JP7315418B2 - Method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles - Google Patents

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Description

本発明は、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles.

近年、家庭電器においてポータブル化、コードレス化が急速に進むに従い、ラップトップ型パソコン、携帯電話、ビデオカメラ等の小型電子機器の電源としてリチウムイオン二次電池が実用化されている。このリチウムイオン二次電池については、1980年に水島等によりコバルト酸リチウムがリチウムイオン二次電池の正極活物質として有用であるとの報告がなされて以来、リチウム系複合酸化物に関する研究開発が活発に進められており、これまで多くの提案がなされている。 2. Description of the Related Art In recent years, as home appliances have rapidly become portable and cordless, lithium ion secondary batteries have been put to practical use as power sources for small electronic devices such as laptop computers, mobile phones, and video cameras. Since Mizushima et al. reported in 1980 that lithium cobalt oxide is useful as a positive electrode active material for lithium ion secondary batteries, research and development on lithium-based composite oxides have been actively promoted, and many proposals have been made.

しかしながら、コバルト酸リチウムを用いたリチウム二次電池にはコバルト原子の溶出等によるサイクル特性の劣化と言う問題がある。 However, a lithium secondary battery using lithium cobalt oxide has a problem of deterioration of cycle characteristics due to elution of cobalt atoms and the like.

下記特許文献1には、コバルト酸リチウムの粒子表面におけるチタンの存在割合が20%以上であるリチウムコバルト系複合酸化物を正極活物質とするリチウム二次電池が提案されている。また、下記特許文献2には、Ti原子を0.20~2.00重量%含有するリチウム遷移金属複合酸化物からなるリチウム二次電池用正極活物質であって、前記Ti原子はリチウム遷移金属複合酸化物の粒子表面から深さ方向に存在し、且つ粒子表面で最大となる濃度勾配を有するリチウムコバルト系複合酸化物を正極活物質とすることが提案されている。また、下記特許文献3及び下記特許文献4には、Sr原子とTi原子を含有するリチウムコバルト系複合酸化物を正極活物質とすることが提案されている。 Patent Literature 1 below proposes a lithium secondary battery in which a lithium cobalt-based composite oxide in which the proportion of titanium present on the particle surfaces of lithium cobaltate is 20% or more is used as a positive electrode active material. In addition, Patent Document 2 below proposes a positive electrode active material for a lithium secondary battery comprising a lithium transition metal composite oxide containing 0.20 to 2.00% by weight of Ti atoms, wherein the Ti atoms are present in the depth direction from the particle surface of the lithium transition metal composite oxide, and a lithium cobalt-based composite oxide having a maximum concentration gradient on the particle surface is used as the positive electrode active material. Patent Documents 3 and 4 below propose that a lithium-cobalt-based composite oxide containing Sr atoms and Ti atoms be used as a positive electrode active material.

特開2005-123111号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-123111 国際公開WO2011/043296号パンフレットInternational publication WO2011/043296 pamphlet 特開2013-182758号公報JP 2013-182758 A 特開2013-182757号公報JP 2013-182757 A

近年、リチウムイオン電池のさらなるエネルギー密度向上が求められている。その手段の一つとして、電池の充電終止電圧を上げるなどの高電圧化が挙げられる。しかしながら、これらの従来技術の方法であっても、高電圧下で充放電圧を繰り返すとサイクル特性が劣化するという問題がある。 In recent years, there has been a demand for further improvement in the energy density of lithium-ion batteries. One of the means for achieving this is to increase the voltage, such as increasing the end-of-charge voltage of the battery. However, even with these prior art methods, there is a problem that cycle characteristics deteriorate when charging and discharging voltages are repeated under a high voltage.

従って、本発明の目的は、リチウム二次電池の正極活物質として用いたときに、高電圧下でのサイクル特性及びエネルギー密度維持率を高くすることができる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles that can improve cycle characteristics and energy density retention rate under high voltage when used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries.

本発明は、上記実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、(1)リチウムコバルト系複合酸化物の粒子表面に、チタンキレート化合物を付着させた後に、加熱処理を行うことにより得られる、粒子表面にチタン含有化合物が付着した改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、正極活物質として用いることにより、リチウム二次電池の高電圧下でのサイクル特性及びエネルギー密度維持率が高くなること、及び(2)チタンキレート化合物を用いて生成させたチタン含有化合物に加え、Mg含有化合物を粒子表面に付着させた改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、正極活物質として用いることにより、リチウム二次電池の高電圧下でのサイクル特性及びエネルギー密度維持率がいっそう高くなること等を見出し、本発明を完成するに到った。 As a result of intensive research in view of the above circumstances, the present invention has found that (1) the use of modified lithium cobalt composite oxide particles having a titanium-containing compound adhered to the particle surface, which is obtained by applying a heat treatment after adhering a titanium chelate compound to the particle surface of a lithium cobalt composite oxide, as a positive electrode active material increases the cycle characteristics and energy density retention rate of a lithium secondary battery under high voltage, and (2) containing Mg in addition to the titanium-containing compound produced using the titanium chelate compound. The inventors have found that the use of modified lithium-cobalt-based composite oxide particles, in which a compound is attached to the particle surface, as a positive electrode active material further enhances the cycle characteristics and energy density retention rate of lithium secondary batteries under high voltage conditions, and have completed the present invention.

すなわち、本発明(1)は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、チタンキレート化合物を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を得る工程(A1)を有し、前記加熱処理の温度が600~1000℃であり、前記チタンキレート化合物が下記一般式(1)で表されるチタンキレート化合物であることを特徴とする改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供するものである。
一般式(1):
Ti(R (1)
(式中、R は、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アミノ基又はホスフィン類を示し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。Lはヒドロキシカルボン酸に由来する基を表し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。mは0以上3以下の数を示し、nは1以上3以下の数を示し、m+nは3~6である。)
That is, the present invention (1) provides a process (A1) for obtaining modified lithium cobalt composite oxide particles (a1) by bringing lithium cobalt composite oxide particles into contact with a surface treatment liquid containing a titanium chelate compound, followed by heat treatment, wherein the temperature of the heat treatment is 600 to 1000° C., and the titanium chelate compound is a titanium chelate compound represented by the following general formula (1).
General formula (1):
Ti(R 1 ) m L n (1)
(In the formula, R 1 represents an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, or a phosphine, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. L represents a group derived from hydroxycarboxylic acid, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. m represents a number of 0 or more and 3 or less, n represents a number of 1 or more and 3 or less, and m+n is 3 to 6.)

また、本発明(2)は、更に、前記工程(A1)を行い得られる前記改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a2)を得る工程(A2)を有することを特徴とする(1)の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供するものである。 The present invention (2) further provides the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of (1), comprising a step (A2) of obtaining modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a2) by bringing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) obtained by performing the step (A1) into contact with a surface treatment liquid containing a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, followed by heat treatment.

また、本発明(3)は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)を得る工程(B1)と、
該Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)を、チタンキレート化合物を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b2)を得る工程(B2)と、
を有し、前記工程(B2)の加熱処理の温度が600~1000℃であり、前記チタンキレート化合物が下記一般式(1)で表されるチタンキレート化合物であることを特徴とする改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供するものである。
一般式(1):
Ti(R (1)
(式中、R は、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アミノ基又はホスフィン類を示し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。Lはヒドロキシカルボン酸に由来する基を表し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。mは0以上3以下の数を示し、nは1以上3以下の数を示し、m+nは3~6である。)
Further, the present invention (3) includes a step (B1) of obtaining lithium cobalt-based composite oxide particles (b1) by contacting the lithium-cobalt-based composite oxide particles with a surface treatment liquid containing a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound and then heat-treating the particles;
A step (B2) of obtaining modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (b2) by bringing the Mg-containing compound-attached lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1) into contact with a surface treatment liquid containing a titanium chelate compound, followed by heat treatment;
, the temperature of the heat treatment in the step (B2) is 600 to 1000° C., and the titanium chelate compound is a titanium chelate compound represented by the following general formula (1).
General formula (1):
Ti(R 1 ) m L n (1)
(In the formula, R 1 represents an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, or a phosphine, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. L represents a group derived from hydroxycarboxylic acid, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. m represents a number of 0 or more and 3 or less, n represents a number of 1 or more and 3 or less, and m+n is 3 to 6.)

また、本発明(4)は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、チタンキレート化合物と、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体と、を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(c1)を得る工程(C)を有し、前記加熱処理の温度が600~1000℃であり、前記チタンキレート化合物が下記一般式(1)で表されるチタンキレート化合物であることを特徴とする改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供するものである。
一般式(1):
Ti(R (1)
(式中、R は、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アミノ基又はホスフィン類を示し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。Lはヒドロキシカルボン酸に由来する基を表し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。mは0以上3以下の数を示し、nは1以上3以下の数を示し、m+nは3~6である。)
Further, the present invention (4) comprises a step (C) of obtaining modified lithium cobalt composite oxide particles (c1) by contacting the lithium cobalt composite oxide particles with a surface treatment liquid containing a titanium chelate compound and a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, followed by heat treatment, wherein the temperature of the heat treatment is 600 to 1000° C., and the titanium chelate compound is a titanium chelate compound represented by the following general formula (1): A method for producing composite oxide particles is provided.
General formula (1):
Ti(R 1 ) m L n (1)
(In the formula, R 1 represents an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, or a phosphine, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. L represents a group derived from hydroxycarboxylic acid, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. m represents a number of 0 or more and 3 or less, n represents a number of 1 or more and 3 or less, and m+n is 3 to 6.)

また、本発明()は、前記工程(A2)の加熱処理温度が、400~1000℃であることを特徴とする()の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供するものである。 The present invention ( 5 ) also provides the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to ( 2 ), wherein the heat treatment temperature in step (A2) is 400 to 1000°C.

また、本発明()は、前記工程(B1)の加熱処理温度が、400~1000℃であることを特徴とする(3)の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供するものである。 The present invention ( 6 ) also provides the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to (3), wherein the heat treatment temperature in step (B1) is 400 to 1000°C.

また、本発明()は、前記リチウムコバルト系複合酸化物粒子が、Li、Co及びO以外に、M元素(Mは、Mg、Al、Ti、Zr、Cu、Fe、Sr、Ca、V、Mo、Bi、Nb、Si、Zn、Ga、Ge、Sn、Ba、W、Na、K、Ni又はMnである。)のうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする(1)~()の何れかの改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供するものである。 The present invention ( 7 ) is characterized in that the lithium-cobalt-based composite oxide particles contain, in addition to Li, Co and O, one or more of M elements (M is Mg, Al, Ti, Zr, Cu, Fe, Sr, Ca, V, Mo, Bi, Nb, Si, Zn, Ga, Ge, Sn, Ba, W, Na, K, Ni or Mn). The present invention provides a method for producing such modified lithium-cobalt-based composite oxide particles.

また、本発明()は、前記M元素が、Ti、Mg及びCaから選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする()の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供するものである。 In addition, the present invention ( 8 ) provides the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to ( 7 ), wherein the M element is one or more selected from Ti, Mg and Ca.

本発明によれば、リチウム二次電池の正極活物質として用いたときに、高電圧下でのサイクル特性及びエネルギー密度維持率を高くすることができる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles that can improve cycle characteristics and energy density retention rate under high voltage when used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、チタンキレート化合物を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を得る工程(A1)を有することを特徴とする改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法である。 A method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to the first embodiment of the present invention is a method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles, comprising a step (A1) of obtaining modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) by contacting the lithium-cobalt-based composite oxide particles with a surface treatment liquid containing a titanium chelate compound, followed by heat treatment.

工程(A1)は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子(工程(A1)の被表面処理粒子)を、チタンキレート化合物を含む表面処理液(a1)に接触させた後、加熱処理(加熱処理(a1))することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を得る工程である。 Step (A1) is a step of bringing lithium cobalt composite oxide particles (particles to be surface-treated in step (A1)) into contact with a surface treatment liquid (a1) containing a titanium chelate compound, followed by heat treatment (heat treatment (a1)) to obtain modified lithium cobalt composite oxide particles (a1).

工程(A1)では、先ず、リチウムコバルト系複合酸化物粒子を表面処理液(a1)に接触させる。工程(A1)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(a1)の接触を、例えば、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(a1)とを混合処理することにより行うことができる。 In the step (A1), first, the lithium-cobalt-based composite oxide particles are brought into contact with the surface treatment liquid (a1). In the step (A1), the lithium-cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (a1) are brought into contact with each other, for example, by mixing the lithium-cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (a1).

工程(A1)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(a1)を接触させた後、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(a1)の混合物を乾燥させて、表面処理液(a1)中の溶媒の一部又は全部を除去する。該混合物の乾燥においては、噴霧乾燥装置、ロータリーエバポレーター、流動層乾燥コーティング装置、振動乾燥装置等を用いて、該混合物の全量乾燥を行ってもよい。 In step (A1), the lithium cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (a1) are brought into contact with each other, and then the mixture of the lithium cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (a1) is dried to remove part or all of the solvent in the surface treatment liquid (a1). In drying the mixture, the entire amount of the mixture may be dried using a spray dryer, a rotary evaporator, a fluid bed drying coating apparatus, a vibration drying apparatus, or the like.

工程(A1)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(a1)を接触させて、乾燥させた後、400~1000℃、好ましくは600~900℃で加熱処理(a1)する。加熱処理を行うことにより、表面処理液(a1)中のチタンキレート化合物は、酸化分解して、Ti含有化合物となり、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に強固に付着する。 In the step (A1), the lithium-cobalt-based composite oxide particles are brought into contact with the surface treatment liquid (a1), dried, and then heat-treated at 400 to 1000°C, preferably 600 to 900°C (a1). By carrying out the heat treatment, the titanium chelate compound in the surface treatment liquid (a1) is oxidatively decomposed into a Ti-containing compound, which strongly adheres to the surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles.

このようにして、本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法では、工程(A1)を行うことにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)として、粒子表面の少なくとも一部にTi含有化合物が付着しているリチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を得る。工程(A1)を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)、すなわち、Ti含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)は、リチウム二次電池用正極活物質として好適に用いられる。 Thus, in the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first embodiment of the present invention, lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) having a Ti-containing compound attached to at least part of the particle surface are obtained as modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) by performing the step (A1). The modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) obtained by performing the step (A1), that is, the Ti-containing compound-attached lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) are suitably used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法は、更に、工程(A1)を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)、すなわち、Ti含有化合物が表面に付着しているリチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液(a2)に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a2)を得る工程(A2)を有することができる。 The method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first embodiment of the present invention may further comprise a step (A2) of obtaining modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a2) by bringing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) obtained by performing the step (A1), that is, the lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) having a Ti-containing compound attached to the surface thereof, into a surface treatment liquid (a2) containing a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, followed by heat treatment. I can.

工程(A2)は、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)(工程(A2)の被表面処理粒子)を表面処理液(a2)に接触させた後、加熱処理(加熱処理(a2))することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a2)を得る工程である。 The step (A2) is a step of bringing the modified lithium cobalt composite oxide particles (a1) (particles to be surface-treated in step (A2)) into contact with the surface treatment liquid (a2), followed by heat treatment (heat treatment (a2)) to obtain modified lithium cobalt composite oxide particles (a2).

工程(A2)では、先ず、Ti含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を表面処理液(a2)に接触させる。工程(A2)では、Ti含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a2)と表面処理液(a2)の接触を、例えば、Ti含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)と表面処理液(a2)とを混合処理することにより行うことができる。 In step (A2), first, the Ti-containing compound-attached lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) are brought into contact with the surface treatment liquid (a2). In the step (A2), the Ti-containing compound-attached lithium cobalt-based composite oxide particles (a2) and the surface treatment liquid (a2) are brought into contact with each other, for example, by mixing the Ti-containing compound-attached lithium cobalt-based composite oxide particles (a1) and the surface treatment liquid (a2).

工程(A2)では、Ti含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を表面処理液(a2)接触させた後、Ti含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)と表面処理液(a2)の混合物を乾燥させて、表面処理液(a2)中の溶媒の一部又は全部を除去する。該混合物の乾燥においては、噴霧乾燥装置、ロータリーエバポレーター、流動層乾燥コーティング装置、振動乾燥装置等を用いて、該混合物の全量乾燥を行ってもよい。 In step (A2), the Ti-containing compound-attached lithium cobalt-based composite oxide particles (a1) are brought into contact with the surface treatment liquid (a2), and then the Ti-containing compound-attached lithium cobalt-based composite oxide particles (a1) and the surface treatment liquid (a2) are dried to remove part or all of the solvent in the surface treatment liquid (a2). In drying the mixture, the entire amount of the mixture may be dried using a spray dryer, a rotary evaporator, a fluid bed drying coating apparatus, a vibration drying apparatus, or the like.

工程(A2)では、Ti含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)と表面処理液(a2)を接触させて、乾燥させた後、400~1000℃、好ましくは600~900℃で加熱処理(a2)する。加熱処理を行うことにより、表面処理液(a2)中のMg含有化合物は、Ti含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)の表面に強固に付着し、また、Mg含有化合物の前駆体は、酸化分解して、Mg含有化合物となり、Ti含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)の表面に強固に付着する。 In the step (A2), the Ti-containing compound-attached lithium cobalt-based composite oxide particles (a1) and the surface treatment liquid (a2) are brought into contact with each other, dried, and then heated at 400 to 1000°C, preferably 600 to 900°C (a2). By performing the heat treatment, the Mg-containing compound in the surface treatment liquid (a2) strongly adheres to the surface of the Ti-containing compound-attached lithium cobalt-based composite oxide particles (a1), and the precursor of the Mg-containing compound is oxidatively decomposed to become a Mg-containing compound, which strongly adheres to the surface of the Ti-containing compound-attached lithium cobalt-based composite oxide particles (a1).

このようにして、工程(A2)を行うことにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a2)として、粒子表面の少なくとも一部にTi含有化合物及びMg含有化合物が付着しているリチウムコバルト系複合酸化物粒子(a2)を得る。工程(A2)を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a2)、すなわち、Ti含有化合物及びMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a2)は、リチウム二次電池用正極活物質として好適に用いられる。 By performing the step (A2) in this way, the lithium cobalt-based composite oxide particles (a2) having the Ti-containing compound and the Mg-containing compound attached to at least a part of the particle surface are obtained as the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a2). The modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a2) obtained by performing the step (A2), that is, the lithium-cobalt-based composite oxide particles (a2) attached with the Ti-containing compound and the Mg-containing compound are suitably used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries.

本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物の製造方法は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)を得る工程(B1)と、
該Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)を、チタンキレート化合物を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b2)を得る工程(B2)と、
を有することを特徴とする改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法である。
The method for producing a modified lithium-cobalt-based composite oxide according to the second aspect of the present invention includes a step (B1) of bringing lithium-cobalt-based composite oxide particles into contact with a surface treatment liquid containing a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, followed by heat treatment to obtain lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1) attached to the Mg-containing compound;
A step (B2) of obtaining modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (b2) by bringing the Mg-containing compound-attached lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1) into contact with a surface treatment liquid containing a titanium chelate compound, followed by heat treatment;
A method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles characterized by having

工程(B1)は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子(工程(B1)の被表面処理粒子)を、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液(b1)に接触させた後、加熱処理(加熱処理(b1))することにより、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)を得る工程である。 Step (B1) is a step of bringing lithium-cobalt-based composite oxide particles (particles to be surface-treated in step (B1)) into contact with a surface treatment liquid (b1) containing a Mg-containing compound or a precursor of a Mg-containing compound, followed by heat treatment (heat treatment (b1)) to obtain Mg-containing compound-attached lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1).

工程(B1)では、先ず、リチウムコバルト系複合酸化物粒子を表面処理液(b1)に接触させる。工程(B1)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(b1)の接触を、例えば、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(b1)とを混合処理することにより行うことができる。 In the step (B1), first, the lithium-cobalt composite oxide particles are brought into contact with the surface treatment liquid (b1). In the step (B1), the lithium-cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (b1) are brought into contact with each other, for example, by mixing the lithium-cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (b1).

工程(B1)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(b1)を接触させた後、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(b1)の混合物を乾燥させて、表面処理液(b1)中の溶媒の一部又は全部を除去する。該混合物の乾燥においては、噴霧乾燥装置、ロータリーエバポレーター、流動層乾燥コーティング装置、振動乾燥装置等を用いて、該混合物の全量乾燥を行ってもよい。 In step (B1), after the lithium cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (b1) are brought into contact, the mixture of the lithium cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (b1) is dried to remove part or all of the solvent in the surface treatment liquid (b1). In drying the mixture, the entire amount of the mixture may be dried using a spray dryer, a rotary evaporator, a fluid bed drying coating apparatus, a vibration drying apparatus, or the like.

工程(B1)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(b1)を接触させて、乾燥させた後、400~1000℃、好ましくは600~900℃で加熱処理(b1)する。加熱処理を行うことにより、表面処理液(b1)中のMg含有化合物は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に強固に付着し、また、Mg含有化合物前駆体は、酸化分解して、Mg含有化合物となり、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に強固に付着する。 In the step (B1), the lithium-cobalt-based composite oxide particles are brought into contact with the surface treatment liquid (b1), dried, and then heat-treated at 400 to 1000°C, preferably 600 to 900°C (b1). By performing the heat treatment, the Mg-containing compound in the surface treatment liquid (b1) strongly adheres to the surfaces of the lithium-cobalt-based composite oxide particles, and the Mg-containing compound precursor is oxidatively decomposed to become a Mg-containing compound, which strongly adheres to the surfaces of the lithium-cobalt-based composite oxide particles.

このようにして、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物の製造方法では、工程(B1)を行うことにより、粒子表面の少なくとも一部にMg含有化合物が付着しているリチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)を得る。 Thus, in the method for producing a modified lithium-cobalt-based composite oxide according to the second aspect of the present invention, step (B1) is performed to obtain lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1) having a Mg-containing compound attached to at least a portion of the particle surface.

工程(B2)は、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)(工程(B2)の被表面処理粒子)を、チタンキレート化合物を含む表面処理液(b2)に接触させた後、加熱処理(加熱処理(b2))することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b2)を得る工程である。 The step (B2) is a step of bringing the Mg-containing compound-attached lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1) (particles to be surface-treated in step (B2)) into contact with a surface treatment liquid (b2) containing a titanium chelate compound, followed by heat treatment (heat treatment (b2)) to obtain modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (b2).

工程(B2)では、先ず、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)を表面処理液(b2)に接触させる。工程(B2)では、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)と表面処理液(b2)の接触を、例えば、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)と表面処理液(b2)とを混合処理することにより行うことができる。 In the step (B2), first, the Mg-containing compound-deposited lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1) are brought into contact with the surface treatment liquid (b2). In the step (B2), the Mg-containing compound-deposited lithium cobalt-based composite oxide particles (b1) and the surface treatment liquid (b2) are contacted, for example, by mixing the Mg-containing compound-deposited lithium cobalt-based composite oxide particles (b1) and the surface treatment liquid (b2).

工程(B2)では、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)に表面処理液(b2)を接触させた後、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)と表面処理液(b2)の混合物を乾燥させて、表面処理液(b2)中の溶媒の一部又は全部を除去する。該混合物の乾燥においては、噴霧乾燥装置、ロータリーエバポレーター、流動層乾燥コーティング装置、振動乾燥装置等を用いて、該混合物の全量乾燥を行ってもよい。 In the step (B2), the Mg-containing compound-deposited lithium cobalt-based composite oxide particles (b1) are brought into contact with the surface treatment liquid (b2), and then the mixture of the Mg-containing compound-deposited lithium cobalt-based composite oxide particles (b1) and the surface treatment liquid (b2) is dried to remove part or all of the solvent in the surface treatment liquid (b2). In drying the mixture, the entire amount of the mixture may be dried using a spray dryer, a rotary evaporator, a fluid bed drying coating apparatus, a vibration drying apparatus, or the like.

工程(B2)では、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)と表面処理液(b2)を接触させて、乾燥させた後、400~1000℃、好ましくは600~900℃で加熱処理(b2)する。加熱処理を行うことにより、表面処理液(b2)中のチタンキレート化合物は、酸化分解して、Ti含有化合物となり、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)の表面に強固に付着する。 In the step (B2), the Mg-containing compound-deposited lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1) and the surface treatment liquid (b2) are brought into contact with each other, dried, and then heated at 400 to 1000°C, preferably 600 to 900°C (b2). By performing the heat treatment, the titanium chelate compound in the surface treatment liquid (b2) is oxidatively decomposed to become a Ti-containing compound, which strongly adheres to the surfaces of the Mg-containing compound-deposited lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1).

このようにして、工程(B2)を行うことにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b2)として、粒子表面の少なくとも一部にTi含有化合物及びMg含有化合物が付着しているリチウムコバルト系複合酸化物粒子(b2)を得る。工程(B2)を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b2)、すなわち、Ti含有化合物及びMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b2)は、リチウム二次電池用正極活物質として好適に用いられる。 By performing the step (B2) in this way, the lithium cobalt-based composite oxide particles (b2) having the Ti-containing compound and the Mg-containing compound attached to at least a part of the particle surface are obtained as the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (b2). The modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (b2) obtained by performing the step (B2), that is, the lithium-cobalt-based composite oxide particles (b2) attached with the Ti-containing compound and the Mg-containing compound are suitably used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries.

本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、チタンキレート化合物と、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体と、を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(c1)を得る工程(C)を有することを特徴とする改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法である。 A method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to a third aspect of the present invention is a method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles, comprising a step (C) of obtaining modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (c1) by contacting the lithium-cobalt-based composite oxide particles with a surface treatment liquid containing a titanium chelate compound and a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, followed by heat treatment.

工程(C)は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子(工程(C)の被表面処理粒子)を、チタンキレート化合物と、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体と、を含む表面処理液(c1)に接触させた後、加熱処理(加熱処理(c1))することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(c1)を得る工程である。 The step (C) is a step of bringing the lithium-cobalt-based composite oxide particles (the particles to be surface-treated in the step (C)) into contact with a surface treatment liquid (c1) containing a titanium chelate compound and a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, followed by heat treatment (heat treatment (c1)) to obtain modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (c1).

工程(C)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子を表面処理液(c1)に接触させる。工程(C)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(c1)の接触を、例えば、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(c1)とを混合処理することにより行うことができる。 In step (C), the lithium-cobalt-based composite oxide particles are brought into contact with the surface treatment liquid (c1). In the step (C), the lithium-cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (c1) are brought into contact with each other, for example, by mixing the lithium-cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (c1).

工程(C)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(c1)を接触させた後、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(c1)の混合物を乾燥させて、表面処理液(c1)中の溶媒の一部又は全部を除去する。該混合物の乾燥においては、噴霧乾燥装置、ロータリーエバポレーター、流動層乾燥コーティング装置、振動乾燥装置等を用いて、該混合物の全量乾燥を行ってもよい。 In step (C), the lithium cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (c1) are brought into contact with each other, and then the mixture of the lithium cobalt-based composite oxide particles and the surface treatment liquid (c1) is dried to remove part or all of the solvent in the surface treatment liquid (c1). In drying the mixture, the entire amount of the mixture may be dried using a spray dryer, a rotary evaporator, a fluid bed drying coating apparatus, a vibration drying apparatus, or the like.

工程(C)では、リチウムコバルト系複合酸化物粒子と表面処理液(c1)を接触させて、乾燥させた後、400~1000℃、好ましくは600~900℃で加熱処理(c1)する。加熱処理を行うことにより、表面処理液(c1)中のMg含有化合物は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に強固に付着し、また、Mg化合物前駆体は、酸化分解して、Mg含有化合物となり、また、チタンキレート化合物は、酸化分解して、Ti含有化合物となり、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に強固に付着する。 In the step (C), the lithium-cobalt-based composite oxide particles are brought into contact with the surface treatment liquid (c1), dried, and then subjected to heat treatment (c1) at 400 to 1000°C, preferably 600 to 900°C. By performing the heat treatment, the Mg-containing compound in the surface treatment liquid (c1) strongly adheres to the surfaces of the lithium-cobalt-based composite oxide particles, the Mg-compound precursor is oxidatively decomposed to become a Mg-containing compound, and the titanium chelate compound is oxidatively decomposed to become a Ti-containing compound, and is strongly adhered to the surfaces of the lithium-cobalt-based composite oxide particles.

このようにして、本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物の製造方法では、工程(C)を行うことにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(c1)として、粒子表面の少なくとも一部にTi含有化合物及びMg含有化合物が付着しているリチウムコバルト系複合酸化物粒子(c1)を得る。工程(C)を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(c1)、すなわち、Ti含有化合物及びMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(c1)は、リチウム二次電池用正極活物質として好適に用いられる。 Thus, in the method for producing a modified lithium-cobalt-based composite oxide according to the third embodiment of the present invention, step (C) is performed to obtain lithium-cobalt-based composite oxide particles (c1) having a Ti-containing compound and a Mg-containing compound attached to at least part of the particle surface as modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (c1). The modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (c1) obtained by performing the step (C), i.e., the lithium-cobalt-based composite oxide particles (c1) with the Ti-containing compound and the Mg-containing compound attached thereto, are suitably used as a positive electrode active material for lithium secondary batteries.

なお、本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法において、被表面処理粒子と表面処理液との混合処理により得られる混合物は、粉末状、ペースト状、又はスラリー状であってもよい。該混合物が粉末状、ペースト状又はスラリー状の場合、例えば、被表面処理粒子に対する表面処理液の添加量を適宜調製することで、何れの形態のものも得ることができる。 In the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention, the mixture obtained by the mixing treatment of the particles to be surface-treated and the surface treatment liquid may be in the form of powder, paste, or slurry. When the mixture is in the form of powder, paste or slurry, it can be obtained in any form by appropriately adjusting the amount of the surface treatment liquid added to the particles to be surface treated.

また、本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法において、被処理粒子と表面処理液の混合物の全量乾燥を行う場合は、Mg含有化合物及び/又はTi含有化合物のリチウムコバルト系複合酸化物粒子に対する付着量を、使用した表面処理液中のMg量又はTi量と、表面処理液に接触させたリチウムコバルト系複合酸化物粒子の量から求められる理論上の付着量として表すことができる。 In the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to the first aspect of the present invention, the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to the second aspect of the present invention, or the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to the third aspect of the present invention, when the entire mixture of the particles to be treated and the surface treatment liquid is dried, the amount of Mg-containing compound and/or Ti-containing compound attached to the lithium-cobalt-based composite oxide particles is determined by the amount of Mg or Ti in the surface treatment liquid used and the amount of Mg or Ti in the surface treatment liquid used and the amount of contact with the surface treatment liquid. It can be expressed as a theoretical adhesion amount obtained from the amount of lithium-cobalt-based composite oxide particles.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法において、加熱処理(加熱処理(a1)、加熱処理(a2)、加熱処理(b1)、加熱処理(b2)又は加熱処理(c1))では、加熱処理温度は、400~1000℃、好ましくは600~900℃である。加熱処理温度が上記範囲未満だと、表面処理液にMgの有機酸塩やチタンキレート化合物のようなMg含有化合物の前駆体又はTi含有化合物の前駆体が含まれる場合、十分な分解及び酸化反応が行われず、一方、加熱処理温度が上記範囲を超えると、Mg及び/又はTiとリチウムコバルト系複合酸化物との固溶反応が支配的となり、Ti含有化合物及び/又はMg含有化合物の付着効果が低くなる。加熱処理の時間は、本製造方法において臨界的ではなく、通常は1時間以上、好ましくは2~10時間であれば、満足の行く性能のリチウム二次電池用正極活物質を得ることができる。加熱処理の雰囲気は、空気、酸素ガス等の酸化雰囲気であることが好ましい。 In the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention, in the heat treatment (heat treatment (a1), heat treatment (a2), heat treatment (b1), heat treatment (b2), or heat treatment (c1)), the heat treatment temperature is 400 to 1000 ° C., preferably 600 to 900. °C. If the heat treatment temperature is less than the above range, if the surface treatment liquid contains a precursor of a Mg-containing compound such as an organic acid salt of Mg or a titanium chelate compound or a precursor of a Ti-containing compound, sufficient decomposition and oxidation reactions will not occur. The heat treatment time is not critical in the present production method, and a positive electrode active material for lithium secondary batteries with satisfactory performance can be obtained as long as it is usually 1 hour or more, preferably 2 to 10 hours. The atmosphere of the heat treatment is preferably an oxidizing atmosphere such as air or oxygen gas.

このようにして、本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子では、粒子表面の少なくとも一部に、Ti含有化合物及び/又はMg含有化合物が付着している。そして、Ti含有化合物及び/又はMg含有化合物は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子表面の全部を覆っていてもよい。 In this way, in the modified lithium cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing modified lithium cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing modified lithium cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing modified lithium cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention, the Ti-containing compound and/or the Mg-containing compound are attached to at least a part of the particle surface. The Ti-containing compound and/or Mg-containing compound may cover the entire surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法及び本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法に係るリチウムコバルト系複合酸化物、すなわち、粒子表面の改質が施される対象は、少なくともリチウムとコバルトを含有する複合酸化物である。 The lithium-cobalt-based composite oxide according to the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first embodiment of the present invention, the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second embodiment of the present invention, and the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third embodiment of the present invention, that is, the object to be subjected to modification of the particle surface is a composite oxide containing at least lithium and cobalt.

リチウムコバルト系複合酸化物中、Coに対するLiの原子換算のモル比(Li/Co)は、好ましくは0.90~1.20、特に好ましくは0.95~1.15である。リチウムコバルト系複合酸化物中のCoに対するLiの原子換算のモル比(Li/Co)が上記範囲にあることにより、リチウム二次電池用正極活物質のエネルギー密度が高くなる。 In the lithium-cobalt-based composite oxide, the atomic ratio of Li to Co (Li/Co) is preferably 0.90 to 1.20, particularly preferably 0.95 to 1.15. When the molar ratio of Li to Co (Li/Co) in terms of atoms in the lithium-cobalt-based composite oxide is within the above range, the energy density of the positive electrode active material for a lithium secondary battery is increased.

リチウムコバルト系複合酸化物は、性能又は物性を向上させることを目的として、必要に応じて、以下に示すM元素のうちのいずれか1種又は2種以上を含有することができる。リチウムコバルト系複合酸化物が、必要に応じて含有するM元素は、Mg、Al、Ti、Zr、Cu、Fe、Sr、Ca、V、Mo、Bi、Nb、Si、Zn、Ga、Ge、Sn、Ba、W、Na、K、Ni又はMnである。 For the purpose of improving performance or physical properties, the lithium-cobalt-based composite oxide can contain any one or more of the M elements shown below, if necessary. The M element optionally contained in the lithium-cobalt-based composite oxide is Mg, Al, Ti, Zr, Cu, Fe, Sr, Ca, V, Mo, Bi, Nb, Si, Zn, Ga, Ge, Sn, Ba, W, Na, K, Ni or Mn.

リチウムコバルト系複合酸化物は、サイクル特性、作動電圧、更にはレート特性等の電池特性がより一層高くなる点で、M元素として、Ti、Mg及びCaから選ばれる1種又は2種以上を含有することが好ましく、MgとCaを含有することが特に好ましい。 The lithium-cobalt-based composite oxide preferably contains one or more selected from Ti, Mg, and Ca as the M element, and particularly preferably contains Mg and Ca, in that battery characteristics such as cycle characteristics, operating voltage, and rate characteristics are further improved.

リチウムコバルト系複合酸化物がM元素を含有する場合、リチウムコバルト系複合酸化物中、Coに対するM元素の原子換算のモル%((M/Co)×100)は、好ましくは0.01~5.00モル%、特に好ましくは0.05~2.00モル%である。リチウムコバルト系複合酸化物がM元素を含有する場合において、リチウムコバルト系複合酸化物中のCoに対するM元素の原子換算のモル%((M/Co)×100)が上記範囲にあることにより、充放電容量を損なうことなく電池特性を向上させることができる。なお、リチウムコバルト系複合酸化物が2種以上のM元素を含有する場合は、上記モル%の算出の基礎となる原子換算のM元素のモル数は、各M元素のモル数の合計を指す。 When the lithium cobalt-based composite oxide contains the M element, the atomic conversion mol% of the M element with respect to Co in the lithium cobalt-based composite oxide ((M / Co) × 100) is preferably 0.01 to 5.00 mol%, particularly preferably 0.05 to 2.00 mol%. In the case where the lithium cobalt-based composite oxide contains the M element, the atomic conversion mol% of the M element with respect to Co in the lithium cobalt-based composite oxide ((M / Co) × 100) is in the above range, thereby improving the battery characteristics without impairing the charge and discharge capacity. When the lithium-cobalt-based composite oxide contains two or more M elements, the number of moles of the M elements in terms of atoms, which is the basis for calculating the above mol%, refers to the total number of moles of each M element.

また、リチウムコバルト系複合酸化物がM元素としてTi、Mg及びCaから選ばれる1種又は2種以上を含有する場合、リチウムコバルト系複合酸化物中、Coに対するM元素の原子換算のモル%((M/Co)×100)は、好ましくは0.01~5.00モル%、特に好ましくは0.05~2.00モル%である。リチウムコバルト系複合酸化物がM元素としてTi、Mg及びCaから選ばれる1種又は2種以上を含有する場合において、リチウムコバルト系複合酸化物中のCoに対するM元素の原子換算のモル%((M/Co)×100)が上記範囲にあることにより、高い充放電容量とサイクル特性、作動電圧、負荷特性、安全性等の電池特性を同時に満足させることができる。 Further, when the lithium-cobalt-based composite oxide contains one or more selected from Ti, Mg and Ca as the M element, in the lithium-cobalt-based composite oxide, the atomic conversion of the M element to Co mol% ((M / Co) × 100) is preferably 0.01 to 5.00 mol%, particularly preferably 0.05 to 2.00 mol%. When the lithium-cobalt-based composite oxide contains one or more selected from Ti, Mg, and Ca as the M element, the atomic conversion mol% of the M element relative to Co in the lithium-cobalt-based composite oxide ((M/Co) × 100) is within the above range, so that battery characteristics such as high charge-discharge capacity, cycle characteristics, operating voltage, load characteristics, and safety can be satisfied at the same time.

リチウムコバルト系複合酸化物がM元素としてTiを含有する場合、リチウムコバルト系複合酸化物中、Coに対するTiの原子換算のモル%((Ti/Co)×100)は、好ましくは0.01~5.00モル%、特に好ましくは0.05~2.00モル%である。リチウムコバルト系複合酸化物がM元素としてTiを含有する場合において、リチウムコバルト系複合酸化物中、Coに対するTiの原子換算のモル%((Ti/Co)×100)が、上記範囲にあることにより、サイクル特性、作動電圧、更には負荷特性等の電池特性を特に向上させることができる。 When the lithium cobalt-based composite oxide contains Ti as the M element, the atomic conversion mol% of Ti relative to Co in the lithium cobalt-based composite oxide ((Ti/Co) × 100) is preferably 0.01 to 5.00 mol%, particularly preferably 0.05 to 2.00 mol%. When the lithium-cobalt-based composite oxide contains Ti as the M element, the mol% ((Ti/Co) × 100) of Ti in terms of atoms relative to Co in the lithium-cobalt-based composite oxide is within the above range, so that cycle characteristics, operating voltage, and battery characteristics such as load characteristics can be particularly improved.

リチウムコバルト系複合酸化物がM元素としてMgを含有する場合、リチウムコバルト系複合酸化物中、Coに対するMgの原子換算のモル%((Mg/Co)×100)は、好ましくは0.01~5.00モル%、特に好ましくは0.05~2.00モル%である。リチウムコバルト系複合酸化物がM元素としてMgを含有する場合において、リチウムコバルト系複合酸化物中、Coに対するMgの原子換算のモル%((Mg/Co)×100)が、上記範囲にあることにより、サイクル特性、負荷特性、安全性等の電池特性を特に向上させることができる。 When the lithium-cobalt-based composite oxide contains Mg as the M element, the atomic conversion mol% of Mg relative to Co in the lithium-cobalt-based composite oxide ((Mg/Co) × 100) is preferably 0.01 to 5.00 mol%, particularly preferably 0.05 to 2.00 mol%. When the lithium-cobalt-based composite oxide contains Mg as the M element, the mol% ((Mg/Co) × 100) of Mg in terms of atoms with respect to Co in the lithium-cobalt-based composite oxide is within the above range, so that the battery characteristics such as cycle characteristics, load characteristics, and safety can be particularly improved.

リチウムコバルト系複合酸化物がM元素としてCaを含有する場合、リチウムコバルト系複合酸化物中、Coに対するCaの原子換算のモル%((Ca/Co)×100)は、好ましくは0.01~5.00モル%、特に好ましくは0.05~2.00モル%である。リチウムコバルト系複合酸化物がM元素としてCaを含有する場合において、リチウムコバルト系複合酸化物中、Coに対するCaの原子換算のモル%((Ca/Co)×100)が、上記範囲にあることにより、サイクル特性、負荷特性、安全性等の電池特性を特に向上させることができる。 When the lithium cobalt-based composite oxide contains Ca as the M element, the atomic conversion mol% of Ca relative to Co ((Ca/Co) × 100) in the lithium cobalt-based composite oxide is preferably 0.01 to 5.00 mol%, particularly preferably 0.05 to 2.00 mol%. When the lithium-cobalt-based composite oxide contains Ca as the M element, the lithium-cobalt-based composite oxide has an atom-equivalent mol% of Ca relative to Co ((Ca/Co) × 100) within the above range, so that the battery characteristics such as cycle characteristics, load characteristics, and safety can be particularly improved.

M元素は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の内部に存在していてもよく、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に存在していてもよく、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の粒子内部及び粒子表面の両方に存在していてもよい。 The M element may be present inside the lithium-cobalt-based composite oxide particles, may be present on the surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles, and may be present both inside and on the surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles.

リチウムコバルト系複合酸化物の粒子表面にM元素が存在する場合、M元素は、酸化物、複合酸化物、硫酸塩、リン酸塩等の形態として存在していてもよい。 When the M element exists on the surface of the particles of the lithium-cobalt-based composite oxide, the M element may exist in the form of an oxide, composite oxide, sulfate, phosphate, or the like.

そして、リチウムコバルト系複合酸化物粒子は、上記リチウムコバルト系複合酸化物の粒状物である。 The lithium-cobalt-based composite oxide particles are particles of the lithium-cobalt-based composite oxide.

リチウムコバルト系複合酸化物粒子は、例えば、リチウム化合物と、コバルト化合物と、を含有する原料混合物を調製する原料混合工程、次いで、得られる原料混合物を焼成する焼成工程を行うことにより製造される。 Lithium-cobalt-based composite oxide particles are manufactured by performing, for example, a raw material mixing step of preparing a raw material mixture containing a lithium compound and a cobalt compound, and then a firing step of firing the resulting raw material mixture.

原料混合工程に係るリチウム化合物は、通常、リチウムコバルト系複合酸化物の製造用の原料として用いられるリチウム化合物であれば、特に制限されず、リチウムの酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩及び有機酸塩等が挙げられる。 The lithium compound related to the raw material mixing step is not particularly limited as long as it is a lithium compound that is usually used as a raw material for producing a lithium cobalt composite oxide, and examples thereof include lithium oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates and organic acid salts.

原料混合工程に係るコバルト化合物は、通常、リチウムコバルト系複合酸化物の製造用の原料として用いられるコバルト化合物であれば、特に制限されず、コバルトの酸化物、オキシ水酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩及び有機酸塩等が挙げられる。 The cobalt compound used in the raw material mixing step is not particularly limited as long as it is a cobalt compound that is usually used as a raw material for producing a lithium-cobalt composite oxide, and examples thereof include cobalt oxides, oxyhydroxides, hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, and organic acid salts.

原料混合工程において、リチウム化合物とコバルト化合物の混合割合は、原子換算で、Coのモル数に対するLiのモル数の比(Li/Coモル比)が、好ましくは0.90~1.20、特に好ましくは0.95~1.15となる混合割合である。リチウム化合物とコバルト化合物の混合割合が上記範囲にあることにより、単一相のリチウムコバルト系複合酸化物が得られ易くなる。 In the raw material mixing step, the mixing ratio of the lithium compound and the cobalt compound is such that, in terms of atoms, the ratio of the number of moles of Li to the number of moles of Co (Li/Co molar ratio) is preferably 0.90 to 1.20, particularly preferably 0.95 to 1.15. When the mixing ratio of the lithium compound and the cobalt compound is within the above range, it becomes easier to obtain a single-phase lithium-cobalt-based composite oxide.

原料混合工程において、原料混合物に、M元素を含有する化合物を混合させることができる。 In the raw material mixing step, the raw material mixture can be mixed with a compound containing the M element.

M元素を含有する化合物としては、M元素を含有する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、フッ化物及び有機酸塩等が挙げられる。M元素を含有する化合物として、M元素を2種以上含有する化合物を用いてもよい。 Compounds containing the M element include oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, sulfates, fluorides and organic acid salts containing the M element. As the compound containing the M element, a compound containing two or more kinds of the M element may be used.

なお、原料のリチウム化合物、コバルト化合物及びM元素を含有する化合物は、製造履歴は問われないが、高純度のリチウムコバルト系複合酸化物粒子を製造するために、可及的に不純物含有量が少ないものであることが好ましい。 The lithium compound, the cobalt compound, and the compound containing the M element, which are raw materials, may have any production history, but in order to produce high-purity lithium-cobalt-based composite oxide particles, it is preferable that the content of impurities is as low as possible.

原料混合工程において、リチウム化合物と、コバルト化合物と、必要に応じて用いられるM元素を含有する化合物と、を混合する方法としては、例えば、リボンミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ナウターミキサー等を用いる混合方法が挙げられる。なお、実験室レベルでは混合方法としては、家庭用ミキサーで十分である。 In the raw material mixing step, examples of the method of mixing the lithium compound, the cobalt compound, and the compound containing the M element used as necessary include a mixing method using a ribbon mixer, a Henschel mixer, a super mixer, a Nauta mixer, or the like. At the laboratory level, a home-use mixer is sufficient as a mixing method.

焼成工程は、原料混合工程を行い得られる原料混合物を、焼成することにより、リチウムコバルト系複合酸化物を得る工程である。 The firing step is a step of firing the raw material mixture obtained by performing the raw material mixing step to obtain a lithium-cobalt-based composite oxide.

焼成工程において、原料混合物を焼成して、原料を反応させる際の焼成温度は、800~1150℃、好ましくは900~1100℃である。焼成温度が上記範囲にあることにより、リチウムコバルト系複合酸化物の容量減少の要因となる未反応コバルト酸化物又はリチウムコバルト系複合酸化物の過熱分解生成物の生成を少なくすることができる。 In the firing step, the firing temperature for firing the raw material mixture to react the raw materials is 800 to 1150°C, preferably 900 to 1100°C. By setting the firing temperature within the above range, it is possible to reduce the formation of unreacted cobalt oxide or overheated decomposition products of the lithium-cobalt-based composite oxide, which cause a decrease in the capacity of the lithium-cobalt-based composite oxide.

焼成工程における焼成時間は、1~30時間、好ましくは5~20時間である。また、焼成工程における焼成雰囲気は、空気、酸素ガス等の酸化雰囲気である。 The firing time in the firing step is 1 to 30 hours, preferably 5 to 20 hours. The firing atmosphere in the firing step is an oxidizing atmosphere such as air or oxygen gas.

このようにして得られるリチウムコバルト系複合酸化物を、必要に応じて複数回の焼成工程に付してもよい。 The lithium-cobalt-based composite oxide thus obtained may be subjected to a plurality of firing steps, if necessary.

Ti含有化合物及びMg含有化合物が付着される前のリチウムコバルト系複合酸化物粒子の平均粒子径は、レーザ回折・散乱法により求められる粒度分布における体積積算50%の粒子径(D50)で、0.5~30μm、好ましくは3~25μm、特に好ましくは7~25μmである。また、Ti含有化合物及びMg含有化合物が付着される前のリチウムコバルト系複合酸化物粒子のBET比表面積は、好ましくは0.05~1.0m/g、特に好ましくは0.15~0.6m/gである。Ti含有化合物及びMg含有化合物が付着される前のリチウムコバルト系複合酸化物粒子の平均粒子径又はBET比表面積が上記範囲にあることにより、正極合剤の調製や塗工性が容易になり、さらには充填性の高い電極が得られる。 The average particle size of the lithium-cobalt-based composite oxide particles before the Ti-containing compound and the Mg-containing compound are adhered is a particle size (D50) at 50% volume integration in the particle size distribution determined by a laser diffraction/scattering method, and is 0.5 to 30 μm, preferably 3 to 25 μm, particularly preferably 7 to 25 μm. The BET specific surface area of the lithium-cobalt composite oxide particles before the Ti-containing compound and Mg-containing compound are attached is preferably 0.05 to 1.0 m 2 /g, particularly preferably 0.15 to 0.6 m 2 /g. When the average particle diameter or BET specific surface area of the lithium-cobalt-based composite oxide particles before the Ti-containing compound and Mg-containing compound are adhered is within the above range, the positive electrode mixture can be easily prepared and coated, and an electrode with high fillability can be obtained.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法又は本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法で用いるMg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液は、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を水及び/又は有機溶媒に溶解又は分散させた溶液である。 The surface treatment liquid containing the Mg-containing compound or the precursor of the Mg-containing compound used in the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite particles of the first aspect of the present invention or the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite particles of the second aspect of the present invention is a solution in which the Mg-containing compound or the precursor of the Mg-containing compound is dissolved or dispersed in water and/or an organic solvent.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法又は本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法で用いるチタンキレート化合物を含む表面処理液は、チタンキレート化合物を水及び/又は有機溶媒に溶解又は分散させた溶液である。 The surface treatment liquid containing a titanium chelate compound used in the method for producing modified lithium cobalt composite particles of the first aspect of the present invention or the method for producing modified lithium cobalt composite particles of the second aspect of the present invention is a solution in which a titanium chelate compound is dissolved or dispersed in water and/or an organic solvent.

本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法で用いるMg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体と、チタンキレート化合物と、を含む表面処理液は、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体と、チタンキレート化合物と、を水及び/又は有機溶媒に溶解又は分散させた溶液である。 The surface treatment liquid containing the Mg-containing compound or the precursor of the Mg-containing compound and the titanium chelate compound used in the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite particles of the third embodiment of the present invention is a solution obtained by dissolving or dispersing the Mg-containing compound or the precursor of the Mg-containing compound and the titanium chelate compound in water and/or an organic solvent.

Mg含有化合物としては、例えば、Mgの硫酸塩、Mgの酸化物、Mgのフッ化物、TiとMgとの複合酸化物等が挙げられる。Mg含有化合物の前駆体としては、Mgの有機酸塩等が挙げられる。Mg含有化合物の前駆体は、400~1000℃、好ましくは600~900℃での加熱処理により、リチウムコバルト系複合酸化物の粒子表面で熱分解する。 Examples of Mg-containing compounds include Mg sulfates, Mg oxides, Mg fluorides, composite oxides of Ti and Mg, and the like. Precursors of Mg-containing compounds include organic acid salts of Mg. The precursor of the Mg-containing compound is thermally decomposed on the surface of the lithium-cobalt composite oxide particles by heat treatment at 400 to 1000°C, preferably 600 to 900°C.

Mgの有機酸塩としては、カルボン酸塩が好ましく、該カルボン酸塩としては、例えば、ギ酸、酢酸、グリコール酸、乳酸、グルコン酸等のモノカルボン酸、シュウ酸、マレイン酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸等のジカルボン酸、カルボキシル基の数が3であるクエン酸等のカルボン酸塩が挙げられる。なお、これらのMgの有機酸塩は、後述する加熱処理により、Mgの酸化物に転換される。 The organic acid salt of Mg is preferably a carboxylate, and examples of the carboxylate include monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, glycolic acid, lactic acid, and gluconic acid; dicarboxylic acids such as oxalic acid, maleic acid, malonic acid, malic acid, tartaric acid, and succinic acid; and carboxylic acid salts having three carboxyl groups, such as citric acid. These organic acid salts of Mg are converted to oxides of Mg by heat treatment to be described later.

チタンキレート化合物は、チタン金属原子に、ヒドロキシカルボン酸が1分子以上配位した化合物である。Ti含有化合物の前駆体としては、下記一般式(1)で表されるチタンキレート化合物が好ましい。
Ti(R (1)
(式中、Rは、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アミノ基又はホスフィン類を示し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。Lはヒドロキシカルボン酸に由来する基を表し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。mは0以上3以下の数を示し、nは1以上3以下の数を示し、m+nは3~6である。)
A titanium chelate compound is a compound in which one or more hydroxycarboxylic acid molecules are coordinated to a titanium metal atom. As a precursor of the Ti-containing compound, a titanium chelate compound represented by the following general formula (1) is preferable.
Ti(R 1 ) m L n (1)
(In the formula, R 1 represents an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, or a phosphine, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. L represents a group derived from hydroxycarboxylic acid, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. m represents a number of 0 or more and 3 or less, n represents a number of 1 or more and 3 or less, and m+n is 3 to 6.)

で表されるアルコキシ基としては、炭素数1~4の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基が好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。アミノ基としては、例えばメチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、tert-ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基等が挙げられる。ホスフィン類としては、例えばトリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリス-tert-ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等が挙げられる。 The alkoxy group represented by R 1 is preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. Halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms. The amino group includes, for example, methylamino group, ethylamino group, propylamino group, isopropylamino group, butylamino group, isobutylamino group, tert-butylamino group, pentylamino group and the like. Examples of phosphines include trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, tris-tert-butylphosphine, triphenylphosphine and the like.

Lで表されるヒドロキシカルボン酸に由来する基としては、ヒドロキシカルボン酸におけるヒドロキシル基の酸素原子又はヒドロキシカルボン酸におけるカルボキシル基の酸素原子が、チタン原子に配位してなる基が挙げられる。また、ヒドロキシカルボン酸におけるヒドロキシル基の酸素原子及びヒドロキシルカルボン酸におけるカルボキシル基の酸素原子が、チタン原子に2座で配位してなる基が挙げられる。これらの中、ヒドロキシカルボン酸におけるヒドロキシル基の酸素原子及びヒドロキシカルボン酸におけるカルボキシル基の酸素原子が、チタン原子に2座で配位してなる基であることが好ましい。mが0の場合はm+nは3であることが好ましく、mが1以上3以下の場合はm+nは4又は5であることが好ましい。 The hydroxycarboxylic acid-derived group represented by L includes a group in which an oxygen atom of a hydroxyl group in a hydroxycarboxylic acid or an oxygen atom of a carboxyl group in a hydroxycarboxylic acid is coordinated to a titanium atom. In addition, a group in which an oxygen atom of a hydroxyl group in a hydroxycarboxylic acid and an oxygen atom of a carboxyl group in a hydroxycarboxylic acid are bidentately coordinated to a titanium atom is also included. Among these, the oxygen atom of the hydroxyl group in the hydroxycarboxylic acid and the oxygen atom of the carboxyl group in the hydroxycarboxylic acid are preferably bidentate coordinated groups to the titanium atom. When m is 0, m+n is preferably 3, and when m is 1 or more and 3 or less, m+n is preferably 4 or 5.

チタンキレート化合物は、例えば、チタンアルコキシドを溶媒で希釈して希釈液を得、該希釈液とヒドロキシカルボン酸とを混合することにより、チタンキレート化合物を含む溶液が得られる(WO2019/138989号パンフレット参照)。本製法においては、該チタンキレート化合物を含む溶液をそのまま前記有機チタン化合物を含む溶液として用いることができる。また、チタンキレート化合物を含む溶液に水を添加してもよい。これによりチタンキレート化合物の水含有溶媒の分散液又は溶解液を得ることができる。 For the titanium chelate compound, for example, a titanium alkoxide is diluted with a solvent to obtain a diluted solution, and the diluted solution and hydroxycarboxylic acid are mixed to obtain a solution containing the titanium chelate compound (see WO2019/138989 pamphlet). In this production method, the solution containing the titanium chelate compound can be used as it is as the solution containing the organotitanium compound. Also, water may be added to the solution containing the titanium chelate compound. Thereby, a dispersion or solution of the titanium chelate compound in a water-containing solvent can be obtained.

なお、前記チタンアルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシチタン(IV)、テトラエトキシチタン(IV)、テトラ-n-プロポキシチタン(IV)、テトライソプロポキシチタン(IV)、テトラ-n-ブトキシチタン(IV)及びテトライソブトキシチタン(IV)等が挙げられる。 Examples of the titanium alkoxide include tetramethoxytitanium (IV), tetraethoxytitanium (IV), tetra-n-propoxytitanium (IV), tetraisopropoxytitanium (IV), tetra-n-butoxytitanium (IV) and tetraisobutoxytitanium (IV).

また、前記ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、乳酸、グルコール酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸等の1価のカルボン酸、タルトロン酸、リンゴ酸、酒石酸等の2価のカルボン酸、クエン酸、イソクエン酸等の3価のカルボン酸等が挙げられる。これらの中、乳酸が、室温で容易に溶液となり、チタンアルコキシド希釈液と混合しやすく、容易にチタンキレート化合物が製造できる観点から好ましい。 Examples of the hydroxycarboxylic acid include monovalent carboxylic acids such as lactic acid, glycolic acid, glyceric acid and hydroxybutyric acid, divalent carboxylic acids such as tartronic acid, malic acid and tartaric acid, and trivalent carboxylic acids such as citric acid and isocitric acid. Among these, lactic acid is preferable from the viewpoint that it becomes a solution easily at room temperature, is easily mixed with the diluted titanium alkoxide solution, and can easily produce a titanium chelate compound.

また、希釈液として用いる溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール、n-ペンタン等のアルコールを好ましく用いることができる。 As the solvent used as the diluent, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol and n-pentane can be preferably used.

また、希釈液とヒドロキシカルボン酸とを混合する際、又はチタンキレート化合物を含む溶液に、高い生産性により効率的にチタンキレート化合物を得ることを目的として、ヒドロキシカルボン酸以外に、チタンに配位可能な配位子化合物を添加してもよい。そのような配位子化合物としては、例えば、ハロゲン原子含有化合物、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、t-ブチルアミノ基、ペンチルアミノ等の官能基を有するアミン類、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリス-tert-ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類が挙げられる。 In addition to the hydroxycarboxylic acid, a ligand compound capable of coordinating to titanium may be added to the mixture of the diluent and the hydroxycarboxylic acid or to the solution containing the titanium chelate compound for the purpose of efficiently obtaining the titanium chelate compound with high productivity. Examples of such ligand compounds include halogen atom-containing compounds, methylamino group, ethylamino group, propylamino group, isopropylamino group, butylamino group, isobutylamino group, t-butylamino group, amines having functional groups such as pentylamino, and phosphines such as trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, tris-tert-butylphosphine and triphenylphosphine.

また、チタンキレート化合物は、マツモトファインケミカル社で一部市販されており、市販品を用いてもよい。 Moreover, some titanium chelate compounds are commercially available from Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., and commercial products may be used.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法又は本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法で用いるMg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液中、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体の含有量は、原子換算で、Mgとして0.01~30.0質量%、好ましくは0.05~25.0質量%であることが、Mg溶液の安定性と被覆処理の操作性の観点から好ましい。 The content of the Mg-containing compound or the precursor of the Mg-containing compound in the surface treatment liquid containing the Mg-containing compound or the precursor of the Mg-containing compound used in the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite particles of the first embodiment of the present invention or the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite particles of the second embodiment of the present invention is 0.01 to 30.0% by mass, preferably 0.05 to 25.0% by mass, in terms of atoms, as Mg. preferable from this point of view.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法又は本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法で用いるチタンキレート化合物を含む表面処理液中、チタンキレート化合物の含有量は、原子換算で、Tiとして0.01~30.0質量%、好ましくは0.05~20.0質量%であることが、Ti溶液の安定性と被覆処理の操作性の観点から好ましい。 The content of the titanium chelate compound in the surface treatment liquid containing the titanium chelate compound used in the method for producing the modified lithium cobalt composite particles of the first embodiment of the present invention or the method for producing the modified lithium cobalt composite particles of the second embodiment of the present invention is preferably 0.01 to 30.0% by mass, preferably 0.05 to 20.0% by mass as Ti, in terms of the stability of the Ti solution and the operability of the coating treatment.

本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合物粒子の製造方法で用いるMg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体と、チタンキレート化合物と、を含む表面処理液中、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体の含有量は、原子換算で、Mgとして0.01~30.0質量%、好ましくは0.05~25.0質量%であることが、溶液の安定性と被覆処理の操作性の観点から好ましく、また、チタンキレート化合物の含有量は、原子換算で、Tiとして0.01~30.0質量%、好ましくは0.05~20.0質量%であることが、溶液の安定性と被覆処理の操作性の観点から好ましい。 The content of the Mg-containing compound or the precursor of the Mg-containing compound in the surface treatment liquid containing the Mg-containing compound or the precursor of the Mg-containing compound used in the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite particles of the third embodiment of the present invention and the titanium chelate compound is preferably 0.01 to 30.0% by mass, preferably 0.05 to 25.0% by mass as Mg in terms of atoms, from the viewpoint of stability of the solution and operability of the coating treatment, and the content of the titanium chelate compound. is 0.01 to 30.0% by mass, preferably 0.05 to 20.0% by mass as Ti in terms of atoms, from the viewpoint of solution stability and coating treatment operability.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子において、Ti含有化合物は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面の一部に付着していてもよいし、あるいは、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面の全部を覆って付着していてもよい。また、本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子において、Mg含有化合物は、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面の一部に付着していてもよいし、あるいは、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面の全部を覆って付着していてもよい。本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子において、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面の少なくとも一部に、Ti含有化合物及び/又はMg含有化合物が付着していることにより、サイクルの劣化が少なく、エネルギー維持率が高くなる。そして、本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子では、Mg含有化合物がリチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面の全部を覆って付着しており、且つ、Ti含有化合物がリチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面の一部に付着していることが、リチウム二次電池において、高電圧で充放電を繰り返してもサイクルの劣化が少なく、エネルギー密度維持率の高い正極活物質となる点で好ましい。 In the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention, the Ti-containing compound may adhere to a part of the surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles, or may cover the entire surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles. Further, in the modified lithium cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing the modified lithium cobalt-based composite oxide particles of the first embodiment of the present invention, the method for producing the modified lithium cobalt-based composite oxide particles of the second embodiment of the present invention, or the method for producing the modified lithium cobalt-based composite oxide particles of the third embodiment of the present invention, the Mg-containing compound may be attached to a part of the surface of the lithium cobalt-based composite oxide particles, or may be attached covering the entire surface of the lithium cobalt-based composite oxide particles. In the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention, the Ti-containing compound and/or the Mg-containing compound is attached to at least a part of the surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles, thereby reducing cycle deterioration and increasing the energy maintenance rate. In the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention, the Mg-containing compound adheres to cover the entire surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles, and the Ti-containing compound adheres to a part of the surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles. It is preferable in that even when charging and discharging are repeated at voltage, cycle deterioration is small, and the positive electrode active material has a high energy density retention rate.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子において、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面の一部又は全部に付着しているMg含有化合物は、Mgを含有する化合物であり、該Mg含有化合物としては、例えば、Mgの硫酸塩、Mgの酸化物、Mgのフッ化物、チタンとマグネシウムの複合化合物(以下、「TiとMgとの複合酸化物」とも記載する。)等が挙げられる。 In the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to the first aspect of the present invention, the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to the second aspect of the present invention, or the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to the third aspect of the present invention, the Mg-containing compound adhering to part or all of the surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles is a compound containing Mg. Fluorides of Mg, composite compounds of titanium and magnesium (hereinafter also referred to as “composite oxides of Ti and Mg”), and the like.

Mgの酸化物は、Mgの有機酸塩が400~1000℃、好ましくは600~900℃で酸化分解されることにより生成したものであってもよい。Mgの有機酸塩としては、カルボン酸塩が好ましく、該カルボン酸塩としては、例えば、ギ酸、酢酸、グリコール酸、乳酸、グルコン酸等のモノカルボン酸、シュウ酸、マレイン酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸等のジカルボン酸、カルボキシル基の数が3であるクエン酸等のカルボン酸塩が挙げられる。なお、Mg含有化合物をリチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に付着させる原料として、Mgの有機酸塩が用いられる場合、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に付着しているMg含有化合物は、Mgの有機酸塩の酸化分解物である。 The oxide of Mg may be produced by oxidative decomposition of an organic acid salt of Mg at 400 to 1000.degree. C., preferably 600 to 900.degree. The organic acid salt of Mg is preferably a carboxylate, and examples of the carboxylate include monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, glycolic acid, lactic acid, and gluconic acid; dicarboxylic acids such as oxalic acid, maleic acid, malonic acid, malic acid, tartaric acid, and succinic acid; and carboxylic acid salts having three carboxyl groups, such as citric acid. When an organic acid salt of Mg is used as a raw material for attaching the Mg-containing compound to the surfaces of the lithium-cobalt-based composite oxide particles, the Mg-containing compound attached to the surface of the lithium-cobalt-based composite oxide particles is an oxidative decomposition product of the organic acid salt of Mg.

Mg含有化合物としては、Mgの硫酸塩、Mgの酸化物、TiとMgとの複合酸化物が、充電状態においても安定性が高く、電池特性向上に寄与できることから好ましく、Mgの硫酸塩がリチウムコバルト系複合酸化物のpH低減効果もあることから特に好ましい。 As the Mg-containing compound, Mg sulfates, Mg oxides, and Ti-Mg composite oxides are preferred because they are highly stable even in a charged state and can contribute to improving battery characteristics. Mg sulfates are particularly preferred because they also have the effect of reducing the pH of lithium-cobalt-based composite oxides.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法において更に工程(A2)を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子、又は、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子において、Mg含有化合物の付着量は、原子換算で、リチウムコバルト系複合酸化物中のCoに対して、Mgとして0.01~5.00モル%、好ましくは0.10~2.00モル%であることが好ましい。Mg含有化合物の付着量が上記範囲にあることにより、高い充放電容量とサイクル特性、負荷特性、安全性等の電池特性を両立させることができる。 In the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by further performing the step (A2) in the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, or in the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention or the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention, the adhesion amount of the Mg-containing compound is, in terms of atoms, from 0.01 to Mg relative to Co in the lithium-cobalt-based composite oxide. It is preferably 5.00 mol %, preferably 0.10 to 2.00 mol %. When the adhesion amount of the Mg-containing compound is within the above range, it is possible to achieve both high charge/discharge capacity and battery characteristics such as cycle characteristics, load characteristics, and safety.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子において、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面の一部又は全部に付着しているTi含有化合物としては、チタンを含む酸化物等が挙げられる。チタンを含む酸化物としては、例えば、Tiの酸化物、或いは、本製造方法に起因して得られるTiを含む複合酸化物であってもよい。該Tiを含む複合酸化物としては、例えば、リチウムコバルト系複合酸化物中のLiやM元素に由来するLi及び/又はM元素とTiとの複合酸化物、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液に由来するMgとTiとの複合酸化物、更にリチウムコバルト系複合酸化物中のLiやM元素及びMg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液に由来するMgに起因するLi及び/又はM元素と、Mgと、Tiとの複合酸化物等が挙げられる。 In the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first embodiment of the present invention, the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second embodiment of the present invention, or the method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third embodiment of the present invention, the Ti-containing compound attached to a part or all of the surfaces of the lithium-cobalt-based composite oxide particles includes oxides containing titanium, and the like. The oxide containing titanium may be, for example, an oxide of Ti or a composite oxide containing Ti obtained by the present production method. The composite oxide containing Ti includes, for example, a composite oxide of Li and/or M element and Ti derived from Li or M element in the lithium cobalt-based composite oxide, a composite oxide of Mg and Ti derived from a surface treatment liquid containing a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, and a composite oxide of Li and/or M element derived from Li and/or M element in the lithium cobalt-based composite oxide and Mg derived from a surface treatment liquid containing a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, Mg, and Ti. etc.

チタンを含む酸化物は、チタンキレート化合物が400~1000℃、好ましくは600~900℃で酸化分解されることにより生成したものである。Ti含有化合物をリチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に付着させる原料として、チタンキレート化合物が用いられているので、リチウムコバルト系複合酸化物粒子の表面に付着しているTi含有化合物は、チタンキレート化合物の酸化分解物である。 The oxide containing titanium is produced by oxidative decomposition of a titanium chelate compound at 400 to 1000°C, preferably 600 to 900°C. Since the titanium chelate compound is used as a raw material for attaching the Ti-containing compound to the surfaces of the lithium-cobalt-based composite oxide particles, the Ti-containing compound attached to the surfaces of the lithium-cobalt-based composite oxide particles is an oxidative decomposition product of the titanium chelate compound.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子において、Ti含有化合物は、チタンを含む酸化物が充電状態においても安定性が高く、電池特性向上に寄与できる。 In the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention, the Ti-containing compound is an oxide containing titanium that is highly stable even in a charged state, and can contribute to improving battery characteristics.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子において、Ti含有化合物の付着量は、原子換算で、リチウムコバルト系複合酸化物中のCoに対して、Tiとして0.01~5.00モル%、好ましくは0.10~2.00モル%であることが好ましい。Ti含有化合物の付着量が上記範囲にあることにより、高い充放電容量とサイクル特性、負荷特性、安全性等の電池特性を両立させることができる。 In the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention, the amount of the Ti-containing compound attached is 0.01 to 5.00 mol%, preferably 0.10 to 2.00 mol% as Ti, based on Co in the lithium-cobalt-based composite oxide, in terms of atoms. Preferred. When the amount of the Ti-containing compound attached is within the above range, it is possible to achieve both high charge/discharge capacity and battery characteristics such as cycle characteristics, load characteristics, and safety.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の平均粒子径は、レーザ回折・散乱法により求められる粒度分布における体積積算50%の粒子径(D50)で、0.5~30μm、好ましくは3~25μm、特に好ましくは7~25μmである。また、本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子のBET比表面積は、好ましくは0.05~1.0m/g、特に好ましくは0.15~0.6m/gである。本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の平均粒子径又はBET比表面積が上記範囲にあることにより、正極合剤の調製や塗工性が容易になり、さらには充填性の高い電極が得られる。 The average particle size of the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third aspect of the present invention is 0.5 to 30 μm, preferably 3 to 25 μm, particularly preferably 0.5 to 30 μm, preferably 3 to 25 μm, as a particle diameter (D50) at 50% volume integration in the particle size distribution obtained by a laser diffraction/scattering method. 7 to 25 μm. The BET specific surface area of the modified lithium cobalt composite oxide particles obtained by the method for producing modified lithium cobalt composite oxide particles of the first embodiment of the present invention, the method for producing modified lithium cobalt composite oxide particles of the second embodiment of the present invention, or the method for producing modified lithium cobalt composite oxide particles of the third embodiment of the present invention is preferably 0.05 to 1.0 m 2 /g, and particularly preferably 0.15 to 0.6 m 2 /g. When the average particle size or BET specific surface area of the modified lithium cobalt composite oxide particles obtained by the method for producing modified lithium cobalt composite oxide particles of the first aspect of the present invention, the method for producing modified lithium cobalt composite oxide particles of the second aspect of the present invention, or the method for producing modified lithium cobalt composite oxide particles of the third aspect of the present invention is in the above range, the positive electrode mixture can be easily prepared and coated, and an electrode with high fillability can be obtained.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子を正極活物質として用い、正極、負極、セパレータ、及びリチウム塩を含有する非水電解質からなるリチウム二次電池を作製することができる。 A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte containing a lithium salt can be produced by using the modified lithium cobalt composite oxide particles obtained by the method for producing the modified lithium cobalt composite oxide particles of the first embodiment of the present invention, the method for producing the modified lithium cobalt composite oxide particles of the second embodiment of the present invention, or the method for producing the modified lithium cobalt composite oxide particles of the third embodiment of the present invention.

本発明に係るリチウム二次電池に係る正極は、例えば、正極集電体上に正極合剤を塗布乾燥等して形成されるものである。正極合剤は、正極活物質、導電剤、結着剤、及び必要により添加されるフィラー等からなる。リチウム二次電池は、正極に、本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子が、正極活物質として、均一に塗布されている。このため本発明に係るリチウム二次電池は、電池性能が高く、特に高電圧下で充放電を繰り返しても(充放電)容量の劣化が少なく、エネルギー密度維持率が高い。 The positive electrode of the lithium secondary battery according to the present invention is formed, for example, by coating and drying a positive electrode material mixture on a positive electrode current collector. The positive electrode mixture is composed of a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, a filler added as necessary, and the like. In the lithium secondary battery, the positive electrode is uniformly coated with the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles obtained by the method for manufacturing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the first embodiment of the present invention, the method for manufacturing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the second embodiment of the present invention, or the method for manufacturing the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles of the third embodiment of the present invention, as a positive electrode active material. For this reason, the lithium secondary battery according to the present invention has high battery performance, in particular, even when charging and discharging are repeated under high voltage, there is little deterioration in (charge-discharge) capacity, and the energy density retention rate is high.

リチウム二次電池に係る正極合剤に含有される正極活物質の含有量は、70~100質量%、好ましくは90~98質量%が望ましい。 The content of the positive electrode active material contained in the positive electrode mixture for the lithium secondary battery is desirably 70 to 100% by mass, preferably 90 to 98% by mass.

リチウム二次電池に係る正極集電体としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導体であれば特に制限されるものでないが、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、チタン、焼成炭素、アルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀を表面処理させたもの等が挙げられる。これらの材料の表面を酸化して用いてもよく、表面処理により集電体表面に凹凸を付けて用いてもよい。また、集電体の形態としては、例えば、フォイル、フィルム、シート、ネット、パンチングされたもの、ラス体、多孔質体、発砲体、繊維群、不織布の成形体などが挙げられる。集電体の厚さは特に制限されないが、1~500μmとすることが好ましい。 The positive electrode current collector for the lithium secondary battery is not particularly limited as long as it is an electronic conductor that does not undergo chemical changes in the constructed battery. The surface of these materials may be oxidized before use, or the surface of the current collector may be roughened by surface treatment. Examples of the form of the current collector include foil, film, sheet, net, punched material, lath, porous material, foam, fiber group, non-woven fabric, and the like. Although the thickness of the current collector is not particularly limited, it is preferably 1 to 500 μm.

リチウム二次電池に係る導電剤としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導材料であれば特に限定はない。例えば、天然黒鉛及び人工黒鉛等の黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊維や金属繊維等の導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉等の金属粉末類、酸化亜鉛、チタン酸カリウム等の導電性ウィスカー類、酸化チタン等の導電性金属酸化物、或いはポリフェニレン誘導体等の導電性材料が挙げられ、天然黒鉛としては、例えば、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛及び土状黒鉛等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。導電剤の配合比率は、正極合剤中、1~50質量%、好ましくは2~30質量%である。 The conductive agent for lithium secondary batteries is not particularly limited as long as it is an electronically conductive material that does not undergo chemical changes in the constructed battery. Examples include graphite such as natural graphite and artificial graphite; carbon blacks such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; , flaky graphite and earthy graphite. These can be used singly or in combination of two or more. The mixing ratio of the conductive agent is 1 to 50% by mass, preferably 2 to 30% by mass in the positive electrode mixture.

リチウム二次電池に係る結着剤としては、例えば、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフロオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン-ジエンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン-クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン-ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン-パーフルオロメチルビニルエーテル-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体またはその(Na+)イオン架橋体、エチレン-メタクリル酸共重合体またはその(Na+)イオン架橋体、エチレン-アクリル酸メチル共重合体またはその(Na+)イオン架橋体、エチレン-メタクリル酸メチル共重合体またはその(Na+)イオン架橋体、ポリエチレンオキシドなどの多糖類、熱可塑性樹脂、ゴム弾性を有するポリマー等が挙げられ、これらは1種または2種以上組み合わせて用いることができる。なお、多糖類のようにリチウムと反応するような官能基を含む化合物を用いるときは、例えば、イソシアネート基のような化合物を添加してその官能基を失活させることが好ましい。結着剤の配合比率は、正極合剤中、1~50質量%、好ましくは5~15質量%である。 リチウム二次電池に係る結着剤としては、例えば、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフロオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン-ジエンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン-クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン-ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン-パーフルオロメチルビニルエーテル-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体またはその(Na + )イオン架橋体、エチレン-メタクリル酸共重合体またはその(Na + )イオン架橋体、エチレン-アクリル酸メチル共重合体またはその(Na + )イオン架橋体、エチレン-メタクリル酸メチル共重合体またはその(Na + )イオン架橋体、ポリエチレンオキシドなどの多糖類、熱可塑性樹脂、ゴム弾性を有するポリマー等が挙げられ、これらは1種または2種以上組み合わせて用いることができる。 When using a compound containing a functional group that reacts with lithium, such as a polysaccharide, it is preferable to deactivate the functional group by adding a compound such as an isocyanate group. The blending ratio of the binder is 1 to 50% by mass, preferably 5 to 15% by mass in the positive electrode mixture.

リチウム二次電池に係るフィラーは、正極合剤において正極の体積膨張等を抑制するものであり、必要により添加される。フィラーとしては、構成された電池において化学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いることができるが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素等の繊維が用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、正極合剤中、0~30質量%が好ましい。 A filler for a lithium secondary battery suppresses volume expansion and the like of the positive electrode in the positive electrode mixture, and is added as necessary. As the filler, any fibrous material can be used as long as it does not cause a chemical change in the constructed battery. The amount of the filler to be added is not particularly limited, but is preferably 0 to 30% by mass in the positive electrode mixture.

リチウム二次電池に係る負極は、負極集電体上に負極材料を塗布乾燥等して形成される。本発明のリチウム二次電池に係る負極集電体としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導体であれば特に制限されるものでないが、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタン、アルミニウム、焼成炭素、銅やステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀を表面処理させたもの及びアルミニウム-カドミウム合金等が挙げられる。また、これらの材料の表面を酸化して用いてもよく、表面処理により集電体表面に凹凸を付けて用いてもよい。また、集電体の形態としては、例えば、フォイル、フィルム、シート、ネット、パンチングされたもの、ラス体、多孔質体、発砲体、繊維群、不織布の成形体などが挙げられる。集電体の厚さは特に制限されないが、1~500μmとすることが好ましい。 A negative electrode for a lithium secondary battery is formed by coating and drying a negative electrode material on a negative electrode current collector. The negative electrode current collector for the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited as long as it is an electronic conductor that does not cause a chemical change in the constructed battery. Further, the surface of these materials may be oxidized before use, or the surface of the current collector may be roughened by surface treatment. Examples of the form of the current collector include foil, film, sheet, net, punched material, lath, porous material, foam, fiber group, non-woven fabric, and the like. Although the thickness of the current collector is not particularly limited, it is preferably 1 to 500 μm.

リチウム二次電池に係る負極材料としては、特に制限されるものではないが、例えば、炭素質材料、金属複合酸化物、リチウム金属、リチウム合金、ケイ素系合金、錫系合金、金属酸化物、導電性高分子、カルコゲン化合物、Li-Co-Ni系材料、LiTi12、ニオブ酸リチウム、酸化ケイ素(SiOx:0.5≦x≦1.6)等が挙げられる。炭素質材料としては、例えば、難黒鉛化炭素材料、黒鉛系炭素材料等が挙げられる。金属複合酸化物としては、例えば、Sn(M11-p(M2qr(式中、M1はMn、Fe、Pb及びGeから選ばれる1種以上の元素を示し、M2はAl、B、P、Si、周期律表第1族、第2族、第3族及びハロゲン元素から選ばれる1種以上の元素を示し、0<p≦1、1≦q≦3、1≦r≦8を示す。)、LiFe23(0≦t≦1)、LiWO2(0≦t≦1)等の化合物が挙げられる。金属酸化物としては、GeO、GeO2、SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb23、Pb34、Sb23、Sb24、Sb25、Bi23、Bi24、Bi25等が挙げられる。導電性高分子としては、ポリアセチレン、ポリ-p-フェニレン等が挙げられる。 The negative electrode material for lithium secondary batteries is not particularly limited, but examples thereof include carbonaceous materials, metal composite oxides, lithium metals, lithium alloys, silicon-based alloys, tin-based alloys, metal oxides, conductive polymers, chalcogen compounds, Li—Co—Ni-based materials, Li 4 Ti 5 O 12 , lithium niobate, silicon oxide (SiOx: 0.5≦x≦1.6), and the like. Examples of carbonaceous materials include non-graphitizable carbon materials and graphite-based carbon materials. Examples of metal composite oxides include Sn p (M 1 ) 1-p (M 2 ) q Or (wherein M 1 represents one or more elements selected from Mn, Fe, Pb and Ge, M 2 represents one or more elements selected from Al, B, P, Si, Groups 1, 2 and 3 of the periodic table and halogen elements, and 0<p≦1, 1≦q≦3, and 1≦r≦8. ), Li t Fe 2 O 3 (0≦t≦1), and Li t WO 2 (0≦t≦1). GEO, GEO 2 , SNO, SNO 2, PBO 2 , PBO 2 , PB 2 O 3 , SB 2 O 3, SB 2 O 3 , SB 2 O5 , SB 2 O5 , BI 2 O 3 , BI 2 O 4 , BI 2 O5 , etc. Examples of conductive polymers include polyacetylene and poly-p-phenylene.

リチウム二次電池に係るセパレータとしては、大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持った絶縁性の薄膜が用いられる。耐有機溶剤性と疎水性からポリプロピレンなどのオレフィン系ポリマーあるいはガラス繊維あるいはポリエチレンなどからつくられたシートや不織布が用いられる。セパレータの孔径としては、一般的に電池用として有用な範囲であればよく、例えば、0.01~10μmである。セパレータの厚みとしては、一般的な電池用の範囲であればよく、例えば5~300μmである。なお、後述する電解質としてポリマーなどの固体電解質が用いられる場合には、固体電解質がセパレータを兼ねるようなものであってもよい。 As a separator for a lithium secondary battery, an insulating thin film having a high ion permeability and a predetermined mechanical strength is used. Sheets and non-woven fabrics made of olefin polymers such as polypropylene, glass fibers, or polyethylene are used because of their organic solvent resistance and hydrophobicity. The pore size of the separator may be within a range generally useful for batteries, for example, 0.01 to 10 μm. The thickness of the separator may be within the range for general batteries, for example, 5 to 300 μm. In addition, when a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte described later, the solid electrolyte may also serve as a separator.

リチウム二次電池に係るリチウム塩を含有する非水電解質は、非水電解質とリチウム塩とからなるものである。本発明のリチウム二次電池に係る非水電解質としては、非水電解液、有機固体電解質、無機固体電解質が用いられる。非水電解液としては、例えば、N-メチル-2-ピロリジノン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ-ブチロラクトン、1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,3-ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、3-メチル-2-オキサゾリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、ジエチルエーテル、1,3-プロパンサルトン、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の非プロトン性有機溶媒の1種または2種以上を混合した溶媒が挙げられる。 A non-aqueous electrolyte containing a lithium salt for a lithium secondary battery is composed of a non-aqueous electrolyte and a lithium salt. Non-aqueous electrolytes, organic solid electrolytes, and inorganic solid electrolytes are used as the non-aqueous electrolyte for the lithium secondary battery of the present invention. Non-aqueous electrolytes include, for example, N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, and triphosphate. Esters, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, diethyl ether, 1,3-propanesultone, methyl propionate, solvents mixed with two or more of aprotic organic solvents such as ethyl propionate.

リチウム二次電池に係る有機固体電解質としては、例えば、ポリエチレン誘導体、ポリエチレンオキサイド誘導体又はこれを含むポリマー、ポリプロピレンオキサイド誘導体又はこれを含むポリマー、リン酸エステルポリマー、ポリホスファゼン、ポリアジリジン、ポリエチレンスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン等のイオン性解離基を含むポリマー、イオン性解離基を含むポリマーと上記非水電解液の混合物等が挙げられる。 Examples of organic solid electrolytes for lithium secondary batteries include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives or polymers containing them, polypropylene oxide derivatives or polymers containing these, phosphate ester polymers, polyphosphazenes, polyaziridines, polyethylene sulfides, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, polymers containing ionic dissociation groups such as polyhexafluoropropylene, and mixtures of polymers containing ionic dissociation groups and the above non-aqueous electrolytes.

リチウム二次電池に係る無機固体電解質としては、Liの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩、硫化物等を用いることができ、例えば、Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH、P25、Li2S又はLi2S-P25、Li2S-SiS2、Li2S-GeS2、Li2S-Ga23、Li2S-B23、Li2S-P25-X、Li2S-SiS2-X、Li2S-GeS2-X、Li2S-Ga23-X、Li2S-B23-X、(式中、XはLiI、B23、又はAl23から選ばれる少なくとも1種以上)等が挙げられる。 Li nitrides, halides, oxates, sulfides, etc. can be used as inorganic solid electrolytes for lithium secondary batteries.3N, LiI, LiFiveNI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiOFour, LiSiOFour-LiI-LiOH, Li2SiS3, LiFourSiOFour, LiFourSiOFour-LiI-LiOH, P2S.Five, Li2S or Li2SP2S.Five, Li2S—SiS2, Li2S-GeS2, Li2S-Ga2S.3, Li2SB2S.3, Li2SP2S.Five-X, Li2S—SiS2-X, Li2S-GeS2-X, Li2S-Ga2S.3-X, Li2SB2S.3-X, (where X is LiI, B2S.3, or Al2S.3at least one selected from) and the like.

更に、無機固体電解質が非晶質(ガラス)の場合は、リン酸リチウム(Li3PO4)、酸化リチウム(Li2O)、硫酸リチウム(Li2SO4)、酸化リン(P25)、硼酸リチウム(Li3BO3)等の酸素を含む化合物、Li3PO4-u2u/3(uは0<u<4)、Li4SiO4-u2u/3(uは0<u<4)、Li4GeO4-u2u/3(uは0<u<4)、Li3BO3-u2u/3(uは0<u<3)等の窒素を含む化合物を無機固体電解質に含有させることができる。この酸素を含む化合物又は窒素を含む化合物の添加により、形成される非晶質骨格の隙間を広げ、リチウムイオンが移動する妨げを軽減し、更にイオン伝導性を向上させることができる。 更に、無機固体電解質が非晶質(ガラス)の場合は、リン酸リチウム(Li 3 PO 4 )、酸化リチウム(Li 2 O)、硫酸リチウム(Li 2 SO 4 )、酸化リン(P 25 )、硼酸リチウム(Li 3 BO 3 )等の酸素を含む化合物、Li 3 PO 4-u2u/3 (uは0<u<4)、Li 4 SiO 4-u2u/3 (uは0<u<4)、Li 4 GeO 4-u2u/3 (uは0<u<4)、Li 3 BO 3-u2u/3 (uは0<u<3)等の窒素を含む化合物を無機固体電解質に含有させることができる。 The addition of this oxygen-containing compound or nitrogen-containing compound widens the gaps in the formed amorphous skeleton, reduces hindrance to the movement of lithium ions, and further improves the ionic conductivity.

リチウム二次電池に係るリチウム塩としては、上記非水電解質に溶解するものが用いられ、例えば、LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiB10Cl10、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO22NLi、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、四フェニルホウ酸リチウム、イミド類等の1種または2種以上を混合した塩が挙げられる。 As the lithium salt for the lithium secondary battery, one that dissolves in the above non-aqueous electrolyte is used. 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi , lithium chloroborane , lithium lower aliphatic carboxylate , lithium tetraphenylborate , imides , and the like , or salts thereof in combination of two or more thereof.

また、非水電解質には、放電、充電特性、難燃性を改良する目的で、以下に示す化合物を添加することができる。例えば、ピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、n-グライム、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、N-置換オキサゾリジノンとN,N-置換イミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ポリエチレングルコール、ピロール、2-メトキシエタノール、三塩化アルミニウム、導電性ポリマー電極活物質のモノマー、トリエチレンホスホンアミド、トリアルキルホスフィン、モルフォリン、カルボニル基を持つアリール化合物、ヘキサメチルホスホリックトリアミドと4-アルキルモルフォリン、二環性の三級アミン、オイル、ホスホニウム塩及び三級スルホニウム塩、ホスファゼン、炭酸エステル等が挙げられる。また、電解液を不燃性にするために含ハロゲン溶媒、例えば、四塩化炭素、三弗化エチレンを電解液に含ませることができる。また、高温保存に適性を持たせるために電解液に炭酸ガスを含ませることができる。 In addition, the following compounds can be added to the non-aqueous electrolyte for the purpose of improving discharge and charge characteristics and flame retardancy. For example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ethers, ethylenediamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, nitrobenzene derivatives, sulfur, quinoneimine dyes, N-substituted oxazolidinone and N,N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salts, polyethylene glycol, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, monomers of conductive polymer electrode active materials, triethylenephosphonamide, trialkylphosphine, morpholine, aryl compounds with carbonyl groups, hexamethylphosphoric triamide and 4-alkylmorpholine, bicyclic tertiary amines, oils, phosphonium salts and tertiary sulfonium salts, phosphazenes, carbonate esters and the like. Moreover, in order to make the electrolyte nonflammable, the electrolyte may contain a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride. In addition, carbon dioxide gas can be contained in the electrolytic solution in order to make it suitable for high-temperature storage.

本発明の第一の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法、本発明の第二の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法又は本発明の第三の形態の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法を行い得られる改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子を正極活物質として用いるリチウム二次電池は、特に高電圧下で充放電を繰り返してもサイクルの劣化が少なく、エネルギー密度維持率が高いリチウム二次電池であり、電池の形状はボタン、シート、シリンダー、角、コイン型等いずれの形状であってもよい。 A lithium secondary battery using as a positive electrode active material the modified lithium cobalt composite oxide particles obtained by the method for producing the modified lithium cobalt composite oxide particles of the first embodiment of the present invention, the method for producing the modified lithium cobalt composite oxide particles of the second embodiment of the present invention, or the method for producing the modified lithium cobalt composite oxide particles of the third embodiment of the present invention is a lithium secondary battery that exhibits little cycle deterioration even when charging and discharging are repeated, especially under high voltage, and has a high energy density maintenance rate. Any shape may be used.

該リチウム二次電池の用途は、特に限定されないが、例えば、ノートパソコン、ラップトップパソコン、ポケットワープロ、携帯電話、コードレス子機、ポータブルCDプレーヤー、ラジオ、液晶テレビ、バックアップ電源、電気シェーバー、メモリーカード、ビデオムービー等の電子機器、自動車、電動車両、ドーロン、ゲーム機器、電動工具等の民生用電子機器が挙げられる。 Applications of the lithium secondary battery are not particularly limited, but examples thereof include notebook computers, laptop computers, pocket word processors, mobile phones, cordless child devices, portable CD players, radios, liquid crystal televisions, backup power sources, electric shavers, memory cards, electronic devices such as video movies, and consumer electronic devices such as automobiles, electric vehicles, drones, game devices, and electric tools.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<リチウムコバルト複合酸化物粒子(LCO)試料の調製>
<LCO試料1>
炭酸リチウム(平均粒子径5.7μm)、四酸化三コバルト(平均粒子径2.5μm)、更に二酸化チタン(平均粒子径0.4μm)及び硫酸カルシウム(平均粒子径7.3μm)とを秤量し、家庭用ミキサーで十分混合処理し、Li/Coのモル比が1.04、Ti/Coのモル比が0.01、Ca/Coのモル比が0.0006の原料混合物を得た。
次いで、得られた原料混合物を、アルミナ製の鉢で1050℃で5時間大気中で焼成した。焼成終了後、該焼成品を粉砕、分級して、Coに対してTiを1.00モル%、Caを0.06モル%含有するリチウムコバルト複合酸化物を得た。
<Preparation of lithium cobalt composite oxide particles (LCO) sample>
<LCO sample 1>
Lithium carbonate (average particle size 5.7 μm), tricobalt tetroxide (average particle size 2.5 μm), titanium dioxide (average particle size 0.4 μm), and calcium sulfate (average particle size 7.3 μm) were weighed and thoroughly mixed in a home mixer to obtain a raw material mixture having a Li/Co molar ratio of 1.04, a Ti/Co molar ratio of 0.01, and a Ca/Co molar ratio of 0.0006.
The raw material mixture thus obtained was then fired in an alumina pot at 1050° C. for 5 hours in the air. After firing, the fired product was pulverized and classified to obtain a lithium-cobalt composite oxide containing 1.00 mol % of Ti and 0.06 mol % of Ca relative to Co.

<LCO試料2>
炭酸リチウム(平均粒子径5.7μm)及び四酸化三コバルト(平均粒子径2.5μm)とを秤量し、家庭用ミキサーで十分混合処理し、Li/Coのモル比が0.997の原料混合物を得た。
次いで、得られた原料混合物を、アルミナ製の鉢で1050℃で5時間大気中で焼成した。焼成終了後、該焼成品を粉砕、分級して、リチウムコバルト複合酸化物を得た。
<LCO sample 2>
Lithium carbonate (average particle size: 5.7 μm) and tricobalt tetroxide (average particle size: 2.5 μm) were weighed and thoroughly mixed in a home mixer to obtain a raw material mixture with a Li/Co molar ratio of 0.997.
The raw material mixture thus obtained was then fired in an alumina pot at 1050° C. for 5 hours in the air. After firing, the fired product was pulverized and classified to obtain a lithium-cobalt composite oxide.

<LCO試料3>
炭酸リチウム(平均粒子径5.7μm)、四酸化三コバルト(平均粒子径2.5μm)、更にフッ化マグネシウム(平均粒子径2.8μm)、酸化マグネシウム(平均粒子径0.6μm)及び硫酸カルシウム(平均粒子径7.3μm)とを秤量し、家庭用ミキサーで十分混合処理し、Li/Coのモル比が1.05、F/Coのモル比が0.005、Mg/Coのモル比が0.005、Ca/Coのモル比が0.0013の原料混合物を得た。
次いで、得られた原料混合物を、アルミナ製の鉢で1080℃で5時間大気中で焼成した。焼成終了後、該焼成品を粉砕、分級して、Coに対してMgを0.50モル%、Caを0.13モル%含有するリチウムコバルト複合酸化物を得た。
<LCO sample 3>
Lithium carbonate (average particle size: 5.7 μm), tricobalt tetroxide (average particle size: 2.5 μm), magnesium fluoride (average particle size: 2.8 μm), magnesium oxide (average particle size: 0.6 μm), and calcium sulfate (average particle size: 7.3 μm) were weighed and thoroughly mixed in a home mixer to obtain a Li/Co molar ratio of 1.05, a F/Co molar ratio of 0.005, and a Mg/Co molar ratio of 0.005. A raw material mixture having a Ca/Co molar ratio of 0.0013 was obtained.
The resulting raw material mixture was then fired in an alumina pot at 1080° C. for 5 hours in the air. After firing, the fired product was pulverized and classified to obtain a lithium-cobalt composite oxide containing 0.50 mol % of Mg and 0.13 mol % of Ca relative to Co.

<LCO試料4>
炭酸リチウム(平均粒子径5.7μm)及び四酸化三コバルト(平均粒子径2.5μm)とを秤量し、家庭用ミキサーで十分混合処理し、Li/Coのモル比が1.04の原料混合物を得た。
次いで、得られた原料混合物を、アルミナ製の鉢で1050℃で5時間大気中で焼成した。焼成終了後、該焼成品を粉砕、分級して、リチウムコバルト複合酸化物を得た。
<LCO sample 4>
Lithium carbonate (average particle size: 5.7 μm) and tricobalt tetroxide (average particle size: 2.5 μm) were weighed and thoroughly mixed in a home mixer to obtain a raw material mixture with a Li/Co molar ratio of 1.04.
The raw material mixture thus obtained was then fired in an alumina pot at 1050° C. for 5 hours in the air. After firing, the fired product was pulverized and classified to obtain a lithium-cobalt composite oxide.

上記で得られたリチウムコバルト複合酸化物試料(LCO試料)の諸物性を表1に示す。なお、平均粒子径は(レーザ回折・散乱)法により求めた。 Table 1 shows various physical properties of the lithium cobalt composite oxide sample (LCO sample) obtained above. The average particle size was determined by the (laser diffraction/scattering) method.

Figure 0007315418000001
Figure 0007315418000001

<表面処理液の調製>
<硫酸マグネシウム含有表面処理液の調製>
硫酸マグネシウムを水に溶解させ、さらにアンモニア水にてpHを8.5になるように調整して、下記の表2に示す濃度の硫酸マグネシウム含有表面処理液を作成した。
<Preparation of surface treatment liquid>
<Preparation of surface treatment liquid containing magnesium sulfate>
Magnesium sulfate was dissolved in water, and the pH was adjusted to 8.5 with aqueous ammonia to prepare a magnesium sulfate-containing surface treatment liquid having the concentration shown in Table 2 below.

<乳酸チタンキレート含有表面処理液の調製>
イソプロパノール(IPA)にテトライソプロポキシチタン(TPT)を添加し、撹拌しながら乳酸を添加(モル比換算でTPT/IPA/乳酸=1/2/3)した後、水を加えて乳酸チタンキレート液を調整した。さらにアンモニア水にてpHを8.5になるように調整して、下記の表2に示す濃度の乳酸チタンキレート含有表面処理液を作成した。
なお、該乳酸チタンキレートは、前記一般式(1)におけるm=0、n=3であり、Lが、乳酸における水酸基の酸素原子及びカルボキシル基の酸素原子がチタン原子に2座で配位してなる基である化合物を主として含んでいた。
<Preparation of Surface Treatment Liquid Containing Titanium Lactate Chelate>
Tetraisopropoxytitanium (TPT) was added to isopropanol (IPA), lactic acid was added with stirring (TPT/IPA/lactic acid = 1/2/3 in terms of molar ratio), and then water was added to prepare a titanium lactate chelate solution. Further, the pH was adjusted to 8.5 with aqueous ammonia to prepare a surface treatment liquid containing a titanium lactate chelate having a concentration shown in Table 2 below.
The titanium lactate chelate mainly contained a compound in which m = 0 and n = 3 in the general formula (1), and L is a group in which an oxygen atom of a hydroxyl group and an oxygen atom of a carboxyl group in lactic acid are bidentate coordinated to a titanium atom.

<乳酸チタンキレート/酢酸マグネシウム複合表面処理液の調製>
上記のpH調整前の乳酸チタンキレート液に酢酸マグネシウム水溶液を添加し、さらにアンモニア水にてpHを8.5になるように調整して、下記の表2に示す濃度の乳酸チタンキレート/酢酸マグネシウム複合表面処理液を作成した。
<Preparation of titanium lactate chelate/magnesium acetate composite surface treatment liquid>
An aqueous magnesium acetate solution was added to the titanium lactate chelate solution before pH adjustment, and the pH was adjusted to 8.5 with aqueous ammonia to prepare a titanium lactate chelate/magnesium acetate composite surface treatment solution having a concentration shown in Table 2 below.

<乳酸チタンキレート/硫酸アンモニウム複合表面処理液の調製>
上記のpH調整前の乳酸チタンキレート液に硫酸アンモニウム水溶液を添加し、さらにアンモニア水にてpHを8.5になるように調整して、下記の表2に示す濃度の乳酸チタンキレート/硫酸アンモニウム複合表面処理液を作成した。
<Preparation of titanium lactate chelate/ammonium sulfate composite surface treatment liquid>
An ammonium sulfate aqueous solution was added to the titanium lactate chelate solution before pH adjustment, and the pH was adjusted to 8.5 with ammonia water to prepare a titanium lactate chelate/ammonium sulfate composite surface treatment solution having a concentration shown in Table 2 below.

Figure 0007315418000002
Figure 0007315418000002

(実施例1-1)
表1記載のLCO試料1をコニカルビーカーに30g採取し、そこに乳酸チタンキレート含有表面処理液B-1を6g添加しスパチュラ等で十分混練しペースト状の混合物を得た後、100℃の乾燥機にて全量乾燥させ、さらに得られた乾粉を800℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示すTi含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Example 1-1)
30 g of LCO sample 1 shown in Table 1 was collected in a conical beaker, and 6 g of titanium lactate chelate-containing surface treatment liquid B-1 was added thereto and sufficiently kneaded with a spatula or the like to obtain a paste-like mixture. Then, the entire amount was dried in a dryer at 100 ° C., and the obtained dry powder was baked at 800 ° C. for 5 hours and heat-treated to obtain a Ti-containing compound-adhered lithium cobalt composite oxide particle (positive electrode active material sample) shown in Table 3.

(実施例1-2)
表1記載のLCO試料1をコニカルビーカーに30g採取し、そこに硫酸マグネシウム含有表面処理液A-1を6g添加しスパチュラ等で十分混練しペースト状の混合物を得た後、100℃の乾燥機にて全量乾燥させ、さらに得られた乾粉を800℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、硫酸マグネシウム付着LCOを得た。
次いで得られた硫酸マグネシウム付着LCO全量をコニカルビーカーに移し、そこに乳酸チタンキレート含有表面処理液B-1を6g添加しスパチュラ等で十分混練しペースト状の混合物を得た後、100℃の乾燥機にて全量乾燥させ、さらに得られた乾粉を800℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示すTi含有化合物及びMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Example 1-2)
30 g of LCO sample 1 shown in Table 1 was collected in a conical beaker, and 6 g of magnesium sulfate-containing surface treatment liquid A-1 was added thereto and sufficiently kneaded with a spatula or the like to obtain a paste-like mixture.
Next, the entire amount of the magnesium sulfate-adhered LCO obtained was transferred to a conical beaker, and 6 g of the titanium lactate chelate-containing surface treatment liquid B-1 was added thereto and sufficiently kneaded with a spatula or the like to obtain a paste-like mixture.

(比較例1-1)
表1記載のLCO試料1をそのまま800℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示すリチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Comparative Example 1-1)
The LCO sample 1 shown in Table 1 was sintered as it was at 800° C. for 5 hours and subjected to heat treatment to obtain lithium-cobalt-based composite oxide particles (positive electrode active material sample) shown in Table 3.

(比較例1-2)
表1記載のLCO試料1をコニカルビーカーに30g採取し、そこに硫酸マグネシウム含有表面処理液A-1を6g添加しスパチュラ等で十分混練しペースト状の混合物を得た後、100℃の乾燥機にて全量乾燥させ、さらに得られた乾粉を800℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示すMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Comparative Example 1-2)
30 g of LCO sample 1 shown in Table 1 was collected in a conical beaker, and 6 g of magnesium sulfate-containing surface treatment liquid A-1 was added thereto and sufficiently kneaded with a spatula or the like to obtain a paste-like mixture.

(実施例2-1)
表1記載のLCO試料2を用い、実施例1-1と同様の操作にて、表3に示すTi含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Example 2-1)
Using the LCO sample 2 shown in Table 1, the Ti-containing compound-attached lithium-cobalt composite oxide particles (positive electrode active material sample) shown in Table 3 were obtained in the same manner as in Example 1-1.

(実施例2-2)
表1記載のLCO試料2をコニカルビーカーに30g採取し、そこに乳酸チタンキレート/硫酸アンモニウム複合表面処理液Dを6g添加しスパチュラ等で十分混練しペースト状の混合物を得た後、100℃の乾燥機にて全量乾燥させ、さらに得られた乾粉を800℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示す硫酸塩及びTi含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Example 2-2)
30 g of LCO sample 2 shown in Table 1 was collected in a conical beaker, and 6 g of titanium lactate chelate/ammonium sulfate composite surface treatment liquid D was added thereto and sufficiently kneaded with a spatula or the like to obtain a paste-like mixture. Then, the entire amount was dried in a dryer at 100 ° C., and the obtained dry powder was baked at 800 ° C. for 5 hours and heat-treated to obtain sulfate and Ti-containing compound-attached lithium cobalt composite oxide particles (positive electrode active material sample) shown in Table 3.

(実施例2-3)
表1記載のLCO試料2を用い、実施例1-2と同様の操作にて、表3に示すTi含有化合物及びMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Example 2-3)
Using the LCO sample 2 shown in Table 1, the Ti-containing compound- and Mg-containing compound-attached lithium-cobalt-based composite oxide particles (positive electrode active material sample) shown in Table 3 were obtained in the same manner as in Example 1-2.

(実施例2-4)
表1記載のLCO試料2をコニカルビーカーに30g採取し、そこに乳酸チタンキレート/酢酸マグネシウム複合表面処理液Cを6g添加しスパチュラ等で十分混練しペースト状の混合物を得た後、100℃の乾燥機にて全量乾燥させ、さらに得られた乾粉を800℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示すTi含有化合物及びMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Example 2-4)
30 g of LCO sample 2 shown in Table 1 was collected in a conical beaker, and 6 g of titanium lactate chelate/magnesium acetate composite surface treatment liquid C was added thereto and sufficiently kneaded with a spatula or the like to obtain a paste-like mixture. After that, the entire amount was dried in a dryer at 100 ° C., and the obtained dry powder was baked at 800 ° C. for 5 hours and heat-treated to obtain lithium-cobalt-based composite oxide particles (positive electrode active material sample) attached with a Ti-containing compound and Mg-containing compound shown in Table 3.

(比較例2-1)
表1記載のLCO試料2をそのまま800℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示すリチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Comparative Example 2-1)
The LCO sample 2 shown in Table 1 was sintered as it was at 800° C. for 5 hours and subjected to heat treatment to obtain lithium-cobalt composite oxide particles (positive electrode active material sample) shown in Table 3.

(実施例3-1)
表1記載のLCO試料3をコニカルビーカーに30g採取し、そこに乳酸チタンキレート含有表面処理液B-2を6g添加しスパチュラ等で十分混練しペースト状の混合物を得た後、100℃の乾燥機にて全量乾燥させ、さらに得られた乾粉を1000℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示すTi含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Example 3-1)
30 g of LCO sample 3 shown in Table 1 was collected in a conical beaker, and 6 g of titanium lactate chelate-containing surface treatment liquid B-2 was added thereto and sufficiently kneaded with a spatula or the like to obtain a paste-like mixture. Then, the entire amount was dried in a dryer at 100 ° C., and the obtained dry powder was baked at 1000 ° C. for 5 hours and heat-treated to obtain a Ti-containing compound-adhered lithium cobalt composite oxide particle (positive electrode active material sample) shown in Table 3.

(実施例3-2)
表1記載のLCO試料3を用い、硫酸マグネシウム含有表面処理液としてA-2及び乳酸チタンキレート含有表面処理液としてB-2を用い、表面処理後に全量乾燥させて得られた乾粉を1000℃で5時間焼成して、加熱処理を行ったこと以外は、実施例1-2と同様の操作にて、表3に示すTi含有化合物及びMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Example 3-2)
Using LCO sample 3 shown in Table 1, using A-2 as a magnesium sulfate-containing surface treatment liquid and B-2 as a titanium lactate chelate-containing surface treatment liquid, dry powder obtained by drying the entire amount after surface treatment was 1000 ° C. For 5 hours, the same operation as in Example 1-2 was performed, except that the Ti-containing compound and Mg-containing compound-adhered lithium cobalt composite oxide particles (positive electrode active material sample) shown in Table 3 were obtained.

(比較例3-1)
表1記載のLCO試料3をそのまま1000℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示すリチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Comparative Example 3-1)
The LCO sample 3 shown in Table 1 was sintered as it was at 1000° C. for 5 hours and heat-treated to obtain lithium-cobalt-based composite oxide particles (positive electrode active material sample) shown in Table 3.

(実施例4-1)
表1記載のLCO試料4を用い、硫酸マグネシウム含有表面処理液としてA-3及び乳酸チタンキレート含有表面処理液としてB-3を用いたこと以外は、実施例1-2と同様の操作にて、表3に示すTi含有化合物及びMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Example 4-1)
In the same manner as in Example 1-2, except that LCO sample 4 shown in Table 1 was used, A-3 was used as the magnesium sulfate-containing surface treatment solution, and B-3 was used as the titanium lactate chelate-containing surface treatment solution.

(比較例4-1)
表1記載のLCO試料4をそのまま800℃で5時間焼成して、加熱処理を行い、表3に示すリチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
(Comparative Example 4-1)
The LCO sample 4 shown in Table 1 was sintered as it was at 800° C. for 5 hours and heat-treated to obtain lithium-cobalt-based composite oxide particles (positive electrode active material sample) shown in Table 3.

Figure 0007315418000003
注)付着量は、LCO試料中のCoに対する原子換算のMg及び/又はTiの量をmol%で示した。
Figure 0007315418000003
Note) The adhesion amount indicates the amount of Mg and/or Ti in terms of atoms with respect to Co in the LCO sample in mol%.

以下のようにして、電池性能試験を行った。
<リチウム二次電池の作製>
実施例及び比較例で得られた正極活物質95質量%、黒鉛粉末2.5質量%、ポリフッ化ビニリデン2.5質量%を混合して正極剤とし、これをN-メチル-2-ピロリジノンに分散させて混練ペーストを調製した。該混練ペーストをアルミ箔に塗布したのち乾燥、プレスして直径15mmの円盤に打ち抜いて正極板を得た。
この正極板を用いて、セパレータ、負極、正極、集電板、取り付け金具、外部端子、電解液等の各部材を使用してコイン型リチウム二次電池を製作した。このうち、負極は金属リチウム箔を用い、電解液にはエチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートの1:1混練液1リットルにLiPF61モルを溶解したものを使用した。
次いで、得られたリチウム二次電池の性能評価を行った。その結果を、表4に示す。
A battery performance test was conducted as follows.
<Production of lithium secondary battery>
95% by mass of the positive electrode active material obtained in Examples and Comparative Examples, 2.5% by mass of graphite powder, and 2.5% by mass of polyvinylidene fluoride were mixed to form a positive electrode agent, which was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidinone to prepare a kneaded paste. The kneaded paste was applied to an aluminum foil, dried, pressed and punched into a disk having a diameter of 15 mm to obtain a positive electrode plate.
Using this positive electrode plate, a coin-type lithium secondary battery was manufactured using members such as a separator, a negative electrode, a positive electrode, a collector plate, a mounting bracket, an external terminal, and an electrolytic solution. Among them, a metal lithium foil was used as the negative electrode, and a solution prepared by dissolving 1 mol of LiPF 6 in 1 liter of a 1:1 mixture of ethylene carbonate and methyl ethyl carbonate was used as the electrolyte.
Next, performance evaluation of the obtained lithium secondary battery was performed. The results are shown in Table 4.

<電池の性能評価>
作製したコイン型リチウム二次電池を室温で下記試験条件で作動させ、下記の電池性能を評価した。
(1-a)4.5Vサイクル特性評価の試験条件
先ず、0.5Cにて4.5Vまで2時間かけて充電を行い、更に4.5Vで3時間電圧を保持させる定電流・定電圧充電(CCCV充電)を行った。その後、0.2Cにて2.7Vまで定電流放電(CC放電)させる充放電を行い、これらの操作を1サイクルとして1サイクル毎に放電容量を測定した。このサイクルを20サイクル繰り返した。
(1-b)4.6Vサイクル特性評価の試験条件
先ず、0.5Cにて4.6Vまで2時間かけて充電を行い、更に4.6Vで3時間電圧を保持させる定電流・定電圧充電(CCCV充電)を行った。その後、0.2Cにて2.7Vまで定電流放電(CC放電)させる充放電を行い、これらの操作を1サイクルとして1サイクル毎に放電容量を測定した。このサイクルを20サイクル繰り返した。
<Battery performance evaluation>
The produced coin-type lithium secondary batteries were operated at room temperature under the following test conditions, and the following battery performances were evaluated.
(1-a) Test Conditions for Evaluation of 4.5V Cycle Characteristics First, charging was performed at 0.5C to 4.5V over 2 hours, and then constant current/constant voltage charging (CCCV charging) was performed to hold the voltage at 4.5V for 3 hours. After that, charge and discharge were performed by constant current discharge (CC discharge) to 2.7 V at 0.2 C, and these operations were regarded as one cycle, and the discharge capacity was measured for each cycle. This cycle was repeated for 20 cycles.
(1-b) Test Conditions for Evaluation of 4.6V Cycle Characteristics First, charging was performed at 0.5C to 4.6V over 2 hours, and then constant current/constant voltage charging (CCCV charging) was performed to hold the voltage at 4.6V for 3 hours. After that, charge and discharge were performed by constant current discharge (CC discharge) to 2.7 V at 0.2 C, and these operations were regarded as one cycle, and the discharge capacity was measured for each cycle. This cycle was repeated for 20 cycles.

(2)初回容量(活物質重量当たり)、初回充放電効率
サイクル特性評価における1サイクル目の充電及び放電容量を、初回充電容量及び初回放電容量とし、下記式(1)により算出される効率を初回充放電効率とした。
初回充放電効率(%)=(1サイクル目の充電容量/1サイクル目の放電容量)×100・・・・(1)
(2) Initial capacity (per weight of active material), initial charge-discharge efficiency The charge and discharge capacities of the first cycle in the cycle characteristic evaluation are defined as the initial charge capacity and the initial discharge capacity, and the efficiency calculated by the following formula (1) is defined as the initial charge-discharge efficiency.
Initial charge/discharge efficiency (%) = (1st cycle charge capacity/1st cycle discharge capacity) x 100 (1)

(3)容量維持率
サイクル特性評価における1サイクル目と20サイクル目のそれぞれの放電容量(活物質重量当たり)から、下記式(2)により容量維持率を算出した。
容量維持率(%)=(20サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100・・・(2)
(3) Capacity retention rate The capacity retention rate was calculated from the discharge capacity (per active material weight) at the 1st cycle and the 20th cycle in the cycle characteristic evaluation, using the following formula (2).
Capacity retention rate (%) = (discharge capacity at 20th cycle/discharge capacity at 1st cycle) x 100 (2)

(4)エネルギー密度維持率
サイクル特性評価における1サイクル目と20サイクル目のそれぞれの放電時のWh容量(活物質重量当たり)から、下記式(3)によりエネルギー密度維持率を算出した。
エネルギー密度維持率(%)=(20サイクル目の放電Wh容量/1サイクル目の放電Wh容量)×100・・・(3)
(4) Energy Density Retention Rate The energy density retention rate was calculated by the following formula (3) from the Wh capacity (per active material weight) during discharge at the 1st cycle and the 20th cycle in the cycle characteristics evaluation.
Energy density maintenance rate (%) = (Discharge Wh capacity at 20th cycle/Discharge Wh capacity at 1st cycle) x 100 (3)

Figure 0007315418000004
Figure 0007315418000004

Figure 0007315418000005
Figure 0007315418000005

Figure 0007315418000006
Figure 0007315418000006

Figure 0007315418000007
Figure 0007315418000007

Figure 0007315418000008
Figure 0007315418000008

<LCO試料5>
炭酸リチウム(平均粒子径5.7μm)及び四酸化三コバルト(平均粒子径2.5μm)とを秤量し、家庭用ミキサーで十分混合処理し、Li/Coのモル比が1.04の原料混合物を得た。
次いで、得られた原料混合物を、アルミナ製の鉢で1000℃で5時間大気中で焼成した。焼成終了後、該焼成品を粉砕、分級して、リチウムコバルト複合酸化物を得た。
<LCO sample 5>
Lithium carbonate (average particle size: 5.7 μm) and tricobalt tetroxide (average particle size: 2.5 μm) were weighed and thoroughly mixed in a home mixer to obtain a raw material mixture with a Li/Co molar ratio of 1.04.
Next, the obtained raw material mixture was calcined in an alumina pot at 1000° C. for 5 hours in the air. After firing, the fired product was pulverized and classified to obtain a lithium-cobalt composite oxide.

上記で得られたリチウムコバルト複合酸化物試料(LCO試料)の諸物性を表9に示す。なお、平均粒子径は(レーザ回折・散乱)法により求めた。 Table 9 shows various physical properties of the lithium cobalt composite oxide sample (LCO sample) obtained above. The average particle size was determined by the (laser diffraction/scattering) method.

Figure 0007315418000009
Figure 0007315418000009

(実施例5-1)
表9記載のLCO試料5を用い、硫酸マグネシウム含有表面処理液としてA-1及び乳酸チタンキレート含有表面処理液としてB-1を用い、表面処理後に全量乾燥させて得られた乾粉を800℃で5時間焼成し、加熱処理したこと以外は、実施例1-2と同様の操作にて、表10に示すTi含有化合物及びMg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(正極活物質試料)を得た。
次いで、上記と同様にして、電池性能試験を行った。その結果を表11に示す。
(Example 5-1)
Using LCO sample 5 shown in Table 9, using A-1 as a magnesium sulfate-containing surface treatment liquid and B-1 as a titanium lactate chelate-containing surface treatment liquid, dry powder obtained by drying the entire amount after surface treatment at 800 ° C. A Ti-containing compound and Mg-containing compound-attached lithium cobalt composite oxide particles (positive electrode active material sample) shown in Table 10 were obtained in the same manner as in Example 1-2 except that they were baked for 5 hours and heat-treated.
Then, a battery performance test was conducted in the same manner as described above. The results are shown in Table 11.

(比較例5-1)
表9記載のLCO試料5をそのまま800℃で5時間焼成して、加熱処理し、表10に示す正極活物質試料を得た。
次いで、上記と同様にして、電池性能試験を行った。その結果を表11に示す。
(Comparative Example 5-1)
The LCO sample 5 shown in Table 9 was baked as it was at 800° C. for 5 hours and heat-treated to obtain a positive electrode active material sample shown in Table 10.
Then, a battery performance test was conducted in the same manner as described above. The results are shown in Table 11.

Figure 0007315418000010
注)付着量は、LCO試料に対する原子換算のMg及び/又はTiの量をmol%で示した。
Figure 0007315418000010
Note) The amount of adhesion indicates the amount of Mg and/or Ti in terms of atoms with respect to the LCO sample in mol%.

Figure 0007315418000011
Figure 0007315418000011

Claims (8)

リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、チタンキレート化合物を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を得る工程(A1)を有し、前記加熱処理の温度が600~1000℃であり、前記チタンキレート化合物が下記一般式(1)で表されるチタンキレート化合物であることを特徴とする改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法。
一般式(1):
Ti(R (1)
(式中、R は、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アミノ基又はホスフィン類を示し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。Lはヒドロキシカルボン酸に由来する基を表し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。mは0以上3以下の数を示し、nは1以上3以下の数を示し、m+nは3~6である。)
A method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles, comprising a step (A1) of bringing lithium-cobalt-based composite oxide particles into contact with a surface treatment liquid containing a titanium chelate compound, followed by heat treatment to obtain modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1), wherein the temperature of the heat treatment is 600 to 1000° C., and the titanium chelate compound is a titanium chelate compound represented by the following general formula (1).
General formula (1):
Ti(R 1 ) m L n (1)
(In the formula, R 1 represents an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, or a phosphine, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. L represents a group derived from hydroxycarboxylic acid, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. m represents a number of 0 or more and 3 or less, n represents a number of 1 or more and 3 or less, and m+n is 3 to 6.)
更に、前記工程(A1)を行い得られる前記改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a1)を、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(a2)を得る工程(A2)を有することを特徴とする請求項1記載の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法。 2. The method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to claim 1, further comprising a step (A2) of obtaining modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a2) by contacting the modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (a1) obtained by performing the step (A1) with a surface treatment liquid containing a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, followed by heat treatment. リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)を得る工程(B1)と、
該Mg含有化合物付着リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b1)を、チタンキレート化合物を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(b2)を得る工程(B2)と、
を有し、前記工程(B2)の加熱処理の温度が600~1000℃であり、前記チタンキレート化合物が下記一般式(1)で表されるチタンキレート化合物であることを特徴とする改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法。
一般式(1):
Ti(R (1)
(式中、R は、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アミノ基又はホスフィン類を示し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。Lはヒドロキシカルボン酸に由来する基を表し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。mは0以上3以下の数を示し、nは1以上3以下の数を示し、m+nは3~6である。)
A step (B1) of obtaining Mg-containing compound-attached lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1) by contacting the lithium-cobalt-based composite oxide particles with a surface treatment liquid containing a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, followed by heat treatment;
A step (B2) of obtaining modified lithium-cobalt-based composite oxide particles (b2) by bringing the Mg-containing compound-attached lithium-cobalt-based composite oxide particles (b1) into contact with a surface treatment liquid containing a titanium chelate compound, followed by heat treatment;
, wherein the temperature of the heat treatment in step (B2) is 600 to 1000 ° C., and the titanium chelate compound is a titanium chelate compound represented by the following general formula (1). A method for producing modified lithium cobalt-based composite oxide particles.
General formula (1):
Ti(R 1 ) m L n (1)
(In the formula, R 1 represents an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, or a phosphine, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. L represents a group derived from hydroxycarboxylic acid, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. m represents a number of 0 or more and 3 or less, n represents a number of 1 or more and 3 or less, and m+n is 3 to 6.)
リチウムコバルト系複合酸化物粒子を、チタンキレート化合物と、Mg含有化合物又はMg含有化合物の前駆体と、を含む表面処理液に接触させた後、加熱処理することにより、改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子(c1)を得る工程(C)を有し、前記加熱処理の温度が600~1000℃であり、前記チタンキレート化合物が下記一般式(1)で表されるチタンキレート化合物であることを特徴とする改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法。
一般式(1):
Ti(R (1)
(式中、R は、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アミノ基又はホスフィン類を示し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。Lはヒドロキシカルボン酸に由来する基を表し、複数存在する場合、同一であってもよく、異なっていてもよい。mは0以上3以下の数を示し、nは1以上3以下の数を示し、m+nは3~6である。)
Lithium cobalt composite oxide particles are brought into contact with a surface treatment liquid containing a titanium chelate compound and a Mg-containing compound or a precursor of the Mg-containing compound, and then subjected to heat treatment to obtain modified lithium cobalt composite oxide particles (c1).
General formula (1):
Ti(R 1 ) m L n (1)
(In the formula, R 1 represents an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, or a phosphine, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. L represents a group derived from hydroxycarboxylic acid, and when there are a plurality of them, they may be the same or different. m represents a number of 0 or more and 3 or less, n represents a number of 1 or more and 3 or less, and m+n is 3 to 6.)
前記工程(A2)の加熱処理温度が、400~1000℃であることを特徴とする請求項記載の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法。 3. The method for producing modified lithium cobalt composite oxide particles according to claim 2, wherein the heat treatment temperature in step (A2) is 400 to 1000.degree. 前記工程(B1)の加熱処理温度が、400~1000℃であることを特徴とする請求項3記載の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法。 4. The method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to claim 3, wherein the heat treatment temperature in step (B1) is 400 to 1000.degree. 前記リチウムコバルト系複合酸化物粒子が、Li、Co及びO以外に、M元素(Mは、Mg、Al、Ti、Zr、Cu、Fe、Sr、Ca、V、Mo、Bi、Nb、Si、Zn、Ga、Ge、Sn、Ba、W、Na、K、Ni又はMnである。)のうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1~の何れか一項に記載の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法。 The modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to any one of claims 1 to 6 , wherein the lithium-cobalt-based composite oxide particles contain one or more of M elements (M is Mg, Al, Ti, Zr, Cu, Fe, Sr, Ca, V, Mo, Bi, Nb, Si, Zn, Ga, Ge, Sn, Ba, W, Na, K, Ni, or Mn) in addition to Li, Co, and O. manufacturing method. 前記M元素が、Ti、Mg及びCaから選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項記載の改質リチウムコバルト系複合酸化物粒子の製造方法。 8. The method for producing modified lithium-cobalt-based composite oxide particles according to claim 7 , wherein the element M is one or more selected from Ti, Mg and Ca.
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