JP5078113B2 - リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムの製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池 - Google Patents

リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムの製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池 Download PDF

Info

Publication number
JP5078113B2
JP5078113B2 JP2006240241A JP2006240241A JP5078113B2 JP 5078113 B2 JP5078113 B2 JP 5078113B2 JP 2006240241 A JP2006240241 A JP 2006240241A JP 2006240241 A JP2006240241 A JP 2006240241A JP 5078113 B2 JP5078113 B2 JP 5078113B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lithium
secondary battery
positive electrode
active material
lithium manganate
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006240241A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008066028A (ja
Inventor
稔 福知
文広 米川
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.)
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co 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 Nippon Chemical Industrial Co Ltd filed Critical Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority to JP2006240241A priority Critical patent/JP5078113B2/ja
Priority to KR1020070089462A priority patent/KR20080022057A/ko
Priority to CNA2007101498245A priority patent/CN101140987A/zh
Publication of JP2008066028A publication Critical patent/JP2008066028A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5078113B2 publication Critical patent/JP5078113B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00Compounds of manganese
    • C01G45/12Manganates manganites or permanganates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D15/00Lithium compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

本発明は、リチウム二次電池の正極副活物質として用いられるマンガン酸リチウム及びそのマンガン酸リチウムの製造に用いられるマンガン酸リチウムの製造方法、そのマンガン酸リチウムを正極副活物質として含有するリチウム二次電池正極活物質、並びにリチウム二次電池に関する。
近年、家庭電器においてポータブル化、コードレス化が急速に進むに従い、ラップトップ型パソコン、携帯電話、ビデオカメラ等の小型電子機器の電源としてリチウムイオン二次電池が実用化されている。このリチウムイオン二次電池については、1980年に水島等によりコバルト酸リチウムがリチウムイオン二次電池の正極活物質として有用であるとの報告(「マテリアルリサーチブレティン」vol15,P783-789(1980))がなされて以来、リチウム系複合酸化物に関する研究開発が活発に進められており、これまで多くの提案がなされている。
しかしながら、リチウム系複合酸化物を正極活物質とするリチウム二次電池は、負極集電体として使用される銅箔が過放電時に電解液中に溶出し、さらにはその一部が正極に析出する結果、充放電特性が劣化し易いという問題がある。このため、電池の外側に過放電を防止する電気回路を設けて過放電そのものを防止する方法が用いられているが、過放電を防止する電気回路が存在することによって、電池を使用する機器または電池パックなどのコストが高くなる。
上記リチウム二次電池の正極活物質は、主活物質としてリチウム系複合酸化物を含有し、副活物質を含有しない正極活物質である。一方、LiCoO等のリチウム系複合酸化物を主活物質とし、これに副活物質としてLiMnOを添加して用いる方法、すなわち、主活物質としてのLiCoO等のリチウム系複合酸化物と、副活物質としてのLiMnOとを含有するリチウム二次電池正極活物質が提案されている。例えば、特許文献1の特開平6−349493号公報には、LiCoO等のリチウム含有複合酸化物にLiMnOを混合したものを正極活物質として作成される非水電解液二次電池が開示されている。該特許文献1で使用されているLiMnOは、MnOと炭酸リチウムとを不活性ガス雰囲気中で焼成して製造されているが、該特許文献1で得られたLiMnOを正極副活物質とするリチウム二次電池では、過放電の問題については、ある程度改善されるものの、通常使用における放電容量の低下等の問題が生じ易かった。そのため、リチウム二次電池に、優れた電池性能を付与することができるリチウム二次電池正極副活物質の開発が望まれている。
また、特許文献2の特開2002−151079号公報には、MnOを加熱処理して得られるMnとリチウム化合物との混合物を焼成して得られるLiMnOを正極活物質とするリチウム二次電池が開示されているが、該特許文献2のLiMnOを正極副活物質として用いても、過放電の問題及び放電容量の低下等の問題の解決方法としては、不十分であった。
また、本出願人らは、特許文献3の特開2005−235416号公報、又は特許文献4の特開2006−139945号公報に、リチウム二次電池正極副活物質に用いられるマンガン酸リチウムを提案している。特許文献3又は特許文献4のリチウム二次電池正極副活物質によれば、過放電の問題及び放電容量の低下等の問題を、ある程度改善できるものの、更なる改善が求められている。
特開平6−349493号公報(特許請求の範囲) 特開2002−151079号公報(特許請求の範囲、実施例2) 特開2005−235416号公報(特許請求の範囲) 特開2006−139945号公報(特許請求の範囲)
従って、本発明の課題は、通常使用において放電容量が低下し難く且つ過放電による性能の劣化を少なくすることができるリチウム二次電池正極副活物質、その製造方法、該リチウム二次電池正極副活物質を用いたリチウム二次電池正極活物質を提供すること、及び通常使用において放電容量が低下し難く且つ過放電による性能の劣化が少ないリチウム二次電池を提供することにある。
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、L表色系における特定範囲の色を有するマンガン酸リチウムは、正極副活物質として優れた電池性能、具体的には、通常使用において容量が低下し難く且つ過放電抑制効果に優れるという電池性能を、リチウム二次電池に付与することができることを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明(1)は、MnOを525℃以上で焼成して得られるMnとリチウム化合物とを、Mn中のMn原子に対するリチウム化合物中のLi原子のモル比(Li/Mn)が0.90〜1.05となるように混合して得られる均一混合物を、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、600℃〜950℃で焼成することにより得られるマンガン酸リチウムであり、
下記一般式(1):
LiMnO (1)
(式中、0.90≦x≦1.05である。)
で表され、
表色系における、L値が25.0〜32.0、aが−1.50〜−0.15、bが2.50〜8.00であること、
を特徴とするリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムを提供するものである。
また、本発明(2)は、非塩基性炭酸マンガンを、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、500〜800℃で焼成して、MnOを得る第一工程と、
該第一工程を行ない得られるMnOを、酸素濃度が10体積%以上の雰囲気中、525〜950℃で焼成して、Mnを得る第二工程と、
該第二工程を行い得られるMnとリチウム化合物とを、マンガン原子に対するリチウム原子のモル比が0.90〜1.05となるように混合して、反応原料混合物を得、次いで、該反応原料混合物を、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、600〜950℃で焼成して、マンガン酸リチウムを得る第三工程と、
を有することを特徴とするリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムの製造方法を提供するものである。
また、本発明(3)は、前記本発明(1)記載のリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムと、
下記一般式(2):
Li(a)(1−b)(b)(c) (2)
(式中、MはCo及びNiから選ばれる1種以上の金属元素を示し、AはMg、Al、Ti、Zr、Fe、Cu、Zn、Sn、In、Ca、Ba、Sr及びMnから選ばれる1種以上の金属元素を示し、0.9≦a≦1.1であり、0≦b≦0.5であり、1.8≦c≦2.2である。)
で表されるリチウム複合酸化物と、
を含有することを特徴とするリチウム二次電池正極活物質を提供するものである。
また、本発明(4)は、前記本発明(3)記載のリチウム二次電池正極活物質を、正極活物質として用いて得られることを特徴とするリチウム二次電池を提供するものである。
本発明によれば、通常使用において放電容量が低下し難く且つ過放電による性能の劣化を抑制することができるリチウム二次電池正極副活物質、その製造方法、及びそのリチウム二次電池正極副活物質を用いたリチウム二次電池正極活物質を提供することができ、また、通常使用において放電容量が低下し難く且つ過放電による性能の劣化が少ないリチウム二次電池を提供することができる。
本発明のマンガン酸リチウムは、前記一般式(1)で表され、
表色系における、L値が25.0〜32.0、aが−1.50〜−0.15、bが2.50〜8.00である、
リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムである。つまり、本発明のマンガン酸リチウムは、リチウム二次電池正極活物質を構成するリチウム二次電池正極副活物質として用いられるマンガン酸リチウムである。
前記一般式(1)中、xの値は、0.90≦x≦1.05、好ましくは0.95≦x≦1.01である。xの値が、上記範囲にあることにより、マンガン酸リチウムのLi供給能力が高くなる。
本発明のマンガン酸リチウムは、X線回折分析において単相のマンガン酸リチウムである。
そして、本発明のマンガン酸リチウムは、前記一般式(1)で表されるマンガン酸リチウムのうち、従来よりリチウム二次電池正極副活物質として用いられてきたマンガン酸リチウム(以下、前記一般式(1)で表されるマンガン酸リチウムのうち、従来よりリチウム二次電池正極副活物質として用いられてきたマンガン酸リチウムを、単に従来のマンガン酸リチウムとも記載する。)とは、物体色が異なる。すなわち、本発明のマンガン酸リチウムのL表色系におけるL値は、25.0〜32.0、好ましくは26.0〜31.0であり、a値が−1.50〜−0.15、好ましくは−1.00〜−0.10であり、b値が2.50〜8.00、好ましくは3.50〜7.00である。本発明のマンガン酸リチウムのL表色系におけるL値、a値及びb値が、上記範囲にあることにより、リチウム二次電池に優れた電池性能を付与することができるので、放電容量が低下し難く且つ過放電による性能の劣化が少ないリチウムイオン二次電池を得ることができる。一方、従来のマンガン酸リチウムは、L表色系におけるL値が15〜40程度、a値が−10〜−5程度、b値が11〜18程度である。なお、本発明において、L表色系におけるL値、a値及びb値は、色差計によって測定される色差であり、日本工業規格JIS Z 8730に規定されている。
表色系におけるL値は明度を表し、値が大きいほど白く、100で完全な白となり、値が小さいほど黒く、0で完全な黒となる。また、a値及びb値は色相を表し、a値が大きいほど赤色が濃くなり、a値が小さいほど緑色が濃くなり、b値が大きいほど、黄色が濃くなり、b値が小さいほど青色が濃くなる。
本発明のマンガン酸リチウムは、粉体であるが、粉体の色差測定としては、粉体試料をスラリー化する方法、ペレット化する方法、専用のシャーレに充填して測定する方法等が挙げられるが、本発明のマンガン酸リチウムにおいては、シャーレに充填して測定する方法が好ましい。これは、マンガン酸リチウムをスラリー化する方法だと、スラリー中でのLiの脱離等による組成変化が生じ、色変化を引き起こしてしまうため好ましくなく、また、ペレット化する方法だと、ペレット表面での反射や加圧等による色変化が生じてしまうため好ましくないからである。
本発明のマンガン酸リチウムの平均粒子径は、均一な電極シートの塗布が可能となり、電流の集中等による電池性能の劣化等が抑制できる点で、1〜25μmであることが好ましく、4〜15μmであることが特に好ましい。なお、本発明において、平均粒子径はレーザー法粒度分布測定法により求められる値である。
本発明のマンガン酸リチウムのBET比表面積は、Mnの溶出によるリチウム二次電池の性能劣化を抑制したり、あるいは、ハイレートでのLiの供給が可能になる点で、0.2〜2.0m/gであることが好ましく、0.4〜1.0m/gであることが特に好ましい。
本発明のマンガン酸リチウムを水に分散させた時の分散液のpHは、ガス発生や正極合剤塗料のゲル化が抑えられる点で、12以下であることが好ましく、11.5以下であることが特に好ましい。また、本発明のマンガン酸リチウムを水に分散させた時の分散液のpHの下限値は、本発明のマンガン酸リチウム自身が弱塩基性であるため、pHが9.5であることが好ましい。なお、本発明において、マンガン酸リチウムを水に分散させた時のpHとは、マンガン酸リチウム試料5gに純水100gを加えて25℃で5分間攪拌した後、更に5分静置した後の上澄み液のpHをpHメーターで測定した値を示す。
本発明のマンガン酸リチウムは、リチウム二次電池正極活物質に含有されることにより、言い換えると、リチウム二次電池正極副活物質として、リチウム二次電池主活物質と併用されることにより、電池性能が優れる、つまり、通常使用において放電容量が低下し難く且つ過放電による性能の劣化が少ないリチウム二次電池を与える。
本発明のマンガン酸リチウムは、MnOを525℃以上で焼成して得られるMnとリチウム化合物とを、Mn中のMn原子に対するリチウム化合物中のLi原子のモル比(Li/Mn)が0.90〜1.05となるように混合して得られる均一混合物を、600℃〜950℃で焼成することにより得られるが、特に下記本発明のマンガン酸リチウムの製造方法に係る第一工程〜第三工程を順次行って得られるマンガン酸リチウムが、Li供給能力が大きい点で好ましい。
本発明のマンガン酸リチウムの製造方法は、非塩基性炭酸マンガンを、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、500〜800℃で焼成して、MnOを得る第一工程と、
該第一工程を行ない得られるMnOを、酸素濃度が10体積%以上の雰囲気中、525〜950℃で焼成して、Mnを得る第二工程と、
該第二工程を行い得られるMnとリチウム化合物とを、マンガン原子に対するリチウム原子のモル比(Li/Mn)が0.90〜1.05となるように混合して、反応原料混合物を得、次いで、該反応原料混合物を、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、600〜950℃で焼成して、マンガン酸リチウムを得る第三工程と、
を有する。
第一工程は、非塩基性炭酸マンガンを焼成して、MnOを得る工程である。
第一工程に係る非塩基性炭酸マンガンとは、炭酸マンガン10gを、超純水100gに加えて、25℃で5分間撹拌した後の水のpHが、6.0〜7.8、好ましくは6.5〜7.6となる炭酸マンガンを指す。そして、第一工程に係る非塩基性炭酸マンガンは、一般に、塩基性炭酸マンガンと呼ばれている炭酸マンガンとは異なる。塩基性炭酸マンガンの場合、塩基性炭酸マンガン10gを、超純水100gに加えて、25℃で5分間撹拌した後の水のpHは、8.0以上である。
非塩基性炭酸マンガンは、工業的には、アンモニア水及び炭酸ガスによりアンモニウムカルバメイト溶液を調製し、これに一酸化マンガンを反応させる方法や、水に溶解させた硫酸マンガン、塩化マンガン等の二価のマンガン塩に、炭酸源として炭酸水素アンモニウムを反応させる方法により製造されており、非塩基性炭酸マンガンは、水酸化マンガン(Mn(OH))の含有量が少ない。そのため、非塩基性炭酸マンガン10gを、超純水100gに加えて、25℃で5分間撹拌した後の水のpHは、6.0〜7.8、好ましくは6.5〜7.6となる。
一方、塩基性炭酸マンガンは、工業的には、水に溶解させた硫酸マンガン、塩化マンガン等の二価のマンガン塩に、炭酸源として炭酸ナトリウムを反応させる方法により製造されており、塩基性炭酸マンガンは、水酸化マンガン(Mn(OH))の含有量が多い。そのため、塩基性炭酸マンガン10gを、超純水100gに加えて、25℃で5分間撹拌した後の水のpHは、8.0以上となる。
第一工程に係る非塩基性炭酸マンガンの他の諸物性等は、特に制限されるものではないが、平均粒子径が1〜25μmのマンガン酸リチウムを得易くなる点で、第一工程に係る非塩基性炭酸マンガンの平均粒子径は、1〜30μmであることが好ましく、5〜20μmであることが特に好ましい。
第一工程では、非塩基性炭酸マンガンの焼成を、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、好ましくは酸素濃度が0〜0.5体積%の不活性ガス雰囲気中で行なう。非塩基性炭酸マンガンの焼成を、上記雰囲気中で行うことにより、緻密なMnOが得られる。一方、酸素濃度が1体積%を超えると、緻密なMnOが得られない。第一工程に係る不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等が挙げられる。また、第一工程では、非塩基性炭酸マンガンの焼成の際に、酸素による酸化を防ぐために、雰囲気に、水素等の還元ガスを少量含ませることができる。
第一工程において、非塩基性炭酸マンガンの焼成温度は、500〜800℃、好ましくは550〜700℃である。非塩基性炭酸マンガンの焼成温度が、500℃未満だとMnOが得られず、また、800℃を超えると凝集が強くなり、マンガン酸リチウムの充填性が低下する。
第一工程において、非塩基性炭酸マンガンの焼成時間は、特に制限されないが、好ましくは1〜20時間、特に好ましくは5〜15時間である。非塩基性炭酸マンガンの焼成時間が1時間未満だと、MnOへの転換が不十分となり易く、一方、20時間以上焼成を行っても、MnOの品質に大きな差が見られないため非効率となり易い。
第一工程を行い得られるMnOは、他のマンガン塩を焼成して得られるMnOや、他の焼成条件により得られるMnOに比べ、不純物含有量が少ない。
第二工程は、第一工程を行い得られるMnOを焼成し、Mnを得る工程である。
第二工程では、第一工程を行い得られるMnOの焼成を、酸素濃度が10体積%以上の雰囲気中、好ましくは酸素濃度が15体積%以上の雰囲気中、特に好ましくは20体積%以上の雰囲気中で行なう。第一工程を行ない得られるMnOを、上記雰囲気中で行うことにより、不純物が少ないMnが得られる。一方、酸素濃度が10%未満になると、酸素が不足するため、MnOのMnへの転換が不十分となり、不純物が生じ易くなる。通常は、第一工程を行い得られるMnOの焼成を、大気中あるいは酸素雰囲気中で行うことが好ましい。
第二工程において、第一工程を行ない得られるMnOの焼成温度は、525〜950℃、好ましくは550〜750℃である。第一工程を行い得られるMnOの焼成温度が、525℃未満だと、MnOのMnへの転換が不十分となるため、マンガン酸リチウムを正極副活物質として用いるリチウム二次電池の放電容量が低下し、また、950℃を超えると、MnからMnへの転換が生じてしまい、その結果、Li供給能力の低いマンガン酸リチウムしか得られないため、正極副活物質としての性能が低くなる。また、第一工程を行い得られるMnOの焼成温度が、750℃を超えると、マンガン酸リチウムを正極副活物質として用いるリチウム二次電池において、Liが脱離する電圧(充電電圧)が高くなる傾向があることから、第一工程を行い得られるMnOの焼成温度は、550〜750℃であることが好ましい。
第二工程において、第一工程を行い得られるMnOの焼成時間は、特に制限されないが、好ましくは1〜20時間、特に好ましくは5〜15時間である。第一工程を行い得られるMnOの焼成時間が1時間未満だと、Mnへの転換が不十分となり易く、一方、20時間以上焼成を行っても、MnOの品質に大きな差が見られないため非効率となり易い。
第三工程は、第二工程を行い得られるMnとリチウム化合物とを混合して得られる反応原料混合物を、焼成して、マンガン酸リチウムを得る工程である。
第三工程では、先ず、第二工程を行い得られるMnとリチウム化合物とを混合する。
第三工程に係るリチウム化合物としては、例えば、炭酸リチウム、水酸化リチウム、硝酸リチウム等が挙げられ、リチウム化合物は、1種単独又は2種以上の組み合わせのいずれでもよい。第三工程に係るリチウム化合物のうち、炭酸リチウムが、潮解性を有さず、反応副生物として水分を発生させず、且つマンガン酸リチウムを水に分散させた時の分散液のpH値が小さくなる点で好ましい。第三工程に係るリチウム化合物の物性等は、制限されるものではないが、反応原料混合物の混合を均一に行うことができる点で、第三工程に係るリチウム化合物の平均粒子径が、20μm以下であることが好ましく、3〜10μmであることが特に好ましい。
第二工程を行い得られるMnと第三工程に係るリチウム化合物との混合割合は、第二工程を行い得られるMn中のMn原子に対する第三工程に係るリチウム化合物中のLi原子のモル比(Li/Mn)で、0.90〜1.05であり、そして、両者の混合割合が、0.95〜1.01であることが、Li供給能力の大きなマンガン酸リチウムが得られる点で好ましい。一方、第二工程を行い得られるMnと第三工程に係るリチウム化合物との混合割合が、0.90未満だと、未反応のMnが残存して、Mn溶出の原因となったり、あるいは、マンガン酸リチウムのLi供給能力が小さくなり、また、1.05を超えると、Liを多く含むマンガン酸リチウムが生成するため、水に分散させてた時の分散液のpHが高くなり、ガス発生等電池安全性の低下の原因となる。
第二工程を行い得られるMnとリチウム化合物とを混合する際の混合方法は、乾式又は湿式のいずれの方法でもよいが、製造が容易である点で、乾式が好ましい。乾式混合の場合は、反応原料混合物が均一に混合できるブレンダー等を用いることが好ましい。
そして、第二工程を行い得られるMnとリチウム化合物とを混合して、反応原料混合物を得る。
第三工程では、次いで、反応原料混合物を焼成するが、反応原料混合物の焼成を、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、好ましくは酸素濃度が1000ppm以下の不活性ガス雰囲気中、特に好ましくは100ppm以下の不活性ガス雰囲気中で行なう。反応原料混合物の焼成を、上記雰囲気中で行うことにより、放電容量が低下し難く且つ過放電による性能の劣化が少ないリチウム二次電池正極副活物質用のマンガン酸リチウムが得られる。一方、酸素濃度が1体積%を超えると、LiMn、LiMnO等も生成してしまうため、得られるマンガン酸リチウムのリチウム二次電池正極副活物質としての性能が低くなる。第三工程に係る不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等が挙げられる。
第三工程において、反応原料混合物の焼成温度は、600〜950℃、好ましくは700〜850℃である。反応原料混合物の焼成温度が、600℃未満だと、反応が不十分となるため、良好なマンガン酸リチウムが得られず、また、950℃を超えると、Li供給能力が低いマンガン酸リチウムが得られる。
第三工程において、反応原料混合物の焼成時間は、特に制限されないが、好ましくは1〜20時間、特に好ましくは5〜15時間である。反応原料混合物の焼成時間が1時間未満だと、反応が不十分となり易く、一方、20時間以上焼成を行っても、マンガン酸リチウムの品質に大きな差が見られないため非効率となり易い。
また、第三工程では、必要により焼成を繰り返し行ってもよく、繰り返し焼成を行う場合には、上記焼成温度範囲より低温で、焼成を行ってもよい。
第三工程では、焼成を行った後、焼成物を適宜冷却し、必要に応じ粉砕して、マンガン酸リチウムを得る。なお、必要に応じて行われる粉砕は、第三工程での焼成を行い得られるマンガン酸リチウムが、もろく結合したブロック状のものである場合等に適宜行う。
第三工程を行い得られるマンガン酸リチウムは、平均粒径が、1〜25μm、好ましくは4〜15μmであり、BET比表面積が、0.2〜2.0m/g、好ましくは0.4〜1.0m/gである。また、第三工程を行い得られるマンガン酸リチウムは、L表色系における、L値は、25.0〜32.0、好ましくは26.0〜31.0であり、a値が−1.50〜−0.15、好ましくは−1.00〜−0.10であり、b値が2.50〜8.00、好ましくは3.50〜7.00である。
そして、本発明のマンガン酸リチウムの製造方法における製造条件を種々選択することにより、得られるマンガン酸リチウムのL表色系における、L値、a値及びb値を選択することができる。そのような製造条件としては、
(i)第一工程の原料として非塩基性炭酸マンガンを用いること、
(ii)第一工程での焼成の際の雰囲気の酸素濃度を選択すること、
(iii)第一工程での焼成の際の焼成温度を選択すること、
(iv)第二工程での焼成の際の雰囲気の酸素濃度を選択すること、
(v)第二工程での焼成の際の焼成温度を選択すること、
(vi)第三工程に係るリチウム化合物の種類又は純度を選択すること、
(vii)第三工程に係る反応原料混合物中のリチウム原子/マンガン原子のモル比を選択すること、
(viii)第三工程での焼成の際の雰囲気の酸素濃度を選択すること、
(ix)第三工程での焼成の際の焼成温度を選択すること、
が挙げられる。
本発明のリチウム二次電池正極活物質は、本発明のマンガン酸リチウムと、
下記一般式(2):
Li(a)(1−b)(b)(c) (2)
(式中、MはCo及びNiから選ばれる1種以上の金属元素を示し、AはMg、Al、Ti、Zr、Fe、Cu、Zn、Sn、In、Ca、Ba、Sr及びMnから選ばれる1種以上の金属元素を示し、0.9≦a≦1.1であり、0≦b≦0.5であり、1.8≦c≦2.2である。)
で表されるリチウム複合酸化物と、
を含有するリチウム二次電池正極活物質である。つまり、本発明のリチウム二次電池正極活物質は、副活物質として本発明のマンガン酸リチウムを含有し、主活物質として前記一般式(2)で表されるリチウム複合酸化物を含有する。
本発明のリチウム二次電池正極活物質に含有される本発明のマンガン酸リチウムは、前述した通りであり、下記一般式(1):
LiMnO (1)
(式中、0.90≦x≦1.05、好ましくは0.95≦x≦1.01である。)
で表され、
表色系における、L値は、25.0〜32.0、好ましくは26.0〜31.0であり、a値が−1.50〜−0.15、好ましくは−1.00〜−0.10であり、b値が2.50〜8.00、好ましくは3.50〜7.00であるリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムである。そして、本発明のリチウム二次電池正極活物質に含有される本発明のマンガン酸リチウムは、好ましくは、平均粒子径が1〜25μm、特に好ましくは4〜15μmあり、また、好ましくは、BET比表面積が0.2〜2.0m/g、特に好ましくは0.4〜1.0m/gであり、また、好ましくは、水に分散させた時の分散液のpHが、12以下、特に好ましくは11.5以下である。
前記一般式(2)で表わされるリチウム複合酸化物としては、特に制限はないが、その一例を示せば、LiCoO、LiNiO、LiNi0.8Co0.2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1、LiNi0.4Co0.3Mn0.3等が挙げられ、これらのリチウム複合酸化物は、1種単独又は2種以上の組み合わせのいずれでもよい。これらのうち、LiCoOが広く工業的に用いられ、また、本発明のリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムとの相乗効果が高い点で好ましい。
前記一般式(2)で表わされるリチウム複合酸化物の物性等は、特に制限されないが、分極や導電不良を抑制できる点で、前記一般式(2)で表わされるリチウム複合酸化物の平均粒子径が、1〜30μmであることが好ましく、3〜25μmであることが特に好ましい。また、電池熱安定性が向上する点で、前記一般式(2)で表されるリチウム複合酸化物のBET比表面積が、0.1〜2.0m/gであることが好ましく、0.2〜1.0m/gであることが特に好ましい。
本発明のリチウム二次電池正極活物質中、本発明のマンガン酸リチウム(副活物質)と、前記一般式(2)で表わされるリチウム複合酸化物(主活物質)の含有割合は、前記一般式(2)で表されるリチウム複合酸化物100質量部に対して、本発明のマンガン酸リチウムが、好ましくは5〜30質量部、特に好ましくは10〜20質量部となる割合である。前記一般式(2)で表わされるリチウム複合酸化物の含有割合が、上記範囲にあることにより、リチウム二次電池の放電容量が低下し難く且つ過放電による性能の劣化が少なくなる。一方、前記一般式(2)で表されるリチウム複合酸化物100質量部に対して、本発明のマンガン酸リチウムが、5質量部未満であると、過放電による性能の劣化が多くなり易く、また、30質量部を超えると、電池の放電容量が小さくなり易い。
そして、本発明のマンガン酸リチウムと、前記一般式(2)で表わされるリチウム複合酸化物を、均一に混合し、本発明のリチウム二次電池正極活物質を製造する。本発明のマンガン酸リチウムと、前記一般式(2)で表わされるリチウム複合酸化物との混合方法は、特に制限されるものではなく、湿式法又は乾式法で、強力な剪断力が作用する機械的手段を用いて調製される。湿式法では、ボールミル、ディスパーミル、ホモジナイザー、振動ミル、サンドグラインドミル、アトライター及び強力撹拌機等の装置を用いて、混合を行なう。一方、乾式法では、ハイスピードミキサー、スーパーミキサー、ターボスフェアミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー及びリボンブレンダー等の装置を用いて、混合を行なう。なお、混合方法は、例示した機械的手段を用いる方法に限定されない。また、混合後、所望によりジェットミル等で粉砕処理して粒度調整を行っても差し支えない。
本発明のリチウム二次電池は、本発明のリチウム二次電池正極活物質を、正極活物質として用いて得られるリチウム二次電池であり、正極、負極、セパレータ、及びリチウム塩を含有する非水電解質からなる。
本発明のリチウム二次電池に係る正極は、例えば、正極集電体上に正極合剤を塗布乾燥等して形成されるものである。
本発明のリチウム二次電池に係る正極合剤は、本発明のリチウム二次電池正極活物質、導電剤、結着剤、及び必要により添加されるフィラー等からなる。つまり、本発明のリチウム二次電池は、正極に、正極活物質として、本発明のマンガン酸リチウムと前記一般式(2)で表されるリチウム複合酸化物との混合物が、均一に塗布されている。このため、本発明に係るリチウム二次電池は、負荷特性が低下し難く且つサイクル特性が低下し難い。
本発明のリチウム二次電池に係る正極集電体としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導体であれば、特に制限されず、例えば、ステンレス鋼;ニッケル;アルミニウム;チタン;焼成炭素;カーボン、ニッケル、チタン、銀を、アルミニウムやステンレス鋼の表面に表面処理させたもの等が挙げられる。これらの材料は、表面を酸化処理した酸化処理物であってもよく、また、表面処理により集電体表面に凹凸を付けた表面処理物であってもよい。また、正極集電体の形態としては、例えば、フォイル、フィルム、シート、ネット、パンチングされたもの、ラス体、多孔質体、発砲体、繊維群、不織布の成形体等が挙げられる。本発明のリチウム二次電池に係る正極集電体の厚さは、特に制限されないが、1〜500μmが好ましい。
本発明のリチウム二次電池に係る導電剤としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導材料であれば、特に限定されず、例えば、天然黒鉛、人工黒鉛等の黒鉛;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、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類;炭素繊維、金属繊維等の導電性繊維類;フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉等の金属粉末類;酸化亜鉛、チタン酸カリウム等の導電性ウィスカー類;酸化チタン等の導電性金属酸化物;又はポリフェニレン誘導体等の導電性材料が挙げられ、天然黒鉛としては、例えば、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等が挙げられる。これらは、1種単独又は2種以上の組み合わせのいずれでもよい。本発明のリチウム二次電池に係る正極合剤中、導電剤の含有比率は、1〜50質量%、好ましくは2〜30質量%である。
本発明のリチウム二次電池に係る結着剤としては、例えば、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフロオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、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、フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、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、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、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−クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体又はそのイオン架橋体(Na+イオン等)、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのイオン架橋体(Na+イオン等)、エチレン−アクリル酸メチル共重合体又はそのイオン架橋体(Na+イオン等)、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体又はそのイオン架橋体(Na+イオン等)、ポリエチレンオキシドなどの多糖類、熱可塑性樹脂、ゴム弾性を有するポリマー等が挙げられ、これらは1種単独又は2種以上組み合わせのいずれでもよい。なお、多糖類のようにリチウムと反応するような官能基を含む化合物を用いるときは、例えば、イソシアネート基のような化合物を添加してその官能基を失活させることが好ましい。本発明のリチウム二次電池に係る正極合剤中、結着剤の配合比率は、1〜50質量%、好ましくは5〜15質量%である。
本発明のリチウム二次電池に係るフィラーは、正極の体積膨張等を抑制するものであり、必要により添加される。フィラーとしては、構成された電池において化学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いることができるが、例えば、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;ガラス、炭素等の繊維が挙げられる。本発明のリチウム二次電池に係る正極合剤中、フィラーの含有量は、特に限定されないが、0〜30質量%が好ましい。
本発明のリチウム二次電池に係る負極は、負極集電体上に負極材料を塗布乾燥等して形成される。
本発明のリチウム二次電池に係る負極集電体としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導体であれば、特に制限されず、銅、銅合金、ニッケル等が挙げられる。特に、銅又は銅合金は、過放電時に正極電位が3.5Vvs.Li/Li程度になると、酸化溶解するが、本発明のリチウム二次電池は、充放電に寄与するリチウムイオンが多いため、過放電時に正極電位が3.5Vvs.Li/Liより低くなる。そのため、本発明のリチウム二次電池に銅又は銅合金を負極に用いた時の安全性が、従来のリチウム二次電池に銅又は銅合金を負極に用いた時の安全性に比べ、格段に高くなる。また、これらの材料は、表面を酸化処理した酸化処理物であってもよく、また、表面処理により集電体表面に凹凸を付けた表面処理物であってもよい。また、本発明のリチウム二次電池に係る負極集電体の形態としては、例えば、フォイル、フィルム、シート、ネット、パンチングされたもの、ラス体、多孔質体、発砲体、繊維群、不織布の成形体などが挙げられる。本発明のリチウム二次電池に係る負極集電体の厚さは特に制限されないが、1〜500μmとすることが好ましい。
本発明のリチウム二次電池に係る負極材料としては、特に制限されず、例えば、炭素質材料、金属複合酸化物、リチウム金属、リチウム合金、ケイ素系合金、錫系合金、金属酸化物、導電性高分子、カルコゲン化合物、Li−Co−Ni系材料等が挙げられる。負極材料に係る炭素質材料としては、例えば、難黒鉛化炭素材料、黒鉛系炭素材料等が挙げられる。負極材料に係る金属複合酸化物としては、例えば、Sn(p) (1−p) (q)(r)(式中、DはMn、Fe、Pb及びGeから選ばれる1種以上の元素を示し、DはAl、B、P、Si、周期律表第1族、第2族、第3族及びハロゲン元素から選ばれる1種以上の元素を示し、0<p≦1、1≦q≦3、1≦r≦8である。);Li(s)Fe(式中、0≦s≦1);Li(t)WO(式中0≦t≦1)等の化合物が挙げられる。負極材料に係る金属酸化物としては、GeO、GeO、SnO、SnO、PbO、PbO、Pb、Pb、Sb、Sb、Sb、Bi、Bi、Biが挙げられる。負極材料に係る導電性高分子としては、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン等が挙げられる。
本発明のリチウム二次電池に係るセパレータは、大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持った絶縁性の薄膜である。そして、セパレータとしては、耐有機溶剤性と疎水性の観点から、ポリプロピレン等のオレフィン系ポリマー、ガラス繊維又はポリエチレン等から作成されたシート又は不織布が用いられる。本発明のリチウム二次電池に係るセパレータの孔径は、一般的に電池用として有用な範囲であればよく、例えば、0.01〜10μmである。本発明のリチウム二次電池に係るセパレータの厚みは、一般的な電池用の範囲であればよく、例えば、5〜300μmである。なお、後述する電解質としてポリマー等の固体電解質が用いられる場合には、固体電解質がセパレータを兼ねる。
本発明のリチウム二次電池に係るリチウム塩を含有する非水電解質は、非水電解質とリチウム塩とからなる。本発明のリチウム二次電池に係る非水電解質としては、非水電解液、有機固体電解質、無機固体電解質が挙げられる。非水電解質に係る非水電解液としては、例えば、N−メチル−2−ピロリジノン、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、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、ジエチルエーテル、1,3−プロパンサルトン、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の非プロトン性有機溶媒が挙げられ、これらは、1種単独又は2種以上の組合わせのいずれでもよい。
非水電解質に係る有機固体電解質としては、例えば、ポリエチレン誘導体;ポリエチレンオキサイド誘導体又はポリエチレンオキサイド基を有するポリマー;ポリプロピレンオキサイド誘導体又はポリプロピレンオキサイド基を有するポリマー;リン酸エステルポリマー、ポリホスファゼン、ポリアジリジン、ポリエチレンスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン等のイオン性解離基を有するポリマー;イオン性解離基を有するポリマーと、上記非水電解質に係る非水電解液との混合物等が挙げられる。
非水電解質に係る無機固体電解質としては、Liの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩等が挙げられ、例えば、LiN、LiI、LiNI、LiN−LiI−LiOH、LiSiO、LiSiO−LiI−LiOH、LiSiS、LiSiO、LiSiO−LiI−LiOH、LiPO−LiS−SiS、硫化リン化合物等が挙げられる。
本発明のリチウム二次電池に係るリチウム塩としては、上記本発明のリチウム二次電池に係る非水電解質に溶解するリチウム塩が挙げられ、例えば、LiCl、LiBr、LiI、LiClO、LiBF、LiB10Cl10、LiPF、LiCFSO、LiCFCO、LiAsF、LiSbF、LiB10Cl10、LiAlCl、CHSOLi、CFSOLi、(CFSONLi、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、四フェニルホウ酸リチウム、イミド類等が挙げられ、これらは、1種単独又は2種以上の組合わせのいずれでもよい。
本発明のリチウム二次電池に係る非水電解質は、放電、充電特性、難燃性を改良する目的で、以下に示す化合物を含有することができる。このような化合物としては、例えば、ピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、n−グライム、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、N−置換オキサゾリジノンとN,N−置換イミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ポリエチレングルコール、ピロール、2−メトキシエタノール、三塩化アルミニウム、導電性ポリマー電極活物質のモノマー、トリエチレンホスホンアミド、トリアルキルホスフィン、モルフォリン、カルボニル基を持つアリール化合物、ヘキサメチルホスホリックトリアミドと4−アルキルモルフォリン、二環性の三級アミン、オイル、ホスホニウム塩及び三級スルホニウム塩、ホスファゼン、炭酸エステル等が挙げられる。特に、本発明のリチウム二次電池に係る非水電解質電解液を不燃性にするために、本発明のリチウム二次電池に係る非水電解質は、例えば、四塩化炭素、三フッ化エチレン等の含ハロゲン溶媒を含有することができる。また、本発明のリチウム二次電池の高温保存に適性を持たせるために、本発明のリチウム二次電池に係る非水電解質は、炭酸ガスを含有することができる。
このように構成された本発明のリチウム二次電池は、電池性能に優れており、特に通常使用において放電容量が低下し難く、充放電時に連続的な電圧変化を示し、且つ過放電による性能の劣化が少ないリチウム二次電池である。
本発明のリチウム二次電池の形状はボタン、シート、シリンダー、角、コイン型等いずれの形状であってもよい。また、本発明のリチウム二次電池は、例えば、ノートパソコン、ラップトップパソコン、ポケットワープロ、携帯電話、コードレス子機、ポータブルCDプレーヤー、ラジオ、液晶テレビ、バックアップ電源、電気シェーバー、メモリーカード、ビデオムービー等の電子機器、自動車、電動車両、ゲーム機器等の民生用電子機器等に好適に用いられる。
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
(マンガン酸リチウムの製造)
<炭酸マンガンの焼成>
市販の非塩基性炭酸マンガン(MnCO、平均粒径8.1μm)を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、550℃で10時間焼成し、焼成物A(MnO)を得た。得られた焼成物Aを、XRD分析により分析し、MnOであることを確認した。
また、上記市販の非塩基性炭酸マンガン10gを200mLビーカーに計りとり、超純水100gを加えて、25℃で5分間撹拌した。次いで、ろ過し、ろ液のpHをpHメーター(堀場製作所社製、F−14)で測定した。その結果、ろ液のpHは7.14であった。
<MnOの焼成>
上記のようにして得た焼成物A(MnO)を、大気雰囲気(酸素濃度21.0体積%)中、650℃で10時間焼成し、焼成物B(Mn)を得た。得られた焼成物Bを、XRD分析により分析し、Mnであることを確認した。
<反応原料混合物の焼成>
上記のようにして得られた焼成物B(Mn)と、LiCO(平均粒径5μm)とを、Mn原子に対するLi原子のモル比(Li/Mn)が、0.99となるように混合し、反応原料混合物C1を得た。次いで、得られた反応原料混合物C1を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、700℃で10時間焼成して、マンガン酸リチウムD1を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD1が、ASTMカード23−361の回折ピークパターンを示す単相のLiMnOであることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性)
<色差測定>
上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD1を、専用のシャーレに充填して、分光式色差計(日本電色社製、SE2000)を用いてL値、a値、b値を3回測定し、その平均値を求めた。その結果を表2に示す。
<物性評価>
上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD1の平均粒子径及びBET比表面積を測定した。その結果を表2に示す。
<pH測定>
上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD1 5gに対し、純水100gを加え、25℃で5分間攪拌した。更に5分間静置後、上澄み液のpHをpHメーター(堀場製作所社製、F−14)で測定した。その測定結果を表2に示す。
(リチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
<試験セルの作製>
上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD1 85質量%、黒鉛粉末10質量%、ポリフッ化ビニリデン5質量%を混合して正極合剤とし、これをN−メチル−2−ピロリジノンに分散させて混練ペーストを調製した。得られた混練ペーストを、アルミ箔に塗布したのち乾燥、プレスして直径15mmの円盤に打ち抜いて正極板を得た。
次いで、得られた正極板に、セパレーター、負極、集電板、取り付け金具、外部端子、電解液等の各部材を組み合わせて、試験セルE1を製作した。このうち、負極にはリチウム金属、集電板には銅を用い、電解液にはエチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートの1:1混練液1リットルに、LiPF 1モルを溶解したものを用いた。
<試験セルの初期充電容量、初期放電容量及び平均充電電圧の測定>
充電はCCCVモード、カットオフ電圧4.25V、2.5mA/cmの電流密度で、カットオフ電流は1C電流値の1/20とし、放電はCCCVモード、カットオフ電圧3.4V、2.5mA/cmの電流密度で、カットオフ電流は1C電流の7/200として、初期充電容量、初期放電容量及びCC領域の平均充電電圧を測定した。その結果を表3に示す。
(実施例2〜12)
(マンガン酸リチウムの製造)
焼成物Bと、LiCOとを、Mn原子に対するLi原子のモル比(Li/Mn)が、0.99となるように混合することに代えて、焼成物Bと、LiCOとを、Mn原子に対するLi原子のモル比(Li/Mn)が、表1に示すモル比となるように混合すること、及び得られた反応原料混合物C1を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、700℃で10時間焼成することに代えて、得られた反応原料混合物(C2〜C12)を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、表1に示す焼成温度で10時間焼成すること以外は、実施例1と同様の方法で行い、マンガン酸リチウムD2〜D12を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD2〜12が、いずれも、ASTMカード23−361の回折ピークパターンを示す単相のLiMnOであることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性)
<色差測定、物性評価及びpH測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD2〜12とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表2に示す。
(リチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
<試験セルの作製並びに試験セルの初期充電容量、初期放電容量及び平均充電電圧の測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD2〜12とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表3に示す。
(比較例1)
(マンガン酸リチウムの製造)
<炭酸マンガンの焼成>
実施例1と同様の方法で行ない、焼成物Aを得た。
<MnOの焼成>
実施例1と同様の方法で行ない、焼成物Bを得た。
<反応原料混合物の焼成>
上記のようにして得られた焼成物Bと、LiCO(平均粒径5μm)とを、Mn原子に対するLi原子のモル比(Li/Mn)が、0.85となるように混合し、反応原料混合物C13を得た。次いで、得られた反応原料混合物C13を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、750℃で10時間焼成して、マンガン酸リチウムD13を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD13が、ASTMカード23−361の回折ピークパターンを示すLiMnOと、Mn及びMnの混合物であることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性)
<色差測定、物性評価及びpH測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD13とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表2に示す。
(リチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
<試験セルの作製並びに試験セルの初期充電容量、初期放電容量及び平均充電電圧の測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD13とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表3に示す。
(比較例2)
(マンガン酸リチウムの製造)
焼成物Bと、LiCOとを、Mn原子に対するLi原子のモル比が、0.85となるように混合することに代えて、焼成物Bと、LiCOとを、Mn原子に対するLi原子のモル比が、1.10となるように混合すること以外は、比較例1と同様の方法で行い、マンガン酸リチウムD14を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD14が、ASTMカード23−361の回折ピークパターンで示されるLiMnOと、LiMnO及びLiMn12との混合物であることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性)
<色差測定、物性評価及びpH測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD14とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表2に示す。
(リチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
<試験セルの作製並びに試験セルの初期充電容量、初期放電容量及び平均充電電圧の測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD14とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表3に示す。
(比較例3)
(マンガン酸リチウムの製造)
<炭酸マンガンの焼成>
実施例1と同様の方法で行ない、焼成物Aを得た。
<MnOの焼成>
実施例1と同様の方法で行ない、焼成物Bを得た。
<反応原料混合物の焼成>
上記のようにして得られた焼成物Bと、LiCO(平均粒径5μm)とを、Mn原子に対するLi原子とのモル比が、1.00となるように混合し、反応原料混合物C15を得た。次いで、得られた反応原料混合物C15を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、1000℃で10時間焼成して、マンガン酸リチウムD15を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD15が、ASTMカード72−0411の回折ピークパターンで示される単相のLiMnOであることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性)
<色差測定、物性評価及びpH測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD15とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表2に示す。
(リチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
<試験セルの作製並びに試験セルの初期充電容量、初期放電容量及び平均充電電圧の測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD15とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表3に示す。
(比較例4)
(マンガン酸リチウムの製造)
市販のMnO(平均粒径3.5μm)とLiCO(平均粒径5μm)とを、Mn原子に対するLi原子とのモル比が、1.00となるように混合し、反応原料混合物C16を得た。次いで、得られた反応原料混合物C16を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、800℃で10時間焼成してマンガン酸リチウムD16を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD16が、ASTMカード72−0411の回折ピークパターンを示す単相のLiMnOであることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性)
<色差測定、物性評価及びpH測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD16とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表2に示す。
(リチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
<試験セルの作製並びに試験セルの初期充電容量、初期放電容量及び平均充電電圧の測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD16とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表3に示す。
(比較例5)
市販のMnO(平均粒径3.5μm)を、大気雰囲気(酸素濃度21.0体積%)中、1000℃で12時間焼成し、焼成物F17(Mn)を得た。次いで、得られた焼成物F17を、大気雰囲気(酸素濃度21.0体積%)中、650℃で10時間焼成し、焼成物G17(Mn)を得た。得られた焼成物G17とLiCO(平均粒径5μm)とを、Mn原子に対するLi原子とのモル比が、1.00となるように混合し、反応原料混合物C17を得た。次いで、得られた反応原料混合物C17を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、750℃で10時間焼成して、マンガン酸リチウムD17を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD17が、ASTMカード23−361の回折ピークパターンを示す単相のLiMnOであることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性)
<色差測定、物性評価及びpH測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD17とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表2に示す。
(リチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
<試験セルの作製並びに試験セルの初期充電容量、初期放電容量及び平均充電電圧の測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD17とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表3に示す。
(比較例6)
市販のMnO(平均粒径3.5μm)を、大気雰囲気(酸素濃度21.0体積%)中、600℃で10時間焼成し、焼成物H18(Mn)を得た。次いで、得られた焼成物H18とLiCO(平均粒径5μm)とを、Mn原子に対するLi原子とのモル比が、1.00となるように混合し、反応原料混合物C18を得た。次いで、得られた反応原料混合物C18を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、800℃で10時間焼成して、マンガン酸リチウムD18を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD18が、ASTMカード23−361の回折ピークパターンを示す単相のLiMnOであることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性)
<色差測定、物性評価及びpH測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD18とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表2に示す。
(リチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
<試験セルの作製並びに試験セルの初期充電容量、初期放電容量及び平均充電電圧の測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD18とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表3に示す。
(比較例7)
市販のMnO(平均粒径3.5μm)を、大気雰囲気(酸素濃度21.0体積%)中、600℃で5時間焼成して、焼成物I19(Mn)を得た。次いで、焼成物I19とLiCO(平均粒径5μm)とを、Mn原子に対するLi原子とのモル比が、1.00となるように混合し、反応原料混合物C19を得た。次いで、得られた反応原料混合物C19をアルミナ坩堝に入れ、空気を1L/分の供給速度でアルミナ坩堝中に供給しながら、200℃/hの昇温速度で600℃まで昇温を行い、次いで、空気を窒素ガスに切り替えて1L/分の供給速度でアルミナ坩堝中に供給しながら200℃/hの昇温速度で800℃まで昇温し、そのまま800℃で10時間保持した。次いで、アルミナ坩堝中に1L/分の供給速度で窒素ガスを導入しながら200℃/hの降温速度で室温まで冷却した。次いで、生成物を粉砕してマンガン酸リチウムD19を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD19が、ASTMカード72−0411の回折ピークパターンを示す単相のLiMnOであることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性)
<色差測定、物性評価及びpH測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD19とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表2に示す。
(リチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
<試験セルの作製並びに試験セルの初期充電容量、初期放電容量及び平均充電電圧の測定>
実施例1で得られたマンガン酸リチウムD1に代えて、上記のようにして得られたマンガン酸リチウムD19とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を表3に示す。
Figure 0005078113
Figure 0005078113
Figure 0005078113
なお、上記試験セルの初期放電容量、初期充電容量及び平均充電電圧の測定では、試験セルの充電容量が大きく且つ放電容量が小さい材料、即ち、充放電容量の差が大きいものほど、正極副活物質としてのLi供給能力が高いことを示す。通常、正極活物質を構成する正極主活物質、例えば、LiCoOは、充電容量165mAH/gに対して、放電容量160mAH/g程度であるので、充放電容量の差が小さい。
また、試験セルの平均充電電圧が低い方が、低電圧時からLiを供給することができることを示し、Li供給材料として優れていることを示す。
実施例1〜12では、充放電容量の差が、いずれも140mAh/g以上と極めて大きく、また、平均充電電圧も3.86V以下と低く、得られたマンガン酸リチウムが、正極副活物質として優れていることがわかる。一方、比較例1及び2では、単相のLiMnOが得られず、充放電容量の差が小さいことから、Li供給能力が低いことが分かる。また、比較例3〜7では、充放電容量の差が小さく、平均充電電圧が高いことから、Li供給能力が低いことが分かる。
このように、表3から明らかなように、本発明のマンガン酸リチウムは、初期充電容量が高く、充放電容量の差が大きく、且つ平均充電電圧が低い。そして、このような、マンガン酸リチウムは、過放電時の安全性を向上させる効果が高い。
(実施例13〜15及び比較例8〜9)
(リチウム複合酸化物の調製)
Co(平均粒径5μm)40.0gとLiCO(平均粒径5μm)8.38gとを秤量し、乾式で十分に混合した後、1000℃で5時間焼成した。焼成後、得られた焼成物を粉砕、分級してコバルト酸リチウムJ(LiCoO)得た。得られたコバルト酸リチウムJの平均粒子径は7.4μmであり、BET比表面積は0.38m/gであった。
(リチウム二次電池の製造)
正極副活物質として表4に示すマンガン酸リチウムと、正極主活物質として上記のようにして得られたコバルト酸リチウムJを、表4に示す配合割合で混合し、正極活物質K20〜24を得た。次いで、正極活物質K20〜24 91質量%、黒鉛粉末6質量%、ポリフッ化ビニリデン3質量%を混合して正極合剤とし、これをN−メチル−2−ピロリジノンに分散させて混練ペーストを調製した。得られた混練ペーストをアルミ箔に塗布した後、乾燥、プレスして、直径15mmの円盤に打ち抜いて正極板を得た。得られた正極板と、セパレーター、負極、集電板、取り付け金具、外部端子、電解液等の各部材を組み合わせて、リチウム二次電池P20〜24を製造した。このうち、負極には人造黒鉛を、集電板には銅を用い、電解液にはエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートの1:1混練液1リットルに、LiPF 1モルを溶解したものを用いた。
<過放電試験>
上記のようにして製造したリチウム二次電池P20〜24について、25℃において、1CmAの電流で4.2Vまで定電流で充電し、次いで、4.2Vの定電圧で3時間充電した後、1CmAの定電流で3.0Vまで放電したときの放電容量(以下、「過放電試験前放電容量」と記載する。)を測定した。次いで、0Vの定電圧で2日間放置し、過放電を行った。放置後、1CmAの電流で4.2Vまで定電流で充電し、次いで、4.2Vの定電圧で3時間充電した後、1CmAの定電流で3.0Vまで放電したときの放電容量(以下、「過放電試験後放電容量」と記載する。)を測定した。そして、下記式(3):
容量回復率(%)=(過放電試験後放電容量/過放電試験前放電容量)×100 (3)
により、過放電試験前放電容量に対する過放電試験後放電容量の割合を計算し、容量回復率を求めた。その結果を、表4に示す。また、過放電試験後の電池を解体して、負極集電体の銅が正極上に析出しているか否かを観察した。その結果を表4に示す。
Figure 0005078113
表4の結果より、本発明のマンガン酸リチウムを正極副活物質として用いることにより、過放電による性能の劣化を少なくすることができることがわかる。
(比較例10)
(マンガン酸リチウムの製造)
<炭酸マンガンの焼成>
市販の塩基性炭酸マンガン(MnCO、平均粒径27.0μm)を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、550℃で10時間焼成し、焼成物A20(MnO)を得た。得られた焼成物A20を、XRD分析により分析し、MnOであることを確認した。
また、上記市販の塩基性炭酸マンガン10gを200mLビーカーに計りとり、超純水100gを加えて、25℃で5分間撹拌した。次いで、ろ過し、ろ液のpHをpHメーターで測定した。その結果、ろ液のpHは8.11であった。
<MnOの焼成>
上記のようにして得た焼成物A20(MnO)を、大気雰囲気(酸素濃度21.0体積%)中、650℃で10時間焼成し、焼成物B20(Mn)を得た。得られた焼成物B20を、XRD分析により分析し、Mnであることを確認した。
<反応原料混合物の焼成>
上記のようにして得られた焼成物B20(Mn)と、LiCO(平均粒径5μm)とを、Mn原子に対するLi原子のモル比(Li/Mn)が、1.00となるように混合し、反応原料混合物C20を得た。次いで、得られた反応原料混合物C20を、窒素雰囲気(酸素濃度0.01体積%)中、800℃で10時間焼成して、マンガン酸リチウムD20を得た。なお、得られたマンガン酸リチウムD20が、ASTMカード72−0411の回折ピークパターンを示す単相のLiMnOであることを確認した。
(マンガン酸リチウムの物性及びリチウム二次電池正極副活物質としての性能評価)
マンガン酸リチウムD1に代えて、マンガン酸リチウムD20とする以外は、実施例1と同様の方法で行なった。その結果を、表2及び表3に示す。

Claims (8)

  1. MnOを525℃以上で焼成して得られるMnとリチウム化合物とを、Mn中のMn原子に対するリチウム化合物中のLi原子のモル比(Li/Mn)が0.90〜1.05となるように混合して得られる均一混合物を、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、600℃〜950℃で焼成することにより得られるマンガン酸リチウムであり、
    下記一般式(1):
    LiMnO (1)
    (式中、0.90≦x≦1.05である。)
    で表され、
    表色系における、L値が25.0〜32.0、aが−1.50〜−0.15、bが2.50〜8.00であること、
    を特徴とするリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム。
  2. 平均粒子径が1〜25μmであることを特徴とする請求項1記載のリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム。
  3. BET比表面積が0.2〜2.0m/gであることを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載のリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム。
  4. 水に分散させた時の分散液のpHが、12以下であることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載のリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム。
  5. 非塩基性炭酸マンガンを、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、500〜800℃で焼成して、MnOを得る第一工程と、
    該第一工程を行ない得られるMnOを、酸素濃度が10体積%以上の雰囲気中、525〜950℃で焼成して、Mnを得る第二工程と、
    該第二工程を行い得られるMnとリチウム化合物とを、マンガン原子に対するリチウム原子のモル比が0.90〜1.05となるように混合して、反応原料混合物を得、次いで、該反応原料混合物を、酸素濃度が1体積%以下の不活性ガス雰囲気中、600〜950℃で焼成して、マンガン酸リチウムを得る第三工程と、
    を有することを特徴とするリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムの製造方法。
  6. 請求項1〜4いずれか1項記載のリチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムと、
    下記一般式(2):
    Li(a)(1−b)(b)(c)(2)
    (式中、MはCo及びNiから選ばれる1種以上の金属元素を示し、AはMg、Al、Ti、Zr、Fe、Cu、Zn、Sn、In、Ca、Ba、Sr及びMnから選ばれる1種以上の金属元素を示し、0.9≦a≦1.1であり、0≦b≦0.5であり、1.8≦c≦2.2である。)
    で表されるリチウム複合酸化物と、
    を含有することを特徴とするリチウム二次電池正極活物質。
  7. 前記リチウム複合酸化物が、LiCoOであることを特徴とする請求項6記載のリチウム二次電池正極活物質。
  8. 請求項6又は7いずれか1項記載のリチウム二次電池正極活物質を、正極活物質として用いて得られることを特徴とするリチウム二次電池。
JP2006240241A 2006-09-05 2006-09-05 リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムの製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池 Expired - Fee Related JP5078113B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006240241A JP5078113B2 (ja) 2006-09-05 2006-09-05 リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムの製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池
KR1020070089462A KR20080022057A (ko) 2006-09-05 2007-09-04 리튬 이차 전지 정극 부활성 물질용 망간산리튬,망간산리튬의 제조 방법, 리튬 이차 전지 정극 활성 물질및 리튬 이차 전지
CNA2007101498245A CN101140987A (zh) 2006-09-05 2007-09-05 锰酸锂及其制造方法、锂二次电池及其正极活性物质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006240241A JP5078113B2 (ja) 2006-09-05 2006-09-05 リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムの製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008066028A JP2008066028A (ja) 2008-03-21
JP5078113B2 true JP5078113B2 (ja) 2012-11-21

Family

ID=39192812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006240241A Expired - Fee Related JP5078113B2 (ja) 2006-09-05 2006-09-05 リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムの製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5078113B2 (ja)
KR (1) KR20080022057A (ja)
CN (1) CN101140987A (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4794619B2 (ja) 2008-12-26 2011-10-19 Tdk株式会社 リチウムイオン二次電池用正極の製造方法及びリチウムイオン二次電池の製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池
JP2010260733A (ja) * 2009-04-30 2010-11-18 Murata Mfg Co Ltd マンガン含有リチウム遷移金属複合酸化物およびその製造方法
EP2447216A2 (en) * 2009-06-25 2012-05-02 NGK Insulators, Ltd. Positive electrode active material and lithium secondary battery
JP5076038B1 (ja) * 2009-12-27 2012-11-21 シェンヅェン ヅェンファ ニュー マテリアル カンパニー リミテッド 高マンガン多結晶正極材およびその製造方法並びに動力リチウムイオン電池
JP5434632B2 (ja) * 2010-01-28 2014-03-05 株式会社Gsユアサ 非水電解質二次電池用活物質及び非水電解質二次電池
CN101807686A (zh) * 2010-03-30 2010-08-18 兰州金里能源科技有限公司 用于锂离子电池的高结晶尖晶石型锰酸锂的制备方法
CN101964428B (zh) * 2010-08-05 2013-02-20 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 层状锰酸锂电池的制作方法
US9150427B2 (en) 2010-10-06 2015-10-06 Tosoh Corporation Manganese oxide and method for producing same, and method for producing lithium manganese composite oxide using same
CN102646824A (zh) * 2012-01-31 2012-08-22 西安汇杰实业有限公司 一种锂离子电池正极材料及其制备方法
JP2013218875A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Sony Corp 正極活物質、正極、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JP6288338B1 (ja) * 2017-03-24 2018-03-07 住友大阪セメント株式会社 リチウムイオン二次電池用正極材料、リチウムイオン二次電池用正極、リチウムイオン二次電池
CN110190277B (zh) * 2019-06-06 2022-05-03 电子科技大学 一种锂离子电池正极材料LiMnO2@C及其制备方法
EP4138151A4 (en) 2020-04-13 2024-01-17 LG Energy Solution, Ltd. METHOD FOR ASSESSING THE QUALITY OF AN ELECTRODE AND METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRODE
CN111816869A (zh) * 2020-08-07 2020-10-23 深圳先进技术研究院 负极材料、负极、钾离子电池及其制备方法
CN112968166A (zh) * 2021-03-22 2021-06-15 安徽博石高科新材料股份有限公司 一种锰酸锂正极材料的制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4441678B2 (ja) * 1997-08-18 2010-03-31 独立行政法人産業技術総合研究所 LiMnO2で表される斜方晶リチウムマンガン複合酸化物粒子状組成物の製造方法
JP2000021405A (ja) * 1998-07-01 2000-01-21 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池
JP3495638B2 (ja) * 1999-03-29 2004-02-09 株式会社ジャパンエナジー リチウム二次電池用微細粒三酸化二マンガン及びその製造方法
JP2005231914A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Nippon Chem Ind Co Ltd マンガン酸リチウムの製造方法
JP2005235416A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Nippon Chem Ind Co Ltd リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池
JP4319663B2 (ja) * 2005-03-22 2009-08-26 日本化学工業株式会社 マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極副活物質、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080022057A (ko) 2008-03-10
JP2008066028A (ja) 2008-03-21
CN101140987A (zh) 2008-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5078113B2 (ja) リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウムの製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池
JP5225708B2 (ja) リチウム二次電池正極活物質用リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物、その製造方法及びリチウム二次電池
JP4197002B2 (ja) リチウムイオン非水電解質二次電池用正極活物質及びその製造方法
JP4061668B2 (ja) リチウムイオン非水電解質二次電池
JP5100024B2 (ja) 非水電解質二次電池用の正極活物質及びそれを用いた非水電解質二次電池
KR101478861B1 (ko) 리튬 이차 전지용 정극 활성 물질, 그의 제조 방법 및 리튬 이차 전지
KR101184851B1 (ko) 리튬 이차 전지 정극 활성 물질, 그의 제조 방법 및 리튬 이차 전지
KR20170046921A (ko) 다층 구조의 금속 산화물들을 포함하는 양극 활물질 제조용 전구체 및 이를 사용하여 제조된 리튬 이차전지용 양극 활물질
JP2006278341A (ja) リチウムイオン非水電解質二次電池
JP2013182757A (ja) リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法及びリチウム二次電池
KR101202143B1 (ko) 리튬 코발트계 복합 산화물 분말, 그의 제조 방법, 리튬이차 전지 정극 활성 물질 및 리튬 이차 전지
JP3959333B2 (ja) リチウムコバルト系複合酸化物、その製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池
WO2020149244A1 (ja) リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法及びリチウム二次電池
JP7262419B2 (ja) 非水系電解質二次電池用正極活物質、および非水系電解質二次電池
JP5897357B2 (ja) リチウム二次電池正極活物質の製造方法、リチウム二次電池用正極活物質及びリチウム二次電池
JP6935380B2 (ja) リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法及びリチウム二次電池
JP4271488B2 (ja) リチウムコバルト系複合酸化物、その製造方法、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池
JP2004284845A (ja) リチウムニッケル銅酸化物及びその製造方法並びに非水電解質二次電池
JP6855427B2 (ja) リチウム二次電池用正極活物質、その製造方法及びリチウム二次電池
JP4319663B2 (ja) マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極副活物質、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池
JP5508322B2 (ja) リチウムコバルト系複合酸化物粉末、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池
JP2005235416A (ja) リチウム二次電池正極副活物質用マンガン酸リチウム、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池
JP4748706B2 (ja) リチウムマンガン系複合酸化物粉末、その製造方法、リチウム二次電池用正極活物質及びリチウム二次電池
JP2009167100A (ja) マンガン酸リチウム、その製造方法、リチウム二次電池正極副活物質、リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090812

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100714

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120404

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120620

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120803

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120822

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120827

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees