JP6042514B2 - Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same - Google Patents

Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP6042514B2
JP6042514B2 JP2015178162A JP2015178162A JP6042514B2 JP 6042514 B2 JP6042514 B2 JP 6042514B2 JP 2015178162 A JP2015178162 A JP 2015178162A JP 2015178162 A JP2015178162 A JP 2015178162A JP 6042514 B2 JP6042514 B2 JP 6042514B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary battery
positive electrode
ion secondary
electrode active
active material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015178162A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016186932A (en
Inventor
弘樹 山下
弘樹 山下
智紀 初森
智紀 初森
充志 中村
充志 中村
大神 剛章
剛章 大神
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.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
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 Taiheiyo Cement Corp filed Critical Taiheiyo Cement Corp
Priority to PCT/JP2015/076386 priority Critical patent/WO2016151891A1/en
Priority to EP15886443.9A priority patent/EP3276712B1/en
Priority to KR1020177025727A priority patent/KR102385969B1/en
Priority to TW104130843A priority patent/TWI676592B/en
Priority to US15/561,349 priority patent/US10964950B2/en
Priority to CN201580078105.1A priority patent/CN107408694B/en
Publication of JP2016186932A publication Critical patent/JP2016186932A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6042514B2 publication Critical patent/JP6042514B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、酸化物に水不溶性導電性炭素材料と金属フッ化物とが、ともに担持してなる二次電池用正極活物質に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material for a secondary battery in which a water-insoluble conductive carbon material and a metal fluoride are both supported on an oxide.

携帯電子機器、ハイブリッド自動車、電気自動車等に用いられる二次電池の開発が行われており、特にリチウムイオン二次電池は、室温付近で動作する最も優れた二次電池として広く知られている。こうしたなか、Li(Fe,Mn)PO4やLi2(Fe,Mn)SiO4等のリチウム含有オリビン型リン酸金属塩は、LiCoO等のリチウム遷移金属酸化物に比べて、資源的な制約に大きく左右されることがなく、しかも高い安全性を発揮することができるため、高出力で大容量のリチウムイオン二次電池を得るのには最適な正極材料となる。しかしながら、これらの化合物は、結晶構造に由来して導電性を十分に高めるのが困難な性質を有しており、またリチウムイオンの拡散性にも改善の余地があるため、従来より種々の開発がなされている。 Secondary batteries used in portable electronic devices, hybrid cars, electric cars, and the like have been developed. In particular, lithium ion secondary batteries are widely known as the most excellent secondary batteries that operate near room temperature. Under these circumstances, lithium-containing olivine-type phosphate metal salts such as Li (Fe, Mn) PO 4 and Li 2 (Fe, Mn) SiO 4 are more resource-constrained than lithium transition metal oxides such as LiCoO 2. Therefore, it is possible to exhibit high safety, and therefore, it is an optimum positive electrode material for obtaining a high-output and large-capacity lithium ion secondary battery. However, these compounds have the property that it is difficult to sufficiently increase the conductivity due to the crystal structure, and there is room for improvement in the diffusibility of lithium ions. Has been made.

さらに、普及が進んでいるリチウムイオン二次電池では、充電後長時間放置すると内部抵抗が徐々に上昇し、電池性能の劣化が生じる現象が知られている。これは、製造時に電池材料が含有していた水分が、電池の充放電が繰り返される中で材料から脱離し、かかる水分と電池に充満している非水電解液LiPF6との化学反応によって、フッ化水素が発生するためである。こうした電池性能の劣化を有効に抑制するには、二次電池に用いる正極活物質の水分含有量を低減することが有効であることも知られている(特許文献1参照)。 Furthermore, in lithium ion secondary batteries, which are spreading, it is known that the internal resistance gradually increases when the battery is left for a long time after charging, and the battery performance is deteriorated. This is because the moisture contained in the battery material at the time of manufacture is desorbed from the material during repeated charging and discharging of the battery, and by the chemical reaction between the moisture and the nonaqueous electrolyte LiPF 6 filling the battery, This is because hydrogen fluoride is generated. It is also known that reducing the water content of the positive electrode active material used in the secondary battery is effective for effectively suppressing such deterioration in battery performance (see Patent Document 1).

こうしたなか、例えば、特許文献2には、炭素質物質前駆体を含む原料混合物の焼成処理後、粉砕処理や分級処理を乾燥雰囲気下で行うことにより、かかる水分含有量を一定値以下に低減する技術が開示されている。また、特許文献3には、所定のリン酸リチウム化合物やケイ酸リチウム化合物等と導電性炭素材料を湿式ボールミルにより混合した後、メカノケミカル処理を行うことにより、表面に均一に導電性炭素材料が沈着されてなる複合酸化物を得る技術が開示されている。   Under these circumstances, for example, Patent Document 2 discloses that after the firing treatment of the raw material mixture containing the carbonaceous material precursor, the water content is reduced to a certain value or less by performing pulverization treatment and classification treatment in a dry atmosphere. Technology is disclosed. In Patent Document 3, a predetermined lithium phosphate compound, lithium silicate compound, and the like and a conductive carbon material are mixed by a wet ball mill, and then a mechanochemical treatment is performed so that the conductive carbon material is uniformly applied to the surface. A technique for obtaining a composite oxide deposited is disclosed.

一方、リチウムは希少有価物質であることから、リチウムイオン二次電池に代えてナトリウムを用いたナトリウムイオン二次電池等も種々検討されはじめている。
例えば、特許文献4には、マリサイト型NaMnPO4を用いたナトリウムイオン二次電池用活物質が開示されており、また特許文献5には、オリビン型構造を有するリン酸遷移金属ナトリウムを含む正極活物質が開示されており、いずれの文献においても高性能なナトリウムイオン二次電池が得られることを示している。
On the other hand, since lithium is a rare valuable material, various studies have been made on sodium ion secondary batteries using sodium instead of lithium ion secondary batteries.
For example, Patent Document 4 discloses a sodium ion secondary battery active material using marisite-type NaMnPO 4 , and Patent Document 5 discloses a positive electrode containing sodium phosphate transition metal having an olivine structure. An active material is disclosed, and any literature indicates that a high-performance sodium ion secondary battery can be obtained.

特開2013−152911号公報JP2013-152911A 特開2003−292309号公報JP 2003-292309 A 米国特許出願公開第2004/0140458号明細書US Patent Application Publication No. 2004/0140458 特開2008−260666号公報JP 2008-260666 A 特開2011−34963号公報JP 2011-34963 A

しかしながら、上記いずれの文献に記載の技術においても、リン酸リチウム化合物等の表面が、炭素源によって充分に被覆されずに一部の表面が露出しているため、水分の吸着を抑制できずに水分含有量が高まり、サイクル特性等の電池物性が充分に高い二次電池用正極活物質を得るのは困難であることが判明した。   However, in any of the techniques described in any of the above documents, the surface of the lithium phosphate compound or the like is not sufficiently covered with the carbon source, and a part of the surface is exposed. It has been found that it is difficult to obtain a positive electrode active material for a secondary battery in which the moisture content is increased and the battery properties such as cycle characteristics are sufficiently high.

したがって、本発明の課題は、高性能なリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池を得るべく、水分の吸着を効果的に抑制することのできる二次電池用正極活物質及びその製造方法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 secondary battery that can effectively suppress moisture adsorption and a method for manufacturing the same, in order to obtain a high-performance lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery. It is to provide.

そこで本発明者らは、種々検討したところ、特定の酸化物に、水不溶性導電性炭素材料と、特定量の金属フッ化物とが担持してなる二次電池用正極活物質であれば、水不溶性導電性炭素材料と金属フッ化物が共に酸化物表面を効率的に被覆して水分の吸着を有効に抑制できるため、リチウムイオン又はナトリウムイオンが有効に電気伝導を担うことのできる二次電池用正極活物質として、極めて有用であることを見出し、本発明を完成させるに至った。   Accordingly, the present inventors have made various studies. As long as the positive electrode active material for a secondary battery is formed by supporting a water-insoluble conductive carbon material and a specific amount of metal fluoride on a specific oxide, Because both insoluble conductive carbon material and metal fluoride can efficiently coat the oxide surface and effectively suppress moisture adsorption, lithium ions or sodium ions can effectively carry electrical conduction. As a positive electrode active material, it was found to be extremely useful, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、少なくとも鉄又はマンガンを含む下記式(A)、(B)又は(C):
LiFeaMnbcPO4・・・(A)
(式(A)中、MはMg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。a、b及びcは、0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦0.2、及び2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数を示す。)
Li2FeMnSiO4・・・(B)
(式(B)中、NはNi、Co、Al、Zn、V又はZrを示す。d、e及びfは、0≦d≦1、0≦e≦1、及び0≦f<1、2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数を示す。)
NaFeMnPO4・・・(C)
(式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。g、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、0≦i<1、及び2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数を示す。)
で表される酸化物に、水不溶性導電性炭素材料と0.1〜5質量%の金属フッ化物が担持してなる二次電池用正極活物質を提供するものである。
That is, the present invention includes at least the following formula (A), (B) or (C) containing iron or manganese:
LiFe a Mn b M c PO 4 (A)
(In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. A, b, and c are 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 0.2, and 2a + 2b + (M valence) × c = 2 and a number satisfying a + b ≠ 0 are shown.)
Li 2 Fe d Mn e N f SiO 4 ··· (B)
(In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr. D, e, and f are 0 ≦ d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1, and 0 ≦ f <1, 2d + 2e +. (The valence of N) × f = 2 is satisfied, and d + e ≠ 0 is satisfied.)
NaFe g Mn h Q i PO 4 (C)
(In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. G, h, and i are 0 ≦ g ≦. 1, 0 ≦ h ≦ 1, 0 ≦ i <1, and 2g + 2h + (valence of Q) × i = 2 and a number satisfying g + h ≠ 0 are shown.)
The positive electrode active material for secondary batteries by which a water-insoluble conductive carbon material and 0.1-5 mass% metal fluoride are carry | supported by the oxide represented by these is provided.

また、本発明は、リチウム化合物又はナトリウム化合物、リン酸化合物又はケイ酸化合物、並びに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を含有するスラリー水を水熱反応に付して酸化物Xを得る工程(I)、
得られた酸化物Xに水不溶性導電性炭素材料を添加して乾式混合し、複合体Xを得る工程(II)、並びに
得られた複合体Xに、複合体100質量部に対して0.1〜40質量部の金属フッ化物の前駆体を添加して湿式混合し、焼成する工程(III)
を備える、上記二次電池用正極活物質の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides a process for obtaining an oxide X by subjecting slurry water containing a lithium compound or sodium compound, a phosphoric acid compound or a silicic acid compound, and a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound to a hydrothermal reaction. (I),
A step (II) of obtaining a composite X by adding a water-insoluble conductive carbon material to the obtained oxide X and dry-mixing, and the obtained composite X in an amount of 0. Step (III) of adding 1 to 40 parts by mass of a metal fluoride precursor, wet mixing and firing
The manufacturing method of the said positive electrode active material for secondary batteries provided with these is provided.

本発明によれば、所定の酸化物に、水不溶性導電性炭素材料と特定量の金属フッ化物とが補い合いながら有効に担持されてなることにより、酸化物表面の一部において、水不溶性導電性炭素材料と金属フッ化物のいずれも存在することなく酸化物が露出してしまうのを有効に抑制するので、酸化物表面における露出部が効果的に低減された二次電池用正極活物質を得ることができる。そのため、かかる正極活物質は水分の吸着を効果的に抑制できるため、これを用いたリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池において、リチウムイオン又はナトリウムイオンが有効に電気伝導を担いつつ、様々な使用環境下でもサイクル特性等の優れた電池特性を安定して発現することができる。   According to the present invention, a water-insoluble conductive carbon material and a specific amount of metal fluoride are effectively supported on a predetermined oxide while complementing each other, so that the water-insoluble conductive property is partially formed on the surface of the oxide. Since the oxide is effectively suppressed from being exposed without the presence of both the carbon material and the metal fluoride, a positive electrode active material for a secondary battery in which the exposed portion on the oxide surface is effectively reduced is obtained. be able to. Therefore, since such a positive electrode active material can effectively suppress the adsorption of moisture, in a lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery using the positive electrode active material, lithium ions or sodium ions effectively carry electric conduction, and various Excellent battery characteristics such as cycle characteristics can be stably exhibited even in a different use environment.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で用いる酸化物は、少なくとも鉄又はマンガンを含み、かつ下記式(A)、(B)又は(C):
LiFeaMnbcPO4・・・(A)
(式(A)中、MはMg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。a、b及びcは、0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦0.2、及び2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数を示す。)
Li2FeMnSiO4・・・(B)
(式(B)中、NはNi、Co、Al、Zn、V又はZrを示す。d、e及びfは、0≦d≦1、0≦e≦1、0≦f<1、及び2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数を示す。)
NaFeMnPO4・・・(C)
(式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。g、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、0≦i<1、及び2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数を示す。)
のいずれかの式で表される。
これらの酸化物は、いずれもオリビン型構造を有しており、少なくとも鉄又はマンガンを含む。上記式(A)又は式(B)で表される酸化物を用いた場合には、リチウムイオン電池用正極活物質が得られ、上記式(C)で表される酸化物を用いた場合には、ナトリウムイオン電池用正極活物質が得られる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The oxide used in the present invention contains at least iron or manganese and has the following formula (A), (B) or (C):
LiFe a Mn b M c PO 4 (A)
(In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. A, b, and c are 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 0.2, and 2a + 2b + (M valence) × c = 2 and a number satisfying a + b ≠ 0 are shown.)
Li 2 Fe d Mn e N f SiO 4 ··· (B)
(In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr. D, e, and f are 0 ≦ d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1, 0 ≦ f <1, and 2d + 2e +. (The valence of N) × f = 2 is satisfied, and d + e ≠ 0 is satisfied.)
NaFe g Mn h Q i PO 4 (C)
(In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. G, h, and i are 0 ≦ g ≦. 1, 0 ≦ h ≦ 1, 0 ≦ i <1, and 2g + 2h + (valence of Q) × i = 2 and a number satisfying g + h ≠ 0 are shown.)
It is expressed by one of the following formulas.
These oxides all have an olivine structure and contain at least iron or manganese. When the oxide represented by the above formula (A) or (B) is used, a positive electrode active material for a lithium ion battery is obtained, and when the oxide represented by the above formula (C) is used. Provides a positive electrode active material for a sodium ion battery.

上記式(A)で表される酸化物は、いわゆる少なくとも遷移金属として鉄(Fe)及びマンガン(Mn)を含むオリビン型リン酸遷移金属リチウム化合物である。式(A)中、Mは、Mg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示し、好ましくはMg、Zr、Mo又はCoである。aは、0≦a≦1であって、好ましくは0.01≦a≦0.99であり、より好ましくは0.1≦a≦0.9である。bは、0≦b≦1であって、好ましくは0.01≦b≦0.99であり、より好ましくは0.1≦b≦0.9である。cは、0≦c≦0.2をであって、好ましくは0≦c≦0.1である。そして、これらa、b及びcは、2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数である。上記式(A)で表されるオリビン型リン酸遷移金属リチウム化合物としては、具体的には、例えばLiFe0.2Mn0.8PO、LiFe0.9Mn0.1PO、LiFe0.15Mn0.75Mg0.1PO、LiFe0.19Mn0.75Zr0.03PO等が挙げられ、なかでもLiFe0.2Mn0.8POが好ましい。 The oxide represented by the above formula (A) is an olivine-type transition metal lithium compound containing at least iron (Fe) and manganese (Mn) as so-called transition metals. In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd, and is preferably Mg, Zr, Mo, or Co. a is 0 ≦ a ≦ 1, preferably 0.01 ≦ a ≦ 0.99, and more preferably 0.1 ≦ a ≦ 0.9. b is 0 ≦ b ≦ 1, preferably 0.01 ≦ b ≦ 0.99, and more preferably 0.1 ≦ b ≦ 0.9. c satisfies 0 ≦ c ≦ 0.2, and preferably 0 ≦ c ≦ 0.1. These a, b and c are numbers satisfying 2a + 2b + (valence of M) × c = 2 and satisfying a + b ≠ 0. Specific examples of the olivine-type transition metal lithium compound represented by the above formula (A) include LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , LiFe 0.9 Mn 0.1 PO 4 , LiFe 0.15 Mn 0.75 Mg 0.1 PO 4 , and LiFe. Examples include 0.19 Mn 0.75 Zr 0.03 PO 4 , and LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 is particularly preferable.

上記式(B)で表される酸化物は、いわゆる少なくとも遷移金属として鉄(Fe)及びマンガン(Mn)を含むオリビン型ケイ酸遷移金属リチウム化合物である。式(B)中、Nは、Ni、Co、Al、Zn、V又はZrを示し、好ましくはCo、Al、Zn、V又はZrである。dは、0≦d≦1であって、好ましくは0≦d<1であり、より好ましくは0.1≦d≦0.6である。eは、0≦d≦1であって、好ましくは0≦e<1であり、より好ましくは0.1≦e≦0.6である。fは、0≦f<1であって、好ましくは0<f<1であり、より好ましくは0.05≦f≦0.4である。そして、これらd、e及びfは、2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数である。上記式(B)で表されるオリビン型ケイ酸遷移金属リチウム化合物としては、具体的には、例えばLiFe0.45Mn0.45Co0.1SiO4、LiFe0.36Mn0.54Al0.066SiO4、LiFe0.45Mn0.45Zn0.1SiO4、LiFe0.36Mn0.540.066SiO4、LiFe0.282Mn0.658Zr0.02SiO4等が挙げられ、なかでもLiFe0.282Mn0.658Zr0.02SiO4が好ましい。 The oxide represented by the above formula (B) is a so-called olivine-type transition metal lithium compound containing at least iron (Fe) and manganese (Mn) as transition metals. In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr, and is preferably Co, Al, Zn, V, or Zr. d is 0 ≦ d ≦ 1, preferably 0 ≦ d <1, and more preferably 0.1 ≦ d ≦ 0.6. e is 0 ≦ d ≦ 1, preferably 0 ≦ e <1, and more preferably 0.1 ≦ e ≦ 0.6. f is 0 ≦ f <1, preferably 0 <f <1, and more preferably 0.05 ≦ f ≦ 0.4. These d, e, and f are numbers satisfying 2d + 2e + (N valence) × f = 2 and d + e ≠ 0. Specific examples of the olivine-type transition metal lithium compound represented by the above formula (B) include Li 2 Fe 0.45 Mn 0.45 Co 0.1 SiO 4 , Li 2 Fe 0.36 Mn 0.54 Al 0.066 SiO 4 , Li 2 Fe 0.45 Mn 0.45 Zn 0.1 SiO 4 , Li 2 Fe 0.36 Mn 0.54 V 0.066 SiO 4 , Li 2 Fe 0.282 Mn 0.658 Zr 0.02 SiO 4 and the like can be mentioned, among which Li 2 Fe 0.282 Mn 0.658 Zr 0.02 SiO 4 is preferable.

上記式(C)で表される酸化物は、いわゆる少なくとも遷移金属として鉄(Fe)及びマンガン(Mn)を含むオリビン型リン酸遷移金属ナトリウム化合物である。式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示し、好ましくはMg、Zr、Mo又はCoである。gは、0≦g≦1であって、好ましくは0<g≦1である。hは、0≦h≦1であって、好ましくは0.5≦h<1である。iは、0≦i<1であって、好ましくは0≦i≦0.5であり、より好ましくは0≦i≦0.3である。そして、これらg、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、及び0≦i<1、2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数である。上記式(C)で表されるオリビン型リン酸遷移金属ナトリウム化合物としては、具体的には、例えばNaFe0.2Mn0.8PO、NaFe0.9Mn0.1PO、NaFe0.15Mn0.7Mg0.15PO、NaFe0.19Mn0.75Zr0.03PO、NaFe0.19Mn0.75Mo0.03PO、NaFe0.15Mn0.7Co0.15PO等が挙げられ、なかでもNaFe0.2Mn0.8POが好ましい。 The oxide represented by the formula (C) is an olivine-type transition metal sodium phosphate compound containing iron (Fe) and manganese (Mn) as at least transition metals. In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd, and is preferably Mg, Zr, Mo, or Co. g is 0 ≦ g ≦ 1, and preferably 0 <g ≦ 1. h is 0 ≦ h ≦ 1, and preferably 0.5 ≦ h <1. i is 0 ≦ i <1, preferably 0 ≦ i ≦ 0.5, and more preferably 0 ≦ i ≦ 0.3. These g, h, and i are numbers satisfying 0 ≦ g ≦ 1, 0 ≦ h ≦ 1, and 0 ≦ i <1, 2 + g + 2h + (Q valence) × i = 2 and satisfying g + h ≠ 0. It is. Specific examples of the olivine-type phosphate transition metal sodium compound represented by the above formula (C) include, for example, NaFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , NaFe 0.9 Mn 0.1 PO 4 , NaFe 0.15 Mn 0.7 Mg 0.15 PO 4 , NaFe Examples include 0.19 Mn 0.75 Zr 0.03 PO 4 , NaFe 0.19 Mn 0.75 Mo 0.03 PO 4 , NaFe 0.15 Mn 0.7 Co 0.15 PO 4 , and NaFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 is particularly preferable.

本発明の二次電池用正極活物質は、上記式(A)、(B)又は(C)で表される酸化物に、水不溶性導電性炭素材料と0.1〜5質量%の金属フッ化物が担持してなるものである。すなわち、上記酸化物に水不溶性導電性炭素材料と特定量の金属フッ化物との双方を担持させてなるものであって、酸化物表面を水不溶性導電性炭素材料又は金属フッ化物の一方が被覆しつつも、その一方が存在することなく酸化物表面が露出した部位に、水不溶性導電性炭素材料又は金属フッ化物の他方が有効に担持されてなる。したがって、これら水不溶性導電性炭素材料と特定量の金属フッ化物とが相まって上記酸化物表面の露出を効果的に抑制しながら、酸化物の全表面にわたり堅固に担持されてなるため、本発明の二次電池用正極活物質における水分吸着を有効に防止することができる。   The positive electrode active material for a secondary battery of the present invention includes a water-insoluble conductive carbon material and 0.1 to 5% by mass of a metal fluoride in the oxide represented by the above formula (A), (B) or (C). It is formed by supporting a compound. That is, the oxide is formed by supporting both a water-insoluble conductive carbon material and a specific amount of metal fluoride, and the surface of the oxide is covered with either the water-insoluble conductive carbon material or the metal fluoride. However, the other of the water-insoluble conductive carbon material or the metal fluoride is effectively supported on the portion where the oxide surface is exposed without the presence of one of them. Therefore, these water-insoluble conductive carbon materials and a specific amount of metal fluoride are combined and firmly supported on the entire surface of the oxide while effectively suppressing exposure of the oxide surface. It is possible to effectively prevent moisture adsorption in the positive electrode active material for secondary batteries.

また、必要に応じて、上記酸化物は、後述する水溶性炭素材料を含んでいてもよい。このときに得られる複合体は、酸化物と水不溶性導電性炭素材料と共に水溶性炭素材料を含むこととなる。上記酸化物と水不溶性導電性炭素材料とを含む複合体に、炭化された炭素として担持してなることとなる水溶性炭素材料は、かかる複合体において、水不溶性導電性炭素材料が存在することなく酸化物表面が露出した部位に、さらに炭素を有効に担持させる観点から、焼成されることにより炭化された炭素として酸化物に担持してなるものであるのが好ましい。この水溶性炭素材料を炭化するための焼成により、乾式混合等により低下した酸化物及び水不溶性導電性炭素材料双方の結晶性をさらに有効に回復させることができるため、得られる正極活物質における導電性を有効に高めることができる。   Moreover, the said oxide may contain the water-soluble carbon material mentioned later as needed. The composite obtained at this time contains a water-soluble carbon material together with an oxide and a water-insoluble conductive carbon material. The water-soluble carbon material to be supported as carbonized carbon on the composite containing the oxide and the water-insoluble conductive carbon material is such that the water-insoluble conductive carbon material exists in the composite. From the standpoint of effectively supporting the carbon on the part where the oxide surface is exposed, it is preferable that the oxide is supported on the oxide as carbon carbonized by firing. By firing for carbonizing the water-soluble carbon material, the crystallinity of both the oxide and the water-insoluble conductive carbon material, which have been reduced by dry mixing, can be more effectively recovered. Sexually can be enhanced effectively.

上記式(A)、(B)又は(C)で表される酸化物に担持される水不溶性導電性炭素材料とは、25℃の水100gに対する溶解量が、水不溶性導電性炭素材料の炭素原子換算量で0.4g未満である水不溶性の炭素材料であって、焼成等せずともそのもの自体が導電性を有する炭素源である。かかる水不溶性導電性炭素材料としては、グラファイト、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、及びサーマルブラックから選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。なかでも、吸着水分量低減の観点から、ケッチェンブラック、又はグラファイトが好ましい。なお、グラファイトとしては、人造グラファイト(鱗片状、塊状、土状、グラフェン)、天然グラファイトのいずれであってもよい。   The water-insoluble conductive carbon material supported on the oxide represented by the above formula (A), (B) or (C) means that the amount dissolved in 100 g of water at 25 ° C. is carbon of the water-insoluble conductive carbon material. A water-insoluble carbon material having an atomic conversion amount of less than 0.4 g, which itself is a conductive carbon source without firing. Examples of the water-insoluble conductive carbon material include one or more selected from graphite, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black. Among these, ketjen black or graphite is preferable from the viewpoint of reducing the amount of adsorbed moisture. The graphite may be any of artificial graphite (scale-like, lump-like, earthy, graphene) or natural graphite.

用い得る水不溶性導電性炭素材料のBET比表面積は、吸着水分量を効果的に低減する観点から、好ましくは1〜750m2/gであり、より好ましくは3〜500m2/gである。また、かかる水不溶性導電性炭素材料の平均粒子径は、同様の観点から、好ましくは0.5〜20μmであり、より好ましくは1.0〜15μmである。 The BET specific surface area of the water-insoluble conductive carbon material that can be used is preferably 1 to 750 m 2 / g, more preferably 3 to 500 m 2 / g, from the viewpoint of effectively reducing the amount of adsorbed water. Moreover, from the same viewpoint, the average particle size of the water-insoluble conductive carbon material is preferably 0.5 to 20 μm, more preferably 1.0 to 15 μm.

上記水不溶性導電性炭素材料は、上記酸化物に担持された炭素として本発明の二次電池用正極活物質中に存在することとなる。かかる水不溶性導電性炭素材料の炭素原子換算量は、本発明の二次電池用正極活物質中に、好ましくは0.5〜7質量%であり、より好ましくは0.7〜6質量%であり、さらに好ましくは0.85〜5.5質量%である。二次電池用正極活物質中に存在する水不溶性導電性炭素材料の炭素原子換算量は、炭素・硫黄分析装置を用いて測定した炭素量により、確認することができる。また、さらに水溶性炭素材料を併用した場合は、二次電池用正極活物質中に存在する水不溶性導電性炭素材料の炭素原子換算量は、炭素・硫黄分析装置を用いて測定した炭素量から水溶性炭素材料の添加量の炭素原子換算量を差し引くことにより、確認することができる。   The water-insoluble conductive carbon material is present in the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention as carbon supported by the oxide. The carbon atom equivalent amount of the water-insoluble conductive carbon material is preferably 0.5 to 7% by mass, more preferably 0.7 to 6% by mass in the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention. More preferably, it is 0.85-5.5 mass%. The amount in terms of carbon atoms of the water-insoluble conductive carbon material present in the positive electrode active material for secondary batteries can be confirmed by the amount of carbon measured using a carbon / sulfur analyzer. In addition, when a water-soluble carbon material is used in combination, the carbon atom equivalent amount of the water-insoluble conductive carbon material present in the positive electrode active material for the secondary battery is determined from the carbon amount measured using a carbon / sulfur analyzer. This can be confirmed by subtracting the amount of water-soluble carbon material added in terms of carbon atoms.

上記酸化物に担持させる上記金属フッ化物の金属としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、錫(Sn)、タングステン(W)、カリウム(K)、バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)が挙げられる。なかでも、金属フッ化物の疎水性を向上させ、且つイオン伝導性を向上させる観点から、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、及びアルミニウムから選ばれる金属であることが好ましく、リチウム、及びマグネシウムから選ばれる金属であることがより好ましい。   Examples of the metal fluoride metal supported on the oxide include lithium (Li), sodium (Na), magnesium (Mg), calcium (Ca), aluminum (Al), titanium (Ti), vanadium (V), Chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo) Examples include tantalum (Ta), tin (Sn), tungsten (W), potassium (K), barium (Ba), and strontium (Sr). Especially, it is preferable that it is a metal chosen from lithium, sodium, magnesium, calcium, and aluminum from a viewpoint of improving the hydrophobicity of metal fluoride, and improving ion conductivity, and is chosen from lithium and magnesium. More preferably, it is a metal.

上記金属フッ化物の担持量は、水不溶性導電性炭素材料が存在しない酸化物の表面に金属フッ化物を有効に担持させる観点から、本発明の二次電池用正極活物質中に、0.1〜5質量%であり、好ましくは0.2〜4.5質量%であり、より好ましくは0.3〜4質量%である。上記金属フッ化物の担持量が0.1質量%未満であると、吸着水分量を充分に抑制できず、上記金属フッ化物の担持量が5質量%を超えると、詳細は不明であるが、吸着水分量が抑制されていても二次電池のサイクル特性が低下してしまうおそれがある。二次電池用正極活物質中に存在するフッ素量は、二次電池用正極活物質を酸溶解させた溶解液を用いてイオン分析計により、確認することができる。   The amount of the metal fluoride supported is 0.1% in the positive electrode active material for the secondary battery of the present invention, from the viewpoint of effectively supporting the metal fluoride on the surface of the oxide where no water-insoluble conductive carbon material is present. It is -5 mass%, Preferably it is 0.2-4.5 mass%, More preferably, it is 0.3-4 mass%. If the supported amount of the metal fluoride is less than 0.1% by mass, the amount of adsorbed water cannot be sufficiently suppressed, and if the supported amount of the metal fluoride exceeds 5% by mass, details are unknown, Even if the amount of adsorbed moisture is suppressed, the cycle characteristics of the secondary battery may be deteriorated. The amount of fluorine present in the positive electrode active material for secondary batteries can be confirmed by an ion analyzer using a solution obtained by acid-dissolving the positive electrode active material for secondary batteries.

本発明の二次電池用正極活物質は、水不溶性導電性炭素材料と金属フッ化物とを互いに補い合いながら効率的に上記(A)、(B)又は(C)で表される酸化物に担持させる観点から、かかる酸化物に水不溶性導電性炭素材料を担持させたのち、0.1〜5質量%の金属フッ化物を担持させてなるものであるのが好ましく、具体的には、酸化物と水不溶性導電性炭素材料とを含む複合体に、0.1〜5質量%の金属フッ化物が担持してなるものであるのが好ましい。
また、金属フッ化物は、上記複合体において、水不溶性導電性炭素材料が存在することなく酸化物表面が露出した部位に有効に担持させる観点から、上記複合体に、複合体100質量部に対して0.1〜40質量部の金属フッ化物の前駆体を添加して湿式混合されて複合体に担持されてなるのが好ましい。すなわち、本発明の二次電池用正極活物質は、酸化物と水不溶性導電性炭素材料とを含む複合体と、複合体100質量部に対して0.1〜40質量部の金属フッ化物の前駆体との湿式混合物の焼成物であるのが好ましい。具体的には、かかる金属フッ化物の前駆体は、その後焼成されて、金属フッ化物として担持され、本発明の二次電池用正極活物質に存在することとなる。
The positive electrode active material for a secondary battery of the present invention is efficiently supported on the oxide represented by (A), (B), or (C) while complementing each other with a water-insoluble conductive carbon material and a metal fluoride. In view of the above, it is preferable that 0.1 to 5% by mass of a metal fluoride is supported on the oxide after supporting the water-insoluble conductive carbon material. It is preferable that 0.1 to 5% by mass of a metal fluoride is supported on a composite containing a water-insoluble conductive carbon material.
In addition, the metal fluoride is added to the composite with respect to 100 parts by mass of the composite from the viewpoint of effectively supporting the composite in the part where the oxide surface is exposed without the presence of the water-insoluble conductive carbon material. It is preferable that 0.1 to 40 parts by mass of a metal fluoride precursor is added and wet mixed to be supported on the composite. That is, the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention comprises a composite containing an oxide and a water-insoluble conductive carbon material, and 0.1 to 40 parts by mass of a metal fluoride with respect to 100 parts by mass of the composite. A fired product of a wet mixture with a precursor is preferred. Specifically, the precursor of the metal fluoride is then fired and supported as a metal fluoride, and is present in the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention.

上記水不溶性導電性炭素材料は、具体的には、水熱反応により得られた酸化物と乾式混合された後、酸化物に担持してなるものであるのが好ましく、酸化物と予備混合された後、圧縮力及びせん断力を付加しながら混合されて、酸化物に担持されてなるものであるのがより好ましい。すなわち、上記酸化物と水不溶性導電性炭素材料とを含む複合体は、リチウム化合物又はナトリウム化合物、リン酸化合物又はケイ酸化合物、並びに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含むスラリー水の水熱反応物である酸化物と、水不溶性導電性炭素材料との乾式混合物であるのが好ましい。なお、水不溶性導電性炭素材料が焼成されることにより酸化物に担持されてなるものは、酸化物と水不溶性導電性炭素材料とを含む複合体として得られる。この焼成により、乾式混合等により低下した酸化物及び水不溶性導電性炭素材料双方の結晶性を回復させることができるため、得られる正極活物質における導電性を有効に高めることができる。   Specifically, the water-insoluble conductive carbon material is preferably one obtained by dry-mixing with an oxide obtained by a hydrothermal reaction and then supporting it on the oxide, pre-mixed with the oxide. After that, it is more preferable that they are mixed while applying a compressive force and a shearing force and supported on an oxide. That is, the composite containing the oxide and the water-insoluble conductive carbon material is a hydrothermal reaction product of slurry water containing a lithium compound or a sodium compound, a phosphate compound or a silicate compound, and at least an iron compound or a manganese compound. A dry mixture of an oxide and a water-insoluble conductive carbon material is preferred. In addition, what was carry | supported by the oxide by baking a water-insoluble conductive carbon material is obtained as a composite_body | complex containing an oxide and a water-insoluble conductive carbon material. This firing makes it possible to recover the crystallinity of both the oxide and the water-insoluble conductive carbon material that have been lowered by dry mixing or the like, so that the conductivity of the obtained positive electrode active material can be effectively increased.

また、この乾式混合の際、必要に応じて水溶性炭素材料を添加してもよい。このときに得られる複合体は、酸化物と水不溶性導電性炭素材料と共に水溶性炭素材料を含むこととなる。上記酸化物と水不溶性導電性炭素材料とを含む複合体に、炭化された炭素として担持してなることとなる水溶性炭素材料は、かかる複合体において、水不溶性導電性炭素材料が存在することなく酸化物表面が露出した部位に、さらに炭素を有効に担持させる観点から、上記複合体と湿式混合された後、焼成されることにより炭化された炭素として酸化物に担持してなるものであるのが好ましい。この水溶性炭素材料を炭化するための焼成により、乾式混合等により低下した酸化物及び水不溶性導電性炭素材料双方の結晶性をさらに有効に回復させることができるため、得られる正極活物質における導電性を有効に高めることができる。   In addition, a water-soluble carbon material may be added as necessary during the dry mixing. The composite obtained at this time contains a water-soluble carbon material together with an oxide and a water-insoluble conductive carbon material. The water-soluble carbon material to be supported as carbonized carbon on the composite containing the oxide and the water-insoluble conductive carbon material is such that the water-insoluble conductive carbon material exists in the composite. From the viewpoint of more effectively supporting carbon on the exposed oxide surface, the oxide is supported on the oxide as carbonized by being mixed with the above composite and wet-fired. Is preferred. By firing for carbonizing the water-soluble carbon material, the crystallinity of both the oxide and the water-insoluble conductive carbon material, which have been reduced by dry mixing, can be more effectively recovered. Sexually can be enhanced effectively.

必要に応じて、上記酸化物に含まれるか、又は乾式混合の際に添加する水溶性炭素材料とは、25℃の水100gに、水溶性炭素材料の炭素原子換算量で0.4g以上、好ましくは1.0g以上溶解する炭素材料を意味し、例えば、糖類、ポリオール、ポリエーテル、及び有機酸から選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。より具体的には、例えば、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース等の単糖類;マルトース、スクロース、セロビオース等の二糖類;デンプン、デキストリン等の多糖類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ブタンジオール、プロパンジオール、ポリビニルアルコール、グリセリン等のポリオールやポリエーテル;クエン酸、酒石酸、アスコルビン酸等の有機酸が挙げられる。なかでも、溶媒への溶解性及び分散性を高めて炭素材料として効果的に機能させる観点から、グルコース、フルクトース、スクロース、デキストリンが好ましく、グルコースがより好ましい。   If necessary, the water-soluble carbon material contained in the oxide or added during dry mixing is 100 g of water at 25 ° C., 0.4 g or more in terms of carbon atoms of the water-soluble carbon material, Preferably, it means a carbon material that dissolves 1.0 g or more, and examples thereof include one or more selected from saccharides, polyols, polyethers, and organic acids. More specifically, for example, monosaccharides such as glucose, fructose, galactose and mannose; disaccharides such as maltose, sucrose and cellobiose; polysaccharides such as starch and dextrin; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol and butane Examples include polyols and polyethers such as diol, propanediol, polyvinyl alcohol, and glycerin; and organic acids such as citric acid, tartaric acid, and ascorbic acid. Among these, glucose, fructose, sucrose, and dextrin are preferable, and glucose is more preferable from the viewpoint of improving the solubility and dispersibility in a solvent and effectively functioning as a carbon material.

本発明の二次電池用正極活物質は、より具体的には、リチウム化合物又はナトリウム化合物、リン酸化合物又はケイ酸化合物、並びに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を含有するスラリー水を水熱反応に付して酸化物Xを得る工程(I)、
得られた酸化物Xに水不溶性導電性炭素材料を添加して乾式混合し、複合体Xを得る工程(II)、並びに
得られた複合体Xに、複合体100質量部に対して0.1〜40質量部の金属フッ化物の前駆体を添加して湿式混合し、焼成する工程(III)
を備える製造方法により得られるものであるのが好ましい。
More specifically, the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention is a slurry water containing a lithium compound or a sodium compound, a phosphoric acid compound or a silicic acid compound, and a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound. A step (I) of obtaining an oxide X by subjecting to a thermal reaction;
A step (II) of obtaining a composite X by adding a water-insoluble conductive carbon material to the obtained oxide X and dry-mixing, and the obtained composite X in an amount of 0. Step (III) of adding 1 to 40 parts by mass of a metal fluoride precursor, wet mixing and firing
It is preferable that it is obtained by a manufacturing method provided with.

工程(I)は、リチウム化合物又はナトリウム化合物、リン酸化合物又はケイ酸化合物、並びに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を含有するスラリー水を水熱反応に付して酸化物Xを得る工程である。
用い得るリチウム化合物又はナトリウム化合物としては、水酸化物(例えばLiOH・H2O、NaOH)、炭酸化物、硫酸化物、酢酸化物が挙げられる。なかでも、水酸化物が好ましい。
スラリー水におけるリチウム化合物又はケイ酸化合物の含有量は、水100質量部に対し、好ましくは5〜50質量部であり、より好ましくは7〜45質量部である。より具体的には、工程(I)においてリン酸化合物を用いた場合、スラリー水におけるリチウム化合物又はナトリウム化合物の含有量は、水100質量部に対し、好ましくは5〜50質量部であり、より好ましくは10〜45質量部である。また、ケイ酸化合物を用いた場合、スラリー水におけるケイ酸化合物の含有量は、水100質量部に対し、好ましくは5〜40質量部であり、より好ましくは7〜35質量部である。
Step (I) is a step of obtaining an oxide X by subjecting a slurry water containing a lithium compound or sodium compound, a phosphoric acid compound or a silicic acid compound, and a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound to a hydrothermal reaction. It is.
Examples of the lithium compound or sodium compound that can be used include hydroxides (for example, LiOH.H 2 O, NaOH), carbonates, sulfates, and acetates. Of these, hydroxide is preferable.
The content of the lithium compound or silicate compound in the slurry water is preferably 5 to 50 parts by mass and more preferably 7 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water. More specifically, when a phosphoric acid compound is used in step (I), the content of the lithium compound or sodium compound in the slurry water is preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water, and more Preferably it is 10-45 mass parts. Moreover, when using a silicate compound, content of the silicate compound in slurry water becomes like this. Preferably it is 5-40 mass parts with respect to 100 mass parts of water, More preferably, it is 7-35 mass parts.

工程(I)は、スラリー水に含有される各成分の分散性を高めつつ、得られる正極活物質の粒子を微細化し、電池物性の向上を図る観点から、リチウム化合物又はナトリウム化合物を含む混合物A1に、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合して混合物A2を得る工程(Ia)、並びに得られた混合物A2に、少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を添加し、混合して得られるスラリー水Xを水熱反応に付して酸化物Xを得る工程(Ib)を備えるのが好ましい。 Step (I) is a mixture A containing a lithium compound or a sodium compound from the viewpoint of improving the dispersibility of each component contained in the slurry water and making the obtained positive electrode active material particles finer to improve battery physical properties. 1, to obtain a mixture a 2 was mixed phosphoric acid compound or a silicic acid compound (Ia), to the mixture a 2 obtained as well, by adding a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound, and mixed It is preferable to include a step (Ib) of obtaining the oxide X by subjecting the obtained slurry water X to a hydrothermal reaction.

工程(I)又は(Ia)において、混合物A1にリン酸化合物又はケイ酸化合物を混合する前に、予め混合物A1を撹拌しておくのが好ましい。かかる混合物A1の撹拌時間は、好ましくは1〜15分であり、より好ましくは3〜10分である。また、混合物A1の温度は、好ましくは20〜90℃であり、より好ましくは20〜70℃である。 In step (I) or (Ia), prior to mixing the mixture A phosphoric acid compound to one or silicic acid compound, preferably it is allowed to stir in advance mixture A 1. The stirring time of the mixture A 1 is preferably 1 to 15 minutes, more preferably 3 to 10 minutes. The temperature of the mixture A 1 is preferably 20 to 90 ° C., more preferably from 20 to 70 ° C..

工程(I)又は(Ia)で用いるリン酸化合物としては、オルトリン酸(H3PO4、リン酸)、メタリン酸、ピロリン酸、三リン酸、四リン酸、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム等が挙げられる。なかでもリン酸を用いるのが好ましく、70〜90質量%濃度の水溶液として用いるのが好ましい。かかる工程(I)又は(Ia)では、混合物A1にリン酸を混合するにあたり、混合物A1を撹拌しながらリン酸を滴下するのが好ましい。混合物A1にリン酸を滴下して少量ずつ加えることで、混合物A1中において良好に反応が進行して、上記(A)〜(C)で表される酸化物Xの前駆体がスラリー中で均一に分散しつつ生成され、かかる酸化物Xの前駆体が不要に凝集するのをも効果的に抑制することができる。 Examples of the phosphoric acid compound used in the step (I) or (Ia) include orthophosphoric acid (H 3 PO 4 , phosphoric acid), metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid, ammonium phosphate, and ammonium hydrogen phosphate. Etc. Of these, phosphoric acid is preferably used, and is preferably used as an aqueous solution having a concentration of 70 to 90% by mass. In this step (I) or (Ia), Upon mixing phosphoric acid to the mixture A 1, preferably dropwise addition of phosphoric acid while stirring the mixture A 1. By portionwise addition to the mixture A 1 was added dropwise to phosphoric acid, the mixture reacted well in A in 1 progresses, the (A) ~ oxide X of the precursor slurry which is represented by (C) It is also possible to effectively prevent the oxide X precursors from being aggregated unnecessarily while being uniformly dispersed.

リン酸の上記混合物A1への滴下速度は、好ましくは15〜50mL/分であり、より好ましくは20〜45mL/分であり、さらに好ましくは28〜40mL/分である。また、リン酸を滴下しながらの混合物A1の撹拌時間は、好ましくは0.5〜24時間であり、より好ましくは3〜12時間である。さらに、リン酸を滴下しながらの混合物A1の撹拌速度は、好ましくは200〜700rpmであり、より好ましくは250〜600rpmであり、さらに好ましくは300〜500rpmである。
なお、混合物A1を撹拌する際、さらに混合物A1の沸点温度以下に冷却するのが好ましい。具体的には、80℃以下に冷却するのが好ましく、20〜60℃に冷却するのがより好ましい。
The dropping rate of phosphoric acid into the mixture A 1 is preferably 15 to 50 mL / min, more preferably 20 to 45 mL / min, and further preferably 28 to 40 mL / min. Moreover, the stirring time of the mixture A 1 while dropping phosphoric acid is preferably 0.5 to 24 hours, and more preferably 3 to 12 hours. Furthermore, the stirring speed of the mixture A 1 while dropping phosphoric acid is preferably 200 to 700 rpm, more preferably 250 to 600 rpm, and further preferably 300 to 500 rpm.
Note that when the mixture is stirred for A 1, preferred to further cool the mixture A in the following 1 the boiling point temperature. Specifically, cooling to 80 ° C. or lower is preferable, and cooling to 20 to 60 ° C. is more preferable.

工程(I)又は(Ia)で用いるケイ酸化合物としては、反応性のあるシリカ化合物であれば特に限定されず、非晶質シリカ、Na4SiO4(例えばNa4SiO4・H2O)等が挙げられる。 The silicic acid compound used in the step (I) or (Ia) is not particularly limited as long as it is a reactive silica compound. Amorphous silica, Na 4 SiO 4 (for example, Na 4 SiO 4 .H 2 O) Etc.

リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物A2は、リン酸又はケイ酸1モルに対し、リチウム又はナトリウムを2.0〜4.0モル含有するのが好ましく、2.0〜3.1モル含有するのがより好ましく、このような量となるよう、上記リチウム化合物又はナトリウム化合物と、リン酸化合物又はケイ酸化合物を用いればよい。より具体的には、工程(I)又は(Ia)においてリン酸化合物を用いた場合、リン酸化合物を混合した後の混合物A2は、リン酸1モルに対し、リチウム又はナトリウムを2.7〜3.3モル含有するのが好ましく、2.8〜3.1モル含有するのがより好ましく、工程(I)又は(Ia)においてケイ酸化合物を用いた場合、ケイ酸化合物を混合した後の混合物A2は、ケイ酸1モルに対し、リチウムを2.0〜4.0モル含有するのが好ましく、2.0〜3.0含有するのがより好ましい。
このような量となるよう、上記リチウム化合物又はナトリウム化合物と、リン酸化合物又はケイ酸化合物を用いればよい。
The mixture A 2 after mixing the phosphoric acid compound or the silicic acid compound preferably contains 2.0 to 4.0 mol of lithium or sodium with respect to 1 mol of phosphoric acid or silicic acid, and 2.0 to 3 It is more preferable to contain 1 mol, and the lithium compound or sodium compound and the phosphoric acid compound or silicic acid compound may be used so as to obtain such an amount. More specifically, when a phosphoric acid compound is used in the step (I) or (Ia), the mixture A 2 after mixing the phosphoric acid compound has 2.7 lithium or sodium per mol of phosphoric acid. ~ 3.3 mol is preferably contained, more preferably 2.8 to 3.1 mol, and when the silicate compound is used in step (I) or (Ia), the silicate compound is mixed. The mixture A 2 preferably contains 2.0 to 4.0 moles of lithium, more preferably 2.0 to 3.0 moles per mole of silicic acid.
What is necessary is just to use the said lithium compound or sodium compound, and a phosphoric acid compound or a silicic acid compound so that it may become such quantity.

リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物A2に対して窒素をパージすることにより、かかる混合物A2中での反応を完了させて、上記(A)〜(C)で表される酸化物の前駆体を混合物A2中に生成させる。窒素がパージされると、混合物A2中の溶存酸素濃度が低減された状態で反応を進行させることができ、また得られる酸化物の前駆体を含有する混合物A2中の溶存酸素濃度も効果的に低減されるため、次の工程で添加する鉄化合物やマンガン化合物等の酸化を抑制することができる。かかる混合物A2中において、上記(A)〜(C)で表される酸化物Xの前駆体は、微細な分散粒子として存在する。かかる酸化物Xの前駆体は、例えば上記式(A)で表される酸化物の場合、リン酸三リチウム(Li3PO4)として得られる。 The reaction in the mixture A 2 is completed by purging the mixture A 2 after mixing the phosphoric acid compound or the silicate compound, and is represented by the above (A) to (C). to produce a precursor of the oxides in the mixture a 2. When nitrogen is purged, the reaction can proceed in a state where the dissolved oxygen concentration in the mixture A 2 is reduced, and the dissolved oxygen concentration in the mixture A 2 containing the resulting oxide precursor is also effective. Therefore, oxidation of the iron compound or manganese compound added in the next step can be suppressed. In such mixtures A 2, a precursor of the oxide X represented by the above (A) ~ (C) is present as fine dispersed particles. For example, in the case of the oxide represented by the above formula (A), the precursor of the oxide X is obtained as trilithium phosphate (Li 3 PO 4 ).

窒素をパージする際における圧力は、好ましくは0.1〜0.2MPaであり、より好ましくは0.1〜0.15MPaである。また、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物A2の温度は、好ましくは20〜80℃であり、より好ましくは20〜60℃である。例えば上記式(A)で表される酸化物の場合、反応時間は、好ましくは5〜60分であり、より好ましくは15〜45分である。
また、窒素をパージする際、反応を良好に進行させる観点から、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物A2を撹拌するのが好ましい。このときの撹拌速度は、好ましくは200〜700rpmであり、より好ましくは250〜600rpmである。
The pressure for purging nitrogen is preferably 0.1 to 0.2 MPa, more preferably 0.1 to 0.15 MPa. The temperature of the mixture A 2 after mixing the phosphoric acid compound or a silicic acid compound is preferably 20 to 80 ° C., more preferably from 20 to 60 ° C.. For example, in the case of the oxide represented by the above formula (A), the reaction time is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 15 to 45 minutes.
Further, when the purging nitrogen from the viewpoint of advancing satisfactorily reaction, it is preferred to stir the mixture A 2 after mixing the phosphoric acid compound or a silicic acid compound. The stirring speed at this time is preferably 200 to 700 rpm, more preferably 250 to 600 rpm.

また、より効果的に酸化物Xの前駆体の分散粒子表面における酸化を抑制し、分散粒子の微細化を図る観点から、リン酸化合物又はケイ酸化合物を混合した後の混合物A2中における溶存酸素濃度を0.5mg/L以下とするのが好ましく、0.2mg/L以下とするのがより好ましい。 Further, from the viewpoint of more effectively suppressing the oxidation of the precursor of the oxide X on the surface of the dispersed particles and reducing the size of the dispersed particles, the dissolved in the mixture A 2 after mixing the phosphoric acid compound or the silicic acid compound. The oxygen concentration is preferably 0.5 mg / L or less, more preferably 0.2 mg / L or less.

工程(I)又は(Ib)では、得られた酸化物Xの前駆体と、少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を含有するスラリー水を水熱反応に付して、酸化物Xを得る。得られた酸化物Xの前駆体を混合物のまま用い、これに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を添加して、また必要に応じて水溶性炭素材料を添加して、スラリー水Xとするのが好ましい。これにより、工程を簡略化させつつ、上記(A)〜(C)で表される酸化物Xを得ることができるとともに、極めて微細な粒子とすることが可能となり、非常に有用な二次電池用正極活物質を得ることができる。   In the step (I) or (Ib), the precursor of the obtained oxide X and slurry water containing a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound are subjected to a hydrothermal reaction to obtain the oxide X. . Using the obtained precursor of the oxide X as a mixture, a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound is added thereto, and a water-soluble carbon material is added if necessary, and the slurry water X and It is preferable to do this. Thereby, while simplifying the process, the oxide X represented by the above (A) to (C) can be obtained, and it is possible to obtain extremely fine particles, which is a very useful secondary battery. A positive electrode active material can be obtained.

用い得る鉄化合物としては、酢酸鉄、硝酸鉄、硫酸鉄等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。なかでも、電池特性を高める観点から、硫酸鉄が好ましい。   Examples of iron compounds that can be used include iron acetate, iron nitrate, and iron sulfate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, iron sulfate is preferable from the viewpoint of improving battery characteristics.

用い得るマンガン化合物としては、酢酸マンガン、硝酸マンガン、硫酸マンガン等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。なかでも、電池特性を高める観点から、硫酸マンガンが好ましい。   Examples of manganese compounds that can be used include manganese acetate, manganese nitrate, and manganese sulfate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, manganese sulfate is preferable from the viewpoint of improving battery characteristics.

金属塩として、鉄化合物とマンガン化合物の双方を用いる場合、これらマンガン化合物及び鉄化合物の使用モル比(マンガン化合物:鉄化合物)は、好ましくは99:1〜1:99であり、より好ましくは90:10〜10:90である。また、これら鉄化合物及びマンガン化合物の合計添加量は、スラリー水X中に含有されるLi3PO41モルに対し、好ましくは0.99〜1.01モルであり、より好ましくは0.995〜1.005モルである。 When both an iron compound and a manganese compound are used as the metal salt, the use molar ratio of these manganese compound and iron compound (manganese compound: iron compound) is preferably 99: 1 to 1:99, more preferably 90. : 10 to 10:90. The total amount of these iron compounds and manganese compounds is preferably 0.99 to 1.01 mol, more preferably 0.995, relative to 1 mol of Li 3 PO 4 contained in the slurry water X. ~ 1.005 mol.

さらに、必要に応じて、金属塩として、鉄化合物及びマンガン化合物以外の金属(M、N又はQ)塩を用いてもよい。金属(M、N又はQ)塩におけるM、N及びQは、上記式(A)〜(C)中のM、N及びQと同義であり、かかる金属塩として、硫酸塩、ハロゲン化合物、有機酸塩、及びこれらの水和物等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上用いてもよい。なかでも、電池物性を高める観点から、硫酸塩を用いるのがより好ましい。
これら金属(M、N又はQ)塩を用いる場合、鉄化合物、マンガン化合物、及び金属(M、N又はQ)塩の合計添加量は、上記工程(I)において得られた混合物中のリン酸又はケイ酸1モルに対し、好ましくは0.99〜1.01モルであり、より好ましくは0.995〜1.005モルである。
Furthermore, you may use metal (M, N, or Q) salts other than an iron compound and a manganese compound as a metal salt as needed. M, N, and Q in the metal (M, N, or Q) salt have the same meanings as M, N, and Q in the above formulas (A) to (C), and as the metal salt, sulfate, halogen compound, organic Acid salts and hydrates thereof can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, it is more preferable to use a sulfate from the viewpoint of improving battery physical properties.
When these metal (M, N, or Q) salts are used, the total amount of iron compound, manganese compound, and metal (M, N, or Q) salt added is phosphoric acid in the mixture obtained in the above step (I). Or it is preferably 0.99 to 1.01 mole, and more preferably 0.995 to 1.005 mole relative to 1 mole of silicic acid.

水熱反応に付する際に用いる水の使用量は、用いる金属塩の溶解性、撹拌の容易性、及び合成の効率等の観点から、スラリー水X中に含有されるリン酸又はケイ酸イオン1モルに対し、好ましくは10〜50モルであり、より好ましくは12.5〜45モルである。より具体的には、スラリー水X中に含有されるイオンがリン酸イオンの場合、水熱反応に付する際に用いる水の使用量は、好ましくは10〜30モルであり、より好ましくは12.5〜25モルである。また、スラリー水X中に含有されるイオンがケイ酸イオンの場合、水熱反応に付する際に用いる水の使用量は、好ましくは10〜50モルであり、より好ましくは12.5〜45モルである。   The amount of water used for the hydrothermal reaction is phosphoric acid or silicate ions contained in the slurry water X from the viewpoint of the solubility of the metal salt used, the ease of stirring, the efficiency of synthesis, etc. Preferably it is 10-50 mol with respect to 1 mol, More preferably, it is 12.5-45 mol. More specifically, when the ions contained in the slurry water X are phosphate ions, the amount of water used for the hydrothermal reaction is preferably 10 to 30 mol, more preferably 12 .5 to 25 moles. Moreover, when the ion contained in the slurry water X is a silicate ion, the usage-amount of the water used when attaching | subjecting to a hydrothermal reaction becomes like this. Preferably it is 10-50 mol, More preferably, it is 12.5-45. Is a mole.

工程(I)又は(Ib)において、鉄化合物、マンガン化合物及び金属(M、N又はQ)塩の添加順序は特に制限されない。また、これらの金属塩を添加するとともに、必要に応じて酸化防止剤を添加してもよい。かかる酸化防止剤としては、亜硫酸ナトリウム(Na2SO3)、ハイドロサルファイトナトリウム(Na224)、アンモニア水等を使用することができる。酸化防止剤の添加量は、過剰に添加されることで、上記式(A)〜(C)で表される酸化物Xの生成が抑制されるのを防止する観点から、鉄化合物、マンガン化合物及び必要に応じて用いる金属(M、N又はQ)塩の合計1モルに対し、好ましくは0.01〜1モルであり、より好ましくは0.03〜0.5モルである。 In the step (I) or (Ib), the order of adding the iron compound, manganese compound and metal (M, N or Q) salt is not particularly limited. Moreover, while adding these metal salts, you may add antioxidant as needed. As such an antioxidant, sodium sulfite (Na 2 SO 3 ), hydrosulfite sodium (Na 2 S 2 O 4 ), aqueous ammonia and the like can be used. From the viewpoint of preventing the generation of oxide X represented by the above formulas (A) to (C) from being suppressed by adding an excessive amount of the antioxidant, an iron compound and a manganese compound. And it is preferably 0.01 to 1 mol, more preferably 0.03 to 0.5 mol, relative to a total of 1 mol of the metal (M, N or Q) salt used as necessary.

鉄化合物、マンガン化合物及び必要に応じて用いる金属(M、N又はQ)塩や酸化防止剤を添加することにより得られるスラリー水X中における酸化物Xの前駆体の含有量は、好ましくは10〜50質量%であり、より好ましくは15〜45質量%であり、さらに好ましくは20〜40質量%である。   The content of the precursor of the oxide X in the slurry water X obtained by adding an iron compound, a manganese compound, and a metal (M, N or Q) salt or an antioxidant used as necessary is preferably 10. It is -50 mass%, More preferably, it is 15-45 mass%, More preferably, it is 20-40 mass%.

工程(I)又は(Ib)における水熱反応は、100℃以上であればよく、130〜180℃が好ましい。水熱反応は耐圧容器中で行うのが好ましく、130〜180℃で反応を行う場合、この時の圧力は0.3〜0.9MPaであるのが好ましく、140〜160℃で反応を行う場合の圧力は0.3〜0.6MPaであるのが好ましい。水熱反応時間は0.1〜48時間が好ましく、さらに0.2〜24時間が好ましい。
得られた酸化物Xは、上記式(A)〜(C)で表される酸化物であり、ろ過後、水で洗浄し、乾燥することによりこれを単離できる。なお、乾燥手段は、凍結乾燥、真空乾燥が用いられる。
The hydrothermal reaction in process (I) or (Ib) should just be 100 degreeC or more, and 130-180 degreeC is preferable. The hydrothermal reaction is preferably carried out in a pressure vessel, and when the reaction is carried out at 130 to 180 ° C, the pressure at this time is preferably 0.3 to 0.9 MPa, and the reaction is carried out at 140 to 160 ° C. The pressure is preferably 0.3 to 0.6 MPa. The hydrothermal reaction time is preferably 0.1 to 48 hours, more preferably 0.2 to 24 hours.
The obtained oxide X is an oxide represented by the above formulas (A) to (C), which can be isolated by filtration, washing with water, and drying. As the drying means, freeze drying or vacuum drying is used.

得られる酸化物XのBET比表面積は、水不溶性導電性炭素材料及び金属フッ化物を効率よく担持して吸着水分量を効果的に低減する観点から、好ましくは5〜40m/gであり、より好ましくは5〜20m/gである。酸化物XのBET比表面積が5m/g未満であると、二次電池用正極活物質の一次粒子が大きくなりすぎ、電池特性が低下してしまうおそれがある。また、BET比表面積が40m/gを超えると、二次電池用正極活物質の吸着水分量が増大して電池特性に影響を与えるおそれがある。 The BET specific surface area of the obtained oxide X is preferably 5 to 40 m 2 / g from the viewpoint of efficiently supporting the water-insoluble conductive carbon material and the metal fluoride and effectively reducing the amount of adsorbed moisture. More preferably, it is 5-20 m < 2 > / g. When the BET specific surface area of the oxide X is less than 5 m 2 / g, the primary particles of the positive electrode active material for the secondary battery become too large, and the battery characteristics may be deteriorated. On the other hand, if the BET specific surface area exceeds 40 m 2 / g, the amount of adsorbed moisture of the positive electrode active material for secondary batteries may increase and affect battery characteristics.

工程(II)は、工程(I)で得られた酸化物Xに水不溶性導電性炭素材料を添加して乾式混合し、複合体Xを得る工程である。水不溶性導電性炭素材料を2種以上用いる場合、又は必要に応じてさらに水溶性炭素材料を添加する場合、これらの添加順序は特に制限されない。水不溶性導電性炭素材料の添加量は、本発明の二次電池用正極活物質中における水不溶性導電性炭素材料の炭素原子換算量になるようにすればよく、例えば酸化物X100質量部に対し、好ましくは0.3〜6.5質量部であり、より好ましくは0.5〜5.5質量部であり、さらに好ましくは0.6〜5質量部である。また、ここで必要に応じて水溶性炭素材料を添加して、乾式混合してもよい。   Step (II) is a step of obtaining a composite X by adding a water-insoluble conductive carbon material to the oxide X obtained in the step (I) and dry-mixing the oxide X. When two or more types of water-insoluble conductive carbon materials are used, or when a water-soluble carbon material is further added as necessary, the order of addition is not particularly limited. The addition amount of the water-insoluble conductive carbon material may be set to the carbon atom equivalent amount of the water-insoluble conductive carbon material in the positive electrode active material for the secondary battery of the present invention. For example, with respect to 100 parts by mass of the oxide X , Preferably it is 0.3-6.5 mass part, More preferably, it is 0.5-5.5 mass part, More preferably, it is 0.6-5 mass part. Further, here, if necessary, a water-soluble carbon material may be added and dry-mixed.

工程(II)における乾式混合としては、通常のボールミルによる混合であるのが好ましく、自公転可能な遊星ボールミルによる混合して複合体X(ここでは複合体X1という)を得るのがより好ましい。さらに、上記式(A)〜(C)で表される酸化物Xの表面上で水不溶性導電性炭素材料、及び必要に応じて併用する水溶性炭素材料を緻密かつ均一に分散させ、これを有効に担持させる観点から、圧縮力及びせん断力を付加しながら混合して複合体X2とするのがさらに好ましい。圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する処理は、インペラを備える密閉容器で行うのが好ましい。かかるインペラの周速度は、得られる正極活物質のタップ密度を高め、またBET比表面積を減じて吸着水分量を有効に低減する観点から、好ましくは25〜40m/sであり、より好ましくは27〜40m/sである。また、混合時間は、好ましくは5〜90分であり、より好ましくは10〜80分である。
なお、インペラの周速度とは、回転式攪拌翼(インペラ)の最外端部の速度を意味し、下記式(1)により表すことができ、また圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する処理を行う時間は、インペラの周速度が遅いほど長くなるように、インペラの周速度によっても変動し得る。
インペラの周速度(m/s)=
インペラの半径(m)×2×π×回転数(rpm)÷60・・・(1)
The dry mixing in the step (II) is preferably mixing with a normal ball mill, and more preferably mixed with a planetary ball mill capable of revolving to obtain the complex X (herein referred to as complex X 1 ). Further, a water-insoluble conductive carbon material and a water-soluble carbon material used in combination as necessary are densely and uniformly dispersed on the surface of the oxide X represented by the above formulas (A) to (C), From the viewpoint of effective loading, it is more preferable that the composite X 2 is mixed by adding a compressive force and a shearing force. The process of mixing while applying a compressive force and a shearing force is preferably performed in a closed container equipped with an impeller. The peripheral speed of the impeller is preferably 25 to 40 m / s, more preferably 27 from the viewpoint of increasing the tap density of the obtained positive electrode active material and effectively reducing the amount of adsorbed moisture by reducing the BET specific surface area. ~ 40 m / s. The mixing time is preferably 5 to 90 minutes, more preferably 10 to 80 minutes.
The peripheral speed of the impeller means the speed of the outermost end of the rotary stirring blade (impeller), which can be expressed by the following formula (1), and is mixed while applying compressive force and shearing force. The processing time may vary depending on the peripheral speed of the impeller so that it becomes longer as the peripheral speed of the impeller is slower.
Impeller peripheral speed (m / s) =
Impeller radius (m) × 2 × π × rotational speed (rpm) ÷ 60 (1)

工程(II)において、上記圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する処理を行う際の処理時間及び/又はインペラの周速度は、容器に投入する複合体X1の量に応じて適宜調整する必要がある。そして、容器を稼動させることにより、インペラと容器内壁との間でこれら混合物に圧縮力及びせん断力が付加されつつ、これを混合する処理を行うことが可能となり、上記式(A)〜(C)で表される酸化物Xの表面上で水不溶性導電性炭素材料、及び必要に応じて併用する水溶性炭素材料を緻密かつ均一に分散させ、後述する金属フッ化物とも相まって吸着水分量を有効に低減できる二次電池用正極活物質を得ることができる。
例えば、上記混合する処理を、周速度25〜40m/sで回転するインペラを備える密閉容器内で6〜90分間行う場合、容器に投入する複合体X1の量は、有効容器(インペラを備える密閉容器のうち、複合体X1を収容可能な部位に相当する容器)1cm3当たり、好ましくは0.1〜0.7gであり、より好ましくは0.15〜0.4gである。
In the step (II), the processing time and / or the impeller peripheral speed when performing the mixing process while applying the compression force and the shearing force are appropriately adjusted according to the amount of the complex X 1 charged into the container. There is a need. And by operating a container, it becomes possible to perform the process which mixes this, adding compression force and shear force to these mixtures between an impeller and a container inner wall, and said Formula (A)-(C ) The water-insoluble conductive carbon material and the water-soluble carbon material used together as necessary are finely and uniformly dispersed on the surface of the oxide X represented by A positive electrode active material for a secondary battery that can be reduced to a low level can be obtained.
For example, when the mixing process is performed for 6 to 90 minutes in an airtight container equipped with an impeller rotating at a peripheral speed of 25 to 40 m / s, the amount of the complex X 1 charged into the container is an effective container (equipped with an impeller). Among sealed containers, a container corresponding to a part capable of accommodating the complex X 1 ) per cm 3 is preferably 0.1 to 0.7 g, more preferably 0.15 to 0.4 g.

このような圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する処理を容易に行うことができる密閉容器を備える装置としては、高速せん断ミル、ブレード型混練機等が挙げられ、具体的には、例えば、微粒子複合化装置 ノビルタ(ホソカワミクロン社製)を好適に用いることができる。
上記混合の処理条件としては、処理温度が、好ましくは5〜80℃、より好ましくは10〜50℃である。処理雰囲気としては、特に限定されないが、不活性ガス雰囲気下、又は還元ガス雰囲気下が好ましい。
Examples of the apparatus equipped with a closed container that can easily perform mixing while applying compressive force and shear force include a high-speed shear mill, a blade-type kneader, and the like. Fine particle composite apparatus Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) can be suitably used.
As the processing conditions for the mixing, the processing temperature is preferably 5 to 80 ° C, more preferably 10 to 50 ° C. The treatment atmosphere is not particularly limited, but is preferably an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere.

工程(III)では、工程(I)で得られた複合体X(又は工程(II)において複合体X2を得た場合は、複合体X2)に、複合体100質量部に対して0.1〜40質量部の金属フッ化物の前駆体を添加して湿式混合し、焼成する工程である。これにより、上記(A)〜(C)で表される酸化物Xの表面が露出するのを有効に抑制しつつ、かかる酸化物に水溶性炭素材料と金属フッ化物を、共に堅固に担持させることができる。 In step (III), (in the case to obtain a composite X 2 or in step (II), X 2 complex) process complex X obtained in (I), the relative complex 100 parts by 0 .1 to 40 parts by mass of a metal fluoride precursor, wet mixed and fired. Thereby, the water-soluble carbon material and the metal fluoride are both firmly supported on the oxide while effectively suppressing the exposure of the surface of the oxide X represented by (A) to (C). be able to.

金属フッ化物の前駆体の添加量は、水不溶性導電性炭素材料が存在しない酸化物Xの表面に金属フッ化物を0.1〜5質量%の量で有効に担持させる観点から、複合体X(又は複合体X2)100質量部に対し、合計で0.1〜40質量部であり、好ましくは0.2〜36質量部であり、より好ましくは0.3〜32質量部である。また、金属フッ化物を有効に担持させる観点から、金属フッ化物の前駆体とともに、水を添加するのが好ましい。水の添加量は、複合体X(又は複合体X2)100質量部に対し、好ましくは30〜300質量部であり、より好ましくは50〜250質量部であり、さらに好ましくは75〜200質量部である。 The amount of the metal fluoride precursor added is from the viewpoint of effectively loading the metal fluoride in an amount of 0.1 to 5% by mass on the surface of the oxide X where no water-insoluble conductive carbon material is present. (or complex X 2) with respect to 100 parts by mass of a 0.1 to 40 parts by weight in total, preferably 0.2 to 36 parts by weight, more preferably from 0.3 to 32 parts by weight. Further, from the viewpoint of effectively supporting the metal fluoride, it is preferable to add water together with the metal fluoride precursor. The amount of water added is preferably 30 to 300 parts by mass, more preferably 50 to 250 parts by mass, and even more preferably 75 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the complex X (or complex X 2 ). Part.

金属フッ化物の前駆体とは、のちに焼成されることにより、酸化物に担持させるための金属フッ化物を形成することのできる化合物であればよく、具体的には、金属フッ化物の前駆体として、金属フッ化物以外の化合物である、フッ素化合物及び金属化合物を併用するのが好ましい。かかる金属フッ化物以外の化合物であるフッ素化合物としては、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、次亜フッ素酸等が挙げられ、なかでもフッ化アンモニウムを用いるのが好ましい。かかる金属フッ化物以外の化合物である金属化合物としては、酢酸金属塩、硝酸金属塩、乳酸金属塩、シュウ酸金属塩、金属水酸化物、金属エトキシド、金属イソプロポキシド、金属ブトキシド等が挙げられ、なかでも金属水酸化物が好ましい。なお、金属化合物の金属とは、上記金属フッ化物の金属と同義である。   The metal fluoride precursor may be any compound that can be subsequently fired to form a metal fluoride to be supported on an oxide. Specifically, the metal fluoride precursor is a metal fluoride precursor. As above, it is preferable to use a fluorine compound and a metal compound which are compounds other than the metal fluoride in combination. Examples of the fluorine compound that is a compound other than the metal fluoride include hydrofluoric acid, ammonium fluoride, and hypofluoric acid. Among them, ammonium fluoride is preferably used. Examples of the metal compound which is a compound other than the metal fluoride include metal acetate, metal nitrate, metal lactate, metal oxalate, metal hydroxide, metal ethoxide, metal isopropoxide, metal butoxide and the like. Of these, metal hydroxides are preferred. In addition, the metal of a metal compound is synonymous with the metal of the said metal fluoride.

工程(III)における湿式混合手段としては、特に制限されず、常法により行うことができる。複合体X(又は複合体X2)に上記量で金属フッ化物の前駆体を添加した後、混合する際の温度は、好ましくは5〜80℃であり、より好ましくは10〜60℃である。得られる混合物は、焼成するまでの間に乾燥するのが好ましい。乾燥手段としては、噴霧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等が挙げられる。 The wet mixing means in step (III) is not particularly limited, and can be performed by a conventional method. After the metal fluoride precursor is added to the complex X (or complex X 2 ) in the above amount, the temperature at the time of mixing is preferably 5 to 80 ° C., more preferably 10 to 60 ° C. . The resulting mixture is preferably dried before firing. Examples of the drying means include spray drying, vacuum drying, freeze drying and the like.

工程(III)において、上記湿式混合により得られた混合物を焼成する。焼成は、還元雰囲気又は不活性雰囲気中で行うのが好ましい。焼成温度は、乾式混合等により低下した酸化物X及び水不溶性導電性炭素材料の結晶性を高めて導電性を向上させる観点から、好ましくは500〜800℃であり、より好ましくは600〜770℃であり、さらに好ましくは650〜750℃である。また、焼成時間は、好ましくは10分〜3時間、より好ましくは30分〜1.5時間とするのがよい。   In step (III), the mixture obtained by the wet mixing is fired. Firing is preferably performed in a reducing atmosphere or an inert atmosphere. The firing temperature is preferably 500 to 800 ° C., more preferably 600 to 770 ° C., from the viewpoint of improving the conductivity by increasing the crystallinity of the oxide X and the water-insoluble conductive carbon material that are lowered by dry mixing or the like. More preferably, it is 650-750 degreeC. The firing time is preferably 10 minutes to 3 hours, more preferably 30 minutes to 1.5 hours.

本発明の二次電池用正極活物質は、上記水不溶性導電性炭素材料と金属フッ化物が、共に上記酸化物に担持されて相乗的に作用し、二次電池用正極活物質における吸着水分量を有効に低減することができる。具体的には、本発明の二次電池用正極活物質の吸着水分量は、酸化物Xが上記式(A)又は(C)で表される二次電池用正極活物質では、二次電池用正極活物質中に、好ましくは1200ppm以下であり、より好ましくは1000ppm以下であり、酸化物Xが上記式(B)で表される二次電池用正極活物質では、好ましくは2500ppm以下であり、より好ましくは2000ppm以下である。なお、かかる吸着水分量は、温度20℃及び相対湿度50%にて平衡に達するまで水分を吸着させ、温度150℃まで昇温して20分間保持した後、さらに温度250℃まで昇温して20分間保持したときの、150℃から昇温を再開するときを始点、及び250℃での恒温状態を終えたときを終点とする、始点から終点までの間に揮発した水分量として測定される値であって、二次電池用正極活物質の吸着水分量と、上記始点から終点までの間に揮発した水分量とが、同量であるとみなし、かかる揮発する水分量の測定値を二次電池用正極活物質の吸着水分量とするものである。
このように、本発明の二次電池用正極活物質は、水分を吸着しにくいため、製造環境として強い乾燥条件を必要とすることなく吸着水分量を有効に低減することができ、得られるリチウムイオン二次電池及びナトリウムイオン二次電池の双方において、様々な使用環境下でも優れた電池特性を安定して発現することが可能となる。
なお、温度20℃及び相対湿度50%にて平衡に達するまで水分を吸着させ、温度150℃まで昇温して20分間保持した後、さらに温度250℃まで昇温して20分間保持したときの、150℃から昇温を再開するときを始点、及び250℃での恒温状態を終えたときを終点とする、始点から終点までの間に揮発した水分量は、例えばカールフィッシャー水分計を用いて測定することができる。
The positive electrode active material for a secondary battery according to the present invention is characterized in that the water-insoluble conductive carbon material and the metal fluoride are both supported on the oxide and act synergistically to adsorb moisture in the positive electrode active material for a secondary battery. Can be effectively reduced. Specifically, the amount of adsorbed moisture of the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention is the secondary battery in the case of the positive electrode active material for a secondary battery in which the oxide X is represented by the above formula (A) or (C). In the positive electrode active material for a battery, it is preferably 1200 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less, and in the positive electrode active material for a secondary battery in which the oxide X is represented by the above formula (B), preferably 2500 ppm or less. More preferably, it is 2000 ppm or less. The amount of adsorbed moisture is such that moisture is adsorbed until equilibrium is reached at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%, the temperature is raised to 150 ° C. and held for 20 minutes, and further raised to a temperature of 250 ° C. Measured as the amount of water volatilized from the start point to the end point, starting from when the temperature rise is resumed from 150 ° C. when held for 20 minutes and ending at the constant temperature state at 250 ° C. It is assumed that the amount of adsorbed moisture of the positive electrode active material for a secondary battery and the amount of moisture volatilized from the start point to the end point are the same, and the measured value of the volatilized moisture amount is This is the amount of moisture adsorbed on the positive electrode active material for the secondary battery.
Thus, since the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention hardly adsorbs moisture, the amount of adsorbed moisture can be effectively reduced without requiring strong drying conditions as a production environment, and the resulting lithium In both the ion secondary battery and the sodium ion secondary battery, it is possible to stably exhibit excellent battery characteristics even under various usage environments.
When water is adsorbed until equilibrium is reached at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%, the temperature is raised to 150 ° C. and held for 20 minutes, and further raised to a temperature of 250 ° C. and held for 20 minutes. The amount of water volatilized between the start point and the end point, starting from when the temperature rise is resumed from 150 ° C. and the end point when the constant temperature state at 250 ° C. is completed, is measured using a Karl Fischer moisture meter, for example. Can be measured.

また、本発明の二次電池用正極活物質のタップ密度は、吸着水分量を効果的に低減する観点から、好ましくは0.5〜1.6g/cm3であり、より好ましくは0.8〜1.6g/cm3である。 Moreover, the tap density of the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention is preferably 0.5 to 1.6 g / cm 3 , more preferably 0.8, from the viewpoint of effectively reducing the amount of adsorbed moisture. ˜1.6 g / cm 3 .

さらに、本発明の二次電池用正極活物質のBET比表面積は、吸着水分量を効果的に低減する観点から、好ましくは5〜21m2/gであり、より好ましくは7〜20m2/gである。 Furthermore, the BET specific surface area of the positive electrode active material for secondary batteries of the present invention is preferably 5 to 21 m 2 / g, more preferably 7 to 20 m 2 / g, from the viewpoint of effectively reducing the amount of adsorbed moisture. It is.

本発明の二次電池用正極活物質を含む二次電池用正極を適用できる二次電池としては、正極と負極と電解液とセパレータを必須構成とするものであれば特に限定されない。   The secondary battery to which the positive electrode for a secondary battery including the positive electrode active material for a secondary battery of the present invention can be applied is not particularly limited as long as it has a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator as essential components.

ここで、負極については、リチウムイオン又はナトリウムイオンを充電時には吸蔵し、かつ放電時には放出することができれば、その材料構成で特に限定されるものではなく、公知の材料構成のものを用いることができる。たとえば、リチウム金属、ナトリウム金属、グラファイト又は非晶質炭素等の炭素材料等である。そしてリチウムイオン又はナトリウムイオンを電気化学的に吸蔵・放出し得るインターカレート材料で形成された電極、特に炭素材料を用いることが好ましい。   Here, as for the negative electrode, as long as lithium ions or sodium ions can be occluded at the time of charging and can be released at the time of discharging, the material configuration is not particularly limited, and those having a known material configuration can be used. . For example, a carbon material such as lithium metal, sodium metal, graphite, or amorphous carbon. It is preferable to use an electrode formed of an intercalating material capable of electrochemically inserting and extracting lithium ions or sodium ions, particularly a carbon material.

電解液は、有機溶媒に支持塩を溶解させたものである。有機溶媒は、通常リチウムイオン二次電池やナトリウムイオン二次電池の電解液の用いられる有機溶媒であれば特に限定されるものではなく、例えば、カーボネート類、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、ケトン類、ニトリル類、ラクトン類、オキソラン化合物等を用いることができる。   The electrolytic solution is obtained by dissolving a supporting salt in an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent that is usually used for an electrolyte solution of a lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery. For example, carbonates, halogenated hydrocarbons, ethers, ketones Nitriles, lactones, oxolane compounds and the like can be used.

支持塩は、その種類が特に限定されるものではないが、リチウムイオン二次電池の場合、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsFから選ばれる無機塩、該無機塩の誘導体、LiSOCF、LiC(SOCF、LiN(SOCF、LiN(SO及びLiN(SOCF)(SO)から選ばれる有機塩、並びに該有機塩の誘導体の少なくとも1種であることが好ましい。また、ナトリウムイオン二次電池の場合、NaPF、NaBF、NaClO及びNaAsFから選ばれる無機塩、該無機塩の誘導体、NaSOCF、NaC(SOCF及びNaN(SOCF、NaN(SO及びNaN(SOCF)(SO)から選ばれる有機塩、並びに該有機塩の誘導体の少なくとも1種であることが好ましい。 The type of the supporting salt is not particularly limited, but in the case of a lithium ion secondary battery, an inorganic salt selected from LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , a derivative of the inorganic salt, LiSO 3 CF 3 , an organic material selected from LiC (SO 3 CF 3 ) 2 , LiN (SO 3 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ) It is preferably at least one of a salt and a derivative of the organic salt. In the case of a sodium ion secondary battery, an inorganic salt selected from NaPF 6 , NaBF 4 , NaClO 4 and NaAsF 6 , a derivative of the inorganic salt, NaSO 3 CF 3 , NaC (SO 3 CF 3 ) 2 and NaN (SO 3 CF 3 ) 2 , NaN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and NaN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), and at least one of derivatives of the organic salt It is preferable.

セパレータは、正極及び負極を電気的に絶縁し、電解液を保持する役割を果たすものである。たとえば、多孔性合成樹脂膜、特にポリオレフィン系高分子(ポリエチレン、ポリプロピレン)の多孔膜を用いればよい。   The separator plays a role of electrically insulating the positive electrode and the negative electrode and holding the electrolytic solution. For example, a porous synthetic resin film, particularly a polyolefin polymer (polyethylene, polypropylene) porous film may be used.

以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

[実施例1−1]
LiOH・H2O 4.9kg、及び超純水11.7Lを混合してスラリー水を得た。次いで、得られたスラリー水を25℃の温度に保持しながら速度400rpmにて30分間撹拌しつつ、70%のリン酸水溶液 5.09kgを35mL/minで滴下して、混合物A11を得た。かかる混合スラリー液のpHは10.0であり、リチウム1モルに対し、0.33モルのリン酸を含有していた。
[Example 1-1]
4.9 kg of LiOH.H 2 O and 11.7 L of ultrapure water were mixed to obtain slurry water. Then, with stirring for 30 minutes at speed 400rpm while maintaining the resulting slurry water temperature of 25 ° C., a 70% aqueous solution of phosphoric acid 5.09kg was added dropwise at 35 mL / min, to obtain a mixture A 11 . The pH of the mixed slurry was 10.0 and contained 0.33 mol of phosphoric acid with respect to 1 mol of lithium.

次に、得られた混合物A11に対し、速度400pmで30分間撹拌しながら窒素をパージして、混合物A11での反応を完了させた(溶存酸素濃度0.5mg/L)。続いて、混合物A11 21.7kgに対し、FeSO4・7H2O 1.63kg、MnSO4・H2O 5.60 kgを添加し、さらにNa2SO3 46.8gを添加して速度400rpmにて撹拌・混合して混合物A12を得た。このとき、添加したFeSO4・7H2OとMnSO4・H2Oのモル比(FeSO4・7H2O:MnSO4・H2O)は、20:80であった。
次いで、混合物A12を蒸気加熱式オートクレーブ内に設置した合成容器に投入した。投入後、隔膜分離装置により水(溶存酸素濃度0.5mg/L未満)を加熱して得た飽和蒸気を用いて、170℃で1時間攪拌しながら加熱した。オートクレーブ内の圧力は、0.8MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで結晶1質量部に対し、12質量部の水により洗浄した。洗浄した結晶を60℃、1Torrの条件で真空乾燥し、酸化物A12(粉末、式(A)で表される化学組成:LiFe0.2Mn0.8PO4、BET比表面積21m2/g、平均粒径60nm)を得た。
Next, the obtained mixture A 11 was purged with nitrogen while stirring at a speed of 400 pm for 30 minutes to complete the reaction with the mixture A 11 (dissolved oxygen concentration 0.5 mg / L). Subsequently, 1.63 kg of FeSO 4 .7H 2 O and 5.60 kg of MnSO 4 .H 2 O were added to 21.7 kg of the mixture A 11, and 46.8 g of Na 2 SO 3 was further added to the mixture at a speed of 400 rpm. stirring and mixing to at obtain a mixture a 12. In this case, the added FeSO 4 · 7H 2 O and MnSO 4 · H 2 O molar ratio of (FeSO 4 · 7H 2 O: MnSO 4 · H 2 O) is 20: was 80.
The mixture A 12 was placed in a synthesis vessel installed in a steam-heated autoclave. After the addition, the mixture was heated with stirring at 170 ° C. for 1 hour using saturated steam obtained by heating water (dissolved oxygen concentration less than 0.5 mg / L) with a membrane separator. The pressure in the autoclave was 0.8 MPa. The produced crystal was filtered, and then washed with 12 parts by mass of water with respect to 1 part by mass of the crystal. The washed crystals were vacuum-dried at 60 ° C. and 1 Torr, and oxide A 12 (powder, chemical composition represented by the formula (A): LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , BET specific surface area 21 m 2 / g, average grain 60 nm in diameter) was obtained.

得られた酸化物A12 100gを分取し、これにグルコース1.6g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中における炭素原子換算量で0.6質量%に相当)及びケッチェンブラック1.0g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中における炭素原子換算量で1.0質量%に相当)をボールミルにより乾式で混合した後、還元雰囲気下で700℃で1時間焼成した。得られた複合体X11に対し、ノビルタ(ホソカワミクロン社製、NOB130)を用いて40m/s(6000rpm)で5分間、混合処理を行って複合体Y11(粉末)を得た。 100 g of the obtained oxide A 12 was fractionated, and 1.6 g of glucose (corresponding to 0.6% by mass in terms of carbon atom in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery) and Ketjen Black After 0 g (corresponding to 1.0 mass% in terms of carbon atom in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery) was dry-mixed by a ball mill, it was fired at 700 ° C. for 1 hour in a reducing atmosphere. The composite X 11 obtained was mixed with Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, NOB130) at 40 m / s (6000 rpm) for 5 minutes to obtain a composite Y 11 (powder).

得られた複合体Y11を40.00g分取し、これにフッ化アンモニウム 0.29g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiF換算量で0.5質量%に相当)及び水 25mLを添加し、混合してスラリーA11を調製した。一方、LiOH・H2O 0.33g及び水25mLを混合して溶液B11を調製した。次いで、溶液B11をスラリーA11に添加して、3時間の混合を行った後、80℃で12時間乾燥を行い、還元雰囲気下で700℃で11時間焼成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO、炭素の量=1.6質量%、LiFの量=0.5質量%)を得た。 40.00 g of the obtained composite Y 11 was taken, and 0.29 g of ammonium fluoride (corresponding to 0.5% by mass in terms of LiF in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery) and 25 mL of water It was added and the slurry a 11 was prepared by mixing. On the other hand, 0.33 g of LiOH.H 2 O and 25 mL of water were mixed to prepare a solution B 11 . Next, the solution B 11 was added to the slurry A 11 and mixed for 3 hours, followed by drying at 80 ° C. for 12 hours and baking at 700 ° C. for 11 hours in a reducing atmosphere to obtain a lithium ion secondary battery. A positive electrode active material (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 1.6 mass%, amount of LiF = 0.5 mass%) was obtained.

[実施例1−2]
複合体Y11に添加するフッ化アンモニウムを0.59g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiF換算量で1.0質量%に相当)、及び溶液B12を調整するためのLiOH・H2Oを0.66gとした以外、実施例1−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO、炭素の量=1.6質量%、LiFの量=1.0質量%)を得た。
[Example 1-2]
0.59 g of ammonium fluoride to be added to the composite Y 11 (corresponding to 1.0% by mass in terms of LiF in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery), and LiOH • for adjusting the solution B 12 A positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 1.6% by mass, LiF) in the same manner as in Example 1-1 except that H 2 O was changed to 0.66 g. Amount = 1.0% by mass).

[実施例1−3]
複合体Y11に添加するフッ化アンモニウムを1.47g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiF換算量で2.5質量%に相当)、及び溶液B13を調整するためのLiOH・H2Oを1.65gとした以外、実施例1−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO、炭素の量=1.6質量%、LiFの量=2.5質量%)を得た。
[Example 1-3]
1.47 g of ammonium fluoride to be added to the composite Y 11 (corresponding to 2.5% by mass in terms of LiF in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery), and LiOH • for adjusting the solution B 13 A positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , the amount of carbon = 1.6% by mass, LiF) in the same manner as in Example 1-1, except that H 2 O was changed to 1.65 g. Amount = 2.5% by mass).

[実施例1−4]
複合体Y11に添加するフッ化アンモニウムを0.59g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中におけるMgF換算量で0.5質量%に相当)、及び溶液B14を調整するためのLiOH・H2Oの代わりに、酢酸マグネシウム四水和物 0.69gを用いた以外、実施例1−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO、炭素の量=1.6質量%、MgFの量=0.5質量%)を得た。
[Example 1-4]
0.59 g of ammonium fluoride to be added to the composite Y 11 (corresponding to 0.5 mass% in terms of MgF 2 in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery), and LiOH for adjusting the solution B 14 A positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , carbon, in the same manner as in Example 1-1, except that 0.69 g of magnesium acetate tetrahydrate was used instead of H 2 O. Amount = 1.6% by mass, and MgF 2 amount = 0.5% by mass).

[実施例1−5]
複合体Y11に添加するフッ化アンモニウムを1.18g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中におけるMgF換算量で1.0質量%に相当)、及び溶液B15を調整するためのLiOH・H2Oの代わりに、酢酸マグネシウム四水和物 1.39gを用いた以外、実施例1−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO、炭素の量=1.6質量%、MgFの量=1.0質量%)を得た。
[Example 1-5]
1.18 g of ammonium fluoride to be added to the composite Y 11 (corresponding to 1.0% by mass in terms of MgF 2 in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery), and LiOH for adjusting the solution B 15 A positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , carbon, in the same manner as in Example 1-1, except that 1.39 g of magnesium acetate tetrahydrate was used instead of H 2 O. Amount = 1.6 mass%, MgF 2 amount = 1.0 mass%).

[比較例1−1]
得られた複合体Y11に水50mLを添加して、フッ化アンモニウム及びLiOH・H2Oを用いることなく、溶液B16を調製した以外、実施例1−1と同様にして、リチウムイオン二次電池用正極活物質(LiFe0.2Mn0.8PO、炭素の量=1.6質量%、金属フッ化物担持なし)を得た。
[Comparative Example 1-1]
The resulting complex Y 11 by adding water 50 mL, without the use of ammonium fluoride and LiOH · H 2 O, except that the solution B 16 was prepared, in the same manner as in Example 1-1, a lithium ion secondary A positive electrode active material for a secondary battery (LiFe 0.2 Mn 0.8 PO 4 , amount of carbon = 1.6% by mass, no metal fluoride supported) was obtained.

[実施例2−1]
LiOH・H2O 0.428kg、Na4SiO4・nH2O 1.40kgに超純水3.75Lを混合してスラリー水を得た。次いで、得られたスラリー水に、FeSO4・7H2O 0.39kg、MnSO4・5H2O 0.79kg、及びZr(SO4・4H2O 53gを添加し、25℃の温度に保持しながら速度400rpmにて30分間撹拌して、混合物A21を得た。このとき、添加したFeSO4・7H2O、MnSO4・5H2O及びZr(SO4・4H2Oのモル比(FeSO4・7H2O:MnSO4・5H2O:Zr(SO4・4H2O)は、28:66:3であった。
次いで、得られた混合物A21を蒸気加熱式オートクレーブ内に設置した合成容器に投入した。投入後、隔膜分離装置により水(溶存酸素濃度0.5mg/L未満)を加熱して得た飽和蒸気を用いて、150℃で12時間攪拌しながら加熱した。オートクレーブの圧力は0.4MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで結晶1質量部に対し、12質量部の水により洗浄した。洗浄した結晶を−50℃で12時間凍結乾燥して酸化物A21(粉末、式(B)で表される化学組成:Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、BET比表面積35m2/g、平均粒径50nm)を得た。
[Example 2-1]
3.75 L of ultrapure water was mixed with 0.428 kg of LiOH.H 2 O and 1.40 kg of Na 4 SiO 4 .nH 2 O to obtain slurry water. Next, 0.39 kg of FeSO 4 .7H 2 O, 0.79 kg of MnSO 4 .5H 2 O, and 53 g of Zr (SO 4 ) 2 .4H 2 O were added to the obtained slurry water, and the temperature was adjusted to 25 ° C. It was stirred for 30 minutes at speed 400rpm while maintaining, to obtain a mixture a 21. At this time, the molar ratio of FeSO 4 · 7H 2 O, MnSO 4 · 5H 2 O and Zr (SO 4 ) 2 · 4H 2 O added (FeSO 4 · 7H 2 O: MnSO 4 · 5H 2 O: Zr (SO 4) 2 · 4H 2 O) is 28: 66: 3.
Subsequently, the obtained mixture A 21 was put into a synthesis container installed in a steam heating autoclave. After the addition, the mixture was heated with stirring at 150 ° C. for 12 hours using saturated steam obtained by heating water (dissolved oxygen concentration less than 0.5 mg / L) with a membrane separator. The pressure in the autoclave was 0.4 MPa. The produced crystal was filtered, and then washed with 12 parts by mass of water with respect to 1 part by mass of the crystal. The washed crystal was freeze-dried at −50 ° C. for 12 hours to obtain oxide A 21 (powder, chemical composition represented by the formula (B): Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 , BET specific surface area 35 m 2 / g. The average particle size was 50 nm).

得られた酸化物A21 213.9gを分取し、ケッチェンブラック16.1g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中における炭素原子換算量で7.0質量%に相当)とともにボールミルにより乾式で混合した。得られた複合体X21に対し、ノビルタ(ホソカワミクロン社製、NOB130)を用いて40m/s(6000rpm)で5分間、混合処理を行って複合体Y21(粉末)を得た。 213.9 g of the obtained oxide A 21 was fractionated and dried with a ball mill together with 16.1 g of ketjen black (equivalent to 7.0% by mass in terms of carbon atom in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery). Mixed. The composite X 21 obtained was mixed with Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, NOB130) at 40 m / s (6000 rpm) for 5 minutes to obtain a composite Y 21 (powder).

得られた複合体Y21を4.0g分取し、これにLiOH0.033g、及びフッ化アンモニウム 0.029g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiFの担持量換算で0.5質量%に相当)、及び水5mLを混合し、1時間撹拌した後、還元雰囲気下で650℃で1時間焼成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質(Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、炭素の量=7.0質量%、LiFの量=0.5質量%)を得た。 4.0 g of the obtained composite Y 21 was collected, and 0.033 g of LiOH and 0.029 g of ammonium fluoride (0.5 mass in terms of the amount of LiF supported in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery) %) And 5 mL of water, and the mixture was stirred for 1 hour and then calcined at 650 ° C. for 1 hour in a reducing atmosphere to obtain a positive electrode active material for lithium ion secondary battery (Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 and carbon amount = 7.0% by mass, LiF amount = 0.5% by mass).

[実施例2−2]
複合体Y21に添加するLiOHを0.066g、フッ化アンモニウムを0.059g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiFの担持量換算で1.0質量%に相当)とした以外、実施例2−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、炭素の量=7.0質量%、LiFの量=1.0質量%)を得た。
[Example 2-2]
Except for 0.066 g of LiOH added to the composite Y 21 and 0.059 g of ammonium fluoride (corresponding to 1.0 mass% in terms of the amount of LiF supported in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery), Positive electrode active material for lithium ion secondary battery (Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 , amount of carbon = 7.0% by mass, amount of LiF = 1.0% by mass in the same manner as in Example 2-1. )

[実施例2−3]
複合体Y21に添加するLiOHを0.132g、フッ化アンモニウムを0.118g(リチウムイオン二次電池用正極活物質100質量%中におけるLiFの担持量換算で2.0質量%に相当)とした以外、実施例2−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、炭素の量=7.0質量%、LiFの量=2.0質量%)を得た。
[Example 2-3]
0.132 g of LiOH and 0.118 g of ammonium fluoride to be added to the composite Y 21 (corresponding to 2.0% by mass in terms of the amount of LiF supported in 100% by mass of the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery) In the same manner as in Example 2-1, a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 , amount of carbon = 7.0 mass%, amount of LiF = 2. 0% by mass) was obtained.

[実施例2−4]
複合体Y21に添加するLiOHの代わりにAl(OH)0.078g、フッ化アンモニウムを0.353g(リチウムイオン二次電池用正極活物質100質量%中におけるAlFの担持量換算で2.0質量%に相当)とした以外、実施例2−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、炭素の量=7.0質量%、AlFの量=2.0質量%)を得た。
[Example 2-4]
In place of LiOH added to the composite Y 21 , 0.078 g of Al (OH) 3 and 0.353 g of ammonium fluoride ( 2 in terms of the amount of AlF 2 supported in 100% by mass of the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery) 0.02 mass%) in the same manner as in Example 2-1, the positive electrode active material for lithium ion secondary battery (Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 , amount of carbon = 7.0 mass) %, The amount of AlF 3 = 2.0 mass%).

[実施例2−5]
複合体Y21に添加するLiOHの代わりにMg(CHCOO)・4HO0.277g、フッ化アンモニウムを0.236g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中におけるMgFの担持量換算で2.0質量%に相当)とした以外、実施例2−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、炭素の量=7.0質量%、MgFの量=2.0質量%)を得た。
[Example 2-5]
Instead of LiOH added to the composite Y 21 , 0.277 g of Mg (CH 3 COO) 2 .4H 2 O and 0.236 g of ammonium fluoride (in terms of the amount of MgF 2 supported in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery) In the same manner as in Example 2-1, the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 , amount of carbon = 7. 0% by mass, the amount of MgF 2 = 2.0% by mass).

[比較例2−1]
複合体Y21に添加するLiOHを0.396g、フッ化アンモニウムを0.353g(リチウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiFの担持量換算で6.0質量%に相当)とした以外、実施例2−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、炭素の量=7.0質量%、LiFの量=6.0質量%)を得た。
[Comparative Example 2-1]
Except for 0.396 g of LiOH added to the composite Y 21 and 0.353 g of ammonium fluoride (corresponding to 6.0% by mass in terms of the amount of LiF supported in the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery), Positive electrode active material for lithium ion secondary battery (Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 , amount of carbon = 7.0 mass%, amount of LiF = 6.0 mass% in the same manner as in Example 2-1. )

[比較例2−2]
金属フッ化物を添加しなかった以外、実施例2−1と同様の方法でリチウムイオン二次電池用正極活物質(Li2Fe0.28Mn0.66Zr0.03SiO4、炭素の量=7.0質量%、金属フッ化物担持なし)を得た。
[Comparative Example 2-2]
A positive electrode active material for a lithium ion secondary battery (Li 2 Fe 0.28 Mn 0.66 Zr 0.03 SiO 4 , amount of carbon = 7.0% by mass) in the same manner as in Example 2-1, except that no metal fluoride was added. No metal fluoride was supported).

[実施例3−1]
NaOH 0.60kgと水 9.0Lを混合して溶液を得た。次いで、得られた溶液を、25℃の温度に保持しながら5分間撹拌しつつ85%のリン酸水溶液0.577kgを35mL/分で滴下し、続いて12時間、400rpmの速度で撹拌することにより、混合物A31を含有するスラリーを得た。かかるスラリーは、リン1モルに対し、3.00モルのナトリウムを含有していた。得られたスラリーに対し、窒素ガスをパージして溶存酸素濃度を0.5mg/Lに調整した後、FeSO・7HO 0.139kg、MnSO・5HO 0.964kg、MgSO・7HO 0.124kgを添加した。このとき、添加したFeSO4・7H2O、MnSO4・5H2O及びMgSO・7HOのモル比(FeSO4・7H2O:MnSO4・5H2O:MgSO・7HOは、10:80:10であった。
次いで、得られた混合液を窒素ガスでパージしたオートクレーブに投入し、200℃で3時間水熱反応を行った。オートクレーブ内の圧力は、1.4MPaであった。生成した結晶をろ過し、次いで結晶1質量部に対し、12質量部の水により洗浄した。洗浄した結晶を−50℃で12時間凍結乾燥して酸化物A31(粉末、式(C)で表される化学組成:NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO、BET比表面積15m2/g、平均粒径100nm)を得た。
[Example 3-1]
A solution was obtained by mixing 0.60 kg of NaOH and 9.0 L of water. Next, the obtained solution is stirred for 5 minutes while maintaining the temperature at 25 ° C., and 0.577 kg of 85% phosphoric acid aqueous solution is dropped at 35 mL / min, followed by stirring at a speed of 400 rpm for 12 hours. Thus, a slurry containing the mixture A 31 was obtained. Such a slurry contained 3.00 moles of sodium per mole of phosphorus. The obtained slurry was purged with nitrogen gas to adjust the dissolved oxygen concentration to 0.5 mg / L, then 0.139 kg of FeSO 4 .7H 2 O, 0.964 kg of MnSO 4 .5H 2 O, MgSO 4. 0.124 kg of 7H 2 O was added. At this time, the molar ratio of FeSO 4 · 7H 2 O, MnSO 4 · 5H 2 O and MgSO 4 · 7H 2 O added (FeSO 4 · 7H 2 O: MnSO 4 · 5H 2 O: MgSO 4 · 7H 2 O is 10:80:10.
Subsequently, the obtained liquid mixture was thrown into the autoclave purged with nitrogen gas, and the hydrothermal reaction was performed at 200 degreeC for 3 hours. The pressure in the autoclave was 1.4 MPa. The produced crystal was filtered, and then washed with 12 parts by mass of water with respect to 1 part by mass of the crystal. The washed crystals were freeze-dried at −50 ° C. for 12 hours to obtain oxide A 31 (powder, chemical composition represented by the formula (C): NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , BET specific surface area 15 m 2 / g, average A particle size of 100 nm) was obtained.

得られた酸化物A31 153.6gを分取し、ケッチェンブラック6.4g(ナトリウムイオン二次電池用正極活物質中における炭素原子換算量で4.0質量%に相当)とともにボールミルにより乾式で混合した。得られた複合体X31に対し、ノビルタ(ホソカワミクロン社製、NOB130)を用いて40m/s(6000rpm)で5分間、混合処理を行って複合体Y31(粉末)を得た。得られた複合体Y31を4.0g分取し、これにLiOH0.033g、及びフッ化アンモニウム0.029g(ナトリウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiFの担持量換算で0.5質量%に相当)、及び水5mLを混合し、1時間撹拌した後、還元雰囲気下で700℃で1時間焼成して、ナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO、炭素の量=4.0質量%、LiFの量=0.5質量%)を得た。 153.6 g of the obtained oxide A 31 was fractionated, and dried with a ball mill together with 6.4 g of ketjen black (corresponding to 4.0% by mass in terms of carbon atom in the positive electrode active material for a sodium ion secondary battery). Mixed. The composite X 31 obtained was mixed with Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, NOB130) at 40 m / s (6000 rpm) for 5 minutes to obtain a composite Y 31 (powder). 4.0 g of the obtained composite Y 31 was collected, and 0.033 g of LiOH and 0.029 g of ammonium fluoride (0.5 mass in terms of the amount of LiF supported in the positive electrode active material for a sodium ion secondary battery) %) And 5 mL of water were mixed and stirred for 1 hour, and then calcined at 700 ° C. for 1 hour in a reducing atmosphere to obtain a positive electrode active material for sodium ion secondary batteries (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , Carbon amount = 4.0% by mass, LiF amount = 0.5% by mass).

[実施例3−2]
複合体Y31に添加するLiOHを0.066g、フッ化アンモニウムを0.059g(ナトリウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiFの担持量換算で1.0質量%に相当)とした以外、実施例3−1と同様の方法でナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO、炭素の量=4.0質量%、LiFの量=1.0質量%)を得た。
[Example 3-2]
Except for 0.066 g of LiOH added to the composite Y 31 and 0.059 g of ammonium fluoride (corresponding to 1.0% by mass in terms of the amount of LiF supported in the positive electrode active material for a sodium ion secondary battery), In the same manner as in Example 3-1, a positive electrode active material for a sodium ion secondary battery (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , amount of carbon = 4.0% by mass, amount of LiF = 1.0% by mass) Obtained.

[実施例3−3]
複合体Y31に添加するLiOHを0.132g、フッ化アンモニウムを0.118g(ナトリウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiFの担持量換算で2.0質量%に相当)とした以外、実施例3−1と同様の方法でナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO、炭素の量=4.0質量%、LiFの量=2.0質量%)を得た。
[Example 3-3]
Except for 0.132 g of LiOH added to the composite Y 31 and 0.118 g of ammonium fluoride (corresponding to 2.0 mass% in terms of the amount of LiF supported in the positive electrode active material for a sodium ion secondary battery), In the same manner as in Example 3-1, a positive electrode active material for a sodium ion secondary battery (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , amount of carbon = 4.0% by mass, amount of LiF = 2.0% by mass) Obtained.

[実施例3−4]
複合体Y31に添加するLiOHの代わりにAl(OH)0.078g、フッ化アンモニウムを0.353g(ナトリウムイオン二次電池用正極活物質中におけるAlFの担持量換算で2.0質量%に相当)とした以外、実施例3−1と同様の方法でナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO、炭素の量=4.0質量%、AlFの量=2.0質量%)を得た。
[Example 3-4]
Instead of LiOH added to the composite Y 31 , 0.078 g of Al (OH) 3 and 0.353 g of ammonium fluoride (2.0 mass in terms of the amount of AlF 3 supported in the positive electrode active material for sodium ion secondary battery) The positive electrode active material for a sodium ion secondary battery (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , the amount of carbon = 4.0% by mass, AlF 3 ) in the same manner as in Example 3-1. Amount = 2.0% by mass).

[実施例3−5]
複合体Y31に添加するLiOHの代わりにMg(CHCOO)・4HO0.277g、フッ化アンモニウムを0.236g(ナトリウムイオン二次電池用正極活物質中におけるMgFの担持量換算で2.0質量%に相当)とした以外、実施例3−1と同様の方法でナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO、炭素の量=4.0質量%、MgFの量=2.0質量%)を得た。
[Example 3-5]
Instead of LiOH added to the composite Y 31 , 0.277 g of Mg (CH 3 COO) 2 .4H 2 O and 0.236 g of ammonium fluoride (conversion amount of MgF 3 in the positive electrode active material for sodium ion secondary battery) In the same manner as in Example 3-1, the positive electrode active material for sodium ion secondary battery (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , amount of carbon = 4.0 mass) %, The amount of MgF 3 = 2.0 mass%).

[比較例3−1]
複合体Y31に添加するLiOHを0.396g、フッ化アンモニウムを0.353g(ナトリウムイオン二次電池用正極活物質中におけるLiFの担持量換算で6.0質量%に相当)とした以外、実施例3−1と同様の方法でナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO、炭素の量=4.0質量%、LiFの量=6.0質量%)を得た。
[Comparative Example 3-1]
Except for 0.396 g of LiOH added to the composite Y 31 and 0.353 g of ammonium fluoride (corresponding to 6.0% by mass in terms of the amount of LiF supported in the positive electrode active material for a sodium ion secondary battery), In the same manner as in Example 3-1, a positive electrode active material for a sodium ion secondary battery (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , amount of carbon = 4.0 mass%, amount of LiF = 6.0 mass%) Obtained.

[比較例3−2]
金属フッ化物を添加しなかった以外、実施例3−1と同様の方法でナトリウムイオン二次電池用正極活物質(NaFe0.1Mn0.8Mg0.1PO、炭素の量=4.0質量%、金属フッ化物担持なし)を得た。
[Comparative Example 3-2]
A positive electrode active material for a sodium ion secondary battery (NaFe 0.1 Mn 0.8 Mg 0.1 PO 4 , amount of carbon = 4.0% by mass, metal) in the same manner as in Example 3-1, except that no metal fluoride was added. Without fluoride support).

《吸着水分量の測定》
実施例1−1〜3−5及び比較例1−1〜3−2で得られた各正極活物質の吸着水分量は、下記方法にしたがって測定した。
正極活物質(複合体粒子)について、温度20℃、相対湿度50%の環境に1日間静置して平衡に達するまで水分を吸着させ、温度150℃まで昇温して20分間保持した後、さらに温度250℃まで昇温して20分間保持したときの、150℃から昇温を再開するときを始点、及び250℃での恒温状態を終えたときを終点とし、始点から終点までの間に揮発した水分量を、カールフィッシャー水分計(MKC−610、京都電子工業(株)製)で測定し、正極活物質における吸着水分量として求めた。
結果を表1に示す。
<Measurement of adsorbed water content>
The adsorbed moisture content of each positive electrode active material obtained in Examples 1-1 to 3-5 and Comparative Examples 1-1 to 3-2 was measured according to the following method.
About the positive electrode active material (composite particle), after allowing it to stand for 1 day in an environment of a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50% and adsorbing moisture until reaching equilibrium, raising the temperature to 150 ° C. and holding for 20 minutes, Furthermore, when the temperature is raised to 250 ° C. and held for 20 minutes, the start point is when the temperature rise is resumed from 150 ° C., and the end point is when the constant temperature state at 250 ° C. is finished. The amount of water that volatilized was measured with a Karl Fischer moisture meter (MKC-610, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.) and determined as the amount of moisture adsorbed in the positive electrode active material.
The results are shown in Table 1.

《二次電池を用いた充放電特性の評価》
実施例1−1〜3−5及び比較例1−1〜3−2で得られた正極活物質を用い、リチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池の正極を作製した。具体的には、得られた正極活物質、ケッチェンブラック、ポリフッ化ビニリデンを質量比75:20:5の配合割合で混合し、これにN−メチル−2−ピロリドンを加えて充分混練し、正極スラリーを調製した。正極スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔からなる集電体に塗工機を用いて塗布し、80℃で12時間の真空乾燥を行った。
その後、φ14mmの円盤状に打ち抜いてハンドプレスを用いて16MPaで2分間プレスし、正極とした。
次いで、上記の正極を用いてコイン型二次電池を構築した。負極には、φ15mmに打ち抜いたリチウム箔を用いた。電解液には、エチレンカーボネート及びエチルメチルカーボネートを体積比1:1の割合で混合した混合溶媒に、LiPF(リチウムイオン二次電池の場合)又はNaPF(ナトリウムイオン二次電池の場合)を1mol/Lの濃度で溶解したものを用いた。セパレータには、ポリプロピレンなどの高分子多孔フィルムなど、公知のものを用いた。これらの電池部品を露点が−50℃以下の雰囲気で常法により組み込み収容し、コイン型二次電池(CR−2032)を製造した。
<< Evaluation of charge / discharge characteristics using secondary battery >>
Using the positive electrode active materials obtained in Examples 1-1 to 3-5 and Comparative Examples 1-1 to 2-3, positive electrodes of lithium ion secondary batteries or sodium ion secondary batteries were produced. Specifically, the obtained positive electrode active material, ketjen black and polyvinylidene fluoride were mixed at a mass ratio of 75: 20: 5, and N-methyl-2-pyrrolidone was added thereto and kneaded sufficiently. A positive electrode slurry was prepared. The positive electrode slurry was applied to a current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm using a coating machine, and vacuum dried at 80 ° C. for 12 hours.
Thereafter, it was punched into a disk shape of φ14 mm and pressed at 16 MPa for 2 minutes using a hand press to obtain a positive electrode.
Next, a coin-type secondary battery was constructed using the positive electrode. A lithium foil punched to φ15 mm was used for the negative electrode. For the electrolyte, LiPF 6 (in the case of a lithium ion secondary battery) or NaPF 6 (in the case of a sodium ion secondary battery) is mixed in a mixed solvent in which ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 1. Those dissolved at a concentration of 1 mol / L were used. As the separator, a known one such as a polymer porous film such as polypropylene was used. These battery components were assembled and housed in a conventional manner in an atmosphere with a dew point of −50 ° C. or lower to produce a coin-type secondary battery (CR-2032).

製造したコイン型二次電池を用い、充放電試験を行った。リチウムイオン電池の場合には、充電条件を電流1CA(330mA/g)、電圧4.5Vの定電流定電圧充電とし、放電条件を1CA(330mA/g)、終止電圧1.5Vの定電流放電として、1CAにおける放電容量を求めた。ナトリウムイオン電池の場合には、充電条件を電流1CA(154mA/g)、電圧4.5Vの定電流定電圧充電とし、放電条件を1CA(154mA/g)、終止電圧2.0Vの定電流放電として、1CAにおける放電容量を求めた。さらに、同様の充放電条件において、50サイクル繰り返し試験を行い、下記式(2)により容量保持率(%)を求めた。なお、充放電試験は全て30℃で行った。
容量保持率(%)=(50サイクル後の放電容量)/(1サイクル後の放
電容量)×100 ・・・(2)
結果を表1に示す。
A charge / discharge test was performed using the manufactured coin-type secondary battery. In the case of a lithium ion battery, the charging condition is a constant current and constant voltage charge with a current of 1 CA (330 mA / g) and a voltage of 4.5 V, the discharge condition is 1 CA (330 mA / g), and a constant current discharge with a final voltage of 1.5 V. As a result, the discharge capacity at 1 CA was obtained. In the case of a sodium ion battery, the charging conditions are a constant current and constant voltage charging with a current of 1 CA (154 mA / g) and a voltage of 4.5 V, the discharging conditions are a constant current discharge of 1 CA (154 mA / g) and a final voltage of 2.0 V. As a result, the discharge capacity at 1 CA was obtained. Furthermore, 50 cycle repetition tests were performed under the same charge / discharge conditions, and the capacity retention rate (%) was determined by the following formula (2). All charge / discharge tests were performed at 30 ° C.
Capacity retention rate (%) = (discharge capacity after 50 cycles) / (discharge capacity after 1 cycle) × 100 (2)
The results are shown in Table 1.

Figure 0006042514
Figure 0006042514

上記結果より、実施例の正極活物質は、比較例の正極活物質に比して、確実に吸着水分量を低減することができるとともに、得られる電池においても優れた性能を発揮できることがわかる。   From the above results, it can be seen that the positive electrode active material of the example can surely reduce the amount of adsorbed moisture as compared with the positive electrode active material of the comparative example, and can also exhibit excellent performance in the obtained battery.

Claims (7)

少なくとも鉄又はマンガンを含む下記式(A)、(B)又は(C):
LiFeaMnbcPO4・・・(A)
(式(A)中、MはMg、Ca、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。a、b及びcは、0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦0.2、及び2a+2b+(Mの価数)×c=2を満たし、かつa+b≠0を満たす数を示す。)
Li2FedMnefSiO4・・・(B)
(式(B)中、NはNi、Co、Al、Zn、V又はZrを示す。d、e及びfは、0≦d≦1、0≦e≦1、及び0≦f<1、2d+2e+(Nの価数)×f=2を満たし、かつd+e≠0を満たす数を示す。)
NaFegMnhiPO4・・・(C)
(式(C)中、QはMg、Ca、Co、Sr、Y、Zr、Mo、Ba、Pb、Bi、La、Ce、Nd又はGdを示す。g、h及びiは、0≦g≦1、0≦h≦1、0≦i<1、及び2g+2h+(Qの価数)×i=2を満たし、かつg+h≠0を満たす数を示す。)
で表される酸化物と水不溶性導電性炭素材料とを含む複合体に、0.1〜5質量%の金属フッ化物が担持してなるリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池用正極活物質。
The following formula (A), (B) or (C) containing at least iron or manganese:
LiFe a Mn b M c PO 4 (A)
(In the formula (A), M represents Mg, Ca, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. A, b, and c are 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 0.2, and 2a + 2b + (M valence) × c = 2 and a number satisfying a + b ≠ 0 are shown.)
Li 2 Fe d Mn e N f SiO 4 (B)
(In the formula (B), N represents Ni, Co, Al, Zn, V, or Zr. D, e, and f are 0 ≦ d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1, and 0 ≦ f <1, 2d + 2e +. (The valence of N) × f = 2 is satisfied, and d + e ≠ 0 is satisfied.)
NaFe g Mn h Q i PO 4 (C)
(In the formula (C), Q represents Mg, Ca, Co, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Bi, La, Ce, Nd, or Gd. G, h, and i are 0 ≦ g ≦. 1, 0 ≦ h ≦ 1, 0 ≦ i <1, and 2g + 2h + (valence of Q) × i = 2 and a number satisfying g + h ≠ 0 are shown.)
A positive electrode active for a lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery in which 0.1 to 5% by mass of a metal fluoride is supported on a composite comprising an oxide represented by formula (I) and a water-insoluble conductive carbon material. material.
水不溶性導電性炭素材料が、ケッチェンブラック、又はグラファイトである請求項1に記載のリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery according to claim 1, wherein the water-insoluble conductive carbon material is ketjen black or graphite. 金属フッ化物の金属が、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、及びアルミニウムから選ばれる請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池用正極活物質。   The positive electrode active material for a lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the metal of the metal fluoride is selected from lithium, sodium, magnesium, calcium, and aluminum. リチウム化合物又はナトリウム化合物、リン酸化合物又はケイ酸化合物、並びに少なくとも鉄化合物又はマンガン化合物を含む金属塩を含有するスラリー水を水熱反応に付して酸化物Xを得る工程(I)、
得られた酸化物Xに水不溶性導電性炭素材料を添加して乾式混合し、複合体Xを得る工程(II)、並びに
得られた複合体Xに、複合体100質量部に対して0.1〜40質量部の金属フッ化物の前駆体を添加して湿式混合し、焼成する工程(III)
を備える、請求項1〜のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
A step (I) of obtaining an oxide X by subjecting a slurry water containing a lithium compound or sodium compound, a phosphoric acid compound or a silicic acid compound, and a metal salt containing at least an iron compound or a manganese compound to a hydrothermal reaction;
A step (II) of obtaining a composite X by adding a water-insoluble conductive carbon material to the obtained oxide X and dry-mixing, and the obtained composite X with 0.1 parts by mass relative to 100 parts by mass of the composite. Step (III) of adding 1 to 40 parts by mass of a metal fluoride precursor, wet mixing and firing
The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium ion secondary batteries or sodium ion secondary batteries of any one of Claims 1-3 provided with these.
金属フッ化物の金属が、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、及びアルミニウムから選ばれる請求項に記載のリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。 The method for producing a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery according to claim 4 , wherein the metal of the metal fluoride is selected from lithium, sodium, magnesium, calcium, and aluminum. 工程(II)における乾式混合が、酸化物と水不溶性導電性炭素材料とを予備混合し、次いで圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する混合である請求項又はに記載のリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。 Step dry mixing in (II) is an oxide and the water-insoluble conductive carbon material are premixed, and then a lithium ion secondary of claim 4 or 5 is mixed to mix while adding a compressive force and shear force The manufacturing method of the positive electrode active material for a secondary battery or a sodium ion secondary battery. 圧縮力及びせん断力を付加しながら混合する時間が、5〜90分である請求項に記載のリチウムイオン二次電池又はナトリウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法。
The method for producing a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery according to claim 6 , wherein the mixing time while applying a compressive force and a shearing force is 5 to 90 minutes.
JP2015178162A 2015-03-26 2015-09-10 Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same Active JP6042514B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/076386 WO2016151891A1 (en) 2015-03-26 2015-09-17 Secondary battery positive-electrode active material and method for producing same
EP15886443.9A EP3276712B1 (en) 2015-03-26 2015-09-17 Secondary battery positive-electrode active material and method for producing same
KR1020177025727A KR102385969B1 (en) 2015-03-26 2015-09-17 Cathode active material for secondary battery and manufacturing method thereof
TW104130843A TWI676592B (en) 2015-03-26 2015-09-17 Positive electrode active material for secondary battery and method for producing same
US15/561,349 US10964950B2 (en) 2015-03-26 2015-09-17 Secondary battery positive-electrode active material and method for producing same
CN201580078105.1A CN107408694B (en) 2015-03-26 2015-09-17 Positive electrode active material for secondary battery and method for producing same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015065940 2015-03-27
JP2015065940 2015-03-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016186932A JP2016186932A (en) 2016-10-27
JP6042514B2 true JP6042514B2 (en) 2016-12-14

Family

ID=57203464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015178162A Active JP6042514B2 (en) 2015-03-26 2015-09-10 Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6042514B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2944454A1 (en) 2014-04-01 2015-10-08 The Research Foundation For The State University Of New York Electrode materials for group ii cation-based batteries
JP6322730B1 (en) * 2017-01-06 2018-05-09 太平洋セメント株式会社 Positive electrode active material for lithium ion secondary battery and method for producing the same
JP6322729B1 (en) * 2017-01-06 2018-05-09 太平洋セメント株式会社 Positive electrode active material for lithium ion secondary battery and method for producing the same
JP6984185B2 (en) * 2017-06-08 2021-12-17 株式会社Ihi Positive electrode active material, positive electrode and sodium ion battery, and method for manufacturing positive electrode active material
JP7478587B2 (en) 2020-05-14 2024-05-07 太平洋セメント株式会社 Positive electrode active material particles for lithium ion secondary batteries and method for producing same
CN113948697B (en) * 2021-09-30 2023-07-07 广东邦普循环科技有限公司 Doped sodium iron phosphate positive electrode material, and preparation method and application thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2543851C (en) * 2003-10-27 2014-05-06 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Cathode material for secondary battery and method for producing the material for secondary battery
JP5672432B2 (en) * 2010-03-12 2015-02-18 株式会社エクォス・リサーチ Positive electrode for secondary battery
US8741484B2 (en) * 2010-04-02 2014-06-03 Envia Systems, Inc. Doped positive electrode active materials and lithium ion secondary battery constructed therefrom
WO2013128936A1 (en) * 2012-02-28 2013-09-06 株式会社豊田自動織機 Active material composite, method for producing same, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and nonaquoeus electrolyte secondary battery
CA2794290A1 (en) * 2012-10-22 2014-04-22 Hydro-Quebec Method of producing electrode material for lithium-ion secondary battery and lithium-ion secondary battery using such electrode material
JP2014143032A (en) * 2013-01-23 2014-08-07 Hitachi Ltd Positive electrode active material for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016186932A (en) 2016-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6357193B2 (en) Polyanionic positive electrode active material and method for producing the same
JP6042515B2 (en) Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same
JP6042514B2 (en) Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same
JP6042511B2 (en) Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same
JP6101771B1 (en) Positive electrode active material for sodium ion battery and method for producing the same
US11646405B2 (en) Positive electrode active substance for secondary cell and method for producing same
JP6023295B2 (en) Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same
TWI676592B (en) Positive electrode active material for secondary battery and method for producing same
WO2016143171A1 (en) Positive electrode active substance for secondary cell and method for producing same
KR102385969B1 (en) Cathode active material for secondary battery and manufacturing method thereof
JP6042512B2 (en) Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same
JP6042513B2 (en) Positive electrode active material for secondary battery and method for producing the same
JP6322730B1 (en) Positive electrode active material for lithium ion secondary battery and method for producing the same
JP5688126B2 (en) Method for producing lithium manganese phosphate positive electrode active material
KR102336781B1 (en) Cathode active material for secondary battery and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160801

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161004

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: 20161108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6042514

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250