JP7189006B2 - Method for producing NASICON-type oxide particles for solid electrolyte of lithium-ion secondary battery - Google Patents

Method for producing NASICON-type oxide particles for solid electrolyte of lithium-ion secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、全固体リチウムイオン二次電池に用いるための、NASICON型酸化物粒子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing NASICON-type oxide particles for use in all-solid-state lithium-ion secondary batteries.

現在実用化されているリチウムイオン二次電池は、電解液に可燃性の有機溶媒を用いているため、液漏れや発火等に対する安全対策を充分に講じる必要があり、また電池の小型化や薄膜化の難易度も高い。ところが、酸化物系や硫化物系の固体電解質を備えた全固体リチウムイオン二次電池であると、エネルギー密度が高い上に、可燃物を用いることなく製造することができるため、安全対策を講じる負担が軽減され、製造コストや生産性を容易に高めることが可能となる。こうしたことから、高い有用性に期待がかかる固体電解質材料については、種々の開発が活発化しつつある。 Lithium-ion secondary batteries currently in practical use use flammable organic solvents in the electrolyte, so it is necessary to take sufficient safety measures against leaks and fires. It is also highly difficult to convert. However, an all-solid-state lithium-ion secondary battery with an oxide-based or sulfide-based solid electrolyte has a high energy density and can be manufactured without using combustibles, so safety measures must be taken. The burden is reduced, and manufacturing costs and productivity can be easily increased. For these reasons, various developments are being actively carried out on solid electrolyte materials, which are expected to be highly useful.

なかでも、一般式Li1+x2(PO4)3で表されるNASICON型の結晶構造を有するリン酸リチウム系複合酸化物(以後、「NASICON型酸化物」と称す。)は、化学的安定性に優れる酸化物系の固体電解質であるという特徴に加えて、室温において10-4S/cm台もの高いリチウムイオン伝導度を示すという優れた特性を有しており、大いに期待される固体電解質材料の一つである。かかるNASICON型酸化物は、高純度化や粒子の微細化の実現が重要であるところ、例えば、特許文献1には、板状の固体電解質を粉砕後に精密に分級して、不純物の含有比率の小さいLi1+xxTi2-x(PO4)3で表されるリチウムイオン伝導性固体電解質粒子を得る方法が開示されている。 Among them, a lithium phosphate-based composite oxide having a NASICON-type crystal structure represented by the general formula Li 1+x M 2 (PO 4 ) 3 (hereinafter referred to as “NASICON-type oxide”) is a chemical In addition to being an oxide-based solid electrolyte with excellent thermal stability, it also has excellent characteristics of exhibiting lithium ion conductivity as high as 10 -4 S/cm at room temperature, and is highly expected. It is one of the solid electrolyte materials. For such a NASICON-type oxide, it is important to achieve high purity and fine particle size. A method for obtaining lithium ion conductive solid electrolyte particles represented by small Li1 + xMxTi2 -x ( PO4) 3 is disclosed.

特開2017-216062号公報JP 2017-216062 A

しかしながら、上記特許文献に記載の製造方法により得られるNASICON型酸化物粒子は、微細化を図るために施さざるを得ない粉砕処理によって、NASICON型酸化物の結晶構造中に欠陥が誘発されてしまい、リチウムイオン伝導性の低下を招くおそれがある。 However, in the NASICON-type oxide particles obtained by the production method described in the above-mentioned patent document, defects are induced in the crystal structure of the NASICON-type oxide due to the pulverization treatment that must be performed for miniaturization. , may lead to a decrease in lithium ion conductivity.

したがって、本発明の課題は、NASICON型酸化物粒子の微細化を適度に図りつつ、高純度化及び高結晶度化を実現することにより、優れたリチウムイオン伝導性を発現し得る、リチウムイオン二次電池の固体電解質として有用なNASICON型酸化物粒子の製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to achieve high purity and high crystallinity while appropriately miniaturizing NASICON-type oxide particles, thereby realizing excellent lithium ion conductivity. An object of the present invention is to provide a method for producing NASICON-type oxide particles useful as a solid electrolyte for secondary batteries.

そこで本発明者らは、種々検討したところ、特定の混合液を調製しつつ特定の工程を経ることにより、適度に微細化を図りながら、高純度かつ高結晶度のNASICON型酸化物粒子が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of various studies, the present inventors have found that by preparing a specific mixed solution and undergoing specific steps, NASICON-type oxide particles of high purity and high crystallinity can be obtained while achieving appropriate miniaturization. The present inventors have found that it is possible to achieve the present invention.

したがって、本発明は、次の工程(Ix)~(IIIx):
(Ix)リチウム化合物、リン酸化合物及び金属(M)化合物(Mは、Ca、Al、Cu、Co、Fe、Ni、Ga、Cr、Sc、In、Y、La、Zn、Si、Mn、Zr、Ge、Nd、Sr、Sn、Hf、V又はZrを示す)からなる原料化合物の全てと、水とを混合して、25℃におけるpHが5~9である混合液を調製する工程
(IIx)得られた混合液を100℃以上の水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄し、次いで乾燥して、前駆体混合物を得る工程
(IIIx)得られた前駆体混合物を400℃~1000℃で焼成する工程
を備える、リチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法を提供するものである。
Accordingly, the present invention provides the following steps (Ix) to (IIIx):
(Ix) lithium compounds, phosphate compounds and metal (M) compounds (M is Ca, Al, Cu, Co, Fe, Ni, Ga, Cr, Sc, In, Y, La, Zn, Si, Mn, Zr A step (IIx ) After subjecting the obtained mixture to a hydrothermal reaction at 100 ° C. or higher, the hydrothermal reaction product is washed and then dried to obtain a precursor mixture. Provided is a method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a lithium-ion secondary battery, comprising a step of firing at 0° C. to 1000° C.

また、本発明は、次の工程(Iy)~(IIIy):
(Iy)リチウム化合物、リン酸化合物及び金属(M)化合物(Mは、Ca、Al、Cu、Co、Fe、Ni、Ga、Cr、Sc、In、Y、La、Zn、Si、Mn、Zr、Ge、Nd、Sr、Sn、Hf、V又はZrを示す)からなる原料化合物の一部と、水とを混合して、25℃におけるpHが5~9である混合液を調製する工程
(IIy)得られた混合液を100℃以上の水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄し、次いで原料化合物の残部を添加及び混合した後に乾燥して、前駆体混合物を得る工程
(IIIy)得られた前駆体混合物を400℃~1000℃で焼成する工程
を備える、リチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides the following steps (Iy) to (IIIy):
(Iy) lithium compounds, phosphate compounds and metal (M) compounds (M is Ca, Al, Cu, Co, Fe, Ni, Ga, Cr, Sc, In, Y, La, Zn, Si, Mn, Zr , Ge, Nd, Sr, Sn, Hf, V or Zr) with water to prepare a mixed solution having a pH of 5 to 9 at 25 ° C. ( IIy) A step of subjecting the resulting mixture to a hydrothermal reaction at 100° C. or higher, washing the hydrothermal reaction product, then adding and mixing the rest of the raw material compounds and drying to obtain a precursor mixture. (IIIy) A method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a lithium ion secondary battery, comprising a step of firing the obtained precursor mixture at 400°C to 1000°C.

本発明の製造方法によれば、不純物の含有を有効に抑制しつつ、高い結晶度と適度に微細化された粒径を有するNASICON型酸化物粒子を得ることができ、これを固体電解質として用いることにより、充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池を実現することができる。 According to the production method of the present invention, it is possible to obtain NASICON-type oxide particles having a high degree of crystallinity and a moderately fine particle size while effectively suppressing inclusion of impurities, which are used as a solid electrolyte. As a result, a lithium ion secondary battery with excellent charge/discharge characteristics can be realized.

実施例1で得られたNASICON型酸化物粒子のSEM写真である。1 is a SEM photograph of NASICON-type oxide particles obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られたNASICON型酸化物粒子のX線回折パターンである。1 is an X-ray diffraction pattern of NASICON-type oxide particles obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られたNASICON型酸化物粒子のSEM写真である。4 is a SEM photograph of NASICON-type oxide particles obtained in Example 2. FIG. 実施例3で得られたNASICON型酸化物粒子のSEM写真である。4 is a SEM photograph of NASICON-type oxide particles obtained in Example 3. FIG. 実施例4で得られたNASICON型酸化物粒子のSEM写真である。4 is a SEM photograph of NASICON-type oxide particles obtained in Example 4. FIG. 実施例5で得られたNASICON型酸化物粒子のSEM写真である。4 is a SEM photograph of NASICON-type oxide particles obtained in Example 5. FIG. 実施例6で得られたNASICON型酸化物粒子のSEM写真である。4 is a SEM photograph of NASICON-type oxide particles obtained in Example 6. FIG. 比較例1で得られたNASICON型酸化物粒子のSEM写真である。4 is a SEM photograph of NASICON-type oxide particles obtained in Comparative Example 1. FIG. 比較例1で得られたNASICON型酸化物粒子のX線回折パターンである。1 is an X-ray diffraction pattern of NASICON-type oxide particles obtained in Comparative Example 1. FIG.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のリチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子(以下、単に「NASICON型酸化物粒子」とも称する)の製造方法は、次の工程(Ix)~(IIIx):
(Ix)リチウム化合物、リン酸化合物及び金属(M)化合物(Mは、Ca、Al、Cu、Co、Fe、Ni、Ga、Cr、Sc、In、Y、La、Zn、Si、Mn、Zr、Ge、Nd、Sr、Sn、Hf、V又はZrを示す)からなる原料化合物の全てと、水とを混合して、25℃におけるpHが5~9である混合液を調製する工程
(IIx)得られた混合液を100℃以上の水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄し、次いで乾燥して、前駆体混合物を得る工程
(IIIx)得られた前駆体混合物を400℃~1000℃で焼成する工程
を備え、これを本発明の製造方法(X)と称する。
また、本発明の製造方法は、次の工程(Iy)~(IIIy):
(Iy)リチウム化合物、リン酸化合物及び金属(M)化合物(Mは、Ca、Al、Cu、Co、Fe、Ni、Ga、Cr、Sc、In、Y、La、Zn、Si、Mn、Zr、Ge、Nd、Sr、Sn、Hf、V又はZrを示す)からなる原料化合物の一部と、水とを混合して、25℃におけるpHが5~9である混合液を調製する工程
(IIy)得られた混合液を100℃以上の水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄し、次いで原料化合物の残部を添加及び混合した後に乾燥して、前駆体混合物を得る工程
(IIIy)得られた前駆体混合物を400℃~1000℃で焼成する工程
を備え、本発明の製造方法(Y)と称する。
The present invention will be described in detail below.
The method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a lithium ion secondary battery of the present invention (hereinafter also simply referred to as "NASICON-type oxide particles") comprises the following steps (Ix) to (IIIx):
(Ix) lithium compounds, phosphate compounds and metal (M) compounds (M is Ca, Al, Cu, Co, Fe, Ni, Ga, Cr, Sc, In, Y, La, Zn, Si, Mn, Zr A step (IIx ) After subjecting the obtained mixture to a hydrothermal reaction at 100 ° C. or higher, the hydrothermal reaction product is washed and then dried to obtain a precursor mixture. C. to 1000.degree. C., which is referred to as production method (X) of the present invention.
Further, the production method of the present invention comprises the following steps (Iy) to (IIIy):
(Iy) lithium compounds, phosphate compounds and metal (M) compounds (M is Ca, Al, Cu, Co, Fe, Ni, Ga, Cr, Sc, In, Y, La, Zn, Si, Mn, Zr , Ge, Nd, Sr, Sn, Hf, V or Zr) with water to prepare a mixed solution having a pH of 5 to 9 at 25 ° C. ( IIy) A step of subjecting the resulting mixture to a hydrothermal reaction at 100° C. or higher, washing the hydrothermal reaction product, then adding and mixing the rest of the raw material compounds and drying to obtain a precursor mixture. (IIIy) A process comprising a step of firing the obtained precursor mixture at 400° C. to 1000° C. is referred to as production method (Y) of the present invention.

すなわち、本発明の製造方法(X)は、工程(Ix)において水とともに原料化合物の全てを一括して混合する製造方法である一方、本発明の製造方法(Y)は、本発明の製造方法(X)とは異なり、工程(Iy)において原料化合物の一部を水と混合し、続く工程(IIy)においてその残部を用いる製造方法である。
以下、各々の製造方法について分説する。
That is, the production method (X) of the present invention is a production method in which all of the raw material compounds are mixed together with water in step (Ix), while the production method (Y) of the present invention is the production method of the present invention. Unlike (X), this is a manufacturing method in which a part of the raw material compound is mixed with water in step (Iy), and the remainder is used in the subsequent step (IIy).
Each manufacturing method will be described below.

本発明の製造方法(X)が備える工程(Ix)は、リチウム化合物、リン酸化合物及び金属(M)化合物(Mは、Ca、Al、Cu、Co、Fe、Ni、Ga、Cr、Sc、In、Y、La、Zn、Si、Mn、Zr、Ge、Nd、Sr、Sn、Hf、V又はZrを示す)からなる原料化合物の全てと、水とを混合して、25℃におけるpHが5~9である混合液(Ax)を調製する工程である。このように、NASICON型酸化物粒子を得るための上記原料化合物を全部一括して用い、さらに水を用いて、pHを上記範囲に制御した混合液(Ax)を得ることにより、後述する工程(IIx)における水熱反応に付して得られる水熱反応生成物において、化学組成の均質性を高めつつ、NASICON型酸化物粒子の微細化及び高結晶度化に大いに寄与させることができる。 The step (Ix) provided in the production method (X) of the present invention comprises a lithium compound, a phosphoric acid compound and a metal (M) compound (M is Ca, Al, Cu, Co, Fe, Ni, Ga, Cr, Sc, (In, Y, La, Zn, Si, Mn, Zr, Ge, Nd, Sr, Sn, Hf, V or Zr) are mixed with water, and the pH at 25° C. is It is a step of preparing a mixed solution (Ax) of 5 to 9. In this way, by using all of the raw material compounds for obtaining the NASICON-type oxide particles at once, and further using water to obtain a mixed solution (Ax) in which the pH is controlled within the above range, the step ( In the hydrothermal reaction product obtained by the hydrothermal reaction in IIx), the uniformity of the chemical composition can be enhanced, and at the same time, it can greatly contribute to the miniaturization and high crystallinity of the NASICON-type oxide particles.

上記原料化合物の1種として用い得るリチウム化合物としては、水酸化物、塩化物、炭酸塩、硫酸塩、及び有機酸塩から選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。より具体的には、例えば、水酸化リチウム又はその水和物、過酸化リチウム、塩化リチウム、炭酸リチウム、硫酸リチウム、酢酸リチウム、シュウ酸リチウム等を好適に用いることができる。 Lithium compounds that can be used as one of the raw material compounds include one or more selected from hydroxides, chlorides, carbonates, sulfates, and organic acid salts. More specifically, for example, lithium hydroxide or its hydrate, lithium peroxide, lithium chloride, lithium carbonate, lithium sulfate, lithium acetate, lithium oxalate and the like can be preferably used.

また、リン酸化合物としては、オルトリン酸(H3PO4、リン酸)、メタリン酸、ピロリン酸、三リン酸、四リン酸、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム等が挙げられる。なかでも、得られる混合液(Ax)のpHを制御するためのpH調整剤としても作用させ得る観点から、リン酸を用いるのが好ましく、70質量%~90質量%濃度の水溶液として用いるのが好ましい。 Phosphoric acid compounds include orthophosphoric acid (H 3 PO 4 , phosphoric acid), metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid, ammonium phosphate, and ammonium hydrogen phosphate. Among them, it is preferable to use phosphoric acid from the viewpoint that it can also act as a pH adjuster for controlling the pH of the resulting mixed solution (Ax), and it is preferable to use it as an aqueous solution with a concentration of 70% by mass to 90% by mass. preferable.

さらに、上記原料化合物の1種として金属(M)化合物を用いる。ここで、Mは、Ca、Al、Cu、Co、Fe、Ni、Ga、Cr、Sc、In、Y、La、Zn、Si、Mn、Zr、Ge、Nd、Sr、Sn、Hf、V又はZrから選ばれる1種又は2種以上を示す。かかる金属(M)化合物としては、ハロゲン化物、硫酸塩、有機酸塩、水酸化物、塩化物、硫化物、酸化物、又はこれらの水和物等の、Ti化合物以外の化合物が挙げられる。なかでも、混合液(Ax)中における反応を効率的に進行させる観点から、硫酸塩、有機酸塩及び水酸化物から選ばれる1種又は2種以上が好ましい。 Furthermore, a metal (M) compound is used as one of the raw material compounds. Here, M is Ca, Al, Cu, Co, Fe, Ni, Ga, Cr, Sc, In, Y, La, Zn, Si, Mn, Zr, Ge, Nd, Sr, Sn, Hf, V or It represents one or more selected from Zr. Such metal (M) compounds include compounds other than Ti compounds, such as halides, sulfates, organic acid salts, hydroxides, chlorides, sulfides, oxides, and hydrates thereof. Among them, one or more selected from sulfates, organic acid salts and hydroxides are preferable from the viewpoint of efficiently advancing the reaction in the mixed solution (Ax).

原料化合物は、リチウム化合物、リン酸化合物及び金属(M)化合物の3種の化合物からなる。工程(Ix)においては、これら原料化合物を全部一括して用いる。一方、後述する本発明の製造方法(Y)における工程(Iy)では、これら原料化合物の一部を用い、その残部を工程(IIy)で用いる。
したがって、本発明の製造方法(X)における工程(Ix)では、これら原料化合物の全てを用いることから、続く工程(IIx)においても、これら原料化合物の全てをそのまま一括して水熱反応に付すこととなる。
The raw material compound consists of three compounds, a lithium compound, a phosphoric acid compound and a metal (M) compound. In step (Ix), all of these raw material compounds are collectively used. On the other hand, in step (Iy) in production method (Y) of the present invention, which will be described later, part of these raw material compounds is used, and the remainder is used in step (IIy).
Therefore, in the step (Ix) in the production method (X) of the present invention, all of these raw material compounds are used, so in the subsequent step (IIx), all of these raw material compounds are subjected to a hydrothermal reaction as they are. It will happen.

かかる工程(Ix)では、具体的には、リチウム化合物、金属(M)化合物及び水を含有する混合液(ax-1)と、リン酸化合物及び水を含有する混合液(ax-2)を各々調製した後、これらの混合液を混合して混合液(Ax)を調製する。これにより、得られる混合液(Ax)中には、原料化合物の全てと水が存在することとなり、かつ化学組成の均質性が高く充分に小径化されてなる反応生成物、すなわちリン酸三リチウム、金属(M)のリン酸塩及び/又は水酸化物の混合物が含有されることとなり、NASICON型酸化物粒子の微細化を効果的に図ることができる。 Specifically, in the step (Ix), a mixed solution (ax-1) containing a lithium compound, a metal (M) compound and water and a mixed solution (ax-2) containing a phosphoric acid compound and water are prepared. After each preparation, these mixed liquids are mixed to prepare a mixed liquid (Ax). As a result, all of the raw material compounds and water are present in the resulting mixture (Ax), and the reaction product, which has a highly homogeneous chemical composition and is sufficiently small in diameter, that is, trilithium phosphate , the phosphate and/or hydroxide of the metal (M) is contained, and the NASICON-type oxide particles can be effectively made finer.

混合液(ax-1)は、リチウム化合物及び金属(M)化合物を水に混合することにより調製する。かかる混合液(ax-1)におけるこれらリチウム化合物及び金属(M)化合物の合計含有量は、混合液(ax-2)との混合によって生じる反応生成物の化学組成の均質性を高める観点から、混合液(ax-1)中の水100質量部に対し、好ましくは1質量部~50質量部であり、より好ましくは5質量部~30質量部であり、さらに好ましくは5質量部~20質量部である。 A mixed solution (ax-1) is prepared by mixing a lithium compound and a metal (M) compound with water. The total content of these lithium compounds and metal (M) compounds in the mixed solution (ax-1) is, from the viewpoint of enhancing the homogeneity of the chemical composition of the reaction product produced by mixing with the mixed solution (ax-2), It is preferably 1 part by mass to 50 parts by mass, more preferably 5 parts by mass to 30 parts by mass, and still more preferably 5 parts by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water in the mixture (ax-1). Department.

また、混合液(ax-1)を調製するにあたり、リチウム化合物及び金属(M)化合物の混合割合は、モル比(Li:M)で、好ましくは1:2~2:1であり、より好ましくは1:1.9~1:1.2であり、さらに好ましくは1:1.8~1:1.3である。 Further, in preparing the mixed solution (ax-1), the mixing ratio of the lithium compound and the metal (M) compound, in terms of molar ratio (Li:M), is preferably 1:2 to 2:1, more preferably. is 1:1.9 to 1:1.2, more preferably 1:1.8 to 1:1.3.

混合液(ax-1)の25℃におけるpHは、得られる混合液(Ax)の25℃におけるpHを5~9に調整する観点から、好ましくは12~14であり、より好ましくは12.5~14であり、さらに好ましくは13~14である。混合液(ax-1)のpHを上記範囲に調整する上で、さらにpH調整剤を用いてもよい。かかるpH調整剤は、特に限定されるものではないが、混合液(ax-1)のpH調整を容易に行う観点から、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又は水酸化アンモニウム等の水酸化物を用いるのが好ましい。 The pH of the mixed solution (ax-1) at 25°C is preferably 12 to 14, more preferably 12.5, from the viewpoint of adjusting the pH of the resulting mixed solution (Ax) to 5 to 9 at 25°C. ~14, more preferably 13-14. A pH adjuster may be used to adjust the pH of the mixture (ax-1) to the above range. Such a pH adjuster is not particularly limited, but from the viewpoint of easily adjusting the pH of the mixture (ax-1), water such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonium hydroxide Preference is given to using oxides.

混合液(ax-1)は、各成分をより均一に分散させる観点から、混合液(ax-2)と混合する前に、予め撹拌してもよい。混合液(ax-1)を撹拌する時間は、好ましくは5分間~3時間であり、より好ましくは10分間~2時間であり、さらに好ましくは15分間~90分間である。撹拌速度は、反応容器内壁面での混合液(ax-1)の流速に換算して、好ましくは10cm/秒~200cm/秒であり、より好ましくは15cm/秒~150cm/秒、さらに好ましくは20cm/秒~100cm/秒である。 The liquid mixture (ax-1) may be stirred in advance before being mixed with the liquid mixture (ax-2) from the viewpoint of dispersing each component more uniformly. The time for stirring the mixture (ax-1) is preferably 5 minutes to 3 hours, more preferably 10 minutes to 2 hours, still more preferably 15 minutes to 90 minutes. The stirring speed is preferably 10 cm/sec to 200 cm/sec, more preferably 15 cm/sec to 150 cm/sec, and still more preferably 20 cm/sec to 100 cm/sec.

混合液(ax-2)は、リン酸化合物、及び水を混合することにより調製する。かかる混合液(ax-2)におけるリン酸化合物の含有量は、混合液(ax-2)中の水100質量部に対し、好ましくは3質量部~20質量部であり、より好ましくは5質量部~15質量部であり、さらに好ましくは7質量部~15質量部である。 A mixed solution (ax-2) is prepared by mixing a phosphoric acid compound and water. The content of the phosphoric acid compound in the mixed solution (ax-2) is preferably 3 parts by mass to 20 parts by mass, more preferably 5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of water in the mixed solution (ax-2). parts to 15 parts by mass, more preferably 7 to 15 parts by mass.

混合液(ax-2)は、各成分をより均一に溶解又は分散させる観点から、混合液(ax-1)と混合する前に、予め撹拌してもよい。混合液(ax-2)を撹拌する時間は、好ましくは1分間~30分間であり、より好ましくは2分間~20分間であり、さらに好ましくは2分間~10分間である。また撹拌速度は、反応容器内壁面での混合液(ax-2)の流速に換算して、好ましくは10cm/秒~200cm/秒であり、より好ましくは15cm/秒~150cm/秒、さらに好ましくは20cm/秒~100cm/秒である。 The liquid mixture (ax-2) may be stirred in advance before being mixed with the liquid mixture (ax-1) from the viewpoint of dissolving or dispersing each component more uniformly. The time for stirring the mixture (ax-2) is preferably 1 minute to 30 minutes, more preferably 2 minutes to 20 minutes, still more preferably 2 minutes to 10 minutes. The stirring speed is preferably 10 cm/sec to 200 cm/sec, more preferably 15 cm/sec to 150 cm/sec, and still more preferably in terms of the flow speed of the mixed solution (ax-2) on the inner wall surface of the reaction vessel. is between 20 cm/sec and 100 cm/sec.

次いで、工程(Ix)では、上記混合液(ax-1)と上記混合液(ax-2)とを混合して、混合液(Ax)とする。混合液(ax-1)と混合液(ax-2)の混合方法は、特に限定されるものではないが、撹拌している混合液(ax-1)に混合液(ax-2)を滴下するのが好ましい。このように、リチウム化合物及び金属(M)化合物を含む混合液(ax-1)に、リン酸化合物を含む混合液(ax-2)を滴下して少量ずつ加えることにより、原料化合物の全てと水を含有させつつ、反応生成物の化学組成の均質性を一層高めることができる。
この際、混合液(ax-2)の混合液(ax-1)への滴下速度は、10質量部の混合液(ax-1)に対し、好ましくは0.1質量部/分~0.4質量部/分であり、より好ましくは0.15質量部/分~0.4質量部/分であり、さらに好ましくは0.2質量部/分~0.35質量部/分である。混合液(ax-2)を滴下する際の混合液(ax-1)の撹拌速度は、反応容器内壁面での混合液(ax-1)の流速に換算して、好ましくは10cm/秒~200cm/秒であり、より好ましくは15cm/秒~150cm/秒、さらに好ましくは20cm/秒~100cm/秒である。
Next, in step (Ix), the mixed solution (ax-1) and the mixed solution (ax-2) are mixed to obtain a mixed solution (Ax). The method of mixing the mixed solution (ax-1) and the mixed solution (ax-2) is not particularly limited, but the mixed solution (ax-2) is added dropwise to the mixed solution (ax-1) being stirred. preferably. Thus, by adding dropwise the mixed solution (ax-2) containing the phosphoric acid compound to the mixed solution (ax-1) containing the lithium compound and the metal (M) compound little by little, all of the raw material compounds and The homogeneity of the chemical composition of the reaction product can be further enhanced while containing water.
At this time, the rate of dropping the mixed liquid (ax-2) into the mixed liquid (ax-1) is preferably 0.1 part by mass/min to 0.1 part by mass/min with respect to 10 parts by mass of the mixed liquid (ax-1). It is 4 parts/minute, more preferably 0.15 parts/minute to 0.4 parts/minute, still more preferably 0.2 parts/minute to 0.35 parts/minute. The stirring speed of the mixed solution (ax-1) when the mixed solution (ax-2) is added dropwise is preferably 10 cm/sec or more in terms of the flow speed of the mixed solution (ax-1) on the inner wall surface of the reaction vessel. 200 cm/sec, more preferably 15 cm/sec to 150 cm/sec, and even more preferably 20 cm/sec to 100 cm/sec.

混合液(Ax)を得るにあたり、混合する混合液(ax-1)と混合液(ax-2)との質量比((ax-1):(ax-2))は、好ましくは20:1~1:4であり、より好ましくは10:1~1:3であり、さらに好ましくは5:1~2:3である。 In obtaining the mixed solution (Ax), the mass ratio ((ax-1):(ax-2)) of the mixed solution (ax-1) and the mixed solution (ax-2) to be mixed is preferably 20:1. ~1:4, more preferably 10:1 to 1:3, still more preferably 5:1 to 2:3.

混合液(ax-1)と混合液(ax-2)を混合する際の混合液(ax-1)の温度は、好ましくは10℃~80℃であり、より好ましくは15℃~70℃であり、さらに好ましくは20℃~60℃である。また混合液(ax-2)の温度は、好ましくは10℃~80℃であり、より好ましくは15℃~70℃であり、さらに好ましくは20℃~60℃である。 The temperature of the mixture (ax-1) when mixing the mixture (ax-1) and the mixture (ax-2) is preferably 10°C to 80°C, more preferably 15°C to 70°C. and more preferably 20°C to 60°C. The temperature of the mixed liquid (ax-2) is preferably 10°C to 80°C, more preferably 15°C to 70°C, still more preferably 20°C to 60°C.

混合液(ax-1)と混合液(ax-2)を混合する時間は、好ましくは10分間~24時間であり、より好ましくは15分間~18時間であり、さらに好ましくは30分間~12時間である。またこの際、各成分をより均一に溶解又は分散させ、反応生成物の化学組成の均質性を高める観点から、撹拌してもよい。撹拌速度は、反応容器内壁面での混合液(Ax)の流速に換算して、好ましくは10cm/秒~200cm/秒であり、より好ましくは15cm/秒~150cm/秒、さらに好ましくは20cm/秒~100cm/秒である。 The time for mixing the mixture (ax-1) and the mixture (ax-2) is preferably 10 minutes to 24 hours, more preferably 15 minutes to 18 hours, still more preferably 30 minutes to 12 hours. is. Further, at this time, stirring may be performed from the viewpoint of dissolving or dispersing each component more uniformly and improving the homogeneity of the chemical composition of the reaction product. The stirring speed is preferably 10 cm/sec to 200 cm/sec, more preferably 15 cm/sec to 150 cm/sec, still more preferably 20 cm/sec, in terms of the flow speed of the mixed solution (Ax) on the inner wall surface of the reaction vessel. sec to 100 cm/sec.

混合液(ax-1)と混合液(ax-2)を混合することによって、原料化合物を全部一括して混合することとなり、リチウムリン酸塩、金属(M)のリン酸塩及び/又は水酸化物を含有する混合液(Ax)が得られる。これらリン酸三リチウム並びに金属(M)のリン酸塩及び/又は水酸化物は、平均粒径が100nm以下の微粒子であり、後述する工程(II)において水熱反応に付す工程を経ることにより、NASICON型酸化物粒子の前駆体混合物(Bx)を良好に生成する。かかる混合液(Ax)中におけるリチウムリン酸塩並びに金属(M)のリン酸塩及び水酸化物の合計含有量は、混合液(Ax)中に、好ましくは0.5質量%~40質量%であり、より好ましくは1質量%~35質量%であり、さらに好ましくは1.5質量%~30質量%である。また、混合液(Ax)の25℃におけるpHは、5~9であって、好ましくは5.5~8.5であり、より好ましくは6~8である。かかる範囲内となるよう混合液(Ax)のpHを調整するにあたり、必要に応じて上記pH調整剤を用いてもよい。
なお、混合液(Ax)中において、これらのリチウムリン酸塩並びに金属(M)のリン酸塩及び/又は水酸化物が生成され、混合物として含有されてなることは、X線回折によって確認することができる。
By mixing the mixed liquid (ax-1) and the mixed liquid (ax-2), all the raw material compounds are mixed together, and lithium phosphate, metal (M) phosphate and / or water A mixture (Ax) containing oxides is obtained. These trilithium phosphate and metal (M) phosphate and/or hydroxide are fine particles having an average particle size of 100 nm or less, and are subjected to a hydrothermal reaction in step (II) described later. , yields well a precursor mixture (Bx) of NASICON-type oxide particles. The total content of the lithium phosphate and the metal (M) phosphate and hydroxide in the mixed solution (Ax) is preferably 0.5% by mass to 40% by mass in the mixed solution (Ax). , more preferably 1% by mass to 35% by mass, and still more preferably 1.5% by mass to 30% by mass. The pH of the mixture (Ax) at 25° C. is 5-9, preferably 5.5-8.5, more preferably 6-8. In adjusting the pH of the mixed solution (Ax) so that it falls within this range, the pH adjuster may be used as necessary.
In addition, it is confirmed by X-ray diffraction that these lithium phosphates and metal (M) phosphates and/or hydroxides are produced in the mixture (Ax) and contained as a mixture. be able to.

工程(IIx)は、工程(Ix)で得られた混合液(Ax)を100℃以上の水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄し、次いで乾燥して、前駆体混合物(Bx)を得る工程である。かかる工程(IIx)における水熱反応は、原料化合物の全てと水を含有する混合液(Ax)を充填した反応容器を圧力容器等に格納して加圧下で行う。 In the step (IIx), the mixture (Ax) obtained in the step (Ix) is subjected to a hydrothermal reaction at 100° C. or higher, then the hydrothermal reaction product is washed and then dried to obtain a precursor mixture ( Bx). The hydrothermal reaction in step (IIx) is carried out under pressure in a pressure vessel or the like in which a reaction vessel filled with a mixture (Ax) containing all of the raw material compounds and water is placed.

なお、工程(IIx)に移行する前に、予め工程(Ix)で得られた混合液(Ax)を撹拌する場合、かかる撹拌は反応容器内で行えばよく、次いで反応容器を圧力容器等に格納すればよい。かかる撹拌は、NASICON型酸化物粒子の前駆体混合物を効率的に生成させる観点から、圧力容器等に格納された反応容器内において工程(IIx)における水熱反応が完了するまで継続するのが好ましい。この際における混合液(Ax)の撹拌速度は、反応容器内壁面での混合液(Ax)の流速に換算して、好ましくは15cm/秒以上であり、より好ましくは15cm/秒~80cm/秒であり、さらに好ましくは15cm/秒~70cm/秒である。撹拌方法としては、この撹拌速度が実現可能であれば特に限定されないが、例えば撹拌羽根を用いる方法、又は特開2014-118328号公報に記載のポンプを使用して合成容器中のスラリーを撹拌する方法等を好適に使用することができる。
さらに、上記撹拌方法を用いる際に、混合液(Ax)全体において均一に水熱反応を生じさせる観点から、反応容器内に邪魔板を設置したり、撹拌翼の回転方向やポンプの送液方向を間欠的に逆転したりすることによって、混合液(Ax)の流れに擾乱を生じさせるのが有効である。
When the mixed solution (Ax) obtained in step (Ix) is stirred before proceeding to step (IIx), such stirring may be performed in a reaction vessel, and then the reaction vessel is placed in a pressure vessel or the like. It should be stored. From the viewpoint of efficiently producing a precursor mixture of NASICON-type oxide particles, such stirring is preferably continued until the hydrothermal reaction in step (IIx) is completed in a reaction vessel housed in a pressure vessel or the like. . At this time, the stirring speed of the mixed solution (Ax) is preferably 15 cm/sec or more, more preferably 15 cm/sec to 80 cm/sec in terms of the flow speed of the mixed solution (Ax) on the inner wall surface of the reaction vessel. and more preferably 15 cm/sec to 70 cm/sec. The stirring method is not particularly limited as long as this stirring speed is achievable. For example, a method using a stirring blade or a pump described in JP-A-2014-118328 is used to stir the slurry in the synthesis vessel. methods and the like can be suitably used.
Furthermore, when using the above stirring method, from the viewpoint of causing a hydrothermal reaction to occur uniformly in the entire mixed liquid (Ax), a baffle plate is installed in the reaction vessel, the rotation direction of the stirring blade, or the liquid feeding direction of the pump. is intermittently reversed to disturb the flow of the mixture (Ax).

水熱反応に付す際の混合液(Ax)の温度(反応温度)は、100℃以上であればよく、好ましくは130℃~250℃であり、より好ましくは140℃~230℃である。この際の圧力及び反応時間は、反応温度が100℃以上の場合は0.3MPa以上で10分間以上が好ましく、130℃~250℃で反応を行う場合は0.3MPa~2MPaで10分間~24時間が好ましく、140℃~230℃で反応を行う場合は0.4MPa~1.8MPaで10分間~16時間が好ましい。 The temperature (reaction temperature) of the mixed solution (Ax) during the hydrothermal reaction may be 100°C or higher, preferably 130°C to 250°C, more preferably 140°C to 230°C. At this time, the pressure and reaction time are preferably 0.3 MPa or more and 10 minutes or more when the reaction temperature is 100 ° C. or higher, and 0.3 MPa to 2 MPa and 10 minutes to 24 minutes when the reaction is performed at 130 ° C. to 250 ° C. When the reaction is carried out at 140° C. to 230° C., the pressure is preferably 0.4 MPa to 1.8 MPa for 10 minutes to 16 hours.

また、水熱反応における反応容器内の雰囲気は限定されるものではないが、雰囲気の調整の容易性の観点から、空気下又は水蒸気下が好ましい。 Moreover, the atmosphere in the reaction vessel in the hydrothermal reaction is not limited, but from the viewpoint of easiness of adjusting the atmosphere, it is preferably under air or under water vapor.

次いで、混合液(Ax)を上記水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄し、次いで乾燥する。かかる水熱反応生成物は、水熱反応後の混合液(Ax)を固液分離すればよく、得られる水熱反応生成物は、リチウム及び一部の金属(M)を含有するリン酸複合酸化物と、例えばAl等の一部の金属(M)からなる金属(M)水酸化物との混合物、すなわちNASICON型酸化物粒子の前駆体混合物(Bx)が含有されてなる。固液分離に用いる装置としては、例えば、フィルタープレス機、遠心濾過機等が挙げられる。なかでも、効率的に水熱反応生成物を得る観点から、フィルタープレス機を用いるのが好ましい。 After subjecting the mixture (Ax) to the above hydrothermal reaction, the hydrothermal reaction product is washed and then dried. Such a hydrothermal reaction product can be obtained by solid-liquid separation of the mixed liquid (Ax) after the hydrothermal reaction, and the obtained hydrothermal reaction product is a phosphoric acid composite containing lithium and some metals (M) It contains a mixture of an oxide and a metal (M) hydroxide composed of a part of the metal (M) such as Al, ie, a precursor mixture (Bx) of NASICON-type oxide particles. Apparatuses used for solid-liquid separation include, for example, a filter press and a centrifugal filter. Among them, it is preferable to use a filter press from the viewpoint of obtaining a hydrothermal reaction product efficiently.

次いで、回収された水熱反応生成物は、原料由来のアニオン成分等の水溶性不純物を効果的に除去する観点から、洗浄する。かかる洗浄には水を用いればよく、その水の量は、水熱反応生成物の乾燥質量1質量部に対し、好ましくは5質量部~50質量部であり、より好ましくは7質量部~50質量部であり、さらに好ましくは9質量部~50質量部である。かかる水の温度は、水溶性不純物を効果的に除去する観点から、好ましくは5℃~70℃であり、より好ましくは20℃~70℃である。 Next, the recovered hydrothermal reaction product is washed from the viewpoint of effectively removing water-soluble impurities such as anionic components derived from the raw materials. Water may be used for such washing, and the amount of water is preferably 5 parts by mass to 50 parts by mass, more preferably 7 parts by mass to 50 parts by mass, relative to 1 part by mass of the dry mass of the hydrothermal reaction product. parts by mass, more preferably 9 to 50 parts by mass. The temperature of such water is preferably 5° C. to 70° C., more preferably 20° C. to 70° C., from the viewpoint of effectively removing water-soluble impurities.

洗浄した水熱反応生成物は、次に乾燥する。乾燥手段としては、噴霧乾燥、箱型乾燥、流動床乾燥、外熱式乾燥、凍結乾燥、真空乾燥等が挙げられるが、なかでも、後述する工程(IIIx)における焼成を経ることによって得られるNASICON型酸化物粒子が、必要以上に増大するのを有効に制御して充分に微細化を図る観点から、噴霧乾燥とするのが好ましい。 The washed hydrothermal reaction product is then dried. Drying means include spray drying, box drying, fluidized bed drying, external heat drying, freeze drying, vacuum drying and the like. Spray drying is preferable from the viewpoint of effectively controlling the increase of the type oxide particles more than necessary and sufficiently miniaturizing the particles.

乾燥後に得られる前駆体混合物(Bx)は、リチウム及び一部の金属(M)を含有するリン酸複合酸化物と、金属(M)の残部を含有する金属(M)水酸化物との混合物である。かかる前駆体混合物(Bx)の平均粒径は、レーザー回折・散乱法に基づく粒度分布におけるD50値で、好ましくは5nm~250nmであり、より好ましくは10nm~200nmである。ここで、粒度分布測定におけD50値とは、レーザー回折・散乱法に基づく体積基準の粒度分布により得られる値であり、D50値は累積50%での粒径(メジアン径)を意味する。したがって、乾燥手段として噴霧乾燥を採用する場合、用いるスプレードライヤーの運転条件を適宜最適化することにより、かかる前駆体混合物(Bx)の粒径を調整すればよい。
また、前駆体混合物(Bx)は、好ましくはリン酸三リチウムを含有する混合物であり、この場合、前駆体混合物(Bx)中におけるリン酸三リチウムと、金属(M)のリン酸塩及び水酸化物の混合物との質量比(リン酸三リチウム:金属(M)のリン酸塩及び水酸化物の合計量)は、好ましくは1:3~2:1であり、より好ましくは1:2.5~1:1であり、さらに好ましくは1:2~1:1.2である。
The precursor mixture (Bx) obtained after drying is a mixture of a phosphoric acid composite oxide containing lithium and a part of the metal (M) and a metal (M) hydroxide containing the remainder of the metal (M). is. The average particle size of the precursor mixture (Bx) is preferably 5 nm to 250 nm, more preferably 10 nm to 200 nm, in terms of D 50 value in particle size distribution based on laser diffraction/scattering method. Here, the D50 value in particle size distribution measurement is a value obtained from a volume-based particle size distribution based on a laser diffraction/scattering method, and the D50 value means the particle size (median diameter) at 50% cumulative. do. Therefore, when spray drying is employed as the drying means, the particle size of the precursor mixture (Bx) may be adjusted by appropriately optimizing the operating conditions of the spray dryer used.
Also, the precursor mixture (Bx) is preferably a mixture containing trilithium phosphate, in which case trilithium phosphate, metal (M) phosphate and water The mass ratio of the oxide to the mixture (trilithium phosphate: total amount of metal (M) phosphate and hydroxide) is preferably 1:3 to 2:1, more preferably 1:2. .5 to 1:1, more preferably 1:2 to 1:1.2.

工程(IIIx)は、工程(IIx)で得られた前駆体混合物(Bx)を400℃~1000℃で焼成する工程である。かかる工程(IIIx)を経ることにより、極めて結晶度が高く微細な粒子であって高純度である、リチウムイオン二次電池の固体電解質として非常に有用なNASICON型酸化物粒子を得ることができる。 Step (IIIx) is a step of firing the precursor mixture (Bx) obtained in step (IIx) at 400°C to 1000°C. Through such step (IIIx), it is possible to obtain NASICON-type oxide particles, which are fine particles with extremely high crystallinity and high purity, and which are very useful as a solid electrolyte for lithium ion secondary batteries.

工程(IIIx)における焼成温度は、得られるNASICON型酸化物粒子の結晶性を高めつつ、有効に微細化を図る観点から、400℃~1000℃であって、好ましくは500℃~900℃であり、より好ましくは600℃~800℃である。また焼成時間は、同様の観点から、好ましくは0.5時間~30時間であり、より好ましくは1時間~24時間であり、さらに好ましくは1時間~18時間である。 The firing temperature in the step (IIIx) is 400° C. to 1000° C., preferably 500° C. to 900° C., from the viewpoint of effectively miniaturizing the NASICON-type oxide particles while increasing the crystallinity of the obtained NASICON-type oxide particles. , more preferably 600°C to 800°C. From the same viewpoint, the firing time is preferably 0.5 hours to 30 hours, more preferably 1 hour to 24 hours, and still more preferably 1 hour to 18 hours.

上記焼成における雰囲気は、特に限定されるものではなく、大気雰囲気下、不活性ガス雰囲気下又は還元条件下のいずれであってもよいが、簡便性の観点から、大気雰囲気下が好ましい。かかる焼成に用いる装置としては、温度の調整が可能な物であれば特に限定されず、バッチ式、連続式、加熱方式(間接又は直接)のいずれの方式のものも使用することができ、例えば、外熱キルンやローラーハース等の焼成炉が挙げられる。 The atmosphere in the firing is not particularly limited, and may be an air atmosphere, an inert gas atmosphere, or a reducing condition, but the air atmosphere is preferable from the viewpoint of convenience. The apparatus used for such baking is not particularly limited as long as it is capable of adjusting the temperature, and any of batch type, continuous type, and heating type (indirect or direct) can be used. , an externally heated kiln or a roller hearth.

本発明の製造方法(Y)は、工程(Iy)~(IIIy)を備える二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法である。すなわち、工程(Iy)は、リチウム化合物、リン酸化合物、及び金属(M)化合物からなる原料化合物の一部と、水とを混合して、25℃におけるpHが5~9である混合液(Ay)を調製する工程である。 The production method (Y) of the present invention is a method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a secondary battery comprising steps (Iy) to (IIIy). That is, in the step (Iy), a part of the raw material compound consisting of a lithium compound, a phosphoric acid compound, and a metal (M) compound is mixed with water to obtain a mixed solution having a pH of 5 to 9 at 25°C ( Ay).

ここで用いる原料化合物としての具体的な態様としては、リチウム化合物1種のみ、リン酸化合物1種のみ、リチウム化合物と金属(M)化合物の一部又は全てとの2種、リチウム化合物とリン酸化合物との2種、金属(M)化合物の一部又は全てとリン酸化合物との2種の態様が挙げられる。なかでも、後述する工程(IIy)において効率的に前駆体混合物(By)を得る観点から、原料化合物として、金属(M)化合物の一部又は全てとリン酸化合物を用いるのが好ましい。
なお、工程(Iy)において用いる金属(M)化合物は、上記製造方法(X)の工程(Ix)と同様である。
Specific embodiments of the raw material compound used here include only one type of lithium compound, only one type of phosphoric acid compound, two types of a lithium compound and a part or all of a metal (M) compound, a lithium compound and phosphoric acid 2 types with a compound, and 2 types of modes with a part or all of a metal (M) compound and a phosphoric acid compound. Among them, it is preferable to use part or all of the metal (M) compound and the phosphoric acid compound as the raw material compounds from the viewpoint of efficiently obtaining the precursor mixture (By) in step (IIy) described later.
The metal (M) compound used in step (Iy) is the same as in step (Ix) of the production method (X).

混合液(Ay)中における水の含有量は、かかる混合液(Ay)中の原料化合物の合計含有量1質量部に対し、好ましくは5質量部~50質量部であり、より好ましくは5質量部~40質量部であり、さらに好ましくは5質量部~30質量部である。
また、混合液(Ay)の25℃におけるpHは、5~9であって、好ましくは5.5~8.5であり、より好ましくは6~8である。かかる範囲内となるよう混合液(Ay)のpHを調整するにあたり、必要に応じて製造方法(X)において用い得るpH調整剤と同様のものを用いてもよい。
The content of water in the mixed solution (Ay) is preferably 5 parts by mass to 50 parts by mass, more preferably 5 parts by mass, with respect to 1 part by mass of the total content of the raw material compounds in the mixed solution (Ay). parts to 40 parts by mass, more preferably 5 parts to 30 parts by mass.
The pH of the mixture (Ay) at 25° C. is 5-9, preferably 5.5-8.5, more preferably 6-8. In adjusting the pH of the mixture (Ay) so that it falls within this range, the same pH adjuster as can be used in the production method (X) may be used as necessary.

混合液(Ay)は、各成分をより均一に溶解又は分散させる観点から、撹拌してもよい。混合液(Ay)を撹拌する時間は、好ましくは10分間~3時間であり、より好ましくは20分間~2時間であり、さらに好ましくは30分間~2時間である。撹拌速度は、反応容器内壁面での混合液(Ay)の流速に換算して、好ましくは10cm/秒~200cm/秒であり、より好ましくは15cm/秒~150cm/秒、さらに好ましくは20cm/秒~100cm/秒である。 The liquid mixture (Ay) may be stirred from the viewpoint of dissolving or dispersing each component more uniformly. The time for stirring the mixture (Ay) is preferably 10 minutes to 3 hours, more preferably 20 minutes to 2 hours, even more preferably 30 minutes to 2 hours. The stirring speed is preferably 10 cm/sec to 200 cm/sec, more preferably 15 cm/sec to 150 cm/sec, still more preferably 20 cm/sec, in terms of the flow speed of the mixed solution (Ay) on the inner wall surface of the reaction vessel. sec to 100 cm/sec.

混合液(Ay)の温度は、好ましくは10℃~80℃であり、より好ましくは15℃~70℃であり、さらに好ましくは20℃~60℃である。 The temperature of the mixed solution (Ay) is preferably 10°C to 80°C, more preferably 15°C to 70°C, still more preferably 20°C to 60°C.

なお、混合液(Ay)にあたり、例えば原料化合物としてリン酸化合物を含む2種の化合物を用いる場合、上記製造方法(X)の工程(Ix)で用いる混合液(ax-1)及び混合液(ax-2)と同様にして、リン酸化合物以外の原料化合物と水を含有する混合液(ay-1)と、リン酸化合物及び水を含有する混合液(ay-2)を各々調製した後、これらの混合液を混合してもよい。混合液(ay-1)は混合液(ax-1)に準じ、混合液(ay-2)は混合液(ax-2)に準じて調製する。また、これら混合液(ay-1)と混合液(ay-2)の混合方法及び諸条件は、製造方法(X)の工程(Ix)に準じて適宜選択すればよい。
例えば、混合液(ay-1)と混合液(ay-2)の混合方法は、特に限定されるものではないが、撹拌している混合液(ay-1)に混合液(ay-2)を滴下するのが好ましい。このように、リチウム化合物並びに金属(M)化合物の一部又は全てに、リン酸化合物を含む混合液(ay-2)を滴下して少量ずつ加えることにより、反応生成物の化学組成の均質性を一層高めることができる。
For the mixed solution (Ay), for example, when two compounds containing a phosphoric acid compound are used as starting compounds, the mixed solution (ax-1) and the mixed solution ( After preparing a mixed solution (ay-1) containing a raw material compound other than a phosphoric acid compound and water and a mixed solution (ay-2) containing a phosphoric acid compound and water in the same manner as in ax-2) , these mixtures may be mixed. The mixed solution (ay-1) is prepared according to the mixed solution (ax-1), and the mixed solution (ay-2) is prepared according to the mixed solution (ax-2). In addition, the method and conditions for mixing the mixed solution (ay-1) and the mixed solution (ay-2) may be appropriately selected according to the step (Ix) of the production method (X).
For example, the method of mixing the mixed solution (ay-1) and the mixed solution (ay-2) is not particularly limited. is preferably added dropwise. In this way, by adding the mixed solution (ay-2) containing the phosphoric acid compound dropwise to part or all of the lithium compound and the metal (M) compound little by little, the chemical composition of the reaction product becomes homogenous. can be further enhanced.

本発明の製造方法(Y)における工程(IIy)は、工程(Iy)で得られた混合液(Ay)を100℃以上の水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄し、次いでリチウム化合物、金属(M)化合物、及びリン酸化合物からなる原料化合物の残部を添加及び混合した後に乾燥して、前駆体混合物(By)を得る工程である。かかる工程(IIy)における水熱反応は、混合液(Ay)を充填した反応容器を圧力容器等に格納して加圧下で行う。 In the step (IIy) in the production method (Y) of the present invention, the mixed solution (Ay) obtained in the step (Iy) is subjected to a hydrothermal reaction at 100° C. or higher, then the hydrothermal reaction product is washed, Next, in the step of adding and mixing the remainder of the raw material compound consisting of the lithium compound, the metal (M) compound, and the phosphoric acid compound, the mixture is dried to obtain a precursor mixture (By). The hydrothermal reaction in step (IIy) is performed under pressure by storing the reaction vessel filled with the mixture (Ay) in a pressure vessel or the like.

なお、工程(IIy)に移行する前に、予め工程(Iy)で得られた混合液(Ay)を撹拌する場合、かかる撹拌は反応容器内で行えばよく、次いで反応容器を圧力容器等に格納すればよい。かかる撹拌は、NASICON型酸化物粒子の前駆体混合物を効率的に生成させる観点から、圧力容器等に格納された反応容器内において工程(IIy)における水熱反応が完了するまで継続するのが好ましい。この際における混合液(Ay)の撹拌速度は、上記製造方法(X)における工程(IIx)と同様である。 When the mixed solution (Ay) obtained in step (Iy) is stirred before proceeding to step (IIy), such stirring may be performed in a reaction vessel, and then the reaction vessel is placed in a pressure vessel or the like. It should be stored. From the viewpoint of efficiently producing a precursor mixture of NASICON-type oxide particles, such stirring is preferably continued until the hydrothermal reaction in step (IIy) is completed in a reaction vessel housed in a pressure vessel or the like. . The stirring speed of the liquid mixture (Ay) at this time is the same as in step (IIx) in the production method (X).

水熱反応に付す際の混合液(Ay)の温度(反応温度)は、100℃以上であればよく、好ましくは130℃~250℃であり、より好ましくは140℃~230℃である。この際の圧力及び反応時間は、反応温度が100℃以上の場合は0.3MPa以上で10分間以上が好ましく、130℃~250℃で反応を行う場合は0.3MPa~2.0MPaで10分間~24時間が好ましく、140℃~230℃で反応を行う場合は0.4MPa~1.8MPaで10分間~16時間が好ましい。 The temperature (reaction temperature) of the mixed solution (Ay) during the hydrothermal reaction may be 100°C or higher, preferably 130°C to 250°C, more preferably 140°C to 230°C. The pressure and reaction time at this time are preferably 0.3 MPa or more and 10 minutes or more when the reaction temperature is 100° C. or higher, and 0.3 MPa to 2.0 MPa for 10 minutes when the reaction is performed at 130° C. to 250° C. Up to 24 hours is preferable, and when the reaction is carried out at 140° C. to 230° C., 0.4 MPa to 1.8 MPa and 10 minutes to 16 hours are preferable.

また、水熱反応における反応容器内の雰囲気は限定されるものではないが、雰囲気の作製の容易性の観点から、空気下又は水蒸気下が好ましい。 Moreover, the atmosphere in the reaction vessel in the hydrothermal reaction is not limited, but from the viewpoint of easiness of preparing the atmosphere, it is preferably under air or under water vapor.

混合液(Ay)を上記水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄する。かかる水熱反応生成物は、水熱反応後の混合液(Ay)を固液分離すればよい。固液分離に用いる装置としては、例えば、フィルタープレス機、遠心濾過機等が挙げられる。なかでも、効率的に水熱反応生成物を得る観点から、フィルタープレス機を用いるのが好ましい。 After subjecting the liquid mixture (Ay) to the above hydrothermal reaction, the hydrothermal reaction product is washed. Such a hydrothermal reaction product can be obtained by solid-liquid separation of the mixed liquid (Ay) after the hydrothermal reaction. Apparatuses used for solid-liquid separation include, for example, a filter press and a centrifugal filter. Among them, it is preferable to use a filter press from the viewpoint of obtaining a hydrothermal reaction product efficiently.

次いで、回収された水熱反応生成物は、原料由来のアニオン成分等の水溶性不純物を効果的に除去する観点から、水を用いて洗浄する。かかる水の量は、水熱反応生成物の乾燥質量1質量部に対し、好ましくは5質量部~50質量部であり、より好ましくは7質量部~50質量部であり、さらに好ましくは9質量部~50質量部である。かかる水の温度は、水溶性不純物を効果的に除去する観点から、好ましくは5℃~70℃であり、より好ましくは20℃~70℃である。
回収された水熱反応生成物の平均粒径は、レーザー回折・散乱法に基づく粒度分布におけるD50値で、好ましくは5nm~250nmであり、より好ましくは10nm~200nmである。ここで、粒度分布測定におけD50値とは、レーザー回折・散乱法に基づく体積基準の粒度分布により得られる値であり、D50値は累積50%での粒径(メジアン径)を意味する。
Next, the recovered hydrothermal reaction product is washed with water from the viewpoint of effectively removing water-soluble impurities such as anionic components derived from the raw materials. The amount of such water is preferably 5 parts by mass to 50 parts by mass, more preferably 7 parts by mass to 50 parts by mass, and still more preferably 9 parts by mass with respect to 1 part by mass of the dry mass of the hydrothermal reaction product. parts to 50 parts by mass. The temperature of such water is preferably 5° C. to 70° C., more preferably 20° C. to 70° C., from the viewpoint of effectively removing water-soluble impurities.
The average particle diameter of the recovered hydrothermal reaction product is preferably 5 nm to 250 nm, more preferably 10 nm to 200 nm, as D 50 value in particle size distribution based on laser diffraction/scattering method. Here, the D50 value in particle size distribution measurement is a value obtained from a volume-based particle size distribution based on a laser diffraction/scattering method, and the D50 value means the particle size (median diameter) at 50% cumulative. do.

次に、洗浄した水熱反応生成物に、原料化合物の残部を添加及び混合する。これにより、極めて微細な粒子であって高純度である、二次電池の固体電解質として非常に有用なNASICON型酸化物粒子を生成させるための前駆体を得ることができる。 The remainder of the starting compound is then added to and mixed with the washed hydrothermal reaction product. As a result, it is possible to obtain a precursor for producing NASICON-type oxide particles, which are extremely fine particles and have high purity, and which are very useful as solid electrolytes for secondary batteries.

ここで、水熱反応生成物に添加及び混合する原料化合物の残部としては、工程(Iy)において用いた原料化合物とともに、本発明の製造方法全行程を通して原料化合物の全てを用いることとなるよう、原料化合物のなかから適宜選択すればよい。例えば、工程(Iy)においてリチウム化合物の1種のみを用いた場合は、工程(IIy)では金属(M)化合物の全部とリン酸化合物との2種を用い、工程(Iy)においてリン酸化合物の1種のみを用いた場合は、工程(IIy)ではリチウム化合物と金属(M)化合物の全部との2種を用いればよい。なかでも、効率的に前駆体混合物(By)を得る観点から、原料化合物の残部として、少なくともリチウム化合物を用いるのが好ましい。
工程(Iy)及び工程(IIy)において用いる原料化合物の好適な態様としては、具体的には、工程(Iy)において水酸化リチウムを用い、工程(IIy)において金属(M)を含有する水酸化物及びリン酸を用いる態様、或いは工程(Iy)において硫酸リチウムを用い、工程(IIy)において金属(M)を含有する硫酸塩及びリン酸アンモニウムを用いる態様が挙げられる。
Here, as the remainder of the raw material compound to be added and mixed with the hydrothermal reaction product, along with the raw material compound used in step (Iy), all of the raw material compound is used throughout the entire process of the production method of the present invention. It may be appropriately selected from raw material compounds. For example, when only one lithium compound is used in step (Iy), two kinds of the metal (M) compound and the phosphoric acid compound are used in step (IIy), and the phosphoric acid compound is used in step (Iy). When only one of is used, both of the lithium compound and all of the metal (M) compounds may be used in step (IIy). Among them, from the viewpoint of obtaining the precursor mixture (By) efficiently, it is preferable to use at least a lithium compound as the balance of the raw material compounds.
As a preferred embodiment of the raw material compound used in steps (Iy) and (IIy), specifically, lithium hydroxide is used in step (Iy), and metal (M)-containing hydroxide is used in step (IIy). and phosphoric acid, or an embodiment in which lithium sulfate is used in step (Iy) and a metal (M)-containing sulfate and ammonium phosphate are used in step (IIy).

また、工程(IIy)において用いる原料化合物は、得られるNASICON型酸化物粒子の高純度化を図る観点から、純度の高いものが好ましく、具体的には、純度が99%以上であればよく、好ましくは99.5%以上であり、より好ましくは99.9%以上である。 Further, the raw material compound used in the step (IIy) preferably has a high purity from the viewpoint of achieving high purity of the NASICON-type oxide particles to be obtained. It is preferably 99.5% or more, more preferably 99.9% or more.

工程(IIy)における原料化合物の合計添加量は、NASICON型酸化物粒子の組成ずれを抑制する観点から、水熱反応に付した後に得られる水熱反応生成物の乾燥質量1質量部に対し、好ましくは0.1質量部~4質量部であり、より好ましくは0.2質量部~3質量部であり、さらに好ましくは0.3質量部~2.5質量部である。 From the viewpoint of suppressing composition deviation of the NASICON-type oxide particles, the total amount of the raw material compounds added in step (IIy) is It is preferably 0.1 to 4 parts by mass, more preferably 0.2 to 3 parts by mass, still more preferably 0.3 to 2.5 parts by mass.

工程(IIy)において用いる原料化合物の平均粒径は、後述する工程(IIIy)における焼成反応を効率的に進行させ、NASICON型酸化物粒子を効率的に得る観点から、いずれの化合物も、好ましくは400nm以下であり、より好ましくは300nm以下であり、さらに好ましくは250nm以下である。 The average particle size of the raw material compound used in step (IIy) is preferably It is 400 nm or less, more preferably 300 nm or less, and still more preferably 250 nm or less.

洗浄した水熱反応生成物に原料化合物を添加及び混合する手段としては、均一な混合を実現する観点から、湿式混合が好ましい。かかる水熱反応生成物に原料化合物を添加及び混合する際、撹拌を効果的に行うことを可能とする観点、及び各成分を充分に分散させて混合状態を良好なものとする観点から、水を用いる。これら水熱反応生成物、原料化合物及び水の添加順序は特に制限されないが、予め水熱反応生成物及び水を添加及び混合したスラリーに、原料化合物を添加及び混合するのが好ましい。ここで用いる水の使用量は、スラリーの分散又は混合状態から適宜選択すればよい。 As means for adding and mixing the raw material compounds to the washed hydrothermal reaction product, wet mixing is preferable from the viewpoint of achieving uniform mixing. When adding and mixing the raw material compounds to such a hydrothermal reaction product, water Use The order of addition of the hydrothermal reaction product, raw material compound and water is not particularly limited, but it is preferable to add and mix the raw material compound to a slurry in which the hydrothermal reaction product and water are previously added and mixed. The amount of water used here may be appropriately selected depending on the state of dispersion or mixture of the slurry.

かかるスラリーの混合時間は、充分に撹拌して混合を行う観点から、好ましくは15分間~5時間であり、より好ましくは30分間~3時間である。また、混合時の温度は、好ましくは5℃~50℃であり、より好ましくは10℃~30℃である。混合装置としては、特に限定されず、例えばマグネチックスターラーや回転翼を備えた装置等、スラリーの混合を行うことが可能な通常の装置を使用することができる。
スラリー中における水熱反応生成物及び原料化合物の合計含有量は、スラリー中に、好ましくは1質量%~40質量%であり、より好ましくは2質量%~30質量%であり、さらに好ましくは3質量%~25質量%である。また、スラリー中における水熱反応生成物と原料化合物との質量比(水熱反応生成物:原料化合物)は、好ましくは10:1~1:4であり、より好ましくは5:1~1:3であり、さらに好ましくは3:1~1:2.5である。
The mixing time of the slurry is preferably 15 minutes to 5 hours, more preferably 30 minutes to 3 hours, from the viewpoint of sufficiently stirring and mixing. The temperature during mixing is preferably 5°C to 50°C, more preferably 10°C to 30°C. The mixing device is not particularly limited, and an ordinary device capable of mixing slurry, such as a device equipped with a magnetic stirrer or rotary blades, can be used.
The total content of hydrothermal reaction products and raw material compounds in the slurry is preferably 1% by mass to 40% by mass, more preferably 2% by mass to 30% by mass, and still more preferably 3% by mass. % to 25% by mass. Further, the mass ratio of the hydrothermal reaction product to the raw material compound in the slurry (hydrothermal reaction product: raw material compound) is preferably 10:1 to 1:4, more preferably 5:1 to 1:1. 3, more preferably 3:1 to 1:2.5.

次いで、洗浄した水熱反応生成物に原料化合物を添加及び混合した後、例えば上述のようなスラリーを調製して乾燥し、前駆体混合物(By)を得る。乾燥手段としては、例えば、噴霧乾燥、恒温乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等が挙げられる。なかでも、粉砕することなく均一に微細化された前駆体混合物(By)を得る観点、及び調製したスラリーを用いつつ効率的に前駆体混合物(By)を得る観点から、噴霧乾燥とするのがよい。かかる噴霧乾燥によって、調製したスラリーを有効活用しながら、水熱反応生成物と原料化合物とが均一に混在してなる前駆体混合物(By)を造粒物として容易に得ることが可能であり、こうした造粒物を後述する工程(IIIy)において焼成することによって、極めて微細な粒子であって高純度である、二次電池の固体電解質として非常に有用なNASICON型酸化物粒子を得ることができる。
噴霧乾燥により造粒物を得た場合、かかる造粒物の平均粒径は、好ましくは5nm~250nmであり、より好ましくは10nm~200nmであり、さらに好ましくは20nm~170nmである。
Next, after adding and mixing the raw material compounds to the washed hydrothermal reaction product, for example, a slurry as described above is prepared and dried to obtain a precursor mixture (By). Drying means include, for example, spray drying, constant temperature drying, vacuum drying, freeze drying and the like. Among them, from the viewpoint of obtaining a uniformly fine precursor mixture (By) without pulverization and from the viewpoint of efficiently obtaining the precursor mixture (By) using the prepared slurry, spray drying is preferred. good. By such spray drying, it is possible to easily obtain a precursor mixture (By) in which the hydrothermal reaction product and the raw material compound are uniformly mixed as granules while effectively utilizing the prepared slurry. By calcining such granules in the step (IIIy) described later, it is possible to obtain NASICON-type oxide particles that are extremely fine particles with high purity and are very useful as a solid electrolyte for secondary batteries. .
When the granules are obtained by spray drying, the average particle size of the granules is preferably 5 nm to 250 nm, more preferably 10 nm to 200 nm, still more preferably 20 nm to 170 nm.

また、前駆体混合物(By)中におけるリチウム量と金属(M)量とのモル比(Li:M)は、好ましくは1.01:0.01~1.7:0.7であり、より好ましくは1.05:0.05~1.5:0.5であり、さらに好ましくは1.1:0.1~1.5:0.5である。 Further, the molar ratio (Li:M) of the amount of lithium and the amount of metal (M) in the precursor mixture (By) is preferably 1.01:0.01 to 1.7:0.7, and more It is preferably 1.05:0.05 to 1.5:0.5, more preferably 1.1:0.1 to 1.5:0.5.

本発明の製造方法(Y)における工程(IIIy)は、工程(IIy)で得られた前駆体混合物(By)を400℃~1000℃で焼成する工程である。具体的な焼成条件は、上記製造方法(X)における工程(IIIx)と同様である。 Step (IIIy) in the production method (Y) of the present invention is a step of firing the precursor mixture (By) obtained in step (IIy) at 400°C to 1000°C. Specific firing conditions are the same as in step (IIIx) in the production method (X).

本発明の製造方法(X)又は製造方法(Y)により得られるNASICON型酸化物粒子の平均粒径は、好ましくは70nm~300nmであり、より好ましくは70nm~250nmであり、さらに好ましくは70nm~200nmである。
さらに、その平均結晶子径は、好ましくは70nm~300nmであり、より好ましくは70nm~250nmであり、さらに好ましくは70nm~200nmである。
ここで、NASICON型酸化物粒子の平均粒径とは、SEM又はTEMの電子顕微鏡を用いた観察における、数十個の粒子の粒径(長軸の長さ)の測定値の平均値を意味する。また、NASICON型酸化物の平均結晶子径とは、Cu-kα線による回折角2θの範囲が10°~80°のX線回折プロファイルについて、シェラーの式を適用して求めた値を意味する。
The average particle diameter of the NASICON-type oxide particles obtained by the production method (X) or the production method (Y) of the present invention is preferably 70 nm to 300 nm, more preferably 70 nm to 250 nm, and still more preferably 70 nm to 200 nm.
Furthermore, the average crystallite size is preferably 70 nm to 300 nm, more preferably 70 nm to 250 nm, and even more preferably 70 nm to 200 nm.
Here, the average particle size of the NASICON-type oxide particles means the average value of the measured values of the particle size (major axis length) of several tens of particles in observation using an SEM or TEM electron microscope. do. Further, the average crystallite size of the NASICON-type oxide means a value obtained by applying Scherrer's formula for an X-ray diffraction profile with a diffraction angle 2θ range of 10 ° to 80 ° by Cu-kα rays. .

また、得られるNASICON型酸化物粒子のBET比表面積は、充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池を得る観点から、好ましくは3m2/g以上であり、より好ましくは5m2/g以上であり、さらに好ましくは7m2/g以上である。 In addition, the BET specific surface area of the obtained NASICON-type oxide particles is preferably 3 m 2 /g or more, more preferably 5 m 2 /g or more, from the viewpoint of obtaining a lithium ion secondary battery having excellent charge/discharge characteristics. more preferably 7 m 2 /g or more.

なお、本発明の製造方法により得られるNASICON型酸化物粒子は、例えばSO3等の水溶性不純物の含有量が極めて少ない粒子である。例えば、用いる原料化合物として硫酸塩を用いた場合、得られるNASICON型酸化物粒子中の水溶性不純物の含有量(SO3量)は、好ましくは500ppm以下であり、より好ましくは300ppm以下である。 The NASICON-type oxide particles obtained by the production method of the present invention are particles having an extremely low content of water-soluble impurities such as SO 3 . For example, when a sulfate is used as a raw material compound, the content of water-soluble impurities (SO 3 content) in the obtained NASICON-type oxide particles is preferably 500 ppm or less, more preferably 300 ppm or less.

本発明の製造方法により得られるNASICON型酸化物は、NASICON型の結晶構造を有する酸化物であり、具体的には、下記式(1)で表されるTiを含まない酸化物である。
Li1+x2(PO43 ・・・(1)
(式(1)中、Mは、Ca、Al、Cu、Co、Fe、Ni、Ga、Cr、Sc、In、Y、La、Zn、Si、Mn、Zr、Ge、Nd、Sr、Sn、Hf、V又はZrから選ばれる1種又は2種以上を示し、xは、0≦x≦4、x+(Mの価数)×2=8を満たす数を示す。)
より具体的には、例えば、LiZr2(PO43、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO43、Li1.2Zr1.9Ca0.1(PO43、LiHf2(PO43、LiGe2(PO43、Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5(PO43が挙げられる。
The NASICON-type oxide obtained by the production method of the present invention is an oxide having a NASICON-type crystal structure, and specifically, an oxide containing no Ti represented by the following formula (1).
Li1 +xM2 ( PO4) 3 ( 1 )
(In formula (1), M is Ca, Al, Cu, Co, Fe, Ni, Ga, Cr, Sc, In, Y, La, Zn, Si, Mn, Zr, Ge, Nd, Sr, Sn, represents one or more selected from Hf, V or Zr, and x represents a number that satisfies 0≦x≦4 and x+(valence of M)×2=8.)
More specifically, for example, LiZr2 ( PO4) 3 , Li1.5Al0.5Ge1.5 ( PO4) 3 , Li1.2Zr1.9Ca0.1 ( PO4 ) 3 , LiHf2 ( PO4 ) 3 , LiGe2 ( PO4 ) 3 , Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5 ( PO4 ) 3 .

このように、本発明の製造方法によれば、結晶度が高く、粒径が有効に微細化され、かつ不純物の含有量が十分に低減された高純度のNASICON型酸化物粒子を得ることができる。したがって、優れた充放電特性を発現し得る全固体リチウムイオン二次電池用固体電解質を、簡便に製造することができる。 As described above, according to the production method of the present invention, it is possible to obtain high-purity NASICON-type oxide particles having a high degree of crystallinity, effectively miniaturized particle diameters, and sufficiently reduced content of impurities. can. Therefore, it is possible to easily produce a solid electrolyte for an all-solid lithium-ion secondary battery that can exhibit excellent charge-discharge characteristics.

こうして本発明の製造方法により得られるNASICON型酸化物粒子を固体電解質として適宜適用できるリチウムイオン二次電池としては、正極と負極と固体電解質を必須構成とするものであって、正極活物質層、固体電解質層、及び負極活物質層の順に積層配置された積層体が形成されるものであれば特に限定されない。 As a lithium-ion secondary battery to which the NASICON-type oxide particles obtained by the production method of the present invention can be appropriately applied as a solid electrolyte, a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte are essential components, and a positive electrode active material layer, There is no particular limitation as long as a laminate in which the solid electrolyte layer and the negative electrode active material layer are laminated in this order is formed.

ここで、正極活物質層については、リチウムイオン等の金属イオンを充電時には放出し、かつ放電時には吸蔵することができれば、その材料構成は特に限定されるものではなく、公知の材料構成のものを用いることができる。例えば、原料化合物を水熱反応させることにより得られる各種ポリアニオン型正極活物質からなる正極活物質層を好適に用いることができる。 Here, the positive electrode active material layer is not particularly limited in material composition as long as it can release metal ions such as lithium ions during charging and can absorb metal ions during discharging. can be used. For example, a positive electrode active material layer made of various polyanion-type positive electrode active materials obtained by hydrothermally reacting raw material compounds can be suitably used.

また、負極活物質層については、リチウムイオン等を充電時には吸蔵し、かつ放電時には放出することができれば、その材料構成は特に限定されるものではなく、公知の材料構成のものを用いることができる。例えば、原料を水熱反応させることにより得られるチタンニオブ酸化物やチタン酸ナトリウムリチウム複合酸化物からなる負極活物質層を好適に用いることができる。 In addition, regarding the negative electrode active material layer, the material configuration is not particularly limited as long as lithium ions or the like can be occluded during charging and can be released during discharging, and known material configurations can be used. . For example, a negative electrode active material layer made of titanium niobium oxide or sodium lithium titanate composite oxide obtained by hydrothermally reacting raw materials can be preferably used.

また、本発明のNASICON型酸化物粒子を用いてリチウムイオン二次電池を製造する方法としては、特に限定されず、公知の方法を使用できる。例えば、特開2017-10816号公報に記載されるように、正極活物質層、及び負極活物質層に内包される固体電解質粒子として、本発明のNASICON型酸化物粒子をリチウムイオン二次電池の固体電解質として用い、固体電解質層には、かかる固体電解質粒子以外の固体電解質を用いてもよい。 Moreover, the method for producing a lithium ion secondary battery using the NASICON-type oxide particles of the present invention is not particularly limited, and known methods can be used. For example, as described in JP-A-2017-10816, the NASICON-type oxide particles of the present invention are used as solid electrolyte particles contained in the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer of a lithium ion secondary battery. A solid electrolyte other than such solid electrolyte particles may be used for the solid electrolyte layer.

上記の構成を有するリチウムイオン二次電池の形状としては、特に制限を受けるものではなく、コイン型、円筒型,角型等種々の形状や、ラミネート外装体に封入した不定形状であってもよい。 The shape of the lithium-ion secondary battery having the above configuration is not particularly limited, and may be various shapes such as a coin shape, a cylindrical shape, a square shape, or an irregular shape enclosed in a laminated outer package. .

以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明する。なお、表中に特に示さない限り、各成分の含有量は質量%を示す。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples. In addition, unless otherwise indicated in the table, the content of each component indicates % by mass.

[製造例1](LiCoPO4正極活物質粒子の製造)
LiOH・H2Oを12.72gと水40mLを混合して、スラリー(c-1)を得た。得られたスラリー(c-1)を、25℃の温度に保持しながら3分間撹拌しつつ85質量%のH3PO4を11.53g、35mL/分で滴下し、撹拌速度400rpmで1時間撹拌することにより、Li3PO4スラリー(c-2)を得た。次に、得られたLi3PO4スラリー(c-2)全量に対し、CoSO4・7H2Oを21.08g添加して、スラリー(c-3)とした後、これをオートクレーブに投入し、170℃で1時間の水熱反応を行った。オートクレーブ内の圧力は、0.8MPaであった。生成した水熱反応物をろ過し、次いで、水熱反応物1質量部に対して12質量部の水により洗浄した。洗浄した水熱反応物を-50℃で12時間凍結乾燥して、LiCoPO4正極活物質粒子(粒子径100nm)を得た。
[Production Example 1] (Production of LiCoPO 4 positive electrode active material particles)
12.72 g of LiOH.H 2 O and 40 mL of water were mixed to obtain a slurry (c-1). 11.53 g of 85% by mass H 3 PO 4 was added dropwise to the obtained slurry (c-1) at 35 mL/min while stirring for 3 minutes while maintaining the temperature at 25° C., and the stirring rate was 400 rpm for 1 hour. A Li 3 PO 4 slurry (c-2) was obtained by stirring. Next, 21.08 g of CoSO 4 .7H 2 O was added to the total amount of Li 3 PO 4 slurry (c-2) thus obtained to obtain slurry (c-3), which was put into an autoclave. , and 170° C. for 1 hour. The pressure inside the autoclave was 0.8 MPa. The produced hydrothermal reactant was filtered and then washed with 12 parts by mass of water per 1 part by mass of the hydrothermal reactant. The washed hydrothermal reaction product was freeze-dried at −50° C. for 12 hours to obtain LiCoPO 4 positive electrode active material particles (particle size: 100 nm).

[実施例1](Li1.5Al0.5Ge1.5(PO43
水40mLにLiOH・H2O 0.32g、29質量%のNH4OH 1.76g、及びGeO2 0.79gを混合して、混合液(ax-1)1を得た。25℃における混合液(ax-1)1のpHは13.0であった。また、水20mLにAl2(SO43・16H2O 0.79g及び85質量%のH3PO4 1.73gを混合して混合液(ax-2)1を得た。
次いで、得られた混合液(ax-1)1を25℃の温度に保持しながら、撹拌速度200rpmで60分間撹拌した後、そのまま撹拌を継続している混合液(ax-1)1に、撹拌速度200rpmで5分間撹拌した混合液(ax-2)1を50mL/分で全量滴下して混合した後、さらに撹拌速度200rpmで30分間撹拌して混合液(Ax)1を得た。かかる混合液(Ax)1の25℃におけるpHは6.0、生成したリチウムリン酸塩及びアルミニウムリン酸塩の合計含有量は2質量%であった。
[Example 1 ] ( Li1.5Al0.5Ge1.5 (PO4)3 )
0.32 g of LiOH·H 2 O, 1.76 g of 29 mass % NH 4 OH, and 0.79 g of GeO 2 were mixed with 40 mL of water to obtain a mixed solution (ax-1) 1 . The pH of the mixture (ax-1) 1 at 25° C. was 13.0. Further, 20 mL of water was mixed with 0.79 g of Al 2 (SO 4 ) 3 ·16H 2 O and 1.73 g of 85% by mass of H 3 PO 4 to obtain a mixed solution (ax-2) 1 .
Next, the resulting mixed solution (ax-1) 1 was stirred at a stirring speed of 200 rpm for 60 minutes while maintaining the temperature at 25° C., and then added to the mixed solution (ax-1) 1 which was continuously stirred. After stirring the mixture (ax-2) 1 for 5 minutes at a stirring speed of 200 rpm, the total amount of the mixture (ax-2) 1 was added dropwise at 50 mL/min, and then stirred for 30 minutes at a stirring speed of 200 rpm to obtain a mixture (Ax) 1 . The mixed solution (Ax) 1 had a pH of 6.0 at 25° C., and a total content of the produced lithium phosphate and aluminum phosphate was 2 mass %.

得られた混合液(Ax)1をオートクレーブに投入し、200℃、1.7MPaでの水熱反応を1時間行った。生成した固形分を吸引ろ過し、次いで得られた固形分を固形分1質量部に対して12質量部の水で洗浄した後、80℃で12時間恒温乾燥して前駆体混合物(Bx)1を得た。X線回折法による定性分析から、得られた前駆体混合物(Bx)1中における混合物Li3PO4とAlPO4とGeO2の質量比は、1:0.2:0.4であった。
得られた前駆体混合物(Bx)1を、空気雰囲気下750℃で4時間焼成してNASICON型酸化物粒子A1を得た。得られたNASICON型酸化物粒子A1は、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO43単相であり、平均粒径は90nm、平均結晶子径は90nm、BET比表面積は26m2/gであった。
得られたNASICON型酸化物粒子A1のSEM写真を図1に、X線回折パターンを図2に示す。
The mixed liquid (Ax) 1 thus obtained was put into an autoclave and subjected to a hydrothermal reaction at 200° C. and 1.7 MPa for 1 hour. The resulting solid content was filtered by suction, and then washed with 12 parts by mass of water per 1 part by mass of the solid content. got Qualitative analysis by X-ray diffraction revealed that the mass ratio of the mixture Li 3 PO 4 , AlPO 4 and GeO 2 in the resulting precursor mixture (Bx) 1 was 1:0.2:0.4.
The resulting precursor mixture (Bx) 1 was calcined at 750° C. for 4 hours in an air atmosphere to obtain NASICON-type oxide particles A 1 . The obtained NASICON-type oxide particles A 1 had a Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 single phase, an average particle diameter of 90 nm, an average crystallite diameter of 90 nm, and a BET specific surface area of 26 m 2 /g. there were.
A SEM photograph of the obtained NASICON-type oxide particles A 1 is shown in FIG. 1, and an X-ray diffraction pattern is shown in FIG.

[実施例2](LiZr2(PO43
LiOH・H2Oの添加量を0.21gとし、GeO2を用いず、Al2(SO43・16H2Oの代わりにZr(SO4)2・4H2O 3.63gを添加した以外、実施例1と同様にしてNASICON型酸化物粒子B1を得た。得られたNASICON型酸化物粒子B1は、LiZr2(PO43単相であり、平均粒径は90nm、BET比表面積は26m2/gであった。
得られたNASICON型酸化物粒子B1のSEM写真を図3に示す。
[Example 2 ] ( LiZr2(PO4)3 )
The amount of LiOH.H 2 O added was 0.21 g, GeO 2 was not used, and 3.63 g of Zr(SO 4 ) 2 .4H 2 O was added instead of Al 2 (SO 4 ) 3 .16H 2 O. Except for this, NASICON-type oxide particles B 1 were obtained in the same manner as in Example 1. The obtained NASICON-type oxide particles B 1 had a LiZr 2 (PO 4 ) 3 single phase, an average particle diameter of 90 nm, and a BET specific surface area of 26 m 2 /g.
A SEM photograph of the obtained NASICON-type oxide particles B 1 is shown in FIG.

[実施例3](Li1.2Zr1.9Ca0.1(PO43
LiOH・H2Oの添加量を0.26gとし、GeO2を用いず、Al2(SO43・16H2Oの代わりにZr(SO4)2・4H2O 3.45g及びCa(NO3)2・4H2O 0.12gを添加した以外、実施例1と同様にしてNASICON型酸化物粒子C1を得た。得られたNASICON型酸化物粒子C1は、Li1.2Zr1.9Ca0.1(PO43単相であり、平均粒径は90nm、BET比表面積は26m2/gであった。
得られたNASICON型酸化物粒子C1のSEM写真を図4に示す。
[Example 3 ] ( Li1.2Zr1.9Ca0.1 ( PO4 ) 3 )
The amount of LiOH.H 2 O added was 0.26 g, no GeO 2 was used, and instead of Al 2 (SO 4 ) 3 .16H 2 O, 3.45 g of Zr(SO 4 ) 2 .4H 2 O and Ca( NASICON-type oxide particles C 1 were obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.12 g of NO 3 ) 2 .4H 2 O was added. The obtained NASICON-type oxide particles C 1 had a Li 1.2 Zr 1.9 Ca 0.1 (PO 4 ) 3 single phase, an average particle diameter of 90 nm, and a BET specific surface area of 26 m 2 /g.
A SEM photograph of the obtained NASICON-type oxide particles C 1 is shown in FIG.

[実施例4](LiHf2(PO43
LiOH・H2Oの添加量を0.21gとし、GeO2を用いず、Al2(SO43・16H2Oの代わりにHfCl4 3.20gを添加した以外、実施例1と同様にしてNASICON型酸化物粒子D1を得た。得られたNASICON型酸化物粒子D1は、LiHf2(PO43単相であり、平均粒径は90nm、BET比表面積は26m2/gであった。
得られたNASICON型酸化物粒子D1のSEM写真を図5に示す。
[Example 4 ] ( LiHf2 (PO4) 3 )
The procedure of Example 1 was repeated except that the amount of LiOH.H 2 O added was 0.21 g, GeO 2 was not used, and 3.20 g of HfCl 4 was added instead of Al 2 (SO 4 ) 3 .16H 2 O. NASICON type oxide particles D 1 were obtained. The obtained NASICON-type oxide particles D 1 had a LiHf 2 (PO 4 ) 3 single phase, an average particle diameter of 90 nm, and a BET specific surface area of 26 m 2 /g.
A SEM photograph of the obtained NASICON-type oxide particles D 1 is shown in FIG.

[実施例5](LiGe2(PO43
LiOH・H2Oの添加量を0.21gとし、GeO2の添加量を1.05gとした以外、実施例1と同様にしてNASICON型酸化物粒子E1を得た。得られたNASICON型酸化物粒子E1は、LiGe2(PO43単相であり、平均粒径は90nm、BET比表面積は26m2/gであった。
得られたNASICON型酸化物粒子E1のSEM写真を図6に示す。
[Example 5 ] ( LiGe2 (PO4) 3 )
NASICON-type oxide particles E 1 were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of LiOH.H 2 O added was 0.21 g and the amount of GeO 2 added was 1.05 g. The obtained NASICON-type oxide particles E 1 had a LiGe 2 (PO 4 ) 3 single phase, an average particle diameter of 90 nm, and a BET specific surface area of 26 m 2 /g.
A SEM photograph of the obtained NASICON-type oxide particles E 1 is shown in FIG.

[実施例6](Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5(PO43
Al2(SO43・16H2Oの添加量を0.63gとし、Al2(SO43・16H2OとともにCr2(SO4)3 0.20gを添加した以外、実施例1と同様にしてNASICON型酸化物粒子F1を得た。得られたNASICON型酸化物粒子F1は、Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5(PO43単相であり、平均粒径は90nm、BET比表面積は26m2/gであった。
得られたNASICON型酸化物粒子F1のSEM写真を図7に示す。
[Example 6 ] ( Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5 ( PO4 ) 3 )
Example 1 except that the amount of Al 2 (SO 4 ) 3 .16H 2 O added was 0.63 g, and 0.20 g of Cr 2 (SO 4 ) 3 was added together with Al 2 (SO 4 ) 3 .16H 2 O. NASICON-type oxide particles F 1 were obtained in the same manner as above. The obtained NASICON-type oxide particles F 1 had a Li 1.5 Al 0.4 Cr 0.1 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 single phase, an average particle diameter of 90 nm, and a BET specific surface area of 26 m 2 /g.
A SEM photograph of the obtained NASICON-type oxide particles F 1 is shown in FIG.

[比較例1](Li1.5Al0.5Ge1.5(PO43
水40mLにLiOH・H2O 0.64g及びGeO2 1.58gを混合して、混合液(az-1)2を得た。得られた混合液(az-1)2に、Al23 0.26g及び85質量%のH3PO4 3.46gを混合し、180℃で12時間恒温乾燥して前駆体混合物(Bz)2を得た。得られた前駆体混合物(Bz)2を、空気雰囲気下750℃で12時間焼成してNASICON型酸化物を得た。得られたNASICON型酸化物を、遊星ボールミルを用いて450rpmで10時間粉砕してNASICON型酸化物粒子A2を得た。得られたNASICON型酸化物粒子A2は、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO43単相であり、平均粒径は400nm、平均結晶子径は300nm、BET比表面積は8m2/gであった。
得られたNASICON型酸化物粒子A2のSEM写真を図8に、X線回折パターンを図9に示す。
[Comparative Example 1 ] ( Li1.5Al0.5Ge1.5 (PO4)3 )
0.64 g of LiOH·H 2 O and 1.58 g of GeO 2 were mixed with 40 mL of water to obtain a mixed solution (az-1) 2 . 0.26 g of Al 2 O 3 and 3.46 g of 85 mass % H 3 PO 4 were mixed with the resulting mixture (az-1) 2 and dried at a constant temperature of 180° C. for 12 hours to obtain a precursor mixture (Bz ) got 2 . The resulting precursor mixture (Bz) 2 was calcined at 750° C. for 12 hours in an air atmosphere to obtain a NASICON oxide. The resulting NASICON-type oxide was pulverized using a planetary ball mill at 450 rpm for 10 hours to obtain NASICON-type oxide particles A 2 . The obtained NASICON-type oxide particles A 2 had a Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 single phase, an average particle diameter of 400 nm, an average crystallite diameter of 300 nm, and a BET specific surface area of 8 m 2 /g. there were.
A SEM photograph of the obtained NASICON-type oxide particles A 2 is shown in FIG. 8, and an X-ray diffraction pattern is shown in FIG.

《評価試験》
実施例1~6及び比較例1で得られたNASICON型酸化物粒子A1~F1及びA2を用い、全固体リチウムイオン二次電池を作製した。
具体的には、正極に製造例1で得られたLiCoPO4正極活物質粒子を用い、正極活物質:固体電解質(質量比)を75:25の配合割合で混合した後、プレス用冶具に投入して正極活物質層とした。さらに、その層上に固体電解質粒子のみをさらに投入して固体電解質層として積層させた後、ハンドプレスを用いて16MPaで2分間プレスして、φ14mmの円盤状の正極を得た。次いで、負極としてリチウム箔を固体電解質層側に取り付けることで、全固体リチウムイオンリチウムイオン二次電池を作製した。
"Evaluation test"
Using the NASICON-type oxide particles A 1 to F 1 and A 2 obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1, all-solid lithium ion secondary batteries were produced.
Specifically, the LiCoPO4 positive electrode active material particles obtained in Production Example 1 were used for the positive electrode, and the positive electrode active material:solid electrolyte (mass ratio) was mixed at a mixing ratio of 75:25, and then put into a press jig. to form a positive electrode active material layer. Furthermore, solid electrolyte particles alone were added to the layer to form a solid electrolyte layer, which was then pressed at 16 MPa for 2 minutes using a hand press to obtain a disk-shaped positive electrode of φ14 mm. Next, by attaching a lithium foil as a negative electrode to the solid electrolyte layer side, an all-solid lithium ion lithium ion secondary battery was produced.

作製した全固体リチウムイオンリチウムイオン二次電池を用いて、充電条件を16mA/g、電圧5.0Vの定電流充電、放電条件を16mA/g、終止電圧3.5Vの定電流放電とした場合の、16mA/gにおける放電容量を求めた。なお、充放電試験は全て45℃で行った。結果を表1に示す。 When using the all-solid-state lithium ion lithium ion secondary battery produced, the charging condition is 16 mA / g, the constant current charging at a voltage of 5.0 V, and the discharging condition is 16 mA / g, the constant current discharging at the final voltage of 3.5 V. , the discharge capacity at 16 mA/g was determined. All charge/discharge tests were conducted at 45°C. Table 1 shows the results.

Figure 0007189006000001
Figure 0007189006000001

上記結果より、実施例1の製造方法で得られたNASICON型酸化物粒子は、比較例1の製造方法で得られたNASICON型酸化物粒子に比して、優れた放電容量を示すことがわかる。これは、図1及び図2からも分かるとおり、実施例1の製造方法で得られたNASICON型酸化物粒子が結晶度の高い微粒子であることによるものと考えられる。 From the above results, it can be seen that the NASICON-type oxide particles obtained by the production method of Example 1 exhibit superior discharge capacity compared to the NASICON-type oxide particles obtained by the production method of Comparative Example 1. . As can be seen from FIGS. 1 and 2, this is probably because the NASICON-type oxide particles obtained by the production method of Example 1 are fine particles with a high degree of crystallinity.

Claims (8)

次の工程(Ix)~(IIIx):
(Ix)リチウム化合物、リン酸化合物及び金属(M)化合物(Mは、Ca、Al、Cu、Co、Fe、Ni、Ga、Cr、Sc、In、Y、La、Zn、Si、Mn、Zr、Ge、Nd、Sr、Sn、Hf、V又はZrを示す)からなる原料化合物の全てと、水とを混合して、25℃におけるpHが5~9である混合液を調製する工程
(IIx)得られた混合液を100℃以上の水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄し、次いで乾燥して、前駆体混合物を得る工程
(IIIx)得られた前駆体混合物を400℃~1000℃で焼成する工程
を備える、下記式(1)で表されるリチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法
Li 1+x 2 (PO 4 3 ・・・(1)
(式(1)中、Mは、金属(M)化合物におけるMと同義であり、xは、0≦x≦4、x+(Mの価数)×2=8を満たす数を示す。)
Following steps (Ix) to (IIIx):
(Ix) lithium compounds, phosphate compounds and metal (M) compounds (M is Ca, Al, Cu, Co, Fe, Ni, Ga, Cr, Sc, In, Y, La, Zn, Si, Mn, Zr A step (IIx ) After subjecting the obtained mixture to a hydrothermal reaction at 100 ° C. or higher, the hydrothermal reaction product is washed and then dried to obtain a precursor mixture. A method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a lithium-ion secondary battery represented by the following formula (1), comprising a step of firing at ℃ ~ 1000 ℃
Li1 +xM2 ( PO4 ) 3 ( 1 )
(In Formula (1), M has the same meaning as M in a metal (M) compound, and x represents a number that satisfies 0≦x≦4 and x+(valence of M)×2=8) .
次の工程(Iy)~(IIIy):
(Iy)リチウム化合物、リン酸化合物及び金属(M)化合物(Mは、Ca、Al、Cu、Co、Fe、Ni、Ga、Cr、Sc、In、Y、La、Zn、Si、Mn、Zr、Ge、Nd、Sr、Sn、Hf、V又はZrを示す)からなる原料化合物の一部と、水とを混合して、25℃におけるpHが5~9である混合液を調製する工程
(IIy)得られた混合液を100℃以上の水熱反応に付した後、水熱反応生成物を洗浄し、次いで原料化合物の残部を添加及び混合した後に乾燥して、前駆体混合物を得る工程
(IIIy)得られた前駆体混合物を400℃~1000℃で焼成する工程
を備える、下記式(1)で表されるリチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法
Li 1+x 2 (PO 4 3 ・・・(1)
(式(1)中、Mは、金属(M)化合物におけるMと同義であり、xは、0≦x≦4、x+(Mの価数)×2=8を満たす数を示す。)
Following steps (Iy) to (IIIy):
(Iy) lithium compounds, phosphate compounds and metal (M) compounds (M is Ca, Al, Cu, Co, Fe, Ni, Ga, Cr, Sc, In, Y, La, Zn, Si, Mn, Zr , Ge, Nd, Sr, Sn, Hf, V or Zr) with water to prepare a mixed solution having a pH of 5 to 9 at 25 ° C. ( IIy) A step of subjecting the resulting mixture to a hydrothermal reaction at 100° C. or higher, washing the hydrothermal reaction product, then adding and mixing the rest of the raw material compounds and drying to obtain a precursor mixture. (IIIy) A method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a lithium ion secondary battery represented by the following formula (1), comprising a step of firing the obtained precursor mixture at 400°C to 1000°C.
Li1 +xM2 ( PO4 ) 3 ( 1 )
(In Formula (1), M has the same meaning as M in a metal (M) compound, and x represents a number that satisfies 0≦x≦4 and x+(valence of M)×2=8) .
原料化合物として用いる金属(M)化合物が、ハロゲン化物、硫酸塩、有機酸塩、水酸化物、塩化物、硫化物、酸化物、又はこれらの水和物である、請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法。 3. The metal (M) compound used as the raw material compound is a halide, sulfate, organic acid salt, hydroxide, chloride, sulfide, oxide, or hydrate thereof, according to claim 1 or 2. A method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a lithium-ion secondary battery. 工程(IIx)又は工程(IIy)において水熱反応生成物を洗浄するにあたり、水熱反応生成物の乾燥質量1質量部に対して5質量部~50質量部の水を用いる、請求項1~3のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法。 Claims 1 to 5, wherein 5 parts by mass to 50 parts by mass of water is used with respect to 1 part by mass of the dry mass of the hydrothermal reaction product when washing the hydrothermal reaction product in step (IIx) or step (IIy). 4. The method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a lithium ion secondary battery according to any one of 3. 工程(IIIx)又は工程(IIIy)における焼成を、大気雰囲気下、不活性ガス雰囲気下又は還元条件下で行う、請求項1~4のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法。 The solid electrolyte for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the firing in step (IIIx) or step (IIIy) is performed under an air atmosphere, an inert gas atmosphere, or reducing conditions. Method for producing NASICON-type oxide particles for use. 工程(Ix)が、リチウム化合物、金属(M)化合物及び水を含有し、かつリチウム化合物及び金属(M)化合物のモル比(Li:M)が1:2~2:1である混合液(ax-1)と、リン酸化合物及び水を含有し、かつ水100質量部に対するリン酸化合物の含有量が3質量部~20質量部である混合液(ax-2)とを調製した後、混合液(ax-1)と混合液(ax-2)とを混合して混合液を調製する工程である請求項1又は3~5のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法。Step (Ix) is a mixed solution containing a lithium compound, a metal (M) compound and water, and wherein the molar ratio (Li:M) of the lithium compound and the metal (M) compound is 1:2 to 2:1 ( After preparing ax-1) and a mixed solution (ax-2) containing a phosphoric acid compound and water and having a phosphoric acid compound content of 3 parts by mass to 20 parts by mass relative to 100 parts by mass of water, The solid state of the lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 or 3 to 5, which is a step of mixing the mixed solution (ax-1) and the mixed solution (ax-2) to prepare a mixed solution. A method for producing NASICON-type oxide particles for electrolytes. 混合液(ax-1)と混合液(ax-2)とを混合するにあたり、混合液(ax-1)と混合液(ax-2)との質量比((ax-1):(ax-2))が20:1~1:4である請求項6に記載のリチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法。In mixing the liquid mixture (ax-1) and the liquid mixture (ax-2), the mass ratio of the liquid mixture (ax-1) and the liquid mixture (ax-2) ((ax-1):(ax- 7. The method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a lithium ion secondary battery according to claim 6, wherein 2)) is 20:1 to 1:4. 工程(IIy)で得られる前駆体混合物中におけるリチウム量と金属(M)量とのモル比(Li:M)が、1.01:0.01~1.7:0.7である請求項2~5のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の固体電解質用NASICON型酸化物粒子の製造方法。The molar ratio (Li:M) of the amount of lithium and the amount of metal (M) in the precursor mixture obtained in step (IIy) is 1.01:0.01 to 1.7:0.7. 6. A method for producing NASICON-type oxide particles for a solid electrolyte of a lithium ion secondary battery according to any one of 2 to 5.
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