JP5124933B2 - Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Description

本発明はリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池用正極活物質(以下、単に「正極活物質」ともいう。)および非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery (hereinafter also simply referred to as “positive electrode active material”) and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

非水電解質二次電池は、従来のニッケルカドミウム二次電池などに比べて作動電圧が高く、かつエネルギー密度が高いという特徴を有しており、携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラ等のモバイル電子機器の電源等として広く利用されている。この非水電解質二次電池の正極活物質としては、LiCoO、LiNiO、LiMn、に代表されるリチウム遷移金属複合酸化物が挙げられるが、中でも、モバイル電子機器にはLiCoOが従来用いられており、十分な電池特性が得られていた。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries are characterized by higher operating voltage and higher energy density compared to conventional nickel cadmium secondary batteries, etc. Mobile electronics such as mobile phones, notebook computers, digital cameras, etc. Widely used as a power source for equipment. Examples of the positive electrode active material of the non-aqueous electrolyte secondary battery include lithium transition metal composite oxides typified by LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , and among them, LiCoO 2 is used for mobile electronic devices. Conventionally used, sufficient battery characteristics have been obtained.

しかしながら、現在では、モバイル機器は、さまざまな機能が付与される等の高機能化や、高温や低温での使用等のため、使用環境がより一層厳しいものとなっている。また、電気自動車用バッテリー等の電源への応用が期待されており、これまでのLiCoOを用いた非水電解質二次電池では、十分な電池特性が得られず、更なる改良が求められている。 However, at present, the use environment of mobile devices has become even more severe due to high functionality such as various functions added and use at high and low temperatures. In addition, application to power sources such as batteries for electric vehicles is expected, and conventional non-aqueous electrolyte secondary batteries using LiCoO 2 cannot obtain sufficient battery characteristics, and further improvements are required. Yes.

ところで、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池においては、従来、過放電を防止するため、電池内部に保護回路が組み込まれているが、この保護回路をなくすことができれば、そのスペースに活物質を入れることにより、高容量化することができる。また、保護回路を設置する作業を省略して、製造コストを下げることができる。したがって、保護回路をなくす手段が検討されている。   By the way, in a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery, a protection circuit is conventionally incorporated in the battery in order to prevent overdischarge. However, if this protection circuit can be eliminated, the space is reduced. The capacity can be increased by adding an active material to the. Further, the manufacturing cost can be reduced by omitting the work of installing the protection circuit. Therefore, means for eliminating the protection circuit have been studied.

保護回路をなくすためには、過放電が起こった場合であっても、種々の問題が起こらないようにする必要がある。一般に、過放電が起こると、負極の電位が上昇し、負極の集電体として用いられている金属(例えば、銅(Cu))が溶出してしまい、電池特性が著しく劣化してしまう。以下、金属としてCuを例に挙げて、溶出する理由を具体的に説明する。   In order to eliminate the protection circuit, it is necessary to prevent various problems from occurring even when overdischarge occurs. In general, when overdischarge occurs, the potential of the negative electrode rises, and a metal (for example, copper (Cu)) used as a negative electrode current collector is eluted, so that battery characteristics are significantly deteriorated. Hereinafter, the reason for elution will be specifically described by taking Cu as an example of the metal.

図2は、リチウムイオン二次電池の充放電サイクル時の正極および負極の電位の変化を模式的に示すグラフである。図2に示されるように、従来例において、電池を充電すると、正極の電位は矢印aの経路で上昇し、負極の電位は矢印bの経路で下降する。   FIG. 2 is a graph schematically showing a change in potential of the positive electrode and the negative electrode during a charge / discharge cycle of the lithium ion secondary battery. As shown in FIG. 2, in the conventional example, when the battery is charged, the potential of the positive electrode rises along the path indicated by arrow a and the potential of the negative electrode falls along the path indicated by arrow b.

充電後、放電すると、負極の電位は上昇するが、負極にはリテンション(リチウムイオンが放出されないで残存する現象)が生じるため、その経路は矢印cのようになる。一方、正極の電位は矢印dの経路で下降する。したがって、点Aで正極と負極の電位が等しくなる。ここで、点Aの電位が、負極集電体として用いられるCuが溶出する電位より高いため、Cuが溶出してしまうのである。   When the battery is discharged after charging, the potential of the negative electrode increases, but retention (a phenomenon in which lithium ions are not released) occurs in the negative electrode, and the path is as indicated by an arrow c. On the other hand, the potential of the positive electrode falls along the path indicated by the arrow d. Therefore, at point A, the potentials of the positive electrode and the negative electrode are equal. Here, since the potential at point A is higher than the potential at which Cu used as the negative electrode current collector is eluted, Cu is eluted.

これに対し、過放電した場合にもCuが溶出しない技術として、特許文献1には、負極集電体の酸化電位よりも貴な電位を有する第1のリチウム化合物からなる主活物質と、負極集電体の酸化電位よりも卑な電位を有する第2のリチウム化合物からなる副活物質とを含む正極活物質が記載されており、具体的には、LiCoOを主活物質とし、LiMoO(x:1〜2)を副活物質とする正極活物質が記載されている。 On the other hand, as a technique for preventing Cu from eluting even when overdischarged, Patent Document 1 discloses a main active material composed of a first lithium compound having a potential nobler than the oxidation potential of the negative electrode current collector, and a negative electrode. A positive electrode active material including a secondary active material composed of a second lithium compound having a potential lower than the oxidation potential of the current collector is described. Specifically, LiCoO 2 is used as a main active material, and Li x A positive electrode active material having MoO 3 (x: 1 to 2) as a secondary active material is described.

しかしながら、特許文献1に記載されている正極活物質では、過放電特性の改善はみられるものの、現在、モバイル電子機器に求められているサイクル特性、熱安定性等の改善を実現することができなかった。   However, in the positive electrode active material described in Patent Document 1, although improvement in overdischarge characteristics is observed, improvement in cycle characteristics, thermal stability, and the like currently required for mobile electronic devices can be realized. There wasn't.

特開平2−265167号公報JP-A-2-265167

したがって、本発明の目的は、より一層厳しい使用環境下においても優れた電池特性を有する非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池を提供することにある。即ち、優れた電池特性、特に過放電特性、サイクル特性および熱安定性に優れる非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery that have excellent battery characteristics even in a more severe use environment. That is, it is an object to provide a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery and a nonaqueous electrolyte secondary battery that are excellent in excellent battery characteristics, particularly overdischarge characteristics, cycle characteristics, and thermal stability.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、正極活物質に、少なくとも層状構造およびスピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を用いることにより、過放電特性を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of earnest research to achieve the above object, the present inventors have found that the overdischarge characteristics can be improved by using a lithium transition metal composite oxide having at least a layered structure and a spinel structure as the positive electrode active material. The headline and the present invention were completed.

即ち、本発明は、以下の(1)〜()を提供する。 That is, the present invention provides the following (1) to ( 4 ).

(1)第1のリチウム遷移金属複合酸化物を有する主活物質と、第2のリチウム遷移金属複合酸化物を有する副活物質とを有する非水電解質二次電池用正極活物質であって、
前記第1のリチウム遷移金属複合酸化物は、層状構造のみを有し、X線回折法により得られる2θ=18.4〜19.6°の間に層状構造に起因するピークのみを有するリチウム遷移金属複合酸化物であり、
前記第2のリチウム遷移金属複合酸化物は、リチウムとコバルトとを含む原料を、800℃以下で焼成して得られ、少なくとも層状構造およびスピネル構造を有し、X線回折法により得られる2θ=18.4〜19.6°の間に二つ以上の独立したピークを有するリチウム遷移金属複合酸化物であり、
前記副活物質の量は、正極活物質の量に対して1〜30重量%である、非水電解質二次電池用正極活物質。
(1) A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a main active material having a first lithium transition metal composite oxide and a secondary active material having a second lithium transition metal composite oxide,
The first lithium transition metal composite oxide has only a layered structure, and has a lithium transition having only a peak due to the layered structure between 2θ = 18.4 and 19.6 ° obtained by an X-ray diffraction method. A metal complex oxide,
The second lithium transition metal composite oxide is obtained by firing a raw material containing lithium and cobalt at 800 ° C. or lower, has at least a layered structure and a spinel structure, and 2θ = obtained by an X-ray diffraction method. A lithium transition metal composite oxide having two or more independent peaks between 18.4 and 19.6 °;
The amount of the secondary active material is 1 to 30% by weight based on the amount of the positive electrode active material, the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

)上記(1)に記載の非水電解質二次電池用正極活物質を有する正極と、
金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオンを吸蔵放出可能な炭素材料またはリチウムイオンを吸蔵放出可能な化合物からなる負極活物質と負極集電体とを有する負極と、前記正極と負極との間に挟み込まれた、電解質を含有されたセパレーターと、を具備する非水電解質二次電池。
( 2 ) a positive electrode having the positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to (1) above,
A negative electrode having a negative electrode active material and a negative electrode current collector made of metallic lithium, a lithium alloy, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions, or a compound capable of occluding and releasing lithium ions, and sandwiched between the positive electrode and the negative electrode A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a separator containing an electrolyte.

)初期充電容量に対する初期放電容量の比は、90%以下である、上記()に記載の非水電解質二次電池。
( 3 ) The nonaqueous electrolyte secondary battery according to ( 2 ), wherein the ratio of the initial discharge capacity to the initial charge capacity is 90% or less.

)初期放電時の放電曲線は、3.0〜3.5Vの範囲にふくれ部または平坦部を有する、上記()または()に記載の非水電解質二次電池。
( 4 ) The nonaqueous electrolyte secondary battery according to ( 2 ) or ( 3 ), wherein a discharge curve at the time of initial discharge has a blister portion or a flat portion in a range of 3.0 to 3.5V.

以下に説明するように、本発明の正極活物質を用いることにより、非水電解質二次電池の過放電特性、サイクル特性、熱安定性等を向上させることができる。これにより従来達成することができなかった優れた電池特性を有する非水電解質二次電池を実用化することができ、種々の分野への応用が可能となる。   As described below, the use of the positive electrode active material of the present invention can improve the overdischarge characteristics, cycle characteristics, thermal stability, and the like of the nonaqueous electrolyte secondary battery. As a result, a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent battery characteristics that could not be achieved in the past can be put into practical use, and can be applied to various fields.

以下、本発明に係る非水電解質二次電池用正極活物質および非水電解質二次電池を具体的に説明する。初めに、本発明の正極活物質について説明する。   Hereinafter, the positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery and the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be specifically described. First, the positive electrode active material of the present invention will be described.

本発明の第1の態様の正極活物質は、少なくとも層状構造およびスピネル構造(スピネル型の結晶構造)を有するリチウム遷移金属複合酸化物を有する。   The positive electrode active material according to the first aspect of the present invention has a lithium transition metal composite oxide having at least a layered structure and a spinel structure (spinel-type crystal structure).

「層状構造」とは、リチウム遷移金属複合酸化物の結晶構造が層状であることを意味する。層状構造は、α―NaFeO型構造と呼ばれ、立方密充填酸素配列の固体マトリックス中のすべての六配位サイトをリチウムイオンと遷移金属イオンとが、各々半分ずつ規則正しく占める構造である。 “Layered structure” means that the crystal structure of the lithium transition metal composite oxide is layered. The layered structure is called an α-NaFeO 2 type structure and is a structure in which lithium ions and transition metal ions regularly occupy half of each of the six coordination sites in a solid matrix having a cubically packed oxygen array.

図3は、層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物の結晶構造を示す模式図である。図3において、リチウムは3bサイト3を占有し、酸素は6cサイト2を占有し、遷移金属は3aサイト1を占有している。   FIG. 3 is a schematic view showing a crystal structure of a lithium transition metal composite oxide having a layered structure. In FIG. 3, lithium occupies 3b site 3, oxygen occupies 6c site 2, and transition metal occupies 3a site 1.

層状構造は、特に限定されず、例えば、層状岩塩構造、ジグザグ層状岩塩構造が挙げられる。中でも、層状岩塩構造が好ましい。   The layered structure is not particularly limited, and examples thereof include a layered rock salt structure and a zigzag layered rock salt structure. Among these, a layered rock salt structure is preferable.

層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物は特に限定されない。例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、クロム酸リチウム、バナジン酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム、ニッケルコバルトアルミン酸リチウムが挙げられる。好適には、コバルト酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトアルミン酸リチウムおよびニッケルコバルトマンガン酸リチウムが挙げられる。   The lithium transition metal composite oxide having a layered structure is not particularly limited. Examples thereof include lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium chromate, lithium vanadate, lithium manganate, lithium nickel cobaltate, nickel cobalt lithium manganate, and nickel cobalt lithium aluminate. Preferable examples include lithium cobaltate, lithium nickel cobaltate, nickel cobalt lithium aluminate and nickel cobalt lithium manganate.

リチウム遷移金属複合酸化物は、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウムおよびナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を有することができる。この場合、原料の反応性が向上し、合成度が高まり、Li溶出量が低下する。これにより、塗布特性およびスラリー特性が向上する。   The lithium transition metal composite oxide can have at least one element selected from the group consisting of aluminum, titanium, zirconium, magnesium, calcium, and sodium. In this case, the reactivity of the raw materials is improved, the degree of synthesis is increased, and the Li elution amount is decreased. Thereby, a coating characteristic and a slurry characteristic improve.

「スピネル構造」とは、複酸化物でAB型の化合物(AとBは金属元素)にみられる代表的結晶構造型の一つである。 The “spinel structure” is one of the typical crystal structure types found in double oxide AB 2 O 4 type compounds (A and B are metal elements).

図4は、スピネル構造のリチウム遷移金属複合酸化物の結晶構造を示す模式図である。図4において、リチウム原子は8aサイト1′の四面体サイトおよび16cサイト4′を占有し、酸素原子は32eサイト2′を占有し、遷移金属原子(および、場合により過剰のリチウム原子)は16dサイト3′の八面体サイトを占有している。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a crystal structure of a spinel-structure lithium transition metal composite oxide. In FIG. 4, the lithium atom occupies the tetrahedral site of the 8a site 1 'and the 16c site 4', the oxygen atom occupies the 32e site 2 ', and the transition metal atom (and possibly the excess lithium atom) is 16d. Occupies the octahedral site of site 3 '.

本発明の第1の態様の正極活物質に用いられるリチウム遷移金属複合酸化物は、上述したように、少なくとも層状構造およびスピネル構造を有する。   As described above, the lithium transition metal composite oxide used in the positive electrode active material according to the first aspect of the present invention has at least a layered structure and a spinel structure.

リチウム遷移金属複合酸化物の構造は、例えば、X線回折法(X−Ray Diffraction:XRD)により、確認することができる。   The structure of the lithium transition metal composite oxide can be confirmed by, for example, X-ray diffraction (XRD).

また、本発明に用いられるリチウム遷移金属複合酸化物は、X線回折法により得られる2θ=18.4〜19.6°の間に二つ以上の独立したピークを有する。即ち、少なくとも層状構造に起因するピークとスピネル構造に起因するピークとを上記範囲に有する。   In addition, the lithium transition metal composite oxide used in the present invention has two or more independent peaks between 2θ = 18.4 ° and 19.6 ° obtained by the X-ray diffraction method. That is, at least the peak attributed to the layered structure and the peak attributed to the spinel structure are in the above range.

本発明において、「ピークを有する」とは、X線回折強度をI、回折角度2θをt度とした場合に、一次微分値dI/dtが負の値を持つことをいう。   In the present invention, “having a peak” means that the primary differential value dI / dt has a negative value when the X-ray diffraction intensity is I and the diffraction angle 2θ is t degrees.

二つ以上の独立したピークのうち、層状構造に起因するピークとスピネル構造に起因するピークの比(層状構造に起因するピーク/スピネル構造に起因するピーク)は、0.1〜3.5であるのが好ましい。上記範囲であると、過放電特性がより優れたものになる。   Among two or more independent peaks, the ratio of the peak attributed to the layered structure to the peak attributed to the spinel structure (peak attributed to the layered structure / peak attributed to the spinel structure) was 0.1 to 3.5. Preferably there is. When it is in the above range, the overdischarge characteristics are more excellent.

リチウム遷移金属複合酸化物のR3mの(104)結晶性は、450Å以下であるのが好ましい。上記範囲であると、熱安定性がより優れたものになる。   The (104) crystallinity of R3m of the lithium transition metal composite oxide is preferably 450Å or less. Within the above range, the thermal stability becomes more excellent.

このR3mの(104)結晶性は、単位格子の配列の規則性の程度を示す指標である。   The (104) crystallinity of R3m is an index indicating the degree of regularity of the unit cell arrangement.

なお、本願において「R3m」という表記は、「R3バーm」を意味する。   In the present application, the notation “R3m” means “R3 bar m”.

リチウム遷移金属複合酸化物のR3mの(104)結晶性は、例えば、X線回折法により求めることができる。X線回折法は、例えば、管電流40mA、管電圧40kVの条件で行うことができる。X線回折法で求められた(104)面に起因する回折ピークより、下記式(1)で表されるシェラーの式によって、結晶性が算出される。   The (104) crystallinity of R3m of the lithium transition metal composite oxide can be determined by, for example, an X-ray diffraction method. The X-ray diffraction method can be performed, for example, under conditions of a tube current of 40 mA and a tube voltage of 40 kV. From the diffraction peak due to the (104) plane determined by the X-ray diffraction method, the crystallinity is calculated by the Scherrer formula represented by the following formula (1).

D=Kα/(βcosθ)(1)
上記式中、Dは(104)結晶性(Å)を表し、Kはシェラー定数(Kは、光学系調整用焼結Si(理学電気社製)を使用し、(104)面に起因する回折ピークが1000Åとなる値を使用する。)を表し、λはX線源の波長(CuKα1の場合は、1.540562Å)を表し、βはβ=By(Bは観測プロファイルの幅を意味し、yはy=0.9991−0.019505b−2.8205b+2.878b−1.0366bにより算出される。ここで、bは装置定数プロファイルの幅を意味する。)により算出され、θは回折角(degree)を表す。
D = Kα / (βcosθ) (1)
In the above formula, D represents (104) crystallinity (Å), K represents Scherrer constant (K is sintered Si for optical system adjustment (manufactured by Rigaku Corporation), and diffraction is caused by the (104) plane. Λ represents the wavelength of the X-ray source (1.540562 場合 in the case of CuKα1), β is β = By (B means the width of the observation profile, and y is calculated by y = 0.9991-0.019505b−2.8205b 2 + 2.878b 3 −1.0366b 4 where b means the width of the device constant profile. Represents a diffraction angle (degree).

リチウム遷移金属複合酸化物の形態は、特に限定されない。リチウム遷移金属複合酸化物の形態としては、例えば、粒子、膜が挙げられる。   The form of the lithium transition metal composite oxide is not particularly limited. Examples of the form of the lithium transition metal composite oxide include particles and films.

本発明においては、リチウム遷移金属複合酸化物が粒子の形態であるのが好ましい。粒子は、一次粒子であっても、二次粒子であってもよく、これらが混在していてもよい。   In the present invention, the lithium transition metal composite oxide is preferably in the form of particles. The particles may be primary particles, secondary particles, or a mixture of these.

リチウム遷移金属複合酸化物が粒子である場合は、その中位後(D50)が5〜20μmであるのが好ましい。上記範囲であると、スラリー塗布特性およびスラリー沈降性に優れる。 In the case where the lithium transition metal composite oxide is a particle, it is preferable that the intermediate position (D 50 ) is 5 to 20 μm. It is excellent in slurry application | coating characteristic and slurry settling property as it is the said range.

リチウム遷移金属複合酸化物が粒子である場合は、BET比表面積が0.2〜5m/gであるのが好ましく、0.5〜3m/gであるのがより好ましい。上記範囲であると、電池特性が優れたものになるだけでなく、スラリー塗布特性および塗布特性も優れたものになる。 If the lithium transition metal composite oxide is particles, BET specific surface area is preferably from 0.2~5m 2 / g, and more preferably 0.5-3 m 2 / g. Within the above range, not only battery characteristics are excellent, but also slurry application characteristics and application characteristics are excellent.

比表面積は、窒素ガスを用いた定圧式BET吸着法により測定することができる。   The specific surface area can be measured by a constant pressure BET adsorption method using nitrogen gas.

本発明の正極活物質は、Li溶出量が20000ppm以下であるのが好ましく、10000ppm以下であるのがより好ましく、8000ppm以下であるのが更に好ましく、5000ppm以下であるのが更に好ましく、3000ppm以下であるのが更に好ましく、1000ppm以下であるのが更に好ましく、500ppm以下であるのが更に好ましい。上記範囲であると、電池特性が優れたものになるだけでなく、スラリー塗布特性および塗布特性も優れたものになる。   The positive electrode active material of the present invention preferably has a Li elution amount of 20000 ppm or less, more preferably 10,000 ppm or less, still more preferably 8000 ppm or less, still more preferably 5000 ppm or less, and 3000 ppm or less. More preferably, it is 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less. Within the above range, not only battery characteristics are excellent, but also slurry application characteristics and application characteristics are excellent.

Li溶出量は、正極活物質に純水を、重量比で、正極活物質/純水=1/5となるような量比で加え、1時間かくはんして得られた上澄み液をメンブランフィルターで吸引ろ過し、ろ液をICP分光分析法により分析し、Li溶出量(純水の重量に対するLi元素の重量)を算出する方法により測定することができる。   The amount of Li elution was determined by adding pure water to the positive electrode active material at a weight ratio such that the positive electrode active material / pure water = 1/5 and stirring the supernatant for 1 hour with a membrane filter. It can be measured by a method of suction filtration, analyzing the filtrate by ICP spectroscopy, and calculating the Li elution amount (weight of Li element with respect to the weight of pure water).

一般に、非水電解質二次電池は、過放電防止用の保護回路を有しない場合、過放電により電池電圧が0V付近まで低下すると、負極の電位が上昇し、負極集電体に使用されているCu等が溶出するため、電池特性が著しく劣化する。   In general, when a nonaqueous electrolyte secondary battery does not have a protection circuit for preventing overdischarge, when the battery voltage decreases to near 0 V due to overdischarge, the potential of the negative electrode rises and is used as a negative electrode current collector. Since Cu and the like are eluted, the battery characteristics are remarkably deteriorated.

これに対し、本発明においては、正極活物質に、少なくとも層状構造およびスピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を用い、かつ、前記リチウム遷移金属複合酸化物が、X線回折法により得られる2θ=18.4〜19.6°の間に二つ以上の独立したピークを有するので、正極におけるリテンション分を補う効果があり、その結果、正極におけるリテンションと負極におけるリテンションとの差が小さくなる。これにより、電池が過放電状態になった場合でも、放電時において正極と負極の電位が等しくなるときの電池電圧が低くなり、過放電状態においても電池特性を維持することができる。即ち、本発明の正極活物質を用いた非水電解質二次電池は、過放電特性に優れる。   In contrast, in the present invention, a lithium transition metal composite oxide having at least a layered structure and a spinel structure is used as the positive electrode active material, and the lithium transition metal composite oxide is obtained by 2θ obtained by an X-ray diffraction method. Since it has two or more independent peaks between 18.4 and 19.6 °, it has the effect of supplementing the retention at the positive electrode, and as a result, the difference between the retention at the positive electrode and the retention at the negative electrode is reduced. Thereby, even when the battery is in an overdischarged state, the battery voltage when the potentials of the positive electrode and the negative electrode are equal at the time of discharging is lowered, and the battery characteristics can be maintained even in the overdischarged state. That is, the nonaqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material of the present invention is excellent in overdischarge characteristics.

本発明の第1の態様の正極活物質は、製造方法を特に限定されないが、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物がリチウムとコバルトとを有する場合、リチウムとコバルトとを含む原料を800℃以下で焼成して得る方法が好適に挙げられる。   The positive electrode active material of the first aspect of the present invention is not particularly limited in its production method. For example, when the lithium transition metal composite oxide has lithium and cobalt, the raw material containing lithium and cobalt is 800 ° C. or lower. A method obtained by firing is preferable.

以下、本発明の第1の態様の正極活物質の製造方法の一例について説明する。   Hereinafter, an example of the manufacturing method of the positive electrode active material of the 1st aspect of this invention is demonstrated.

(1)原料混合物の作製
後述する化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合して、原料混合物を得る。原料混合物に用いられる化合物は、目的とする組成を構成する元素に応じて選択される。
(1) Preparation of raw material mixture The compounds described later are mixed so that each constituent element has a predetermined composition ratio to obtain a raw material mixture. The compound used for the raw material mixture is selected according to the elements constituting the target composition.

混合の方法は、特に限定されず、例えば、粉末状の化合物をそのまま混合して原料混合物とする方法;水および/または有機溶媒を用いてスラリー状として混合した後、乾燥させて原料混合物とする方法;上述した化合物の水溶液を混合して沈降させ、得られた沈殿物を乾燥させて原料混合物とする方法;これらを併用する方法が挙げられる。   The mixing method is not particularly limited, for example, a method of mixing powdery compounds as they are to obtain a raw material mixture; mixing in a slurry form using water and / or an organic solvent, and then drying to obtain a raw material mixture Method: A method in which an aqueous solution of the above-mentioned compound is mixed and precipitated, and the resulting precipitate is dried to obtain a raw material mixture; a method in which these are used in combination.

以下に、原料混合物に用いられる化合物を例示する。   Below, the compound used for a raw material mixture is illustrated.

リチウム化合物は、特に限定されないが、例えば、LiCO、LiOH、LiOH・HO、LiO、LiCl、LiNO、LiSO、LiHCO、Li(CHCOO)、LiF、LiBr、LiI、Liが挙げられる。中でも、LiCO、LiOH、LiOH・HO、LiO、LiCl、LiNO、LiSO、LiHCO、Li(CHCOO)が好ましく、LiCOがより好ましい。 Lithium compound is not particularly limited, for example, Li 2 CO 3, LiOH, LiOH · H 2 O, Li 2 O, LiCl, LiNO 3, Li 2 SO 4, LiHCO 3, Li (CH 3 COO), LiF, Examples include LiBr, LiI, and Li 2 O 2 . Among these, Li 2 CO 3 , LiOH, LiOH.H 2 O, Li 2 O, LiCl, LiNO 3 , Li 2 SO 4 , LiHCO 3 , and Li (CH 3 COO) are preferable, and Li 2 CO 3 is more preferable.

コバルト化合物は、特に限定されないが、例えば、酸化コバルト(Co、CoO、Co)、炭酸コバルト、塩化コバルト(CoCl、CoCl)、ヨウ化コバルト、硫酸コバルト、臭素酸コバルト、硝酸コバルトが挙げられる。中でも、Coが好ましい。 The cobalt compound is not particularly limited. For example, cobalt oxide (Co 3 O 4 , CoO, Co 2 O 3 ), cobalt carbonate, cobalt chloride (CoCl 2 , CoCl 3 ), cobalt iodide, cobalt sulfate, cobalt bromate And cobalt nitrate. Of these, Co 3 O 4 is preferable.

ニッケル化合物は、特に限定されないが、例えば、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、炭酸ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニッケル、ヨウ化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケルが挙げられる。中でも、NiSO・6HO、Ni(NO・6HOが好ましい。 The nickel compound is not particularly limited, and examples thereof include nickel oxide, nickel hydroxide, nickel carbonate, nickel chloride, nickel bromide, nickel iodide, nickel sulfate, and nickel nitrate. Among these, NiSO 4 · 6H 2 O and Ni (NO 3 ) 2 · 6H 2 O are preferable.

クロム化合物は、特に限定されないが、例えば、酸化クロム、塩化クロム、炭酸クロム、硫酸クロムが挙げられる。中でも、CrO、Crが好ましい。 The chromium compound is not particularly limited, and examples thereof include chromium oxide, chromium chloride, chromium carbonate, and chromium sulfate. Among these, CrO and Cr 2 O 3 are preferable.

バナジウム化合物は、特に限定されないが、例えば、酸化バナジウム、水酸化バナジウム、硫酸バナジウムが挙げられる。中でも、V、VClが好ましい。 The vanadium compound is not particularly limited, and examples thereof include vanadium oxide, vanadium hydroxide, and vanadium sulfate. Among these, V 2 O 5 and VCl 2 are preferable.

マンガン化合物は、特に限定されないが、例えば、マンガンメタル、酸化物(例えば、MnO、Mn、Mn)、水酸化物、硝酸塩、炭酸塩(MnCO)、塩化物塩(例えば、MnCl)、ヨウ化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン(例えば、MnSO)が挙げられる。中でも、マンガンメタル、MnCO、MnSO、MnClが好ましい。 The manganese compound is not particularly limited. For example, manganese metal, oxide (for example, MnO 2 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 ), hydroxide, nitrate, carbonate (MnCO 3 ), chloride salt ( Examples thereof include MnCl 2 ), manganese iodide, manganese sulfate, and manganese nitrate (for example, MnSO 4 ). Among these, manganese metal, MnCO 3 , MnSO 4 , and MnCl 2 are preferable.

アルミニウム化合物は、特に限定されないが、例えば、Al、Al(NO、Al(SO、Al(CO、Al(CHCOO)が挙げられる。 Aluminum compound is not particularly limited, for example, Al 2 O 3, Al ( NO 3) 3, Al 2 (SO 4) 3, Al 2 (CO 3) 3, is Al (CH 3 COO) 3 and the like.

チタン化合物は、特に限定されないが、例えば、フッ化チタン、塩化チタン、臭化チタン、ヨウ化チタン、酸化チタン、硫化チタン、硫酸チタン等が挙げられる。中でもTiO、TiO、Ti、TiCl、Ti(SOが好ましい。 The titanium compound is not particularly limited, and examples thereof include titanium fluoride, titanium chloride, titanium bromide, titanium iodide, titanium oxide, titanium sulfide, and titanium sulfate. Of these, TiO, TiO 2 , Ti 2 O 3 , TiCl 2 , and Ti (SO 4 ) 2 are preferable.

ジルコニウム化合物は、特に限定されないが、例えば、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、ヨウ化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、硫化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム等が挙げられる。中でもZrF、ZrCl、ZrCl、ZrBr、ZrI、ZrO、ZrO、ZrS、Zr(OH)等が好ましい。 The zirconium compound is not particularly limited, and examples thereof include zirconium fluoride, zirconium chloride, zirconium bromide, zirconium iodide, zirconium oxide, zirconium sulfide, and zirconium carbonate. Of these, ZrF 2 , ZrCl, ZrCl 2 , ZrBr 2 , ZrI 2 , ZrO, ZrO 2 , ZrS 2 , Zr (OH) 3 and the like are preferable.

マグネシウム化合物は、特に限定されないが、例えば、MgO、MgCO、Mg(OH)、MgCl、MgSO、Mg(NO、Mg(CHCOO)、ヨウ化マグネシウム、過塩素酸マグネシウムが挙げられる。中でも、MgSO、Mg(NO)が好ましい。 The magnesium compound is not particularly limited. For example, MgO, MgCO 3 , Mg (OH) 2 , MgCl 2 , MgSO 4 , Mg (NO 3 ) 2 , Mg (CH 3 COO) 2 , magnesium iodide, perchloric acid Examples include magnesium. Among these, MgSO 4 and Mg (NO 3 ) 2 are preferable.

カルシウム化合物は、特に限定されないが、例えば、CaO、CaCO、Ca(OH)、CaCl、CaSO、Ca(NO、Ca(CHCOO)が挙げられる。 Calcium compound is not particularly limited, for example, CaO, CaCO 3, Ca ( OH) 2, CaCl 2, CaSO 4, Ca (NO 3) 2, Ca (CH 3 COO) 2 and the like.

ナトリウム化合物は、特に限定されないが、例えば、NaCO、NaOH、NaO、NaC1、NaNO、NaSO、NaHCO、CHCOONaが挙げられる。 Sodium compound is not particularly limited, for example, Na 2 CO 3, NaOH, Na 2 O, NaC1, NaNO 3, Na 2 SO 4, NaHCO 3, CH 3 COONa and the like.

上述した各元素の2種以上を含有する化合物を用いてもよい。   You may use the compound containing 2 or more types of each element mentioned above.

リチウムおよびコバルト以外の元素(第3元素)を含有させる場合は、そのような元素を含有する化合物(即ち、ニッケル化合物、クロム化合物、バナジウム化合物、マンガン化合物、アルミニウム化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、ナトリウム化合物等)をコバルト化合物に混合させて、上述した焼成をするのが好ましい。   When elements other than lithium and cobalt (third element) are included, compounds containing such elements (namely, nickel compounds, chromium compounds, vanadium compounds, manganese compounds, aluminum compounds, titanium compounds, zirconium compounds, magnesium) It is preferable to mix the compound, calcium compound, sodium compound, etc.) with the cobalt compound and perform the firing described above.

混合の方法は、特に限定されず、粉末状の化合物をそのまま混合して原料混合物とする方法;水および/または有機溶媒を用いてスラリー状として混合した後、乾燥させて原料混合物とする方法;上述した化合物の水溶液を混合して沈降させ、得られた沈殿物を乾燥させて原料混合物とする方法;これらを併用する方法が挙げられる。   The mixing method is not particularly limited, and is a method in which a powdered compound is mixed as it is to obtain a raw material mixture; a method of mixing in a slurry form using water and / or an organic solvent, and then drying to obtain a raw material mixture; Examples include a method in which an aqueous solution of the above-described compound is mixed and precipitated, and the resulting precipitate is dried to obtain a raw material mixture; a method in which these are used in combination.

上述したリチウム化合物と、コバルト化合物(第3元素を含有させる場合には、好ましくはコバルト化合物および第3元素の化合物)とを混合して、原料混合物を得る。この際に、更に、任意に用いられる他の元素(第3元素)の化合物と混合させて原料混合物としてもよい。   The lithium compound described above and a cobalt compound (preferably a cobalt compound and a third element compound when a third element is contained) are mixed to obtain a raw material mixture. At this time, a raw material mixture may be further mixed with a compound of another element (third element) that is arbitrarily used.

(2)原料混合物の焼成および粉砕
ついで、原料混合物を焼成する。
(2) Firing and grinding of raw material mixture Next, the raw material mixture is fired.

焼成温度は、800℃以下であり、好ましくは400〜600℃である。このように低温で焼成することにより、層状構造とスピネル構造とを有するリチウム遷移金属複合酸化物(本発明の第1の態様の正極活物質)が得られる。   A calcination temperature is 800 degrees C or less, Preferably it is 400-600 degreeC. By firing at such a low temperature, a lithium transition metal composite oxide having a layered structure and a spinel structure (the positive electrode active material of the first aspect of the present invention) can be obtained.

焼成時間は、一般に、10〜40時間であるのが好ましく、20〜35時間であるのがより好ましい。焼成時間が短すぎると、混合させた原料間の反応が十分には進行しない。焼成時間が長すぎると、拡散反応がほぼ完了した後の焼成が無駄となり、また、焼結による粗大粒子が形成されてしまう場合がある。   In general, the firing time is preferably 10 to 40 hours, and more preferably 20 to 35 hours. If the firing time is too short, the reaction between the mixed raw materials does not proceed sufficiently. If the firing time is too long, firing after the diffusion reaction is almost completed is wasted, and coarse particles may be formed by sintering.

焼成は、複数の焼成工程に分けてもよい。   The firing may be divided into a plurality of firing steps.

焼成の雰囲気は、例えば、大気、酸素ガス、これらと窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスとの混合ガス、酸素濃度(酸素分圧)を制御した雰囲気、弱酸化雰囲気が挙げられる。中でも、酸素濃度を制御した雰囲気が好ましい。   Examples of the firing atmosphere include air, oxygen gas, a mixed gas of these with an inert gas such as nitrogen gas and argon gas, an atmosphere in which the oxygen concentration (oxygen partial pressure) is controlled, and a weak oxidizing atmosphere. Among these, an atmosphere in which the oxygen concentration is controlled is preferable.

焼成後、所望により、らいかい乳鉢、ボールミル、振動ミル、ピンミル、ジェットミル等を用いて粉砕し、目的とする粒度の粉体とすることもできる。このように、焼成後粉砕することによって、粒径を上述した好適範囲とすることができる。   After firing, if desired, the powder may be pulverized using a rough mortar, ball mill, vibration mill, pin mill, jet mill or the like to obtain a powder having a desired particle size. Thus, by pulverizing after firing, the particle size can be within the preferred range described above.

本発明の第1の態様の正極活物質は、別のリチウム遷移金属複合酸化物と組み合わせて用いることができる。   The positive electrode active material of the first aspect of the present invention can be used in combination with another lithium transition metal composite oxide.

即ち、本発明の第2の態様の正極活物質は、第1のリチウム遷移金属複合酸化物を有する主活物質と、第2のリチウム遷移金属複合酸化物を有する副活物質とを有する非水電解質二次電池用正極活物質であって、前記副活物質が、上述した本発明の第1の態様の正極活物質である非水電解質二次電池用正極活物質である。   That is, the positive electrode active material of the second aspect of the present invention is a non-aqueous material having a main active material having a first lithium transition metal composite oxide and a secondary active material having a second lithium transition metal composite oxide. A positive electrode active material for an electrolyte secondary battery, wherein the secondary active material is a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which is the positive electrode active material according to the first aspect of the present invention described above.

主活物質に用いられる第1のリチウム遷移金属複合酸化物は、特に限定されない。第1のリチウム遷移金属複合酸化物としては、1種のリチウム遷移金属複合酸化物に限定されない。   The 1st lithium transition metal complex oxide used for a main active material is not specifically limited. The first lithium transition metal composite oxide is not limited to one lithium transition metal composite oxide.

本発明の第2の態様の正極活物質において、第1のリチウム遷移金属複合酸化物は、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物およびリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物からなる群から選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。   In the positive electrode active material of the second aspect of the present invention, the first lithium transition metal composite oxide is composed of a lithium cobalt composite oxide, a lithium nickel composite oxide, a lithium manganese composite oxide, and a lithium nickel cobalt manganese composite oxide. It is preferably at least one selected from the group consisting of

これにより、過放電特性、サイクル特性、高温特性の向上だけでなく、更に充放電容量が上昇し、負荷特性、出力特性にも優れた非水電解質二次電池を得ることができる。   Thereby, not only the improvement of the overdischarge characteristic, the cycle characteristic and the high temperature characteristic, but also the charge / discharge capacity is increased, and a nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in load characteristic and output characteristic can be obtained.

リチウムコバルト複合酸化物としては、一般式Li1+xCoO(xは−0.5≦x≦0.5を満たす数を表す。)で表されるリチウムコバルト複合酸化物が好ましい。このリチウムコバルト複合酸化物は、その一部にマグネシウム、アルミニウム、カルシウム、バナジウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデンおよびスズからなる群から選ばれる少なくとも1種を有していてもよい。 The lithium cobalt composite oxide is preferably a lithium cobalt composite oxide represented by the general formula Li 1 + x CoO 2 (x represents a number satisfying −0.5 ≦ x ≦ 0.5). This lithium cobalt composite oxide is selected from the group consisting of magnesium, aluminum, calcium, vanadium, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, strontium, zirconium, niobium, molybdenum and tin. It may have at least one kind.

リチウムニッケル複合酸化物としては、一般式Li1+xNiO(xは−0.5≦x≦0.5を満たす数を表す。)で表されるリチウムニッケル複合酸化物が好ましい。このリチウムニッケル複合酸化物は、その一部にマグネシウム、アルミニウム、カルシウム、バナジウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデンおよびスズからなる群から選ばれる少なくとも1種を有していてもよい。 The lithium nickel composite oxide is preferably a lithium nickel composite oxide represented by the general formula Li 1 + x NiO 2 (x represents a number satisfying −0.5 ≦ x ≦ 0.5). This lithium nickel composite oxide is selected from the group consisting of magnesium, aluminum, calcium, vanadium, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, strontium, zirconium, niobium, molybdenum and tin. It may have at least one kind.

リチウムマンガン複合酸化物としては、一般式LiMn3−a4+f(aは0.8≦a≦1.2を満たす数を表し、fは−0.5≦f≦0.5を満たす数を表す。)で表されるリチウムマンガン複合酸化物が好ましい。このリチウムマンガン複合酸化物は、その一部にマグネシウム、アルミニウム、カルシウム、バナジウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデンおよびスズからなる群から選ばれる少なくとも1種を有していてもよい。 The lithium manganese composite oxide represented by the general formula Li a Mn 3-a O 4 + f (a is a number satisfying 0.8 ≦ a ≦ 1.2, f satisfies -0.5 ≦ f ≦ 0.5 The lithium-manganese composite oxide represented by This lithium manganese composite oxide is selected from the group consisting of magnesium, aluminum, calcium, vanadium, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, strontium, zirconium, niobium, molybdenum and tin. It may have at least one kind.

リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物としては、一般式LiNiCoMn(1−m−p)(kは0.95≦k≦1.10を満たす数を表し、mおよびpは0.1≦m≦0.9、pは0.1≦p≦0.9およびm+p≦1を満たす数を表し、rは1.8≦r≦2.2を満たす数を表す。)で表されるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が好ましい。このリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、その一部にマグネシウム、アルミニウム、カルシウム、バナジウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデンおよびスズからなる群から選ばれる少なくとも1種を有していてもよい。 As the lithium nickel cobalt manganese composite oxide, the general formula Li k Ni m Co p Mn (1-mp) O r (k represents a number satisfying 0.95 ≦ k ≦ 1.10. 0.1 ≦ m ≦ 0.9, p represents a number satisfying 0.1 ≦ p ≦ 0.9 and m + p ≦ 1, and r represents a number satisfying 1.8 ≦ r ≦ 2.2.) The lithium nickel cobalt manganese composite oxide represented is preferable. This lithium nickel cobalt manganese composite oxide is partly composed of magnesium, aluminum, calcium, vanadium, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, strontium, zirconium, niobium, molybdenum and tin. You may have at least 1 sort (s) chosen from.

本発明の第2の態様の正極活物質における副活物質の量は、正極活物質の量に対して、1〜30重量%であるのが好ましい。副活物質の量は、3重量%以上であるのがより好ましく、また、15重量%以下であるのがより好ましい。副活物質の量が少なすぎると過放電時に負極集電体であるCu等の溶出が起こる。副活物質の量が多すぎるとサイクル特性が劣化する。   The amount of the secondary active material in the positive electrode active material according to the second aspect of the present invention is preferably 1 to 30% by weight with respect to the amount of the positive electrode active material. The amount of the secondary active material is more preferably 3% by weight or more, and more preferably 15% by weight or less. When the amount of the secondary active material is too small, elution of Cu as a negative electrode current collector occurs during overdischarge. If the amount of the secondary active material is too large, the cycle characteristics deteriorate.

本発明の第2の態様の正極活物質は、製造方法を特に限定されないが、例えば、以下の(1)〜(3)のようにして製造することができる。   The production method of the positive electrode active material of the second aspect of the present invention is not particularly limited, but can be produced, for example, as in the following (1) to (3).

(1)主活物質の作製
化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合して、原料混合物を得る。原料混合物に用いられる化合物は、目的とする組成を構成する元素に応じて選択される。
(1) Preparation of main active material A compound is mixed so that each component may become a predetermined composition ratio, and a raw material mixture is obtained. The compound used for the raw material mixture is selected according to the elements constituting the target composition.

混合の方法は、特に限定されず、例えば、粉末状の化合物をそのまま混合して原料混合物とする方法;水および/または有機溶媒を用いてスラリー状として混合した後、乾燥させて原料混合物とする方法;上述した化合物の水溶液を混合して沈降させ、得られた沈殿物を乾燥させて原料混合物とする方法;これらを併用する方法が挙げられる。   The mixing method is not particularly limited, for example, a method of mixing powdery compounds as they are to obtain a raw material mixture; mixing in a slurry form using water and / or an organic solvent, and then drying to obtain a raw material mixture Method: A method in which an aqueous solution of the above-mentioned compound is mixed and precipitated, and the resulting precipitate is dried to obtain a raw material mixture; a method in which these are used in combination.

ついで、原料混合物を焼成し、主活物質が得られる。焼成の湿度、時間、雰囲気等は、特に限定されず、目的に応じて適宜決定することができる。   Next, the raw material mixture is fired to obtain the main active material. The humidity, time, atmosphere, etc. of the firing are not particularly limited and can be appropriately determined according to the purpose.

焼成後、所望により、らいかい乳鉢、ボールミル、振動ミル、ピンミル、ジェットミル等を用いて粉砕し、目的とする粒度の粉体とすることもできる。   After firing, if desired, the powder may be pulverized using a rough mortar, ball mill, vibration mill, pin mill, jet mill or the like to obtain a powder having a desired particle size.

(2)副活物質の作製
上述した本発明の第1の態様の正極活物質の製造方法により、副活物質を得ることができる。
(2) Production of side active material A side active material can be obtained by the method for producing a positive electrode active material according to the first aspect of the present invention described above.

(3)主活物質と副活物質の混合
得られた主活物質と副活物質とを所定の重量比で混合し、本発明の第2の態様の正極活物質を得ることができる。
(3) Mixing of main active material and sub-active material The obtained main active material and sub-active material can be mixed at a predetermined weight ratio to obtain the positive electrode active material of the second aspect of the present invention.

主活物質と副活物質の混合方法は特に限定されない。例えば、高速かくはん機で混合することができる。   The method for mixing the main active material and the sub active material is not particularly limited. For example, it can be mixed with a high-speed agitator.

本発明の正極活物質は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等の非水電解質二次電池に好適に用いられる。非水電解質二次電池は、従来公知の非水電解質二次電池において、正極活物質を本発明の第1または第2の態様の正極活物質とすればよく。他の構成は特に限定されない。   The positive electrode active material of the present invention is suitably used for non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and lithium ion polymer secondary batteries. The nonaqueous electrolyte secondary battery may be a conventionally known nonaqueous electrolyte secondary battery in which the positive electrode active material is the positive electrode active material of the first or second aspect of the present invention. Other configurations are not particularly limited.

即ち、本発明の非水電解質二次電池は、本発明の正極活物質を有する正極と、金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオンを吸蔵放出可能な炭素材料またはリチウムイオンを吸蔵放出可能な化合物からなる負極活物質と負極集電体とを有する負極とを具備する非水電解質二次電池である。より好ましくは、更に、前記正極と前記負極との間に挟み込まれた、電解質を含浸されたセパレータを具備する。   That is, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention comprises a positive electrode having the positive electrode active material of the present invention and metallic lithium, a lithium alloy, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions, or a compound capable of occluding and releasing lithium ions. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode having a negative electrode active material and a negative electrode current collector. More preferably, it further comprises a separator impregnated with an electrolyte sandwiched between the positive electrode and the negative electrode.

負極集電体としては、例えば、銅、ニッケルが挙げられる。   Examples of the negative electrode current collector include copper and nickel.

本発明の非水電解質二次電池において、電解質に存在する負極集電体の元素は、負極集電体の成分となる元素のことをいう。例えば、Cu、Niが挙げられる。好ましくは、Cuである。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the element of the negative electrode current collector present in the electrolyte refers to an element that is a component of the negative electrode current collector. For example, Cu and Ni are mentioned. Preferably, it is Cu.

負極集電体の元素は、イオンの状態で存在していてもよく、化合物の状態で存在していてもよい。これらの元素が存在することで、活物質の導電率が上昇し、負荷特性が更に向上した非水電解質二次電池となる。   The element of the negative electrode current collector may exist in an ionic state or may exist in a compound state. The presence of these elements increases the electrical conductivity of the active material and provides a nonaqueous electrolyte secondary battery with further improved load characteristics.

本発明の非水電解質二次電池において、電解質に存在する負極集電体の元素の濃度は、0ppm以上であるのが好ましく、1ppm以上であるのがより好ましく、また、20ppm以下であるのが好ましく、15ppm以下であるのがより好ましい。電解質に存在する負極集電体の元素の濃度が大きすぎると、内部短絡や、サイクル特性の低下を引き起こすため、好ましくない。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the concentration of the element of the negative electrode current collector present in the electrolyte is preferably 0 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, and 20 ppm or less. Preferably, it is 15 ppm or less. If the concentration of the element of the negative electrode current collector present in the electrolyte is too high, it causes an internal short circuit and a decrease in cycle characteristics, which is not preferable.

電解質に存在する負極集電体の元素の濃度は、種々の方法で測定することができるが、例えば、ICP分光分析法、原子吸光分析法、蛍光X線分析法で測定することができる。   The concentration of the element of the negative electrode current collector present in the electrolyte can be measured by various methods. For example, it can be measured by ICP spectroscopy, atomic absorption spectrometry, or fluorescent X-ray analysis.

本発明の非水電解質二次電池は、高い極板密度を有し、過放電特性に非常に優れる。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has a high electrode plate density and is extremely excellent in overdischarge characteristics.

本発明の非水電解質二次電池においては、過放電を防ぐための保護回路が存在しないことが好ましい。保護回路のスペースに上述した本発明の非水電解質二次電池における正極活物質を入れることができ、過放電特性、サイクル特性および負荷特性が向上するだけでなく、高容量の非水電解質二次電池となる。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, it is preferable that there is no protective circuit for preventing overdischarge. The positive electrode active material in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention described above can be placed in the space of the protection circuit, and not only the overdischarge characteristics, cycle characteristics and load characteristics are improved, but also a high capacity nonaqueous electrolyte secondary battery. It becomes a battery.

以下、本発明の非水電解質二次電池について、リチウムイオン二次電池を例に挙げて説明する。   Hereinafter, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described by taking a lithium ion secondary battery as an example.

負極活物質としては、金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオンを吸蔵放出可能な炭素材料、リチウムイオンを吸蔵放出可能な化合物を使用することができる。リチウム合金としては、例えば、LiAl合金、LiSn合金、LiPb合金が挙げられる。リチウムイオンを吸蔵放出可能な炭素材料としては、例えば、グラファイト、黒鉛が挙げられる。リチウムイオンを吸蔵放出可能な化合物としては、例えば、酸化スズ、酸化チタン等の酸化物が挙げられる。   As the negative electrode active material, metallic lithium, a lithium alloy, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions, and a compound capable of occluding and releasing lithium ions can be used. Examples of the lithium alloy include a LiAl alloy, a LiSn alloy, and a LiPb alloy. Examples of the carbon material capable of occluding and releasing lithium ions include graphite and graphite. Examples of the compound capable of occluding and releasing lithium ions include oxides such as tin oxide and titanium oxide.

電解液としては、作動電圧で変質したり、分解したりしない化合物であれば特に限定されない。   The electrolyte solution is not particularly limited as long as it is a compound that does not change or decompose with the operating voltage.

溶媒としては、例えば、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルホルメート、γ−ブチロラクトン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の有機溶媒が挙げられる。これらは単独でまたは2種類以上を混合して用いることができる。   Examples of the solvent include organic solvents such as dimethoxyethane, diethoxyethane, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl formate, γ-butyrolactone, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, and sulfolane. Is mentioned. These can be used alone or in admixture of two or more.

電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、六フッ化リン酸リチウム、トリフルオロメタン酸リチウム等のリチウム塩が挙げられる。   Examples of the electrolyte include lithium salts such as lithium perchlorate, lithium tetrafluoroborate, lithium hexafluorophosphate, and lithium trifluoromethanoate.

上述した溶媒と電解質とを混合して電解液とする。ここで、ゲル化剤等を添加し、ゲル状として使用してもよい。また、吸湿性ポリマーに吸収させて使用してもよい。更に、無機系または有機系のリチウムイオンの導電性を有する固体電解質を使用してもよい。   The above-described solvent and electrolyte are mixed to obtain an electrolytic solution. Here, a gelling agent or the like may be added and used as a gel. Moreover, you may make it absorb and use a hygroscopic polymer. Further, a solid electrolyte having conductivity of inorganic or organic lithium ions may be used.

セパレータとしては、例えば、ポリエチレン製、ポリプロピレン製等の多孔性膜等が挙げられる。   Examples of the separator include a porous film made of polyethylene or polypropylene.

結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミドアクリル樹脂等が挙げられる。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyamide acrylic resin, and the like.

本発明の正極活物質と、上述した負極活物質、電解液、セパレータおよび結着剤を用いて、定法に従い、リチウムイオン二次電池とすることができる。これにより従来達成できなかった、優れた電池特性が実現できる。   Using the positive electrode active material of the present invention and the above-described negative electrode active material, electrolytic solution, separator, and binder, a lithium ion secondary battery can be obtained according to a conventional method. Thereby, the outstanding battery characteristic which was not able to be achieved conventionally is realizable.

本発明の非水電解質二次電池の好適な態様として、本発明の第1または第2の態様の正極活物質を用いた正極活物質層を、帯状正極集電体の少なくとも片面に形成させることにより構成した帯状正極と、金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオンを吸蔵放出可能な炭素材料またはリチウムイオンを吸蔵放出可能な化合物を負極活物質として用いた負極活物質層を、帯状負極集電体の少なくとも片面に形成させることにより構成した帯状負極と、帯状セパレータとを具備し、前記帯状正極と前記帯状負極とを前記帯状セパレータを介して積層した状態で複数回巻回させて、前記帯状正極と前記帯状負極との間に前記帯状セパレータが介在している渦巻型の巻回体を構成してなる、非水電解質二次電池が挙げられる。   As a preferred embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a positive electrode active material layer using the positive electrode active material of the first or second embodiment of the present invention is formed on at least one surface of a strip-shaped positive electrode current collector. And a negative electrode active material layer using a metal cathode, a lithium material, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions, or a compound capable of occluding and releasing lithium ions as a negative electrode active material. A belt-like negative electrode formed by forming on at least one side; and a belt-like separator, and the belt-like positive electrode and the belt-like negative electrode are wound a plurality of times in a state of being laminated via the belt-like separator, Examples include a non-aqueous electrolyte secondary battery that forms a spiral wound body in which the strip separator is interposed between the strip negative electrode.

このような非水電解質二次電池は、製造方法が簡易であるとともに、正極活物質層および負極活物質層の割れや、これらの帯状セパレータからのはく離が生じにくい。また、電池容量が大きく、エネルギー密度が高い。特に、本発明の正極活物質は、充填性に優れ、かつ、結合材となじみやすい。そのため、高い充放電容量を有し、かつ、結着性、表面の平滑性に優れた正極になるため、正極活物質層の割れやはく離を防ぐことができる。   Such a non-aqueous electrolyte secondary battery has a simple manufacturing method and is less susceptible to cracking of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer and separation from these strip separators. Moreover, the battery capacity is large and the energy density is high. In particular, the positive electrode active material of the present invention has excellent filling properties and is easily compatible with the binder. Therefore, since the positive electrode has a high charge / discharge capacity and excellent binding properties and surface smoothness, it is possible to prevent the positive electrode active material layer from being cracked or peeled off.

また、本発明の正極活物質を用いた正極活物質層を、帯状正極集電体の両面に形成させ、上記負極活物質を用いた負極活物質層を、帯状負極集電体の両面に形成させることにより、本発明の電池特性を損なわずに、より高い充放電容量を有する非水電解質二次電池を得ることができる。   In addition, a positive electrode active material layer using the positive electrode active material of the present invention is formed on both surfaces of the strip-shaped positive electrode current collector, and a negative electrode active material layer using the negative electrode active material is formed on both surfaces of the strip-shaped negative electrode current collector. By doing so, a nonaqueous electrolyte secondary battery having a higher charge / discharge capacity can be obtained without impairing the battery characteristics of the present invention.

本発明の正極活物質を用いて正極を製造する好ましい方法を以下に説明する。   A preferred method for producing a positive electrode using the positive electrode active material of the present invention will be described below.

本発明の正極活物質の粉末に、アセチレンブラック、黒鉛等のカーボン系導電剤、結着剤および結着剤の溶媒または分散媒とを混合することにより正極合剤を調製する。得られた正極合剤をスラリーまたは混練物とし、アルミニウム箔等の集電体に塗布し、または担持させ、プレス圧延して正極活物質層を集電体に形成させる。   A positive electrode mixture is prepared by mixing the positive electrode active material powder of the present invention with a carbon-based conductive agent such as acetylene black and graphite, a binder, and a binder solvent or dispersion medium. The obtained positive electrode mixture is made into a slurry or a kneaded product, applied to or supported on a current collector such as an aluminum foil, and press-rolled to form a positive electrode active material layer on the current collector.

図5は、正極の模式的な断面図である。図5に示されているように、正極13は、正極活物質6を結着剤5により集電体12上に保持させてなる。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the positive electrode. As shown in FIG. 5, the positive electrode 13 is obtained by holding the positive electrode active material 6 on the current collector 12 with the binder 5.

本発明の正極活物質は、導電剤粉末との混合性に優れ、電池の内部抵抗が小さいと考えられる。したがって、充放電特性、特に放電容量に優れる。   It is considered that the positive electrode active material of the present invention is excellent in mixing with the conductive agent powder and has a low internal resistance of the battery. Accordingly, the charge / discharge characteristics, particularly the discharge capacity, are excellent.

また、本発明の正極活物質は、結着剤と混練するときも、流動性に優れ、また、結着剤の高分子と絡まりやすく、優れた結着性を有する。
更に、本発明の正極活物質は、粗大粒子を含まず、球状であるため、作製した正極の塗膜面の表面が平滑性に優れたものになる。このため、正極板の塗膜面は結着性に優れ、剥がれにくくなる。また、表面が平滑で充放電に伴う塗膜面表面のリチウムイオンの出入りが均一に行われるため、サイクル特性において顕著な改善がみられる。
In addition, the positive electrode active material of the present invention is excellent in fluidity when kneaded with a binder, and is easily entangled with a polymer of the binder and has excellent binding properties.
Furthermore, since the positive electrode active material of the present invention does not contain coarse particles and is spherical, the surface of the coating film surface of the produced positive electrode has excellent smoothness. For this reason, the coating film surface of a positive electrode plate is excellent in binding property, and becomes difficult to peel off. In addition, since the surface is smooth and lithium ions are uniformly introduced and exited on the surface of the coating film accompanying charging / discharging, the cycle characteristics are remarkably improved.

本発明の非水電解質二次電池は、初期充電容量に対する初期放電容量の比が90%以下であるのが好ましい。ここで、「初期放電容量」は初回放電時の容量の値であり、「初期充電容量」は放電前の初回充電時の容量の値である。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the ratio of the initial discharge capacity to the initial charge capacity is preferably 90% or less. Here, “initial discharge capacity” is a value of capacity at the time of initial discharge, and “initial charge capacity” is a value of capacity at the time of initial charge before discharge.

本発明の正極活物質の初期充電容量に対する初期放電容量の比が上記範囲となると、電池が過放電状態になった場合でも優れた電池特性を維持することができる。   When the ratio of the initial discharge capacity to the initial charge capacity of the positive electrode active material of the present invention falls within the above range, excellent battery characteristics can be maintained even when the battery is in an overdischarged state.

本発明の非水電解質二次電池は、初期放電時(初回放電時)の放電曲線が3.0〜3.5Vの範囲にふくれ部または平坦部を有するのが好ましい。この場合、過放電特性がよりすぐれたものになる。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention preferably has a blister or flat portion in the range of 3.0 to 3.5 V in the discharge curve at the time of initial discharge (at the time of initial discharge). In this case, the overdischarge characteristics are better.

以下、「ふくれ部」および「平坦部」について説明する。   Hereinafter, the “bulging portion” and the “flat portion” will be described.

ふくれ部は、放電曲線において容量が大きい側にこぶのようにふくれが生じた部分である。また、平坦部は、右下がりになる放電曲線においてその傾きが水平に近づいている部分である。ふくれ部および平坦部は、放電曲線における現れ方が異なるが、同一の原因から生じるものである。   The blister portion is a portion in which a blister occurs like a hump on the side of the discharge curve where the capacity is large. Further, the flat portion is a portion where the slope is approaching horizontal in the discharge curve descending to the right. The blister portion and the flat portion are generated from the same cause although the appearance in the discharge curve is different.

より具体的に説明する。   This will be described more specifically.

図1は、後述する実施例で得られた各正極活物質についての初回充放電時の充放電曲線である。図1(A)および図1(B)においては、それぞれ左下から右上にかけての曲線が充電曲線、左上から右下にかけての曲線が放電曲線である。   FIG. 1 is a charge / discharge curve at the time of initial charge / discharge for each positive electrode active material obtained in Examples described later. In FIGS. 1A and 1B, the curves from the lower left to the upper right are charging curves, and the curves from the upper left to the lower right are discharge curves.

図1(A)の放電曲線は、3.0〜3.5Vの範囲に平坦部を有することが分かる。また、図1(B)の放電曲線は、3.0〜3.5Vの範囲にふくれ部を有することが分かる。   It can be seen that the discharge curve in FIG. 1A has a flat portion in the range of 3.0 to 3.5V. Moreover, it turns out that the discharge curve of FIG. 1 (B) has a swelling part in the range of 3.0-3.5V.

リチウムイオン二次電池の形状は、特に限定されず、円筒型、コイン型、角型、ラミネート型等とすることができる。   The shape of the lithium ion secondary battery is not particularly limited, and may be a cylindrical shape, a coin shape, a square shape, a laminate shape, or the like.

図6は、円筒型電池の模式的な断面図である。図6に示されるように、円筒型電池20においては、集電体12上に正極活物質層を形成させた正極13と、集電体12上に負極活物質層を形成させた負極11とがセパレータ14を介して、繰り返し積層されている。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a cylindrical battery. As shown in FIG. 6, in the cylindrical battery 20, the positive electrode 13 in which the positive electrode active material layer is formed on the current collector 12, and the negative electrode 11 in which the negative electrode active material layer is formed on the current collector 12. Are repeatedly laminated via the separator 14.

図7は、コイン型電池の模式的な部分断面図である。図7に示されるように、コイン型電池30においては、集電体12上に正極活物質層を形成させた正極13と、負極11とが、セパレータ14を介して、積層されている。   FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of a coin-type battery. As shown in FIG. 7, in the coin-type battery 30, the positive electrode 13 in which the positive electrode active material layer is formed on the current collector 12 and the negative electrode 11 are stacked via the separator 14.

図8は、角型電池の模式的な斜視図である。図8に示されるように、角型電池40においては、集電体12上に正極活物質層を形成させた正極13と、集電体12上に負極活物質層を形成させた負極11とが、セパレータ14を介して、繰り返し積層されている。   FIG. 8 is a schematic perspective view of a prismatic battery. As shown in FIG. 8, in the square battery 40, the positive electrode 13 in which the positive electrode active material layer is formed on the current collector 12, and the negative electrode 11 in which the negative electrode active material layer is formed on the current collector 12. However, they are repeatedly stacked via the separator 14.

本発明の正極活物質を用いた非水電解質二次電池の用途は特に限定されない。例えばノートパソコン、ペン入力パソコン、ポケットパソコン、ノート型ワープロ、ポケットワープロ、電子ブックプレーヤ、携帯電話、コードレスフォン子機、電子手帳、電卓、液晶テレビ、電気シェーバ、電動工具、電子翻訳機、自動車電話、携帯プリンタ、トランシーバ、ぺ一ジャ、ハンディターミナル、携帯コピー、音声入力機器、メモリカード、バックアップ電源、テープレコーダ、ラジオ、ヘッドホンステレオ、ハンディクリーナ、ポータブルコンパクトディスク(CD)プレーヤ、ビデオムービ、ナビゲーションシステム等の機器の電源として用いることができる。   The use of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material of the present invention is not particularly limited. For example, notebook computers, pen input computers, pocket computers, notebook word processors, pocket word processors, electronic book players, mobile phones, cordless phones, electronic notebooks, calculators, LCD TVs, electric shavers, electric tools, electronic translators, car phones , Portable printer, transceiver, pager, handy terminal, portable copy, voice input device, memory card, backup power supply, tape recorder, radio, headphone stereo, handy cleaner, portable compact disc (CD) player, video movie, navigation system It can be used as a power source for such devices.

また、照明機器、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、冷蔵庫、オーブン電子レンジ、食器洗浄器、洗濯機、乾燥器、ゲーム機器、玩具、ロードコンディショナ、医療機器、自動車、電気自動車、ゴルフカート、電動カート、電力貯蔵システム等の電源として用いることができる。   Also, lighting equipment, air conditioner, TV, stereo, water heater, refrigerator, oven microwave, dishwasher, washing machine, dryer, game machine, toy, road conditioner, medical equipment, automobile, electric car, golf cart, It can be used as a power source for electric carts, power storage systems and the like.

更に、用途は、民生用に限定されず、軍需用または宇宙用とすることもできる。   Furthermore, the application is not limited to consumer use, and may be used for military use or space.

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限られるものではない。
1.正極活物質の作製
実験例1〕
四三酸化コバルト(CO)の粉末2020gと水酸化リチウム・一水和物の粉末998.3gとを混合させ、原料混合物の粉末を得た。得られた原料混合物を、大気雰囲気中、約500℃で約24時間焼成した。得られた焼成物を粉砕して、正極活物質を得た。
実験例2ならびに比較例1および2〕
水酸化リチウム・一水和物の粉末998.3gの代わりに、炭酸リチウムの粉末887.6gを用い、かつ、原料混合物の焼成温度および焼成時間を第1表に示すようにした以外は、実験例1と同様の方法により、正極活物質を得た。
実験例3〜21〕
四三酸化コバルト(CO)または/および炭酸リチウムの粒径、原料混合の処理条件等を様々にかえ、かつ、原料混合物の焼成温度および焼成間を第1表に示すようにした以外は、実験例2と同様の方法により、正極活物質を得た。
〔実施例
実験例11で得られた正極活物質と比較例1で得られた正極活物質とを、質量比で12/88となるように混合させて、正極活物質を得た。
〔実施例実験例12で得られた正極活物質と比較例1で得られた正極活物質とを、質量比で10/90となるように混合させて、正極活物質を得た。
実験例22
四三酸化コバルト(Co)の粉末2000gと酸化アルニウム(Al)の粉末をアルミニウムが四三酸化コバルトに対して10mol%となるように混合し、その混合粉末400gと炭酸リチウムの粉末177.1gとを混合させ、原料混合物の粉末を得た。得られた原料混合粉末を約500℃で約10時間焼成した。得られた焼成物を粉砕して、正極活物質を得た。
実験例23
四三酸化コバルト(Co)の粉末1500gと酸化チタン(TiO)の粉末をチタンが四三酸化コバルトに対して10mol%となるように混合し、その混合粉末400gと炭酸リチウムの粉末169.8gを混合させ、原料混合物の粉末を得た。得られた原料混合粉末を約500℃で約10時間焼成した。得られた焼成物を粉砕して、正極活物質を得た。
実験例24
四三酸化コバルト(Co)の粉末1500gと酸化ジルコニウム(ZrO)の粉末をジルコニウムが四三酸化コバルトに対して10mol%となるように混合し、その混合粉末400gと炭酸リチウムの粉末161.1gを混合させ、原料混合物の粉末を得た。得られた原料混合粉末を約500℃で約10時間焼成した。得られた焼成物を粉砕して、正極活物質を得た。
実験例25
四三酸化コバルト(Co)の粉末2000gと水酸化マグネシウム(Mg(OH))の粉末をマグネシウムが四三酸化コバルトに対して10mol%となるように混合し、その混合粉末400gと炭酸リチウムの粉末177.1gを混合させ、原料混合物の粉末を得た。得られた原料混合粉末を約500℃で約10時間焼成する。得られた焼成物を粉砕して、正極活物質を得た。
実験例26
四三酸化コバルト(Co)の粉末2000gと水酸化カルシウム(Ca(OH))の粉末をカルシウムが四三酸化コバルトに対して10mol%となるように混合し、その混合粉末400gと炭酸リチウムの粉末172.2gを混合させ、原料混合物の粉末を得た。得られた原料混合粉末を約500℃で約10時間焼成した。得られた焼成物を粉砕して、正極活物質を得た。
実験例27
四三酸化コバルト(Co)の粉末2000gと炭酸水素ナトリウム(NaHCO)の粉末をナトリウムが四三酸化コバルトに対して10mol%となるように混合し、その混合粉末400gと炭酸リチウムの粉末176.6gを混合させ、原料混合物の粉末を得た。得られた原料混合粉末を約500℃で約10時間焼成した。得られた焼成物を粉砕して、正極活物質を得た。
2.正極活物質の性状
(1)正極活物質の組成
得られた正極活物質の組成を誘導結合高周波プラズマ分光分析法(ICP分光分析法)により求めた。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
1. Preparation of positive electrode active material [ Experimental Example 1]
2020 g of powder of tribasic cobalt oxide (CO 3 O 4 ) and 998.3 g of lithium hydroxide monohydrate powder were mixed to obtain a powder of a raw material mixture. The obtained raw material mixture was baked in an air atmosphere at about 500 ° C. for about 24 hours. The obtained fired product was pulverized to obtain a positive electrode active material.
[ Experimental Example 2 and Comparative Examples 1 and 2]
The experiment was conducted except that 887.6 g of lithium carbonate powder was used instead of 998.3 g of lithium hydroxide monohydrate powder, and the firing temperature and firing time of the raw material mixture were as shown in Table 1. A positive electrode active material was obtained in the same manner as in Example 1.
[ Experimental Examples 3 to 21]
Except for changing the particle size of lithium tetroxide (CO 3 O 4 ) and / or lithium carbonate, the raw material mixing treatment conditions, etc., and changing the firing temperature and firing period of the raw material mixture as shown in Table 1 Obtained a positive electrode active material by the same method as in Experimental Example 2.
[Example 1 ]
The positive electrode active material obtained in Experimental Example 11 and the positive electrode active material obtained in Comparative Example 1 were mixed at a mass ratio of 12/88 to obtain a positive electrode active material.
[Example 2 ] The positive electrode active material obtained in Experimental Example 12 and the positive electrode active material obtained in Comparative Example 1 were mixed at a mass ratio of 10/90 to obtain a positive electrode active material.
[ Experimental example 22 ]
2000 g of tribasic cobalt oxide (Co 3 O 4 ) powder and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder were mixed so that aluminum was 10 mol% with respect to tribasic cobalt oxide, 400 g of the mixed powder and lithium carbonate Was mixed with 177.1 g of powder to obtain a powder of a raw material mixture. The obtained raw material mixed powder was fired at about 500 ° C. for about 10 hours. The obtained fired product was pulverized to obtain a positive electrode active material.
[ Experimental Example 23 ]
1500 g of cobalt tetroxide (Co 3 O 4 ) powder and titanium oxide (TiO 2 ) powder are mixed so that titanium is 10 mol% with respect to cobalt tetroxide, 400 g of the mixed powder and lithium carbonate powder 169.8g was mixed and the powder of the raw material mixture was obtained. The obtained raw material mixed powder was fired at about 500 ° C. for about 10 hours. The obtained fired product was pulverized to obtain a positive electrode active material.
[ Experimental example 24 ]
1500 g of cobalt trioxide (Co 3 O 4 ) powder and zirconium oxide (ZrO 2 ) powder were mixed so that zirconium was 10 mol% with respect to tribasic cobalt oxide, and 400 g of the mixed powder and lithium carbonate powder 161.1g was mixed and the powder of the raw material mixture was obtained. The obtained raw material mixed powder was fired at about 500 ° C. for about 10 hours. The obtained fired product was pulverized to obtain a positive electrode active material.
[ Experimental Example 25 ]
2000 g of cobalt tetroxide (Co 3 O 4 ) powder and magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) powder were mixed so that the magnesium content was 10 mol% with respect to cobalt tetroxide, and 400 g of the mixed powder was obtained. 177.1 g of lithium carbonate powder was mixed to obtain a powder of the raw material mixture. The obtained raw material mixed powder is fired at about 500 ° C. for about 10 hours. The obtained fired product was pulverized to obtain a positive electrode active material.
[ Experimental example 26 ]
2000 g of tribasic cobalt oxide (Co 3 O 4 ) powder and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) powder were mixed so that the calcium content was 10 mol% with respect to tribasic cobalt oxide, and 400 g of the mixed powder was obtained. 172.2 g of lithium carbonate powder was mixed to obtain a powder of the raw material mixture. The obtained raw material mixed powder was fired at about 500 ° C. for about 10 hours. The obtained fired product was pulverized to obtain a positive electrode active material.
[ Experiment 27 ]
2000 g of cobalt trioxide (Co 3 O 4 ) powder and sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) powder were mixed so that sodium was 10 mol% with respect to cobalt trioxide, and 400 g of the mixed powder and lithium carbonate 176.6 g of powder was mixed to obtain a powder of a raw material mixture. The obtained raw material mixed powder was fired at about 500 ° C. for about 10 hours. The obtained fired product was pulverized to obtain a positive electrode active material.
2. Properties of positive electrode active material (1) Composition of positive electrode active material The composition of the obtained positive electrode active material was determined by inductively coupled high-frequency plasma spectroscopy (ICP spectroscopy).

その結果、正極活物質の組成は、実験例1〜21ならびに比較例1および2のいずれにおいても、LiCoOであった。
(2)正極活物質のX線回折法によるピークの測定
得られた正極活物質についてX線回折法を行った。X線回折法は、X線回折装置(Ultimate、理学電気社製)を用い、X線源としてCuKα1を用い、管電流40mA、管電圧40kVの条件で行った。
As a result, the composition of the positive electrode active material was LiCoO 2 in any of Experimental Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 and 2.
(2) Measurement of peak of positive electrode active material by X-ray diffraction method The obtained positive electrode active material was subjected to an X-ray diffraction method. The X-ray diffraction method was performed using an X-ray diffractometer (Ultimate, manufactured by Rigaku Corporation), using CuKα1 as an X-ray source, and a tube current of 40 mA and a tube voltage of 40 kV.

その結果、2θ=18.4〜19.6°の間には、実験例1〜27においては18.9°付近の層状構造に起因するピークおよび19.2°付近のスピネル構造に起因するピーク、比較例1および2においては18.9°付近の層状構造に起因するピークが測定された。測定されたピークの値および18.9°付近の層状構造に起因するピークの値と19.2°付近のスピネル構造に起因するピークの値の比(ピーク比)を第1表および第2表に示す。
As a result, between 2θ = 18.4 and 19.6 °, in Experimental Examples 1 to 27 , a peak due to a layered structure near 18.9 ° and a peak due to a spinel structure near 19.2 ° In Comparative Examples 1 and 2, a peak due to a layered structure around 18.9 ° was measured. Tables 1 and 2 show ratios (peak ratios) of measured peak values and peak values attributed to the lamellar structure near 18.9 ° and peak values attributed to the spinel structure near 19.2 °. Shown in

また、実験例1、7および12のX線回折パターンを図9(A)〜(C)に、実験例20ならびに比較例1および2のX線回折パターンを図10(A)〜(C)に、実験例22〜24のX線回折パターンを図11(A)〜(C)に、実験例25〜2のX線回折パターンを図12(A)〜(C)に、それぞれ示す。
(3)正極活物質のR3mの(104)結晶性
上記X線回折法により得られたX線回折パターンを基に、上記式(1)で表されるシェラーの式から、正極活物質のR3mの(104)結晶性を求めた。結果を第1表に示す。
(4)正極活物質の中位径(D50
得られた正極活物質の粒度分布をレーザー回折散乱法により測定し、中位径を求めた。結果を第1表に示す。
3.正極活物質の評価
(1)試験用二次電池の作製
実験例1〜27、実施例1及び2ならびに比較例1および2で得られた各正極活物質について、試験用二次電池を作製して、以下のようにして評価した。
9A to 9C show the X-ray diffraction patterns of Experimental Examples 1 , 7 and 12, and FIGS. 10A to 10C show the X-ray diffraction patterns of Experimental Example 20 and Comparative Examples 1 and 2. FIGS. 11A to 11C show X-ray diffraction patterns of Experimental Examples 22 to 24, and FIGS. 12A to 12C show X-ray diffraction patterns of Experimental Examples 25 to 2, respectively.
(3) R104 of the positive electrode active material (104) crystallinity Based on the X-ray diffraction pattern obtained by the X-ray diffraction method, from the Scherrer equation represented by the above formula (1), R3m of the positive electrode active material The (104) crystallinity was determined. The results are shown in Table 1.
(4) Median diameter of positive electrode active material (D 50 )
The particle size distribution of the obtained positive electrode active material was measured by a laser diffraction scattering method to determine the median diameter. The results are shown in Table 1.
3. Evaluation of positive electrode active material (1) Preparation of secondary battery for testing
For each positive electrode active material obtained in Experimental Examples 1-27, Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 2, test secondary batteries were prepared and evaluated as follows.

正極活物質の粉末60重量部と、導電剤となる炭素粉末20重量部と、ポリフッ化ビニリデンのノルマルメチルピロリドン溶液(ポリフッ化ビニリデン量として20重量部)とを混練してぺーストを調製した。得られたぺーストを正極集電体に塗布し、負極がリチウム金属である試験用二次電池を得た。
(2)初期特性
試験用二次電池の充放電を25℃において、以下の条件で行った。
A paste was prepared by kneading 60 parts by weight of the positive electrode active material powder, 20 parts by weight of carbon powder as a conductive agent, and a normal methylpyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride (20 parts by weight as the amount of polyvinylidene fluoride). The obtained paste was applied to a positive electrode current collector to obtain a test secondary battery in which the negative electrode was lithium metal.
(2) Initial characteristics Charging / discharging of the test secondary battery was performed at 25 ° C. under the following conditions.

即ち、定電流値0.2mA/cm、定電圧値4.3V、充電終止条件0.02mAで、定電流定電圧充電し、その後、放電電流値0.2mA/cm、放電終止条件2.75Vで、定電流放電させた。 That is, constant current constant voltage charging was performed at a constant current value of 0.2 mA / cm 2 , a constant voltage value of 4.3 V, and a charge termination condition of 0.02 mA, and then a discharge current value of 0.2 mA / cm 2 and a discharge termination condition of 2 A constant current was discharged at .75V.

このとき得られた1stサイクルの充電容量を初期充電容量とし、放電容量を初期放電容量とした。   The charge capacity of the 1st cycle obtained at this time was defined as the initial charge capacity, and the discharge capacity was defined as the initial discharge capacity.

得られた初期放電容量の値を初期充電容量の値で除して、初期効率を求めた。また、得られた初期充電容量の値と初期放電容量の値の差を求め、不可逆容量とした。実験例1〜27ならびに比較例1および2で得られた各正極活物質についての結果を第1表および第2表に示す。なお、不可逆容量が大きいほど、過放電特性に優れる。
(3)初期放電時の放電曲線のふくれ部または平坦部
充電電位4.3V、放電電位2.75V、放電電流値0.2mA/cmの条件で、試験用二次電池を放電させた。放電曲線において、3.0〜3.5Vの範囲にふくれ部または平坦部を有するか否かを調べた。
The initial efficiency was determined by dividing the obtained initial discharge capacity value by the initial charge capacity value. In addition, the difference between the obtained initial charge capacity value and the initial discharge capacity value was determined to obtain an irreversible capacity. The results for each positive electrode active material obtained in Experimental Examples 1 to 27 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Tables 1 and 2. In addition, it is excellent in an overdischarge characteristic, so that an irreversible capacity | capacitance is large.
(3) Swelling portion or flat portion of discharge curve at initial discharge The test secondary battery was discharged under the conditions of a charging potential of 4.3 V, a discharging potential of 2.75 V, and a discharging current value of 0.2 mA / cm 2 . In the discharge curve, it was examined whether or not it has a blister or flat portion in the range of 3.0 to 3.5V.

その結果、実験例1〜27で得られた各正極活物質を用いた場合には、いずれもふくれ部または平坦部が見られた。そのうち、実験例3および12で得られた各正極活物質についての充放電曲線を図1に示す。図1(A)は実験例3の充放電曲線であり、図1(B)は実験例12の充放電曲線である。図1(A)および図1(B)においては、それぞれ左下から右上にかけての曲線が充電曲線、左上から右下にかけての曲線が放電曲線である。
(4)熱安定性
試験用二次電池を用いて、定電流による充放電を行い、なじませた。その後、定電流値0.2mA/cm、定電圧値4.3V、充電終止条件0.02mAで、定電流定電圧充電した。充電が完了した後、試験用二次電池から正極を取り出し、試験用二次電池に使用した電解液に含まれる一成分の溶液で洗浄して乾燥させ、正極から正極合剤を削り取った。アルミニウムセルに、電解液に使用するエチレンカーボネートと、正極から削り取った正極合剤を0.40:1.00の重量比で入れ、示差走査熱量を昇温速度5.0℃/minで測定した。
As a result, when each positive electrode active material obtained in Experimental Examples 1 to 27 was used, a blistered portion or a flat portion was observed. Among these, the charge / discharge curves for the respective positive electrode active materials obtained in Experimental Examples 3 and 12 are shown in FIG. 1A is a charge / discharge curve of Experimental Example 3, and FIG. 1B is a charge / discharge curve of Experimental Example 12. FIG. In FIGS. 1A and 1B, the curves from the lower left to the upper right are charging curves, and the curves from the upper left to the lower right are discharge curves.
(4) Thermal stability Charging / discharging with a constant current was performed using a secondary battery for testing, and it was made to adapt. Thereafter, constant current and constant voltage charging was performed at a constant current value of 0.2 mA / cm 2 , a constant voltage value of 4.3 V, and a charge termination condition of 0.02 mA. After the charging was completed, the positive electrode was taken out from the test secondary battery, washed with one component solution contained in the electrolytic solution used in the test secondary battery, and dried, and the positive electrode mixture was scraped off from the positive electrode. In an aluminum cell, ethylene carbonate used for the electrolyte and the positive electrode mixture scraped from the positive electrode were put in a weight ratio of 0.40: 1.00, and the differential scanning calorific value was measured at a heating rate of 5.0 ° C./min. .

示差走査熱量分析(DSC:Differentia1 Scanning Ca1orimetry)は、物質および基準物質の温度をプログラムに従って変化させながら、その物質と基準物質に対するエネルギー入力の差を温度の関数として測定する方法である。低温部では温度が上昇しても示差走査熱量は変化しなかったが、ある温度以上では示差走査熱量が大きく増大した。この時の温度を発熱開始温度とした。発熱開始温度が高いほど熱安定性がよい。   Differential scanning calorimetry (DSC) is a method of measuring the difference in energy input between a substance and a reference substance as a function of temperature while changing the temperature of the substance and the reference substance according to a program. Although the differential scanning calorific value did not change even when the temperature rose in the low temperature part, the differential scanning calorific value greatly increased above a certain temperature. The temperature at this time was defined as the heat generation start temperature. The higher the heat generation start temperature, the better the thermal stability.

実験例11、実施例および比較例1で得られた各正極活物質についての発熱開始温度を第5表に示す。なお、発熱開始温度は、n=2で測定した。
(5)ラミネート電池の作製
実施例およびならびに比較例1および2で得られた各正極活物質について、ラミネート電池を作製して、以下のようにして評価した。
Table 5 shows the heat generation start temperatures of the positive electrode active materials obtained in Experimental Example 11, Example 1, and Comparative Example 1. The heat generation start temperature was measured at n = 2.
(5) Production of Laminate Battery For each positive electrode active material obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, a laminate battery was produced and evaluated as follows.

試験用二次電池の場合と同様の方法により、正極板を得た。また、負極活物質として黒鉛を用い、銅からなる負極集電体に塗布し乾燥させて負極板とした。セパレータには多孔性ポリプロピレンフィルムを用いた。電解液には、エチレンカーボネート/メチルエチルカーボネート=3/7(体積比)の混合溶媒にLiPFを1mo1/Lの濃度になるように溶解させた溶液を用いた。正極板、負極板およびセパレータを薄いシート状に成形し、これらを積層させてラミネートフィルムの電池ケースに収納し、電池ケース内に電解液を注入して、ラミネート電池を得た。
(6)過放電特性
充電電位4.2V、放電負荷0.2C(なお、1Cは、1時間で放電が終了する電流負荷である。)の条件で、両極電圧(正極電位と負極電位との差)が0Vとなるまで、ラミネート電池を放電させた。実施例および比較例1で得られた各正極活物質についての放電後の負極電位を第3表に示す。なお、このときの負極電位は、参照極としてラミネート電池に挿入したLi金属の電位を基準電位として測定した。
A positive electrode plate was obtained in the same manner as in the case of the test secondary battery. Also, graphite was used as the negative electrode active material, and applied to a negative electrode current collector made of copper and dried to obtain a negative electrode plate. A porous polypropylene film was used as the separator. As the electrolytic solution, a solution in which LiPF 6 was dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate / methyl ethyl carbonate = 3/7 (volume ratio) to a concentration of 1 mo1 / L was used. The positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator were formed into a thin sheet, laminated, and stored in a battery case of a laminated film, and an electrolyte solution was injected into the battery case to obtain a laminated battery.
(6) Overdischarge characteristics Under conditions of a charge potential of 4.2 V and a discharge load of 0.2 C (where 1 C is a current load that completes the discharge in one hour), a bipolar voltage (a positive potential and a negative potential) The laminate battery was discharged until the difference was 0V. Table 3 shows the negative electrode potential after discharge for each positive electrode active material obtained in Example 2 and Comparative Example 1. In addition, the negative electrode potential at this time was measured using the potential of the Li metal inserted into the laminated battery as a reference electrode as a reference potential.

その後、充電電位4.2V、放電電位2.75V、放電負荷0.2Cの条件で充放電を繰り返し行い、100サイクル目および200サイクル目の容量維持率(放電容量/充電容量)を算出した。実施例および比較例1で得られた各正極活物質についての100サイクル目および200サイクル目の容量維持率を第3表に示す。
(7)容量復帰率
充電電位4.2V、放電負荷0.2Cの条件で、両極電圧が0Vとなるまで、ラミネート電池を放電させ、更に0V電圧で15時間保持した。このとき、放電前の充電容量の値を過放電前容量とした。
Thereafter, charge and discharge were repeated under the conditions of a charge potential of 4.2 V, a discharge potential of 2.75 V, and a discharge load of 0.2 C, and capacity retention rates (discharge capacity / charge capacity) at the 100th cycle and the 200th cycle were calculated. Table 3 shows capacity retention rates at the 100th cycle and the 200th cycle for each positive electrode active material obtained in Example 2 and Comparative Example 1.
(7) Capacity recovery rate The laminate battery was discharged until the bipolar voltage became 0 V under the conditions of a charging potential of 4.2 V and a discharge load of 0.2 C, and further held at 0 V voltage for 15 hours. At this time, the value of the charge capacity before discharge was defined as the capacity before overdischarge.

ついで、放電後のラミネート電池を充電電位4.2Vまで充電させた。このときの充電容量の値を過放電後容量とした。   Next, the discharged laminate battery was charged to a charging potential of 4.2V. The value of the charge capacity at this time was defined as the capacity after overdischarge.

得られた過放電後容量の値を過放電前容量の値で除して、容量復帰率を求めた。実施例および比較例1で得られた各正極活物質についての過放電前容量、過放電後容量および容最復帰率の結果を第4表に示す。また、表1および表2において、測定を行っていない項目は、「−」で示す。
The obtained capacity value after overdischarge was divided by the capacity value before overdischarge to obtain the capacity recovery rate. Table 4 shows the results of the capacity before overdischarge, the capacity after overdischarge, and the capacity recovery rate of each positive electrode active material obtained in Example 2 and Comparative Example 1. In Tables 1 and 2, items that are not measured are indicated by “−”.

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第1表〜第5表から明らかなように、本発明の正極活物質を用いた本発明の非永電解質二次電池(実施例1および2)は、層状構造のみを有してスピネル構造を有さず、かつ、リチウム遷移金属複合酸化物がX線回折法により得られる2θ=18.4〜19.6°の間に二つ以上の独立したピークを有しない正極活物質を用いた場合(比較例1および2)と比べて、過放電特性および熱安定性に優れる。
As is apparent from Tables 1 to 5, the non-permanent electrolyte secondary batteries (Examples 1 and 2 ) of the present invention using the positive electrode active material of the present invention have only a layered structure and a spinel structure. When a positive electrode active material which does not have two or more independent peaks between 2θ = 18.4 and 19.6 °, which is obtained by X-ray diffractometry, is used. Compared with (Comparative Examples 1 and 2), it has excellent overdischarge characteristics and thermal stability.

実施例3および12で得られた各正極活物質についての充放電曲線である。2 is a charge / discharge curve for each positive electrode active material obtained in Examples 3 and 12. FIG. リチウムイオン二次電池の充放電サイクル時の正極および負極の電位の変化を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically the change of the electric potential of the positive electrode and negative electrode at the time of charging / discharging cycle of a lithium ion secondary battery. 層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物の結晶構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the crystal structure of the lithium transition metal complex oxide of a layered structure. スピネル構造のリチウム遷移金属複合酸化物の結晶構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the crystal structure of lithium transition metal complex oxide of a spinel structure. 正極の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of a positive electrode. 円筒型電池の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of a cylindrical battery. コイン型電池の模式的な部分断面図である。It is a typical fragmentary sectional view of a coin type battery. 角型電池の模式的な斜視図である。It is a typical perspective view of a square battery. 実験例1、7および12のX線回折パターンである。It is an X-ray diffraction pattern of Experimental Examples 1, 7, and 12. 実験例20ならびに比較例1および2のX線回折パターンである。It is an X-ray diffraction pattern of Experimental Example 20 and Comparative Examples 1 and 2. 実験例22〜24のX線回折パターンである。It is an X-ray diffraction pattern of Experimental Examples 22-24 . 実験例25〜27のX線回折パターンである。It is an X-ray-diffraction pattern of Experimental example 25-27 .

符号の説明Explanation of symbols

1 3aサイト
1′ 8aサイト
2 6cサイト
2′ 32eサイト
3 3bサイト
3′ 16dサイト
4′ 16cサイト
5 結着剤
6 正極活物質
11 負極
12 集電体
13 正極
14 セパレータ
20 円筒型電池
30 コイン型電池
40 角型電池













DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3a site 1 '8a site 2 6c site 2' 32e site 3 3b site 3 '16d site 4' 16c site 5 Binder 6 Positive electrode active material 11 Negative electrode 12 Current collector 13 Positive electrode 14 Separator 20 Cylindrical battery 30 Coin type Battery 40 Square battery













Claims (4)

第1のリチウム遷移金属複合酸化物を有する主活物質と、第2のリチウム遷移金属複合酸化物を有する副活物質とを有する非水電解質二次電池用正極活物質であって、
前記第1のリチウム遷移金属複合酸化物は、層状構造のみを有し、X線回折法により得られる2θ=18.4〜19.6°の間に層状構造に起因するピークのみを有するリチウム遷移金属複合酸化物であり、
前記第2のリチウム遷移金属複合酸化物は、リチウムとコバルトとを含む原料を800℃以下で焼成して得られ、少なくとも層状構造およびスピネル構造を有し、X線回折法により得られる2θ=18.4〜19.6°の間に二つ以上の独立したピークを有するリチウム遷移金属複合酸化物であり、
前記副活物質の量は、正極活物質の量に対して1〜30重量%である、非水電解質二次電池用正極活物質(但し、前記主活物質の表面が前記副活物質からなる表面処理層で被覆されているものを除く)
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a main active material having a first lithium transition metal composite oxide and a secondary active material having a second lithium transition metal composite oxide,
The first lithium transition metal composite oxide has only a layered structure, and has a lithium transition having only a peak due to the layered structure between 2θ = 18.4 and 19.6 ° obtained by an X-ray diffraction method. A metal complex oxide,
The second lithium transition metal composite oxide is obtained by firing a raw material containing lithium and cobalt at 800 ° C. or lower, has at least a layered structure and a spinel structure, and 2θ = 18 obtained by an X-ray diffraction method. A lithium transition metal composite oxide having two or more independent peaks between .4 and 19.6 °;
The amount of the secondary active material is 1 to 30% by weight with respect to the amount of the positive active material. The positive active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery (provided that the surface of the primary active material is made of the secondary active material ). Excluding those covered with a surface treatment layer) .
請求項1に記載の非水電解質二次電池用正極活物質を有する正極と、
金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオンを吸蔵放出可能な炭素材料またはリチウムイオンを吸蔵放出可能な化合物からなる負極活物質と負極集電体とを有する負極と、
前記正極と負極との間に挟み込まれた、電解質を含有されたセパレーターと、を具備する非水電解質二次電池。
A positive electrode comprising the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1;
A negative electrode having a negative electrode active material and a negative electrode current collector made of metallic lithium, a lithium alloy, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions, or a compound capable of occluding and releasing lithium ions;
A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a separator containing an electrolyte sandwiched between the positive electrode and the negative electrode.
初期充電容量に対する初期放電容量の比は、90%以下である、請求項2に記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 2, wherein a ratio of the initial discharge capacity to the initial charge capacity is 90% or less. 初期放電時の放電曲線は、3.0〜3.5Vの範囲にふくれ部または平坦部を有する、請求項1または2に記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a discharge curve at the time of initial discharge has a blister portion or a flat portion in a range of 3.0 to 3.5V.
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