JP4706991B2 - Method for manufacturing lithium secondary battery - Google Patents

Method for manufacturing lithium secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP4706991B2
JP4706991B2 JP2010225516A JP2010225516A JP4706991B2 JP 4706991 B2 JP4706991 B2 JP 4706991B2 JP 2010225516 A JP2010225516 A JP 2010225516A JP 2010225516 A JP2010225516 A JP 2010225516A JP 4706991 B2 JP4706991 B2 JP 4706991B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary battery
lithium secondary
active material
lithium
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010225516A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011066000A (en
Inventor
大輔 遠藤
実希 安富
禎弘 片山
敏之 温田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GS Yuasa International Ltd
Original Assignee
GS Yuasa International Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GS Yuasa International Ltd filed Critical GS Yuasa International Ltd
Priority to JP2010225516A priority Critical patent/JP4706991B2/en
Publication of JP2011066000A publication Critical patent/JP2011066000A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4706991B2 publication Critical patent/JP4706991B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Description

本発明は、リチウム二次電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a lithium secondary battery .

従来、リチウム二次電池には、正極活物質として主にLiCoOが用いられている。しかし、LiCoOを正極活物質として用いたリチウム二次電池は、放電容量が120〜130mAh/g程度しかなく、充電状態における電池内での熱的安定性も劣るものであった。 Conventionally, LiCoO 2 is mainly used as a positive electrode active material in a lithium secondary battery. However, the lithium secondary battery using LiCoO 2 as the positive electrode active material has a discharge capacity of only about 120 to 130 mAh / g, and the thermal stability in the battery in a charged state is also inferior.

そこで、リチウム二次電池用活物質として、LiCoOを他の化合物と固溶体を形成させた材料が知られている。即ち、リチウム二次電池用活物質として、LiCoO、LiNiO及びLiMnOをそれぞれ3つの成分として配置した三元系状態図上に示されるα−NaFeO型結晶構造を有する固溶体であるLi[Co1−2xNiMn]O(0<x≦1/2)が2001年に発表された。前記固溶体の一例であるLiNi1/2Mn1/2やLiCo1/3Ni1/3Mn1/3を活物質として用いたリチウム二次電池は、放電容量が150〜180mAh/gとLiCoOよりも優れ、充電状態における電池内での熱的安定性の点でもLiCoOより優れている。 Therefore, a material obtained by forming a solid solution of LiCoO 2 with another compound is known as an active material for a lithium secondary battery. That is, as an active material for a lithium secondary battery, LiCoO 2 , LiNiO 2 and LiMnO 2 are each a solid solution having an α-NaFeO 2 type crystal structure shown on a ternary phase diagram in which three components are arranged. Co 1-2x Ni x Mn x ] O 2 (0 <x ≦ 1/2) was published in 2001. A lithium secondary battery using LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 or LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 as an example of the solid solution has a discharge capacity of 150 to 180 mAh / better than g and LiCoO 2, it is superior to LiCoO 2 in terms of thermal stability in the battery in a charged state.

しかし、放電容量がさらに大きいリチウム二次電池用活物質が求められていた。   However, an active material for a lithium secondary battery having a larger discharge capacity has been demanded.

特許文献1〜4には、リチウム二次電池用活物質としてLi[Li1/3Mn2/3]OにFeを添加した化合物が記載されている。特許文献5〜8には、リチウム二次電池用活物質としてLi[Li1/3Mn2/3]OにFeやNiを添加した化合物が記載されている。 Patent Documents 1 to 4 describe a compound obtained by adding Fe to Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 as an active material for a lithium secondary battery. Patent Documents 5 to 8 describe compounds obtained by adding Fe or Ni to Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 as an active material for a lithium secondary battery.

しかしながら、特許文献1〜8記載の発明に係る材料は、安価な鉄を原料として用いた点に特徴があるが、これを用いたリチウム二次電池は、従来の正極活物質と比べて、分極が大きく、放電容量も優れるものではなかった。   However, the materials according to the inventions described in Patent Documents 1 to 8 are characterized in that inexpensive iron is used as a raw material. However, lithium secondary batteries using the materials are polarized in comparison with conventional positive electrode active materials. The discharge capacity was not excellent.

特許文献9、10には、リチウム二次電池用活物質としてLiNiO−Li[Li1/3Mn2/3]O系の固溶体が記載されている。 Patent Documents 9 and 10 describe a LiNiO 2 —Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 -based solid solution as an active material for a lithium secondary battery.

しかしながら、特許文献9、10記載のリチウム二次電池用活物質は、Niの電子状態がNi3+であることから、酸素中で合成する必要があり、空気中で合成することが困難であるという問題点があった。このように、工業上の取り扱い易さの点からもNiはNi2+の状態で存在しているリチウム二次電池用活物質材料が望まれている。また、この材料では、Ni3+→Ni4+の1電子反応しか利用できないので、リチウム二次電池の放電容量の向上が期待できない。 However, the active materials for lithium secondary batteries described in Patent Documents 9 and 10 need to be synthesized in oxygen because the electronic state of Ni is Ni 3+ and are difficult to synthesize in air. There was a problem. As described above, an active material for a lithium secondary battery in which Ni is present in a Ni 2+ state is also desired from the viewpoint of industrial handling. In addition, with this material, only one electron reaction of Ni 3+ → Ni 4+ can be used, so that it is not expected to improve the discharge capacity of the lithium secondary battery.

特許文献11−12には、リチウム二次電池用活物質としてLiNi1/2Mn1/2−Li[Li1/3Mn2/3]O系の固溶体等が記載されている。 Patent Documents 11-12 describe a LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 —Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 -based solid solution as an active material for a lithium secondary battery.

しかしながら、特許文献11、12に記載の材料を用いたリチウム二次電池の放電容量は、LiNi1/2Mn1/2を単独で用いた場合に比べて向上するどころか、逆に劣るものであった。 However, the discharge capacity of the lithium secondary battery using the materials described in Patent Documents 11 and 12 is inferior to that of LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 , rather than being improved. Met.

特許文献13−14には、リチウム二次電池用活物質としてLiMeO(Me:Co、Ni)の粒子表面にLi[Li1/3Mn2/3]Oを存在させた材料が記載されている。 Patent Documents 13-14 describe a material in which Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 is present on the particle surface of LiMeO 2 (Me: Co, Ni) as an active material for a lithium secondary battery. ing.

しかしながら、上記した特許文献1〜14に記載された技術や、次に述べる特許文献15〜18に記載された技術は、いずれも、本発明の課題である放電容量の向上に結びつくものではなかった。   However, none of the techniques described in Patent Documents 1 to 14 described above and the techniques described in Patent Documents 15 to 18 described below have led to an improvement in discharge capacity, which is an object of the present invention. .

特許文献15、16には、「本発明では層状構造を有する
・Li[Ni1/2Mn1/2]O2の割合が(1−3x)(1−y)、
・Li[Li1/3Mn2/3]O2の割合が3x(1−y)、
・LiCoO2の割合がy
で固溶したと仮定される層状リチウム遷移金属複合酸化物、すなわち
[Li](3a)[(LixNi(1-3x)/2Mn(1+x)/2)(1-y)Coy](3b)2 …(II)
を基本構造に持つ。
ここで、(3a)、(3b)はそれぞれ層状R(−3)m構造中の異なる金属サイトを表す。」、「ただし、本発明の重要な点は、さらに(II)式の組成に対してLiをzモルだけ過剰に加え、固溶させたものであり、
[Li](3a)[Liz/(2+z){(LixNi(1-3x)/2Mn(1+x)/2)(1-y)Coy}2/(2+z)](3b)2 …(I)
(ただし、0.01≦x≦0.15、0≦y≦0.35、0.02(1−y)(1−3x)≦z≦0.15(1−y)(1−3x)、また、(3a)、(3b)はそれぞれ層状R(−3)m構造中の異なる金属サイトを表す。)
で表されることを特徴とする。」(段落0018〜0019)等と記載され、Li[Ni1/2Mn1/2]O2とLi[Li1/3Mn2/3]O2とLiCoO2との3つの成分の固溶体を基本構造として採用する考え方については記載がある。しかし、比較例を参照しても、Li量は、そのような固溶体を想定した場合に自然に導かれる量を超えて過剰量としたもののみが具体的に記載されており、Li量を意図的に過剰としない組成範囲内において、3つの成分の比率を特定のものとすることにより、放電容量を向上できることについては記載がない。
In Patent Documents 15 and 16, “the ratio of Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 having a layered structure in the present invention is (1-3x) (1-y),
The ratio of Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 is 3x (1-y),
The ratio of LiCoO 2 is y
Layered lithium transition metal composite oxide,
[Li] (3a) [(Li x Ni (1-3x) / 2 Mn (1 + x) / 2 ) (1-y) Co y ] (3b) O 2 (II)
In the basic structure.
Here, (3a) and (3b) represent different metal sites in the layered R (-3) m structure, respectively. However, the important point of the present invention is that Li is added in excess of z mol with respect to the composition of the formula (II) and is dissolved.
[Li] (3a) [Li z / (2 + z) {(Li x Ni (1-3x) / 2 Mn (1 + x) / 2 ) (1-y) Co y } 2 / (2 + z )] (3b) O 2 ... (I)
(However, 0.01 ≦ x ≦ 0.15, 0 ≦ y ≦ 0.35, 0.02 (1-y) (1-3x) ≦ z ≦ 0.15 (1-y) (1-3x) (3a) and (3b) represent different metal sites in the layered R (-3) m structure.)
It is represented by. (Paragraphs 0018 to 0019) and the like, and a solid solution of three components of Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 , Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 and LiCoO 2 There is a description about the concept adopted as the basic structure. However, even with reference to the comparative example, the Li amount is only specifically described as an excess amount exceeding the amount naturally derived when such a solid solution is assumed, and the Li amount is intended. There is no description that the discharge capacity can be improved by making the ratio of the three components specific within a composition range that is not excessive.

特許文献17には、請求項1に、「Li[Ni(x−y)Li(1/3−2x/3)Mn(2/3−x/3−y)Co2y]O(0<x≦0.5、0≦y≦1/6、x>y)」なる組成式が記載されている。 Patent Document 17 describes in claim 1 that “Li [Ni (xy) Li (1 / 3-2x / 3) Mn (2-3-x / 3-y) Co 2y ] O 2 (0 < x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 1/6, x> y) ”.

特許文献17の請求項1に記載された組成式は、上位概念としては本発明が特徴とする組成範囲と一部重複するものの、特許文献17には、Li[Ni1/2Mn1/2]O2とLi[Li1/3Mn2/3]O2とLiCoO2との3つの成分の固溶体を採用する技術思想を示唆する記載は皆無であり、上記組成式が示す範囲は、Li[Ni1/2Mn1/2]O2とLi[Li1/3Mn2/3]O2とLiCoO2との3つの成分の固溶体とした場合の組成以外のものを広く含んでいる。 Although the composition formula described in claim 1 of Patent Document 17 partially overlaps with the composition range characterized by the present invention as a general concept, Patent Document 17 describes Li [Ni 1/2 Mn 1/2 There is no description suggesting the technical idea of adopting a solid solution of three components of] O 2 and Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 and LiCoO 2. The range indicated by the above composition formula is Li Except for the composition in the case of a solid solution of three components of [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 , Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 and LiCoO 2 , a wide range is included.

特許文献18の請求項2には、「Li[Ni(x-y)Li(1/3-2x/3)Mn(2/3-x/3-y)Co2y]O2(ただし、xは0より大きく0.5以下であり、yは0以上1/6以下であり、x>yである。)」なる組成式が記載されている。 Claim 2 of Patent Document 18 states that “Li [Ni (xy) Li (1 / 3-2x / 3) Mn (2 / 3-x / 3-y) Co 2y ] O 2 (where x is 0). Greater than 0.5, y is 0 or more and 1/6 or less, and x> y.) ”.

特許文献18の請求項2に記載された組成式は、上位概念としては本発明が特徴とする組成範囲と一部重複するものの、実施例としては、「組成式Li[Ni0.5Mn0.5]O2により表わされる化合物」や「組成式Li[Ni0.4Mn0.4Co0.2]O2により表わされる化合物」が具体的に記載されているだけであり、これらは完全に本発明が特徴とする組成範囲を外れるものである。また、特許文献18には、Li[Ni1/2Mn1/2]O2とLi[Li1/3Mn2/3]O2とLiCoO2との3つの成分の固溶体を採用する技術思想を示唆する記載は皆無である。 Although the composition formula described in claim 2 of Patent Document 18 partially overlaps with the composition range characterized by the present invention as a superordinate concept, as an example, “composition formula Li [Ni 0.5 Mn 0.5 ] O” 2 ”and“ compound represented by the composition formula Li [Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 ] O 2 ”are only specifically described, and these are the composition ranges completely characterized by the present invention. It is something that deviates. Patent Document 18 discloses a technical idea that employs a solid solution of three components of Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 , Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 and LiCoO 2. There is no description that suggests.

特許文献19には、共沈法によって遷移金属(Co,Ni,Mn)の水酸化物を作製し、これとリチウム化合物を混合し、焼成工程を経てα−NaFeO型結晶構造を有するLi[Co1−2xNiMn]Oを合成する方法が記載されている。 In Patent Document 19, a hydroxide of a transition metal (Co, Ni, Mn) is prepared by a coprecipitation method, and this is mixed with a lithium compound, and a Li [having an α-NaFeO 2 type crystal structure through a firing step. A method of synthesizing Co 1-2x Ni x Mn x ] O 2 is described.

特開2002−068748号公報JP 2002-068748 A 特開2002−121026号公報JP 2002-121026 A 特許第03500424号公報Japanese Patent No. 03500424 特開2005−089279号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-089279 特開2006−036620号公報JP 2006-036620 A 特開2003−048718号公報JP 2003-048718 A 特開2006−036621号公報JP 2006-036621 A 特許第03940788号公報Japanese Patent No. 0940788 特開平09−055211号公報JP 09-055211 A 特許第03539518号公報Japanese Patent No. 0359518 特開2004−158443号公報JP 2004-158443 A 特許第03946687号公報Japanese Patent No. 03946667 特開平08−171935号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-171935 特許第03258841号公報Japanese Patent No. 03258841 特開2006−253119号公報JP 2006-253119 A 特開2007−220475号公報JP 2007-220475 A 特開2004−006267号公報JP 2004006267 A 特開2004−152753号公報JP 2004-152753 A 国際公開第02/086993号パンフレットInternational Publication No. 02/086993 Pamphlet

非特許文献1には、高Mn量のLiCoO−LiNi0.5Mn0.5−LiMnO固溶体の調製と電気化学的特性について記載され、具体的に、0.36LiCoO−0.2LiNi1/2Mn1/2−0.44LiMnO、0.27LiCoO−0.2LiNi1/2Mn1/2−0.53LiMnO、0.18LiCoO−0.2LiNi1/2Mn1/2−0.62LiMnO、0.09LiCoO−0.2LiNi1/2Mn1/2−0.71LiMnOが示されているが、Liの含有量が1.4〜1.5と多い場合には、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は1.4程度であり(図2参照)、1.56以上ではないから、これらの固溶体は、本発明の活物質とは明らかに異なる。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩をスプレードライ法を用いて400℃で分解した後、750−950℃にて焼成することが示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、3.0−4.6Vの電位領域において放電容量を200mAh/g以上とすることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない。 Non-Patent Document 1, is described for the high Mn content of LiCoO 2 -LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 -Li 2 MnO 3 Preparation and electrochemical properties of the solid solutions, specifically, 0.36LiCoO 2 - 0.2LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 −0.44Li 2 MnO 3 , 0.27LiCoO 2 −0.2LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 −0.53Li 2 MnO 3 , 0.18LiCoO 2 0.2LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 -0.62Li 2 MnO 3, but 0.09LiCoO 2 -0.2LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 -0.71Li 2 MnO 3 is shown When the Li content is as high as 1.4 to 1.5, the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peak of the (003) plane and the (104) plane by X-ray diffraction measurement is 1. About 4 (See FIG. 2), not a 1.56 or more, these solid solutions are clearly different from the active material of the present invention. As for the production method, it is only shown that each acetate salt is decomposed at 400 ° C. using a spray drying method and then fired at 750-950 ° C., and produced using a coprecipitation method. It is not shown to do. Furthermore, although it is shown that the discharge capacity is 200 mAh / g or more in the potential region of 3.0 to 4.6 V, it is not shown that the discharge capacity is increased in the potential region of 4.3 V or less.

非特許文献2には、Li[Li0.182Ni0.182Co0.091Mn0.545]O、すなわち、0.545Li[Li1/3Mn2/3]O−0.364LiNi1/2Mn1/2−0.091LiCoOの層状物質について、放電容量は、初期4.6−2.0Vの電位領域においては200mAh/g以上であり、4.6V−2.0Vサイクルの後、4.3V−2.0Vの電位領域においては160mAh/g程度であることが示されているから、この層状物質は、4.3V以下の電位領域において放電容量が大きいものではない。また、上記の層状物質は、それぞれの酢酸塩のスラリーを作製し、それを120℃で乾燥した後、900℃で焼成することにより作製されたものであり、共沈法により作製されたものではなく、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は、約1であり、1.56以上の本発明の活物質とは明らかに異なるものである。 Non-Patent Document 2 includes Li [Li 0.182 Ni 0.182 Co 0.091 Mn 0.545 ] O 2 , that is, 0.545Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 −0.364 LiNi. For the layered material of 1/2 Mn 1/2 O 2 -0.091 LiCoO 2 , the discharge capacity is 200 mAh / g or more in the initial 4.6 to 2.0 V potential region, and 4.6 V to 2.0 V. After the cycle, it is shown that it is about 160 mAh / g in the potential region of 4.3V-2.0V, so this layered material does not have a large discharge capacity in the potential region of 4.3V or less. . In addition, the above layered material is prepared by preparing a slurry of each acetate salt, drying it at 120 ° C., and firing at 900 ° C., and not by using a coprecipitation method. In addition, the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peaks of the (003) plane and the (104) plane by X-ray diffraction measurement is about 1, and the active material of the present invention having 1.56 or more is It is clearly different.

非特許文献3には、リチウム電池の正極活物質として0.7LiMnO・0.3LiMn0.33Ni0.33Co0.33、0.5LiMnO・0.5LiMn0.33Ni0.33Co0.33が示され、前者について、放電容量は50℃、4.8V充電にて261mAh/g、50℃、4.6V充電にて200mAh/gであることが示されているが、4.3V以下の電位領域において放電容量を大きくすることは示されていない。また、上記の正極活物質は、Co、Ni、Mnの共沈水酸化物とLiOHを混合して300又は500℃にて仮焼成され、800又は1000℃にて焼成して作製されたものであるが、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は、約1であり、1.56以上の本発明の活物質とは明らかに異なるものである。 Non-Patent Document 3 includes 0.7Li 2 MnO 3 .0.3LiMn 0.33 Ni 0.33 Co 0.33 O 2 , 0.5Li 2 MnO 3 .0.5LiMn 0. 33 Ni 0.33 Co 0.33 O 2 is shown, and for the former, the discharge capacity is 261 mAh / g at 50 ° C. and 4.8 V charge, and 200 mAh / g at 50 ° C. and 4.6 V charge. Although shown, increasing the discharge capacity in a potential region of 4.3 V or less is not shown. The positive electrode active material is prepared by mixing co-precipitated hydroxides of Co, Ni, and Mn and LiOH and calcining at 300 or 500 ° C. and calcining at 800 or 1000 ° C. However, the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peaks of the (003) plane and the (104) plane by X-ray diffraction measurement is about 1, and the active material of the present invention having 1.56 or more is It is clearly different.

非特許文献4には、Li[Li1/5Ni1/10Co1/5Mn1/2]O、すなわち、0.6Li[Li1/3Mn2/3]O−0.2LiNi1/2Mn1/2−0.2LiCoOの層状結晶構造を有する固溶体が示されているが、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は1.4程度であり(図3参照)、1.56以上ではないから、この固溶体は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩を用いたゾルゲル法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.5V充電にて229mAh/gであることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない。 Non-Patent Document 4 describes Li [Li 1/5 Ni 1/10 Co 1/5 Mn 1/2 ] O 2 , that is, 0.6Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 -0.2LiNi. 1/2 Mn 1/2 O 2 is a solid solution having a layered crystal structure of -0.2LiCoO 2 is shown, by X-ray diffraction measurement (003) plane and (104) intensity ratio of the diffraction peaks of surface I ( 003) / I (104) is about 1.4 (see FIG. 3) and not 1.56 or more, so this solid solution is clearly different from the active material of the present invention. Moreover, about the manufacturing method, only the sol-gel method using each acetate is shown, It does not show manufacturing using a coprecipitation method. Furthermore, the discharge capacity is shown to be 229 mAh / g at 4.5 V charge, but it is not shown to increase the discharge capacity in a potential region of 4.3 V or less.

非特許文献5には、(1−2x)LiNi1/2Mn1/2・xLi[Li1/3Mn2/3]O・xLiCoO(0≦x≦0.5)の活物質について示されており、この組成式を満たす0.2LiNi1/2Mn1/2・0.4Li[Li1/3Mn2/3]O・0.4LiCoO、0.5Li[Li1/3Mn2/3]O・0.5LiCoO等のものは、本発明に近い組成のものではあるが、本発明の組成の範囲を外れている。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩を用いた固相法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.6V充電にて190mAh/g程度である(x=0.4)から、4.3V以下の電位領域における放電容量は大きいものではない。 Non-Patent Document 5 describes the activity of (1-2x) LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 .xLi [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 .xLiCoO 2 (0 ≦ x ≦ 0.5). 0.2LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 .0.4Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 .0.4LiCoO 2 , 0.5Li [ Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 .0.5LiCoO 2 or the like has a composition close to that of the present invention, but is outside the range of the composition of the present invention. Moreover, about the manufacturing method, only the solid-phase method using each acetate is shown, It does not show manufacturing using a coprecipitation method. Furthermore, since the discharge capacity is about 190 mAh / g at 4.6 V charge (x = 0.4), the discharge capacity in the potential region of 4.3 V or less is not large.

非特許文献6には、LiNi0.20Li0.20Mn0.60、すなわち、0.6Li[Li1/3Mn2/3]O−0.4LiNi1/2Mn1/2の正極活物質が示されているが、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は、電池作製前は1.7程度である(図7参照)が、放電後には(003)面の回折ピークよりも(104)面の回折ピークの強度が大きくなっているから、この正極活物質は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩又は硝酸塩を加熱分解した粉末を焼成する方法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.8V充電にて初期において288mAh/g、20サイクル後に220mAh/gであることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない。 Non-Patent Document 6 describes LiNi 0.20 Li 0.20 Mn 0.60 O 2 , that is, 0.6Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 −0.4LiNi 1/2 Mn 1/2. Although the positive electrode active material of O 2 is shown, the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peaks of the (003) plane and the (104) plane by X-ray diffraction measurement is 1. Although the intensity of the diffraction peak on the (104) plane is greater than that on the (003) plane after discharge, this positive electrode active material is the active material of the present invention. Is clearly different. Moreover, about the manufacturing method, only the method of baking the powder which heat-decomposed each acetate or nitrate is shown, and manufacturing using a coprecipitation method is not shown. Furthermore, it is shown that the discharge capacity is 288 mAh / g in the initial stage at 4.8 V charge and 220 mAh / g after 20 cycles, but it is shown that the discharge capacity in the potential region below 4.3 V is increased. It has not been.

非特許文献7には、層状の(1−x−y)LiNi1/2Mn1/2・xLi[Li1/3Mn2/3]O・yLiCoO(0≦x=y≦0.3及びx+y=0.5)の正極活物質について示されているが、この組成式を満たす0.5LiNi1/2Mn1/2・0.5Li[Li1/3Mn2/3]Oは、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)が1.4程度であり、1.56以上ではないから、この正極活物質は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩を用いた固相法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.6V充電にて180mAh/gであるから、4.3V以下の電位領域における放電容量は大きいものではない。 Non-Patent Document 7 discloses layered (1-xy) LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 .xLi [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 .yLiCoO 2 (0 ≦ x = y ≦ 0.3 and x + y = 0.5) positive electrode active material, 0.5LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 .0.5Li [Li 1/3 Mn 2 / 3 ] O 2 has an intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peaks of the (003) plane and the (104) plane measured by X-ray diffraction measurement of about 1.4, and is not 1.56 or more. This positive electrode active material is clearly different from the active material of the present invention. Moreover, about the manufacturing method, only the solid-phase method using each acetate is shown, It does not show manufacturing using a coprecipitation method. Furthermore, since the discharge capacity is 180 mAh / g at 4.6 V charge, the discharge capacity in the potential region of 4.3 V or less is not large.

非特許文献8には、層状構造の0.5Li(Ni0.5Mn0.5)O−0.5Li(Li1/3Mn2/3)O固溶体が示されているが、α−NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の固溶体であるQ24は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)が1.2程度であり、1.56以上ではないから、この固溶体は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。S24、VS24は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)が1.56以上であるが、不純物のピークが多く見られ、α−NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の固溶体として特定されていない。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩からの前駆体を焼成する方法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、Q24については、4.6V充電にて放電容量が210mAh/g程度であることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない。S24、VS24は、放電容量が小さいものである。 Non-Patent Document 8 shows a 0.5Li (Ni 0.5 Mn 0.5 ) O 2 -0.5Li (Li 1/3 Mn 2/3 ) O 2 solid solution having a layered structure. Q24 which is a solid solution of a lithium transition metal complex oxide having a —NaFeO 2 type crystal structure has an intensity ratio I (003) / I (104) of diffraction peaks of (003) plane and (104) plane by X-ray diffraction measurement Is about 1.2 and not more than 1.56, this solid solution is clearly different from the active material of the present invention. In S24 and VS24, the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peaks of the (003) plane and the (104) plane by X-ray diffraction measurement is 1.56 or more, but many impurity peaks are observed. It is not specified as a solid solution of a lithium transition metal composite oxide having an α-NaFeO 2 type crystal structure. Moreover, about the manufacturing method, only the method of baking the precursor from each acetate is shown, and manufacturing using a coprecipitation method is not shown. Further, regarding Q24, it is shown that the discharge capacity is about 210 mAh / g at 4.6 V charge, but it is not shown that the discharge capacity in the potential region of 4.3 V or less is increased. S24 and VS24 have a small discharge capacity.

非特許文献9には、Li(Li(1−x)/3CoMn(2−2x)/3)(0≦x≦1)固溶体の電気化学的性質について示されているが、この組成式を満たすLi(Li0.7/3Co0.3Mn1.4/3、すなわち、0.7Li[Li1/3Mn2/3]O−0.3LiCoO、Li(Li0.6/3Co0.4Mn1.2/3、すなわち、0.6Li[Li1/3Mn2/3]O−0.4LiCoOは、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)が1.3程度であり、1.56以上ではないから、この固溶体は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの硝酸塩からの前駆体を焼成する方法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.6V充電にて250mAh/g程度であることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない。 Non-Patent Document 9 shows the electrochemical properties of Li (Li (1-x) / 3 Co x Mn (2-2x) / 3 O 2 ) (0 ≦ x ≦ 1) solid solution, Li (Li 0.7 / 3 Co 0.3 Mn 1.4 / 3 O 2 satisfying this composition formula, that is, 0.7Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 -0.3LiCoO 2 , Li (Li 0.6 / 3 Co 0.4 Mn 1.2 / 3 O 2 , ie, 0.6Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 -0.4LiCoO 2 is obtained by X-ray diffraction measurement ( The intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peak between the (003) plane and the (104) plane is about 1.3 and is not 1.56 or more. Therefore, this solid solution is the active material of the present invention. Obviously, the production method is different from that of each nitrate. Only the method of firing the body is shown, it is not shown that it is manufactured using the coprecipitation method, and the discharge capacity is about 250 mAh / g at 4.6 V charge. However, increasing the discharge capacity in a potential region of 4.3 V or less is not shown.

非特許文献10には、Li[NiLi1/3−2x/3Mn2/3―x/3]Oの合成、構造、電気化学的挙動について示され、製造方法については共沈法を用いて製造することが示されているが、この組成式を満たすLi[Ni0.25Li1/6Mn7/12]O、すなわち、0.5Li[Li1/3Mn2/3]O−0.5LiNi1/2Mn1/2等の固溶体は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)が約1であり、1.56以上ではないから、これらの固溶体は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。さらに、放電容量は、4.8V充電にて220mAh/g程度であることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない(充放電カーブから見て、4.3V換算で150mAh/g程度である)。 Non-Patent Document 10 shows the synthesis, structure, and electrochemical behavior of Li [Ni x Li 1 / 3-2x / 3 Mn 2 / 3-x / 3 ] O 2 , and the production method is coprecipitation. Li [Ni 0.25 Li 1/6 Mn 7/12 ] O 2 satisfying this composition formula, that is, 0.5Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] A solid solution such as O 2 -0.5LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 has an intensity ratio I (003) / I (104) of diffraction peaks of (003) plane and (104) plane by X-ray diffraction measurement. Is about 1 and not greater than 1.56, so these solid solutions are clearly different from the active material of the present invention. Furthermore, it is shown that the discharge capacity is about 220 mAh / g at 4.8 V charge, but it is not shown that the discharge capacity in the potential region of 4.3 V or less is increased (from the charge / discharge curve). Seen, it is about 150 mAh / g in terms of 4.3 V).

非特許文献11には、Li[CoLi(1/3−x/3)Mn(2/3−2x/3)]O化合物の合成及び電気化学的特性について示されているが、この組成式を満たすLi[Co0.33Li0.67/3Mn1.34/3、すなわち、0.67Li[Li1/3Mn2/3]O−0.33LiCoOの化合物は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)が1.4程度であり、1.56以上ではないから、この化合物は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩又は硝酸塩を加熱分解した粉末を焼成する方法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.6V充電にて200mAh/g程度であることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない(充放電カーブから見て、4.3V換算で150−160mAh/g程度である)。 Non-Patent Document 11 shows the synthesis and electrochemical characteristics of Li [Co x Li (1 / 3-x / 3) Mn (2 / 3-2x / 3) ] O 2 compound. Li [Co 0.33 Li 0.67 / 3 Mn 1.34 / 3 O 2 satisfying the composition formula, that is, 0.67Li [Li 1/3 Mn 2/3] compounds of the O 2 -0.33LiCoO 2 is Since the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peak of the (003) plane and the (104) plane measured by X-ray diffraction measurement is about 1.4 and not 1.56 or more, this compound is This is clearly different from the active material of the present invention. Moreover, about the manufacturing method, only the method of baking the powder which heat-decomposed each acetate or nitrate is shown, and manufacturing using a coprecipitation method is not shown. Furthermore, although the discharge capacity is shown to be about 200 mAh / g at 4.6 V charge, it has not been shown to increase the discharge capacity in a potential region of 4.3 V or less (from the charge / discharge curve). Seen, it is about 150-160 mAh / g in 4.3V conversion).

非特許文献12には、リチウム二次電池用のLi(Li0.2Ni0.2Mn0.6)O正極活物質、すなわち、0.6Li[Li1/3Mn2/3]O−0.4LiNi1/2Mn1/2正極活物質のX線回折測定結果について示され、(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)が、放電後に1.6程度、1.7程度となることが示されているが、合成後、放電前には1.2程度であり、1.56以上ではないから、これの正極活物質は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩を用いたゾルゲル法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、2.0−4.6Vの電位領域において200mAh/g程度であるが、4.6V充電後、2.0−4.3Vの電位領域のサイクルにおいては110mAh/g程度であるから、4.3V以下の電位領域における放電容量は大きいものではない。 Non-Patent Document 12 describes a Li (Li 0.2 Ni 0.2 Mn 0.6 ) O 2 positive electrode active material for lithium secondary batteries, ie, 0.6Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O. It shows about the result of X-ray diffraction measurement of a 2-0.4LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 positive electrode active material, and the intensity ratio I (003) / I (104 of the diffraction peak of the (003) plane and the (104) plane. ) Is about 1.6 after discharge, and about 1.7, but after synthesis, it is about 1.2 before discharge and not 1.56 or more. The material is clearly different from the active material of the present invention. Moreover, about the manufacturing method, only the sol-gel method using each acetate is shown, It does not show manufacturing using a coprecipitation method. Further, the discharge capacity is about 200 mAh / g in the potential region of 2.0-4.6V, but after charging of 4.6V, it is about 110 mAh / g in the cycle of the potential region of 2.0-4.3V. Therefore, the discharge capacity in the potential region of 4.3 V or less is not large.

非特許文献13には、ナノ結晶Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O、すなわち、0.6Li[Li1/3Mn2/3]O−0.4LiNi1/2Mn1/2が示されているが、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は、1.3程度であり、1.56以上ではないから、このナノ結晶は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩又は硝酸塩を加熱分解した粉末を焼成する方法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.8V充電にて210mAh/g程度であることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない。 Non-Patent Document 13 includes nanocrystalline Li [Li 0.2 Ni 0.2 Mn 0.6 ] O 2 , that is, 0.6Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 −0.4LiNi 1 / 2 Mn 1/2 O 2 is shown, but the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peak between the (003) plane and the (104) plane by X-ray diffraction measurement is about 1.3. Since it is not 1.56 or more, this nanocrystal is clearly different from the active material of the present invention. Moreover, about the manufacturing method, only the method of baking the powder which heat-decomposed each acetate or nitrate is shown, and manufacturing using a coprecipitation method is not shown. Furthermore, it is shown that the discharge capacity is about 210 mAh / g at 4.8 V charge, but it is not shown that the discharge capacity in the potential region of 4.3 V or less is increased.

非特許文献14には、リチウムイオン電池用正極活物質としてのLiCoO−LiMnO(Li[Li(x/3)Co1−xMn(2x/3)]O)固溶体の調製及び電気化学的挙動について示され、この組成式を満たすLi[Li0.2Co0.4Mn0.4]O、すなわち、0.6Li[Li1/3Mn2/3]O−0.4LiCoO固溶体、Li[Li0.23Co0.31Mn0.46]O、すなわち、0.69Li[Li1/3Mn2/3]O−0.31LiCoO固溶体は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)が、充放電前においては、それぞれ、2.3、1.9程度であり、1.56以上ではある(図2参照)が、充電容量を160mAh以上とした充電末においては、その強度比が極端に低下し(前者の固溶体について1.4〜1.7、図10参照)、その強度比が極端に低下した活物質(固溶体)を放電した場合の放電末における強度比は明らかでないから、これらの活物質は、本発明の活物質と同一であるとはいえない。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩をスプレードライ法を用いて400℃で分解した後、750−950℃にて焼成することが示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.5V充電にて100mAh/g程度であり大きくない。 Non-Patent Document 14 describes the preparation of LiCoO 2 —Li 2 MnO 3 (Li [Li (x / 3) Co 1-x Mn (2x / 3) ] O 2 ) solid solution as a positive electrode active material for lithium ion batteries and Li [Li 0.2 Co 0.4 Mn 0.4 ] O 2 that is shown for electrochemical behavior and satisfies this composition formula, ie, 0.6Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 -0. .4 LiCoO 2 solid solution, Li [Li 0.23 Co 0.31 Mn 0.46 ] O 2 , ie, 0.69Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 -0.31 LiCoO 2 solid solution is an X-ray The diffraction peak intensity ratio I (003) / I (104) between the (003) plane and the (104) plane by diffraction measurement is about 2.3 and 1.9, respectively, before charging and discharging. 56 or more (FIG. 2 However, at the end of charging with a charging capacity of 160 mAh or more, the strength ratio is extremely reduced (1.4 to 1.7 for the former solid solution, see FIG. 10), and the strength ratio is extremely reduced. Since the intensity ratio at the end of discharge when the active material (solid solution) is discharged is not clear, it cannot be said that these active materials are the same as the active material of the present invention. As for the production method, it is only shown that each acetate salt is decomposed at 400 ° C. using a spray drying method and then fired at 750-950 ° C., and produced using a coprecipitation method. It is not shown to do. Furthermore, the discharge capacity is about 100 mAh / g at 4.5 V charge and is not large.

非特許文献15には、層状の0.6LiNi0.5Mn0.5・xLiMnO・yLiCoO(x+y=0.4)正極活物質について示されており、この組成式を満たす0.6LiNi0.5Mn0.5・0.4LiMnOは、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は、1.4程度であり、1.56以上ではないから、この正極活物質は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩を加熱分解した粉末を焼成する方法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.6V充電にて210mAh/g程度であることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない(4.3V換算で150mAh/g程度である)。 Non-Patent Document 15 shows a layered 0.6LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 .xLi 2 MnO 3 .yLiCoO 2 (x + y = 0.4) positive electrode active material, which satisfies this composition formula. 0.6LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 .0.4Li 2 MnO 3 is an intensity ratio I (003) / I (104) of diffraction peaks of (003) plane and (104) plane by X-ray diffraction measurement. Is about 1.4 and not more than 1.56. Therefore, this positive electrode active material is clearly different from the active material of the present invention. Moreover, about the manufacturing method, only the method of baking the powder which heat-decomposed each acetate salt is shown, It does not show manufacturing using a coprecipitation method. Furthermore, it is shown that the discharge capacity is about 210 mAh / g at 4.6 V charge, but it is not shown that the discharge capacity in the potential region below 4.3 V is increased (4.3 V conversion). About 150 mAh / g).

非特許文献16には、リチウム二次電池用のLi[Li0.15Ni0.275Mn0.575]O正極活物質すなわち、0.45Li[Li1/3Mn2/3]O−0.55LiNi1/2Mn1/2正極活物質が示されているが、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は、約1であり、1.56以上ではないから、この正極活物質は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩を用いたゾルゲル法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.6V充電にて180mAh/g程度であることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない(4.3V換算で140mAh/g程度である)。 Non-Patent Document 16 describes a Li [Li 0.15 Ni 0.275 Mn 0.575 ] O 2 positive electrode active material for a lithium secondary battery, that is, 0.45Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2. -0.55LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 positive electrode active material is shown, but the intensity ratio I (003) / I ( of diffraction peaks of (003) plane and (104) plane by X-ray diffraction measurement. 104) is about 1 and not 1.56 or more, so this positive electrode active material is clearly different from the active material of the present invention. Moreover, about the manufacturing method, only the sol-gel method using each acetate is shown, It does not show manufacturing using a coprecipitation method. Furthermore, it is shown that the discharge capacity is about 180 mAh / g at 4.6 V charge, but it is not shown that the discharge capacity in the potential region of 4.3 V or less is increased (4.3 V conversion). About 140 mAh / g).

非特許文献17には、リチウム二次電池用正極活物質としてのLi[Li(1−2x)/3NiMn(2―x)/3]Oの合成及び電気化学的性質について示されているが、この組成式を満たすLi[Li0.15Ni0.275Mn0.575]O、すなわち、0.45Li[Li1/3Mn2/3]O−0.55LiNi1/2Mn1/2の正極活物質は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は、約1であり、1.56以上ではないから、これらの正極活物質は、本発明の活物質とは明らかに異なるものである。また、製造方法については、それぞれの酢酸塩を用いたゾルゲル法が示されているだけであり、共沈法を用いて製造することは示されていない。さらに、放電容量は、4.6V充電にて190mAh/g程度であることが示されているが、4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることは示されていない(4.3V換算で140mAh/g程度である)。 Non-Patent Document 17 shows the synthesis and electrochemical properties of Li [Li (1-2x) / 3 Ni x Mn (2-x) / 3 ] O 2 as a positive electrode active material for lithium secondary batteries. and that although, Li [Li 0.15 Ni 0.275 Mn 0.575] O 2 satisfying the composition formula, that is, 0.45Li [Li 1/3 Mn 2/3] O 2 -0.55LiNi 1 / The positive electrode active material of 2 Mn 1/2 O 2 has a diffraction peak intensity ratio I (003) / I (104) of about (003) plane and (104) plane by X-ray diffraction measurement, which is about 1. Since it is not more than .56, these positive electrode active materials are clearly different from the active materials of the present invention. Moreover, about the manufacturing method, only the sol-gel method using each acetate is shown, It does not show manufacturing using a coprecipitation method. Furthermore, it is shown that the discharge capacity is about 190 mAh / g at 4.6 V charge, but it is not shown that the discharge capacity in the potential region below 4.3 V is increased (4.3 V conversion). About 140 mAh / g).

Electrochimica Acta 51(2006)5581-5586Electrochimica Acta 51 (2006) 5581-5586 Electrochemistry Communications 7(2005)1318-1322Electrochemistry Communications 7 (2005) 1318-1322 Electrochemistry Communications 9(2007)787-795Electrochemistry Communications 9 (2007) 787-795 Journal of Power Sources 146(2005)281-286Journal of Power Sources 146 (2005) 281-286 Journal of Power Sources 146(2005)598-601Journal of Power Sources 146 (2005) 598-601 Solid State Ionics 176(2005)1035-1042Solid State Ionics 176 (2005) 1035-1042 Journal of The Electrochemical Society,152(1) A171-A178(2005)Journal of The Electrochemical Society, 152 (1) A171-A178 (2005) Journal of Power Sources 124(2003)533-537Journal of Power Sources 124 (2003) 533-537 Electrochemistry Communications 9(2007)103-108Electrochemistry Communications 9 (2007) 103-108 Journal of The Electrochemical Society,149(6) A777-A791(2002)Journal of The Electrochemical Society, 149 (6) A777-A791 (2002) Journal of The Electrochemical Society,151(5) A720-A727(2004)Journal of The Electrochemical Society, 151 (5) A720-A727 (2004) Electrochemical and Solid-State Letters,6(9) A183-A186(2003)Electrochemical and Solid-State Letters, 6 (9) A183-A186 (2003) Electrochemical and Solid-State Letters,6(8) A166-A169(2003)Electrochemical and Solid-State Letters, 6 (8) A166-A169 (2003) Journal of Power Sources 159(2006)1353-1359Journal of Power Sources 159 (2006) 1353-1359 Materials Letters 58(2004)3197-3200Materials Letters 58 (2004) 3197-3200 Journal of Materials Chemistry,2003,13,319-322Journal of Materials Chemistry, 2003,13,319-322 Journal of Power Sources 112(2002)634-638Journal of Power Sources 112 (2002) 634-638

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、放電容量の大きなリチウム二次電池の製造方法、特に4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることのできるリチウム二次電池の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a method of manufacturing a lithium secondary battery having a large discharge capacity, particularly a lithium secondary battery capable of increasing the discharge capacity in a potential region of 4.3 V or less . An object is to provide a manufacturing method .

本発明について、技術思想を交えて説明する。但し、作用機構については推定を含んでおり、その正否は、本発明を制限するものではない。なお、本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態若しくは実験例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。   The present invention will be described with a technical idea. However, the action mechanism includes estimation, and the correctness does not limit the present invention. It should be noted that the present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment or experimental example is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is not restricted to the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

公知のLiMnOをリチウム二次電池用活物質として用いた場合、充放電の過程でMn4+/Mn3+の酸化還元反応に起因するヤーンテラー歪みが生じるため、安定した放電容量を得ることができない。 When known LiMnO 2 is used as an active material for a lithium secondary battery, Yarn-Teller distortion caused by a redox reaction of Mn 4+ / Mn 3+ occurs in the charge / discharge process, so that a stable discharge capacity cannot be obtained.

また、公知の、LiCoO、LiNiO及びLiMnOをそれぞれ3つの成分として配置した三元系状態図上に示されるα−NaFeO型結晶構造を有する固溶体であるLi[Co1−2xNiMn]O(0<x≦1/2)の材料は、合成されたときの遷移金属元素の価数は、充放電に伴って、CoやNiのみならず、Mnの価数もまた変動する。ただ、NiとMnが同比率に存在する特殊な場合に限り、Ni2+,Mn4+,Co3+の電子状態を取ることが経験的に可能であり、この場合に限り、この材料に対して電気化学的な酸化還元(リチウムの挿入脱離)を行ってもMnの価数が4価のまま変化しないことから、良好な可逆特性を得ることができると考えられている。なお、このとき、電気化学的酸化に伴って、Niの価数は2価から3価、さらには4価まで変化し、Coの価数は3価から4価まで変化する。ここで、前記NiとMnが同比率に存在する特殊な場合とは、図2に示したように、LiCoO、LiNiO及びLiMnOをそれぞれ3つの成分として配置した三元系状態図で示した直線上の点に相当する。しかし、この直線上を外れると、Ni2+,Mn4+,Co3+の電子状態を取ることができなくなり、放電容量および充放電サイクル性能が優れない結果となってしまう。 Further, Li [Co 1-2x Ni x, which is a known solid solution having an α-NaFeO 2 type crystal structure shown on a ternary phase diagram in which LiCoO 2 , LiNiO 2 and LiMnO 2 are arranged as three components, respectively. In the material of Mn x ] O 2 (0 <x ≦ 1/2), the valence of the transition metal element when synthesized is not only Co and Ni, but also the valence of Mn with charge / discharge. fluctuate. However, only in special cases where Ni and Mn are present in the same ratio, it is empirically possible to take the electronic states of Ni 2+ , Mn 4+ , and Co 3+. Even if chemical oxidation-reduction (lithium insertion / extraction) is performed, the valence of Mn remains tetravalent, and it is considered that good reversible characteristics can be obtained. At this time, with electrochemical oxidation, the valence of Ni changes from divalent to trivalent, and further to tetravalent, and the valence of Co changes from trivalent to tetravalent. Here, the special case in which Ni and Mn are present in the same ratio is shown in a ternary phase diagram in which LiCoO 2 , LiNiO 2 and LiMnO 2 are arranged as three components, respectively, as shown in FIG. Corresponds to a point on a straight line. However, if it deviates from this straight line, the electronic states of Ni 2+ , Mn 4+ , and Co 3+ cannot be taken, resulting in poor discharge capacity and charge / discharge cycle performance.

各金属元素の価数がLi,Co3+,Ni2+,Mn4+となると考えられる材料は、特許文献15〜18にも一部発見することができる。
しかし、上記したように、特許文献15〜18の記載を参照しても、二次電池としての放電容量が従来の材料を上回るものは得られていない。
A part of materials considered to have valences of each metal element of Li + , Co 3+ , Ni 2+ and Mn 4+ can also be found in Patent Documents 15 to 18.
However, as described above, even with reference to the descriptions in Patent Documents 15 to 18, a battery having a discharge capacity that exceeds the conventional material as a secondary battery has not been obtained.

LiおよびMn4+を含む代表的な層状構造として、単斜晶のLi[Li1/3Mn2/3]Oがある。このLi[Li1/3Mn2/3]Oをベースとした種々の化合物がこれまでに検討されていることについては、上記特許文献1〜14に記載されるとおりである。しかし、Li[Li1/3Mn2/3]Oは、単体として用いるとほとんど充放電容量を得ることができないことが知られている。これは通常の有機電解液の安定領域においてMn4+→Mn5+の酸化還元反応が起こらないためであると推察される。 As a typical layered structure including Li + and Mn 4+ , there is monoclinic Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 . The various compounds based on this Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 have been studied so far, as described in Patent Documents 1-14. However, it is known that Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 can hardly obtain a charge / discharge capacity when used alone. This is presumably because the oxidation-reduction reaction of Mn 4+ → Mn 5+ does not occur in the stable region of a normal organic electrolyte.

本発明者らは、前記Li[Li1/3Mn2/3]Oは、Mnの価数が4価であることに着目し、他の化合物と固溶体を形成させることを検討した。このようにすることで、電気化学的な酸化還元(充放電)を行ってもMnの価数が4価から変化することなく、Li[Li1/3Mn2/3]Oと固溶体を形成している他の化合物を構成している遷移金属元素の価数を変化させることができ、これによって高い放電容量得ることができ、また安定した充放電サイクル性能も得られるのではないかと考えた。 The inventors focused on the fact that the Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 has a valence of Mn of 4 and studied to form a solid solution with other compounds. By doing so, Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 and the solid solution can be obtained without changing the valence of Mn from 4 even when electrochemical oxidation-reduction (charge / discharge) is performed. It is possible that the valence of the transition metal element constituting the other compound that is formed can be changed, which can result in high discharge capacity and stable charge / discharge cycle performance. It was.

本発明者らは、さらに、この二元系にLiCoOを含めたLiCoO−LiNi1/2Mn1/2−Li[Li1/3Mn2/3]Oの三元系固溶体を検討した。LiCoOは初期充放電効率に優れ、高率充放電特性にも優れているため、この特徴を生かすことができるのではないかと考えたのである。 The present inventors further provide a ternary solid solution of LiCoO 2 —LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 —Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 including LiCoO 2 in this binary system. It was investigated. Since LiCoO 2 is excellent in initial charge / discharge efficiency and excellent in high rate charge / discharge characteristics, it was thought that this feature could be utilized.

この三元系固溶体は、図1に示す三角相図として表される。このマトリックス上にある全ての化合物はCo3+,Ni2+,Mn4+として存在するものとなる。即ち、前記したLiCoO−LiNiO−LiMnO系においては、図2に示したように、NiとMnが同比率で存在するライン上でしかNi2+,Mn4+として存在できないのに対し、LiCoO−LiNi1/2Mn1/2−Li[Li1/3Mn2/3]Oの三元系固溶体であれば、系内のすべての点においてCo3+,Ni2+,Mn4+として存在しうるのである。 This ternary solid solution is represented as a triangular phase diagram shown in FIG. All compounds on this matrix will exist as Co 3+ , Ni 2+ , Mn 4+ . That is, in the LiCoO 2 -LiNiO 2 -LiMnO 2 system described above, as shown in FIG. 2, only Ni 2+ on the line where Ni and Mn are present in the same proportion, while can not exist as Mn 4+, LiCoO if 2 -LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 -Li [Li 1/3 Mn 2/3] a ternary solid solution of O 2, Co 3+ at all points in the system, Ni 2+, Mn 4+ It can exist as

従って、本発明の基礎となる前記三元系固溶体は、x{Li[Li1/3Mn2/3]O}・y{LiNi1/2Mn1/2}・(z=1−x−y){LiCoO}と表記することができる。これを変形して、Li1+x/3Co1−x−yNiy/2Mn2x/3+y/2なる式が導かれる。ここで、定義から、0≦x、0≦y、x+y≦1である。 Therefore, the ternary solid solution that forms the basis of the present invention is x {Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 } · y {LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 } · (z = 1 −xy) {LiCoO 2 }. By transforming this, the following equation is derived: Li 1 + x / 3 Co 1-xy Ni y / 2 Mn 2x / 3 + y / 2 O 2 Here, from the definition, 0 ≦ x, 0 ≦ y, and x + y ≦ 1.

今般、本発明者らは、前記三元系固溶体において、xの値が1/3<xの範囲内で、特定の範囲にあり、特定の性質を満たすとき、この材料を活物質として用いたリチウム二次電池は、大きな放電容量を示すこと、特に、4.3V以下の電位領域において大きな放電容量を示すことを見出した。   The present inventors have used this material as an active material when the value of x is in a specific range within the range of 1/3 <x in the ternary solid solution and satisfies specific properties. It has been found that the lithium secondary battery exhibits a large discharge capacity, particularly a large discharge capacity in a potential region of 4.3 V or less.

上記組成式から解るように、本発明が特徴とする活物質組成は、従来の活物質に比べてLiの含有比率が高いことが特徴の一つである。この点のみを取り上げて考えても、本発明の活物質組成は、従来技術を説明した図2の組成図上にプロットして表すことができないものである。また、図2の組成図は、本発明に係る材料のように、組成式LiCoNiMnにおいてa+b+c=1の関係を満たさないものは表すことができない。 As can be seen from the above compositional formula, the active material composition characterized by the present invention is one of the characteristics that the content ratio of Li is higher than that of the conventional active material. Even considering only this point, the active material composition of the present invention cannot be plotted on the composition diagram of FIG. 2 describing the prior art. In addition, the composition diagram of FIG. 2 cannot represent a material that does not satisfy the relationship of a + b + c = 1 in the composition formula Li q Co a Ni b Mn c O d like the material according to the present invention.

ここに、本発明は、充電時の正極の最大到達電位が4.3V(vs.Li/Li+)以下である充電方法が採用されるリチウム二次電池を製造するためのリチウム二次電池の製造方法であって、α−NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を含み、前記固溶体が含有するLi,Co,Ni及びMnの組成比が、Li1+(1/3)xCo1−x−yNi(1/2)yMn(2/3)x+(1/2)y(x+y≦1、0≦y)を満たし、Li[Li1/3Mn2/3]O(x)−LiNi1/2Mn1/2(y)−LiCoO(z)系三角相図において、(x,y,z)が、点A(0.45,0.55,0)、点B(0.63,0.37,0)、点C(0.7,0.25,0.05)、点D(0.67,0.18,0.15)、点E(0.75,0,0.25)、点F(0.55,0,0.45)、及び点G(0.45,0.2,0.35)を頂点とする七角形ABCDEFGの線上又は内部に存在する範囲の値で表される活物質を使用し、且つ、正極が前記活物質を含むリチウム二次電池について4.3V(vs.Li/Li+)を超え4.8V以下(vs.Li/Li+)の正極電位範囲に充電電気量に対して出現する電位変化が比較的平坦な領域に少なくとも至る充電を行う工程を含むことを特徴とする。前記活物質は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比が、充放電前においてI(003)/I(104)≧1.56であり、放電末においてI(003)/I(104)>1であることが好ましい。 Here, the present invention provides a lithium secondary battery for manufacturing a lithium secondary battery in which a charging method in which the maximum potential of the positive electrode during charging is 4.3 V (vs. Li / Li +) or less is employed. A method comprising a solid solution of a lithium transition metal composite oxide having an α-NaFeO 2 type crystal structure, wherein the composition ratio of Li, Co, Ni and Mn contained in the solid solution is Li 1+ (1/3) x Co 1-xy Ni (1/2) y Mn (2/3) x + (1/2) y (x + y ≦ 1, 0 ≦ y) is satisfied, and Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O In the 2 (x) -LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 (y) -LiCoO 2 (z) system triangular phase diagram, (x, y, z) is a point A (0.45, 0.55). 0), point B (0.63, 0.37, 0), point C (0.7, 0.25, 0.05), point D (0.67, .18, 0.15), point E (0.75, 0, 0.25), point F (0.55, 0, 0.45), and point G (0.45, 0.2, 0. 35) 4.3 V (vs. Li) for a lithium secondary battery using an active material represented by a value in a range existing on or inside a heptagon ABCDEFG having an apex at 35) and a positive electrode containing the active material / Li +) and 4.8 V or less (vs. Li / Li +) in the positive electrode potential range, including a step of charging the potential change appearing with respect to the charge amount to reach at least a relatively flat region. To do. The active material has an intensity ratio of diffraction peaks of the (003) plane and the (104) plane as measured by X-ray diffraction measurement of I (003) / I (104) ≧ 1.56 before charge and discharge, and at the end of discharge. It is preferable that I (003) / I (104) > 1.

ここで、本発明における「充放電前」とは、活物質の合成後から、最初に電気化学的な通電が行われるまでをいう。
また、「放電末」とは、160mAh/g以上の放電を行った後(実施例においては、177mAh/g以上の放電を行った後)を意味する。具体的には、実施例に示されるように、4.3V(vs.Li/Li+)まで充電して、電流0.1ItAの定電流放電を行い、終止電圧が2.0Vとなった時点を放電末としたものである。
Here, “before charging / discharging” in the present invention refers to the period from the synthesis of the active material until the first electrochemical energization.
In addition, “discharge end” means after discharge of 160 mAh / g or more (in the examples, after discharge of 177 mAh / g or more). Specifically, as shown in the examples, the battery was charged to 4.3 V (vs. Li / Li +), a constant current discharge with a current of 0.1 ItA was performed, and the end point of 2.0 V was reached. Discharged at the end.

一般に、α−NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を焼成工程を経て合成する場合、実際に得られる化合物の組成は、原料の仕込み組成比から計算される組成に比べて若干変動することが事実として知られている。本発明は、その技術思想又は主要な特徴から逸脱することなく実施することができるものであって、合成によって得られたものの組成が上記組成式と厳密に一致しないことのみをもって本発明の範囲に属さないものと解釈してはならないことはいうまでもない。特に、Li量については、焼成工程で揮発されやすいことが知られている。また、酸素原子の係数についても、合成条件等によって変動しうるものである。なお、本願請求項1の組成式は、酸素原子の係数について規定していない。三角相図におけるLi[Li1/3Mn2/3]O(x)−LiNi1/2Mn1/2(y)−LiCoO(z)のOは、厳密に2の場合だけではなく、欠損したものも含まれる。
また、本発明の活物質は、Li,Co,Ni,Mn,O以外の元素を含んでいても良く、Li,Co,Ni,Mn,O以外の元素を含んでいる場合においても、前記固溶体を構成する元素の中からLi,Co,Ni及びMnを取り上げ、その組成比が本願の規定を満たすと共に、本発明の効果が奏される限りにおいて、そのようなものも本発明の技術的範囲に属する。Li,Co,Ni,Mn,O以外の元素としては、Co,Ni,Mn以外の遷移金属元素であっても良い。
In general, when a lithium transition metal composite oxide having an α-NaFeO 2 type crystal structure is synthesized through a firing step, the composition of the compound actually obtained varies slightly compared to the composition calculated from the raw material composition ratio. It is known as a fact to do. The present invention can be carried out without departing from the technical idea or the main features thereof, and the composition of the product obtained by synthesis does not exactly match the above composition formula, and is within the scope of the present invention. It goes without saying that it should not be interpreted as not belonging. In particular, it is known that the amount of Li is easily volatilized in the firing step. In addition, the coefficient of oxygen atoms may vary depending on the synthesis conditions. Note that the composition formula of claim 1 of the present application does not prescribe the coefficient of oxygen atoms. O in Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 (x) -LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 (y) -LiCoO 2 (z) in the triangular phase diagram is strictly 2 only Instead, the missing ones are also included.
Further, the active material of the present invention may contain an element other than Li, Co, Ni, Mn, and O, and even when it contains an element other than Li, Co, Ni, Mn, and O, the solid solution As long as Li, Co, Ni and Mn are taken out of the elements constituting the composition and the composition ratio satisfies the provisions of the present application and the effects of the present invention are exhibited, such elements are also within the technical scope of the present invention. Belonging to. As elements other than Li, Co, Ni, Mn, and O, transition metal elements other than Co, Ni, and Mn may be used.

本発明に係るリチウム二次電池用活物質は、正極電位4.5V(vs.Li/Li+)付近に至って充放電が可能である。しかしながら、使用する非水電解質の種類によっては、充電時の正極電位が高すぎると、非水電解質が酸化分解され電池性能の低下を引き起こす虞がある。従って、使用時において、充電時の正極の最大到達電位が4.3V(vs.Li/Li+)以下となるような充電方法を採用しても、充分な放電容量が得られるリチウム二次電池が求められる場合がある。(x,y,z)が上記の範囲にあり、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比が上記の条件を満たすリチウム二次電池用活物質を用いると、使用時において、充電時の正極の最大到達電位が4.3V(vs.Li/Li+)以下となるような充電方法を採用しても、177mAh/g以上(ほとんどが180mAh/g以上)という従来の正極活物質の容量を超える放電電気量を取り出すことが可能である。
したがって、本発明は、充電時の正極の最大到達電位が4.3V(vs.Li/Li+)以下である充電方法が採用されるリチウム二次電池を製造するためのリチウム二次電池の製造方法であって、α−NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を含み、前記固溶体が含有するLi,Co,Ni及びMnの組成比が、Li1+(1/3)xCo1−x−yNi(1/2)yMn(2/3)x+(1/2)y(x+y≦1、0≦y、1−x−y=z)を満たし、Li[Li1/3Mn2/3]O(x)−LiNi1/2Mn1/2(y)−LiCoO(z)系三角相図において、(x,y,z)が、点A(0.45,0.55,0)、点B(0.63,0.37,0)、点C(0.7,0.25,0.05)、点D(0.67,0.18,0.15)、点E(0.75,0,0.25)、点F(0.55,0,0.45)、及び点G(0.45,0.2,0.35)を頂点とする七角形ABCDEFGの線上又は内部に存在する範囲の値で表される活物質を使用し、且つ、正極が前記活物質を含むリチウム二次電池について4.3V(vs.Li/Li+)を超え4.8V以下(vs.Li/Li+)の正極電位範囲に充電電気量に対して出現する電位変化が比較的平坦な領域に少なくとも至る充電を行う工程を含むこと、前記リチウム二次電池は、4.3V(vs.Li/Li+)以下の電位領域において放電可能な電気量が177mAh/g以上となることを特徴とする。前記活物質は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比が、放電末においてI(003)/I(104)>1であることが好ましい。
The active material for a lithium secondary battery according to the present invention can be charged and discharged by reaching a positive electrode potential of around 4.5 V (vs. Li / Li + ). However, depending on the type of nonaqueous electrolyte used, if the positive electrode potential during charging is too high, the nonaqueous electrolyte may be oxidized and decomposed, resulting in a decrease in battery performance. Accordingly, in use, a lithium secondary battery capable of obtaining a sufficient discharge capacity even if a charging method is adopted in which the maximum potential of the positive electrode during charging is 4.3 V (vs. Li / Li + ) or less. May be required. When an active material for a lithium secondary battery in which (x, y, z) is in the above range and the intensity ratio of the diffraction peak between the (003) plane and the (104) plane by X-ray diffraction measurement satisfies the above conditions is used. Even when a charging method is adopted such that the maximum potential of the positive electrode during charging is 4.3 V (vs. Li / Li + ) or less in use, 177 mAh / g or more (mostly 180 mAh / g or more) It is possible to take out the amount of discharge electricity exceeding the capacity of the conventional positive electrode active material.
Therefore, the present invention provides a method for manufacturing a lithium secondary battery for manufacturing a lithium secondary battery in which a charging method in which the maximum potential of the positive electrode during charging is 4.3 V (vs. Li / Li +) or less is employed. And a solid solution of a lithium transition metal composite oxide having an α-NaFeO 2 type crystal structure, wherein the composition ratio of Li, Co, Ni and Mn contained in the solid solution is Li 1+ (1/3) x Co 1-xy Ni (1/2) y Mn (2/3) x + (1/2) y (x + y ≦ 1, 0 ≦ y, 1-xy = z) is satisfied, and Li [Li 1 / 3 Mn 2/3] in O 2 (x) -LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 (y) -LiCoO 2 (z) based triangular phase diagram, (x, y, z) is a point A (0 .45, 0.55, 0), point B (0.63, 0.37, 0), point C (0.7, 0.25, 0.05) , Point D (0.67, 0.18, 0.15), point E (0.75, 0, 0.25), point F (0.55, 0, 0.45), and point G (0 Lithium secondary containing an active material represented by a value in a range existing on or inside a heptagon ABCDEFG having a vertex of .45, 0.2, 0.35) and a positive electrode containing the active material Charging of a battery that exceeds 4.3V (vs.Li/Li+) and is less than 4.8V (vs.Li/Li+) in the positive electrode potential range, and the potential change that appears with respect to the amount of charge reaches at least a relatively flat region. And the lithium secondary battery has a dischargeable amount of electricity of 177 mAh / g or more in a potential region of 4.3 V (vs. Li / Li +) or less. The active material preferably has an intensity ratio of diffraction peaks of the (003) plane and the (104) plane measured by X-ray diffraction measurement such that I (003) / I (104) > 1 at the end of discharge.

上記リチウム二次電池用活物質において、上記(x,y,z)が、点H(0.6,0.4,0)、点I(0.67,0.13,0.2)、点J(0.7,0,0.3)、及び点K(0.55,0.05,0.4)を頂点とする四角形HIJKの線上又は内部に存在する範囲の値で表されることが好ましい。   In the active material for a lithium secondary battery, the (x, y, z) is a point H (0.6, 0.4, 0), a point I (0.67, 0.13, 0.2), It is represented by a value in a range existing on or in the line of a quadrilateral HIJK with the point J (0.7, 0, 0.3) and the point K (0.55, 0.05, 0.4) as vertices. It is preferable.

この範囲にある場合には、充電時の正極の最大到達電位が4.3V(vs.Li/Li+)以下となるような充電方法を採用しても、198mAh/g以上(ほとんどが200mAh/g以上)という従来の正極活物質の容量を大きく超える放電電気量を取り出すことが可能である。 In this range, 198 mAh / g or more (mostly 200 mAh / g) even when a charging method is adopted in which the maximum potential of the positive electrode during charging is 4.3 V (vs. Li / Li + ) or less. g or more), it is possible to take out the amount of discharge electricity greatly exceeding the capacity of the conventional positive electrode active material.

また、本発明は、上記のようなリチウム二次電池用活物質を含むリチウム二次電池である。   Moreover, this invention is a lithium secondary battery containing the above active materials for lithium secondary batteries.

ここで、LiCoO粉末とLiNi1/2Mn1/2粉末とLi[Li1/3Mn2/3]O粉末との単なる混合物のみからなるものは、本発明に係るリチウム二次電池用活物質が含有する前記「固溶体」には含まれない。これらの3つの材料の単品は、エックス線回折測定を行った場合に観察される各格子定数に対応するピーク位置がそれぞれ異なるため、これらの単なる混合物についてエックス線回折測定を行うと、それぞれの単品に対応する回折パターンが得られる。しかし、本発明に係るα−NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の固溶体は、少なくともLi[Li1/3Mn2/3]Oの一部がLiCoO及び/又はLiNi1/2Mn1/2と固溶している。上記(x,y,z)が上記の範囲内であっても、Li[Li1/3Mn2/3]Oが全くLiCoO及び/又はLiNi1/2Mn1/2と固溶していない場合は、放電容量の大きなリチウム電池とすることができるという本発明の効果が奏されない。 Here, LiCoO 2 powder and LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 powder and Li [Li 1/3 Mn 2/3] O 2 made of simple mixture only with powder, lithium secondary according to the present invention It is not included in the “solid solution” contained in the battery active material. Each of these three materials has a different peak position corresponding to each lattice constant observed when X-ray diffraction measurement is performed. Therefore, when X-ray diffraction measurement is performed on these simple mixtures, each single item corresponds. A diffraction pattern is obtained. However, in the solid solution of the lithium transition metal composite oxide having an α-NaFeO 2 type crystal structure according to the present invention, at least a part of Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 is LiCoO 2 and / or LiNi 1. / 2 It is in solid solution with Mn 1/2 O 2 . Even if the above (x, y, z) is within the above range, Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 is completely solid with LiCoO 2 and / or LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2. If not dissolved, the effect of the present invention that a lithium battery having a large discharge capacity can be obtained is not achieved.

さらに、本発明に係るリチウム二次電池用活物質は、x>1/3の領域にて存在する活物質であり、CuKα線を用いたエックス線回折図の2θ=20〜30°付近に、Li[Li1/3Mn2/3]O型の単斜晶にみられる回折ピークが観察されるものであった。これは、LiとMn4+が規則配列する場合に観察される超格子線と推定される。本発明において、特に放電容量が優れるものは、この21°付近に見られる単斜晶型回折ピークの強度が主相である六方晶の(003)面の回折ピーク強度に対して4〜7%程度であった。固溶体中におけるLi[Li1/3Mn2/3]O比率が高くなるに比例して21°付近に見られる単斜晶型回折ピークの強度が大きくなる。ひいては主相である六方晶の(003)面の回折ピーク強度に対する21°付近に見られる単斜晶型回折ピークの強度が7%を超える活物質については逆に十分な放電容量が得られにくくなる。 Furthermore, the active material for a lithium secondary battery according to the present invention is an active material existing in a region where x> 1/3, and in the vicinity of 2θ = 20 to 30 ° of an X-ray diffraction diagram using CuKα rays, Li A diffraction peak observed in a [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 type monoclinic crystal was observed. This is presumed to be a superlattice line observed when Li + and Mn 4+ are regularly arranged. In the present invention, the discharge capacity is particularly excellent in the case where the intensity of the monoclinic diffraction peak seen in the vicinity of 21 ° is 4 to 7% of the diffraction peak intensity of the hexagonal (003) plane, which is the main phase. It was about. As the Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 ratio in the solid solution increases, the intensity of the monoclinic diffraction peak seen near 21 ° increases. As a result, it is difficult to obtain a sufficient discharge capacity for an active material in which the intensity of the monoclinic diffraction peak seen near 21 ° with respect to the diffraction peak intensity of the hexagonal (003) plane of the main phase exceeds 7%. Become.

ここに、本発明は、リチウム遷移金属複合酸化物の固溶体は、CuKα線を用いたエックス線回折測定を行ったときに、20〜30°付近に、Li[Li1/3Mn2/3]O型の単斜晶にみられる回折ピークが観察されることを特徴としている。 Here, according to the present invention, the solid solution of the lithium transition metal composite oxide is Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O in the vicinity of 20 to 30 ° when X-ray diffraction measurement using CuKα ray is performed. It is characterized by observing diffraction peaks observed in type 2 monoclinic crystals.

また、本発明者らは、遷移金属元素を含む前駆体とリチウム化合物を混合して焼成工程を経てリチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を得る場合において、溶媒中でCo,Ni及びMnを含有する水酸化物を共沈させて前駆体を作製した場合に、特に、放電容量の大きなリチウム電池とすることができるリチウム二次電池用活物質を確実に合成できることを見出した。これは、前駆体として遷移金属水酸化物を共沈法によって得ることにより、遷移金属(Co,Ni,Mn)が前駆体中に均一に分布させることができたことと関連しているものと本発明者らは考えている。なお、このような前駆体の好ましい作製方法については、特許文献19の記載が参考になる。   In addition, when the present inventors mix a precursor containing a transition metal element and a lithium compound to obtain a solid solution of a lithium transition metal composite oxide through a firing step, they contain Co, Ni, and Mn in a solvent. It has been found that when a precursor is prepared by coprecipitation of a hydroxide, an active material for a lithium secondary battery that can be a lithium battery having a large discharge capacity can be reliably synthesized. This is related to the fact that the transition metal (Co, Ni, Mn) can be uniformly distributed in the precursor by obtaining the transition metal hydroxide as a precursor by the coprecipitation method. The present inventors are thinking. In addition, the description in Patent Document 19 is a reference for a preferable method for producing such a precursor.

ここに、本発明は、溶媒中でCo,Ni及びMnを含有する水酸化物を共沈させて前駆体を作製し、前記前駆体とリチウム化合物を混合、焼成する工程を経て前記リチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を作製することを特徴とする前記リチウム二次電池用活物質の製造方法である。   Here, the present invention provides a precursor by co-precipitation of a hydroxide containing Co, Ni and Mn in a solvent, and the lithium transition metal is subjected to a process of mixing and firing the precursor and a lithium compound. A method for producing an active material for a lithium secondary battery, comprising producing a solid solution of a composite oxide.

本発明に係るリチウム二次電池用活物質を用い、使用時において、充電時の正極の最大到達電位が4.3V(vs.Li/Li+)以下となるような充電方法を採用しても、充分な放電容量を取り出すことのできるリチウム二次電池を製造するためには、次に述べる、本発明に係るリチウム二次電池用活物質に特徴的な挙動を考慮した充電工程を該リチウム二次電池の製造工程中に設けることが重要である。即ち、本発明に係るリチウム二次電池用活物質を正極に用いて定電流充電を続けると、正極電位4.3V〜4.8Vの範囲に、電位変化が比較的平坦な領域が比較的長い期間に亘って観察される。図9に、実施例6(AT17)及び比較例4(AT11)のリチウム二次電池用活物質をそれぞれ用いた正極に対して、初めて充電を行ったときの正極電位挙動を比較して示す。図中「1st charge」と記載した曲線がこれにあたる。図9(a) (実施例6)にみるように、最初の充電時、充電電気量が100mAh/gを超えた付近から、4.45V付近の電位において電位変化が比較的平坦な領域が長い期間に亘って観察されている。これに対して、図9(b)(比較例4)においては、そのような平坦領域はほとんど観察されていない。ここで採用した充電条件は、電流0.1ItA、電圧(正極電位)4.5V(vs.Li/Li+)の定電流定電圧充電であるが、充電電圧をさらに高く設定しても、この比較的長い期間に亘る電位平坦領域は、xの値が1/3以下の材料を用いた場合にはほとんど観察されない。逆に、xの値が2/3を超える材料では、電位変化が比較的平坦な領域が観察される場合であっても短いものとなる。また、従来のLi[Co1−2xNiMn]O(0≦x≦1/2)系材料でもこの挙動は観察されない。この挙動は、本発明に係るリチウム二次電池用活物質に特徴的なものである。 Even when the active material for a lithium secondary battery according to the present invention is used and a charging method is employed such that the maximum potential of the positive electrode during charging is 4.3 V (vs. Li / Li + ) or less during use. In order to manufacture a lithium secondary battery capable of taking out a sufficient discharge capacity, a charging process in consideration of the characteristic behavior of the active material for a lithium secondary battery according to the present invention described below is performed. It is important to provide it during the manufacturing process of the secondary battery. That is, when constant current charging is continued using the active material for a lithium secondary battery according to the present invention for the positive electrode, a region where the potential change is relatively flat is relatively long in the positive electrode potential range of 4.3 V to 4.8 V. Observed over time. FIG. 9 shows a comparison of positive electrode potential behavior when the positive electrodes using the active materials for lithium secondary batteries of Example 6 (AT17) and Comparative Example 4 (AT11) are charged for the first time. The curve described as “1st charge” corresponds to this. As shown in FIG. 9 (a) (Embodiment 6), at the time of the first charge, a region where the potential change is relatively flat at a potential of around 4.45V from the vicinity where the amount of charge exceeds 100 mAh / g is long. Observed over time. On the other hand, in FIG. 9B (Comparative Example 4), such a flat region is hardly observed. The charging conditions adopted here are constant current and constant voltage charging with a current of 0.1 ItA and a voltage (positive electrode potential) of 4.5 V (vs. Li / Li + ). A potential flat region over a relatively long period is hardly observed when a material having an x value of 1/3 or less is used. On the other hand, a material having a value of x exceeding 2/3 is short even when a region where the potential change is relatively flat is observed. Further, this behavior is not observed even in a conventional Li [Co 1-2x Ni x Mn x ] O 2 (0 ≦ x ≦ 1/2) material. This behavior is characteristic of the active material for a lithium secondary battery according to the present invention.

ここに、本発明は、充電時の正極の最大到達電位が4.3V(vs.Li/Li)以下である充電方法が採用される前記リチウム二次電池を製造するための製造方法であって、4.3V(vs.Li/Li)を超え4.8V以下(vs.Li/Li)の正極電位範囲に充電電気量に対して出現する電位変化が比較的平坦な領域に少なくとも至る充電を行う工程を含むことを特徴とするリチウム二次電池の製造方法である。 Here, the present invention is a manufacturing method for manufacturing the lithium secondary battery in which a charging method in which the maximum potential of the positive electrode during charging is 4.3 V (vs. Li / Li + ) or less is employed. In the positive potential range of 4.3 V (vs. Li / Li + ) and 4.8 V or less (vs. Li / Li + ), the potential change that appears with respect to the charge amount is at least in a relatively flat region. It is the manufacturing method of the lithium secondary battery characterized by including the process of performing the charge to reach | attain.

ここで、電池完成前の初期充放電工程における充電は、少なくとも前記電位平坦領域に至るまで行うことが必要である。該電位平坦領域は比較的長く(例えば100mAh/g以上)続くので、この過程をできるだけ経由させるように充電を継続することが好ましい。ここで、電位上昇等により該電位平坦領域の終点が観察される場合にはこれをもって充電終止条件としてもよく、定電流定電圧充電を採用して電流値が設定値にまで減衰したことをもって充電終止条件としてもよい。   Here, it is necessary to perform the charge in the initial charge / discharge step before completion of the battery at least until the potential flat region is reached. Since the potential flat region lasts relatively long (for example, 100 mAh / g or more), it is preferable to continue charging so as to pass through this process as much as possible. Here, when the end point of the potential flat region is observed due to a potential rise or the like, this may be used as a charge termination condition, and charging is performed when the current value is attenuated to the set value by employing constant current and constant voltage charging. It may be a termination condition.

本発明によれば、放電容量の大きなリチウム二次電池、特に4.3V以下の電位領域における放電容量を大きくすることのできるリチウム二次電池を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lithium secondary battery with a large discharge capacity, especially the lithium secondary battery which can enlarge the discharge capacity in the electric potential area | region of 4.3 V or less can be provided.

本発明の技術思想及び技術範囲を示す図である。It is a figure which shows the technical idea and technical scope of this invention. 従来技術の技術思想を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the technical idea of a prior art. 組成式Li1+(1/3)xCo1−x−yNi(1/2)yMn(2/3)x+(1/2)y(x+y≦1、0≦y)の活物質の結晶構造を示す図である。Crystal of active material of composition formula Li 1+ (1/3) x Co 1-xy Ni (1/2) y Mn (2/3) x + (1/2) y (x + y ≦ 1, 0 ≦ y) It is a figure which shows a structure. LiNiOを仮定した活物質のX線回折図(本発明の測定結果に近いシミュレーション結果が得られたもの)である。FIG. 2 is an X-ray diffraction pattern of an active material assuming LiNiO 2 (a simulation result close to the measurement result of the present invention was obtained) . (Li0.8Ni0.2)[Ni0.8Li0.2]Oを仮定した活物質のX線回折図(文献記載に近いシミュレーション結果が得られたもの)である。 (Li 0.8 Ni 0.2) is [Ni 0.8 Li 0.2] O 2 X -ray diffraction diagram of the assumed active material (which simulation results close to the literature was obtained). LiNi0.20Co0.20Mn0.60及びLiNi0.20Co0.27Mn0.53からなる従来の活物質の充放電前と充電後及び放電後のX線回折図である。X-ray diffractogram before and after charge and discharge and after discharge of a conventional active material comprising LiNi 0.20 Co 0.20 Mn 0.60 O 2 and LiNi 0.20 Co 0.27 Mn 0.53 O 2 It is. 実施例1(AT06)の活物質のX線回折図である。It is an X-ray diffraction pattern of the active material of Example 1 (AT06). 実施例1〜4及び比較例41の活物質のXAFS測定結果を示す図である。It is a figure which shows the XAFS measurement result of the active material of Examples 1-4 and the comparative example 41. FIG. 比較例3(AT09)の活物質のX線回折図である。It is an X-ray diffraction pattern of the active material of Comparative Example 3 (AT09). 実施例6(AT17)及び比較例4(AT11)の活物質のリチウム二次電池製造工程中に行った初期充放電工程時の電位挙動を示す図である。It is a figure which shows the electric potential behavior at the time of the initial stage charging / discharging process performed in the lithium secondary battery manufacturing process of the active material of Example 6 (AT17) and Comparative Example 4 (AT11). 実施例6、比較例4及び比較例42の活物質を用いたリチウム二次電池の充放電挙動を示す図である。It is a figure which shows the charging / discharging behavior of the lithium secondary battery using the active material of Example 6, Comparative Example 4 and Comparative Example 42. 実施例7(AT18)の活物質の充放電前(合成試料)、充電後及び放電後のX線回折図である。It is the X-ray-diffraction figure before charging / discharging (synthetic sample) of the active material of Example 7 (AT18), after charge, and after discharge. 実施例16(AT33)の活物質の充放電前(合成試料)、充電後及び放電後のX線回折図である。It is an X-ray diffraction pattern before charge / discharge (synthetic sample), after charge and after discharge of the active material of Example 16 (AT33). 実施例1〜44及び比較例1〜40の活物質について放電容量の値をプロットしたLi[Li1/3Mn2/3]O(x)−LiNi1/2Mn1/2(y)−LiCoO(z)系三角相図である。Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 (x) -LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 (Plotted values of discharge capacity for the active materials of Examples 1 to 44 and Comparative Examples 1 to 40 y) is a -LiCoO 2 (z) based triangular phase diagram.

上記のように、本発明のリチウム二次電池の製造方法は、リチウム二次電池の正極活物質として、Li[Li1/3Mn2/3]O(x)−LiNi1/2Mn1/2(y)−LiCoO(z)系三角相図において、(x,y,z)が、点A(0.45,0.55,0)、点B(0.63,0.37,0)、点C(0.7,0.25,0.05)、点D(0.67,0.18,0.15)、点E(0.75,0,0.25)、点F(0.55,0,0.45)、及び点G(0.45,0.2,0.35)を頂点とする七角形ABCDEFGの線上又は内部に存在する範囲の値で表される活物質を使用することを特徴とする前記活物質は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比が、充放電前においてI(003)/I(104)≧1.56であり、放電末においてI(003)/I(104)>1であることが好ましい
図13及び後記の表1及び表2に示されるように、上記(x,y,z)が、上記範囲の値の場合には、4.3V以下の電位領域における放電容量が、177mAh/g以上となるが、上記範囲の値を外れると、176mAh/g以下の放電容量しか得られないから、放電容量を大きくすることのできる活物質を得るためには、上記(x,y,z)を特定の範囲とすることが必要である。
さらに、上記(x,y,z)が、七角形ABCDEFGの内部のうちでも、点H(0.6,0.4,0)、点I(0.67,0.13,0.2)、点J(0.7,0,0.3)、及び点K(0.55,0.05,0.4)を頂点とする四角形HIJKの線上又は内部に存在する範囲にある場合に、特に高い放電容量(198mAh/g以上)が得られることが分かった。
As described above, the manufacturing method of the lithium secondary battery of the present invention, as a cathode active material for a lithium secondary battery, Li [Li 1/3 Mn 2/3] O 2 (x) -LiNi 1/2 Mn 1 / 2 O 2 (y) -LiCoO 2 (z) In the triangular phase diagram, (x, y, z) are point A (0.45, 0.55, 0) and point B (0.63, 0). .37,0), point C (0.7,0.25,0.05), point D (0.67,0.18,0.15), point E (0.75,0,0.25) ), F (0.55, 0, 0.45), and a value in a range existing on or inside the heptagon ABCDEFG having the point G (0.45, 0.2, 0.35) as a vertex. It is characterized by using the active material represented . The active material has an intensity ratio of diffraction peaks of the (003) plane and the (104) plane as measured by X-ray diffraction measurement of I (003) / I (104) ≧ 1.56 before charge and discharge, and at the end of discharge. It is preferable that I (003) / I (104) > 1.
As shown in FIG. 13 and Tables 1 and 2 below, when the above (x, y, z) is a value in the above range, the discharge capacity in a potential region of 4.3 V or less is 177 mAh / g. As described above, if the value is out of the above range, only a discharge capacity of 176 mAh / g or less can be obtained. Thus, in order to obtain an active material capable of increasing the discharge capacity, the above (x, y, z) Needs to be in a specific range.
Further, the above (x, y, z) is a point H (0.6, 0.4, 0), a point I (0.67, 0.13, 0.2) among the insides of the heptagon ABCDEFG. , The point J (0.7, 0, 0.3) and the point K (0.55, 0.05, 0.4) are in a range existing on or in the line of the quadrilateral HIJK. It was found that a particularly high discharge capacity (198 mAh / g or more) can be obtained.

また、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)については、以下のようなことが推定される。
組成式Li1+(1/3)xCo1−x−yNi(1/2)yMn(2/3)x+(1/2)y(x+y≦1、0≦y)の活物質は、図3のような層状構造を有し、Me3+層が、Li,Co3+,Ni2+,Mn4+から構成されていると考えられる。また、図3のような層状構造を有する活物質において、Li層の一部にNi3+が、Ni3+層の一部にLiが混入しているとI(104)の強度の方が大きくなると考えられる。そこで、代表的な層状酸化物LiNiO(Me3+層が、Ni3+のみ)を取り上げ、Li層の一部にNi3+が、Ni3+層の一部にLiが混入したいわゆるdisorder相である(Li0.8Ni0.2)[Ni0.8Li0.2]Oとなったと仮定して、理論計算によりX線回折パターンをシュミレーションした結果を図4に示す。
図4(a)に示されるように、LiNiOは、強度比I(003)/I(104)=1.10であり、(003)回折ピークが十分に大きいが、図4(b)に示されるように、Li層に遷移金属(Co,Ni,Mn)が混入したdisorder相となることで両者の強度比は大きく変化し、I(003)/I(104)≦1となる。
従来の活物質においては、このようなdisorder相が生成することで、Li層からの円滑なLiイオンの移動が起こらず、可逆容量にも影響したと考えられる。
これに対して、本発明の活物質においては、I(003)/I(104)≧1.56であるから、disorder相の生成はごく少なく、優れた放電容量が得られたものと考えられる。
Moreover, the following is estimated about the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peak of the (003) plane and the (104) plane by X-ray diffraction measurement.
The active material of the composition formula Li 1+ (1/3) x Co 1-xy Ni (1/2) y Mn (2/3) x + (1/2) y (x + y ≦ 1, 0 ≦ y) is It has a layered structure as shown in FIG. 3, and the Me 3+ layer is considered to be composed of Li + , Co 3+ , Ni 2+ , and Mn 4+ . Further, in the active material having a layered structure as shown in FIG. 3, Ni 3+ in a part of the Li + layer found the intensity of the Li + is contaminated in a portion of the Ni 3+ layer I (104) It is thought to grow. Therefore, a representative layered oxide LiNiO 2 (Me 3+ layer is Ni 3+ only) taken up, Ni 3+ in a part of the Li + layer, a so-called disorder phase Li + is contaminated in a portion of the Ni 3+ layer Assuming that (Li 0.8 Ni 0.2 ) [Ni 0.8 Li 0.2 ] O 2 is obtained, an X-ray diffraction pattern simulated by theoretical calculation is shown in FIG.
As shown in FIG. 4A, LiNiO 2 has an intensity ratio I (003) / I (104) = 1.10, and the (003) diffraction peak is sufficiently large. As shown in the figure, a transition phase (Co, Ni, Mn) is mixed into the disorder phase in the Li layer, so that the intensity ratio of both changes greatly, and I (003) / I (104) ≦ 1.
In the conventional active material, it is considered that the formation of such a disorder phase does not cause a smooth movement of Li ions from the Li layer, and also affects the reversible capacity.
On the other hand, in the active material of the present invention, since I (003) / I (104) ≧ 1.56, the generation of the disorder phase is very small, and it is considered that an excellent discharge capacity was obtained. .

さらに、活物質作製後の充放電前における回折ピークの強度比I(003)/I(104)と、充放電後における上記強度比の変化については、以下のようなことが推定される。
充放電前における回折ピークの強度比がI(003)/I(104)≧1.56であったとしても、充放電中にLi層に対する遷移金属の混入があると、(003)面の回折ピークがブロードになると共に、強度比I(003)/I(104)が顕著に小さくなり、従来の活物質においては、非特許文献6に記載された図を転記した図5に示されるように、(004)面の回折ピークとその強度が逆転する場合もある。
これに対して、本発明の活物質においては、表1、図11及び図12に示されるように、充放電前においてI(003)/I(104)≧1.56であると共に、放電末においてI(003)/I(104)>1(実施例においては、I(003)/I(104)>1.3)であり、(003)面の回折ピークが(004)面の回折ピークとその強度が逆転することはないから、充放電中におけるLi層に対する遷移金属の混入はないことが示唆され、これにより安定した大きな可逆容量が得られるものと考えられる。放電末に、充放電前よりも強度比I(003)/I(104)が大きくなっても良い。放電末に、充放電前よりも強度比I(003)/I(104)が小さくなる場合には、その強度比の変化は、少ないことが好ましく、充放電前の30%以内であることがより好ましく、実施例においては26%以内である。
Furthermore, the following is estimated about the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peak before charge / discharge after the active material preparation and the change in the intensity ratio after charge / discharge.
Even if the intensity ratio of the diffraction peaks before charging / discharging is I (003) / I (104) ≧ 1.56, if there is a transition metal mixed into the Li layer during charging / discharging, the diffraction on the (003) plane As the peak becomes broader, the intensity ratio I (003) / I (104) becomes remarkably small, and in the conventional active material, as shown in FIG. , (004) plane diffraction peak and its intensity may be reversed.
On the other hand, in the active material of the present invention, as shown in Table 1, FIG. 11 and FIG. 12, I (003) / I (104) ≧ 1.56 before charging and discharging, I (003) / I (104) > 1 (in the embodiment, I (003) / I (104) > 1.3), and the (003) plane diffraction peak is the (004) plane diffraction peak. Therefore, it is suggested that no transition metal is mixed into the Li layer during charging / discharging, and a stable large reversible capacity can be obtained. At the end of discharge, the intensity ratio I (003) / I (104) may be larger than before charging / discharging. When the intensity ratio I (003) / I (104) becomes smaller at the end of the discharge than before the charge / discharge, the change in the intensity ratio is preferably small and should be within 30% before the charge / discharge. More preferably, it is within 26% in the examples.

次に、本発明のリチウム二次電池用活物質を製造する方法について説明する。
本発明のリチウム二次電池用活物質は、基本的に、活物質を構成する金属元素(Li,Mn,Co,Ni)を目的とする活物質(酸化物)の組成通りに含有する原料を調整し、これを焼成することによって得ることができる。但し、Li原料の量については、焼成中にLi原料の一部が消失することを見込んで、1〜5%程度過剰に仕込むことが好ましい。
目的とする組成の酸化物を作製するにあたり、Li,Co,Ni,Mnのそれぞれの塩を混合・焼成するいわゆる「固相法」や、あらかじめCo,Ni,Mnを一粒子中に存在させた共沈前駆体を作製しておき、これにLi塩を混合・焼成する「共沈法」が知られている。「固相法」による合成過程では、特にMnはCo,Niに対して均一に固溶しにくいため、各元素が一粒子中に均一に分布した試料を得ることは困難である。これまで文献などにおいては固相法によってNiやCoの一部にMnを固溶しようという試みが多数なされているが(LiNi1−xMnなど)、「共沈法」を選択する方が原子レベルで均一相を得ることが容易である。そこで、後述する実施例においては、「共沈法」を採用した。
Next, a method for producing the active material for a lithium secondary battery of the present invention will be described.
The active material for a lithium secondary battery of the present invention basically includes a raw material containing a metal element (Li, Mn, Co, Ni) constituting the active material according to the composition of the active material (oxide). It can be obtained by adjusting and baking this. However, with respect to the amount of the Li raw material, it is preferable to add an excess of about 1 to 5% in view of the disappearance of a part of the Li raw material during firing.
In producing an oxide having a desired composition, a so-called “solid phase method” in which salts of Li, Co, Ni, and Mn are mixed and fired, or Co, Ni, and Mn were previously present in one particle. A “coprecipitation method” is known in which a coprecipitation precursor is prepared, and a Li salt is mixed and fired therein. In the synthesis process by the “solid phase method”, especially Mn is difficult to uniformly dissolve in Co and Ni, so it is difficult to obtain a sample in which each element is uniformly distributed in one particle. In literatures and the like, many attempts have been made to dissolve Mn in a part of Ni or Co by a solid phase method (LiNi 1-x Mn x O 2 etc.), but the “coprecipitation method” is selected. It is easier to obtain a homogeneous phase at the atomic level. Therefore, the “coprecipitation method” is employed in the examples described later.

共沈前駆体を作製するにあたって、共沈前駆体を得ようとする溶液中を不活性雰囲気とすることが極めて重要である。これは、Co,Ni,MnのうちMnは酸化されやすく、Co,Ni,Mnが2価の状態で均一に分布した共沈水酸化物を作製することが容易ではないため、Co,Ni,Mnの原子レベルでの均一な混合は不十分なものとなりやすい。特に本発明の組成範囲においては、Mn比率がCo,Ni比率に比べて高いので、溶液中を不活性雰囲気とすることはなおさら重要である。後述する実施例では、水溶液中に不活性ガスをバブリングして溶存酸素を除去し、さらに還元剤を同時に滴下した。   In preparing the coprecipitation precursor, it is extremely important to make the solution in which the coprecipitation precursor is obtained have an inert atmosphere. This is because Co, Ni, and Mn are easily oxidized, and it is not easy to produce a coprecipitated hydroxide in which Co, Ni, and Mn are uniformly distributed in a divalent state. Uniform mixing at the atomic level tends to be insufficient. Particularly in the composition range of the present invention, since the Mn ratio is higher than the Co and Ni ratios, it is even more important to make the solution in an inert atmosphere. In Examples described later, an inert gas was bubbled into an aqueous solution to remove dissolved oxygen, and a reducing agent was added dropwise at the same time.

前記焼成に供する前駆体の調整方法については限定されるものではない。Li化合物、Mn化合物、Ni化合物及びCo化合物を単に混合してもよく、溶液中で遷移金属元素を含む水酸化物を共沈させ、これとLi化合物とを混合してもよい。均一な複合酸化物を作製するためには、MnとNiとCoとの共沈水酸化物とLi化合物とを混合し、焼成する方法が好ましい。   It does not limit about the preparation method of the precursor with which the said baking is provided. A Li compound, a Mn compound, a Ni compound, and a Co compound may be simply mixed, or a hydroxide containing a transition metal element may be coprecipitated in a solution and mixed with the Li compound. In order to produce a uniform composite oxide, a method in which a co-precipitated hydroxide of Mn, Ni, and Co and a Li compound are mixed and fired is preferable.

前記共沈水酸化物前駆体の作製は、MnとNiとCoとが均一に混合された化合物であることが好ましい。ただし前駆体は水酸化物に限定されるものではなく、他にも炭酸塩、クエン酸塩などの元素が原子レベルで均一に存在した難溶性塩であれば水酸化物と同様に使用することができる。また、錯化剤を用いた晶析反応等を用いることによって、より嵩密度の大きな前駆体を作製することもできる。その際、Li源と混合・焼成することでより高密度かつ比表面積の小さな活物質を得ることができるので電極面積あたりのエネルギー密度を向上させることができる。   The preparation of the coprecipitated hydroxide precursor is preferably a compound in which Mn, Ni and Co are uniformly mixed. However, the precursor is not limited to hydroxides, and any other poorly soluble salt in which other elements such as carbonates and citrates exist uniformly at the atomic level should be used in the same way as hydroxides. Can do. In addition, a precursor having a larger bulk density can be produced by using a crystallization reaction using a complexing agent. At that time, an active material having a higher density and a smaller specific surface area can be obtained by mixing and firing with a Li source, so that the energy density per electrode area can be improved.

前記共沈水酸化物前駆体の原料は、Mn化合物としては酸化マンガン、炭酸マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン、酢酸マンガン等を、Ni化合物としては、水酸化ニッケル、炭酸ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル等を、Co化合物としては、硫酸コバルト、硝酸コバルト、酢酸コバルト等を一例として挙げることができる。   The raw material of the coprecipitated hydroxide precursor is manganese oxide, manganese carbonate, manganese sulfate, manganese nitrate, manganese acetate, etc. as the Mn compound, and as the Ni compound, nickel hydroxide, nickel carbonate, nickel sulfate, nickel nitrate, Examples of the Co compound such as nickel acetate and the like include cobalt sulfate, cobalt nitrate, and cobalt acetate.

前記共沈水酸化物前駆体の作製に用いる原料としては、アルカリ水溶液と沈殿反応を形成するものであればどのような形態のものでも使用することができるが、好ましくは溶解度の高い金属塩を用いるとよい。   As a raw material used for the preparation of the coprecipitated hydroxide precursor, any form can be used as long as it forms a precipitation reaction with an alkaline aqueous solution, but preferably a highly soluble metal salt is used. Good.

本発明におけるリチウム二次電池用活物質は前記共沈水酸化物前駆体とLi化合物とを混合した後、熱処理することで好適に作製することができる。Li化合物としては、水酸化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウム、酢酸リチウム等を用いることで好適に製造することができる。   The active material for a lithium secondary battery in the present invention can be suitably produced by mixing the coprecipitated hydroxide precursor and the Li compound and then heat-treating them. As a Li compound, it can manufacture suitably by using lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium nitrate, lithium acetate, etc.

可逆容量の大きな活物質を得るにあたって、焼成温度の選択は極めて重要である。
焼成温度が高すぎると、得られた活物質が酸素放出反応を伴って崩壊すると共に、主相の六方晶に加えて単斜晶のLi[Li1/3Mn2/3]O型に規定される相が、固溶相としてではなく、分相して観察される傾向があり、このような材料は、活物質の可逆容量が大きく減少するので好ましくない。このような材料では、X線回折図上35°付近及び45°付近に不純物ピークが観察される。従って、焼成温度は、活物質の酸素放出反応の影響する温度未満とすることが重要である。活物質の酸素放出温度は、本発明に係る組成範囲においては、概ね1000℃以上であるが、活物質の組成によって酸素放出温度に若干の差があるので、あらかじめ活物質の酸素放出温度を確認しておくことが好ましい。特に試料に含まれるCo量が多いほど前駆体の酸素放出温度は低温側にシフトすることが確認されているので注意が必要である。活物質の酸素放出温度を確認する方法としては、焼成反応過程をシミュレートするために、共沈前駆体とLiOH・HOを混合したものを熱重量分析(DTA−TG測定)に供してもよいが、この方法では測定機器の試料室に用いている白金が揮発したLi成分により腐食されて機器を痛めるおそれがあるので、あらかじめ500℃程度の焼成温度を採用してある程度結晶化を進行させた組成物を熱重量分析に供するのが良い。
In obtaining an active material having a large reversible capacity, the selection of the firing temperature is extremely important.
When the firing temperature is too high, the obtained active material collapses with an oxygen releasing reaction, and in addition to the hexagonal crystal of the main phase, the monoclinic Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 type is obtained. The prescribed phase tends to be observed as a phase separation rather than as a solid solution phase, and such materials are not preferred because the reversible capacity of the active material is greatly reduced. In such materials, impurity peaks are observed around 35 ° and 45 ° on the X-ray diffraction pattern. Therefore, it is important that the firing temperature is lower than the temperature at which the oxygen release reaction of the active material affects. The oxygen release temperature of the active material is approximately 1000 ° C. or higher in the composition range according to the present invention. However, there is a slight difference in the oxygen release temperature depending on the composition of the active material. It is preferable to keep it. In particular, it is confirmed that the oxygen release temperature of the precursor shifts to the lower temperature side as the amount of Co contained in the sample increases. As a method for confirming the oxygen release temperature of the active material, a mixture of a coprecipitation precursor and LiOH.H 2 O is subjected to thermogravimetric analysis (DTA-TG measurement) in order to simulate the firing reaction process. However, in this method, the platinum used in the sample chamber of the measuring instrument may be corroded by the Li component volatilized, and the instrument may be damaged, so the crystallization proceeds to some extent by adopting a firing temperature of about 500 ° C in advance. The composition thus obtained is preferably subjected to thermogravimetric analysis.

一方、焼成温度が低すぎると、結晶化が十分に進まず、電極特性も大きく低下するので好ましくない。焼成温度は少なくとも800℃以上とすることが必要である。十分に結晶化させることは結晶粒界の抵抗を軽減し、円滑なリチウムイオン輸送を促すために重要である。結晶化の度合いの見極め方として走査型電子顕微鏡を用いた視覚的な観察が挙げられる。本発明の正極活物質について走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、試料合成温度が800℃以下ではナノオーダーの一次粒子から形成されているものであったが、さらに試料合成温度を上昇させることでサブミクロン程度まで結晶化するものであり、電極特性向上につながる大きな一次粒子を得られるものであった。
一方、もう一つ結晶化の度合いを示すものとして先に述べたエックス線回折ピークの半値幅がある。しかし、主相の回折ピークの半値幅が小さくなる合成温度を選択するだけでは、可逆容量が大きな活物質を得るには必ずしも十分ではない。というのも、回折ピークの半値幅は結晶格子の不整合の度合いを表すひずみの量と、最小のドメインである結晶子のサイズという二つの因子によって支配されるものであり、半値幅から結晶性の度合いを見極めるにはこれらを分離して捉える必要がある。発明者らは、本発明活物質の半値幅を詳細に解析することで800℃までの温度で合成した試料においては格子内にひずみが残存しており、それ以上の温度で合成することでほとんどひずみを除去することができることを確認した。また、結晶子のサイズは合成温度が上昇するに比例して大きくなるものであった。よって、本発明活物質の組成においても、系内に格子のひずみがほとんどなく、かつ結晶子サイズが十分成長した粒子を志向することで良好な放電容量を得られるものであった。具体的には、格子定数に及ぼすひずみ量が1%以下、かつ結晶子サイズが150nm以上に成長しているような合成温度(焼成温度)を採用することが好ましいことがわかった。これらを電極として成型して充放電をおこなうことで膨張収縮による変化も見られるが、充放電過程においても結晶子サイズは130nm以上を保っていることが得られる効果として好ましい。即ち、焼成温度を上記した活物質の酸素放出温度にできるだけ近付けるように選択することにより、はじめて、可逆容量が顕著に大きい活物質を得ることができる。
On the other hand, if the firing temperature is too low, crystallization does not proceed sufficiently and the electrode characteristics are also greatly deteriorated. The firing temperature needs to be at least 800 ° C. or higher. Sufficient crystallization is important for reducing the resistance of the grain boundaries and promoting smooth lithium ion transport. Visual observation using a scanning electron microscope is mentioned as a method of determining the degree of crystallization. When the positive electrode active material of the present invention was observed with a scanning electron microscope, the sample synthesis temperature was 800 ° C. or less, and it was formed from nano-order primary particles. By further increasing the sample synthesis temperature, It was crystallized to a submicron level, and large primary particles that lead to improved electrode characteristics were obtained.
On the other hand, there is the half width of the X-ray diffraction peak described above as another indication of the degree of crystallization. However, simply selecting a synthesis temperature at which the half-value width of the diffraction peak of the main phase is small is not always sufficient to obtain an active material having a large reversible capacity. This is because the half-width of the diffraction peak is governed by two factors: the amount of strain that represents the degree of crystal lattice mismatch and the size of the crystallite that is the smallest domain. It is necessary to separate these in order to determine the degree of the problem. The inventors have analyzed the half-value width of the active material of the present invention in detail, and in the sample synthesized at a temperature up to 800 ° C., strain remains in the lattice, and almost no synthesis is performed at a temperature higher than that. It was confirmed that the strain could be removed. The crystallite size was increased in proportion to the increase in the synthesis temperature. Therefore, even in the composition of the active material of the present invention, a favorable discharge capacity can be obtained by aiming at a particle having almost no lattice distortion in the system and having a sufficiently grown crystallite size. Specifically, it has been found that it is preferable to employ a synthesis temperature (firing temperature) such that the strain amount affecting the lattice constant is 1% or less and the crystallite size is grown to 150 nm or more. Although changes due to expansion and contraction are observed by charging and discharging by forming these as electrodes, it is preferable as an effect that the crystallite size is maintained at 130 nm or more in the charging and discharging process. That is, an active material having a remarkably large reversible capacity can be obtained only by selecting the firing temperature as close as possible to the oxygen release temperature of the active material.

上記のように、好ましい焼成温度は、活物質の酸素放出温度により異なるから、一概に焼成温度の好ましい範囲を設定することは難しいが、好ましくは900から1100℃、より好ましくは950から1050℃であれば高い特性を発揮することができる。   As described above, since the preferable firing temperature varies depending on the oxygen release temperature of the active material, it is generally difficult to set a preferable range of the firing temperature, but preferably 900 to 1100 ° C, more preferably 950 to 1050 ° C. If there is, high characteristics can be exhibited.

本発明に係るリチウム二次電池に用いる非水電解質は、限定されるものではなく、一般にリチウム電池等への使用が提案されているものが使用可能である。非水電解質に用いる非水溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状炭酸エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル等の鎖状エステル類;テトラヒドロフランまたはその誘導体;1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジブトキシエタン、メチルジグライム等のエーテル類;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;ジオキソランまたはその誘導体;エチレンスルフィド、スルホラン、スルトンまたはその誘導体等の単独またはそれら2種以上の混合物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   The nonaqueous electrolyte used for the lithium secondary battery according to the present invention is not limited, and those generally proposed for use in lithium batteries and the like can be used. Nonaqueous solvents used for the nonaqueous electrolyte include cyclic carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate and vinylene carbonate; cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; dimethyl carbonate, Chain carbonates such as diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; chain esters such as methyl formate, methyl acetate and methyl butyrate; tetrahydrofuran or derivatives thereof; 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxy Ethers such as ethane, 1,4-dibutoxyethane and methyldiglyme; Nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; Dioxolane or derivatives thereof; Ethylene sulfide, sulfolane, sultone or derivatives thereof Examples thereof include a conductor alone or a mixture of two or more thereof, but are not limited thereto.

非水電解質に用いる電解質塩としては、例えば、LiClO4,LiBF4,LiAsF6,LiPF6,LiSCN,LiBr,LiI,Li2SO4,Li210Cl10,NaClO4,NaI,NaSCN,NaBr,KClO4,KSCN等のリチウム(Li)、ナトリウム(Na)またはカリウム(K)の1種を含む無機イオン塩、LiCF3SO3,LiN(CF3SO22,LiN(C25SO22,LiN(CF3SO2)(C49SO2),LiC(CF3SO23,LiC(C25SO23,(CH34NBF4,(CH34NBr,(C254NClO4,(C254NI,(C374NBr,(n−C494NClO4,(n−C494NI,(C254N−maleate,(C254N−benzoate,(C254N−phtalate、ステアリルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸リチウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム等の有機イオン塩等が挙げられ、これらのイオン性化合物を単独、あるいは2種類以上混合して用いることが可能である。 Examples of the electrolyte salt used for the nonaqueous electrolyte include LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiSCN, LiBr, LiI, Li 2 SO 4 , Li 2 B 10 Cl 10 , NaClO 4 , NaI, NaSCN, NaBr. , KClO 4 , KSCN, and other inorganic ion salts containing one of lithium (Li), sodium (Na), or potassium (K), LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , (CH 3 ) 4 NBF 4 , ( CH 3 ) 4 NBr, (C 2 H 5 ) 4 NClO 4 , (C 2 H 5 ) 4 NI, (C 3 H 7 ) 4 NBr, (n-C 4 H 9 ) 4 NClO 4 , (n-C 4 H 9) 4 NI, ( C 2 H 5) 4 N-mal ate, (C 2 H 5) 4 N-benzoate, (C 2 H 5) 4 N-phtalate, lithium stearyl sulfonate, lithium octyl sulfonate, organic ion salts of lithium dodecyl benzene sulfonate, and the like. These These ionic compounds can be used alone or in admixture of two or more.

さらに、LiBF4とLiN(C25SO22のようなパーフルオロアルキル基を有す
るリチウム塩とを混合して用いることにより、さらに電解質の粘度を下げることができるので、低温特性をさらに高めることができ、また、自己放電を抑制することができ、より望ましい。
Furthermore, by using a mixture of LiBF 4 and a lithium salt having a perfluoroalkyl group such as LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , the viscosity of the electrolyte can be further reduced, so that the low temperature characteristics are further improved. It can be increased and self-discharge can be suppressed, which is more desirable.

また、非水電解質として常温溶融塩やイオン液体を用いてもよい。   Moreover, you may use normal temperature molten salt and an ionic liquid as a nonaqueous electrolyte.

非水電解質における電解質塩の濃度としては、高い電池特性を有する非水電解質電池を確実に得るために、0.1mol/l〜5mol/lが好ましく、さらに好ましくは、0.5mol/l〜2.5mol/lである。   The concentration of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 mol / l to 5 mol / l, more preferably 0.5 mol / l to 2 in order to reliably obtain a non-aqueous electrolyte battery having high battery characteristics. .5 mol / l.

負極材料としては、限定されるものではなく、リチウムイオンを析出あるいは吸蔵することのできる形態のものであればどれを選択してもよい。例えば、Li[Li1/3Ti5/3]Oに代表されるスピネル型結晶構造を有するチタン酸リチウム等のチタン系材料、SiやSb,Sn系などの合金系材料リチウム金属、リチウム合金(リチウム−シリコン、リチウム−アルミニウム,リチウム−鉛,リチウム−スズ,リチウム−アルミニウム−スズ,リチウム−ガリウム,及びウッド合金等のリチウム金属含有合金)、リチウム複合酸化物(リチウム−チタン)、酸化珪素の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料(例えばグラファイト、ハードカーボン、低温焼成炭素、非晶質カーボン等)等が挙げられる。 The negative electrode material is not limited, and any negative electrode material that can deposit or occlude lithium ions may be selected. For example, titanium-based materials such as lithium titanate having a spinel crystal structure represented by Li [Li 1/3 Ti 5/3 ] O 4 , alloy-based materials such as Si, Sb, and Sn-based lithium metal, lithium alloys (Lithium metal-containing alloys such as lithium-silicon, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, and wood alloys), lithium composite oxide (lithium-titanium), silicon oxide In addition, an alloy capable of inserting and extracting lithium, a carbon material (for example, graphite, hard carbon, low-temperature fired carbon, amorphous carbon, etc.) can be used.

正極活物質の粉体および負極材料の粉体は、平均粒子サイズ100μm以下であることが望ましい。特に、正極活物質の粉体は、非水電解質電池の高出力特性を向上する目的で10μm以下であることが望ましい。粉体を所定の形状で得るためには粉砕機や分級機が用いられる。例えば乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル、カウンタージェトミル、旋回気流型ジェットミルや篩等が用いられる。粉砕時には水、あるいはヘキサン等の有機溶剤を共存させた湿式粉砕を用いることもできる。分級方法としては、特に限定はなく、篩や風力分級機などが、乾式、湿式ともに必要に応じて用いられる。   It is desirable that the positive electrode active material powder and the negative electrode material powder have an average particle size of 100 μm or less. In particular, the positive electrode active material powder is desirably 10 μm or less for the purpose of improving the high output characteristics of the non-aqueous electrolyte battery. In order to obtain the powder in a predetermined shape, a pulverizer or a classifier is used. For example, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a planetary ball mill, a jet mill, a counter jet mill, a swirling air flow type jet mill or a sieve is used. At the time of pulverization, wet pulverization in the presence of water or an organic solvent such as hexane may be used. There is no particular limitation on the classification method, and a sieve, an air classifier, or the like is used as needed for both dry and wet methods.

以上、正極及び負極の主要構成成分である正極活物質及び負極材料について詳述したが、前記正極及び負極には、前記主要構成成分の他に、導電剤、結着剤、増粘剤、フィラー等が、他の構成成分として含有されてもよい。   The positive electrode active material and the negative electrode material, which are the main components of the positive electrode and the negative electrode, have been described in detail above. In addition to the main components, the positive electrode and the negative electrode include a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler. Etc. may be contained as other constituents.

導電剤としては、電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば限定されないが、通常、天然黒鉛(鱗状黒鉛,鱗片状黒鉛,土状黒鉛等)、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウイスカー、炭素繊維、金属(銅,ニッケル,アルミニウム,銀,金等)粉、金属繊維、導電性セラミックス材料等の導電性材料を1種またはそれらの混合物として含ませることができる。   The conductive agent is not limited as long as it is an electron conductive material that does not adversely affect the battery performance. Usually, natural graphite (such as scaly graphite, scaly graphite, earthy graphite), artificial graphite, carbon black, acetylene black, Conductive materials such as ketjen black, carbon whisker, carbon fiber, metal (copper, nickel, aluminum, silver, gold, etc.) powder, metal fiber, and conductive ceramic material can be included as one kind or a mixture thereof. .

これらの中で、導電剤としては、電子伝導性及び塗工性の観点よりアセチレンブラックが望ましい。導電剤の添加量は、正極または負極の総重量に対して0.1重量%〜50重量%が好ましく、特に0.5重量%〜30重量%が好ましい。特にアセチレンブラックを0.1〜0.5μmの超微粒子に粉砕して用いると必要炭素量を削減できるため望ましい。これらの混合方法は、物理的な混合であり、その理想とするところは均一混合である。そのため、V型混合機、S型混合機、擂かい機、ボールミル、遊星ボールミルといったような粉体混合機を乾式、あるいは湿式で混合することが可能である。   Among these, as the conductive agent, acetylene black is desirable from the viewpoints of electron conductivity and coatability. The addition amount of the conductive agent is preferably 0.1% by weight to 50% by weight, and particularly preferably 0.5% by weight to 30% by weight with respect to the total weight of the positive electrode or the negative electrode. In particular, it is desirable to use acetylene black by pulverizing into ultrafine particles of 0.1 to 0.5 μm because the required carbon amount can be reduced. These mixing methods are physical mixing, and the ideal is uniform mixing. Therefore, powder mixers such as V-type mixers, S-type mixers, crackers, ball mills, and planetary ball mills can be mixed dry or wet.

前記結着剤としては、通常、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),ポリフッ化ビニリデン(PVDF),ポリエチレン,ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM),スルホン化EPDM,スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のゴム弾性を有するポリマーを1種または2種以上の混合物として用いることができる。結着剤の添加量は、正極または負極の総重量に対して1〜50重量%が好ましく、特に2〜30重量%が好ましい。   Examples of the binder include thermoplastic resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene, and polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, and styrene butadiene. Polymers having rubber elasticity such as rubber (SBR) and fluororubber can be used as one kind or a mixture of two or more kinds. The addition amount of the binder is preferably 1 to 50% by weight, particularly preferably 2 to 30% by weight, based on the total weight of the positive electrode or the negative electrode.

フィラーとしては、電池性能に悪影響を及ぼさない材料であれば何でも良い。通常、ポリプロピレン,ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー、無定形シリカ、アルミナ、ゼオライト、ガラス、炭素等が用いられる。フィラーの添加量は、正極または負極の総重量に対して添加量は30重量%以下が好ましい。   As the filler, any material that does not adversely affect the battery performance may be used. Usually, olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, amorphous silica, alumina, zeolite, glass, carbon and the like are used. The addition amount of the filler is preferably 30% by weight or less with respect to the total weight of the positive electrode or the negative electrode.

正極及び負極は、前記主要構成成分(正極においては正極活物質、負極においては負極材料)、およびその他の材料を混練し合剤とし、N−メチルピロリドン,トルエン等の有機溶媒に混合させた後、得られた混合液を下記に詳述する集電体の上に塗布し、または圧着して50℃〜250℃程度の温度で、2時間程度加熱処理することにより好適に作製される。前記塗布方法については、例えば、アプリケーターロールなどのローラーコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレード方式、スピンコーティング、バーコータ等の手段を用いて任意の厚さ及び任意の形状に塗布することが望ましいが、これらに限定されるものではない。   The positive electrode and the negative electrode are obtained by kneading the main components (positive electrode active material for the positive electrode, negative electrode material for the negative electrode) and other materials into a mixture and mixing them in an organic solvent such as N-methylpyrrolidone or toluene. The obtained mixed liquid is applied on a current collector described in detail below, or is pressure-bonded and heat-treated at a temperature of about 50 ° C. to 250 ° C. for about 2 hours. About the application method, for example, it is desirable to apply to any thickness and any shape using means such as roller coating such as applicator roll, screen coating, doctor blade method, spin coating, bar coater, etc. It is not limited.

セパレータとしては、優れた高率放電性能を示す多孔膜や不織布等を、単独あるいは併用することが好ましい。非水電解質電池用セパレータを構成する材料としては、例えばポリエチレン,ポリプロピレン等に代表されるポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンテレフタレート等に代表されるポリエステル系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−フルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等を挙げることができる。   As the separator, it is preferable to use a porous film or a non-woven fabric exhibiting excellent high rate discharge performance alone or in combination. Examples of the material constituting the separator for nonaqueous electrolyte batteries include polyolefin resins typified by polyethylene, polypropylene, etc., polyester resins typified by polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc., polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexa. Fluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-fluoroethylene copolymer, fluorine Vinylidene fluoride-hexafluoroacetone copolymer, vinylidene fluoride-ethylene copolymer, vinylidene fluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride - tetrafluoroethylene - hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride - ethylene - can be mentioned tetrafluoroethylene copolymer.

セパレータの空孔率は強度の観点から98体積%以下が好ましい。また、充放電特性の観点から空孔率は20体積%以上が好ましい。   The porosity of the separator is preferably 98% by volume or less from the viewpoint of strength. Further, the porosity is preferably 20% by volume or more from the viewpoint of charge / discharge characteristics.

また、セパレータは、例えばアクリロニトリル、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、メチルメタアクリレート、ビニルアセテート、ビニルピロリドン、ポリフッ化ビニリデン等のポリマーと電解質とで構成されるポリマーゲルを用いてもよい。非水電解質を上記のようにゲル状態で用いると、漏液を防止する効果がある点で好ましい。   The separator may be a polymer gel composed of a polymer such as acrylonitrile, ethylene oxide, propylene oxide, methyl methacrylate, vinyl acetate, vinyl pyrrolidone, polyvinylidene fluoride, and an electrolyte. Use of the non-aqueous electrolyte in the gel state as described above is preferable in that it has an effect of preventing leakage.

さらに、セパレータは、上述したような多孔膜や不織布等とポリマーゲルを併用して用いると、電解質の保液性が向上するため望ましい。即ち、ポリエチレン微孔膜の表面及び微孔壁面に厚さ数μm以下の親溶媒性ポリマーを被覆したフィルムを形成し、前記フィルムの微孔内に電解質を保持させることで、前記親溶媒性ポリマーがゲル化する。   Furthermore, it is desirable that the separator be used in combination with the above-described porous film, non-woven fabric, or the like and a polymer gel because the liquid retention of the electrolyte is improved. That is, by forming a film in which the surface of the polyethylene microporous membrane and the microporous wall are coated with a solvophilic polymer having a thickness of several μm or less, and holding the electrolyte in the micropores of the film, Gels.

前記親溶媒性ポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデンの他、エチレンオキシド基やエステル基等を有するアクリレートモノマー、エポキシモノマー、イソシアナート基を有するモノマー等が架橋したポリマー等が挙げられる。該モノマーは、ラジカル開始剤を併用して加熱や紫外線(UV)を用いたり、電子線(EB)等の活性光線等を用いて架橋反応を行わせることが可能である。   Examples of the solvophilic polymer include polyvinylidene fluoride, an acrylate monomer having an ethylene oxide group or an ester group, an epoxy monomer, a polymer having a monomer having an isocyanate group, and the like crosslinked. The monomer can be subjected to a crosslinking reaction using a radical initiator in combination with heating or ultraviolet rays (UV), or using an actinic ray such as an electron beam (EB).

リチウム二次電池の構成については特に限定されるものではなく、正極、負極及びロール状のセパレータを有する円筒型電池、角型電池、扁平型電池等が一例として挙げられる。   The configuration of the lithium secondary battery is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical battery having a positive electrode, a negative electrode, and a roll separator, a square battery, a flat battery, and the like.

表1に、実施例及び比較例に係るリチウム二次電池に用いた正極活物質の組成を示す。ここで、実施例1〜44の組成は、組成式Li1+(1/3)xCo1−x−yNi(1/2)yMn(2/3)x+(1/2)y(x+y≦1、0≦y、z=1−x−y)を満たし、且つ、(x,y,z)が、請求項1に記載の範囲を満たすものであり、比較例1〜40は、前記組成式を満たすが、(x,y,z)の値が請求項1に記載の範囲から外れるものであり、比較例41〜43は、前記組成式すら満たさないものである。すなわち、図1において、実施例1〜44の組成は、七角形ABCDEFGの線上又は内部に存在するものであり、比較例1〜40の組成は、七角形ABCDEFGの外部に存在するものである。 Table 1 shows the composition of the positive electrode active material used in the lithium secondary batteries according to Examples and Comparative Examples. Here, the compositions of Examples 1 to 44 are represented by the composition formula Li 1+ (1/3) x Co 1-xy Ni (1/2) y Mn (2/3) x + (1/2) y (x + y ≦ 1, 0 ≦ y, z = 1−xy), and (x, y, z) satisfies the range of claim 1. Although the composition formula is satisfied, the value of (x, y, z) deviates from the range described in claim 1, and Comparative Examples 41 to 43 do not satisfy even the composition formula. That is, in FIG. 1, the compositions of Examples 1 to 44 are present on or inside the heptagon ABCDEFG, and the compositions of Comparative Examples 1 to 40 are present outside the heptagon ABCDEFG.

(実施例1)
硫酸マンガン5水和物と硫酸ニッケル6水和物と硫酸コバルト7水和物をCo、Ni及びMnの各元素が0.25:0.17:0.45の比率となるようイオン交換水に溶解させ混合水溶液を作製した。その際に、その合計濃度を0.667M、体積を180mlとなるようにした。次に、1リットルのビーカーに600mlのイオン交換水を準備し、湯浴を用いて50℃に保ち、8NのNaOHを滴下することでpHを11.5に調整した。その状態でArガスを30minバブリングさせ、溶液内の溶存酸素を十分取り除いた。ビーカー内を700rpmで攪拌させ、先程の硫酸塩の混合水溶液を3ml/minのスピードで滴下した。その間温度を湯浴にて一定に保ち、pHは8N NaOHを断続的に滴下することで一定に保った。同時に還元剤として2.0Mヒドラジン水溶液50mlを0.83ml/minのスピードで滴下した。両方の滴下終了後、攪拌を止めた状態で12h以上静止することで共沈水酸化物を十分粒子成長させた。
ここで、上記の手順において、各溶液の滴下スピードが早すぎると、元素レベルで均一な前駆体が得られなくなる。例えば滴下スピードを上記の10倍とした場合は、前駆体中の元素分布が明らかに不均一となっていることがEPMA測定の結果から明らかとなった。また、このような不均一な前駆体を用いて活物質を合成した際に、焼成後の元素の分布も不均一なものとなり、十分な電極特性を発揮できないものであることを確認した。ちなみに、固相法によってLiOH・HO、Co(OH)、Ni(OH)、MnOOHを原料粉体として用いた場合は、より一層不均一となることが同じくEPMA測定の結果からわかった。
Example 1
Manganese sulfate pentahydrate, nickel sulfate hexahydrate, and cobalt sulfate heptahydrate are added to ion-exchanged water so that each element of Co, Ni, and Mn has a ratio of 0.25: 0.17: 0.45. A mixed aqueous solution was prepared by dissolution. At that time, the total concentration was 0.667M and the volume was 180 ml. Next, 600 ml of ion-exchanged water was prepared in a 1-liter beaker, maintained at 50 ° C. using a hot water bath, and 8N NaOH was added dropwise to adjust the pH to 11.5. In this state, Ar gas was bubbled for 30 minutes to sufficiently remove dissolved oxygen in the solution. The inside of the beaker was stirred at 700 rpm, and the mixed aqueous solution of the previous sulfate was dropped at a speed of 3 ml / min. Meanwhile, the temperature was kept constant in a hot water bath, and the pH was kept constant by intermittently dropping 8N NaOH. At the same time, 50 ml of a 2.0 M hydrazine aqueous solution as a reducing agent was added dropwise at a speed of 0.83 ml / min. After both droppings were completed, the coprecipitated hydroxide was sufficiently grown by standing still for 12 hours or more with stirring stopped.
Here, in the above procedure, if the dropping speed of each solution is too fast, a uniform precursor at the elemental level cannot be obtained. For example, when the dropping speed is 10 times the above, it has become clear from the results of EPMA measurement that the element distribution in the precursor is clearly non-uniform. In addition, when an active material was synthesized using such a non-uniform precursor, it was confirmed that the distribution of elements after firing was non-uniform, and sufficient electrode characteristics could not be exhibited. By the way, it can be seen from the results of EPMA measurement that LiOH.H 2 O, Co (OH) 2 , Ni (OH) 2 , and MnOOH are used as raw material powders by the solid phase method, which makes it even more non-uniform. It was.

次に、吸引ろ過により共沈生成物を取り出し、空気雰囲気中、常圧下、オーブンで100℃にて乾燥させた。乾燥後、粒径を揃えるように、直径約120mmφの乳鉢で数分間粉砕し、乾燥粉末を得た。
この乾燥粉末は、エックス線回折測定により、β−Ni(OH)型の単相が確認された。また、EPMA測定により、Co,Ni,Mnは均一に分布していることが確認された。
Next, the coprecipitation product was taken out by suction filtration and dried in an oven at 100 ° C. under normal pressure in an air atmosphere. After drying, the powder was pulverized for several minutes in a mortar having a diameter of about 120 mmφ so as to obtain a uniform particle size, thereby obtaining a dry powder.
This dry powder was confirmed to be a β-Ni (OH) 2 type single phase by X-ray diffraction measurement. Moreover, it was confirmed by the EPMA measurement that Co, Ni, and Mn are uniformly distributed.

水酸化リチウム一水塩粉末(LiOH・HO)を、遷移金属(Ni+Mn+Co)に対するLi量が表1の実施例1の組成式を満たすように秤量し、混合して混合粉体を得た。
次に、混合粉体を6MPaの圧力でペレット成型した。ペレット成型に供した前駆体粉末の量は、合成後の生成物としての質量が3gとなるように換算して決定した。その結果、成型後のペレットは、直径25mmφ、厚さ約10−12mmであった。前記ペレットを全長約100mmのアルミナ製ボートに載置し、箱型電気炉に入れ空気雰囲気中、常圧下1000℃で12h焼成した。前記箱型電気炉の内部寸法は、縦10cm、幅20cm、奥行き30cmであり、幅方向20cm間隔に電熱線が入っている。焼成後、ヒーターのスイッチを切り、アルミナ製ボートを炉内に置いたまま自然放冷した。この結果、炉の温度は5時間後には約200℃程度にまで低下するが、その後の降温速度はやや緩やかである。一昼夜経過後、炉の温度が100℃以下となっていることを確認してから、ペレットを取り出し、乳鉢を用いて粒径を揃える程度に粉砕した。
Lithium hydroxide monohydrate powder (LiOH.H 2 O) was weighed so that the amount of Li with respect to the transition metal (Ni + Mn + Co) satisfied the composition formula of Example 1 in Table 1, and mixed to obtain a mixed powder. .
Next, the mixed powder was pellet-molded at a pressure of 6 MPa. The amount of the precursor powder subjected to pellet molding was determined by conversion so that the mass as a product after synthesis was 3 g. As a result, the molded pellets had a diameter of 25 mmφ and a thickness of about 10-12 mm. The pellets were placed on an alumina boat having a total length of about 100 mm, placed in a box-type electric furnace, and baked in an air atmosphere at 1000 ° C. for 12 hours. The box-type electric furnace has internal dimensions of 10 cm in length, 20 cm in width, and 30 cm in depth, and heating wires are inserted at intervals of 20 cm in the width direction. After firing, the heater was turned off and allowed to cool naturally with the alumina boat placed in the furnace. As a result, the temperature of the furnace decreases to about 200 ° C. after 5 hours, but the subsequent temperature decrease rate is somewhat moderate. After the passage of day and night, it was confirmed that the temperature of the furnace was 100 ° C. or less, and then the pellets were taken out and pulverized to the same particle size using a mortar.

得られた活物質の結晶構造は、Cu(Kα)管球を用いた粉末エックス線回折測定の結果、α−NaFeO型の六方晶構造が主相として確認されると共に、一部Li[Li1/3Mn2/3]O型の単斜晶にみられる20〜30°付近の回折ピークが観察された。図6に、実施例1の活物質(AT06)に対するエックス線回折図を示す。充放電前における活物質の(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は1.69であった。また、最大強度を示す18°付近のピークのカウント数を100とした場合、Li[Li1/3Mn2/3]O型の単斜晶にみられる21°の回折ピークのカウント数は7であった。 As a result of powder X-ray diffraction measurement using a Cu (Kα) tube, the crystal structure of the obtained active material is confirmed to be an α-NaFeO 2 type hexagonal crystal structure as a main phase and partially Li [Li 1 / 3 Mn 2/3 ] O 2 type monoclinic crystals, a diffraction peak around 20-30 ° was observed. FIG. 6 shows an X-ray diffraction diagram for the active material of Example 1 (AT06). The intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peak between the (003) plane and the (104) plane of the active material before charge and discharge was 1.69. Further, when the count number of a peak near 18 ° indicating the maximum intensity is 100, the count number of a diffraction peak at 21 ° found in a monoclinic crystal of Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 type is 7.

さらに、遷移金属元素の価数評価としてXAFS測定をおこなった。XANES領域のスペクトルを解析したところ、Co3+,Ni2+,Mn4+の電子状態をとることを確認した。XANES測定結果を図7に示す。 Furthermore, XAFS measurement was performed as a valence evaluation of the transition metal element. When the spectrum of the XANES region was analyzed, it was confirmed that the electronic states of Co 3+ , Ni 2+ and Mn 4+ were taken. The XANES measurement results are shown in FIG.

(実施例2〜44)
共沈水酸化物前駆体が含有する遷移金属元素の組成及び水酸化リチウムの混合量について、表1に実施例2〜44に示す組成式に沿って変更した他は、実施例1と同様にして、本発明に係る活物質を合成した。
(Examples 2-44)
The composition of the transition metal element contained in the coprecipitated hydroxide precursor and the mixed amount of lithium hydroxide were changed in accordance with the composition formula shown in Tables 1 to 44 in Table 1, and were the same as in Example 1. The active material according to the present invention was synthesized.

エックス線回折測定の結果、実施例1と同様に、α−NaFeO型の六方晶構造が主相として確認されると共に、一部Li[Li1/3Mn2/3]O型の単斜晶にみられる20〜30°付近の回折ピークが観察された。また、表1に示されるように、充放電前における活物質の(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は、いずれも1.56以上であった。 As a result of X-ray diffraction measurement, a hexagonal structure of α-NaFeO 2 type was confirmed as the main phase as in Example 1, and a part of Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 type monoclinic was confirmed. A diffraction peak around 20-30 ° seen in the crystal was observed. In addition, as shown in Table 1, the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peak between the (003) plane and the (104) plane of the active material before charging / discharging is 1.56 or more. there were.

(比較例1〜40)
共沈水酸化物前駆体が含有する遷移金属元素の組成及び水酸化リチウムの混合量について、表1に比較例1〜40に示す組成式に沿って変更した他は、実施例1と同様にして、比較例に係る活物質を合成した。
(Comparative Examples 1-40)
About the composition of the transition metal element which the coprecipitation hydroxide precursor contains, and the mixing amount of lithium hydroxide, it changed according to the compositional formula shown in Table 1 to Comparative Examples 1-40, and it carried out similarly to Example 1. Then, an active material according to a comparative example was synthesized.

図8に、代表して比較例3(AT09)の活物質に対するエックス線回折図を示す。xの値が2/3以上である比較例12〜18、33〜40については、実施例1と同様に、α−NaFeO型の六方晶構造が主相として確認されると共に、一部Li[Li1/3Mn2/3]O型の単斜晶にみられる20〜30°付近の回折ピークが観察された。しかしながら、xの値が1/3以下である比較例1〜11、19〜32については、α−NaFeO型の六方晶構造が確認されたが、エックス線回折図上において最大強度のピーク高さをフルスケールとした限りでは、Li[Li1/3Mn2/3]O型の単斜晶にみられる回折ピークは明確には観察されなかった。また、表1に示されるように、充放電前における活物質の(003)面と(104)面の回折ピークの強度比I(003)/I(104)は、1.43以上であったが、1.56以下のものが若干あった。 FIG. 8 shows an X-ray diffraction diagram for the active material of Comparative Example 3 (AT09) as a representative. As for Comparative Examples 12 to 18 and 33 to 40 in which the value of x is 2/3 or more, the α-NaFeO 2 type hexagonal crystal structure is confirmed as the main phase as in Example 1, and a part of Li A diffraction peak in the vicinity of 20 to 30 ° as observed in the [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 type monoclinic crystal was observed. However, in Comparative Examples 1 to 11 and 19 to 32 in which the value of x is 1/3 or less, an α-NaFeO 2 type hexagonal crystal structure was confirmed, but the peak height of the maximum intensity on the X-ray diffraction diagram. As long as is made full scale, a diffraction peak observed in a monoclinic crystal of Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 type was not clearly observed. Further, as shown in Table 1, the intensity ratio I (003) / I (104) of the diffraction peak between the (003) plane and the (104) plane of the active material before charging and discharging was 1.43 or more. However, some of them were 1.56 or less.

(比較例41及び42)
共沈水酸化物前駆体が含有する遷移金属元素の組成及び水酸化リチウムの混合量について、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3に示す組成式に沿って変更した他は、実施例1と同様にして、比較例41及び42に係る活物質を合成した。
ここで、比較例41と比較例42は、後述する試験条件における充電電圧の設定値が異なる(比較例41:4.6V、比較例42:4.3V)だけであり、活物質としては同一である。
(Comparative Examples 41 and 42)
Implementation was performed except that the composition of the transition metal element contained in the coprecipitated hydroxide precursor and the amount of lithium hydroxide mixed were changed in accordance with the composition formula shown in LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 In the same manner as in Example 1, active materials according to Comparative Examples 41 and 42 were synthesized.
Here, Comparative Example 41 and Comparative Example 42 differ only in the setting values of the charging voltage under the test conditions described later (Comparative Example 41: 4.6 V, Comparative Example 42: 4.3 V), and are the same as the active material. It is.

(比較例43)
共沈水酸化物前駆体粉末に代えて、LiOH・HO、Co(OH)、Ni(OH)及びMnOOHのそれぞれの粉体を元素比がLi:Co:Ni:Co=1:0.33:0.33:0.33となるように混合して得た粉体を用いたことを除いては、実施例1と同様にして、比較例43に係る活物質を合成した。得られたエックス線回折図は、比較例1,42と区別が付かないものであった。しかしながら、EPMA観察の結果、Co,Ni,Mnは均一に分布しているものではなかった。
(Comparative Example 43)
In place of the coprecipitated hydroxide precursor powder, the element ratio of each powder of LiOH.H 2 O, Co (OH) 2 , Ni (OH) 2 and MnOOH is Li: Co: Ni: Co = 1: 0. .33: 0.33: The active material according to Comparative Example 43 was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the powder obtained by mixing so as to be 0.33: 0.33 was used. The obtained X-ray diffraction pattern was indistinguishable from Comparative Examples 1 and 42. However, as a result of EPMA observation, Co, Ni, and Mn were not uniformly distributed.

(リチウム二次電池の作製及び評価)
実施例1〜44及び比較例1〜43のそれぞれの活物質をリチウム二次電池用正極活物質として用いて以下の手順でリチウム二次電池を作製し、電池特性を評価した。
(Production and evaluation of lithium secondary battery)
Using each of the active materials of Examples 1 to 44 and Comparative Examples 1 to 43 as a positive electrode active material for a lithium secondary battery, lithium secondary batteries were produced by the following procedure, and battery characteristics were evaluated.

活物質、アセチレンブラック(AB)及びポリフッ化ビニリデン(PVdF)を重量比85:8:7の割合で混合し、分散媒としてN−メチルピロリドンを加えて混練分散し、塗布液を調製した。なお、PVdFは固形分が溶解分散された液を用い、固形重量換算した。該塗布液を厚さ20μmのアルミニウム箔集電体に塗布し、正極板を作製した。なお、全ての電池において同様の試験条件となるよう電極重量、厚みは統一した。   An active material, acetylene black (AB) and polyvinylidene fluoride (PVdF) were mixed at a weight ratio of 85: 8: 7, and N-methylpyrrolidone was added as a dispersion medium and kneaded and dispersed to prepare a coating solution. In addition, PVdF converted into solid weight using the liquid by which solid content was melt | dissolved and disperse | distributed. The coating solution was applied to an aluminum foil current collector having a thickness of 20 μm to produce a positive electrode plate. In addition, the electrode weight and thickness were standardized so that it might become the same test conditions in all the batteries.

対極には、正極の単独挙動を観察する目的のため、リチウム金属を負極とした。リチウム金属はニッケル箔集電体に密着させた。ただし、リチウム二次電池の容量が十分正極規制となるよう調製した。   As the counter electrode, lithium metal was used as the negative electrode for the purpose of observing the single behavior of the positive electrode. Lithium metal was adhered to the nickel foil current collector. However, the lithium secondary battery was prepared so that the capacity of the lithium secondary battery was sufficiently regulated.

電解液にはLiPFをEC/EMC/DMCが体積比6:7:7である混合溶媒に濃度が1mol/lとなるよう溶解させたものを用いた。セパレータにはポリアクリレートで表面改質して電解質の保持性を向上させたポリプロピレン製の微孔膜を用いた。また、ニッケル板にリチウム金属箔をはりつけたものを参照極として用いた。外装体には、ポリエチレンテレフタレート(15μm)/アルミニウム箔(50μm)/金属接着性ポリプロピレンフィルム(50μm)からなる金属樹脂複合フィルムを用い、正極端子、負極端子および参照極端子の開放端部が外部露出するように電極を収納し、前記金属樹脂複合フィルムの内面同士が向かい合った融着代を注液孔となる部分を除いて気密封止した。 The electrolytic solution used was LiPF 6 dissolved in a mixed solvent having an EC / EMC / DMC volume ratio of 6: 7: 7 to a concentration of 1 mol / l. As the separator, a microporous membrane made of polypropylene whose surface was modified with polyacrylate to improve electrolyte retention was used. Moreover, what attached lithium metal foil to the nickel plate was used as a reference electrode. A metal resin composite film made of polyethylene terephthalate (15 μm) / aluminum foil (50 μm) / metal-adhesive polypropylene film (50 μm) is used for the exterior body, and the open ends of the positive electrode terminal, the negative electrode terminal, and the reference electrode terminal are exposed externally. The electrodes were housed in such a way that the fusion allowance where the inner surfaces of the metal resin composite film faced each other was hermetically sealed except for the portions to be the injection holes.

上記のようにして作製されたリチウム二次電池は、20℃の下、5サイクルの初期充放電工程に供した。電圧制御は全て正極電位に対して行った。充電は、電流0.1ItA、電圧4.5Vの定電流定電圧充電とし、充電終止条件は電流値が1/6に減衰した時点とした。放電は、電流0.1ItA、終止電圧2.0Vの定電流放電とした。全てのサイクルにおいて充電後及び放電後に30分の休止時間を設定した。この初期充放電工程における最初の2サイクルの挙動を図9に示す。図9(a)及び図9(b)は実施例6(AT17)及び比較例4(AT11)にそれぞれ対応する。   The lithium secondary battery produced as described above was subjected to an initial charge / discharge process of 5 cycles at 20 ° C. All voltage control was performed on the positive electrode potential. Charging was performed at a constant current and a constant voltage with a current of 0.1 ItA and a voltage of 4.5 V, and the charge termination condition was when the current value was attenuated to 1/6. The discharge was a constant current discharge with a current of 0.1 ItA and a final voltage of 2.0V. In all cycles, a 30 minute rest period was set after charging and discharging. FIG. 9 shows the behavior of the first two cycles in this initial charge / discharge process. FIGS. 9A and 9B correspond to Example 6 (AT17) and Comparative Example 4 (AT11), respectively.

続いて、充放電サイクル試験を行った。電圧制御は全て正極電位に対して行った。充放電サイクル試験の条件は、充電電圧を4.3V(vs.Li/Li+)(比較例41のみ4.6V)としたことを除いては前記初期充放電工程の条件と同一である。全てのサイクルにおいて充電後及び放電後に30分の休止時間を設定した。この充放電サイクル試験における5サイクル目の放電電気量を「放電容量(mAh/g)」として記録した。この充放電サイクル試験における5サイクル目の充放電曲線を代表して図10に示す。   Subsequently, a charge / discharge cycle test was performed. All voltage control was performed on the positive electrode potential. The conditions of the charge / discharge cycle test are the same as the conditions of the initial charge / discharge step except that the charge voltage is 4.3 V (vs. Li / Li +) (only Comparative Example 41 is 4.6 V). In all cycles, a 30 minute rest period was set after charging and discharging. The amount of electricity discharged at the fifth cycle in this charge / discharge cycle test was recorded as “discharge capacity (mAh / g)”. A representative charge / discharge curve at the fifth cycle in this charge / discharge cycle test is shown in FIG.

また、この充放電サイクル試験における10サイクル目の放電電気量の、前記「放電容量(mAh/g)」に対する百分率を求め、「容量維持率(%)」とした。   In addition, the percentage of the discharge electricity amount at the 10th cycle in this charge / discharge cycle test with respect to the “discharge capacity (mAh / g)” was determined and used as “capacity maintenance ratio (%)”.

実施例1〜44、及び、比較例1〜40の活物質について、充放電前と同様に、充放電後に、Cu(Kα)管球を用いた粉末エックス線回折測定を行った。実施例7(AT18)の活物質、実施例16(AT33)の活物質の充放電前(合成試料)、充電末及び放電末のX線回折図を、それぞれ、図11、図12に示す。   About the active material of Examples 1-44 and Comparative Examples 1-40, the powder X-ray-diffraction measurement using a Cu (K (alpha)) tube was performed after charging / discharging similarly to before charging / discharging. The X-ray diffraction patterns of the active material of Example 7 (AT18) and the active material of Example 16 (AT33) before charging / discharging (synthetic sample), at the end of charging and at the end of charging are shown in FIGS. 11 and 12, respectively.

実施例1〜44、及び、比較例1〜40の活物質について、電池試験を行った結果(容量維持率は除く)を表1及び表2に示す。また、放電容量の値を、Li[Li1/3Mn2/3]O(x)−LiNi1/2Mn1/2(y)−LiCoO(z)系三角相図にプロットして図13に示す。 Tables 1 and 2 show the results of battery tests on the active materials of Examples 1 to 44 and Comparative Examples 1 to 40 (excluding the capacity retention rate). Moreover, the value of the discharge capacity is plotted on a Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 (x) -LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 (y) -LiCoO 2 (z) system triangular phase diagram. As shown in FIG.

表1、表2及び図13の結果からわかるように、(x,y,z)が、点A(0.45,0.55,0:AT66の組成に対応)、点B(0.63,0.37,0:AT58の組成に対応)、点C(0.7,0.25,0.05:AT81の組成に対応)、点D(0.67,0.18,0.15:AT30の組成に対応)、点E(0.75,0,0.25:AT73の組成に対応)、点F(0.55,0,0.45:AT78の組成に対応)、及び点G(0.45,0.2,0.35:AT14の組成に対応)を頂点とする七角形ABCDEFGの線上又は内部に存在する範囲の値を満たす実施例1〜44の活物質を用いることによって、4.3V以下の電位領域における放電容量が177mAh/g以上と大きいリチウム二次電池とすることができた。上記の範囲外である比較例1〜40の活物質を用いたものは、176mAh/g以下であった。とりわけ、より特定された範囲である(x,y,z)が、点H(0.6,0.4,0:AT19の組成に対応)、点I(0.67,0.13,0.2:AT28の組成に対応)、点J(0.7,0,0.3:AT33の組成に対応)、及び点K(0.55,0.05,0.4:AT71の組成に対応)を頂点とする四角形HIJKの線上又は内部に存在する範囲の値を満たす活物質を用いた場合(実施例5〜8、実施例11、12、16、25〜30、36)には、4.3V以下の電位領域における放電容量が198mAh/g以上と大きいリチウム二次電池とすることができた。
また、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3については、比較例41のように充電電位を4.6Vとした場合には、放電容量が181mAh/gであったが、比較例42のように充電電位を4.3Vとした場合には、放電容量が149mAh/gとなるものであるから、本発明の活物質の放電容量の値は、Li[Co1−2xNiMn]O(0≦x≦1/2)系や高容量系の代表とされていたLiNiO系を上回るものである。
As can be seen from the results of Tables 1 and 2, and (x, y, z), point A (0.45, 0.55, 0: corresponding to the composition of AT66), point B (0.63) , 0.37,0: corresponding to the composition of AT58), point C (0.7, 0.25, 0.05: corresponding to the composition of AT81), point D (0.67, 0.18, 0.15) : Corresponding to the composition of AT30), point E (0.75, 0, 0.25: corresponding to the composition of AT73), point F (0.55, 0, 0.45: corresponding to the composition of AT78), and point Use the active material of Examples 1 to 44 satisfying the value of the range existing on or inside the heptagon ABCDEFG with G (0.45, 0.2, 0.35: corresponding to the composition of AT14) as the apex To provide a lithium secondary battery having a large discharge capacity of 177 mAh / g or more in a potential region of 4.3 V or less. It could be. What used the active material of Comparative Examples 1-40 which is outside said range was 176 mAh / g or less. In particular, the more specific range (x, y, z) corresponds to point H (0.6, 0.4, 0: corresponding to the composition of AT19), point I (0.67, 0.13, 0). .2: corresponding to the composition of AT28), point J (0.7, 0, 0.3: corresponding to the composition of AT33), and point K (0.55, 0.05, 0.4: corresponding to the composition of AT71) In the case of using an active material that satisfies the value of the range existing on or inside the quadrilateral HIJK with the vertex (corresponding) (Examples 5 to 8, Examples 11, 12, 16, 25 to 30, 36), A lithium secondary battery having a large discharge capacity of 198 mAh / g or more in a potential region of 4.3 V or less could be obtained.
Further, for LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 , when the charging potential was 4.6 V as in Comparative Example 41, the discharge capacity was 181 mAh / g. When the charging potential is 4.3 V as in 42, the discharge capacity is 149 mAh / g. Therefore, the value of the discharge capacity of the active material of the present invention is Li [Co 1-2x Ni x Mn x ] O 2 (0 ≦ x ≦ 1/2) and higher than the LiNiO 2 system, which has been represented as a high capacity system.

そして、本発明の活物質は、表1に示されるように、充放電前における回折ピークの強度比がI(003)/I(104)≧1.56であり、放電末においてI(003)/I(104)>1を上回るI(003)/I(104)>1.3であり、しかも、放電末における上記強度比の変化は、充放電前の26%以内に収まっているから、充放電中におけるLi層に対する遷移金属の混入はないことが示唆され、この点で、従来のLi[Li1/3Mn2/3]O(x)−LiNi1/2Mn1/2(y)−LiCoO(z)系活物質と明確に区別されるものである。 As shown in Table 1, the active material of the present invention has a diffraction peak intensity ratio of I (003) / I (104) ≧ 1.56 before charge / discharge, and I (003) at the end of discharge. Since / I (104) > 1 is greater than I (003) / I (104) > 1.3, and the change in the intensity ratio at the end of discharge is within 26% before charge and discharge, It is suggested that the transition metal is not mixed into the Li layer during charge / discharge, and in this respect, conventional Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 (x) -LiNi 1/2 Mn 1/2 O This is clearly distinguished from a 2 (y) -LiCoO 2 (z) -based active material.

また、容量維持率について、実施例1〜44の活物質を用いたリチウム二次電池は、ほぼ100%であったが、比較例41、42、43の活物質を用いたリチウム二次電池は、それぞれ、89%、98%、80%であったから、本発明に係るリチウム二次電池は、充放電サイクル性能の点でも極めて優れるものである。   Moreover, about the capacity | capacitance maintenance factor, although the lithium secondary battery using the active material of Examples 1-44 was almost 100%, the lithium secondary battery using the active material of Comparative Examples 41, 42, and 43 was , 89%, 98% and 80%, respectively, the lithium secondary battery according to the present invention is extremely excellent in terms of charge / discharge cycle performance.

Claims (10)

充電時の正極の最大到達電位が4.3V(vs.Li/Li)以下である充電方法が採用されるリチウム二次電池を製造するための製造方法であって、α−NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を含み、前記固溶体が含有するLi,Co,Ni及びMnの組成比が、Li1+(1/3)xCo1−x−yNi(1/2)yMn(2/3)x+(1/2)y(x+y≦1、0≦y、1−x−y=z)を満たし、Li[Li1/3Mn2/3]O(x)−LiNi1/2Mn1/2(y)−LiCoO(z)系三角相図において、(x,y,z)が、点A(0.45,0.55,0)、点B(0.63,0.37,0)、点C(0.7,0.25,0.05)、点D(0.67,0.18,0.15)、点E(0.75,0,0.25)、点F(0.55,0,0.45)、及び点G(0.45,0.2,0.35)を頂点とする七角形ABCDEFGの線上又は内部に存在する範囲の値で表される活物質を使用し、且つ、正極が前記活物質を含むリチウム二次電池について4.3V(vs.Li/Li)を超え4.8V以下(vs.Li/Li)の正極電位範囲に充電電気量に対して出現する電位変化が比較的平坦な領域に少なくとも至る充電を行う工程を含むことを特徴とするリチウム二次電池の製造方法。 A manufacturing method for manufacturing a lithium secondary battery employing a charging method in which the maximum potential of the positive electrode during charging is 4.3 V (vs. Li / Li + ) or less, comprising α-NaFeO 2 type crystals The composition ratio of Li, Co, Ni, and Mn contained in the solid solution includes a solid solution of a lithium transition metal composite oxide having a structure, and Li 1+ (1/3) x Co 1-xy Ni (1/2 ) Y Mn (2/3) x + (1/2) y (x + y ≦ 1, 0 ≦ y, 1-xy = z), Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 (x ) -LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 (y) -LiCoO 2 (z) In the triangular phase diagram, (x, y, z) is a point A (0.45, 0.55, 0), Point B (0.63, 0.37, 0), Point C (0.7, 0.25, 0.05), Point D (0.67, 0.18, 0.15) ), Point E (0.75, 0, 0.25), point F (0.55, 0, 0.45), and point G (0.45, 0.2, 0.35) as vertices A lithium secondary battery using an active material represented by a value in a range existing on or inside the heptagon ABCDEFG and having a positive electrode exceeding 4.3 V (vs. Li / Li + ) Lithium secondary characterized in that it includes a step of charging at least to a relatively flat region in which a potential change that appears with respect to the amount of charge is in a positive electrode potential range of 4.8 V or less (vs. Li / Li + ). Battery manufacturing method. 前記4.3V(vs.Li/Li)を超え4.8V以下(vs.Li/Li)の正極電位範囲に充電電気量に対して出現する電位変化が比較的平坦な領域に少なくとも至る充電は、初期充放電工程における充電であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池の製造方法。 The potential change that appears with respect to the amount of charge in the positive electrode potential range of above 4.3 V (vs. Li / Li + ) and below 4.8 V (vs. Li / Li + ) reaches at least a relatively flat region. The method for manufacturing a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the charging is charging in an initial charging / discharging process. 前記リチウム二次電池は、4.3V(vs.Li/Li)以下の電位領域において放電可能な電気量が177mAh/g以上となることを特徴とする請求項1又は2に記載のリチウム二次電池の製造方法。 3. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lithium secondary battery has a dischargeable amount of electricity of 177 mAh / g or more in a potential region of 4.3 V (vs. Li / Li + ) or less. A method for manufacturing a secondary battery. 前記活物質は、上記(x,y,z)が、点H(0.6,0.4,0)、点I(0.67,0.13,0.2)、点J(0.7,0,0.3)及び点K(0.55,0.05,0.4)を頂点とする四角形HIJKの線上又は内部に存在する範囲の値で表されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウム二次電池の製造方法。   In the active material, the above (x, y, z) is point H (0.6, 0.4, 0), point I (0.67, 0.13, 0.2), point J (0. (7, 0, 0.3) and a point K (0.55, 0.05, 0.4), which is represented by a value in a range existing on or inside a quadrilateral HIJK having a vertex. Item 4. The method for producing a lithium secondary battery according to any one of Items 1 to 3. 前記リチウム二次電池は、4.3V(vs.Li/Li)以下の電位領域において放電可能な電気量が200mAh/g以上となることを特徴とする請求項4に記載のリチウム二次電池の製造方法。 5. The lithium secondary battery according to claim 4, wherein the lithium secondary battery has a dischargeable electric capacity of 200 mAh / g or more in a potential region of 4.3 V (vs. Li / Li + ) or less. Manufacturing method. 前記リチウム遷移金属複合酸化物の固溶体は、CuKα線を用いたエックス線回折測定を行ったときに、充放電前において20〜30°付近に、Li[Li1/3Mn2/3]O型の単斜晶にみられる回折ピークが観察され、該回折ピークの強度が、前記(003)面の回折ピークの強度に対して4〜7%程度であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のリチウム二次電池の製造方法。 When the solid solution of the lithium transition metal composite oxide was subjected to X-ray diffraction measurement using CuKα rays, the Li [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2 type was formed in the vicinity of 20 to 30 ° before charging and discharging. A diffraction peak observed in a monoclinic crystal is observed, and the intensity of the diffraction peak is about 4 to 7% with respect to the intensity of the diffraction peak of the (003) plane. The manufacturing method of the lithium secondary battery of any one of these. 前記リチウム遷移金属複合酸化物の固溶体は、X線回折測定による(003)面と(104)面の回折ピークの強度比が、充放電前においてI(003)/I(104)≧1.56であり、放電末においてI(003)/I(104)>1であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のリチウム二次電池の製造方法。 In the solid solution of the lithium transition metal composite oxide, the intensity ratio of the diffraction peaks of the (003) plane and the (104) plane by X-ray diffraction measurement is I (003) / I (104) ≧ 1.56 before charge / discharge. The method for producing a lithium secondary battery according to claim 1, wherein I (003) / I (104) > 1 at the end of discharge. 前記リチウム遷移金属複合酸化物の固溶体は、構成されるそれぞれの元素の価数がLi1+,Co3+,Ni2+,Mn4+であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のリチウム二次電池の製造方法。 8. The solid solution of the lithium transition metal composite oxide according to any one of claims 1 to 7, wherein the valence of each of the constituent elements is Li1 + , Co3 + , Ni2 + , Mn4 +. The manufacturing method of the lithium secondary battery as described. 前記リチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を共沈法を用いて製造する工程を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載のリチウム二次電池の製造方法。   The manufacturing method of the lithium secondary battery of any one of Claims 1-8 including the process of manufacturing the solid solution of the said lithium transition metal complex oxide using a coprecipitation method. 前記リチウム遷移金属複合酸化物の固溶体を共沈法を用いて製造する工程は、溶液中でCo,Ni及びMnを含有する化合物を共沈させて前駆体を製造する工程と、前記前駆体とリチウム化合物を混合、焼成する工程を含む請求項9に記載のリチウム二次電池の製造方法。   The step of producing a solid solution of the lithium transition metal composite oxide using a coprecipitation method comprises the step of producing a precursor by coprecipitation of a compound containing Co, Ni and Mn in a solution, and the precursor, The manufacturing method of the lithium secondary battery of Claim 9 including the process of mixing and baking a lithium compound.
JP2010225516A 2010-10-05 2010-10-05 Method for manufacturing lithium secondary battery Active JP4706991B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010225516A JP4706991B2 (en) 2010-10-05 2010-10-05 Method for manufacturing lithium secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010225516A JP4706991B2 (en) 2010-10-05 2010-10-05 Method for manufacturing lithium secondary battery

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008252085A Division JP4877660B2 (en) 2007-11-12 2008-09-30 Active material for lithium secondary battery, method for producing the same, and lithium secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011066000A JP2011066000A (en) 2011-03-31
JP4706991B2 true JP4706991B2 (en) 2011-06-22

Family

ID=43952009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010225516A Active JP4706991B2 (en) 2010-10-05 2010-10-05 Method for manufacturing lithium secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4706991B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5744587B2 (en) 2011-03-24 2015-07-08 キヤノン株式会社 Robot control apparatus, robot control method, program, and recording medium
JP6156713B2 (en) 2012-03-07 2017-07-05 日産自動車株式会社 Positive electrode active material, positive electrode for electric device and electric device
JP6112380B2 (en) 2012-03-07 2017-04-12 日産自動車株式会社 Positive electrode active material, positive electrode for electric device and electric device
JP6085994B2 (en) 2012-04-27 2017-03-01 日産自動車株式会社 Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery
US9711791B2 (en) 2012-08-02 2017-07-18 Nissan Motor Co., Ltd. Non-aqueous organic electrolyte secondary cell
FI3944374T3 (en) * 2012-10-02 2023-09-12 Massachusetts Inst Technology High-capacity positive electrode active material
WO2014181455A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 株式会社 日立製作所 Positive electrode active material for non-aqueous secondary cell, positive electrode for non-aqueous secondary cell using same, non-aqueous secondary cell, and method for manufacturing same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005100947A (en) * 2003-08-21 2005-04-14 Mitsubishi Materials Corp Nonaqueous secondary battery anode material, method for manufacturing same and nonaqueous secondary battery
JP2007184145A (en) * 2006-01-06 2007-07-19 Hitachi Vehicle Energy Ltd Lithium secondary battery
JP5173145B2 (en) * 2006-02-08 2013-03-27 三洋電機株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5315591B2 (en) * 2006-02-20 2013-10-16 ソニー株式会社 Positive electrode active material and battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011066000A (en) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4877660B2 (en) Active material for lithium secondary battery, method for producing the same, and lithium secondary battery
US8551659B2 (en) Active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery, and method for producing the same
JP5050834B2 (en) Active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery and method for producing the same
JP5904371B2 (en) Active material for lithium secondary battery, electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
KR101729174B1 (en) Lithium secondary battery active material, lithium secondary battery electrode, lithium secondary battery, and method for manufacturing same
WO2012091015A1 (en) Positive electrode material for nonaqueous electrolyte rechargeable batteries, method for producing positive electrode material, electrode for nonaqueous electrolyte rechargeable batteries, nonaqueous electrolyte rechargeable batteries and method of production therefor
JP5648792B2 (en) Active material for lithium secondary battery, electrode for lithium secondary battery, lithium secondary battery and method for producing the same
JP4706991B2 (en) Method for manufacturing lithium secondary battery
JP5757139B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, lithium transition metal composite oxide, method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2012151083A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, lithium-transition metal composite oxide, method for manufacturing positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5700274B2 (en) Active material for lithium secondary battery, electrode for lithium secondary battery, lithium secondary battery and method for producing the same
JP5272870B2 (en) Active material for lithium secondary battery, electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP5207152B2 (en) Active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery and method for producing the same
JP6052643B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery active material, non-aqueous electrolyte secondary battery electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5757140B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode active material, lithium transition metal composite oxide, method for producing the positive electrode active material, etc., and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5866967B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery active material, non-aqueous electrolyte secondary battery electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6387054B2 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery, method for producing the same, and lithium secondary battery
JP5207151B2 (en) Active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery and method for producing the same
JP5382097B2 (en) Method for manufacturing lithium secondary battery
JP2013069583A (en) Active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2013020715A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method of nonaqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110303

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4706991

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150