JP7031296B2 - Manufacturing method of nickel composite oxide and positive electrode active material - Google Patents

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Description

本発明は、ニッケル複合酸化物、正極活物質に関する。 The present invention relates to a nickel composite oxide and a positive electrode active material.

近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯電子機器の普及に伴い、高いエネルギー密度を有する小型で軽量な二次電池の開発が要求されている。また、ハイブリット自動車を始めとする電気自動車用の電池として、高出力の二次電池の開発も要求されている。このような要求を満たす非水系電解質二次電池として、リチウムイオン二次電池がある。 In recent years, with the spread of portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers, there is a demand for the development of small and lightweight secondary batteries having a high energy density. There is also a demand for the development of high-output secondary batteries as batteries for electric vehicles such as hybrid vehicles. As a non-aqueous electrolyte secondary battery satisfying such a requirement, there is a lithium ion secondary battery.

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、負極および正極の活物質には、リチウムを脱離および挿入することが可能な材料が用いられている。 The lithium ion secondary battery is composed of a negative electrode, a positive electrode, an electrolytic solution, and the like, and a material capable of desorbing and inserting lithium is used as the active material of the negative electrode and the positive electrode.

リチウム複合酸化物、特に合成が比較的容易なリチウムコバルト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級の高い電圧が得られるため、高エネルギー密度を有する電池として期待され、実用化が進んでいる。リチウムコバルト複合酸化物を用いた電池では、優れた初期容量特性やサイクル特性を得るための開発がこれまで数多く行われてきており、すでにさまざまな成果が得られている。 A lithium ion secondary battery using a lithium composite oxide, particularly a lithium cobalt composite oxide that is relatively easy to synthesize, as a positive electrode material is expected as a battery having a high energy density because a high voltage of 4V class can be obtained. Practical use is progressing. Batteries using lithium cobalt composite oxides have been developed in many ways to obtain excellent initial capacity characteristics and cycle characteristics, and various results have already been obtained.

しかしながら、リチウムコバルト複合酸化物は、原料に高価なコバルト化合物を用いるため、このリチウムコバルト複合酸化物を用いる電池の容量あたりの単価は、ニッケル水素電池より大幅に高くなり、適用可能な用途はかなり限定されている。 However, since the lithium cobalt composite oxide uses an expensive cobalt compound as a raw material, the unit price per capacity of the battery using this lithium cobalt composite oxide is significantly higher than that of the nickel hydrogen battery, and the applicable applications are considerable. Limited.

このため、携帯機器用の小型二次電池や、電力貯蔵用や電気自動車用などの大型二次電池について、正極材料のコストを下げ、より安価なリチウムイオン二次電池の製造を可能とすることに対する期待は大きく、その実現は、工業的に大きな意義があるといえる。 For this reason, it is possible to reduce the cost of positive electrode materials and manufacture cheaper lithium-ion secondary batteries for small secondary batteries for portable devices and large secondary batteries for power storage and electric vehicles. There are great expectations for this, and it can be said that its realization has great industrial significance.

リチウムイオン二次電池用活物質の新たなる材料としては、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を挙げることができる。このリチウムニッケル複合酸化物は、リチウムコバルト複合酸化物よりも低い電気化学ポテンシャルを示すため、電解液の酸化による分解が問題になりにくく、より高容量が期待でき、コバルト系と同様に高い電池電圧を示すことから、開発が盛んに行われている。 As a new material for the active material for a lithium ion secondary battery, a lithium nickel composite oxide using nickel, which is cheaper than cobalt, can be mentioned. Since this lithium nickel composite oxide exhibits a lower electrochemical potential than the lithium cobalt composite oxide, decomposition due to oxidation of the electrolytic solution is less likely to be a problem, higher capacity can be expected, and a high battery voltage similar to that of cobalt-based batteries is expected. Therefore, development is being actively carried out.

しかし、純粋にニッケルのみで合成したリチウムニッケル複合酸化物を正極材料として用い、リチウムイオン二次電池を作製した場合、コバルト系に比ベてサイクル特性が劣り、また高温環境下での使用や保存により、比較的電池性能を損ないやすいという欠点を有している。このため、ニッケルの一部をコバルトやアルミニウムで置換したリチウムニッケル複合酸化物が一般的に知られている。 However, when a lithium-ion secondary battery is manufactured using a lithium-nickel composite oxide synthesized purely from nickel as a positive electrode material, the cycle characteristics are inferior to those of a cobalt-based battery, and it is used and stored in a high temperature environment. Therefore, it has a drawback that the battery performance is relatively easily impaired. Therefore, a lithium nickel composite oxide in which a part of nickel is replaced with cobalt or aluminum is generally known.

中でも、ニッケルの一部を少なくともアルミニウムで置換したリチウムニッケル複合酸化物は、該リチウムニッケル複合酸化物をリチウム二次電池の正極材料として用いた場合に、該リチウム二次電池の電池特性、及び安全性を高められることから注目を集めている。 Among them, the lithium nickel composite oxide in which a part of nickel is replaced with at least aluminum is the battery characteristics and safety of the lithium secondary battery when the lithium nickel composite oxide is used as a positive electrode material of the lithium secondary battery. It is attracting attention because it can enhance the sex.

リチウムニッケル複合酸化物の製造方法については従来から各種提案がなされており、ニッケル複合酸化物とリチウム化合物との混合物を焼成後、水洗することでリチウムニッケル複合酸化物を製造する方法などが提案されている。 Various proposals have been made for the method for producing a lithium nickel composite oxide, and a method for producing a lithium nickel composite oxide by baking a mixture of a nickel composite oxide and a lithium compound and then washing with water has been proposed. ing.

例えば特許文献1には、Ni塩とM塩の混合水溶液にアルカリ溶液を加えて、NiとMの水酸化物を共沈させ、得られた沈殿物を濾過、水洗、乾燥して、ニッケル複合水酸化物:Ni1-x(OH)を得る晶析工程と、
得られたニッケル複合水酸化物:Ni1-x(OH)とリチウム化合物とを、NiとMとの合計に対するLiのモル比:Li/(Ni+M)が1.00~1.15となるように混合し、さらに該混合物を、700℃以上1000℃以下の温度で焼成して、前記リチウムニッケル複合酸化物を得る焼成工程と、
得られたリチウムニッケル複合酸化物を水洗処理する水洗工程と、を有することを特徴とする非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法が開示されている。
For example, in Patent Document 1, an alkaline solution is added to a mixed aqueous solution of Ni salt and M salt to co-precipitate the hydroxide of Ni and M, and the obtained precipitate is filtered, washed with water and dried to form a nickel composite. Hydroxide: A crystallization step to obtain Ni x M1 -x (OH) 2 and
The obtained nickel composite hydroxide: Ni x M1 -x (OH) 2 and the lithium compound have a molar ratio of Li to the total of Ni and M: Li / (Ni + M) of 1.00 to 1.15. The lithium nickel composite oxide is obtained by firing the mixture at a temperature of 700 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower.
Disclosed is a method for producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which comprises a water washing step of washing the obtained lithium nickel composite oxide with water.

また、特許文献1には、前記晶析工程の後、前記焼成工程の前に、該晶析工程で得られたニッケル複合水酸化物:Ni1-x(OH)を、大気雰囲気中、800℃未満の温度で、1時間以上の焙焼を行って複合酸化物を得る酸化焙焼工程を有することも開示されている。 Further, in Patent Document 1, after the crystallization step and before the firing step, the nickel composite hydroxide obtained in the crystallization step: Ni x M1 -x (OH) 2 is provided in an air atmosphere. It is also disclosed to have an oxidative roasting step of obtaining a composite oxide by roasting at a temperature of less than 800 ° C. for 1 hour or more.

特開2012-119093号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-119093

しかしながら、特許文献1に開示された非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法により、ニッケルの一部をアルミニウムで置換したリチウムニッケル複合酸化物を製造した場合に、得られるリチウムニッケル複合酸化物中のアルミニウムの含有量が低くなり、仕込み組成を大きく下回る場合があった。 However, the lithium nickel composite oxidation obtained when a lithium nickel composite oxide in which a part of nickel is replaced with aluminum is manufactured by the method for manufacturing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed in Patent Document 1. The content of aluminum in the product was low, and in some cases it was significantly lower than the charged composition.

既述のように、リチウムニッケル複合酸化物中のニッケルの一部を置換したアルミニウムは、該リチウムニッケル複合酸化物をリチウム二次電池の正極材料として用いた場合に、該リチウム二次電池の電池特性や、安全性を高める働きを有する。このため、非水系電解質二次電池用正極活物質とした場合に、アルミニウムの含有量が低下することを抑制できる非水系電解質二次電池用正極活物質の前駆体である、ニッケル複合酸化物が求められていた。 As described above, aluminum in which a part of nickel in the lithium nickel composite oxide is replaced can be used as a battery of the lithium secondary battery when the lithium nickel composite oxide is used as a positive electrode material of the lithium secondary battery. It has the function of enhancing the characteristics and safety. Therefore, when the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery is used, the nickel composite oxide, which is a precursor of the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which can suppress the decrease in the aluminum content, is used. I was asked.

そこで上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の一側面では、非水系電解質二次電池用正極活物質の前駆体であって、非水系電解質二次電池用正極活物質とした場合に、アルミニウムの含有量が低下することを抑制できるニッケル複合酸化物を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the problems of the above-mentioned prior art, in one aspect of the present invention, aluminum is used as a precursor of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and is used as a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery. It is an object of the present invention to provide a nickel composite oxide capable of suppressing a decrease in the content of the nickel composite oxide.

上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
非水系電解質二次電池用正極活物質の前駆体であるNiとCoとAlとを含むニッケル複合酸化物であって、
前記ニッケル複合酸化物の表面における、金属元素中のAlの割合が11.5at%以下であるニッケル複合酸化物を提供する。
According to one aspect of the present invention in order to solve the above problems.
A nickel composite oxide containing Ni, Co, and Al, which are precursors of positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries.
Provided is a nickel composite oxide in which the ratio of Al in the metal element on the surface of the nickel composite oxide is 11.5 at% or less.

本発明の一態様によれば、非水系電解質二次電池用正極活物質の前駆体であって、非水系電解質二次電池用正極活物質とした場合に、アルミニウムの含有量が低下することを抑制できるニッケル複合酸化物を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, the aluminum content is reduced when the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery is used as the precursor of the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery. It is possible to provide a nickel composite oxide that can be suppressed.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
[ニッケル複合酸化物]
まず、本実施形態のニッケル複合酸化物の一構成例について説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments and does not deviate from the scope of the present invention. Can be modified and substituted in various ways.
[Nickel composite oxide]
First, a configuration example of the nickel composite oxide of the present embodiment will be described.

本実施形態のニッケル複合酸化物は、非水系電解質二次電池用正極活物質の前駆体であり、NiとCoとAlとを含むことができる。そして、ニッケル複合酸化物の表面における、金属元素中のAlの割合を11.5at%以下とすることができる。 The nickel composite oxide of the present embodiment is a precursor of a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may contain Ni, Co, and Al. Then, the ratio of Al in the metal element on the surface of the nickel composite oxide can be set to 11.5 at% or less.

本発明の発明者らは、非水系電解質二次電池用正極活物質を製造した場合にAl(アルミニウム)の含有量が低下し、仕込み組成を大きく下回る場合が生じる原因について鋭意検討を行った。 The inventors of the present invention have diligently investigated the cause of a decrease in the Al (aluminum) content when producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which may be significantly lower than the charged composition.

その結果、非水系電解質二次電池用正極活物質の製造工程のうち、ニッケル複合酸化物と、リチウム化合物との混合物を焼成した後、水洗を行った際にアルミン酸リチウムの溶出が生じ、得られるリチウムニッケル複合酸化物中のアルミニウム含有量が低下していることを見出した。 As a result, in the manufacturing process of the positive electrode active material for the non-aqueous electrolyte secondary battery, when a mixture of the nickel composite oxide and the lithium compound is fired and then washed with water, lithium aluminate elutes, which is obtained. It was found that the aluminum content in the lithium-nickel composite oxide was reduced.

そして、表面に存在する金属元素中のAlの割合が一定量以下のニッケル複合酸化物を原料として用いることで、該水洗時のAlの溶出を抑制し、得られるリチウムニッケル複合酸化物中のAlの含有量の低下を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。 Then, by using a nickel composite oxide having an Al content of a certain amount or less in the metal element present on the surface as a raw material, the elution of Al during washing with water is suppressed, and Al in the obtained lithium nickel composite oxide is suppressed. The present invention has been completed by finding that it is possible to suppress a decrease in the content of aluminum.

そこで、本実施形態のニッケル複合酸化物は、上述のように非水系電解質二次電池用正極活物質の前駆体であり、Ni(ニッケル)と、Co(コバルト)と、Al(アルミニウム)とを含むことができる。そして、ニッケル複合酸化物の表面における金属元素中のAlの割合を11.5at%以下とすることができる。 Therefore, the nickel composite oxide of the present embodiment is a precursor of the positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery as described above, and contains Ni (nickel), Co (cobalt), and Al (aluminum). Can include. Then, the ratio of Al in the metal element on the surface of the nickel composite oxide can be set to 11.5 at% or less.

非水系電解質二次電池用正極活物質を製造する際、ニッケル複合酸化物と、リチウム化合物との混合物を焼成することで、ニッケル複合酸化物の形態を維持したまま、リチウム化合物由来のリチウムが該ニッケル複合酸化物に拡散され、リチウムニッケル複合酸化物が生成する。このため、ニッケル複合酸化物の粒子の表面に存在する金属元素中のAlの割合を一定量以下とすることで、焼成後に得られるリチウムニッケル複合酸化物の粒子において、該粒子表面に存在するアルミニウム化合物の割合も抑制できるため、水洗する際のAlの溶出を抑制できると考えられる。 When producing a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a mixture of a nickel composite oxide and a lithium compound is fired to obtain lithium derived from the lithium compound while maintaining the form of the nickel composite oxide. It is diffused into a nickel composite oxide to form a lithium nickel composite oxide. Therefore, by setting the ratio of Al in the metal element present on the surface of the nickel composite oxide particles to a certain amount or less, the aluminum present on the particle surface of the lithium nickel composite oxide particles obtained after firing. Since the proportion of the compound can also be suppressed, it is considered that the elution of Al during washing with water can be suppressed.

そして、原料であるニッケル複合酸化物の表面における金属元素中のAlの割合を11.5at%以下とすることで、該ニッケル複合酸化物を用いて得られるリチウムニッケル複合酸化物について、水洗前と比較した水洗後のアルミニウムの維持率を90%以上にできるため好ましい。 Then, by setting the ratio of Al in the metal element on the surface of the nickel composite oxide as a raw material to 11.5 at% or less, the lithium nickel composite oxide obtained by using the nickel composite oxide is compared with that before washing with water. It is preferable because the retention rate of aluminum after washing with water can be 90% or more.

なお、本発明の発明者らの検討によれば、リチウムニッケル複合酸化物の製造工程において、リチウムニッケル複合酸化物を水洗する時以外は、Alや、その他の金属についても溶出等はほとんど生じず、仕込み組成が維持される。従って、リチウムニッケル複合酸化物についての、水洗前と比較した水洗後のアルミニウムの維持率は、リチウムニッケル複合酸化物についての、仕込み組成に対するアルミニウムの維持率と同じになる。そして、上述のように水洗する際のAlの溶出を抑制することで、リチウムニッケル複合酸化物のアルミニウムの含有量について、仕込み組成からの変化を抑制できる。 According to the studies by the inventors of the present invention, in the process of producing the lithium nickel composite oxide, almost no elution or the like occurs in Al and other metals except when the lithium nickel composite oxide is washed with water. , The charged composition is maintained. Therefore, the retention rate of aluminum for the lithium nickel composite oxide after washing with water as compared with that before washing with water is the same as the retention rate of aluminum with respect to the charged composition for the lithium nickel composite oxide. Then, by suppressing the elution of Al during washing with water as described above, it is possible to suppress the change in the aluminum content of the lithium nickel composite oxide from the charged composition.

また、得られるリチウムニッケル複合酸化物を水洗した際、Niはほとんど溶出しない。このため、水洗前と比較した水洗後のアルミニウムの維持率、すなわち仕込み組成に対するアルミニウムの維持率は、例えば水洗前後の、リチウムニッケル複合酸化物に含まれるAlとNiとの質量比の変化率により評価できる。また、ニッケル複合酸化物の表面における金属元素とは、ニッケル複合酸化物の表面に存在するAlを含む全ての金属元素を意味する。 Further, when the obtained lithium-nickel composite oxide is washed with water, almost no Ni elutes. Therefore, the retention rate of aluminum after washing with water as compared with that before washing with water, that is, the maintenance rate of aluminum with respect to the charged composition, depends on, for example, the rate of change in the mass ratio of Al and Ni contained in the lithium nickel composite oxide before and after washing with water. Can be evaluated. Further, the metal element on the surface of the nickel composite oxide means all the metal elements including Al present on the surface of the nickel composite oxide.

ニッケル複合酸化物の表面における金属元素中のAlの割合は10.0at%以下であることが、水洗時のAlの溶出を特に抑制する観点からより好ましい。 It is more preferable that the ratio of Al in the metal element on the surface of the nickel composite oxide is 10.0 at% or less from the viewpoint of particularly suppressing the elution of Al during washing with water.

ニッケル複合酸化物の表面における金属元素中のAlの割合の下限値は特に限定されるものではないが、水洗時のAlの溶出を防ぐ観点からはAlがニッケル複合酸化物の表面に存在しないことが好ましいから例えば0以上とすることができる。 The lower limit of the ratio of Al in the metal element on the surface of the nickel composite oxide is not particularly limited, but Al is not present on the surface of the nickel composite oxide from the viewpoint of preventing the elution of Al during washing with water. Is preferable, so it can be set to 0 or more, for example.

なお、本実施形態のニッケル複合酸化物は、複数のニッケル複合酸化物粒子から構成されるニッケル複合酸化物粉末とすることができ、例えば任意に選択したニッケル複合酸化物粒子の表面において、金属元素中のAlの割合が既述の範囲を満たすことが好ましい。特に、各ニッケル複合酸化物粒子の表面において、金属元素中のAlの割合が既述の範囲を満たすことがより好ましい。 The nickel composite oxide of the present embodiment can be a nickel composite oxide powder composed of a plurality of nickel composite oxide particles, for example, a metal element on the surface of an arbitrarily selected nickel composite oxide particles. It is preferable that the ratio of Al in the mixture satisfies the above-mentioned range. In particular, it is more preferable that the ratio of Al in the metal element satisfies the above-mentioned range on the surface of each nickel composite oxide particle.

ニッケル複合酸化物の表面における金属元素中のAlの割合は、例えばXPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy:X線光電分光法)等により測定した、ニッケル複合酸化物の表面における各金属の存在量から算出できる。 The ratio of Al in the metal element on the surface of the nickel composite oxide is calculated from the abundance of each metal on the surface of the nickel composite oxide measured by, for example, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) or the like. can.

本実施形態のニッケル複合酸化物の組成は特に限定されないが、例えばNiとCoとAlとの物質量比(モル比)(Ni:Co:Al)が、Ni:Co:Al=1-x-y:x:y(ただし、0.05≦x≦0.35、0<y≦0.05)であるニッケル複合酸化物を好ましく用いることができる。 The composition of the nickel composite oxide of the present embodiment is not particularly limited, and for example, the substance amount ratio (molar ratio) of Ni, Co, and Al (Ni: Co: Al) is Ni: Co: Al = 1-x−. A nickel composite oxide having y: x: y (where 0.05 ≦ x ≦ 0.35, 0 <y ≦ 0.05) can be preferably used.

ニッケル複合酸化物中のアルミニウムの含有割合が小さい場合、該ニッケル複合酸化物を用いてリチウムニッケル複合酸化物を製造した際に、アルミニウムの含有割合が仕込み組成よりも大幅に下回ると、リチウムニッケル複合酸化物の特性に特に大きな影響を与える恐れがある。そして、本実施形態のニッケル複合酸化物では、該ニッケル複合酸化物を用いてリチウムニッケル複合酸化物を製造した場合に、アルミニウムの含有割合の仕込み組成からの低下を抑制することができる。このため、本実施形態の正極活物質はアルミニウムの含有割合が小さい場合に特に高い効果を発揮する。そこで、本実施形態のニッケル複合酸化物に含まれる金属成分中のアルミニウムの物質量での含有割合は5%以下であることが好ましく、4%未満であることがより好ましい。 When the content ratio of aluminum in the nickel composite oxide is small, when the lithium nickel composite oxide is produced using the nickel composite oxide, when the content ratio of aluminum is significantly lower than the charged composition, the lithium nickel composite It may have a particularly large effect on the properties of the oxide. Then, in the nickel composite oxide of the present embodiment, when a lithium nickel composite oxide is produced using the nickel composite oxide, it is possible to suppress a decrease in the content ratio of aluminum from the charged composition. Therefore, the positive electrode active material of the present embodiment exerts a particularly high effect when the content ratio of aluminum is small. Therefore, the content ratio of aluminum in the metal component contained in the nickel composite oxide of the present embodiment is preferably 5% or less, and more preferably less than 4%.

なお、本実施形態のニッケル複合酸化物に含まれる金属成分が、Ni、Co、Alのみの場合、NiとCoとAlとの物質量比(Ni:Co:Al)として示した既述の式中のAlの物質量比を示すyは0.05以下であることが好ましく、0.04未満であることがより好ましい。 When the metal components contained in the nickel composite oxide of the present embodiment are only Ni, Co, and Al, the above-mentioned formula shown as the substance amount ratio of Ni, Co, and Al (Ni: Co: Al) is shown. The y indicating the substance amount ratio of Al in the substance is preferably 0.05 or less, and more preferably less than 0.04.

以上に説明した本実施形態のニッケル複合酸化物によれば、非水系電解質二次電池用正極活物質、すなわちリチウムニッケル複合酸化物とした場合に、Alの含有量が仕込み組成から低下することを抑制できる。
[ニッケル複合酸化物の製造方法]
次に、本実施形態のニッケル複合酸化物の製造方法の一構成例について説明する。
According to the nickel composite oxide of the present embodiment described above, when a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, that is, a lithium nickel composite oxide is used, the Al content is reduced from the charged composition. Can be suppressed.
[Manufacturing method of nickel composite oxide]
Next, a configuration example of the method for producing the nickel composite oxide of the present embodiment will be described.

本実施形態のニッケル複合酸化物の製造方法は特に限定されるものではないが、酸素含有ガス雰囲気下、ニッケル複合水酸化物を焙焼する焙焼工程を有することができる。 The method for producing the nickel composite oxide of the present embodiment is not particularly limited, but can have a roasting step of roasting the nickel composite hydroxide in an oxygen-containing gas atmosphere.

ニッケル複合水酸化物を焙焼する際の条件については特に限定されるものではない。ただし、例えばニッケル複合水酸化物の組成や、焙焼時の雰囲気等により、得られるニッケル複合酸化物の表面における、金属元素中のAlの割合が変化するため、予め予備試験を実施しておくことが好ましい。そして、予備試験により焙焼条件と、得られるニッケル複合酸化物表面における、金属元素中のAlの割合との関係を確認し、ニッケル複合酸化物を製造する際の条件を設定することが好ましい。 The conditions for roasting the nickel composite hydroxide are not particularly limited. However, for example, the ratio of Al in the metal element on the surface of the obtained nickel composite oxide changes depending on the composition of the nickel composite hydroxide, the atmosphere at the time of roasting, etc., so a preliminary test should be conducted in advance. Is preferable. Then, it is preferable to confirm the relationship between the roasting conditions and the ratio of Al in the metal element on the surface of the obtained nickel composite oxide by a preliminary test, and set the conditions for producing the nickel composite oxide.

本発明の発明者らの検討によれば、例えば、焙焼工程を第1焙焼温度で焙焼を行う第1焙焼ステップと、第1焙焼温度よりも低い第2焙焼温度で焙焼を行う第2焙焼ステップとの2段階で焙焼を行うことで目的物を得ることができる。 According to the studies by the inventors of the present invention, for example, the roasting step is performed at the first roasting temperature, the first roasting step, and the second roasting temperature, which is lower than the first roasting temperature. The target product can be obtained by roasting in two steps, that is, the second roasting step.

これは、高い焙焼温度である第1焙焼温度で焙焼することで短時間で水分を除去し、第1焙焼温度よりも低い温度である第2焙焼温度で焙焼することで、ニッケル複合酸化物内の各成分の位置を最適化することができるためと考えられる。 This is done by removing water in a short time by roasting at the first roasting temperature, which is a high roasting temperature, and roasting at the second roasting temperature, which is a temperature lower than the first roasting temperature. It is considered that the position of each component in the nickel composite oxide can be optimized.

上述のように第1焙焼ステップ、及び第2焙焼ステップを実施する場合、第1焙焼温度、及び第2焙焼温度については、焙焼工程に供するニッケル複合酸化物の組成等に応じて任意に選択できるため、特に限定されるものではないが、例えば750℃未満とすることが好ましく、700℃以下とすることがより好ましい。第1焙焼温度、及び第2焙焼温度の下限値は特に限定されないが、生産性等を考慮し400℃以上とすることができる。 When the first roasting step and the second roasting step are carried out as described above, the first roasting temperature and the second roasting temperature depend on the composition of the nickel composite oxide used in the roasting step and the like. The temperature is not particularly limited, but is preferably less than 750 ° C, more preferably 700 ° C or lower. The lower limit of the first roasting temperature and the second roasting temperature is not particularly limited, but may be 400 ° C. or higher in consideration of productivity and the like.

また、第1焙焼温度と、第2焙焼温度との温度差は特に限定されないが、例えば30℃以上100℃以下とすることができる。 The temperature difference between the first roasting temperature and the second roasting temperature is not particularly limited, but can be, for example, 30 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

ニッケル複合水酸化物を焙焼する際の雰囲気は特に制限されるものではなく、酸素含有ガス雰囲気であればよいが、特に酸素含有ガス気流中で行うことが好ましい。酸素含有ガスとしては特に限定されるものではなく、酸素や、酸素と不活性ガスとの混合気体、空気等を用いることができるが、簡易的に行える空気を用いることが好ましい。 The atmosphere when roasting the nickel composite hydroxide is not particularly limited and may be an oxygen-containing gas atmosphere, but it is particularly preferable to perform the roasting in an oxygen-containing gas stream. The oxygen-containing gas is not particularly limited, and oxygen, a mixed gas of oxygen and an inert gas, air, or the like can be used, but it is preferable to use air that can be easily performed.

焙焼に用いる設備は、特に限定されるものではなく、ニッケル複合水酸化物を酸素含有ガス雰囲気中で加熱できるものであればよく、ガス発生がない電気炉などが好適に用いられる。 The equipment used for roasting is not particularly limited as long as it can heat the nickel composite hydroxide in an oxygen-containing gas atmosphere, and an electric furnace or the like that does not generate gas is preferably used.

焙焼工程に供するニッケル複合水酸化物の製造方法は特に限定されず、含有する金属、例えばNiと、Coと、Alと、任意のその他添加元素とを共沈させることにより製造することができる。 The method for producing the nickel composite hydroxide used in the roasting step is not particularly limited, and the nickel composite hydroxide can be produced by coprecipitating the contained metals such as Ni, Co, Al, and any other additive element. ..

焙焼工程に供するニッケル複合水酸化物の組成については特に限定されず、製造するニッケル複合酸化物に対応した組成とすることができる。例えばNiとCoとAlとの物質量比(Ni:Co:Al)が、Ni:Co:Al=1-x-y:x:y(ただし、0.05≦x≦0.35、0<y≦0.05)であるニッケル複合水酸化物とすることができる。 The composition of the nickel composite hydroxide used in the roasting step is not particularly limited, and the composition can be a composition corresponding to the nickel composite oxide to be produced. For example, the substance amount ratio of Ni, Co, and Al (Ni: Co: Al) is Ni: Co: Al = 1-xy: x: y (where 0.05 ≦ x ≦ 0.35, 0 <. It can be a nickel composite hydroxide having y ≦ 0.05).

焙焼工程に供するニッケル複合水酸化物に含まれる金属成分中のアルミニウムの物質量での含有割合は5%以下であることが好ましく、4%未満であることがより好ましい。 The content ratio of aluminum in the metal component contained in the nickel composite hydroxide used in the roasting step is preferably 5% or less, and more preferably less than 4%.

なお、焙焼工程に供するニッケル複合水酸化物に含まれる金属成分が、Ni、Co、Alのみの場合、NiとCoとAlとの物質量比(Ni:Co:Al)として示した既述の式中のAlの物質量比を示すyは0.05以下であることが好ましく、0.04未満であることがより好ましい。
[非水系電解質正極活物質]
次に、本実施形態の非水系電解質正極活物質の一構成例について説明する。
When the metal components contained in the nickel composite hydroxide used in the roasting step are only Ni, Co, and Al, the above-mentioned description is shown as the substance amount ratio of Ni, Co, and Al (Ni: Co: Al). The y indicating the substance amount ratio of Al in the above formula is preferably 0.05 or less, and more preferably less than 0.04.
[Non-aqueous electrolyte positive electrode active material]
Next, a configuration example of the non-aqueous electrolyte positive electrode active material of the present embodiment will be described.

本実施形態の非水系電解質正極活物質(以下、単に「正極活物質」とも記載する)は、NiとCoとAlとを含み、仕込み組成に対するアルミニウムの維持率を90%以上とすることができる。 The non-aqueous electrolyte positive electrode active material of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “positive electrode active material”) contains Ni, Co, and Al, and the retention rate of aluminum with respect to the charged composition can be 90% or more. ..

ここで、仕込み組成に対するアルミニウムの維持率とは、正極活物質、すなわちリチウムニッケル複合酸化物を製造するために用意した原料における仕込み組成に対する、得られた正極活物質におけるアルミニウムの維持率を意味する。 Here, the retention rate of aluminum with respect to the charged composition means the retention rate of aluminum in the obtained positive electrode active material with respect to the charged composition in the raw material prepared for producing the positive electrode active material, that is, the lithium nickel composite oxide. ..

既述のように、従来は正極活物質の製造時、焼成工程後の正極活物質の水洗を行う際にAl成分の溶出が生じ、得られるリチウムニッケル複合酸化物中のAlの含有量が低くなり、仕込み組成を大きく下回る場合があった。一方、本実施形態の正極活物質については、水洗を行った場合でも、Alの溶出を抑制できることから、仕込み組成に対する正極活物質のアルミニウムの維持率を90%以上とすることができる。なお、水洗時以外についてはAlや、その他の金属についても溶出等はほとんど生じないため、正極活物質についての仕込み組成に対するアルミニウムの維持率とは、正極活物質についての水洗前と比較した水洗後のアルミニウムの維持率ともいえる。 As described above, conventionally, when the positive electrode active material is manufactured, the Al component elutes when the positive electrode active material is washed with water after the firing step, and the Al content in the obtained lithium nickel composite oxide is low. In some cases, the composition was significantly lower than that of the charged composition. On the other hand, with respect to the positive electrode active material of the present embodiment, since the elution of Al can be suppressed even after washing with water, the retention rate of aluminum of the positive electrode active material with respect to the charged composition can be 90% or more. Since there is almost no elution of Al and other metals except during washing with water, the retention rate of aluminum with respect to the charged composition of the positive electrode active material is the post-washing compared with that before washing with the positive electrode active material. It can be said that it is the maintenance rate of aluminum.

ここで、焼成工程後の正極活物質の水洗とは、焼成工程後の正極活物質を純水に投入してスラリーとし、所定時間撹拌した後、水と分離することをいう。焼成工程後の正極活物質の水洗は、例えば質量比で水1に対し正極活物質0.5以上2以下となるように秤量し、該正極活物質を純水に投入してスラリーとし、5分以上60分以下の間撹拌した後、濾過、乾燥することで実施できる。 Here, washing the positive electrode active material after the firing step with water means that the positive electrode active material after the firing step is put into pure water to form a slurry, stirred for a predetermined time, and then separated from water. For washing the positive electrode active material with water after the firing step, for example, the positive electrode active material is weighed so that the mass ratio is 0.5 or more and 2 or less with respect to 1 water, and the positive electrode active material is added to pure water to form a slurry. It can be carried out by stirring for 1 minute or more and 60 minutes or less, then filtering and drying.

また、既述のように正極活物質を水洗した際、Niはほとんど溶出しない。このため、正極活物質についての、仕込み組成に対するアルミニウムの維持率、すなわち水洗前の正極活物質に対する水洗後の正極活物質のアルミニウムの維持率は、例えば水洗前に対する水洗後の、正極活物質に含まれるAlとNiとの質量比の維持率により評価できる。 Further, as described above, when the positive electrode active material is washed with water, almost no Ni elutes. Therefore, the retention rate of aluminum for the charged composition of the positive electrode active material, that is, the retention rate of aluminum of the positive electrode active material after washing with water for the positive electrode active material before washing with water is, for example, the positive electrode active material after washing with water before washing with water. It can be evaluated by the maintenance rate of the mass ratio of Al and Ni contained.

具体的には、水洗前の正極活物質中のアルミニウムの質量をWAl1、水洗前の正極活物質中のニッケルの質量をWNi1、水洗後の正極活物質中のアルミニウムの質量をWAl2、水洗後の正極活物質中のニッケルの質量をWNi2とした場合に、以下の式により仕込み組成に対するアルミニウムの維持率を算出できる。
(アルミニウムの維持率:%)=100×(WAl2/WNi2)/(WAl1/WNi1
本実施形態の正極活物質は、既述のニッケル複合酸化物を用いて製造することができ、その組成は特に限定されるものではない。
Specifically, the mass of aluminum in the positive electrode active material before washing with water is W Al1 , the mass of nickel in the positive electrode active material before washing with water is W Ni1 , and the mass of aluminum in the positive electrode active material after washing with water is W Al2 . When the mass of nickel in the positive electrode active material after washing with water is W Ni2 , the retention rate of aluminum with respect to the charged composition can be calculated by the following formula.
(Aluminum retention rate:%) = 100 × (W Al2 / W Ni2 ) / (W Al1 / W Ni1 )
The positive electrode active material of the present embodiment can be produced by using the nickel composite oxide described above, and the composition thereof is not particularly limited.

本実施形態の正極活物質は、例えばNiとCoとAlとの物質量比(Ni:Co:Al)が、Ni:Co:Al=1-x-y:x:y(ただし、0.05≦x≦0.35、0<y≦0.05)とすることができる。 In the positive electrode active material of the present embodiment, for example, the substance amount ratio (Ni: Co: Al) of Ni, Co, and Al is Ni: Co: Al = 1-xy: x: y (however, 0.05). ≦ x ≦ 0.35, 0 <y ≦ 0.05).

本実施形態の正極活物質に含まれるLi以外の金属成分のうちのアルミニウムの物質量での含有割合は5%以下であることが好ましく、4%未満であることがより好ましい。 The content ratio of aluminum in the amount of substance of the metal components other than Li contained in the positive electrode active material of the present embodiment is preferably 5% or less, and more preferably less than 4%.

本実施形態の正極活物質に含まれるLi以外の金属成分が、Ni、Co、Alのみの場合、NiとCoとAlとの物質量比(Ni:Co:Al)として示した既述の式中のAlの物質量比を示すyは0.05以下であることが好ましく、0.04未満であることがより好ましい。 When the metal components other than Li contained in the positive electrode active material of the present embodiment are only Ni, Co, and Al, the above-mentioned formula shown as the substance amount ratio (Ni: Co: Al) of Ni, Co, and Al is shown. The y indicating the substance amount ratio of Al in the substance is preferably 0.05 or less, and more preferably less than 0.04.

なお、本実施形態の正極活物質は、リチウムニッケル複合酸化物とすることができ、例えばLiと、他の金属元素Me、すなわち例えばNi、Co、及びAlの合計と、の物質量比であるLi/Meを0.90以上1.10以下とすることができる。 The positive electrode active material of the present embodiment can be a lithium nickel composite oxide, which is a substance amount ratio of, for example, Li and another metal element Me, that is, the total of, for example, Ni, Co, and Al. Li / Me can be 0.90 or more and 1.10 or less.

本実施形態の正極活物質は、既述のニッケル複合酸化物から製造することができるため、該正極活物質は、製造工程において水洗を行った場合にアルミニウムの溶出を抑制できる。このため、本実施形態の正極活物質を正極材料として用いた非水系電解質二次電池とした場合に、優れた電池特性を有する非水系電解質二次電池とすることができる。
[正極活物質の製造方法]
本実施形態の正極活物質の製造方法は、特に限定されるものではない。本実施形態の正極活物質の製造方法は、例えば以下の工程を有することができる。
Since the positive electrode active material of the present embodiment can be produced from the above-mentioned nickel composite oxide, the positive electrode active material can suppress the elution of aluminum when washed with water in the production process. Therefore, when the non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material of the present embodiment as the positive electrode material is used, the non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent battery characteristics can be obtained.
[Manufacturing method of positive electrode active material]
The method for producing the positive electrode active material of the present embodiment is not particularly limited. The method for producing a positive electrode active material of the present embodiment can include, for example, the following steps.

既述のニッケル複合酸化物と、リチウム化合物との混合物を調製する混合工程。
上記混合物を焼成する焼成工程。
焼成工程で得られた焼成物を水洗する水洗工程。
A mixing step of preparing a mixture of the above-mentioned nickel composite oxide and a lithium compound.
A firing step for firing the above mixture.
A water washing process in which the fired product obtained in the firing process is washed with water.

以下、各工程について説明する。
(混合工程)
混合工程では、ニッケル複合酸化物と、リチウム化合物とを混合して、混合物(混合粉)を得ることができる。
Hereinafter, each step will be described.
(Mixing process)
In the mixing step, the nickel composite oxide and the lithium compound can be mixed to obtain a mixture (mixture powder).

ニッケル複合酸化物と、リチウム化合物とを混合する際の比は特に限定されるものではなく、製造する正極活物質の組成に応じて選択することができる。 The ratio when the nickel composite oxide and the lithium compound are mixed is not particularly limited, and can be selected according to the composition of the positive electrode active material to be produced.

後述する焼成工程の前後でLi/Meはほとんど変化しないので、焼成工程に供する混合物中のLi/Meが、得られる正極活物質におけるLi/Meとほぼ同じになる。このため、混合工程で調製する混合物におけるLi/Meが、得ようとする正極活物質におけるLi/Meと同じになるように混合することが好ましい。 Since Li / Me hardly changes before and after the firing step described later, the Li / Me in the mixture to be subjected to the firing step is almost the same as the Li / Me in the obtained positive electrode active material. Therefore, it is preferable to mix Li / Me in the mixture prepared in the mixing step so as to be the same as Li / Me in the positive electrode active material to be obtained.

例えば、混合工程においては、混合物中のリチウム以外の金属の原子数と、リチウムの原子数(Li)との比(Li/Me)が、0.90以上1.10以下となるように混合することが好ましい。特に、上記混合物中のリチウムの原子数と、リチウム以外の金属の原子数との比(Li/Me)が1.00以上1.08以下となるように混合することがより好ましい。 For example, in the mixing step, the mixture is mixed so that the ratio (Li / Me) of the number of atoms of a metal other than lithium in the mixture to the number of atoms of lithium (Li) is 0.90 or more and 1.10 or less. Is preferable. In particular, it is more preferable to mix so that the ratio (Li / Me) of the number of atoms of lithium in the mixture to the number of atoms of a metal other than lithium is 1.00 or more and 1.08 or less.

混合工程に供するリチウム化合物としては特に限定されないが、例えば水酸化リチウム、炭酸リチウム等から選択された1種以上を好ましく用いることができる。 The lithium compound to be used in the mixing step is not particularly limited, but for example, one or more selected from lithium hydroxide, lithium carbonate and the like can be preferably used.

混合工程において、ニッケル複合酸化物とリチウム化合物とを混合する際の混合手段としては、一般的な混合機を使用することができ、例えば、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ればよい。
(焼成工程)
焼成工程は、上記混合工程で得られた混合物を焼成して、正極活物質とする工程である。焼成工程において混合物を焼成すると、ニッケル複合酸化物に、リチウム化合物中のリチウムが拡散し、正極活物質であるリチウムニッケル複合酸化物が形成される。
In the mixing step, a general mixer can be used as a mixing means for mixing the nickel composite oxide and the lithium compound, and for example, a shaker mixer, a ladygemixer, a juriamixer, a V blender, or the like can be used. good.
(Baking process)
The firing step is a step of firing the mixture obtained in the above mixing step to obtain a positive electrode active material. When the mixture is fired in the firing step, lithium in the lithium compound is diffused in the nickel composite oxide to form a lithium nickel composite oxide which is a positive electrode active material.

焼成工程において、混合物を焼成する焼成温度は特に限定されないが、例えば600℃以上950℃以下であることが好ましく、700℃以上900℃以下であることがより好ましい。 In the firing step, the firing temperature for firing the mixture is not particularly limited, but is preferably 600 ° C. or higher and 950 ° C. or lower, and more preferably 700 ° C. or higher and 900 ° C. or lower.

焼成温度を600℃以上とすることで、ニッケル複合酸化物中へのリチウムの拡散を十分に進行させることができ、得られる正極活物質であるリチウムニッケル複合酸化物の結晶構造を均一にすることができる。このため、生成物を正極活物質として用いた場合に電池特性を特に高めることができるため好ましいからである。また、反応を十分に進行させることができるため、余剰のリチウムの残留や、未反応の粒子が残留することを抑制できるからである。 By setting the firing temperature to 600 ° C. or higher, the diffusion of lithium into the nickel composite oxide can be sufficiently promoted, and the crystal structure of the obtained positive electrode active material, lithium nickel composite oxide, can be made uniform. Can be done. Therefore, when the product is used as the positive electrode active material, the battery characteristics can be particularly improved, which is preferable. Further, since the reaction can be sufficiently proceeded, it is possible to suppress the residual of excess lithium and the residual of unreacted particles.

焼成温度を950℃以下とすることで、生成する正極活物質の粒子の粒子間で焼結が進行することを抑制することができる。また、異常粒成長の発生を抑制し、得られる正極活物質の粒子が粗大化することを抑制することができる。 By setting the firing temperature to 950 ° C. or lower, it is possible to suppress the progress of sintering between the particles of the positive electrode active material to be produced. In addition, it is possible to suppress the occurrence of abnormal grain growth and suppress the coarsening of the particles of the obtained positive electrode active material.

また、熱処理温度まで昇温する過程で、リチウム化合物の融点付近の温度にて1時間以上5時間以下程度保持することで、より反応を均一に行わせることができ、好ましい。 Further, in the process of raising the temperature to the heat treatment temperature, it is preferable to keep the temperature near the melting point of the lithium compound for about 1 hour or more and 5 hours or less so that the reaction can be carried out more uniformly.

焼成工程における焼成時間のうち、所定温度、すなわち上述の焼成温度での保持時間は特に限定されないが、2時間以上とすることが好ましく、より好ましくは4時間以上である。これは焼成温度での保持時間を2時間以上とすることで、正極活物質の生成を十分に促進し、未反応物が残留することをより確実に防止することができるからである。 Of the firing times in the firing step, the holding time at a predetermined temperature, that is, the above-mentioned firing temperature is not particularly limited, but is preferably 2 hours or longer, more preferably 4 hours or longer. This is because by setting the holding time at the firing temperature to 2 hours or more, it is possible to sufficiently promote the production of the positive electrode active material and more reliably prevent the unreacted substance from remaining.

焼成温度での保持時間の上限値は特に限定されないが、生産性等を考慮して24時間以下であることが好ましい。 The upper limit of the holding time at the firing temperature is not particularly limited, but is preferably 24 hours or less in consideration of productivity and the like.

焼成時の雰囲気は特に限定されないが、酸化性雰囲気とすることが好ましい。酸化性雰囲気としては、酸素含有ガス雰囲気を好ましく用いることができ、例えば酸素濃度が18容量%以上100容量%以下の雰囲気とすることがより好ましい。 The atmosphere at the time of firing is not particularly limited, but an oxidizing atmosphere is preferable. As the oxidizing atmosphere, an oxygen-containing gas atmosphere can be preferably used, and for example, an atmosphere having an oxygen concentration of 18% by volume or more and 100% by volume or less is more preferable.

これは焼成時の雰囲気中の酸素濃度を18容量%以上とすることで、正極活物質の結晶性を特に高めることができるからである。 This is because the crystallinity of the positive electrode active material can be particularly enhanced by setting the oxygen concentration in the atmosphere at the time of firing to 18% by volume or more.

酸素含有ガス雰囲気とする場合、該雰囲気を構成する気体としては、例えば大気や、酸素、酸素と不活性ガスとの混合気体等を用いることができる。 In the case of an oxygen-containing gas atmosphere, for example, the atmosphere, oxygen, a mixed gas of oxygen and an inert gas, or the like can be used as the gas constituting the atmosphere.

なお、酸素含有ガス雰囲気を構成する気体として、例えば上述のように酸素と不活性ガスとの混合気体を用いる場合、該混合気体中の酸素濃度は上述の範囲を満たすことが好ましい。 When a mixed gas of oxygen and an inert gas is used as the gas constituting the oxygen-containing gas atmosphere, for example, the oxygen concentration in the mixed gas preferably satisfies the above range.

特に、焼成工程においては、酸素含有ガス気流中で実施することが好ましく、大気、または酸素気流中で行うことがより好ましい。特に電池特性を考慮すると、酸素気流中で行うことがさらに好ましい。 In particular, the firing step is preferably carried out in an oxygen-containing gas stream, and more preferably in the atmosphere or an oxygen stream. In particular, considering the battery characteristics, it is more preferable to perform the operation in an oxygen stream.

なお、焼成に用いられる炉は、特に限定されるものではなく、酸化性雰囲気中で混合物を焼成できる炉であればよいが、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炉をいずれも用いることができる。 The furnace used for firing is not particularly limited as long as it can fire the mixture in an oxidizing atmosphere, but 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 furnace can be used.

焼成工程によって得られた正極活物質は、凝集もしくは軽度の焼結が生じている場合がある。この場合には、解砕してもよい。 The positive electrode active material obtained by the firing step may be aggregated or slightly sintered. In this case, it may be crushed.

ここで、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、機械的エネルギーを投入して、二次粒子自体をほとんど破壊することなく二次粒子を分離させて、凝集体をほぐす操作のことである。 Here, 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 to almost destroy the secondary particles themselves. It is an operation to separate secondary particles and loosen aggregates.

また、焼成工程の前に、仮焼成を実施することが好ましい。 Further, it is preferable to carry out temporary firing before the firing step.

仮焼成を実施する場合、仮焼成温度は特に限定されないが、焼成工程における焼成温度より低い温度とすることができる。仮焼成温度は、例えば250℃以上600℃以下することが好ましく、350℃以上550℃以下とすることがより好ましい。 When the calcination is carried out, the calcination temperature is not particularly limited, but may be lower than the calcination temperature in the calcination step. The calcination temperature is preferably, for example, 250 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, and more preferably 350 ° C. or higher and 550 ° C. or lower.

仮焼成時間、すなわち上記仮焼成温度での保持時間は、例えば1時間以上10時間以下程度とすることが好ましく、3時間以上6時間以下とすることがより好ましい。 The tentative firing time, that is, the holding time at the tentative firing temperature is preferably, for example, about 1 hour or more and 10 hours or less, and more preferably 3 hours or more and 6 hours or less.

仮焼成後は、一旦冷却した後焼成工程に供することもできるが、仮焼成温度から、焼成温度まで昇温して連続して焼成工程を実施することもできる。 After the temporary firing, it can be cooled once and then subjected to the firing step, but it is also possible to continuously carry out the firing step by raising the temperature from the temporary firing temperature to the firing temperature.

なお、仮焼成を実施する際の雰囲気は特に限定されないが、例えば焼成工程と同様の雰囲気とすることができる。 The atmosphere when performing the temporary firing is not particularly limited, but can be, for example, the same atmosphere as in the firing step.

仮焼成を実施することにより、ニッケル複合酸化物へのリチウムの拡散が十分に行われ、特に均一な正極活物質を得ることができる。
(水洗工程)
焼成工程により得られた焼成物を水洗する水洗工程を実施することができる。水洗工程では、例えば得られた焼成物を純水に投入してスラリーとし、所定時間撹拌した後、水と分離することができ、例えば質量比で水1に対し正極活物質が0.5以上2以下となるように秤量し、該正極活物質を純水に投入してスラリーとし、5分以上60分以下の間撹拌した後、濾過、乾燥することができる。
[非水系電解質二次電池]
次に、本実施形態の非水系電解質二次電池の一構成例について説明する。
By carrying out the calcination, lithium is sufficiently diffused into the nickel composite oxide, and a particularly uniform positive electrode active material can be obtained.
(Washing process)
A water washing step of washing the fired product obtained by the firing step with water can be carried out. In the water washing step, for example, the obtained calcined product can be put into pure water to form a slurry, stirred for a predetermined time, and then separated from water. For example, the positive electrode active material is 0.5 or more with respect to 1 water by mass ratio. It is weighed to 2 or less, and the positive electrode active material is added to pure water to form a slurry, which can be stirred for 5 minutes or more and 60 minutes or less, and then filtered and dried.
[Non-aqueous electrolyte secondary battery]
Next, a configuration example of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment will be described.

本実施形態の非水系電解質二次電池は、既述の正極活物質を正極材料として用いた正極を有することができる。 The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment can have a positive electrode using the above-mentioned positive electrode active material as a positive electrode material.

まず、本実施形態の非水系電解質二次電池の構造の構成例を説明する。 First, a configuration example of the structure of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment will be described.

本実施形態の非水系電解質二次電池は、正極材料に既述の正極活物質を用いたこと以外は、一般的な非水系電解質二次電池と実質的に同様の構造を備えることができる。 The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment can have substantially the same structure as a general non-aqueous electrolyte secondary battery except that the above-mentioned positive electrode active material is used as the positive electrode material.

具体的には、本実施形態の非水系電解質二次電池は、ケースと、このケース内に収容された正極、負極、非水系電解液およびセパレータを備えた構造を有することができる。 Specifically, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment can have a structure including a case and a positive electrode, a negative electrode, a non-aqueous electrolyte solution, and a separator housed in the case.

より具体的にいえば、セパレータを介して正極と負極とを積層させて電極体とし、得られた電極体に非水系電解液を含浸させることができる。そして、正極の正極集電体と外部に通ずる正極端子との間、および負極の負極集電体と外部に通ずる負極端子との間を、それぞれ集電用リードなどを用いて接続し、ケースに密閉した構造を有することができる。 More specifically, a positive electrode and a negative electrode can be laminated via a separator to form an electrode body, and the obtained electrode body can be impregnated with a non-aqueous electrolytic solution. Then, the positive electrode current collector of the positive electrode and the positive electrode terminal communicating with the outside are connected, and the negative electrode current collector of the negative electrode and the negative electrode terminal communicating with the outside are connected by using a current collector lead or the like, and connected to the case. It can have a closed structure.

なお、本実施形態の非水系電解質二次電池の構造は、上記例に限定されないのはいうまでもなく、またその外形も筒形や積層形など、種々の形状を採用することができる。 Needless to say, the structure of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment is not limited to the above example, and various shapes such as a tubular shape and a laminated shape can be adopted as the outer shape thereof.

各部材の構成例について以下に説明する。
(正極)
まず正極について説明する。
A configuration example of each member will be described below.
(Positive electrode)
First, the positive electrode will be described.

正極は、シート状の部材であり、例えば、既述の正極活物質を含有する正極合材ペーストを、アルミニウム箔製の集電体の表面に塗布乾燥して形成できる。なお、正極は、使用する電池にあわせて適宜処理される。例えば、目的とする電池に応じて適当な大きさに形成する裁断処理や、電極密度を高めるためにロールプレスなどによる加圧圧縮処理等を行うこともできる。 The positive electrode is a sheet-shaped member, and for example, a positive electrode mixture paste containing the above-mentioned positive electrode active material can be applied and dried on the surface of a current collector made of aluminum foil. The positive electrode is appropriately processed according to the battery used. For example, it is possible to perform a cutting process for forming the battery into an appropriate size according to the target battery, a pressure compression process using a roll press or the like in order to increase the electrode density, and the like.

上述の正極合材ペーストは、正極合材に、溶剤を添加、混練して形成することができる。そして、正極合材は、粉末状になっている既述の正極活物質と、導電材と、結着剤とを混合して形成できる。 The above-mentioned positive electrode mixture paste can be formed by adding a solvent to the positive electrode mixture and kneading it. Then, the positive electrode mixture can be formed by mixing the above-mentioned positive electrode active material in powder form, the conductive material, and the binder.

導電材は、電極に適当な導電性を与えるために添加されるものである。導電材の材料は特に限定されないが、例えば天然黒鉛、人造黒鉛および膨張黒鉛などの黒鉛や、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック系材料を用いることができる。 The conductive material is added to give appropriate conductivity to the electrode. The material of the conductive material is not particularly limited, and for example, graphite such as natural graphite, artificial graphite and expanded graphite, and carbon black materials such as acetylene black and ketjen black can be used.

結着剤は、正極活物質をつなぎ止める役割を果たすものである。係る正極合材に使用される結着剤は特に限定されないが、例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、ポリアクリル酸等から選択された1種以上を用いることができる。 The binder serves to hold the positive electrode active material together. The binder used for the positive electrode mixture is not particularly limited, and for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), fluororubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene, cellulose resin, and polyacrylic acid. One or more selected from acids and the like can be used.

なお、正極合材には活性炭などを添加することもできる。正極合材に活性炭などを添加することによって、正極の電気二重層容量を増加させることができる。 Activated carbon or the like can also be added to the positive electrode mixture. By adding activated carbon or the like to the positive electrode mixture, the electric double layer capacity of the positive electrode can be increased.

溶剤は、結着剤を溶解して正極活物質、導電材、および活性炭等を結着剤中に分散させる働きを有する。溶剤は特に限定されないが、例えばN-メチル-2-ピロリドン等の有機溶剤を用いることができる。 The solvent has a function of dissolving the binder and dispersing the positive electrode active material, the conductive material, activated carbon and the like in the binder. The solvent is not particularly limited, but an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used.

また、正極合材ペースト中における各物質の混合比は特に限定されるものではなく、例えば一般の非水系電解質二次電池の正極の場合と同様にすることができる。例えば、溶剤を除いた正極合材の固形分を100質量部とした場合、正極活物質の含有量を60質量部以上95質量部以下、導電材の含有量を1質量部以上20質量部以下、結着剤の含有量を1質量部以上20質量部以下とすることができる。
(負極)
負極は、銅などの金属箔集電体の表面に、負極合材ペーストを塗布し、乾燥して形成されたシート状の部材である。
Further, the mixing ratio of each substance in the positive electrode mixture paste is not particularly limited, and can be, for example, the same as in the case of the positive electrode of a general 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 or more and 95 parts by mass or less, and the content of the conductive material is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less. The content of the binder can be 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less.
(Negative electrode)
The negative electrode is a sheet-like member formed by applying a negative electrode mixture paste to the surface of a metal leaf current collector such as copper and drying it.

負極は、負極合材ペーストを構成する成分やその配合、集電体の素材等は異なるものの、実質的に上述の正極と同様の方法によって形成され、正極と同様に必要に応じて各種処理が行われる。 The negative electrode is formed by substantially the same method as the above-mentioned positive electrode, although the components constituting the negative electrode mixture paste, their composition, the material of the current collector, etc. are different. Will be done.

負極合材ペーストは、負極活物質と結着剤とを混合した負極合材に、適当な溶剤を加えてペースト状にすることができる。 The negative electrode mixture paste can be made into a paste by adding an appropriate solvent to the negative electrode mixture in which the negative electrode active material and the binder are mixed.

負極活物質としては例えば、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や、リチウムイオンを吸蔵および脱離できる吸蔵物質を採用することができる。 As the negative electrode active material, for example, a substance containing lithium such as metallic lithium or a lithium alloy, or an occlusion substance capable of storing and desorbing lithium ions can be adopted.

吸蔵物質は特に限定されないが、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、フェノール樹脂等の有機化合物焼成体、およびコークスなどの炭素物質の粉状体等から選択された1種以上を用いることができる。 The occluded substance is not particularly limited, but one or more selected from, for example, a calcined body of an organic compound such as natural graphite, artificial graphite, and a phenol resin, and a powdered body of a carbon substance such as coke can be used.

係る吸蔵物質を負極活物質に採用した場合には、正極同様に、結着剤として、PVDF等の含フッ素樹脂を用いることができ、負極活物質を結着剤中に分散させる溶剤としては、N-メチル-2-ピロリドン等の有機溶剤を用いることができる。
(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、電解液を保持する機能を有している。
When the occlusal substance is used as the negative electrode active material, a fluororesin such as PVDF can be used as the binder as in the case of the positive electrode, and the solvent for dispersing the negative electrode active material in the binder can be used. An organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone can be used.
(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 electrolytic solution.

セパレータの材料としては、例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、特に限定されない。
(非水系電解液)
非水系電解液は、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。
As the material of the separator, 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.
(Non-aqueous electrolyte solution)
The non-aqueous electrolyte 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、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;また、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、ジプロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート;さらに、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、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。 Examples of the organic solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and trifluoropropylene carbonate; and chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and dipropyl carbonate; further, tetrahydrofuran and 2-. Ether compounds such as methyltetrahydrofuran and dimethoxyethane; sulfur compounds such as ethylmethyl sulfone and butane sulton; phosphorus compounds such as triethyl phosphate and trioctyl phosphate are used alone or in combination of two or more. be able to.

支持塩としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiN(CF3SO22、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、非水系電解液は、電池特性改善のため、ラジカル捕捉剤、界面活性剤、難燃剤などを含んでいてもよい。 The non-aqueous electrolyte solution may contain a radical scavenger, a surfactant, a flame retardant, or the like in order to improve the battery characteristics.

本実施形態の非水系電解質二次電池は、既述の正極活物質を正極材料として用いた正極を備えている。このため、電池特性や、安全性が優れた非水系電解質二次電池とすることができる。 The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment includes a positive electrode using the above-mentioned positive electrode active material as the positive electrode material. Therefore, it is possible to obtain a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent battery characteristics and safety.

以下、実施例を参照しながら本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(ニッケル複合酸化物の製造)
以下の手順により、ニッケル複合酸化物を製造した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[Example 1]
(Manufacturing of nickel composite oxide)
A nickel composite oxide was produced by the following procedure.

ニッケル複合水酸化物としてNi0.869Co0.094Al0.037(OH)を用意し、係るニッケル複合水酸化物を、空気(酸素:21容量%)気流中にて、645℃の第1焙焼温度で0.5時間の焙焼を行った(第1焙焼ステップ)後、600℃の第2焙焼温度まで降温して1時間の焙焼を行った(第2焙焼ステップ)(焙焼工程)。 Ni 0.869 Co 0.094 Al 0.037 (OH) 2 was prepared as the nickel composite hydroxide, and the nickel composite hydroxide was placed in an air (oxygen: 21% by volume) air stream at 645 ° C. After roasting at the first roasting temperature for 0.5 hours (first roasting step), the temperature was lowered to the second roasting temperature of 600 ° C. and roasting was performed for 1 hour (second roasting). Step) (roasting process).

このように、ニッケル複合水酸化物を焙焼することで、ニッケル複合水酸化物に含まれていた水分を除去し、Ni0.869Co0.094Al0.037Oで表されるニッケル複合酸化物に転化して回収した。 By roasting the nickel composite hydroxide in this way, the water contained in the nickel composite hydroxide is removed, and the nickel composite represented by Ni 0.869 Co 0.094 Al 0.037 O is obtained. It was converted to oxide and recovered.

なお、得られたニッケル複合酸化物について、XPS(ULVAC phi社製 型式:Versa Prove II)により、測定条件(Exciting source:Monochromated Al-Kα、Tilt Angle:45°)において粒子表面における、各成分の含有量(物質量)を評価し、金属元素(Ni、Co、Al)中のAlの割合(Al/(Ni+Co+Al))を算出したところ7.3at%であることが確認できた。 In addition, about the obtained nickel composite oxide, according to XPS (model: Versa Provide II manufactured by ULVAC-Phi), each component on the particle surface under measurement conditions (Exciting substance: Monochromated Al-Kα, Tilto Angle: 45 °). When the content (amount of substance) was evaluated and the ratio of Al in the metal element (Ni, Co, Al) (Al / (Ni + Co + Al)) was calculated, it was confirmed that it was 7.3 at%.

また、XPSによる測定結果から、ニッケル複合酸化物の粒子表面における酸素の含有割合を算出したところ47at%であることが確認できた。 Further, from the measurement result by XPS, it was confirmed that the oxygen content ratio on the particle surface of the nickel composite oxide was calculated to be 47 at%.

表1中では「ニッケル複合酸化物の評価結果」に得られたニッケル複合酸化物の粒子の表面についての評価結果、すなわち金属元素中のAlの割合、及び酸素含有割有を示している。
(正極活物質の製造)
以下の手順により、リチウム化合物と、上述のニッケル複合酸化物との混合物を調製した(混合工程)。
Table 1 shows the evaluation results of the surface of the nickel composite oxide particles obtained in "Evaluation Results of Nickel Composite Oxide", that is, the ratio of Al in the metal element and the oxygen content allocation.
(Manufacturing of positive electrode active material)
A mixture of the lithium compound and the above-mentioned nickel composite oxide was prepared by the following procedure (mixing step).

リチウム化合物としては、水酸化リチウム一水和物(LiOH・HO)を真空乾燥による無水化処理に供し、得られた無水水酸化リチウムを用いた。 As the lithium compound, lithium hydroxide monohydrate (LiOH · H2O ) was subjected to anhydrous treatment by vacuum drying, and the obtained anhydrous lithium hydroxide was used.

混合工程では、リチウム化合物と、ニッケル複合酸化物とを、混合物中の原子数の比がLi/Meが1.025となるように秤量、混合して混合物を調製した。なお、ここでのMeはLi以外の金属の合計の原子数を意味しており、Ni、Co、Alの合計となる。 In the mixing step, the lithium compound and the nickel composite oxide were weighed and mixed so that the ratio of the number of atoms in the mixture was 1.025, and the mixture was prepared. Note that Me here means the total number of atoms of metals other than Li, and is the total of Ni, Co, and Al.

混合工程で得られた混合物を内寸が280mm(L)×280mm(W)×90mm(H)の焼成容器に装入し、これを連続式の焼成炉であるローラーハースキルンを用いて、酸素濃度80容量%、残部が窒素である雰囲気中で、最高温度を765℃として焼成を行った(焼成工程)。なお、焼成工程で得られた正極活物質の一部を採取し、後述するICP-AESにより正極活物質中のニッケル、及びアルミニウムの含有割合(wt%)を評価した。 The mixture obtained in the mixing step is placed in a firing container having an internal size of 280 mm (L) × 280 mm (W) × 90 mm (H), and this is charged with oxygen using a roller hearth kiln which is a continuous firing furnace. Baking was performed at a maximum temperature of 765 ° C. in an atmosphere having a concentration of 80% by volume and the balance being nitrogen (firing step). A part of the positive electrode active material obtained in the firing step was sampled, and the content ratio (wt%) of nickel and aluminum in the positive electrode active material was evaluated by ICP-AES described later.

さらに得られた焼成物を、質量比で水1に対し0.75となるように、純水に投入してスラリーとし、30分間の撹拌後、濾過、乾燥して正極活物質を得た(水洗工程)。 Further, the obtained calcined product was added to pure water so that the mass ratio was 0.75 with respect to 1 water to form a slurry, and after stirring for 30 minutes, the mixture was filtered and dried to obtain a positive electrode active material (). Washing process).

水洗後に得られた正極活物質中のニッケル、及びアルミニウムの含有割合(wt%)をICP-AES(島津製作所製 型式:ICPE-9000)を用いて評価した。 The content ratio (wt%) of nickel and aluminum in the positive electrode active material obtained after washing with water was evaluated using ICP-AES (model: ICPE-9000 manufactured by Shimadzu Corporation).

水洗前後の正極活物質中のニッケルと、アルミニウムとの含有割合(Al/Ni)の変化から仕込み組成に対するアルミニウムの維持率を算出した。なお、仕込み組成に対するアルミニウムの維持率は、表1中では「アルミニウム維持率」として示している。 The retention rate of aluminum with respect to the charged composition was calculated from the change in the content ratio (Al / Ni) of nickel and aluminum in the positive electrode active material before and after washing with water. The maintenance rate of aluminum with respect to the charged composition is shown as "aluminum maintenance rate" in Table 1.

結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.

Figure 0007031296000001
[実施例2]
ニッケル複合酸化物を製造する際の焙焼工程において、ニッケル複合水酸化物を、空気(酸素:21容量%)気流中にて、745℃の第1焙焼温度で0.5時間の焙焼を行った(第1焙焼ステップ)後、700℃の第2焙焼温度まで降温して1時間の焙焼を行った(第2焙焼ステップ)点以外は、実施例1と同様にしてニッケル複合酸化物を製造、評価した。
Figure 0007031296000001
[Example 2]
In the roasting process for producing a nickel composite oxide, the nickel composite hydroxide is roasted in an air (oxygen: 21% by volume) air stream at a first roasting temperature of 745 ° C. for 0.5 hours. After the above (first roasting step), the temperature was lowered to the second roasting temperature of 700 ° C. and roasting was performed for 1 hour (second roasting step), except that the same procedure as in Example 1 was performed. A nickel composite oxide was produced and evaluated.

本実施例においては、ニッケル複合水酸化物を焙焼することで、ニッケル複合水酸化物に含まれていた水分を除去し、Ni0.869Co0.094Al0.037Oで表されるニッケル複合酸化物に転化して回収した。 In this embodiment, the nickel composite hydroxide is roasted to remove the water contained in the nickel composite hydroxide, which is represented by Ni 0.869 Co 0.094 Al 0.037 O. It was converted to a nickel composite oxide and recovered.

そして、得られたニッケル複合酸化物を用いて、実施例1の場合と同様にして、正極活物質の製造、評価を行った。 Then, using the obtained nickel composite oxide, the positive electrode active material was produced and evaluated in the same manner as in the case of Example 1.

結果を表1に示す。
[実施例3]
ニッケル複合水酸化物としてNi0.82Co0.15Al0.03(OH)を用いた以外は実施例1と同様にしてニッケル複合酸化物を製造、評価した。
The results are shown in Table 1.
[Example 3]
A nickel composite oxide was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Ni 0.82 Co 0.15 Al 0.03 (OH) 2 was used as the nickel composite hydroxide.

本実施例においては、ニッケル複合水酸化物を焙焼することで、ニッケル複合水酸化物に含まれていた水分を除去し、Ni0.82Co0.15Al0.03Oで表されるニッケル複合酸化物に転化して回収した。 In this embodiment, the nickel composite hydroxide is roasted to remove the water contained in the nickel composite hydroxide, which is represented by Ni 0.82 Co 0.15 Al 0.03 O. It was converted to a nickel composite oxide and recovered.

そして、得られたニッケル複合酸化物を用いて、実施例1の場合と同様にして、正極活物質の製造、評価を行った。 Then, using the obtained nickel composite oxide, the positive electrode active material was produced and evaluated in the same manner as in the case of Example 1.

結果を表1に示す。
[実施例4]
ニッケル複合水酸化物としてNi0.91Co0.06Al0.03(OH)を用いた以外は実施例1と同様にしてニッケル複合酸化物を製造、評価した。
The results are shown in Table 1.
[Example 4]
A nickel composite oxide was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 (OH) 2 was used as the nickel composite hydroxide.

本実施例においては、ニッケル複合水酸化物を焙焼することで、ニッケル複合水酸化物に含まれていた水分を除去し、Ni0.91Co0.06Al0.03Oで表されるニッケル複合酸化物に転化して回収した。 In this embodiment, the nickel composite hydroxide is roasted to remove the water contained in the nickel composite hydroxide, which is represented by Ni 0.91 Co 0.06 Al 0.03 O. It was converted to a nickel composite oxide and recovered.

そして、得られたニッケル複合酸化物を用いて、実施例1の場合と同様にして、正極活物質の製造、評価を行った。 Then, using the obtained nickel composite oxide, the positive electrode active material was produced and evaluated in the same manner as in the case of Example 1.

結果を表1に示す。
[比較例1]
ニッケル複合酸化物を製造する際の焙焼工程において、ニッケル複合水酸化物を、空気(酸素:21容量%)気流中にて、795℃の第1焙焼温度で0.5時間の焙焼(第1焙焼ステップ)を行った後、750℃の第2焙焼温度まで降温して1時間の焙焼を行った(第2焙焼ステップ)点以外は、実施例1と同様にしてニッケル複合酸化物を製造、評価した。
The results are shown in Table 1.
[Comparative Example 1]
In the roasting process for producing a nickel composite oxide, the nickel composite hydroxide is roasted in an air (oxygen: 21% by volume) air stream at a first roasting temperature of 795 ° C. for 0.5 hours. After performing (first roasting step), the temperature was lowered to the second roasting temperature of 750 ° C. and roasting was performed for 1 hour (second roasting step), except that the same procedure as in Example 1 was performed. A nickel composite oxide was produced and evaluated.

本比較例においては、ニッケル複合水酸化物を焙焼することで、ニッケル複合水酸化物に含まれていた水分を除去し、Ni0.869Co0.094Al0.037Oで表されるニッケル複合酸化物に転化して回収した。 In this comparative example, the water contained in the nickel composite hydroxide is removed by roasting the nickel composite hydroxide, which is represented by Ni 0.869 Co 0.094 Al 0.037 O. It was converted to a nickel composite oxide and recovered.

そして、得られたニッケル複合酸化物を用いて、実施例1の場合と同様にして、正極活物質の製造、評価を行った。 Then, using the obtained nickel composite oxide, the positive electrode active material was produced and evaluated in the same manner as in the case of Example 1.

結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.

表1に示したように、実施例1~4においては、ニッケル複合酸化物表面における、金属元素に対するAlの割合が11.5at%以下であるニッケル複合酸化物が得られていることが確認できた。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 4, it can be confirmed that the nickel composite oxide having the ratio of Al to the metal element on the surface of the nickel composite oxide of 11.5 at% or less is obtained. rice field.

そして、係るニッケル複合酸化物を用いて正極活物質を製造した場合、水洗前後でのアルミニウムの溶出は抑制されており、アルミニウムの維持率が90%以上になることが確認できた。すなわち正極活物質中のアルミニウムの含有量は、仕込み組成とほぼ同等になることが確認できた。 When the positive electrode active material was produced using the nickel composite oxide, it was confirmed that the elution of aluminum was suppressed before and after washing with water, and the retention rate of aluminum was 90% or more. That is, it was confirmed that the content of aluminum in the positive electrode active material was almost the same as the charged composition.

一方比較例1においては、ニッケル複合酸化物の表面における、金属元素に対するAlの割合が11.9at%と、実施例1~4と比較して高くなることが確認できた。 On the other hand, in Comparative Example 1, it was confirmed that the ratio of Al to the metal element on the surface of the nickel composite oxide was 11.9 at%, which was higher than that of Examples 1 to 4.

そして、係るニッケル複合酸化物を用いて正極活物質を製造した場合、水洗前後でのアルミニウムの溶出量は多くなっており、アルミニウムの維持率が90%未満となることが確認できた。すなわち正極活物質中のアルミニウムの含有量が低くなり、仕込み組成を大きく下回ることが確認できた。 When the positive electrode active material was produced using the nickel composite oxide, it was confirmed that the amount of aluminum eluted before and after washing with water was large, and the aluminum retention rate was less than 90%. That is, it was confirmed that the content of aluminum in the positive electrode active material was low, which was significantly lower than the charged composition.

Claims (4)

非水系電解質二次電池用正極活物質の前駆体であるNiとCoとAlとを含むニッケル複合酸化物であって、
前記ニッケル複合酸化物の表面における、金属元素中のAlの割合が11.5at%以下であるニッケル複合酸化物。
A nickel composite oxide containing Ni, Co, and Al, which are precursors of positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries.
A nickel composite oxide having an Al content of 11.5 at% or less in the metal element on the surface of the nickel composite oxide.
NiとCoとAlとの物質量比(Ni:Co:Al)が、Ni:Co:Al=1-x-y:x:y(ただし、0.05≦x≦0.35、0<y≦0.05)である請求項1に記載のニッケル複合酸化物。 The substance amount ratio of Ni, Co, and Al (Ni: Co: Al) is Ni: Co: Al = 1-xy: x: y (where 0.05 ≦ x ≦ 0.35, 0 <y). ≦ 0.05) The nickel composite oxide according to claim 1. NiとCoとAlとを含む正極活物質の製造方法であって、
請求項1または請求項2に記載のニッケル複合酸化物と、リチウム化合物との混合物を調製する混合工程と、
前記混合物を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程で得られた焼成物を水洗する水洗工程と、を含み、
前記水洗前と比較した前記水洗後のアルミニウムの維持率が90%以上である正極活物質の製造方法
A method for producing a positive electrode active material containing Ni, Co, and Al.
A mixing step of preparing a mixture of the nickel composite oxide according to claim 1 or 2 and a lithium compound,
The firing step of firing the mixture and
Including a water washing step of washing the fired product obtained in the firing step with water,
A method for producing a positive electrode active material in which the retention rate of aluminum after washing with water is 90% or more as compared with that before washing with water .
NiとCoとAlとの物質量比(Ni:Co:Al)が、Ni:Co:Al=1-x-y:x:y(ただし、0.05≦x≦0.35、0<y≦0.05)である請求項3に記載の正極活物質の製造方法The substance amount ratio of Ni, Co, and Al (Ni: Co: Al) is Ni: Co: Al = 1-xy: x: y (where 0.05 ≦ x ≦ 0.35, 0 <y). ≤0.05) The method for producing a positive electrode active material according to claim 3.
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