溶液と硫酸アンモニウム水溶液を錯化剤として連続的に添加した。反応槽内の溶液のpHが12.1になるよう水酸化ナトリウム水溶液を適時滴下し、ニッケルコバルトマンガン複合金属水酸化物粒子を得て、洗浄した後、脱水し、洗浄、脱水、単離、乾燥することにより、水酸化物原料粉3を得た。 Next, the mixed raw material solution and an ammonium sulfate aqueous solution were continuously added as a complexing agent into the reaction tank while stirring. An aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at appropriate times so that the pH of the solution in the reaction tank would be 12.1, nickel cobalt manganese composite metal hydroxide particles were obtained, washed, and then dehydrated, washed, dehydrated, isolated, The hydroxide raw material powder 3 was obtained by drying.

得られた水酸化物原料粉末3をカウンタージェットミルを用い、ジェットミルを用い、粉砕ガス圧0.4MPaに設定して粉砕し、前駆体8を得た。 The obtained hydroxide raw material powder 3 was pulverized by using a counter jet mill and a jet mill with the pulverization gas pressure set to 0.4 MPa to obtain a precursor 8.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体8と、得られた前駆体8に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.26となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.10となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中940℃で5時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、80℃で15時間加熱した後に、連続して150℃で9時間加熱することにより乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物8を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The precursor 8 obtained and the amount of Li (molar ratio) relative to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 8 was 1.26. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 and the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux is 0.10. A mixture was obtained.
Then, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 940° C. for 5 hours, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated, heated at 80° C. for 15 hours, and then continuously heated at 150° C. for 9 hours to be dried and powdered. A lithium complex metal oxide 8 having a shape of a circle was obtained.

得られたリチウム複合金属酸化物8の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.2、y=0.20、z=0.30、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 8, in the composition formula (II), x=0. 2, y=0.20, z=0.30, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物8を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は86.3%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using the lithium composite metal oxide 8 and a charge/discharge test was conducted. As a result, the cycle retention rate was 86.3%.

≪比較例1≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
実施例1の過程で得た水酸化物原料粉末1をジェットミルを用い、粉砕ガス圧0.8MPaに設定して粉砕し、前駆体9を得た。
<<Comparative Example 1>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) The hydroxide raw material powder 1 obtained in the process of Example 1 was crushed using a jet mill with the crushing gas pressure set to 0.8 MPa to crush the precursor. Got 9.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体9と、得られた前駆体9に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.15となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.1となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中760℃で10時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、150℃で乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物9を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The amount of precursor (9) and the amount of Li (molar ratio) with respect to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 9 was 1.15. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 with the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux is 0.1. A mixture was obtained.
Next, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 760° C. for 10 hours, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the above powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated and dried at 150° C. to obtain a powdery lithium composite metal oxide 9.

得られたリチウム複合金属酸化物9の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.05、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 9, in the composition formula (II), x=0.05, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物9を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は78.2%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using the lithium composite metal oxide 9 and a charge/discharge test was conducted. As a result, the cycle retention rate was 78.2%.

≪比較例2≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
実施例1の過程で得た水酸化物原料粉末1を前駆体10として用いた。
<<Comparative Example 2>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) The hydroxide raw material powder 1 obtained in the process of Example 1 was used as the precursor 10.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体10と、得られた前駆体10に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.15となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.1となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中760℃で10時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、150℃で乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物10を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The precursor 10 obtained and the amount (molar ratio) of Li to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 10 was 1.15. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 with the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux is 0.1. A mixture was obtained.
Next, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 760° C. for 10 hours, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated and dried at 150° C. to obtain a powdery lithium composite metal oxide 10.

得られたリチウム複合金属酸化物10の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.05、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 10, in the composition formula (II), x=0.05, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物10を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は72.9%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was produced using the lithium composite metal oxide 10 and a charge/discharge test was conducted. The cycle retention rate was 72.9%.

≪比較例3≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
攪拌器およびオーバーフローパイプを備えた反応槽内に水を入れた後、水酸化ナトリウム水溶液を添加し、液温を30℃に保持した。
<<Comparative Example 3>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) Water was placed in a reaction tank equipped with a stirrer and an overflow pipe, and then an aqueous sodium hydroxide solution was added to maintain the liquid temperature at 30°C.

硫酸ニッケル水溶液と硫酸コバルト水溶液と硫酸マンガン水溶液とを、ニッケル原子とコバルト原子とマンガン原子との原子比が50:20:30となるように混合して、混合原料液を調製した。 A nickel sulfate aqueous solution, a cobalt sulfate aqueous solution, and a manganese sulfate aqueous solution were mixed so that the atomic ratio of nickel atoms, cobalt atoms, and manganese atoms was 50:20:30 to prepare a mixed raw material liquid.

次に、反応槽内に、攪拌下、この混合原料溶液と硫酸アンモニウム水溶液を錯化剤として連続的に添加した。反応槽内の溶液のpHが12.1になるよう水酸化ナトリウム水溶液を適時滴下し、ニッケルコバルトマンガン複合金属水酸化物粒子を得て、洗浄した後、脱水し、洗浄、脱水、単離、乾燥することにより、前駆体11として水酸化物原料粉末4を得た。 Next, the mixed raw material solution and an ammonium sulfate aqueous solution were continuously added as a complexing agent into the reaction tank while stirring. An aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at appropriate times so that the pH of the solution in the reaction tank would be 12.1, nickel cobalt manganese composite metal hydroxide particles were obtained, washed, and then dehydrated, washed, dehydrated, isolated, By drying, hydroxide raw material powder 4 was obtained as precursor 11.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体11と、得られた前駆体11に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.26となるように秤量した水酸化リチウムと、水酸化リチウムと不活性融剤である硫酸カリウムの合計量に対する硫酸カリウムの量(モル比)が0.10となるように秤量した硫酸カリウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中940℃で5時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水した。さらに、液温5℃に調整した純水を用いて、上記粉末を洗浄した後、脱水し、80℃で15時間加熱した後に、連続して150℃で9時間加熱することにより乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物11を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Mixed Metal Oxide The amount of precursor (11) and the amount of Li (molar ratio) with respect to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 11 should be 1.26. Mix the lithium hydroxide weighed in 1 and the potassium sulfate weighed so that the amount (molar ratio) of potassium sulfate to the total amount of lithium hydroxide and potassium sulfate as an inert flux is 0.10. A mixture was obtained.
Then, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 940° C. for 5 hours, and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained baked product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., and then dehydrated. Further, the powder was washed with pure water adjusted to a liquid temperature of 5° C., dehydrated, heated at 80° C. for 15 hours, and then continuously heated at 150° C. for 9 hours to be dried and powdered. A lithium-shaped composite metal oxide 11 was obtained.

得られたリチウム複合金属酸化物11の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.2、y=0.20、z=0.30、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 11, in the composition formula (II), x=0. 2, y=0.20, z=0.30, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物11を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は71.3%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was prepared using the lithium composite metal oxide 11 and a charge/discharge test was conducted. As a result, the cycle retention rate was 71.3%.

≪比較例4≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
実施例1の過程で得た水酸化物原料粉末1を前駆体12として用いた。
<<Comparative Example 4>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) The hydroxide raw material powder 1 obtained in the process of Example 1 was used as the precursor 12.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体12と、得られた前駆体12に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.08となるように秤量した水酸化リチウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中820℃で6時間保持して加熱した後、室温まで冷却して得られた焼成品を粉砕し、粉末状のリチウム複合金属酸化物12を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The amount of precursor (12) and the amount of Li (molar ratio) with respect to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 12 should be 1.08. The lithium hydroxide weighed in 1 was mixed with a mortar to obtain a mixture.
Next, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 820° C. for 6 hours, and then cooled to room temperature, and the obtained fired product was pulverized to obtain a powdery lithium composite metal oxide 12.

得られたリチウム複合金属酸化物12の組成分析の結果、組成式(II)において、x=0.04、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 12, in the composition formula (II), x=0.04, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物12を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は75.2%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was produced using the lithium composite metal oxide 12, and a charge/discharge test was conducted. As a result, the cycle retention rate was 75.2%.

≪比較例5≫
1.リチウム複合金属酸化物の前駆体(共沈物)の製造
実施例8の過程で得た水酸化物原料粉末2を前駆体13として用いた。
<<Comparative Example 5>>
1. Production of Lithium Composite Metal Oxide Precursor (Coprecipitate) The hydroxide raw material powder 2 obtained in the process of Example 8 was used as the precursor 13.

2.リチウム複合金属酸化物の製造と評価
得られた前駆体13と、得られた前駆体13に含まれるNi、Cо、Mnの合計量1に対するLiの量(モル比)が1.10となるように秤量した水酸化リチウムと、を乳鉢により混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物をO雰囲気中760℃で6時間保持して加熱した後、室温まで冷却して焼成物を得た。
得られた焼成品を粉砕し、5℃の純水に分散させた後、脱水し、80℃で15時間加熱した後に、連続して150℃で9時間加熱することにより乾燥して粉末状のリチウム複合金属酸化物13を得た。
2. Production and Evaluation of Lithium Composite Metal Oxide The amount of precursor (13) and the amount of Li (molar ratio) with respect to the total amount 1 of Ni, Co, and Mn contained in the obtained precursor 13 should be 1.10. The lithium hydroxide weighed in 1 was mixed with a mortar to obtain a mixture.
Next, the obtained mixture was heated in an O 2 atmosphere at 760° C. for 6 hours and then cooled to room temperature to obtain a fired product.
The obtained calcined product was pulverized, dispersed in pure water at 5° C., dehydrated, heated at 80° C. for 15 hours, and then continuously heated at 150° C. for 9 hours to be dried and powdered. Lithium mixed metal oxide 13 was obtained.

得られたリチウム複合金属酸化物13の組成分析の結果、組成式(II)において、x=−0.01、y=0.08、z=0.04、w=0であった。 As a result of the composition analysis of the obtained lithium mixed metal oxide 13, in the composition formula (II), x=−0.01, y=0.08, z=0.04, and w=0.

3.非水電解質二次電池の充放電試験
リチウム複合金属酸化物13を用いてコイン型電池を作製し、充放電試験を行ったところ、サイクル維持率は72.5%であった。
3. Charge/Discharge Test of Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery A coin-type battery was produced using the lithium mixed metal oxide 13 and a charge/discharge test was conducted. As a result, the cycle retention rate was 72.5%.

表1には実施例1〜8、比較例1〜5で得た前駆体の、粉砕条件、組成、実施例1〜8、比較例1〜5で得た正極活物質の、粉末X線回折測定から求めた半値幅Aと半値幅Bとの比(A/B)(要件(1))、90%累積体積粒度(D90)と10%累積体積粒度(D10)との比(D90/D10)(要件(2))、粉末X線回折測定から求めた半値幅A(要件(1)−1)、粉末X線回折測定から求めた積分強度Iと積分強度Iとの比(I/I)(要件(3))、50%累積体積粒度(D50)、実施例1〜8、比較例1〜5で得た正極活物質を用いた充放電試験より得られたサイクル維持率を示す。 Table 1 shows the powder X-ray diffraction of the precursors obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5, the crushing conditions and compositions, and the positive electrode active materials obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5. Ratio (A/B) of half-width A and half-width B obtained from measurement (requirement (1)), ratio of 90% cumulative volume particle size (D 90 ) and 10% cumulative volume particle size (D 10 ) (D 90 /D 10 ) (requirement (2)), full width at half maximum A obtained by powder X-ray diffraction measurement (requirement (1)-1), integrated intensity I 1 obtained by powder X-ray diffraction measurement, and integrated intensity I 2 the ratio of (I 2 / I 1) (requirement (3)), 50% cumulative volume particle size (D 50), examples 1-8, than the charge-discharge test using the positive electrode active material obtained in Comparative examples 1 to 5 The obtained cycle maintenance rate is shown.

Figure 2020100542
Figure 2020100542

表1に示したとおり、本発明を適用したリチウム複合金属酸化物である実施例1〜7は、比較例1、2、4、5に対してサイクル維持率が良好であった。同様に、実施例8は、比較例3に対してサイクル維持率が良好であった。 As shown in Table 1, Examples 1 to 7, which are lithium composite metal oxides to which the present invention was applied, had a good cycle retention rate with respect to Comparative Examples 1, 2, 4, and 5. Similarly, Example 8 had a better cycle retention rate than Comparative Example 3.

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

Claims (10)

下記要件(1)及び(2)を満たすリチウム複合金属酸化物粉末。
要件(1):CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、2θ=64.5±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Aと、2θ=44.4±1°の範囲内の回折ピークの半値幅Bとの比(A/B)が1.39以上1.75以下。
要件(2):90%累積体積粒度(D90)と10%累積体積粒度(D10)との比率(D90/D10)が3以上。
A lithium composite metal oxide powder satisfying the following requirements (1) and (2).
Requirement (1): in the powder X-ray diffraction measurement using CuKα ray, the full width at half maximum A of the diffraction peak within the range of 2θ=64.5±1° and the diffraction within the range of 2θ=44.4±1° The ratio (A/B) of the half width B of the peak is 1.39 or more and 1.75 or less.
Requirement (2): 90% cumulative volume particle size (D 90) and 10% cumulative volume particle size (D 10) ratio of (D 90 / D 10) is 3 or more.
下記要件(1)−1を満たす、請求項1に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。
要件(1)−1:前記半値幅Aが0.200°以上0.350°以下である。
The lithium composite metal oxide powder according to claim 1, which satisfies the following requirement (1)-1.
Requirement (1)-1: The half width A is 0.200° or more and 0.350° or less.
下記要件(3)を満たす、請求項1又は2に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。
要件(3):CuKα線を使用した粉末X線回折測定において、2θ=64.5±1°の範囲の回折ピークの積分強度Iと、2θ=18.5±1°の範囲内の回折ピークの積分強度Iとの比I/Iが4.0以上6.0以下である。
The lithium composite metal oxide powder according to claim 1, which satisfies the following requirement (3).
Requirement (3): In the powder X-ray diffraction measurement using CuKα ray, the integrated intensity I 1 of the diffraction peak in the range of 2θ=64.5±1° and the diffraction in the range of 2θ=18.5±1° The ratio I 2 /I 1 of the peak integrated intensity I 2 is 4.0 or more and 6.0 or less.
下記式(I)を満たす、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。
Li[Li(Ni(1−y−z−w)CoMn1−x]O ・・・(I)
(ただし、−0.1≦x≦0.2、0≦y≦0.4、0≦z≦0.4、0≦w≦0.1、y+z+w<1、MはMg、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Al、Ga、Ti、Zr、Ge、Fe、Cu、Cr、V、W、Mo、Sc、Y、Nb、La、Ta、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、及びSnからなる群より選択される1種以上の元素を表す。)
The lithium mixed metal oxide powder according to any one of claims 1 to 3, which satisfies the following formula (I).
Li [Li x (Ni (1 -y-z-w) Co y Mn z M w) 1-x] O 2 ··· (I)
(However, −0.1≦x≦0.2, 0≦y≦0.4, 0≦z≦0.4, 0≦w≦0.1, y+z+w<1, and M is Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, B, Al, Ga, Ti, Zr, Ge, Fe, Cu, Cr, V, W, Mo, Sc, Y, Nb, La, Ta, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Represents one or more elements selected from the group consisting of In and Sn.)
前記式(I)中のxは、0<x≦0.2である、請求項4に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。 The lithium mixed metal oxide powder according to claim 4, wherein x in the formula (I) is 0<x≦0.2. 前記式(I)中のy+z+wは、0<y+z+w≦0.3である、請求項4又は5に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。 The lithium composite metal oxide powder according to claim 4 or 5, wherein y+z+w in the formula (I) is 0<y+z+w≦0.3. 50%累積体積粒度(D50)が500nm以上9μm以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載のリチウム複合金属酸化物粉末。 The lithium composite metal oxide powder according to any one of claims 1 to 6, which has a 50% cumulative volume particle size (D 50 ) of 500 nm or more and 9 μm or less. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のリチウム複合金属酸化物粉末を含有するリチウム二次電池用正極活物質。 A positive electrode active material for a lithium secondary battery, comprising the lithium mixed metal oxide powder according to claim 1. 請求項8に記載のリチウム二次電池用正極活物質を含有するリチウム二次電池用正極。 A positive electrode for a lithium secondary battery, comprising the positive electrode active material for a lithium secondary battery according to claim 8. 請求項9に記載のリチウム二次電池用正極を有するリチウム二次電池。 A lithium secondary battery having the positive electrode for a lithium secondary battery according to claim 9.
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