JP6862786B2 - Method for Producing Transition Metal-Containing Composite Hydroxide and Method for Producing Positive Electrode Active Material for Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery - Google Patents

Method for Producing Transition Metal-Containing Composite Hydroxide and Method for Producing Positive Electrode Active Material for Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery Download PDF

Info

Publication number
JP6862786B2
JP6862786B2 JP2016226874A JP2016226874A JP6862786B2 JP 6862786 B2 JP6862786 B2 JP 6862786B2 JP 2016226874 A JP2016226874 A JP 2016226874A JP 2016226874 A JP2016226874 A JP 2016226874A JP 6862786 B2 JP6862786 B2 JP 6862786B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
composite hydroxide
active material
electrode active
particle growth
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
JP2016226874A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018085198A (en
Inventor
崇洋 東間
崇洋 東間
相田 平
平 相田
小向 哲史
哲史 小向
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.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2016226874A priority Critical patent/JP6862786B2/en
Publication of JP2018085198A publication Critical patent/JP2018085198A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6862786B2 publication Critical patent/JP6862786B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、非水電解質二次電池用正極活物質の前駆体である遷移金属含有複合水酸化物の製造方法、および該遷移金属含有複合水酸化物を前駆体とする非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a transition metal-containing composite hydroxide which is a precursor of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the transition metal-containing composite hydroxide as a precursor. The present invention relates to a method for producing a positive electrode active material for use.

近年、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯電子機器の普及に伴い、高いエネルギ密度を有する小型で軽量な非水電解質二次電池の開発が強く望まれている。また、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、電池式電気自動車などの電気自動車用の電源として高出力の二次電池の開発も強く望まれている。 In recent years, with the widespread use of portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers, there is a strong demand for the development of small and lightweight non-aqueous electrolyte secondary batteries having high energy density. There is also a strong demand for the development of high-output secondary batteries as power sources for electric vehicles such as hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, and battery-powered electric vehicles.

このような要求を満たす二次電池として、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池がある。このリチウムイオン二次電池は、負極、正極、電解液などで構成され、その負極および正極の材料には、リチウムを脱離および挿入することが可能な活物質が使用されている。 As a secondary battery satisfying such a requirement, there is a lithium ion secondary battery which is a kind of non-aqueous electrolyte secondary battery. This lithium ion secondary battery is composed of a negative electrode, a positive electrode, an electrolytic solution, and the like, and an active material capable of desorbing and inserting lithium is used as the material of the negative electrode and the positive electrode.

このリチウムイオン二次電池のうち、層状またはスピネル型のリチウム遷移金属含有複合酸化物を正極材料に用いたリチウムイオン二次電池は、4V級の電圧が得られるため、高エネルギ密度を有する電池として、現在、研究開発が盛んに行われており、一部では実用化も進められている。 Among these lithium ion secondary batteries, the lithium ion secondary battery using a layered or spinel type lithium transition metal-containing composite oxide as a positive electrode material can obtain a voltage of 4V class, and thus has a high energy density. Currently, research and development are being actively carried out, and some are being put into practical use.

このリチウムイオン二次電池の正極材料である非水電解質二次電池用正極活物質としては、合成が比較的容易なリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO)粒子、コバルトよりも安価なニッケルを用いたリチウムニッケル複合酸化物(LiNiO)粒子、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3)粒子、マンガンを用いたリチウムマンガン複合酸化物(LiMn)粒子、リチウムニッケルマンガン複合酸化物(LiNi0.5Mn0.5)粒子などのリチウム遷移金属含有複合酸化物が提案されている。 As the positive electrode active material for the non-aqueous electrolyte secondary battery, which is the positive electrode material of this lithium ion secondary battery, lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) particles, which are relatively easy to synthesize, and nickel, which is cheaper than cobalt, were used. Lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ) particles, lithium nickel cobalt manganese composite oxide (LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ) particles, lithium manganese composite oxide using manganese (LiMn 2 O 4) ) Particles, lithium nickel transition metal-containing composite oxides such as lithium nickel-manganese composite oxide (LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2) particles have been proposed.

ところで、サイクル特性や出力特性に優れたリチウムイオン二次電池を得るためには、非水電解質二次電池用正極活物質が、小粒径で粒度分布が狭い粒子によって構成されていることが必要となる。これは、粒径が小さい粒子は、比表面積が大きく、電解液との反応面積を十分に確保することができるばかりでなく、正極を薄く構成し、かつ、リチウムイオンの正極と負極の間の移動距離を縮めることにより、正極抵抗を低減させることが可能となるためである。また、粒度分布が狭い粒子は、電極内でそれぞれの粒子に印加される電圧がほぼ一定となるため、微粒子の選択的な劣化による電池容量の低下を抑制することが可能となるためである。 By the way, in order to obtain a lithium ion secondary battery having excellent cycle characteristics and output characteristics, it is necessary that the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery is composed of particles having a small particle size and a narrow particle size distribution. It becomes. This is because particles having a small particle size not only have a large specific surface area and can sufficiently secure a reaction area with the electrolytic solution, but also have a thin positive electrode and between the positive electrode and the negative electrode of lithium ions. This is because the positive electrode resistance can be reduced by shortening the moving distance. Further, since the voltage applied to each particle in the electrode is substantially constant for the particles having a narrow particle size distribution, it is possible to suppress a decrease in battery capacity due to selective deterioration of the fine particles.

ここで、出力特性のさらなる改善を図るためには、非水電解質二次電池用正極活物質の内部に、電解液が侵入可能な空間部を形成することが有効である。このような外殻部とその内側にある空間部とからなる中空構造の非水電解質二次電池用正極活物質は、粒径が同程度の大きさである中実構造の非水電解質二次電池用正極活物質と比べて、電解液との反応面積を大きくすることができるため、正極抵抗を大幅に低減させることが可能となる。なお、非水電解質二次電池用正極活物質は、その前駆体となる遷移金属含有複合水酸化物の粒子性状を引き継ぐことが知られている。したがって、上述した非水電解質二次電池用正極活物質を得るためには、その前駆体となる遷移金属含有複合水酸化物の粒径、粒度分布、および粒子構造などを適切に制御することが必要となる。 Here, in order to further improve the output characteristics, it is effective to form a space in which the electrolytic solution can penetrate inside the positive electrode active material for the non-aqueous electrolyte secondary battery. The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a hollow structure composed of such an outer shell portion and a space portion inside the outer shell portion has a solid structure non-aqueous electrolyte secondary material having the same particle size. Since the reaction area with the electrolytic solution can be increased as compared with the positive electrode active material for a battery, the positive electrode resistance can be significantly reduced. It is known that the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery inherits the particle properties of the transition metal-containing composite hydroxide as a precursor thereof. Therefore, in order to obtain the above-mentioned positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, it is necessary to appropriately control the particle size, particle size distribution, particle structure, etc. of the transition metal-containing composite hydroxide as a precursor thereof. You will need it.

たとえば、特開2012−246199号公報、特開2013−147416号公報、およびWO2012/131881号公報には、主として核生成が行われる核生成工程と、主として粒子成長が行われる粒子成長工程とに、晶析反応を2つの段階に分離することにより、正極活物質の前駆体となる遷移金属含有複合水酸化物を製造する方法が開示されている。この方法では、核生成工程および粒子成長工程におけるpH値や反応雰囲気を適切に調整することにより、小粒径で粒度分布が狭く、かつ、微細一次粒子のみからなる低密度の中心部と、板状一次粒子のみからなる高密度の外殻部とからなる二次粒子により構成される遷移金属含有複合水酸化物を得ている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-246199, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-147416, and WO2012 / 131881 include a nucleation step in which nucleation is mainly performed and a particle growth step in which particle growth is mainly performed. A method for producing a transition metal-containing composite hydroxide as a precursor of a positive electrode active material by separating the crystallization reaction into two steps is disclosed. In this method, by appropriately adjusting the pH value and the reaction atmosphere in the nucleation step and the particle growth step, a low-density central part having a small particle size, a narrow particle size distribution, and only fine primary particles, and a plate A transition metal-containing composite hydroxide composed of secondary particles composed of a high-density outer shell composed of only primary particles is obtained.

このような構造の遷移金属含有複合水酸化物を前駆体とする非水電解質二次電池用正極活物質は、小粒径で粒度分布が狭く、かつ、外殻部とその内側にある空間部とからなる中空構造を備えることができる。したがって、これらの非水電解質二次電池用正極活物質を用いた二次電池では、電池容量、出力特性、およびサイクル特性が同時に改善されると考えられる。 The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery using a transition metal-containing composite hydroxide having such a structure as a precursor has a small particle size, a narrow particle size distribution, and an outer shell portion and a space portion inside the outer shell portion. It can be provided with a hollow structure composed of. Therefore, it is considered that the battery capacity, output characteristics, and cycle characteristics of the secondary battery using the positive electrode active material for the non-aqueous electrolyte secondary battery are improved at the same time.

さらに、特開2011−119092号公報には、非水電解質二次電池の高出力化に適した性能を示し、かつ、充放電サイクルによる劣化の少ない正極活物質を提供することを目的として、一次粒子が複数集合した二次粒子からなり、該二次粒子の外殻部の内側に形成された空間部と、外部から前記空間部まで貫通する貫通孔とを備えた、孔開き中空構造のリチウム遷移金属含有複合酸化物が開示されている。このような孔開き中空構造の正極活物質では、その正極抵抗がさらに低減され、出力特性がより向上するものと考えられる。 Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-119022 aims to provide a positive electrode active material which exhibits performance suitable for increasing the output of a non-aqueous electrolyte secondary battery and is less deteriorated by a charge / discharge cycle. Lithium having a perforated hollow structure composed of secondary particles in which a plurality of particles are aggregated, and having a space portion formed inside the outer shell portion of the secondary particles and a through hole penetrating from the outside to the space portion. Transition metal-containing composite oxides are disclosed. It is considered that the positive electrode active material having such a perforated hollow structure further reduces the positive electrode resistance and further improves the output characteristics.

特開2012−246199号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-246199 特開2013−147416号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-147416 WO2012/131881号公報WO2012 / 131881 特開2011−119092号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-119092

電気自動車などの電源への適用を前提とした場合、非水電解質二次電池用正極活物質に対しては、その電池容量やサイクル特性を損なうことなく、さらなる出力特性の向上が求められており、そのためには、非水電解質二次電池用正極活物質における正極抵抗をさらに低減させる必要がある。 Assuming application to power sources such as electric vehicles, the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries is required to further improve the output characteristics without impairing the battery capacity and cycle characteristics. For that purpose, it is necessary to further reduce the positive electrode resistance in the positive electrode active material for the non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明は、上述の問題を鑑みて、二次電池を構成した場合に、その電池容量やサイクル特性を損なうことなく、さらに出力特性を向上させることを可能とする構造を備えた、非水電解質二次電池用正極活物質、および、非水電解質二次電池用正極活物質の前駆体である遷移金属含有複合水酸化物を、工業規模で効率よく得るための製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is a non-aqueous electrolyte having a structure capable of further improving the output characteristics of a secondary battery without impairing its battery capacity and cycle characteristics. An object of the present invention is to provide a production method for efficiently obtaining a positive electrode active material for a secondary battery and a transition metal-containing composite hydroxide which is a precursor of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery on an industrial scale. And.

本発明の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法は、晶析反応によって、非水電解質二次電池用正極活物質の前駆体である遷移金属含有複合水酸化物を製造する方法であって、少なくとも遷移金属元素を含有する原料水溶液を供給することで反応水溶液を、液温25℃基準におけるpH値が12.0〜14.0となるように制御して、核生成を行う、核生成工程と、前記核生成工程で得られた核を含有する粒子成長用水溶液を、液温25℃基準におけるpH値が、該核生成工程のpH値よりも低く、かつ、10.5〜12.0となるように制御して該核を成長させる、粒子成長工程とを備える。 The method for producing a transition metal-containing composite hydroxide of the present invention is a method for producing a transition metal-containing composite hydroxide which is a precursor of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery by a crystallization reaction. A nuclear production step in which the reaction aqueous solution is controlled so that the pH value at a liquid temperature of 25 ° C. is 12.0 to 14.0 by supplying an aqueous solution of a raw material containing at least a transition metal element, and nuclear formation is performed. The pH value of the aqueous solution for particle growth containing the nuclei obtained in the nucleation step is lower than the pH value in the nucleation step at a liquid temperature of 25 ° C., and 10.5-12.0. It is provided with a particle growth step of growing the nucleus by controlling the pH.

特に、本発明の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法においては、前記粒子成長工程が、該粒子成長工程の開始から、前記反応水溶液中の遷移金属元素の過飽和度を維持する第1段階と、第1段階の経過後、前記過飽和度を第1段階よりも低い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第2段階と、第2段階の経過後、前記過飽和度を第2段階よりも高い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第3段階と、第3段階の経過後、前記過飽和度を第3段階よりも低い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第4段階とを有することを特徴とする。 In particular, in the method for producing a transition metal-containing composite hydroxide of the present invention, the particle growth step is the first step of maintaining the supersaturation of the transition metal element in the reaction aqueous solution from the start of the particle growth step. After the lapse of the first stage, the supersaturation degree is switched to a state lower than the first stage to maintain the supersaturation degree, and after the lapse of the second stage, the supersaturation degree is changed from the second stage. A third step of switching to a high state and maintaining the supersaturation degree, and a fourth step of switching the supersaturation degree to a state lower than the third step and maintaining the supersaturation degree after the lapse of the third step. It is characterized by having.

前記過飽和度の切り替えを、前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を制御することによって行うことが好ましい。この場合においては、前記粒子成長工程のうち、前記過飽和度が高い状態での前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を11.0〜12.0の範囲となるように調整し、前記過飽和度が低い状態での前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を、10.5〜11.5の範囲、かつ、前記過飽和度が高い状態でのpH値より低くなるように調整することが好ましい。 It is preferable to switch the degree of supersaturation by controlling the pH value of the reaction aqueous solution based on the liquid temperature of 25 ° C. In this case, in the particle growth step, the pH value of the reaction aqueous solution in a state of high supersaturation based on a liquid temperature of 25 ° C. is adjusted to be in the range of 11.0 to 12.0. The pH value of the reaction aqueous solution under a low supersaturation degree based on a liquid temperature of 25 ° C. is adjusted to be in the range of 10.5 to 11.5 and lower than the pH value under a high supersaturation degree. Is preferable.

第1段階を、前記粒子成長工程の全体に対して0.5%〜20%の範囲の時間とし、第2段階を、該粒子成長工程の全体に対して10%〜80%の範囲の時間とし、第3段階を、該粒子成長工程の全体に対して2%〜30%の範囲の時間とし、かつ、第4段階を、該粒子成長工程時間の全体に対して10%〜80%の範囲の時間とすることが好ましい。 The first step is the time in the range of 0.5% to 20% with respect to the whole of the particle growth process, and the second step is the time in the range of 10% to 80% with respect to the whole of the particle growth step. The third step is the time in the range of 2% to 30% of the total particle growth process time, and the fourth step is 10% to 80% of the total particle growth process time. It is preferably in the range of time.

本発明の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法の別の態様は、第4段階の経過後、前記過飽和度を第4段階よりも高い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第5段階と、第5段階の経過後、前記過飽和度を第5段階よりも低い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第6段階とをさらに有する。 Another aspect of the method for producing a transition metal-containing composite hydroxide of the present invention is a fifth step of switching the supersaturation degree to a state higher than the fourth step and maintaining the supersaturation degree after the lapse of the fourth step. And, after the lapse of the fifth stage, the supersaturation degree is switched to a state lower than the fifth stage, and the sixth stage for maintaining the supersaturation degree is further provided.

この場合においては、第1段階を、前記粒子成長工程の全体に対して0.5%〜20%の範囲の時間とし、第2段階を、該粒子成長工程の全体に対して10%〜75%の範囲の時間とし、第3段階を、該粒子成長工程の全体に対して2%〜30%の範囲の時間とし、第4段階を、該粒子成長工程時間の全体に対して10%〜75%の範囲の時間とし、第5段階を、該粒子成長工程時間の全体に対して2%〜30%の範囲の時間とし、かつ、第6段階を、該粒子成長工程時間の全体に対して10%〜75%の範囲の時間とするとことが好ましい。 In this case, the first step is the time in the range of 0.5% to 20% with respect to the whole of the particle growth step, and the second step is 10% to 75% with respect to the whole of the particle growth step. The time in the range of%, the third step is the time in the range of 2% to 30% with respect to the total of the particle growth process, and the fourth step is the time of 10% to the total of the particle growth process. The time ranged from 75%, the fifth step was the time in the range of 2% to 30% of the total particle growth process time, and the sixth step was the total particle growth process time. The time is preferably in the range of 10% to 75%.

前記遷移金属含有複合水酸化物を、一般式(A):NixMnyCozt(OH)2+a(x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、0≦a≦0.5、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)で表される組成とすることが好ましい。この場合において、前記粒子成長工程後に、前記遷移金属含有複合水酸化物の表面を、前記添加元素Mを含む化合物によって被覆する、被覆工程をさらに設けてもよい。 Wherein the transition metal-containing composite hydroxide of the general formula (A): Ni x Mn y Co z M t (OH) 2 + a (x + y + z + t = 1,0.3 ≦ x ≦ 0.95,0.05 ≦ y ≦ 0.55, 0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1, 0 ≦ a ≦ 0.5, M is Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, The composition is preferably represented by one or more additive elements selected from Hf, Ta, and W). In this case, after the particle growth step, a coating step may be further provided in which the surface of the transition metal-containing composite hydroxide is coated with the compound containing the additive element M.

本発明の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法は、上記の本発明の製造方法を用いて、前記遷移金属含有複合水酸化物を得る晶析工程と、
該遷移金属含有複合水酸化物とリチウム化合物とを混合して、リチウム混合物を形成する混合工程と、
該リチウム混合物を、酸化性雰囲気中で、650℃〜1000℃の範囲の温度で焼成して、リチウム遷移金属含有複合酸化物からなる非水電解質二次電池用正極活物質を得る焼成工程と、
を備える。
The method for producing the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes a crystallization step for obtaining the transition metal-containing composite hydroxide using the above-mentioned production method of the present invention.
A mixing step of mixing the transition metal-containing composite hydroxide and a lithium compound to form a lithium mixture, and
A firing step of calcining the lithium mixture at a temperature in the range of 650 ° C. to 1000 ° C. in an oxidizing atmosphere to obtain a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery composed of a lithium transition metal-containing composite oxide.
To be equipped.

前記混合工程において、前記リチウム混合物に含まれるリチウムの原子数の、リチウム以外の金属元素の原子数の合計に対する比率が、0.95〜1.5の範囲となるように、前記リチウム化合物の混合量を調整することが好ましい。 In the mixing step, the lithium compounds are mixed so that the ratio of the number of lithium atoms contained in the lithium mixture to the total number of atoms of metal elements other than lithium is in the range of 0.95 to 1.5. It is preferable to adjust the amount.

前記混合工程の前に、前記遷移金属複合水酸化物を、105℃〜750℃の範囲の温度で熱処理する熱処理工程をさらに備えることが好ましい。 Prior to the mixing step, it is preferable to further include a heat treatment step of heat-treating the transition metal composite hydroxide at a temperature in the range of 105 ° C. to 750 ° C.

前記リチウム遷移金属含有複合酸化物を、一般式(B):Li1+UNiMnCo(−0.05≦u≦0.50、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)で表される組成とすることが好ましい。 The lithium transition metal-containing composite oxide is subjected to the general formula (B): Li 1 + U Ni x Mn y Co z M t O 2 (-0.05 ≦ u ≦ 0.50, x + y + z + t = 1, 0.3 ≦ x ≦). 0.95, 0.05 ≦ y ≦ 0.55, 0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1, M is Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo , Hf, Ta, W (one or more additive elements selected from)).

本発明の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法により得られる遷移金属複合水酸化物を前駆体として製造した非水電解質二次電池用正極活物質を正極材料として用いることにより、従来の中空構造ないしは孔開き中空構造の正極活物質を正極材料に用いた非水電解質二次電池に比べて、その電池容量やサイクル特性を損なうことなく、出力特性をさらに向上させた非水電解質二次電池を提供することが可能となり、その工業的意義はきわめて大きい。 By using the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery produced by using the transition metal composite hydroxide obtained by the method for producing a transition metal-containing composite hydroxide of the present invention as a precursor, a conventional hollow structure is used. Or, compared to a non-aqueous electrolyte secondary battery that uses a positive electrode active material with a perforated hollow structure as the positive electrode material, a non-aqueous electrolyte secondary battery with further improved output characteristics without impairing its battery capacity and cycle characteristics. It is possible to provide it, and its industrial significance is extremely great.

図1は、本発明の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法により得られた遷移金属複合水酸化物を構成する二次粒子の構造を概略的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of secondary particles constituting the transition metal composite hydroxide obtained by the method for producing a transition metal-containing composite hydroxide of the present invention. 図2は、実施例1で得られた遷移金属含有複合水酸化物を前駆体とする非水電解質二次電池用正極活物質の表面を示すFE−SEM像である。FIG. 2 is an FE-SEM image showing the surface of the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the transition metal-containing composite hydroxide obtained in Example 1 as a precursor. 図3は、実施例1で得られた遷移金属含有複合水酸化物を前駆体とする非水電解質二次電池用正極活物質の断面を示すFE−SEM像である。FIG. 3 is an FE-SEM image showing a cross section of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the transition metal-containing composite hydroxide obtained in Example 1 as a precursor. 図4は、比較例1で得られた遷移金属含有複合水酸化物を前駆体とする非水電解質二次電池用正極活物質の表面を示すFE−SEM像である。FIG. 4 is an FE-SEM image showing the surface of the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the transition metal-containing composite hydroxide obtained in Comparative Example 1 as a precursor. 図5は、比較例1で得られた遷移金属含有複合水酸化物を前駆体とする非水電解質二次電池用正極活物質の断面を示すFE−SEM像である。FIG. 5 is an FE-SEM image showing a cross section of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the transition metal-containing composite hydroxide obtained in Comparative Example 1 as a precursor. 図6は、電池評価に使用した2032型コイン電池の概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a 2032 type coin battery used for battery evaluation. 図7は、インピーダンス評価の測定例と解析に使用した等価回路の概略説明図である。FIG. 7 is a schematic explanatory view of a measurement example of impedance evaluation and an equivalent circuit used for analysis.

本発明者らは、WO2004/181891号公報や特開2011−110992号公報などの従来技術に基づいて得られた、小粒径で粒度分布が狭く、かつ、外殻部とその内側にある空間部とからなる中空構造ないしは孔開き中空構造を備えた非水電解質二次電池用正極活物質(以下、「正極活物質」という)について、その出力特性のさらなる改善について、鋭意検討を行った。 The present inventors have a small particle size, a narrow particle size distribution, and a space inside the outer shell, which is obtained based on the prior art such as WO2004 / 181891 and JP2011-110992. Regarding the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries (hereinafter referred to as "positive electrode active material") having a hollow structure consisting of parts or a hollow structure with holes, further improvement of the output characteristics was intensively studied.

その結果、正極活物質において、外殻部に、空間部まで貫通する貫通孔を設けることにより、正極活物質の内部に存在する空間部に電解液の十分な侵入を可能にするのみならず、導電助剤についても貫通孔を通じて空間部への侵入を可能とすることにより、正極活物質を構成する二次粒子の内外の表面を電解液との反応場として積極的に利用することが可能となり、正極活物質の正極抵抗を十分に低下させることができるとの知見を得た。 As a result, in the positive electrode active material, by providing a through hole in the outer shell portion that penetrates to the space portion, not only is it possible to sufficiently invade the space portion existing inside the positive electrode active material, but also the electrolytic solution can sufficiently penetrate. By allowing the conductive additive to enter the space through the through hole, it is possible to positively use the inner and outer surfaces of the secondary particles constituting the positive electrode active material as a reaction field with the electrolytic solution. , It was found that the positive electrode resistance of the positive electrode active material can be sufficiently reduced.

このような構造の正極活物質を得るためには、遷移金属含有複合水酸化物(以下、「複合水酸化物」という)を構成する二次粒子を、微細一次粒子からなる中心部と、該中心部の外側に形成され、板状一次粒子からなる高密度層、該高密度層の外側に形成され、前記微細一次粒子からなる低密度層、および、該低密度層の外側に形成され、前記板状一次粒子からなる外殻層とを有する外殻部とを備える構造とすることにより、すなわち、焼成によって正極活物質の外殻部を形成する部分を、一層の板状一次粒子からなる高密度層のみから構成するのではなく、板状一次粒子からなる高密度層と外殻層との径方向中間部に、微細一次粒子からなる所定の径方向厚さを有する低密度層を挟みこんだ三層構造とすることにより、該低密度層に起因して正極活物質の外殻部に、電解液のみならず導電助剤の侵入も可能とする貫通孔を形成することが可能であるとの知見を得た。 In order to obtain a positive electrode active material having such a structure, secondary particles constituting a transition metal-containing composite hydroxide (hereinafter referred to as “composite hydroxide”) are formed by forming a central portion composed of fine primary particles and the said secondary particles. A high-density layer formed on the outside of the central portion and composed of plate-shaped primary particles, a low-density layer formed on the outside of the high-density layer and composed of the fine primary particles, and formed on the outside of the low-density layer. By having a structure including an outer shell portion having an outer shell layer made of the plate-shaped primary particles, that is, a portion forming the outer shell portion of the positive electrode active material by firing is made of one layer of plate-shaped primary particles. Rather than being composed of only high-density layers, a low-density layer composed of fine primary particles having a predetermined radial thickness is sandwiched between a high-density layer composed of plate-shaped primary particles and an outer shell layer in the radial direction. By forming a three-layer structure, it is possible to form through holes in the outer shell of the positive electrode active material due to the low density layer, which allows not only the electrolytic solution but also the conductive auxiliary agent to enter. I got the finding that there is.

さらに、このような構造の二次粒子により構成される複合水酸化物を得るためには、粒子成長工程において、原料水溶液の供給を継続しながら、反応水溶液中の遷移金属の過飽和度を制御することにより、板状一次粒子からなる高密度層と、微細一次粒子からなる低密度層とを交互に積層することが可能であるとの知見を得た。 Further, in order to obtain a composite hydroxide composed of secondary particles having such a structure, the degree of supersaturation of the transition metal in the reaction aqueous solution is controlled while continuing to supply the raw material aqueous solution in the particle growth step. As a result, it was found that a high-density layer composed of plate-shaped primary particles and a low-density layer composed of fine primary particles can be alternately laminated.

加えて、このような構造の複合水酸化物を前駆体とすることにより、正極活物質を、小粒径で粒度分布が狭く、かつ、球形度が高く充填性に優れた二次粒子により構成することができるとの知見を得た。 In addition, by using a composite hydroxide having such a structure as a precursor, the positive electrode active material is composed of secondary particles having a small particle size, a narrow particle size distribution, a high sphericity, and excellent filling properties. I got the finding that it can be done.

本発明は、これらの知見に基づき完成されたものである。 The present invention has been completed based on these findings.

1.遷移金属含有複合水酸化物
(1−1)遷移金属含有複合水酸化物の構造
本発明の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法により得られる複合水酸化物は、非水電解質二次電池用正極活物質の前駆体であって、複数の板状一次粒子、および、該板状一次粒子よりも小さな粒径を有する微細一次粒子が凝集して形成された二次粒子により構成される。
1. 1. Transition Metal-Containing Composite Hydroxide (1-1) Structure of Transition Metal-Containing Composite Hydroxide The composite hydroxide obtained by the method for producing a transition metal-containing composite hydroxide of the present invention is for a non-aqueous electrolyte secondary battery. It is a precursor of a positive electrode active material, and is composed of a plurality of plate-shaped primary particles and secondary particles formed by aggregating fine primary particles having a particle size smaller than the plate-shaped primary particles.

特に、本発明により得られる複合水酸化物を構成する二次粒子は、図1に示すように、微細一次粒子からなる中心部(21)と、該中心部の外側に形成され、板状一次粒子が凝集して形成された高密度層(22)、および、該高密度層の外側に形成された微細一次粒子からなる低密度層(23)からなる少なくとも1つの積層構造、ならびに、該低密度層の外側に形成され、前記板状一次粒子からなる外殻層(24)から構成された外殻部(25)とからなる構造を備える。すなわち、前記二次粒子は、中心部と外殻部とからなる構造を備え、さらに前記外殻部は、高密度層と低密度層とからなる少なくとも1つの積層構造と、外殻層とからなる三層以上の多層構造を備える。 In particular, as shown in FIG. 1, the secondary particles constituting the composite hydroxide obtained by the present invention are formed in a central portion (21) composed of fine primary particles and outside the central portion, and are plate-shaped primary particles. At least one laminated structure consisting of a high-density layer (22) formed by agglomeration of particles and a low-density layer (23) composed of fine primary particles formed outside the high-density layer, and the low. It has a structure formed on the outside of the density layer and composed of an outer shell portion (25) composed of an outer shell layer (24) composed of the plate-shaped primary particles. That is, the secondary particles have a structure composed of a central portion and an outer shell portion, and the outer shell portion is composed of at least one laminated structure composed of a high-density layer and a low-density layer, and an outer shell layer. It has a multi-layer structure of three or more layers.

本発明により得られる複合水酸化物において、前記外殻部は、その外殻層の内側に、高密度層と低密度層とが1層ずつ積層された構造のほか、その外殻層の内側に高密度層と低密度層とが2層ずつ積層した構造も採り得る。すなわち、前記外殻層の内側に、前記高密度層と前記低密度層との積層構造の外側に形成された、前記板状一次粒子からなる第2の高密度層と、第2の高密度層の外側に形成され、前記微細一次粒子からなる第2の低密度層とからなる積層構造をさらに備える五層の多層構造により構成することができる。 In the composite hydroxide obtained by the present invention, the outer shell portion has a structure in which a high-density layer and a low-density layer are laminated one by one inside the outer shell layer, and the inside of the outer shell layer. A structure in which two high-density layers and two low-density layers are laminated can also be adopted. That is, a second high-density layer made of the plate-shaped primary particles formed inside the outer shell layer and outside the laminated structure of the high-density layer and the low-density layer, and a second high-density layer. It can be configured by a five-layer multi-layer structure further including a laminated structure formed on the outside of the layer and composed of a second low-density layer composed of the fine primary particles.

まず、上記中心部は、微細一次粒子が連なった隙間の多い構造であるため、より大きくて厚みのある板状一次粒子からなる高密度層や外殻部と比較すると、該複合水酸化物を正極活物質とするための焼成時において、低温域から焼結が進行して、粒子の中心から焼結の進行が遅い高密度層側に収縮して、中心部に空間が生ずる。このように、中心部は低密度で、収縮率が大きいことから、中心部は十分な大きさを有する空間となる。このため、焼成後に得られる正極活物質が、外殻部とその内側にある空間部とからなる中空構造となる。 First, since the central portion has a structure with many gaps in which fine primary particles are connected, the composite hydroxide is compared with a high-density layer composed of larger and thicker plate-shaped primary particles and an outer shell portion. During firing to obtain a positive electrode active material, sintering proceeds from a low temperature region and shrinks from the center of the particles to the high-density layer side where sintering progresses slowly, and a space is created in the center. As described above, since the central portion has a low density and a large shrinkage rate, the central portion is a space having a sufficient size. Therefore, the positive electrode active material obtained after firing has a hollow structure composed of an outer shell portion and a space portion inside the outer shell portion.

特に、本発明の複合水酸化物を構成する二次粒子では、従来構造のように、中心部の周囲に1層の高密度層のみからなる外殻部を備えるのではなく、高密度層と外殻層との間に、所定の径方向厚さを有する低密度層が挟まれる積層構造となっている。 In particular, the secondary particles constituting the composite hydroxide of the present invention do not have an outer shell portion consisting of only one high-density layer around the central portion as in the conventional structure, but have a high-density layer. It has a laminated structure in which a low-density layer having a predetermined radial thickness is sandwiched between the outer shell layer and the outer shell layer.

このような構成により、焼成に際して、低密度層を構成する微細一次粒子が連なった隙間の多い構造部分が、高密度層および外殻層側に収縮することにより、空間部が形成されるが、該空間部はその形状を保持するだけの径方向厚さを備えていない。このため、高密度層と外殻層は焼結するにしたがって、低密度部を吸収しながら実質的に一体化して一層の外殻部を形成するが、この際に吸収された低密度部の体積分が不足するため、焼成時に高密度層と外殻層が収縮することにより、一体化した外殻部を外内に貫通し、かつ、十分な大きさを有する貫通孔が形成されるものと考えられる。 With such a configuration, at the time of firing, the structural portion having many gaps in which the fine primary particles constituting the low-density layer are connected contracts toward the high-density layer and the outer shell layer, thereby forming a space portion. The space portion does not have a radial thickness sufficient to retain its shape. Therefore, as the high-density layer and the outer shell layer are sintered, they are substantially integrated while absorbing the low-density portion to form a single outer shell portion. Due to insufficient volume integral, the high-density layer and the outer shell layer contract during firing to form a through hole having a sufficient size and penetrating the integrated outer shell portion inside and outside. it is conceivable that.

ここで、低密度層は板状一次粒子を含むものであってもよく、板状一次粒子が含まれることで高密度層と外殻層の一体化が進みやすくなる。一方、板状一次粒子が多くなりすぎると低密度層の収縮が少なくなる。このため、低密度層が板状一次粒子を含む場合でも、板状一次粒子の存在割合は、低密度層の断面積に対して50%以下であることが好ましい。 Here, the low-density layer may include plate-shaped primary particles, and the inclusion of the plate-shaped primary particles facilitates the integration of the high-density layer and the outer shell layer. On the other hand, if the number of plate-shaped primary particles becomes too large, the shrinkage of the low-density layer decreases. Therefore, even when the low-density layer contains plate-shaped primary particles, the abundance ratio of the plate-shaped primary particles is preferably 50% or less with respect to the cross-sectional area of the low-density layer.

また、複合水酸化物を構成する二次粒子において、低密度層は、高密度層と外殻層との間で二次粒子の周方向の全体に形成されている必要はなく、正極活物質の外殻部において、十分な大きさを有する貫通孔が少なくとも1つ形成される限りにおいて、このような低密度層が部分的に形成されている構造も、本発明の範囲に含められる。 Further, in the secondary particles constituting the composite hydroxide, the low-density layer does not need to be formed in the entire circumferential direction of the secondary particles between the high-density layer and the outer shell layer, and is a positive electrode active material. A structure in which such a low-density layer is partially formed is also included in the scope of the present invention as long as at least one through hole having a sufficient size is formed in the outer shell portion of the above.

本発明の複合水酸化物を前駆体として得えられた正極活物質を構成する二次粒子においては、外殻部全体の電気的な導通が担保され、かつ、外殻部に形成された貫通孔が所定の長さと内径を備えることにより、電解液のみならず導電助剤も貫通孔を通じて、外殻部の内側に存在する空間部に十分に侵入することが可能となる。このため、二次粒子(外殻部)の内外の表面を電解液との反応場として積極的に利用することが可能となり、正極活物質の内部抵抗を大幅に低減させることができる。 In the secondary particles constituting the positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide of the present invention as a precursor, the electrical conduction of the entire outer shell portion is ensured, and the penetration formed in the outer shell portion is ensured. When the holes have a predetermined length and inner diameter, not only the electrolytic solution but also the conductive auxiliary agent can sufficiently penetrate into the space existing inside the outer shell portion through the through holes. Therefore, the inner and outer surfaces of the secondary particles (outer shell portion) can be positively used as a reaction field with the electrolytic solution, and the internal resistance of the positive electrode active material can be significantly reduced.

(1−2)遷移金属含有複合水酸化物の平均粒径
本発明により得られる複合水酸化物を構成する二次粒子の平均粒径は、1μm〜15μm、好ましくは3μm〜12μm、より好ましくは3μm〜10μmに調整される。正極活物質の平均粒径は、その前駆体である複合水酸化物の平均粒径と相関する。このため、複合水酸化物の平均粒径をこのような範囲に設定することで、正極活物質の平均粒径を所定の範囲に設定することが可能となる。
(1-2) Average Particle Size of Transition Metal-Containing Composite Hydroxide The average particle size of the secondary particles constituting the composite hydroxide obtained by the present invention is 1 μm to 15 μm, preferably 3 μm to 12 μm, more preferably. It is adjusted to 3 μm to 10 μm. The average particle size of the positive electrode active material correlates with the average particle size of the composite hydroxide that is its precursor. Therefore, by setting the average particle size of the composite hydroxide in such a range, it is possible to set the average particle size of the positive electrode active material in a predetermined range.

なお、本発明において、複合水酸化物の平均粒径とは、体積基準平均粒径(MV)を意味し、たとえば、レーザ光回折散乱式粒度分析計で測定した体積積算値から求めることができる。 In the present invention, the average particle size of the composite hydroxide means a volume-based average particle size (MV), and can be obtained from, for example, a volume integrated value measured by a laser light diffraction / scattering type particle size analyzer. ..

(1−3)遷移金属含有複合水酸化物の粒度分布
本発明により得られる複合水酸化物を構成する二次粒子の粒度分布の広がりを示す指標である[(d90−d10)/平均粒径]の値は、0.65以下、好ましくは0.55以下、より好ましくは0.50以下に調整される。
(1-3) Particle Size Distribution of Transition Metal-Containing Composite Hydroxide This is an index showing the spread of the particle size distribution of the secondary particles constituting the composite hydroxide obtained by the present invention [(d90-d10) / average particle size. ] Is adjusted to 0.65 or less, preferably 0.55 or less, and more preferably 0.50 or less.

正極活物質の粒度分布は、その前駆体である複合水酸化物の影響を強く受ける。このため、たとえば、微細な粒子や粗大な粒子を多く含む複合水酸化物を前駆体として正極活物質を作製した場合には、正極活物質にも微細な粒子や粗大な粒子が多く含まれることとなり、これを用いた二次電池の安全性、サイクル特性および出力特性を十分に改善することができなくなる。このため、その前駆体である複合水酸化物の粒度分布を、[(d90−d10)/平均粒径]の値が0.65以下となるように調整することにより、正極活物質の粒度分布を狭くすることができ、上述した電池特性、特に微細な粒子の選択劣化に起因する安全性やサイクル特性に関する問題を回避することが可能となる。ただし、工業規模の生産を考慮した場合には、[(d90−d10)/平均粒径]の値が過度に小さい粉体状態の複合水酸化物を作製することは、収率、生産性、または生産コストの観点からから現実的ではない。したがって、[(d90−d10)/平均粒径]の値の下限値は、0.25程度とすることが好ましい。 The particle size distribution of the positive electrode active material is strongly influenced by the composite hydroxide that is its precursor. Therefore, for example, when a positive electrode active material is prepared using a composite hydroxide containing many fine particles or coarse particles as a precursor, the positive electrode active material also contains many fine particles or coarse particles. Therefore, the safety, cycle characteristics, and output characteristics of the secondary battery using this cannot be sufficiently improved. Therefore, the particle size distribution of the positive electrode active material is adjusted by adjusting the particle size distribution of the composite hydroxide, which is the precursor thereof, so that the value of [(d90-d10) / average particle size] is 0.65 or less. It is possible to avoid the above-mentioned problems related to battery characteristics, particularly safety and cycle characteristics caused by selective deterioration of fine particles. However, when considering industrial-scale production, it is possible to produce a composite hydroxide in a powder state in which the value of [(d90-d10) / average particle size] is excessively small in terms of yield, productivity, and so on. Or it is not realistic from the viewpoint of production cost. Therefore, the lower limit of the value of [(d90-d10) / average particle size] is preferably about 0.25.

ここで、d10とは、粉体試料の、各粒径における粒子数を粒径の小さな側から累積し、その累積体積が全粒子の合計体積の10%となる粒径を意味し、d90は、同様の手法で粒子数を累積したときに、その累積体積が全粒子の合計体積の90%となる粒径を意味する。d10およびd90は、複合水酸化物の平均粒径と同様に、レーザ光回折散乱式粒度分析計で測定した体積積算値から求めることができる。 Here, d10 means a particle size in which the number of particles in each particle size of the powder sample is accumulated from the smaller particle size side, and the cumulative volume is 10% of the total volume of all particles, and d90 is , Means a particle size in which the cumulative volume is 90% of the total volume of all particles when the number of particles is accumulated by the same method. Similar to the average particle size of the composite hydroxide, d10 and d90 can be obtained from the volume integrated values measured by the laser light diffraction scattering type particle size analyzer.

(1−4)中心部、高密度層、低密度層および外殻層の厚さ
本発明により得られる複合水酸化物において、中心部の外径の二次粒子の粒径に対する比率、および、正極活物質において外殻部を構成することになる、高密度層と外殻層の厚さの合計の二次粒子の粒径に対する比率は、この二次粒子を前駆体とする正極活物質においても、ほとんど変化することはない。したがって、複合水酸化物を構成する二次粒子において、その粒径に対する中心部の外径、および、高密度層、低密度層および外殻層のそれぞれの厚さの比率を適切に制御することにより、正極活物質の粒子構造を、適切な範囲に設定することが可能となる。
(1-4) Thickness of Central Area, High Density Layer, Low Density Layer and Outer Shell Layer In the composite hydroxide obtained by the present invention, the ratio of the outer diameter of the central part to the particle size of the secondary particles, and The ratio of the total thickness of the high-density layer and the outer shell layer to the particle size of the secondary particles, which constitutes the outer shell portion of the positive electrode active material, is determined by the positive electrode active material using the secondary particles as a precursor. However, it hardly changes. Therefore, in the secondary particles constituting the composite hydroxide, the ratio of the outer diameter of the central portion to the particle size and the thickness of each of the high density layer, the low density layer and the outer shell layer should be appropriately controlled. This makes it possible to set the particle structure of the positive electrode active material in an appropriate range.

[外殻部が三層構造を有する場合]
複合水酸化物の外殻部が、外殻層の内側に高密度層と低密度層からなる積層構造を1つのみ備える場合、すなわち、三層構造を有する場合、複合水酸化物を構成する二次粒子において、その粒径に対する中心部の外径の平均比率(以下、「中心部粒径比」という)は、35%〜85%の範囲にあることが好ましく、40%〜80%の範囲にあることがより好ましく、55%〜75%の範囲にあることがさらに好ましい。このような構成により、正極活物質において、二次粒子の内側に十分な大きさの空間部を形成することができ、二次粒子の外殻部の内側における表面積を確保することができる。また、複合水酸化物において、外殻部を構成する高密度層、低密度層、および外殻層を適切な厚さとして、このような複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質において、適切な厚さで、かつ、径方向に貫通する所定の貫通孔が存在する外殻部を形成することが可能となる。
[When the outer shell has a three-layer structure]
When the outer shell portion of the composite hydroxide has only one laminated structure composed of a high-density layer and a low-density layer inside the outer shell layer, that is, when it has a three-layer structure, it constitutes a composite hydroxide. In the secondary particles, the average ratio of the outer diameter of the central portion to the particle diameter (hereinafter referred to as “central particle size ratio”) is preferably in the range of 35% to 85%, preferably 40% to 80%. It is more preferably in the range, even more preferably in the range of 55% to 75%. With such a configuration, in the positive electrode active material, a space portion having a sufficient size can be formed inside the secondary particles, and the surface area inside the outer shell portion of the secondary particles can be secured. Further, in the composite hydroxide, in the positive electrode active material obtained by setting the high-density layer, the low-density layer, and the outer shell layer constituting the outer shell portion as appropriate thicknesses and using such a composite hydroxide as a precursor. It is possible to form an outer shell portion having an appropriate thickness and having a predetermined through hole penetrating in the radial direction.

また、複合水酸化物を構成する二次粒子において、複合水酸化物の外殻部を構成する高密度層および外殻層の厚さの合計の二次粒子の粒径に対する平均比率(以下、「高密度層合計粒径比」という)は、5%〜30%の範囲にあることが好ましく、8%〜25%の範囲にあることがより好ましく、10%〜20%の範囲にあることがさらに好ましい。高密度層合計粒径比をこの範囲に設定することにより、所定の大きさの低密度層を形成することが可能となることに加え、正極活物質を作製するための焼成時における、高密度層および外殻層の過剰な体積収縮を抑制することができ、正極活物質において適切な厚さの外殻部を形成することが可能となる。 Further, in the secondary particles constituting the composite hydroxide, the average ratio of the total thickness of the high-density layer and the outer shell layer constituting the outer shell portion of the composite hydroxide to the particle size of the secondary particles (hereinafter referred to as “)”. The "high density layer total particle size ratio") is preferably in the range of 5% to 30%, more preferably in the range of 8% to 25%, and in the range of 10% to 20%. Is even more preferable. By setting the total particle size ratio of the high-density layer in this range, it is possible to form a low-density layer having a predetermined size, and in addition, the high density at the time of firing for producing the positive electrode active material. Excessive volume shrinkage of the layer and the outer shell layer can be suppressed, and an outer shell portion having an appropriate thickness can be formed in the positive electrode active material.

二次粒子の粒径に対する、高密度層のみの厚さの比率(以下、「高密度層粒径比」という)は2.5%〜15%の範囲にあることが好ましく、3%〜15%の範囲にあることがより好ましく、3%〜10%の範囲にあることがさらに好ましい。高密度層粒径比が2.5%よりも小さいと、複合水酸化物の焼成時において、外殻層と一体化する際に収縮により貫通孔を形成できなかったり、逆にその形態が崩れてしまったりする可能性がある。一方、高密度層粒径比が15%を超えると、外殻層との間に十分な低密度層を形成できない、あるいは、十分な厚さの外殻層を形成できない、さらには、複合水酸化物の焼成時に、高密度層の収縮が不足して貫通孔が形成できず、高密度層と外殻層と間に空間部が残存してしまう可能性があり、得られる正極活物質において、径方向に貫通する貫通孔が設けられた外殻部と、その内側にある空間部とを備えた、所望の構造が得られなくなることがある。 The ratio of the thickness of only the high-density layer to the particle size of the secondary particles (hereinafter referred to as “high-density layer particle size ratio”) is preferably in the range of 2.5% to 15%, and is preferably 3% to 15%. It is more preferably in the range of%, and even more preferably in the range of 3% to 10%. If the particle size ratio of the high-density layer is smaller than 2.5%, through holes cannot be formed due to shrinkage when the composite hydroxide is integrated with the outer shell layer at the time of firing, or conversely, its morphology collapses. There is a possibility that it will end up. On the other hand, if the high-density layer particle size ratio exceeds 15%, a sufficiently low-density layer cannot be formed between the high-density layer and the outer shell layer, or an outer shell layer having a sufficient thickness cannot be formed. When the oxide is fired, the shrinkage of the high-density layer is insufficient to form through holes, and there is a possibility that a space remains between the high-density layer and the outer shell layer. , A desired structure may not be obtained, which includes an outer shell portion provided with a through hole penetrating in the radial direction and a space portion inside the outer shell portion.

二次粒子の粒径に対する外殻層の厚さの比率(以下、「外殻層粒径比」という)についても、2.5%〜15%の範囲にあることが好ましく、2.5%〜12%の範囲にあることがより好ましく、2.5%〜10%の範囲にあることがさらに好ましい。外殻層粒径比をこの範囲に設定することにより、正極活物質において、二次粒子の形状および平均粒径を適切に制御できるとともに、適切な厚さの外殻部を形成することが可能となる。外殻層粒径比が2.5%よりも小さいと、複合水酸化物の焼成時において、その形態が崩れてしまったりする可能性がある。一方、外殻層粒径比が15%を超えると、高密度層と外殻部との間に十分な低密度層を形成できない、あるいは、十分な厚さの高密度層を形成できない、さらには、複合水酸化物の焼成時に、貫通孔が形成できず、高密度層と外殻部と間に空間部が残存してしまう可能性があり、得られる正極活物質において所望の構造が得られなくなることがある。 The ratio of the thickness of the outer shell layer to the particle size of the secondary particles (hereinafter referred to as “outer shell layer particle size ratio”) is also preferably in the range of 2.5% to 15%, preferably 2.5%. It is more preferably in the range of ~ 12%, and even more preferably in the range of 2.5% to 10%. By setting the outer shell layer particle size ratio in this range, the shape and average particle size of secondary particles can be appropriately controlled in the positive electrode active material, and an outer shell portion having an appropriate thickness can be formed. It becomes. If the outer shell layer particle size ratio is smaller than 2.5%, the form of the composite hydroxide may collapse during firing. On the other hand, if the outer shell layer particle size ratio exceeds 15%, a sufficiently low density layer cannot be formed between the high density layer and the outer shell portion, or a high density layer having a sufficient thickness cannot be formed, and further. In the case of firing the composite hydroxide, through holes cannot be formed, and there is a possibility that a space portion remains between the high-density layer and the outer shell portion, and a desired structure can be obtained in the obtained positive electrode active material. You may not be able to do it.

一方、二次粒子の粒径に対する低密度層の厚さの比率(以下、「低密度層粒径比」という)は、2%〜20%の範囲にあることが好ましく、2%〜10%の範囲にあることがより好ましく、2%〜8%の範囲にあることがさらに好ましい。低密度層粒径比をこの範囲に設定することにより、正極活物質において、適切な厚さで、かつ、適切な大きさの貫通孔が形成された外殻部を形成することが可能となる。低密度層粒径比が2%よりも小さいと、正極活物質の外殻部において所定の貫通孔を形成させるに十分な大きさの空隙が、複合水酸化物の焼成時に生じない。逆に、低密度層粒径比が20%を超えてしまうと、複合水酸化物の焼成時に、高密度層と外殻層との間に空間部が形成されてしまい、高密度層と外殻部が実質的に一体化せず、得られる正極活物質において所望の構造が得られなくなる。 On the other hand, the ratio of the thickness of the low-density layer to the particle size of the secondary particles (hereinafter referred to as "low-density layer particle size ratio") is preferably in the range of 2% to 20%, and is preferably 2% to 10%. It is more preferably in the range of 2% to 8%. By setting the low-density layer particle size ratio in this range, it becomes possible to form an outer shell portion in which a through hole having an appropriate thickness and an appropriate size is formed in the positive electrode active material. .. When the low-density layer particle size ratio is smaller than 2%, voids large enough to form a predetermined through hole in the outer shell portion of the positive electrode active material are not generated during firing of the composite hydroxide. On the contrary, if the particle size ratio of the low-density layer exceeds 20%, a space is formed between the high-density layer and the outer shell layer when the composite hydroxide is fired, and the high-density layer and the outside are formed. The shell portion is not substantially integrated, and the desired structure cannot be obtained in the obtained positive electrode active material.

ここで、上記の中心部粒径比、高密度層合計粒径比、高密度層粒径比、外殻層粒径比、および、低密度層粒径比は、複合水酸化物の断面を、電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)などの走査電子顕微鏡(SEM)で観察することにより求めることができる。具体的には、まず、二次粒子における中心部、高密度層、低密度層および外殻層が判別できる程度の視野において、二次粒子の断面を観察する。 Here, the central particle size ratio, the high density layer total particle size ratio, the high density layer particle size ratio, the outer shell layer particle size ratio, and the low density layer particle size ratio refer to the cross section of the composite hydroxide. , Can be obtained by observing with a scanning electron microscope (SEM) such as an electric field emission scanning electron microscope (FE-SEM). Specifically, first, the cross section of the secondary particles is observed in a field of view to which the central portion, the high-density layer, the low-density layer, and the outer shell layer of the secondary particles can be discriminated.

二次粒子の外縁上の任意2点間の最大長さ、および中心部の外縁上の任意2点間の最大長さをそれぞれ測定し、それらの値を、それぞれ二次粒子の粒径および中心部の外径とする。また、1つの二次粒子に対して3か所以上の任意の位置における高密度層、低密度層、および外殻層の厚さをそれぞれ測定し、その平均値を求める。ここで、高密度層の厚さは、二次粒子の断面における、高密度層の最内縁から任意の一点を選び、高密度層と低密度層との境界までの長さが最短となる2点間の長さとする。また、低密度層の厚さも、同様に、二次粒子の断面における、低密度層の最内縁から任意の一点を選び、低密度層と外殻層との境界までの長さが最短となる2点間の長さとする。さらに、外殻層の厚さも、同様に、二次粒子の断面における、外殻層の最内縁から任意の一点を選び、二次粒子の外縁までの長さが最短となる2点間の長さとする。 The maximum length between any two points on the outer edge of the secondary particle and the maximum length between any two points on the outer edge of the central part are measured, and their values are measured as the particle size and center of the secondary particle, respectively. The outer diameter of the part. Further, the thicknesses of the high-density layer, the low-density layer, and the outer shell layer at three or more arbitrary positions are measured with respect to one secondary particle, and the average value thereof is obtained. Here, as for the thickness of the high-density layer, an arbitrary point is selected from the innermost edge of the high-density layer in the cross section of the secondary particles, and the length to the boundary between the high-density layer and the low-density layer is the shortest. Let it be the length between points. Similarly, for the thickness of the low-density layer, an arbitrary point is selected from the innermost edge of the low-density layer in the cross section of the secondary particles, and the length to the boundary between the low-density layer and the outer shell layer is the shortest. The length is between two points. Further, as for the thickness of the outer shell layer, similarly, an arbitrary point is selected from the innermost edge of the outer shell layer in the cross section of the secondary particle, and the length between the two points where the length to the outer edge of the secondary particle is the shortest is selected. Let's say.

これらの中心部の外径、高密度層の厚さ、低密度層の厚さ、および外殻層の厚さを、複合水酸化物を構成する二次粒子の粒径で除することにより、中心部粒径比、高密度層粒径比、低密度層粒径比、および外殻層粒径比をそれぞれ求める。同様の測定を10個以上の複合水酸化物に対して行い、その個数平均値を算出することで、その試料全体における、中心部粒径比、高密度層粒径比、低密度層粒径比、および外殻層粒径比を最終的に決定する。なお、高密度層合計粒径比は、最終的に求められた高密度層粒径比および外殻層粒径比から求められる。 By dividing the outer diameter of these central parts, the thickness of the high-density layer, the thickness of the low-density layer, and the thickness of the outer shell layer by the particle size of the secondary particles constituting the composite hydroxide, The central particle size ratio, the high-density layer particle size ratio, the low-density layer particle size ratio, and the outer shell layer particle size ratio are determined, respectively. By performing the same measurement on 10 or more composite hydroxides and calculating the average number of them, the central particle size ratio, high-density layer particle size ratio, and low-density layer particle size in the entire sample are calculated. The ratio and the outer shell layer particle size ratio are finally determined. The total particle size ratio of the high-density layer is obtained from the finally obtained high-density layer particle size ratio and the outer shell layer particle size ratio.

[外殻部が五層構造を有する場合]
複合水酸化物の外殻部が、外殻層の内側に高密度層と低密度層からなる積層構造を2つ備える場合、すなわち、第1の高密度層と第1の低密度層と第2の高密度層と第2の低密度層と外殻層とからなる五層構造を有する場合には、中心部粒径比は35%〜80%の範囲にあることが好ましく、40%〜75%の範囲にあることがより好ましく、55%〜75%の範囲にあることがさらに好ましい。
[When the outer shell has a five-layer structure]
When the outer shell portion of the composite hydroxide includes two laminated structures composed of a high-density layer and a low-density layer inside the outer shell layer, that is, a first high-density layer, a first low-density layer, and a first When having a five-layer structure including two high-density layers, a second low-density layer, and an outer shell layer, the central particle size ratio is preferably in the range of 35% to 80%, and is preferably 40% to 80%. It is more preferably in the range of 75% and even more preferably in the range of 55% to 75%.

また、二次粒子の粒径に対する第1の高密度層と第2の高密度層と外殻層との厚さの合計の平均比率である、高密度層合計粒径比は8%〜30%の範囲にあることが好ましく、8%〜25%の範囲にあることがより好ましく、10%〜25%の範囲にあることがさらに好ましい。 Further, the total particle size ratio of the high-density layer, which is the average ratio of the total thickness of the first high-density layer, the second high-density layer, and the outer shell layer to the particle size of the secondary particles, is 8% to 30%. It is preferably in the range of%, more preferably in the range of 8% to 25%, and even more preferably in the range of 10% to 25%.

二次粒子の粒径に対する、それぞれの高密度層1層あたりの厚さの平均比率である高密度層粒径比は、2.5%〜15%の範囲にあることが好ましく、3%〜12%の範囲にあることがより好ましく、3%〜10%の範囲にあることがさらに好ましい。 The high-density layer particle size ratio, which is the average ratio of the thickness of each high-density layer to the particle size of the secondary particles, is preferably in the range of 2.5% to 15%, and preferably 3% to 3%. It is more preferably in the range of 12%, even more preferably in the range of 3% to 10%.

外殻層粒径比についても、同様に、2.5%〜15%の範囲にあることが好ましく、3%〜12%の範囲にあることがより好ましく、3%〜10%の範囲にあることがさらに好ましい。 Similarly, the outer shell layer particle size ratio is preferably in the range of 2.5% to 15%, more preferably in the range of 3% to 12%, and in the range of 3% to 10%. Is even more preferable.

一方、二次粒子の粒径に対する第1の低密度層と第2の低密度層との厚さの合計の平均比率である、低密度層合計粒径比は2%〜20%の範囲にあることが好ましく、3%〜15%の範囲にあることがより好まし、3%〜10%の範囲にあることがさらに好ましい。二次粒子の粒径に対するそれぞれの低密度層の厚さの平均比率である低密度層粒径比は、1%〜10%の範囲にあることが好ましく、2%〜7%の範囲にあることがより好ましい。 On the other hand, the total particle size ratio of the low density layer, which is the average ratio of the total thickness of the first low density layer and the second low density layer to the particle size of the secondary particles, is in the range of 2% to 20%. It is preferably in the range of 3% to 15%, more preferably in the range of 3% to 10%. The low density layer particle size ratio, which is the average ratio of the thickness of each low density layer to the particle size of the secondary particles, is preferably in the range of 1% to 10%, and is in the range of 2% to 7%. Is more preferable.

本発明において、外殻部が、外殻層の内側に、高密度層と低密度層からなる積層構造を2つ以上備えている場合でも、基本的には、このような構造の複合水酸化物を焼成する際に、第1の高密度層、第2の高密度層、および外殻層が、焼結収縮により実質的に一体化する。この場合も、正極活物質全体の耐久性を維持しつつ、電解液および導電助剤の空間部への侵入を可能とする所定の貫通孔が設けられた外殻部の構造が得られ、もって正極抵抗のさらなる低減を図ることが可能となる。 In the present invention, even when the outer shell portion has two or more laminated structures composed of a high-density layer and a low-density layer inside the outer shell layer, basically, composite hydroxylation having such a structure is provided. When the product is fired, the first high-density layer, the second high-density layer, and the outer shell layer are substantially integrated by sintering shrinkage. In this case as well, a structure of an outer shell portion provided with a predetermined through hole that allows the electrolytic solution and the conductive auxiliary agent to enter the space portion can be obtained while maintaining the durability of the entire positive electrode active material. It is possible to further reduce the positive electrode resistance.

(1−5)一次粒子
本発明により得られる複合水酸化物において、中心部および低密度層の構成要素である微細一次粒子は、平均粒径が、0.01μm〜0.3μmの範囲にあることが好ましく、0.1μm〜0.3μmの範囲にあることがより好ましい。ここで、微細一次粒子の平均粒径が、0.01μm未満であると、低密度層の厚みを満足に得ることができない場合がある。一方、微細一次粒子の平均粒径が、0.3μmよりも大きくなると、正極活物質を作製するための焼成工程において、低温域における焼成時に、加熱による体積収縮が十分に進行せず、中心部および低密度層と、高密度層および外殻層との体積収縮量の差が小さくなるため、正極活物質の二次粒子の中央に十分な大きさの空隙を備えた中心部が形成されない、あるいは、正極活物質の二次粒子の外殻部において、中心部と二次粒子の外側とを連通する、十分な大きさの貫通孔が形成されない場合がある。
(1-5) Primary Particles In the composite hydroxide obtained by the present invention, the fine primary particles which are the components of the central portion and the low density layer have an average particle size in the range of 0.01 μm to 0.3 μm. It is preferable, and it is more preferable that it is in the range of 0.1 μm to 0.3 μm. Here, if the average particle size of the fine primary particles is less than 0.01 μm, the thickness of the low-density layer may not be satisfactorily obtained. On the other hand, when the average particle size of the fine primary particles is larger than 0.3 μm, the volume shrinkage due to heating does not sufficiently proceed during the firing in the low temperature range in the firing step for producing the positive electrode active material, and the central portion. And because the difference in volume shrinkage between the low density layer and the high density layer and the outer shell layer is small, a central portion having a sufficiently large void is not formed in the center of the secondary particles of the positive electrode active material. Alternatively, in the outer shell portion of the secondary particles of the positive electrode active material, a through hole having a sufficient size that communicates the central portion and the outer side of the secondary particles may not be formed.

このような微細一次粒子の形状は、針状であることが好ましい。針状一次粒子は、一次元的な方向性を有する形状からなるため、粒子が凝集したときに、隙間の多い構造、すなわち、密度の低い構造を形成する。これにより、中心部および低密度層と、高密度層および外殻層との密度差を十分に大きなものとすることができる。 The shape of such fine primary particles is preferably needle-shaped. Since the needle-shaped primary particles have a shape having a one-dimensional directionality, when the particles are aggregated, a structure having many gaps, that is, a structure having a low density is formed. As a result, the density difference between the central portion and the low density layer and the high density layer and the outer shell layer can be made sufficiently large.

一方、複合水酸化物を構成する二次粒子の高密度層および外殻層を形成する板状一次粒子は、平均粒径が0.3μm〜3μmの範囲にあることが好ましく、0.4μm〜1.5μmの範囲にあることがより好ましく、0.4μm〜1.0μmの範囲にあることがさらに好ましい。板状一粒子の平均粒径が0.3μm未満のときは、正極活物質を作製するための焼成工程において、板状一次粒子の体積収縮も低温域においても生じてしまうため、高密度層および外殻層と、中心部および低密度層との体積収縮量の差が小さくなるため、正極活物質において十分な中空構造が得られなかったり、正極活物質の外殻部内に、貫通孔の形成に繋がる十分な低密度層の吸収量が得られなかったりする場合がある。一方、板状一次粒子の平均粒径が3μmより大きいときは、正極活物質を作製する際の焼成工程において、正極活物質の結晶性を高めるために、より高温での焼成が必要となり、複合水酸化物を構成する二次粒子間の焼結が進行し、正極活物質の平均粒径や粒度分布を所定の範囲に設定することが困難となる。 On the other hand, the plate-shaped primary particles forming the high-density layer of the secondary particles constituting the composite hydroxide and the outer shell layer preferably have an average particle size in the range of 0.3 μm to 3 μm, preferably 0.4 μm to 0.4 μm. It is more preferably in the range of 1.5 μm, and even more preferably in the range of 0.4 μm to 1.0 μm. When the average particle size of the plate-shaped primary particles is less than 0.3 μm, the volume shrinkage of the plate-shaped primary particles also occurs in the firing step for producing the positive electrode active material even in the low temperature region. Since the difference in volume shrinkage between the outer shell layer and the central portion and the low-density layer becomes small, a sufficient hollow structure cannot be obtained in the positive electrode active material, or through holes are formed in the outer shell portion of the positive electrode active material. In some cases, it may not be possible to obtain a sufficient amount of absorption of the low-density layer that leads to. On the other hand, when the average particle size of the plate-shaped primary particles is larger than 3 μm, firing at a higher temperature is required in order to increase the crystallinity of the positive electrode active material in the firing step when producing the positive electrode active material, which is a composite. Sintering between the secondary particles constituting the hydroxide progresses, and it becomes difficult to set the average particle size and particle size distribution of the positive electrode active material within a predetermined range.

なお、微細一次粒子が針状一次粒子から構成される場合、微細一次粒子と板状一次粒子の平均粒径の差は0.1μm以上あることが好ましく、0.2μm以上あることがさらに好ましい。また、微細一次粒子がその他の構造、たとえば板状一次粒子に近い構造である場合、微細一次粒子と板状一次粒子の平均粒径の差は0.2μm以上あることが好ましく、0.3μm以上あることがさらに好ましい。 When the fine primary particles are composed of needle-shaped primary particles, the difference in average particle size between the fine primary particles and the plate-shaped primary particles is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 0.2 μm or more. When the fine primary particles have another structure, for example, a structure close to a plate-shaped primary particle, the difference in average particle size between the fine primary particle and the plate-shaped primary particle is preferably 0.2 μm or more, preferably 0.3 μm or more. It is more preferable to have.

なお、微細一次粒子および板状一次粒子の平均粒径は、複合水酸化物を樹脂などに埋め込み、クロスセクションポリッシャ加工などにより、その断面観察が可能な状態とした後、その断面について、電界走査形走査電子顕微鏡(FE−SEM)を用いて観察し、次のようにして求めることができる。はじめに、複合水酸化物を構成する二次粒子の断面に存在する10個以上の微細一次粒子または板状一次粒子の最大外径(長軸径)を測定し、その個数平均値を求め、この値を、この二次粒子における微細一次粒子または板状一次粒子の粒径とする。次に、10個以上の二次粒子について、同様に微細一次粒子および板状一次粒子の粒径を求める。最後に、これらの二次粒子について得られた粒径の個数平均を求めることにより、これらの二次粒子を含む複合水酸化物全体の微細一次粒子または板状一次粒子の平均粒径を決定する。 The average particle size of the fine primary particles and the plate-shaped primary particles is determined by embedding a composite hydroxide in a resin or the like and performing cross-section polisher processing to make the cross section observable, and then scanning the cross section with an electric field. It can be determined by observing with a scanning electron microscope (FE-SEM) as follows. First, the maximum outer diameter (major axis diameter) of 10 or more fine primary particles or plate-shaped primary particles existing in the cross section of the secondary particles constituting the composite hydroxide is measured, and the average value of the number is obtained. The value is taken as the particle size of the fine primary particles or the plate-shaped primary particles in the secondary particles. Next, for 10 or more secondary particles, the particle sizes of the fine primary particles and the plate-shaped primary particles are similarly determined. Finally, the average particle size of the fine primary particles or plate-shaped primary particles of the entire composite hydroxide containing these secondary particles is determined by obtaining the average number of particle sizes obtained for these secondary particles. ..

(1−6)遷移金属含有複合水酸化物の組成
本発明により得られる複合水酸化物は、その二次粒子の粒子構造に特徴を有するものであるから、本発明が適用される複合水酸化物に関して、その組成が制限されることはない。ただし、本発明は、一般式(A):NiMnCo(OH)2+a(x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、0≦a≦0.5、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)で表される組成を有する複合水酸化物に好適に適用される。このような組成を有する複合水酸化物を前駆体とすることで、より高い電池性能を実現可能な、一般式(B)の組成で表される正極活物質を容易に得ることができる。
(1-6) Composition of Transition Metal-Containing Composite Hydroxide Since the composite hydroxide obtained by the present invention is characterized by the particle structure of its secondary particles, the composite hydroxide to which the present invention is applied. The composition of an object is not limited. However, the present invention relates to compounds of the general formula (A): Ni x Mn y Co z M t (OH) 2 + a (x + y + z + t = 1,0.3 ≦ x ≦ 0.95,0.05 ≦ y ≦ 0.55,0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1, 0 ≦ a ≦ 0.5, M is from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W. It is preferably applied to a composite hydroxide having a composition represented by one or more selected additive elements). By using a composite hydroxide having such a composition as a precursor, a positive electrode active material represented by the composition of the general formula (B), which can realize higher battery performance, can be easily obtained.

このような組成を有する複合水酸化物において、添加元素Mは、晶析反応によって、遷移金属(ニッケル、コバルト、およびマンガン)とともに晶析させ、複合水酸化物中に均一に分散させることもできるが、晶析反応後に、複合水酸化物を構成する二次粒子の最表面を、添加元素Mを主として含む化合物により被覆してもよい。また、正極活物質の作製の際の混合工程において、複合水酸化物に対して、リチウム化合物とともに、添加元素Mを含む化合物を混合することも可能である。また、これらの方法を併用してもよい。いずれの方法による場合であっても、最終的に正極活物質が上記一般式(B)で表される組成となるように、複合水酸化物における添加元素Mの含有量を調整することが必要となる。 In a composite hydroxide having such a composition, the additive element M can be crystallized together with transition metals (nickel, cobalt, and manganese) by a crystallization reaction and uniformly dispersed in the composite hydroxide. However, after the crystallization reaction, the outermost surface of the secondary particles constituting the composite hydroxide may be coated with a compound mainly containing the additive element M. Further, in the mixing step at the time of producing the positive electrode active material, it is also possible to mix the compound containing the additive element M together with the lithium compound with the composite hydroxide. Moreover, you may use these methods together. Regardless of which method is used, it is necessary to adjust the content of the additive element M in the composite hydroxide so that the positive electrode active material finally has a composition represented by the above general formula (B). It becomes.

2.遷移金属含有複合水酸化物の製造方法
(2−1)供給水溶液
本発明の複合水酸化物の製造方法では、反応槽内に、少なくとも遷移金属、好ましくは、ニッケル、ニッケルとマンガン、またはニッケルとマンガンとコバルトを含有する原料水溶液を供給することで反応水溶液を形成し、pH調整剤によって該反応水溶液のpH値を所定範囲に調整しつつ、晶析反応によって、複合水酸化物を得る。
2. Method for Producing Transition Metal-Containing Composite Hydroxide (2-1) Supply Aqueous Solution In the method for producing a composite hydroxide of the present invention, at least a transition metal, preferably nickel, nickel and manganese, or nickel is contained in a reaction vessel. A reaction aqueous solution is formed by supplying a raw material aqueous solution containing manganese and cobalt, and a composite hydroxide is obtained by a crystallization reaction while adjusting the pH value of the reaction aqueous solution within a predetermined range with a pH adjusting agent.

a)原料水溶液
本発明においては、原料水溶液中に含まれる金属元素の比率が、実質的に得られる複合水酸化物の組成となる。このため、原料水溶液は、目的とする複合水酸化物の組成に応じて、それぞれの金属成分の含有量を適宜調整することが必要となる。たとえば、一般式(A)で表される組成を有する複合水酸化物を得ようとする場合には、原料水溶液中の金属元素の比率を、Ni:Mn:Co:M=x:y:z;t(ただし、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1)となるように調整することが必要となる。ただし、上述したように添加元素Mを別工程で導入する場合には、原料水溶液に添加元素Mが含まれないようにする。また、核生成工程と粒子成長工程とにおいて、添加元素Mの添加の有無、あるいは、遷移金属や添加元素Mの含有比率を変更することも可能である。
a) Aqueous solution of raw material In the present invention, the ratio of metal elements contained in the aqueous solution of raw material is substantially the composition of the obtained composite hydroxide. Therefore, it is necessary to appropriately adjust the content of each metal component in the raw material aqueous solution according to the composition of the target composite hydroxide. For example, when trying to obtain a composite hydroxide having a composition represented by the general formula (A), the ratio of metal elements in the raw material aqueous solution is set to Ni: Mn: Co: M = x: y: z. Adjusted so that t (however, x + y + z + t = 1, 0.3 ≦ x ≦ 0.95, 0.05 ≦ y ≦ 0.55, 0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1) It is necessary to do. However, when the additive element M is introduced in a separate step as described above, the additive element M is not contained in the raw material aqueous solution. It is also possible to change the presence or absence of the additive element M added or the content ratio of the transition metal or the additive element M in the nucleation step and the particle growth step.

原料水溶液を調製するための、遷移金属の化合物は、特に制限されることはないが、取扱いの容易性から、水溶性の硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩などを用いることが好ましく、原料コストやハロゲン成分の混入を防止する観点から、硫酸塩を用いることが特に好ましい。 The transition metal compound for preparing the raw material aqueous solution is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of handling, it is preferable to use a water-soluble nitrate, sulfate, hydrochloride or the like, and the raw material cost and halogen are used. From the viewpoint of preventing contamination of the components, it is particularly preferable to use a sulfate.

また、複合水酸化物中に添加元素M(Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)を含有させる場合には、添加元素Mを供給するための化合物として、同様に水溶性の化合物が好ましく、たとえば、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム、硫酸チタン、ペルオキソチタン酸アンモニウム、シュウ酸チタンカリウム、硫酸バナジウム、バナジン酸アンモニウム、硫酸クロム、クロム酸カリウム、硫酸ジルコニウム、シュウ酸ニオブ、モリブデン酸アンモニウム、硫酸ハフニウム、タンタル酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸アンモニウムなどを好適に用いることができる。 Further, an additive element M (M is one or more additive elements selected from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, and W) is added to the composite hydroxide. When it is contained, a water-soluble compound is also preferable as the compound for supplying the additive element M, for example, magnesium sulfate, calcium sulfate, aluminum sulfate, titanium sulfate, ammonium peroxotitanate, potassium titanium oxalate, and the like. Panadium sulfate, ammonium vanadate, chromium sulfate, potassium chromate, zirconium sulfate, niobium oxalate, ammonium molybdate, hafnium sulfate, sodium tantalate, sodium tungstate, ammonium tungstate and the like can be preferably used.

原料水溶液の濃度は、金属化合物の合計物質量に基づいて決定されるが、好ましくは1mol/L〜2.6mol/L、より好ましくは1.5mol/L〜2.2mol/Lとする。原料水溶液の濃度が1mol/L未満では、反応槽容積あたりの晶析物量が少なくなるため、生産性が低下する。一方、混合水溶液の濃度が2.6mol/Lを超えると、常温での飽和濃度を超えるため、それぞれの金属化合物の結晶が再析出して、配管などを詰まらせるおそれがある。 The concentration of the raw material aqueous solution is determined based on the total amount of substances of the metal compounds, but is preferably 1 mol / L to 2.6 mol / L, and more preferably 1.5 mol / L to 2.2 mol / L. If the concentration of the raw material aqueous solution is less than 1 mol / L, the amount of crystallized substances per reaction tank volume is small, so that the productivity is lowered. On the other hand, if the concentration of the mixed aqueous solution exceeds 2.6 mol / L, the saturation concentration at room temperature is exceeded, so that crystals of each metal compound may reprecipitate and clog the piping or the like.

上記金属化合物は、必ずしも原料水溶液として反応槽に供給しなくてもよい。たとえば、混合すると反応して目的とする化合物以外の化合物が生成されてしまう金属化合物を用いて晶析反応を行う場合には、すべての金属化合物水溶液の濃度が上記範囲となるように、個別に金属化合物水溶液を調製して、それぞれの金属化合物の水溶液として、所定の割合で反応槽内に供給してもよい。 The metal compound does not necessarily have to be supplied to the reaction tank as a raw material aqueous solution. For example, when a crystallization reaction is carried out using a metal compound that reacts when mixed to produce a compound other than the target compound, the concentrations of all the metal compound aqueous solutions are individually adjusted to the above range. An aqueous metal compound may be prepared and supplied into the reaction vessel at a predetermined ratio as an aqueous solution of each metal compound.

また、原料水溶液の供給量は、粒子成長工程の終了時点において、反応水溶液中の生成物の濃度が、好ましくは30g/L〜200g/L、より好ましくは80g/L〜150g/Lとなるようにする。生成物の濃度が30g/L未満では、一次粒子の凝集が不十分になる場合がある。一方、200g/Lを超えると、反応槽内において、反応水溶液の攪拌が十分に行われず、凝集条件が不均一となるため、粒子成長に偏りが生じる場合がある。 The amount of the raw material aqueous solution supplied is such that the concentration of the product in the reaction aqueous solution is preferably 30 g / L to 200 g / L, more preferably 80 g / L to 150 g / L at the end of the particle growth step. To. If the concentration of the product is less than 30 g / L, the agglutination of the primary particles may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 200 g / L, the reaction aqueous solution is not sufficiently agitated in the reaction vessel, and the aggregation conditions become non-uniform, so that the particle growth may be biased.

b)アルカリ性水溶液
反応水溶液中のpH値を調整するためのアルカリ性水溶液は、特に制限されることはなく、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの一般的なアルカリ金属水酸化物水溶液を用いることができる。なお、アルカリ金属水酸化物を、固体の状態で、直接、反応水溶液に添加することもできるが、pH制御の容易さの観点から、水溶液として添加することが好ましい。この場合、アルカリ金属水酸化物水溶液の濃度を、好ましくは20質量%〜50質量%、より好ましくは20質量%〜30質量%とする。アルカリ金属水溶液の濃度をこのような範囲に設定することにより、反応系に供給する溶媒量、すなわち水の量を抑制しつつ、反応槽内での添加位置による、局所的なpH値の上昇を防止することができるため、粒度分布の狭い複合水酸化物を効率的に得ることが可能となる。
b) Alkaline aqueous solution The alkaline aqueous solution for adjusting the pH value in the reaction aqueous solution is not particularly limited, and a general alkali metal hydroxide aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide can be used. .. The alkali metal hydroxide can be added directly to the reaction aqueous solution in a solid state, but it is preferable to add it as an aqueous solution from the viewpoint of ease of pH control. In this case, the concentration of the aqueous alkali metal hydroxide solution is preferably 20% by mass to 50% by mass, more preferably 20% by mass to 30% by mass. By setting the concentration of the aqueous alkali metal solution in such a range, the amount of solvent supplied to the reaction system, that is, the amount of water can be suppressed, and the local pH value can be increased depending on the addition position in the reaction vessel. Since it can be prevented, it becomes possible to efficiently obtain a composite hydroxide having a narrow particle size distribution.

なお、アルカリ水溶液の供給方法は、反応水溶液のpH値が、局所的に高くならず、かつ所定の範囲に維持される限り、特に制限されることはない。たとえば、反応水溶液を十分に撹拌しながら、定量ポンプなどの流量制御が可能なポンプにより供給することができる。 The method of supplying the alkaline aqueous solution is not particularly limited as long as the pH value of the reaction aqueous solution is not locally increased and is maintained within a predetermined range. For example, the reaction aqueous solution can be sufficiently agitated and supplied by a pump such as a metering pump that can control the flow rate.

(2−2)晶析反応
本発明の複合水酸化物の製造方法では、晶析反応を、主として核生成が行われる核生成工程と、主として粒子成長が行われる粒子成長工程との2つの工程に明確に分離し、それぞれの工程における晶析反応の条件を調整するとともに、粒子成長工程において、原料水溶液の供給を継続しながら、反応水溶液中に含まれる金属元素の過飽和度を変えることにより一次粒子径を制御することを特徴としている。
(2-2) Crystallization reaction In the method for producing a composite hydroxide of the present invention, the crystallization reaction is carried out in two steps, a nucleation step in which nucleation is mainly carried out and a particle growth step in which particle growth is mainly carried out. By changing the supersaturation degree of the metal element contained in the reaction aqueous solution while continuing to supply the raw material aqueous solution in the particle growth step, while adjusting the conditions of the crystallization reaction in each step. It is characterized by controlling the particle size.

[核生成工程]
核生成工程では、はじめに、複合水酸化物の原料となる遷移金属の化合物を水に溶解し、原料水溶液を調製する。また、反応槽内に、アルカリ性水溶液を供給し、液温25℃基準で測定するpH値が、12.0〜14.0となる反応前水溶液を調製する。ここで、反応前水溶液のpH値はpH計により測定することができる。
[Nucleation process]
In the nucleation step, first, a transition metal compound which is a raw material of a composite hydroxide is dissolved in water to prepare an aqueous raw material solution. Further, an alkaline aqueous solution is supplied into the reaction vessel, and a pre-reaction aqueous solution having a pH value of 12.0 to 14.0 measured based on a liquid temperature of 25 ° C. is prepared. Here, the pH value of the pre-reaction aqueous solution can be measured with a pH meter.

次に、この反応前水溶液を撹拌しながら、原料水溶液を供給する。これにより、反応槽内には、核生成工程における反応水溶液、すなわち核生成用水溶液が形成される。この反応水溶液のpH値は上記範囲にあるため、核生成工程では、核はほとんど成長することなく、核生成が優先的に起こる。なお、核生成工程では、核の生成に伴い、反応水溶液のpH値が変化するので、アルカリ性水溶液を適時供給し、液温25℃基準における反応水溶液のpH値が12.0〜14.0の範囲に維持されるように制御する。 Next, the raw material aqueous solution is supplied while stirring the pre-reaction aqueous solution. As a result, a reaction aqueous solution in the nucleation step, that is, an aqueous solution for nucleation is formed in the reaction vessel. Since the pH value of this reaction aqueous solution is in the above range, nucleation occurs preferentially in the nucleation step with almost no growth of nuclei. In the nucleation step, the pH value of the reaction aqueous solution changes with the formation of nuclei. Therefore, an alkaline aqueous solution is supplied in a timely manner, and the pH value of the reaction aqueous solution at a liquid temperature of 25 ° C. is 12.0 to 14.0. Control to be maintained in range.

また、核生成工程中は、反応槽内の反応水溶液における過飽和度を高い状態に維持することで微細一次粒子を形成する。すなわち、結晶化における核生成と粒子成長(結晶成長)は、いずれも過飽和状態により駆動されるが、核生成工程では、高い過飽和状態を生じさせ、かつ維持することにより、核生成の駆動力として、核生成と粒子成長のうちの核生成を支配的にさせている。 Further, during the nucleation step, fine primary particles are formed by maintaining a high degree of supersaturation in the reaction aqueous solution in the reaction vessel. That is, both nucleation and particle growth (crystal growth) in crystallization are driven by a supersaturated state, but in the nucleation step, by generating and maintaining a high supersaturated state, it is used as a driving force for nucleation. , Dominates nucleation and particle growth.

過飽和度は、晶析反応の反応場を冷却する、溶質の溶解度を減少させる溶媒を追加する、化学反応を生じさせる、pHを変化させるといった、晶析反応の反応場の条件を変化させるさまざまな手段により変化させることができる、本発明においては、その操作の簡易さから、pHを変化させることにより過飽和度を制御することが好ましい。 The degree of supersaturation changes the conditions of the reaction field of the crystallization reaction, such as cooling the reaction field of the crystallization reaction, adding a solvent that reduces the solubility of the solute, causing a chemical reaction, and changing the pH. In the present invention, which can be changed by means, it is preferable to control the degree of supersaturation by changing the pH because of the simplicity of the operation.

遷移金属含有複合水酸化物、特に、一般式(A):NiMnCo(OH)2+a(x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、0≦a≦0.5、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)で表される組成の範囲では、核生成工程における液温25℃基準で測定するpH値を、12.0〜14.0の範囲に制御することにより、過飽和度を高くし核生成が支配的になる範囲に制御することが可能である。 Transition metal-containing composite hydroxide, in particular, the general formula (A): Ni x Mn y Co z M t (OH) 2 + a (x + y + z + t = 1,0.3 ≦ x ≦ 0.95,0.05 ≦ y ≦ 0 .55, 0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1, 0 ≦ a ≦ 0.5, M is Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, In the range of composition represented by one or more additive elements selected from Ta and W), the pH value measured based on the liquid temperature of 25 ° C. in the nucleation step is controlled in the range of 12.0 to 14.0. By doing so, it is possible to increase the degree of supersaturation and control the range in which nucleation becomes dominant.

よって、過飽和度をpHの変化により制御する場合には、溶質である原料の組成に応じて、たとえば、反応水溶液のpH値によって過飽和度を制御することが可能であり、かつ、過飽和度をpH値として間接的に求めることも可能である。 Therefore, when controlling the degree of supersaturation by changing the pH, it is possible to control the degree of supersaturation according to the composition of the raw material which is the solute, for example, by the pH value of the reaction aqueous solution, and the degree of supersaturation is set to pH. It can also be obtained indirectly as a value.

核生成工程では、反応水溶液に、原料水溶液、アルカリ性水溶液を供給することにより、連続的に核の生成反応を継続させ、反応水溶液中に、所定量の核が生成した時点で、核生成工程を終了する。 In the nucleation step, the raw material aqueous solution and the alkaline aqueous solution are supplied to the reaction aqueous solution to continuously continue the nucleation reaction, and when a predetermined amount of nuclei are generated in the reaction aqueous solution, the nucleation step is performed. finish.

この際、核の生成量は、反応水溶液に供給した原料水溶液に含まれる金属化合物の量から判断することができる。核生成工程における核の生成量は、特に制限されないが、粒度分布の狭い複合水酸化物を得るためには、核生成工程および粒子成長工程を通じて供給される原料水溶液に含まれる金属化合物中の金属元素の量全体に対して、0.1原子%〜2原子%とすることが好ましく、0.1原子%〜1.5原子%とすることがより好ましい。なお、核生成工程における反応時間は、通常0.2分〜5分程度である。 At this time, the amount of nuclei produced can be determined from the amount of the metal compound contained in the raw material aqueous solution supplied to the reaction aqueous solution. The amount of nuclei produced in the nucleation step is not particularly limited, but in order to obtain a composite hydroxide having a narrow particle size distribution, the metal in the metal compound contained in the raw material aqueous solution supplied through the nucleation step and the particle growth step. It is preferably 0.1 atomic% to 2 atomic%, more preferably 0.1 atomic% to 1.5 atomic%, based on the total amount of the element. The reaction time in the nucleation step is usually about 0.2 minutes to 5 minutes.

[粒子成長工程]
核生成工程終了後、反応槽内の核生成用水溶液の液温25℃基準のおけるpH値を、10.5〜12.0に調整し、粒子成長工程における反応水溶液、すなわち粒子成長用水溶液を形成する。pH値は、アルカリ性水溶液の供給を停止することでも調整可能であるが、粒度分布の狭い複合水酸化物を得るためには、一旦、すべての水溶液の供給を停止した後に、pH値を調整することが好ましい。具体的には、すべての水溶液の供給を停止した後、反応水溶液に、原料水溶液の作製に用いた金属化合物と同じ基を有する無機酸を供給することにより、pH値を調整することが好ましい。
[Particle growth process]
After the nucleation step is completed, the pH value of the nucleation aqueous solution in the reaction vessel at a liquid temperature of 25 ° C. is adjusted to 10.5 to 12.0, and the reaction aqueous solution in the particle growth step, that is, the particle growth aqueous solution is prepared. Form. The pH value can also be adjusted by stopping the supply of the alkaline aqueous solution, but in order to obtain a composite hydroxide having a narrow particle size distribution, the pH value is adjusted after stopping the supply of all the aqueous solutions. Is preferable. Specifically, after stopping the supply of all the aqueous solutions, it is preferable to adjust the pH value by supplying the reaction aqueous solution with an inorganic acid having the same group as the metal compound used for preparing the raw material aqueous solution.

これにより、遷移金属含有複合水酸化物、特に、一般式(A):NiMnCo(OH)2+a(x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、0≦a≦0.5、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)で表される組成の範囲では、粒子成長工程における過飽和度を、粒子成長が支配的となる範囲に制御することができる。すなわち、pH値を下げることで過飽和度を低下させ、粒子成長が支配的となる範囲に維持することができる。 Thus, the transition metal-containing composite hydroxide, in particular, the general formula (A): Ni x Mn y Co z M t (OH) 2 + a (x + y + z + t = 1,0.3 ≦ x ≦ 0.95,0.05 ≦ y ≦ 0.55, 0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1, 0 ≦ a ≦ 0.5, M is Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo , Hf, Ta, W (one or more additive elements selected from)), the degree of supersaturation in the particle growth step can be controlled to a range in which particle growth is dominant. That is, by lowering the pH value, the degree of supersaturation can be lowered and the particle growth can be maintained in a dominant range.

次に、この反応水溶液を撹拌しながら、原料水溶液の供給を再開する。このとき、反応水溶液のpH値は上記範囲にあるため、新たな核はほとんど生成せず、粒子成長が進行し、遷移金属含有複合水酸化物の二次粒子が所定の粒径に達するまで、晶析反応を継続する。なお、粒子成長工程においても、粒子成長に伴い、反応水溶液のpH値および錯化剤濃度が変化するので、アルカリ性水溶液および錯化剤水溶液を適時供給し、pH値を上記範囲に維持するとともに、錯化剤の濃度を一定の範囲に維持することが必要である。なお、粒子成長工程における全体の反応時間は、通常1時間〜6時間程度である。 Next, the supply of the raw material aqueous solution is restarted while stirring the reaction aqueous solution. At this time, since the pH value of the reaction aqueous solution is in the above range, new nuclei are hardly generated, particle growth proceeds, and until the secondary particles of the transition metal-containing composite hydroxide reach a predetermined particle size. Continue the crystallization reaction. In the particle growth step as well, the pH value of the reaction aqueous solution and the complexing agent concentration change with the particle growth. Therefore, an alkaline aqueous solution and a complexing agent aqueous solution are supplied in a timely manner to maintain the pH value in the above range. It is necessary to maintain the concentration of the complexing agent within a certain range. The total reaction time in the particle growth step is usually about 1 hour to 6 hours.

特に、本発明の複合水酸化物の製造方法においては、過飽和度を、粒子成長に適した範囲の中において比較的高い状態に制御し、微細一次粒子が形成される程度に高い状態を維持したまま、粒子を成長させ、粒子成長工程の初期段階において、複合水酸化物を構成する二次粒子の中心部を形成する(第1段階)。 In particular, in the method for producing a composite hydroxide of the present invention, the degree of supersaturation was controlled to a relatively high state within a range suitable for particle growth, and the state was maintained high enough to form fine primary particles. As it is, the particles are grown to form the central part of the secondary particles constituting the composite hydroxide in the initial stage of the particle growth process (first stage).

次に、粒子成長工程の初期段階の終了後に、原料水溶液の供給を継続しながら、反応水溶液の過飽和度を、板状一次粒子が形成される程度に低い状態に切り替えて、この過飽和度を維持する(第2段階)。これにより、複合水酸化物を構成する二次粒子の中心部の周囲に1層目の高密度層が形成される。粒子成長工程においては、過飽和度の制御を容易にするため、アンモニア水溶液などの錯化剤を添加してもよい。 Next, after the completion of the initial stage of the particle growth step, the supersaturation degree of the reaction aqueous solution is switched to a state low enough to form plate-shaped primary particles while continuing to supply the raw material aqueous solution, and this supersaturation degree is maintained. (Second stage). As a result, a first high-density layer is formed around the central portion of the secondary particles constituting the composite hydroxide. In the particle growth step, a complexing agent such as an aqueous ammonia solution may be added to facilitate the control of the degree of supersaturation.

次いで、原料水溶液の供給を継続しながら、反応水溶液における過飽和度を、微細一次粒子が形成される程度に高い状態に切り替えて、前記過飽和度を維持する(第3段階)。これにより、高密度層を被覆するように、1層目低密度層が形成される。この際、条件切り替え時に板状一次粒子の過剰の混在を防止するため、切り替えに時間を要するなどの場合には、原料水溶液の供給を一時中止してもよい。 Then, while continuing to supply the raw material aqueous solution, the supersaturation degree in the reaction aqueous solution is switched to a state high enough to form fine primary particles, and the supersaturation degree is maintained (third step). As a result, the first low-density layer is formed so as to cover the high-density layer. At this time, in order to prevent excessive mixing of the plate-shaped primary particles when the conditions are changed, the supply of the raw material aqueous solution may be temporarily stopped when the switching takes time.

さらに、原料水溶液の供給を継続しながら、反応水溶液中の過飽和度を、板状一次粒子が形成される程度に低い状態に再度切り替え、前記過飽和度を維持する(第4段階)。切り替えにより、1層目の低密度層を被覆するように、2層目の高密度層(外殻層)が形成される。このような過飽和度の切り替え制御により、複合水酸化物を構成する二次粒子の中心部の外側に、高密度層間に低密度層を有する構造、すなわち、高密度層、低密度層、および外殻部からなる多層構造が形成される。 Further, while continuing to supply the raw material aqueous solution, the supersaturation degree in the reaction aqueous solution is switched again to a state low enough to form plate-like primary particles, and the supersaturation degree is maintained (fourth step). By switching, a second high-density layer (outer shell layer) is formed so as to cover the first low-density layer. By controlling the switching of the degree of supersaturation, a structure having a low-density layer between high-density layers outside the central portion of the secondary particles constituting the composite hydroxide, that is, a high-density layer, a low-density layer, and an outside A multi-layer structure consisting of shells is formed.

本発明では、粒子成長工程において、過飽和度の切り替えを少なくとも3回行うことを特徴としている。ただし、その後に、同様にして、過飽和度の切り替えを2回繰り返す、すなわち、過飽和度が低い第5段階および過飽和度が高い第6段階をさらに実施することもできる。このような過飽和度の切り替えの制御によって、複合水酸化物を構成する二次粒子の中心部の外側に、高密度層と低密度層からなる積層構造を2つ有する構造、すなわち、第1の高密度層、第1の低密度層、第2の高密度層、第2の低密度層、および外殻層からなる多層構造を有する外殻部が形成される。 The present invention is characterized in that the degree of supersaturation is switched at least three times in the particle growth step. However, after that, in the same manner, the switching of the supersaturation degree can be repeated twice, that is, the fifth step having a low supersaturation degree and the sixth step having a high supersaturation degree can be further carried out. By controlling the switching of the degree of supersaturation, a structure having two laminated structures consisting of a high-density layer and a low-density layer outside the central portion of the secondary particles constituting the composite hydroxide, that is, the first An outer shell portion having a multilayer structure including a high-density layer, a first low-density layer, a second high-density layer, a second low-density layer, and an outer shell layer is formed.

なお、このような複合水酸化物の製造方法では、核生成工程および粒子成長工程において、反応水溶液中の金属イオンは、固体である核または一次粒子として析出する。このため、反応水溶液中の金属イオン量に対する、液体成分の割合が増加する。反応の進行とともに、反応水溶液中の金属イオン濃度が低下するため、特に、粒子成長工程においては、複合水酸化物の成長が停滞する可能性がある。したがって、液体成分の割合の増加、すなわち見かけ上の金属イオン濃度の低下を抑制するため、核生成工程終了後から粒子成長工程の途中において、反応水溶液の液体成分の一部を反応槽外に排出することが好ましい。具体的には、原料水溶液、アルカリ性水溶液、および錯化剤を含む水溶液の反応槽への供給および反応水溶液の攪拌を一旦停止し、反応水溶液中の固体成分、すなわち複合水酸化物を沈降させて、反応水溶液の上澄み液のみを反応槽外に排出することが好ましい。このような操作により、反応水溶液における金属イオン濃度を維持することができるため、粒子成長が停滞するのを防止し、得られる複合水酸化物の粒度分布を好適な範囲に制御することができるばかりでなく、粉体としての密度も向上させることができる。 In such a method for producing a composite hydroxide, the metal ions in the reaction aqueous solution are precipitated as solid nuclei or primary particles in the nucleus formation step and the particle growth step. Therefore, the ratio of the liquid component to the amount of metal ions in the reaction aqueous solution increases. Since the metal ion concentration in the reaction aqueous solution decreases as the reaction progresses, the growth of the composite hydroxide may be stagnant, especially in the particle growth step. Therefore, in order to suppress an increase in the proportion of the liquid component, that is, a decrease in the apparent metal ion concentration, a part of the liquid component of the reaction aqueous solution is discharged to the outside of the reaction vessel from the end of the nucleation step to the middle of the particle growth step. It is preferable to do so. Specifically, the supply of the raw material aqueous solution, the alkaline aqueous solution, and the aqueous solution containing the complexing agent to the reaction vessel and the stirring of the reaction aqueous solution are temporarily stopped, and the solid component in the reaction aqueous solution, that is, the composite hydroxide is precipitated. , It is preferable to discharge only the supernatant of the reaction aqueous solution to the outside of the reaction vessel. By such an operation, the metal ion concentration in the reaction aqueous solution can be maintained, so that the particle growth can be prevented from stagnation and the particle size distribution of the obtained composite hydroxide can be controlled within a suitable range. However, the density as a powder can also be improved.

[複合水酸化物の粒径制御]
複合水酸化物を構成する二次粒子の粒径は、核生成工程や粒子成長工程を行う時間、それぞれの工程における、反応水溶液のpH値や原料水溶液の供給量などにより制御することができる。たとえば、核生成工程を高いpH値において行う、核生成工程を行う時間を長くする、あるいは、原料水溶液の金属濃度を増加させるといった場合には、核生成工程における核の生成量が増加し、粒子成長工程後に比較的粒径の小さな複合水酸化物が得られる。反対に、核生成工程における核の生成量を抑制する、あるいは、粒子成長工程を行う時間を十分に長くするといった場合には、粒径の大きな複合水酸化物を得ることができる。
[Controlling particle size of composite hydroxide]
The particle size of the secondary particles constituting the composite hydroxide can be controlled by the time required for the nucleation formation step and the particle growth step, the pH value of the reaction aqueous solution, the supply amount of the raw material aqueous solution, and the like in each step. For example, when the nucleation step is performed at a high pH value, the time for performing the nucleation step is lengthened, or the metal concentration of the raw material aqueous solution is increased, the amount of nucleation produced in the nucleation step increases, and the particles After the growth step, a composite hydroxide having a relatively small particle size is obtained. On the contrary, when the amount of nucleation produced in the nucleation step is suppressed or the time required for the particle growth step is sufficiently lengthened, a composite hydroxide having a large particle size can be obtained.

[晶析反応の別実施態様]
本発明の複合水酸化物の製造方法では、反応水溶液とは別に、粒子成長工程に適したpH値に調整された成分調整用水溶液を用意し、この成分調整用水溶液に、核生成工程後の反応水溶液、好ましくは核生成工程後の反応水溶液から液体成分の一部を除去したものを添加および混合して、これを反応水溶液として、粒子成長工程を行ってもよい。
[Another Embodiment of the crystallization reaction]
In the method for producing a composite hydroxide of the present invention, a component adjusting aqueous solution adjusted to a pH value suitable for the particle growth step is prepared separately from the reaction aqueous solution, and the component adjusting aqueous solution is used in this component adjusting aqueous solution after the nucleation step. A particle growth step may be carried out by adding and mixing a reaction aqueous solution, preferably one obtained by removing a part of liquid components from the reaction aqueous solution after the nucleation formation step, and using this as the reaction aqueous solution.

この場合、核生成工程と粒子成長工程の分離をより確実に行うことができるため、それぞれの工程における反応水溶液を、最適な状態に制御することができる。特に、粒子成長工程の開始時から反応水溶液のpH値を最適な範囲に制御することができるため、得られる複合水酸化物の粒度分布をより狭いものとすることができる。 In this case, since the nucleation step and the particle growth step can be separated more reliably, the reaction aqueous solution in each step can be controlled to an optimum state. In particular, since the pH value of the reaction aqueous solution can be controlled in an optimum range from the start of the particle growth step, the particle size distribution of the obtained composite hydroxide can be made narrower.

(2−3)pH値
本発明の複合水酸化物の製造方法において、液温25℃基準におけるpH値を、核生成工程を行うときは、12.0〜14.0の範囲に、粒子成長工程を行うときは、核生成工程より低く、かつ10.5〜12.0の範囲に制御することが必要となる。また、それぞれの工程おいてpH値を上記範囲内で変更することにより、反応水溶液の過飽和度を、核生成が支配的となる12.0〜14.0の範囲、あるいは、粒子成長が支配的となる10.5〜12.0の範囲に、調整することができる。すなわち、pH値を上げると過飽和度は高くなり、pH値を下げると過飽和度が低くなる。
(2-3) pH value In the method for producing a composite hydroxide of the present invention, the pH value at a liquid temperature of 25 ° C. is set to the range of 12.0 to 14.0 when the nucleation step is performed. When performing the step, it is necessary to control the step to be lower than the nucleation step and in the range of 10.5 to 12.0. Further, by changing the pH value within the above range in each step, the degree of supersaturation of the reaction aqueous solution is in the range of 12.0 to 14.0 where nucleation is dominant, or particle growth is dominant. It can be adjusted in the range of 10.5 to 12.0. That is, increasing the pH value increases the degree of supersaturation, and decreasing the pH value decreases the degree of supersaturation.

また、本発明では、粒子成長工程において、さらにpH値を変化させることにより、過飽和度を変化させている。すなわち、粒子成長工程のうち、過飽和度が高い第1段階、第3段階、および第5段階では、pH値を、11.0〜12.0の範囲に制御することにより、過飽和度を微細一次粒子が形成される程度に高い状態とし、過飽和度が低い第2段階、第4段階および第6段階では、10.5〜11.5の範囲、かつ、前記過飽和度が高い状態でのpH値より低くなるように制御することにより、過飽和度を前記微細一次粒子より大きい板状一次粒子が形成される程度に低い状態としている。 Further, in the present invention, the degree of supersaturation is changed by further changing the pH value in the particle growth step. That is, in the first, third, and fifth stages of the particle growth process in which the degree of supersaturation is high, the degree of supersaturation is finely primary by controlling the pH value in the range of 11.0 to 12.0. The pH value in the range of 10.5 to 11.5 and in the state where the degree of supersaturation is high in the second stage, the fourth stage and the sixth stage where the degree of supersaturation is low and the state is high enough to form particles. By controlling it to be lower, the degree of supersaturation is set to a state low enough to form plate-like primary particles larger than the fine primary particles.

なお、核生成工程や、粒子成長工程のそれぞれの段階において、晶析反応中のpH値の変動量は、設定値に対して、±0.2以内に制御することが好ましい。pH値の変動量が大きい場合には、核生成工程における核生成量と粒子成長工程における粒子成長の程度とが一定とならないため、粒度分布の狭い複合水酸化物を得ることが困難となることがある。このため、特に粒子成長工程にアンモニア水溶液などの錯化剤を添加してもよい。 In each step of the nucleation step and the particle growth step, it is preferable to control the fluctuation amount of the pH value during the crystallization reaction within ± 0.2 with respect to the set value. When the fluctuation amount of the pH value is large, the nucleation amount in the nucleation step and the degree of particle growth in the particle growth step are not constant, so that it becomes difficult to obtain a composite hydroxide having a narrow particle size distribution. There is. Therefore, a complexing agent such as an aqueous ammonia solution may be added particularly to the particle growth step.

a)核生成工程のpH値
核生成工程においては、反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を、12.0〜14.0、好ましくは12.3〜13.5、より好ましくは12.5より大きく13.3以下の範囲に制御することが必要となる。これにより、反応水溶液中の核の成長を抑制し、核生成のみを優先させることが可能となり、この工程で生成する核を均質な大きさとし、かつ粒度分布の狭いものとすることができる。また、pH値を12.5より高くすることで、複合水酸化物の二次粒子の中心部に微細一次粒子が連なった隙間の多い構造を確実に形成することが可能となる。pH値が12.0未満のときは、核生成とともに核の成長も進行するため、得られる複合水酸化物の粒径が不均一となり、粒度分布が広くなる。また、pH値を14.0より高くすると、生成する核が微細になりすぎるため、反応水溶液がゲル化する問題が生じる。
a) pH value in the nucleation step In the nucleation step, the pH value of the reaction aqueous solution based on the liquid temperature of 25 ° C. is 12.0 to 14.0, preferably 12.3 to 13.5, more preferably 12. It is necessary to control the range larger than 5 and 13.3 or less. This makes it possible to suppress the growth of nuclei in the reaction aqueous solution and give priority only to nucleation, so that the nuclei produced in this step have a homogeneous size and a narrow particle size distribution. Further, by making the pH value higher than 12.5, it is possible to surely form a structure having many gaps in which fine primary particles are connected at the center of the secondary particles of the composite hydroxide. When the pH value is less than 12.0, the growth of nuclei progresses with nucleation, so that the particle size of the obtained composite hydroxide becomes non-uniform and the particle size distribution becomes wide. On the other hand, if the pH value is higher than 14.0, the nuclei formed become too fine, which causes a problem that the reaction aqueous solution gels.

b)粒子成長工程のpH値
粒子成長工程のうち、反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を、反応水溶液の過飽和度が高い第1段階、第3段階、および第5段階においては、11.0〜12.0の範囲、好ましくは11.5〜12.0の範囲に制御し、過飽和度が低い第2段階、第4段階、および第6段階においては、10.5〜11.5の範囲、好ましくは10.8〜11.3の範囲に制御することが必要になる。これにより、新たな核の生成が抑制され、粒子成長を優先させることが可能となり、得られる複合水酸化物を均質かつ粒度分布が狭いものとすることができる。
b) pH value in the particle growth step Of the particle growth steps, the pH value of the reaction aqueous solution based on the liquid temperature of 25 ° C. is 11 in the first, third, and fifth stages where the supersaturation of the reaction aqueous solution is high. In the second, fourth, and sixth stages, which are controlled in the range of 0 to 12.0, preferably 11.5 to 12.0 and have a low degree of supersaturation, 10.5-11.5. It is necessary to control the range of 10.8 to 11.3. As a result, the formation of new nuclei is suppressed, the particle growth can be prioritized, and the obtained composite hydroxide can be made homogeneous and have a narrow particle size distribution.

pH値が12.0より高くなると、粒子成長工程中の核生成量が増加し、得られる複合水酸化物の粒径が不均一となり、粒度分布が広くなる。また、過飽和度が高い第1段階、第3段階、および第5段階において、pH値が11.0より低くなると、それぞれの段階で形成される一次粒子のうち、板状一次粒子の割合が多くなって、外殻部の構造を所望の構造にすることができなくなる可能性がある。一方、pH値が10.5未満では、アンモニウムイオン濃度が上昇し、金属イオンの溶解度が高くなるため、晶析反応の速度が遅くなるばかりでなく、反応水溶液中に残存する金属イオン量が増加し、生産性が低下する。一方、過飽和度が低い第2段階、第4段階、および第6段階において、pH値が11.5より高くなると、それぞれの段階で形成される一次粒子のうち、微細一次粒子の割合が多くなって、外殻部の構造を所望の構造にすることができなくなる可能性がある。 When the pH value is higher than 12.0, the amount of nucleation generated during the particle growth step increases, the particle size of the obtained composite hydroxide becomes non-uniform, and the particle size distribution becomes wide. Further, when the pH value is lower than 11.0 in the first stage, the third stage, and the fifth stage where the degree of supersaturation is high, the ratio of the plate-shaped primary particles among the primary particles formed in each stage is large. Therefore, it may not be possible to obtain the desired structure of the outer shell portion. On the other hand, when the pH value is less than 10.5, the ammonium ion concentration increases and the solubility of metal ions increases, so that not only the rate of the crystallization reaction slows down but also the amount of metal ions remaining in the reaction aqueous solution increases. However, productivity is reduced. On the other hand, when the pH value is higher than 11.5 in the second, fourth, and sixth stages where the degree of supersaturation is low, the proportion of fine primary particles among the primary particles formed in each stage increases. Therefore, it may not be possible to obtain the desired structure of the outer shell portion.

なお、反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値が12.0の場合、核生成と粒子成長の境界条件、すなわち、核生成工程と、粒子成長工程のうちの過飽和度が高い第1段階、第3段階、および第5段階の境界条件であるため、反応水溶液中に存在する核の有無により、核生成工程あるいは粒子成長工程のいずれかの条件とすることができる。たとえば、核生成工程のpH値を12.0より高くして多量に核生成を行わせた後、粒子成長工程の第1段階におけるpH値を12.0とすると、反応水溶液中に反応体となる多量の核が存在するため、粒子成長が優先して起こり、粒径分布が狭い複合水酸化物を得ることができる。一方、核生成工程のpH値を12.0とした場合、核生成工程では、反応水溶液中に成長する核が存在しないため、核生成が優先して起こり、その後の粒子成長工程の第1段階におけるpH値を12.0より小さくすることによって、生成した核の成長(粒子成長)を進行させることができる。 When the pH value of the reaction aqueous solution is 12.0 based on the liquid temperature of 25 ° C., the boundary condition between nucleation and particle growth, that is, the first stage of the nucleation step and the particle growth step where the degree of supersaturation is high. Since it is the boundary condition of the third stage and the fifth stage, it can be a condition of either the nucleation step or the particle growth step depending on the presence or absence of nuclei present in the reaction aqueous solution. For example, if the pH value of the nucleation step is higher than 12.0 and a large amount of nucleation is performed, and then the pH value of the first step of the particle growth step is 12.0, the reactants are contained in the reaction aqueous solution. Since a large amount of nuclei are present, particle growth occurs preferentially, and a composite hydroxide having a narrow particle size distribution can be obtained. On the other hand, when the pH value of the nucleation step is 12.0, in the nucleation step, since there are no nuclei to grow in the reaction aqueous solution, nucleation occurs preferentially, and the first step of the subsequent particle growth step. By making the pH value in 12.0 lower than 12.0, the growth of the nucleated nuclei (particle growth) can be promoted.

いずれの場合においても、粒子成長工程のpH値を核生成工程のpH値より低い値で制御すればよく、核生成と粒子成長とをより明確に分離するためには、粒子成長工程におけるpH値を、核生成工程のpH値よりも、0.5以上低くすることが好ましく、1.0以上低くすることがより好ましい。 In either case, the pH value in the particle growth step may be controlled to be lower than the pH value in the nucleation step, and in order to more clearly separate nucleation and particle growth, the pH value in the particle growth step Is preferably 0.5 or more lower than the pH value of the nucleation step, and more preferably 1.0 or more.

なお、本発明では、粒子成長工程のうちの第1段階、第3段階、および第5段階においては、核生成工程よりも過飽和度が低い、すなわちpH値が低い状態とはなるが、粒子成長工程のうちの第2段階、第4段階、および第6段階との比較では、比較的に過飽和度が高い、すなわちpH値が高い状態が維持されるため、粒子成長によって微細一次粒子が形成される。 In the present invention, in the first, third, and fifth stages of the particle growth step, the degree of supersaturation is lower than that in the nucleation step, that is, the pH value is lower, but the particle growth. In comparison with the second, fourth, and sixth stages of the process, the relatively high degree of supersaturation, that is, the high pH value is maintained, so that fine primary particles are formed by particle growth. To.

また、粒子成長工程のうち、過飽和度が低い第2段階、第4段階、および第6段階と、過飽和度が高い第1段階、第3段階、および第5段階とを明確に分離するためには、過飽和度が低い状態でのpH値を過飽和度が高い状態でのpH値はよりも、0.3以上低くすることが好ましく、0.5以上低くすることがより好ましい。 Also, in order to clearly separate the second, fourth, and sixth stages of the particle growth process, which have a low degree of supersaturation, from the first, third, and fifth stages, which have a high degree of supersaturation. Is preferably 0.3 or more lower than the pH value in the high supersaturation state, and more preferably 0.5 or more lower than the pH value in the high supersaturation state.

c)pH値の制御タイミング
粒子成長工程におけるpH値の制御(過飽和度制御)は、目的とする粒子構造を有する複合水酸化物が形成されるように、適切なタイミングで行うことが必要となる。
c) Timing of pH value control It is necessary to control the pH value (supersaturation degree control) in the particle growth step at an appropriate timing so that a composite hydroxide having the desired particle structure is formed. ..

粒子成長工程中においても、pH値は、アルカリ性水溶液の供給を停止することにより調整可能であるが、粒度分布の狭い複合水酸化物を得るために、一旦、すべての水溶液の供給を停止した後に、pH値を調整することが好ましい。 Even during the particle growth step, the pH value can be adjusted by stopping the supply of the alkaline aqueous solution, but after stopping the supply of all the aqueous solutions once in order to obtain a composite hydroxide having a narrow particle size distribution. , It is preferable to adjust the pH value.

なお、pH値の切り替え時間は、粒子成長工程の全体に対して0.4%〜2%、より好ましい態様では0.4%〜1%程度である。この時間は、pH値を高い状態から低い状態または低い状態から高い状態に切り替えるときも共通である。したがって、pH値の切り替え時間を、単独で厳密に管理することも可能であるが、通常は、pH値の切り替え後の時間に含めて管理すれば十分である。 The pH value switching time is about 0.4% to 2% with respect to the entire particle growth step, and more preferably about 0.4% to 1%. This time is also common when switching the pH value from a high state to a low state or from a low state to a high state. Therefore, although it is possible to strictly control the pH value switching time independently, it is usually sufficient to include it in the time after the pH value switching.

[外殻部が三層構造を有する場合]
粒子成長工程において、中心部の形成から外殻部の形成までの間に、雰囲気制御を3回行い、中心部の外側に、2つの高密度層に挟まれた1つの低密度層が形成された三層構造を有する外郭部を得ようとする場合、粒子成長工程の初期段階(第1段階)の過飽和度(pH値)が高い状態における晶析反応時間は、粒子成長工程時間の全体に対して、0.5%〜20%の範囲、好ましくは1%〜15%の範囲、より好ましくは3%〜10%の範囲である。すなわち、粒子成長工程の開始時から、粒子成長工程時間の全体に対して、初期段階(第1段階)の晶析反応時間である0.5%〜20%の時間が経過した後、pH値を下げることにより、過飽和度が高い状態から過飽和度が低い状態に切り替える。pH値が設定値まで下がったら、反応水溶液へのアルカリ性水溶液や無機酸などの供給量を調整して、pH値を一定に保つことにより第2段階へと移行する。初期段階(第1段階)におけるこのような範囲の反応時間により、核生成工程と合わせて適切な大きさの中心部が形成される。
[When the outer shell has a three-layer structure]
In the particle growth step, the atmosphere is controlled three times between the formation of the central portion and the formation of the outer shell portion, and one low-density layer sandwiched between two high-density layers is formed on the outside of the central portion. When trying to obtain an outer shell having a three-layer structure, the crystallization reaction time in a state where the supersaturation degree (pH value) of the initial stage (first stage) of the particle growth process is high is the entire particle growth process time. On the other hand, it is in the range of 0.5% to 20%, preferably in the range of 1% to 15%, and more preferably in the range of 3% to 10%. That is, the pH value is 0.5% to 20%, which is the crystallization reaction time of the initial stage (first stage), with respect to the total particle growth process time from the start of the particle growth process. By lowering, the state of high supersaturation is switched to the state of low supersaturation. When the pH value drops to the set value, the supply amount of the alkaline aqueous solution or the inorganic acid to the reaction aqueous solution is adjusted to keep the pH value constant, thereby shifting to the second stage. The reaction time in such a range in the initial stage (first stage) forms a central portion of appropriate size in combination with the nucleation step.

次に、第1回目の過飽和度(pH値)が高い状態(第1段階)からの切り替え開始後の過飽和度(pH値)が低い状態(第2段階)での晶析反応時間(過飽和度が高い状態から低い状態への切り替え時間を含む)は、粒子成長工程時間の全体に対して、10%〜80%の範囲、好ましくは30%〜75%の範囲、より好ましくは40%〜70%の範囲である。すなわち、過飽和度が低い状態とすべく、pH値を低い状態に切り替えるために、アルカリ性水溶液の供給を停止した時あるいは無機酸の供給を開始した時から、粒子成長工程時間の全体に対して、第2段階の晶析反応時間である10%〜80%の時間が経過した後、アルカリ性水溶液を連続的に供給したりするなどして、pH値を上げることにより、過飽和度が低い状態から高い状態に切り替える。pH値が設定値まで上がったら、反応水溶液へのアルカリ性水溶液や無機酸などの供給量を調整して、pH値を一定に保つことにより、第3段階へと移行する。第2段階におけるこのような範囲の反応時間により、適切な厚さの(所定の高密度層粒径比を有する)高密度層が形成される。 Next, the crystallization reaction time (supersaturation degree) in the state where the supersaturation degree (pH value) is low (second stage) after the start of switching from the state where the first supersaturation degree (pH value) is high (first stage) Including the time to switch from the high state to the low state) is in the range of 10% to 80%, preferably in the range of 30% to 75%, and more preferably in the range of 40% to 70, based on the total particle growth process time. It is in the range of%. That is, from the time when the supply of the alkaline aqueous solution is stopped or the time when the supply of the inorganic acid is started in order to switch the pH value to the low state in order to keep the degree of supersaturation low, with respect to the entire particle growth process time. After the crystallization reaction time of the second stage of 10% to 80% has elapsed, the pH value is raised by continuously supplying an alkaline aqueous solution to increase the degree of supersaturation from low to high. Switch to the state. When the pH value rises to the set value, the supply amount of the alkaline aqueous solution or the inorganic acid to the reaction aqueous solution is adjusted to keep the pH value constant, thereby shifting to the third stage. The reaction time in such a range in the second step forms a high density layer (having a predetermined high density layer particle size ratio) of appropriate thickness.

さらに、第1回目の過飽和度(pH値)の低い状態(第2段階)からの切り替え開始後の第2回目の過飽和度(pH値)の高い状態(第3段階)での晶析反応時間(過飽和度の低い状態から高い状態への切り替え時間を含む)は、粒子成長工程時間の全体に対して、2%〜30%の範囲、好ましくは3%〜20%の範囲、より好ましくは5%〜15%の範囲である。すなわち、過飽和度が高い状態とすべく、pH値を高い状態に切り替えるために、反応水溶液中へアルカリ性水溶液の供給を開始した時から、粒子成長工程時間の全体に対して、第3段階の晶析反応時間である2%〜30%の時間が経過した後、反応水溶液へのアルカリ性水溶液の供給を停止したり、無機酸を供給したりするなどして、pH値を下げることにより、過飽和度が高い状態から低い状態に切り替えて、第4段階へと移行する。第3段階におけるこのような範囲の反応時間により、適切な厚さの(所定の低密度層粒径比を有する)低密度層が形成される。 Further, the crystallization reaction time in the second high supersaturation degree (pH value) state (third stage) after the start of switching from the first low supersaturation degree (pH value) state (second stage). (Including the time to switch from the low supersaturation state to the high supersaturation state) is in the range of 2% to 30%, preferably in the range of 3% to 20%, more preferably 5 with respect to the total particle growth process time. It is in the range of% to 15%. That is, from the time when the supply of the alkaline aqueous solution into the reaction aqueous solution was started in order to switch the pH value to the high state in order to make the supersaturation degree high, the crystals of the third stage were used for the entire particle growth process time. After the analysis reaction time of 2% to 30% has elapsed, the degree of supersaturation is lowered by lowering the pH value by stopping the supply of the alkaline aqueous solution to the reaction aqueous solution or supplying an inorganic acid. Switches from a high state to a low state and shifts to the fourth stage. The reaction time in such a range in the third step forms a low density layer (having a predetermined low density layer particle size ratio) of appropriate thickness.

外殻層を形成するための、第2回目の過飽和度(pH値)が高い状態(第3段階)からの切り替え開始後の粒子成長工程の終了(晶析反応の終了)までの第2回目の過飽和度(pH値)が高い状態(第4段階)での粒子成長工程の晶析反応時間は、粒子成長工程時間の全体に対して、10%〜80%の範囲、好ましくは10%〜60%の範囲、より好ましくは15%〜50%の範囲である。第4段階の晶析反応時間である10%〜80%の時間が経過した後、原料水溶液の供給を終了して、晶析反応を終了させる。第4段階におけるこのような範囲の反応時間により、適切な厚さの(所定の外殻層粒径比を有する)外殻層が形成される。 The second time to form the outer shell layer from the second time when the supersaturation degree (pH value) is high (third stage) to the end of the particle growth process (the end of the crystallization reaction) after the start of switching. The crystallization reaction time of the particle growth step in a state where the degree of supersaturation (pH value) is high (fourth step) is in the range of 10% to 80%, preferably 10% to the total of the total particle growth step time. It is in the range of 60%, more preferably in the range of 15% to 50%. After the crystallization reaction time of the fourth stage, which is 10% to 80%, has elapsed, the supply of the raw material aqueous solution is terminated to terminate the crystallization reaction. The reaction time in such a range in the fourth step forms an outer shell layer of appropriate thickness (having a predetermined outer shell layer particle size ratio).

すなわち、上述のようなタイミングで過飽和度(pH値)を順次切り替えることで、過飽和度を切り替えて、中心部の大きさや、高密度層、低密度層、および外殻層の厚さを好適な範囲に制御することが可能となる。 That is, by sequentially switching the degree of supersaturation (pH value) at the timing as described above, the degree of supersaturation is switched, and the size of the central portion and the thickness of the high-density layer, the low-density layer, and the outer shell layer are suitable. It becomes possible to control the range.

[外殻部が五層構造を有する場合]
粒子成長工程において、中心部の形成から外殻層の形成までの間に、雰囲気制御を5回行い、外殻層の内側に、高密度層と低密度層からなる積層構造を2つ備える五層構造の外殻部を有する複合水酸化物を得ようとする場合、粒子成長工程の初期段階(第1段階)のpH値が高い状態における晶析反応時間は、粒子成長工程時間の全体に対して、0.5%〜20%の範囲とし、好ましくは1%〜15%の範囲、より好ましくは3%〜10%の範囲である。初期段階(第1段階)の経過後、pH値を下げることにより、過飽和度が高い状態から低い状態に切り替える。
[When the outer shell has a five-layer structure]
In the particle growth step, the atmosphere is controlled five times between the formation of the central portion and the formation of the outer shell layer, and two laminated structures consisting of a high-density layer and a low-density layer are provided inside the outer shell layer. When trying to obtain a composite hydroxide having a layered outer shell, the crystallization reaction time in a high pH value in the initial stage (first stage) of the particle growth step is the entire particle growth step time. On the other hand, it is in the range of 0.5% to 20%, preferably in the range of 1% to 15%, and more preferably in the range of 3% to 10%. After the lapse of the initial stage (first stage), the pH value is lowered to switch from a high supersaturation state to a low supersaturation state.

第1回目の過飽和度(pH値)が高い状態(第1段階)からの切り替え開始後の過飽和度(pH値)が低い状態(第2段階)での晶析反応時間(過飽和度の高い状態から低い状態への切り替え時間を含む)は、粒子成長工程時間の全体に対して、10%〜75%の範囲、好ましくは30%〜75%の範囲、より好ましくは40%〜70%の範囲である。第2段階の経過後、pH値を上げることにより、過飽和度が低い状態から高い状態に切り換える。 Crystallization reaction time (high degree of supersaturation) in the state where the degree of supersaturation (pH value) is low (second stage) after the start of switching from the state where the first degree of supersaturation (pH value) is high (first stage) The range from 10% to 75%, preferably from 30% to 75%, more preferably from 40% to 70%, is in the range of 10% to 75%, more preferably from 40% to 70%, based on the total particle growth process time). Is. After the lapse of the second stage, the pH value is increased to switch from a low supersaturation state to a high supersaturation state.

第1回目の過飽和度(pH値)が高い状態(第2段階)からの切り替え開始後の過飽和度(pH値)が低い状態(第3段階)での晶析反応時間(過飽和度が高い状態から低い状態への切り替え時間を含む)は、粒子成長工程時間の全体に対して、2%〜30%の範囲、好ましくは3%〜20%の範囲、より好ましくは5%〜15%の範囲である。第3段階の経過後、pH値を下げることにより、過飽和度が高い状態から低い状態に切り替える。 Crystallization reaction time (high supersaturation) in the low supersaturation (pH value) state (third stage) after the start of switching from the first high supersaturation (pH value) state (second stage) The range from 2% to 30%, preferably 3% to 20%, more preferably 5% to 15%, is in the range of 2% to 30%, more preferably 5% to 15%, based on the total particle growth process time). Is. After the lapse of the third stage, the pH value is lowered to switch from a high supersaturation state to a low supersaturation state.

第2回目の過飽和度(pH値)が低い(第3段階)からの切り替え開始後の過飽和度(pH値)が高い状態(第4段階)での晶析反応時間(過飽和度の低い状態から高い状態への切り替え時間を含む)は、粒子成長工程時間の全体に対して、10%〜75%の範囲、好ましくは30%〜75%の範囲、より好ましくは40%〜70%の範囲である。第4段階の経過後、pH値を下げることにより、過飽和度が高い状態から低い状態に切り換える。 Crystallization reaction time (from the state of low supersaturation) in the state of high supersaturation (pH value) (fourth stage) after the start of switching from the second low degree of supersaturation (pH value) (third stage) (Including time to switch to high state) is in the range of 10% to 75%, preferably 30% to 75%, more preferably 40% to 70% of the total particle growth process time. is there. After the lapse of the fourth stage, the pH value is lowered to switch from a high supersaturation state to a low supersaturation state.

第2回目の過飽和度(pH値)が低い状態(第4段階)からの切り替え開始後の過飽和度(pH値)が高い状態(第5段階)での晶析反応時間(過飽和度が低い状態から高い状態への切り替え時間を含む)は、粒子成長工程時間の全体に対して、2%〜30%の範囲、好ましくは3%〜20%の範囲、より好ましくは5%〜15%の範囲である。第5段階の経過後、pH値を下げることにより、過飽和度が高い状態から低い状態へ切り替える。 Crystallization reaction time (low supersaturation) in a high supersaturation (pH value) state (fifth stage) after the start of switching from the second low supersaturation (pH value) state (fourth stage) The range from 2% to 30%, preferably 3% to 20%, more preferably 5% to 15%, is in the range of 2% to 30%, more preferably 5% to 15%, based on the total particle growth process time). Is. After the lapse of the fifth stage, the pH value is lowered to switch from a high supersaturation state to a low supersaturation state.

外殻層を形成するための、第3回目の過飽和度(pH値)が高い状態(第5段階)からの切り替え開始後の粒子成長工程の終了(晶析反応の終了)までの第3回目の過飽和度(pH値)が低い状態(第6段階)での粒子成長工程の晶析反応時間は、粒子成長工程時間の全体に対して、10%〜75%、好ましくは10%〜60%の範囲、より好ましくは15%〜50%の範囲である。第6段階の経過後、原料水溶液の供給を終了して、晶析反応を終了する。 The third time to form the outer shell layer from the state where the supersaturation degree (pH value) is high (the fifth stage) to the end of the particle growth process (the end of the crystallization reaction) after the start of switching. The crystallization reaction time of the particle growth step in a state where the degree of supersaturation (pH value) is low (sixth step) is 10% to 75%, preferably 10% to 60% of the total particle growth step time. , More preferably in the range of 15% to 50%. After the lapse of the sixth step, the supply of the raw material aqueous solution is terminated, and the crystallization reaction is terminated.

このようなタイミングで過飽和度(pH値)を順次切り替えることにより、中心部の大きさや、外殻部を構成する、高密度層、低密度層、第2の高密度層、第2の低密度層、および外殻層の厚さを好適な範囲に制御することが可能となる。 By sequentially switching the degree of supersaturation (pH value) at such a timing, the size of the central portion and the high-density layer, the low-density layer, the second high-density layer, and the second low-density constituting the outer shell portion are formed. It is possible to control the thickness of the layer and the outer shell layer within a suitable range.

なお、本発明の粒子成長工程において、反応水溶液における過飽和度を変化させることにより外殻部に多層の層状構造を生成させているが、上述のようにpHに代替して、他の反応条件を変化させることにより過飽和度を制御することもできる。この場合には、粒子成長工程におけるpH値を上記の範囲で、かつ、晶析反応中のpH値の変動量を、設定値に対して、0.2以内に制御しつつ、反応温度を変化させるなどの措置をとることにより、反応水溶液における過飽和度を変化させる。 In the particle growth step of the present invention, a multi-layered layered structure is formed in the outer shell portion by changing the degree of supersaturation in the reaction aqueous solution. The degree of supersaturation can also be controlled by changing it. In this case, the reaction temperature is changed while controlling the pH value in the particle growth step within the above range and the fluctuation amount of the pH value during the crystallization reaction within 0.2 with respect to the set value. The degree of supersaturation in the reaction aqueous solution is changed by taking measures such as making the reaction aqueous solution.

(2―4)反応温度
反応水溶液の温度、すなわち晶析反応の反応温度は、核生成工程と粒子成長工程との全体を通じて、好ましくは20℃以上、より好ましくは20℃〜60℃の範囲に制御することが必要となる。反応温度が20℃未満では、反応水溶液の溶解度が低くなることに起因して、核生成が起こりやすくなり、得られる複合水酸化物の平均粒径や粒度分布の制御が困難となる。なお、反応温度の上限は、特に制限されることはないが、反応温度が60℃を超えると、反応水溶液の水分の揮発が促進され、反応水溶液中の過飽和度の一定範囲への制御が煩雑になることがある。
(2-4) Reaction temperature The temperature of the reaction aqueous solution, that is, the reaction temperature of the crystallization reaction is preferably in the range of 20 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. to 60 ° C. throughout the nucleation step and the particle growth step. It needs to be controlled. If the reaction temperature is less than 20 ° C., nucleation is likely to occur due to the low solubility of the reaction aqueous solution, and it becomes difficult to control the average particle size and particle size distribution of the obtained composite hydroxide. The upper limit of the reaction temperature is not particularly limited, but when the reaction temperature exceeds 60 ° C., volatilization of water in the reaction aqueous solution is promoted, and control of the supersaturation degree in the reaction aqueous solution to a certain range is complicated. May become.

なお、本発明の粒子成長工程において、上述のように反応温度を変化させることにより、過飽和度を制御することも可能である。この場合、上記温度範囲において、粒子成長工程のうち、過飽和度が低い第2段階、第4段階、および第6段階と、過飽和度が高い第1段階、第3段階、および第5段階とを明確に分離するためには、過飽和度が低い状態での反応温度を過飽和度が高い状態での反応温度よりも、20℃以上高くすることが好ましく、30℃以上高くすることがより好ましい。 In the particle growth step of the present invention, it is also possible to control the degree of supersaturation by changing the reaction temperature as described above. In this case, in the above temperature range, the second, fourth, and sixth stages of the particle growth process having a low degree of supersaturation and the first, third, and fifth stages having a high degree of supersaturation are included. For clear separation, the reaction temperature in a low supersaturation state is preferably 20 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher, than the reaction temperature in a high supersaturation state.

(2−5)被覆工程
本発明の複合水酸化物の製造方法では、原料水溶液中、特に粒子成長工程において用いられる原料水溶液中に、添加元素Mを含有する化合物を添加することで、粒子内部に添加元素Mが均一に分散した複合水酸化物を得ることができる。しかしながら、より少ない添加量で、添加元素Mの添加による効果を得ようとする場合には、粒子成長工程後に、遷移金属含有複合水酸化物を構成する二次粒子の表面を、添加元素Mを含む化合物で被覆する被覆工程を行うことが好ましい。
(2-5) Coating Step In the method for producing a composite hydroxide of the present invention, the inside of particles is added by adding a compound containing the additive element M to the raw material aqueous solution, particularly to the raw material aqueous solution used in the particle growth step. A composite hydroxide in which the additive element M is uniformly dispersed can be obtained. However, when the effect of adding the additive element M is to be obtained with a smaller amount of addition, the additive element M is added to the surface of the secondary particles constituting the transition metal-containing composite hydroxide after the particle growth step. It is preferable to carry out a coating step of coating with the containing compound.

被覆方法は、複合水酸化物を、添加元素Mを含む化合物によって均一に被覆することができる限り、特に限定されることはない。たとえば、複合水酸化物をスラリー化し、そのpH値を所定の範囲内に制御した後、添加元素Mを含む化合物を溶解した被覆用水溶液を添加し、複合水酸化物を構成する二次粒子の表面に添加元素Mを含む化合物を析出させることで、添加元素Mを含む化合物によって均一に被覆された複合水酸化物を得ることができる。この場合、被覆用水溶液に代えて、添加元素Mのアルコキシド水溶液をスラリー化した複合水酸化物に添加してもよい。また、複合水酸化物をスラリー化せずに、添加元素Mを含む化合物を溶解した水溶液またはスラリーを吹き付けて乾燥させることにより被覆してもよい。さらに、複合水酸化物と添加元素Mを含む化合物とが懸濁したスラリーを噴霧乾燥させる方法により、または、複合水酸化物と添加元素Mを含む化合物とを固相法で混合するなどの方法により被覆することもできる。 The coating method is not particularly limited as long as the composite hydroxide can be uniformly coated with the compound containing the additive element M. For example, a composite hydroxide is slurried, its pH value is controlled within a predetermined range, and then an aqueous solution for coating in which a compound containing the additive element M is dissolved is added to form secondary particles constituting the composite hydroxide. By precipitating a compound containing the additive element M on the surface, a composite hydroxide uniformly coated with the compound containing the additive element M can be obtained. In this case, instead of the coating aqueous solution, an alkoxide aqueous solution of the additive element M may be added to the slurried composite hydroxide. Alternatively, the composite hydroxide may be coated by spraying an aqueous solution or slurry in which a compound containing the additive element M is dissolved and drying the composite hydroxide without making it into a slurry. Further, a method of spray-drying a slurry in which the composite hydroxide and the compound containing the additive element M are suspended, or a method of mixing the composite hydroxide and the compound containing the additive element M by a solid phase method and the like. It can also be covered with.

なお、複合水酸化物の表面を添加元素Mで被覆する場合には、被覆後の複合水酸化物の組成が、目的とする複合水酸化物の組成と一致するように、原料水溶液および被覆用水溶液の組成を適宜調整することが必要となる。また、被覆工程は、正極活物質を製造時の熱処理工程において、複合水酸化物を熱処理した後の熱処理粒子に対して行ってもよい。 When the surface of the composite hydroxide is coated with the additive element M, the raw material aqueous solution and the coating are used so that the composition of the composite hydroxide after coating matches the composition of the target composite hydroxide. It is necessary to appropriately adjust the composition of the aqueous solution. Further, the coating step may be performed on the heat-treated particles after the composite hydroxide is heat-treated in the heat treatment step at the time of manufacturing the positive electrode active material.

(2−6)製造装置
本発明の複合水酸化物を製造するための晶析装置、すなわち反応槽は、反応雰囲気の切り替えを行うことができるものである限り、特に限定されることはないが、散気管などの雰囲気ガスの反応槽内への直接的な供給手段を有するものが好ましい。また、本発明の実施において、晶析反応が終了するまで、析出した生成物を回収しないバッチ式晶析装置を用いることが特に好ましい。このような晶析装置の場合、オーバーフロー方式によって生成物を回収する連続晶析装置とは異なり、成長中の粒子がオーバーフロー液と同時に回収されることがないため、低密度層と高密度層からなる粒子構造が制御され、粒度分布の狭い複合水酸化物を精度よく得ることができる。また、本発明の複合水酸化物の製造方法は、晶析反応中の反応雰囲気を適切に制御することが必要となるため、密閉式の晶析装置を用いることが特に好ましい。
(2-6) Production apparatus The crystallization apparatus for producing the composite hydroxide of the present invention, that is, the reaction vessel is not particularly limited as long as the reaction atmosphere can be switched. , Those having a means for directly supplying atmospheric gas into the reaction vessel, such as an air diffuser, are preferable. Further, in carrying out the present invention, it is particularly preferable to use a batch type crystallization apparatus that does not collect the precipitated product until the crystallization reaction is completed. In the case of such a crystallization device, unlike the continuous crystallization device that recovers the product by the overflow method, the growing particles are not recovered at the same time as the overflow liquid, so that the low-density layer and the high-density layer The particle structure is controlled, and a composite hydroxide having a narrow particle size distribution can be obtained with high accuracy. Further, in the method for producing a composite hydroxide of the present invention, it is necessary to appropriately control the reaction atmosphere during the crystallization reaction, so that it is particularly preferable to use a closed crystallization device.

3.非水電解質二次電池用正極活物質
(3−1)正極活物質の粒子構造
a)二次粒子の構造
本発明の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法により得られる遷移金属含有複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質は、図2に示すように、複数の一次粒子が凝集して形成された二次粒子から構成される。すなわち、該二次粒子は、一次粒子の凝集体により構成される。特に、本発明の遷移金属含有複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質においては、二次粒子の全体が一次粒子の焼結凝集体により構成された中実構造ではなく、図3に示すように、前記二次粒子が、一次粒子が凝集してなる外殻部と、該外殻部の内側に存在する内部空間により構成される中心部と、前記外殻部に形成され、前記中心部と外部とを連通する貫通孔とを備えることを特徴とする。すなわち、正極活物質を構成する二次粒子は、外殻部とその内側にあり、貫通孔を介して外部と連通する空間部とからなる中空構造を有する。
3. 3. Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery (3-1) Particle structure of positive electrode active material a) Structure of secondary particles Transition metal-containing composite hydroxylation obtained by the method for producing a transition metal-containing composite hydroxide of the present invention. As shown in FIG. 2, the positive electrode active material obtained by using a substance as a precursor is composed of secondary particles formed by aggregating a plurality of primary particles. That is, the secondary particles are composed of aggregates of primary particles. In particular, in the positive electrode active material obtained by using the transition metal-containing composite hydroxide of the present invention as a precursor, the entire secondary particles are not a solid structure composed of sintered aggregates of primary particles, as shown in FIG. As shown, the secondary particles are formed in the outer shell portion formed by aggregating the primary particles, the central portion formed by the internal space existing inside the outer shell portion, and the outer shell portion. It is characterized by having a through hole for communicating the central portion and the outside. That is, the secondary particles constituting the positive electrode active material have a hollow structure including an outer shell portion and a space portion inside the outer shell portion and communicating with the outside through a through hole.

このような粒子構造を有する正極活物質では、外殻部に形成された貫通孔を介して、二次粒子の中心部、すなわち内部空間に電解液のみならず導電助剤も容易に浸入するため、二次粒子の外殻部の外側表面ばかりでなく、二次粒子の外殻部の内側表面および外殻部のうちの貫通孔に露出した部分においても、リチウムの脱離および挿入が十分に可能となる。よって、正極抵抗のさらなる低減が図られ、その分だけその出力特性を高めることができる。 In a positive electrode active material having such a particle structure, not only the electrolytic solution but also the conductive auxiliary agent easily penetrates into the central portion of the secondary particles, that is, the internal space, through the through holes formed in the outer shell portion. , Not only the outer surface of the outer shell of the secondary particles, but also the inner surface of the outer shell of the secondary particles and the portion of the outer shell exposed to the through hole, the desorption and insertion of lithium are sufficient. It will be possible. Therefore, the positive electrode resistance can be further reduced, and the output characteristics can be improved accordingly.

また、このような構造を、複数の一次粒子が凝集して形成され、球形度が高い、すなわち、全体が実質的に略球状(球形や楕円形を含む)の二次粒子からなり、かつ、小粒径で粒度分布が狭い、リチウム遷移金属含有複合酸化物からなる正極活物質において実現している。 Further, such a structure is formed by aggregating a plurality of primary particles and has a high degree of sphere, that is, the whole is composed of substantially spherical (including spherical and elliptical) secondary particles, and This is realized in a positive electrode active material composed of a lithium transition metal-containing composite oxide having a small particle size and a narrow particle size distribution.

このような構造の正極活物質を用いた二次電池では、同様の組成で、小粒径で粒度分布が狭い従来の正極活物質を用いた二次電池との比較において、正極活物質を構成する二次粒子(外殻部)の外側表面のみならず、その内側表面も含めて、より広い範囲を電解液との反応場としてさらに効率よく活用することができるため、電池容量やサイクル特性を同程度に維持しつつ、出力特性のさらなる改善を図ることができる。 A secondary battery using a positive electrode active material having such a structure comprises a positive electrode active material having the same composition as compared with a conventional secondary battery using a positive electrode active material having a small particle size and a narrow particle size distribution. Since not only the outer surface of the secondary particles (outer shell part) but also the inner surface thereof can be used more efficiently as a reaction field with the electrolytic solution, the battery capacity and cycle characteristics can be improved. It is possible to further improve the output characteristics while maintaining the same level.

b)外殻部
本発明により得られる遷移金属含有複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質を構成する二次粒子の粒径に対する外殻部の厚さの比率(以下、「正極活物質の外殻部粒径比」という)は、5%〜40%であることが好ましく、10%〜35%であることがより好ましく、15%〜30%であることがさらに好ましい。これにより、この正極活物質を用いた二次電池において、電池容量やサイクル特性を損ねることなく、出力特性を向上させることが可能となる。これに対して、前記正極活物質の外殻部粒径比が5%未満の場合、正極活物質の物理的耐久性を確保することが困難となり、二次電池のサイクル特性が低下するおそれがある。一方、前記正極活物質の外殻部粒径比が40%より大きくなると、中心部の比率(二次粒子の粒径に対する外殻部の内径の比率)が低下して、電解液との反応面積を十分に確保できない、貫通孔が十分に形成されないといった問題が生ずるため、二次電池の出力特性を向上させることが困難となるおそれがある。
b) Outer shell part The ratio of the thickness of the outer shell part to the particle size of the secondary particles constituting the positive electrode active material obtained by using the transition metal-containing composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor (hereinafter, “positive electrode activity”). The outer shell particle size ratio of the substance) is preferably 5% to 40%, more preferably 10% to 35%, and even more preferably 15% to 30%. This makes it possible to improve the output characteristics of the secondary battery using the positive electrode active material without impairing the battery capacity and the cycle characteristics. On the other hand, when the outer shell particle size ratio of the positive electrode active material is less than 5%, it becomes difficult to secure the physical durability of the positive electrode active material, and the cycle characteristics of the secondary battery may deteriorate. is there. On the other hand, when the outer shell particle size ratio of the positive electrode active material becomes larger than 40%, the ratio of the central portion (the ratio of the inner diameter of the outer shell to the particle size of the secondary particles) decreases, and the reaction with the electrolytic solution Since problems such as not being able to secure a sufficient area and insufficient formation of through holes occur, it may be difficult to improve the output characteristics of the secondary battery.

ここで、正極活物質の外殻部粒径比は、正極活物質の断面のSEM像を用いて、次のようにして求めることができる。はじめに、正極活物質の断面のSEM像上で、1粒子あたり3か所以上の任意の位置で外殻部の厚さを測定し、その平均値を求める。ここで、外殻部の厚さは、正極活物質の外殻部の外縁から外殻部が内部の空隙に内向する面までの距離が最短となる2点間の距離とする。同様の測定を10個以上の正極活物質に対して実施し、その平均値を算出することで、外殻部の平均厚さを求める。そして、外殻部の平均厚さを正極活物質の平均粒径で除することにより、その正極活物質の粒径に対する外殻部の厚さの比率を求めることができる。なお、本発明の正極活物質では、焼成時の体積収縮により外殻部の一部が破断し、内部の空隙が外部に露出した状態となる場合がある。このような場合には、破断している部分が繋がっているものと推定して外殻部を判断し、測定可能な部分で外殻部の厚さを測定すればよい。 Here, the outer shell particle size ratio of the positive electrode active material can be obtained as follows using an SEM image of a cross section of the positive electrode active material. First, the thickness of the outer shell is measured at three or more arbitrary positions per particle on the SEM image of the cross section of the positive electrode active material, and the average value is obtained. Here, the thickness of the outer shell portion is a distance between two points where the distance from the outer edge of the outer shell portion of the positive electrode active material to the surface where the outer shell portion faces inward into the inner void is the shortest. The same measurement is performed on 10 or more positive electrode active materials, and the average value thereof is calculated to obtain the average thickness of the outer shell portion. Then, by dividing the average thickness of the outer shell portion by the average particle size of the positive electrode active material, the ratio of the thickness of the outer shell portion to the particle size of the positive electrode active material can be obtained. In the positive electrode active material of the present invention, a part of the outer shell portion may be broken due to volume shrinkage during firing, and the internal voids may be exposed to the outside. In such a case, the outer shell portion may be determined by presuming that the broken portions are connected, and the thickness of the outer shell portion may be measured at the measurable portion.

具体的には、外殻部の厚さは、二次粒子の平均粒径に応じるが、好ましくは0.1μm〜6μmの範囲、より好ましくは0.2μm〜5μmの範囲、さらに好ましくは0.2μm〜3μmの範囲である。 Specifically, the thickness of the outer shell portion depends on the average particle size of the secondary particles, but is preferably in the range of 0.1 μm to 6 μm, more preferably in the range of 0.2 μm to 5 μm, and further preferably in the range of 0. It is in the range of 2 μm to 3 μm.

c)貫通孔
本発明の非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法により得られる正極活物質は、外殻部に形成され、前記中心部と外部とを連通する貫通孔とを備えることを特徴とする。
c) Through hole The positive electrode active material obtained by the method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is formed in an outer shell portion and includes a through hole that communicates the central portion with the outside. It is characterized by.

この貫通孔は、複合水酸化物の焼成時に、複合水酸化物を構成する外殻部が、焼結収縮することにより、一体化した外殻部を形成するに際して、外殻部の層間に存在した低密度層の収縮に起因して形成されたものであり、外殻部を中空構造の中心部と外部とを連通する状態で、この外殻部に少なくとも1つは形成される。中心部まで電解液および導電助剤を侵入させるという観点からは、1つの二次粒子に所定の大きさの貫通孔が1つ存在すれば十分である。ただし、外殻部にこのような貫通孔が複数存在することも可能であり、貫通孔の数は、好ましくは、二次粒子1個当たり1個〜5個の範囲、より好ましくは1個〜3個の範囲である。 This through hole exists between the layers of the outer shell portion when the outer shell portion constituting the composite hydroxide forms an integrated outer shell portion by sintering shrinkage during firing of the composite hydroxide. It is formed due to the shrinkage of the low-density layer, and at least one is formed in the outer shell portion in a state where the outer shell portion communicates with the central portion and the outside of the hollow structure. From the viewpoint of allowing the electrolytic solution and the conductive auxiliary agent to penetrate to the central portion, it is sufficient that one secondary particle has one through hole having a predetermined size. However, it is possible that a plurality of such through holes are present in the outer shell portion, and the number of through holes is preferably in the range of 1 to 5 per secondary particle, and more preferably 1 to 5. There are three ranges.

貫通孔の数は、貫通孔が二次粒子径に対して十分に大きいため、走査型顕微鏡による二次粒子の断面観察や表面観察で計測可能である。表面観察では焦点を変えることで、貫通孔であることを確認できる。表面観察では、二次粒子の向きがランダムであると考えられ、観察可能な二次粒子の向きに貫通孔が必ず存在するとは限らない。すなわち、二次粒子を観察方向に垂直な面内にある直交する2軸で回転させた際に、貫通孔が観察できる位置は上面の付近であり、それぞれの回転軸において多くとも上面付近の25%程度の角度である。したがって、裏面や側面に貫通孔が存在しても判別困難なことから、粒子全体の観察が可能な二次粒子の個数の5%以上、好ましくは6%以上で貫通孔が観察されれば、確率的にほぼ全ての二次粒子に貫通孔が存在すると考えられる。二次粒子1個当たりの個数についても、貫通孔の観察が困難な二次粒子は排除して求めることが妥当なことから、貫通孔が観察された粒子において貫通孔の個数を粒子数により平均することにより求められる。 Since the through holes are sufficiently large with respect to the secondary particle size, the number of through holes can be measured by observing the cross section or surface of the secondary particles with a scanning microscope. By changing the focus in the surface observation, it can be confirmed that the hole is a through hole. In surface observation, the orientation of the secondary particles is considered to be random, and the through holes are not always present in the orientation of the observable secondary particles. That is, when the secondary particles are rotated by two orthogonal axes in the plane perpendicular to the observation direction, the position where the through hole can be observed is near the upper surface, and at most 25 near the upper surface in each rotation axis. The angle is about%. Therefore, even if there are through holes on the back surface or the side surface, it is difficult to distinguish them. Therefore, if the through holes are observed at 5% or more, preferably 6% or more of the number of secondary particles in which the entire particles can be observed, It is probable that almost all secondary particles have through holes. Since it is appropriate to exclude secondary particles whose through holes are difficult to observe with respect to the number of particles per secondary particle, the number of through holes is averaged by the number of particles in the particles in which through holes are observed. It is required by doing.

それぞれの貫通孔の大きさ(内径)は、電解液が正極活物質の内部まで十分に浸入できる大きさである必要があり、外殻部の厚さに対する内径の比(以下、「貫通孔内径比」という)が0.3以上であり、好ましくは0.3〜5、より好ましくは0.4〜3である。貫通孔内径比が0.3未満になると、外殻部の厚さに対して貫通孔の内径が小さくなり過ぎ、相対的に内径が小さく長さが長い貫通孔となるため、二次粒子内部に形成された内部空間(中心部)に電解液が十分に侵入できず、また、導電助剤が中心部まで侵入できないか、あるいは侵入できる導電助剤が減少するため、電池に用いられた際の出力特性や電池容量が低下する。貫通孔内径比が5を超えると、相対的に貫通孔の内径が多く大きくなり、二次粒子の強度が低下して、正極活物質の物理的耐久性が不足することがある。 The size (inner diameter) of each through hole must be large enough to allow the electrolytic solution to penetrate into the positive electrode active material, and the ratio of the inner diameter to the thickness of the outer shell (hereinafter, "through hole inner diameter"). The ratio) is 0.3 or more, preferably 0.3 to 5, and more preferably 0.4 to 3. When the through-hole inner diameter ratio is less than 0.3, the inner diameter of the through-hole becomes too small with respect to the thickness of the outer shell, resulting in a through-hole having a relatively small inner diameter and a long length. When used in a battery, the electrolytic solution cannot sufficiently penetrate into the internal space (central part) formed in the battery, and the conductive auxiliary agent cannot penetrate to the central part or the conductive auxiliary agent that can penetrate decreases. Output characteristics and battery capacity are reduced. When the through-hole inner diameter ratio exceeds 5, the inner diameter of the through-hole becomes relatively large and the strength of the secondary particles decreases, and the physical durability of the positive electrode active material may be insufficient.

また、内径は、好ましくは0.2μm〜1.0μmの範囲、より好ましくは0.2μm〜0.7μmの範囲、さらに好ましくは0.3μm〜0.6μmの範囲である。貫通孔の内径が0.2μmよりも小さいと、電解液の二次粒子内への浸入が十分に行われない、さらに、二次粒子内へ導電助剤が浸入できない可能性が生ずる。一方、貫通孔の内径の上限値は、正極活物質を構成する二次粒子の平均粒径にもよるが、その物理的耐久性を確保する観点から、二次粒子の平均粒径の5%〜20%程度とすることが好ましい。 The inner diameter is preferably in the range of 0.2 μm to 1.0 μm, more preferably in the range of 0.2 μm to 0.7 μm, and further preferably in the range of 0.3 μm to 0.6 μm. If the inner diameter of the through hole is smaller than 0.2 μm, the electrolytic solution may not sufficiently penetrate into the secondary particles, and the conductive auxiliary agent may not be able to penetrate into the secondary particles. On the other hand, the upper limit of the inner diameter of the through hole depends on the average particle size of the secondary particles constituting the positive electrode active material, but from the viewpoint of ensuring its physical durability, it is 5% of the average particle size of the secondary particles. It is preferably about 20%.

貫通孔の内径(平均内径)は、正極活物質の断面のSEM像を用いて任意に選択した貫通孔を確認できる二次粒子において、貫通孔(二次粒子の外部と中心部を繋ぐ空間部)と外郭部の境界上の最短となる2点間の距離を当該二次粒子の貫通孔の測定値とし、同様の測定を10個以上の二次粒子に対して実施し、二次粒子の個数による平均値を算出することにより求められる。二次粒子内に複数の貫通孔が存在する場合は、当該二次粒子におけるそれぞれの貫通孔の測定値から個数による平均値を算出して当該二次粒子の測定値とし、他の二次粒子の測定値とともに平均値を算出する。断面観察は、任意の断面であるため、必ずしも貫通孔の中心が断面となっておらず、中心からずれることで真の径よりも小さい値が測定されることがあるが、ここでの貫通孔の内径は、真の径よりも小さい値も含めて平均化されたものを意味する。このような貫通孔の内径であっても、上記のような範囲に特定することで十分な効果が得られる。 The inner diameter (average inner diameter) of the through hole is the through hole (the space connecting the outside and the center of the secondary particle) in the secondary particles where the through hole selected arbitrarily can be confirmed using the SEM image of the cross section of the positive electrode active material. ) And the shortest distance between the two points on the boundary between the outer part and the outer part are taken as the measured values of the through holes of the secondary particles, and the same measurement is performed on 10 or more secondary particles. It is obtained by calculating the average value by the number of pieces. When there are multiple through-holes in the secondary particle, the average value by the number is calculated from the measured value of each through-hole in the secondary particle and used as the measured value of the secondary particle, and the other secondary particles. Calculate the average value together with the measured value of. Since the cross-section observation is an arbitrary cross-section, the center of the through-hole is not necessarily the cross-section, and a value smaller than the true diameter may be measured by deviating from the center. The inner diameter of is averaged including values smaller than the true diameter. Even if the inner diameter of such a through hole is specified, a sufficient effect can be obtained by specifying the inside diameter in the above range.

(3−2)平均粒径
本発明により得られる複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質を構成する二次粒子の平均粒径は、1μm〜15μm、好ましくは3μm〜12μm、より好ましくは3μm〜10μmである。正極活物質の平均粒径がこのような範囲にあれば、この正極活物質を用いた二次電池の単位体積あたりの電池容量を増加させることができるばかりでなく、安全性や出力特性も改善することができる。これに対して、平均粒径が1μm未満のときは、正極活物質の充填性が低下し、単位体積あたりの電池容量を増加させることができない。一方、平均粒径が15μmより大きくなると、電解液との接触界面が減少し、正極活物質の反応面積が低下するため、出力特性を向上させることが困難となる。
(3-2) Average particle size The average particle size of the secondary particles constituting the positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor is 1 μm to 15 μm, preferably 3 μm to 12 μm, more preferably. Is 3 μm to 10 μm. If the average particle size of the positive electrode active material is within such a range, not only can the battery capacity per unit volume of the secondary battery using this positive electrode active material be increased, but also safety and output characteristics are improved. can do. On the other hand, when the average particle size is less than 1 μm, the filling property of the positive electrode active material is lowered, and the battery capacity per unit volume cannot be increased. On the other hand, when the average particle size is larger than 15 μm, the contact interface with the electrolytic solution is reduced and the reaction area of the positive electrode active material is reduced, so that it is difficult to improve the output characteristics.

なお、正極活物質の平均粒径とは、体積基準平均粒径(MV)を意味し、レーザ光回折散乱式粒度分析計での測定により求めることができる。 The average particle size of the positive electrode active material means a volume-based average particle size (MV), and can be obtained by measurement with a laser light diffraction / scattering type particle size analyzer.

(3−3)粒度分布
本発明により得られる複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質の粒度分布の広がりを示す指標である[(d90−d10)/平均粒径]の値は、0.70以下、好ましくは0.60以下、より好ましくは0.55以下であり、本発明の正極活物質は、きわめて粒度分布が狭い粉体により構成される。このような正極活物質は、微細粒子や粗大粒子の割合が少なく、これを用いた二次電池は、安全性、サイクル特性、および出力特性がともに優れたものとなる。
(3-3) Particle Size Distribution The value of [(d90-d10) / average particle size], which is an index showing the spread of the particle size distribution of the positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor, is 0.70 or less, preferably 0.60 or less, more preferably 0.55 or less, and the positive electrode active material of the present invention is composed of powder having an extremely narrow particle size distribution. Such a positive electrode active material has a small proportion of fine particles and coarse particles, and a secondary battery using the positive electrode active material has excellent safety, cycle characteristics, and output characteristics.

これに対して、[(d90−d10)/平均粒径]の値が0.70を超えると、正極活物質中の微細粒子や粗大粒子の割合が増加する。たとえば、微細粒子の割合が多い正極活物質を用いた二次電池では、微細粒子の局所的な反応に起因して、二次電池が発熱しやすくなり、安全性が低下するばかりでなく、微細粒子の選択的な劣化により、サイクル特性が劣ったものとなる。また、粗大粒子の割合が多い正極活物質を用いた二次電池では、電解液と正極活物質の反応面積を十分に確保することができず、出力特性が劣ったものとなる。 On the other hand, when the value of [(d90-d10) / average particle size] exceeds 0.70, the proportion of fine particles and coarse particles in the positive electrode active material increases. For example, in a secondary battery using a positive electrode active material having a large proportion of fine particles, the secondary battery tends to generate heat due to the local reaction of the fine particles, which not only reduces safety but also fine particles. Due to the selective deterioration of the particles, the cycle characteristics become inferior. Further, in the secondary battery using the positive electrode active material having a large proportion of coarse particles, the reaction area between the electrolytic solution and the positive electrode active material cannot be sufficiently secured, and the output characteristics are inferior.

一方、工業規模の生産を考慮した場合には、前駆体として、[(d90−d10)/平均粒径]の値が過度に小さい粉体状態の複合水酸化物を作製することは、収率、生産性、または生産コストの観点からから現実的ではない。したがって、正極活物質の[(d90−d10)/平均粒径]の下限値を、0.25程度とすることが好ましい。 On the other hand, when considering industrial-scale production, it is a good idea to prepare a powdered composite hydroxide having an excessively small value of [(d90-d10) / average particle size] as a precursor. Not realistic in terms of productivity, or production cost. Therefore, the lower limit of [(d90-d10) / average particle size] of the positive electrode active material is preferably about 0.25.

ここで、d10とは、粉体試料の各粒径における粒子数を粒径の小さな側から累積し、その累積体積が全粒子の合計体積の10%となる粒径を意味し、d90は、同様の手法で粒子数を累積したときに、その累積体積が全粒子の合計体積の90%となる粒径を意味する。d10およびd90は、正極活物質の平均粒径と同様に、レーザ光回折散乱式粒度分析計で測定した体積積算値から求めることができる。 Here, d10 means a particle size in which the number of particles in each particle size of the powder sample is accumulated from the smaller particle size side, and the cumulative volume is 10% of the total volume of all particles, and d90 is a particle size. It means a particle size in which the cumulative volume is 90% of the total volume of all particles when the number of particles is accumulated by the same method. Similar to the average particle size of the positive electrode active material, d10 and d90 can be obtained from the volume integrated values measured by the laser light diffraction / scattering type particle size analyzer.

(3−4)比表面積
本発明により得られる複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質では、その比表面積が、1.3m/g〜4.0m/gであることが好ましく、1.5m/g〜3.0m/gであることがより好ましい。比表面積がこのような範囲にある正極活物質は、電解液との接触面積が大きく、これを用いた二次電池の出力特性を大幅に向上させることができる。これに対して、正極活物質の比表面積が1.3m/g未満のときは、二次電池を構成した場合に、電解液との反応面積を確保することができず、出力特性を十分に向上させることが困難となる。一方、正極活物質の比表面積が4.0m/gよりも大きなときは、電解液との反応性が高くなりすぎるため、熱安定性が低下する場合がある。
(3-4) In the positive electrode active material obtained composite hydroxide obtained by a specific surface area of the present invention as a precursor, the specific surface area is preferably 1.3m 2 /g~4.0m 2 / g , and more preferably 1.5m 2 /g~3.0m 2 / g. A positive electrode active material having a specific surface area in such a range has a large contact area with an electrolytic solution, and the output characteristics of a secondary battery using the positive electrode active material can be significantly improved. On the other hand, when the specific surface area of the positive electrode active material is less than 1.3 m 2 / g, the reaction area with the electrolytic solution cannot be secured when the secondary battery is configured, and the output characteristics are sufficient. It becomes difficult to improve. On the other hand, when the specific surface area of the positive electrode active material is larger than 4.0 m 2 / g, the reactivity with the electrolytic solution becomes too high, so that the thermal stability may decrease.

ここで、正極活物質の比表面積は、たとえば、窒素ガス吸着によるBET法により測定することができる。 Here, the specific surface area of the positive electrode active material can be measured, for example, by the BET method by adsorbing nitrogen gas.

(3−5)タップ密度
本発明により得られる複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質では、充填性の指標であるタップ密度を、1.1g/cm以上とすることが好ましく、1.2g/cm以上とすることがより好ましく、1.3g/cm以上とすることがさらに好ましい。タップ密度が1.1g/cm未満のときは、充填性が低く、二次電池全体の電池容量を十分に向上させることができない場合がある。一方、タップ密度の上限値は、特に制限されるものではないが、通常の製造条件での上限は、3.0g/cm程度となる。
(3-5) Tap Density In the positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor, the tap density, which is an index of filling property, is preferably 1.1 g / cm 3 or more. It is more preferably 1.2 g / cm 3 or more, and further preferably 1.3 g / cm 3 or more. When the tap density is less than 1.1 g / cm 3 , the filling property is low and the battery capacity of the entire secondary battery may not be sufficiently improved. On the other hand, the upper limit of the tap density is not particularly limited, but the upper limit under normal manufacturing conditions is about 3.0 g / cm 3.

なお、タップ密度とは、JIS Z2512:2012に基づき、容器に採取した試料粉末を、100回タッピングした後のかさ密度を表し、振とう比重測定器を用いて測定することができる。 The tap density represents the bulk density after tapping the sample powder collected in the container 100 times based on JIS Z2512: 2012, and can be measured using a shaking specific gravity measuring device.

(3−6)単位体積あたりの表面積
本発明により得られる複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質は、タップ密度と同様に、正極活物質の充填性についての大きな指標となる、単位体積あたりの表面積が好ましくは2.0m/cm以上、より好ましくは2.1m/cm以上、さらに好ましくは2.3m/cm以上である。これにより、正極活物質の粉体としての充填性を確保しつつ、電解液との接触面積を増大させることができるため、出力特性と電池容量を同時に向上させることができる。なお、単位体積あたりの表面積は、正極活物質の比表面積とタップ密度との積によって求めることができる。
(3-6) Area per unit volume The positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor is a unit which is a large index for the filling property of the positive electrode active material as well as the tap density. The surface area per volume is preferably 2.0 m 2 / cm 3 or more, more preferably 2.1 m 2 / cm 3 or more, and further preferably 2.3 m 2 / cm 3 or more. As a result, the contact area with the electrolytic solution can be increased while ensuring the filling property of the positive electrode active material as a powder, so that the output characteristics and the battery capacity can be improved at the same time. The surface area per unit volume can be determined by the product of the specific surface area of the positive electrode active material and the tap density.

(3−7)組成
本発明により得られる複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質は、その二次粒子の粒子構造に特徴を有するものであるから、上述した粒子構造を有する限り、その組成が制限されることはない。ただし、一般式(B):Li1+uNiMnCo(−0.05≦u≦0.50、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)で表される組成を有する正極活物質に対して好適に適用することができる。
(3-7) Composition Since the positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor is characterized by the particle structure of its secondary particles, as long as it has the above-mentioned particle structure, Its composition is not limited. However, the general formula (B): Li 1 + u Ni x Mn y Co z M t O 2 (-0.05 ≦ u ≦ 0.50, x + y + z + t = 1,0.3 ≦ x ≦ 0.95,0.05 ≦ y ≦ 0.55, 0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1, M is selected from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W. It can be suitably applied to a positive electrode active material having a composition represented by one or more additive elements).

この正極活物質において、リチウム(Li)の過剰量を示すuの値は、好ましくは−0.05以上0.50以下、より好ましく0以上0.50以下、さらに好ましくは0以上0.35以下とする。uの値を上記範囲内に設定することにより、この正極活物質を正極材料として用いた二次電池の出力特性および電池容量を向上させることができる。これに対して、uの値が−0.05未満のときは、二次電池の正極抵抗が大きくなるため、出力特性を向上させることができない。一方、0.50より大きなときは、初期放電容量が低下するばかりでなく、正極抵抗も大きくなってしまう。 In this positive electrode active material, the value of u indicating the excess amount of lithium (Li) is preferably −0.05 or more and 0.50 or less, more preferably 0 or more and 0.50 or less, and further preferably 0 or more and 0.35 or less. And. By setting the value of u within the above range, the output characteristics and battery capacity of the secondary battery using this positive electrode active material as the positive electrode material can be improved. On the other hand, when the value of u is less than −0.05, the positive electrode resistance of the secondary battery becomes large, so that the output characteristics cannot be improved. On the other hand, when it is larger than 0.50, not only the initial discharge capacity is lowered, but also the positive electrode resistance is increased.

ニッケル(Ni)は、二次電池の高電位化および高容量化に寄与する元素であり、その含有量を示すxの値は、好ましくは0.3以上0.95以下、より好ましくは0.3以上0.9以下とする。xの値が0.3未満では、この正極活物質を用いた二次電の電池容量を向上させることができない。一方、xの値が0.95を超えると、他の金属元素の含有量が減少し、その効果を得ることができない。 Nickel (Ni) is an element that contributes to increasing the potential and capacity of the secondary battery, and the value of x indicating the content thereof is preferably 0.3 or more and 0.95 or less, more preferably 0. 3 or more and 0.9 or less. If the value of x is less than 0.3, the battery capacity of the secondary battery using this positive electrode active material cannot be improved. On the other hand, when the value of x exceeds 0.95, the content of other metal elements decreases, and the effect cannot be obtained.

マンガン(Mn)は、熱安定性の向上に寄与する元素であり、その含有量を示すyの値は、好ましくは0.05以上0.55以下、より好ましくは0.10以上0.45以下とする。yの値が0.05未満では、この正極活物質を用いた二次電池の熱安定性を向上させることができない。一方、yの値が0.55を超えると、高温作動時に正極活物質からMnが溶出し、充放電サイクル特性が劣化してしまう。 Manganese (Mn) is an element that contributes to the improvement of thermal stability, and the value of y indicating its content is preferably 0.05 or more and 0.55 or less, more preferably 0.10 or more and 0.45 or less. And. If the value of y is less than 0.05, the thermal stability of the secondary battery using this positive electrode active material cannot be improved. On the other hand, if the value of y exceeds 0.55, Mn is eluted from the positive electrode active material during high temperature operation, and the charge / discharge cycle characteristics are deteriorated.

コバルト(Co)は、充放電サイクル特性の向上に寄与する元素であり、その含有量を示すzの値は、0以上0.55以下、好ましくは0.10以上0.55以下とする。zの値が0.4を超えると、この正極活物質を用いた二次電池の初期放電容量が大幅に低下してしまう。 Cobalt (Co) is an element that contributes to the improvement of charge / discharge cycle characteristics, and the value of z indicating its content is 0 or more and 0.55 or less, preferably 0.10 or more and 0.55 or less. If the value of z exceeds 0.4, the initial discharge capacity of the secondary battery using this positive electrode active material will be significantly reduced.

本発明により得られる複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質では、二次電池の耐久性や出力特性をさらに向上させるため、上記の遷移金属元素に加えて、添加元素Mを含有してもよい。このような添加元素Mとしては、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)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、タングステン(W)から選択される1種以上を用いることができる。 The positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor contains an additive element M in addition to the above transition metal element in order to further improve the durability and output characteristics of the secondary battery. You may. Examples of such additive element M include magnesium (Mg), calcium (Ca), aluminum (Al), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), zirconium (Zr), niobium (Nb), and molybdenum. One or more selected from (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta), and tungsten (W) can be used.

添加元素Mの含有量を示すtの値は、好ましくは0以上0.1以下、より好ましくは0.001以上0.05以下とする。tの値が0.1より大きなときは、Redox反応に寄与する金属元素が減少するため、電池容量が低下する。 The value of t indicating the content of the additive element M is preferably 0 or more and 0.1 or less, more preferably 0.001 or more and 0.05 or less. When the value of t is larger than 0.1, the metal elements that contribute to the Redox reaction decrease, so that the battery capacity decreases.

このような添加元素Mは、正極活物質の粒子内部に均一に分散させてもよく、正極活物質の粒子表面を被覆させてもよい。さらには、粒子内部に均一に分散させた上で、その表面を被覆させてもよい。いずれにしても、添加元素Mの含有量が上記範囲となるように制御することが必要となる。 Such an additive element M may be uniformly dispersed inside the particles of the positive electrode active material, or may cover the particle surface of the positive electrode active material. Further, the surface of the particles may be coated after being uniformly dispersed inside the particles. In any case, it is necessary to control the content of the additive element M so as to be within the above range.

なお、上記正極活物質において、これを用いた二次電池の電池容量のさらなる向上を図る場合には、その組成を、一般式(B1):Li1+uNiMnCo(−0.05≦u≦0.20、x+y+z+t=1、0.7<x≦0.95、0.05≦y≦0.2、0≦z≦0.2、0≦t≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Wから選択される1種以上の添加元素)で表されるように調整することが好ましい。特に、熱安定性との両立を図る場合には、一般式(B1)におけるxの値を、0.7<x≦0.9とすることがより好ましく、0.7<x≦0.85とすることがさらに好ましい。 Incidentally, in the above-mentioned positive electrode active material, if further improved battery capacity of the secondary battery using the same is the composition of the general formula (B1): Li 1 + u Ni x Mn y Co z M t O 2 ( −0.05 ≦ u ≦ 0.20, x + y + z + t = 1, 0.7 <x ≦ 0.95, 0.05 ≦ y ≦ 0.2, 0 ≦ z ≦ 0.2, 0 ≦ t ≦ 0.1 , M is preferably adjusted so as to be represented by one or more additive elements selected from Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, and W). In particular, in order to achieve both thermal stability, the value of x in the general formula (B1) is more preferably 0.7 <x ≦ 0.9, and 0.7 <x ≦ 0.85. Is more preferable.

一方、熱安定性のさらなる向上を図る場合には、その組成を、一般式(B2):Li1+uNiMnCo(−0.05≦u≦0.50、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.7、0.1≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、Mは、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)で表されるように調整することが好ましい。 On the other hand, if further improved thermal stability, its composition formula (B2): Li 1 + u Ni x Mn y Co z M t O 2 (-0.05 ≦ u ≦ 0.50, x + y + z + t = 1, 0.3 ≦ x ≦ 0.7, 0.1 ≦ y ≦ 0.55, 0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1, M is Al, Ti, V, Cr, Zr , Nb, Mo, Hf, Ta, W (one or more additive elements selected from)).

4.非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法
本発明により得られる複合水酸化物を前駆体とすることで、所定の構造、平均粒径、および粒度分布を備える正極活物質を合成することができる。このような正極活物質を工業規模で生産する場合には、上記の複合水酸化物をリチウム化合物と混合し、リチウム混合物を得る混合工程と、得られたリチウム混合物を、酸化性雰囲気中、650℃〜1000℃の範囲の温度で焼成する焼成工程とを備える製造方法によって正極活物質を合成することが好ましい。なお、必要に応じて、上述した工程に、熱処理工程や仮焼工程などの工程を追加してもよい。このような製造方法により、上記の正極活物質、特に、上記一般式(B)で表される正極活物質を容易に得ることができる。
4. Method for Producing Positive Electrode Active Material for Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery By using the composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor, a positive electrode active material having a predetermined structure, average particle size, and particle size distribution can be synthesized. Can be done. When such a positive electrode active material is produced on an industrial scale, the above-mentioned composite hydroxide is mixed with a lithium compound to obtain a lithium mixture, and the obtained lithium mixture is mixed in an oxidizing atmosphere at 650. It is preferable to synthesize the positive electrode active material by a production method including a firing step of firing at a temperature in the range of ° C. to 1000 ° C. If necessary, steps such as a heat treatment step and a calcining step may be added to the above steps. By such a production method, the above-mentioned positive electrode active material, particularly the positive electrode active material represented by the above general formula (B) can be easily obtained.

(4−1)熱処理工程
本発明の複合水酸化物を前駆体とする正極活物質の製造方法において、任意的に、混合工程の前に熱処理工程を設けて、複合水酸化物を熱処理した熱処理粒子としてからリチウム化合物と混合してもよい。ここで、熱処理粒子には、熱処理工程において余剰水分を除去された複合水酸化物のみならず、熱処理工程により、酸化物に転換された遷移金属含有複合酸化物、または、これらの混合物も含まれる。
(4-1) Heat Treatment Step In the method for producing a positive electrode active material using a composite hydroxide as a precursor of the present invention, a heat treatment step is optionally provided before the mixing step to heat-treat the composite hydroxide. It may be mixed with a lithium compound after being made into particles. Here, the heat-treated particles include not only the composite hydroxide from which excess water has been removed in the heat treatment step, but also a transition metal-containing composite oxide converted into an oxide by the heat treatment step, or a mixture thereof. ..

熱処理工程は、複合水酸化物を105℃〜750℃の範囲の温度まで加熱して熱処理することにより、複合水酸化物に含有される余剰水分を除去する工程である。これにより、焼成工程後まで残留する水分を一定量まで減少させることができ、得られる正極活物質の組成のばらつきを抑制することができる。加熱温度が105℃未満のときは、複合水酸化物中の余剰水分が除去できず、ばらつきを十分に抑制することができない場合がある。一方、加熱温度が700℃より高いときは、それ以上の効果は期待できないばかりか、生産コストが増加してしまう。 The heat treatment step is a step of removing excess water contained in the composite hydroxide by heating the composite hydroxide to a temperature in the range of 105 ° C to 750 ° C and heat-treating it. As a result, the amount of water remaining until after the firing step can be reduced to a certain amount, and variations in the composition of the obtained positive electrode active material can be suppressed. When the heating temperature is less than 105 ° C., the excess water in the composite hydroxide cannot be removed, and the variation may not be sufficiently suppressed. On the other hand, when the heating temperature is higher than 700 ° C., not only the further effect cannot be expected, but also the production cost increases.

また、熱処理工程では、正極活物質中のそれぞれの金属成分の原子数や、Liの原子数の割合にばらつきが生じない程度に水分が除去できればよいので、必ずしもすべての複合水酸化物を複合酸化物まで転換する必要はない。しかしながら、それぞれの金属成分の原子数やLiの原子数の割合のばらつきをより少ないものとするためには、400℃以上に加熱して、すべての複合水酸化物を、複合酸化物まで転換することが好ましい。なお、熱処理条件による複合水酸化物に含有される金属成分比を化学分析によって予め求めておき、リチウム化合物との混合比を決めておくことで、上述したばらつきをより抑制することができる。 Further, in the heat treatment step, it is sufficient that water can be removed to the extent that the number of atoms of each metal component in the positive electrode active material and the ratio of the number of atoms of Li do not vary. There is no need to convert things. However, in order to reduce the variation in the number of atoms of each metal component and the ratio of the number of atoms of Li, it is heated to 400 ° C. or higher to convert all the composite hydroxides into composite oxides. Is preferable. The above-mentioned variation can be further suppressed by determining the metal component ratio contained in the composite hydroxide under the heat treatment conditions in advance by chemical analysis and determining the mixing ratio with the lithium compound.

熱処理を行う雰囲気は特に制限されるものではなく、非還元性雰囲気であればよいが、簡易的に行える空気気流中で行うことが好ましい。 The atmosphere in which the heat treatment is performed is not particularly limited and may be a non-reducing atmosphere, but it is preferably performed in an air stream that can be easily performed.

また、熱処理時間は、特に制限されないが、複合水酸化物中の余剰水分を十分に除去する観点から、少なくとも1時間とすることが好ましく、5時間〜15時間とすることがより好ましい。 The heat treatment time is not particularly limited, but is preferably at least 1 hour, more preferably 5 hours to 15 hours, from the viewpoint of sufficiently removing excess water in the composite hydroxide.

(4−2)混合工程
混合工程は、複合水酸化物または熱処理粒子に、リチウム化合物を混合して、リチウム混合物を得る工程である。
(4-2) Mixing Step The mixing step is a step of mixing a lithium compound with a composite hydroxide or heat-treated particles to obtain a lithium mixture.

混合工程では、リチウム混合物中のリチウム以外の金属原子、具体的には、ニッケル、コバルト、マンガン、および添加元素Mの原子数の和(Me)と、リチウムの原子数(Li)との比(Li/Me)が、0.95〜1.5、好ましくは1.0〜1.5、より好ましくは1.0〜1.35、さらに好ましくは1.0〜1.2となるように、複合水酸化物または熱処理粒子と、リチウム化合物を混合することが必要となる。すなわち、焼成工程の前後ではLi/Meの値は変化しないので、混合工程におけるLi/Meの値が、目的とする正極活物質のLi/Meの値となるように、複合水酸化物または熱処理粒子と、リチウム化合物とを混合することが必要となる。 In the mixing step, the ratio of the sum (Me) of the atomic numbers of metal atoms other than lithium in the lithium mixture, specifically nickel, cobalt, manganese, and the additive element M, to the atomic number of lithium (Li) ( Li / Me) is 0.95 to 1.5, preferably 1.0 to 1.5, more preferably 1.0 to 1.35, and even more preferably 1.0 to 1.2. It is necessary to mix the composite hydroxide or heat-treated particles with the lithium compound. That is, since the Li / Me value does not change before and after the firing step, the composite hydroxide or heat treatment is performed so that the Li / Me value in the mixing step becomes the Li / Me value of the target positive electrode active material. It is necessary to mix the particles with the lithium compound.

混合工程で使用するリチウム化合物は、特に制限されることはないが、入手の容易性から、水酸化リチウム、硝酸リチウム、炭酸リチウム、またはこれらの混合物を用いることが好ましい。特に、取り扱いの容易さや品質の安定性を考慮すると、水酸化リチウムまたは炭酸リチウムを用いることが好ましい。 The lithium compound used in the mixing step is not particularly limited, but it is preferable to use lithium hydroxide, lithium nitrate, lithium carbonate, or a mixture thereof from the viewpoint of easy availability. In particular, considering ease of handling and stability of quality, it is preferable to use lithium hydroxide or lithium carbonate.

複合水酸化物または熱処理粒子とリチウム化合物とは、微粉が生じない程度に十分に混合することが好ましい。混合が不十分であると、個々の粒子間でLi/Meの値にばらつきが生じ、十分な電池特性を得ることができない場合がある。なお、混合には、一般的な混合機を使用することができる。たとえば、シェーカーミキサ、レーディゲミキサ、ジュリアミキサ、Vブレンダなどを用いることができる。 It is preferable that the composite hydroxide or heat-treated particles and the lithium compound are sufficiently mixed so as not to generate fine powder. Insufficient mixing may cause variations in Li / Me values among the individual particles, making it impossible to obtain sufficient battery characteristics. A general mixer can be used for mixing. For example, a shaker mixer, a lady gemixer, a julia mixer, a V blender and the like can be used.

(4−3)仮焼工程
リチウム化合物として、水酸化リチウムや炭酸リチウムを使用する場合には、混合工程後、焼成工程の前に、リチウム混合物を、焼成温度よりも低い温度で、かつ、350℃〜800℃、好ましくは450℃〜780℃で、仮焼する仮焼工程を行ってもよい。これにより、複合水酸化物または熱処理粒子中に、リチウムを十分に拡散させることができ、より均一な正極活物質を得ることができる。
(4-3) Temporary firing step When lithium hydroxide or lithium carbonate is used as the lithium compound, the lithium mixture is mixed at a temperature lower than the firing temperature and 350 before the mixing step and the firing step. A calcining step of calcining may be performed at ° C. to 800 ° C., preferably 450 ° C. to 780 ° C. Thereby, lithium can be sufficiently diffused in the composite hydroxide or the heat-treated particles, and a more uniform positive electrode active material can be obtained.

なお、上記温度での保持時間は、1時間〜10時間とすることが好ましく、3時間〜6時間とすることが好ましい。また、仮焼工程における雰囲気は、後述する焼成工程と同様に、酸化性雰囲気とすることが好ましく、酸素濃度が18容量%〜100容量%の雰囲気とすることがより好ましい。 The holding time at the above temperature is preferably 1 hour to 10 hours, and preferably 3 hours to 6 hours. Further, the atmosphere in the calcining step is preferably an oxidizing atmosphere as in the firing step described later, and more preferably an atmosphere having an oxygen concentration of 18% by volume to 100% by volume.

(4−4)焼成工程
焼成工程は、混合工程で得られたリチウム混合物を所定条件の下で焼成し、複合水酸化物または熱処理粒子中にリチウムを拡散させて、正極活物質を得る工程である。
(4-4) Firing step The firing step is a step of calcining the lithium mixture obtained in the mixing step under predetermined conditions and diffusing lithium into the composite hydroxide or heat-treated particles to obtain a positive electrode active material. is there.

この焼成工程において、複合水酸化物または熱処理粒子における中心部は、微細一次粒子が連なった隙間の多い構造であるため、低温域から焼結が進行して、粒子の中心から焼結の進行が遅い高密度層側に収縮して、二次粒子の中心に所定の大きさの内部空間を形成する。 In this firing step, since the central portion of the composite hydroxide or heat-treated particles has a structure with many gaps in which fine primary particles are connected, sintering proceeds from a low temperature region, and sintering proceeds from the center of the particles. It contracts toward the slow high-density layer to form an internal space of a predetermined size at the center of the secondary particles.

複合水酸化物および熱処理粒子の高密度層および外殻層(あるいは、第1の高密度層、第2の高密度層、および外殻層)は、焼結収縮し、実質的に一体化して、正極活物質においては1つの外殻部の中で一次粒子凝集体を形成する。 The high-density layer and the outer shell layer (or the first high-density layer, the second high-density layer, and the outer shell layer) of the composite hydroxide and the heat-treated particles are sintered and shrunk and substantially integrated. In the positive electrode active material, primary particle aggregates are formed in one outer shell.

一方、低密度層は、微細一次粒子を含んで構成されているため、中心部と同様に、高密度層や外殻層よりも低温域において焼結が開始する。このとき、低密度層は、高密度層や外殻層と比べて体積収縮量が大きいため、低密度層を構成する微細一次粒子は、焼結の進行が遅い高密度層や外殻層の方向に体積収縮するため、高密度層と外殻層の間、あるいは、第1の高密度層と第2の高密度層の間および第2の高密度層と外殻層との間に、適度な大きさの空隙が形成される。これらの空隙は、その形状を保持するだけの径方向厚さを備えていないため、高密度層や外殻層の焼結に伴って高密度層や外殻層に吸収され、吸収された体積分が不足するため、焼成時に高密度層と外殻層が一体化しながら収縮することにより、形成された正極活物質の外殻部において、二次粒子の内部空間と外部とを連通させる貫通孔を形成する。なお、高密度層と外殻部の間(あるいは、第1の高密度層と第2の高密度層との間、および、第2の高密度層と外殻部との間)は、焼結収縮による一体化により、外殻部全体として電気的に導通する。 On the other hand, since the low-density layer is composed of fine primary particles, sintering starts in a lower temperature region than the high-density layer and the outer shell layer, as in the central portion. At this time, since the low-density layer has a larger volume shrinkage than the high-density layer and the outer shell layer, the fine primary particles constituting the low-density layer are the high-density layer and the outer shell layer in which the sintering progresses slowly. Due to volume shrinkage in the direction, between the high-density layer and the outer shell layer, or between the first high-density layer and the second high-density layer, and between the second high-density layer and the outer shell layer, A gap of appropriate size is formed. Since these voids do not have a radial thickness sufficient to retain their shape, they are absorbed by the high-density layer or the outer shell layer as the high-density layer or the outer shell layer is sintered, and the absorbed volume. Due to the shortage of water, the high-density layer and the outer shell layer shrink while being integrated during firing, and in the outer shell of the positive electrode active material formed, through holes that communicate the internal space of the secondary particles with the outside. To form. The area between the high-density layer and the outer shell (or between the first high-density layer and the second high-density layer and between the second high-density layer and the outer shell) is baked. Due to the integration by shrinkage, the entire outer shell is electrically conductive.

このように、本発明の製造方法により得られる複合水酸化物を前駆体とする正極活物質では、外殻部全体が電気的に導通しており、かつ、その導通経路の断面積は十分に確保されているといえる。この結果、一体の外殻部として、正極活物質の内外表面を電解液との反応場として利用することが可能となり、正極活物質の内部抵抗が大幅に減少し、二次電池を構成した場合に、電池容量やサイクル特性を損ねることなく、出力特性を向上させることが可能となる。 As described above, in the positive electrode active material using the composite hydroxide obtained by the production method of the present invention as a precursor, the entire outer shell portion is electrically conductive, and the cross-sectional area of the conduction path is sufficient. It can be said that it is secured. As a result, it becomes possible to use the inner and outer surfaces of the positive electrode active material as a reaction field with the electrolytic solution as an integral outer shell, and the internal resistance of the positive electrode active material is significantly reduced to form a secondary battery. In addition, it is possible to improve the output characteristics without impairing the battery capacity and cycle characteristics.

このような正極活物質の粒子構造は、基本的に、前駆体である複合水酸化物の粒子構造に応じて定まるものであるが、その組成や焼成条件などの影響を受けることがあるため、予備試験を行った上で、所望の構造となるように、それぞれの条件を適宜調整することが好ましい。 The particle structure of such a positive electrode active material is basically determined according to the particle structure of the composite hydroxide as a precursor, but it may be affected by its composition, firing conditions, and the like. After conducting a preliminary test, it is preferable to appropriately adjust each condition so as to obtain a desired structure.

なお、焼成工程に用いられる炉は、特に限定されることはなく、大気または酸素気流中でリチウム混合物を焼成できるものであればよい。ただし、炉内の雰囲気を均一に保つ観点から、ガス発生がない電気炉が好ましく、バッチ式あるいは連続式の電気炉のいずれも好適に用いることができる。この点については、熱処理工程および仮焼工程に用いる炉についても同様である。 The furnace used in the firing step is not particularly limited as long as it can fire the lithium mixture in the atmosphere or an oxygen stream. However, from the viewpoint of keeping the atmosphere in the furnace uniform, an electric furnace that does not generate gas is preferable, and either a batch type or a continuous type electric furnace can be preferably used. The same applies to the furnaces used in the heat treatment step and the calcining step.

a)焼成温度
リチウム混合物の焼成温度は、650℃〜1000℃とすることが必要となる。焼成温度が650℃未満のときは、複合水酸化物または熱処理粒子中にリチウムが十分に拡散せず、余剰のリチウムや未反応の複合水酸化物または熱処理粒子が残存したり、得られた正極活物質の結晶性が不十分になったりする場合がある。一方、焼成温度が1000℃より高いときは、正極活物質の粒子間が激しく焼結し、異常粒成長が引き起こされ、不定形な粗大粒子の割合が増加することとなる。
a) Firing temperature The calcination temperature of the lithium mixture needs to be 650 ° C to 1000 ° C. When the calcination temperature is less than 650 ° C., lithium is not sufficiently diffused into the composite hydroxide or heat-treated particles, and excess lithium or unreacted composite hydroxide or heat-treated particles remain, or the obtained positive electrode. The crystallinity of the active material may be insufficient. On the other hand, when the firing temperature is higher than 1000 ° C., the particles of the positive electrode active material are violently sintered, causing abnormal grain growth, and the proportion of amorphous coarse particles increases.

なお、上記一般式(B1)で表される正極活物質を得ようとする場合には、焼成温度を650℃〜900℃とすることが好ましい。一方、一般式(B2)で表される正極活物質を得ようとする場合には、焼成温度を800℃〜980℃とすることが好ましい。 When the positive electrode active material represented by the general formula (B1) is to be obtained, the firing temperature is preferably 650 ° C to 900 ° C. On the other hand, when the positive electrode active material represented by the general formula (B2) is to be obtained, the firing temperature is preferably 800 ° C. to 980 ° C.

また、焼成工程における昇温速度は、2℃/分〜10℃/分とすることが好ましく、5℃/分〜10℃/分とすることがより好ましい。さらに、焼成工程中、リチウム化合物の融点付近の温度で、好ましくは1時間〜5時間、より好ましくは2時間〜5時間保持することが好ましい。これにより、複合水酸化物または熱処理粒子とリチウム化合物とを、より均一に反応させることができる。 The rate of temperature rise in the firing step is preferably 2 ° C./min to 10 ° C./min, and more preferably 5 ° C./min to 10 ° C./min. Further, during the firing step, it is preferable to hold the lithium compound at a temperature near the melting point for preferably 1 hour to 5 hours, more preferably 2 hours to 5 hours. Thereby, the composite hydroxide or the heat-treated particles and the lithium compound can be reacted more uniformly.

b)焼成時間
焼成時間のうち、上述した焼成温度での保持時間は、少なくとも2時間とすることが好ましく、4時間〜24時間とすることがより好ましい。焼成温度における保持時間が2時間未満では、複合水酸化物または熱処理粒子中にリチウムが十分に拡散せず、余剰のリチウムや未反応の複合水酸化物または熱処理粒子が残存したり、得られる正極活物質の結晶性が不十分なものとなったりするおそれがある。
b) Baking time Of the firing times, the holding time at the above-mentioned firing temperature is preferably at least 2 hours, more preferably 4 hours to 24 hours. If the holding time at the calcination temperature is less than 2 hours, lithium does not sufficiently diffuse into the composite hydroxide or heat-treated particles, and excess lithium or unreacted composite hydroxide or heat-treated particles remain, or the obtained positive electrode. There is a risk that the crystallinity of the active material will be insufficient.

なお、保持時間終了後、焼成温度から少なくとも200℃までの冷却速度は、2℃/分〜10℃/分とすることが好ましく、33℃/分〜77℃/分とすることがより好ましい。冷却速度をこのような範囲に制御することにより、生産性を確保しつつ、匣鉢などの設備が、急冷により破損することを防止することを防止することができる。 After the holding time is completed, the cooling rate from the firing temperature to at least 200 ° C. is preferably 2 ° C./min to 10 ° C./min, and more preferably 33 ° C./min to 77 ° C./min. By controlling the cooling rate within such a range, it is possible to prevent the equipment such as the bowl from being damaged by quenching while ensuring the productivity.

c)焼成雰囲気
焼成時の雰囲気は、酸化性雰囲気とすることが好ましく、酸素濃度が18容量%〜100容量%の雰囲気とすることがより好ましく、上記酸素濃度の酸素と不活性ガスの混合雰囲気とすることが特に好ましい。すなわち、焼成は、大気ないしは酸素気流中で行うことが好ましい。酸素濃度が18容量%未満では、正極活物質の結晶性が不十分なものとなるおそれがある。
c) Baking atmosphere The atmosphere at the time of firing is preferably an oxidizing atmosphere, more preferably an atmosphere having an oxygen concentration of 18% by volume to 100% by volume, and a mixed atmosphere of oxygen having an oxygen concentration and an inert gas. Is particularly preferable. That is, firing is preferably performed in the atmosphere or an oxygen stream. If the oxygen concentration is less than 18% by volume, the crystallinity of the positive electrode active material may be insufficient.

(4−5)解砕工程
焼成工程によって得られた正極活物質は、凝集または軽度の焼結が生じている場合がある。このような場合には、正極活物質の凝集体または焼結体を物理的に解砕することが好ましい。これによって、得られる正極活物質の平均粒径や粒度分布を好適な範囲に調整することができる。なお、解砕とは、焼成時に二次粒子間の焼結ネッキングなどにより生じた複数の二次粒子からなる凝集体に、機械的エネルギを加えて、二次粒子自体をほとんど破壊することなく分離させて、凝集体をほぐす操作を意味する。
(4-5) Crushing Step The positive electrode active material obtained by the firing step may be aggregated or slightly sintered. In such a case, it is preferable to physically crush the aggregate or sintered body of the positive electrode active material. Thereby, the average particle size and the particle size distribution of the obtained positive electrode active material can be adjusted in a suitable range. In addition, crushing is to apply mechanical energy to an agglomerate composed of a plurality of secondary particles generated by sintering necking between secondary particles during firing, and separate the secondary particles themselves with almost no destruction. It means an operation of loosening agglomerates.

解砕の方法としては、公知の手段を用いることができ、たとえば、ピンミルやハンマーミルなどを使用することができる。なお、この際、二次粒子を破壊しないように解砕力を適切な範囲に調整することが好ましい。 As a crushing method, a known means can be used, and for example, a pin mill, a hammer mill, or the like can be used. At this time, it is preferable to adjust the crushing force to an appropriate range so as not to destroy the secondary particles.

5.非水電解質二次電池
上述の正極活物質を用いた非水電解質二次電池は、正極、負極、セパレータ、非水電解液などの、一般の非水電解質二次電池と同様の構成部材を備える。なお、以下に説明する実施形態は例示にすぎず、非水電解質二次電池は、本明細書に記載されている実施形態を基づいて、種々の変更、改良を施した形態に適用することも可能である。
5. Non-aqueous electrolyte secondary battery The non-aqueous electrolyte secondary battery using the above-mentioned positive electrode active material includes the same components as a general non-aqueous electrolyte secondary battery, such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte solution. .. It should be noted that the embodiments described below are merely examples, and the non-aqueous electrolyte secondary battery may be applied to embodiments to which various modifications and improvements have been made based on the embodiments described in the present specification. It is possible.

(5−1)構成部材
a)正極
本発明の複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質を用いて、たとえば、以下のようにして非水電解質二次電池の正極を作製する。
(5-1) Components a) Positive electrode Using the positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide of the present invention as a precursor, for example, a positive electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery is produced as follows.

まず、正極活物質に、導電材および結着剤を混合し、さらに必要に応じて活性炭や、粘度調整などの溶剤を添加し、これらを混練して正極合材ペーストを作製する。その際、正極合材ペースト中のそれぞれの混合比も、非水電解質二次電池の性能を決定する重要な要素となる。たとえば、溶剤を除いた正極合材の固形分を100質量部とした場合には、一般の非水電解質二次電池の正極と同様に、正極活物質の含有量を60質量部〜95質量部、導電材の含有量を1質量部〜20質量部および結着剤の含有量を1質量部〜20質量部とすることができる。 First, a conductive material and a binder are mixed with the positive electrode active material, and if necessary, activated carbon and a solvent for adjusting the viscosity are added, and these are kneaded to prepare a positive electrode mixture paste. At that time, the mixing ratio of each of the positive electrode mixture pastes is also an important factor in determining the performance of the non-aqueous electrolyte secondary battery. For example, when the solid content of the positive electrode mixture excluding the solvent is 100 parts by mass, the content of the positive electrode active material is 60 parts by mass to 95 parts by mass, as in the case of the positive electrode of a general non-aqueous electrolyte secondary battery. The content of the conductive material can be 1 part by mass to 20 parts by mass, and the content of the binder can be 1 part by mass to 20 parts by mass.

得られた正極合材ペーストを、たとえば、アルミニウム箔製の集電体の表面に塗布し、乾燥して、溶剤を飛散させる。必要に応じて、電極密度を高めるべく、ロールプレスなどにより加圧することもある。このようにして、シート状の正極を作製することができる。シート状の正極は、目的とする電池に応じて適当な大きさに裁断などをして、電池の作製に供することができる。なお、正極の作製方法は、前記例示のものに限られることはなく、他の方法によってもよい。 The obtained positive electrode mixture paste is applied to the surface of a current collector made of aluminum foil, for example, and dried to disperse the solvent. If necessary, pressurization may be performed by a roll press or the like in order to increase the electrode density. In this way, a sheet-shaped positive electrode can be produced. The sheet-shaped positive electrode can be cut into an appropriate size according to the target battery and used for manufacturing the battery. The method for producing the positive electrode is not limited to the above-exemplified method, and other methods may be used.

導電材としては、たとえば、黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛など)や、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどのカーボンブラック系材料を用いることができる。 As the conductive material, for example, graphite (natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, etc.) or a carbon black material such as acetylene black or Ketjen black can be used.

結着剤は、活物質粒子をつなぎ止める役割を果たすもので、たとえば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエン、セルロース系樹脂またはポリアクリル酸を用いることができる。 The binder serves to hold the active material particles together, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), fluororubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene, cellulose resin or polyacrylic. Acids can be used.

このほか、必要に応じて、正極活物質、導電材および活性炭を分散させ、結着剤を溶解する溶剤を正極合材に添加することができる。溶剤としては、具体的に、N−メチル−2−ピロリドンなどの有機溶剤を用いることができる。また、正極合材には、電気二重層容量を増加させるために、活性炭を添加することもできる。 In addition, if necessary, a solvent that disperses the positive electrode active material, the conductive material, and the activated carbon and dissolves the binder can be added to the positive electrode mixture. Specifically, as the solvent, an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used. In addition, activated carbon can be added to the positive electrode mixture in order to increase the electric double layer capacity.

b)負極
負極には、金属リチウムやリチウム合金などを使用することができる。また、リチウムイオンを吸蔵および脱離できる負極活物質に、結着剤を混合し、適当な溶剤を加えてペースト状にした負極合材を、銅などの金属箔集電体の表面に塗布し、乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成したものを使用することができる。
b) Negative electrode A metallic lithium, a lithium alloy, or the like can be used for the negative electrode. Further, a negative electrode mixture prepared by mixing a binder with a negative electrode active material capable of occluding and desorbing lithium ions and adding an appropriate solvent to form a paste is applied to the surface of a metal leaf current collector such as copper. , Dried, and if necessary, compressed to increase the electrode density can be used.

負極活物質としては、たとえば、金属リチウムやリチウム合金などのリチウムを含有する物質、リチウムイオンを吸蔵・脱離できる天然黒鉛、人造黒鉛およびフェノール樹脂などの有機化合物焼成体ならびにコークスなどの炭素物質の粉状体を用いることができる。この場合、負極結着剤としては、正極同様、PVDFなどの含フッ素樹脂を用いることができ、これらの活物質および結着剤を分散させる溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドンなどの有機溶剤を用いることができる。 Examples of the negative electrode active material include lithium-containing substances such as metallic lithium and lithium alloys, natural graphite capable of occluding and desorbing lithium ions, organic compound fired bodies such as artificial graphite and phenol resin, and carbon substances such as coke. A powdery substance can be used. In this case, as the negative electrode binder, a fluororesin such as PVDF can be used as in the positive electrode, and as a solvent for dispersing these active substances and the binder, an organic substance such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used. A solvent can be used.

c)セパレータ
セパレータは、正極と負極との間に挟み込んで配置されるものであり、正極と負極とを分離し、電解質を保持する機能を有する。このようなセパレータとしては、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの薄い膜で、微細な孔を多数有する膜を用いることができるが、上記機能を有するものであれば、特に限定されることはない。
c) Separator The separator is arranged so as to be sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, and has a function of separating the positive electrode and the negative electrode and holding an electrolyte. As such a separator, for example, a thin film such as polyethylene or polypropylene, which has a large number of fine pores, can be used, but is not particularly limited as long as it has the above-mentioned function.

d)非水電解液
非水電解液は、支持塩としてのリチウム塩を有機溶媒に溶解したものである。
d) Non-aqueous electrolytic solution The non-aqueous electrolytic solution is obtained by dissolving a lithium salt as a supporting salt in an organic solvent.

有機溶媒としては、
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、およびトリフルオロプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート、
ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、およびジプロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート、
テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、およびジメトキシエタンなどのエーテル化合物、
エチルメチルスルホンやブタンスルトンなどの硫黄化合物、
リン酸トリエチルやリン酸トリオクチルなどのリン化合物など
から選ばれる1種を単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。
As an organic solvent
Cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and trifluoropropylene carbonate,
Chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and dipropyl carbonate,
Ether compounds such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, and dimethoxyethane,
Sulfur compounds such as ethyl methyl sulfone and butane sulton,
One selected from phosphorus compounds such as triethyl phosphate and trioctyl phosphate can be used alone or in combination of two or more.

支持塩としては、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiN(CFSO、およびそれらの複合塩などを用いることができる。 As the supporting salt, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , and a composite salt thereof can be used.

なお、非水電解液は、ラジカル捕捉剤、界面活性剤および難燃剤などを含んでいてもよい。 The non-aqueous electrolytic solution may contain a radical scavenger, a surfactant, a flame retardant, and the like.

(5−2)構造
以上の正極、負極、セパレータ、および非水電解液で構成される非水電解質二次電池は、円筒形や積層形など、種々の形状にすることができる。
(5-2) Structure The non-aqueous electrolyte secondary battery composed of the above-mentioned positive electrode, negative electrode, separator, and non-aqueous electrolyte solution can have various shapes such as a cylindrical shape and a laminated shape.

いずれの形状を採る場合であっても、正極および負極を、セパレータを介して積層させて電極体とし、得られた電極体に、非水電解液を含浸させ、正極集電体と外部に通じる正極端子との間、および、負極集電体と外部に通ずる負極端子との間を、集電用リードなどを用いて接続し、電池ケースに密閉して、非水電解質二次電池を完成させる。 Regardless of which shape is adopted, the positive electrode and the negative electrode are laminated via a separator to form an electrode body, and the obtained electrode body is impregnated with a non-aqueous electrolyte solution to communicate with the positive electrode current collector and the outside. A non-aqueous electrolyte secondary battery is completed by connecting the positive electrode terminal and the negative electrode current collector and the negative electrode terminal leading to the outside using a current collecting lead or the like and sealing the battery case. ..

(5−3)特性
本発明により得られる複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質を用いた非水電解質二次電池は、電池容量およびサイクル特性に優れるとともに、出力特性が従来構造よりも飛躍的に改善されている。しかも、従来のリチウムニッケル系複合酸化物からなる正極活物質を用いた二次電池との比較においても、熱安定性や安全性において遜色はない。
(5-3) Characteristics The non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor is excellent in battery capacity and cycle characteristics, and has higher output characteristics than the conventional structure. Has also been dramatically improved. Moreover, even in comparison with a conventional secondary battery using a positive electrode active material made of a lithium nickel-based composite oxide, the thermal stability and safety are not inferior.

たとえば、本発明の複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質を用いて、図6に示すような2032型コイン電池を構成した場合に、150mAh/g以上、好ましくは158mAh/g以上の初期放電容量と、1.10Ω以下、好ましくは1.00Ω以下の正極抵抗と、75%以上、好ましくは80%以上の500サイクル容量維持率を同時に達成することができる。 For example, when a 2032 type coin battery as shown in FIG. 6 is constructed using a positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide of the present invention as a precursor, it is 150 mAh / g or more, preferably 158 mAh / g or more. The initial discharge capacity, the positive electrode resistance of 1.10 Ω or less, preferably 1.00 Ω or less, and the 500 cycle capacity retention rate of 75% or more, preferably 80% or more can be simultaneously achieved.

(5−4)用途
本発明により得られる複合水酸化物を前駆体として得られる正極活物質を用いた非水電解質二次電池は、上述のように、電池容量、出力特性、およびサイクル特性に優れており、これらの特性が高いレベルで要求される小型携帯電子機器(ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話など)の電源に好適に利用することができる。また、前記非水電解質二次電池は、これらの特性のうち、出力特性が大幅に改善されており、かつ、安全性にも優れていることから、小型化および高出力化が可能であるばかりでなく、高価な保護回路を簡略することができるため、搭載スペースに制約を受ける輸送用機器用の電源としても好適に利用することができる。
(5-4) Applications The non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material obtained by using the composite hydroxide obtained by the present invention as a precursor has the battery capacity, output characteristics, and cycle characteristics as described above. It is excellent and can be suitably used as a power source for small portable electronic devices (notebook personal computers, mobile phones, etc.) that require these characteristics at a high level. Further, among these characteristics, the non-aqueous electrolyte secondary battery has significantly improved output characteristics and is also excellent in safety, so that it is possible to reduce the size and increase the output. However, since an expensive protection circuit can be simplified, it can be suitably used as a power source for transportation equipment whose mounting space is limited.

以下、実施例および比較例を用いて、本発明を詳細に説明する。また、これらは本発明の実施態様の一例であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。以下の実施例および比較例では、特に断りがない限り、遷移金属含有複合水酸化物および正極活物質の作製には、和光純薬工業株式会社製試薬特級の試料をそれぞれ使用した。また、核生成工程および粒子成長工程の実施中、反応水溶液のpH値は、pHコントローラ(株式会社日伸理化製、NPH−690D)により測定し、この測定値に基づき、水酸化ナトリウム水溶液の供給量を調整することで、それぞれの工程における反応水溶液のpH値を、工程の設定値に対して変動量を±0.2以内の範囲で制御した。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. Further, these are examples of embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these contents. In the following examples and comparative examples, unless otherwise specified, special grade reagents manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. were used for producing the transition metal-containing composite hydroxide and the positive electrode active material. Further, during the nuclear formation step and the particle growth step, the pH value of the reaction aqueous solution was measured by a pH controller (NPH-690D, manufactured by Nisshin Rika Co., Ltd.), and the sodium hydroxide aqueous solution was supplied based on the measured values. By adjusting the amount, the pH value of the reaction aqueous solution in each step was controlled within a range of ± 0.2 with respect to the set value of the step.

(実施例1)
a)遷移金属含有複合水酸化物の製造
[核生成工程]
はじめに、6L反応槽内に、水を1.4L入れて撹拌しながら、槽内温度を70℃に設定した。この際、反応槽内に窒素ガスを30分間流通させ、反応槽内空間の酸素濃度を1容量%以下とした。続いて、反応槽内に、25質量%水酸化ナトリウム水溶液を適量供給し、pH値が、液温25℃基準で13.1となるように調整することで反応前水溶液を形成した。
(Example 1)
a) Production of transition metal-containing composite hydroxide [nucleation step]
First, 1.4 L of water was put into a 6 L reaction tank and the temperature in the tank was set to 70 ° C. while stirring. At this time, nitrogen gas was circulated in the reaction vessel for 30 minutes, and the oxygen concentration in the space inside the reaction vessel was set to 1% by volume or less. Subsequently, an appropriate amount of a 25 mass% sodium hydroxide aqueous solution was supplied into the reaction vessel, and the pH value was adjusted to 13.1 based on the liquid temperature of 25 ° C. to form a pre-reaction aqueous solution.

同時に、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、硫酸ジルコニウムを、各金属元素のモル比がNi:Mn:Co:Zr=33.1:33.1:33.1:0.2となるように水に溶解し、2mol/Lの原料水溶液を調製した。 At the same time, nickel sulfate, cobalt sulfate, manganese sulfate, and zirconium sulfate are mixed with water so that the molar ratio of each metal element is Ni: Mn: Co: Zr = 33.1: 33.1: 33.1: 0.2. To prepare a 2 mol / L raw material aqueous solution.

次に、この原料水応液を、反応前水溶液に10ml/分の流量で供給して、反応水溶液を形成し、晶析反応によって、3分間の核生成を行った。この処理の間、25質量%水酸化ナトリウム水溶液を適時供給し、反応水溶液のpH値を液温25℃基準で13.1±0.2の範囲に維持した。 Next, this raw material aqueous solution was supplied to the pre-reaction aqueous solution at a flow rate of 10 ml / min to form a reaction aqueous solution, and nucleation was carried out for 3 minutes by a crystallization reaction. During this treatment, a 25 mass% sodium hydroxide aqueous solution was supplied in a timely manner, and the pH value of the reaction aqueous solution was maintained in the range of 13.1 ± 0.2 based on the liquid temperature of 25 ° C.

[粒子成長工程]
核生成工程終了後、反応槽内へのすべての水溶液の供給を一旦停止するとともに、反応槽内に37質量%硫酸を加えて、反応水溶液のpH値が、液温25℃基準で11.8となるように調整した。pH値が所定の値になったことを確認した後、原料水溶液とタングステン酸ナトリウム水溶液を供給し、核生成工程で生成した核を成長させた。
[Particle growth process]
After the nucleation step was completed, the supply of all the aqueous solutions into the reaction vessel was temporarily stopped, and 37% by mass sulfuric acid was added into the reaction vessel, and the pH value of the reaction aqueous solution was 11.8 based on the liquid temperature of 25 ° C. It was adjusted to be. After confirming that the pH value had reached a predetermined value, the raw material aqueous solution and the sodium tungstate aqueous solution were supplied, and the nuclei produced in the nucleation step were grown.

粒子成長工程の開始時から7分(粒子成長工程時間の全体に対して2.9%)経過後、原料水溶液の供給を継続したまま、反応槽内に37質量%硫酸を加えて反応水溶液のpH値を液温25℃基準で11.0となるように調整した(切替操作1)。 After 7 minutes (2.9% of the total particle growth process time) from the start of the particle growth step, 37% by mass sulfuric acid was added to the reaction vessel while continuing to supply the raw material aqueous solution to prepare the reaction aqueous solution. The pH value was adjusted to 11.0 based on the liquid temperature of 25 ° C. (switching operation 1).

切替操作1の開始から150分(粒子成長工程時間の全体に対して62.5%)経過後、原料水溶液の供給を継続したまま、反応槽内に25質量%水酸化ナトリウム水溶液を添加して反応水溶液のpH値が、液温25℃基準で11.8となるように調整した(切替操作2)。 After 150 minutes (62.5% of the total particle growth process time) have elapsed from the start of the switching operation 1, a 25 mass% sodium hydroxide aqueous solution is added into the reaction vessel while the raw material aqueous solution is being supplied. The pH value of the reaction aqueous solution was adjusted to 11.8 based on the liquid temperature of 25 ° C. (switching operation 2).

切替操作2の開始から20分(粒子成長工程時間の全体に対して8.3%)経過後、再び、切替操作1を再度実施した。 After 20 minutes (8.3% of the total particle growth process time) had elapsed from the start of the switching operation 2, the switching operation 1 was performed again.

切替操作1の開始から63分(粒子成長工程時間の全体に対して26.3%)経過後、反応槽への、すべての水溶液の供給を停止して、粒子成長工程を終了した。なお、粒子成長工程において、25質量%の水酸化ナトリウム水溶液を適時供給し、反応水溶液のpH値を前記範囲に維持した。 After 63 minutes (26.3% of the total particle growth process time) had elapsed from the start of the switching operation 1, the supply of all the aqueous solutions to the reaction vessel was stopped, and the particle growth process was completed. In the particle growth step, a 25% by mass sodium hydroxide aqueous solution was supplied in a timely manner, and the pH value of the reaction aqueous solution was maintained within the above range.

粒子成長工程の終了時において、反応水溶液中の生成物の濃度は、86g/Lであった。その後、得られた生成物を、水洗、ろ別、および乾燥させることにより、粉末状の複合水酸化物を得た。 At the end of the particle growth step, the concentration of the product in the aqueous reaction was 86 g / L. Then, the obtained product was washed with water, filtered, and dried to obtain a powdery composite hydroxide.

b)複合水酸化物の評価
[組成]
この複合水酸化物を試料として、ICP発光分光分析装置(株式会社島津製作所島津製作所製、ICPE−9000)を用いて元素分率を計測したところ、この複合水酸化物は、一般式:Ni0.331Mn0.331Co0.331Zr0.0020.005(OH)で表されるものであることを確認した。
b) Evaluation of composite hydroxide [Composition]
Using this composite hydroxide as a sample, the elemental fraction was measured using an ICP emission spectroscopic analyzer (ICPE-9000, Shimadzu Corporation, Shimadzu Corporation). The composite hydroxide was found in the general formula: Ni 0. It was confirmed that it was represented by .331 Mn 0.331 Co 0.331 Zr 0.002 W 0.005 (OH) 2.

[粒子構造]
複合水酸化物を電界放射型走査電子顕微鏡(FE−SEM:日本電子株式会社製、JSM−6360LA)により観察したところ、この複合水酸化物は、略球状で、粒径がほぼ均一に揃った二次粒子により構成されていることが確認された。また、複合水酸化物の一部を樹脂に埋め込み、クロスセクションポリシャ加工によって二次粒子の断面を観察可能な状態として、FE−SEMにより観察した。この結果、この複合水酸化物を構成する二次粒子は、微細一次粒子が凝集して形成された中心部を有し、その中心部の外側に、板状一次粒子が凝集して形成された高密度層と、微細一次粒子が凝集して形成された低密度層とが積層した積層構造を1つ備え、その外側にさらに板状一次粒子が凝集した外殻層を有していることを確認した。
[Particle structure]
When the composite hydroxide was observed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM: manufactured by JEOL Ltd., JSM-6360LA), the composite hydroxide was substantially spherical and had a substantially uniform particle size. It was confirmed that it was composed of secondary particles. Further, a part of the composite hydroxide was embedded in the resin, and the cross section of the secondary particles was observed by FE-SEM in a state where the cross section of the secondary particles could be observed by cross-section polishing. As a result, the secondary particles constituting this composite hydroxide have a central portion formed by aggregating fine primary particles, and plate-shaped primary particles are aggregated and formed on the outside of the central portion. It has one laminated structure in which a high-density layer and a low-density layer formed by agglomerating fine primary particles are laminated, and has an outer shell layer in which plate-shaped primary particles are further agglomerated on the outside thereof. confirmed.

このとき、一次粒子の平均粒径の計測および算出を行ったところ、微細一次粒子の平均粒径は0.2μmであり、板状一次粒子の平均粒径は0.5μmであった。さらに、中心部粒径比、高密度層合計粒径比、高密度層粒径比、低密度層粒径比、および外殻層粒径比についても計測および算出を行ったところ、それぞれ、67%、12.5%、8.5%、4%、および4%であった。 At this time, when the average particle size of the primary particles was measured and calculated, the average particle size of the fine primary particles was 0.2 μm, and the average particle size of the plate-shaped primary particles was 0.5 μm. Furthermore, when the central particle size ratio, the high-density layer total particle size ratio, the high-density layer particle size ratio, the low-density layer particle size ratio, and the outer shell layer particle size ratio were also measured and calculated, they were 67, respectively. %, 12.5%, 8.5%, 4%, and 4%.

[平均粒径および粒度分布]
レーザ光回折散乱式粒度分析計(日機装株式会社製、マイクロトラックHRA)を用いて、複合水酸化物を構成する二次粒子の平均粒径を測定するとともに、d10およびd90を測定し、粒度分布の広がりを示す指標である[(d90−d10)/平均粒径]の値を算出した。この結果、複合水酸化物の平均粒径は、5.1μmであり、[(d90−d10)/平均粒径]の値は0.42であった。
[Average particle size and particle size distribution]
Using a laser light diffraction / scattering type particle size analyzer (Microtrac HRA manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), the average particle size of the secondary particles constituting the composite hydroxide was measured, and d10 and d90 were measured to measure the particle size distribution. The value of [(d90-d10) / average particle size], which is an index showing the spread of, was calculated. As a result, the average particle size of the composite hydroxide was 5.1 μm, and the value of [(d90-d10) / average particle size] was 0.42.

c)正極活物質の作製
得られた複合水酸化物に対して、熱処理工程を行い、大気(酸素濃度:21容量%)気流中、120℃において、12時間熱処理して、熱処理粒子を得た。その後、混合工程として、熱処理粒子と炭酸リチウムとを、Li/Meの値が1.14となるように、混合し、シェーカーミキサ装置(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製、TURBULA TypeT2C)を用いて十分に混合し、リチウム混合物を得た。
c) Preparation of positive electrode active material The obtained composite hydroxide was subjected to a heat treatment step and heat-treated at 120 ° C. for 12 hours in an air (oxygen concentration: 21% by volume) air flow to obtain heat-treated particles. .. Then, as a mixing step, the heat-treated particles and lithium carbonate are mixed so that the Li / Me value becomes 1.14, and a shaker mixer device (TURBULA Type T2C manufactured by Willie et Bacoffen (WAB)) is used. The mixture was thoroughly mixed using to obtain a lithium mixture.

次いで、このリチウム混合物に対して、焼成工程を行い、大気(酸素濃度:21容量%)気流中、昇温速度を2.5℃/分で室温から950℃まで昇温し、この温度で4時間保持して焼成し、冷却速度を約4℃/分で室温まで冷却した。このようにして得た正極活物質には、凝集または軽度の焼結が生じていたため、解砕工程を実施し、この正極活物質を解砕し、平均粒径および粒度分布を調整した。 Next, a firing step was performed on this lithium mixture, and the temperature was raised from room temperature to 950 ° C. at a heating rate of 2.5 ° C./min in an air stream (oxygen concentration: 21% by volume). The mixture was fired for a long time and cooled to room temperature at a cooling rate of about 4 ° C./min. Since the positive electrode active material thus obtained had aggregated or lightly sintered, a crushing step was carried out, and the positive electrode active material was crushed to adjust the average particle size and the particle size distribution.

d)正極活物質の評価
[組成]
この正極活物質を試料として、ICP発光分光分析装置を用いて元素分率を計測したところ、この正極活物質は、一般式:Li1.14Ni0.331Mn0.331Co0.331Zr0.0020.005で表されるものであることを確認した。
d) Evaluation of positive electrode active material [Composition]
Using this positive electrode active material as a sample, the elemental fraction was measured using an ICP emission spectroscopic analyzer. The positive electrode active material was found to have the general formula: Li 1.14 Ni 0.331 Mn 0.331 Co 0.331 Zr. It was confirmed that it was represented by 0.002 W 0.005 O 2.

[平均粒径および粒度分布]
レーザ光回折散乱式粒度分析計を用いて、この正極活物質の平均粒径を測定するとともに、d10およびd90を測定し、粒度分布の広がりを示す指標である[(d90−d10)/平均粒径]を算出した。この結果、この正極活物質の平均粒径は、5.3μmであり、[(d90−d10)/平均粒径]は0.43であった。
[Average particle size and particle size distribution]
Using a laser light diffraction / scattering type particle size analyzer, the average particle size of this positive electrode active material is measured, and d10 and d90 are measured, which is an index showing the spread of the particle size distribution [(d90-d10) / average particle size. Diameter] was calculated. As a result, the average particle size of this positive electrode active material was 5.3 μm, and [(d90-d10) / average particle size] was 0.43.

[粒子構造]
正極活物質をFE−SEMにより観察したところ(図2参照)、この正極活物質は、略球状で、粒径がほぼ均一に揃った二次粒子により構成されていることが確認された。また、この正極活物質の一部を樹脂に埋め込み、クロスセクションポリシャ加工によって、粒子の断面を観察可能な状態とし、FE−SEMにより観察した(図3参照)。この結果、この正極活物質は、複数の一次粒子が凝集した略球状の二次粒子により構成されており、二次粒子の中央に内部空間(中空構造の中心部)を有し、その外側には外殻部が略球殻状に配置されている中空粒子であることを確認した。外殻部の外殻部粒径比は18%であった。また、外殻部に二次粒子の中央部に存在する内部空間と外部とを連通している、粒子の表面観察から、粒子全体の観察が可能な二次粒子において、その個数の6.5%に貫通孔が観察された。また、粒子の断面観察から貫通孔の内径(平均内径)は0.5μmであり、貫通孔内径比は、0.52であった。
[Particle structure]
When the positive electrode active material was observed by FE-SEM (see FIG. 2), it was confirmed that the positive electrode active material was composed of secondary particles having a substantially spherical shape and having substantially uniform particle sizes. Further, a part of this positive electrode active material was embedded in a resin, and the cross section of the particles was made observable by cross-section polishing, and observed by FE-SEM (see FIG. 3). As a result, this positive electrode active material is composed of substantially spherical secondary particles in which a plurality of primary particles are aggregated, has an internal space (central portion of a hollow structure) in the center of the secondary particles, and is on the outside thereof. Confirmed that the outer shell was hollow particles arranged in a substantially spherical shell shape. The outer shell particle size ratio of the outer shell was 18%. In addition, the number of secondary particles in which the entire particle can be observed from the surface observation of the particle, which communicates the internal space existing in the center of the secondary particle in the outer shell and the outside, is 6.5. Through holes were observed in%. Further, from the cross-sectional observation of the particles, the inner diameter (average inner diameter) of the through hole was 0.5 μm, and the through hole inner diameter ratio was 0.52.

[比表面積、タップ密度、および単位体積あたりの比表面積]
この正極活物質を試料として、流動方式ガス吸着法比表面積測定装置(ユアサアイオニクス株式会社製、マルチソーブ)により比表面積を、タッピングマシン(株式会社蔵持科学器械製作所、KRS−406)によりタップ密度を、それぞれ測定した。この結果、この正極活物質の比表面積は1.51m/gであり、タップ密度は1.53g/cmであった。また、これらの測定値から得られた単位体積あたりの比表面積は、2.31m/cmであった。
[Specific surface area, tap density, and specific surface area per unit volume]
Using this positive electrode active material as a sample, the specific surface area is measured by a flow-type gas adsorption method specific surface area measuring device (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd., Multisorb), and the tap density is measured by a tapping machine (Kuramochi Kagaku Kikai Seisakusho, KRS-406). , Each was measured. As a result, the specific surface area of this positive electrode active material was 1.51 m 2 / g, and the tap density was 1.53 g / cm 3 . The specific surface area per unit volume obtained from these measured values was 2.31 m 2 / cm 3 .

e)二次電池の作製
上記で得た正極活物質:52.5mgと、アセチレンブラック:15mgと、PTEE:7.5mgを混合し、100MPaの圧力で、直径11mm、厚さ100μmにプレス成形した後、真空乾燥機中、120℃で12時間乾燥することにより、正極(1)を作製した。
e) Preparation of secondary battery The positive electrode active material obtained above: 52.5 mg, acetylene black: 15 mg, and PTEE: 7.5 mg were mixed and press-molded to a diameter of 11 mm and a thickness of 100 μm at a pressure of 100 MPa. Then, the positive electrode (1) was prepared by drying in a vacuum dryer at 120 ° C. for 12 hours.

次に、この正極(1)を用いて、図6に示す構造の2032型コイン電池(B)を、露点が−80℃に管理されたアルゴン(Ar)雰囲気のグローブボックス内で作製した。この2032型コイン電池の負極(2)には、直径17mm、厚さ1mmのリチウム金属を用い、電解液には、1MのLiClOを支持電解質とするエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の等量混合液(富山薬品工業株式会社製)を用いた。また、セパレータ(3)には、膜厚25μmのポリエチレン多孔膜を用いた。なお、2032型コイン電池(B)は、ガスケット(4)を有し、正極缶(5)と負極缶(6)とでコイン状の電池に組み立てられたものである。 Next, using this positive electrode (1), a 2032 type coin battery (B) having the structure shown in FIG. 6 was produced in a glove box having an argon (Ar) atmosphere with a dew point controlled at −80 ° C. A lithium metal having a diameter of 17 mm and a thickness of 1 mm is used for the negative electrode (2) of this 2032 type coin battery, and ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) using 1 M LiClO 4 as a supporting electrolyte are used as the electrolytic solution. (Manufactured by Tomiyama Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. Further, as the separator (3), a polyethylene porous membrane having a film thickness of 25 μm was used. The 2032 type coin battery (B) has a gasket (4) and is assembled into a coin-shaped battery by a positive electrode can (5) and a negative electrode can (6).

f)電池評価
[初期放電容量]
2032型コイン電池を作製してから24時間程度放置し、開回路電圧OCV(Open Circuit Voltage)が安定した後、正極に対する電流密度を0.1mA/cmとして、カットオフ電圧が4.3Vとなるまで充電し、1時間の休止後、カットオフ電圧が3.0Vになるまで放電したときの放電容量を測定する充放電試験を行ない、初期放電容量を求めた。この結果、初期放電容量は、159.4mAh/gであった。なお、初期放電容量の測定には、マルチチャンネル電圧/電流発生器(株式会社アドバンテスト製、R6741A)を用いた。
f) Battery evaluation [Initial discharge capacity]
After the 2032 type coin battery is manufactured and left to stand for about 24 hours, the open circuit voltage OCV (Open Circuit Voltage) stabilizes, and then the current density with respect to the positive electrode is 0.1 mA / cm 2 and the cutoff voltage is 4.3 V. A charge / discharge test was carried out to measure the discharge capacity when the battery was charged until it became full, and after a one-hour rest, and then discharged until the cutoff voltage became 3.0 V, and the initial discharge capacity was determined. As a result, the initial discharge capacity was 159.4 mAh / g. A multi-channel voltage / current generator (manufactured by Advantest Co., Ltd., R6741A) was used for the measurement of the initial discharge capacity.

[正極抵抗]
充電電位4.1Vで充電した2032型コイン電池を用いて、交流インピーダンス法により抵抗値を測定した。測定には、周波数応答アナライザおよびポテンショガルバノスタット(ソーラトロン製)を使用し、図7に示すナイキストプロットを得た。プロットは、溶液抵抗、負極抵抗と容量、および、正極抵抗と容量を示す特性曲線の和として表れているため、等価回路を用いてフィッティング計算し、正極抵抗の値を算出した。この結果、正極抵抗は、1.035Ωであった。
[Positive electrode resistance]
The resistance value was measured by the AC impedance method using a 2032 type coin battery charged with a charging potential of 4.1 V. A frequency response analyzer and a potentiogalvanostat (manufactured by Solartron) were used for the measurement, and the Nyquist plot shown in FIG. 7 was obtained. Since the plot appears as the sum of the solution resistance, the negative electrode resistance and the capacitance, and the characteristic curve showing the positive electrode resistance and the capacitance, the fitting was calculated using an equivalent circuit, and the value of the positive electrode resistance was calculated. As a result, the positive electrode resistance was 1.035Ω.

[サイクル特性]
上記充放電試験を繰り返し、初期放電容量に対する、500回目の放電容量を測定することで、500サイクル容量維持率を算出した。この結果、500サイクル容量維持率は、82.1%であることが確認された。
[Cycle characteristics]
The 500-cycle capacity retention rate was calculated by repeating the above charge / discharge test and measuring the 500th discharge capacity with respect to the initial discharge capacity. As a result, it was confirmed that the capacity retention rate of 500 cycles was 82.1%.

上記の遷移金属含有複合水酸化物および正極活物質の作製条件、また、それらの諸特性およびそれらを用いた電池の諸性能の結果を、表1〜表4に示す。以下の実施例2〜実施例18、比較例1〜比較例9の結果も同様に、表1〜表4に示す。 Tables 1 to 4 show the production conditions of the above-mentioned transition metal-containing composite hydroxide and positive electrode active material, their characteristics, and the results of various performances of a battery using them. The results of Examples 2 to 18 and Comparative Examples 1 to 9 below are also shown in Tables 1 to 4.

(実施例2)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から7分(粒子成長工程時間の全体に対して2.9%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から96分(粒子成長工程時間の全体に対して39.5%)経過後に行い、その後、切替操作1を、切替操作2から20分(粒子成長工程時間の全体に対して8.2%)経過後に行い、その後120分間(粒子成長工程時間の全体に対して49.4%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、複合水酸化物、正極活物質、および二次電池を作製し、それらの評価を行った。
(Example 2)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 7 minutes after the start of the particle growth process (2.9% of the total particle growth process time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 96 minutes (2.9% of the total particle growth process time). It is performed after 39.5% of the total particle growth process time has elapsed, and then the switching operation 1 is performed 20 minutes after the switching operation 2 (8.2% of the total particle growth process time). After that, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the crystallization reaction was continued for 120 minutes (49.4% with respect to the total particle growth step time), and a composite hydroxide, a positive electrode active material, and a secondary battery were prepared. And evaluated them.

(実施例3)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から24分(粒子成長工程時間の全体に対して10%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から150分(粒子成長工程時間の全体に対して62.5%)経過後に行い、その後、切替操作2から20分(粒子成長工程時間の全体に対して8.3%)経過後、切替操作1を実施した。その後、46分間(粒子成長工程時間の全体に対して19.2%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、複合水酸化物、正極活物質、および二次電池を作製して、それらの評価を行った。
(Example 3)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 24 minutes after the start of the particle growth step (10% of the total particle growth step time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 150 minutes (particle growth). It was performed after 62.5% of the total process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 20 minutes (8.3% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. After that, the same as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued for 46 minutes (19.2% with respect to the total particle growth step time), and the composite hydroxide, the positive electrode active material, and the secondary battery were used. They were prepared and evaluated.

(実施例4)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から24分(粒子成長工程時間の全体に対して10%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から96分(粒子成長工程時間の全体に対して40%)経過後に行い、その後、切替操作2から20分(粒子成長工程時間の全体に対して8.3%)経過後、切替操作1を実施した。その後、100分間(粒子成長工程時間の全体に対して41.7%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、複合水酸化物、正極活物質、および二次電池を作製し、それらの評価を行った。
(Example 4)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 24 minutes after the start of the particle growth step (10% of the total particle growth step time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 96 minutes (particle growth). It was performed after 40% of the total process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 20 minutes (8.3% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. After that, the same as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued for 100 minutes (41.7% with respect to the total particle growth step time), and the composite hydroxide, the positive electrode active material, and the secondary battery were added. They were prepared and evaluated.

(実施例5)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から7分(粒子成長工程時間の全体に対して2.9%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から168分(粒子成長工程時間の全体に対して70%)経過後に行い、その後、切替操作2から20分(粒子成長工程時間の全体に対して8.3%)経過後、切替操作1を実施した。その後、45分間(粒子成長工程時間の全体に対して18.8%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、複合水酸化物、正極活物質、および二次電池を作製し、それらの評価を行った。
(Example 5)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 7 minutes after the start of the particle growth process (2.9% of the total particle growth process time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 168 minutes (2.9% of the total particle growth process time). It was performed after 70% of the total particle growth process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 20 minutes (8.3% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. After that, the same as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued for 45 minutes (18.8% of the total particle growth step time), and the composite hydroxide, the positive electrode active material, and the secondary battery were added. They were prepared and evaluated.

(実施例6)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から24分(粒子成長工程時間の全体に対して10%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から60分(粒子成長工程時間の全体に対して25%)経過後に行い、その後、切替操作2から36分(粒子成長工程時間の全体に対して15%)経過後、切替操作1を実施した。その後、120分間(粒子成長工程時間の全体に対して50%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、遷移金属含有複合水酸化物、正極活物質および二次電池を作製し、それらの評価を行った。
(Example 6)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 24 minutes after the start of the particle growth step (10% of the total particle growth step time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 60 minutes (particle growth). It was performed after 25% of the total process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 36 minutes (15% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. After that, the same as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued for 120 minutes (50% of the total particle growth step time), and the transition metal-containing composite hydroxide, the positive electrode active material, and the secondary battery were added. They were prepared and evaluated.

(実施例7)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から12分(粒子成長工程時間の全体に対して5%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から144分(粒子成長工程時間の全体に対して60%)経過後に行い、その後、切替操作2から12分(粒子成長工程時間の全体に対して5%)経過後、切替操作1を実施した。その後、72分間(粒子成長工程時間の全体に対して30%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、遷移金属含有複合水酸化物、正極活物質および二次電池を作製し、それらの評価を行った。
(Example 7)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 12 minutes after the start of the particle growth step (5% of the total particle growth step time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 144 minutes (particle growth). It was performed after 60% of the total process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 12 minutes (5% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. After that, the same as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued for 72 minutes (30% of the total particle growth step time), and the transition metal-containing composite hydroxide, the positive electrode active material, and the secondary battery were added. They were prepared and evaluated.

(実施例8)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から7分(粒子成長工程時間の全体に対して2.9%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から120分(粒子成長工程時間の全体に対して50%)経過後に行い、その後、切替操作2から36分(粒子成長工程時間の全体に対して15%)経過後、切替操作1を実施した。その後、77分間(粒子成長工程時間の全体に対して32.1%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、遷移金属含有複合水酸化物、正極活物質および二次電池を作製し、それらの評価を行った。
(Example 8)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 7 minutes after the start of the particle growth process (2.9% of the total particle growth process time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 120 minutes (2.9% of the total particle growth process time). It was performed after 50% of the total particle growth process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 36 minutes (15% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. After that, the same as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued for 77 minutes (32.1% of the total particle growth step time), the transition metal-containing composite hydroxide, the positive electrode active material, and the secondary. Batteries were made and evaluated.

(実施例9)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から7分(粒子成長工程時間の全体に対して3%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から120分(粒子成長工程時間の全体に対して52.4%)経過後に行い、その後、切替操作2から18分(粒子成長工程時間の全体に対して7.9%)経過後、切替操作1を実施した。その後、33分間(粒子成長工程時間の全体に対して14.4%)晶析反応を継続し、さらに、その後、切替操作1から18分(粒子成長工程時間の全体に対して7.9%)経過後に、切替操作2を行い、その後、切替操作2から33分(粒子成長工程時間の全体に対して14.4%)経過するまで、晶析反応を継続した。この操作以外は、実施例1と同様とし、遷移金属含有複合水酸化物、正極活物質および二次電池を作製し、それらの評価を行った。
(Example 9)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 7 minutes after the start of the particle growth step (3% of the total particle growth step time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 120 minutes (particle growth). It was performed after 52.4% of the total process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 18 minutes (7.9% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. Then, the crystallization reaction was continued for 33 minutes (14.4% of the total particle growth process time), and then switching operation 1 to 18 minutes (7.9% of the total particle growth process time). ) After that, the switching operation 2 was performed, and then the crystallization reaction was continued until 33 minutes (14.4% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. Except for this operation, the same procedure as in Example 1 was carried out, and a transition metal-containing composite hydroxide, a positive electrode active material and a secondary battery were prepared and evaluated.

(比較例1)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から7分(粒子成長工程時間の全体に対して2.9%)経過後に行い、その後233分間(粒子成長工程時間の全体に対して97.1%)晶析反応を終了するまで継続したこと以外は、実施例1と同様とし、複合水酸化物を作製し、その評価を行った。図4および図5に、比較例1で得られた複合水酸化物の表面および断面と、正極活物質の表面および断面のFE−SEM像をそれぞれ示す。
(Comparative Example 1)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 7 minutes after the start of the particle growth step (2.9% of the total particle growth step time), and then 233 minutes (relative to the total particle growth step time). 97.1%) A composite hydroxide was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued until it was completed. 4 and 5 show FE-SEM images of the surface and cross section of the composite hydroxide obtained in Comparative Example 1 and the surface and cross section of the positive electrode active material, respectively.

(比較例2)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から72分(粒子成長工程時間の全体に対して30%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から120分(粒子成長工程時間の全体に対して50%)経過後に行い、その後、切替操作2から3分(粒子成長工程時間の全体に対して1.25%)経過後、切替操作1を実施した。その後、45分間(粒子成長工程時間の全体に対して18.75%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、遷移金属含有複合水酸化物、正極活物質および二次電池を作製し、それらの評価を行った。なお、得られた正極活物質において、その二次粒子の粒子構造は、貫通孔のない中空構造であった。
(Comparative Example 2)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 72 minutes after the start of the particle growth step (30% of the total particle growth step time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 120 minutes (particle growth). It was performed after 50% of the total process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 3 minutes (1.25% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. Then, the same as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued for 45 minutes (18.75% of the total particle growth step time), the transition metal-containing composite hydroxide, the positive electrode active material, and the secondary. Batteries were made and evaluated. In the obtained positive electrode active material, the particle structure of the secondary particles was a hollow structure without through holes.

(比較例3)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から7分(粒子成長工程時間の全体に対して2.9%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から96分(粒子成長工程時間の全体に対して40%)経過後に行い、その後、切替操作2から96分(粒子成長工程時間の全体に対して40%)経過後、切替操作1を実施した。その後、41分間(粒子成長工程時間の全体に対して17.1%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、遷移金属含有複合水酸化物、正極活物質および二次電池を作製し、それらの評価を行った。なお、得られた正極活物質において、その二次粒子の粒子構造は、貫通孔のない中空構造であった。
(比較例4)
粒子成長工程において、切替操作1を、粒子成長工程の開始時から7分(粒子成長工程時間の全体に対して2.9%)経過後に行い、切替操作2を、切替操作1から15分(粒子成長工程時間の全体に対して6.3%)経過後に行い、その後、切替操作2から20分(粒子成長工程時間の全体に対して8.3%)経過後、切替操作1を実施した。その後、198分間(粒子成長工程時間の全体に対して82.5%)晶析反応を継続したこと以外は、実施例1と同様とし、遷移金属含有複合水酸化物、正極活物質および二次電池を作製し、それらの評価を行った。なお、得られた正極活物質において、その二次粒子の粒子構造は、貫通孔のない中空構造であった。
(Comparative Example 3)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 7 minutes after the start of the particle growth process (2.9% of the total particle growth process time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 96 minutes (2.9% of the total particle growth process time). It was performed after 40% of the total particle growth process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 96 minutes (40% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. After that, the same as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued for 41 minutes (17.1% with respect to the total particle growth step time), the transition metal-containing composite hydroxide, the positive electrode active material, and the secondary. Batteries were made and evaluated. In the obtained positive electrode active material, the particle structure of the secondary particles was a hollow structure without through holes.
(Comparative Example 4)
In the particle growth step, the switching operation 1 is performed 7 minutes after the start of the particle growth process (2.9% of the total particle growth process time), and the switching operation 2 is performed from the switching operation 1 to 15 minutes (2.9% of the total particle growth process time). It was performed after 6.3% of the total particle growth process time had elapsed, and then the switching operation 1 was performed after 20 minutes (8.3% of the total particle growth process time) had elapsed from the switching operation 2. .. After that, the same as in Example 1 except that the crystallization reaction was continued for 198 minutes (82.5% of the total particle growth step time), and the transition metal-containing composite hydroxide, positive electrode active material, and secondary were used. Batteries were made and evaluated. In the obtained positive electrode active material, the particle structure of the secondary particles was a hollow structure without through holes.

Figure 0006862786
Figure 0006862786

Figure 0006862786
Figure 0006862786

Figure 0006862786
Figure 0006862786

Figure 0006862786
Figure 0006862786

1 正極(評価用電極)
2 負極
3 セパレータ
4 ガスケット
5 正極缶
6 負極缶
B 2032型コイン電池
21 中心部
22 高密度層
23 低密度層
24 外殻層
25 外殻部

1 Positive electrode (evaluation electrode)
2 Negative electrode 3 Separator 4 Gasket 5 Positive electrode can 6 Negative electrode can B 2032 type coin battery 21 Central part 22 High density layer 23 Low density layer 24 Outer shell layer 25 Outer shell part

Claims (12)

少なくとも遷移金属元素を含有する原料水溶液を供給することで反応水溶液を形成し、晶析反応によって、非水電解質二次電池用正極活物質の前駆体である遷移金属含有複合水酸化物を製造する方法であって、
前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値が12.0〜14.0となるように制御して、核生成を行う核生成工程と、
前記核生成工程で得られた核を含む前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を、前記核生成工程のpH値よりも低く、かつ、10.5〜12.0となるように調整し、前記核を成長させる、粒子成長工程とを備え、かつ、
前記粒子成長工程が、該粒子成長工程の開始から、前記反応水溶液中の遷移金属元素の過飽和度を高い状態に維持する第1段階と、第1段階の経過後、前記過飽和度を第1段階より低い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第2段階と、第2段階の経過後、前記過飽和度を前記高い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第3段階と、第3段階の経過後、前記過飽和度を前記低い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第4段階とを有する、
遷移金属含有複合水酸化物の製造方法。
A reaction aqueous solution is formed by supplying an aqueous solution of a raw material containing at least a transition metal element, and a transition metal-containing composite hydroxide which is a precursor of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery is produced by a crystallization reaction. It ’s a method,
A nucleation step in which the pH value of the reaction aqueous solution is controlled to be 12.0 to 14.0 based on a liquid temperature of 25 ° C. and nucleation is performed.
The pH value of the reaction aqueous solution containing the nucleation obtained in the nucleation step based on a liquid temperature of 25 ° C. is adjusted to be lower than the pH value in the nucleation step and to be 10.5-12.0. It is provided with a particle growth step for growing the nuclei, and
The particle growth step is a first step of maintaining the supersaturation of the transition metal element in the reaction aqueous solution in a high state from the start of the particle growth step, and after the lapse of the first step, the supersaturation is set to the first step. A second step of switching to a lower state and maintaining the supersaturation degree, and a third step and a third step of switching the supersaturation degree to the higher state and maintaining the supersaturation degree after the lapse of the second step. After the lapse of time, the supersaturation degree is switched to the low state, and has a fourth step of maintaining the supersaturation degree.
A method for producing a transition metal-containing composite hydroxide.
前記過飽和度の切り替えを、前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を制御することによって行う、請求項1に記載の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法。 The method for producing a transition metal-containing composite hydroxide according to claim 1, wherein the degree of supersaturation is switched by controlling the pH value of the reaction aqueous solution based on a liquid temperature of 25 ° C. 前記粒子成長工程のうち、前記過飽和度が高い状態での前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を11.0〜12.0の範囲となるように調整し、前記過飽和度が低い状態での前記反応水溶液の液温25℃基準におけるpH値を、10.5〜11.5の範囲、かつ、前記過飽和度が高い状態でのpH値より低くなるように調整する、請求項2に記載の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法。 In the particle growth step, the pH value of the reaction aqueous solution in a state of high supersaturation based on a liquid temperature of 25 ° C. is adjusted to be in the range of 11.0 to 12.0, and the state of low supersaturation. 2. The pH value of the reaction aqueous solution in the above, based on a liquid temperature of 25 ° C., is adjusted to be in the range of 10.5 to 11.5 and lower than the pH value in a state where the degree of supersaturation is high. The method for producing a transition metal-containing composite hydroxide according to the above method. 第1段階を、前記粒子成長工程の全体に対して0.5%〜20%の範囲の時間とし、第2段階を、該粒子成長工程の全体に対して10%〜80%の範囲の時間とし、第3段階を、該粒子成長工程の全体に対して2%〜30%の範囲の時間とし、かつ、第4段階を、該粒子成長工程の全体に対して10%〜80%の範囲の時間とする、請求項1〜3のうちのいずれかに記載の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法。 The first step is the time in the range of 0.5% to 20% with respect to the whole of the particle growth process, and the second step is the time in the range of 10% to 80% with respect to the whole of the particle growth step. The third step is the time in the range of 2% to 30% with respect to the whole of the particle growth process, and the fourth step is the time in the range of 10% to 80% with respect to the whole of the particle growth step. The method for producing a transition metal-containing composite hydroxide according to any one of claims 1 to 3, wherein the time is set to. 第4段階の経過後、前記過飽和度を第4段階よりも高い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第5段階と、第5段階の経過後、前記過飽和度を第5段階よりも低い状態に切り替えて、該過飽和度を維持する第6段階とをさらに有する、請求項1〜3のうちのいずれかに記載の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法。 After the lapse of the fourth stage, the supersaturation degree is switched to a state higher than the fourth stage to maintain the supersaturation degree, and after the lapse of the fifth stage, the supersaturation degree is lower than the fifth stage. The method for producing a transition metal-containing composite hydroxide according to any one of claims 1 to 3, further comprising a sixth step of switching to a state and maintaining the degree of supersaturation. 第1段階を、前記粒子成長工程の全体に対して0.5%〜20%の範囲の時間とし、第2段階を、該粒子成長工程の全体に対して10%〜75%の範囲の時間とし、第3段階を、該粒子成長工程の全体に対して2%〜30%の範囲の時間とし、第4段階を、該粒子成長工程時間の全体に対して10%〜75%の範囲の時間とし、第5段階を、該粒子成長工程時間の全体に対して2%〜30%の範囲の時間とし、かつ、第6段階を、該粒子成長工程時間の全体に対して10%〜75%の範囲の時間とする、請求項5に記載の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法。 The first step is the time in the range of 0.5% to 20% with respect to the whole of the particle growth process, and the second step is the time in the range of 10% to 75% with respect to the whole of the particle growth step. The third step is the time in the range of 2% to 30% with respect to the total particle growth process time, and the fourth step is the time in the range of 10% to 75% with respect to the total particle growth process time. The time is defined as the fifth step, which is in the range of 2% to 30% of the total particle growth process time, and the sixth step is 10% to 75% of the total particle growth process time. The method for producing a transition metal-containing composite hydroxide according to claim 5, wherein the time is in the range of%. 前記遷移金属含有複合水酸化物を、一般式(A):NixMnyCozt(OH)2+a(x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、0≦a≦0.5、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)で表される組成とする、請求項1〜6のいずれかに記載の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法。 Wherein the transition metal-containing composite hydroxide of the general formula (A): Ni x Mn y Co z M t (OH) 2 + a (x + y + z + t = 1,0.3 ≦ x ≦ 0.95,0.05 ≦ y ≦ 0.55, 0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1, 0 ≦ a ≦ 0.5, M is Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, The method for producing a transition metal-containing composite hydroxide according to any one of claims 1 to 6, wherein the composition is represented by one or more additive elements selected from Hf, Ta, and W). 前記粒子成長工程後に、前記遷移金属含有複合水酸化物の表面を、前記添加元素Mを含む化合物によって被覆する、被覆工程をさらに設ける、請求項7に記載の遷移金属含有複合水酸化物の製造方法。 The production of the transition metal-containing composite hydroxide according to claim 7, further comprising a coating step of coating the surface of the transition metal-containing composite hydroxide with the compound containing the additive element M after the particle growth step. Method. 請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法を用いて、前記遷移金属含有複合水酸化物を得る晶析工程と、
該遷移金属含有複合水酸化物とリチウム化合物とを混合して、リチウム混合物を形成する混合工程と、
該リチウム混合物を、酸化性雰囲気中で、650℃〜1000℃の範囲の温度で焼成して、リチウム遷移金属含有複合酸化物からなる非水電解質二次電池用正極活物質を得る焼成工程と、
を備える、非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。
A crystallization step for obtaining the transition metal-containing composite hydroxide using the production method according to any one of claims 1 to 8.
A mixing step of mixing the transition metal-containing composite hydroxide and a lithium compound to form a lithium mixture, and
A firing step of calcining the lithium mixture at a temperature in the range of 650 ° C. to 1000 ° C. in an oxidizing atmosphere to obtain a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery composed of a lithium transition metal-containing composite oxide.
A method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
前記混合工程において、前記リチウム混合物に含まれるリチウムの原子数の、リチウム以外の金属元素の原子数の合計に対する比率が、0.95〜1.5の範囲となるように、前記リチウム化合物の混合量を調整する、請求項9に記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。 In the mixing step, the lithium compounds are mixed so that the ratio of the number of lithium atoms contained in the lithium mixture to the total number of atoms of metal elements other than lithium is in the range of 0.95 to 1.5. The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 9, wherein the amount is adjusted. 前記混合工程の前に、前記遷移金属複合水酸化物を、105℃〜750℃の範囲の温度で熱処理する熱処理工程をさらに備える、請求項9または10に記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。 The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 9 or 10, further comprising a heat treatment step of heat-treating the transition metal composite hydroxide at a temperature in the range of 105 ° C. to 750 ° C. prior to the mixing step. Method of manufacturing active material. 前記リチウム遷移金属含有複合酸化物を、一般式(B):Li1+UNiMnCo(−0.05≦u≦0.50、x+y+z+t=1、0.3≦x≦0.95、0.05≦y≦0.55、0≦z≦0.4、0≦t≦0.1、Mは、Mg、Ca、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以上の添加元素)で表される組成とする、請求項9〜11のいずれかに記載の非水電解質二次電池用正極活物質の製造方法。


The lithium transition metal-containing composite oxide is subjected to the general formula (B): Li 1 + U Ni x Mn y Co z M t O 2 (−0.05 ≦ u ≦ 0.50, x + y + z + t = 1, 0.3 ≦ x ≦. 0.95, 0.05 ≦ y ≦ 0.55, 0 ≦ z ≦ 0.4, 0 ≦ t ≦ 0.1, M is Mg, Ca, Al, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo The method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 9 to 11, wherein the composition is represented by (one or more additive elements selected from Hf, Ta, and W).


JP2016226874A 2016-11-22 2016-11-22 Method for Producing Transition Metal-Containing Composite Hydroxide and Method for Producing Positive Electrode Active Material for Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery Active JP6862786B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016226874A JP6862786B2 (en) 2016-11-22 2016-11-22 Method for Producing Transition Metal-Containing Composite Hydroxide and Method for Producing Positive Electrode Active Material for Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016226874A JP6862786B2 (en) 2016-11-22 2016-11-22 Method for Producing Transition Metal-Containing Composite Hydroxide and Method for Producing Positive Electrode Active Material for Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018085198A JP2018085198A (en) 2018-05-31
JP6862786B2 true JP6862786B2 (en) 2021-04-21

Family

ID=62237231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016226874A Active JP6862786B2 (en) 2016-11-22 2016-11-22 Method for Producing Transition Metal-Containing Composite Hydroxide and Method for Producing Positive Electrode Active Material for Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6862786B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7384540B2 (en) * 2019-10-02 2023-11-21 エルジー・ケム・リミテッド Method for producing positive electrode active material precursor for lithium secondary battery

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001300204A (en) * 2000-04-28 2001-10-30 Mitsubishi Chemical Engineering Corp Temperature control method in batchwise crystallization apparatus
JP5639873B2 (en) * 2010-12-15 2014-12-10 日揮株式会社 Crystallization method and crystallizer
EP2653447B1 (en) * 2011-03-28 2015-05-20 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Nickel-manganese composite hydroxide particles, method for producing same, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries, method for producing positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2012164752A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 住友金属鉱山株式会社 Positive electrode active material for nonaqueous secondary batteries, method for producing same, and nonaqueous electrolyte secondary battery using positive electrode active material
JP6358077B2 (en) * 2014-01-31 2018-07-18 住友金属鉱山株式会社 Nickel-cobalt composite hydroxide particles and production method thereof, positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, production method thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018085198A (en) 2018-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102481160B1 (en) Transition metal-containing composite hydroxide and manufacturing method thereof, positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR102203425B1 (en) Transition metal composite hydroxide particles, method for producing same, positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing same, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6949297B2 (en) Transition metal-containing composite hydroxide and its manufacturing method, and positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries and its manufacturing method
JP6331983B2 (en) Method for producing transition metal composite hydroxide particles and method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6380711B1 (en) Transition metal-containing composite hydroxide, method for producing the same, and method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
CN109982973B (en) Composite hydroxide and method for producing the same, positive electrode active material and method for producing the same, and secondary battery
JP7087380B2 (en) Transition metal-containing composite hydroxide particles and their production methods, as well as positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries and their production methods.
JP7087381B2 (en) Transition metal-containing composite hydroxide particles and their production methods, as well as positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries and their production methods.
JP7260249B2 (en) TRANSITION METAL CONTAINING COMPOSITE HYDROXIDE PARTICLES AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, POSITIVE ACTIVE MATERIAL FOR NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY
JP7006255B2 (en) Transition metal-containing composite hydroxide particles and their production methods, as well as positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries and their production methods.
JP6346448B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP7087379B2 (en) Transition metal-containing composite hydroxide particles and their production methods, as well as positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries and their production methods.
JP2020177860A (en) Composite hydroxide containing nickel, manganese and cobalt and production method thereof, composite oxide containing lithium, nickel, manganese and cobalt and production method thereof, positive electrode active material for lithium ion secondary battery and production method thereof, and lithium ion secondary battery
JP2019149349A (en) Method for manufacturing transition metal composite hydroxide particle, transition metal composite hydroxide particle, method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery cathode active material and nonaqueous electrolyte secondary battery cathode active material
JP7447401B2 (en) Nickel manganese cobalt-containing composite hydroxide and its manufacturing method, positive electrode active material for lithium ion secondary battery and its manufacturing method, and lithium ion secondary battery
JP7183815B2 (en) Nickel-manganese-cobalt-containing composite hydroxide and manufacturing method thereof, positive electrode active material for lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof, and lithium ion secondary battery
JP7183813B2 (en) Nickel-manganese-cobalt-containing composite hydroxide and manufacturing method thereof, positive electrode active material for lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof, and lithium ion secondary battery
JP7183812B2 (en) Nickel-manganese-cobalt-containing composite hydroxide and manufacturing method thereof, positive electrode active material for lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof, and lithium ion secondary battery
JP7035540B2 (en) Transition metal-containing composite hydroxide particles and their manufacturing methods, positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries and their manufacturing methods, and non-aqueous electrolyte secondary batteries
WO2018097191A1 (en) Positive electrode active substance for nonaqueous electrolyte secondary cell, and nonaqueous electrolyte secondary cell
JP7183814B2 (en) Nickel-manganese-cobalt-containing composite hydroxide and manufacturing method thereof, positive electrode active material for lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof, and lithium ion secondary battery
JP2020033234A (en) Method for producing transition metal composite hydroxide, transition metal composite hydroxide, method for producing cathode active material for lithium ion secondary battery, and cathode active material for lithium ion secondary battery
JP6862786B2 (en) Method for Producing Transition Metal-Containing Composite Hydroxide and Method for Producing Positive Electrode Active Material for Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery
JP2022046655A (en) Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the cathode active material
JP2019021424A (en) Positive electrode active material precursor for nonaqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for manufacturing the positive electrode active material precursor for nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing the positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190826

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200608

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

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: 20210302

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210315

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6862786

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150