JP2024008824A - Positive electrode material for lithium ion secondary battery, and production method thereof - Google Patents

Positive electrode material for lithium ion secondary battery, and production method thereof Download PDF

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Isato Ishibashi
謙一 小林
Kenichi Kobayashi
健人 以西
Taketo Isai
健太 河井
Kenta Kawai
公一 住若
Koichi Sumiwaka
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for production of a positive electrode material superior in output in low SOC while keeping discharge capacity.
SOLUTION: A method for production of a positive electrode material for a lithium ion secondary battery comprises the steps of: sintering a mixture containing a lithium compound, a nickel-containing composite compound, and a molybdenum compound to gain first particles containing a lithium transition metal composite oxide, in which the ratio of a mole number of nickel to a total mole number of metal, excluding lithium in its composition is over 0.6 and below 1; and bringing the first particle into contact with a liquid medium so that the concentration of a solid content of the first particles is 20 mass% or more and 80 mass% or less, thereby removing part of a molybdenum element included in the first particles to gain second particles.
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Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用正極材料およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a positive electrode material for lithium ion secondary batteries and a method for manufacturing the same.

リチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法には、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム等のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられている。希少資源であるコバルトに代えてニッケル比率を高めたリチウムニッケル系複合酸化物は、単位重量当たりの充放電容量が高いという利点を有する。しかしながら、ニッケル比率を高めたリチウムニッケル系複合酸化物はニッケルの還元が発生しやすく、低充電状態(低SOC)においては出力が悪化する場合がある。 Lithium transition metal composite oxides such as lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, nickel cobalt lithium manganate, etc. are used in the manufacturing method of positive electrode materials for lithium ion secondary batteries. A lithium-nickel composite oxide with a high proportion of nickel instead of cobalt, which is a rare resource, has the advantage of high charge/discharge capacity per unit weight. However, in a lithium-nickel composite oxide with a high nickel ratio, reduction of nickel is likely to occur, and the output may deteriorate in a low state of charge (low SOC).

特許文献1には、タングステンを含むリチウム複合遷移金属酸化物を水洗し、表面に残留するタングステンを除去することで、優れた容量特性や、寿命特性、抵抗特性および高温安全性を実現することが記載されている。 Patent Document 1 states that by washing a lithium composite transition metal oxide containing tungsten with water to remove tungsten remaining on the surface, excellent capacity characteristics, life characteristics, resistance characteristics, and high temperature safety can be achieved. Are listed.

特許文献2には、モリブデン及びリチウムを含む化合物からなるリチウムイオン伝導性酸化物により、リチウムナトリウムニッケルコバルト複合酸化物の表面の少なくとも一部を被覆することで、高い放電容量維持率を得ることが記載されている。 Patent Document 2 discloses that a high discharge capacity retention rate can be obtained by coating at least a portion of the surface of a lithium sodium nickel cobalt composite oxide with a lithium ion conductive oxide made of a compound containing molybdenum and lithium. Are listed.

特表2020-501310Special table 2020-501310 特開2020-123441JP2020-123441

リチウムイオン二次電池用正極材料、特にニッケルのモル比が0.6を超えるようなニッケル比率の高い正極材料は、低SOCでの出力特性のさらなる向上が求められている。そこで本発明は、放電容量を維持しつつ、低SOCでの出力特性がより優れた正極材料の製造方法を提供することを目的とする。 Positive electrode materials for lithium ion secondary batteries, particularly positive electrode materials with a high nickel ratio such as a nickel molar ratio exceeding 0.6, are required to further improve output characteristics at low SOC. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a positive electrode material that maintains discharge capacity and has better output characteristics at low SOC.

第1態様はリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法である。リチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法は、リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物を含む混合物を焼成して、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満であるリチウム遷移金属複合酸化物を含む第1粒子を得る工程と、前記第1粒子の固形分濃度が20質量%以上80質量%以下となるように、前記第1粒子を液媒体と接触させることで、前記第1粒子に含まれるモリブデン元素の一部を除去して、第2粒子を得る工程と、を含む。 The first aspect is a method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery. A method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery involves firing a mixture containing a lithium compound, a nickel-containing composite compound, and a molybdenum compound, and determining the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition. a step of obtaining first particles containing a lithium-transition metal composite oxide having a particle diameter of more than 0.6 and less than 1; The method includes the step of removing a part of the molybdenum element contained in the first particles by bringing the first particles into contact with a liquid medium to obtain second particles.

第2態様は、リチウムイオン二次電池用正極材料である。リチウムイオン二次電池用正極材料は、リチウム、ニッケルおよびモリブデンを含み、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満である酸化物を含む酸化物粒子を含み、前記酸化物粒子200gと純水165gとを混合後、30分間攪拌した後のスラリーを濾過して得られる、濾過後の粉末に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が、濾過前の前記酸化物粒子のリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比に対して0.55倍以上である。 The second aspect is a positive electrode material for a lithium ion secondary battery. The positive electrode material for lithium ion secondary batteries is an oxide containing lithium, nickel, and molybdenum, in which the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition is more than 0.6 and less than 1. The total number of moles of metals other than lithium contained in the filtered powder obtained by filtering the slurry after mixing 200 g of the oxide particles and 165 g of pure water and stirring for 30 minutes. The ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium in the oxide particles before filtration is 0.55 times or more.

これによれば、放電容量を維持しつつ、低SOCでの出力特性がより優れた正極材料の製造方法を提供することができる。 According to this, it is possible to provide a method for manufacturing a positive electrode material that maintains discharge capacity and has better output characteristics at low SOC.

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための、リチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法を例示するものであって、本発明のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法はこれに限られない。また組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。原料などの粒子の平均粒径は、レーザー散乱法によって得られる粒度分布の小粒径側からの体積累積50%に対応する粒子の中心粒径である。 Embodiments of the present invention will be described in detail below. However, the embodiments shown below illustrate a method for manufacturing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery in order to embody the technical idea of the present invention, The method of manufacturing the material is not limited to this. Further, the content of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition, unless otherwise specified, when a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition. The average particle size of particles such as raw materials is the center particle size of particles corresponding to 50% of the cumulative volume from the small particle size side of the particle size distribution obtained by the laser scattering method.

リチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法は、リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物を含む混合物を焼成して、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満であるリチウム遷移金属複合酸化物を含む第1粒子を得る工程と、第1粒子の固形分濃度が20質量%以上80質量%以下となるように、第1粒子を液媒体と接触させることで、第1粒子に含まれるモリブデン元素の一部を除去して、第2粒子を得る工程と、を含む。また、必要に応じて、ニッケル含有複合化合物を準備する準備工程等のその他の工程を含んでいてよい。 A method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery involves firing a mixture containing a lithium compound, a nickel-containing composite compound, and a molybdenum compound, and determining the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition. a step of obtaining first particles containing a lithium-transition metal composite oxide having a particle diameter of more than 0.6 and less than 1; and a step of removing a part of the molybdenum element contained in the first particles by bringing the particles into contact with a liquid medium to obtain second particles. In addition, other steps such as a preparation step for preparing a nickel-containing composite compound may be included as necessary.

リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物を含む混合物を焼成して、ニッケルのモル数の比が0.6を超え1未満であるようなリチウム遷移金属複合酸化物を含む第1粒子を得る。その後、第1粒子を液媒体と接触させることで得られる第2粒子は、リチウムイオン二次電池に適用されることで、放電容量を維持しつつ、低SOCでの出力特性をより向上することができる。これは例えば、以下のように考えられる。第1粒子と液媒体とを接触させることで第2粒子を得る際、第1粒子に含まれるモリブデンの一部が除去されることで、得られる第2粒子では一部のモリブデン化合物が減少するとともに比表面積が増加する。また、モリブデン化合物は、タングステン等に比べて偏析しづらい傾向がある。そのためモリブデン化合物を用いた場合には、液媒体との接触による洗浄時に、粒子全域においてモリブデン化合物が除去されることで形成される空隙ができる場合がある。これにより、得られる第2粒子を電池に用いた場合に、その粒子の表面だけでなく、粒子の内部においてもリチウムイオンの移動が促進されるようになり、抵抗が改善されると考えられる。比表面積の増加により出力特性が向上するだけでなく、モリブデンの一部が除去されることで、放電容量の低下を抑制しつつ、残存するモリブデンが低SOCにおける出力の向上に寄与すると考えられる。この低SOCでの出力特性の向上は、ニッケル比率が0.6を超えるようなリチウム遷移金属複合酸化物を含む第1粒子であると効果が見られ、低SOCにおいて抵抗が高くなる傾向がある第1粒子中において、残存するモリブデンがこの高抵抗化を低減していると考えられる。以下、リチウムイオン二次電池用正極材料(以下、単に正極材料ともいう)の製造方法の一例について説明する。 A mixture containing a lithium compound, a nickel-containing composite compound, and a molybdenum compound is fired to obtain first particles containing a lithium transition metal composite oxide in which the molar ratio of nickel is more than 0.6 and less than 1. Thereafter, the second particles obtained by contacting the first particles with a liquid medium are applied to a lithium ion secondary battery to further improve output characteristics at low SOC while maintaining discharge capacity. Can be done. For example, this can be considered as follows. When obtaining second particles by bringing the first particles into contact with a liquid medium, part of the molybdenum contained in the first particles is removed, so that some molybdenum compounds are reduced in the second particles obtained. The specific surface area increases as well. Furthermore, molybdenum compounds tend to be less likely to segregate than tungsten and the like. Therefore, when a molybdenum compound is used, voids may be formed due to the molybdenum compound being removed throughout the particle during cleaning by contact with a liquid medium. As a result, when the obtained second particles are used in a battery, it is thought that the movement of lithium ions is promoted not only on the surface of the particles but also inside the particles, and the resistance is improved. Not only does the increase in specific surface area improve the output characteristics, but by removing a portion of the molybdenum, it is thought that the remaining molybdenum contributes to improving the output at low SOC while suppressing a decrease in discharge capacity. This improvement in output characteristics at low SOC is effective when the first particle contains a lithium transition metal composite oxide with a nickel ratio exceeding 0.6, and the resistance tends to increase at low SOC. It is thought that the remaining molybdenum in the first particles reduces this increase in resistance. An example of a method for manufacturing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery (hereinafter also simply referred to as positive electrode material) will be described below.

(準備工程)
準備工程では、ニッケル含有複合化合物を準備する。前駆体は、市販品から適宜選択して準備してもよく、常法により所望の構成を有するニッケル含む複合酸化物を調製して準備してもよい。ここでニッケル含有複合化合物としては、ニッケル含む複合酸化物または複合水酸化物、ニッケルおよびニッケル以外の金属(例えば、コバルト、マンガン、アルミニウム、チタン、ニオブ等)を含む複合酸化物または複合水酸化物などが挙げられる。
(Preparation process)
In the preparation step, a nickel-containing composite compound is prepared. The precursor may be appropriately selected and prepared from commercially available products, or may be prepared by preparing a nickel-containing complex oxide having a desired structure by a conventional method. Here, the nickel-containing complex compound includes a complex oxide or complex hydroxide containing nickel, a complex oxide or complex hydroxide containing nickel and a metal other than nickel (for example, cobalt, manganese, aluminum, titanium, niobium, etc.) Examples include.

所望の組成を有するニッケル含有複合化合物を得る方法としては、原料化合物(水酸化物、炭酸化合物等)を目的組成に合わせて混合し熱処理によってニッケル含有複合酸化物に分解する方法の他、原料化合物を溶解した溶液を準備し、温度調整、pH調整、錯化剤投入等で目的の組成を有する前駆沈殿物を得て、それら前駆沈殿物の熱処理によってニッケル含有複合化合物としてニッケル含有複合酸化物を得る共沈法などを挙げることができる。以下、ニッケル含有複合酸化物(以下、単に複合酸化物ともいう)の製造方法の一例について説明する。 As a method for obtaining a nickel-containing composite compound having a desired composition, there is a method in which raw material compounds (hydroxide, carbonate compounds, etc.) are mixed according to the desired composition and decomposed into a nickel-containing composite oxide by heat treatment. A nickel-containing composite oxide is prepared as a nickel-containing composite compound by preparing a solution in which nickel is dissolved, obtaining a precursor precipitate having the desired composition by adjusting the temperature, adjusting the pH, adding a complexing agent, etc., and heat-treating the precursor precipitate. Examples include a coprecipitation method to obtain An example of a method for producing a nickel-containing composite oxide (hereinafter also simply referred to as a composite oxide) will be described below.

共沈法により複合酸化物を得る方法には、所望の構成比で金属イオンを含む混合溶液のpH等を調整して種晶を得る種生成工程と、生成した種晶を成長させて所望の特性を有する複合水酸化物を得る晶析工程と、得られる複合水酸化物を熱処理して複合酸化物を得る工程とを含むことができる。 The method of obtaining a composite oxide by the coprecipitation method includes a seed generation step in which seed crystals are obtained by adjusting the pH etc. of a mixed solution containing metal ions at a desired composition ratio, and a seed generation step in which the generated seed crystals are grown to obtain the desired crystal. The method can include a crystallization step for obtaining a composite hydroxide having characteristics, and a step for heat-treating the obtained composite hydroxide to obtain a composite oxide.

種生成工程では、所望の構成比でニッケルイオンを含む混合溶液のpHを、例えば11から13に調整することで種晶を含む液媒体を調製する。種晶は例えば、ニッケルを所望の比率で含む水酸化物を含むことができる。混合溶液は、ニッケル塩を所望の割合で水溶解することで調製できる。ニッケル塩としては例えば、硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩等を挙げることができる。混合溶液は、ニッケル塩に加えて、必要に応じて他の金属塩を所望の構成比で含んでいてもよい。種生成工程における温度は例えば40℃から80℃とすることができる。種生成工程における雰囲気は、低酸化性雰囲気とすることができ、例えば酸素濃度を10体積%以下に維持してよい。 In the seed generation step, a liquid medium containing seed crystals is prepared by adjusting the pH of a mixed solution containing nickel ions at a desired composition ratio, for example, from 11 to 13. The seed crystals can include, for example, a hydroxide containing nickel in a desired proportion. A mixed solution can be prepared by dissolving nickel salt in water at a desired ratio. Examples of nickel salts include sulfates, nitrates, hydrochlorides, and the like. In addition to the nickel salt, the mixed solution may optionally contain other metal salts in a desired composition ratio. The temperature in the seed generation step can be, for example, from 40°C to 80°C. The atmosphere in the seed generation step can be a low oxidizing atmosphere, for example, the oxygen concentration may be maintained at 10% by volume or less.

晶析工程では、生成した種晶を成長させて所望の特性を有するニッケルを含む前駆沈殿物を得る。種晶の成長は例えば、種晶を含む液媒体に、そのpHを例えば7から12.5、好ましくは7.5から12の範囲に維持しつつ、ニッケルイオンと必要に応じて他の金属イオンとを含む混合溶液を添加することで行うことができる。混合溶液の添加時間は例えば1時間から24時間であり、好ましくは3時間から18時間である。晶析工程における温度は例えば40℃から80℃とすることができる。晶析工程における雰囲気は種生成工程と同様である。 In the crystallization step, the generated seed crystals are grown to obtain a nickel-containing precursor precipitate having desired properties. The growth of the seed crystals can be carried out, for example, by adding nickel ions and optionally other metal ions to a liquid medium containing the seed crystals, while maintaining its pH in the range of, for example, 7 to 12.5, preferably 7.5 to 12. This can be done by adding a mixed solution containing. The addition time of the mixed solution is, for example, 1 hour to 24 hours, preferably 3 hours to 18 hours. The temperature in the crystallization step can be, for example, from 40°C to 80°C. The atmosphere in the crystallization step is the same as in the seed generation step.

種生成工程および晶析工程におけるpHの調整は、硫酸水溶液、硝酸水溶液等の酸性水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、アンモニア水等のアルカリ性水溶液などを用いて行うことができる。 Adjustment of pH in the seed generation step and the crystallization step can be carried out using an acidic aqueous solution such as a sulfuric acid aqueous solution or a nitric acid aqueous solution, an alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide aqueous solution, or an aqueous ammonia solution.

晶析工程においては、前駆沈殿物の粒子径を制御することが望ましい。前駆沈殿物の粒子径の制御は、反応場の温度、pH、攪拌速度等を調整することで行うことができる。またこれらの条件は、反応場を収納する容器の形状、出発原料、出発原料の反応場への投入速度等の実際の条件に応じて適宜調整することができる。更に、前駆沈殿物の析出が開始してからの熟成時間、攪拌速度等によって、前駆沈殿物の粒子径を制御することが可能である。この際の条件も、反応容器の形状によって粒子の成長速度、形状等が異なるので実際の条件に応じて適宜調整してもよい。 In the crystallization step, it is desirable to control the particle size of the precursor precipitate. The particle size of the precursor precipitate can be controlled by adjusting the temperature, pH, stirring speed, etc. of the reaction field. Further, these conditions can be adjusted as appropriate depending on actual conditions such as the shape of the container housing the reaction field, the starting materials, and the rate at which the starting materials are introduced into the reaction field. Furthermore, it is possible to control the particle size of the precursor precipitate by adjusting the aging time after the precipitation of the precursor precipitate starts, the stirring speed, etc. The conditions at this time may also be adjusted as appropriate depending on the actual conditions, since the growth rate, shape, etc. of the particles vary depending on the shape of the reaction vessel.

複合酸化物を得る工程では、晶析工程で得られる複合水酸化物を含む前駆沈殿物を、熱処理することにより複合酸化物を得る。熱処理は例えば500℃以下の温度で複合水酸化物を加熱して行ってもよく、好ましくは350℃以下で加熱して行うことである。また熱処理の温度は例えば100℃以上であってもよく、好ましくは200℃以上である。熱処理の時間は例えば0.5時間から48時間としてもよく、好ましくは5時間から24時間である。熱処理の雰囲気は、大気中であっても、酸素を含む雰囲気であってもよい。熱処理は、例えばボックス炉、ロータリーキルン炉、プッシャー炉、ローラーハースキルン炉等を用いて行ってもよい。 In the step of obtaining the composite oxide, the composite oxide is obtained by heat-treating the precursor precipitate containing the composite hydroxide obtained in the crystallization step. The heat treatment may be performed, for example, by heating the composite hydroxide at a temperature of 500°C or lower, preferably 350°C or lower. Further, the temperature of the heat treatment may be, for example, 100°C or higher, preferably 200°C or higher. The heat treatment time may be, for example, 0.5 to 48 hours, preferably 5 to 24 hours. The atmosphere for the heat treatment may be the air or an atmosphere containing oxygen. The heat treatment may be performed using, for example, a box furnace, rotary kiln, pusher furnace, roller hearth kiln, or the like.

得られる複合酸化物は、ニッケルに加えて他の金属元素を含んでいてもよい。他の金属としては、コバルト、マンガン、アルミニウム、チタンおよびニオブ等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、少なくともコバルト、マンガンおよびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。複合酸化物が、他の金属を含む場合、前駆沈殿物を得る混合水溶液に、所望の構成で他の金属イオンを含有させればよい。これにより、前駆沈殿物にニッケルと他の金属を含有せしめ、前駆沈殿物を熱処理することで所望の組成を有する複合酸化物を得ることができる。 The resulting composite oxide may contain other metal elements in addition to nickel. Other metals include cobalt, manganese, aluminum, titanium, niobium, etc., preferably at least one selected from the group consisting of these, and at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, and aluminum. It is preferable to include. When the composite oxide contains other metals, the mixed aqueous solution from which the precursor precipitate is obtained may contain other metal ions in a desired configuration. Thereby, a composite oxide having a desired composition can be obtained by making the precursor precipitate contain nickel and other metals and heat-treating the precursor precipitate.

複合酸化物の平均粒径は、例えば、2μm以上30μm以下であり、好ましくは、3μm以上25μm以下である。複合酸化物の平均粒径は、体積平均粒径であり、レーザー散乱法によって得られる体積分布における小粒径側からの体積積算値が50%となる値である。 The average particle size of the composite oxide is, for example, 2 μm or more and 30 μm or less, preferably 3 μm or more and 25 μm or less. The average particle size of the composite oxide is a volume average particle size, and is a value at which the volume integrated value from the small particle size side in the volume distribution obtained by the laser scattering method is 50%.

ニッケル含有複合化合物は、ニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が、例えば、0.6より大きく1未満であってよい。ニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比は、好ましくは0.7以上であり、より好ましくは、0.8以上である。また、ニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比は、0.98以下であってよく、0.95以下であってもよい。ニッケル含有複合化合物中のニッケル比率が上記の範囲にあることで、これを用いて得られる正極材料の放電容量を高くしつつ、後述のモリブデンの添加や除去による、低SOCでの出力の改善効果がより大きくなる傾向がある。 In the nickel-containing composite compound, the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metal contained in the nickel-containing composite compound may be, for example, greater than 0.6 and less than 1. The ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals contained in the nickel-containing composite compound is preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more. Further, the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals contained in the nickel-containing composite compound may be 0.98 or less, or may be 0.95 or less. By having a nickel ratio in the nickel-containing composite compound within the above range, the discharge capacity of the positive electrode material obtained using this can be increased, while the addition or removal of molybdenum (described later) can improve output at low SOC. tends to be larger.

ニッケル含有複合化合物は、ニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対するコバルトのモル数の比が0以上0.4未満であってよく、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上である。またニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対するコバルトのモル数の比は、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.1以下である。ニッケル含有複合化合物中のコバルト比率が上記の範囲にあることで、正極材料の製造にかかるコストを低減でき、後述のモリブデンの添加や除去による、低SOCでの出力の改善効果がより大きくなる傾向がある。 In the nickel-containing composite compound, the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of metals contained in the nickel-containing composite compound may be 0 or more and less than 0.4, preferably 0.01 or more, and more preferably 0.03. That's all. Further, the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of metals contained in the nickel-containing composite compound is preferably 0.2 or less, more preferably 0.1 or less. By having the cobalt ratio in the nickel-containing composite compound within the above range, the cost for manufacturing the positive electrode material can be reduced, and the effect of improving output at low SOC by adding or removing molybdenum, which will be described later, tends to be greater. There is.

ニッケル含有複合化合物は、少なくともニッケルおよびコバルトを含む化合物であってよい。ニッケル含有複合化合物がニッケルに加えてコバルトを含む場合、ニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対するコバルトのモル数の比は0.01以上0.4未満であってよく、好ましくは0.02以上、より好ましくは0.04以上であり、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.1以下である。 The nickel-containing composite compound may be a compound containing at least nickel and cobalt. When the nickel-containing composite compound contains cobalt in addition to nickel, the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of metal contained in the nickel-containing composite compound may be 0.01 or more and less than 0.4, preferably 0. It is at least .02, more preferably at least 0.04, preferably at most 0.2, more preferably at most 0.1.

ニッケル含有複合化合物は、その組成にマンガンおよびアルミニウムの少なくとも一方を含んでいてよい。ニッケル含有複合化合物が、その組成にマンガンおよびアルミニウムの少なくとも一方を含む場合、ニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対するマンガンおよびアルミニウムの総モル数の比は、例えば、0より大きく、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上である。また、ニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対するマンガンおよびアルミニウムの総モル数の比は例えば0.4未満であってよく、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.1以下である。ニッケル含有複合化合物中のマンガンおよびアルミニウムの比率が上記の範囲にあることで、これを用いて得られる正極材料における放電容量がより大きくなる傾向がある。 The nickel-containing composite compound may include at least one of manganese and aluminum in its composition. When the nickel-containing composite compound includes at least one of manganese and aluminum in its composition, the ratio of the total number of moles of manganese and aluminum to the total number of moles of metals contained in the nickel-containing composite compound is, for example, greater than 0, preferably is 0.01 or more, more preferably 0.03 or more. Further, the ratio of the total number of moles of manganese and aluminum to the total number of moles of metals contained in the nickel-containing composite compound may be, for example, less than 0.4, preferably 0.2 or less, more preferably 0.1 or less. be. When the ratio of manganese and aluminum in the nickel-containing composite compound is within the above range, the discharge capacity of the positive electrode material obtained using the same tends to be larger.

ニッケル含有複合化合物は、その組成にニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウム以外の他の金属元素M2を含んでいてよい。ニッケル含有複合化合物は、その組成に少なくとも金属元素M2を含む場合、ニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対する金属元素M2の総モル数の比は、例えば0より大きく、好ましくは0.001以上であり、より好ましくは0.003以上である。またニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対する金属元素M2の総モル数の比は例えば、0.1以下であり、好ましくは0.05以下、より好ましくは0.03以下である。金属元素M2としては、例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、イットリウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、鉄、銅、亜鉛、カドミウム、ガリウム、ケイ素、スズ、リン、ビスマス、ランタン、セリウム、ネオジム、サマリウム、エルビウムまたはルテチウムなどが挙げられ、好ましくは、ケイ素、ジルコニウム、チタン、マグネシウム、タンタル、ニオブ、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。 The nickel-containing composite compound may include other metal elements M2 than nickel, cobalt, manganese and aluminum in its composition. When the nickel-containing composite compound includes at least the metal element M2 in its composition, the ratio of the total number of moles of the metal element M2 to the total number of moles of metal contained in the nickel-containing composite compound is, for example, greater than 0, preferably 0. 001 or more, more preferably 0.003 or more. Further, the ratio of the total number of moles of the metal element M2 to the total number of moles of metals contained in the nickel-containing composite compound is, for example, 0.1 or less, preferably 0.05 or less, and more preferably 0.03 or less. Examples of the metal element M2 include sodium, potassium, magnesium, calcium, barium, yttrium, titanium, zirconium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, iron, copper, zinc, cadmium, gallium, silicon, tin, phosphorus, Examples include bismuth, lanthanum, cerium, neodymium, samarium, erbium, and lutetium, and preferably at least one selected from the group consisting of silicon, zirconium, titanium, magnesium, tantalum, niobium, molybdenum, and tungsten.

ニッケル含有複合化合物は、複合酸化物でもよく、例えば下記式(2)で表される組成を有していてよい。
NiCo 2+α (2)
The nickel-containing composite compound may be a composite oxide, and may have a composition represented by the following formula (2), for example.
Ni q Cor M 1 s M 2 t O 2+α (2)

式(2)中、Mは、MnおよびAlの少なくとも一方を示す。Mは、Na、K、Mg、Ca、Ba、Y、Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Fe、Cu、Zn、Cd、Ga、Si、Sn、P、Bi、La、Ce、Nd、Sm、ErおよびLuからなる群より選択される少なくとも1種を示す。q、r、s、tおよびαは、0.6<q<1、0≦r<0.4、0≦s<0.4、0≦t≦0.1、-1≦α≦1、q+r+s+t≦1を満たす。好ましくは、0.7≦q≦0.98、0.01≦r≦0.2、0.01≦s≦0.2、0.001≦t≦0.05、-0.1≦α≦0.1である。また好ましくは、Mは、Si、Zr、Ti、Mg、Ta、Nb、MoおよびWからなる群から選択される少なくとも1種である。 In formula (2), M 1 represents at least one of Mn and Al. M2 is Na, K, Mg, Ca, Ba, Y, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Fe, Cu, Zn, Cd, Ga, Si, Sn, P, Bi, La, At least one selected from the group consisting of Ce, Nd, Sm, Er, and Lu is shown. q, r, s, t and α are 0.6<q<1, 0≦r<0.4, 0≦s<0.4, 0≦t≦0.1, -1≦α≦1, q+r+s+t≦1 is satisfied. Preferably, 0.7≦q≦0.98, 0.01≦r≦0.2, 0.01≦s≦0.2, 0.001≦t≦0.05, -0.1≦α≦ It is 0.1. Also preferably, M2 is at least one selected from the group consisting of Si, Zr, Ti, Mg, Ta, Nb, Mo, and W.

第1粒子を得る工程では、リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物を含む混合物を焼成して、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満であるリチウム遷移金属複合酸化物を含む。第1粒子を得る工程は、上述の準備工程に加えて、混合工程や焼成工程を含んでいてもよい。 In the step of obtaining the first particles, a mixture containing a lithium compound, a nickel-containing composite compound, and a molybdenum compound is fired, and the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition exceeds 0.6. contains a lithium-transition metal composite oxide with less than 1. The step of obtaining the first particles may include a mixing step and a firing step in addition to the above-mentioned preparation step.

(混合工程)
混合工程では、リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物を含む混合物を得ることを含む。リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物の混合は、乾式で行ってもよく、湿式でもよい。混合は、例えば、スーパーミキサー等を用いて行うことができる。この混合工程では、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物に加えて他の金属元素の単体、合金又は金属化合物を混合してもよい。また、ニッケル含有複合化合物としては、上述の準備工程で得たニッケル含有複合化合物を用いることもできるが、市販品から適宜選択して用いてもよい。
(Mixing process)
The mixing step includes obtaining a mixture containing a lithium compound, a nickel-containing composite compound, and a molybdenum compound. The lithium compound, the nickel-containing composite compound, and the molybdenum compound may be mixed in a dry or wet manner. Mixing can be performed using, for example, a super mixer. In this mixing step, in addition to the nickel-containing composite compound and the molybdenum compound, other simple metal elements, alloys, or metal compounds may be mixed. Further, as the nickel-containing composite compound, the nickel-containing composite compound obtained in the above-mentioned preparatory step can be used, but it may also be appropriately selected from commercially available products.

リチウム化合物としては、例えば、水酸化リチウム、炭酸リチウム、酸化リチウム等を挙げることができる。混合に用いるリチウム化合物の粒径は、体積平均粒径として例えば、0.1μm以上100μm以下であり、2μm以上20μm以下が好ましい。 Examples of the lithium compound include lithium hydroxide, lithium carbonate, and lithium oxide. The particle size of the lithium compound used for mixing is, for example, 0.1 μm or more and 100 μm or less as a volume average particle size, and preferably 2 μm or more and 20 μm or less.

リチウム化合物は、ニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モルに対するリチウムのモル比が、0.7以上1.4以下となるように混合されてよく、0.95以上1.2以下となるように混合されてもよい。ニッケル含有複合化合物とリチウム化合物との混合は、例えば、高速せん断ミキサー等を用いて行うことができる。 The lithium compound may be mixed such that the molar ratio of lithium to the total moles of metals contained in the nickel-containing composite compound is 0.7 or more and 1.4 or less, and 0.95 or more and 1.2 or less. may be mixed with The nickel-containing composite compound and the lithium compound can be mixed using, for example, a high-speed shear mixer.

モリブデン化合物は、酸化モリブデン、モリブデン酸リチウム、塩化モリブデン、フッ化モリブデン、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸アンモニウム等が挙げられる。なかでも、酸化モリブデンが好ましく、三酸化モリブデンがより好ましい。モリブデン化合物として、酸化モリブデンを用いた場合には比較的不純物が少ない正極材料が得られるため、これを用いて得られる正極材料を電池に用いた際に電池特性が向上する場合がある。 Examples of molybdenum compounds include molybdenum oxide, lithium molybdate, molybdenum chloride, molybdenum fluoride, sodium molybdate, ammonium molybdate, and the like. Among these, molybdenum oxide is preferred, and molybdenum trioxide is more preferred. When molybdenum oxide is used as a molybdenum compound, a positive electrode material with relatively few impurities can be obtained, so when a positive electrode material obtained using this is used in a battery, battery characteristics may be improved.

モリブデン化合物の添加量は、モリブデン化合物を除いた混合物中に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対して、例えば0.5モル%以上であってよい。モリブデン化合物の添加量は、好ましくは0.5モル%より大きく、より好ましくは0.6モル%以上であり、さらに好ましくは、1モル%以上、1.2モル%以上である。また、モリブデン化合物の添加量は、モリブデン化合物を除いた混合物中に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対して5モル%以下であってよく、好ましくは、2モル%以下、更に好ましくは、1.8モル%以下である。モリブデン化合物の添加量が0.5モル%より少ないと出力特性改善の効果が十分に得られない傾向があり、一方添加量が5モル%を超える場合、充放電容量およびサイクル特性が悪化するおそれがある。 The amount of the molybdenum compound added may be, for example, 0.5 mol % or more based on the total number of moles of metals other than lithium contained in the mixture excluding the molybdenum compound. The amount of the molybdenum compound added is preferably greater than 0.5 mol%, more preferably 0.6 mol% or more, and even more preferably 1 mol% or more, and 1.2 mol% or more. Further, the amount of the molybdenum compound added may be 5 mol% or less, preferably 2 mol% or less, more preferably 2 mol% or less, based on the total number of moles of metals other than lithium contained in the mixture excluding the molybdenum compound. , 1.8 mol% or less. If the amount of the molybdenum compound added is less than 0.5 mol%, there is a tendency that the effect of improving output characteristics will not be sufficiently obtained, while if the amount added exceeds 5 mol%, there is a risk that charge/discharge capacity and cycle characteristics may deteriorate. There is.

混合工程では、リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物以外に、他の金属元素の単体、合金又は金属化合物を混合してもよい。他の金属元素としては、アルミニウム、ケイ素、ジルコニウム、チタン、マグネシウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、タングステン等が挙げられ、アルミニウム、ケイ素、ジルコニウム、チタン、マグネシウム、タンタル、ニオブ、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。なかでも他の金属元素としてアルミニウム、ジルコニウムおよびタングステンからなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましく、これらの金属元素がそれぞれ単体で含まれてもよいが、それぞれの金属化合物が含まれることで、複数の化合物が含まれていてもよい。例えば、アルミニウムを含む化合物とジルコニウムを含む化合物とが混合物中に含まれていてもよい。アルミニウムを含む化合物としては、具体的には、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウムなどが挙げられる。ジルコニウムを含む化合物としては、具体的には酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、ヨウ化ジルコニウム、硫化ジルコニウム、炭酸ジルコニウムなど挙げられる。タングステンを含む化合物としては、具体的には、酸化タングステン、タングステン酸リチウム、フッ化タングステン、塩化タングステン、臭化タングステン、ヨウ化タングステンなどが挙げられる。アルミニウムを含む化合物を混合すると結晶構造の安定化により、得られる正極材料の電池に用いた際の安全性が向上する傾向がある。ジルコニウムを含む化合物を混合すると、得られる正極材料の電池に用いた際のサイクル特性の向上が期待される。タングステンを含む化合物を混合すると、得られる正極材料を電池に用いた際の出力特性がより向上する傾向がある。 In the mixing step, in addition to the lithium compound, the nickel-containing composite compound, and the molybdenum compound, other simple metal elements, alloys, or metal compounds may be mixed. Other metal elements include aluminum, silicon, zirconium, titanium, magnesium, tantalum, niobium, molybdenum, tungsten, etc., and from the group consisting of aluminum, silicon, zirconium, titanium, magnesium, tantalum, niobium, molybdenum and tungsten. It may contain at least one selected type. Among them, it is preferable to include at least one selected from the group consisting of aluminum, zirconium, and tungsten as other metal elements, and each of these metal elements may be contained alone, but it is preferable that each metal compound is contained. and may contain multiple compounds. For example, a compound containing aluminum and a compound containing zirconium may be included in the mixture. Specific examples of compounds containing aluminum include aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum carbonate, aluminum chloride, aluminum iodide, aluminum sulfate, and aluminum nitrate. Specific examples of compounds containing zirconium include zirconium oxide, zirconium hydroxide, zirconium fluoride, zirconium chloride, zirconium bromide, zirconium iodide, zirconium sulfide, and zirconium carbonate. Specific examples of compounds containing tungsten include tungsten oxide, lithium tungstate, tungsten fluoride, tungsten chloride, tungsten bromide, and tungsten iodide. When a compound containing aluminum is mixed, the crystal structure is stabilized, which tends to improve the safety of the resulting positive electrode material when used in batteries. When a compound containing zirconium is mixed, it is expected that the cycle characteristics of the obtained positive electrode material will be improved when used in a battery. Mixing a compound containing tungsten tends to further improve the output characteristics when the resulting positive electrode material is used in a battery.

混合工程において、リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物以外に、他の金属元素として特にアルミニウムを混合する場合、その添加量はニッケル含有複合化合物に対して、アルミニウム原子換算で、0モル%より大きく、15モル%以下であってよい。アルミニウムを含む化合物の添加量は、ニッケル含有複合化合物に対して、アルミニウム原子換算で好ましくは0.5モル%より大きく、より好ましくは1モル%以上であり、さらに好ましくは、1.5モル%以上となるように混合される。また、アルミニウムを含む化合物の添加量は、ニッケル含有複合化合物に対して、好ましくは12モル%以下、より好ましくは8モル%以下、さらに好ましくは5モル%以下となるように混合される。また、混合に用いられるアルミニウムを含む化合物は単体であっても化合物であってもよい。 In the mixing process, when aluminum is particularly mixed as another metal element in addition to the lithium compound, nickel-containing composite compound, and molybdenum compound, the amount added is less than 0 mol% in terms of aluminum atoms relative to the nickel-containing composite compound. The amount may be as large as 15 mol% or less. The amount of the aluminum-containing compound added is preferably greater than 0.5 mol%, more preferably 1 mol% or more, and even more preferably 1.5 mol% in terms of aluminum atoms, based on the nickel-containing composite compound. They are mixed so that the above results are achieved. Further, the amount of the aluminum-containing compound added is preferably 12 mol% or less, more preferably 8 mol% or less, still more preferably 5 mol% or less, based on the nickel-containing composite compound. Further, the aluminum-containing compound used for mixing may be a single substance or a compound.

混合工程において、リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物以外に、他の金属元素としてアルミニウム以外を混合する場合、その添加量は他の金属元素の原子換算で、ニッケル含有複合化合物に対して、0モル%より大きく5モル%以下であってよい。他の金属元素の混合形態は、単体であっても化合物であってもよいが、その添加量は、他の金属元素の原子換算で、ニッケル含有複合化合物に対して、好ましくは0.01モル%以上、より好ましくは0.05モル%以上であり、さらに好ましくは、0.1モル%以上となるように混合される。また、金属含有化合物の添加量は、他の金属元素の原子換算で、ニッケル含有複合化合物に対して、好ましくは3モル%以下、より好ましくは1モル%以下、さらに好ましくは0.5モル%以下となるように混合される。 In the mixing process, when other metal elements other than aluminum are mixed in addition to the lithium compound, nickel-containing composite compound, and molybdenum compound, the amount added is in terms of atoms of the other metal element, relative to the nickel-containing composite compound. It may be greater than 0 mol% and less than 5 mol%. The mixed form of the other metal element may be a single substance or a compound, but the amount added is preferably 0.01 mol relative to the nickel-containing composite compound in terms of atoms of the other metal element. % or more, more preferably 0.05 mol % or more, still more preferably 0.1 mol % or more. Further, the amount of the metal-containing compound added is preferably 3 mol% or less, more preferably 1 mol% or less, and even more preferably 0.5 mol%, based on the nickel-containing composite compound in terms of atoms of other metal elements. Mixed as follows:

(焼成工程)
リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物を含む混合物を焼成して、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満であるリチウム遷移金属複合酸化物を含む。焼成は、大気中で行ってもよいし、酸素を含む雰囲気で行ってもよい。
(Firing process)
A lithium transition metal in which the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition is more than 0.6 and less than 1, obtained by firing a mixture containing a lithium compound, a nickel-containing composite compound, and a molybdenum compound. Contains complex oxides. Firing may be performed in the air or in an atmosphere containing oxygen.

焼成温度は、例えば550℃以上1000℃以下であるが、700℃以上1000℃以下が好ましく、800℃以上1000℃以下がより好ましく、850℃以上950℃以下がさらに好ましい。混合物の焼成は、単一の温度による熱処理で行ってもよいが、高電圧時における放電容量の点から複数の温度による熱処理で行うことが好ましい。複数の温度による熱処理で焼成する場合、例えば、第1温度を所定時間で保持した後、さらに昇温し、第2温度を所定時間で保持することが望ましい。第1温度は、例えば、200℃以上600℃以下、好ましくは400℃以上500℃以下であり、第2温度は、例えば、600℃以上950℃以下、好ましくは850℃以上950℃以下である。熱処理の時間は例えば、0.5時間から48時間であり、複数の温度による熱処理を行う場合は、それぞれ0.2時間から47時間とすることができる。 The firing temperature is, for example, 550°C or more and 1000°C or less, preferably 700°C or more and 1000°C or less, more preferably 800°C or more and 1000°C or less, and even more preferably 850°C or more and 950°C or less. The mixture may be fired by heat treatment at a single temperature, but from the viewpoint of discharge capacity at high voltage, it is preferable to perform heat treatment at multiple temperatures. When firing by heat treatment at multiple temperatures, for example, it is desirable to hold the first temperature for a predetermined time, then further raise the temperature, and hold the second temperature for a predetermined time. The first temperature is, for example, 200°C or more and 600°C or less, preferably 400°C or more and 500°C or less, and the second temperature is, for example, 600°C or more and 950°C or less, preferably 850°C or more and 950°C or less. The heat treatment time is, for example, 0.5 to 48 hours, and when heat treatment is performed at a plurality of temperatures, each can be 0.2 to 47 hours.

第1粒子は、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を含んでいてもよい。また、第1粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、ニッケルを含む化合物であるが、さらにコバルトやマンガンを含んでいてもよい。また、第1粒子に含まれるリチウムのモル数は、リチウム以外の金属の総モル数に対して、0.95以上1.5以下であってよく、1以上1.2以下であってよい。第1粒子に含まれるニッケルのモル数は、リチウム以外の金属の総モル数に対して、0.6以上1未満であってよく、0.8以上0.98以下であってよい。さらにコバルトを含む場合、リチウム以外の金属に含まれるコバルトのモル数は、リチウム以外の金属の総モル数に対して、0.01以上0.2以下であってよく、0.03以上0.1以下であってよい。 The first particles may include a lithium transition metal composite oxide having a layered structure. Further, the lithium transition metal composite oxide contained in the first particles is a compound containing nickel, but may further contain cobalt or manganese. Further, the number of moles of lithium contained in the first particles may be 0.95 or more and 1.5 or less, and may be 1 or more and 1.2 or less with respect to the total number of moles of metals other than lithium. The number of moles of nickel contained in the first particles may be 0.6 or more and less than 1, and may be 0.8 or more and 0.98 or less with respect to the total number of moles of metals other than lithium. Furthermore, when cobalt is included, the number of moles of cobalt contained in the metal other than lithium may be 0.01 or more and 0.2 or less, and 0.03 or more and 0.2 or less, relative to the total number of moles of the metal other than lithium. It may be 1 or less.

第1粒子を得る工程において、第1粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.005を超えて0.02以下であってもよい。また、第1粒子に含まれるモリブデンは、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対して、0.006以上が好ましく、0.01以上がより好ましく、0.012以上がさらに好ましい。第1粒子に含まれるモリブデンは、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対して、0.018以下が好ましい。第1粒子に含まれるモリブデンの含有率が、0.005以下であると出力特性改善の効果が十分に得られない傾向がある。 In the step of obtaining the first particles, the lithium transition metal composite oxide contained in the first particles has a composition in which the ratio of moles of molybdenum to the total moles of metals other than lithium exceeds 0.005 and is 0.02. It may be the following. Moreover, the molybdenum contained in the first particles is preferably 0.006 or more, more preferably 0.01 or more, and even more preferably 0.012 or more with respect to the total number of moles of metals other than lithium in the composition. The molybdenum contained in the first particles is preferably 0.018 or less based on the total number of moles of metals other than lithium in the composition. If the content of molybdenum contained in the first particles is 0.005 or less, the effect of improving output characteristics tends to be insufficient.

第1粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、複合酸化物でもよく、例えば下記式(1)で表される組成を有していてよい。
LiNiCo 2+α (1)
式(1)中、Mは、MnおよびAlの少なくとも一方を示す。Mは、Na、K、Mg、Ca、Ba、Y、Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Fe、Cu、Zn、Cd、Ga、Si、Sn、P、Bi、La、Ce、Nd、Sm、ErおよびLuからなる群より選択される少なくとも1種を示す。p、x、y、z、uおよびαは、0.95≦p≦1.5、0.6<x<1、0≦y<0.4、0≦z<0.4、0≦u≦0.1、-0.3≦α≦0.3、x+y+z+u≦1を満たす。好ましくは、1.0≦p≦1.3、0.7≦x≦0.98、0.01≦y≦0.2、0.01≦z≦0.2、0.001≦u≦0.05、-0.1≦α≦0.1である。また好ましくは、Mは、Si、Zr、Ti、Mg、Ta、Nb、MoおよびWからなる群から選択される少なくとも1種であり、より好ましくは、MはMoを含む。Moの他にSi、Zr、Ti、Mg、Ta、NbおよびWからなる群から選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。
The lithium transition metal composite oxide contained in the first particles may be a composite oxide, and may have a composition represented by the following formula (1), for example.
Li p Ni x Co y M 1 z M 2 u O 2+α (1)
In formula (1), M 1 represents at least one of Mn and Al. M2 is Na, K, Mg, Ca, Ba, Y, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Fe, Cu, Zn, Cd, Ga, Si, Sn, P, Bi, La, At least one selected from the group consisting of Ce, Nd, Sm, Er, and Lu is shown. p, x, y, z, u and α are 0.95≦p≦1.5, 0.6<x<1, 0≦y<0.4, 0≦z<0.4, 0≦u ≦0.1, -0.3≦α≦0.3, x+y+z+u≦1. Preferably, 1.0≦p≦1.3, 0.7≦x≦0.98, 0.01≦y≦0.2, 0.01≦z≦0.2, 0.001≦u≦0 .05, -0.1≦α≦0.1. Also preferably, M 2 is at least one selected from the group consisting of Si, Zr, Ti, Mg, Ta, Nb, Mo, and W, and more preferably, M 2 contains Mo. In addition to Mo, at least one member selected from the group consisting of Si, Zr, Ti, Mg, Ta, Nb, and W may be included.

第2粒子を得る工程では、第1粒子の固形分濃度が20質量%以上80質量%以下となるように、第1粒子を液媒体と接触させることで、第1粒子に含まれるモリブデン元素の一部を除去することを含む。この工程では、第1粒子と液媒体とを接触させる工程として、洗浄工程を含んでいてもよく、また洗浄工程の後に、ホウ素混合工程や熱処理工程を含んでいてもよい。例えば、第1粒子を液媒体と接触させた後に、さらにホウ素化合物と混合し熱処理することを含んでいてもよい。 In the step of obtaining the second particles, the molybdenum element contained in the first particles is removed by contacting the first particles with a liquid medium such that the solid content concentration of the first particles is 20% by mass or more and 80% by mass or less. Including removing some. This step may include a washing step as the step of bringing the first particles into contact with the liquid medium, and may also include a boron mixing step or a heat treatment step after the washing step. For example, after bringing the first particles into contact with the liquid medium, the method may further include mixing with a boron compound and heat-treating.

(洗浄工程)
洗浄工程では、第1粒子を液媒体と接触させることで、第1粒子に含まれるモリブデン元素の一部を除去することで第2粒子として洗浄粒子を得る。液媒体との接触後の処理物には、必要に応じて、脱水処理、乾燥処理等を実施してもよい。洗浄工程は、例えば、第1粒子に含まれるモリブデン元素の一部を除去する工程であり、第1粒子に含まれるモリブデンの形態の一例としては焼成工程において生成したモリブデン酸リチウムなどが考えられる。
(Washing process)
In the cleaning step, the first particles are brought into contact with a liquid medium to remove a portion of the molybdenum element contained in the first particles, thereby obtaining cleaning particles as second particles. The treated product after contact with the liquid medium may be subjected to dehydration treatment, drying treatment, etc., as necessary. The cleaning step is, for example, a step of removing a part of the molybdenum element contained in the first particles, and an example of the form of molybdenum contained in the first particles is lithium molybdate generated in the firing step.

液媒体(以下、洗浄液)は、必要に応じて、ナトリウムなどの金属イオンを含んでいてもよい。例えば、ナトリウムイオン、リチウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン、マグネシウムイオン等のアルカリ土類金属イオン等を挙げることができ、ナトリウムおよびリチウムの少なくともいずれか一方を含む溶液であることが好ましい。洗浄液にナトリウムイオンを含む場合、ナトリウムイオンの含有率は、例えば、0.01モル/L以上2.0モル/L以下であってよく、好ましくは0.03モル/L以上1.5モル/L以下、より好ましくは0.05モル/L以上1.0モル/L以下、さらに好ましくは0.05モル/L以上0.7モル/L以下、特に好ましくは0.1モル/L以上0.4モル/L以下である。洗浄液にリチウムイオンを含む場合も同様である。ナトリウムイオンおよびリチウムイオンの両方を含む場合は、それぞれのイオンの総含有率が上述の範囲にあることが好ましい。また、洗浄液がナトリウム以外の金属イオンを含む場合、その含有率は、例えば、0.1モル/L以下であってよく、好ましくは0.01モル/L未満であってよい。第1粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物へのダメージ低減の観点からは、洗浄液中にナトリウムを含むことが好ましく、洗浄液に含まれる金属イオンを上記範囲内とすることが好ましい。ナトリウムイオンの含有率を0.4モル%/L以下とした際には、洗浄によるダメージを特に低減することができ、より電池特性が向上する傾向がある。 The liquid medium (hereinafter referred to as cleaning liquid) may contain metal ions such as sodium, if necessary. Examples include alkali metal ions such as sodium ions, lithium ions, and potassium ions, and alkaline earth metal ions such as magnesium ions. Preferably, the solution contains at least one of sodium and lithium. When the cleaning solution contains sodium ions, the content of sodium ions may be, for example, from 0.01 mol/L to 2.0 mol/L, preferably from 0.03 mol/L to 1.5 mol/L. L or less, more preferably 0.05 mol/L or more and 1.0 mol/L or less, even more preferably 0.05 mol/L or more and 0.7 mol/L or less, particularly preferably 0.1 mol/L or more and 0. .4 mol/L or less. The same applies when the cleaning liquid contains lithium ions. When both sodium ions and lithium ions are included, the total content of each ion is preferably within the above range. Further, when the cleaning liquid contains metal ions other than sodium, the content thereof may be, for example, 0.1 mol/L or less, and preferably less than 0.01 mol/L. From the viewpoint of reducing damage to the lithium transition metal composite oxide contained in the first particles, it is preferable that the cleaning liquid contains sodium, and it is preferable that the metal ions contained in the cleaning liquid be within the above range. When the content of sodium ions is 0.4 mol %/L or less, damage caused by cleaning can be particularly reduced, and battery characteristics tend to be further improved.

第1粒子と洗浄液の接触温度は、例えば、5℃以上60℃以下であり、好ましくは10℃以上40℃以下である。また、接触時間は、例えば、1分以上2時間以下であり、好ましくは5分以上30分以下である。 The contact temperature between the first particles and the cleaning liquid is, for example, 5°C or more and 60°C or less, preferably 10°C or more and 40°C or less. Further, the contact time is, for example, 1 minute or more and 2 hours or less, preferably 5 minutes or more and 30 minutes or less.

第1粒子と洗浄液の接触は、洗浄液に第1粒子を投入してスラリーを調製して行ってよい。第1粒子と洗浄液の接触は、第1粒子の固形分濃度が、例えば、20質量%以上80質量%以下となるように行ってよく、好ましくは25質量%以上60質量%以下となるように行い、より好ましくは30質量%以上60質量%以下となるように行う。第1粒子の固形分濃度は、第1粒子の質量/(第1粒子の質量+洗浄液の質量)であり、例えば20質量%となるような場合であれば、第1粒子と洗浄液との質量比が20:80となる。上記の固形分濃度の範囲は、洗浄液に第1粒子を投入してスラリーとして接触させる際に、より効果が得られやすくなる傾向がある。また接触は、濾過器上に保持した第1粒子に洗浄液を通液して行ってもよく、第1粒子を純水などで洗浄し、脱水して得られる脱水ケーキに洗浄液を通液しておこなってもよい。第1粒子を純水などで洗浄した後、脱水して得られる脱水ケーキに洗浄液を通液する場合、使用する純水と洗浄液の合計の液量が第1粒子の質量に対して、0.25倍以上10倍以下となることが好ましく、0.5倍以上4倍以下となることがより好ましい。 The contact between the first particles and the cleaning liquid may be carried out by adding the first particles to the cleaning liquid to prepare a slurry. The first particles may be brought into contact with the cleaning liquid such that the solid content concentration of the first particles is, for example, 20% by mass or more and 80% by mass or less, preferably 25% by mass or more and 60% by mass or less. The content is more preferably 30% by mass or more and 60% by mass or less. The solid content concentration of the first particles is the mass of the first particles/(mass of the first particles + the mass of the cleaning liquid), and for example, in the case of 20% by mass, the mass of the first particles and the cleaning liquid The ratio will be 20:80. The solid content concentration range described above tends to be more effective when the first particles are introduced into the cleaning liquid and contacted as a slurry. The contact may also be carried out by passing a cleaning liquid through the first particles held on a filter, or by passing the cleaning liquid through a dehydrated cake obtained by washing the first particles with pure water or the like and dehydrating them. You may do so. When the first particles are washed with pure water or the like and then the washing liquid is passed through the dehydrated cake obtained by dehydration, the total amount of the pure water and the washing liquid used is 0.000% relative to the mass of the first particles. It is preferably 25 times or more and 10 times or less, and more preferably 0.5 times or more and 4 times or less.

第1粒子と洗浄液の接触は、第1粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物の組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比に対して、第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物の組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比(以下、モリブデン比)が、以下のような関係になるように行ってもよい。具体的には、第2粒子のモリブデン比を第1粒子のモリブデン比で除した値が、0.3以上となるように行ってもよく、好ましくは、0.35以上0.8以下となるように行い、より好ましくは、0.4以上0.7以下となるように行い、さらに好ましくは0.4以上0.6以下となるように行う。洗浄工程で第1粒子と液媒体との接触をこの範囲になるように行うことで、モリブデン元素の一部を除去することによる低SOCでの出力の改善効果が得られつつ、洗浄による粒子へのダメージを低減することができる。これらのモリブデン比は、誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析により測定することができる。その際、誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES;PerkinElmer社製)を用いてもよい。 The contact between the first particles and the cleaning solution is such that the lithium contained in the second particles is The ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium in the composition of the transition metal composite oxide (hereinafter referred to as molybdenum ratio) may be in the following relationship. Specifically, the value obtained by dividing the molybdenum ratio of the second particles by the molybdenum ratio of the first particles may be 0.3 or more, preferably 0.35 or more and 0.8 or less. More preferably, it is 0.4 or more and 0.7 or less, and even more preferably 0.4 or more and 0.6 or less. By bringing the first particles into contact with the liquid medium within this range during the cleaning process, it is possible to improve the output at a low SOC by removing a portion of the molybdenum element, while also reducing the damage can be reduced. These molybdenum ratios can be measured by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy. At this time, an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES; manufactured by PerkinElmer) may be used.

洗浄工程で得られる洗浄粒子は乾燥処理されてよい。乾燥処理は洗浄粒子に付着した水分の少なくとも一部を除去できればよく、加熱乾燥、風乾、減圧乾燥等で行うことができる。加熱乾燥する場合の乾燥温度は、洗浄粒子に含まれる水分が十分に除去される温度であればよい。乾燥温度は、例えば、80℃以上300℃以下であり、好ましくは100℃以上250℃以下である。乾燥時間は、洗浄粒子に含まれる水分量に応じて適宜選択すればよい。乾燥時間は、例えば、1時間以上10時間以下である。 The cleaning particles obtained in the cleaning step may be subjected to a drying treatment. The drying treatment only needs to be able to remove at least a portion of the water adhering to the cleaning particles, and can be performed by heating drying, air drying, reduced pressure drying, or the like. The drying temperature in the case of heating and drying may be a temperature at which water contained in the cleaning particles is sufficiently removed. The drying temperature is, for example, 80°C or higher and 300°C or lower, preferably 100°C or higher and 250°C or lower. The drying time may be appropriately selected depending on the amount of water contained in the cleaning particles. The drying time is, for example, 1 hour or more and 10 hours or less.

(ホウ素混合工程)
ホウ素混合工程では、洗浄粒子と、ホウ素化合物とを混合してホウ素混合物を得る。洗浄粒子とホウ素化合物との混合は、乾式で行ってよく、湿式で行ってもよい。混合は、例えば、スーパーミキサー等を用いて行うことができる。また、このホウ素混合工程では、ホウ素化合物に加えて他の金属元素の単体、合金又は金属化合物を混合してもよい。他の金属元素としては、アルミニウム、ケイ素、ジルコニウム、チタン、マグネシウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、タングステン等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
(Boron mixing process)
In the boron mixing step, cleaning particles and a boron compound are mixed to obtain a boron mixture. The cleaning particles and the boron compound may be mixed in a dry or wet manner. Mixing can be performed using, for example, a super mixer. Further, in this boron mixing step, in addition to the boron compound, a single substance, an alloy, or a metal compound of another metal element may be mixed. Other metal elements include aluminum, silicon, zirconium, titanium, magnesium, tantalum, niobium, molybdenum, tungsten, etc., and at least one selected from the group consisting of these is preferred.

ホウ素化合物としては、酸化ホウ素、ホウ素のオキソ酸およびホウ素のオキソ酸塩からなる群より選択される少なくとも1種から選択可能である。ホウ素化合物のより具体的な例としては、四ホウ酸リチウム(Li)、五ホウ酸アンモニウム(NH)、オルトホウ酸(HBO;所謂普通のホウ酸)、メタホウ酸リチウム(LiBO)、酸化ホウ素(B)等が挙げられ、これらからなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、コスト面から、オルトホウ酸がより好ましい。 The boron compound can be selected from at least one selected from the group consisting of boron oxide, boron oxo acids, and boron oxo acid salts. More specific examples of boron compounds include lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), ammonium pentaborate (NH 4 B 5 O 8 ), and orthoboric acid (H 3 BO 3 ; so-called ordinary boric acid). ), lithium metaborate (LiBO 2 ), boron oxide (B 2 O 3 ), etc., at least one selected from the group consisting of these is preferable, and orthoboric acid is more preferable in terms of cost.

ホウ素化合物は、固体状態で洗浄粒子と混合してよく、ホウ素化合物の溶液として洗浄粒子と混合してもよい。固体状態のホウ素化合物を用いる場合、ホウ素化合物の体積平均粒径は、例えば、1μm以上60μm以下であり、好ましくは10μm以上30μm以下である。 The boron compound may be mixed with the cleaning particles in a solid state or as a solution of the boron compound. When using a boron compound in a solid state, the volume average particle diameter of the boron compound is, for example, 1 μm or more and 60 μm or less, preferably 10 μm or more and 30 μm or less.

ホウ素混合物におけるホウ素化合物の含有量は、洗浄粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物中のリチウム以外の金属の総モル数に対するホウ素原子のモル数の比率として、例えば、0.1モル%以上2モル%以下であってよく、好ましくは0.1モル%以上1.5モル%以下、より好ましくは0.1モル%以上1.2モル%以下である。 The content of the boron compound in the boron mixture is, for example, 0.1 mol% or more as a ratio of the number of moles of boron atoms to the total number of moles of metals other than lithium in the lithium transition metal composite oxide contained in the cleaning particles. It may be mol% or less, preferably 0.1 mol% or more and 1.5 mol% or less, more preferably 0.1 mol% or more and 1.2 mol% or less.

(熱処理工程)
熱処理工程では、ホウ素混合物を、例えば、100℃以上450℃以下の温度で熱処理して、正極材料である熱処理物を得る。熱処理の温度は、200℃以上400℃以下であってよく、好ましくは220℃以上350℃以下であってよく、より好ましくは250℃以上350℃以下であってよい。熱処理の雰囲気は、含酸素雰囲気であってよく、大気中であってよい。熱処理の時間は、例えば、1時間以上20時間以下であり、好ましくは5時間以上10時間以下である。なお、熱処理工程で得られる熱処理物に対しては、必要に応じて解砕処理、分級処理等を実施してよい。
(Heat treatment process)
In the heat treatment step, the boron mixture is heat-treated at a temperature of, for example, 100° C. or higher and 450° C. or lower to obtain a heat-treated product that is a positive electrode material. The temperature of the heat treatment may be 200°C or more and 400°C or less, preferably 220°C or more and 350°C or less, and more preferably 250°C or more and 350°C or less. The atmosphere for the heat treatment may be an oxygen-containing atmosphere or may be in the air. The heat treatment time is, for example, 1 hour or more and 20 hours or less, preferably 5 hours or more and 10 hours or less. Note that the heat-treated product obtained in the heat treatment step may be subjected to crushing treatment, classification treatment, etc. as necessary.

熱処理後に得られた熱処理物は、比表面積が1.0m/g以上2.0m/gであることが好ましく、1.3m/g以上1.7m/gであることがより好ましい。また、リチウム遷移金属複合酸化物に対するモリブデンの割合は、0.004以上0.02以下であることが好ましく、0.005以上0.01以下であることがより好ましい。 The heat-treated product obtained after the heat treatment preferably has a specific surface area of 1.0 m 2 /g or more and 2.0 m 2 /g, more preferably 1.3 m 2 / g or more and 1.7 m 2 /g. . Further, the ratio of molybdenum to the lithium transition metal composite oxide is preferably 0.004 or more and 0.02 or less, more preferably 0.005 or more and 0.01 or less.

洗浄工程後の洗浄粒子の表面近辺には、リチウム欠損領域が形成されることがあり、リチウム欠損領域ではリチウムイオンの脱離挿入が阻害される場合がある。しかし、洗浄工程後の洗浄粒子に対して、ホウ素化合物を混合して熱処理することで、リチウム欠損が補償され、リチウムイオンの脱離挿入の阻害が抑制されて充放電特性およびサイクル特性が向上すると考えられる。このように洗浄粒子に対して、ホウ素混合工程および熱処理工程を行うことで第2粒子である正極材料の電池特性がさらに向上する傾向がある。 A lithium-deficient region may be formed near the surface of the cleaning particles after the cleaning step, and desorption and insertion of lithium ions may be inhibited in the lithium-deficient region. However, by mixing a boron compound and heat-treating the cleaning particles after the cleaning process, lithium vacancies can be compensated, inhibition of desorption/insertion of lithium ions can be suppressed, and charge/discharge characteristics and cycle characteristics can be improved. Conceivable. By performing the boron mixing step and the heat treatment step on the cleaning particles in this way, the battery characteristics of the positive electrode material, which is the second particle, tend to be further improved.

このようにして得られるリチウムイオン二次電池用正極材料は、リチウム、ニッケルおよびモリブデンを含み、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満である酸化物を含む酸化物粒子(第2粒子)を含み、酸化物粒子200gと純水165gとを混合後、30分間攪拌した後のスラリーを濾過して得られる、濾過後の粉末に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が、濾過前の酸化物粒子のリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比に対して0.55倍以上である。 The positive electrode material for a lithium ion secondary battery obtained in this manner contains lithium, nickel, and molybdenum, and the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition exceeds 0.6 and is 1. After mixing 200 g of oxide particles and 165 g of pure water and stirring for 30 minutes, the filtered powder contains oxide particles (second particles) containing an oxide that is less than The ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium contained in the oxide particles is 0.55 or more times the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium in the oxide particles before filtration. be.

リチウムイオン二次電池用正極材料は、酸化物粒子200gと純水165gとを混合後、30分間攪拌した後のスラリーを濾過した際に、濾過前の酸化物粒子のリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比に対する濾過後の粉末に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比(残存モリブデン比)が、0.55倍以上である。また、残存モリブデン比は、好ましくは0.6倍以上1未満である。洗浄工程を行ったリチウムイオン二次電池用正極材料は、洗浄工程を行っていないものと比較して、残存モリブデン比が相対的に高くなっており、これにより放電容量を維持しつつ、より優れた低SOCでの出力特性を得ることが出来る。なお、残存モリブデン比は、以下のようにして測定することができる。酸化物粒子を含むリチウムイオン二次電池用正極材料に対して誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES;PerkinElmer社製)を用いて、リチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比(A)を測定する。その後、リチウムイオン二次電池用正極材料200gと純水165gとを混合後、30分間攪拌してスラリーを調製し、そのスラリーを濾過して得られる濾過後の粉末に対して、同様に誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いて、リチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比(B)を求める。それぞれの測定結果を用いて、濾過後のモリブデンのモル数の比(B)を濾過前のモリブデンのモル数の比(A)で除すことで、残存モリブデン比(B)/(A)を算出する。 In the positive electrode material for lithium ion secondary batteries, when 200 g of oxide particles and 165 g of pure water are mixed and the slurry is filtered after stirring for 30 minutes, the total mole of metals other than lithium in the oxide particles before filtration is The ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium contained in the powder after filtration (residual molybdenum ratio) is 0.55 times or more. Further, the residual molybdenum ratio is preferably 0.6 times or more and less than 1. Positive electrode materials for lithium ion secondary batteries that have undergone a cleaning process have a relatively higher residual molybdenum ratio compared to those that have not undergone a cleaning process. It is possible to obtain output characteristics at low SOC. Note that the residual molybdenum ratio can be measured as follows. The number of moles of molybdenum relative to the total number of moles of metals other than lithium was measured using an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES; manufactured by PerkinElmer) on positive electrode materials for lithium ion secondary batteries containing oxide particles. Measure the ratio (A). After that, 200 g of positive electrode material for lithium ion secondary batteries and 165 g of pure water were mixed, stirred for 30 minutes to prepare a slurry, and the filtered powder obtained by filtering the slurry was similarly inductively bonded. Using a plasma emission spectrometer, the ratio (B) of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium is determined. Using each measurement result, the remaining molybdenum ratio (B)/(A) can be calculated by dividing the ratio of moles of molybdenum after filtration (B) by the ratio of moles of molybdenum before filtration (A). calculate.

第2粒子は、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を含んでいてもよい。また、第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、ニッケルを含む化合物であるが、さらにコバルトやマンガンを含んでいてもよい。 The second particles may include a lithium transition metal composite oxide having a layered structure. Further, the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles is a compound containing nickel, but may further contain cobalt or manganese.

第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、結晶性が300以上800以下であってよく、好ましくは、350以上700以下であり、より好ましくは400以上600以下である。結晶性が上述の範囲にあることで、正極材料中に一定数の粒界を含むことで、抵抗の増加を抑制できる場合がある。また、結晶性が500以上550以下であるとさらに好ましく、結晶性がこの範囲内にある際には、モリブデンを添加し、洗浄した際の低SOC出力改善効果が特に大きくなる場合がある。なお、結晶性は、粉末X線回折装置を用い、正極材料のXRDスペクトルを測定し、(104)面におけるピークの半値幅を用いて求めることができる。国際回折データセンター(ICDD)などから入手できるリチウム遷移金属化合物の結晶構造モデルのXRDパターンと測定して得られるXRDパターンとを、最小二乗法を用いてフィッティングすることで試料の結晶性を求めることができる。具体的には後述の実施例に記載の方法で求めることができる。 The crystallinity of the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles may be 300 or more and 800 or less, preferably 350 or more and 700 or less, and more preferably 400 or more and 600 or less. When the crystallinity is within the above range and a certain number of grain boundaries are included in the positive electrode material, an increase in resistance can be suppressed in some cases. Further, it is more preferable that the crystallinity is 500 or more and 550 or less, and when the crystallinity is within this range, the effect of improving low SOC output when molybdenum is added and washed may be particularly large. Note that crystallinity can be determined by measuring the XRD spectrum of the positive electrode material using a powder X-ray diffractometer and using the half-value width of the peak in the (104) plane. Determining the crystallinity of a sample by fitting the XRD pattern of a crystal structure model of a lithium-transition metal compound obtained from the International Center for Diffraction Data (ICDD) and the XRD pattern obtained by measurement using the least squares method. Can be done. Specifically, it can be determined by the method described in Examples below.

第2粒子の平均粒径は、例えば、2μm以上30μm以下であり、好ましくは、3μm以上25μm以下である。複合酸化物の平均粒径は、体積平均粒径であり、レーザー散乱法によって得られる体積分布における小粒径側からの体積積算値が50%となる値である。 The average particle diameter of the second particles is, for example, 2 μm or more and 30 μm or less, preferably 3 μm or more and 25 μm or less. The average particle size of the composite oxide is a volume average particle size, and is a value at which the volume integrated value from the small particle size side in the volume distribution obtained by the laser scattering method is 50%.

第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が、例えば、0.6より大きく1未満であってよい。リチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比は、好ましくは0.7以上であり、より好ましくは、0.8以上である。また、リチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比は、0.98以下であってよく、0.95以下であってもよい。第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物のニッケル比率が上記の範囲にあることで、これを用いて得られる正極材料の放電容量を高くしつつ、モリブデンの添加や除去による、低SOCでの出力の改善効果がより大きくなる傾向がある。 The ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition of the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles may be, for example, greater than 0.6 and less than 1. The ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium is preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more. Further, the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium may be 0.98 or less, or may be 0.95 or less. By having the nickel ratio of the lithium-transition metal composite oxide contained in the second particles within the above range, the discharge capacity of the positive electrode material obtained using the second particles can be increased, and the SOC can be lowered by adding or removing molybdenum. The improvement effect on output tends to be greater.

第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するコバルトのモル数の比が0以上0.4未満であってよく、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上である。またリチウム以外の金属の総モル数に対するコバルトのモル数の比は、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.1以下である。第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物中のコバルト比率が上記の範囲にあることで、正極材料の製造にかかるコストを低減でき、モリブデンの添加や除去による、低SOCでの出力の改善効果がより大きくなる傾向がある。 The lithium transition metal composite oxide contained in the second particles may have a composition in which the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of metals other than lithium is 0 or more and less than 0.4, preferably 0.01 or more. , more preferably 0.03 or more. Further, the ratio of the number of moles of cobalt to the total number of moles of metals other than lithium is preferably 0.2 or less, more preferably 0.1 or less. By having the cobalt ratio in the lithium-transition metal composite oxide contained in the second particles within the above range, the cost for manufacturing the positive electrode material can be reduced, and the output at low SOC can be improved by adding or removing molybdenum. The effect tends to be greater.

第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成にマンガンおよびアルミニウムの少なくとも一方を含んでいてよい。第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物が、その組成にマンガンおよびアルミニウムの少なくとも一方を含む場合、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するマンガンおよびアルミニウムの総モル数の比は、例えば、0より大きく、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上である。また、リチウム以外の金属の総モル数に対するマンガンおよびアルミニウムの総モル数の比は例えば0.4未満であってよく、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.1以下である。第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物中のマンガンおよびアルミニウムの比率が上記の範囲にあることで、これを用いて得られる正極材料における放電容量がより大きくなる傾向がある。 The lithium transition metal composite oxide contained in the second particles may include at least one of manganese and aluminum in its composition. When the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles contains at least one of manganese and aluminum in its composition, the ratio of the total number of moles of manganese and aluminum to the total number of moles of metals other than lithium in the composition is: For example, it is greater than 0, preferably 0.01 or more, more preferably 0.03 or more. Further, the ratio of the total number of moles of manganese and aluminum to the total number of moles of metals other than lithium may be, for example, less than 0.4, preferably 0.2 or less, and more preferably 0.1 or less. When the ratio of manganese and aluminum in the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles is within the above range, the discharge capacity of the positive electrode material obtained using the same tends to be larger.

第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成にニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウム以外の他の金属元素M2を含んでいてよい。第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成に少なくとも金属元素M2を含む場合、第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物に含まれる金属の総モル数に対する金属元素M2の総モル数の比は、例えば0より大きく、好ましくは0.001以上であり、より好ましくは0.003以上である。またニッケル含有複合化合物に含まれる金属の総モル数に対する金属元素の総モル数の比は例えば、0.1以下であり、好ましくは0.05以下、より好ましくは0.03以下である。金属元素M2としては、例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、イットリウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、鉄、銅、亜鉛、カドミウム、ガリウム、ケイ素、スズ、リン、ビスマス、ランタン、セリウム、ネオジム、サマリウム、エルビウムまたはルテチウムなどが挙げられ、好ましくは、ケイ素、ジルコニウム、チタン、マグネシウム、タンタル、ニオブ、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。より好ましくは、金属元素M2はモリブデンを含む。モリブデンの他に、ケイ素、ジルコニウム、チタン、マグネシウム、タンタル、ニオブおよびタングステンからなる群から選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。 The lithium transition metal composite oxide contained in the second particles may contain a metal element M2 other than nickel, cobalt, manganese, and aluminum in its composition. When the lithium-transition metal composite oxide contained in the second particles contains at least metal element M2, the lithium-transition metal composite oxide contained in the second particles has a ratio of metal element M2 to the total number of moles of metal contained in the lithium-transition metal composite oxide contained in the second particles. The ratio of the total number of moles is, for example, greater than 0, preferably 0.001 or more, and more preferably 0.003 or more. Further, the ratio of the total number of moles of metal elements to the total number of moles of metals contained in the nickel-containing composite compound is, for example, 0.1 or less, preferably 0.05 or less, and more preferably 0.03 or less. Examples of the metal element M2 include sodium, potassium, magnesium, calcium, barium, yttrium, titanium, zirconium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, iron, copper, zinc, cadmium, gallium, silicon, tin, phosphorus, Examples include bismuth, lanthanum, cerium, neodymium, samarium, erbium, and lutetium, and preferably at least one selected from the group consisting of silicon, zirconium, titanium, magnesium, tantalum, niobium, molybdenum, and tungsten. More preferably, metal element M2 contains molybdenum. In addition to molybdenum, it may contain at least one member selected from the group consisting of silicon, zirconium, titanium, magnesium, tantalum, niobium, and tungsten.

第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.002以上0.015以下であってもよい。また、第2粒子に含まれるモリブデンは、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対して、0.003以上が好ましく、0.0035以上がより好ましく、0.004以上がさらに好ましく、0.0045以上が特に好ましい。第1粒子に含まれるモリブデンは、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対して、0.013以下が好ましく、0.01以下がより好ましく、0.008以下がさらに好ましく、0.007以下が特に好ましい。第2粒子に含まれるモリブデンの含有率が、上述の範囲にあると、充放電容量と低SOCにおける出力特性の両立がしやすい傾向がある。 The lithium transition metal composite oxide contained in the second particles may have a composition in which the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium is 0.002 or more and 0.015 or less. Moreover, the molybdenum contained in the second particles is preferably 0.003 or more, more preferably 0.0035 or more, even more preferably 0.004 or more, and Particularly preferred is .0045 or more. The molybdenum contained in the first particles is preferably 0.013 or less, more preferably 0.01 or less, even more preferably 0.008 or less, and 0.007 or less relative to the total number of moles of metals other than lithium in the composition. The following are particularly preferred. When the content of molybdenum contained in the second particles is within the above-mentioned range, there is a tendency to achieve both charge/discharge capacity and output characteristics at low SOC.

第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、下記式(1)で表される組成を有していてよい。
LiNiCo 2+α (1)
式(1)中、Mは、MnおよびAlの少なくとも一方を示す。Mは、Na、K、Mg、Ca、Ba、Y、Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Fe、Cu、Zn、Cd、Ga、Si、Sn、P、Bi、La、Ce、Nd、Sm、ErおよびLuからなる群より選択される少なくとも1種を示す。p、x、y、z、uおよびαは、0.95≦p≦1.5、0.6<x<1、0≦y<0.4、0≦z<0.4、0≦u≦0.1、-0.3≦α≦0.3、x+y+z+u≦1を満たす。好ましくは、1.0≦p≦1.3、0.7≦x≦0.98、0.01≦y≦0.2、0.01≦z≦0.2、0.001≦u≦0.05、-0.1≦α≦0.1である。また好ましくは、Mは、Si、Zr、Ti、Mg、Ta、Nb、MoおよびWからなる群から選択される少なくとも1種であり、より好ましくは、MはMoを含む。Moの他にSi、Zr、Ti、Mg、Ta、NbおよびWからなる群から選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。
The lithium transition metal composite oxide contained in the second particles may have a composition represented by the following formula (1).
Li p Ni x Co y M 1 z M 2 u O 2+α (1)
In formula (1), M 1 represents at least one of Mn and Al. M2 is Na, K, Mg, Ca, Ba, Y, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Fe, Cu, Zn, Cd, Ga, Si, Sn, P, Bi, La, At least one selected from the group consisting of Ce, Nd, Sm, Er, and Lu is shown. p, x, y, z, u and α are 0.95≦p≦1.5, 0.6<x<1, 0≦y<0.4, 0≦z<0.4, 0≦u ≦0.1, -0.3≦α≦0.3, x+y+z+u≦1. Preferably, 1.0≦p≦1.3, 0.7≦x≦0.98, 0.01≦y≦0.2, 0.01≦z≦0.2, 0.001≦u≦0 .05, -0.1≦α≦0.1. Also preferably, M 2 is at least one selected from the group consisting of Si, Zr, Ti, Mg, Ta, Nb, Mo, and W, and more preferably, M 2 contains Mo. In addition to Mo, at least one member selected from the group consisting of Si, Zr, Ti, Mg, Ta, Nb, and W may be included.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、体積平均粒径は、レーザー散乱法によって得られる体積分布における小粒径側からの体積積算値が50%となる値を用いた。具体的にはレーザー回折式粒径分布装置(MALVERN Inst. MASTERSIZER 2000)を用いて体積平均粒径を測定した。比表面積は、BET比表面積測定装置(マウンテック社製:Macsorb)を用い、窒素ガスを用いたガス吸着法(1点法)で測定した。組成は、誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES;PerkinElmer社製)を用いて測定した結晶性は以下のようにして測定した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, the volume average particle diameter used was a value at which the volume integrated value from the small particle diameter side in the volume distribution obtained by the laser scattering method was 50%. Specifically, the volume average particle diameter was measured using a laser diffraction particle size distribution device (MALVERN Inst. MASTERSIZER 2000). The specific surface area was measured by a gas adsorption method (one point method) using nitrogen gas using a BET specific surface area measuring device (manufactured by Mountech: Macsorb). The composition was measured using an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES; manufactured by PerkinElmer), and the crystallinity was measured as follows.

CuKα線によりX線回折スペクトル(管電流200mA、管電圧45kV)を測定し、2θ=44度付近に得られる回折ピークについて、PseudoVoigt関数を用いて最小二乗法によるフィッティングを行い、θおよびβの値を算出した。X線回折法で求められた(104)面に起因する回折ピークより、下記式(3)式によって結晶性Dが算出される。 The X-ray diffraction spectrum (tube current 200 mA, tube voltage 45 kV) was measured using CuKα rays, and the diffraction peak obtained around 2θ = 44 degrees was fitted by the least squares method using the PseudoVoigt function, and the values of θ and β were determined. was calculated. Crystallinity D is calculated by the following formula (3) from the diffraction peak due to the (104) plane determined by X-ray diffraction.

D=K’λ/(βcosθ) (3) D=K’λ/(βcosθ) (3)

上記式中、Dが結晶性(Å)を表し、λはX線源の波長(CuKαの場合は、1.54Å)を表し、βは積分幅(radian)を表し、θは回折角(degree)を表し、K’は、光学系調整用焼結Si(理学電気社製)を使用して測定し、上記(3)式を用いた際に、(022)面に起因する結晶性Dが1000Åとなる値を使用する。 In the above formula, D represents crystallinity (Å), λ represents the wavelength of the X-ray source (1.54 Å in the case of CuKα), β represents the integral width (radian), and θ represents the diffraction angle (degree). ), and K' is measured using sintered Si for optical system adjustment (manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.), and when using the above equation (3), the crystallinity D due to the (022) plane is A value of 1000 Å is used.

[実施例1]
準備工程
共沈法により、体積平均粒径が10μmであり、Ni:Co:Mn:=0.89:0.05:0.06となる組成を有するニッケル含有複合化合物(複合酸化物粒子)を得た。
[Example 1]
Preparation process A nickel-containing composite compound (composite oxide particles) having a volume average particle diameter of 10 μm and a composition of Ni:Co:Mn:=0.89:0.05:0.06 was prepared by a coprecipitation method. Obtained.

混合工程
得られた複合酸化物粒子と水酸化リチウムと水酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムおよび三酸化モリブデンを混合する。水酸化リチウムはモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.10:0.98:0.02となるように調整した。また、酸化ジルコニウムの添加量は、複合酸化物粒子に対して、0.3モル%になるように調整した。また、三酸化モリブデンの添加量は、複合酸化物粒子中のニッケル、コバルトおよびマンガンに加えて添加するアルミニウムの合計に対して、1.7モル%になるように、つまり、(Ni+Co+Mn+Al):Mo=1:0.017となるように調整した。複合酸化物粒子、水酸化リチウム、水酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムおよび三酸化モリブデンを混合することで、混合物を得た。
Mixing step The obtained composite oxide particles, lithium hydroxide, aluminum hydroxide, zirconium oxide, and molybdenum trioxide are mixed. The molar ratio of lithium hydroxide was adjusted to be Li:(Ni+Co+Mn):Al=1.10:0.98:0.02. Further, the amount of zirconium oxide added was adjusted to be 0.3 mol % based on the composite oxide particles. In addition, the amount of molybdenum trioxide added is set to 1.7 mol% with respect to the total amount of aluminum added in addition to nickel, cobalt, and manganese in the composite oxide particles, that is, (Ni+Co+Mn+Al):Mo = 1:0.017. A mixture was obtained by mixing composite oxide particles, lithium hydroxide, aluminum hydroxide, zirconium oxide, and molybdenum trioxide.

焼成工程
得られた混合物を酸素気流中にて、第1温度450℃で3時間、第2温度915℃で4時間の熱処理を行った。焼成後は粉砕処理をすることで、ニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムの比が、Ni:Co:Mn:Al=0.87:0.05:0.06:0.02となる組成のリチウム遷移金属複合酸化物を含む第1粒子を得た。第1粒子に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンの量は表1に示す。以降の各実施例、比較例においても同様にモリブデン量を各表に示す。
Firing Step The obtained mixture was heat-treated in an oxygen stream at a first temperature of 450°C for 3 hours and a second temperature of 915°C for 4 hours. After firing, pulverization is performed to create a lithium transition composition with a ratio of nickel, cobalt, manganese, and aluminum of Ni:Co:Mn:Al=0.87:0.05:0.06:0.02. First particles containing a metal composite oxide were obtained. Table 1 shows the amount of molybdenum relative to the total number of moles of metals other than lithium contained in the first particles. In each of the following Examples and Comparative Examples, the amount of molybdenum is similarly shown in each table.

洗浄工程
得られた第1粒子を、洗浄液として、ナトリウムイオン濃度が0.156モル/Lとなるように調製した硫酸ナトリウム水溶液に加えて、固形分濃度55質量%のスラリーとした。固形分濃度は第1粒子の質量/(第1粒子の質量+洗浄液の質量)で求めた。このスラリーを30分間攪拌した後、漏斗で脱水し、ケーキとして分離した。分離したケーキを250℃大気中で10時間乾燥して洗浄粒子を得た。
Washing Step The obtained first particles were added to a sodium sulfate aqueous solution prepared to have a sodium ion concentration of 0.156 mol/L as a washing liquid to form a slurry with a solid content concentration of 55% by mass. The solid content concentration was determined by mass of first particles/(mass of first particles + mass of cleaning liquid). The slurry was stirred for 30 minutes, then drained in a funnel and separated as a cake. The separated cake was dried in air at 250°C for 10 hours to obtain washed particles.

ホウ素混合工程
得られた洗浄粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物のリチウム以外の金属の総モル数に対し、ホウ素原子として1モル%となる量のオルトホウ酸を加え、混合攪拌してホウ素混合物を得た。
Boron mixing step: Add orthoboric acid in an amount of 1 mol% as boron atoms to the total number of moles of metals other than lithium in the lithium-transition metal composite oxide contained in the obtained cleaning particles, and mix and stir to form a boron mixture. I got it.

熱処理工程
得られたホウ素混合物を、大気中300℃で10時間、熱処理をすることで、Li1.04Ni0.863Co0.049Mn0.058Al0.02Mo0.007Zr0.003と考えられるリチウム遷移金属複合酸化物を含む第2粒子である正極材料を得た。第2粒子に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンの量は表1に示す。以降の各実施例、比較例においても同様にモリブデン量を各表に示す。
Heat Treatment Step The obtained boron mixture is heat treated at 300°C in the atmosphere for 10 hours to form Li 1.04 Ni 0.863 Co 0.049 Mn 0.058 Al 0.02 Mo 0.007 Zr 0. A positive electrode material, which is a second particle, containing a lithium transition metal composite oxide considered to be 003 O 2 was obtained. Table 1 shows the amount of molybdenum relative to the total number of moles of metals other than lithium contained in the second particles. In each of the following Examples and Comparative Examples, the amount of molybdenum is similarly shown in each table.

[実施例2]
焼成工程における第2温度935℃にしたこと以外は、実施例1と同様にして正極材料を得た。
[Example 2]
A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the second temperature in the firing step was 935°C.

[実施例3]
混合工程における、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.07:0.98:0.02となるように調整、三酸化モリブデンの添加量が複合酸化物粒子に対して1.0モル%になるように調整し、焼成工程における第2温度を900℃としたこと以外は、実施例1と同様にして正極材料を得た。
[Example 3]
In the mixing process, the molar ratio of lithium hydroxide was adjusted to be Li:(Ni+Co+Mn):Al=1.07:0.98:0.02, and the amount of molybdenum trioxide added was adjusted to the composite oxide particles. A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the content was adjusted to 1.0 mol % and the second temperature in the firing step was 900°C.

[実施例4]
混合工程における、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.07:0.98:0.02となるように調整、三酸化モリブデンの添加量が複合酸化物粒子に対して、1.2モル%になるように調整し、焼成工程における第2温度を910℃にしたこと以外は、実施例1と同様にして正極材料を得た。
[Example 4]
In the mixing process, the molar ratio of lithium hydroxide was adjusted to be Li:(Ni+Co+Mn):Al=1.07:0.98:0.02, and the amount of molybdenum trioxide added was adjusted to the composite oxide particles. A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the second temperature in the firing step was adjusted to 1.2 mol% and the second temperature was 910°C.

[比較例1]
焼成工程後の洗浄工程以降の工程を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして準備し、正極材料を得た。
[Comparative example 1]
A positive electrode material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the steps after the cleaning step after the firing step were not performed.

[比較例2]
混合工程における、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.06:0.98:0.02となるように調整、酸化モリブデンの添加量が複合酸化物粒子に対して、0.5モル%になるように調整し、焼成工程における第2温度を845℃にしたこと以外は、実施例1と同様にして正極材料を得た。
[Comparative example 2]
In the mixing step, the molar ratio of lithium hydroxide was adjusted to be Li:(Ni+Co+Mn):Al=1.06:0.98:0.02, and the amount of molybdenum oxide added was adjusted to the composite oxide particles. A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the content was adjusted to 0.5 mol% and the second temperature in the firing step was 845°C.

[比較例3]
混合工程における、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.05:0.98:0.02となるように調整、三酸化モリブデンの代わりに酸化マンガンを用いて、酸化マンガンの添加量が複合酸化物粒子に対して、1.0モル%になるように調整し、焼成工程における第2温度を770℃にしたこと以外は、実施例1と同様にしてLi1.05Ni0.861Co0.048Mn0.068Al0.02Zr0.003と考えられるリチウム遷移金属複合酸化物を含む正極材料を得た。
[Comparative example 3]
In the mixing process, adjust the molar ratio of lithium hydroxide to Li:(Ni+Co+Mn):Al=1.05:0.98:0.02, use manganese oxide instead of molybdenum trioxide, and mix manganese oxide. Li 1.05 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of Li added was adjusted to 1.0 mol % with respect to the composite oxide particles, and the second temperature in the firing step was set to 770°C. A positive electrode material containing a lithium transition metal composite oxide considered to be Ni 0.861 Co 0.048 Mn 0.068 Al 0.02 Zr 0.003 O 2 was obtained.

[電池特性評価]
実施例1から4および比較例1から3で得られた正極材料について、放電容量の評価および低SOCにおける出力特性の評価を以下のようにして行った。
[Battery characteristics evaluation]
The positive electrode materials obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated for discharge capacity and output characteristics at low SOC as follows.

[放電容量の評価]
各実施例および各比較例で得られた正極材料について、放電容量を以下のようにして評価した。
[Evaluation of discharge capacity]
The discharge capacity of the positive electrode materials obtained in each Example and each Comparative Example was evaluated as follows.

(正極の作製)
92質量部の上記正極材料、3質量部のアセチレンブラック、および5質量部のPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を、NMP(N-メチル-2-ピロリドン)に分散、溶解し、正極スラリーを調製した。得られた正極スラリーをアルミニウム箔からなる集電体に塗布、乾燥後、ロールプレス機で正極層の密度が3.3g/cmになるように圧縮成形し、サイズが15cmとなるように裁断して、正極を得た。
(Preparation of positive electrode)
92 parts by mass of the above positive electrode material, 3 parts by mass of acetylene black, and 5 parts by mass of PVDF (polyvinylidene fluoride) were dispersed and dissolved in NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) to prepare a positive electrode slurry. The obtained positive electrode slurry was applied to a current collector made of aluminum foil, and after drying, compression molding was performed using a roll press machine so that the density of the positive electrode layer was 3.3 g/cm 3 , and the size was 15 cm 2 . I cut it up and got the positive electrode.

(負極の作製)
97.5質量部の人造黒鉛、1.5質量部のCMC(カルボキシメチルセルロース)、および1.0質量部のSBR(スチレンブタジエンゴム)を、水に分散させて負極スラリーを調製した。得られた負極スラリーを銅箔に塗布、乾燥し、さらに圧縮成形して負極を得た。
(Preparation of negative electrode)
A negative electrode slurry was prepared by dispersing 97.5 parts by mass of artificial graphite, 1.5 parts by mass of CMC (carboxymethylcellulose), and 1.0 parts by mass of SBR (styrene butadiene rubber) in water. The obtained negative electrode slurry was applied to copper foil, dried, and further compression molded to obtain a negative electrode.

(非水電解液の作製)
EC(エチレンカーボネイト)とEMC(エチルメチルカーボネイト)を体積比率3:7で混合して、混合溶媒とした。得られた混合溶媒に六フッ化リン酸リチウム(LiPF)をその濃度が、1モル/Lになるように溶解させて、非水電解液を得た。
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
EC (ethylene carbonate) and EMC (ethyl methyl carbonate) were mixed at a volume ratio of 3:7 to obtain a mixed solvent. Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in the obtained mixed solvent at a concentration of 1 mol/L to obtain a non-aqueous electrolyte.

(評価用電池の作製)
正極および負極の集電体に各々リード電極を取り付けたのち、120℃で真空乾燥を行った。次いで、正極と負極との間にセパレータを配し、袋状のラミネートパックにそれらを収納した。次いで、これを60℃で真空乾燥させて、各部材に吸着した水分を除去した。その後、アルゴン雰囲気下でラミネートパック内に非水電解液を注入し、封止して評価用電池を作製した。
(Preparation of evaluation battery)
After attaching lead electrodes to the positive and negative current collectors, vacuum drying was performed at 120°C. Next, a separator was placed between the positive electrode and the negative electrode, and they were housed in a bag-shaped laminate pack. Next, this was vacuum dried at 60° C. to remove moisture adsorbed on each member. Thereafter, a nonaqueous electrolyte was injected into the laminate pack under an argon atmosphere, and the pack was sealed to prepare a battery for evaluation.

(エージング)
評価用電池に充電電圧4.2V、充電電流0.1C(1Cは1時間で放電が終了する電流)の定電流定電圧充電(カットオフ電流0.005C)と、放電終止電圧2.5V、放電電流0.1Cの定電流放電とを行い、正極および負極に非水電解液をなじませた。
(aging)
The evaluation battery was charged with a charging voltage of 4.2 V, a charging current of 0.1 C (1 C is the current at which discharging ends in 1 hour), constant current and constant voltage charging (cutoff current of 0.005 C), and a discharge end voltage of 2.5 V. A constant current discharge with a discharge current of 0.1 C was performed to blend the nonaqueous electrolyte into the positive and negative electrodes.

(放電容量の測定)
エージング後、充電電圧4.2V、充電電流0.1Cで定電流定電圧充電(カットオフ電流0.005C)を行った後、放電終止電圧2.5V、放電電流0.1Cで定電流放電を行い、放電容量を測定した。比較例3の放電容量の値を1とした際の各実施例および各比較例における相対放電容量を表1に示す。
(Measurement of discharge capacity)
After aging, perform constant current and constant voltage charging (cutoff current 0.005C) at a charging voltage of 4.2V and charging current of 0.1C, and then perform constant current discharge at a discharge end voltage of 2.5V and a discharge current of 0.1C. and measured the discharge capacity. Table 1 shows the relative discharge capacity of each Example and each Comparative Example when the value of the discharge capacity of Comparative Example 3 is set to 1.

[低SOCにおける相対抵抗の評価]
各実施例および各比較例で得られた正極材料について、DC-IR(直流内部抵抗)を測定することで低SOCにおける出力特性の評価を行った。測定は以下のようにして行った。
[Evaluation of relative resistance at low SOC]
For the positive electrode materials obtained in each Example and each Comparative Example, output characteristics at low SOC were evaluated by measuring DC-IR (direct current internal resistance). The measurements were performed as follows.

(低SOCでのDC-IR測定)
放電容量の測定時と同様に評価用電池を作製し、作製した評価用電池を用いて、同様にしてエージングを行った。エージング後の評価用電池を25℃の環境下に置き、直流内部抵抗(DC-IR)の測定を行った。満充電電圧4.2VにおけるSOC95%まで定電流充電を行った後、SOC95%における開放電位を測定した。その後、特定の電流iによるパルス放電を30秒間行い、30秒後の電圧Vを測定した。開放電位と30秒後の電圧Vとの差により直流内部抵抗を算出した。なお、電流i=0.08Aとした。これをSOC80%、50%、5%までそれぞれ定電流放電して、それぞれのSOCでDC-IR測定を繰り返した。SOC80%、50%、5%のそれぞれにおける比較例3の抵抗値を1とした際の各実施例および各比較例の相対抵抗の結果を表1に示す。
(DC-IR measurement at low SOC)
A battery for evaluation was produced in the same manner as when measuring the discharge capacity, and aging was performed in the same manner using the produced battery for evaluation. The battery for evaluation after aging was placed in an environment of 25° C., and the direct current internal resistance (DC-IR) was measured. After performing constant current charging to SOC 95% at a full charge voltage of 4.2 V, the open circuit potential at SOC 95% was measured. Thereafter, pulse discharge using a specific current i was performed for 30 seconds, and the voltage V was measured after 30 seconds. The DC internal resistance was calculated from the difference between the open circuit potential and the voltage V after 30 seconds. Note that the current i was set to 0.08A. This was subjected to constant current discharge to SOC of 80%, 50%, and 5%, respectively, and DC-IR measurements were repeated at each SOC. Table 1 shows the relative resistance results of each Example and each Comparative Example, assuming that the resistance value of Comparative Example 3 at SOC of 80%, 50%, and 5% is 1.

Figure 2024008824000001
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表1に示すように、モリブデン化合物を添加した実施例1~4は、酸化マンガンを添加した比較例3と比べて、低SOCでの抵抗が低減、つまり低SOCにおける出力特性が優れていた。また、モリブデン化合物を添加し、洗浄を行わなかった比較例1は、放電容量の低下が確認された。モリブデン化合物を添加し、洗浄を行った実施例1~4は、第1粒子と第2粒子を比較した際、比表面積の増加とモリブデンの含有量(添加金属含有比)の減少が確認された。焼成工程時に生成したモリブデン化合物、例えばモリブデン酸リチウムと考えられるものが洗浄工程で除去されたためと考えられる。 As shown in Table 1, Examples 1 to 4 in which a molybdenum compound was added had reduced resistance at low SOC, that is, excellent output characteristics at low SOC, compared to Comparative Example 3 in which manganese oxide was added. Furthermore, in Comparative Example 1 in which a molybdenum compound was added and no cleaning was performed, a decrease in discharge capacity was confirmed. In Examples 1 to 4, in which a molybdenum compound was added and cleaning was performed, when comparing the first particles and the second particles, it was confirmed that the specific surface area increased and the molybdenum content (added metal content ratio) decreased. . This is thought to be because molybdenum compounds produced during the firing process, such as lithium molybdate, were removed during the cleaning process.

[残存モリブデン比の評価]
得られた正極材料を純水と接触させた後に残る、残存モリブデン比の測定を行った。実施例1の方法で得られた正極材料に対して誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES;PerkinElmer社製)を用いて、リチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比(A)を測定した。同じく実施例1の方法で得られた正極材料200gと純水165gとを混合後、30分間攪拌してスラリーを調製した。そのスラリーを濾過して得られる濾過後の粉末に対して、同様に誘導結合プラズマ発光分光分析装置を用いて、リチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比(B)を求めた。それぞれの測定結果を用いて、濾過後のモリブデンのモル数の比(B)を濾過前のモリブデンのモル数の比(A)で除すことで、残存モリブデン比(B)/(A)を算出した。比較例1についても同様に測定を行い、結果を表2に示す。
[Evaluation of residual molybdenum ratio]
The residual molybdenum ratio remaining after the obtained positive electrode material was brought into contact with pure water was measured. The ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium ( A) was measured. A slurry was prepared by mixing 200 g of the positive electrode material obtained in the same manner as in Example 1 and 165 g of pure water and stirring for 30 minutes. The ratio (B) of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium was determined using the same inductively coupled plasma emission spectrometer for the filtered powder obtained by filtering the slurry. . Using each measurement result, the remaining molybdenum ratio (B)/(A) can be calculated by dividing the ratio of moles of molybdenum after filtration (B) by the ratio of moles of molybdenum before filtration (A). Calculated. Comparative Example 1 was also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2.

Figure 2024008824000002
Figure 2024008824000002

[実施例5]
準備工程において、共沈法により、体積平均粒径が10μmであり、Ni:Co:Mn:=0.88:0.05:0.07となる組成を有する複合酸化物粒子を準備し、混合工程における、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.05:0.98:0.02となるように調整したこと、焼成工程において、第2温度を935℃で4時間行ったこと以外、実施例1と同様にして正極材料を得た。
[Example 5]
In the preparation step, composite oxide particles having a volume average particle diameter of 10 μm and a composition of Ni:Co:Mn:=0.88:0.05:0.07 are prepared and mixed by a coprecipitation method. In the process, the molar ratio of lithium hydroxide was adjusted to be Li: (Ni + Co + Mn): Al = 1.05:0.98:0.02, and in the firing process, the second temperature was set at 935 ° C. for 4 hours. A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 1 except for the following steps.

[比較例4]
混合工程において、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.07:0.98:0.02となるように調整し、三酸化モリブデンを添加せず、酸化タングステンを用いて、酸化タングステンの添加量が複合酸化物に対して、1.7モル%となるように調整し、焼成工程における第2温度を975℃にしたこと以外は、実施例5と同様にして正極材料を得た。SOC80%、50%、5%のそれぞれにおける比較例4の抵抗値を1、放電容量の値を1とした際の実施例5および比較例4におけるSOC80%、50%、5%のそれぞれの相対抵抗および相対放電容量を表3に示す。
[Comparative example 4]
In the mixing process, lithium hydroxide was adjusted to a molar ratio of Li:(Ni+Co+Mn):Al=1.07:0.98:0.02, and tungsten oxide was used without adding molybdenum trioxide. A positive electrode material was prepared in the same manner as in Example 5, except that the amount of tungsten oxide added was adjusted to 1.7 mol % with respect to the composite oxide, and the second temperature in the firing process was set to 975°C. I got it. Relative values of SOC 80%, 50%, and 5% in Example 5 and Comparative Example 4 when the resistance value of Comparative Example 4 at SOC 80%, 50%, and 5% is set to 1, and the discharge capacity value is set to 1. The resistance and relative discharge capacity are shown in Table 3.

Figure 2024008824000003
Figure 2024008824000003

表3に示すように、モリブデンを添加し、洗浄を行った実施例5は、モリブデンに代えてタングステン化合物を添加した比較例4に比べて、低SOCにおける出力特性が向上していることが確認された。 As shown in Table 3, it was confirmed that Example 5, in which molybdenum was added and cleaning was performed, had improved output characteristics at low SOC compared to Comparative Example 4, in which a tungsten compound was added in place of molybdenum. It was done.

[実施例6]
準備工程において、共沈法により、体積平均粒径が4μmであり、Ni:Co:Mn:=0.88:0.05:0.07となる組成を有する複合酸化物粒子を準備した。混合工程における、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.07:0.98:0.02となるように調整し、酸化ジルコニウムを添加せず、三酸化モリブデンの添加量を、ニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムの合計に対して、1.0モル%になるように調整したこと、焼成工程において、第2温度を890℃としたこと以外、実施例1と同様にして正極材料を得た。
[Example 6]
In the preparation step, composite oxide particles having a volume average particle diameter of 4 μm and a composition of Ni:Co:Mn:=0.88:0.05:0.07 were prepared by a coprecipitation method. In the mixing process, adjust the molar ratio of lithium hydroxide to Li: (Ni + Co + Mn): Al = 1.07: 0.98: 0.02, do not add zirconium oxide, and add the amount of molybdenum trioxide. was adjusted to 1.0 mol% with respect to the total of nickel, cobalt, manganese and aluminum, and the second temperature was set at 890 ° C. in the firing process. A positive electrode material was obtained.

[比較例5]
混合工程における、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.05:0.98:0.02となるように調整し、焼成工程において、第2温度760℃で4時間行ったこと以外は実施例6と同様にして、正極材料を得た。SOC80%、50%、5%のそれぞれにおける比較例5の抵抗値を1、放電容量の値を1とした際の実施例6および比較例5におけるSOC80%、50%、5%のそれぞれの相対抵抗および相対放電容量を表4に示す。
[Comparative example 5]
In the mixing process, the molar ratio of lithium hydroxide was adjusted to be Li: (Ni + Co + Mn): Al = 1.05: 0.98: 0.02, and in the firing process, it was performed at a second temperature of 760 ° C. for 4 hours. A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 6 except for the above. Relative values of SOC 80%, 50%, and 5% in Example 6 and Comparative Example 5 when the resistance value of Comparative Example 5 is 1 and the discharge capacity value is 1 at SOC 80%, 50%, and 5%, respectively. The resistance and relative discharge capacity are shown in Table 4.

[実施例7]
準備工程において、体積平均粒径を22μmの複合酸化物粒子を準備し、焼成工程における第2温度を910℃にしたこと以外は、実施例6と同様にして正極材料を得た。
[Example 7]
A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 6, except that in the preparation step, composite oxide particles having a volume average particle diameter of 22 μm were prepared, and the second temperature in the firing step was 910° C.

[比較例6]
準備工程において、体積平均粒径を22μmの複合酸化物粒子を準備したこと以外は、比較例5と同様にして正極材料を得た。SOC80%、50%、5%のそれぞれにおける比較例6の抵抗値を1、放電容量の値を1とした際の実施例7および比較例6におけるSOC80%、50%、5%のそれぞれの相対抵抗および相対放電容量を表5に示す。
[Comparative example 6]
A positive electrode material was obtained in the same manner as in Comparative Example 5, except that composite oxide particles having a volume average particle diameter of 22 μm were prepared in the preparation step. Relative values of SOC 80%, 50%, and 5% in Example 7 and Comparative Example 6 when the resistance value of Comparative Example 6 at SOC 80%, 50%, and 5% is set to 1, and the discharge capacity value is set to 1. The resistance and relative discharge capacity are shown in Table 5.

Figure 2024008824000004
Figure 2024008824000004

Figure 2024008824000005
Figure 2024008824000005

表4、表5に示すように、平均粒径が22μm、4μmである正極材料を用いた実施例6および7においても、モリブデンを添加し、洗浄することで、低SOCにおける出力特性の向上が確認された。 As shown in Tables 4 and 5, even in Examples 6 and 7 using positive electrode materials with average particle diameters of 22 μm and 4 μm, the output characteristics at low SOC were improved by adding molybdenum and washing. confirmed.

[比較例7]
準備工程において、共沈法により、体積平均粒径が10μmであり、Ni:Co:Mn:=0.6:0.2:0.2となる組成を有する複合酸化物粒子を準備した。混合工程において、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn)=1.10:1.0となるように調整、水酸化アルミニウムおよび酸化ジルコニウムは添加せず、三酸化モリブデンを添加量が1.0モル%になるように調整し、混合物を得た。焼成工程において、第2温度905℃で4時間行ったこと以外は、実施例1と同様にして、第1粒子を得た。
[Comparative Example 7]
In the preparation step, composite oxide particles having a volume average particle diameter of 10 μm and a composition of Ni:Co:Mn:=0.6:0.2:0.2 were prepared by a coprecipitation method. In the mixing step, lithium hydroxide was adjusted to a molar ratio of Li:(Ni+Co+Mn)=1.10:1.0, aluminum hydroxide and zirconium oxide were not added, and molybdenum trioxide was added in an amount of 1.10:1.0. The content was adjusted to 0 mol % to obtain a mixture. First particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the firing step was performed at a second temperature of 905° C. for 4 hours.

ホウ素混合工程において、第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物のリチウム以外の金属の総モル数に対し、ホウ素元素として0.5モル%となる量のオルトホウ酸およびタングステン元素として0.25モル%となる量の酸化タングステンを加え、熱処理工程において、熱処理温度を400℃にしたこと以外は、実施例1と同様にして、正極材料を得た。 In the boron mixing step, the amount of orthoboric acid is 0.5 mol% as boron element and 0.25 mol% as tungsten element with respect to the total number of moles of metals other than lithium in the lithium-transition metal composite oxide contained in the second particles. A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 1, except that tungsten oxide was added in an amount of mol % and the heat treatment temperature was set at 400° C. in the heat treatment step.

[比較例8]
混合工程において、水酸化リチウムをモル比でLi:(Ni+Co+Mn):Al=1.09:1.0となるように調整し、三酸化モリブデンを添加せず、焼成工程における第2温度を845℃にしたこと以外は、比較例7と同様にして正極材料を得た。
[Comparative example 8]
In the mixing step, the molar ratio of lithium hydroxide was adjusted to be Li:(Ni+Co+Mn):Al=1.09:1.0, no molybdenum trioxide was added, and the second temperature in the firing step was 845°C. A positive electrode material was obtained in the same manner as in Comparative Example 7, except that.

[比較例9]
洗浄工程を行わなかったこと以外は、比較例7と同様にして正極材料を得た。
[Comparative Example 9]
A positive electrode material was obtained in the same manner as Comparative Example 7 except that the cleaning step was not performed.

[比較例10]
洗浄工程を行わなかったこと以外は、比較例8と同様にして正極材料を得た。SOC80%、50%、5%のそれぞれにおける比較例10の抵抗値を1、放電容量の値を1とした際の各比較例におけるSOC80%、50%、5%のそれぞれの相対抵抗および相対放電容量を表6に示す。
[Comparative Example 10]
A positive electrode material was obtained in the same manner as Comparative Example 8 except that the cleaning step was not performed. Relative resistance and relative discharge at SOC 80%, 50%, and 5% in each comparative example when the resistance value of Comparative Example 10 at SOC 80%, 50%, and 5% is set to 1, and the discharge capacity value is set to 1. The capacity is shown in Table 6.

Figure 2024008824000006
Figure 2024008824000006

表6に示すように、NiCoMnの比率が6:2:2と、リチウムを除く金属に対するニッケルの含有率が0.6以下である比較例10においては、モリブデン化合物を添加した比較例9において、低SOCでの出力特性の改善は見られず、反対に悪化していた。また、モリブデン化合物を添加し、水洗を行った比較例7においても低SOCにおける出力の向上は見られなかった。 As shown in Table 6, in Comparative Example 10 where the NiCoMn ratio was 6:2:2 and the content of nickel to metals other than lithium was 0.6 or less, in Comparative Example 9 where a molybdenum compound was added, No improvement in output characteristics was observed at low SOC, on the contrary, it was deteriorating. Further, in Comparative Example 7 in which a molybdenum compound was added and water washing was performed, no improvement in output at low SOC was observed.

[実施例8]
焼成工程での焼成条件を大気雰囲気としたこと以外は、実施例2と同様にして正極材料を得た。
[Example 8]
A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 2, except that the firing conditions in the firing step were set to an air atmosphere.

[比較例11]
洗浄工程で、固形分濃度10質量%のスラリーとしたこと以外は、実施例8と同様にして正極材料を得た。SOC80%、50%、5%のそれぞれにおける比較例1の抵抗値を1、放電容量の値を1とした際の実施例8、比較例11および比較例1におけるSOC80%、50%、5%のそれぞれの相対抵抗および相対放電容量を表7に示す。
[Comparative Example 11]
A positive electrode material was obtained in the same manner as in Example 8, except that a slurry having a solid content concentration of 10% by mass was obtained in the washing step. SOC80%, 50%, 5% in Example 8, Comparative Example 11, and Comparative Example 1 when the resistance value of Comparative Example 1 at SOC80%, 50%, and 5% is 1, and the discharge capacity value is 1. Table 7 shows the relative resistance and discharge capacity of each.

Figure 2024008824000007
Figure 2024008824000007

表7に示すように、固形分濃度が20質量%以上となるような条件で洗浄工程を行うことで、低SOCでの出力特性の改善効果が得られることが確認できた。 As shown in Table 7, it was confirmed that the effect of improving output characteristics at low SOC could be obtained by performing the cleaning step under conditions such that the solid content concentration was 20% by mass or more.

本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
(態様1)
リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物を含む混合物を焼成して、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満であるリチウム遷移金属複合酸化物を含む第1粒子を得る工程と、
前記第1粒子の固形分濃度が20質量%以上80質量%以下となるように、前記第1粒子を液媒体と接触させることで、前記第1粒子に含まれるモリブデン元素の一部を除去して、第2粒子を得る工程と、を含むリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様2)
前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.7以上1未満である態様1に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様3)
前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.8以上0.95未満である態様1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様4)
前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、下記組成式(1)で表される態様1に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
LiNiCo 2+α (1)
(0.95≦p≦1.5、0.6<x<1、0≦y<0.4、0≦z<0.4、0≦u≦0.1、-0.3≦α≦0.3、x+y+z+u≦1、Mは、MnおよびAlの少なくとも一方を示す。Mは、Na、K、Mg、Ca、Ba、Y、Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Fe、Cu、Zn、Cd、Ga、Si、Sn、P、Bi、La、Ce、Nd、Sm、ErおよびLuからなる群より選択される少なくとも1種を示す。)
(態様5)
前記第1粒子を得る工程において、前記第1粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.005を超えて0.02以下である態様1から4のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様6)
前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.004以上0.015以下である態様1から5のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様7)
前記第1粒子を得る工程において、前記混合物を800℃以上1000℃以下の温度で焼成することを含む態様1から6のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様8)
前記第2粒子を得る工程において、前記第1粒子を液媒体と接触させた後に、さらにホウ素化合物と混合し熱処理することを含む態様1から7のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様9)
前記ニッケル含有複合化合物は、少なくともニッケルおよびコバルトを含む複合酸化物である態様1から8のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様10)
前記液媒体は、ナトリウムおよびリチウムの少なくともいずれか一方を含む溶液である態様1から9のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様11)
前記第1粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物の組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比に対して、前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物の組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.35以上0.8以下である態様1から10のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
(態様12)
リチウム、ニッケルおよびモリブデンを含み、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満である酸化物を含む酸化物粒子を含み、
前記酸化物粒子200gと純水165gとを混合後、30分間攪拌した後のスラリーを濾過して得られる、濾過後の粉末に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が、濾過前の前記酸化物粒子のリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比に対して0.55倍以上であるリチウムイオン二次電池用正極材料。
(態様13)
前記酸化物粒子に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.004以上0.015以下である態様12に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料。
The disclosure herein may include the following aspects.
(Aspect 1)
A lithium transition metal in which the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition is more than 0.6 and less than 1, obtained by firing a mixture containing a lithium compound, a nickel-containing composite compound, and a molybdenum compound. Obtaining first particles containing a composite oxide;
Part of the molybdenum element contained in the first particles is removed by contacting the first particles with a liquid medium such that the solid content concentration of the first particles is 20% by mass or more and 80% by mass or less. and obtaining second particles. A method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery.
(Aspect 2)
The lithium transition metal composite oxide contained in the second particles has a composition in which the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium is 0.7 or more and less than 1. A method for producing a positive electrode material for a next battery.
(Aspect 3)
According to aspect 1 or 2, the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles has a composition in which the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium is 0.8 or more and less than 0.95. A method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery.
(Aspect 4)
The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to aspect 1, wherein the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles is represented by the following compositional formula (1).
Li p Ni x Co y M 1 z M 2 u O 2+α (1)
(0.95≦p≦1.5, 0.6<x<1, 0≦y<0.4, 0≦z<0.4, 0≦u≦0.1, -0.3≦α≦ 0.3, x+y+z+u≦1, M 1 represents at least one of Mn and Al. M 2 represents Na, K, Mg, Ca, Ba, Y, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W , Fe, Cu, Zn, Cd, Ga, Si, Sn, P, Bi, La, Ce, Nd, Sm, Er, and Lu.)
(Aspect 5)
In the step of obtaining the first particles, the lithium transition metal composite oxide contained in the first particles has a composition in which the ratio of moles of molybdenum to the total moles of metals other than lithium exceeds 0.005 and is 0. .02 or less, the method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to any one of aspects 1 to 4.
(Aspect 6)
Any of aspects 1 to 5, wherein the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles has a composition in which the ratio of the mole number of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium is 0.004 or more and 0.015 or less. The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to item 1.
(Aspect 7)
The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to any one of aspects 1 to 6, wherein the step of obtaining the first particles includes firing the mixture at a temperature of 800° C. or higher and 1000° C. or lower.
(Aspect 8)
The lithium ion secondary battery according to any one of aspects 1 to 7, wherein in the step of obtaining the second particles, after the first particles are brought into contact with a liquid medium, the first particles are further mixed with a boron compound and heat treated. Method for producing positive electrode material for use.
(Aspect 9)
The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to any one of aspects 1 to 8, wherein the nickel-containing composite compound is a composite oxide containing at least nickel and cobalt.
(Aspect 10)
The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to any one of aspects 1 to 9, wherein the liquid medium is a solution containing at least one of sodium and lithium.
(Aspect 11)
The composition of the lithium transition metal composite oxide contained in the second particle with respect to the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium in the composition of the lithium transition metal composite oxide contained in the first particle. The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to any one of aspects 1 to 10, wherein the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium is 0.35 or more and 0.8 or less. .
(Aspect 12)
oxide particles containing an oxide containing lithium, nickel and molybdenum, the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition being more than 0.6 and less than 1;
Ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium contained in the filtered powder obtained by mixing 200 g of the oxide particles and 165 g of pure water and stirring the slurry for 30 minutes. is 0.55 times or more the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium in the oxide particles before filtration.
(Aspect 13)
The positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to aspect 12, wherein the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium contained in the oxide particles is 0.004 or more and 0.015 or less.

Claims (14)

リチウム化合物、ニッケル含有複合化合物およびモリブデン化合物を含む混合物を焼成して、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満であるリチウム遷移金属複合酸化物を含む第1粒子を得る工程と、
前記第1粒子の固形分濃度が20質量%以上80質量%以下となるように、前記第1粒子を液媒体と接触させることで、前記第1粒子に含まれるモリブデン元素の一部を除去して、第2粒子を得る工程と、を含むリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
A lithium transition metal in which the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition is more than 0.6 and less than 1, obtained by firing a mixture containing a lithium compound, a nickel-containing composite compound, and a molybdenum compound. Obtaining first particles containing a composite oxide;
Part of the molybdenum element contained in the first particles is removed by contacting the first particles with a liquid medium such that the solid content concentration of the first particles is 20% by mass or more and 80% by mass or less. and obtaining second particles. A method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery.
前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.7以上1未満である請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 The lithium ion according to claim 1, wherein the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles has a composition in which the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium is 0.7 or more and less than 1. A method for producing a positive electrode material for a secondary battery. 前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.8以上0.95未満である請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 2. The lithium-transition metal composite oxide contained in the second particles has a composition in which the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium is 0.8 or more and less than 0.95. A method for producing a positive electrode material for lithium ion secondary batteries. 前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、下記組成式(1)で表される請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。
LiNiCo 2+α (1)
(0.95≦p≦1.5、0.6<x<1、0≦y<0.4、0≦z<0.4、0≦u≦0.1、-0.3≦α≦0.3、x+y+z+u≦1、Mは、MnおよびAlの少なくとも一方を示す。Mは、Na、K、Mg、Ca、Ba、Y、Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Fe、Cu、Zn、Cd、Ga、Si、Sn、P、Bi、La、Ce、Nd、Sm、ErおよびLuからなる群より選択される少なくとも1種を示す。)
The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the lithium transition metal composite oxide contained in the second particles is represented by the following compositional formula (1).
Li p Ni x Co y M 1 z M 2 u O 2+α (1)
(0.95≦p≦1.5, 0.6<x<1, 0≦y<0.4, 0≦z<0.4, 0≦u≦0.1, -0.3≦α≦ 0.3, x+y+z+u≦1, M 1 represents at least one of Mn and Al. M 2 represents Na, K, Mg, Ca, Ba, Y, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W , Fe, Cu, Zn, Cd, Ga, Si, Sn, P, Bi, La, Ce, Nd, Sm, Er, and Lu.)
前記第1粒子を得る工程において、前記第1粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.005を超えて0.02以下である請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 In the step of obtaining the first particles, the lithium transition metal composite oxide contained in the first particles has a composition in which the ratio of moles of molybdenum to the total moles of metals other than lithium exceeds 0.005 and is 0. The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the positive electrode material for a lithium ion secondary battery is .02 or less. 前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.004以上0.015以下である請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 3. The lithium transition metal composite oxide contained in the second particles has a composition in which the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium is 0.004 or more and 0.015 or less. A method for producing the positive electrode material for a lithium ion secondary battery as described above. 前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物は、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.004以上0.015以下である請求項5に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 6. The lithium-transition metal composite oxide contained in the second particles has a composition in which the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium is 0.004 or more and 0.015 or less. A method for producing a positive electrode material for lithium ion secondary batteries. 前記第1粒子を得る工程において、前記混合物を800℃以上1000℃以下の温度で焼成することを含む請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the step of obtaining the first particles includes firing the mixture at a temperature of 800°C or higher and 1000°C or lower. 前記第2粒子を得る工程において、前記第1粒子を液媒体と接触させた後に、さらにホウ素化合物と混合し熱処理することを含む請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 The positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the step of obtaining the second particles includes further mixing with a boron compound and heat-treating the first particles after contacting the first particles with a liquid medium. Production method. 前記ニッケル含有複合化合物は、少なくともニッケルおよびコバルトを含む複合酸化物である請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the nickel-containing composite compound is a composite oxide containing at least nickel and cobalt. 前記液媒体は、ナトリウムおよびリチウムの少なくともいずれか一方を含む溶液である請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the liquid medium is a solution containing at least one of sodium and lithium. 前記第1粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物の組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比に対して、前記第2粒子に含まれるリチウム遷移金属複合酸化物の組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.35以上0.8以下である請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料の製造方法。 The composition of the lithium transition metal composite oxide contained in the second particle relative to the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium in the composition of the lithium transition metal composite oxide contained in the first particle. The method for producing a positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium is 0.35 or more and 0.8 or less. リチウム、ニッケルおよびモリブデンを含み、その組成におけるリチウム以外の金属の総モル数に対するニッケルのモル数の比が0.6を超えて1未満である酸化物を含む酸化物粒子を含み、
前記酸化物粒子200gと純水165gとを混合後、30分間攪拌した後のスラリーを濾過して得られる、濾過後の粉末に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が、濾過前の前記酸化物粒子のリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比に対して0.55倍以上であるリチウムイオン二次電池用正極材料。
oxide particles containing an oxide containing lithium, nickel and molybdenum, the ratio of the number of moles of nickel to the total number of moles of metals other than lithium in the composition being more than 0.6 and less than 1;
Ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium contained in the filtered powder obtained by mixing 200 g of the oxide particles and 165 g of pure water and stirring the slurry for 30 minutes. is 0.55 times or more the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium in the oxide particles before filtration.
前記酸化物粒子に含まれるリチウム以外の金属の総モル数に対するモリブデンのモル数の比が0.004以上0.015以下である請求項13に記載のリチウムイオン二次電池用正極材料。 The positive electrode material for a lithium ion secondary battery according to claim 13, wherein the ratio of the number of moles of molybdenum to the total number of moles of metals other than lithium contained in the oxide particles is 0.004 or more and 0.015 or less.
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